專(zhuān)利名稱(chēng)：一種cmos圖像傳感器像素單元的版圖結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及圖像傳感器領(lǐng)域，特別涉及一種CMOS圖像傳感器像素單元的版圖結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
通常，圖像傳感器是指將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的裝置。圖像傳感器包括電荷耦合器件(CXD)和互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)圖像傳感器芯片CMOS圖像傳感器和傳統(tǒng)的C⑶傳感器相比具有的低功耗，低成本和與CMOS工藝兼容等特點(diǎn)，因此得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。現(xiàn)在CMOS圖像傳感器不僅用于消費(fèi)電子領(lǐng)域，例如微型數(shù)碼相機(jī)(DSC)，手機(jī)攝像頭，攝像機(jī)和數(shù)碼單反(DSLR)中，而且在汽車(chē)電子，監(jiān)控，生物技術(shù)和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域也得到了廣泛的應(yīng)用。常規(guī)的CMOS圖像傳感器像素單元的版圖結(jié)構(gòu)如圖1所示，其包含了兩個(gè)像素單元，包括光電二極管101a，IOlb兩個(gè)實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的感光單元，用于光電二極管復(fù)位的復(fù)位晶體管103，有源區(qū)102，用于電子傳輸?shù)膫鬏斁w管104a，104b，傳輸晶體管104a，104b共用懸浮漏極，懸浮漏極上電子轉(zhuǎn)換而成的電壓通過(guò)接觸孔107經(jīng)由金屬連線(xiàn)108連接到源極跟隨晶體管105，最后通過(guò)控制行選擇晶體管106將信號(hào)輸出。其中光電二極管101和傳輸晶體管104是獨(dú)立使用的，復(fù)位晶體管103，行選擇晶體管106和源極跟隨晶體管105是兩個(gè)像素單元共用的。其工作過(guò)程為首先通過(guò)打開(kāi)復(fù)位晶體管103,傳輸晶體管104a和傳輸晶體管104b,對(duì)光電二極管IOla和光電二極管IOlb進(jìn)行復(fù)位，接著關(guān)斷復(fù)位晶體管103，傳輸晶體管104a和傳輸晶體管104b，對(duì)像素單元進(jìn)行曝光，通過(guò)光電二極管101a，IOlb完成光電轉(zhuǎn)換；接著重新打開(kāi)傳輸晶體管104a，源極跟隨晶體管105和行選擇晶體管106，進(jìn)行光電二極管IOla中信號(hào)的讀出；隨后關(guān)閉傳輸晶體管104a，打開(kāi)傳輸管104b，保持源極跟隨晶體管105和行選擇晶體管106導(dǎo)通，進(jìn)行光電二極管IOlb中信號(hào)的讀出，因此在兩個(gè)像素單元的復(fù)位和讀出過(guò)程中，復(fù)位晶體管103，源極跟隨晶體管105和行選擇晶體管106始終處于導(dǎo)通狀態(tài)，而這三個(gè)晶體管較為靠近光電二極管101b，而離光電二極管IOla較遠(yuǎn)，因此容易對(duì)光電二極管101a，IOlb中存儲(chǔ)的電子數(shù)量產(chǎn)生影響，最終圖像輸出出現(xiàn)奇數(shù)列和偶數(shù)列的明暗差別。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種CMOS圖像傳感器像素單元的版圖結(jié)構(gòu)，能夠有 效消除圖像的奇數(shù)列和偶數(shù)列的明暗差別，以提高圖像質(zhì)量。為達(dá)成上述目的，本實(shí)用新型提供一種CMOS圖像傳感器像素單元的版圖結(jié)構(gòu)，包括多個(gè)像素單元對(duì)，每一個(gè)所述像素單元對(duì)包括一對(duì)光電二極管；一對(duì)傳輸晶體管，對(duì)應(yīng)于所述一對(duì)光電二極管；以及共用有源區(qū)的源極跟隨晶體管，復(fù)位晶體管以及行選擇晶體管；其中，所述一對(duì)光電二極管及所述一對(duì)傳輸晶體管在所述源極跟隨晶體管，復(fù)位晶體管以及行選擇晶體管的兩側(cè)對(duì)稱(chēng)設(shè)置；所述一對(duì)傳輸晶體管的懸浮漏極分開(kāi)設(shè)置。[0008]進(jìn)一步的，所述一對(duì)傳輸晶體管的懸浮漏極通過(guò)接觸孔由金屬連線(xiàn)分別引出連接至所述源極跟隨晶體管的接觸孔，以與所述源極跟隨晶體管的柵極相連。進(jìn)一步的，所述源極跟隨晶體管的接觸孔分別對(duì)稱(chēng)在所述源極跟隨晶體管柵極的兩側(cè)對(duì)稱(chēng)設(shè)置。進(jìn)一步的，所述一對(duì)光電二極管的長(zhǎng)度和寬度相同。進(jìn)一步的，所述一對(duì)傳輸晶體管的長(zhǎng)度和寬度相同。進(jìn)一步的，分別引出所述一對(duì)傳輸晶體管懸浮漏極的金屬連線(xiàn)的長(zhǎng)度和線(xiàn)寬相同。進(jìn)一步的，所述源極跟隨晶體管，復(fù)位晶體管以及行選擇晶體管沿第一方向設(shè)置；所述一對(duì)傳輸晶體管沿第二方向設(shè)置，所述第二方向與所述第一方向垂直。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于，通過(guò)將像素單元對(duì)中的一對(duì)光電二極管和一對(duì)傳輸晶體管相對(duì)于共用有源區(qū)的源極跟隨晶體管，復(fù)位晶體管以及行選擇晶體管完全對(duì)稱(chēng)設(shè)置，消除了圖像的奇數(shù)列和偶數(shù)列的明暗差別，提高圖像質(zhì)量。此外，通過(guò)將一對(duì)傳輸晶體管的懸浮漏極分開(kāi)設(shè)置，使后續(xù)金屬連線(xiàn)布線(xiàn)也更為靈活方便。

圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)中CMOS圖像傳感器像素單元版圖結(jié)構(gòu)的示意圖。圖2所示為本實(shí)用新型實(shí)施例的CMOS圖像傳感器像素單元版圖結(jié)構(gòu)的示意圖。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的內(nèi)容更加清楚易懂，以下結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖，對(duì)本實(shí)用新型的內(nèi)容作進(jìn)一步說(shuō)明。當(dāng)然本實(shí)用新型并不局限于該具體實(shí)施例，本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員所熟知的一般替換也涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。此外，本實(shí)用新型利用示意圖進(jìn)行了詳細(xì)的表述，在詳述本實(shí)用新型實(shí)施例時(shí)，為了便于說(shuō)明，示意圖不依照一般比例局部放大，不應(yīng)以此作為對(duì)本實(shí)用新型的限定。圖2為本實(shí)用新型的CMOS圖像傳感器像素單元版圖結(jié)構(gòu)的示意圖。CMOS圖像傳感器像素單元的版圖結(jié)構(gòu)包括多個(gè)成對(duì)的像素單元，也即是像素單元對(duì)，如圖2所不,每一個(gè)像素單兀對(duì)包括一對(duì)光電二極管201a, 201b和對(duì)應(yīng)于該對(duì)光電二極管的一對(duì)傳輸晶體管204a，204b,且該對(duì)光電二極管201a，201b相互獨(dú)立，該對(duì)傳輸晶體管204a, 204b也相互獨(dú)立分開(kāi)設(shè)置。此外，每一個(gè)像素單元對(duì)還包括共用有源區(qū)202的源極跟隨晶體管205，復(fù)位晶體管203以及行選擇晶體管206。每一個(gè)像素單元對(duì)共用源極跟隨晶體管205，復(fù)位晶體管203以及行選擇晶體管206。值得注意的是，本實(shí)施例中，源極跟隨晶體管205，復(fù)位晶體管203以及行選擇晶體管206是沿第一方向設(shè)置于光電二極管201a，201b之間，且光電二極管201a，201b在源極跟隨晶體管205，復(fù)位晶體管203以及行選擇晶體管206左右兩側(cè)呈對(duì)稱(chēng)放置。較佳的，光電二極管201a，201b的長(zhǎng)度和寬度完全一致，因此，從光電二極管201a，201b的邊緣到復(fù)位晶體管203，源極跟隨晶體管205和行選擇晶體管206的距離完 全相同，使得像素單元對(duì)在工作中，復(fù)位晶體管203，源極跟隨晶體管205和行選擇晶體管206對(duì)兩側(cè)的光電二極管201a，201b的影響完全一致。進(jìn)一步的，傳輸晶體管204a, 204b是沿第二方向設(shè)置,第二方向與第一方向垂直,且傳輸晶體管204a, 204b同樣在源極跟隨晶體管205，復(fù)位晶體管203以及行選擇晶體管206左右兩側(cè)對(duì)稱(chēng)設(shè)置。傳輸晶體管204a，204b的懸浮漏極通過(guò)接觸孔208分別由金屬連線(xiàn)207引出連接至源極跟隨晶體管205的接觸孔，從而與源極跟隨晶體管205的柵極相連。較佳的，傳輸晶體管204a，204b的長(zhǎng)度和寬度完全相同，金屬連線(xiàn)207的長(zhǎng)度和線(xiàn)寬也完全相同，源極跟隨晶體管205上的接觸孔對(duì)稱(chēng)位于源極跟隨晶體管205柵極的左右兩側(cè)，從而傳輸晶體管204a，204b在源極跟隨晶體管205，復(fù)位晶體管203以及行選擇晶體管206左右兩側(cè)呈完全對(duì)稱(chēng)。由以上可知，通過(guò)將一對(duì)光電二極管201a，201b和一對(duì)傳輸晶體管204a，204b在共用有源區(qū)202的源極跟隨晶體管205，復(fù)位晶體管203以及行選擇晶體管206左右兩側(cè)呈完全對(duì)稱(chēng)，能夠消除圖像的奇數(shù)列和偶數(shù)列的明暗差別，以提高圖像質(zhì)量。值得注意的是，本實(shí)施例中，傳輸晶體管204a，204b的懸浮漏極也是分開(kāi)設(shè)置，這是因?yàn)樵礃O跟隨晶體管205，復(fù)位晶體管203以及行選擇晶體管206被成對(duì)的像素單元所共用，其與光電二極管201a，201b之間的連接需要通過(guò)多條金屬連線(xiàn)布線(xiàn)，而將傳輸晶體管204a，204b的懸浮漏極分開(kāi)設(shè)置，能夠使后續(xù)的金屬布線(xiàn)更為靈活。綜上所述，本實(shí)用新型CMOS圖像傳感器像素單元的版圖結(jié)構(gòu)通過(guò)將像素單元對(duì)中的一對(duì)光電二極管和一對(duì)傳輸晶體管在共用有源區(qū)的源極跟隨晶體管，復(fù)位晶體管以及行選擇晶體管兩側(cè)完 全對(duì)稱(chēng)設(shè)置，消除了圖像的奇數(shù)列和偶數(shù)列的明暗差別，提高了圖像質(zhì)量。此外，通過(guò)將該對(duì)傳輸晶體管的懸浮漏極分開(kāi)設(shè)置，使后續(xù)金屬連線(xiàn)布線(xiàn)也更為靈活方便。雖然本實(shí)用新型已以較佳實(shí)施例揭示如上，然所述諸多實(shí)施例僅為了便于說(shuō)明而舉例而已，并非用以限定本實(shí)用新型，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下可作若干的更動(dòng)與潤(rùn)飾，本實(shí)用新型所主張的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求書(shū)所述為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種CMOS圖像傳感器像素單元的版圖結(jié)構(gòu)，包括多個(gè)像素單元對(duì)，其特征在于，每一個(gè)所述像素單元對(duì)包括: 一對(duì)光電二極管； 一對(duì)傳輸晶體管，對(duì)應(yīng)于所述一對(duì)光電二極管；以及 共用有源區(qū)的源極跟隨晶體管，復(fù)位晶體管以及行選擇晶體管； 其中，所述一對(duì)光電二極管及所述一對(duì)傳輸晶體管在所述源極跟隨晶體管，復(fù)位晶體管以及行選擇晶體管的兩側(cè)對(duì)稱(chēng)設(shè)置；所述一對(duì)傳輸晶體管的懸浮漏極分開(kāi)設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CMOS圖像傳感器像素單元的版圖結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述一對(duì)傳輸晶體管的懸浮漏極通過(guò)接觸孔由金屬連線(xiàn)分別引出連接至所述源極跟隨晶體管的接觸孔，以與所述源極跟隨晶體管的柵極相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的CMOS圖像傳感器像素單元的版圖結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述源極跟隨晶體管的接觸孔分別在所述源極跟隨晶體管柵極的兩側(cè)對(duì)稱(chēng)設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CMOS圖像傳感器像素單元的版圖結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述一對(duì)光電二極管的長(zhǎng)度和寬度相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CMOS圖像傳感器像素單元的版圖結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述一對(duì)傳輸晶體管的長(zhǎng)度和寬度相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的CMOS圖像傳感器像素單元的版圖結(jié)構(gòu)，其特征在于，分別引出所述一對(duì)傳輸晶 體管懸浮漏極的金屬連線(xiàn)的長(zhǎng)度和線(xiàn)寬相同。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的CMOS圖像傳感器像素單元的版圖結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述源極跟隨晶體管，復(fù)位晶體管以及行選擇晶體管沿第一方向設(shè)置；所述一對(duì)傳輸晶體管沿第二方向設(shè)置，所述第二方向與所述第一方向垂直。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種CMOS圖像傳感器像素單元的版圖結(jié)構(gòu)，包括多個(gè)像素單元對(duì)，每一個(gè)像素單元對(duì)包括一對(duì)光電二極管；一對(duì)傳輸晶體管，對(duì)應(yīng)于該對(duì)光電二極管；以及共用有源區(qū)的源極跟隨晶體管，復(fù)位晶體管以及行選擇晶體管；其中，該對(duì)光電二極管及該對(duì)傳輸晶體管在所述源極跟隨晶體管，復(fù)位晶體管以及行選擇晶體管的兩側(cè)對(duì)稱(chēng)設(shè)置；該對(duì)傳輸晶體管的懸浮漏極分開(kāi)設(shè)置。本實(shí)用新型能夠有效消除圖像的奇數(shù)列和偶數(shù)列的明暗差別，提高圖像質(zhì)量。
文檔編號(hào)H01L27/146GK203103304SQ20122057841
公開(kāi)日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2012年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月5日
發(fā)明者顧學(xué)強(qiáng), 周偉 申請(qǐng)人:上海集成電路研發(fā)中心有限公司