圖像傳感器的制作方法

本發(fā)明涉及，尤其涉及一種降低電源噪聲的圖像傳感器。

背景技術：

圖像傳感器是數(shù)字攝像頭的重要組成部分，是一種將光學圖像轉(zhuǎn)換成電學信號的設備，它被廣泛地應用在數(shù)碼相機、移動終端、便攜式電子裝置和其他電子光學設備中。圖像傳感器按照元件的不同，可分為ccd（chargecoupleddevice，電荷耦合元件）和cmos（complementarymetaloxidesemiconductor，互補型金屬氧化物半導體元件）圖像傳感器兩大類。ccd圖像傳感器除了大規(guī)模應用于數(shù)碼相機外，還廣泛應用于攝像機、掃描儀、以及工業(yè)領域等。而cmos圖像傳感器由于其高度集成化、低功率損耗和局部像素可編程隨即讀取、速度快、成本低等優(yōu)點，可適用于數(shù)碼相機、pc攝像機、移動通信產(chǎn)品等領域。

隨著圖像傳感器的持續(xù)快速的發(fā)展，促進了其進一步的小型化和集成。ccd圖像傳感器和cmos圖像傳感器都是采用光電轉(zhuǎn)換區(qū)域，一般采用光電二極管（photodiodeorphotodetector）收集入射光，并將其轉(zhuǎn)換為能夠進行圖像處理的光電荷。現(xiàn)有的cmos圖像傳感器中，若干個像素單元組成的像素陣列接收入射光，收集光子。像素單元往往采用3t、4t或5t的結(jié)構(gòu)，以4t為例，由轉(zhuǎn)移晶體管（transfertransistor、tx）、復位晶體管（resettransistor、rst）、源跟隨晶體管（source-followertransistor、sf）、行選通管（rowselectortransistor、rsel），基本的工作原理為：通過光電轉(zhuǎn)換形成光生載流子，產(chǎn)生模擬信號，通過對像素陣列的行選通并進行列讀取，讀出每列的模擬信號，進行后續(xù)的運算增益放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換等信號處理過程。

在實際工作中像素的源跟隨晶體管供電電源的噪聲會通過電容耦合到像素單元的浮置擴散區(qū)fd上，接著通過信號通路被放大，模數(shù)轉(zhuǎn)換（ad）轉(zhuǎn)換之后體現(xiàn)到輸出數(shù)據(jù)上，影響圖像信噪比。一般做法是為像素電路單獨做一個低壓差線性穩(wěn)壓電路（lowdropoutregulator，ldo），以減小外部供電電源噪聲對圖像質(zhì)量的影響。采用ldo的同時，需要提高源跟隨晶體管的閾值電壓，從而在降低漏極電壓的同時不會導致源跟隨晶體管進入線性區(qū)，然而，提高閾值電壓會導致源跟隨晶體管的噪聲增加。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種圖像傳感器，解決現(xiàn)有技術中源跟隨晶體管電源引入噪聲的技術問題。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種圖像傳感器，包括：陣列分布于半導體襯底中的多個像素單元，每個像素單元包括：復位晶體管，所述復位晶體管的源極連接選擇電壓；源跟隨晶體管，所述源跟隨晶體管的漏極連接工作電壓；所述半導體襯底連接負電壓。

可選的，所述半導體襯底連接-2.0v~0v的負電壓。

可選的，還包括：噪聲濾除電路，所述噪聲濾除電路提供所述工作電壓至所述源跟隨晶體管的漏極。

可選的，所述源跟隨晶體管的漏極連接1.0v~2.0v的工作電壓。

可選的，所述噪聲濾除電路為低壓差線性穩(wěn)壓電路。

可選的，所述噪聲濾除電路提供所述選擇電壓至所述復位晶體管的源極，所述復位晶體管的源極連接1.0v~2.0v的選擇電壓。

可選的，還包括：設置于所述源跟隨晶體管的溝道區(qū)靠近柵極氧化層內(nèi)表面的第一n型摻雜區(qū)域。

可選的，還包括：依次設置于所述源跟隨晶體管的溝道區(qū)沿柵極氧化層向內(nèi)的p型摻雜區(qū)域和第二n型摻雜區(qū)域。

相對于現(xiàn)有技術，本發(fā)明的圖像傳感器具有以下有益效果：

本發(fā)明中，圖像傳感器包括陣列分布于半導體襯底中的多個像素單元，每個像素單元包括：復位晶體管，所述復位晶體管的源極連接選擇電壓；源跟隨晶體管，所述源跟隨晶體管的漏極連接工作電壓；所述半導體襯底連接負電壓，提高源跟隨晶體管的閾值電壓，降低源跟隨晶體管漏極所需的工作電壓，從而降低圖像傳感器的電源噪聲。

此外，源跟隨晶體管的溝道采用埋溝道，進一步提高源跟隨晶體管的閾值電壓，從而降低源跟隨晶體管漏極所需的工作電壓。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一實施例中像素單元排布的示意圖；

圖2為本發(fā)明一實施例中的像素單元的電路結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施的限制。

其次，本發(fā)明利用示意圖進行詳細描述，在詳述本發(fā)明實施例時，為便于說明，所述示意圖只是實例，其在此不應限制本發(fā)明保護的范圍。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更為明顯易懂，以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的圖像傳感器進行詳細描述。

參考圖1中所示，本發(fā)明提供一種圖像傳感器，圖像傳感器包括陣列分布于半導體襯底10中的多個像素單元11以及連接于陣列分布的像素單元周圍的外圍電路，像素單元11用于感應光信號，并將光信號轉(zhuǎn)成電信號，并通過外圍電路輸出。參考圖2所示，每個像素單元11包括復位晶體管rst、源跟隨晶體管sf、轉(zhuǎn)移晶體管tx及一光電二極管pd，其中，所述復位晶體管rst的源極連接選擇電壓sel，漏極連接源跟隨晶體管sf的柵極，柵極連接復位信號，所述源跟隨晶體管sf的漏極連接工作電壓vdd，源極連接輸出信號線pxd，轉(zhuǎn)移晶體管tx的源極連接光電二極管pd，漏極連接源跟隨晶體管sf的柵極。

本實施例中，所述半導體襯底10連接負電壓，所述半導體襯底10連接-2.0v~0v的負電壓，例如，半導體襯底10連接-1.0v的電壓。此外，本發(fā)明的圖像傳感器還包括噪聲濾除電路（圖中未示出），噪聲濾除電路連接至源跟隨晶體管sf的漏極，本實施例中，噪聲濾除電路可以為低壓差線性穩(wěn)壓電路，所述低壓差線性穩(wěn)壓電路提供所述工作電壓vdd至所述源跟隨晶體管sf的漏極。例如，所述源跟隨晶體管sf的漏極連接1.0v~2.0v的工作電壓。由于半導體襯底10連接負電壓，因此能夠提高源跟隨晶體管sf的閾值電壓，從而源跟隨晶體管sf的漏極電壓可以采用較小的電壓值。例如，當半導體襯底接-1v的電壓時，源跟隨晶體管sf漏極所需的工作電壓可以由-2.8v降低至-1.8v，即能夠降低半導體襯底連接的負電壓的值，從而降低由于電源信號中的引入的噪聲。

同樣的，本發(fā)明的圖像傳感器中低壓差線性穩(wěn)壓電路的噪聲濾除電路還連接復位晶體管rst的源極，所述低壓差線性穩(wěn)壓電路提供選擇電壓至復位晶體管rst的源極，由于半導體襯底10連接負電壓，從而源跟隨晶體管sf的漏極電壓可以采用較小的電壓值。例如，所述復位晶體管rst的源極連接1.0v~2.0v的選擇電壓。

進一步的，本發(fā)明中還可以通過在源跟隨晶體管sf的溝道區(qū)區(qū)域設置埋溝道，用于提高源跟隨晶體管sf的閾值電壓。具體的，本實施例中的半導體襯底10為p型襯底，源跟隨晶體管設置于半導體襯底10中的n阱中，于所述源跟隨晶體管sf的溝道區(qū)靠近柵極氧化層內(nèi)表面設置第一n型摻雜區(qū)域，在源跟隨晶體管sf的溝道區(qū)區(qū)域設置埋溝道，提高源跟隨晶體管sf的閾值電壓，從而降低源跟隨晶體管所需的工作電壓，降低源跟隨晶體管電源電壓引入的電源噪聲。此外，本發(fā)明中設置埋溝道的方法并于限于設置該n型摻雜區(qū)域，在本發(fā)明的其他實施例中，依次于所述源跟隨晶體管sf的溝道區(qū)沿柵極氧化層向內(nèi)設置p型摻雜區(qū)域和第二n型摻雜區(qū)域，此亦在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。

綜上所述，本發(fā)明提供圖像傳感器中，包括陣列分布于半導體襯底中的多個像素單元，每個像素單元包括：復位晶體管，所述復位晶體管的源極連接選擇電壓；源跟隨晶體管，所述源跟隨晶體管的漏極連接工作電壓；所述半導體襯底連接負電壓，提高源跟隨晶體管的閾值電壓，降低源跟隨晶體管漏極所需的工作電壓，從而降低圖像傳感器的電源噪聲。

此外，源跟隨晶體管的溝道采用埋溝道，進一步提高源跟隨晶體管的閾值電壓，從而降低源跟隨晶體管漏極所需的工作電壓。

本發(fā)明雖然已以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明，任何本領域技術人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以利用上述揭示的方法和技術內(nèi)容對本發(fā)明技術方案做出可能的變動和修改，因此，凡是未脫離本發(fā)明技術方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化及修飾，均屬于本發(fā)明技術方案的保護范圍。