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    Speicherkondensatorfeld für einen Festkörperbildaufnehmer (200). Das Bildaufnehmerfeld weist verschiedene Pixel (110) auf, die auf einem Substrat in einer Bildaufnahmefeldanordnung angeordnet sind. Zu jedem Pixel gehört ein Fotosensor (120), der mit einem Dünnschicht-Schalttransistor (130) verbunden ist. auf einer in Bezug auf das Substrat ersten Ebene sind verschiedene Scanleitungen (150) entlang einer ersten Achse und in einer zweiten Ebene verschiedene Datenleitungen (140) entlang einer zweiten Achse des Bildaufnahmefelds angeordnet. Auf dem Substrat sind Kondensatoren (241) angeordnet, wobei jeder Kondensator eine erste Elektrode (291), die mit einem entsprechenden Fotosensor und einem entsprechenden Dünnfilm-Transistor verbunden ist, sowie eine zweite Elektrode (296) aufweist, die mit einer Kondensator-Linearelektrode (251) verbunden ist.Storage capacitor array for a solid-state image sensor (200). The image pickup field has various pixels (110) which are arranged on a substrate in an image pickup field arrangement. Each pixel has a photosensor (120) connected to a thin film switching transistor (130). Various scan lines (150) along a first axis are arranged on a first level with respect to the substrate and different data lines (140) along a second axis of the image recording field in a second level. Capacitors (241) are arranged on the substrate, each capacitor having a first electrode (291), which is connected to a corresponding photosensor and a corresponding thin-film transistor, and a second electrode (296), which is connected to a linear capacitor electrode ( 251) is connected.
    公开号:DE102004026949A1
    申请号:DE200410026949
    申请日:2004-06-01
    公开日:2004-12-23
    发明作者:Douglas Albagli；William Andrew Hennessy；Ji Ung Lee；George Edward Possin
    申请人:General Electric Co；
    IPC主号:H01L27-14
    专利说明:
    [0001] Gegenstandder Erfindung sind generell bildgebende Einrichtungen und speziellereine Speicherkondensatoranordnung für Strahlungsfestkörperbildaufnehmer.objectThe invention is generally imaging and more specifica storage capacitor arrangement for radiation solid-state image recorders.
    [0002] Strahlungsfestkörperbildaufnehmerweisen typischerweise eine großeebene bildaufnehmende Einrichtung mit einer Vielzahl von Pixelnauf, die in Reihen und Spalten angeordnet sind. Jedes Pixel weisttypischerweise einen Fotosensor, wie beispielsweise eine Fotodiodeauf, die übereinen Schalttransistor (beispielsweise einen Dünnfilmfeldeffekttransistor)mit zwei separaten Adressleitungen, nämlich einer Scanleitung undeiner Datenleitung, verbunden ist. In jeder Pixelreihe ist jederentsprechende Schalttransistor überdie Gate-Elektrode dieses Transistors mit einer gemeinsamen Scanleitung verbunden.In jeder Pixelspalte ist die Ausleseelektrode des Transistors (beispielsweisedie Source-Elektrode des Transistors) mit einer Datenleitung verbunden.Bei normalem Betrieb wird die Strahlung (wie beispielsweise einRöntgenstrahlenfluss)eingeschaltet und die durch das zu untersuchende Subjekt laufendeStrahlung trifft auf der bildgebenden Anordnung auf. Die Strahlungtrifft ein Szintillatormaterial und die Fotosensoren der Pixelnmessen (durch Änderungder Ladung in der Diode) die Lichtmenge, die durch Röntgenstrahlungswechselwirkungin dem Szintillator erzeugt worden ist. Alternativ können die Röntgenstrahlendirekt Elektronen-Loch-Paarein dem Fotosensor erzeugen (gemeinhin bezeichnet als „direkteDetektion"). DieFotosensorladungsdaten werden aus gelesen, indem sequentiell Pixelzeilen freigegebenwerden (durch Anlegen eines Signals an die Scanleitung, was diean die Scanleitung angeschlossenen Transistoren leitend schaltet)und Auslesen des Signals der entsprechenden Pixel, was über entsprechendeDatenleitungen ermöglichtwird (das Fotodiodenladungssignal wird durch den leitend geschaltetenTransistor und eine zugeordnete, mit der Datenleitung verbundeneAusleseelektrode mit der Datenleitung verbunden). Auf diese Weisekann ein gegebenes Pixel durch eine Kombination der Freigabe einerScanleitung, die mit dem Pixel verbunden ist, und Auslesen einerDatenleitung, die mit dem Pixel verbunden ist, adressiert werden.Strahlungsfestkörperbildaufnehmertypically have a largeflat image-recording device with a large number of pixelsarranged in rows and columns. Each pixel pointstypically a photosensor, such as a photodiodeon that overa switching transistor (for example a thin film field effect transistor)with two separate address lines, namely a scan line anda data line. In every row of pixels there is everyonecorresponding switching transistorthe gate electrode of this transistor is connected to a common scan line.The readout electrode of the transistor (for examplethe source electrode of the transistor) is connected to a data line.During normal operation, the radiation (such as aX-ray flux)switched on and the one running through the subject to be examinedRadiation strikes the imaging arrangement. The radiationhits a scintillator material and the photo sensors of the pixelsmeasure (by changethe charge in the diode) the amount of light caused by X-ray interactionhas been generated in the scintillator. Alternatively, the x-raysdirectly electron-hole pairsin the photo sensor (commonly referred to as “directDetection "). ThePhotosensor charge data is read out by sequentially releasing rows of pixels(by applying a signal to the scan line what thetransistors connected to the scan line turns on)and reading out the signal of the corresponding pixels, what about corresponding onesData lines enabled(the photodiode charge signal is turned on by theTransistor and an associated, connected to the data lineReadout electrode connected to the data line). In this waycan be a given pixel by a combination of releasing aScan line connected to the pixel and reading oneData line connected to the pixel can be addressed.
    [0003] EinProblem solcher Strahlungsfestkörperbildaufnehmerliegt in dem beschränktenDynamikbereich. Das maximale Signalniveau, das gehandhabt werdenkann, ist proportional zu der Vorspannung der Fotodioden (typischerweise1 bis 10V) und die Kapazitätder Fotodiode (typischerweise 0,4 bis 0,8 pF bei einer 100 Mikrometerteilung,proportional mit dem Quadrat der Teilung abfallend). Eine Erhöhung derVorspannung oder der Kapazitätzur Erhöhungdes Dynamikbereichs hat verschiedene Nachteile, einschließlich höherer Leckströme oderzahlreicherer Punktdefekte. Typischerweise kann bei Röntgenanwendungendas maximale Röntgensignalniveaudurch Verminderung der Lichtmenge erhöht werden, die entsprechendder Röntgenstrahlungauf die Fotodiode fällt.Ein resultierender Effekt einer solchen Lösung ist eine entsprechendeErhöhungin der Empfindlichkeit gegen elektronisches Rauschen und somit einernegativen Beeinflussung des minimalen Signalniveaus.OnProblem of such radiation solid-state image recorderslies in the limitedDynamic range. The maximum signal level to be handledis proportional to the bias of the photodiodes (typically1 to 10V) and the capacitythe photodiode (typically 0.4 to 0.8 pF with a 100 micrometer pitch,decreasing proportionally with the square of the division). An increase inBias or capacityto increasethe dynamic range has several disadvantages, including higher leakage currents ormore numerous point defects. Typically in X-ray applicationsthe maximum x-ray signal levelby increasing the amount of light that can be increased accordinglythe x-raysfalls on the photodiode.A resulting effect of such a solution is a corresponding oneincreasein sensitivity to electronic noise and thus onenegative influence on the minimum signal level.
    [0004] Eswäre deshalbzu wünschen, über einen Strahlungsfestkörperbildaufnehmerzu verfügen,der einen größeren Dynamikbereichermöglichtund die Bildqualitätdes Bilds verbessert.Itwould be thereforeto be desired via a radiation solid-state image sensorto disposewhich has a wider dynamic rangeallowsand the image qualityof the picture improved.
    [0005] Kurzgesagt wird mit einer Ausführungsform derErfindung eine Speicherkondensatoranordnung für einen Bildaufnehmer geschaffen.Der Bildaufnehmer weist viele auf einem Substrat in einer Bildaufnehmeranordnungangeordnete Pixel auf, das Reihen und Spalten aufweist. Jedes Pixelweist einen entsprechenden Fotosensor auf, der mit einem entsprechendenDünnfilm-Schalttransistorverbunden ist. Eine Anzahl von Scanleitungen ist in Bezug auf dasSubstrat entlang einer ersten Achse der Bildaufnehmeranordnung ineinem ersten Niveau angeordnet. Jede Pixelreihe weist in der Bildaufnehmeranordnungdie gleiche entsprechende Scanleitung auf. Jede der entsprechendenScanleitungen ist fürjeden entlang einer entsprechenden Pixelreihe der Bildaufnehmeranordnungangeordneten Pixel mit einer entsprechenden Gate-Elektrode Dünnfilm-Schalttransistorsverbunden. Mehrere Datenleitungen sind in einer zweiten Ebene inBezug auf das Substrat entlang einer zweiten Achse der Bildaufnehmeranordnungangeordnet. Jede Pixelspalte der Bildaufnehmeranordnung weist eineentsprechende Datenleitung auf. Jede entsprechende Datenleitungist fürjedes Pixel entlang der entsprechenden Pixelspalte der Bildaufnehmeranordnungmit einer entsprechenden Ausleseelektrode des Dünnfilm-Schalttransistors verbunden.Ein Speicherkondensatorfeld weist eine Anzahl von auf dem Substratangeordneten Kondensatoren auf. Jeder der vielen Kondensatoren weist eineerste Elektrode, eine zweite Elektrode und ein Dielektrikum auf,das zwischen der ersten und der zweiten Elektrode angeordnet ist.Die erste Elektrode ist mit einem entsprechenden Fotosensor undeinem entsprechenden Dünnschicht-Transistorverbunden und die zweite Elektrode ist mit einer Kondensatorlinearelektrodeverbunden.Shortis said with an embodiment of theInvention created a storage capacitor arrangement for an image sensor.The imager has many on a substrate in an imager arrayarranged pixels, which has rows and columns. Every pixelhas a corresponding photo sensor, which with a correspondingThin film switching transistorconnected is. A number of scan lines are related to that. Substrate along a first axis of the image pickup arrangement inarranged on a first level. Each row of pixels faces in the imager arraythe same corresponding scan line. Any of the correspondingScan lines is foreach along a corresponding row of pixels of the imager arrayarranged pixels with a corresponding gate electrode thin film switching transistorconnected. Multiple data lines are in on a second levelRelative to the substrate along a second axis of the image pickup arrangementarranged. Each pixel column of the image sensor arrangement has onecorresponding data line. Any corresponding data lineis foreach pixel along the corresponding pixel column of the imager arrayconnected to a corresponding readout electrode of the thin-film switching transistor.A storage capacitor array has a number of on the substratearranged capacitors. Each of the many capacitors has onefirst electrode, a second electrode and a dielectric,which is arranged between the first and the second electrode.The first electrode is with a corresponding photo sensor anda corresponding thin film transistorconnected and the second electrode is connected to a capacitor linear electrodeconnected.
    [0006] Dieseund andere Merkmale, Aspekte und Vorzüge der vorliegenden Erfindungwerden aus dem Studium der nachfolgenden detaillierten Beschreibungmit Verweis auf die zugehörigenZeichnungen besser verstanden, in denen gleiche Bezugszeichen inallen Figuren die gleichen Teile repräsentieren, wobei:These and other features, aspects and advantages of the present invention are apparent from the Study of the following detailed description with reference to the accompanying drawings, in which the same reference numerals represent the same parts in all figures, wherein:
    [0007] 1A eine Draufsicht auf einenTeil eines dem Stand der Technik entsprechenden Bildaufnehmers ist, 1A FIG. 2 is a plan view of part of an image sensor corresponding to the prior art,
    [0008] 1B eine ausschnittsweiseQuerschnittsdarstellung eines repräsentativen Pixels, geschnitten entlangder Linie I-I gemäß 1A ist, 1B a partial cross-sectional representation of a representative pixel, cut along the line II according to 1A is
    [0009] 2 ein Schaltbild einer Bildaufnehmeranordnungdes Bildaufnehmers nach 1A bis 1B und 2 a circuit diagram of an image pickup arrangement of the image pickup 1A to 1B and
    [0010] 3 ein Schaltdiagramm desBildaufnehmers mit Speicherkondensatoranordnung gemäß einerAusführungsformdieser Erfindung ist. 3 FIG. 10 is a circuit diagram of the image sensor with a storage capacitor arrangement according to an embodiment of this invention.
    [0011] EinFestkörperstrahlenbildaufnehmer 100 weisteine Anzahl von Pixeln 110 auf (von denen eines repräsentativin 1A veranschaulichtist), die in einer matrixartigen Bildaufnahmeanordnung mit Zeilenund Spalten von Pixeln 110 angeordnet sind. Zum Zweckeder Veranschaulichung, jedoch ohne darauf beschränkt zu sein, weist der Bildaufnehmer 100 eineerste Achse 101 auf, die sich entlang der Pixelzeile erstreckt,sowie eine zweite Achse 102, die sich entlang der Pixelspaltenerstreckt. Jedes Pixel 110 weist einen Fotosensor 120 undeinen Dünnfilm-Schalttransistor 130 auf.Der Fotosensor 120 weist typischerweise eine Fotodiodeauf, die teilweise von einer unteren Pixelelektrode 122 gebildetist, die im Wesentlichen der aktiven (d.h. fotoempfindlichen) Fläche derEinrichtung entspricht. Der Schalttransistor 130 ist typischerweiseein Dünnfilm-Feldeffekttransistor(FET), der eine Gate-Elektrode 132, eine Drain-Elektrode 134 undeine Source-Elektrode (oder Auslese-Elektrode) 136 aufweist.Der Bildaufnehmer 100 weist außerdem eine Anzahl von Datenleitungen 140 undScanleitungen 150 auf (die gemeinsam als Adressleitungenbezeichnet werden). Wenigstens eine Scanleitung 150 istfür jedePixelzeile in der Bildaufnehmeranordnung in Richtung der erstenAchse 101 angeordnet. Jede Scanleitung ist mit den entsprechendenGate-Elektroden 132 der Pixel dieser Pixelzeile verbunden.Wenigstens eine Datenleitung 140 ist für jede Pixelspalte der Bildaufnehmeranordnungin Richtung der zweiten Achse 102 angeordnet und mit denentsprechenden Auslese-Elektroden 136 der Pixel dieserPixelspalte verbunden.A solid-state radiation imager 100 has a number of pixels 110 on (one of which is representative in 1A is illustrated), which is in a matrix-like image recording arrangement with rows and columns of pixels 110 are arranged. For the purpose of illustration, but not limited to, the image pickup points 100 a first axis 101 that extends along the row of pixels and a second axis 102 that extends along the pixel columns. Every pixel 110 has a photo sensor 120 and a thin film switching transistor 130 on. The photo sensor 120 typically has a photodiode, partially from a lower pixel electrode 122 is formed, which corresponds essentially to the active (ie photosensitive) surface of the device. The switching transistor 130 is typically a thin film field effect transistor (FET) that has a gate electrode 132 , a drain electrode 134 and a source electrode (or readout electrode) 136 having. The image sensor 100 also has a number of data lines 140 and scan lines 150 on (collectively referred to as address lines). At least one scan line 150 is for each row of pixels in the imager array in the direction of the first axis 101 arranged. Each scan line is with the corresponding gate electrodes 132 the pixel of this pixel row connected. At least one data line 140 is for each pixel column of the image sensor arrangement in the direction of the second axis 102 arranged and with the appropriate readout electrodes 136 the pixel of this pixel column is connected.
    [0012] In 1B ist ein ausschnittsweiserQuerschnitt eines Pixels 110 veranschaulicht. Die Fotodiode 120 ist über einemSubstrat 105 angeordnet. Typischerweise ist ein erstes,di elektrisches Material 121 zwischen der Pixelelektrode 122 unddem Substrat 105 angeordnet. Die Fotodiode 120 weistaußerdemeinen Körper 124 auseinem fotoempfindlichen Material (typischerweise amorphes Silizium)auf, der elektrisch mit einer gemeinsamen Elektrode 126 verbundenist, die überdem Bildgebungsarray angeordnet ist. Die gemeinsame Elektrode 126 weistein optisch durchlässigesund elektrisch leitfähigesMaterial, wie beispielsweise Indiumzinnoxid oder ähnliches auf.Eine zweite Schicht 123 aus dielektrischem Material, typischerweiseenthältsie Siliziumnitrid oder ähnliches,erstreckt sich übereinen Abschnitt der Seitenwändedes Körpers 124 ausfotoempfindlichem Material und eine dritte dielektrische Schicht 125,die Polyimid oder ähnlichesenthält,ist zwischen der gemeinsamen Elektrode 126 und anderenKomponenten des Bildaufnahmearrays angeordnet (mit Ausnahme desKontaktpunkts zu dem Körper 124 ausfotoempfindlichem Material übereine Durchkontaktierung in der zweiten dielektrischen Materialschicht 123 undder dritten dielektrischen Schicht 125).In 1B is a fragmentary cross section of a pixel 110 illustrated. The photodiode 120 is over a substrate 105 arranged. Typically is a first, ie electrical material 121 between the pixel electrode 122 and the substrate 105 arranged. The photodiode 120 also has a body 124 made of a photosensitive material (typically amorphous silicon) that is electrically connected to a common electrode 126 connected, which is arranged over the imaging array. The common electrode 126 has an optically permeable and electrically conductive material, such as indium tin oxide or the like. A second layer 123 dielectric material, typically containing silicon nitride or the like, extends over a portion of the side walls of the body 124 made of photosensitive material and a third dielectric layer 125 containing polyimide or the like is between the common electrode 126 and other components of the imaging array (except for the point of contact with the body 124 made of photosensitive material via a via in the second dielectric material layer 123 and the third dielectric layer 125 ).
    [0013] 2 ist ein Schaltdiagrammdes Bildaufnehmers 100, wie er in den 1A bis 1B veranschaulichtist. 2 veranschaulichteine Anzahl von Pixeln 110, wobei jedes Pixel einen Fotosensor 120, wiebeispielsweise eine Fotodiode und einen Dünnschicht-Schalttransistor 130,wie beispielsweise einen FET, mit einer Gate-Elektrode 132,einer Drain-Elektrode 134 und einer Source-Elektrode (oderAuslese-Elektrode) 136 aufweist. Die Bildaufnehmeranordnungnach 2 veranschaulichtdie Anzahl von Datenleitungen 140 und Scanleitungen 150. 2 Fig. 3 is a circuit diagram of the imager 100 as he in the 1A to 1B is illustrated. 2 illustrates a number of pixels 110 , where each pixel is a photosensor 120 such as a photodiode and a thin film switching transistor 130 , such as an FET, with a gate electrode 132 , a drain electrode 134 and a source electrode (or readout electrode) 136 having. The imager arrangement after 2 illustrates the number of data lines 140 and scan lines 150 ,
    [0014] 3 ist ein Schaltbild einesBildaufnehmers 200 gemäß einerAusführungsformder vorliegenden Erfindung. Der Bildaufnehmer 200 ist dem Bildaufnehmer 100,wie er in den 3 is a circuit diagram of an imager 200 according to an embodiment of the present invention. The image sensor 200 is the image sensor 100 as he in the
    [0015] 1A bis 1B und 2 gezeigtist, mit der Ausnahme ähnlich,dass der Bildaufnehmer ein Speicherkondensatorfeld enthält. DerBildaufnehmer 200 weist eine Anzahl von Pixeln 110 auf,die auf einem Substrat in einer Bildaufnahmeanordnung angeordnetsind, die Zeilen und Spalten aufweist. In einer Ausführungsformbesteht das Substrat aus Glas mit einem Temperaturausdehnungskoeffizienten,der ähnlichzu dem von Silizium ist. Jedes Pixel weist einen entsprechendenFotosensor 120 auf, der mit einem entsprechenden Dünnfilm-Schalttransistor 130 verbundenist. 1A to 1B and 2 is similar, except that the imager includes a storage capacitor array. The image sensor 200 has a number of pixels 110 which are arranged on a substrate in an image pickup arrangement which has rows and columns. In one embodiment, the substrate is made of glass with a coefficient of thermal expansion similar to that of silicon. Each pixel has a corresponding photo sensor 120 on that with an appropriate thin film switching transistor 130 connected is.
    [0016] DerBildaufnehmer 200 weist außerdem eine Anzahl von Scanleitungen 150 undeine Anzahl von Datenleitungen 140 auf. Die Datenleitungenund die Scanleitungen sind elektrisch durch eine aufgebrachte dielektrischeDünnfilmschichtoder -schichten isoliert.The image sensor 200 also has a number of scan lines 150 and a number of data lines 140 on. The data lines and the Scan lines are electrically isolated by an applied thin film dielectric layer or layers.
    [0017] DerBildaufnehmer 200 weist außerdem das Speicherkondensatorfeldauf. Das Speicherkondensatorfeld umfasst eine Anzahl von Kondensatoren 241,die auf dem Substrat angeordnet sind. Jeder Kondensator 241 weisteine erste Elektrode 291, eine zweite Elektrode 296 undentsprechend ein zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrodeangeordnetes Dielektrikum auf.The image sensor 200 also has the storage capacitor array. The storage capacitor array includes a number of capacitors 241 which are arranged on the substrate. Every capacitor 241 has a first electrode 291 , a second electrode 296 and correspondingly a dielectric arranged between the first electrode and the second electrode.
    [0018] DasDielektrikum beinhaltet in einer Ausführungsform einen dünnen Filmaus Siliziumnitrid, was durch den gleichen dünnen Film gebildet wird, derfür diedielektrische Schicht der Gate-Elektrode des Dünnfilm-Transistors verwendetwird. Alle ersten Elektroden 291 sind mit einem entsprechendenFotosensor 120 bzw. mit dem entsprechenden Dünnfilm-Schalttransistor 130 verbunden.Die zweiten Elektroden 296 sind mit einer Kondensatorlinearelektrode 251 verbunden.Bei einer Ausführungsformbildet die zweite Elektrode die Kondensator linearelektrode.The dielectric in one embodiment includes a thin film of silicon nitride which is formed by the same thin film used for the dielectric layer of the gate electrode of the thin film transistor. All first electrodes 291 are with an appropriate photo sensor 120 or with the corresponding thin-film switching transistor 130 connected. The second electrodes 296 are with a capacitor linear electrode 251 connected. In one embodiment, the second electrode forms the capacitor linear electrode.
    [0019] DieKondensatorlinearelektrode ist mit einer Kante des Kondensatorfeldsverbunden. Mit Kante wird die Kante des Felds bezeichnet. An denKanten des Felds sind alle Linearelektroden miteinander verbundenentweder durch das gleiche Metall oder durch die Metalle, die für die Schichtenverwendet werden. Zusätzlichist die Kondensatorlinearelektrode an der Kante mit der Vorspannelektrodefür die Fotodiode 120 verbunden,wodurch die elektrische Parallelschaltung zwischen den Kondensatorenund den Dioden vervollständigtwird. Indem die Speicherkondensatoren wirksam angekoppelt werden,wird die Vorspannung an die Kanten des Felds angelegt, wodurch vermiedenwird, die Vorspannung an jedes Pixel anlegen zu müssen. Einesolche Anordnung maximiert den Pixelfüllfaktor.The capacitor linear electrode is connected to an edge of the capacitor array. Edge is the edge of the field. At the edges of the field, all linear electrodes are connected to each other either by the same metal or by the metals used for the layers. In addition, the capacitor linear electrode is on the edge with the bias electrode for the photodiode 120 connected, thereby completing the electrical parallel connection between the capacitors and the diodes. By effectively coupling the storage capacitors, the bias is applied to the edges of the array, avoiding the need to apply the bias to each pixel. Such an arrangement maximizes the pixel fill factor.
    [0020] DieKondensatoranordnung weist außerdem eineAnzahl von Brücken 271 auf,die zu Redundanzzwecken zwischen benachbarte Kondensatorlinearelektroden 251 geschaltetsind. Wenn die Linearelektrode beispielsweise an einigen Stellenin Folge eines Reparaturvorgangs durchtrennt ist, was Abschnitte ergibt,die elektrisch voneinander isoliert sind, stellen die Brücken sicher,dass die Linearelektroden miteinander verbunden bleiben. Durch Hinzufügung dieser Redundanzist die Wahrscheinlichkeit weit reduziert, dass Abschnitte vorhandensind, die elektrisch isoliert sind oder floaten.The capacitor arrangement also has a number of bridges 271 on for redundancy between adjacent capacitor linear electrodes 251 are switched. For example, if the linear electrode is severed in some places as a result of a repair process, resulting in sections that are electrically isolated from one another, the bridges ensure that the linear electrodes remain connected to one another. Adding this redundancy greatly reduces the likelihood of sections being electrically isolated or floating.
    [0021] DasKondensatorfeld weist außerdemeine Anzahl von schmaleren Elektroden unterhalb einer Anzahl vonVerbindungspunkten auf, die zu dem Verbindungspunkt zwischen denDatenleitungen und den verschiedenen Scanleitungen und dem Schnittpunktzwischen den Datenleitungen und den Brücken korrespondieren. In 3 sind die Punkte 264 und 275 Verbindungspunkte.The capacitor array also has a number of narrower electrodes below a number of connection points that correspond to the connection point between the data lines and the various scan lines and the intersection between the data lines and the bridges. In 3 are the points 264 and 275 Connection points.
    [0022] Beidem Bildaufnehmer 200 ist jeder Speicherkondensator dazueingerichtet, mehr Ladung zu speichern als die Fotodiode, an dieer angeschlossen ist, so dass die Ladungsspeicherkapazität jedesPixels erhöhtwird, wobei die mit der Verwendung von dünneren Fotodioden oder höheren Vorspannungen zusammenhängendenProbleme (Punkteffekte bzw. hohe Leckströme) vermieden werden. Weilaußerdemeine signifikante Ladungsmenge auf dem Kondensator gespeichert wird,führt eingegebenes Signal zu einer geringeren Vorspannungsänderung über derFotodiode, was zu einer niedrigeren Nacheilung führt. Die höhere Ladungsspeicherkapazität maximiertden Gewinn der Fotodiode ohne Sättigungdes Pixels, was umgekehrt die Verminderung der Empfindlichkeit hinsichtlichelektronischen Rauschens vermindert. Weil es außerdem einfacher ist, die Einheitlichkeitder Abscheidung von Dielektrika sicherzustellen, ist die Einheitlichkeitder Pixelkapazitätbei großflächigen Bildaufnahmeeinrichtungenverbessert.At the image sensor 200 each storage capacitor is designed to store more charge than the photodiode to which it is connected, so that the charge storage capacity of each pixel is increased, avoiding the problems associated with the use of thinner photodiodes or higher bias voltages (point effects or high leakage currents) become. Also, because a significant amount of charge is stored on the capacitor, a given signal will result in less bias change across the photodiode, resulting in less lag. The higher charge storage capacity maximizes the gain of the photodiode without pixel saturation, which in turn reduces the reduction in sensitivity to electronic noise. In addition, because it is easier to ensure the uniformity of the deposition of dielectrics, the uniformity of the pixel capacity is improved in the case of large-area image recording devices.
    [0023] Zusätzlich ergebensich weitere Vorzügedieses speziellen Designs. Insbesondere sind die Kondensatorlinearelektrodenparallel zu den Datenleitungen angeordnet, was Übergangsströme in den Linearelektrodenbei einem Auslesevorgang des Bildaufnehmers reduziert. Wenn somiteine Scanleitung vorgespannt wird, wird das entsprechende Pixelund die Kondensatorladung überdie Datenleitung und die entsprechenden Linearkondensatorleitungentladen, was den Übergangsstromin jeder Linearkondensatorelektrode reduziert. Die Reduktion der Übergangsströme verbessertdie Zuverlässigkeitder Elektroden und Leiter, die verschiedene Schichten miteinander verbindenund verbessert die Leistungsfähigkeitdes Bildgebers, weil großeStrömeein erhebliches Auswandern der Übergangsspannungin Folge des endlichen Leitungswiderstands verursachen. Zusätzlich stelltder Speicherkondensator sicher, dass jede Vorspannleitung des Bildaufnehmersimmun gegen Unterbrechun gen und Kurzschlüsse wird.Additionally resultother benefitsof this particular design. In particular, the capacitor linear electrodesArranged in parallel with the data lines, resulting in transient currents in the linear electrodesreduced during a readout of the image sensor. If soa scan line is biased, the corresponding pixeland the capacitor charge overthe data line and the corresponding linear capacitor linedischarge what the transition currentreduced in each linear capacitor electrode. The reduction of the transition currents improvedthe reliabilityof electrodes and conductors that connect different layersand improves performanceof the imager because greatstreamsa significant migration of the transition voltagedue to the finite line resistance. Additionally posesthe storage capacitor ensures that each bias line of the imagerimmune to interruptions and short circuits.
    [0024] Beieiner anderen Ausführungsformist jede der Linearelektroden unter einer entsprechenden der vielenScanleitungen angeordnet und in zwei parallele Elektroden aufgespalten,um die Wahrscheinlichkeit der erfolgreichen Reparatur eines Kurzschlusses zuerhöhen.Wenn eine der Kreuzungen kurzgeschlossen ist, kann eine kurzgeschlosseneKreuzung mit einem Laser oder anderen Verfahren herausgeschnittenwerden. Die elektrische Verbindung bzw. Kontinuität der Leitung 251 wirddadurch nicht verschlechtert.In another embodiment, each of the linear electrodes is located under a corresponding one of the many scan lines and split into two parallel electrodes to increase the likelihood of successfully repairing a short. If one of the intersections is short-circuited, a short-circuited intersection can be cut out with a laser or other method. The electrical connection or continuity of the line 251 will not deteriorate.
    [0025] Dievorstehend beschriebenen Ausführungsformender vorliegenden Erfindung haben viele Vorzüge, einschließlich einesDesigns mit einem wenig fehleranfälligen Kondensatorfeld, dasKurzschlüsse und Übergangsströme an denKondensatorelektroden minimiert und somit die Bildqualität des Bildaufnehmerserhöht.TheEmbodiments described abovethe present invention has many advantages, including oneDesigns with a less error prone capacitor field, thatShort circuits and transition currents at theCapacitor electrodes minimized and thus the image quality of the image sensorelevated.
    [0026] Speicherkondensatorfeldfür einenFestkörperbildaufnehmer 200.Das Bildaufnehmerfeld weist verschiedene Pixel 110 auf,die auf einem Substrat in einer Bildaufnahmefeldanordnung angeordnetsind. Zu jedem Pixel gehörtein Fotosensor 120, der mit einem Dünnschicht-Schalttransistor 130 verbundenist. Auf einer in Bezug auf das Substrat ersten Ebene sind verschiedeneScanleitungen 150 entlang einer ersten Achse und in einerzweiten Ebene verschiedene Datenleitungen 140 entlang einerzweiten Achse des Bildaufnahmefelds angeordnet. Auf dem Substratsind Kondensatoren 241 angeordnet, wobei jeder Kondensatoreine erste Elektrode 291, die mit einem entsprechendenFotosensor und einem entsprechenden Dünnfilm-Transistor verbunden ist, sowie eine zweiteElektrode 296 aufweist, die mit einer Kondensator-Linearelektrode 251 verbundenist.Storage capacitor array for a solid-state image sensor 200 , The image sensor field has different pixels 110 arranged on a substrate in an image pickup array. A photo sensor belongs to each pixel 120 with a thin film switching transistor 130 connected is. Different scan lines are on a first level with respect to the substrate 150 different data lines along a first axis and in a second plane 140 arranged along a second axis of the image recording field. There are capacitors on the substrate 241 arranged, each capacitor having a first electrode 291 , which is connected to a corresponding photo sensor and a corresponding thin-film transistor, and a second electrode 296 having a capacitor linear electrode 251 connected is.
    [0027] Während hierlediglich einige gewisse Eigenschaften der Erfindung veranschaulichtund beschrieben worden sind, könnenvon dem Fachmann viele Modifikationen und Abwandlungen vorgenommenwerden. Es versteht sich deshalb, dass die beigefügten Patentansprüche allesolche Modifikationen und Abwandlungen umfassen, die den Kern derErfindung verwirklichen.While heremerely illustrates some certain features of the inventionand have been describedmany modifications and variations made by those skilled in the artbecome. It is therefore understood that the appended claims are allinclude such modifications and variations that are at the core of theRealize invention.
    100100 Festkörperbildaufnehmersolid-state imaging 110110 Pixelpixel 101101 ersteAchsefirstaxis 102102 zweiteAchsesecondaxis 105105 Substratsubstratum 120120 Fotosensorphotosensor 121121 Pixel-ElektrodePixel electrode 123123 zweitesdielektrisches Materialseconddielectric material 124124 fotoempfindlichesMaterialphotosensitivematerial 125125 drittesdielektrisches Materialthirddielectric material 130130 Schalttransistorswitching transistor 132132 Gate-ElektrodeGate electrode 134134 Drain-ElektrodeDrain 136136 Source-ElektrodeSource electrode 140140 Datenleitungendata lines 150150 Scanleitungenscan lines 200200 Bildaufnehmerimager 241241 Kondensatorencapacitors 251251 KondensatorlinearelektrodeLinear capacitor electrode 264264 Kreuzungspunktintersection 271271 Brückenbridges 275275 Kreuzungspunktintersection 291291 ersteElektrodefirstelectrode 296296 zweiteElektrodesecondelectrode
    权利要求:
    Claims (9)
    [1]
    Bildaufnehmer (200) mit einer Anzahlvon Pixeln (110), die auf einem Substrat (105)in einer Bildaufnahmeanordnung angeordnet sind, die Zeilen und Spaltenaufweist, wobei jedes Pixel einen entsprechenden Fotosensor (120)aufweist, der mit einem entsprechenden Dünnfilm-Schalttransistor (130)verbunden ist, mit einer Anzahl von Scanleitungen (150),die auf einem ersten Niveau in Bezug auf das Substrat entlang einerersten Achse der Bildaufnahmeanordnung angeordnet ist, wobei jedePixelzeile in der Bildaufnahmeanordnung eine entsprechende Scanleitungaufweist, wobei jede entsprechende Scanleitung für jedes entlang der entsprechendenPixelzeile der Bildaufnahmeanordnung angeordnetes Pixel mit einer entsprechendenGate-Elektrode (132) des Dünnfilm-Schalttransistors verbundenist, mit einer Anzahl von Datenleitungen (140), diein Bezug auf das Substrat auf einem zweiten Niveau entlang einerzweiten Achse der Bildaufnahmeanordnung angeordnet ist, wobei jedePixelspalte der Bildaufnahmeanordnung eine entsprechende Datenleitungaufweist, wobei jede entsprechende Datenleitung für jedesentlang der entsprechenden Pixelspalte der Bildaufnahmeanordnungangeordnete Pixel mit einer entsprechenden Auslese-Elektrode (136) desDünnfilm-Schalttransistorsverbunden ist und mit einem Speicherkondensatorfeld mit einerAnzahl von Kondensatoren (241), die auf dem Substrat angeordnetsind, wobei jeder der Kondensatoren eine erste Elektrode (291),eine zweite Elektrode (296) und ein zwischen der erstenElektrode und der zweiten Elektrode angeordnetes Dielektrikum aufweist, wobeidie erste Elektrode mit dem entsprechenden Fotosensor und einementsprechenden Dünnfilm-Schalttransistorund die zweite Elektrode mit einer Kondensatorlinearelektrode (251)verbunden ist.Image sensor ( 200 ) with a number of pixels ( 110 ) on a substrate ( 105 ) are arranged in an image recording arrangement which has rows and columns, each pixel having a corresponding photosensor ( 120 ), which with a corresponding thin-film switching transistor ( 130 ) is connected to a number of scan lines ( 150 ) arranged at a first level with respect to the substrate along a first axis of the imaging device, each row of pixels in the imaging device having a corresponding scan line, each corresponding scanning line for each pixel located along the corresponding pixel row of the imaging device having a corresponding gate -Electrode ( 132 ) of the thin film switching transistor is connected to a number of data lines ( 140 ), which is arranged with respect to the substrate on a second level along a second axis of the image recording arrangement, each pixel column of the image recording arrangement having a corresponding data line, each corresponding data line for each pixel arranged along the corresponding pixel column of the image recording arrangement with a corresponding readout Electrode ( 136 ) of the thin-film switching transistor and is connected to a storage capacitor array with a number of capacitors ( 241 ) arranged on the substrate, each of the capacitors having a first electrode ( 291 ), a second electrode ( 296 ) and has a dielectric arranged between the first electrode and the second electrode, the first electrode having the corresponding photosensor and a corresponding thin-film switching transistor and the second electrode having a capacitor linear electrode ( 251 ) connected is.
    [2]
    Bildaufnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass die Kondensatorlinearelektrode mit einer Kante des Kondensatorfeldsverbunden ist, wobei an die Kante des Felds eine Vorspannung angelegtist.Image sensor according to claim 1, characterized inthat the capacitor linear electrode with an edge of the capacitor arrayis connected, with a bias applied to the edge of the fieldis.
    [3]
    Bildaufnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass zwischen benachbarte Linearkondensatorelektroden zu Redundanzzweckeneine Anzahl von Brücken(271) ausgebildet ist.Image sensor according to claim 1, characterized in that between adjacent linear capacitor electrodes for redundancy purposes a number of bridges ( 271 ) is trained.
    [4]
    Bildaufnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass unter einer Anzahl von Kreuzungspunkten (264) eineAnzahl schmaler Elektroden angeordnet ist, wobei die Kreuzungspunkteden Kreuzungspunkten zwischen einer Anzahl von Datenleitungen undeiner Anzahl von Scanleitungen sowie dem Kreuzungspunkt zwischenden Datenleitungen und den Brückenentsprechen.Image sensor according to claim 1, characterized ge indicates that under a number of crossing points ( 264 ) a number of narrow electrodes is arranged, the crossing points corresponding to the crossing points between a number of data lines and a number of scanning lines and the crossing point between the data lines and the bridges.
    [5]
    Bildaufnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass die Linearelektroden parallel zu den Datenleitungen angeordnetsind, um die Übergangsströme bei demDatenauslesevorgang durch die Bildaufnahmeeinrichtung zu minimieren.Image sensor according to claim 1, characterized inthat the linear electrodes are arranged parallel to the data linesare at the transition currents at theTo minimize data readout process by the image recording device.
    [6]
    Bildaufnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass jede Linearelektrode unter einer entsprechenden Anzahl vonScanleitungen angeordnet und zu Redundanz zwecken in zwei zueinander paralleleElektroden aufgespalten ist.Image sensor according to claim 1, characterized inthat each linear electrode has a corresponding number ofScan lines arranged and for redundancy purposes in two parallel to each otherElectrodes is split.
    [7]
    Bildaufnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass die Datenleitungen von den Scanleitungen elektrisch isoliertsind.Image sensor according to claim 1, characterized inthat the data lines are electrically isolated from the scan linesare.
    [8]
    Bildaufnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass die zweite Elektrode eine Kondensatorlinearelektrode umfasst.Image sensor according to claim 1, characterized inthat the second electrode comprises a linear capacitor electrode.
    [9]
    Bildaufnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass der Bildaufnehmer ein Röntgenstrahlbildaufnehmerist.Image sensor according to claim 1, characterized inthat the imager is an x-ray imageris.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    US20040246355A1|2004-12-09|
    JP4977310B2|2012-07-18|
    FR2855913A1|2004-12-10|
    CN100459135C|2009-02-04|
    CN1574375A|2005-02-02|
    JP2004363614A|2004-12-24|
    FR2855913B1|2010-07-30|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
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    2011-10-10| R079| Amendment of ipc main class|Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: H04N0003150000 Ipc: H04N0005369000 |
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    申请号 | 申请日 | 专利标题
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