图像传感器制造技术

一种图像传感器，所述图像传感器包括：多个像素单元，包括感光单元和读出电路；感光单元包括光电二极管和传输管；读出电路包括复位管、源跟随器和行选通管；一个像素单元中位于同一列的感光单元共用一读出电路；传输管行连接线，用于加载传输管导通信号，同一行的传输管共用一传输管行连接线；与读出电路相连的信号列连接线，用于输出信号；与读出电路的行选通管相连的行选通管行连接线，用于向行选通管加载行选通管导通信号；一个像素单元中的各读出电路共用一信号列连接线；一个像素单元中的行选通管行连接线用于分时加载行选通管导通信号，使一个像素单元中各读出电路分时输出信号。本实用新型专利技术可减小金属层挡光的问题。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及图像处理领域，尤其涉及ー种图像传感器。
技术介绍
图像传感器属于光电产业里的光电元件类，随着数码技术、半导体制造技术以及网络的迅速发展，目前市场和业界都面临着跨越各平台的视讯、影音、通讯大整合时代的到来，勾划着未来人类的日常生活的美景。因此，图像传感器产品成为当前以及未来业界关注的对象，吸引着众多厂商投入。以产品类别区分，图像传感器产品主要分为CCD图像传感器(电荷耦合图像传感器)、CMOS图像传感器(互补型金属氧化物图像传感器)。现有的CMOS图像传感器的像素结构主要分为两种，分别为3T像素结构和4T像素结构。3T像素结构中每ー个像素包括ー个光电ニ极管、一个复位管、一个行选通管和ー个源跟随器。4T像素结构比3T像素结构增加了一个传输管。对于4T像素结构，每ー个光电ニ极管总是需要一个传输管，所述传输管使光电ニ极管的可控性更好，可以有效地降低热噪声和暗电流。图I示出了现有技术中4T像素结构的电路示意图。如图I所示，4T像素结构的像素包括光电ニ极管11和4个晶体管，其中，光电ニ极管11和传输管12构成感光単元，所述传输管12用于将光电ニ极管(Photo Diode, PD) 11产生的电荷传输到浮置扩散区(Floating Diffusion, FD)，复位管13用于对浮置扩散区复位，源跟随器14用于将浮置扩散区的电信号放大输出。所述像素的工作过程是使光电ニ极管11接收光，以收集光生电荷；之后导通行选通管15，选通这一行；打开复位管13，之后关闭复位管13，使各感光単元的浮置扩散区处于复位状态，通过源跟随器14和行选通管15读出复位电平；然后打开传输管12并关闭传输管12 (此时光电ニ极管11进入积分时间，即接收光以收集光生电荷的时间)，通过源跟随器14和行选通管15读出信号电平，所述复位电平和信号电平相减获得读出信号。最后关闭行选通管15，对下一行进行类似操作，从而获得各感光単元的读出信号。图像传感器除了设置有上述具有不同作用的晶体管，还设置有与晶体管相连的金属层，用以向晶体管提供信号，或者从晶体管中读出信号。比如与各感光単元中传输管12的栅极相连的行方向金属层，用于向传输管12提供导通信号。又比如与像素中行选通管15的源极相连的列方向金属层，用于输出信号。通常所述金属层与各像素均相连，通常贯穿图像传感器的行或列。随着像素越做越小，金属层围成的开ロ也逐渐减小。为了增大所述开ロ，现有技术中发展了多像素共享结构。在所述多像素共享结构中，多个像素共享部分晶体管，以减小晶体管的数量，从而可以增大光电ニ极管11的面积。參考图2,示出了现有技术中8像素共享结构一实施例的示意图。如图2所示,所述8像素共享结构中每ー像素单元均包括成4X2 (4行2列)型的矩阵式排布的感光単元，姆个感光单兀均包括一光电ニ极管F1Di (i=0、l、2......7)以及与光电ニ极管相连的传输管TXi (i=0、l、2......7)。所述8像素共享结构还包括与各传输管TXi (i=0、l、2……7)相连的行连接线Ri(i=0、I、2……7)，具体地，每个感光单元的传输管TXi(i=0、I、2……7)的栅极和与其对应的行连接线Ri (i=0、l、2……7)相连。在图像传感器的工作过程中，向所述行连接线Ri (i=0,1、2……7)上依次加载传输管导通信号，以依次导通各感光単元中的传输管TXi (i=0、l、2......7)。所述8感光単元共享结构共享ー复位管RST、源跟随器SF和行选通管SEL，所述复位管RST、源跟随器SF和行选通管SEL构成读出电路，以实现对信号的读出。具体地，所述复位管RST和源跟随器SF的漏极均和电源电压相连，经由列连接线VDD加载电源电压，所述行选通管SEL的源极与列连接线PXD相连，经由列连接线PXD输出信号。所述8像素共享结构在列方向设置有两条列连接线VDD、PXD。由于复位管RST需要加载复位管导通信号，行选通管SEL的栅极需要加载行选通管导通信号，所述8像素共享结构在行方向上设置有分别与复位管RST的栅极和行选通管SEL的栅极相连的行连接线(图中未示出)，还设置有图I所示的8条与传输管的栅极相连的行连接线Ri(i=0、l、2……7)。由此可见所述8像素共享结构在行方向总共设置有10条连接线。较多的行、列连接线容易造成金属层挡光现象。
技术实现思路
本技术提供ー种图像传感器，以减小金属层挡光的问题。为解决上述问题，本技术提供ー种图像传感器，包括多个像素単元，所述像素单元包括多个呈行列排布的感光单元以及与感光单元相连的读出电路；所述感光单元包括光电ニ极管和传输管；所述读出电路包括复位管、源跟随器和行选通管；一个像素単元中位于同一列的感光単元共用ー读出电路；所述图像传感器还包括与所述传输管相连的传输管行连接线，用于加载传输管导通信号，同一行的传输管共用一传输管行连接线；所述图像传感器还包括与所述读出电路相连的电源列连接线，用于向所述读出电路提供工作电压；与所述读出电路相连的信号列连接线，用于输出信号；与所述读出电路的行选通管的栅极相连的行选通管行连接线，用于向行选通管加载行选通管导通信号；与所述读出电路的复位管的栅极相连的复位管行连接线，用于向复位管加载复位管导通信号；ー个像素单元中的各读出电路共用一信号列连接线；一个像素単元中的行选通管行连接线用于分时加载行选通管导通信号，依次导通各行选通管，使一个像素単元中各读出电路分时输出信号。可选地，所述电源列连接线与复位管的漏极和源跟随器的漏极相连。可选地，所述电源列连接线与源跟随器的漏极相连；所述图像传感器还包括控制信号行连接线，与所述复位管的漏极相连，用于向所述复位管提供工作电压。可选地，所述信号列连接线与行选通管的源极相连，一个像素単元的行选通管共用一信号列连接线。可选地，所述电源列连接线与复位管的漏极和行选通管的漏极相连。可选地，所述电源列连接线与行选通管的漏极相连，所述图像传感器还包括控制信号行连接线，与所述复位管的漏极相连，用于向所述复位管提供工作电压。可选地，所述信号列连接线与所述源跟随器的源极相连，一个像素単元的源跟随器共用一信号列连接线。可选地，同一像素单元中的复位管共用ー复位管行连接线。可选地，所述图像传感器中的传输管、复位管、源跟随器和行选通管均为NMOS管；所述像素単元包括8个感光単元，所述8个感光单元呈4行2列排布；所述像素单元还包括第一读出电路和第二读出电路，分别用于对像素単元中第一列中的4个感光単元、第二列中的4个感光单元进行信号输出；所述图像传感器还包括I条电源列连接线、I条信号列连接线、4条传输管行连接线、2条行选通管行连接线和I条复位管行连接线，其中，所述电源列连接线与所述第一读出电路和第二读出电路中的复位管的漏极和源跟随器的漏极均相连，用于提供工作电压；所述信号列连接线与所述第一读出电路和第二读出电路中的行选通管的源极均相连，用于输出信号；所述复位管行连接线与第一读出电路和第二读出电路中复位管的栅极均相连，用于加载复位管导通信号；所述4条传输管行连接线，分别与4行中传输管的栅极相连，用于加载传输管导通信号；所述2条行选通管行连接线，分别与第一读出电路和第二读出电路中的行选通管的栅极相连，用于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像传感器，其特征在于，包括：多个像素单元，所述像素单元包括多个呈行列排布的感光单元以及与感光单元相连的读出电路；所述感光单元包括光电二极管和传输管；所述读出电路包括复位管、源跟随器和行选通管；一个像素单元中位于同一列的感光单元共用一读出电路；所述图像传感器还包括与所述传输管相连的传输管行连接线，用于加载传输管导通信号，同一行的传输管共用一传输管行连接线；所述图像传感器还包括：与所述读出电路相连的电源列连接线，用于向所述读出电路提供工作电压；与所述读出电路相连的信号列连接线，用于输出信号；与所述读出电路的行选通管的栅极相连的行选通管行连接线，用于向行选通管加载行选通管导通信号；与所述读出电路的复位管的栅极相连的复位管行连接线，用于向复位管加载复位管导通信号；一个像素单元中的各读出电路共用一信号列连接线；一个像素单元中的行选通管行连接线用于分时加载行选通管导通信号，依次导通各行选通管，使一个像素单元中各读出电路分时输出信号。

【技术特征摘要】
1.一种图像传感器，其特征在于，包括 多个像素单元，所述像素单元包括多个呈行列排布的感光单元以及与感光单元相连的读出电路； 所述感光单兀包括光电二极管和传输管； 所述读出电路包括复位管、源跟随器和行选通管； 一个像素单元中位于同一列的感光单元共用一读出电路； 所述图像传感器还包括与所述传输管相连的传输管行连接线，用于加载传输管导通信号，同一行的传输管共用一传输管行连接线； 所述图像传感器还包括 与所述读出电路相连的电源列连接线，用于向所述读出电路提供工作电压； 与所述读出电路相连的信号列连接线，用于输出信号； 与所述读出电路的行选通管的栅极相连的行选通管行连接线，用于向行选通管加载行选通管导通信号； 与所述读出电路的复位管的栅极相连的复位管行连接线，用于向复位管加载复位管导通信号； 一个像素单元中的各读出电路共用一信号列连接线； 一个像素单元中的行选通管行连接线用于分时加载行选通管导通信号，依次导通各行选通管，使一个像素单元中各读出电路分时输出信号。2.如权利要求I所述的图像传感器，其特征在于，所述电源列连接线与复位管的漏极和源跟随器的漏极相连。3.如权利要求I所述的图像传感器，其特征在于，所述电源列连接线与源跟随器的漏极相连；所述图像传感器还包括控制信号行连接线，与所述复位管的漏极相连，用于向所述复位管提供工作电压。4.如权利要求2或3所述的图像传感器，其特征在于，所述信号列连接线与行选通管的源极相连，一个像素单元的行选通管共用一信号列连接线。5.如权利要求I所述的图像传感器，其特征在于，所述电源列连接线与复位管的漏极和行选通管...

【专利技术属性】
技术研发人员：李杰，
申请(专利权)人：格科微电子上海有限公司，
类型：实用新型
国别省市：