固态成像器件的制作方法

本技术实施例涉及电子工程领域，更具体地，涉及一种固态成像器件。

背景技术：

1、由于摄像头系统的空间分辨率高、外形尺寸小，因此对缩小像素尺寸的需求很高。然而，小像素尺寸本质上会降低读出噪声性能，这是因为主要读出噪声源是像素单元中的放大器晶体管，且噪声与像素单元尺寸成反比。因此，亟需改善像素单元中的放大器晶体管产生的读出噪声。

技术实现思路

1、本技术实施例提供一种固态成像器件，可以提高固态成像器件的信噪比。

2、第一方面，本技术实施例提供了一种包括像素阵列的固态成像器件。所述像素阵列包括n×m个像素单元，n为正整数，m为正整数。所述n×m个像素单元中的每个像素单元包括至少一个像素。每个像素单元还包括放大器晶体管、浮动扩散节点、选择晶体管和第一电容，其中，所述放大器晶体管的栅极耦合到所述浮动扩散节点，所述放大器晶体管的第一端耦合到电源电压，所述放大器晶体管的第二端耦合到所述选择晶体管的第一端，所述选择晶体管的第二端耦合到输出端，所述第一电容耦合在所述浮动扩散节点与所述放大器晶体管的所述第二端之间。

3、例如，当放大器晶体管为n沟道金属氧化物半导体(n-channel metal-oxidesemiconductor，nmos)晶体管时，放大器晶体管的第一端为放大器晶体管的漏极，放大器晶体管的第二端为放大器晶体管的源极。当放大器晶体管为p沟道金属氧化物半导体(p-channel metal-oxide semiconductor，pmos)晶体管时，放大器晶体管的第一端为放大器晶体管的源极，放大器晶体管的第二端为放大器晶体管的漏极。类似地，当选择晶体管为nmos晶体管时，选择晶体管的第一端为选择晶体管的漏极，选择晶体管的第二端为选择晶体管的源极。当选择晶体管为pmos晶体管时，选择晶体管的第一端为选择晶体管的源极，选择晶体管的第二端为选择晶体管的漏极。

4、由于米勒效应(miller effect)，本技术提供的固态成像器件可以通过降低有效浮动扩散电容来提高信噪比。由于具有较大宽度/长度(width/length，w/l)比的放大器具有更高的跨导(gm)，因此在类似的读出噪声水平下，与传统配置相比，帧速率变得更高。

5、在第一方面的一种可能设计中，每个像素单元还包括第一连接组件和第二连接组件，其中，所述第一连接组件包括第一导线和至少一个第一触点，所述第一触点将所述放大器晶体管的栅极与所述第一导线连接，所述第一导线与所述浮动扩散节点连接；所述第二连接组件包括第二导线和至少一个第二触点，所述第二触点将所述放大器晶体管的所述第二端与所述第二导线连接；所述第一电容耦合在所述第一导线与所述第二导线之间。

6、在第一方面的一种可能设计中，所述至少一个第一触点与所述第一导线的第一段连接，所述第一导线的所述第一段从所述至少一个第一触点沿第一方向延伸，所述第一导线的第二段从所述第一导线的所述第一段沿第二方向延伸，所述第一导线的第三段从所述第一导线的所述第二段沿所述第一方向延伸，所述浮动扩散节点与所述第一导线的所述第三段连接，所述第一方向垂直于所述第二方向。

7、在第一方面的一种可能设计中，所述第一导线的第四段从所述第一导线的所述第一段沿第三方向延伸，其中，所述第三方向与所述第一方向相反；和/或所述第一导线的所述第二段包括至少一个v形段。

8、这种设计使得浮动扩散节点与放大器晶体管的第一端之间具有高电容，并且由于米勒效应，可通过降低有效浮动扩散电容来提高信噪比。

9、在第一方面的一种可能设计中，所述至少一个第二触点与所述第二导线的第一段连接，所述第二导线的所述第一段从所述至少一个第二触点沿所述第一方向延伸，所述第二导线的第二段从所述第二导线的所述第一段沿所述第二方向延伸；或所述至少一个第二触点与所述第二导线的所述第一段连接，所述第二导线的所述第一段从所述至少一个第二触点沿所述第二方向延伸。

10、这种设计使得浮动扩散节点与放大器晶体管的第一端之间具有高电容，并且由于米勒效应，可通过降低有效浮动扩散电容来提高信噪比。

11、在第一方面的一种可能设计中，所述第二导线的第三段从所述至少一个第二触点沿第三方向延伸，和/或所述第二导线的所述第二段包括至少一个v形段。

12、这种设计使得浮动扩散节点与放大器晶体管的第一端之间具有高电容，并且由于米勒效应，可通过降低有效浮动扩散电容来提高信噪比。

13、在第一方面的一种可能设计中，所述第二导线还包括包覆段，所述至少一个第一触点和/或所述浮动扩散节点被所述包覆段包覆。

14、这种设计使得浮动扩散节点与放大器晶体管的第一端之间具有高电容，并且由于米勒效应，可通过降低有效浮动扩散电容来提高信噪比。

15、在第一方面的一种可能设计中，所述第二导线还包括至少一个突出段，其中，所述突出段从所述第二导线的其它段中的至少一个段中伸出。

16、这种设计使得浮动扩散节点与放大器晶体管的第一端之间具有高电容，并且由于米勒效应，可通过降低有效浮动扩散电容来提高信噪比。

17、在第一方面的一种可能设计中，每个像素单元还包括：至少一个第三连接组件，其中，所述至少一个第三连接组件堆叠在所述第一连接组件上；和/或至少一个第四连接组件，其中，所述至少一个第四连接组件堆叠在所述第二连接组件上。

18、这种设计使得浮动扩散节点与放大器晶体管的第一端之间具有高电容，并且由于米勒效应，可通过降低有效浮动扩散电容来提高信噪比。

19、在第一方面的一种可能设计中，所述至少一个第三连接组件之一的导线的一部分位于所述至少一个第四连接组件之一的导线的一部分上方；或所述至少一个第四连接组件之一的导线的一部分位于所述至少一个第三连接组件之一的导线的一部分上方。

20、这种设计使得浮动扩散节点与放大器晶体管的第一端之间具有高电容，并且由于米勒效应，可通过降低有效浮动扩散电容来提高信噪比。

21、在第一方面的一种可能设计中，每个像素单元还包括第二电容，所述第二电容为垂直金属绝缘体金属(metal-insulator-metal，mim)电容，所述第二电容耦合在第三连接组件的导线与第四连接组件的导线之间。

22、在第一方面的一种可能设计中，每个像素单元还包括屏蔽组件，其中，所述屏蔽组件屏蔽所述放大器晶体管的所述第二端和所述第二连接组件。屏蔽组件可以提高放大器晶体管的第一端的电压稳定性。

23、在第一方面的一种可能设计中，所述屏蔽组件耦合到参考节点，其中，所述参考节点为以下之一：每个像素单元中的电源电压(vdd)节点、每个像素单元中的接地电压(vss)节点、每个像素单元中的输出电压(vout)节点、每个像素单元中的双转换增益晶体管的栅极、每个像素单元中的复位晶体管的栅极或每个像素单元中的所述选择晶体管的栅极。

24、在第一方面的一种可能设计中，所述屏蔽组件为控制行线。

25、在第一方面的一种可能设计中，每个像素单元包括第一有源区和第二有源区，其中，所述放大器晶体管位于所述第一有源区，所述选择晶体管位于所述第二有源区。由于米勒效应，这种设计可以通过降低有效浮动扩散电容来提高信噪比。

26、在第一方面的一种可能设计中，每个像素单元还包括第五连接组件和第六连接组件，其中，所述第五连接组件包括第五导线和至少一个第五触点，所述第五触点将所述放大器晶体管的所述栅极与所述第五导线连接，所述第五导线与所述浮动扩散节点连接；所述第六连接组件包括第六导线、至少一个第六触点和至少一个第七触点，所述第六触点将所述放大器晶体管的所述第二端与所述第六导线连接，所述第七触点将所述选择晶体管的所述第一端与所述第六导线连接；所述第一电容耦合在所述第五导线与所述第六导线之间。由于米勒效应，这种设计可以通过降低有效浮动扩散电容来提高信噪比。

27、在第一方面的一种可能设计中，每个像素单元还包括第三电容，所述第六连接组件包括第一段和第二段，所述第一段通过所述第六触点连接到所述放大器晶体管的所述第二端，所述第二段通过所述第七触点连接到所述选择晶体管的所述第一端，所述第一电容耦合在所述第一段与所述第五连接组件之间，所述第三电容耦合在所述第二段与所述第五连接组件之间。

28、在第一方面的一种可能设计中，以下组件中的至少一个组件具有附加层：所述放大器晶体管的所述第二端、所述放大器晶体管的所述第一端、所述放大器晶体管的沟道或所述选择晶体管，其中，所述附加层为n型层或p型层。由于米勒效应，这种设计可以通过降低有效浮动扩散电容来提高信噪比。

29、在第一方面的一种可能设计中，所述放大器晶体管的所述第二端深于所述放大器晶体管的所述第一端。由于米勒效应，这种设计可以通过降低有效浮动扩散电容来提高信噪比。

30、在第一方面的一种可能设计中，所述放大器晶体管具有高介电常数的源/漏侧壁，或所述放大器晶体管的所述第二端与所述放大器晶体管的所述栅极之间存在高介电常数的层间介质层。

31、在第一方面的一种可能设计中，所述放大器晶体管在沟道边缘侧具有嵌入部。

32、第二方面，本技术实施例提供了一种电子设备。所述电子设备包括根据第一方面或第一方面的任一种可能设计所述的固态成像器件。