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(shù)：

圖像傳感器是數(shù)字?jǐn)z像頭的重要組成部分，是一種將光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換成電學(xué)信號(hào)的設(shè)備，它被廣泛地應(yīng)用在數(shù)碼相機(jī)、移動(dòng)終端、便攜式電子裝置和其他電子光學(xué)設(shè)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(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體元件）圖像傳感器兩大類。ccd圖像傳感器除了大規(guī)模應(yīng)用于數(shù)碼相機(jī)外，還廣泛應(yīng)用于攝像機(jī)、掃描儀、以及工業(yè)領(lǐng)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(diǎn)，可適用于數(shù)碼相機(jī)、pc攝像機(jī)、移動(dòng)通信產(chǎn)品等領(lǐng)域。

隨著圖像傳感器的持續(xù)快速的發(fā)展，促進(jìn)了其進(jìn)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(jìn)行圖像處理的光電荷?，F(xiàn)有的cmos圖像傳感器中，若干個(gè)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(fù)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(hào)，通過對(duì)像素陣列的行選通并進(jìn)行列讀取，讀出每列的模擬信號(hào)，進(jìn)行后續(xù)的運(yùn)算增益放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換等信號(hào)處理過程。

在實(shí)際工作中像素的源跟隨晶體管供電電源的噪聲會(huì)通過電容耦合到像素單元的浮置擴(kuò)散區(qū)fd上，接著通過信號(hào)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(dú)做一個(gè)低壓差線性穩(wěn)壓電路（lowdropoutregulator，ldo），以減小外部供電電源噪聲對(duì)圖像質(zhì)量的影響。采用ldo的同時(shí)，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(shí)不會(huì)導(dǎo)致源跟隨晶體管進(jìn)入線性區(qū)，然而，提高閾值電壓會(huì)導(dǎo)致源跟隨晶體管的噪聲增加。

技術(shù)實(shí)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(shù)中源跟隨晶體管電源引入噪聲的技術(shù)問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種圖像傳感器，包括：陣列分布于半導(dǎo)體襯底中的多個(gè)像素單元，每個(gè)像素單元包括：復(fù)位晶體管，所述復(fù)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(dǎo)體襯底連接負(fù)電壓。

可選的，所述半導(dǎo)體襯底連接-2.0v~0v的負(fù)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(fù)位晶體管的源極，所述復(fù)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(shè)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(shè)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(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，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(dǎo)體襯底中的多個(gè)像素單元，每個(gè)像素單元包括：復(fù)位晶體管，所述復(fù)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(dǎo)體襯底連接負(fù)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(jìn)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(shí)施例中像素單元排布的示意圖；

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

具體實(shí)施方式

在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)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(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)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(shí)施的限制。

其次，本發(fā)明利用示意圖進(jìn)行詳細(xì)描述，在詳述本發(fā)明實(shí)施例時(shí)，為便于說明，所述示意圖只是實(shí)例，其在此不應(yīng)限制本發(fā)明保護(hù)的范圍。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的圖像傳感器進(jìn)行詳細(xì)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(dǎo)體襯底10中的多個(gè)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(yīng)光信號(hào)，并將光信號(hào)轉(zhuǎn)成電信號(hào)，并通過外圍電路輸出。參考圖2所示，每個(gè)像素單元11包括復(fù)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(fù)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(fù)位信號(hào)，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(hào)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(shí)施例中，所述半導(dǎo)體襯底10連接負(fù)電壓，所述半導(dǎo)體襯底10連接-2.0v~0v的負(fù)電壓，例如，半導(dǎo)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(shí)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(dǎo)體襯底10連接負(fù)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(dāng)半導(dǎo)體襯底接-1v的電壓時(shí)，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(dǎo)體襯底連接的負(fù)電壓的值，從而降低由于電源信號(hào)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(fù)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(fù)位晶體管rst的源極，由于半導(dǎo)體襯底10連接負(fù)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(fù)位晶體管rst的源極連接1.0v~2.0v的選擇電壓。

進(jìn)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(shè)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(shí)施例中的半導(dǎo)體襯底10為p型襯底，源跟隨晶體管設(shè)置于半導(dǎo)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(shè)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(shè)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(shè)置埋溝道的方法并于限于設(shè)置該n型摻雜區(qū)域，在本發(fā)明的其他實(shí)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(shè)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(hù)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(dǎo)體襯底中的多個(gè)像素單元，每個(gè)像素單元包括：復(fù)位晶體管，所述復(fù)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(dǎo)體襯底連接負(fù)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(jìn)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(shí)施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)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(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出可能的變動(dòng)和修改，因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。