[发明专利]一种焦平面读出电路像素阵列的布图方法和金属布线结构

摘要

本发明公开了一种焦平面读出电路像素阵列的布图方法和金属布线结构，属于微电子及光电子领域中成像系统读出电路中的像素阵列设计技术领域。本发明通过确定像素的特殊排列方式和新型的像素布图结构，并在此基础上采用特殊的探测器阵列、像素阵列连接方式进行布图，布图可以采用反转、移位的重复对称布图方式。根据本发明的布图方法提出一种金属布线结构：水平方向长走线与垂直方向长走线采用不同的金属层，避免同层金属线交叉；水平方向长走线采用Metal2、垂直方向长走线采用Metal1；垂直方向短走线采用Metal1。采用本发明的布图方法和金属布线结构，不仅实现了OES结构，并且使阵列的走线简单、积分电容的面积利用率高。

主权项

1.一种焦平面读出电路像素阵列的布图方法，其步骤包括：(1)确定像素的排列方式以及像素布图结构：以4×4个像素单元作为一个设计模块，在每个像素中添加一个测试管Mtest；像素在物理上从上往下依次为Pixel(4n+1，4m+i)、Pixel(4n+3，4m+i)、Pixel(4n+2，4m+i)、Pixel(4n+4，4m+i)，其中i＝1、2、3、4，n、m为整数；从左往右依次为Pixel(4n+i，4m+1)、Pixel(4n+i，4m+2)、Pixel(4n+i，4m+3)、Pixel(4n+i，4m+4)，其中i＝1、2、3、4，n、m为整数；将设计模块划分为五个组，其中第三组、第五组的像素各有两个在相邻设计模块中，第一组：Pixel(4n+l，4m+1)、Pixel(4n+3，4m+1)、Pixel(4n+1，4m+2)、Pixel(4n+3，4m+2)；第二组：Pixel(4n+1，4m+3)、Pixel(4n+3，4m+3)、Pixel(4n+]1，4m+4)、Pixel(4n+3，4m+4)；第三组：Pixel(4n+2，4m+1)、Pixel(4n+4，4m+1)与左相邻设计模块的Pixel(4n+2，4m)、Pixel(4n+4，4m)；第四组：Pixel(4n+2，4m+2)、Pixel(4n+4，4m+2)、Pixel(4n+2，4m+3)、Pixel(4n+4，4m+3)；第五组：Pixel(4n+2，4m+4)、Pixel(4n+4，4m+4)与右相邻设计模块的Pixel(4n+2，4m+5)、Pixel(4n+4，4m+5)；其中n、m为整数；像素布图结构为：像素包括积分控制管Mint、行选择管Msw、测试管Mtest与积分电容Mc，同一组四个像素的积分控制管Mint、行选择管Msw、测试管Mtest放置于组的中央位置；同一像素单元中，测试管Mtest与积分控制管Mint共用一有源区，积分控制管Mint与行选择管Msw共用一有源区；Pixel(4n+1，4m+i)与Pixel(4n+3，4m+i)的行选择管Msw共用一有源区，Pixel(4n+2，4m+i)与Pixel(4n+4，4m+i)的行选择管Msw共用一有源区，其中i＝1、2、3、4，n、m为整数；积分电容Mc的源漏接地线Gnd，与相邻组中的积分电容Mc共用有源区；同一组中左右相邻的测试管Mtest共用Poly作为栅，积分控制管Mint、积分电容Mc也共用Poly作为栅；(2)确定探测器阵列、像素阵列连接方式：探测器在物理上从上往下依次为Det(4n+1，4m+i)、Det(4n+2，4m+i)、Det(4n+3，4m+i)、Det(4n+4，4m+i)，Det(4n+1，4m+i)与Pixel(4n+1，4m+i)，Det(4n+4，4m+i)与Pixel(4n+4，4m+i)在物理位置上一一对应直接相连，Det(4n+2，4m+i)在物理位置上与Pixel(4n+3，4m+i)对应，Det(4n+3，4m+i)在物理位置上与Pixel(4n+2，4m+i)对应，Det(4n+2，4m+i)与Pixel(4n+2，4m+i)间的连线、Det(4n+3，4m+i)与Pixel(4n+3，4m+i)间的连线跨越上下两个组，其中i＝1、2、3、4，n、m为整数；(3)按照如前所述的像素排列方式、像素布图结构和探测器阵列、像素阵列连接方式进行布图。