专利名称：包含在cmos图像传感器中的像素电路及相关方法
技术领域：
本发明涉及互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器及相关方法。 更具体地说，本发明涉及包含在CMOS图像传感器中的像素电路及相关方法。
背景技术：
通常，CMOS图像传感器可用于各种设备，例如移动相机或数码相机。 CMOS图像传感器能拍摄视野内的图像，能将图像转换为电信号，之后将电 信号传送到数字信号处理器。数字信号处理器可用于控制对从电荷耦合器件 (CCD)输出的彩色图像数据的信号处理操作，以便彩色图像数据可以用显 示单元，即液晶显示器(LCD)面板来表现。典型的CMOS图像传感器一般可包括排列成矩阵的像素传感器阵列。每 个像素传感器可由用于将光转换为电信号的光学器件，例如光电二极管来形 成。另外，智能图像传感器或硅片视网膜也已经在最近发展为应用CMOS图 像传感器。这样，可能需要调整每个像素的光学灵敏度或光谱响应速率。因 此，如果像素包括用于调整光学灵敏度或光谱响应速率的器件，则用于安装 光电二极管的面积可能会被减少，从而，图像亮度可能会降低。发明内容因此示范性实施例涉及一种CMOS图像传感器的像素电路及相关方法， 其可以基本上克服由于相关技术的局限性和缺点而导致的一个或多个问题。示范性实施例涉及一种具有用于调整光学灵敏度的器件的CMOS图像传 感器的像素电路和用于调整光学灵敏度的方法。示范性实施例涉及一种具有用于调整光谱响应速率的器件的CMOS图像 传感器的像素电路和用于调整光学灵敏度的方法。示范性实施例涉及一种能够控制光学灵敏度的CMOS图像传感器的像素 电踏^口方法。示范性实施例涉及 一 种能够控制光谱响应速率的CMO S图像传感器的像素电3各矛口方法。示范性实施例的至少一个上述和其它特征可以"I是供一种CMOS图像传感 器的像素结构，其具有第一导电性衬底，在第一导电性衬底中的第二导电性 光电二极管区域，以及在第二导电性光电二极管区域上的电容器电极。可将所述电容器电极形成为基本覆盖第二导电性光电二极管区域。可将该电容器电极形成为部分地覆盖第二导电性光电二极管区域。可以 以指状的双向延伸形式来部分地覆盖第二导电性光电二极管区域。可以通过 多个开口来部分地覆盖第二导电性光电二极管区域。电容器电极可由耦合到灵敏度控制信号的透明导电膜形成。该透明导电 膜可以是多晶硅。像素结构可进一步包括邻近第二导电性光电二极管区域的浮动扩散层。 像素结构可进一步包括在第二导电性光电二极管区域上的电介质膜，并 且可以将电容器电极安置在电介质膜上。像素结构可以是像素电路。像素电路可包括第一晶体管，其通过源极 电极和漏极电极中的 一 个电极连接到第 一 节点，通过源极电极和漏极电极中 的另外一个连接到输出节点，并且通过栅极电极接收行选择信号；第二晶体 管，其通过源极电极和漏极电极中的一个电极连接到第一电压，通过源极电 极和漏极电极中的另外一个连接到第二节点，并通过栅极电极接收复位控制 信号；第三晶体管，其通过源极电极和漏极电极中的一个电极连接到第一电 源，通过源极电极和漏极电极中的另外一个连接到第一节点，并且通过栅极 电极连接到第二节点；以及光电二极管，其连接在第二电压和第二节点之间， 以进行光电转换。可以将第二晶体管和第三晶体管串联地连接在第一电源和第一节点之间。示范性实施例的至少一个上述和其它特征可4是供一种在CMOS图像传感 器中形成像素结构的方法，包括形成第一导电性衬底，在第一导电性衬底中 形成第二导电性光电二极管区域，以及在第二导电性光电二极管区域上形成 电容器电极。该方法可进一步包括将第 一 晶体管通过源极电极和漏极电极中的 一个 电极连接到第 一 节点，通过源极电极和漏极电极中的另外 一 个连接到输出节 点，并且可以通过栅极电极来接收行选择信号；将第二晶体管通过源极电极和漏极电极中的 一 个电极连接到第 一 电压，通过源极电极和漏极电极中的另 外一个连接到第二节点，并且可以通过栅极电极来接收复位控制信号；将第 三晶体管通过源极电极和漏极电极中的 一 个电极连接到第 一 电源，通过源极 电极和漏极电极中的另外一个连接到第一节点，并且通过栅极电极连接到第二节点；将光电二极管连接在第二电压和第二节点之间，以进行光电转换。示范性实施例的至少一个上述和其它特征可以提供一种在CMOS图像传 感器中操作像素结构的方法。该像素结构可包括通过源极电极和漏极电极 中的一个电极连接到第 一节点和通过源极电极和漏极电极中的另外一个连接 到输出节点的第 一 晶体管，通过源极电极和漏极电极中的 一 个电极连接到第 一电压和通过源极电极和漏极电极中的另外一个连接到第二节点的第二晶体 管，通过源极电极和漏极电极中的一个电极连接到第一电源、通过源极电极 和漏极电极中的另外 一 个连接到第 一 节点并且通过栅极电极连接到第二节点 的第三晶体管，以及连接在第二电压和第二节点之间的光电二极管。该方法 可包括通过第一晶体管的栅极电极提供行选择信号，通过第二晶体管的栅极电极提供复位控制信号，并且根据复位控制信号和行选择信号将电压提供给 第一和第二节点中的一个节点。如果复位控制信号为高同时行选择信号为高，则增加第二节点的电压电 平并经由第二和第三晶体管将该电压传送到第 一 节点以提供复位电压VRES 。如果复位控制信号为低同时行选择信号为高，则将由光电二极管光电转 换的图像信号经由第三和第一晶体管施加给第二节点以提供图像信号电压 VSIG。
通过参考附图详细地描述示范性实施例，示范性实施例的以上和其它特 征和优点对于本领域普通技术人员将变得更加显而易见，附图中图1示出了根据示范性实施例的包括像素电路的CMOS图像传感器的框图；图2示出了图1的CMOS图像传感器中彩色滤光片的排列图； 图3示出了排列在图1中示出的ARS阵列上的单位像素传感器的电路图； 图4示出了根据示范性实施例的CMOS图像传感器的像素电路； 图5示出了在半导体衬底中图4的光学检测器的截面图；图6示出了 MOS电容器的电容-电压特性的曲线图； 图7A到7C示出了图4中示出的电容器电极的顶部图案(top pattern)图； 图8示出了图4中示出的光传感器的另一结构的截面图； 图9示出了根据另一示范性实施例的CMOS图像传感器的像素电路；和 图10示出了在图9中示出的像素电路中工作的复位和传输控制信号的时 序图。
具体实施例方式
此处并入于2006年11月8日在韩国知识产权局申请的、标题为"Pixel Circuit of CMOS Image Sensor Capable of Controlling Sensitivity Thereof" 的韩 国专利申请No.lO-2006-0110119的全部内容作为参考。现在将参考附图更全面地描述示范性实施例。然而，本发明可以体现为 不同形式，且不应解释为限制于在此提出的实施例。相反，提供这些示范性 实施例是为了使公开内容彻底和完整，并将本发明的范围充分地传达给本领 域技术人员。在根据示范性实施例的CMOS图像传感器中，像素电路可以包括用于光 电转换的光电二极管和用于调整图像信号的电压电平的电容器，以便根据灵 敏度控制信号的电压电平调整图像信号的电压电平。此外，例如，由多晶硅 制成的透明导电膜，例如可形成为MOS电容器Cscc的电容器电极，以便最小 化光电二极管的光电效应的失真。换句话说，可将可以由多晶硅的透明导电 膜形成的MOS电容器的电容器电极布图为部分地覆盖光电二极管，以便使它 的电容最大化。因此，示范性实施例可以4是供形成在用于光电转换的光电二极管和轻掺 杂阱上的可变电容器的电容器电极。另外，轻掺杂阱可以用作可变电容器的 底部电极(bottom electrode),以便在衬底中不再需要任何用于可变电容器 的附加区域。而且，由于可与晶体管的栅极电极工艺一起制作可变电容器的 顶部电极(top electrode)，因此不再需要额外的掩模或处理步骤。因此，将 有效控制在硅片视网膜或智能图像传感器的每个像素的光学灵敏度和/或光谱口向应速率o此外，在可替换示范性实施例中，可将可变电容器的电容器电极形成为 部分地覆盖光电二极管，以增加电容器的电容变化范围。而且，由于光电二极管的顶部表面直接暴露于光，因此可变电容器的顶部电极部分覆盖光电二 极管可以增强光电二极管的光学灵敏度。图1示出了根据示范性实施例的包括像素电路的CMOS图像传感器100 的框图。参考图l， CMOS图像传感器100可以包括有源像素传感器(APS) 阵列IIO、行驱动器120、以及模数转换器(ADC) 130。 APS阵列110可包 括排列成多行和多列的像素电路。稍后将详细描述像素电路的详细结构。 CMOS图像传感器100可进一步包括用于产生地址信号以选择像素电路并输 出从APS阵列110感测的图像信号的控制器(未示出)。行驱动器120可顺 次选择APS阵列110的行。ADC 130可以将模拟信号转换为提供给信号处理 器的数字信号，该模拟信号可以从APS阵列110感测。如果CMOS图像传感器100是彩色电荷耦合器件(CCD)(如图2所示)， 则可以在APS阵列110的每个像素上布置彩色滤光片以接受特定颜色分量。 可以形成至少三个彩色滤光片以组成彩色信号。最常用的彩色滤光片阵列可 以被构造为在一个单元中重复排列两行的模式，也就是拜耳模式(Bayer pattern)。例如， 一行可以通过重复两种颜色红(R)和绿(G)来排列；另 一行可以通过重复两种颜色绿(G)和蓝(B)来排列。在示范性实施例中， 可以将与亮度信号最相关的G彩色滤光片排列在所有行上，同时可以将R和 B彩色滤光片按行交替排列，这样可以增强亮度的分辨率。应当理解，彩色 滤光片可以以不同的模式排列。例如，为了获得高分辨率，数码相机通常可以配备具有百万或更多像素 的CMOS图像传感器。APS阵列110可以通过感测光来产生图像信号，并且可以通过电子光学 器件，例如光电二极管，将感测到的光转换成电信号。从APS阵列110输出 的图像信号可以是对应于三种颜色分量R、 G和B的模拟图像信号。ADC 130 可以将从APS阵列IIO输出的模拟图像信号转换为数字信号。图3示出了在图1中示出的APS阵列110上排列的单位像素传感器300 的电路图。参考图3，像素传感器300可以包括由三个金属氧化物半导体场 效应晶体管(MOSFET) M1 M3形成的像素电路310、单个光电二极管PD 和偏置电路320。可以将多个像素电路310排列成多行和多列的矩阵。应当 理解，在像素传感器300中可以采用多个偏压电路320。例如，可以将多个 偏置电路320排列在像素电路310的顶部和底部以便偏置节点Nl 。像素电路310可以通过将感测到的模拟图像信号转换成数字信号来工作。当复位控制信号RX为高同时行选择信号SEL为高时，晶体管M2可以 被导通，以将来自浮动扩散节点(FD)的电压施加到源极节点，例如源极跟 随器晶体管M3。此外，由于行选择信号SEL为高会导通晶体管Ml,因此可 以将源极跟随器晶体管M3的源极节点的电压作为复位信号VRES通过节点 Nl提供给ADC 130。可替换地，当复位控制信号RX为低同时行选择信号SEL为高时，可以 将由光电二极管PD光电转换得到的图像信号施加到节点FD,并且通过晶体 管M3和M1将其作为模拟图像信号电压VSIG提供给ADC 130。经由像素 电路310的操作，复位信号VRES1 VRES8和模拟图像信号电压VSIG1 VSIG8可从像素传感器300输出，当行选择信号SEL1 SEL3被顺次激活时， 像素传感器300可以分别耦合到APS阵列110的行。ADC 130可以输出对应于复位信号VRES和模拟图像信号电压VSIG之 间的电压差(voltage gap)的数字信号。可将该数字信号提供给数字信号处理 器，并且可以将其转换成适合用于驱动显示器单元，例如LCD，的驱动信号。应当理解，CMOS图像传感器100可进一步在像素电路310中包括电容 器，以便容易地调整每个像素的光学灵敏度和/或光谱响应速率。图4示出了根据示范性实施例的像素电路410。参考图4，像素电路410 可以包括MOS晶体管M11 M13和光学检测器411。可将晶体管M12的漏 极耦合到电源电压VDD，并且可将晶体管M12的源极连接到节点FD。可将 MOS晶体管M12的栅极耦合到复位控制信号RX。可将晶体管M13和Mil 串联连接在电源电压VDD和节点Nl之间。可将晶体管M13的栅极连接到 节点FD。可将晶体管Mll的栅极耦合到行选择信号SEL。光学检测器411可以包括光电二极管PD和MOS电容器CSCG 。可将MOS 电容器CSCG的一端耦合到灵敏度控制信号SCG且将MOS电容器Cscg的另一 端耦合到光电二极管PD。可将光电二极管PD连接在MOS电容器Csc。和地 电压VSS之间。图5示出了在半导体衬底中光学检测器411,例如图4的光电二极管PD 的截面图。参考图5，光电二极管PD可形成为在P型半导体衬底421和轻掺 杂N型杂质阱422之间的PN结二极管。MOS电容器CscG可以在发光二极管 PD所占据的区域部分以垂直结构形成。而且，在形成MOS电容器Csc。时，可首先在轻掺杂阱422的顶部上形成绝缘膜，例如电介质膜(未示出)，然 后连同耦合到灵敏度控制信号SCG的MOS电容器Cscc的顶部电极424 (即， 电容器电极) 一起形成MOS晶体管M11 M13的栅极电极427。轻掺杂阱 422可用作MOS电容器Cscc的底部电极。耦合到灵敏度控制信号SCG的MOS电容器Cscc的电容器电极424例如 可以但不限于由透明导电膜来形成，以便传输外部光，该外部光将4皮吸收到 轻掺杂阱422 (即，光电二极管区域)中。在示范性实施例中，电容器电极 424可由多晶硅形成。应当理解，也可以使用其它材料，只要该材料具有适 当的导电性和/或光透射率即可。此外，如图5所示，可以在P型半导体衬底421中形成N型阱425和426。 可将MOS晶体管M13的栅极连接到形成在阱425中的节点FD。可以将电源 电压VDD连接到形成在阱426中的节点N2。因此，阱426可用作浮动扩散 层，该浮动扩散层可以邻近轻掺杂阱422或光电二极管区域。图6示出了 MOS电容器Cscc的电容-电压特性曲线。如图6所示，Vsc 可表示节点FD和电容器电极424之间的电压，C腦可表示MOS电容器0^ 的电容。如果在轻掺杂阱422上形成的绝缘膜的顶部和底部存在理想电容器， 则C。x可表示理想电容。此外，在通常的P型电容器中，当电容器两端的电压变高时，P型电容 器的电容可以减小。而且，当P型电容器两端的电压达到预定电平时，P型 电容器可以以接近于C。x电容变化的倒置模式(inversion mode)工作。此外， 随着电压VsG增加，MOS电容器CscG可以工作在电容逐渐降低的电荷耗尽模 式。利用MOS电容器Csc。的这些特性，施加到电容器电极424的灵敏度控制 信号SCS可改变节点FD和电容器电极424之间的电容。这样，可以实现对 每个像素的光学灵敏度和/或光谱响应速率的控制。图7A到图7C示出了图4中示出的电容器电极424的顶部图案的示图。 参考图7A,可以将由多晶硅制成的电容器电极424a形成为完全(或基本上 完全)覆盖在轻掺杂阱422，例如光电二极管区域上方。在另一示范性实施 例中，图7B示出了电容器电极424b，其具有双向延伸的指型428，以便部分 地覆盖光电二极管区域的轻掺杂阱422。在另一示范性实施例中，图7C示出 了形成在光电二极管区域的轻4參杂阱422顶部上的具有多个开口 430的电容器电极424c。虽然图7C所示出的示范性实施例示出了常规的矩形开口 430 ， 但是应当理解，也可采用其它形状，例如正方形、圓形、椭圓形、多边形等 来形成所述开口。还应当理解，除了在图7A到图7C中描述的图案之外，还可以使用其它配置的图案。如图7B和7C所示，电容器电极424b和424c分别可以被形成为部分地 覆盖轻掺杂阱422，以便通过在轻掺杂阱422和电容器电极424b或424c的外表面之间延伸寄生电容器来提供电容器Cscc的电容增加。结果，可以扩大光学检测器411 (例如光传感器)的动态范围(例如光学感测范围)。图8示出了光学检测器811,例如图4中的光电二极管PD的另一结构的 截面图。除了附加结构杂质掺杂区830外，图8与图4类似。参考图8，光学检测器811可包括附加的杂质掺杂区830，在MOS电容 器Cscc的,电容器电极824中，MOS电容器Csc。可工作在图6示出的耗尽和倒 置模式。具体来说，MOS电容器Csc。可由第一电容器和第二电容器組成。第 一电容器可包括轻掺杂阱822和耦合到灵敏度控制信号SCG的电容器电极 824，第二电容器可包括杂质掺杂区830和耦合到灵敏度控制信号SCG的电 容器电极824。通过用N型或P型杂质来掺杂杂质掺杂区830，包括电容器电极824和 杂质掺杂区830的第二电容器可工作在倒置模式或耗尽模式。因此，电容器 Cscc可工作在图6示出的P型MOS电容器曲线和耗尽模式曲线之间的特性中。 因此，这种改进的电容特性可用于控制像素的灵敏度。如果复位控制信号RX为高同时行选择信号SEL为高，那么节点FD的 电压电平会增加，并可经由晶体管M13和Mll传送到节点N1。传送到节点 Nl的电压可以是将传送到图1中示出的ADC 130的复位电压VRES。如果复位控制信号RX为低同时行选择信号SEL为高，那么由光学检测 器411的光电二极管PD光电转换的信号可经由晶体管M13和Mll传送到节 点N1。传送到节点N1的电压可以是图像信号电压VSIG。在该阶段期间，灵敏度控制信号SCG的电压电平可确定包括在光电二极 管PD中的MOS电容器CSCG的电容CM0S,其可确定图像信号电压VSIG的输 出增益。例如，源极跟随器晶体管M13的输出电压Vout和增益ASF可通过 与MOS电容器CscG的电容CM。s相关的以下等式给出<formula>formula see original document page 12</formula>其中Cp为光电二极管PD的电容；"为光电转换电流；以及T为光积聚 时间。"X T项可以对应于由光电二极管PD的光电转换产生的电荷(即，电 子)的量。因此，如等式1所示，从源极跟随器晶体管M13的源极的输出电 压Vout可随着由灵敏度控制信号SCG的电压电平确定的MOS电容器CSCG的电容Cw。s而改变。同时，ADC 130可以从节点N1顺序地接收复位电压VRES和图像信号 电压VSIG，并且可以输出对应于复位电压VRES和图像信号电压VSIG之间 的差的数字信号。可将转换后的数字信号提供给数字处理器(未示出)并且 在该数字处理器中进行处理。图9示出了根据另 一示范性实施例的CMOS图像传感器100的像素电路 910。像素电路910可包括MOS晶体管M21 M24和光学检测器，例如光电 二极管911。像素电路910除了附加的MOS晶体管M24之外，其它与图4 的像素电路410类似。参考图9 ，可将晶体管M22和M24串联连接在电源电压VDD和节点N3 之间。可以将晶体管M22的栅极耦合到复位控制信号RX，并且可以将晶体 管M24的栅极耦合到传输控制信号TX。连接到节点N3的光学检测器911 可包括MOS电容器CscG和光电二极管PD2。图9的光学检测器911可以以与 图4示出的光学检测器411相同的模式工作，在此将不再进一步详细描述。可将晶体管M23和M21串联连接在电源电压VDD和节点N4之间。可 以将晶体管M23的栅极连接到连接晶体管M22和M24的节点FD。可以将晶 体管M21的栅极耦合到行选择信号SEL。图10示出了分别在图9示出的像素电路910中工作的复位控制信号RX 和传输控制信号TX的时序图。这里将参考图9和图10描述像素电路910的工作方法。在工作期间，如果复位控制信号RX为高同时选择信号SEL为高，则复 位电压VRES可以被输出到节点N4。另外，如果传输控制信号TX为高同时 复位控制信号RX为高，则光电二极管PD2可以被复位。因此，当复位控制 信号RX处于高电平且传输控制信号TX处于低电平时，光电二极管PD2可以牙只聚由光感应的光电子。可替换地，如果复位控制信号RX为低且传输控制信号TX为高，则可 将对应于在光电二极管PD2中积聚的光电子的电压传送到节点FD。因此， 可将节点FD的电压作为图像信号电压VSIG输出。而且，灵敏度控制信号 SCG的电压电平可用于改变包括在光学检测器911内的MOS电容器Cscc的 电容CM0S 。通过在不同设置中设置各像素的灵敏度控制信号SCG的电压电平， 像素电路910可以调整图像信号电压VSIG的饱和电压。在附图中，为了图示清楚，可能夸大了元件和区域的尺寸。还应当理解， 当将元件称为在另一元件"上"、"连接到"另一元件或"耦合到"另一元 件时，它可以直接在另一元件上、直接连接或耦合到另一元件，或者也可以 存在居间的元件。相反，当将元件称为"直接在"另一元件"上"、"直接 连接到"或"直接耦合到"另一元件时，则表示不存在居间的元件。而且， 应当理解，当将元件称为在另一元件"下方"、在另一元件"上方"时，它 可以直接在下方或直接在上方，并且也可存在一个或多个元件。另外，还应 该理解，当将元件称为在两个元件"之间"时，它可以是在所述两个元件之 间的唯一的元件，或者也可存在一个或多个居间的元件。在全文中相同的附 图标记表示相同的元件。这里所使用的术语"和/或"包括一个或多个相关列 出项目中的任何一个和所有组合。还应当理解，虽然在此使用了术语"第一"、"第二"等来描述不同的 元件、结构、分量、区域、层和/或部分，但是这些元件、结构、分量、区域、 层和/或部分不应当被这些术语所限制。这些术语仅用于将一个元件、结构、 分量、区域、层和/或部分与另一个元件、结构、分量、区域、层和/或部分相 区别开。因此，可以将下面讨论的第一元件、结构、分量、区域、层或部分 称为第二元件、结构、分量、区域、层或部分，而不偏离示范实施例的教导。为了容易描述，在此可以使用空间性的相关术语，例如"在…下方"、 "在…下面"、"下""在…上方""上"等来描述图中示出的一个元件或 特征与另一元件或特征的关系。应该理解，所述空间性的相关术语旨在除了图中的器件翻转(或上下颠倒)，则被描述为在其它元件或特征"下面"或"下此，示范性术语"在…下面"能够包括在上面和在下面两个方向。器件可以朝向其它方向(旋转卯度或其它方向)，并且可以相应地解释这里所使用的 空间性的相关描述语。在此使用的术语的目的仅在于描述特定实施例，并不意图作为对示范性 实施例的限制。如在此使用的，单数形式"一"、"一个"也包括复数形式， 除非上下文明确地指出相反含义。还应了解，术语"包括"和/或"包含"当 用于本说明书中时，其指定所述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或分量 的存在，但不排除存在或附加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元 件、分量和/或它们的组合。除非另外规定，否则在此使用的所有术语(包括技术术语和科学术语) 都具有与示范性实施例所属领域的普通技术人员通常理解的 一样的含意。还 应了解，例如在一般惯用字典中定义的那些术语，应当被解释为具有与它们 在相关领域的上下文中的含意一致的意思，且不应当被解释为理想化的或过 度形式化的意义，除非在这里明确地这样定义。在此已经公开了本发明的示范性实施例，虽然使用了特定的术语，但它 们仅用于并被解释为通用的和描述性的含义，并并不出于限制的目的。因此， 本领域的普通技术人员应该了解，在不偏离如以下权利要求书提出的本发明 的精神和范围的情况下，可以进行形式和细节上的各种变更。
权利要求
1.一种CMOS图像传感器的像素结构，包括第一导电性衬底；在第一导电性衬底中的第二导电性光电二极管区域；在第一导电性衬底上的传送栅极；和在第二导电性光电二极管区域上的电容器电极。
2. 根据权利要求1所述的像素结构，其中所述电容器电极基本上覆盖所 述第二导电性光电二极管区域。
3. 根据权利要求1所述的像素结构，其中所述电容器电极部分地覆盖所 述第二导电性光电二极管区域。
4. 根据权利要求3所述的像素结构，其中所述第二导电性光电二极管区 域被以指状的双向延伸形式部分地覆盖。
5. 根据权利要求3所述的像素结构，其中利用多个开口来部分地覆盖所 述第二导电性光电二极管区域。
6. 根据权利要求1所述的像素结构，其中所述电容器电极由耦合到灵敏 度控制信号的透明导电膜形成。
7. 根据权利要求6所述的像素结构，其中所述透明导电膜为多晶硅。
8. 根据权利要求1所述的像素结构，还包括邻近所述第二导电性光电二 极管区域的浮动扩散层。
9. 根据权利要求l所述的像素结构，还包括在所述第二导电性光电二极 管区域上的电介质膜，并且所述电容器电极被安置在该电介质膜上。
10. 根据权利要求l所述的像素结构，其中所述像素结构为像素电路。
11. 根据权利要求10所述的像素结构，其中所述像素电路还包括 第一晶体管，其通过源极电极和漏极电极中的一个连接到第一节点，并通过源极电极和漏极电极中的另外 一 个连接到输出节点，并且通过栅极电极 接收行选择信号；第二晶体管，其通过源极电极和漏极电极中的一个连接到第一电压，并 通过源极电极和漏极电极中的另外 一 个连接到第二节点，并且通过栅极电极 接收复位控制信号；第三晶体管，其通过源极电极和漏极电极中的一个连接到第一电源，并通过源极电极和漏极电极中的另外一个连接到所述第一节点，并且通过栅极 电极连接到所述第二节点；以及光电二极管，其连接在第二电压和所述第二节点之间，以进行光电转换。
12. —种在CMOS图像传感器中形成像素结构的方法，包括形成第一导电性衬底；在该第一导电性衬底中形成第二导电性光电二极管区域； 在该第二导电性光电二极管区域上形成电容器电极。
13. 根据权利要求12所述的方法，其中所述电容器电极基本上覆盖所述第二导电性光电二极管区域。
14. 根据权利要求12所述的方法，其中所述电容器电极部分地覆盖所述 第二导电性光电二极管区域。
15. 根据权利要求12所述的方法，其中所述电容器电极由耦合到灵敏度 控制信号的透明导电膜形成，该透明导电膜为多晶硅。
16. 根据权利要求12所述的方法，还包括在所述第二导电性光电二极管 区域上形成电介质膜，并且在该电介质膜上形成所述电容器电极。
17. 根据权利要求12所述的方法，还包括将第一晶体管通过源极电极和漏极电极中的一个连接到第一节点，通过 源极电极和漏极电极中的另外 一 个连接到输出节点，并且通过栅极电极接收 行选择信号；将第二晶体管通过源极电极和漏极电极中的 一个连接到第 一 电压，通过 源极电极和漏极电极中的另外 一 个连接到第二节点，并且通过栅极电极接收 复位控制信号；将第三晶体管通过源极电极和漏极电极中的一个连接到第一电源，通过 源极电极和漏极电极中的另外一个连接到第一节点，并且通过栅极电极连接 到第二节点；和将光电二极管连接在第二电压和所述第二节点之间，以进行光电转换。
全文摘要
示范性实施例涉及一种CMOS图像传感器的像素结构及相关方法。该像素结构可以包括第一导电性衬底，在该第一导电性衬底中的第二导电性光电二极管区域，和在该第二导电性光电二极管区域上的电容器电极。
文档编号H04N5/369GK101221965SQ20071030578
公开日2008年7月16日 申请日期2007年11月8日 优先权日2006年11月8日
发明者咸锡宪, 蔡瑛澈, 金甫俓, 韩囝熙 申请人:三星电子株式会社