全局快门像素单元及其信号采集方法和制造方法

摘要

本发明公开一种全局快门像素单元，包括：感光二极管；信号读取电路，读取复位信号以及感光二极管信号；信号保持电路，对复位信号和感光二极管信号采样，并依次输出复位信号以及复位信号与感光二极管信号的混合信号；信号输出电路，依次采样复位信号及混合信号并输出。信号读取电路包括第一存储结构、第二存储结构和串联的第一和第二开关管。每一存储结构包括位于对应开关管的栅氧化层下的N型及P型重掺杂区，N型重掺杂区与对应开关管的漏区相连，N型和P型重掺杂区形成PN结电容，N型重掺杂区和其上方的开关管的栅氧化层及多晶硅层形成与PN结电容并联的MOS电容。本发明能够在像素单元总面积不变的情况下提高像素单元填充因子。

主权项

一种全局快门像素单元，其特征在于，包括：感光二极管，用于将接收的光信号转换为电信号；信号读取电路，与所述感光二极管相连，用于先后读取所述全局快门像素单元的复位信号以及感光二极管信号；信号保持电路，与所述信号读取电路相连，用于对所述复位信号和感光二极管信号进行采样，并依次输出所述复位信号以及所述复位信号与所述感光二极管信号的混合信号；其包括第一存储结构、第二存储结构和串联的第一开关管和第二开关管，所述第一开关管连接所述信号读取电路的输出端，所述第一存储结构一端连接于所述第一开关管和第二开关管之间，另一端接地；所述第二存储结构一端连接所述第二开关管的输出端，另一端接地；信号输出电路，与所述第二开关管的输出端相连，用于依次采样所述复位信号及所述混合信号并输出，其中所述复位信号与所述混合信号之差表征所述全局快门像素单元的信号；其中，所述第一存储结构包括位于所述第一开关管的栅氧化层之下的第一N型重掺杂区及其下方的第一P型重掺杂区，所述第一N型重掺杂区与所述第一开关管的漏区相连，所述第一N型重掺杂区和第一P型重掺杂区形成第一PN结电容，所述第一N型重掺杂区和其上方的所述第一开关管的栅氧化层及多晶硅层形成与所述第一PN结电容并联的第一MOS电容；所述第二存储结构包括位于所述第二开关管的栅氧化层之下的第二N型重掺杂区及其下方的第二P型重掺杂区，所述第二N型重掺杂区与所述第二开关管的漏区相连，所述第二N型重掺杂区和第二P型重掺杂区形成第二PN结电容，所述第二N型重掺杂区和其上方的所述第二开关管的栅氧化层及多晶硅层形成与所述第二PN结电容并联的第二MOS电容。