[发明专利]包含有青色型和黄色型颜色特性的像素的彩色图像传感器

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路装置，以及更具体地涉及集成电路图像感测装置。

背景技术

CMOS图像传感器典型地包括形成在集成电路衬底内的图像传感器单元的二维阵列。为了在传感器内实现颜色表达，有机滤色器阵列可以形成在图像传感器单元的二维阵列上并且微透镜阵列可以形成在滤色器阵列上。滤色器阵列可以包括与二维阵列内对应的图像传感器单元(即，像素)相对设置的红(R)、绿(G)和蓝(B)滤色器的镶嵌图案。在授权给Kim的名为“Solid-State Imaging Devices Having Combined Microlens and LightDispersion Layers for Improved Light Gathering Capacity and Methods ofForming Same”的美国专利号6517017中公开了一种其中具有微透镜阵列和滤色器阵列的示范性CMOS图像传感器。典型的滤色器阵列可以包括红一绿-绿-蓝(RGGB)滤色器的重复的4像素镶嵌图案。替换的滤色器阵列可以包括重复的黄-洋红-青(YMC)图案、重复的黄-青-白(YCW)图案或重复的青-黄-绿-洋红(CYGM)图案。

如图1所示，常规的四晶体管(4T)CMOS图像传感器单元10包括埋置的光电二极管(BPD)、对传输信号TX作出响应的图像传输晶体管T1、对复位信号RX作出响应的复位晶体管T2、对驱动信号DX作出响应的驱动晶体管T3和对选择信号SX作出响应的选择晶体管T4。选择晶体管T4驱动传感器单元10的输出节点OUT，该输出节点电连接至对偏置信号Vb作出响应的负载晶体管T5。驱动晶体管T3的栅极端子连接至浮动扩散(floatingdiffusion，FD)区，该浮动扩散区电连接至传输晶体管T1的漏极和复位晶体管T2的源极。该浮动扩散区示意性地图示为电容器(Cfd)。浮动扩散区在图像传输晶体管T1启动时接收来自埋置光电二极管的电荷载流子。当光子辐射被光电二极管接收并在其中产生电子-空穴对时产生这些电荷载流子。传输到浮动扩散区的电荷载流子起到偏置驱动晶体管T3的栅极端子的作用。另外，复位晶体管T2的启动能通过电耦合浮动扩散区至正电源电压VDD来复位浮动扩散区。

另外的CMOS图像传感器可以利用变化维度的光电二极管来俘获不同颜色的光。在授权给Hwang的名为“CMOS Image Sensor and Method ofManufacturing the Same”的美国专利公开号2007/0063299中公开了一种这样的图像传感器。在美国专利号6548833、5965875和6964916以及美国专利公开号2003/0124753和2007/0057338中还公开了其它图像传感器。

发明内容

本发明的实施例包括彩色图像传感器，该彩色图像传感器含有具有变化的颜色特性的像素。根据这些实施例，图像传感器设置有具有青色型颜色特性的像素(即，图像传感器单元)。该具有青色型颜色特性的像素可以包括主光探测器和次光探测器。主光探测器相邻于半导体衬底的表面的一部分延伸，该半导体衬底构造为接收入射到其上的可见光。次光探测器掩埋在半导体衬底中。次光探测器具有电耦合到图像传感器的节点的第一电荷承载端子(charge carrying terminal)，所述节点偏置于第一电压。在某些情况，该第一电压可以为正电压，比如电源电压(例如，Vdd)。

根据这些实施例的另外的方面，次光探测器构造为接收穿过主光探测器的可见光。而且，主光探测器可以包括第一光电二极管，该第一光电二极管具有电连接到传输晶体管的第一源极/漏极区的阴极，而且次光探测器可以包括第二光电二极管，该第二光电二极管具有电连接至节点的阴极和与第一光电二极管的阴极形成P-N整流结的阳极。第二光电二极管的阴极和节点之间的电连接可以由在半导体衬底内的N型半导体区提供。传输晶体管的第二源极/漏极区可以作为图像传感器内的浮动扩散区。