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[发明专利]低PLS全局快门像素结构及其驱动时序控制方法-CN202110553168.5有效
发明人： 龚雨琛;旷章曲;陈多金;王菁;伍建华;张帅;徐冰;刘志碧;陈杰 -专利权人：上海韦尔半导体股份有限公司
申请日： 2021-05-20 - 公布日： 2023-05-09 - 主分类号： H04N25/626 文献下载
摘要：本发明公开了一种低PLS全局快门像素结构及其驱动时序控制方法，通过结构上的改进配合相应的驱动时序控制方案，可以在读出过程中消除曝光时的寄生电子，可有效提升全局像素快门效率。相比于传统全局快门像素结构，本发明可有效抑制像素PLS效应，且像素结构与工作时序简单，兼顾较大的填充因子与非一致性噪声抑制。
pls 全局快门像素结构及其驱动时序控制方法

[发明专利]一种降低随机电报信号的像素结构-CN202211625259.6在审
发明人：陈多金;旷章曲;刘志碧;陈杰;龚雨琛;张富生 -专利权人：上海韦尔半导体股份有限公司
申请日： 2022-12-16 - 公布日： 2023-04-25 - 主分类号： H04N25/70 文献下载
摘要：本发明公开了一种降低随机电报信号的像素结构，包括光电二极管、传输管、悬浮节点、复位管、源跟随器、行选通管、电流源以及pixel输出；源跟随器和行选通管采用PMOS管；源跟随器和行选通管置于Pixel Nwell；pixel输出置于行选通管的源端。源跟随器106b采用空穴沟道，当沟道开启时，沟道俘获和释放空穴的效应弱于俘获和释放电子的效应。像素区的源跟随器SF和行选通管select管置于N阱中，SF正常工作时，沟道耗尽，空穴发生定向运动产生电流，与电子沟道相比，沟道俘获和释放空穴的几率远远低于俘获和释放电子的几率，有效的降低了因沟道硅氧界面俘获和释放载流子而产生的随机电报信号噪声。
一种降低随机电报信号像素结构

[发明专利]一种双快门TOF图像传感器像素结构及驱动方法-CN202211634317.1在审
发明人： 龚雨琛;陈多金;衷世雄 -专利权人：上海韦尔半导体股份有限公司
申请日： 2022-12-19 - 公布日： 2023-04-25 - 主分类号： H04N25/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种双快门TOF图像传感器像素结构及驱动方法，复位晶体管源极接PD负极，栅极接RPD信号，漏极接VDD信号；该像素具有两条读出链路，且两条读出链路的结构以PD为轴呈对称分布；每条读出链路分别包括：第一快门晶体管源极接PD负极，栅极接GS1信号，漏极接SD节点；第二快门晶体管源极接PD负极，栅极接GS2信号，漏极接FD节点；传输晶体管源极接SD节点，栅极接TX信号，漏极接FD节点；FD复位晶体管源极接FD节点，栅极接RFD信号，漏极接VDD信号；源极跟随器晶体管栅极接FD节点，漏极接VDD信号，源极接行选晶体管的源极；行选晶体管栅极接RS信号，漏极接第一读出链路列输出output信号线。包括单快门模式下的工作时序和双快门模式下的工作时序；可以分别工作在单快门模式与双快门模式，以适应动态检测中的不同应用场景。
一种快门 tof 图像传感器像素结构驱动方法

[发明专利]一种高灵敏度图像传感器像素结构-CN202211622952.8在审
发明人：陈多金;旷章曲;刘志碧;陈杰;龚雨琛;董建新 -专利权人：上海韦尔半导体股份有限公司
申请日： 2022-12-16 - 公布日： 2023-04-18 - 主分类号： H01L27/146 文献下载
摘要：本发明公开了一种高灵敏度图像传感器像素结构，包括置于硅基底中的光电二极管、传输管、悬浮节点、复位管、源跟随器、行选通管以及电源，光电二极管采用三个纵向光电二极管，从上到下依次为蓝色像素光电二级管、绿色像素光电二极管、红色像素光电二极管。三个纵向光电二极管间采用P型阱隔离。不同深度的光电二极管采用不同能量的N型离子注入。不同深度的光电二极管收集不同波长的光信号。纵向PD与传统像素的平面PD相比，感光面积增大到原来的四倍，有效的提高了像素感光灵敏度。
一种灵敏度图像传感器像素结构

[发明专利]一种高动态范围TOF像素结构及驱动方法-CN202211648119.0在审
发明人： 龚雨琛;陈多金;徐景星 -专利权人：上海韦尔半导体股份有限公司
申请日： 2022-12-21 - 公布日： 2023-04-18 - 主分类号： H01L27/146 文献下载
摘要：本发明公开了一种高动态范围TOF像素结构及驱动方法，包括两条读出链路，且两条读出链路的结构关于光电二极管对称分布，每条读出链路分别包括：第一传输管源极接光电二极管负极，栅极接TG1信号，漏极接FD节点；增益选择晶体管源极接FD节点，栅极接DCG信号，漏极接增益扩展电容和复位晶体管源极；复位晶体管源极接增益选择晶体管漏极，栅极接RST信号，漏极接VDD信号；第三传输晶体管源极接PD负极，栅极接TG3信号，漏极接增益扩展电容；第一源极跟随器栅极接FD节点，源极接电源管漏极，漏极接VDD信号；电源晶体管漏极接第一源极跟随器晶体管的源极，栅极接PC信号，源极接外部电流源；采用全局快门工作方式，并结合高增益和低增益两种增益模式，可以实现TOF图像传感器高动态范围成像。
一种动态范围 tof 像素结构驱动方法

[发明专利]一种低噪声电荷垂直传输像素结构和驱动方法-CN202211634922.9在审
发明人： 龚雨琛;陈多金;高峰 -专利权人：上海韦尔半导体股份有限公司
申请日： 2022-12-19 - 公布日： 2023-03-31 - 主分类号： H01L27/146 文献下载
摘要：本发明公开了一种低噪声电荷垂直传输像素结构和驱动方法，在p型衬底和p型外延的基础上，用N型注入形成N型光电二极管用于感光，P型注入形成P阱作为像素间隔离；P型重掺杂区域包裹传输电极用于沟道控制；N型掺杂的浮置扩散节点与P型重掺杂区域之间用浅沟槽隔离作为隔离；N型光电二极管与浮置扩散节点之间用N型注入形成电荷传输通道N型沟道；在P型重掺杂区域与N型光电二极管、浮置扩散节点区域之间，用P型浅掺杂区域作为过渡；传输电极外接TX信号，浮置扩散节点连接电容，外接BOOST信号。通过结构上的改进配合相应的驱动时序控制方案，可以在保证像素尺寸的同时减小像素内缺陷导致的暗电流与白点噪声的影响。
一种噪声电荷垂直传输像素结构驱动方法

[发明专利]一种基于P型光电二极管的垂直传输栅结构像素-CN202211634316.7在审
发明人： 龚雨琛;陈多金;张富生 -专利权人：上海韦尔半导体股份有限公司
申请日： 2022-12-19 - 公布日： 2023-03-10 - 主分类号： H01L27/146 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于P型光电二极管的垂直传输栅结构像素，像素在P型衬底的基础上，用N型注入形成N type区域作为P型光电二极管的阱，P型注入形成PD用于感光收集空穴；用较浓的N型注入形成Nwell包裹DTI区域；多晶硅传输栅与SiO2薄层深入Si中，在P型重掺杂形成的FD区域两侧，并垂直位于PD上方，形成垂直传输通道；P型的PD与FD之间用N型掺杂的Nwell2作为隔离。在减小像素尺寸的同时，有效抑制缺陷导致的暗电流与白点噪声的影响，可以在保证像素尺寸的同时减小像素内缺陷导致的暗电流与白点噪声的影响。
一种基于光电二极管垂直传输结构像素

[发明专利]一种用于插指形光电二极管电势分析的测试结构与测试方法-CN202210755962.2在审
发明人： 龚雨琛;陈多金;王菁;董建新 -专利权人：上海韦尔半导体股份有限公司
申请日： 2022-06-30 - 公布日： 2022-10-18 - 主分类号： H01L23/544 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于插指形光电二极管电势分析的测试结构与测试方法，包括：n型掺杂形成PD区域，PD区域的周围为p型掺杂，PD区域包括regionB、regionC、regionA，在p型掺杂中包含进行n型重掺杂的SD区域；第一传输晶体管栅极连接regionB与SD区域；第二传输晶体管栅极103连接regionC与SD区域；第三传输晶体管栅极连接regionA与FD区域；复位晶体管栅极连接FD区域与电源信号节点VDD；源极跟随器晶体管的栅极漏极为VDD电源信号节点，源极与行选晶体管的漏极相连；行选晶体管的栅极接SEL信号，源极接信号输出节点Vout信号；SD区域与FD区域之间、FD区域与源极跟随器晶体管的栅极之间均由金属线连接。测试结构结合测试时序，可以分析插指形PD内高电势点与势垒的分布情况，为后续的电荷转移效率优化设计提供参考。
一种用于插指形光电二极管电势分析测试结构方法

[发明专利]一种低暗电流图像传感器像素结构-CN202210756089.9在审
发明人：王菁;陈多金;龚雨琛;高峰 -专利权人：上海韦尔半导体股份有限公司
申请日： 2022-06-30 - 公布日： 2022-09-20 - 主分类号： H01L27/146 文献下载
摘要：本发明公开了一种低暗电流图像传感器像素结构，包括置于半导体基体中的光电二极管、传输晶体管、浮动扩散节点、复位晶体管、源跟随器晶体管、行选通晶体管、电源以及pixel输出；在邻近的光电二极管之间采用反向PN结隔离301，并且在光电二极管之间加入梯形浅槽隔离205，使应力集中在光电二极管四个角落形成钝角结构中。通过优化像素版图设计，并在像素工艺制程中，使用低应力氮化硅薄膜替代高应力氮化硅薄膜以及减小氮化硅薄膜厚度的方法降低光电二极管受到的应力。减少由于光电二极管的有源区受到高应力所带来的位错缺陷，从而降低像素所产生的暗电流，提高图像传感器的性能。
一种电流图像传感器像素结构

[发明专利]一种图像传感器结构及其制作方法和工作时序-CN202111579264.3在审
发明人：伍建华;陈杰;旷章曲;陈多金;王菁;龚雨琛;刘志碧;马士杰;程超 -专利权人：上海韦尔半导体股份有限公司
申请日： 2021-12-22 - 公布日： 2022-04-01 - 主分类号： H01L27/146 文献下载
摘要：本发明公开了一种图像传感器结构及其制作方法和工作时序，自像素中心向四周依次为复位晶体管源极、复位晶体管栅极、浮置扩散节点、第二转移晶体管栅极、氧化层隔离、第一转移晶体管栅极、深P阱；浮置扩散节点和复位晶体管源极设于复位晶体管栅极两侧硅的N+注入层中；第一转移晶体管栅极之下由浅到深依次为：浅P阱、次P阱、光电二极管；在第二转移晶体管栅极和复位晶体管栅极之下设有将浮置扩散节点和复位晶体管源极与光电二极管、浅P阱和次P阱隔离开的深P阱。第一转移晶体管为结型场效应晶体管，第二转移晶体管为CMOS晶体管。将结型场效应晶体管JEFT和CMOS的两种栅极同时应用在转移栅极之上，JEFT的栅极结构可以防止转移出的电子回流到PD中造成图像拖尾等噪声，既增大了像素面积而且每个像素都有单独的读出电路避免信号串扰。
一种图像传感器结构及其制作方法工作时序

[发明专利]一种高动态像素结构-CN202111533033.9在审
发明人：陈多金;旷章曲;王菁;龚雨琛;陈杰;徐景星;衷世雄 -专利权人：上海韦尔半导体股份有限公司
申请日： 2021-12-15 - 公布日： 2022-03-22 - 主分类号： H04N5/374 文献下载
摘要：本发明公开了一种高动态像素结构，至少包括置于半导体基体中的光电二极管(PD)、传输管(TX)、悬浮节点(FD)、复位管(RESET)、源跟随器(SF)、行选通管(SELECT)、电源(VDD)以及pixel输出(VOUT)。FD包含三个不同面积、不同离子注入浓度的区域。通过对FD面积的控制，形成可变的FD电容和FD转换增益,通过对掺杂浓度的控制形成电势梯度。弱光下，高电势的FD1起作用，FD1对应高转换增益，能够把少量的电子转换为较强的电压信号，避免了因为光照弱而无法量化光电信号的问题。强光下，FD1、FD2和FD3同时起作用，其转换增益较小，FD能够收集很多的光电子，避免了强光下FD过早饱和的问题，有效的拓展了光强范围，从而扩展了像素的动态范围。
一种动态像素结构

[发明专利]一种像素电荷转移效率测试结构与时序-CN202111534022.2在审
发明人： 龚雨琛;陈杰;旷章曲;陈多金;王菁;董建新;高峰 -专利权人：上海韦尔半导体股份有限公司
申请日： 2021-12-15 - 公布日： 2022-03-22 - 主分类号： H04N5/355 文献下载
摘要：本发明公开了一种像素电荷转移效率测试结构，像素在p型衬底100的基础上，用N型离子注入形成PPD101感光区域，用于减小暗电流噪声的p+掺杂104位于PPD表面；N型掺杂的浮置扩散节点FD105和存储节点SD103分别位于一个P阱102中。第一传输栅107栅极接TG1信号，源极为PPD，漏极为FD节点；第二传输栅108栅极接TG2信号，源极为PPD；第二传输栅108堆叠在第三传输栅109上方。第二传输栅108与PPD101的交叠大于第一传输栅107与PPD101的交叠程度，第三传输栅109与SD节点103的交叠程度大于第一传输栅107与FD节点105的交叠程度。通过在测试像素中额外引入更益于传输的结构，增加的堆叠栅极与存储节点结构的设计无需过于拘束于转换增益的限制用于转移拖尾电子，以更为客观准确地评估像素的电荷转移效率。
一种像素电荷转移效率测试结构时序

[发明专利]一种低噪声高灵敏度近红外图像传感器-CN202111534014.8在审
发明人： 龚雨琛;陈多金;旷章曲;陈杰;刘志碧;王菁;高峰;董建新 -专利权人：上海韦尔半导体股份有限公司
申请日： 2021-12-15 - 公布日： 2022-03-08 - 主分类号： H01L27/146 文献下载
摘要：本发明公开了一种低噪声高灵敏度近红外图像传感器，图像传感器像素基于硅材料106制备，像素背面最顶层为像素的微透镜100，其下方为光学平坦层101，平坦层下方为红光滤光片102，红光滤光片102两侧为像素间的金属网格103，红光滤光片102下方为氧化层104；像素两侧沟槽为深沟槽隔离结构105，像素感光区域的N型区域109位于像素正面中心，感光区域的耗尽区110向像素背面方向延伸，像素背面设置多道不同深度的BST结构107。BST结构107的深度根据耗尽区110边界设计，并在BST沟槽刻蚀完成后，增加一道浅p型重离子注入。适用于大尺寸像素的高灵敏度低噪声BST像素结构，在周期性BST结构增强像素灵敏度的基础上，通过变化的BST深度和BST沟槽的p型离子注入，减小像素暗电流噪声。
一种噪声灵敏度红外图像传感器

[发明专利]一种高量子效率低图像拖尾像素结构与驱动时序控制方法-CN202111205789.0在审
发明人： 龚雨琛;陈多金;旷章曲;王箐;王艳秀;戴显峰 -专利权人：上海韦尔半导体股份有限公司
申请日： 2021-10-15 - 公布日： 2022-01-18 - 主分类号： H01L27/146 文献下载
摘要：本发明公开了一种高量子效率低图像拖尾像素结构与驱动时序控制方法，像素在p型衬底上注入有NPPD区域和DNPPD区域，DNPPD区域尺寸大于NPPD区域，NPPD区域上方设有P+层注入；位于p型衬底上方一侧的P阱中设有N型掺杂的浮置扩散节点FD和复位节点；位于p型衬底另一侧的STI和深P阱注入将相邻像素光电二极管的隔离；像素背面的N型区域位于DNPPD区域下方，DTI将该N型区域与相邻的P型区域隔离。通过结构上的改进配合相应的驱动时序控制方案，在提升量子效率的同时，减小像素内拖尾电荷对时域光响应噪声的影响，有效抑制像素内拖尾电荷对时域光响应噪声的影响。
一种量子效率图像像素结构驱动时序控制方法

[发明专利]一种CIS芯片异形栅极结构及制作方法-CN202111205779.7在审
发明人：伍建华;旷章曲;陈多金;王菁;龚雨琛;衷世雄;张富生 -专利权人：上海韦尔半导体股份有限公司
申请日： 2021-10-15 - 公布日： 2021-12-24 - 主分类号： H01L27/146 文献下载
摘要：本发明公开了一种CIS芯片异形栅极结构及制作方法，包括设于衬底上的扎光二极管PPD和浮动扩散区FD，在靠近所述扎光二极管PPD的一侧设有宽度为L1、高度为h1的第一多晶硅栅极，在靠近所述浮动扩散区FD的一侧设有宽度为L2、高度为h2的第二多晶硅栅极；通过光刻和刻蚀工艺形成异形栅极，再通过离子注入在靠近PPD一边P型掺杂，靠近FD一侧进行N型掺杂，得到栅极两侧不同的阈值电压，阶梯状的沟道结构增加了沟道长度，阶梯连接处的电势由高到低分布有效减少栅极关断后沟道电子向PPD回流。
一种 cis 芯片异形栅极结构制作方法

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