[发明专利]一种像素、图像传感器及其制备方法、图像采集装置

说明书

本申请属于半导体技术领域，提供了一种像素、图像传感器及其制备方法、图像采集装置，像素包括：感光区、传输晶体管、复位晶体管、源跟随晶体管、漂浮扩散有源区；感光区用于将光信号转换为电信号，传输晶体管用于将感光区产生的电信号转移至漂浮扩散有源区，源跟随晶体管用于将漂浮扩散有源区的电信号放大输出，复位晶体管用于至少对漂浮扩散有源区进行复位，通过使传输晶体管的漏极和复位晶体管的源极共用漂浮扩散有源区，并使源跟随晶体管的栅极延伸至半导体衬底中并与漂浮扩散有源区中的N型离子区相接触，有效降低了图像传感器输出的信号噪声。

技术领域

本申请属于半导体技术领域，尤其涉及一种像素、图像传感器及其制备方法、图像采集装置。

背景技术

图像传感器广泛应用于数码相机、移动手机、医疗器械、汽车和其他应用场合。特别是制造互补型金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)图像传感器技术的快速发展，使人们对图像传感器的输出图像品质有了更高的要求。随着半导体制造技术的不断进步，图像传感器向着低功耗、高度集成及尺寸更小的技术方向发展。在智能手机、微型监控装置、数字照相机等应用领域中，用于采集图像的传感器芯片越来越趋于小型化。在CMOS图像传感器设计、制造和加工过程中，为了降低成本而减小芯片面积，需考虑优化传感器像素结构及工艺，以降低传感器像素输出图像信号的噪声。

在现有的半导体制造工艺技术背景下，图像传感器像素的尺寸向着小面积方向发展，优化源跟随晶体管和漂浮扩散有源区的技术越来越有挑战。

发明内容

为了实现上述目的，本申请实施例提供一种像素、图像传感器及其制备方法、图像采集装置，旨在通过优化传输晶体管和复位晶体管的结构，使其共用漂浮扩散有源区，并使源跟随晶体管的栅极延伸至半导体衬底中并与漂浮扩散有源区中的N型离子区相接触，可以有效降低传感器像素输出的噪声。

本申请实施例第一方面提供了一种像素，所述像素包括：感光区、传输晶体管、复位晶体管、源跟随晶体管、漂浮扩散有源区；

所述感光区用于将光信号转换为电信号；所述传输晶体管用于将所述感光区产生的所述电信号转移至所述漂浮扩散有源区；所述源跟随晶体管用于将所述漂浮扩散有源区的电信号放大输出；所述复位晶体管用于至少对所述漂浮扩散有源区进行复位；

所述传输晶体管的源极连接至所述感光区的输出端，所述传输晶体管的漏极、所述复位晶体管的源极以及所述源跟随晶体管的栅极共接；

所述复位晶体管的漏极连接至第一电源；

所述源跟随晶体管的漏极连接至第二电源；

所述源跟随晶体管的源极连接至传感器像素信号输出端；

其中，所述传输晶体管的漏极与所述复位晶体管的源极共用所述漂浮扩散有源区，所述漂浮扩散有源区包括N型离子区，所述源跟随晶体管的栅极延伸至半导体衬底中并与所述N型离子区相接触。

在一个实施例中，所述漂浮扩散有源区的还包括P型离子区，所述N型离子区至少位于所述P型离子区下方，且所述源跟随晶体管的栅极与所述P型离子区之间具有间距。

在一个实施例中，所述漂浮扩散有源区的还包括P型离子区，所述N型离子区至少位于所述P型离子区下方，且所述源跟随晶体管的栅极与所述P型离子区之间具有间距。

在一个实施例中，所述漂浮扩散有源区上设有介质层，所述P型离子区设于所述介质层与所述N型离子区之间。

在一个实施例中，所述源跟随晶体管的栅极呈“L”型结构。

在一个实施例中，所述图像传感器还包括像素选择晶体管，所述像素选择晶体管的漏极与所述源跟随晶体管的源极相连，所述像素选择晶体管的源极为传感器像素信号输出端。