专利名称：有源像素传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种有源像素传感器单元，特别涉及电路与半导体器件，用以接收光并且转换光至一电信号以代表光的强度以及用以消除由过量电荷造成的图像过亮以及由器件中的残余电荷造成的图像迟后问题。
传统图像电路包括一二维的感光器阵列。每一感光器包括一图像要素(像素)。从物体放射或反射的光能撞击感光器的阵列。光能由感光器转换成电子信号。图像电路扫描各个感光器以读出电信号。图像的电信号由外部电路处理而被显示出来。
目前使用最普通的单芯片图像技术是电荷耦合装置(Charged CoupleDevice以下称为CCD相机。CCD由累积在半导体衬底中的感光器阱产生的电荷来操作。阱的深度是由位于半导体衬底表面栅极电位所控制。由改变栅极电位，电荷可以在半导体衬底表面移动到传感点。电荷就被放大成图像的电信号。
目前的金属氧化物半导体(以下称为MOS)工艺技术允许CCD结构中的电荷传送，能以近乎完美的效率用视频完成。然而，一小部分累积的电荷在沿表面移动时会流失掉。每个阱所累积的电荷在每一帧时会被移动和传感。一般这时间是每秒30-60帧的数量级。
CCD技术有缺陷。在被传感与放大前，由光撞击产生的电荷会被直接移走。因为此过程没有效率，此装置的增益(电子输出对光子输入)是小于1。因此，会限制每一阱存储的电荷量。可被传感到的最小电荷量为在传感放大器噪音之上可被传感放大器所传感到的量。最大的传感电荷量则局限于实质可产生且可由一阱移到另一阱中的电荷量。
要克服这些CCD动态范围的限制，要用晶体管来传感入射光。在美国专利No.5,260,592(Mead人等)，美国专利No.5,324,958(Mead人等)，以及“AHigh Resolution CMOS Imager With Active Pixel Using Capacitively CoupledBiPolar Operation”,Chi人等，paper#82，以及Proceedings of InternationalConference on VLSI-technology,systens,and applications,Taipei,Taiwan,June 1997，所描述的高清晰度图像，有一如
图1A,1B,1C所会的简单结构。这些像素结构采用典型CMOS逻辑技术的标准工艺技术。
N型杂质注入一P型衬底5用以形成一N型阱10。场氧化物20在半导体衬底的表面成长，用以限定像素的边界。在场氧化物20内P型杂质被注入形成晶体管Q1 160的P型基极15。N型阱连接到一电源供应器，做为晶体管Q1 160的集电极。下一步，将一栅极氧化物的薄层在P型基极15的表面成长，用以形成电容器C65的电容器介电质30。一层多晶硅35淀积在整个P型基极15上。用以形成电容器C65的第二极板。在边缘再氧化与氧化物间隙形成之后，N型杂质被注入做为晶体管Q1 160的发射极25。P型基极15保持浮置。它的电位由耦合电容C65电位Vrow所决定。多晶硅物质层连接到列致能电路Vrow62。列致能电路Vrow62将使晶体管Q1160转移晶体管Q1160所收集的电荷。
如二氧化硅的第二绝缘物淀积在半导体衬底的表面用以形成介电质40。一金属层45与双载流子晶体管Q1160的发射极25置于接触客窗50。该金属层45做为连接到传感放大器70的内连线。上述的工艺明显地可用来制作CMOS晶体管。例如，多晶硅物质35可用以形成CMOS晶体管的栅极，用来做为该发射极25的N型注入物可用来作源极/漏极区。与用制造CCD的工艺方法比较，制造双载流子像素与CMOS晶体管的相容性是一很大的优点。
从外界反射或放射的光量子L1105撞击到P型基极的有源17。光量子105在集电极-基极接合区与发射区-基极接合区的附近被吸收后形成电子-空穴对。电子-空穴对会在最近p-n接合区被收集。少量的载流子被集在集电极-基极接合区12或发射极-基极接合区做为基极电流。基极电流乘上晶体管的电流增益集电极电流。在晶体管Q1160的发射极25上的信号电流ISC为光子转换成电子-空穴对所产生的基极电流与集电极电流的和。信号电流ISC100在某些条件下被传到传感放大器70。
现参照图1D以了解晶体管像素结构的操作。在积分期间102，列致能电路Vrow62保持在一固定电位用以使晶体管Q1160的基极-发射极接合区22反向偏压。在此情形下，光子105转换成电子-空穴对所产生的电流会聚积在电容器C65上。
当想读取在积分期间107产生的电荷量时，列致能电路Vrow62在读取时间104期间，其电位会达到高电位。由耦合到电容器C65至Vrow62,P型基极位能上升，并且根据发射极25变成正向偏压。在电容器C65的电荷会流入晶体管Q1160的基极15并形成发射极电流，亦即信号电流ISC100。
其他包括光二极管和MOS晶体管的结构可参考“Image CaptureCircuits in CMOS”E.Fossum,Paper #B1,Proceedings of InternationalConference on VLSI-Technology,Systems,and Applications,Taipei,Taiwan,June1997。一无源像素电路，包含一光二极管与一MOS传递晶体管，光二极管将光转换成电荷。MOS传递晶体管使电荷通过到达一电荷累积放大器。一有源像素电路包含一光二极管、一MOS传递晶体管以及一源极随耦器做为电荷累积放大器的暂存放大器。被复位信号所致能的一MOS晶体管被放入有源像素电路，用以复位光二极管使之做为一电子开关。
与Chi所述的CMOS像素电路比较起来，图1A,1B和1C所绘示的有源双载流子像素电路具有高传感性、简化像素布局以及降低制造成本的优点。然而，双载流子有源像素有过亮与图像迟后的缺点。
参照图2以了解过亮的现象。在一像素阵列中(像素A80-像素X85)，一列像素A80会累积从光量子L1105撞击晶体管Q160a产生的电荷。此时，列致能电路Vrowa达到低电位，使晶体管Q1的基极-发射极接合区反向偏压；并且让电荷集聚在电容器C65a上。此时，另一列像素X85会被读取以传感目前在电容器C65a的电荷电位。
若撞击在像素A80上的光量子能量够大的话，电荷开始将晶体管Q160的基极-发射极接合区顺向偏压。这会引起一溢出电流(overflowcurrent)Iofc95流向行内连线90。传感放大器传感到的总电流Itot110为溢出电流Iofc95与信号电流ISC之和。被读取的像素(像素X85)将会比它该有的亮度还亮。这会引起图像中亮点过亮。
现参照图3以了解图像迟后的原因。在此图中像素X，最后一帧200，在目前的帧之前的帧时被读取。当列致能电路Vrowx由高电位达到低电位185时，根据发射极，由电容器C165的耦合，该P型基极为反相偏压。
在图像积分时间一开始时，并非所有列的所有像素皆有相同的P型基极位能。在一读取动作一开始，Vrow由高电位转移到低电位时，即脉冲高度时，P型基极位能的下降量为ΔVB=(脉冲高度)×(偶合率)电容C165的耦合率定义为γ=CC+CBE+CBC]]>其中CBE是晶体管Q1160的基极-发射极的接合电容CBC是晶体管Qq160的基极-集电极的接合电容P型基极电位是由电位Vrow与耦合率(γ)所控制。因此，从电容器C165移走的电荷并不完全，且会在晶体管Q1160的发射极引起一部分残余电流210。
残余电流210的第二部分为，从在先前的读取时间之间晶体管Q1160的顺相偏压的基极-射极接合区的注入电子遗留在p-基极的少部分载流子的残余物。残留在P型基极的电荷继续与电流增益流向晶体管Q1160的发射极，并加上目前读取时间的信号电流215。这在尾随移动物体或明亮物体之后会形成一鬼影。残余的电荷最后在一段时间过后，会因重组或少数载流子离开P型基极而消失。图像迟后的时间大约是少数载流子的生命期(即大约100毫秒)，并且它可持续几个帧。
杂质可加在P型基极用来做为“生命期间杀手”(life-time killer)用以减少重组时间。“生命期间杀手”的困难是它会增加接合区间的漏电流，减低图像的灵敏度。
美国专利No.5,097,305(Mead人等)所提的光传感器具有一晶体管和一耦合至晶体管基极的电容器。一传递晶体管放在晶体管发射极用以选择性地耦合信号电流至传感放大器。
美国专利No.5,288,988(Hashimo人等)描述一类似于图1a,1b和1c所绘的光传感器电路。该器件加入一MOS晶体管在其光转换器件中。当MOS晶体管致能，藉由消除从晶体管的基极的残余电荷使得上述的残余电流被阻绝。
因此本发明的主要目的在于提供一种有源像素传感器用以转换光量子能量成为一电信号，表示该光量子能量的大小。
本发明的另一主要目的是提供一种有源像素传感器用来避免图像过亮的问题。
本发明的另一主要目的是在提供一种有源像素传感器用来减少残余电荷以减少图像迟后的问题。
根据本发明的目的，一种有源像素传感器包括一光二极管，一双载流子晶体管以及一MOS晶体管。光二极管，具有一阴极连接到一电源供应器和一阳极。光量子会撞击在阳极上并在光二极管中产生电荷。MOS晶体管会避免图像过亮。MOS晶体管有一漏极连接到光二极管的阳极，源极和栅极，栅极连接到传感器控制电路，用以选择性的使MOS晶体管致能与失效用来阻止或允许电荷流经MOS晶体管。双载流子晶体管会放大电荷产生电信号。双载流子晶体管具有一集电极连接至电源供应器，一基极连接到MOS晶体管的源极用以当MOS晶体管被致能时接收电荷，以及一发射极连接到外部电路将电信号传送给外部电路。
有源像素传感器还包含一寄生MOS晶体管，此寄生的MOS晶体管具有一漏极，是光二极管的阳极；一源极，是在一个有源像素传感器阵列中的一列有源像素传感器的一相邻的有源像素传感器的光二极管的阳极。寄生MOS晶体管具有一栅极连接到一复位电路用以将寄生MOS晶体管导通，使之复位在一列有相同位能电位的光二极管的阳极的位能，因此由不相同的阳极电位造成的图像迟后现象在复位后可在有源像素传感器上消除。
为使本发明的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合附图，作如下详细说明。
图1A和1B给出传统光传感器单元的上视图以及半导体衬底的剖面图。
图1C给出图1A和1B中传统光传感器单元的电路图。
图1D给出图1A和1B中传统光传感器单元的时序图。
图2给出传统技术的光传感器阵列单元的两个单元的电路图，用以说明溢出电流造成图像过亮。
图3给出传统技术的光传感器阵列单元的电路图，用以说明残余电路所引起的图像迟后。
图4A和4B给出依照本发明的有源像素传感器的上视图与半导体衬底的剖面图。
图4C给出图4A和图4B中本发明的有源像素传感器单元的电路图。
图4D给出本发明的有源像素传感单元的时序图。
图5给出本发明的有源像素传感器阵列单元的两个单元的电路图，用以说明消除溢出电流。
图6A,6B和图6C给出本发明的有源像素传感器阵列单元三个单元的上视图与剖面图，用以说明光二极管复位操作以减少图像迟后。
参照图4A,4B和4C，其给出依照本发明一较佳实施例的一种图。用以了解本发明的有源像素传感器的结构。本装置的制造从一典型的硅圆片P型衬底305开始。然后将P衬底305表面遮蔽并注入一N型杂质做为N型阱310。一绝缘区或场氧化物315成长以限定有源像素单元的区域。在有源像素传感器单元的区域之中用掩膜限定光二极管D1420的P型阳极330。N型阱与电源VCC接触并做为光二极管D1420的阴极。在有源像素传感器单元的区域之中的第二区用掩膜限定双载流子晶体管Q1420的P型基极320的区域。注入一P型杂质以形成P型基极320。之后，在P型基极320的区域中遮蔽第三块区域并注入N型杂质做为双载流子晶体管Q1420的发射极325。双载流子晶体管Q1420的集电极是N型阱310。
双载流子晶体管Q1420的P型基极320与光二极管D1420的P型阳极330分别形成MOS晶体管的源极和漏极。栅极氧化层340在源极320与漏极330间的沟道区337上方成长。一多晶硅物质335设置在栅极氧化层340上并蚀刻以形成MOS晶体管M1315的栅极。
一绝缘物淀积在半导体衬底的表面上用以形成介电质350。与N+发射极325的接点327在介电质350中的一开口形成。淀积一金属层355用以连接晶体管M1410的发射极325和传感放大器425，为一有源像素传感器阵列的外部电路。形成MOS晶体管M1415栅极的多晶硅物质335连接到列致能电路Vrow416，为一传感器控制电路。显而易见地，上面描述的流程可用来做成CMOS晶体管。例如多晶硅物质335可以作为CMOS晶体管的栅极，用来做发射极325的N型注入物以形成源极/漏极区。与用来制造CCD方法的过程比较起来，制造双载流子像素与CMOS晶体管的相容性有非常大的优点。
现参照图4D以了解有源像素传感器单元的操作原理。光量子L334撞击二极管D1420的P型阳极。光量子L334会给予足够的能量产生电子-空穴对，类似于在图1A,1B和1C描述的晶体管Q1160。空穴会移往光二极管D1420的P型阳极。电子会集聚在光二极管D1420的阴极(N型阱310)并且经由电源VCC移走。带正电的空穴累积在光二极管D1 420的P型阳极，图示是一递增的位能。列致能电路Vrow415从一高电位变成低电位，然后导通P MOS晶体管M1415。由光量子L334(图像)产生的电荷QS494以P型阳极的电位Vp anode表示，会流入晶体管Q1410的P型基极320形成基极电流IB1417。基极电流IB1417会被晶体管Q1410放大并形成信号电流ISC412。在传感到信号电流后，列致能电路Vrow416会回复到低电位485，此时会有一残余电荷Q496遗留在光二极管S1420的P型基极320。之后，光二极管D1420的P型阳极330会以下文所描述的复位操作复位到一电位。
先参照图5以了解本发明的有源像素传感器避免像素图像过亮的操作原理。像素A430与像素X435是有源像素传感器阵列的两个有源像素传感器。像素A430与像素X435一起连接到行460与共同的传感放大器426。
该像素A430触发控制由列致能电路Vrowa440经由内连线Rowa450控制，且像素X435触发控制由列致能电路Vrowx455经由内连线Rowx455控制。当列致制能电路Vrowa450达高电位422，像素A430会处于螺积时间489。此时若光量子L2470撞击像素X435的光二极管D1420b产生的累积电荷被读取，列致能电路Vrowx455会达低电位477以导通PMOS晶体管M1415b。信号电流ISC412b会从像素X435的晶体管Q1410b的发射极流出。
即使撞击在光二极管D1420a的光量子非常强，也不会有图2中的溢出电流Iofc95。PMOS晶体管M1415a会被无作用并且没有电流会流过该晶体管Q1410a。在极强的光量子L1465作用下空穴会累积在P型阳极上，快速地增加P型阳极的位能直到光二极管有一点点正向偏压，且“溢出电流”会流向接在光二极管的阴极的电源VCC。因此，总电流Itot413不会有不相干的部分并且仅由信号电流ISC所构成。因为传感放器425只会接收适当大小的电流，所以可以防止图4像过亮的形成。
参照图4A,4B,4C和4D，了解复位作用。第二多晶硅物质360淀积在一层当栅极氧化层成长时所形成的绝缘物质上。复位多晶硅360连接到一复位电路Vreset。复位电路Vreset会施一低电位480用以复位多晶硅360，这将使由邻近的有源像素感器所形成的寄生PMOS晶体管导通并且使所有P型阳极330复位到相同的位能。关于寄生P-MOS晶体管与复位作用的细节，在以下的图6A,6B和6C会加以说明。
图6A,6B和6C展现出在一由行与列构成的有源像素传感器阵列中的一列上的三个有源像素传感器500a,500b,500c。各该些有源像素传感器500a,500b,500c的PMOS晶体管M1515a,515b,515c的栅极505a,505b,505c由该共同的列多晶硅物质335连接到列致能电路Vrow。复位多晶硅360与各有源像素传感器500a,500b,500c的复位多晶硅360互相连接，并连接到复位控制电路Vreset535。在一列有源像素传感器的端末，一边缘接合区520由一P型物质注入到半导体衬底305所形成。该边缘接合区连接到一偏压电源Vp+330。当栅极氧化层成长时所形成的氧化层365，会把复位多晶硅层360与P阳极330a,330b,330c隔绝。
各P型阳极330a,330b,330c做为各有源像素传感器500a,500b,500c的PMOS晶体管M1515a,515b,515c的漏极/源极。当复位电路Vreset530偏压至一低电位时，各有源像素传感器500a,500b,500c的各该PMOS晶体管M1515a,515b,515c会被导通并且所有的P型阳极330a,330b,330c的电位被复位到与边缘接合区相同的电位，偏压电源Vp+530。
一VT注入物535选择性地被置于寄生晶体管P1550的沟道区用以限定一寄生MOS晶体管P1550的截止电位到想要的值。该注入物可为N型杂质或P型杂质端取决于寄生MOS晶体管P1550是当作增强或缺乏MOS晶体管。
寄生晶体管P1550动作，藉由复位一列所有P型阳极的电位到与边缘接合区的偏压电位Vp+530相同，这会部分消除图像迟后的问题，如在传统技术所描述的。
参照图4C和4D。在读取动作期间，图像电荷QS494会流入P型基极做为一基极电流，使晶体管Q1410的P型基极顺向偏压并且启始双载流子晶体管动作。图像电荷QS494形成的基极电流会被放大成为发射极电流ISC，其会流入传感放大器425。传感放大器425所集聚的总电荷，被放大的图像电荷QS494，用来表示撞击在光二极管D1 420的光量子L1334的强度。
该光二极D1420的阳极面积设计成比双载流子晶体管Q1410的基极还大。这会迫使双载流子晶体管Q1410的基极具有和光二极管D1420的阳极相同的电压。注入的少数载流子(从发射极注入的电子)被束缚在双载流子晶体管Q1410的基极，而且无法流经反向P型沟道MOS晶体管而到达光二极管D1420的阳极。
一相应的像素，具有一PNP双载流子晶体管与一NMOS晶体管可藉由反转该注入的硅物质的极性很容易地完成。操作偏压也会适当地反向。
综上所述，虽然本发明已以一较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围应当以权利要求书所限定的范围为准。
权利要求
1．一种有源像素传感器，用以接收光量子能量并转换该光量子能量成电信号，包括一光二极管，具有一阴极连接到一电源供应器以及一阳极，其中该光量子会撞击至该阳极并且在该光二极管中产生电荷；一金属氧化物半导体晶体管，用以防止图像过亮，它具有一漏极连接至该光二极管的阳极，一源极与一栅极连接到一传感器控制电路，其中该传感器控制电路可选择性地使该金属氧化物半导体晶体管致能与使失效，用以使该电荷流经该金属氧化物半导体晶体管；以及一双载流子晶体管，用以放大这些电荷以产生电信号，具有一集电极连接到该电源供应器，一基极连接至该金属氧化物半导体晶体管用以当该金属氧化物半导体晶体管致能时接收这些电荷，一发射极连接到外部电路用以转移该电信号到外部电路。
2．如权利要求1所述的有源像素传感器，其中该传感器形成在一半导体衬底上，具有第一导电型的杂质注入在该半导体衬底的一表面上，第二导电型的杂质的一阱注入于该半导体衬底的该表面中。
3．如权利要求2所述的有源像素传感器，其中该光二极管的该阴极是注入于该半导体衬底的该表面中的该阱，该阳极是由在该阱中以该第一导电型的该杂质注入第一区域所形成，其中该阳极足以大于该双载子流子晶体管基极，使得在该基极中残余的少数载流子得以被束缚于该基极中以减低图像迟后的问题。
4．如权利要求3所述的有源像素传感器，其中该双载流子晶体管的该集电极是注入于该半导体衬底中的该阱，该基极是由在该阱中以该第一导电型的该杂质注入第二区域所形成，该发射极是由该基极中以该第二导电型的该杂质注入第三区域所形成。
5．如权利要求4所述的有源像素传感器，其中该金属氧化物半导体晶体管的该漏极是具有该第一导电型的杂质的该第一区域，该金属氧化物半导体晶体管的该源极是具有该第一导电型的杂质的该第二区域，以及该栅极是由一栅极氧化层的整个该源极与漏极间的一沟道区成长所形成。
6．如权利要求5所述的有源像素传感器，其中该发射极经由一淀积在该半导体集成的该表面上的一绝缘层上的金属内连线接到该外部电路，并且与该发射集接触。
7．如权利要求1所述的有源像素传感器，还包括一寄生金属氧化物半导体晶体管，具有一漏极是该光二极管的该阳极，一源极是在有源像素传感器阵列中之一列有源像素传感器的邻近的有源像素传感器的该光二极管的该阳极，以及一栅极连接至复位电路用以导通该寄生金属氧化物半导体晶体管，藉以复位该光二极体的该阳极的一电位，防止该有源像素传感器上的图像迟后问题。
8．一种图像阵列，用以接收从外界反射或放射的光能，转换该光能为电信号用以表示该光能的强度，包括a)多个排成行列的有源像素传感器，其中各有源像素传感器的各有源像素传感器，包括一光二极管，具有一阴极连接到一电源供应器与一阳极，其中该光能会撞击该阳极并在该阴极产生电荷；一金属氧化物半导体晶体管，用以防止在具有一漏极连接至该光二极管的该阳极，一源极及一栅极的极图像阵列造成图像过亮，以及一双载流子电晶体管，用以放大这些电荷以产生该电信号，具有一集电极连接至一电源供应器，一基极连接至该金属氧化物半导体晶体管，当该金属氧化物半导体晶体管致能时用以接收该些电荷，以及一发射极；b)一列致能电路连接到在各列上的该些金属氧化物半导体晶体管的各该栅极用以选择性地将在各列上的各金属氧化物半导体晶体管致能与使失效，以使该些电荷流经该金属氧化物半导体晶体管；以及c)多个传感放大器，其中各传感放大器是连接到在各行上的有源像素传感器的该些双载流子晶体管的该些发射极，用以传感并放大该电信号，并将该电信号传送到外部电路。
9．如权利要求8所述的图像阵列，其中该有源像素传感器阵列是形成在一半导体衬底上，具有在该半导体衬底的一表面上注入第一导电型的杂质，以及在该半导体衬底的该表面中注入第二导电型的杂质的一阱。
10．如权利要求9所述的图像阵列，其中各有源像素传感器的该光二极管的该阴极是注入于该半导体衬底的该表面中的该阱，该阳极是在该阴极中以该第一导电型的杂质注入于第一区域所形成，其中该阳极足够大于该双载流子晶体管的该基极，因此在该基极中的残余少数载流子会被束缚于该基极以减低图像迟后的现象。
11．如权利要求10所述的图像阵列，其中各有源像素传感器的该双载流子晶体管的该集电极是在该半导体衬底中注入的该阱，该基极是由在该阱中以该第一导电型的杂质注入第二区域所形成，以及该发射极是由在该第二区域中以该第二导电型的该杂质注入第三区域所形成。
12．如权利要求11所述的图像阵列，其中各有源像素传感器的该金属氧化物半导体晶体管的该漏极是有该第一导电型的杂质的该第一区域，该金属氧化物半导体晶体管的源极是有该第一导电型的杂质的该第二区域，以及该栅极是由一整个栅极氧化层淀积于整个该源及与该漏极间的一沟通区所形成。
13．如权利要求12所述的图像阵列，其中该发射极以一淀积在该半导体衬底的该表面上的一绝缘层上的金属内连线接至一传感放大器并接触该发射极。
14．如权利要求8所述的图像阵列，其中各有源像素传感器，还包括一寄生金属氧化物导体晶体管，具有一漏极是该光二极管的该阳极，一源极是在一有源像素传感器阵列的一列有源像素传感器的邻近有源像素传感器的该光二极管的该阳极，以及一栅极。
15．如权利要求14所述的图像阵列，还包括一复位电路连接至该寄生金属氧化物半导体晶体管的该栅极，藉以致能该寄生金属氧化物半导体晶体管，得以在各列有源像素传感器中的各光二极管的该阳极复位至一相等的电位以避免该图像阵列上的图像迟后的问题。
16．一种半导体器件制造方法，用以在具有第一导电型的杂质的半导体衬底上制造一有源像素传感器，藉以接收光量子能量并转换该光量子为电信号，其步骤包括a)藉由该半导体衬底的掩膜区在该半导体衬底中形成一阱，并且在该半导体衬底注入第二导电型的杂质；b)由在该区域外生长一场氧化层用以限定该有源像素传感器的一区域；c)以该半导体衬底的掩膜区在该阱中形成一光二极管，并且注入第一导电型的杂质用以形成该光二极管的阳极，其中该阱为该光二极管的一阴极；d)形成一双载流子晶体管，以对该半导体衬底施以掩膜，并注入第一导电型杂质做为基极，对该半导体衬底施以掩模，并注入第二导电型杂质做为发射极，其中该双载流子晶体管有一集电极是该阱；以及e)形成一金属氧化物半导体晶体管，以淀积一栅极氧化物在该阳极的一沟道区中，用来做为该金属氧化物半导体晶体管的漏极，该基极，用来做为该金属氧化物半导体晶体管的源极；及淀积第一多晶硅，在该栅极氧化层上形成一栅极。
17．如权利要求16所述的方法，其中该栅极连接至一传感控制电路，用以选择性地将该金属氧化物半导体晶体管致能与使失效，使得该光量子撞击在该阳极形成的电荷流到该双载流子晶体管的基极。
18．如权利要求16所述的方法，其中该阳极足够大于该双载流子晶体管的该基极，以使在该基极的少数载流子得以被束缚在该基极中，从而减少图像迟后。
19．如权利要求16所述的方法，还包括一步骤，用以形成一寄生金属氧化物半导体晶体管，该步骤包含a)生长一绝缘物质用以形成该寄生金属氧化物半导体晶体管的一寄生栅极氧化层；b)淀积第二多晶硅物质在该寄生栅极氧化层上，做为该寄生金属氧化物半导体晶体管的一栅极；以及c)其中该寄生金属氧化物半导体晶体管的一漏极是该光二极管的阳极，以及该寄生金属氧化物半导体晶体管的一源极是在该半导体衬底上形成的邻近有源像素传感器的该光二极管的该阳极。
20．如权利要求16所述的方法，其中该寄生金属氧化物半导体晶体管的该栅极连接到一复位电路，得以提供一复位信号以致能该寄生金属氧化物半导体晶体管以使该阳极复位在一电位，用以避免在该有源像素传感器上的图像迟后。
全文摘要
一种有源像素传感器，包括光二极管，双载流子晶体管，金属氧化物半导体晶体管。该光二极体，有一阴极连接到电源供应器，及一阳极连接到该金属氧化物半导体晶体管。金属氧化物半导体晶体管，通过切断该光二极管的阳极与双载流子晶体管的基极的连接以避免图像过亮的现象，并将光二极管的阳极与金属氧化物半导体晶体管连接使在光二极管中的电荷流过该金属氧化物半导体晶体管。双载流子晶体管放大电荷以产生电信号。
文档编号H01L21/70GK1237774SQ98108710
公开日1999年12月8日 申请日期1998年5月29日 优先权日1998年5月29日
发明者季明华 申请人:世界先进积体电路股份有限公司