【专利解密】思特威为减缓图像拖影、防止暗电流产生提出最新专利

【爱集微点评】思特威的CMOS图像传感器专利，通过一种特殊的像素结构，使其可降低光电流的传输势垒，减缓图像拖影问题，同时还能有效防止光电转换元件感光区表面暗电流的产生。

集微网消息，近日思特威推出全新的图像传感器，不仅能呈现饱满的色彩，而且还能在夜间提供精细的画质，此举将会为手机夜间摄影带来电影级的视觉体验。

典型的CMOS图像传感器具有包括数千甚至数百万像素结构的图像传感器像素阵列。每个像素结构通常包括光电转换元件及与其相连的传输晶体管。通常情况下，为了防止光电转换元件感光区表面暗电流的产生，会在光电转换元件N型区表面离子注入形成P型掺杂的Pin层，Pin层的掺杂浓度越大对暗电流的抑制作用越明显，但随着该Pin层的引入会引起图像传感器图像拖影问题，且Pin层的掺杂浓度越大拖影越严重。

为此，思特威于2022年6月30日申请了一项名为“CMOS图像传感器像素结构及其图像传感器”的发明专利（申请号: 202221681728.1），申请人为思特威（上海）电子科技股份有限公司。

图1 CMOS图像传感器像素结构

图1为CMOS图像传感器像素结构的截面结构示意图，该像素结构主要包括：光电转换元件、电荷传输晶体管12及漂浮扩散有源区14。其中，通过电荷传输晶体管耦接至漂浮扩散有源区14，使得光电转换元件累积的电荷转得以转移。光电转换元件及漂浮扩散有源区14均设置于半导体衬底10中，且N型区11的上表面形成有P型掺杂层13。

在现有技术中，为了防止光电转换元件感光区表面暗电流的产生，会在光电转换元件的N型区表面形成P型掺杂层(一般称作P型掺杂的Pin层)，但是在图像传感器像素结构的光电转换与输运过程中，会在光电转换元件与电荷传输晶体管栅极之间的传输路径上，即光电子从光电转换元件向电荷传输晶体管栅极下方的沟道传输的路径，产生传输势垒，引起图像传感器图像拖影问题，尤其对于大像素的图像传感器这种拖影问题更明显，而当使用了P型掺杂层后，虽然缓解了暗电流的问题，但是更加重了图像拖影的问题。

本方法中，只要P型掺杂层13的上表面高于漂浮扩散有源区14的上表面即可降低光电子的传输势垒，而光电转换元件的N型区的上表面C(也即所述P型掺杂层13的下表面)可以选择低于或者齐平漂浮扩散有源区的上表面B。这样在同样P型掺杂层的厚度情况下，相当于提高了P型掺杂层13的物理位置，使P型掺杂层13的植入深度变浅，以使其远离光电流传输势垒所在区域，从而降低光电流的传输势垒，减缓图像拖影问题，同时还能保证有效防止光电转换元件感光区表面暗电流的产生.

简而言之，思特威的CMOS图像传感器专利，通过一种特殊的像素结构，使其可降低光电流的传输势垒，减缓图像拖影问题，同时还能有效防止光电转换元件感光区表面暗电流的产生。

思特威作为一家从事CMOS图像传感器芯片产品研发、设计和销售的高新技术企业。自成立来，一直专注于高端成像技术研发，并且在安防监控、机器视觉、智能车载、智能手机等多个领域都赢得了众多客户的青睐。

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（校对/赵月）