台湾专利TW201310630A 固態成像裝置及電子設備

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专利摘要:
本發明揭示一種固態成像裝置，其包含：複數個光電轉換單元；一浮動擴散單元，其由該複數個光電轉換單元共用且將在該複數個光電轉換單元中之每一者中產生之電荷轉換成一電壓信號；複數個傳送單元，其分別提供於該複數個光電轉換單元中且將在該複數個光電轉換單元中產生之該電荷傳送至該浮動擴散單元；一第一電晶體群組，其電連接至該浮動擴散單元且包含配置有一第一佈局組態之一閘極及源極/汲極；及一第二電晶體群組，其電連接至該浮動擴散單元、包含配置有與該第一佈局組態對稱之一第二佈局組態之一閘極及源極/汲極且提供於與該第一電晶體群組分離之一區域中。
公开号:TW201310630A
申请号:TW101129616
申请日:2012-08-15
公开日:2013-03-01
发明作者:Nanako Kato；Toshifumi Wakano；Atsuhiko Yamamoto
申请人:Sony Corp；
IPC主号:H04N5-00

专利说明:
固態成像裝置及電子設備
本發明係關於一種固態成像裝置及包含該固態成像裝置之電子設備。
迄今，作為固態成像裝置，透過金屬氧化物半導體(MOS)電晶體讀取儲存於一光電二極體(光電轉換元件)中之信號電荷之互補金屬氧化物半導體(CMOS)影像感測器近年來已用於各種應用中。一般而言，CMOS影像感測器具有其上形成有以光電方式轉換入射光之光電二極體之一基板及形成於該基板上之一佈線層。目前，作為CMOS影像感測器，已廣泛使用自基板之佈線層側上之表面用光輻照之前照射式CMOS影像感測器。此外，近年來，為了改良光電二極體之敏感性，亦已提出自與基板之佈線層側相對之一側上之表面(反轉表面)用光輻照之背照射式CMOS影像感測器。
在一背照射式CMOS影像感測器中，藉助其結構特徵，當相比於前照射式CMOS影像感測器時，明顯改良了提供於像素單元中之(舉例而言)導線、電晶體及諸如此類之佈局之自由度。具體而言，一前照射式CMOS影像感測器係自基板之佈線層側用光來輻照。因此，諸如入射光之反射、吸收、折射、光屏蔽及諸如此類等現象發生於(舉例而言)像素單元之導線、電晶體及諸如此類中。出於此原因，在前照射式CMOS影像感測器中，可減小光電二極體之敏感性或者可在像素之間發生敏感性差異。因此，在前照射式CMOS影像感測器中，為瞭解決此類問題，必須在像素單元中構想一佈局以使得在光電二極體上儘可能不配置佈線。
另一方面，由於背照射式CMOS影像感測器係自基板之反轉表面用光來輻照，因此背照射式CMOS影像感測器不易受入射光在像素單元之導線、電晶體及諸如此類中之反射、吸收、折射及諸如此類影響。另外，由於背照射式CMOS影像感測器係自基板之反轉表面用光來輻照，因此可能在光電二極體上配置像素單元之佈線。因此，在背照射式CMOS影像感測器中，當相比於前照射式CMOS影像感測器時，佈局之自由度增加。
迄今，在一CMOS影像感測器中，隨著像素大小變得較精細，經常採用一共用像素技術以便最大化光電二極體數值孔徑。在此像素共用技術中，藉由在複數個像素當中共用電晶體以便最小化像素單元中之除光電二極體之外的元件之佔用面積，從而確保光電二極體之面積。藉由使用此像素共用技術，可能改良諸如光電二極體之飽和之信號量及敏感性等特性。
因此，迄今，在其中應用像素共用技術之CMOS影像感測器中，已提出各種像素單元佈局(舉例而言，參見第2010-147965號、第2010-212288號、第2007-115994號及第2011-049446號日本未經審查專利申請公開案)。
第2010-147965號日本未經審查專利申請公開案闡述一種其中共用四個像素之前照射式CMOS影像感測器。在第2010-147965號日本未經審查專利申請公開案中，以一種二維方式重複地配置由在像素之垂直配置方向及水平配置方向(下文中，分別稱為垂直方向及水平方向)上按2×2配置之四個光電二極體形成之光接收區域。然後，在對角線方向中之一者上配置於一預定第一光接收區域中之兩個像素與在對角線方向中之一者上配置於在垂直方向上毗鄰於該第一光接收區域之側中之一者之一第二光接收區域中之兩個像素構成一個共用單元。
此外，在第2010-147965號日本未經審查專利申請公開案之CMOS影像感測器中，在垂直方向上，在第一光接收區域與第二光接收區域之間配置有由四個像素共用之一重設電晶體及一接觸孔。然後，在四個像素中共用之一放大電晶體及一選擇電晶體配置於第一光接收區域與在與該第一光接收區域之第二光接收區域側相對之一側上毗鄰之一光接收區域之間。
第2010-212288號日本未經審查專利申請公開案闡述一種其中共用在行方向上毗鄰之複數個像素之前照射式CMOS影像感測器。然後，在第2010-212288號日本未經審查專利申請公開案之CMOS影像感測器中，一重設電晶體配置於共用之複數個像素當中之一預定像素之光電二極體之對角線方向中的一者上，且一放大電晶體及一選擇電晶體配置於另一側上。
第2007-115994號日本未經審查專利申請公開案闡述一種其中以一種二維方式重複地配置由在垂直方向上及在水平方向上按2×2配置之四個光電二極體形成之光接收區域之背照射式CMOS影像感測器。然後，在對角線方向中之一者上配置於預定第一光接收區域中之兩個像素與在對角線方向中之一者上配置於在垂直方向上毗鄰於該第一光接收區域之側中之一者之一第二光接收區域中之兩個像素構成一個共用單元。此外，在第2007-115994號日本未經審查專利申請公開案之CMOS影像感測器中，由四個像素共用之重設電晶體、放大電晶體及選擇電晶體配置於第一光接收區域與第二光接收區域之間。
第2011-049446號日本未經審查專利申請公開案闡述一種其中共用八個像素之背照射式CMOS影像感測器。在第2011-049446號日本未經審查專利申請公開案之CMOS影像感測器中，其中四個光電二極體在垂直方向上及在水平方向上按2×2配置之一第一光接收單元與具有類似於該第一光接收單元之彼結構之一結構之一第二光接收單元構成一個共用單元。然後，該第二光接收單元經配置以便在垂直方向上毗鄰於該第一光接收單元之側中之一者。此外，在第2011-049446號日本未經審查專利申請公開案之CMOS影像感測器中，由八個像素共用之一放大電晶體配置於第一光接收單元與第二光接收單元之間，且一重設電晶體配置於第一光接收單元與在與該第一光接收單元之第二光接收單元側相對之一側上之一光接收單元之間。
以上文所闡述之方式，迄今，在CMOS影像感測器中，已提出各種像素佈局技術。然而，若使像素大小較精細達係為(舉例而言)1 μm或小於1 μm之一程度，則(舉例而言)即使使用如上文所闡述之此一像素共用技術，亦對電晶體之佈局及諸如此類招致一拘限。
具體而言，隨著像素大小變得較精細，製作一設計以使得光電二極體之數值孔徑變成一最大值。因此，必須相應地進一步減少(最小化)電晶體之佔用面積。在此情形中，舉例而言，取決於像素大小及電晶體之佈局技術，存在發生共用像素中之複數個光電二極體當中之特性(舉例而言，敏感性(輸出))之變化之一可能性。
已製作本發明來解決上文所闡述之問題。可期望提供一種即使(舉例而言)像素大小變得進一步精細亦能夠抑制複數個光電二極體當中之特性(舉例而言，敏感性)之變化之固態成像裝置及包含該固態成像裝置之電子設備。
根據本發明之一固態成像裝置包含複數個光電轉換單元、一浮動擴散單元、複數個傳送單元、一第一電晶體群組及一第二電晶體群組。每一單元之功能及組態係如下形成。該浮動擴散單元在該複數個光電轉換單元當中共用且將由該複數個光電轉換單元中之每一者產生之電荷轉換成一電壓信號。經提供用於該複數個各別光電轉換單元之該複數個傳送單元將由該複數個光電轉換單元產生之電荷傳送至該浮動擴散單元。該第一電晶體群組電連接至該浮動擴散單元，且具有配置成第一佈局組態之閘極及源極/汲極。該第二電晶體群組電連接至該浮動擴散單元、具有配置成與該第一佈局組態對稱之一第二佈局組態之閘極及源極/汲極且提供於不同於該第一電晶體群組之彼區域之一區域中。
本說明書中所涉及之「與第一佈局組態對稱之第二佈局組態」之意義如下。其意指其兩者之佈局組態相對於直線彼此對稱，該直線通過兩個電晶體群組之間的中心且在以直角與兩個電晶體群組之間的配置方向相交於其中形成第一電晶體群組及第二電晶體群組之平面內之一方向上延伸。
此外，術語「佈局組態」之意義包含不僅電晶體之閘極及/或源極/汲極之佈局圖案而且閘極及/或源極/汲極之大小(面積)之意義。亦即，在本說明書中，在其中閘極及源極/汲極中之至少一者之佈局圖案及/或大小(面積)在第一電晶體群組與第二電晶體群組之間相同之一情形中，其兩者之佈局組態係對稱的。
此外，如本說明書中所使用之片語佈局組態係「對稱的」意指除該等佈局組態在第一電晶體群組與第二電晶體群組之間相同之外，該等佈局組態實質上相同(「實質上對稱」)。更具體而言，如本說明書中所使用之術語「對稱的」包含其中佈局組態在其中可抑制複數個光電轉換單元當中之特性(例如，敏感性)之變化之一範圍內某種程度上彼此不同之一情形。其中可抑制特性之變化之範圍之實例包含其中敏感性之變化係約0.1%或小於0.1%之一範圍。
此外，如本說明書中所使用之術語「閘極」不僅包含一電晶體之閘極而且包含一虛設閘極(虛設電極)。此外，如本說明書中所使用之術語「源極/汲極」不僅包含每一電晶體之源極區域或汲極區域而且包含在兩個相互毗鄰電晶體之間共用之源極區域或汲極區域。另外，術語「源極/汲極」包含在兩個相互毗鄰電晶體之間共用之一區域，其中該區域充當該等電晶體中之一者之一源極且充當另一電晶體之一汲極。
此外，本發明之一電子設備包含本發明之上文所闡述之固態成像裝置及對該固態成像裝置之一輸出信號執行預定處理之一信號處理電路。
以上文所闡述之方式在本發明之固態成像裝置中，將在複數個光電轉換單元當中共用之各種電晶體劃分成至少兩個電晶體群組且進行配置。然後，第一電晶體群組內之閘極及源極/汲極之第一佈局組態經形成而與第二電晶體群組中之閘極及源極/汲極之第二佈局組態對稱。
在本發明中，第一電晶體群組之閘極及源極/汲極之佈局組態經形成而與第二電晶體群組之彼佈局組態對稱。因此，根據本發明，可能抑制複數個光電轉換單元當中之特性(例如，敏感性)之變化。
下文將參考圖式按以下次序闡述根據本發明之實施例之一固態成像裝置及一電子設備之實例。然而，本發明不限於下文所闡述之實例。
1.第一實施例：4電晶體型固態成像裝置(8像素共用)
2.第一實施例之各種修改
3.第二實施例：4電晶體型固態成像裝置(4像素共用)
4.第三實施例：4電晶體型固態成像裝置(2像素共用)
5.第四實施例：3電晶體型固態成像裝置(8像素共用)
6.第五實施例：3電晶體型固態成像裝置(4像素共用)
7.第六實施例：3電晶體型固態成像裝置(2像素共用)
8.第七實施例：4電晶體型固態成像裝置(8像素共用)
9.第八實施例：4電晶體型固態成像裝置(8像素共用)
10.第九實施例：3電晶體型固態成像裝置(8像素共用)
11.第十實施例：3電晶體型固態成像裝置(8像素共用)
12.第十一實施例：4電晶體型固態成像裝置(4像素共用)
13.第十二實施例：電子設備。 1.第一實施例
首先，在闡述根據一第一實施例之一固態成像裝置之組態實例之前，將更具體地闡述可在將像素大小形成為較精細達係為(舉例而言)1 μm或小於1 μm之一程度時發生之問題。上文所闡述之伴隨較精細像素大小之問題可發生於其中將像素共用技術應用於具有一高自由度之佈局之一背照射式CMOS影像感測器之一情形中。
在其中將像素共用技術應用於該背照射式CMOS影像感測器之一情形中，如已在(舉例而言)第2011-049446號日本未經審查專利申請公開案中提出，存在其中將共用之各種MOS電晶體劃分成兩個電晶體群組且每一電晶體群組形成於一不同區域中之一情形。在此情形中，舉例而言，取決於像素大小、MOS電晶體之大小及數目以及一佈局技術之條件，存在其中兩個電晶體群組中之閘極及/或源極/汲極之佔用面積彼此不同之一情形。亦即，存在其中共用像素單元內之兩個電晶體群組之佈局組態變得彼此不對稱之一情形。在此情形中，存在在共用像素單元內之複數個光電二極體當中發生一輸出差異(敏感性差異)之一可能性。關於此原因，舉例而言，考量以下原因(1)及/或(2)。
(1)在自反轉表面進入之光當中，通過(舉例而言)由MOS電晶體之多晶矽形成之閘極附近之光被(舉例而言)閘極與Si之間的界面、閘極之側壁及諸如此類反射及/或吸收。因此，輸出在將MOS電晶體之閘極配置於其周圍中所針對之光電二極體與不配置MOS電晶體之閘極所針對之光電二極體之間不同，且在其之間發生一輸出差異。
(2)藉由接近於MOS電晶體之源極及/或汲極之光電二極體之區域中之光電轉換產生之電子藉助相比於該光電二極體之電位之一相對深電位容易地移動至源極及/或汲極。在此情形中，在將MOS電晶體之源極及/或汲極配置於其周圍中所針對之光電二極體中，難以偵測到電子且輸出減小。因此，輸出在使得MOS電晶體之源極及/或汲極配置於其周圍中之光電二極體與使得不配置MOS電晶體之源極及/或汲極之光電二極體之間不同，且在其之間發生一輸出差異。
在前照射式CMOS影像感測器中，由於在光電二極體之光入射側上提供一佈線層，因此入射光之反射及/或吸收主要發生於該佈線層中。此外，在前照射式CMOS影像感測器中，一般而言，由佈線層屏蔽源極及/或汲極之區域。因此，由於(2)之因素所致之複數個光電二極體當中之輸出差異(敏感性差異)之問題極少發生。亦即，在前照射式CMOS影像感測器中，因兩個電晶體群組之間的佈局組態之不對稱性造成之問題極少發生。然而，此外，在前照射式CMOS影像感測器中，因兩個電晶體群組之間的佈局組態之不對稱性造成之問題可取決於提供於光電二極體之光入射側上之佈線層之佈局而發生。
因此，在下文所闡述之各項實施例中，下文將闡述能夠抑制因兩個電晶體群組之間的佈局組態之不對稱性造成之問題(複數個光電二極體當中之敏感性之變化)之發生之固態成像裝置之組態實例。固態成像裝置之總體組態
將參考圖式具體闡述根據一第一實施例之一固態成像裝置之總體組態。在本實施例中，將藉由使用一個4電晶體型背照射式CMOS影像感測器作為一實例來闡述一固態成像裝置。
圖1係根據第一實施例之一CMOS影像感測器之一示意性方塊組態。一CMOS影像感測器100包含一像素陣列單元101、一垂直驅動單元102、一行處理單元103、一水平驅動單元104及一系統控制單元105。像素陣列單元101、垂直驅動單元102、行處理單元103、水平驅動單元104及系統控制單元105形成於圖1中未展示之一個半導體基板(晶片)上。
另外，CMOS影像感測器100包含一信號處理單元108及一資料儲存單元109。信號處理單元108及資料儲存單元109可藉由使用提供於不同於CMOS影像感測器100之彼基板之一基板上之軟體執行處理之一數位信號處理器(DSP)或一外部信號處理單元來組態。信號處理單元108及資料儲存單元109可安裝於與其上形成有(舉例而言)像素陣列單元101之半導體基板相同之半導體基板上。
像素陣列單元101包含二維地配置成一矩陣之複數個單位像素(下文中，簡單地稱為像素)。此外，每一像素具備產生對應於入射光之量之光電荷(下文中，簡單地稱為電荷)量之電荷且將電荷儲存於其中之一光電轉換元件(在本實施例中一光電二極體)。在本實施例中，由於以使得共用複數個像素之方式形成建構，因此各自由共用之複數個像素形成之共用單元部分(下文中，稱為共用像素單元部分)二維地配置成一矩陣，且形成像素陣列單元101。
像素陣列單元101進一步包含針對二維地配置成一矩陣之共用像素單元部分之每一列沿列方向(在圖1中，左右方向)形成之一像素驅動線106，及針對其每一行沿行方向(在圖1中，上下方向)形成之一垂直信號線107。每一像素驅動線106連接至對應共用像素單元部分，且每一垂直信號線107連接至對應共用像素單元部分。
此外，像素驅動線106之一端連接至對應於像素驅動線106之垂直驅動單元102之列之輸出端，且垂直信號線107之一端連接至對應於垂直信號線107之行處理單元103之行之輸入端。在圖1中，為了說明之簡單起見，使用一個信號線指示每一列之像素驅動線106。如稍後將闡述，通常針對每一列提供驅動形成一像素之複數個電晶體之複數個信號線。
垂直驅動單元102由(舉例而言)電路元件(諸如一移位暫存器及一位址解碼器)構成。垂直驅動單元102將各種驅動信號輸出至像素陣列單元101之每一像素(共用像素單元部分)以便驅動每一像素且自每一像素讀取一信號。
行處理單元103針對像素陣列單元101之共用像素單元部分之每一行對自選定列之共用像素單元部分內之一特定像素透過垂直信號線107輸出之一像素信號執行預定信號處理且在信號處理之後暫時儲存該像素信號。
具體而言，行處理單元103執行作為信號處理之至少一雜訊減少處理程序，例如一相關雙重取樣(CDS)處理程序。作為行處理單元103中之CDS處理程序之一結果，舉例而言，可能移除重設雜訊及因一放大電晶體之臨限值之變化造成之專屬於像素之固定圖案雜訊。除上文所提及之雜訊減少功能之外，舉例而言，在行處理單元103中亦可提供一類比轉數位(AD)轉換功能以使得輸出一數位信號。
水平驅動單元104由(舉例而言)電路元件(諸如一移位暫存器及一位址解碼器)構成，且選擇性地掃描針對行處理單元103之每一行順序地提供之一單位電路(未展示)。作為水平驅動單元104之選擇性掃描之一結果，已在行處理單元103之每一單位電路中對其執行信號處理之像素信號係輸出至信號處理單元108。
系統控制單元105由(舉例而言)產生CMOS影像感測器100之各種操作之時序信號一時序產生器構成。由系統控制單元105產生之各種時序信號供應至垂直驅動單元102、行處理單元103及水平驅動單元104，且每一單元係藉由根據此等時序信號之控制來驅動。
信號處理單元108對自行處理單元103輸出之像素信號執行各種信號處理，例如一額外處理程序。此外，資料儲存單元109暫時儲存在信號處理單元108中執行預定信號處理所必需之資料。共用像素單元部分之組態
將闡述本實施例之像素陣列單元101中之共用像素單元部分之組態。在闡述該組態之前，出於比較目的，將闡述其中在一個4電晶體型CMOS影像感測器中不使用像素共用技術之一情形中之每一像素之組態。圖2圖解說明其中不使用像素共用技術之一情形中之一像素之一等效電路。
像素10通常包含一個光電二極體11(光電轉換元件)、由經提供用於光電二極體11之MOS電晶體形成之各種主動元件及一浮動擴散區域16(稱為一FD區域16)。在圖2中所展示之實例中，像素10包含(作為各種主動元件)一傳送電晶體12、一放大電晶體13、一重設電晶體14及一選擇電晶體15。此處，展示其中各種電晶體由其載子極性係N型之MOS電晶體形成之一實例。
此外，在圖2中所展示之實例中，針對一個像素10在列方向上(在圖2中，在左右方向上)提供三個信號導線(像素驅動線106)(亦即，一傳送導線17、一重設導線18及一選擇導線19)，且在行方向上(在圖2中，在上下方向上)提供垂直信號線107。雖然圖2中未展示，但像素10具備待用作像素邊界部分及黑色位準偵測像素中之一光屏蔽膜之二維佈線。
光電二極體11將入射光轉換(以光電方式轉換)成對應於入射光之光量之量之電荷(此處，電子)。光電二極體11之陽極係接地的。
傳送電晶體12提供於光電二極體11之陰極與FD區域16之間。當透過傳送導線17將一高位準信號自垂直驅動單元102輸入至閘極時，傳送電晶體12接通且將已由光電二極體11以光電方式轉換之電荷(電子)傳送至FD區域16。在FD區域16中將傳送至FD區域16之電荷轉換成一電壓(電位)。
放大電晶體13之閘極連接至FD區域16。此外，放大電晶體13之汲極連接至電力供應電壓Vdd之供應端子，且放大電晶體13之源極透過選擇電晶體15連接至垂直信號線107。放大電晶體13放大FD區域16之電位(電壓信號)，且將經放大信號作為一光儲存信號(像素信號)輸出至選擇電晶體15。
重設電晶體14提供於電力供應電壓Vdd之供應端子與FD區域16之間。當透過重設導線18將一高位準信號自垂直驅動單元102輸入至重設電晶體14之閘極時，重設電晶體14接通且將FD區域16之電位重設為電力供應電壓Vdd。
選擇電晶體15提供於放大電晶體13與垂直信號線107之間。當透過選擇導線19將一高位準信號自垂直驅動單元102輸入至選擇電晶體15之閘極時，選擇電晶體15接通且將由放大電晶體13放大之電壓信號輸出至垂直信號線107。亦即，在4電晶體型CMOS影像感測器100中，由選擇電晶體15控制一像素之選擇與非選擇之間的切換。輸出至垂直信號線107的每一像素之電壓信號係傳送至行處理單元103。
接下來，將闡述其中在4電晶體型CMOS影像感測器中使用像素共用技術之一情形中之共用像素單元部分之組態。圖3圖解說明像素陣列單元101內之一共用像素單元部分之一等效電路。圖3圖解說明其中一個共用像素單元部分110共用八個像素之一實例。此外，在圖3中所展示之共用像素單元部分110中，用相同元件符號指定相同於圖2中所展示之像素10之彼等組件之組件。
共用像素單元部分110包含八個光電二極體(第一光電二極體111至第八光電二極體118)。此外，共用像素單元部分110包含以使得分別對應於第一光電二極體111至第八光電二極體118之一方式提供之八個傳送電晶體(第一傳送電晶體121至第八傳送電晶體128)。另外，共用像素單元部分110包含在該八個像素當中共用之放大電晶體13、重設電晶體14、選擇電晶體15及FD區域16。
放大電晶體13、重設電晶體14、選擇電晶體15及FD區域16以與對應於參考圖2所闡述之像素10之彼等方式相同之方式組態且具有相同功能。此外，第一光電二極體111至第八光電二極體118可以與參考圖2所闡述之光電二極體11相同之方式組態。每一光電二極體之陽極係接地的且每一光電二極體之陰極連接至傳送電晶體之源極。
第一傳送電晶體121至第八傳送電晶體128可以與參考圖2所闡述之傳送電晶體12相同之方式組態。第一傳送電晶體121至第八傳送電晶體128連接至八個對應傳送導線17a至17h。另外，每一傳送電晶體提供於對應光電二極體與FD區域16之間，且每一傳送電晶體之汲極連接至FD區域16。亦即，在其中如在本實施例中共用八個像素之情形中，在共用像素單元部分110中提供各自由一傳送電晶體及對應於其之一光電二極體形成之八個電路，且將該八個電路並聯連接於FD區域16與接地之間。共用像素單元部分之佈局 (1)整個共用像素單元部分之佈局
圖4圖解說明本實施例之CMOS影像感測器100(固態成像裝置)中之一共用像素單元部分110之一佈局組態之一示意性平面圖。在圖4中所展示之共用像素單元部分110之佈局組態中，用相同元件符號指定對應於圖3中所展示之共用像素單元部分110之等效電路內之組件之組件。
共用像素單元部分110包含一第一光接收單元21及一第二光接收單元22。第一光接收單元21及第二光接收單元22在垂直方向上(在圖4中之Y方向上)配置於共用像素單元部分110內。如稍後將闡述，在本實施例中，由八個像素共用之FD區域16(浮動擴散單元)(一第一FD區域16a及一第二FD區域16b)分離地提供於各別光接收單元中。
此外，共用像素單元部分110包含一第一電晶體群組31及一第二電晶體群組32。亦即，在本實施例中，在八個像素當中共用之各種電晶體分離地配置成兩個電晶體群組。在本實施例中，放大電晶體13及選擇電晶體15配置於第一電晶體群組31中，且重設電晶體14配置於第二電晶體群組32中。
此外，如圖4中所展示，第一電晶體群組31配置於第一光接收單元21與第二光接收單元22之間。第二電晶體群組32配置於第二光接收單元22之周圍區域中之與第二光接收單元22之第一電晶體群組31之配置側相對之一側上之一區域中。
在本實施例中，每一電晶體群組經形成以沿水平方向(在圖4中之X方向上)自光接收單元之端部分中之一者附近之一位置延伸至該等端部分中之另一者附近之一位置。在本實施例中，該等電晶體群組經配置以使得在水平方向上第一電晶體群組31之兩個端處之位置實質上變成第二電晶體群組32之兩個端處之相同位置。
另外，共用像素單元部分110包含一第一井觸點23a及一第二井觸點23b。雖然圖4中未展示，但第一光接收單元21、第二光接收單元22、第一電晶體群組31及第二電晶體群組32形成於一預定井區域中，該預定井區域形成於一Si基板中。在本實施例中，將井區域與內部佈線電連接之一井觸點分離地提供於兩個部分中。具體而言，在本實施例中，一第一井觸點23a及一第二井觸點23b分別經提供用於第一光接收單元21及第二光接收單元22。
在第一光接收單元21之周圍區域中，第一井觸點23a配置於第一光接收單元21之在水平方向上(在圖4中之X方向上)之側中之一者(圖4中之左側)中之一區域中，且配置於與第一FD區域16a(第一光接收單元21之中心)相對之一位置處。此外，在第二光接收單元22之周圍區域中，第二井觸點23b配置於第二光接收單元22之在該水平方向上之側中之一者中之一區域中，且配置於與第二FD區域16b(第二光接收單元22之中心)相對之一位置處。然而，每一井觸點之配置位置不限於圖4中所展示之實例。舉例而言，在對應光接收單元之周圍區域中，每一井觸點可在水平方向上(在圖4中之X方向上)配置於光接收單元之另一側(在圖4中，右側)之一位置處，且可配置於與FD區域(對應光接收單元之中心)相對之一位置處。
此外，藉由使用各種觸點及內部佈線(未展示)來電連接共用像素單元部分110內之上文所提及之每一單元以使得滿足圖3中所展示之等效電路中之每一單元之連接關係。在本實施例中，圖4中所展示之佈局組態之共用像素單元部分110二維地配置成一矩陣，藉此形成像素陣列單元101。 (2)共用像素單元部分之每一單元之佈局
將參考圖4闡述共用像素單元部分110內之每一單元之佈局組態。
第一光接收單元21包含在垂直方向上(在圖4中之Y方向上)及在水平方向上(在圖4中之X方向上)按2×2配置之一第一光電二極體111至一第四光電二極體114(光電轉換單元)，以及一第一傳送電晶體121至一第四傳送電晶體124(傳送單元)。此外，第一光接收單元21包含在若干像素中共用之第一FD區域16a。在圖4中，為了說明之簡單起見，僅展示第一傳送電晶體121至第四傳送電晶體124之各別閘極(一第一傳送閘極121a至一第四傳送閘極124a)。
在本實施例中，如圖4中所展示，第一FD區域16a配置於按2×2配置之第一光電二極體111至第四光電二極體114之形成區域之中心中(亦即，第一光接收單元21之中心中)。第一傳送閘極121a至第四傳送閘極124a配置於第一FD區域16a與第一光電二極體111至第四光電二極體114之間。此時，第一傳送閘極121a至第四傳送閘極124a以使得分別直接連接至第一光電二極體111至第四光電二極體114之一方式配置。
第二光接收單元22包含在垂直方向上及在水平方向上按2×2配置之一第五光電二極體115至一第八光電二極體118(光電轉換單元)，以及一第五傳送電晶體125至一第八傳送電晶體128(傳送單元)。此外，第二光接收單元22包含在四個像素當中共用之第二FD區域16b。在圖4中，為了說明之簡單起見，展示第五傳送電晶體125至第八傳送電晶體128之各別閘極(第五傳送閘極125a至第八傳送閘極128a)。
在本實施例中，如圖4中所展示，第二FD區域16b配置於按2×2配置之第五光電二極體115至第八光電二極體118之形成區域之中心中(亦即，第二光接收單元22之中心中)。第二FD區域16b透過觸點及內部佈線(未展示)電連接至第一FD區域16a。此外，第五傳送閘極125a至第八傳送閘極128a分別配置於第二FD區域16b與第五光電二極體115至第八光電二極體118之間。此時，第五傳送閘極125a至第八傳送閘極128a以使得分別直接連接至第五光電二極體115至第八光電二極體118之一方式配置。亦即，形成第二光接收單元22之每一單元之配置相同於第一光接收單元21之彼配置。
第一電晶體群組31包含一放大電晶體13之一閘極13a(下文中，稱為一放大閘極)、選擇電晶體15之一閘極15a(下文中，稱為一選擇閘極)及一第一源極/汲極31a至一第三源極/汲極31c。在本實施例中，沿水平方向(在圖4中之X方向上)，第一源極/汲極31a、放大閘極13a、第二源極/汲極31b、選擇閘極15a及第三源極/汲極31c係按此次序配置。此時，每一閘極及每一源極/汲極經配置以使得第三源極/汲極31c在水平方向上定位於第一井觸點23a之側上。
在第一電晶體群組31中，第一源極/汲極31a、放大閘極13a及第二源極/汲極31b構成放大電晶體13。第一源極/汲極31a及第二源極/汲極31b分別充當放大電晶體13之汲極及源極。此外，在第一電晶體群組31中，第二源極/汲極31b、選擇閘極15a及第三源極/汲極31c構成選擇電晶體15。第二源極/汲極31b及第三源極/汲極31c分別充當選擇電晶體15之汲極及源極。亦即，在第一電晶體群組31中，第二源極/汲極31b共用為放大電晶體13之源極及選擇電晶體15之汲極。
此外，在本實施例之CMOS影像感測器100中，為了獲得更滿意之特性，較佳地進一步增加放大閘極13a之面積。因此，放大閘極13a之面積經增加以多於選擇閘極15a之面積，如圖4中所展示。具體而言，放大閘極13a在水平方向(X方向)上之延伸長度經延長而多於選擇閘極15a之彼延伸長度。
第二電晶體群組32由兩個重設電晶體14構成，且兩個重設電晶體14沿水平方向(在圖4中之X方向上)配置。亦即，在本實施例之CMOS影像感測器100中，在共用像素單元部分110中，添加一個重設電晶體14。
在此情形中，必須確保用於在第二電晶體群組32之形成區域中添加一個重設電晶體之一面積。然而，在本實施例中，如圖4中所展示，井觸點配置於光接收單元之形成區域之周圍中的光接收單元之在水平方向(X方向)上之側中之一者(左側)中之一位置處，且不配置於電晶體之周圍中。因此，在本實施例之共用像素單元部分110之佈局組態中，可能有效地確保用於在第二電晶體群組32之形成區域中添加一個重設電晶體之一面積。
此外，第二電晶體群組32包含第一重設電晶體之一閘極14a(下文中，稱為一第一重設閘極)及第二重設電晶體之一閘極14b(下文中，稱為一第二重設閘極)。另外，第二電晶體群組32包含一第四源極/汲極32a至一第六源極/汲極32c。
然後，在本實施例中，沿水平方向(在圖4中之X方向上)，第四源極/汲極32a、第一重設閘極14a、第五源極/汲極32b、第二重設閘極14b及第六源極/汲極32c係按此次序配置。此時，為了使第六源極/汲極32c在水平方向上定位於第二井觸點23b側上，配置每一閘極及每一源極/汲極。此外，此時，第一重設閘極14a及第二重設閘極14b配置於實質上分別與放大閘極13a及選擇閘極15a相對之位置處，其中第二光接收單元22在其之間。
在第二電晶體群組32中，第四源極/汲極32a、第一重設閘極14a及第五源極/汲極32b構成一第一重設電晶體。此外，在第二電晶體群組32中，第五源極/汲極32b、第二重設閘極14b及第六源極/汲極32c構成一第二重設電晶體。
在本實施例中，兩個重設電晶體並聯連接於電力供應電壓Vdd與FD區域16之間。因此，在第二電晶體群組32中，第五源極/汲極32b共用為兩個重設電晶體之源極或汲極。在其中第五源極/汲極32b用作兩個重設電晶體之源極之情形中，第四源極/汲極32a及第六源極/汲極32c充當汲極。相比而言，在其中第五源極/汲極32b用作兩個重設電晶體之汲極之情形中，第四源極/汲極32a及第六源極/汲極32c充當源極。
在本實施例中，使第一重設閘極14a之面積等於第二重設閘極14b之面積。在本實施例中，使每一重設閘極之面積小於放大閘極13a之面積。然而，此時，每一閘極及源極/汲極之面積及形狀經設定以使得放大閘極13a之面積與選擇閘極15a之面積之總和變得實質上相同於第一重設閘極14a之面積與第二重設閘極14b之面積之總和。亦即，每一閘極及源極/汲極之面積及形狀經設定以使得第一電晶體群組31中之閘極及源極/汲極之佔用面積變得實質上分別相同於第二電晶體群組32之閘極及源極/汲極之佔用面積。
在其中以上文所闡述之方式組態每一電晶體群組之情形中，第一電晶體群組31之佈局組態(第一佈局組態：閘極及源極/汲極之圖案及大小)變得與第二電晶體群組32之佈局組態(第二佈局組態)實質上對稱。更詳細地，如圖4中所展示，兩個電晶體群組之佈局組態變得實質上相對於直線L1彼此對稱，直線L1在通過第一電晶體群組31與第二電晶體群組32之間的中心且以直角與兩個電晶體群組之間的配置方向(Y方向)相交之方向(X方向)上延伸。
因此，在本實施例之CMOS影像感測器100中，可解決由於第一電晶體群組31與第二電晶體群組32之間的佈局組態之不對稱性引起之問題。具體而言，可使各種電晶體之閘極及/或各種源極/汲極對每一光電二極體之輸出(敏感性)之影響在共用之複數個光電二極體當中一致。因此，在本實施例之第一電晶體群組31及第二電晶體群組32之佈局組態中，可能抑制共用像素單元部分110中之八個光電二極體當中之特性(例如，敏感性(輸出))之變化。
作為用於改良第一電晶體群組之佈局組態與第二電晶體群組之彼佈局組態之對稱性之一技術，舉例而言，除本實施例之技術之外，亦考量其中根據一小的大小之電晶體群組減少一大的大小之電晶體群組之一技術。然而，在此技術中，在其中必須使像素精細之情形中，發生諸如電晶體之特性變得不期望或處理變得困難等問題。相反，在本實施例中，在具有閘極及源極/汲極之一小佔用面積(大小)之電晶體群組中，添加一電晶體以增加佔用面積，且使所得佔用面積實質上等於大的大小之電晶體群組之佔用面積。因此，在本實施例中，可解決可發生於減少技術中之問題。
此外，如在本實施例中，即使改良了兩個電晶體群組之間的佈局組態之對稱性，在其中使連接至每一電晶體群組之內部佈線之佈局不對稱(舉例而言，使內部佈線之間隔不一致)之情形中，亦存在發生佈線間電容之變化之一可能性。特定而言，當存在關於傳送閘極之佈線間電容之變化時，存在發生共用像素單元部分內之複數個光電二極體當中之飽和之信號量之變化之一可能性。因此，在本實施例中，較佳地連接至每一電晶體群組之內部佈線之佈局係對稱的(舉例而言，使內部佈線之間隔一致)。
在本實施例中，已闡述其中提供於第二電晶體群組32中之兩個重設電晶體皆充當電晶體之一實例。然而，本發明不限於此。舉例而言，可使該等重設電晶體中之一者不用作(充當)一電晶體。此時，作為用於使重設電晶體中之一者不用作一電晶體之一技術，舉例而言，可使用其中不將一觸點、導線或諸如此類連接至重設電晶體之一技術(不進行電連接之技術)、不將一驅動信號供應至閘極之一技術或諸如此類。此外，作為使重設電晶體中之一者不用作一電晶體之一技術，可使用將一特定恆定電壓施加至閘極以便致使重設電晶體恆定地放置於一關斷狀態中之一技術。
此外，在該實施例中，已闡述其中第一電晶體群組31具備放大電晶體13及選擇電晶體15且第二電晶體群組32具備重設電晶體14之一實例。然而，本發明不限於此。可如所期望設定待提供於每一電晶體群組中之電晶體之類型(功能)之指派。舉例而言，第一電晶體群組31可具備放大電晶體13及重設電晶體14，且第二電晶體群組32可具備選擇電晶體15。然而，在其中僅配置有一種類型之電晶體之電晶體群組中，類似於圖4，添加同一類型之一個電晶體以使得兩個電晶體群組之佈局組態變得實質上彼此對稱。 2.第一實施例之各種修改
根據本發明之共用像素單元部分之佈局組態不限於第一實施例(圖4)中所闡述之組態實例，且考量各種修改。此處，將闡述第一實施例之共用像素單元部分110之佈局組態之各種修改。修改1
在第一實施例中，已闡述其中添加共用之三個電晶體當中之一種種類之電晶體(重設電晶體)之一實例。然而，本發明不限於此。在複數種種類之電晶體中，可添加兩種或兩種以上類型之電晶體。在修改1中，作為組態之一實例，將闡述其中各自添加共用之放大電晶體13、重設電晶體14及選擇電晶體15之一實例(其中總共添加三個電晶體之實例)。
圖5圖解說明修改1之一CMOS影像感測器中之共用像素單元部分之佈局組態之一示意性平面圖。在圖5中所展示之修改1之一共用像素單元部分120中，用相同元件符號指定相同於圖4中所展示之第一實施例之共用像素單元部分110之組件之組件。
共用像素單元部分120係其中共用八個像素之一共用像素單元部分，且由第一光接收單元21、第二光接收單元22、第一井觸點23a、第二井觸點23b、一第一電晶體群組33及一第二電晶體群組34構成。
如自圖5與圖4之間的比較清楚，此實例之共用像素單元部分120經準備以使得第一實施例之共用像素單元部分110中之第一電晶體群組及第二電晶體群組之組態改變。此實例中之除第一電晶體群組33及第二電晶體群組34之外的組態相同於第一實施例之對應組態。因此，此處，將僅闡述第一電晶體群組33及第二電晶體群組34之組態。
如圖5中所展示，第一電晶體群組33配置於第一光接收單元21與第二光接收單元22之間。此外，第二電晶體群組34配置於第二光接收單元22之周圍區域中之與第二光接收單元22之第一電晶體群組33之配置側相對之一側上之一區域中。
此外，在此實例中，類似於第一實施例，每一電晶體群組經形成以便沿水平方向(在圖5中之X方向上)自光接收單元之端中之一者附近之一位置延伸至該等端部分中之另一者。此外，此時，在此實例中，每一電晶體群組經配置以使得在水平方向上第一電晶體群組33之兩個端處之位置變得實質上分別相同於第二電晶體群組34之兩個端處之位置。
如圖5中所展示，第一電晶體群組33包含第一放大電晶體之一第一放大閘極13c、第一重設電晶體之一第一重設閘極14c及第一選擇電晶體之一第一選擇閘極15c。此外，第一電晶體群組33包含一第一源極/汲極33a至一第四源極/汲極33d。第一源極/汲極33a、第一重設閘極14c、第二源極/汲極33b、第一放大閘極13c、第三源極/汲極33c、第一選擇閘極15c及第四源極/汲極33d係沿水平方向(X方向)按此次序配置。此時，每一閘極及每一源極/汲極經配置以使得第四源極/汲極33d在水平方向(X方向)上定位於第一井觸點23a側上。
此外，在此實例中，如圖5中所展示，類似於第一實施例，第一放大閘極13c之面積經增加以多於第一重設閘極14c及第一選擇閘極15c之面積。具體而言，第一放大閘極13c在水平方向(X方向)上之延伸長度經延長而多於第一重設閘極14c及第一選擇閘極15c之彼延伸長度。另外，在此實例中，在水平方向(X方向)上，第一重設閘極14c及第一選擇閘極15c配置於與第一放大閘極13c實質上對稱之一位置處。
在此實例之第一電晶體群組33中，第一源極/汲極33a、第一重設閘極14c及第二源極/汲極33b構成第一重設電晶體。第一源極/汲極33a及第二源極/汲極33b分別充當第一重設電晶體之源極及汲極。
此外，在第一電晶體群組33中，第二源極/汲極33b、第一放大閘極13c及第三源極/汲極33c構成第一放大電晶體。第二源極/汲極33b及第三源極/汲極33c分別充當第一放大電晶體之汲極及源極。亦即，在第一電晶體群組33中，第二源極/汲極33b共用為第一重設電晶體之汲極及放大電晶體之汲極。在此情形中，第二源極/汲極33b連接至電力供應電壓Vdd之供應端子。
另外，在第一電晶體群組33中，第三源極/汲極33c、第一選擇閘極15c及第四源極/汲極33d構成第一選擇電晶體。第三源極/汲極33c及第四源極/汲極33d分別充當第一選擇電晶體之汲極及源極。亦即，在第一電晶體群組33中，第三源極/汲極33c共用為第一放大電晶體之源極及第一選擇電晶體之汲極。
如圖5中所展示，第二電晶體群組34包含一第二放大電晶體之一第二放大閘極13d、一第二重設電晶體之一第二重設閘極14d及一第二選擇電晶體之一第二選擇閘極15d。此外，第二電晶體群組34包含一第五源極/汲極34a至一第八源極/汲極34d。第五源極/汲極34a、第二重設閘極14d、第六源極/汲極34b、第二放大閘極13d、第七源極/汲極34c、第二選擇閘極15d及第八源極/汲極34d係沿水平方向(X方向)按此次序配置。此時，每一閘極及每一源極/汲極經配置以使得第八源極/汲極34d在水平方向(X方向)上定位於第二井觸點23b側上。
在此實例中，第二電晶體群組34之第二放大閘極13d、第二重設閘極14d及第二選擇閘極15d以與第一電晶體群組33之第一放大閘極13c、第一重設閘極14c及第一選擇閘極15c相同之方式組態。此外，在此實例中，第二電晶體群組34之第五源極/汲極34a至第八源極/汲極34d以與第一電晶體群組33之第一源極/汲極33a至第四源極/汲極33d相同之方式組態。亦即，在此實例中，第二電晶體群組34之各種閘極及各種源極/汲極之佈局圖案及大小(面積)變得相同於第一電晶體群組33之彼等佈局圖案及大小(面積)。
在此實例之共用像素單元部分120中，為了獲得圖3中所展示之等效電路，藉由使用觸點及內部佈線(未展示)來將第一電晶體群組33中之各種閘極及各種源極/汲極電連接至第二電晶體群組34中之彼等閘極及源極/汲極。此時，第一電晶體群組33中之第一放大電晶體與第二電晶體群組34中之第二放大電晶體透過觸點及內部佈線(未展示)彼此並聯連接。此外，第一電晶體群組33中之第一重設電晶體與第二電晶體群組34中之第二重設電晶體透過觸點及內部佈線(未展示)彼此並聯連接。另外，第一電晶體群組33中之第一選擇電晶體與第二電晶體群組34中之第二選擇電晶體透過觸點及內部佈線(未展示)彼此並聯連接。
在其中以上文所闡述之方式組態每一電晶體群組之情形中，此外，在此實例中，第一電晶體群組33之佈局組態變得與共用像素單元部分120中之第二電晶體群組34之彼佈局組態對稱。在此實例中，不僅第一電晶體群組33之各種閘極及各種源極/汲極之大小(佔用面積)，而且其佈局圖案亦變得相同於第二電晶體群組34之彼佈局圖案。因此，此外，在此實例之CMOS影像感測器中，可能解決由於第一電晶體群組33與第二電晶體群組34之間的佈局組態之不對稱性而發生之問題，且因此獲得與第一實施例之彼等優點相同之優點。
此外，在此實例中，可使具有相同功能之兩個電晶體中之一者不用作一電晶體。
此外，在此實例中，已闡述其中第一電晶體群組33之第二源極/汲極33b及第二電晶體群組34之第六源極/汲極34b連接至電力供應電壓Vdd之供應端子且在放大電晶體13與重設電晶體14之間共用之一實例。然而，本發明不限於此。在其中第二源極/汲極33b及第六源極/汲極34b不在放大電晶體13與重設電晶體14之間共用之一情形中，可將此等源極/汲極劃分成兩個部分。在此情形中，已劃分成兩個部分之源極/汲極當中的放大閘極側上之源極/汲極可用作放大電晶體13之汲極且重設閘極側上之源極/汲極可用作重設電晶體14之源極。修改2
以上文所闡述之方式，將兩個因素(亦即，閘極之影響及源極/汲極之影響)考量為由於兩個電晶體群組之間的佈局組態之不對稱性而發生之問題之因素。在第一實施例中，可使由於兩個因素所致之影響在複數個光電二極體當中一致。本發明不限於此。可使由於兩個因素中之一者所致之影響在複數個光電二極體當中一致。在修改2中，將闡述其中使閘極對光電二極體之輸出特性(敏感性特性)之影響在複數個光電二極體當中一致之一組態實例。
圖6圖解說明修改2之一CMOS影像感測器中之共用像素單元部分之佈局組態之一示意性平面圖。在圖6中所展示之修改2之一共用像素單元部分130中，用相同元件符號指定相同於圖4中所展示之第一實施例之共用像素單元部分110之彼等組件之組件。
共用像素單元部分130係其中共用八個像素之一共用像素單元部分，且由第一光接收單元21、第二光接收單元22、第一井觸點23a、第二井觸點23b、第一電晶體群組31及一第二電晶體群組35構成。
如自圖6與圖4之間的比較清楚，此實例之共用像素單元部分130經準備以使得第一實施例之共用像素單元部分110中之第二電晶體群組之組態改變。此實例中之除第二電晶體群組35之外的組態相同於對應於第一實施例之組態。因此，此處，將僅闡述第二電晶體群組35之組態。
如圖6中所展示，第二電晶體群組35配置於第二光接收單元22之周圍區域中之與第二光接收單元22之第一電晶體群組31之配置側相對之一側上之一區域中。此外，第二電晶體群組35包含重設電晶體14之一重設閘極14e、一虛設閘極35a、一第四源極/汲極35b及一第五源極/汲極35c。
在此實例中，如圖6中所展示，第四源極/汲極35b、重設閘極14e、第五源極/汲極35c及虛設閘極35a係沿水平方向(X方向)按此次序配置。此時，每一閘極及每一源極/汲極經配置以使得虛設閘極35a經配置而在水平方向上與第五源極/汲極35c分離一預定距離且定位於第二井觸點23b側上。此外，此時，重設閘極14e及虛設閘極35a配置於實質上分別與第一電晶體群組31之放大閘極13a及選擇閘極15a相對之一位置處，其中第二光接收單元22在其之間。
在第二電晶體群組35中，第四源極/汲極35b、重設閘極14e及第五源極/汲極35c構成重設電晶體14。第四源極/汲極35b充當重設電晶體14之源極及汲極中之一者且第五源極/汲極35c充當重設電晶體14之源極及汲極中之另一者。
此外，在此實例之共用像素單元部分130中，為了獲得圖3中所展示之等效電路，藉由使用觸點及內部佈線(未展示)來將第一電晶體群組31中之各種閘極及各種源極/汲極與第二電晶體群組35中之彼等閘極及源極/汲極彼此電連接。然而，在此實例中，內部佈線不連接至虛設閘極35a且達成一電浮動狀態。
然後，在此實例中，使虛設閘極35a之面積約相同於重設閘極14e之面積。另外，在此實例中，虛設閘極35a及重設閘極14e之面積及形狀經設定以使得第一電晶體群組31中之各種閘極之面積之總和變得實質上相同於第二電晶體群組35中之各種閘極之面積之總和。
在其中以上文所闡述之方式組態每一電晶體群組之情形中，第一電晶體群組31中之閘極之佔用面積變得與第二電晶體群組35中之閘極之佔用面積實質上對稱。亦即，此外，在此實例中，在共用像素單元部分130中，第一電晶體群組31之佈局組態變得與第二電晶體群組35之彼佈局組態實質上對稱。
在此情形中，可使在用光輻照閘極附近時在閘極中發生之光之吸收及/或反射對光電二極體之輸出特性之影響在複數個光電二極體當中一致。因此，此外，在此實例之CMOS影像感測器中，可能解決由於第一電晶體群組31與第二電晶體群組35之間的佈局組態之不對稱性而發生之問題，且因此可獲得與第一實施例之彼等優點相同之優點。修改3
在修改3中，將給出對其中使源極/汲極對光電二極體之輸出特性(敏感性特性)之影響在複數個光電二極體當中一致之一組態實例之一說明。
圖7圖解說明修改3之一CMOS影像感測器中之共用像素單元部分之佈局組態之一示意性平面圖。在圖7中所展示之修改3之一共用像素單元部分140中，用相同元件符號指定相同於圖4中所展示之第一實施例之共用像素單元部分110之彼等組件之組件。
共用像素單元部分140係其中共用八個像素之一共用像素單元部分，且由第一光接收單元21、第二光接收單元22、第一井觸點23a、第二井觸點23b、第一電晶體群組31及一第二電晶體群組36構成。
如自圖7與圖4之間的比較清楚，此實例之共用像素單元部分140經準備以使得第一實施例之共用像素單元部分110中之第二電晶體群組之組態改變。此實例中之除第二電晶體群組36之外的組態相同於第一實施例之對應組態。因此，此處，將僅闡述第二電晶體群組36之組態。
如圖7中所展示，第二電晶體群組36配置於第二光接收單元22之周圍區域中之與第二光接收單元22之第一電晶體群組31之配置側相對之一側上之一區域中。此外，每一電晶體群組經形成以便沿水平方向(X方向)自光接收單元之端部分中之一者附近之一位置延伸至該等端部分中之另一者。每一電晶體群組經配置以使得在水平方向上第二電晶體群組36之兩個端處之位置實質上分別變成第一電晶體群組31之兩個端處之相同位置。
此外，第二電晶體群組36包含重設電晶體14之一重設閘極14f、一第四源極/汲極36a及一第五源極/汲極36b。第四源極/汲極36a、重設閘極14f及第五源極/汲極36b係沿水平方向(圖7中之X方向)按此次序配置。此時，如圖7中所展示，每一閘極及每一源極/汲極經配置以使得第五源極/汲極36b在水平方向上定位於第二井觸點23b側上。此時，重設閘極14f在垂直方向(Y方向)上配置於實質上與第八光電二極體118相對之一區域中。
在第二電晶體群組36中，第四源極/汲極36a、重設閘極14f及第五源極/汲極36b構成重設電晶體14。第四源極/汲極36a充當重設電晶體14之源極及汲極中之一者且第五源極/汲極36b充當重設電晶體14之源極及汲極中之另一者。
此外，在此實例之共用像素單元部分140中，為了獲得圖3中所展示之等效電路，藉由使用觸點及內部佈線(未展示)來將第一電晶體群組31中之各種閘極及各種源極/汲極電連接至第二電晶體群組36中之彼等閘極及源極/汲極。
在此實例中，第五源極/汲極36b經形成以便沿水平方向(圖7中之X方向)自與重設閘極14f之第四源極/汲極36a側相對之一側上之一端部分延伸至第二光接收單元22之第二井觸點23b側上之端部分之一位置附近。亦即，在此實例中，在垂直方向(Y方向)上，在與第七光電二極體117相對之其中不在第二電晶體群組35中形成電晶體之一區域中僅形成源極/汲極。
在其中以上文所闡述之方式組態每一電晶體群組之一情形中，第一電晶體群組31之源極/汲極之佈局圖案變得與第二電晶體群組36之源極/汲極之佈局圖案實質上對稱。亦即，此外，在此實例中，在共用像素單元部分140中，第一電晶體群組31之佈局組態變得與第二電晶體群組36之彼佈局組態實質上對稱。
在此情形中，可使源極/汲極對光電二極體之輸出特性(敏感性特性)之影響在共用之複數個光電二極體當中一致。因此，此外，在此實例之CMOS影像感測器中，可能解決由於第一電晶體群組31與第二電晶體群組36之間的佈局組態之不對稱性而發生之問題，且因此獲得與第一實施例之彼等優點相同之優點。修改4
在第一實施例中，已闡述其中藉由添加一個重設電晶體而改良了第一電晶體群組之佈局組態與第二電晶體群組之彼佈局組態之對稱性之一實例。然而，本發明不限於此。可在不添加一電晶體之情況下改良第一電晶體群組之佈局組態與第二電晶體群組之彼佈局組態之間的對稱性。在修改4中，將闡述其之一實例。
圖8圖解說明修改4之一CMOS影像感測器中之一共用像素單元部分之一佈局組態之一示意性平面圖。在圖8中所展示之修改4之一共用像素單元部分150中，用相同元件符號指定相同於圖4中所展示之第一實施例之共用像素單元部分110之彼等組件之組件。
共用像素單元部分150係其中共用八個像素之一共用像素單元部分，且由第一光接收單元21、第二光接收單元22、第一井觸點23a、第二井觸點23b、一第一電晶體群組37及一第二電晶體群組38構成。
如自圖8與圖4之間的比較清楚，此實例之共用像素單元部分150經準備以使得第一實施例之共用像素單元部分110中之第一電晶體群組及第二電晶體群組之組態改變。此實例中之除第一電晶體群組37及第二電晶體群組38之外的組態相同於第一實施例之對應組態。因此，此處，將僅闡述第一電晶體群組37及第二電晶體群組38之組態。
如圖8中所展示，第一電晶體群組37配置於第一光接收單元21與第二光接收單元22之間。此外，第二電晶體群組38配置於第二光接收單元22之周圍區域中之與第二光接收單元22之第一電晶體群組37之配置側相對之一側上之一區域中。此外，每一電晶體群組經形成以便沿水平方向(X方向)自光接收單元之端部分中之一者附近之一位置延伸至該等端部分中之另一者。每一電晶體群組經配置以使得在水平方向上第一電晶體群組37之兩個端處之位置變得實質上分別相同於第二電晶體群組38之兩個端處之位置。
此外，第一電晶體群組37包含放大電晶體13之一放大閘極13g、一第一源極/汲極37a及一第二源極/汲極37b。第一源極/汲極37a、放大閘極13g及第二源極/汲極37b係沿水平方向(圖8中之X方向)按此次序配置。此時，每一閘極及每一源極/汲極經配置以使得第二源極/汲極37b在水平方向(圖8中之X方向)上定位於第一井觸點23a側上。此外，在此實例中，如圖8中所展示，放大閘極13g配置於約第一電晶體群組37之形成區域之中心中。
在此實例中，第一源極/汲極37a、放大閘極13g及第二源極/汲極37b構成放大電晶體13。第一源極/汲極37a及第二源極/汲極37b中之一者充當放大電晶體13之源極且其中之另一者充當汲極。
第二電晶體群組38包含重設電晶體14之一重設閘極14g、選擇電晶體15之一選擇閘極15g及一第三源極/汲極38a至一第六源極/汲極38d。第三源極/汲極38a、重設閘極14g、第四源極/汲極38b、第五源極/汲極38c、選擇閘極15g及第六源極/汲極38d係沿水平方向(圖8中之X方向)按此次序配置。
此時，如圖8中所展示，第四源極/汲極38b經配置而與第五源極/汲極38c分離一預定間隔。此外，在此實例中，每一閘極及每一源極/汲極經配置以使得第六源極/汲極38d在水平方向(X方向)上定位於第二井觸點23b側上。另外，在此實例中，重設閘極14g及選擇閘極15g經配置以便在縱向方向(Y方向)上實質上分別與第八光電二極體118及第七光電二極體117相對。
在第二電晶體群組38中，第三源極/汲極38a、重設閘極14g及第四源極/汲極38b構成重設電晶體14。第三源極/汲極38a及第四源極/汲極38b中之一者充當重設電晶體14之源極且另一者充當其汲極。此外，在第二電晶體群組38中，第五源極/汲極38c、選擇閘極15g及第六源極/汲極38d構成選擇電晶體15。第五源極/汲極38c及第六源極/汲極38d中之一者充當選擇電晶體15之源極且另一者充當其汲極。在此實例中，重設閘極14g之面積經設定而約相同於選擇閘極15g之面積。
在此實例中，放大閘極13g之面積經設定以大於第二電晶體群組38內之每一閘極(重設閘極14g、選擇閘極15g)之面積。具體而言，放大閘極13g在水平方向(圖8中之X方向)上之延伸長度經延長而多於第二電晶體群組38內之每一閘極之彼延伸長度。然而，此時，放大閘極13g之面積及形狀經設定以使得放大閘極13g之面積變得約相同於第二電晶體群組38內之重設閘極14g之面積與選擇閘極15g之面積之總和。
在其中以上文所闡述之方式組態每一電晶體群組之情形中，在共用像素單元部分150中，第一電晶體群組37中之閘極(源極/汲極)之佔用面積與第二電晶體群組38中之閘極(源極/汲極)之佔用面積變得實質上彼此對稱。亦即，在此實例中，此外，第一電晶體群組37之佈局組態變得與第二電晶體群組38之佈局組態實質上對稱。因此，此外，在此實例之CMOS影像感測器中，可解決由於第一電晶體群組37與第二電晶體群組38之間的佈局組態之不對稱性引起之問題。因此，獲得與第一實施例之彼等優點相同之優點。
在此實例中，已闡述其中第一電晶體群組37具備放大電晶體13且第二電晶體群組38具備重設電晶體14及選擇電晶體15之一實例。然而，本發明不限於此。可如所期望設定提供於每一電晶體群組中之電晶體之類型(功能)之指派。舉例而言，第一電晶體群組37可具備選擇電晶體15，且第二電晶體群組38可具備放大電晶體13及重設電晶體14。在此實例中，已闡述其中在第一電晶體群組37中提供一個放大電晶體13之一實例。本發明不限於此，且第一電晶體群組37可具備複數個放大電晶體13。 3.第二實施例
在第二實施例中，將做出對其中在4電晶體型CMOS影像感測器中一單個共用像素單元部分共用四個像素之一組態實例之一說明。根據本實施例之CMOS影像感測器之整個組態係根據上文所闡述之第一實施例(圖1)之相同組態，且因此此處將省略對其之一說明。共用像素單元部分之組態
將參考圖3闡述其中在4電晶體型CMOS影像感測器中共用四個像素之一情形中之一共用像素單元部分之一組態。在其中共用四個像素之一情形中，在圖3中由單點鏈線環繞之一區域之一等效電路係一共用像素單元部分160之一等效電路。
共用像素單元部分160包含四個光電二極體(第一光電二極體111至第四光電二極體114)。此外，共用像素單元部分160包含以使得分別對應於第一光電二極體111至第四光電二極體114之一方式提供之四個傳送電晶體(第一傳送電晶體121至第四傳送電晶體124)。另外，共用像素單元部分160包含在四個像素當中共用之放大電晶體13、重設電晶體14、選擇電晶體15及FD區域16。
在共用像素單元部分160中，提供各自由一傳送電晶體及對應於其之一光電二極體形成之四個電路，且將該四個電路並聯連接於FD區域16與接地之間，如圖3中所展示。本實施例具有與第一實施例相同之組態，惟由連接至FD區域16之傳送電晶體及光電二極體形成之電路之數目不同於第一實施例中之彼數目除外。因此，此處，將省略對共用像素單元部分160之等效電路中之各種光電二極體、各種電晶體及FD區域16當中之連接關係之一詳細說明。共用像素單元部分之佈局 (1)整個共用像素單元部分之佈局
圖9圖解說明本實施例之共用像素單元部分160之一佈局組態之一示意性平面圖。在圖9中所展示之共用像素單元部分160之佈局組態中，用相同元件符號指定對應於圖3中所展示之共用像素單元部分160之等效電路內之組件之組件。
共用像素單元部分160包含一第一光接收單元41、一第二光接收單元42、一第一井觸點23a、一第二井觸點23b、一第一電晶體群組51及一第二電晶體群組52。
在本實施例中，如圖9中所展示，第一光接收單元41及第二光接收單元42在垂直方向上(在Y方向上)配置於共用像素單元部分160內。另外，第一電晶體群組51配置於第一光接收單元41與第二光接收單元42之間。另外，第二電晶體群組52配置於第二光接收單元42之周圍區域中之與第二光接收單元42之第一電晶體群組51之配置側相對之一側上之一區域中。
在本實施例中，每一電晶體群組經形成以沿水平方向(在圖9中之X方向上)自光接收單元之端部分中之一者附近之一位置延伸至該等端部分中之另一者附近之一位置。此時，在本實施例中，電晶體群組經配置以使得在水平方向上第一電晶體群組51之兩個端處之位置實質上係第二電晶體群組52之兩個端處之相同位置。
另外，在本實施例中，第一電晶體群組51具備放大電晶體13及選擇電晶體15，且第二電晶體群組52具備重設電晶體14。此外，在本實施例中，由四個像素共用之FD區域16(浮動擴散單元)(一第一FD區域16a及一第二FD區域16b)亦分離地提供於每一光接收單元中。
另外，第一井觸點23a及第二井觸點23b分別經提供用於第一光接收單元41及第二光接收單元42。在第一光接收單元41之周圍區域中，第一井觸點23a配置於第一光接收單元41之在水平方向上(在圖9中之X方向上)之側中之一者(圖9中之左側)中之一區域中，且配置於與第一FD區域16a相對之一位置處。此外，在第二光接收單元42之周圍區域中，第二井觸點23b配置於第二光接收單元42之在水平方向上(在圖9中之X方向上)之側中之一者(圖9中之左側)中之一區域中，且配置於與第二FD區域16b相對之一位置處。然而，每一井觸點之配置位置不限於圖9中所展示之實例。舉例而言，在對應光接收單元之周圍區域中，每一井觸點配置於光接收單元之在水平方向上(在圖9中之X方向上)之另一側(在圖9中，右側)上之一位置處，且配置於與對應FD區域相對之一位置處。
在本實施例之CMOS影像感測器中，如上文所闡述，將各別單元配置於共用像素單元部分160內，且使用各種觸點及內部佈線(未展示)來將該等單元彼此電連接以使得滿足圖3中所展示之等效電路中之單元當中之連接關係。
另外，在本實施例中，在第二電晶體群組52中添加一個重設電晶體，如稍後所闡述。然而，在本實施例中，由於第二井觸點23b不配置於第二電晶體群組52之周圍中(如圖9中所展示)，因此可能有效地確保用於在第二電晶體群組52之形成區域中添加一個重設電晶體之一面積。 (2)共用像素單元部分之每一單元之佈局
將參考圖9闡述共用像素單元部分160內之每一單元之佈局組態。
第一光接收單元41包含在垂直方向上(在圖9中之Y方向上)配置之一第一光電二極體111及一第二光電二極體112(光電轉換單元)以及一第一傳送電晶體121及一第二傳送電晶體122(傳送單元)以便對應於該等光電二極體。此外，第一光接收單元41包含由兩個像素共用之第一FD區域16a。在圖9中，為了說明之簡單起見，僅展示第一傳送電晶體121及第二傳送電晶體122之每一閘極(一第一傳送閘極121a及一第二傳送閘極122a)。
在本實施例中，如圖9中所展示，第一FD區域16a配置於第一光電二極體111與第二光電二極體112之間的相對區域中之與第一井觸點23a相對之一側上之端部分附近。第一傳送閘極121a及第二傳送閘極122a配置於第一FD區域16a與第一光電二極體111及第二光電二極體112之間。此時，第一傳送閘極121a及第二傳送閘極122a以使得分別直接連接至第一光電二極體111及第二光電二極體112之一方式配置。
第二光接收單元42包含在垂直方向上(在圖9中之Y方向上)配置之一第三光電二極體113及一第四光電二極體114(光電轉換單元)以及一第三傳送電晶體123及一第四傳送電晶體124(傳送單元)以便對應於該等光電二極體。此外，第二光接收單元42包含由兩個像素共用之第二FD區域16b。在圖9中，為了說明之簡單起見，僅展示第三傳送電晶體123及第四傳送電晶體124之每一閘極(一第三傳送閘極123a及一第四傳送閘極124a)。
在本實施例中，如圖9中所展示，第二FD區域16b配置於第三光電二極體113與第四光電二極體114之間的相對區域中之與第二井觸點23b相對之一側上之端部分附近。第三傳送閘極123a及第四傳送閘極124a配置於第二FD區域16b與第三光電二極體113及第四光電二極體114之間。此時，第三傳送閘極123a及第四傳送閘極124a以使得分別直接連接至第三光電二極體113及第四光電二極體114之一方式配置。亦即，形成第二光接收單元42之每一單元之配置相同於第一光接收單元41之彼配置。
第一電晶體群組51包含放大電晶體13之一放大閘極13h、選擇電晶體15之一選擇閘極15h及一第一源極/汲極51a至一第三源極/汲極51c。在本實施例中，沿水平方向(在圖9中之X方向上)，第一源極/汲極51a、放大閘極13h、第二源極/汲極51b、選擇閘極15h及第三源極/汲極51c係按此次序配置。此時，每一閘極及每一源極/汲極經配置以使得第三源極/汲極51c在水平方向上定位於第一井觸點23a之側上。
在第一電晶體群組51中，第一源極/汲極51a、放大閘極13h及第二源極/汲極51b構成放大電晶體13。第一源極/汲極51a及第二源極/汲極51b分別充當放大電晶體13之汲極及源極。此外，在第一電晶體群組51中，第二源極/汲極51b、選擇閘極15h及第三源極/汲極51c構成選擇電晶體15。第二源極/汲極51b及第三源極/汲極51c分別充當選擇電晶體15之汲極及源極。亦即，在第一電晶體群組51中，第二源極/汲極51b共用為放大電晶體13之源極及選擇電晶體15之汲極。
此外，在本實施例中，如圖9中所展示，放大閘極13h之面積經增加以多於選擇閘極15h之面積。具體而言，放大閘極13h在水平方向(X方向)上之延伸長度經延長而多於選擇閘極15h之彼延伸長度。
第二電晶體群組52由兩個重設電晶體構成，且該兩個重設電晶體係沿水平方向(在圖9中之X方向上)配置。亦即，在本實施例中，以與第一實施例相同之方式添加一個重設電晶體。
第二電晶體群組52包含第一重設電晶體之一第一重設閘極14h、第二重設電晶體之一第二重設閘極14i及一第四源極/汲極52a至一第六源極/汲極52c。在本實施例中，沿水平方向(在圖9中之X方向上)，第四源極/汲極52a、第一重設閘極14h、第五源極/汲極52b、第二重設閘極14i及第六源極/汲極52c係按此次序配置。此時，每一閘極及每一源極/汲極經配置以使得第六源極/汲極52c在水平方向上定位於第二井觸點23b側上。
在第二電晶體群組52中，第四源極/汲極52a、第一重設閘極14h及第五源極/汲極52b構成第一重設電晶體。此外，在第二電晶體群組52中，第五源極/汲極52b、第二重設閘極14i及第六源極/汲極52c構成第二重設電晶體。
在本實施例中，兩個重設電晶體並聯連接於電力供應電壓Vdd與FD區域16之間。因此，在第二電晶體群組52中，第五源極/汲極52b共用為兩個重設電晶體之源極或汲極。在其中第五源極/汲極52b用作兩個重設電晶體之源極之一情形中，第四源極/汲極52a及第六源極/汲極52c充當汲極。相比而言，在其中第五源極/汲極52b用作兩個重設電晶體之汲極之一情形中，第四源極/汲極52a及第六源極/汲極52c充當源極。
在本實施例中，使第一重設閘極14h之面積等於第二重設閘極14i之面積。在本實施例中，使每一重設閘極之面積小於放大閘極13h之面積。然而，此時，每一閘極及源極/汲極之面積及形狀經設定以使得放大閘極13h之面積與選擇閘極15h之面積之總和變得實質上相同於第一重設閘極14h之面積與第二重設閘極14i之面積之總和。亦即，每一閘極及源極/汲極之面積及形狀經設定以使得第一電晶體群組51中之閘極及源極/汲極之佔用面積變得實質上分別相同於第二電晶體群組52之閘極及源極/汲極之佔用面積。
在其中以上文所闡述之方式組態每一電晶體群組之情形中，第一電晶體群組51之佈局組態(第一佈局組態：閘極及源極/汲極之圖案及大小)變得與第二電晶體群組52之佈局組態(第二佈局組態)實質上對稱。更具體而言，如圖9中所展示，兩個電晶體群組之佈局組態變得實質上相對於直線L2彼此對稱，直線L2在通過第一電晶體群組51與第二電晶體群組52之間的中心且以直角與兩個電晶體群組之間的配置方向(Y方向)相交之方向(X方向)上延伸。
因此，在本實施例中，可解決由於第一電晶體群組51與第二電晶體群組52之間的佈局組態之不對稱性引起之問題，且因此可能達成與第一實施例中相同之效應。
在本實施例中，亦可不使提供於第二電晶體群組52中之兩個重設電晶體中之一者用作一電晶體。另外，在本實施例中，亦可如所期望設定待提供於每一電晶體群組中之電晶體之類型(功能)之指派。然而，在其中僅配置有一種類型之電晶體之電晶體群組中，類似於圖9，添加同一類型之一個電晶體以使得兩個電晶體群組之佈局組態變得實質上彼此對稱。
另外，共用像素單元部分160之佈局組態不限於圖9中所展示之實例。舉例而言，可將上文所闡述之經修改實例1至4(圖5至圖8)中所闡述之每一電晶體群組之佈局組態應用於本實施例之共用像素單元部分160之每一電晶體群組之佈局組態。 4.第三實施例
在第三實施例中，將做出對其中在4電晶體型CMOS影像感測器中一單個共用像素單元部分共用兩個像素之一組態實例之一說明。另外，根據本實施例之CMOS影像感測器之整個組態係根據上文所闡述之第一實施例(圖1)之相同組態，且因此此處將省略對其之一說明。共用像素單元部分之組態
將參考圖3闡述其中在4電晶體型CMOS影像感測器中共用兩個像素之一情形中之一共用像素單元部分之一組態。在其中共用兩個像素之一情形中，在圖3中由虛線環繞之一區域之一等效電路係一共用像素單元部分170之一等效電路。
共用像素單元部分170包含兩個光電二極體(第一光電二極體111及第二光電二極體112)。此外，共用像素單元部分170包含以使得分別對應於第一光電二極體111及第二光電二極體112之一方式提供之兩個傳送電晶體(第一傳送電晶體121及第二傳送電晶體122)。另外，共用像素單元部分170包含在兩個像素當中共用之放大電晶體13、重設電晶體14、選擇電晶體15及FD區域16。
在共用像素單元部分170中，如圖3中所展示，提供各自由一傳送電晶體及對應於其之一光電二極體形成之兩個電路，且將該兩個電路並聯連接於FD區域16與接地之間。本實施例具有與第一實施例相同之組態，惟由連接至FD區域16之傳送電晶體及光電二極體形成之電路之數目不同於第一實施例中之彼數目除外。因此，此處，將省略對共用像素單元部分170之等效電路中之各種光電二極體、各種電晶體及FD區域16當中之連接關係之一詳細說明。共用像素單元部分之佈局 (1)整個共用像素單元部分之佈局
圖10圖解說明本實施例之共用像素單元部分170之一佈局組態之一示意性平面圖。在圖10中所展示之共用像素單元部分170之佈局組態中，用相同元件符號指定對應於圖3中所展示之共用像素單元部分170之等效電路內之組件之組件。
共用像素單元部分170包含一光接收單元60、一井觸點23、一第一電晶體群組61及一第二電晶體群組62。亦即，在本實施例之共用像素單元部分170內提供單個井觸點23及單個光接收單元60。
在本實施例中，在光接收單元60之水平方向上(在圖10中之X方向上)，井觸點23配置於光接收單元60之側中之一者(圖10中之左側)中之一周圍區域中，且每一電晶體群組配置於光接收單元60之另一側(圖10中之右側)之一周圍區域中。此時，井觸點23在與FD區域16相對之一位置處配置於光接收單元60中。然而，井觸點23及電晶體群組中之每一者之配置位置不限於圖10中所展示之實例，且井觸點23及每一電晶體群組相對於光接收單元60之一配置關係可與圖10中所展示之配置關係相反。
第一電晶體群組61與第二電晶體群組62經配置以便沿光接收單元60之垂直方向(圖10中之Y方向)以一預定間隙彼此間隔開。另外，此時，第一電晶體群組61及第二電晶體群組62分別配置於與光接收單元60之第一光電二極體111及第二光電二極體112相對之位置處。
在本實施例中，每一電晶體群組經形成以沿垂直方向(在圖10中之Y方向上)自對應光電二極體之端部分中之一者附近之一位置延伸至該等端部分中之另一者附近之一位置。另外，在本實施例中，第一電晶體群組61具備放大電晶體13及選擇電晶體15，且第二電晶體群組62具備重設電晶體14。
在本實施例之CMOS影像感測器中，如上文所闡述地配置共用像素單元部分170內之各別單元，且使用各種觸點及內部佈線(未展示)來將該等單元彼此電連接以使得滿足圖3中所展示之等效電路中之單元當中之連接關係。
另外，在本實施例中，在第二電晶體群組62中添加一個重設電晶體，如稍後所闡述。然而，在本實施例中，由於井觸點23不配置於電晶體群組之周圍中(如圖10中所展示)，因此可能有效地確保用於在第二電晶體群組62之形成區域中添加一個重設電晶體之一面積。 (2)共用像素單元部分之每一單元之佈局
將參考圖10闡述共用像素單元部分170內之每一單元之佈局組態。
光接收單元60包含在垂直方向(在圖10中之Y方向上)上配置之第一光電二極體111及第二光電二極體112(光電轉換單元)以及一第一傳送電晶體121及一第二傳送電晶體122(傳送單元)以便對應於該等光電二極體。此外，光接收單元60包含由兩個像素共用之FD區域16(浮動擴散單元)。在圖10中，為了說明之簡單起見，僅展示第一傳送電晶體121及第二傳送電晶體122之每一閘極(一第一傳送閘極121a及一第二傳送閘極122a)。
在本實施例中，FD區域16配置於第一光電二極體111與第二光電二極體112之間的相對區域中之與井觸點23相對之一側上之端部分附近。第一傳送閘極121a及第二傳送閘極122a配置於FD區域16與第一光電二極體111及第二光電二極體112之間。此時，第一傳送閘極121a及第二傳送閘極122a以使得分別直接連接至第一光電二極體111及第二光電二極體112之一方式配置。
第一電晶體群組61包含放大電晶體13之一放大閘極13j、選擇電晶體15之一選擇閘極15j及一第一源極/汲極61a至一第三源極/汲極61c。在本實施例中，沿垂直方向(在圖10中之Y方向上)，第一源極/汲極61a、放大閘極13j、第二源極/汲極61b、選擇閘極15j及第三源極/汲極61c係按此次序配置。此時，每一閘極及每一源極/汲極經配置以使得第一源極/汲極61a在垂直方向上定位於FD區域16之側上。
在第一電晶體群組61中，第一源極/汲極61a、放大閘極13j及第二源極/汲極61b構成放大電晶體13。第一源極/汲極61a及第二源極/汲極61b分別充當放大電晶體13之汲極及源極。此外，在第一電晶體群組61中，第二源極/汲極61b、選擇閘極15j及第三源極/汲極61c構成選擇電晶體15。然後，第二源極/汲極61b及第三源極/汲極61c分別充當選擇電晶體15之汲極及源極。亦即，在第一電晶體群組61中，第二源極/汲極61b用作放大電晶體13之源極及選擇電晶體15之汲極。
此外，在本實施例中，如圖10中所展示，放大閘極13j之面積經增加以多於選擇閘極15j之面積。具體而言，放大閘極13j在垂直方向(Y方向)上之延伸長度經延長而多於選擇閘極15j之彼延伸長度。
第二電晶體群組62由兩個重設電晶體構成，且該兩個重設電晶體沿垂直方向(在圖10中之Y方向上)配置。亦即，在本實施例中，以與第一實施例相同之方式添加一個重設電晶體。
第二電晶體群組62包含第一重設電晶體之一第一重設閘極14j、第二重設電晶體之一第二重設閘極14k及一第四源極/汲極62a至一第六源極/汲極62c。在本實施例中，沿垂直方向(在圖10中之Y方向上)，第四源極/汲極62a、第一重設閘極14j、第五源極/汲極62b、第二重設閘極14k及第六源極/汲極62c係按此次序配置。此時，每一閘極及每一源極/汲極經配置以使得第六源極/汲極62c在垂直方向上定位於FD區域16側上。
在第二電晶體群組62中，第四源極/汲極62a、第一重設閘極14j及第五源極/汲極62b構成第一重設電晶體。此外，在第二電晶體群組62中，第五源極/汲極62b、第二重設閘極14k及第六源極/汲極62c構成第二重設電晶體。
在本實施例中，兩個重設電晶體並聯連接於電力供應電壓Vdd與FD區域16之間。因此，在第二電晶體群組62中，第五源極/汲極62b共用為兩個重設電晶體之源極或汲極。在其中第五源極/汲極62b用作兩個重設電晶體之源極之一情形中，第四源極/汲極62a及第六源極/汲極62c充當汲極。相比而言，在其中第五源極/汲極62b用作兩個重設電晶體之汲極之一情形中，第四源極/汲極62a及第六源極/汲極62c充當源極。
在本實施例中，使第一重設閘極14j之面積等於第二重設閘極14k之面積。在本實施例中，使每一重設閘極之面積小於放大閘極13j之面積。然而，此時，每一閘極及源極/汲極之面積及形狀經設定以使得放大閘極13j之面積與選擇閘極15j之面積之總和變得實質上相同於第一重設閘極14j之面積與第二重設閘極14k之面積之總和。亦即，每一閘極及源極/汲極之面積及形狀經設定以使得第一電晶體群組61中之閘極及源極/汲極之佔用面積變得實質上分別相同於第二電晶體群組62之閘極及源極/汲極之佔用面積。
在其中以上文所闡述之方式組態每一電晶體群組之情形中，第一電晶體群組61之佈局組態(第一佈局組態：閘極及源極/汲極之圖案及大小)變得與第二電晶體群組62之佈局組態(第二佈局組態)實質上對稱。更具體而言，如圖10中所展示，兩個電晶體群組之佈局組態變得實質上相對於直線L3彼此對稱，直線L3在通過第一電晶體群組61與第二電晶體群組62之間的中心且以直角與兩個電晶體群組之間的配置方向(Y方向)相交之方向(X方向)上延伸。
因此，在本實施例中，可解決由於第一電晶體群組61與第二電晶體群組62之間的佈局組態之不對稱性引起之問題，且因此可能達成與第一實施例中相同之效應。
在本實施例中，亦可不使提供於第二電晶體群組62中之兩個重設電晶體中之一者用作一電晶體。另外，在本實施例中，亦可如所期望設定待提供於每一電晶體群組中之電晶體之類型(功能)之指派。然而，在其中僅配置有一種類型之電晶體之電晶體群組中，類似於圖10，添加同一類型之一個電晶體以使得兩個電晶體群組之佈局組態變得實質上彼此對稱。
另外，共用像素單元部分170之佈局組態不限於圖10中所展示之實例。舉例而言，可將上文所闡述之經修改實例1至4(圖5至圖8)中所闡述之每一電晶體群組之佈局組態應用於本實施例之共用像素單元部分170之每一電晶體群組之佈局組態。 5.第四實施例
在第一至第三實施例中，雖然已闡述4電晶體型背照射式CMOS影像感測器之組態實例，但在第四實施例中，將闡述3電晶體型背照射式CMOS影像感測器之一組態實例。根據本實施例之CMOS影像感測器之整個組態係根據上文所闡述之第一實施例(圖1)之相同組態，且因此此處將省略對其之一說明。共用像素單元部分之組態
首先，在闡述本實施例之共用像素單元部分之一組態之前，出於比較目的，將闡述其中在一個3電晶體型CMOS影像感測器中不使用像素共用技術之一情形中之每一像素之一組態。圖11圖解說明其中不使用像素共用技術之一情形中之一像素之一等效電路。在圖11中所展示之一像素80之等效電路中，用相同元件符號指定相同於圖2中所展示之4電晶體型CMOS影像感測器之像素10之等效電路中之組件之組件。
在3電晶體型CMOS影像感測器中，像素80包含一光電二極體11、一傳送電晶體12、一放大電晶體13、一重設電晶體14及一FD區域16。如自圖11與圖2之間的比較清楚，3電晶體型CMOS影像感測器之像素80具有其中省略圖2中所展示之4電晶體型CMOS影像感測器之像素10中之選擇電晶體15之一組態。
在像素80中，除所省略選擇電晶體15之外的組態相同於4電晶體型CMOS影像感測器之像素10之彼組態。另外，光電二極體11、FD區域16及各種電晶體具有與4電晶體型CMOS影像感測器之像素10中之對應於其之彼等元件相同之組態。在3電晶體型CMOS影像感測器中，根據FD區域16之一電位執行選擇與不選擇像素80之間的區別。
接下來，將闡述其中在3電晶體型CMOS影像感測器中使用像素共用技術之一情形中之共用像素單元部分之組態。圖12圖解說明3電晶體型CMOS影像感測器中之一共用像素單元部分之一等效電路。圖12圖解說明其中一個共用像素單元部分200共用八個像素之一實例。此外，在圖12中所展示之共用像素單元部分200中，用相同元件符號指定相同於圖11中所展示之像素80之彼等組件之組件。
共用像素單元部分200包含八個光電二極體(第一光電二極體111至第八光電二極體118)。此外，共用像素單元部分200包含以使得分別對應於第一光電二極體111至第八光電二極體118之一方式提供之八個傳送電晶體(第一傳送電晶體121至第八傳送電晶體128)。另外，共用像素單元部分200包含在八個像素當中共用之放大電晶體13、重設電晶體14及FD區域16。
如自圖12與圖3之間的比較清楚，3電晶體型CMOS影像感測器之共用像素單元部分200具有其中省略圖3中所展示之4電晶體型CMOS影像感測器之共用像素單元部分110中之選擇電晶體15之一組態。在共用像素單元部分200中，除所省略選擇電晶體15之外的組態相同於4電晶體型CMOS影像感測器之共用像素單元部分110之彼組態。因此，此處，將省略對共用像素單元部分200之等效電路中之各種光電二極體、各種電晶體及FD區域16當中之連接關係之一詳細說明。共用像素單元部分之佈局 (1)整個共用像素單元部分之佈局
圖13圖解說明本實施例之共用像素單元部分200之一佈局組態之一示意性平面圖。在圖13中所展示之共用像素單元部分200之佈局組態中，用相同元件符號指定對應於圖12中所展示之共用像素單元部分200之等效電路內之組件之組件。另外，在圖13中所展示之共用像素單元部分200之佈局組態中，用相同元件符號指定相同於圖4中所展示之第一實施例之共用像素單元部分110之組件之組件。
共用像素單元部分200包含一第一光接收單元21、一第二光接收單元22、一第一井觸點23a、一第二井觸點23b、一第一電晶體群組71及一第二電晶體群組32。
如自圖13與圖4之間的比較清楚，第一光接收單元21、第二光接收單元22、第一井觸點23a及第二井觸點23b之組態相同於第一實施例之對應單元之組態。因此，此處，將省略對每一單元之佈局組態之一說明。
由於本實施例之CMOS影像感測器係3電晶體型CMOS影像感測器，因此在共用像素單元部分200中不提供在第一實施例中提供之一選擇電晶體。因此，在本實施例中，放大電晶體13配置於第一電晶體群組71中且重設電晶體14提供於第二電晶體群組32中。
如圖13中所展示，第一電晶體群組71以與第一實施例相同之方式配置於第一光接收單元21與第二光接收單元22之間。另外，第二電晶體群組32配置於第二光接收單元22之周圍區域中之與第二光接收單元22之第一電晶體群組71之配置側相對之一側上之一區域中。
在本實施例中，每一電晶體群組以與第一實施例相同之方式形成以沿水平方向(在圖13中之X方向上)自光接收單元之端部分中之一者附近之一位置延伸至該等端部分中之另一者附近之一位置。此時，在本實施例中，電晶體群組經配置以使得在水平方向上第一電晶體群組71之兩個端處之位置實質上變成第二電晶體群組32之兩個端處之相同位置。
在本實施例之CMOS影像感測器中，如上文所闡述地將各別單元配置於共用像素單元部分200內，且使用各種觸點及內部佈線(未展示)來將該等單元彼此電連接以使得滿足圖12中所展示之等效電路中之單元當中之連接關係。 (2)共用像素單元部分之每一單元之佈局
將參考圖13闡述共用像素單元部分200內之每一單元之佈局組態。
第二電晶體群組32具有與第一實施例之彼組態相同之組態且由兩個重設電晶體構成。亦即，在本實施例中，以與第一實施例相同之方式添加一個重設電晶體。該兩個重設電晶體係沿水平方向(在圖13中之X方向上)配置。
第一電晶體群組71由一單個放大電晶體13構成且包含放大電晶體13之一放大閘極13m、一第一源極/汲極71a及一第二源極/汲極71b。在本實施例中，沿水平方向(在圖13中之X方向上)，第一源極/汲極71a、放大閘極13m及第二源極/汲極71b係按此次序配置。此時，每一閘極及每一源極/汲極經配置以使得第二源極/汲極71b在水平方向上定位於第一井觸點23a之側上。另外，此時，放大閘極13m實質上配置於第一電晶體群組71之形成區域之中心處。
在第一電晶體群組71中，第一源極/汲極71a、放大閘極13m及第二源極/汲極71b構成放大電晶體13。在第一電晶體群組71中，第一源極/汲極71a及第二源極/汲極71b中之一者充當放大電晶體13之源極且其中之另一者充當汲極。
在本實施例中，放大閘極13m之面積經設定以大於第二電晶體群組32內之每一重設閘極之面積。具體而言，放大閘極13m在水平方向(圖13中之X方向)上之延伸長度經延長而多於每一重設閘極之彼延伸長度。然而，此時，放大閘極13m之面積及形狀經設定以使得放大閘極13m之面積變得約相同於第二電晶體群組32內之第一重設閘極14a之面積與第二重設閘極14b之面積之總和。換言之，每一閘極及源極/汲極之面積及形狀經設定以使得第一電晶體群組71中之閘極及源極/汲極之佔用面積變得實質上分別相同於第二電晶體群組32之閘極及源極/汲極之佔用面積。
在其中以上文所闡述之方式組態每一電晶體群組之情形中，在本實施例中，以與第一實施例相同之方式，第一電晶體群組71之佈局組態(第一佈局組態：閘極及源極/汲極之圖案及大小)亦變得與第二電晶體群組32之佈局組態(第二佈局組態)實質上對稱。因此，在本實施例中，可解決由於第一電晶體群組71與第二電晶體群組32之間的佈局組態之不對稱性引起之問題，且因此可能達成與第一實施例中相同之效應。
在本實施例中，亦可不使提供於第二電晶體群組32中之兩個重設電晶體中之一者用作一電晶體。另外，共用像素單元部分200之佈局組態不限於圖13中所展示之實例。舉例而言，可將上文所闡述之經修改實例1至3(圖5至圖7)中所闡述之每一電晶體群組之佈局組態應用於本實施例之共用像素單元部分200之每一電晶體群組之佈局組態。另外，雖然在本實施例中已闡述其中在第一電晶體群組71中提供一單個放大電晶體13之一實例，但本發明不限於此，且可在第一電晶體群組71中提供複數個放大電晶體13。 6.第五實施例
在第五實施例中，在3電晶體型CMOS影像感測器中，將闡述其中一單個共用像素單元部分共用四個像素之一組態實例。根據本實施例之CMOS影像感測器之整個組態係根據上文所闡述之第一實施例(圖1)之相同組態，且因此此處將省略對其之一說明。共用像素單元部分之組態
將參考圖12闡述其中在3電晶體型CMOS影像感測器中共用四個像素之一情形中之一共用像素單元部分之一組態。在其中共用四個像素之一情形中，在圖12中由單點鏈線環繞之一區域之一等效電路係一共用像素單元部分220之一等效電路。
共用像素單元部分220包含四個光電二極體(第一光電二極體111至第四光電二極體114)。此外，共用像素單元部分220包含以使得分別對應於第一光電二極體111至第四光電二極體114之一方式提供之四個傳送電晶體(第一傳送電晶體121至第四傳送電晶體124)。另外，共用像素單元部分220包含在四個像素當中共用之放大電晶體13、重設電晶體14及FD區域16。
在共用像素單元部分220中，提供各自由一傳送電晶體及對應於其之一光電二極體形成之四個電路，且將該四個電路並聯連接於FD區域16與接地之間，如圖12中所展示。本實施例具有與第四實施例相同之組態，惟由連接至FD區域16之傳送電晶體及光電二極體形成之電路之數目不同於第四實施例中之彼數目除外。因此，此處，將省略對共用像素單元部分220之等效電路中之各種光電二極體、各種電晶體及FD區域16當中之連接關係之一詳細說明。共用像素單元部分之佈局 (1)整個共用像素單元部分之佈局
圖14圖解說明本實施例之共用像素單元部分220之一佈局組態之一示意性平面圖。在圖14中所展示之共用像素單元部分220之佈局組態中，用相同元件符號指定對應於圖12中所展示之共用像素單元部分220之等效電路內之組件之組件。另外，在圖14中所展示之共用像素單元部分220之佈局組態中，用相同元件符號指定相同於圖9中所展示之第二實施例之共用像素單元部分160之組件之組件。
共用像素單元部分220包含一第一光接收單元41、一第二光接收單元42、一第一井觸點23a、一第二井觸點23b、一第一電晶體群組72及一第二電晶體群組52。
如自圖14與圖9之間的比較清楚，第一光接收單元41、第二光接收單元42、第一井觸點23a及第二井觸點23b之組態相同於第二實施例之對應單元之組態。因此，此處，將省略對每一單元之組態之一說明。另外，在本實施例中，放大電晶體13配置於第一電晶體群組72中且重設電晶體14提供於第二電晶體群組52中。
第一電晶體群組72以與第二實施例相同之方式配置於第一光接收單元41與第二光接收單元42之間，如圖14中所展示。另外，第二電晶體群組52配置於第二光接收單元42之周圍區域中之與第二光接收單元42之第一電晶體群組72之配置側相對之一側上之一區域中。
在本實施例中，以與第二實施例相同之方式，每一電晶體群組經形成以沿水平方向(在圖14中之X方向上)自光接收單元之端部分中之一者附近之一位置延伸至該等端部分中之另一者附近之一位置。此時，在本實施例中，電晶體群組經配置以使得在水平方向上第一電晶體群組72之兩個端處之位置實質上變成第二電晶體群組52之兩個端處之相同位置。
在本實施例之CMOS影像感測器中，如上文所闡述地將各別單元配置於共用像素單元部分220內，且使用各種觸點及內部佈線(未展示)來將該等單元彼此電連接以使得滿足圖12中所展示之等效電路中之單元當中之連接關係。 (2)共用像素單元部分之每一單元之佈局
將參考圖14闡述共用像素單元部分220內之每一單元之佈局組態。
第二電晶體群組52具有與第二實施例之彼組態相同之組態且由兩個重設電晶體構成。亦即，在本實施例中，以與第二實施例相同之方式添加一個重設電晶體。該兩個重設電晶體係沿水平方向(在圖14中之X方向上)配置。
第一電晶體群組72包含一單個放大電晶體13且包含放大電晶體13之一放大閘極13n、一第一源極/汲極72a及一第二源極/汲極72b。在本實施例中，沿水平方向(在圖14中之X方向上)，第一源極/汲極72a、放大閘極13n及第二源極/汲極72b係按此次序配置。此時，每一閘極及每一源極/汲極經配置以使得第二源極/汲極72b在水平方向上定位於第一井觸點23a之側上。另外，此時，放大閘極13n實質上配置於第一電晶體群組72之形成區域之中心處。
在第一電晶體群組72中，第一源極/汲極72a、放大閘極13n及第二源極/汲極72b構成放大電晶體13。在第一電晶體群組72中，第一源極/汲極72a及第二源極/汲極72b中之一者充當放大電晶體13之源極且其中之另一者充當汲極。
在本實施例中，放大閘極13n之面積經設定以大於第二電晶體群組52內之每一重設閘極之面積。具體而言，放大閘極13n在水平方向(圖14中之X方向)上之延伸長度經延長而多於每一重設閘極之彼延伸長度。然而，此時，放大閘極13n之面積及形狀經設定以使得放大閘極13n之面積變得約相同於第二電晶體群組52內之第一重設閘極14h之面積與第二重設閘極14i之面積之總和。換言之，每一閘極及源極/汲極之面積及形狀經設定以使得第一電晶體群組72中之閘極及源極/汲極之佔用面積變得實質上分別相同於第二電晶體群組52之閘極及源極/汲極之佔用面積。
在其中以上文所闡述之方式組態每一電晶體群組之情形中，在本實施例中，第一電晶體群組72之佈局組態(第一佈局組態：閘極及源極/汲極之圖案及大小)亦變得與第二電晶體群組52之佈局組態(第二佈局組態)實質上對稱。因此，在本實施例中，可解決由於第一電晶體群組72與第二電晶體群組52之間的佈局組態之不對稱性引起之問題，且因此可能達成與第一實施例中相同之效應。
在本實施例中，亦可不使提供於第二電晶體群組52中之兩個重設電晶體中之一者用作一電晶體。另外，共用像素單元部分220之佈局組態不限於圖14中所展示之實例。舉例而言，可將上文所闡述之經修改實例1至3(圖5至圖7)中所闡述之每一電晶體群組之佈局組態應用於本實施例之共用像素單元部分220之每一電晶體群組之佈局組態。另外，雖然在本實施例中已闡述其中在第一電晶體群組72中提供一單個放大電晶體13之一實例，但本發明不限於此，且可在第一電晶體群組72中提供複數個放大電晶體13。 7.第六實施例
在第六實施例中，在3電晶體型CMOS影像感測器中，將闡述其中一單個共用像素單元部分共用兩個像素之一組態實例。根據本實施例之CMOS影像感測器之整個組態係根據上文所闡述之第一實施例(圖1)之相同組態，且因此此處將省略對其之一說明。共用像素單元部分之組態
將參考圖12闡述其中在3電晶體型CMOS影像感測器中共用兩個像素之一情形中之一共用像素單元部分之一組態。在其中共用兩個像素之一情形中，在圖12中由虛線環繞之一區域之一等效電路係一共用像素單元部分230之一等效電路。
共用像素單元部分230包含兩個光電二極體(第一光電二極體111及第二光電二極體112)。此外，共用像素單元部分230包含以使得分別對應於第一光電二極體111及第二光電二極體112之一方式提供之兩個傳送電晶體(第一傳送電晶體121及第二傳送電晶體122)。另外，共用像素單元部分230包含在兩個像素當中共用之放大電晶體13、重設電晶體14及FD區域16。
在共用像素單元部分230中，如圖12中所展示，提供各自由一傳送電晶體及對應於其之一光電二極體形成之兩個電路，且將該兩個電路並聯連接於FD區域16與接地之間。本實施例具有與第四實施例相同之組態，惟由連接至FD區域16之傳送電晶體及光電二極體形成之電路之數目不同於第四實施例中之彼數目除外。因此，此處，將省略對共用像素單元部分230之等效電路中之各種光電二極體、各種電晶體及FD區域16當中之連接關係之一詳細說明。共用像素單元部分之佈局 (1)整個共用像素單元部分之佈局
圖15圖解說明本實施例之共用像素單元部分230之一佈局組態之一示意性平面圖。在圖15中所展示之共用像素單元部分230之佈局組態中，用相同元件符號指定對應於圖12中所展示之共用像素單元部分230之等效電路內之組件之組件。另外，在圖15中所展示之共用像素單元部分230之佈局組態中，用相同元件符號指定相同於圖10中所展示之第三實施例之共用像素單元部分170之組件之組件。
共用像素單元部分230包含一光接收單元60、一井觸點23、一第一電晶體群組73及一第二電晶體群組62。
如自圖15與圖10之間的比較清楚，光接收單元60及井觸點23之組態相同於第三實施例之對應單元之組態。因此，此處，將省略對每一單元之組態之一說明。另外，在本實施例中，放大電晶體13配置於第一電晶體群組73中且重設電晶體14提供於第二電晶體群組62中。
第一電晶體群組73及第二電晶體群組62配置於與光接收單元60之井觸點23側相對之一側上之一周圍區域中且經配置以便沿垂直方向(圖15中之Y方向)以一預定間隙彼此間隔開。另外，此時，第一電晶體群組73及第二電晶體群組62分別配置於與光接收單元60之第一光電二極體111及第二光電二極體112相對之位置處。此外，每一電晶體群組經形成以沿光接收單元60之垂直方向(在圖15中之Y方向上)自對應光電二極體之端部分中之一者附近之一位置延伸至該等端部分中之另一者附近之一位置。
在本實施例之CMOS影像感測器中，如上文所闡述，將各別單元配置於共用像素單元部分230內且使用各種觸點及內部佈線(未展示)來將該等單元彼此電連接以使得滿足圖12中所展示之等效電路中之單元當中之連接關係。 (2)共用像素單元部分之每一單元之佈局
將參考圖15闡述共用像素單元部分230內之每一單元之佈局組態。
第二電晶體群組62具有與第三實施例之彼組態相同之組態且由兩個重設電晶體構成。亦即，在本實施例中，以與第三實施例相同之方式添加一個重設電晶體。該兩個重設電晶體係沿垂直方向(在圖15中之Y方向上)配置。
第一電晶體群組73由一單個放大電晶體13構成且包含放大電晶體13之一放大閘極13o、一第一源極/汲極73a及一第二源極/汲極73b。在本實施例中，沿垂直方向(在圖15中之Y方向上)，第一源極/汲極73a、放大閘極13o及第二源極/汲極73b係按此次序配置。此時，每一閘極及每一源極/汲極經配置以使得第一源極/汲極73a在垂直方向上定位於FD區域16側上。另外，此時，放大閘極13o實質上配置於第一電晶體群組73之形成區域之中心處。
在第一電晶體群組73中，第一源極/汲極73a、放大閘極13o及第二源極/汲極73b構成放大電晶體13。在第一電晶體群組73中，第一源極/汲極73a及第二源極/汲極73b中之一者充當放大電晶體13之源極且其中之另一者充當汲極。
在本實施例中，放大閘極13o之面積經設定以大於第二電晶體群組62內之每一重設閘極之面積。具體而言，在垂直方向(圖15中之Y方向)上放大閘極13o之延伸長度經延長而多於每一重設閘極之彼延伸長度。然而，此時，放大閘極13o之面積及形狀經設定以使得放大閘極13o之面積變得約相同於第二電晶體群組62內之第一重設閘極14j之面積與第二重設閘極14k之面積之總和。換言之，每一閘極及源極/汲極之面積及形狀經設定以使得第一電晶體群組73中之閘極及源極/汲極之佔用面積變得實質上分別相同於第二電晶體群組62之閘極及源極/汲極之佔用面積。
在其中以上文所闡述之方式組態每一電晶體群組之情形中，在本實施例中，第一電晶體群組73之佈局組態(第一佈局組態：閘極及源極/汲極之圖案及大小)亦變得與第二電晶體群組62之佈局組態(第二佈局組態)實質上對稱。因此，在本實施例中，可解決由於第一電晶體群組73與第二電晶體群組62之間的佈局組態之不對稱性引起之問題，且因此可能達成與第一實施例中相同之效應。
在本實施例中，亦可不使提供於第二電晶體群組62中之兩個重設電晶體中之一者用作一電晶體。另外，共用像素單元部分230之佈局組態不限於圖15中所展示之實例。舉例而言，可將上文所闡述之經修改實例1至3(圖5至圖7)中所闡述之每一電晶體群組之佈局組態應用於本實施例之共用像素單元部分230之每一電晶體群組之佈局組態。另外，雖然在本實施例中已闡述其中在第一電晶體群組73中提供一單個放大電晶體13之一實例，但本發明不限於此，且可在第一電晶體群組73中提供複數個放大電晶體13。 8.第七實施例
在第七實施例中，將闡述不同於第一至第三實施例之彼組態實例之4電晶體型背照射式CMOS影像感測器之一組態實例。根據本實施例之CMOS影像感測器之整個組態係根據上文所闡述之第一實施例(圖1)之相同組態，且因此此處將省略對其之一說明。共用像素單元部分之組態
在本實施例中，共用像素單元部分具有其中在圖3中所展示之第一實施例之共用像素單元部分之組態中添加一個放大電晶體且因此提供如稍後所詳細闡述之兩個放大電晶體之一組態。共用像素單元部分之佈局
圖16圖解說明本實施例之CMOS影像感測器(固態成像裝置)中之共用像素單元部分之一佈局組態之一示意性平面圖。在圖16中所展示之一共用像素單元部分180之佈局組態中，用相同元件符號指定對應於圖4中所展示之第一實施例之共用像素單元部分110之組件之組件。
共用像素單元部分180係共用八個像素之一共用像素單元部分，且包含一第一光接收單元21、一第二光接收單元22、一第一電晶體群組31及一第二電晶體群組39。雖然圖16中未展示，但以與圖4中所展示之第一井觸點23a及第二井觸點23b相同之方式提供井觸點。另一方面，在圖16中，展示了圖4中未展示之將FD區域16a與16b及電晶體群組31與39彼此連接之導線24及25。
如圖16中所展示，共用像素單元部分180包含具有與第一實施例中相同之組態之第一電晶體群組31及具有關於第一實施例之共用像素單元部分110不同於第一實施例中之彼組態之一組態之第二電晶體群組39。在本實施例中，第一光接收單元21及第二光接收單元22之組態相同於圖4中所展示之第一實施例之彼等組態，且此處將闡述第一電晶體群組31及第二電晶體群組39之組態。
如圖16中所展示，第一電晶體群組31配置於第一光接收單元21與第二光接收單元22之間。另外，第二電晶體群組39配置於第二光接收單元22之周圍區域中之與第二光接收單元22之第一電晶體群組31之配置側相對之一側上之一區域中。
在本實施例中，以與第一實施例相同之方式，每一電晶體群組亦經形成以沿水平方向(在圖16中之X方向上)自光接收單元之端部分中之一者附近之一位置延伸至該等端部分中之另一者附近之一位置。
此外，雖然圖16中未展示，但第一光接收單元21、第二光接收單元22、第一電晶體群組31及第二電晶體群組39形成於一預定井區域中，該預定井區域形成於一Si基板中。在本實施例中，以與第一實施例相同之方式，雖然未展示，但將井區域電連接至內部佈線之井觸點分離地提供於兩個部分中。
第一電晶體群組31包含(如圖16中所展示)一第一放大電晶體之一第一放大閘極13a、選擇電晶體之一選擇閘極15a及一第一源極/汲極31a至一第三源極/汲極31c。在本實施例中，沿水平方向(在圖16中之X方向上)由右向左，第一源極/汲極31a、第一放大閘極13a、第二源極/汲極31b、選擇閘極15a及第三源極/汲極31c係按此次序配置。在圖16中，閘極13a及15a以及源極/汲極31a、31b及31c在水平方向(X方向)上之長度及在垂直方向(Y方向)上之寬度不同於圖4之第一實施例中之彼等長度及寬度。另一方面，閘極13a及15a以及源極/汲極31a、31b及31c之配置相同於圖4之第一實施例之配置。另外，在圖16中，展示了圖4中未展示之導線與放大閘極13a以及源極/汲極31a、31b及31c之間的觸點。第一放大閘極13a經由觸點連接至導線24。第一源極/汲極31a經由觸點連接至用於供應電力供應電壓Vdd之一導線(參考圖17)。第二源極/汲極31b經由觸點連接至導線25。第三源極/汲極31c經由觸點連接至一垂直信號線107(參考圖17)。另外，導線24經由觸點連接至FD區域16a及FD區域16b。
第二電晶體群組39由一重設電晶體及一第二放大電晶體構成且包含(如圖16中所展示)一重設閘極14p、第二放大電晶體之一第二放大閘極13p及一第四源極/汲極39a至一第七源極39d。另外，第四源極/汲極39a、重設閘極14p、第五源極/汲極39b、第六源極/汲極39c、第二放大閘極13p及第七源極/汲極39d係沿水平方向(圖16中之X方向)由右向左按此次序配置。在圖16中，展示了在圖4中未展示之導線與放大閘極13p以及源極/汲極39a、39b、39c及39d之間的觸點。第四源極/汲極39a經由觸點連接至用於供應電力供應電壓Vdd之導線。第五源極/汲極39b經由觸點連接至導線24。第六源極/汲極39c經由觸點連接至導線25。第二放大閘極13p經由觸點連接至導線24。第七源極/汲極39d經由觸點連接至用於供應電力供應電壓Vdd之導線。
此外，此時，第五源極/汲極39b經配置以便與第六源極/汲極39c以一預定間隙間隔開，如圖16中所展示。
在第二電晶體群組39中，第四源極/汲極39a、重設閘極14p及第五源極/汲極39b構成重設電晶體。另外，第六源極/汲極39c、第二放大閘極13p及第七源極/汲極39d構成第二放大電晶體。
圖17圖解說明本實施例之固態成像裝置之共用像素單元部分之一等效電路圖。
在圖17中，第一放大電晶體與第二放大電晶體並聯連接於連接至由選擇閘極15a形成之選擇電晶體之導線25與用於供應電力供應電壓Vdd之導線之間。換言之，圖17之等效電路圖提供其中兩個放大電晶體並聯連接於選擇電晶體15與用於供應第一實施例中所闡述之圖3之等效電路圖中之電力供應電壓Vdd之導線之間的一組態。另外，與導線25相對之一側上的由選擇閘極15a形成之選擇電晶體之源極/汲極連接至垂直信號線107。
在本實施例中，第一電晶體群組31之第一放大閘極13a具有等於第二電晶體群組39之第二放大閘極13p之彼等尺寸及面積之尺寸及面積。另外，在本實施例中，使放大閘極13a及13p之面積大於選擇閘極15a或第二重設閘極14p之面積。
在圖16中，由於選擇閘極15a與重設閘極14p具有相等尺寸及面積，因此第一電晶體群組31之閘極之面積之總和約相同於第二電晶體群組39之彼總和。因此，在共用像素單元部分180中，第一電晶體群組31中之閘極之佔用面積與第二電晶體群組39中之閘極之佔用面積約對稱。亦即，在本實施例中，第一電晶體群組31之佈局組態亦變得與第二電晶體群組39之佈局組態實質上對稱。因此，在本實施例之CMOS影像感測器中，亦可解決由於第一電晶體群組31與第二電晶體群組39之間的佈局組態之不對稱性引起之問題，且因此可能達成與第一實施例中相同之效應。
此處，圖18係根據本實施例之一固態成像裝置中之一像素陣列單元之一示意性佈局平面圖。圖18展示藉由在垂直方向上配置三個且在水平方向上配置六個而達成之圖16中所展示之八個像素之組態。在本實施例中，由於第一電晶體群組31之佈局組態與第二電晶體群組39之佈局組態實質上對稱(如自圖18可看出)，因此形成電晶體之閘極之膜(舉例而言，多晶矽膜)之密度在第一電晶體群組31與第二電晶體群組39中相等。因此，該等電晶體之間的光電二極體PD之敏感性實質上相同。
另外，作為一比較實例，圖27係其中在一第二電晶體群組中僅提供重設電晶體之一情形中之一像素陣列單元之一示意性佈局平面圖。在圖27中，僅重設電晶體14用於第二電晶體群組90。第一電晶體群組31相同於圖16及圖18之彼第一電晶體群組。如圖27中所圖解說明，在其中在第二電晶體群組90中僅提供重設電晶體之情形中，重設電晶體係小的，且因此第二電晶體群組90之其他部分係空的。出於此原因，形成電晶體之閘極之膜(舉例而言，多晶矽膜)之密度在第二電晶體群組90中低於在第一電晶體群組31中。存在其中由於此密度差異而在電晶體群組之間的光電二極體PD中發生一敏感性差異且藉此在一影像中發生一條形亮度變化之情形。
根據與圖27之比較，在圖18中，在第二電晶體群組39中連同重設電晶體一起提供第二放大電晶體，且因此顯著改良了第一電晶體群組31與第二電晶體群組39之間的佈局組態之對稱性。
另外，在本實施例中，在其中共用八個像素之共用像素單元部分180中，提供兩個放大電晶體，且因此該等放大電晶體之整個面積可相比於其中僅提供一單個放大電晶體之情形增加。因此，可能減少隨機雜訊。此外，可藉由增加放大電晶體之寬度W(藉由使用並聯連接之兩個放大電晶體)來增加根據W/L增加之互導gm，且藉此改良放大電晶體之一驅動效能且達成高速度並改良相容性。此外，由於在第一電晶體群組31及第二電晶體群組39中提供並聯連接之兩個放大電晶體，因此相比於其中在同一電晶體群組中形成並聯連接之兩個放大電晶體之一組態，可能改良電晶體群組之佈局組態之對稱性。 9.第八實施例
在第八實施例中，將闡述不同於第一至第三實施例之彼組態實例之4電晶體型背照射式CMOS影像感測器之另一組態實例。根據本實施例之CMOS影像感測器之整個組態係根據上文所闡述之第一實施例(圖1)之相同組態，且因此此處將省略對其之一說明。共用像素單元部分之組態
在本實施例中，共用像素單元部分具有其中在圖3中所展示之第一實施例之共用像素單元部分之組態中添加一個放大電晶體且因此以與第七實施例相同之方式提供兩個放大電晶體之一組態。共用像素單元部分之佈局
圖19圖解說明本實施例之CMOS影像感測器(固態成像裝置)中之共用像素單元部分之一佈局組態之一示意性平面圖。在圖19中所展示之一共用像素單元部分190之佈局組態中，用相同元件符號指定對應於圖4中所展示之第一實施例之共用像素單元部分110之組件或圖16中所展示之第七實施例之共用像素單元部分180之組件的組件。
共用像素單元部分190係共用八個像素之一共用像素單元部分，且包含一第一光接收單元21、一第二光接收單元22、一第一電晶體群組40及一第二電晶體群組39。雖然圖19中未展示，但以與圖4中所展示之第一井觸點23a及第二井觸點23b相同之方式提供井觸點。另一方面，在圖19中，展示了圖4中未展示之將FD區域16a與16b及電晶體群組40與39彼此連接之導線24及28。
如圖19中所展示，共用像素單元部分190包含：第一電晶體群組40，其具有其中電晶體之左及右之配置與第七實施例之共用像素單元部分180之第一電晶體群組之配置相反之一組態；及第二電晶體群組39，其具有與第七實施例之共用像素單元部分180之第二電晶體群組之彼組態相同之組態。另外，在本實施例中，第一光接收單元21及第二光接收單元22之組態相同於圖4中所展示之第一實施例之彼等組態，且此處將闡述第一電晶體群組40及第二電晶體群組39之組態。
如圖19中所展示，第一電晶體群組40配置於第一光接收單元21與第二光接收單元22之間。另外，第二電晶體群組39配置於第二光接收單元22之周圍區域中之與第二光接收單元22之第一電晶體群組40之配置側相對之一側上之一區域中。
在本實施例中，以與第一實施例相同之方式，每一電晶體群組亦經形成以沿水平方向(在圖19中之X方向上)自光接收單元之端部分中之一者附近之一位置延伸至該等端部分中之另一者附近之一位置。
此外，雖然圖19中未展示，但第一光接收單元21、第二光接收單元22、第一電晶體群組40及第二電晶體群組39形成於一預定井區域中，該預定井區域形成於一Si基板中。在本實施例中，雖然未展示，但將井區域電連接至內部佈線之井觸點分離地提供於兩個部分中，類似於第一實施例。
第一電晶體群組40包含(如圖19中所展示)一選擇電晶體之一選擇閘極15r、一第一放大電晶體之一第一放大閘極13r及一第一源極/汲極40a至一第三源極/汲極40c。在本實施例中，沿水平方向(在圖19中之X方向上)由右向左，第一源極/汲極40a、選擇閘極15r、第二源極/汲極40b、第一放大閘極13r及第三源極/汲極40c係按此次序配置。在圖19中，閘極13r及15r以及源極/汲極40a、40b及40c在水平方向(X方向)上之長度及在垂直方向(Y方向)上之寬度幾乎等於圖16之第七實施例中之彼等長度及寬度。另一方面，閘極13r及15r以及源極/汲極40a、40b及40c之配置在左側及右側上與圖16之第七實施例之彼等配置相反。另外，在圖19中，展示了圖4中未展示之導線與放大閘極13r以及源極/汲極40a、40b及40c之間的觸點。第一放大閘極13r經由觸點連接至導線24。第一源極/汲極40a經由觸點連接至一垂直信號線107(參考圖20)。第二源極/汲極40b經由觸點連接至第一層之一導線26。第三源極/汲極40c經由觸點連接至用於供應電力供應電壓Vdd之一導線(參考圖20)。另外，導線24經由觸點連接至FD區域16a及FD區域16b。第一層之導線26連接至第二層之導線28。
第二電晶體群組39由一重設電晶體及一第二放大電晶體構成且包含(如圖19中所展示)一重設閘極14p、第二放大電晶體之一第二放大閘極13p及第四源極/汲極39a至第七源極39d。另外，第四源極/汲極39a、重設閘極14p、第五源極/汲極39b、第六源極/汲極39c、第二放大閘極13p及第七源極/汲極39d係沿水平方向(圖19中之X方向)由右向左按此次序配置。在圖19中，展示了圖4中未展示之導線與放大閘極13p以及源極/汲極39a、39b、39c及39d之間的觸點。第四源極/汲極39a經由觸點連接至用於供應電力供應電壓Vdd之導線。第五源極/汲極39b經由觸點連接至導線24。第六源極/汲極39c經由觸點連接至第一層之導線27。第二放大閘極13p經由觸點連接至導線24。第七源極/汲極39d經由觸點連接至用於供應電力供應電壓Vdd之導線。第一層之導線27連接至第二層之導線28。
此外，此時，第五源極/汲極39b經配置以便與第六源極/汲極39c以一預定間隙間隔開，如圖19中所展示。
在第二電晶體群組39中，第四源極/汲極39a、重設閘極14p及第五源極/汲極39b構成重設電晶體。另外，第六源極/汲極39c、第二放大閘極13p及第七源極/汲極39d構成第二放大電晶體。
圖20圖解說明本實施例之固態成像裝置之共用像素單元部分之一等效電路圖。
在圖20中，第一放大電晶體與第二放大電晶體並聯連接於連接至由選擇閘極15r形成之選擇電晶體之第二層之導線28與用於供應電力供應電壓Vdd之導線之間。換言之，圖20之等效電路圖提供其中兩個放大電晶體並聯連接於選擇電晶體15與用於供應第一實施例中所闡述之圖3之等效電路圖中之電力供應電壓Vdd之導線之間的一組態。另外，與導線28相對之一側上之由選擇閘極15r形成之選擇電晶體之源極/汲極連接至垂直信號線107。
在本實施例中，第一電晶體群組40之第一放大閘極13r具有等於第二電晶體群組39之第二放大閘極13p之彼等尺寸及面積之尺寸及面積。另外，在本實施例中，可使放大閘極13r及13p之每一面積大於選擇閘極15r及重設閘極14p之每一面積。
在圖19中，由於選擇閘極15r及重設閘極14p具有相等尺寸及面積，因此第一電晶體群組40之閘極之面積之總和約相同於第二電晶體群組39之彼總和。因此，在共用像素單元部分190中，第一電晶體群組40中之閘極之佔用面積與第二電晶體群組39中之閘極之佔用面積約對稱。亦即，在本實施例中，第一電晶體群組40之佈局組態亦變得與第二電晶體群組39之佈局組態實質上對稱。因此，在本實施例之CMOS影像感測器中，亦可解決由於第一電晶體群組40與第二電晶體群組39之間的佈局組態之不對稱性引起之問題，且因此可能達成與第一實施例中相同之效應。
另外，在本實施例中，在其中共用八個像素之共用像素單元部分190中，提供兩個放大電晶體，且因此該等放大電晶體之整個面積可相比於其中僅提供一單個放大電晶體之情形增加。因此，可能減少隨機雜訊。此外，可藉由增加放大電晶體之寬度W(藉由使用並聯連接之兩個放大電晶體)來增加根據W/L增加之互導gm，且藉此改良放大電晶體之一驅動效能且達成高速度並改良相容性。此外，由於在第一電晶體群組40及第二電晶體群組39中提供並聯連接之兩個放大電晶體，因此相比於其中在同一電晶體群組中形成並聯連接之兩個放大電晶體之一組態可能改良電晶體群組之佈局組態之對稱性。 10.第九實施例
在第九實施例中，將闡述不同於第四至第六實施例之彼組態實例之3電晶體型背照射式CMOS影像感測器之一組態實例。根據本實施例之CMOS影像感測器之整個組態係根據上文所闡述之第一實施例(圖1)之相同組態，且因此此處將省略對其之一說明。共用像素單元部分之組態
在本實施例中，共用像素單元部分具有其中在圖12中所展示之第四實施例之共用像素單元部分之組態中添加一個放大電晶體且因此提供兩個放大電晶體之一組態。共用像素單元部分之佈局
圖21圖解說明本實施例之CMOS影像感測器(固態成像裝置)中之共用像素單元部分之一佈局組態之一示意性平面圖。在圖21中所展示之一共用像素單元部分240之佈局組態中，用相同元件符號指定對應於圖4中所展示之第一實施例之共用像素單元部分110之組件或圖13中所展示之第四實施例之共用像素單元部分200之組件的組件。
共用像素單元部分240係共用八個像素之一共用像素單元部分，且包含一第一光接收單元21、一第二光接收單元22、一第一電晶體群組74及一第二電晶體群組39。雖然圖21中未展示，但以與圖13中所展示之第一井觸點23a及第二井觸點23b相同之方式提供井觸點。另一方面，在圖21中，展示了圖13中未展示之將FD區域16a與16b及電晶體群組74與39彼此連接之一導線24及一垂直信號線107。
如圖21中所展示，共用像素單元部分240包含：第一電晶體群組74，其具有其中關於第八實施例之共用像素單元部分190用一重設電晶體替換一選擇電晶體之一組態；及第二電晶體群組39，其具有與第八實施例之共用像素單元部分190相同之組態。在本實施例中，第一光接收單元21及第二光接收單元22之組態相同於圖4中所展示之第一實施例之彼等組態，且此處將闡述第一電晶體群組74及第二電晶體群組39之組態。
如圖21中所展示，第一電晶體群組74配置於第一光接收單元21與第二光接收單元22之間。另外，第二電晶體群組39配置於第二光接收單元22之周圍區域中之與第二光接收單元22之第一電晶體群組74之配置側相對之一側上之一區域中。
在本實施例中，以與第一實施例相同之方式，每一電晶體群組亦經形成以沿水平方向(在圖21中之X方向上)自光接收單元之端部分中之一者附近之一位置延伸至該等端部分中之另一者附近之一位置。
此外，雖然圖21中未展示，但第一光接收單元21、第二光接收單元22、第一電晶體群組74及第二電晶體群組39形成於一預定井區域中，該預定井區域形成於一Si基板中。在本實施例中，以與第一實施例相同之方式，雖然未展示，但將井區域電連接至內部佈線之井觸點分離地提供於兩個部分中。
第一電晶體群組74包含(如圖21中所展示)一第一重設電晶體之一第一重設閘極14s、一第一放大電晶體之一第一放大閘極13s及一第一源極/汲極74a至一第四源極/汲極74d。在本實施例中，沿水平方向(X方向)自右側，第一源極/汲極74a、第一重設閘極14s、第二源極/汲極74b、第三源極/汲極74c、第一放大閘極13s及第四源極/汲極74d係按此次序配置。在圖21中，閘極13s及14s以及源極/汲極74a、74b、74c及74d在水平方向(X方向)上之長度及在垂直方向(Y方向)上之寬度以及其配置幾乎等於圖16之第七實施例之第二電晶體群組39中之彼等長度及寬度以及配置。另外，在圖21中，展示了圖4中未展示之導線與放大閘極13s以及源極/汲極74a、74b、74c及74d之間的觸點。第一放大閘極13s經由觸點連接至導線24。第一源極/汲極74a經由觸點連接至用於供應電力供應電壓Vdd之一導線(參考圖22)。第二源極/汲極74b經由觸點連接至導線24。第三源極/汲極74c經由觸點連接至第一層之一導線29。第四源極/汲極74d經由觸點連接至用於供應電力供應電壓Vdd之導線。另外，導線24經由觸點連接至FD區域16a及FD區域16b。第一層之導線29連接至垂直信號線107。
此外，此時，第二源極/汲極74b經配置以便與第三源極/汲極74c以一預定間隙間隔開，如圖21中所展示。
在第一電晶體群組74中，第一源極/汲極74a、第一重設閘極14s及第二源極/汲極74b構成第一重設電晶體。另外，第三源極/汲極74c、第一放大閘極13s及第四源極/汲極74d構成第一放大電晶體。
第二電晶體群組39由一第二重設電晶體及一第二放大電晶體構成且包含(如圖21中所展示)一第二重設閘極14p、一第二放大閘極13p及一第五源極/汲極39a至一第八源極/汲極39d。另外，第五源極/汲極39a、第二重設閘極14p、第六源極/汲極39b、第七源極/汲極39c、第二放大閘極13p及第八源極/汲極39d係沿水平方向(圖21中之X方向)由右向左按此次序配置。在圖21中，展示了圖4中未展示之導線與放大閘極13p以及源極/汲極39a、39b、39c及39d之間的觸點。第五源極/汲極39a經由觸點連接至用於供應電力供應電壓Vdd之導線。第六源極/汲極39b經由觸點連接至導線24。第七源極/汲極39c經由觸點連接至第一層之導線29。第二放大閘極13p經由觸點連接至導線24。第八源極/汲極39d經由觸點連接至用於供應電力供應電壓Vdd之導線。第一層之導線29連接至垂直信號線107。
此外，此時，第六源極/汲極39b經配置以便與第七源極/汲極39c以一預定間隙間隔開，如圖21中所展示。
在第二電晶體群組39中，第五源極/汲極39a、第二重設閘極14p及第六源極/汲極39b構成第二重設電晶體。另外，第七源極/汲極39c、第二放大閘極13p及第八源極/汲極39d構成第二放大電晶體。
圖22圖解說明本實施例之固態成像裝置之共用像素單元部分之一等效電路圖。
在圖22中，第一重設電晶體與第二重設電晶體並聯連接於用於供應電力供應電壓Vdd之導線與連接至FD區域之導線24之間。另外，第一放大電晶體與第二放大電晶體並聯連接於垂直信號線107與用於供應電力供應電壓Vdd之導線之間。換言之，圖22之等效電路圖提供其中兩個重設電晶體並聯連接於用於供應電力供應電壓Vdd之導線與第四實施例中所闡述之圖12之等效電路圖中之FD區域16之間的一組態。另外，兩個放大電晶體並聯連接於垂直信號線107、用於供應電力供應電壓Vdd之導線及FD區域16之間。
在本實施例中，第一電晶體群組74之第一放大閘極13s具有等於第二電晶體群組39之第二放大閘極13p之彼等尺寸及面積之尺寸及面積。第一電晶體群組74之第一重設閘極14s具有等於第二電晶體群組39之第二重設閘極14p之彼等尺寸及面積之尺寸及面積。另外，在本實施例中，使放大閘極13s及13p之每一面積大於重設閘極14s及14p之每一面積。
在圖21中，第一電晶體群組74之閘極之面積之總和約相同於第二電晶體群組39之彼總和。因此，在共用像素單元部分240中，第一電晶體群組74中之閘極之佔用面積與第二電晶體群組39中之閘極之佔用面積約對稱。亦即，在本實施例中，第一電晶體群組74之佈局組態亦變得與第二電晶體群組39之佈局組態實質上對稱。因此，在本實施例之CMOS影像感測器中，亦可解決由於第一電晶體群組74與第二電晶體群組39之間的佈局組態之不對稱性引起之問題，且因此可能達成與第一實施例中相同之效應。
另外，在本實施例中，在其中共用八個像素之共用像素單元部分240中，提供兩個放大電晶體，且因此該等放大電晶體之整個面積可相比於其中僅提供一單個放大電晶體之情形增加。因此，可能減少隨機雜訊。此外，可藉由增加放大電晶體之寬度W(藉由使用並聯連接之兩個放大電晶體)來增加根據W/L增加之互導gm，且藉此改良放大電晶體之一驅動效能且藉此達成高速度並改良相容性。此外，在第一電晶體群組74及第二電晶體群組39中提供並聯連接之兩個放大電晶體及並聯連接之兩個重設電晶體。因此，相比於其中在同一電晶體群組中形成並聯連接之兩個放大電晶體及並聯連接之兩個重設電晶體之一組態可能改良電晶體群組之佈局組態之對稱性。 11.第十實施例
在第十實施例中，將闡述不同於第四至第六實施例之彼組態實例之3電晶體型背照射式CMOS影像感測器之另一組態實例。根據本實施例之CMOS影像感測器之整個組態係根據上文所闡述之第一實施例(圖1)之相同組態，且因此此處將省略對其之一說明。共用像素單元部分之組態
在本實施例中，共用像素單元部分具有其中在圖12中所展示之第四實施例之共用像素單元部分之組態中添加一個放大電晶體且因此提供兩個放大電晶體的一組態。共用像素單元部分之佈局
圖23圖解說明本實施例之CMOS影像感測器(固態成像裝置)中之共用像素單元部分之一佈局組態之一示意性平面圖。在圖23中所展示之一共用像素單元部分250之佈局組態中，用相同元件符號指定對應於圖4中所展示之第一實施例之共用像素單元部分110之組件或圖13中所展示之第四實施例之共用像素單元部分200之組件的組件。
共用像素單元部分250係共用八個像素之一共用像素單元部分，且包含一第一光接收單元21、一第二光接收單元22、一第一電晶體群組75及一第二電晶體群組39。雖然圖23中未展示，但以與圖13中所展示之第一井觸點23a及第二井觸點23b相同之方式提供井觸點。另一方面，在圖23中，展示了圖13中未展示之將FD區域16a與16b及電晶體群組75與39彼此連接之一導線24及一垂直信號線107。
如圖23中所展示，共用像素單元部分250包含：第一電晶體群組75，其具有其中用一虛設電晶體替換第九實施例之共用像素單元部分240之第一電晶體群組之重設電晶體之一組態；及第二電晶體群組39，其具有與第九實施例之共用像素單元部分240之第二電晶體之彼組態相同之組態。在本實施例中，第一光接收單元21及第二光接收單元22之組態相同於圖4中所展示之第一實施例之彼等組態，且此處將闡述第一電晶體群組75及第二電晶體群組39之組態。
如圖23中所展示，第一電晶體群組75配置於第一光接收單元21與第二光接收單元22之間。另外，第二電晶體群組39配置於第二光接收單元22之周圍區域中之與第二光接收單元22之第一電晶體群組75之配置側相對之一側上之一區域中。
在本實施例中，以與第一實施例相同之方式，每一電晶體群組亦經形成以沿水平方向(在圖23中之X方向上)自光接收單元之端部分中之一者附近之一位置延伸至該等端部分中之另一者附近之一位置。
此外，雖然圖23中未展示，但第一光接收單元21、第二光接收單元22、第一電晶體群組75及第二電晶體群組39形成於一預定井區域中，該預定井區域形成於一Si基板中。在本實施例中，雖然未展示，但將井區域電連接至內部佈線之井觸點分離地提供於兩個部分中，類似於第一實施例。
第一電晶體群組75包含(如圖23中所展示)一虛設電晶體之一虛設閘極75b、一第一放大電晶體之一第一放大閘極13t、一第一源極/汲極75a及一第二源極/汲極75c至一第四源極/汲極75e。在本實施例中，沿水平方向(在X方向上)自右側，第一源極/汲極75a、虛設閘極75b、第二源極/汲極75c、第三源極/汲極75d、第一放大閘極13t及第四源極/汲極75e係按此次序配置。在圖23中，閘極13t及75b以及源極/汲極75a、75c、75d及75e在水平方向(X方向)上之長度及在垂直方向(Y方向)上之寬度幾乎等於圖21之第九實施例之第一電晶體群組74中之彼等長度及寬度。另外，在圖23中，展示了導線與放大閘極13t以及第三源極/汲極75d及第四源極/汲極75e之間的觸點。第一放大閘極13t經由觸點連接至導線24。第三源極/汲極75d經由觸點連接至第一層之一導線29。第四源極/汲極75e經由觸點連接至用於供應電力供應電壓Vdd之一導線(參考圖24)。另外，導線24經由觸點連接至FD區域16a及FD區域16b。第一層之導線29連接至垂直信號線107。
此外，此時，第二源極/汲極75c經配置以便與第三源極/汲極75d以一預定間隙間隔開，如圖23中所展示。
在第一電晶體群組75中，第一源極/汲極75a、虛設閘極75b及第二源極/汲極75c構成虛設電晶體。虛設電晶體之各別單元75a、75b及75c不具備與導線之觸點。另外，第三源極/汲極75d、第一放大閘極13t及第四源極/汲極75e構成第一放大電晶體。
第二電晶體群組39由一重設電晶體及一第二放大電晶體構成且包含(如圖23中所展示)一重設閘極14p、第二放大電晶體之一第二放大閘極13p及一第五源極/汲極39a至一第八源極/汲極39d。另外，第五源極/汲極39a、重設閘極14p、第六源極/汲極39b、第七源極/汲極39c、第二放大閘極13p及第八源極/汲極39d係沿水平方向(圖23中之X方向)由右向左按此次序配置。在圖23中，展示了圖4中未展示之導線與放大閘極13p以及源極/汲極39a、39b、39c及39d之間的觸點。第五源極/汲極39a經由觸點連接至用於供應電力供應電壓Vdd之導線。第六源極/汲極39b經由觸點連接至導線24。第七源極/汲極39c經由觸點連接至第一層之導線29。第二放大閘極13p經由觸點連接至導線24。第八源極/汲極39d經由觸點連接至用於供應電力供應電壓Vdd之導線。第一層之導線29連接至垂直信號線107。
此外，此時，第六源極/汲極39b經配置以便與第七源極/汲極39c以一預定間隙間隔開，如圖23中所展示。
在第二電晶體群組39中，第五源極/汲極39a、重設閘極14p及第六源極/汲極39b構成重設電晶體。另外，第七源極/汲極39c、第二放大閘極13p及第八源極/汲極39d構成第二放大電晶體。
圖24圖解說明本實施例之固態成像裝置之共用像素單元部分之一等效電路圖。
在圖24中，第一放大電晶體與第二放大電晶體並聯連接於垂直信號線107與用於供應電力供應電壓Vdd之導線之間。換言之，圖24之等效電路圖提供其中兩個放大電晶體並聯連接於垂直信號線107與用於供應第四實施例中所闡述之圖12之等效電路圖中之電力供應電壓Vdd之導線之間的一組態。圖23之虛設電晶體不連接至導線且因此未展示於圖24之等效電路圖中。根據本實施例之圖24與第九實施例之圖22之間的比較，由於用虛設電晶體替換重設電晶體，因此省略圖22之一個重設電晶體。
在本實施例中，第一電晶體群組75之第一放大閘極13t具有等於第二電晶體群組39之第二放大閘極13p之彼等尺寸及面積之尺寸及面積。第一電晶體群組75之虛設閘極75b具有等於第二電晶體群組39之重設閘極14p之彼等尺寸及面積之尺寸及面積。另外，在本實施例中，使放大閘極13t及13p之每一面積大於虛設閘極75b及重設閘極14p之每一面積。
在圖23中，第一電晶體群組75之閘極之面積之總和約相同於第二電晶體群組39之彼總和。因此，在共用像素單元部分250中，第一電晶體群組75中之閘極之佔用面積與第二電晶體群組39中之閘極之佔用面積約對稱。亦即，在本實施例中，第一電晶體群組75之佈局組態亦變得與第二電晶體群組39之佈局組態實質上對稱。因此，在本實施例之CMOS影像感測器中，亦可解決由於第一電晶體群組75與第二電晶體群組39之間的佈局組態之不對稱性引起之問題，且因此可能達成與第一實施例中相同之效應。
另外，在本實施例中，在其中共用八個像素之共用像素單元部分250中，提供兩個放大電晶體，且因此該等放大電晶體之整個面積可相比於其中僅提供一單個放大電晶體之情形增加。因此，可能減少隨機雜訊。此外，可藉由增加放大電晶體之寬度W(藉由使用並聯連接之兩個放大電晶體)來增加根據W/L增加之互導gm，且藉此改良放大電晶體之一驅動效能且藉此達成高速度並改良相容性。此外，由於在第一電晶體群組75及第二電晶體群組39中提供並聯連接之兩個放大電晶體，因此相比於其中在同一電晶體群組中形成並聯連接之兩個放大電晶體之一組態可能改良電晶體群組之佈局組態之對稱性。
在共用第七至第十實施例之像素之共用像素單元部分中，其中提供兩個放大電晶體之一組態不限於其中在實施例中共用八個像素之組態。在其中連接共用四個像素之2n(其中n係等於或大於2之一整數)個FD區域且類似地共用8n個像素之一組態中，亦提供複數個放大電晶體，且藉此可能增加互導。因此，可能改良放大電晶體之一驅動效能且因此達成高速度並改良相容性。 12.第十一實施例
在第十一實施例中，將闡述不同於第一至第三以及第七及第八實施例之彼組態實例之4電晶體型背照射式CMOS影像感測器之另一組態實例。根據本實施例之CMOS影像感測器之整個組態係根據上文所闡述之第一實施例(圖1)之相同組態，且因此此處將省略對其之一說明。共用像素單元部分之組態
在本實施例中，共用像素單元部分具有其中按四個像素劃分圖3之八個像素且該八個像素各自共用圖3中所展示之第一實施例之共用像素單元部分之組態中之四個像素之一組態。換言之，本實施例具有圖3中所圖解說明之組態，但第一光電二極體111至第四光電二極體114與第五光電二極體115至第八光電二極體118分別具有其中獨立地共用四個像素之一組態。共用像素單元部分之佈局
圖25圖解說明本實施例之CMOS影像感測器(固態成像裝置)中之共用像素單元部分之一佈局組態之一示意性平面圖。在圖25中所展示之一共用像素單元部分400之佈局組態中，用相同元件符號指定對應於圖4中所展示之第一實施例之共用像素單元部分110之組件或圖16中所展示之第七實施例之共用像素單元部分180之組件的組件。
共用像素單元部分400係共用四個像素之一共用像素單元部分，且包含一第一光接收單元21、一第二光接收單元22、一第一電晶體群組401及一第二電晶體群組402。雖然圖25中未展示，但以與圖4中所展示之第一井觸點23a及第二井觸點23b相同之方式提供井觸點。另一方面，在圖25中，展示了圖4中未展示之將FD區域16a與16b及電晶體群組401與402彼此連接之導線403、404、405及406以及垂直信號線411及412。
如圖25中所展示，共用像素單元部分400包含：第一電晶體群組401，其具有其中三個電晶體之左及右之配置相同於圖5之共用像素單元部分120之第一電晶體群組之一組態；及第二電晶體群組402，其具有其中三個電晶體之左及右之配置與圖5之共用像素單元部分120之第二電晶體群組相反之一組態。另外，在本實施例中，第一光接收單元21及第二光接收單元22之組態相同於圖4中所展示之第一實施例之彼等組態，但不同於第一實施例之處在於第一光接收單元21與第二光接收單元22不彼此電連接。
如圖25中所展示，第一電晶體群組401配置於第一光接收單元21與第二光接收單元22之間。另外，第二電晶體群組402配置於第二光接收單元22之周圍區域中之與第二光接收單元22之第一電晶體群組401之配置側相對之一側上之一區域中。
在本實施例中，以與第一實施例相同之方式，每一電晶體群組亦經形成以沿水平方向(在圖25中之X方向上)自光接收單元之端部分中之一者附近之一位置延伸至該等端部分中之另一者附近之一位置。
此外，雖然圖25中未展示，但第一光接收單元21、第二光接收單元22、第一電晶體群組401及第二電晶體群組402形成於一預定井區域中，該預定井區域形成於一Si基板中。在本實施例中，雖然未展示，但將井區域電連接至內部佈線之井觸點分離地提供於兩個部分中。
第一電晶體群組401由三個電晶體(一重設電晶體、一放大電晶體及一選擇電晶體)構成。第一電晶體群組401包含(如圖25中所展示)重設電晶體之一重設閘極14v、放大電晶體之一放大閘極13v、選擇電晶體之一選擇閘極15v及一第一源極/汲極401a至一第四源極/汲極401d。在本實施例中，在圖之X方向上由右向左，第一源極/汲極401a、重設閘極14v、第二源極/汲極401b、放大閘極13v、第三源極/汲極401c、選擇閘極15v及第四源極/汲極401d係按此次序配置。另外，在圖25中，展示了圖4中未展示之導線與放大閘極13v以及第一源極/汲極401a及第四源極/汲極401d之間的觸點。放大閘極13v經由觸點連接至導線403。第一源極/汲極401a經由觸點連接至導線403。第四源極/汲極401d經由觸點連接至導線405。另外，導線403經由觸點連接至第一光接收單元21之一FD區域16a。導線405經由觸點連接至一第一垂直信號線411。
第二電晶體群組402亦由三個電晶體(一重設電晶體、一放大電晶體及一選擇電晶體)構成。第二電晶體群組402包含(如圖25中所展示)重設電晶體之一重設閘極14w、放大電晶體之一放大閘極13w、選擇電晶體之一選擇閘極15w及一第五源極/汲極402a至一第八源極/汲極402d。在本實施例中，在圖之X方向上由右向左，第五源極/汲極402a、選擇閘極15w、第六源極/汲極402b、放大閘極13w、第七源極/汲極402c、重設閘極14w及第八源極/汲極402d係按此次序配置。另外，在圖25中，展示了圖4中未展示之導線與放大閘極13w以及第五源極/汲極402a及第八源極/汲極402d之間的觸點。放大閘極13w經由觸點連接至導線404。第五源極/汲極402a經由觸點連接至導線406。第八源極/汲極402d經由觸點連接至導線404。另外，導線404經由觸點連接至第二光接收單元22之一FD區域16b。導線406經由觸點連接至一第二垂直信號線412。
導線403及導線404係形成為比傳送閘極121a至128a、放大閘極13v及13w、重設閘極14v及14w以及選擇閘極15v及15w更上部之導線。第一垂直信號線411及第二垂直信號線412係形成為比導線403及導線404再上部之導線。另外，導線405及導線406係形成為圖25中之一L形單個導線，但可藉由使在Y方向上延伸的較低層之一導線與在Y方向上延伸的較低層之一導線接觸而形成。
第一垂直信號線411及第二垂直信號線412經配置以便具有相對於光接收單元21及22之中心線之線對稱性。另外，第一垂直信號線411與第二垂直信號線412彼此連接至圖1之行處理單元103之不同行，且自每一行讀取一信號。
第一垂直信號線411連接至第一電晶體群組401之第四汲極/源極401d，且第一電晶體群組401之第一源極/汲極401a經由導線403連接至第一光接收單元21之FD區域16a。因此，自第一垂直信號線411讀取基於第一光接收單元21之FD區域16a中之電荷之一信號。
第二垂直信號線412連接至第二電晶體群組402之第五源極/汲極402a，且第二電晶體群組402之第八源極/汲極402d經由導線404連接至第二光接收單元22之FD區域16b。因此，自第二垂直信號線412讀取基於第二光接收單元22之FD區域16b中之電荷之一信號。
如上文所闡述，在第一光接收單元21及第二光接收單元22中，基於其中之每一者之電荷之一信號係讀取至一不同垂直信號線，且藉此可能達成一高速度操作。
在本實施例中，第一電晶體群組401之放大閘極13v具有等於第二電晶體群組402之放大閘極13w之彼等尺寸及面積之尺寸及面積。第一電晶體群組401之重設閘極14v具有等於第二電晶體群組402之重設閘極14w之彼等尺寸及面積之尺寸及面積。第一電晶體群組401之選擇閘極15v具有等於第二電晶體群組402之選擇閘極15w之彼等尺寸及面積之尺寸及面積。
換言之，在圖25中，第一電晶體群組401之閘極之面積之總和約相同於第二電晶體群組402之彼總和。因此，在共用像素單元部分400中，第一電晶體群組401中之閘極之佔用面積與第二電晶體群組402中之閘極之佔用面積約對稱。亦即，在本實施例中，第一電晶體群組401之佈局組態亦變得與第二電晶體群組402之佈局組態實質上對稱。因此，在本實施例之CMOS影像感測器中，亦可解決由於第一電晶體群組401與第二電晶體群組402之間的佈局組態之不對稱性引起之問題，且因此可能達成與第一實施例中相同之效應。
在本實施例中，此外，導線403及第一電晶體群組401之三個電晶體與導線404及第二電晶體群組402之三個電晶體經配置以便在左側及右側上相對(以相對於光接收單元21及22之中心線之一線對稱方式)。亦即，在第一電晶體群組401及第二電晶體群組402中，各別電晶體群組之電晶體及連接至電晶體之導線經配置以便在左及右上相對(以相對於光接收單元21及22之中心線之一線對稱方式)。因此，導線403與第二垂直信號線412之間的距離變得相同於導線404與第一垂直信號線411之間的距離。換言之，連接至光接收單元之FD區域之導線與不連接至該光接收單元之側上之垂直信號線之間的距離變得在第一光接收單元21與第二光接收單元22中相同。因此，在連接至FD區域之導線與垂直信號線之間發生之電容變得在第一光接收單元21與第二光接收單元22中相同，藉此雜訊電阻及多種電串擾係一致的，且因此可能獲得高品質之影像。
相比而言，在其中連接至FD區域之導線及電晶體群組之三個電晶體之配置在第一光接收單元21與第二光接收單元22中係相同配置之一情形中，連接至FD區域之導線與垂直信號線之間的距離係不同的，且因此在其間發生一電容變化。在此情形中，此一電容差異致使一影像之一差異，此係展示為一線缺陷或一點缺陷。
另外，在上文所闡述之每一實施例之組態中，可交換第一電晶體群組與第二電晶體群組，且此一組態包含於本發明之技術範疇中。 13.第十二實施例
根據上文所闡述之各項實施例及經修改實例之CMOS影像感測器(固態成像裝置)可安裝於具有藉助該固態成像裝置擷取影像之一功能之任何電子設備中且被使用。舉例而言，該電子設備可包含，一成像設備(攝影機系統)(諸如一數位靜態相機或一視訊攝影機)、具有一成像功能之一可攜式終端機設備(諸如一行動電話)、具有一影像擷取單元(包含固態成像裝置)之一影印機或諸如此類。此處，成像設備係例示為電子設備且將闡述其之一組態。另外，在某些情形中，將安裝於電子設備中之一相機模組稱為一成像設備。
圖26圖解說明根據各項實施例及經修改實例之CMOS影像感測器所應用之一成像設備之一示意性方塊組態。
一成像設備300包含一光學單元301、一CMOS影像感測器302及一DSP電路303(信號處理電路)(其係一相機信號處理電路)。另外，成像設備300包含一圖框記憶體304、一顯示單元305、一記錄單元306、一操作單元307及一電力供應單元308。另外，DSP電路303、圖框記憶體304、顯示單元305、記錄單元306、操作單元307與電力供應單元308經由一匯流排線309而彼此電連接。
光學單元301由(舉例而言)一透鏡群組及諸如此類構成。光學單元301擷取來自一物件之入射光(影像光)且致使入射光在CMOS影像感測器302之一成像表面上形成一影像。
CMOS影像感測器302將藉由光學單元301在成像表面上形成影像之入射光之一光量轉換成每像素單元一電信號以便輸出為一像素信號。另外，CMOS影像感測器302由(舉例而言)上文所闡述之各項實施例及經修改實例中所闡述之CMOS影像感測器構成。因此，在本實施例之成像設備300中，舉例而言，即使一像素之小型化發展，舉例而言，亦可減少諸如複數個光電二極體中之經飽和電荷之敏感性或一量等特性之變化，且藉此可能擷取一高品質影像。
顯示單元305由(舉例而言)包含一面板(例如，一液晶面板或一有機電致發光(EL)面板)且顯示由CMOS影像感測器302擷取之移動影像或靜態影像之一顯示裝置構成。記錄單元306將由CMOS影像感測器302擷取之移動影像或靜態影像記錄於一記錄媒體(例如，一錄影帶或一DVD(數位多功能磁碟))上。
操作單元307在接收到一使用者之一預定操作後旋即輸出用於操作成像設備300之各種功能之操作命令信號。電力供應單元308將多種電力適當地供應至對應單元，該電力係CMOS影像感測器302、DSP電路303、圖框記憶體304、顯示單元305、記錄單元306及操作單元307之操作電力。
另外，在圖26中所展示之成像設備300中，CMOS影像感測器302可形成為一個晶片或其中整體地封裝成像單元及信號處理單元或光學單元且具有一成像功能之一模組。
如上文，雖然已闡述具有根據與本發明相關之各項實施例及經修改實例之相同元件之固態成像裝置及電子設備，但本發明不限於上文所闡述之各項實施例及經修改實例。舉例而言，可將共用像素單元部分之任何佈局組態設定為在其中可充分地抑制由上文所闡述之第一電晶體群組與第二電晶體群組之間的佈局組態之不對稱性導致之對一光電二極體之輸出特性之不利影響之一範圍中。更具體而言，若敏感性之變化係(舉例而言)約0.1%或小於約0.1%，則在實際使用中不存在問題，且因此可將共用像素單元部分之任何佈局組態設定為(舉例而言)在其中使敏感性之變化係約0.1%或小於約0.1%之此一組態中。
另外，雖然在各項實施例及經修改實例中，已闡述其中在共用像素單元部分中提供兩個電晶體群組之一實例，但本發明不限於此且可在共用像素單元部分中提供三個或三個以上電晶體群組。在彼情形中，閘極及/或源極/汲極之佈局組態可在至少兩個電晶體群組之間對稱。
另外，取決於提供於光電二極體之光入射側上之佈線層之佈局形式，因第一電晶體群組與第二電晶體群組之間的佈局組態之不對稱性造成之問題可發生於前照射式CMOS影像感測器中，如上文所闡述。因此，根據上文所闡述之各項實施例及經修改實例之共用像素單元部分之佈局可應用於使用像素共用技術之前照射式CMOS影像感測器且可達成相同效應。
另外，根據與本發明相關之各項實施例及經修改實例之共用像素單元部分之佈局組態可適當地應用於其中將在共用像素單元部分中共用之各種電晶體配置成複數個電晶體群組之任何使用。
另外，本發明可具有以下組態。
(1)
一種固態成像裝置，其包含：複數個光電轉換單元；一浮動擴散單元，其由該複數個光電轉換單元共用且將在該複數個光電轉換單元中之每一者中產生之電荷轉換成一電壓信號；複數個傳送單元，其分別提供於該複數個光電轉換單元中且將在該複數個光電轉換單元中產生之該電荷傳送至該浮動擴散單元；一第一電晶體群組，其電連接至該浮動擴散單元且包含配置有一第一佈局組態之一閘極及源極/汲極；及一第二電晶體群組，其電連接至該浮動擴散單元、包含配置有與該第一佈局組態對稱之一第二佈局組態之一閘極及源極/汲極且提供於與該第一電晶體群組分離之一區域中。
(2)
根據(1)之固態成像裝置，其中回應於由該浮動擴散單元轉換之該電壓信號而執行相同操作之複數個電晶體之閘極及源極/汲極提供於該第一電晶體群組及該第二電晶體群組中之一者中。
(3)
根據(1)之固態成像裝置，其中回應於由該浮動擴散單元轉換之該電壓信號而執行該相同操作之複數個電晶體中之某些電晶體之閘極及源極/汲極提供於該第一電晶體群組中，且該等電晶體中之剩餘電晶體之閘極及源極/汲極提供於該第二電晶體群組中。
(4)
根據(2)或(3)之固態成像裝置，其中執行該相同操作之該複數個電晶體中之某些電晶體不充當一電晶體。
(5)
根據(1)至(4)中任一者之固態成像裝置，其中一虛設閘極提供於該第一電晶體群組及該第二電晶體群組中之至少一者中。
(6)
根據(1)之固態成像裝置，其中回應於由該浮動擴散單元轉換之該電壓信號而執行不同操作之複數個電晶體中之某些電晶體之閘極及源極/汲極提供於該第一電晶體群組中，且該等電晶體中之剩餘電晶體之閘極及源極/汲極提供於該第二電晶體群組中。
(7)
根據(1)至(6)中任一者之固態成像裝置，其進一步包含一井觸點，其中該井觸點形成於該複數個光電轉換單元之一形成區域之一周圍區域中之不同於該第一電晶體群組及該第二電晶體群組之形成區域之一區域中，且形成於其中自該第一電晶體群組至該第二電晶體群組之一方向垂直於自該井觸點至該浮動擴散單元之一方向之一位置處。
(8)
根據(1)至(7)中任一者之固態成像裝置，其進一步包含提供於與該複數個光電轉換單元之一光照射側相對之一側上之一導線單元。
(9)
根據(1)之固態成像裝置，其中放大電晶體分別提供於該第一電晶體群組及該第二電晶體群組中，且該第一電晶體群組之該放大電晶體與該第二電晶體群組之該放大電晶體並聯連接。
(10)
根據(9)之固態成像裝置，其中一重設電晶體提供於該第一電晶體群組及該第二電晶體群組中之僅一者中。
(11)
根據(9)之固態成像裝置，其中重設電晶體分別提供於該第一電晶體群組及該第二電晶體群組中，且該第一電晶體群組之該重設電晶體與該第二電晶體群組之該重設電晶體並聯連接。
(12)
根據(10)之固態成像裝置，其中一選擇電晶體提供於該第一電晶體群組及該第二電晶體群組中之另一者中。
(13)
根據(10)之固態成像裝置，其中一虛設閘極提供於該第一電晶體群組及該第二電晶體群組中之該另一者中。
(14)
根據(1)之固態成像裝置，其中該複數個光電轉換單元、該浮動擴散單元及該複數個傳送單元構成一光接收單元，且其中該等各別電晶體群組之電晶體及連接至該等電晶體之導線之配置相對於該第一電晶體群組及該第二電晶體群組中之該光接收單元之一中心線呈一對稱關係。
(15)
一種包含一固態成像裝置及針對來自該固態成像裝置之一輸出信號執行一預定處理程序之一信號處理電路的電子設備，該固態成像裝置包含：複數個光電轉換單元；一浮動擴散單元，其由該複數個光電轉換單元共用且將在該複數個光電轉換單元中之每一者中產生之電荷轉換成一電壓信號；複數個傳送單元，其分別提供於該複數個光電轉換單元中且將在該複數個光電轉換單元中產生之該電荷傳送至該浮動擴散單元；一第一電晶體群組，其電連接至該浮動擴散單元且包含配置有一第一佈局組態之一閘極及源極/汲極；及一第二電晶體群組，其電連接至該浮動擴散單元、包含配置有與該第一佈局組態對稱之一第二佈局組態之一閘極及源極/汲極且提供於與該第一電晶體群組分離之一區域中。
本發明含有與於2011年8月22日在日本專利局提出申請之日本優先權專利申請案JP 2011-180142及於2012年6月28日在日本專利局提出申請之日本優先權專利申請案JP 2012-145606中所揭示之彼標的物相關之標的物，該等專利申請案之全部內容以引用之方式併入本文中。
熟習此項技術者應瞭解，各種修改、組合、子組合及變更可取決於設計要求及其他因素發生，惟其在隨附申請專利範圍或其等效物之範疇內即可。
10‧‧‧像素
11‧‧‧光電二極體/光電轉換元件
12‧‧‧傳送電晶體
13‧‧‧放大電晶體
13a‧‧‧閘極/放大閘極/第一放大閘極
13c‧‧‧第一放大閘極
13d‧‧‧第二放大閘極
13g‧‧‧放大閘極
13h‧‧‧放大閘極
13j‧‧‧放大閘極
13m‧‧‧放大閘極
13n‧‧‧放大閘極
13o‧‧‧放大閘極
13p‧‧‧放大閘極/第二放大閘極
13r‧‧‧閘極/放大閘極/第一放大閘極
13s‧‧‧閘極/放大閘極/第一放大閘極
13t‧‧‧閘極/放大閘極/第一放大閘極
13v‧‧‧放大閘極
13w‧‧‧放大閘極
14‧‧‧重設電晶體
14a‧‧‧閘極/第一重設閘極
14b‧‧‧閘極/第二重設閘極
14c‧‧‧第一重設閘極
14d‧‧‧第二重設閘極
14e‧‧‧重設閘極
14f‧‧‧重設閘極
14g‧‧‧重設閘極
14h‧‧‧第一重設閘極
14i‧‧‧第二重設閘極
14j‧‧‧第一重設閘極
14k‧‧‧第二重設閘極
14p‧‧‧重設閘極/第二重設閘極
14s‧‧‧閘極/重設閘極/第一重設閘極
14v‧‧‧重設閘極
14w‧‧‧重設閘極
15‧‧‧選擇電晶體
15a‧‧‧閘極/選擇閘極
15c‧‧‧第一選擇閘極
15d‧‧‧第二選擇閘極
15g‧‧‧選擇閘極
15h‧‧‧選擇閘極
15j‧‧‧選擇閘極
15r‧‧‧閘極/選擇閘極
15v‧‧‧選擇閘極
15w‧‧‧選擇閘極
16‧‧‧浮動擴散區域
16a‧‧‧浮動擴散區域/第一浮動擴散區域
16b‧‧‧浮動擴散區域/第二浮動擴散區域
17‧‧‧傳送導線
17a-17h‧‧‧傳送導線
18‧‧‧重設導線
19‧‧‧選擇導線
21‧‧‧光接收單元/第一光接收單元
22‧‧‧光接收單元/第二光接收單元
23a‧‧‧第一井觸點
23b‧‧‧第二井觸點
23‧‧‧井觸點
24‧‧‧導線
25‧‧‧導線
26‧‧‧導線
27‧‧‧導線
28‧‧‧導線
29‧‧‧導線
31‧‧‧電晶體群組/第一電晶體群組
31a‧‧‧源極/汲極/第一源極/汲極
31b‧‧‧源極/汲極/第二源極/汲極
31c‧‧‧源極/汲極/第三源極/汲極
32‧‧‧第二電晶體群組
32a‧‧‧第四源極/汲極
32b‧‧‧第五源極/汲極
32c‧‧‧第六源極/汲極
33‧‧‧第一電晶體群組
33a‧‧‧第一源極/汲極
33b‧‧‧第二源極/汲極
33c‧‧‧第三源極/汲極
33d‧‧‧第四源極/汲極
34‧‧‧第二電晶體群組
34a‧‧‧第五源極/汲極
34b‧‧‧第六源極/汲極
34c‧‧‧第七源極/汲極
34d‧‧‧第八源極/汲極
35‧‧‧第二電晶體群組
35a‧‧‧虛設閘極
35b‧‧‧第四源極/汲極
35c‧‧‧第五源極/汲極
36‧‧‧第二電晶體群組
36a‧‧‧第四源極/汲極
36b‧‧‧第五源極/汲極
37‧‧‧第一電晶體群組
37a‧‧‧第一源極/汲極
37b‧‧‧第二源極/汲極
38‧‧‧第二電晶體群組
38a‧‧‧第三源極/汲極
38b‧‧‧第四源極/汲極
38c‧‧‧第五源極/汲極
38d‧‧‧第六源極/汲極
39‧‧‧電晶體群組/第二電晶體群組
39a‧‧‧源極/汲極/第四源極/汲極/第五源極/汲極
39b‧‧‧源極/汲極/第五源極/汲極/第六源極/汲極
39c‧‧‧源極/汲極/第六源極/汲極/第七源極/汲極
39d‧‧‧源極/汲極/第七源極/汲極/第七源極/第八源極/汲極
40‧‧‧電晶體群組/第一電晶體群組
40a‧‧‧源極/汲極/第一源極/汲極
40b‧‧‧源極/汲極/第二源極/汲極
40c‧‧‧源極/汲極/第三源極/汲極
41‧‧‧第一光接收單元
42‧‧‧第二光接收單元
51‧‧‧第一電晶體群組
51a‧‧‧第一源極/汲極
51b‧‧‧第二源極/汲極
51c‧‧‧第三源極/汲極
52‧‧‧第二電晶體群組
52a‧‧‧第四源極/汲極
52b‧‧‧第五源極/汲極
52c‧‧‧第六源極/汲極
60‧‧‧光接收單元
61‧‧‧第一電晶體群組
61a‧‧‧第一源極/汲極
61b‧‧‧第二源極/汲極
61c‧‧‧第三源極/汲極
62‧‧‧第二電晶體群組
62a‧‧‧第四源極/汲極
62b‧‧‧第五源極/汲極
62c‧‧‧第六源極/汲極
71‧‧‧第一電晶體群組
71a‧‧‧第一源極/汲極
71b‧‧‧第二源極/汲極
72‧‧‧第一電晶體群組
72a‧‧‧第一源極/汲極
72b‧‧‧第二源極/汲極
73‧‧‧第一電晶體群組
73a‧‧‧第一源極/汲極
73b‧‧‧第二源極/汲極
74‧‧‧電晶體群組/第一電晶體群組
74a‧‧‧源極/汲極/第一源極/汲極
74b‧‧‧源極/汲極/第二源極/汲極
74c‧‧‧源極/汲極/第三源極/汲極
74d‧‧‧源極/汲極/第四源極/汲極
75‧‧‧電晶體群組/第一電晶體群組
75a‧‧‧源極/汲極/第一源極/汲極/單元
75b‧‧‧閘極/虛設閘極/單元
75c‧‧‧源極/汲極/第二源極/汲極/單元
75d‧‧‧源極/汲極/第三源極/汲極
80‧‧‧像素
90‧‧‧第二電晶體群組
100‧‧‧互補金屬氧化物半導體影像感測器
101‧‧‧像素陣列單元
102‧‧‧垂直驅動單元
103‧‧‧行處理單元
104‧‧‧水平驅動單元
105‧‧‧系統控制單元
106‧‧‧像素驅動線
107‧‧‧垂直信號線
108‧‧‧信號處理單元
109‧‧‧資料儲存單元
110‧‧‧共用像素單元部分
111‧‧‧第一光電二極體/光電轉換單元
112‧‧‧第二光電二極體/光電轉換單元
113‧‧‧第三光電二極體/光電轉換單元
114‧‧‧第四光電二極體/光電轉換單元
115‧‧‧第五光電二極體/光電轉換單元
116‧‧‧第六光電二極體/光電轉換單元
117‧‧‧第七光電二極體/光電轉換單元
118‧‧‧第八光電二極體/光電轉換單元
120‧‧‧共用像素單元部分
121‧‧‧第一傳送電晶體/傳送單元
121a‧‧‧傳送閘極/第一傳送閘極
122‧‧‧第二傳送電晶體/傳送單元
122a‧‧‧傳送閘極/第二傳送閘極
123‧‧‧第三傳送電晶體/傳送單元
123a‧‧‧傳送閘極/第三傳送閘極
124‧‧‧第四傳送電晶體/傳送單元
124a‧‧‧傳送閘極/第四傳送閘極
125‧‧‧第五傳送電晶體/傳送單元
125a‧‧‧傳送閘極/第五傳送閘極
126‧‧‧第六傳送電晶體/傳送單元
126a‧‧‧傳送閘極/第六傳送閘極
127‧‧‧第七傳送電晶體/傳送單元
127a‧‧‧傳送閘極/第七傳送閘極
128‧‧‧第八傳送電晶體/傳送單元
128a‧‧‧傳送閘極/第八傳送閘極
130‧‧‧共用像素單元部分
140‧‧‧共用像素單元部分
150‧‧‧共用像素單元部分
160‧‧‧共用像素單元部分
160‧‧‧共用像素單元部分
170‧‧‧共用像素單元部分
170‧‧‧共用像素單元部分
180‧‧‧共用像素單元部分
190‧‧‧共用像素單元部分
200‧‧‧共用像素單元部分
220‧‧‧共用像素單元部分
230‧‧‧共用像素單元部分
240‧‧‧共用像素單元部分
250‧‧‧共用像素單元部分
300‧‧‧成像設備
301‧‧‧光學單元
302‧‧‧互補金屬氧化物半導體影像感測器
303‧‧‧數位信號處理器電路
304‧‧‧圖框記憶體
305‧‧‧顯示單元
306‧‧‧記錄單元
307‧‧‧操作單元
308‧‧‧電力供應單元
309‧‧‧匯流排線
400‧‧‧共用像素單元部分
401‧‧‧電晶體群組/第一電晶體群組
401a‧‧‧第一源極/汲極
401b‧‧‧第二源極/汲極
401c‧‧‧第三源極/汲極
401d‧‧‧第四源極/汲極/第四汲極/源極
402‧‧‧電晶體群組/第二電晶體群組
402a‧‧‧第五源極/汲極
402b‧‧‧第六源極/汲極
402c‧‧‧第七源極/汲極
402d‧‧‧第八源極/汲極
403‧‧‧導線
404‧‧‧導線
405‧‧‧導線
406‧‧‧導線
411‧‧‧垂直信號線/第一垂直信號線
412‧‧‧垂直信號線/第二垂直信號線
FD‧‧‧浮動擴散
L1‧‧‧直線
L2‧‧‧直線
L3‧‧‧直線
PD‧‧‧光電二極體
Vdd‧‧‧電力供應電壓
圖1係根據一第一實施例之一固態成像裝置之一示意性方塊圖；圖2係一個4電晶體型固態成像裝置中之一單位像素之一等效電路圖；圖3係其中在4電晶體型固態成像裝置中共用若干像素之一情形中之一共用像素單元部分之一等效電路圖；圖4係根據第一實施例之固態成像裝置中之一共用像素單元部分之一示意性佈局平面圖；圖5係修改1之一共用像素單元部分之一示意性佈局平面圖；圖6係修改2之一共用像素單元部分之一示意性佈局平面圖；圖7係修改3之一共用像素單元部分之一示意性佈局平面圖；圖8係修改4之一共用像素單元部分之一示意性佈局平面圖；圖9係根據一第二實施例之一固態成像裝置中之一共用像素單元部分之一示意性佈局平面圖；圖10係根據一第三實施例之一固態成像裝置中之一共用像素單元部分之一示意性佈局平面圖；圖11係一個3電晶體型固態成像裝置中之一單位像素之一等效電路圖；圖12係其中在一個3電晶體型固態成像裝置中共用若干像素之一情形中之一共用像素單元部分之一等效電路圖；圖13係根據一第四實施例之一固態成像裝置中之一共用像素單元部分之一示意性佈局平面圖；圖14係根據一第五實施例之一固態成像裝置中之一共用像素單元部分之一示意性佈局平面圖；圖15係根據一第六實施例之一固態成像裝置中之一共用像素單元部分之一示意性佈局平面圖；圖16係根據一第七實施例之一固態成像裝置中之一共用像素單元部分之一示意性佈局平面圖；圖17係根據第七實施例之一固態成像裝置中之一共用像素單元部分之一等效電路圖；圖18係根據第七實施例之一固態成像裝置中之一像素陣列單元之一示意性佈局平面圖；圖19係根據一第八實施例之一固態成像裝置中之一共用像素單元部分之一示意性佈局平面圖；圖20係根據第八實施例之一固態成像裝置中之一共用像素單元部分之一等效電路圖；圖21係根據一第九實施例之一固態成像裝置中之一共用像素單元部分之一示意性佈局平面圖；圖22係根據第九實施例之一固態成像裝置中之一共用像素單元部分之一等效電路圖；圖23係根據一第十實施例之一固態成像裝置中之一共用像素單元部分之一示意性佈局平面圖；圖24係根據第十實施例之一固態成像裝置中之一共用像素單元部分之一等效電路圖；圖25係根據一第十一實施例之一固態成像裝置中之一共用像素單元部分之一示意性佈局平面圖；圖26係根據一第十二實施例之一電子設備之一示意性方塊圖；及圖27係其中僅重設電晶體用於一第二電晶體群組之一情形中之一像素陣列單元之一示意性佈局平面圖。
13a‧‧‧閘極/放大閘極/第一放大閘極
14a‧‧‧閘極/第一重設閘極
14b‧‧‧閘極/第二重設閘極
15a‧‧‧閘極/選擇閘極
16a‧‧‧浮動擴散區域/第一浮動擴散區域
16b‧‧‧浮動擴散區域/第二浮動擴散區域
21‧‧‧光接收單元/第一光接收單元
22‧‧‧光接收單元/第二光接收單元
23a‧‧‧第一井觸點
23b‧‧‧第二井觸點
31‧‧‧電晶體群組/第一電晶體群組
31a‧‧‧源極/汲極/第一源極/汲極
31b‧‧‧源極/汲極/第二源極/汲極
31c‧‧‧源極/汲極/第三源極/汲極
32‧‧‧第二電晶體群組
32a‧‧‧第四源極/汲極
32b‧‧‧第五源極/汲極
32c‧‧‧第六源極/汲極
110‧‧‧共用像素單元部分
111‧‧‧第一光電二極體/光電轉換單元
112‧‧‧第二光電二極體/光電轉換單元
113‧‧‧第三光電二極體/光電轉換單元
114‧‧‧第四光電二極體/光電轉換單元
115‧‧‧第五光電二極體/光電轉換單元
116‧‧‧第六光電二極體/光電轉換單元
117‧‧‧第七光電二極體/光電轉換單元
118‧‧‧第八光電二極體/光電轉換單元
121a‧‧‧傳送閘極/第一傳送閘極
122a‧‧‧傳送閘極/第二傳送閘極
123a‧‧‧傳送閘極/第三傳送閘極
124a‧‧‧傳送閘極/第四傳送閘極
125a‧‧‧傳送閘極/第五傳送閘極
126a‧‧‧傳送閘極/第六傳送閘極
127a‧‧‧傳送閘極/第七傳送閘極
128a‧‧‧傳送閘極/第八傳送閘極
FD‧‧‧浮動擴散
L1‧‧‧直線
PD‧‧‧光電二極體

权利要求:
Claims (15)
[1] 一種固態成像裝置，其包括：複數個光電轉換單元；一浮動擴散單元，其由該複數個光電轉換單元共用且將在該複數個光電轉換單元中之每一者中產生之電荷轉換成一電壓信號；複數個傳送單元，其分別提供於該複數個光電轉換單元中且將在該複數個光電轉換單元中產生之該電荷傳送至該浮動擴散單元；一第一電晶體群組，其電連接至該浮動擴散單元且包含配置有一第一佈局組態之一閘極及源極/汲極；及一第二電晶體群組，其電連接至該浮動擴散單元、包含配置有與該第一佈局組態對稱之一第二佈局組態之一閘極及源極/汲極且提供於與該第一電晶體群組分離之一區域中。
[2] 如請求項1之固態成像裝置，其中回應於由該浮動擴散單元轉換之該電壓信號而執行相同操作之複數個電晶體之閘極及源極/汲極提供於該第一電晶體群組及該第二電晶體群組中之一者中。
[3] 如請求項1之固態成像裝置，其中回應於由該浮動擴散單元轉換之該電壓信號而執行該相同操作之複數個電晶體中之某些電晶體之閘極及源極/汲極提供於該第一電晶體群組中，且該等電晶體中之剩餘電晶體之閘極及源極/汲極提供於該第二電晶體群組中。
[4] 如請求項2之固態成像裝置，其中執行該相同操作之該複數個電晶體中之某些電晶體不充當一電晶體。
[5] 如請求項1之固態成像裝置，其中一虛設閘極提供於該第一電晶體群組及該第二電晶體群組中之至少一者中。
[6] 如請求項1之固態成像裝置，其中回應於由該浮動擴散單元轉換之該電壓信號而執行不同操作之複數個電晶體中之某些電晶體之閘極及源極/汲極提供於該第一電晶體群組中，且該等電晶體中之剩餘電晶體之閘極及源極/汲極提供於該第二電晶體群組中。
[7] 如請求項1之固態成像裝置，其進一步包括一井觸點，其中該井觸點形成於該複數個光電轉換單元之一形成區域之一周圍區域中之不同於該第一電晶體群組及該第二電晶體群組之形成區域之一區域中，且形成於其中自該第一電晶體群組至該第二電晶體群組之一方向垂直於自該井觸點至該浮動擴散單元之一方向之一位置處。
[8] 如請求項1之固態成像裝置，其進一步包括：一導線單元，其提供於與該複數個光電轉換單元之一光照射側相對之一側上。
[9] 如請求項1之固態成像裝置，其中放大電晶體分別提供於該第一電晶體群組及該第二電晶體群組中，且該第一電晶體群組之該放大電晶體與該第二電晶體群組之該放大電晶體並聯連接。
[10] 如請求項9之固態成像裝置，其中一重設電晶體提供於該第一電晶體群組及該第二電晶體群組中之僅一者中。
[11] 如請求項9之固態成像裝置，其中重設電晶體分別提供於該第一電晶體群組及該第二電晶體群組中，且該第一電晶體群組之該重設電晶體與該第二電晶體群組之該重設電晶體並聯連接。
[12] 如請求項10之固態成像裝置，其中一選擇電晶體提供於該第一電晶體群組及該第二電晶體群組中之另一者中。
[13] 如請求項10之固態成像裝置，其中一虛設閘極提供於該第一電晶體群組及該第二電晶體群組中之該另一者中。
[14] 如請求項1之固態成像裝置，其中該複數個光電轉換單元、該浮動擴散單元及該複數個傳送單元構成一光接收單元，且其中該等各別電晶體群組之電晶體及連接至該等電晶體之導線之配置相對於該第一電晶體群組及該第二電晶體群組中之該光接收單元之一中心線呈一對稱關係。
[15] 一種電子設備，其包括：一固態成像裝置，其包含：複數個光電轉換單元；一浮動擴散單元，其由該複數個光電轉換單元共用且將在該複數個光電轉換單元中之每一者中產生之電荷轉換成一電壓信號；複數個傳送單元，其分別提供於該複數個光電轉換單元中且將在該複數個光電轉換單元中產生之該電荷傳送至該浮動擴散單元；一第一電晶體群組，其電連接至該浮動擴散單元且包含配置有一第一佈局組態之一閘極及源極/汲極；及一第二電晶體群組，其電連接至該浮動擴散單元、包含配置有與該第一佈局組態對稱之一第二佈局組態之一閘極及源極/汲極且提供於與該第一電晶體群組分離之一區域中；及一信號處理電路，其針對來自該固態成像裝置之一輸出信號執行一預定處理程序。

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法律状态:

优先权:

申请号 | 申请日 | 专利标题

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