专利名称：可增加填满系数的互补式金氧半影像传感器结构的利记博彩app
技术领域：
本发明是有关于一种互补式金氧半影像传感器结构，且特别是有关于一种可增加填满系数的互补式金氧半影像传感器结构。
此情形可以N型井与P型基底做成的光二极管来改善，因N型井为低浓度掺杂，其空乏区较大，故其光电转换效率较佳，也就增加了影像传感器的灵敏度，然而因工艺设计规则的限制，N型井的最小尺寸很大，且元件中其余三个N型晶体管(N-channel MOS-FET)与N型井的距离也很大，导致以此方式做成的影像传感器元件尺寸变大，其填满系数(Fill Factor)因而减少，影像传感器的其余特性于是变差。
为达上述及其它目的，本发明提供一种可增加填满系数的互补式金氧半影像传感器结构，其包括光二极管、重置晶体管、源极随藕器晶体管及输出选择晶体管。其中的光二极管用来接收光源的照射，并依据光源的强度反应一光二极管电位，其是由P型基底上的N型井所形成；重置晶体管用来重置此光二极管电位至重置准位，其是由N型井外的P型基底上的N型掺杂区形成；源极随藕器晶体管用来提供此光二极管电位的输出电流，以读取此光二极管电位，其是由N型井上的P型掺杂区所形成；输出选择晶体管用来选择是否读取此光二极管电位，同样是由N型井上的P型掺杂区所形成。
本发明另提供一种可增加填满系数的互补式金氧半影像传感器结构，其包括光二极管、重置二极管、源极随藕器晶体管及输出选择晶体管。其中的光二极管用来接收光源的照射，并依据光源的强度反应一光二极管电位，其是由P型基底上的N型井形成；重置二极管用来重置此光二极管电位至重置准位，其是由N型井上的P型掺杂区形成；源极随藕器晶体管用来提供此光二极管电位的输出电流，以读取此光二极管电位，其是由N型井上的P型掺杂区形成；输出选择晶体管用来选择是否读取此光二极管电位，同样是由N型井上的P型掺杂区形成。
本发明还提供一种可增加填满系数的互补式金氧半影像传感器结构，其包括光二极管、源极随藕器晶体管及输出选择晶体管。其中的光二极管用来接收光源的照射，并依据光源的强度反应一光二极管电位，其是由P型基底上的N型井形成；源极随藕器晶体管用来提供此光二极管电位的输出电流，以读取此光二极管电位，其是由N型井上的源极P型掺杂区及漏极P型掺杂区形成，其中漏极P型掺杂区也同时作为重置二极管使用，可重置此光二极管电位至重置准位；输出选择晶体管用来选择是否读取此光二极管电位，同样是由N型井上的P型掺杂区形成。
此外，本发明所提供的任一种可增加填满系数的互补式金氧半影像传感器结构可配合电位读取电路将输出选择晶体管予以省略。
由上述说明可知，本发明所提供的可增加填满系数的互补式金氧半影像传感器结构是针对工艺设计规则的限制加以改善，将原先的三个N型晶体管中的源极随藕器晶体管及输出选择晶体管改为P型晶体管，并将此P型晶体管直接制作于光二极管的N型井上，因此扣除晶体管部分，整个N型井皆为照光区域，填满系数于是大为提高。此结构适用于所有工艺，并且越先进的工艺改进的效果越显著，此外，N型井上可轻易地利用P型掺杂，在不更动任何工艺下做成pin diode，以减少二极管的暗电流，并多了P型掺杂与N型井间的空乏区产生的照光区，且在包含自我对准金属化(Self-Align Slicide，Salicide)工艺中，也因为N型井上方为厚氧化层保护，所以并不会铺上金属氧化层，使得光的入射率不受此种工艺而降低。
另外，将重置晶体管改为重置二极管的结构，还可因减少了一个晶体管，而使得其填满系数更高，且因元件操作时重置电压为低电压(0V)，而于重置状态时，源极随藕器并不作用，所以可以将重置二极管省略，利用源极随藕器晶体管的漏极P型掺杂区同时作为重置二极管使用，当元件位于重置状态时，源极随藕器晶体管的漏极P型掺杂区给予一个高电压，此时其作用为重置二极管，而当元件位于操作状态时，给予一个低电压，此时其作用为源极随藕器晶体管的漏极端，如此填满系数将再改进。
此外，可以配合电位读取电路将同一行的元件于同一段时间只操作其中的一传感器元件，其余皆偏压于重置状态，所以其余元件的N型井电压会比操作中的传感器高，此时若将每个元件连结输出线的输出选择晶体管均予导通，则输出线的电位将为操作中影像传感器较低电位的源极随藕器所决定，因此，依据此项操作特性可再将输出选择晶体管予以省略，如此填满系数将更高。
图8为根据本发明第四实施例的改进基板效应等效电路示意图。
附图
标记说明110光二极管120重置晶体管130源极随藕器晶体管140输出选择晶体管210光二极管220重置晶体管230源极随藕器晶体管240输出选择晶体管250P型掺杂区260N型井310输出线410光二极管420重置二极管430源极随藕器晶体管440输出选择晶体管510光二极管520重置二极管530源极随藕器晶体管610光二极管620源极随藕器晶体管630漏极P型掺杂区810N型井
820源极随藕器晶体管请合并参考图2及图3，图2为根据本发明第一实施例的主动式光二极管影像传感器结构示意图，图3则为其等效电路示意图，图中显示此根据本发明第一实施例的主动式光二极管影像传感器结构包括光二极管210、重置晶体管220、输出选择晶体管240及源极随藕器晶体管230。其中的光二极管210用来接收光源的照射，并依据光源的强度反应一光二极管电位，其由P型基底上的N型井形成；重置晶体管220用来重置此光二极管电位至重置准位，其由N型井外的P型基底上的N型掺杂区形成；源极随藕器晶体管230用来提供此光二极管电位的输出电流，以读取此光二极管电位，其由N型井上的P型掺杂区形成；而输出选择晶体管240则用来选择是否读取此光二极管电位，且同样由N型井上的P型掺杂区形成。由图中可知已将原先的三个N型晶体管中的源极随藕器晶体管230及输出选择晶体管240改为P型晶体管，并将此P型晶体管直接制作于光二极管的N型井上，因此扣除晶体管部分，整个N型井皆为照光区域，填满系数于是大为提高。此结构适用于所有工艺，并且越先进的工艺改进的效果越显著，此外，N型井上可轻易地利用P型掺杂，在不更动任何工艺下做成pin diode，以减少二极管的暗电流，并多了P型掺杂与N型井间的空乏区产生的照光区，且在包含自我对准金属化(Self-Align Slicide，Salicide)工艺中，也因为N型井上方为厚氧化层保护，所以并不会铺上金属氧化层，使得光的入射率不受此种工艺而降低。但此结构因其输出级已以P型源极随藕器晶体管取代，且如图3所示，其输出线310连结每个元件的P型掺杂区250，因此会有P型掺杂区250与N型井260间顺向导通的情况产生，为了避免此一问题，必须配合改变其读取时序，当某个元件在操作时，共享同一个输出线的同行元件的重置晶体管将予以导通，使得不操作的元件中的N型井偏压于较高位准的重置电压，避免P型掺杂区250与N型井260间顺向导通的情况产生。
请参考图4，图4为根据本发明第二实施例的主动式光二极管影像传感器结构示意图，图中显示此第二实施例的主动式光二极管影像传感器结构包括光二极管410、重置二极管420、输出选择晶体管440及源极随藕器晶体管430。其结构与第一实施例的主动式光二极管影像传感器结构大致相同，惟其重置操作机制已被重置二极管所取代，此重置二极管由N型井上的P型掺杂区所形成，其操作方式为当Vreset给一个高电压时，会使重置二极管导通，将N型井拉至距Vreset一个二极管跨压(VD)的重置准位，达到重置的效果，而当Vreset给一个低电压时，重置二极管逆偏，所以N型井位准变为浮动，开始因照光而改变。此结构因减少了一个晶体管，而使得其填满系数更高。
请参考图5，图5为根据本发明第三实施例的主动式光二极管影像传感器结构示意图，图中显示此第三实施例的主动式光二极管影像传感器结构包括光二极管510、重置二极管520及源极随藕器晶体管530。将此结构与第二实施例的结构相比，可以发现其省略了输出选择晶体管440，其理由为为了避免输出点的P型掺杂与N型井顺向导通，所以其电位读取电路将同一行的元件于同一段时间只操作其中的一传感器元件，其余皆偏压于重置状态，因此其余元件的N型井电压会比操作中的传感器高，此时若将每个元件连结输出线的输出选择晶体管均予导通，则输出线的电位将为操作中影像传感器较低电位的源极随藕器所决定，因此，依据此项操作特性可将输出选择晶体管予以省略。同样的理由也适用于第一实施例的主动式光二极管影像传感器结构，也就是说第一实施例的主动式光二极管影像传感器结构中的输出选择晶体管240也可省略，如此填满系数将更高。
请参考图6，图6为根据本发明第四实施例的主动式光二极管影像传感器结构示意图，图中显示此第四实施例的主动式光二极管影像传感器结构包括光二极管610及源极随藕器晶体管620。将此结构与第三实施例的结构相较，可以发现其省略了重置二极管520，其理由为在元件操作时重置电压为低电压(0V)，且于重置状态时，源极随藕器晶体管620并不作用，所以可以将重置二极管予以省略，而利用源极随藕器晶体管620的漏极P型掺杂区630同时作为重置二极管使用。当元件位于重置状态时，源极随藕器晶体管620的漏极P型掺杂区630给予一个高电压，此时其作用为重置二极管，而当元件位于操作状态时，给予一个低电压，此时其作用为源极随藕器晶体管620的漏极端，如此填满系数将再改进。当然此种结构也可包括输出选择晶体管。
以上所述的几种可增加填满系数的互补式金氧半影像传感器结构可能会有不易估计的基板效应(Body Effect)，其原因为源极随藕器晶体管会因N型井电压改变而产生不易估计的基板效应，为解决此问题可如图7的联机示意图及图8的等效电路示意图所示，将N型井810的电压输入至下一个传感器的源极随藕器晶体管820，因为下一个传感器此时并未操作，所以N型井偏压于高位准而不随照光改变，因此源极随藕器晶体管的基板效应易于估计。
虽然本发明已以一实施例说明如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当以权利要求书为准。
权利要求
1.一种可增加填满系数的互补式金氧半影像传感器结构，其特征为包括一光二极管，用以接收一光源的照射，并依据该光源的强度反应一光二极管电位，其由一P型基底上的一N型井所形成；一重置晶体管，用以重置该光二极管电位至重置准位，其由该N型井外的该P型基底上的N型掺杂区所形成；以及一源极随藕器晶体管，用以提供该光二极管电位的输出电流，以读取该光二极管电位，其由该N型井上的第一及第二P型掺杂区所形成。
2.如权利要求1所述的可增加填满系数的互补式金氧半影像传感器结构，其特征为还包括一输出选择晶体管，用以选择是否读取该光二极管电位，其由该N型井上的第二及第三P型掺杂区所形成。
3.一种可增加填满系数的互补式金氧半影像传感器结构，其特征为包括一光二极管，用以接收一光源的照射，并依据该光源的强度反应一光二极管电位，其由一P型基底上的一N型井所形成；一重置二极管，用以重置该光二极管电位至重置准位，其由该N型井上的第一P型掺杂区形成；以及一源极随藕器晶体管，用以提供该光二极管电位的输出电流，以读取该光二极管电位，其由该N型井上的第二及第三P型掺杂区所形成。
4.如权利要求3所述的可增加填满系数的互补式金氧半影像传感器结构，其特征为还包括一输出选择晶体管，用以选择是否读取该光二极管电位，其由该N型井上的第三及第四P型掺杂区所形成。
5.一种可增加填满系数的互补式金氧半影像传感器结构，其特征为包括一光二极管，用以接收一光源的照射，并依据该光源的强度反应一光二极管电位，其由一P型基底上的一N型井所形成；以及一源极随藕器晶体管，用以提供该光二极管电位的输出电流，以读取该光二极管电位，其由该N型井上的一源极P型掺杂区及一漏极P型掺杂区所形成，其中该漏极P型掺杂区也同时作为重置二极管使用，可重置该光二极管电位至重置准位。
6.如权利要求5所述的可增加填满系数的互补式金氧半影像传感器结构，其特征为还包括一输出选择晶体管，用以选择是否读取该光二极管电位，其由该N型井上的P型掺杂区所形成。
7.一种可增加填满系数的互补式金氧半影像传感器联机方式，其特征为该影像传感器至少包括一光二极管，用以接收一光源的照射，并依据该光源的强度反应一光二极管电位，其由一P型基底上的一N型井所形成；以及一源极随藕器晶体管，用以提供该光二极管电位的输出电流，以读取该光二极管电位，其由该N型井上的一源极P型掺杂区及一漏极P型掺杂区所形成；其中该光二极管的阴极联机至另一影像传感器单元的该源极随藕器晶体管的栅极，使该光二极管电位由另一影像传感器单元的该源极随藕器晶体管输出，以获得易于估计的基板效应。
全文摘要
一种可增加填满系数的互补式金氧半影像传感器结构，是将一光二极管与三个N型晶体管所组成的影像传感器，因工艺规则造成的填满系数限制加以改善，以增加其填满系数。其中的一例是将两个N型晶体管改为P型晶体管，并直接制作于光二极管的N型井上，再一例则将另一N型重置晶体管改为重置二极管，且也直接制作于光二极管的N型井上，另一例还将其中的重置二极管与源极随藕器晶体管共享，此三例均可将其中的输出选择晶体管省略，以进一步提高其填满系数。
文档编号H01L27/14GK1437264SQ0210350
公开日2003年8月20日 申请日期2002年2月6日 优先权日2002年2月6日
发明者张贤钧, 金雅琴 申请人:双汉科技股份有限公司