本申請是申請日為2012年8月22日、申請?zhí)枮?01210300957.9、發(fā)明名稱為“固態(tài)成像器件和電子設(shè)備”的發(fā)明專利申請的分案申請。

本公開涉及固態(tài)成像器件和包括固態(tài)成像器件的電子設(shè)備。

背景技術(shù)：

迄今為止，作為固態(tài)成像器件，近年來已經(jīng)在各種應(yīng)用中使用互補金屬氧化物半導(dǎo)體(cmos)圖像傳感器,其通過金屬氧化物半導(dǎo)體(mos)晶體管讀取存儲在光電二極管(光電轉(zhuǎn)換元件)中的信號電荷。一般來說，cmos圖像傳感器具有在其上形成光電地轉(zhuǎn)換入射光的光電二極管的襯底以及形成在襯底上的布線層。目前，作為cmos圖像傳感器，已經(jīng)廣泛使用了從襯底的布線層側(cè)上的表面用光照射的前照式cmos圖像傳感器。而且，近年來，為了改善光電二極管的靈敏度，也已經(jīng)提出了從與襯底的布線層側(cè)相對的側(cè)上的表面(反面)用光照射的背照式cmos圖像傳感器。

在背照式cmos圖像傳感器中，依據(jù)依據(jù)其結(jié)構(gòu)特征，與前照式cmos圖像傳感器相比，顯著改善了提供在像素單元中的例如導(dǎo)線、晶體管等的布局的自由程度。具體地說，從襯底的布線層側(cè)用光照射前照式cmos圖像傳感器。從而，在像素單元的例如導(dǎo)線、晶體管等中出現(xiàn)諸如入射光的反射、吸收、折射、光屏蔽之類的現(xiàn)象。為此，在前照式cmos圖像傳感器中，可能降低光電二極管的靈敏度或者靈敏度差異可能出現(xiàn)在像素之間。因此，在前照式cmos圖像傳感器中，為了解決這樣的問題，需要在像素單元中設(shè)計布局以便在光電二極管上盡可能不布置布線。

另一方面，由于從襯底的反面用光照射背照式cmos圖像傳感器，所以背照式cmos圖像傳感器不容易在像素單元的例如導(dǎo)線、晶體管等中受到入射光的反射、吸收、折射等的影響。除此而外，由于從襯底的反面用光照射背照式cmos圖像傳感器，所以可以在光電二極管上布置像素單元的布線。因此，在背照式cmos圖像傳感器中，與前照式cmos圖像傳感器相比，增大了布局的自由程度。

迄今為止，在cmos圖像傳感器中，當像素大小變成更精細時，時常采用共享像素的技術(shù)以便最大化光電二極管數(shù)字孔徑。在這種像素共享技術(shù)中，通過在多個像素之中共享晶體管以便最小化像素單元中除了光電二極管之外的元件的占用面積，確保光電二極管的面積。通過使用這種像素共享技術(shù)，可以改善光電二極管的諸如信號飽和量和靈敏度之類的特性。

因此，迄今為止，在應(yīng)用像素共享技術(shù)的cmos圖像傳感器中，已經(jīng)提出了各種像素單元布局(例如，參見日本待審查專利申請公開第2010-147965、2010-212288、2007-115994和2011-049446號)。

日本待審查專利申請公開第2010-147965號描述了共享四個像素的前照式cmos圖像傳感器。在日本待審查專利申請公開第2010-147965號中，以二維方式重復(fù)布置在像素的垂直布置方向和水平布置方向(這以后，分別稱為垂直方向和水平方向)上以2×2布置的四個光電二極管形成的光接收區(qū)域。然后，布置在預(yù)定第一光接收區(qū)域中的一個對角方向上的兩個像素，與布置于在垂直方向上鄰近于第一光接收區(qū)域的一側(cè)的第二光接收區(qū)域的一個對角方向上的兩個像素，組成一個共享單元。

而且，在日本待審查專利申請公開第2010-147965號的cmos圖像傳感器中，在垂直方向上，在第一光接收區(qū)域與第二光接收區(qū)域之間，布置四個像素共享的重置晶體管和接觸孔。然后，在四個像素中共享的放大晶體管和選擇晶體管被布置在第一光接收區(qū)域與鄰近在與第一光接收區(qū)域的第二光接收區(qū)域側(cè)相對的側(cè)上的光接收區(qū)域之間。

日本待審查專利申請公開第2010-212288號描述了共享在列方向上鄰近的多個像素的前照式cmos圖像傳感器。然后，在日本待審查專利申請公開第2010-212288號的cmos圖像傳感器，在共享的多個像素之中的預(yù)定像素的光電二極管的一個對角方向上布置重置晶體管，而放大晶體管和選擇晶體管布置在另一側(cè)。

日本待審查專利申請公開第2007-115994號描述了以二維方式重復(fù)布置在垂直方向上和在水平方向上以2×2布置的四個光電二極管形成的光接收區(qū)域的背照式cmos圖像傳感器。然后，布置在預(yù)定第一光接收區(qū)域中的一個對角方向上的兩個像素，與布置于在垂直方向上鄰近于第一光接收區(qū)域的一側(cè)的第二光接收區(qū)域的一個對角方向上的兩個像素，組成一個共享單元。而且，在日本待審查專利申請公開第2007-115994號的cmos圖像傳感器中，由四個像素共享的重置晶體管、放大晶體管和選擇晶體管布置在第一光接收區(qū)域與第二光接收區(qū)域之間。

日本待審查專利申請公開第2011-049446號描述了共享八個像素的背照式cmos圖像傳感器。在日本待審查專利申請公開第2011-049446號的cmos圖像傳感器中，在垂直方向上和在水平方向上以2×2布置四個光電二極管的第一光接收單元與具有類似于第一光接收單元的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的第二光接收單元，組成一個共享單元。然后，第二光接收單元布置成在垂直方向上鄰近于第一光接收單元的一側(cè)。而且，在日本待審查專利申請公開第2011-049446號的cmos圖像傳感器中，由八個像素共享的放大晶體管布置在第一光接收單元與第二光接收單元之間，而重置晶體管布置在第一光接收單元和與在第一光接收單元的第二光接收單元側(cè)相對的側(cè)上的光接收單元之間。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

在上述方式下，迄今為止，在cmos圖像傳感器中，已經(jīng)提出了各種像素布局技術(shù)。然而，如果使得像素大小更精細到這樣的程度，以致于是例如1μm或更小，則即使使用如上所述這樣的像素共享技術(shù)，例如也在晶體管等的布局上招致限制。

具體地，當像素大小變成更精細時，進行設(shè)計以便光電二極管的數(shù)字孔徑變成最大。從而，晶體管的占用面積需要相應(yīng)地進一步縮小(最小化)。在這種情況下，例如，依賴于像素大小和晶體管的布局，存在共享像素的多個光電二極管之中出現(xiàn)例如靈敏度(輸出)的特性差異的可能性。

已經(jīng)作出本公開來解決上述問題。期望提供例如像素大小變成更進一步精細也能夠抑制多個光電二極管之中的例如靈敏度的特性差異的固態(tài)成像器件，以及包括固態(tài)成像器件的電子設(shè)備。

根據(jù)本公開的固態(tài)成像器件包括多個光電轉(zhuǎn)換單元、浮置擴散單元、多個轉(zhuǎn)移單元、第一晶體管組和第二晶體管組。每一個單元的功能和結(jié)構(gòu)形成如下。浮置擴散單元在多個光電轉(zhuǎn)換單元之中共享并且將由多個光電轉(zhuǎn)換單元的每一個生成的電荷轉(zhuǎn)換成電壓信號。為多個相應(yīng)光電轉(zhuǎn)換單元提供的多個轉(zhuǎn)移單元將由多個光電轉(zhuǎn)換單元生成的電荷轉(zhuǎn)移到浮置擴散單元。第一晶體管組電連接到浮置擴散單元，并且具有以第一布局結(jié)構(gòu)布置的柵極和源極/漏極。第二晶體管組電連接到浮置擴散單元，具有以與第一布局結(jié)構(gòu)對稱的第二布局結(jié)構(gòu)布置的柵極和源極/漏極，并且提供在不同于第一晶體管組的區(qū)域的區(qū)域中。

在該說明書中稱為“與第一布局結(jié)構(gòu)對稱的第二布局結(jié)構(gòu)”的含義如下。其指它們兩個的布局結(jié)構(gòu)，關(guān)于在形成第一晶體管組和第二晶體管組的平面內(nèi)穿過兩個晶體管組之間的中心并且在與兩個晶體管組之間的布置方向直角相交的方向上延伸的直線相互對稱。

而且，術(shù)語“布局結(jié)構(gòu)”的含義不僅包括晶體管的柵極和/或源極/漏極的布局圖案的含義，還包括柵極和/或源極/漏極的大小(面積)的含義。也就是說，在本說明書中，在柵極和源極/漏極中的至少一個的布局圖案和/或大小(面積)在第一晶體管組與第二晶體管組之間相同的情況下，它們兩個的布局結(jié)構(gòu)是對稱的。

而且，像在本說明書中使用的短語“布局結(jié)構(gòu)是對稱的”除了指布局結(jié)構(gòu)在第一晶體管組與第二晶體管組之間相同之外，還指布局結(jié)構(gòu)基本上相同(“基本上對稱”)。更具體地，像在本說明書中使用的術(shù)語“對稱的”包括布局結(jié)構(gòu)在可以抑制諸如多個光電轉(zhuǎn)換單元之中的例如靈敏度之類的特性差異的范圍內(nèi)相互有點不同的情況?？梢砸种铺匦圆町惖姆秶氖纠`敏度差異接近0.1％或更小的范圍。

而且，像在本說明書中使用的術(shù)語“柵極”不僅包括晶體管的柵極而且包括虛柵極(虛電極)。而且，像在本說明書中使用的術(shù)語“源極/漏極”不僅包括每一個晶體管的源極區(qū)域或漏極區(qū)域而且包括在相互鄰近的晶體管之間共享的源極區(qū)域或漏極區(qū)域。除此而外，術(shù)語“源極/漏極”包括在兩個相互鄰近的晶體管之間共享的區(qū)域，其中該區(qū)域?qū)τ谝粋€晶體管充當源極而對于另一個晶體管充當漏極。

而且，本公開的電子設(shè)備包括本公開的上述固態(tài)成像器件，以及對固態(tài)成像器件的輸出信號進行預(yù)定處理的信號處理電路。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種固態(tài)成像器件，包括：第一單元，包括第一四個光電轉(zhuǎn)換區(qū)域、第一四個轉(zhuǎn)移晶體管以及第一浮置擴散單元，所述第一四個轉(zhuǎn)移晶體管中的相應(yīng)晶體管連接至所述第一四個光電轉(zhuǎn)換區(qū)域中的相應(yīng)區(qū)域，所述第一浮置擴散單元由所述第一四個轉(zhuǎn)移晶體管共享；第二單元，包括第二四個光電轉(zhuǎn)換區(qū)域、第二四個轉(zhuǎn)移晶體管以及第二浮置擴散單元，所述第二四個轉(zhuǎn)移晶體管中的相應(yīng)晶體管連接至所述第二四個光電轉(zhuǎn)換區(qū)域中的相應(yīng)區(qū)域，所述第二浮置擴散單元由所述第二四個轉(zhuǎn)移晶體管共享，所述第二浮置擴散單元連接至所述第一浮置擴散單元；共享晶體管，連接至所述第一浮置擴散單元和所述第二浮置擴散單元；以及信號線，連接至所述共享晶體管以基于所述第一四個光電轉(zhuǎn)換區(qū)域和所述第二四個光電轉(zhuǎn)換區(qū)域中的至少一個的輸出而轉(zhuǎn)移信號，其中所述共享晶體管包括第一選擇晶體管和第二選擇晶體管。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種固態(tài)成像器件，包括：第一單元，包括第一多個光電轉(zhuǎn)換區(qū)域、第一四個轉(zhuǎn)移晶體管、以及由所述第一四個轉(zhuǎn)移晶體管共享的第一浮置擴散單元，所述第一四個轉(zhuǎn)移晶體管被配置為將在所述第一多個光電轉(zhuǎn)換區(qū)域中累積的電荷轉(zhuǎn)移至所述第一浮置擴散單元；第二單元，包括第二多個光電轉(zhuǎn)換區(qū)域、第二四個轉(zhuǎn)移晶體管、以及由所述第二四個轉(zhuǎn)移晶體管共享的第二浮置擴散單元，所述第二四個轉(zhuǎn)移晶體管被配置為將在所述第二多個光電轉(zhuǎn)換區(qū)域中累積的電荷轉(zhuǎn)移至所述第二浮置擴散單元，所述第二浮置擴散單元連接至所述第一浮置擴散單元；共享晶體管，連接至所述第一浮置擴散單元和所述第二浮置擴散單元；以及信號線，連接至所述共享晶體管以基于所述第一多個光電轉(zhuǎn)換區(qū)域和所述第二多個光電轉(zhuǎn)換區(qū)域中的至少一個的輸出而轉(zhuǎn)移信號，其中所述共享晶體管包括第一選擇晶體管和第二選擇晶體管。

根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提供了一種相機模塊，包括：固態(tài)成像器件。所述固態(tài)成像器件包括：第一單元，包括第一多個光電轉(zhuǎn)換區(qū)域、第一四個轉(zhuǎn)移晶體管、以及由所述第一四個轉(zhuǎn)移晶體管共享的第一浮置擴散單元，所述第一四個轉(zhuǎn)移晶體管被配置為將在所述第一多個光電轉(zhuǎn)換區(qū)域中累積的電荷轉(zhuǎn)移至所述第一浮置擴散單元；第二單元，包括第二多個光電轉(zhuǎn)換區(qū)域、第二四個轉(zhuǎn)移晶體管、以及由所述第二四個轉(zhuǎn)移晶體管共享的第二浮置擴散單元，所述第二四個轉(zhuǎn)移晶體管被配置為將在所述第二多個光電轉(zhuǎn)換區(qū)域中累積的電荷轉(zhuǎn)移至所述第二浮置擴散單元，所述第二浮置擴散單元連接至所述第一浮置擴散單元；共享晶體管，連接至所述第一浮置擴散單元和所述第二浮置擴散單元；以及信號線，連接至所述共享晶體管以基于所述第一多個光電轉(zhuǎn)換區(qū)域和所述第二多個光電轉(zhuǎn)換區(qū)域中的至少一個的輸出而轉(zhuǎn)移信號，其中所述共享晶體管包括第一選擇晶體管和第二選擇晶體管。

根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種電子設(shè)備，包括：固態(tài)成像器件。所述固態(tài)成像器件包括：第一單元，包括第一多個光電轉(zhuǎn)換區(qū)域、第一四個轉(zhuǎn)移晶體管、以及由所述第一四個轉(zhuǎn)移晶體管共享的第一浮置擴散單元，所述第一四個轉(zhuǎn)移晶體管被配置為將在所述第一多個光電轉(zhuǎn)換區(qū)域中累積的電荷轉(zhuǎn)移至所述第一浮置擴散單元；第二單元，包括第二多個光電轉(zhuǎn)換區(qū)域、第二四個轉(zhuǎn)移晶體管、以及由所述第二四個轉(zhuǎn)移晶體管共享的第二浮置擴散單元，所述第二四個轉(zhuǎn)移晶體管被配置為將在所述第二多個光電轉(zhuǎn)換區(qū)域中累積的電荷轉(zhuǎn)移至所述第二浮置擴散單元，所述第二浮置擴散單元連接至所述第一浮置擴散單元；共享晶體管，連接至所述第一浮置擴散單元和所述第二浮置擴散單元；以及信號線，連接至所述共享晶體管以基于所述第一多個光電轉(zhuǎn)換區(qū)域和所述第二多個光電轉(zhuǎn)換區(qū)域中的至少一個的輸出而轉(zhuǎn)移信號，其中所述共享晶體管包括第一選擇晶體管和第二選擇晶體管。

在上述方式下，在本公開的固態(tài)成像器件中，在多個光電轉(zhuǎn)換單元之中共享的各種晶體管劃分成至少兩個晶體管組來布置。然后，第一晶體管組內(nèi)的柵極和源極/漏極的第一布局結(jié)構(gòu)與第二晶體管組內(nèi)的柵極和源極/漏極的第二布局結(jié)構(gòu)對稱地形成。

在本公開中，第一晶體管組的柵極和源極/漏極的布局結(jié)構(gòu)與第二晶體管組的柵極和源極/漏極的布局結(jié)構(gòu)對稱地形成。結(jié)果，根據(jù)本公開，可以抑制諸如在多個光電轉(zhuǎn)換單元之中的例如靈敏度之類的特性差異。

附圖說明

圖1是根據(jù)第一實施例的固態(tài)成像器件的示意框圖；

圖2是4-晶體管型固態(tài)成像器件中的單元像素的等效電路圖；

圖3是在4-晶體管型固態(tài)成像器件中共享像素的情況下的共享像素單元部分的等效電路圖；

圖4是在根據(jù)第一實施例的固態(tài)成像器件中的共享像素單元部分的示意布局平面圖；

圖5是改進1的共享像素單元部分的示意布局平面圖；

圖6是改進2的共享像素單元部分的示意布局平面圖；

圖7是改進3的共享像素單元部分的示意布局平面圖；

圖8是改進4的共享像素單元部分的示意布局平面圖；

圖9是根據(jù)第二實施例的固態(tài)成像器件中的共享像素單元部分的示意布局平面圖；

圖10是根據(jù)第三實施例的固態(tài)成像器件中的共享像素單元部分的示意布局平面圖；

圖11是3-晶體管型固態(tài)成像器件中的單元像素的等效電路圖；

圖12是在像素在3-晶體管型固態(tài)成像器件中共享的情況下的共享像素單元部分的等效電路圖；

圖13是根據(jù)第四實施例的固態(tài)成像器件中的共享像素單元部分的示意布局平面圖；

圖14是根據(jù)第五實施例的固態(tài)成像器件中的共享像素單元部分的示意布局平面圖；

圖15是根據(jù)第六實施例的固態(tài)成像器件中的共享像素單元部分的示意布局平面圖；

圖16是根據(jù)第七實施例的固態(tài)成像器件中的共享像素單元部分的示意布局平面圖；

圖17是根據(jù)第七實施例的固態(tài)成像器件中的共享像素單元部分的等效電路圖；

圖18是根據(jù)第七實施例的固態(tài)成像器件中的像素陣列單元的示意布局平面圖；

圖19是根據(jù)第八實施例的固態(tài)成像器件中的共享像素單元部分的示意布局平面圖；

圖20是根據(jù)第八實施例的固態(tài)成像器件中的共享像素單元部分的等效電路圖；

圖21是根據(jù)第九實施例的固態(tài)成像器件中的共享像素單元部分的示意布局平面圖；

圖22是根據(jù)第九實施例的固態(tài)成像器件中的共享像素單元部分的等效電路圖；

圖23是根據(jù)第十實施例的固態(tài)成像器件中的共享像素單元部分的示意布局平面圖；

圖24是根據(jù)第十實施例的固態(tài)成像器件中的共享像素單元部分的等效電路圖；

圖25是根據(jù)第十一實施例的固態(tài)成像器件中的共享像素單元部分的示意布局平面圖；

圖26是根據(jù)第十二實施例的電子設(shè)備的示意框圖；以及

圖27是在對于第二晶體管組僅僅使用重置晶體管的情況下的像素陣列單元的示意布局平面圖。

具體實施方式

以下將參考附圖按照下列順序描述根據(jù)本公開的實施例的固態(tài)成像器件和電子設(shè)備的示例。然而，本公開不限于下述示例。

1.第一實施例：4-晶體管型固態(tài)成像器件(8-像素共享)

2.第一實施例的各種改進

3.第二實施例：4-晶體管型固態(tài)成像器件(4-像素共享)

4.第三實施例：4-晶體管型固態(tài)成像器件(2-像素共享)

5.第四實施例：3-晶體管型固態(tài)成像器件(8-像素共享)

6.第五實施例：3-晶體管型固態(tài)成像器件(4-像素共享)

7.第六實施例：3-晶體管型固態(tài)成像器件(2-像素共享)

8.第七實施例：4-晶體管型固態(tài)成像器件(8-像素共享)

9.第八實施例：4-晶體管型固態(tài)成像器件(8-像素共享)

10.第九實施例：3-晶體管型固態(tài)成像器件(8-像素共享)

11.第十實施例：3-晶體管型固態(tài)成像器件(8-像素共享)

12.第十一實施例：4-晶體管型固態(tài)成像器件(4-像素共享)

13.第十二實施例：電子設(shè)備。

1.第一實施例

首先，在描述根據(jù)第一實施例的固態(tài)成像器件的結(jié)構(gòu)示例之前，更具體地描述可能當像素大小形成得更精細到如此程度以致于是例如1μm或更小時出現(xiàn)的問題。上述伴隨更精細的像素大小的問題可能在像素共享技術(shù)應(yīng)用到具有高布局自由程度的背照式cmos圖像傳感器的情況下出現(xiàn)。

在像素共享技術(shù)應(yīng)用到背照式cmos圖像傳感器的情況下，像已經(jīng)例如在日本待審查專利申請公開第2011-049446中提出的那樣，存在將共享的各種mos晶體管劃分成兩個晶體管組并且每一個晶體管組形成在不同區(qū)域中的情況。在這種情況下，例如,依賴于像素大小、mos晶體管的大小和數(shù)量以及布局技術(shù)的條件，存在兩個晶體管組中柵極和/或源極/漏極的占用面積相互不同的情況。也就是說，存在兩個晶體管組在共享像素單元內(nèi)的布局結(jié)構(gòu)相互不對稱的情況。在這種情況下，存在共享像素單元內(nèi)的多個光電二極管之中出現(xiàn)輸出差異(靈敏度差異)的可能性。關(guān)于這種原因，例如，考慮下列理由(1)和/或(2)。

(1)在從反面進入的光之中，穿過附近的、例如由mos晶體管的多晶硅形成的柵極的光由例如柵極和si之間的界面(interface)、柵極的側(cè)壁等反射和/或吸收。因此，輸出在對其在其周圍布置mos晶體管的柵極的光電二極管與對其不布置mos晶體管的柵極的光電二極管之間不同，并在它們之間出現(xiàn)輸出差異。

(2)通過光電轉(zhuǎn)換在光電二極管接近mos晶體管的源極和/或漏極的區(qū)域生成的電子容易用與光電二極管的電位相比相當深的電位移動到源極和/或漏極。在這種情況下，在對其在其周圍布置了mos晶體管的源極和/或漏極的光電二極管中，難以檢測到電子，并且輸出降低。因此，輸出在其周圍布置了mos晶體管的源極和/或漏極的光電二極管與沒有布置mos晶體管的源極和/或漏極的光電二極管之間不同，并且在它們之間出現(xiàn)輸出差異。

在前照式cmos圖像傳感器中，由于在光電二極管的入射光側(cè)上提供布線層，所以入射光的反射和/或吸收主要出現(xiàn)在布線層中。而且，在前照式cmos圖像傳感器中，一般來說，布線層屏蔽源極和/或漏極的區(qū)域。從而，在多個光電二極管之中由于(2)的因素引起的輸出差異(靈敏度差異)問題很少出現(xiàn)。也就是說，在前照式cmos圖像傳感器中，由兩個晶體管組之間的布局結(jié)構(gòu)的不對稱性導(dǎo)致的問題很少出現(xiàn)。然而，同樣在前照式cmos圖像傳感器中，由兩個晶體管組之間的布局結(jié)構(gòu)的不對稱性導(dǎo)致的問題可以依賴于在光電二極管的入射光側(cè)上提供的布線層的布局而出現(xiàn)。

因此，在下述各種實施例中，下面將描述能夠抑制由兩個晶體管組之間的布局結(jié)構(gòu)的不對稱性導(dǎo)致的問題(多個光電二極管之中的靈敏度差異)的出現(xiàn)的固態(tài)成像器件的結(jié)構(gòu)示例。

固態(tài)成像器件的整體結(jié)構(gòu)

將參考附圖具體地描述根據(jù)第一實施例的固態(tài)成像器件的整體結(jié)構(gòu)。在本實施例中，通過使用4-晶體管型背照式cmos圖像傳感器作為示例來描述固態(tài)成像器件。

圖1是根據(jù)第一實施例的cmos圖像傳感器的示意框結(jié)構(gòu)。cmos圖像傳感器100包括像素陣列單元101、垂直驅(qū)動單元102、列處理單元103、水平驅(qū)動單元104和系統(tǒng)控制單元105。像素陣列單元101、垂直驅(qū)動單元102、列處理單元103、水平驅(qū)動單元104和系統(tǒng)控制單元105形成在未示出在圖1中的一個半導(dǎo)體襯底(芯片)上。

除此而外，cmos圖像傳感器100包括信號處理單元108和數(shù)據(jù)貯存單元109。信號處理單元108和數(shù)據(jù)貯存單元109可以由提供在不同于cmos圖像傳感器100的襯底的襯底上的、使用軟件進行處理的數(shù)字信號處理器(dsp)或外部信號處理單元構(gòu)成。信號處理單元108和數(shù)據(jù)貯存單元109可以安裝在與在其上形成例如像素陣列單元101的半導(dǎo)體襯底相同的半導(dǎo)體襯底上。

像素陣列單元101包括以矩陣形式二維地布置的多個單元像素(這以后，簡稱為像素)。而且，每一個像素提供有光電轉(zhuǎn)換元件(本實施例中的光電二極管)，該光電轉(zhuǎn)換元件生成與入射光量對應(yīng)的電荷量的光電荷(這以后，簡稱為電荷)并存儲在里邊。在本實施例中，由于該架構(gòu)以共享多個像素的這種方式形成，所以以矩陣形式二維地布置每一個都由共享的多個像素形成的共享單元部分(這以后，稱為共享像素單元部分)，并且形成像素陣列單元101。

像素陣列單元101進一步包括對于以矩陣形式二維地布置的每一行共享像素單元部分、沿著行方向(在圖1中的右左方向)形成的像素驅(qū)動線106，以及對于每一列、沿著列方向(在圖1中的上下方向)形成的垂直信號線107。每一條像素驅(qū)動線106連接到對應(yīng)的共享像素單元部分，而每一條垂直信號線107連接到對應(yīng)的共享像素單元部分。

而且，像素驅(qū)動線106的一端連接到與像素驅(qū)動線106對應(yīng)的、垂直驅(qū)動單元102的行的輸出端，而垂直信號線107的一端連接到與垂直信號線107對應(yīng)的列處理單元103的列的輸入端。在圖1中，為了簡化描述，每一行的像素驅(qū)動線106使用一條信號線指示。像在后面將描述的那樣，通常，為每一行提供驅(qū)動形成像素的多個晶體管的多條信號線。

垂直驅(qū)動單元102例如由諸如移位寄存器和地址譯碼器之類的電路元件組成。垂直驅(qū)動單元102輸出各種驅(qū)動信號到像素陣列單元101的每一個像素(共享像素單元部分)以便驅(qū)動每一個像素，并且從每一個像素讀取信號。

列處理單元103對于像素陣列單元101的每一列共享像素單元部分，對通過垂直信號線107從所選行的共享像素單元部分內(nèi)的某個像素輸出的像素信號進行預(yù)定信號處理并臨時存儲該信號處理之后的像素信號。

具體地，列處理單元103至少進行降噪處理，諸如例如相關(guān)雙采樣(cds)處理，作為信號處理。作為列處理單元103中的cds處理的結(jié)果，例如，可以消除重置噪聲以及由放大晶體管的閾值差異導(dǎo)致的、像素特有的固定圖案噪聲。除了上述降噪功能之外，例如，還可以在列處理單元103中提供模擬-數(shù)字(ad)轉(zhuǎn)換功能，以便輸出數(shù)字信號。

水平驅(qū)動單元104例如由諸如移位寄存器和地址譯碼器之類的電路元件組成，并且選擇性地順序掃描為每一列的列處理單元103提供的單元電路(未示出)。作為水平驅(qū)動單元104的選擇性掃描的結(jié)果，在列處理單元103的每一個單元電路中已經(jīng)對其進行了信號處理的像素信號被輸出到信號處理單元108。

系統(tǒng)控制單元105例如由生成cmos圖像傳感器100的各種操作的定時信號的定時發(fā)生器組成。系統(tǒng)控制單元105生成的各種定時信號供應(yīng)到垂直驅(qū)動單元102、列處理單元103和水平驅(qū)動單元104，并且每一個單元由按照這些定時信號的控制驅(qū)動。

信號處理單元108對從列處理單元103輸出的像素信號進行各種信號處理，例如，加法處理。而且，數(shù)據(jù)貯存單元109臨時存儲在信號處理單元108中進行預(yù)定信號處理需要的數(shù)據(jù)。

共享像素單元部分的結(jié)構(gòu)

將描述本實施例的像素陣列單元101中的共享像素單元部分的結(jié)構(gòu)。在那之前，為了比較的目的，將描述在4-晶體管型cmos圖像傳感器中不使用像素共享技術(shù)的情況下每一個像素的結(jié)構(gòu)。圖2圖示在不使用像素共享技術(shù)的情況下的像素的等效電路。

像素10通常包括一個光電二極管11(光電轉(zhuǎn)換元件)、由為光電二極管11提供的mos晶體管形成的各種有源元件以及浮置擴散區(qū)域16(稱為fd區(qū)域16)。在圖2中所示的示例中，像素10包括轉(zhuǎn)移晶體管12、放大晶體管13、重置晶體管14和選擇晶體管15，作為各種有源元件。這里，示出由其載流子極性(carrierpolarity)是n型的mos晶體管形成各種晶體管的示例。

而且，在圖2中所示的示例中，對于一個像素10在行方向(在圖2中，在右左方向)上提供三條信號導(dǎo)線(像素驅(qū)動線106)，即，轉(zhuǎn)移導(dǎo)線17、重置導(dǎo)線18和選擇線19，而在列方向(在圖2中，在上下方向)上提供垂直信號線107。雖然未示出在圖2中，但像素10提供有要用作像素邊界部分上的光屏蔽膜和黑電平檢測像素的二維布線。

光電二極管11將入射光轉(zhuǎn)換(光電轉(zhuǎn)換)成與光入射光量對應(yīng)的量的電荷(這里為電子)。光電二極管11的陽極接地。

轉(zhuǎn)移晶體管12提供在光電二極管11的陰極與fd區(qū)域16之間。轉(zhuǎn)移晶體管12當高電平信號通過轉(zhuǎn)移導(dǎo)線17從垂直驅(qū)動單元102輸入到柵極時導(dǎo)通，并將已經(jīng)由光電二極管11光電轉(zhuǎn)換了的電荷(電子)轉(zhuǎn)移到fd區(qū)域16。轉(zhuǎn)移到fd區(qū)域16的電荷在fd區(qū)域16中被轉(zhuǎn)換成電壓(電位)。

放大晶體管13的柵極連接到fd區(qū)域16。而且，放大晶體管13的漏極連接到電源電壓vdd的供應(yīng)端，而放大晶體管13的源極通過選擇晶體管15連接到垂直信號線107。放大晶體管13放大fd區(qū)域16的電位(電壓信號)，并輸出已放大信號到選擇晶體管15，作為光貯存信號(像素信號)。

重置晶體管14提供在電源電壓vdd的供應(yīng)端與fd區(qū)域16之間。重置晶體管14當高電平信號從垂直驅(qū)動單元102通過重置導(dǎo)線18輸入到其柵極時導(dǎo)通，并且fd區(qū)域16的電位重置到電源電壓vdd。

選擇晶體管15提供在放大晶體管13與垂直信號線107之間。選擇晶體管15當高電平信號從垂直驅(qū)動單元102通過選擇線19輸入到其柵極時導(dǎo)通，并且將放大晶體管13放大了的電壓信號輸出到垂直信號線107。也就是說，在4-晶體管型cmos圖像傳感器100中，像素的選擇與非選擇之間的切換由選擇晶體管15控制。每一個像素輸出到垂直信號線107的電壓信號轉(zhuǎn)移到列處理單元103。

接下來，將描述在像素共享技術(shù)用于4-晶體管型cmos圖像傳感器的情況下的共享像素單元部分的結(jié)構(gòu)。圖3圖示像素陣列單元101內(nèi)的共享像素單元部分的等效電路。圖3圖示一個共享像素單元部分110共享八個像素的示例。而且，在圖3中所示的共享像素單元部分110中，用相同的附圖標記標示與圖2中所示的像素10的組件相同的組件。

共享像素單元部分110包括八個光電二極管(第一光電二極管111至第八光電二極管118)。而且，共享像素單元部分110包括八個轉(zhuǎn)移晶體管(第一轉(zhuǎn)移晶體管121至第八轉(zhuǎn)移晶體管128)，其以分別對應(yīng)于第一光電二極管111至第八光電二極管118的方式提供。除此而外，共享像素單元部分110包括在八個像素之中共享的放大晶體管13、重置晶體管14、選擇晶體管15和fd區(qū)域16。

放大晶體管13、重置晶體管14、選擇晶體管15和fd區(qū)域16以與參考圖10所述的像素10對應(yīng)的那些相同的方式構(gòu)成，并且具有相同的功能。而且，第一光電二極管111至第八光電二極管118可以以與參考圖2所述的光電二極管11相同的方式構(gòu)成。每一個光電二極管的陽極接地，而每一個光電二極管的陰極連接到轉(zhuǎn)移晶體管的源極。

第一轉(zhuǎn)移晶體管121至第八轉(zhuǎn)移晶體管128可以以與參考圖2所述的轉(zhuǎn)移晶體管12相同的方式構(gòu)成。第一轉(zhuǎn)移晶體管121至第八轉(zhuǎn)移晶體管128連接到八個對應(yīng)的轉(zhuǎn)移導(dǎo)線17a至17h。除此而外，每一個轉(zhuǎn)移晶體管提供在對應(yīng)的光電二極管與fd區(qū)域16之間，并且每一個轉(zhuǎn)移晶體管的漏極連接到fd區(qū)域16。也就是說，在像在本實施例中那樣共享八個像素的情況下，每一個都由轉(zhuǎn)移晶體管和與其對應(yīng)的光電二極管形成的八個電路提供在共享像素單元部分110中，并且該八個電路并聯(lián)連接在fd區(qū)域16與地之間。

共享像素單元部分的布局

(1)整體共享像素單元部分的布局

圖4圖示本實施例的cmos圖像傳感器100(固態(tài)成像器件)中的共享像素單元部分110的布局結(jié)構(gòu)的示意平面圖。在圖4中所示的共享像素單元部分110的布局結(jié)構(gòu)中，與圖3中所示的共享像素單元部分110的等效電路內(nèi)的組件對應(yīng)的組件用相同的附圖標記標示。

共享像素單元部分110包括第一光接收單元21和第二光接收單元22。第一光接收單元21和第二光接收單元22布置在共享像素單元部分110內(nèi)的垂直方向(在圖4中的y方向)上。像在后面將描述的那樣，在本實施例中，被八個像素共享的fd區(qū)域16(浮置擴散單元)分開提供在相應(yīng)光接收單元(第一fd區(qū)域16a和第二fd區(qū)域16b)中。

而且，共享像素單元部分110包括第一晶體管組31和第二晶體管組32。也就是說，在本實施例中，在八個像素之中共享的各種晶體管分開布置在兩個晶體管組中。在本實施例中，放大晶體管13和選擇晶體管15布置在第一晶體管組31中，而重置晶體管14布置在第二晶體管組32。

而且，如在圖4中所示，第一晶體管組31布置在第一光接收單元21與第二光接收單元22之間。第二晶體管組32布置在第二光接收單元22的周圍區(qū)域中與第二光接收單元22的第一晶體管組31的布置側(cè)相對的一側(cè)上的區(qū)域中。

在本實施例中，每一個晶體管組形成為沿著水平方向(在圖4中的x方向)從光接收單元的一個端部的鄰域上的位置延伸到另一個端部的鄰域上的位置。在本實施例中，晶體管組布置成在水平方向上第一晶體管組31的兩端處的位置基本上變成在第二晶體管組32的兩端處的相同位置。

除此而外，共享像素單元部分110包括第一阱觸點23a和第二阱觸點23b。雖然未示出在圖4中，但第一光接收單元21、第二光接收單元22、第一晶體管組31和第二晶體管組32形成在si襯底中形成的預(yù)定阱區(qū)域中。在本實施例中，電連接阱區(qū)域和內(nèi)部布線的阱觸點分開提供在兩個部分中。具體地，在本實施例中，分別為第一光接收單元21和第二光接收單元22提供第一阱觸點23a和第二阱觸點23b。

在第一光接收單元21的周圍區(qū)域中，第一阱觸點23a布置在第一光接收單元21的水平方向(圖4中的x方向)上的一側(cè)(圖4中的左側(cè))上的區(qū)域中，并且布置在與第一fd區(qū)域16a相對的位置(第一光接收單元21的中心)上。而且，在第二光接收單元22的周圍區(qū)域中，第二阱觸點23b布置在第二光接收單元22的水平方向上的一側(cè)上的區(qū)域中，并且布置在與第二fd區(qū)域16b相對的位置(第二光接收單元22的中心)上。然而，每一個阱觸點的布置位置不限于圖4中所示的示例。例如，在對應(yīng)的光接收單元的周圍區(qū)域中，每一個阱觸點可以布置在光接收單元的水平方向(圖4中的x方向)上的另一側(cè)(圖4中的右側(cè))的位置處，并且可以布置在與fd區(qū)域相對的位置(對應(yīng)的光接收單元的中心)上。

而且，共享像素單元部分110內(nèi)的上述每一個單元使用各種觸點和內(nèi)部布線(未示出)電連接，以便滿足圖3中所示的等效電路中的每一個單元的連接關(guān)系。在本實施例中，以矩陣形式二維地布置圖4中所示的布局結(jié)構(gòu)的共享像素單元部分110，從而形成像素陣列單元101。

(2)共享像素單元部分的每一個單元的布局

將參考圖4描述共享像素單元部分110內(nèi)的每一個單元的布局結(jié)構(gòu)。

第一光接收單元21包括在垂直方向(圖4中的y方向)上和在水平方向(圖4中的x方向)上以2×2布置的第一光電二極管111至第四光電二極管114(光電轉(zhuǎn)換單元)，以及第一轉(zhuǎn)移晶體管121至第四轉(zhuǎn)移晶體管124(轉(zhuǎn)移單元)。而且，第一光接收單元21包括在像素中共享的第一fd區(qū)域16a。在圖4中，為了簡化描述，僅僅示出第一轉(zhuǎn)移晶體管121至第四轉(zhuǎn)移晶體管124的相應(yīng)柵極(第一轉(zhuǎn)移柵極121a至第四轉(zhuǎn)移柵極124a)。

在本實施例中，如在圖4中所示，第一fd區(qū)域16a布置在以2×2布置的第一光電二極管111至第四光電二極管114的形成區(qū)域的中心，即，在第一光接收單元21的中心。第一轉(zhuǎn)移柵極121a至第四轉(zhuǎn)移柵極124a布置在第一fd區(qū)域16a與第一光電二極管111至第四光電二極管114之間。在此時，第一轉(zhuǎn)移柵極121a至第四轉(zhuǎn)移柵極124a以分別直接連接到第一光電二極管111至第四光電二極管114的方式布置。

第二光接收單元22包括在垂直方向上和在水平方向上以2×2布置的第五光電二極管115至第八光電二極管118(光電轉(zhuǎn)換單元)，以及第五轉(zhuǎn)移晶體管125至第八轉(zhuǎn)移晶體管128(轉(zhuǎn)移單元)。而且，第二光接收單元22包括在四個像素之中共享的第二fd區(qū)域16b。在圖4中，為了簡化描述，示出第五轉(zhuǎn)移晶體管125至第八轉(zhuǎn)移晶體管128的相應(yīng)柵極(第五轉(zhuǎn)移柵極125a至第八轉(zhuǎn)移柵極128a)。

在本實施例中，如在圖4中所示，第二fd區(qū)域16b布置在以2×2布置的第五光電二極管115至第八光電二極管118的形成區(qū)域的中心，即，在第二光接收單元22的中心。第二fd區(qū)域16b通過觸點和內(nèi)部布線(未示出)電連接到第一fd區(qū)域16a。而且，第五轉(zhuǎn)移柵極125a至第八轉(zhuǎn)移柵極128a分別布置在第二fd區(qū)域16b與第五光電二極管115至第八光電二極管118之間。在此時，第五轉(zhuǎn)移柵極125a至第八轉(zhuǎn)移柵極128a以分別直接連接到第五光電二極管115至第八光電二極管118的方式布置。也就是說，形成第二光接收單元22的每一個單元的布置與第一光接收單元21的每一個單元的布置相同。

第一晶體管組31包括放大晶體管13的柵極13a(這以后，稱為放大柵極)、選擇晶體管15的柵極15a(這以后，稱為選擇柵極)和第一源極/漏極31a至第三源極/漏極31c。在本實施例中，沿著水平方向(圖4中的x方向)，依次布置第一源極/漏極31a、放大柵極13a、第二源極/漏極31b、選擇柵極15a和第三源極/漏極31c。在此時，每一個柵極和每一個源極/漏極布置成第三源極/漏極31c定位于水平方向上的第一阱觸點23a側(cè)上。

在第一晶體管組31中，第一源極/漏極31a、放大柵極13a和第二源極/漏極31b組成放大晶體管13。第一源極/漏極31a和第二源極/漏極31b分別充當放大晶體管13的漏極和源極。而且，在第一晶體管組31中，第二源極/漏極31b、選擇柵極15a和第三源極/漏極31c組成選擇晶體管15。第二源極/漏極31b和第三源極/漏極31c分別充當選擇晶體管15的漏極和源極。也就是說，在第一晶體管組31中，第二源極/漏極31b共享為放大晶體管13的源極和選擇晶體管15的漏極。

而且，在本實施例的cmos圖像傳感器100中，為了獲得更滿意的特性，最好進一步增大放大柵極13a的面積。因此，放大柵極13a的面積增大到大于如在圖4中所示的選擇柵極15a的面積。具體地，延長在放大柵極13a的水平方向(x方向)上的延伸長度到大于選擇柵極15a的延伸長度。

第二晶體管組32由兩個重置晶體管14組成，并且該兩個重置晶體管14沿著水平方向(圖4中的x方向)布置。也就是說，在本實施例的cmos圖像傳感器100中，在共享像素單元部分110中，添加一個重置晶體管14。

在這種情況下，需要確保用于在第二晶體管組32的形成區(qū)域中添加一個重置晶體管的區(qū)域。然而，在本實施例中，如在圖4中所示，阱觸點布置在光接收單元的形成區(qū)域的周圍、在光接收單元的水平方向(x方向)上的一側(cè)(左側(cè))中的位置處，而不布置在晶體管的周圍。因此，在本實施例的共享像素單元部分110的布局結(jié)構(gòu)中，可以有效地確保用于在第二晶體管組32的形成區(qū)域中添加一個重置晶體管的區(qū)域。

而且，第二晶體管組32包括第一重置晶體管的柵極14a(這以后，稱為第一重置柵極)以及第二重置晶體管的柵極14b(這以后，稱為第二重置柵極)。除此而外，第二晶體管組32包括第四源極/漏極32a至第六源極/漏極32c。

然后，在本實施例中，沿著水平方向(圖4中的x方向)，依次布置第四源極/漏極32a、第一重置柵極14a、第五源極/漏極32b、第二重置柵極14b和第六源極/漏極32c。在此時，布置每一個柵極和每一個源極/漏極，以便將第六源極/漏極32c定位于水平方向上的第二阱觸點23b側(cè)上。而且，在此時，第一重置柵極14a和第二重置柵極14b分別布置在與放大柵極13a和選擇柵極15a基本上相對的位置處，在其間具有第二光接收單元22。

在第二晶體管組32中，第四源極/漏極32a、第一重置柵極14a和第五源極/漏極32b組成第一重置晶體管。而且，在第二晶體管組32中，第五源極/漏極32b、第二重置柵極14b和第六源極/漏極32c組成第二重置晶體管。

在本實施例中，兩個重置晶體管并聯(lián)連接在電源電壓vdd與fd區(qū)域16之間。因此，在第二晶體管組32中，將第五源極/漏極32b共享為該兩個重置晶體管的源極或漏極。在第五源極/漏極32b用作兩個重置晶體管的源極的情況下，第四源極/漏極32a和第六源極/漏極32c充當漏極。相反，在第五源極/漏極32b用作該兩個重置晶體管的漏極的情況下，第四源極/漏極32a和第六源極/漏極32c充當源極。

在本實施例中，使得第一重置柵極14a的面積等于第二重置柵極14b的面積。在本實施例中，使得每一個重置柵極的面積小于放大柵極13a的面積。然而，在此時，每一個柵極和源極/漏極的面積和形狀設(shè)置成放大柵極13a的面積和選擇柵極15a的面積的總和基本上變成與第一重置柵極14a的面積和第二重置柵極14b的面積的總和相同。也就是說，每一個柵極和源極/漏極的面積和形狀設(shè)置成第一晶體管組31中的柵極和源極/漏極的占用面積分別基本上變成與第二晶體管組32的柵極和源極/漏極的占用面積相同。

在以上述方式構(gòu)成每一個晶體管組的情況下，第一晶體管組31的布局結(jié)構(gòu)(第一布局結(jié)構(gòu)：柵極和源極/漏極的圖案和大小)變成與第二晶體管組32的布局結(jié)構(gòu)(第二布局結(jié)構(gòu))基本上對稱。更詳細地，如在圖4中所示，兩個晶體管組的布局結(jié)構(gòu)變成關(guān)于在穿過第一晶體管組31和第二晶體管組32之間的中心并且與兩個晶體管組之間的布置方向(y方向)直角相交的方向(x方向)上延伸的直線l1基本上相互對稱。

因此，在本實施例的cmos圖像傳感器100中，可以解決由于第一晶體管組31與第二晶體管組32之間的布局結(jié)構(gòu)的不對稱性引起的問題。具體地，可以使得在共享的多個光電二極管之中各種晶體管的柵極和/或各種源極/漏極對每一個光電二極管的輸出(靈敏度)的影響是一致的。結(jié)果，在本實施例的第一晶體管組31和第二晶體管組32的布局結(jié)構(gòu)中，可以抑制在共享像素單元部分110中的八個光電二極管之中的諸如靈敏度(輸出)之類的特性差異。

作為改善第一晶體管的布局結(jié)構(gòu)組和第二晶體管組的布局結(jié)構(gòu)的對稱性的技術(shù)，例如，除了本實施例的技術(shù)之外，還可以考慮按照小大小的晶體管組縮小大大小的晶體管組的技術(shù)。然而，在這種技術(shù)中，在需要使得像素精細的情況下，出現(xiàn)諸如晶體管特性變成不令人滿意或處理變困難之類的問題。在本實施例中，正相反，在具有小占用面積(大小)的柵極和源極/漏極的晶體管組中，添加晶體管來增大占用面積，并且使得產(chǎn)生的占用面積基本上等于大大小的晶體管組的占用面積。因此，在本實施例中，可以解決在縮小技術(shù)中出現(xiàn)的問題。

而且，像在本實施例中那樣，即使改善了兩個晶體管組之間的布局結(jié)構(gòu)的對稱性，在使得連接到每一個晶體管組的內(nèi)部布線的布局不對稱(例如，使得內(nèi)部布線的間隔不一致)的情況下，也存在布線間電容出現(xiàn)差異的可能性。特別地，當關(guān)于轉(zhuǎn)移柵極存在布線間電容差異時，存在共享像素單元部分內(nèi)的多個光電二極管之中出現(xiàn)飽和信號量差異的可能性。因此，在本實施例中，最好連接到每一個晶體管組的內(nèi)部布線的布局是對稱的(例如，使得內(nèi)部布線的間隔一致)。

在本實施例中，已經(jīng)描述了在第二晶體管組32中提供的兩個重置晶體管充當晶體管的示例。然而，本公開不限于此。例如，可以使得一個重置晶體管不起晶體管的作用(充當晶體管)。在此時，作為使得不起晶體管的作用的技術(shù)，例如可以使用將觸點、導(dǎo)線等不連接到重置晶體管的技術(shù)(不電連接的技術(shù))、不供應(yīng)驅(qū)動信號到柵極的技術(shù)等。而且，作為使得一個重置晶體管不起晶體管的作用的技術(shù)，可以使用施加某個恒定電壓到柵極以便引起重置晶體管恒定地置于off狀態(tài)的技術(shù)。

而且，在該實施例中，已經(jīng)描述了第一晶體管組31提供有放大晶體管13和選擇晶體管15而第二晶體管組32提供有重置晶體管14的示例。然而，本公開不限于此?？梢园匆笤O(shè)置要提供在每一個晶體管組中的晶體管的類型(功能)的指定。例如，第一晶體管組31可以提供有放大晶體管13和重置晶體管14，而第二晶體管組32可以提供有選擇晶體管15。然而，在僅僅布置一種類型的晶體管的晶體管組中，類似于圖4，添加相同類型的一個晶體管，以便兩個晶體管組的布局結(jié)構(gòu)變成基本上相互對稱。

2.第一實施例的各種改進

根據(jù)本公開的共享像素單元部分的布局結(jié)構(gòu)不限于第一實施例(圖4)中描述的結(jié)構(gòu)示例，各種改進都被考慮。這里，將描述第一實施例的共享像素單元部分110的布局結(jié)構(gòu)的各種改進。

改進1

在第一實施例中，已經(jīng)描述了添加共享的三個晶體管之中的一種晶體管(重置晶體管)的示例。然而，本公開不限于此。在多種晶體管中，可以添加兩種或更多種晶體管。在改進1中，作為該結(jié)構(gòu)的示例，將描述添加共享的放大晶體管13、重置晶體管14和選擇晶體管15每一個的示例(添加總共三個晶體管的示例)。

圖5圖示改進1的cmos圖像傳感器中的共享像素單元部分的布局結(jié)構(gòu)的示意平面圖。在圖5中所示的改進1的共享像素單元部分120中，用相同的附圖標記標示與圖4中所示的第一實施例的共享像素單元部分110的組件相同的組件。

共享像素單元部分120是共享八個像素的共享像素單元部分，并且由第一光接收單元21、第二光接收單元22、第一阱觸點23a、第二阱觸點23b、第一晶體管組33和第二晶體管組34組成。

從圖5與圖4的比較清楚，該示例的共享像素單元部分120準備成使得第一實施例的共享像素單元部分110中的第一晶體管組和第二晶體管組的結(jié)構(gòu)改變。該示例中除了第一晶體管組33和第二晶體管組34之外的結(jié)構(gòu)與第一實施例對應(yīng)的結(jié)構(gòu)相同。因此，這里，僅僅描述第一晶體管組33和第二晶體管組34的結(jié)構(gòu)。

如在圖5中所示，第一晶體管組33布置在第一光接收單元21與第二光接收單元22之間。而且，第二晶體管組34布置在與第二光接收單元22的周圍區(qū)域中的第二光接收單元22的第一晶體管組33的布置側(cè)相對的側(cè)上的區(qū)域中。

同樣，在該示例中，類似于第一實施例，每一個晶體管組形成為沿著水平方向(圖5中的x方向)從光接收單元的一端的鄰域中的位置延伸到另一端部。而且，在此時，在該示例中，每一個晶體管組布置成使得水平方向上的第一晶體管組33的兩端上的位置分別基本上變成與第二晶體管組34的兩端上的位置相同。

如在圖5中所示，第一晶體管組33包括第一放大晶體管的第一放大柵極13c、第一重置晶體管的第一重置柵極14c和第一選擇晶體管的第一選擇柵極15c。而且，第一晶體管組33包括第一源極/漏極33a至第四源極/漏極33d。沿著水平方向(x方向)依次布置第一源極/漏極33a、第一重置柵極14c、第二源極/漏極33b、第一放大柵極13c、第三源極/漏極33c、第一選擇柵極15c和第四源極/漏極33d。在此時，每一個柵極和每一個源極/漏極布置成布置成第四源極/漏極33d定位于水平方向(x方向)上的第一阱觸點23a側(cè)上。

而且，在該示例中，如在圖5中所示，類似于第一實施例，第一放大柵極13c的面積增大到大于第一重置柵極14c和第一選擇柵極15c的面積。具體地，第一放大柵極13c的水平方向(x方向)上的延伸長度延長成大于第一重置柵極14c和第一選擇柵極15c的延伸長度。除此而外，在該示例中，在水平方向(x方向)上，將第一重置柵極14c和第一選擇柵極15c布置在關(guān)于第一放大柵極13c基本上對稱的位置處。

在該示例的第一晶體管組33中，第一源極/漏極33a、第一重置柵極14c和第二源極/漏極33b組成第一重置晶體管。第一源極/漏極33a和第二源極/漏極33b分別充當?shù)谝恢刂镁w管的源極和漏極。

而且，在第一晶體管組33中，第二源極/漏極33b、第一放大柵極13c和第三源極/漏極33c組成第一放大晶體管。第二源極/漏極33b和第三源極/漏極33c分別充當?shù)谝环糯缶w管的漏極和源極。也就是說，在第一晶體管組33中，第二源極/漏極33b共享為第一重置晶體管的漏極和放大晶體管的漏極。在這種情況下，第二源極/漏極33b連接到電源電壓vdd的供應(yīng)端。

除此而外，在第一晶體管組33中，第三源極/漏極33c、第一選擇柵極15c和第四源極/漏極33d組成第一選擇晶體管。第三源極/漏極33c和第四源極/漏極33d分別充當?shù)谝贿x擇晶體管的漏極和源極。也就是說，在第一晶體管組33中，第三源極/漏極33c共享為第一放大晶體管的源極和第一選擇晶體管的漏極。

如在圖5中所示，第二晶體管組34包括第二放大晶體管的第二放大柵極13d，第二重置晶體管的第二重置柵極14d和第第二選擇晶體管的二選擇柵極15d。而且，第二晶體管組34包括第五源極/漏極34a至第八源極/漏極34d。沿著水平方向(x方向)依次布置第五源極/漏極34a、第二重置柵極14d、第六源極/漏極34b、第二放大柵極13d、第七源極/漏極34c、第二選擇柵極15d和第八源極/漏極34d。在此時，每一個柵極和每一個源極/漏極布置成第八源極/漏極34d定位于水平方向(x方向)上的第二阱觸點23b側(cè)上。

在該示例中，第二晶體管組34的第二放大柵極13d、第二重置柵極14d和第二選擇柵極15d以與第一晶體管組33的第一放大柵極13c、第一重置柵極14c和第一選擇柵極15c相同的方式構(gòu)成。而且，在該示例中，第二晶體管組34的第五源極/漏極34a至第八源極/漏極34d以與第一晶體管組33的第一源極/漏極33a至第四源極/漏極33d相同的方式構(gòu)成。也就是說，在該示例中，第二晶體管組34的各種柵極和各種源極/漏極的布局圖案和大小(面積)變成與第一晶體管組33的那些相同。

在該示例的共享像素單元部分120中，為了獲得圖3中所示的等效電路，使用觸點和內(nèi)部布線(未示出)將第一晶體管組33中的各種柵極和各種源極/漏極電連接到第二晶體管組34中的那些。在此時，第一晶體管組33中的第一放大晶體管和第二晶體管組34中的第二放大晶體管通過觸點和內(nèi)部布線(未示出)相互并聯(lián)連接。而且，第一晶體管組33中的第一重置晶體管和第二晶體管組34中的第二重置晶體管通過觸點和內(nèi)部布線(未示出)相互并聯(lián)連接。除此而外，第一晶體管組33中的第一選擇晶體管和第二晶體管組34中的第二選擇晶體管通過觸點和內(nèi)部布線(未示出)相互并聯(lián)連接。

在以上述方式構(gòu)成每一個晶體管組的情況下，同樣，在該示例中，第一晶體管組33的布局結(jié)構(gòu)變成與共享像素單元部分120中的第二晶體管組34的布局結(jié)構(gòu)對稱。在該示例中，不僅第一晶體管組33的各種柵極和各種源極/漏極的大小(占用面積)，而且其布局圖案，也與第二晶體管組34的相同。因此，同樣，在該示例的cmos圖像傳感器中，可以解決由于第一晶體管組33與第二晶體管組34之間的布局結(jié)構(gòu)的不對稱性而出現(xiàn)的問題，因此而獲得與第一實施例相同的有益效果。

同樣，在該示例中，可以使得具有相同功能的兩個晶體管之一不起晶體管的作用。

而且，在該示例中，已經(jīng)描述了第一晶體管組33的第二源極/漏極33b和第二晶體管組34的第六源極/漏極34b連接到電源電壓vdd的供應(yīng)端并且在放大晶體管13與重置晶體管14之間共享的示例。然而，本公開不限于此。在第二源極/漏極33b和第六源極/漏極34b不在放大晶體管13與重置晶體管14之間共享的情況下，這些源極/漏極可以劃分成兩個部分。在這種情況下，已經(jīng)劃分成兩個部分的源極/漏極之中放大柵極側(cè)上的源極/漏極可以用作放大晶體管13的漏極，而重置柵極側(cè)上的源極/漏極可以用作重置晶體管14的源極。

改進2

在上述方式下，作為由于兩個晶體管組之間的布局結(jié)構(gòu)的不對稱性而出現(xiàn)的問題的因素，考慮兩個因素，即，柵極的影響和源極/漏極的影響。在第一實施例中，可以使得由于這兩個因素引起的影響在多個光電二極管之中一致。本公開不限于此?？梢允沟糜捎谶@兩個因素之一引起的影響在多個光電二極管之中一致。在改進2中，將描述使得柵極對光電二極管的輸出特性(靈敏度特性)的影響在多個光電二極管之中一致的結(jié)構(gòu)示例。

圖6圖示改進2的cmos圖像傳感器中的共享像素單元部分的布局結(jié)構(gòu)的示意平面圖。在圖6中所示的改進2的共享像素單元部分130中，用相同的附圖標記標示與圖4中所示的第一實施例的共享像素單元部分110的組件相同的組件。

共享像素單元部分130是共享八個像素的共享像素單元部分，并且由第一光接收單元21、第二光接收單元22、第一阱觸點23a、第二阱觸點23b、第一晶體管組31和第二晶體管組35組成。

從圖6與圖4的比較清楚，該示例的共享像素單元部分130準備成使得第一實施例的共享像素單元部分110中的第二晶體管組的結(jié)構(gòu)改變。該示例中除了第二晶體管組35之外的結(jié)構(gòu)與第一實施例對應(yīng)的結(jié)構(gòu)相同。因此，這里，僅僅描述第二晶體管組35的結(jié)構(gòu)。

如在圖6中所示，第二晶體管組35布置在與第二光接收單元22的周圍區(qū)域中的第二光接收單元22的第一晶體管組31的布置側(cè)相對的側(cè)上的區(qū)域中。而且，第二晶體管組35包括重置晶體管14的重置柵極14e、虛柵極35a、第四源極/漏極35b和第五源極/漏極35c。

在該示例中，如在圖6中所示，沿著水平方向(x方向)依次布置第四源極/漏極35b、重置柵極14e、第五源極/漏極35c和虛柵極35a。在此時，每一個柵極和每一個源極/漏極布置成虛柵極35a在水平方向上與第五源極/漏極35c分開預(yù)定距離布置并定位于第二阱觸點23b側(cè)。而且，在此時，重置柵極14e和虛柵極35a分別布置在與第一晶體管組31的放大柵極13a和選擇柵極15a基本上相對的位置處，在其間具有第二光接收單元22。

在第二晶體管組35中，第四源極/漏極35b、重置柵極14e和第五源極/漏極35c組成重置晶體管14。第四源極/漏極35b充當重置晶體管14的源極和漏極中的一個，而第五源極/漏極35c充當重置晶體管14的源極和漏極中的另一個。

而且，在該示例的共享像素單元部分130中，為了獲得圖3所示的等效電路，第一晶體管組31中的各種柵極和各種源極/漏極以及第二晶體管組35的那些使用觸點和內(nèi)部布線(未示出)相互電連接。然而，在該示例中，內(nèi)部布線不連接到虛柵極35a，并且達到電浮置狀態(tài)(floatingstate)。

然后，在該示例中，使得虛柵極35a的面積與重置柵極14e的面積近似。除此而外，在該示例中，虛柵極35a和重置柵極14e的面積和形狀設(shè)置成第一晶體管組31中的各種柵極的面積的總和基本上變成與第二晶體管組35中的各種柵極的面積的總和相同。

在以上述方式構(gòu)成每一個晶體管組的情況下，第一晶體管組31中的柵極的占用面積變成與第二晶體管組35中的柵極的占用面積基本上對稱。也就是說，同樣，在該示例中，在共享像素單元部分130中，第一晶體管組31的布局結(jié)構(gòu)變成與第二晶體管組35的布局結(jié)構(gòu)基本上對稱。

在這種情況下，可以使得當用光照射柵極的鄰域時出現(xiàn)在柵極中的光的吸收和/或反射對光電二極管的輸出特性的影響，在多個光電二極管之中一致。因此，同樣，在該示例的cmos圖像傳感器中，可以解決由于在第一晶體管組31與第二晶體管組35之間的布局結(jié)構(gòu)的不對稱性而出現(xiàn)的問題，并且獲得與第一實施例相同的有益效果。

改進3

在改進3中，將給出使得源極/漏極對光電二極管的輸出特性(靈敏度特性)的影響在多個光電二極管之中一致的結(jié)構(gòu)示例的描述。

圖7圖示改進3的cmos圖像傳感器中的共享像素單元部分的布局結(jié)構(gòu)的示意平面圖。在圖7中所示的改進3的共享像素單元部分140中，用相同的附圖標記標示與圖4中所示的第一實施例的共享像素單元部分110的組件相同的組件。

共享像素單元部分140是共享八個像素的共享像素單元部分，并且由第一光接收單元21、第二光接收單元22、第一阱觸點23a、第二阱觸點23b、第一晶體管組31和第二晶體管組36組成。

從圖7與圖4的比較清楚，該示例的共享像素單元部分140準備成使得第一實施例的共享像素單元部分110中的第二晶體管組的結(jié)構(gòu)改變。該示例中除了第二晶體管組36之外的結(jié)構(gòu)與第一實施例對應(yīng)的結(jié)構(gòu)相同。因此，這里，僅僅描述第二晶體管組36的結(jié)構(gòu)。

如在圖7中所示，第二晶體管組36布置在與第二光接收單元22的周圍區(qū)域中的第二光接收單元22的第一晶體管組31的布置側(cè)相對的側(cè)上的區(qū)域中。而且，每一個晶體管組形成為沿著水平方向(x方向)從光接收單元的一個端部的鄰域中的位置延伸到另一個端部。每一個晶體管組布置成在水平方向上的第二晶體管組36的兩端上的位置基本上分別變成與第一晶體管組31的兩端上的位置相同。

而且，第二晶體管組36包括重置晶體管14的重置柵極14f、第四源極/漏極36a和第五源極/漏極36b。沿著水平方向(圖7中的x方向)依次布置第四源極/漏極36a、重置柵極14f和第五源極/漏極36b。在此時，如在圖7中所示，每一個柵極和每一個源極/漏極布置成第五源極/漏極36b定位于水平方向上的第二阱觸點23b側(cè)上。在此時，重置柵極14f布置于在垂直方向(y方向)上與第八光電二極管118基本上相對的區(qū)域中。

在第二晶體管組36中，第四源極/漏極36a、重置柵極14f和第五源極/漏極36b組成重置晶體管14。第四源極/漏極36a充當重置晶體管14的源極和漏極中的一個，而第五源極/漏極36b充當重置晶體管14的源極和漏極中的另一個。

而且，在該示例的共享像素單元部分140中，為了獲得圖3中所示的等效電路，第一晶體管組31中的各種柵極和各種源極/漏極使用觸點和內(nèi)部布線(未示出)電連接到第二晶體管組36中的那些。

在該示例中，第五源極/漏極36b形成為沿著水平方向(圖7中的x方向)從與重置柵極14f的第四源極/漏極36a側(cè)相對的側(cè)上的端部延伸到接近第二光接收單元22的第二阱觸點23b側(cè)上的端部的位置。也就是說，在該示例中，在垂直方向(y方向)上，僅僅在不形成第二晶體管組36中的晶體管的、與第七光電二極管117相對的區(qū)域中形成源極/漏極。

在以上述方式構(gòu)成每一個晶體管組的情況下，第一晶體管組31的源極/漏極的布局圖案變成與第二晶體管組36的源極/漏極的布局圖案基本上對稱。也就是說，同樣，在該示例中，在共享像素單元部分140中，第一晶體管組31的布局結(jié)構(gòu)變成與第二晶體管組36的布局結(jié)構(gòu)基本上對稱。

在這種情況下，使得源極/漏極對光電二極管的輸出特性(靈敏度特性)的影響在共享的多個光電二極管之中一致。因此，同樣，在該示例的cmos圖像傳感器中，可以解決由于在第一晶體管組31與第二晶體管組36之間的布局結(jié)構(gòu)的不對稱性而出現(xiàn)的問題，并且獲得與第一實施例相同的有益效果。

改進4

在第一實施例中，已經(jīng)描述了通過添加一個重置晶體管來改善第一晶體管組的布局結(jié)構(gòu)和第二晶體管組的布局結(jié)構(gòu)的對稱性的示例。然而，本公開不限于此。第一晶體管組的布局結(jié)構(gòu)和第二晶體管組的布局結(jié)構(gòu)之間的對稱性可以不用添加晶體管來改善。在改進4中，將描述其示例。

圖8圖示改進4的cmos圖像傳感器中的共享像素單元部分的布局結(jié)構(gòu)的示意平面圖。在圖8中所示的改進4的共享像素單元部分150中，用相同的附圖標記標示與圖4中所示的第一實施例的共享像素單元部分110的組件相同的組件。

共享像素單元部分150是共享八個像素的共享像素單元部分，并且由第一光接收單元21、第二光接收單元22、第一阱觸點23a、第二阱觸點23b、第一晶體管組37和第二晶體管組38組成。

從圖8與圖4的比較清楚，該示例的共享像素單元部分150準備成使得第一實施例的共享像素單元部分110中的第一晶體管組和第二晶體管組的結(jié)構(gòu)改變。該示例中除了第一晶體管組37和第二晶體管組38之外的結(jié)構(gòu)與第一實施例對應(yīng)的結(jié)構(gòu)相同。因此，這里，僅僅描述第一晶體管組37和第二晶體管組38的結(jié)構(gòu)。

如在圖8中所示，第一晶體管組37布置在第一光接收單元21與第二光接收單元22之間。而且，第二晶體管組38布置在與第二光接收單元22的周圍區(qū)域中的第二光接收單元22的第一晶體管組37的布置側(cè)相對的側(cè)上的區(qū)域中。而且，每一個晶體管組形成為沿著水平方向(x方向)從光接收單元的一個端部的鄰域中的位置延伸到另一個端部。每一個晶體管組布置成在水平方向上的第一晶體管組37的兩端上的位置分別基本上變成與第二晶體管組38的兩端上的位置相同。

而且，第一晶體管組37包括放大晶體管13的放大柵極13g、第一源極/漏極37a和第二源極/漏極37b。沿著水平方向(圖8中的x方向)依次布置第一源極/漏極37a、放大柵極13g和第二源極/漏極37b布置。在此時，每一個柵極和每一個源極/漏極布置成第二源極/漏極37b定位于水平方向(圖8中的x方向)上的第一阱觸點23a側(cè)上。而且，在該示例中，如在圖8中所示，放大柵極13g布置在接近第一晶體管組37的形成區(qū)域的中心。

在該示例中，第一源極/漏極37a、放大柵極13g和第二源極/漏極37b組成放大晶體管13。第一源極/漏極37a和第二源極/漏極37b中的一個充當放大晶體管13的源極，而其另一個充當漏極。

第二晶體管組38包括重置晶體管14的重置柵極14g、選擇晶體管15的選擇柵極15g和第三源極/漏極38a至第六源極/漏極38d。沿著水平方向(圖8中的x方向)依次布置第三源極/漏極38a、重置柵極14g、第四源極/漏極38b、第五源極/漏極38c、選擇柵極15g和第六源極/漏極38d。

在此時，如在圖8中所示，第四源極/漏極38b以與第五源極/漏極38c分開預(yù)定間隔地布置。而且，在該示例中，每一個柵極和每一個源極/漏極布置成第六源極/漏極38d定位于水平方向(x方向)上的第二阱觸點23b側(cè)上。除此而外，在該示例中，重置柵極14g和選擇柵極15g布置成在縱向方向(y方向)上分別與第八光電二極管118和第七光電二極管117基本上相對。

在第二晶體管組38中，第三源極/漏極38a、重置柵極14g和第四源極/漏極38b組成重置晶體管14。第三源極/漏極38a和第四源極/漏極38b中的一個充當重置晶體管14的源極而另一個充當其漏極。而且，在第二晶體管組38中，第五源極/漏極38c、選擇柵極15g和第六源極/漏極38d組成選擇晶體管15。第五源極/漏極38c和第六源極/漏極38d中的一個充當選擇晶體管15的源極，而另一個充當其漏極。在該示例中，設(shè)置重置柵極14g的面積與選擇柵極15g的面積近似。

在該示例中，設(shè)置放大柵極13g的面積大于第二晶體管組38內(nèi)的每一個柵極(重置柵極14g、選擇柵極15g)的面積。具體地，放大柵極13g在水平方向(圖8中的x方向)上的延伸長度被延長成大于第二晶體管組38內(nèi)的每一個柵極的延伸長度。然而，在此時，放大柵極13g的面積和形狀被設(shè)置成放大柵極13g的面積變成與第二晶體管組38內(nèi)的重置柵極14g的面積與選擇柵極15g的面積的總和近似。

在以上述方式構(gòu)成每一個晶體管組的情況下，在共享像素單元部分150中，第一晶體管組37的柵極(源極/漏極)的占用區(qū)域與第二晶體管組38中的柵極(源極/漏極)的占用區(qū)域變成基本上相互對稱。也就是說，在該示例中，同樣，第一晶體管組37的布局結(jié)構(gòu)變成與第二晶體管組38的布局結(jié)構(gòu)基本上對稱。因此，同樣，在該示例的cmos圖像傳感器中，可以解決由于在第一晶體管組37與第二晶體管組38之間的布局結(jié)構(gòu)的不對稱性而引起的問題。由此獲得與第一實施例相同的有益效果。

在該示例中，已經(jīng)描述了第一晶體管組37提供有放大晶體管13而第二晶體管組38提供有重置晶體管14和選擇晶體管15的示例。然而，本公開不限于此?？梢园匆笤O(shè)置要提供在每一個晶體管組中的晶體管的類型(功能)的指定。例如，第一晶體管組37可以提供有選擇晶體管15，而第二晶體管組38可以提供有放大晶體管13和重置晶體管14。在該示例中，已經(jīng)描述了在第一晶體管組37提供一個放大晶體管13的示例。本公開不限于此，第一晶體管組37可以提供有多個放大晶體管13。

3.第二實施例

在第二實施例中，將作出單一共享像素單元部分在4-晶體管型cmos圖像傳感器中共享四個像素的結(jié)構(gòu)示例的描述。根據(jù)本實施例的cmos圖像傳感器的整體結(jié)構(gòu)是根據(jù)上述第一實施例(圖1)的同一結(jié)構(gòu)，因此這里將省略其描述。

共享像素單元部分的結(jié)構(gòu)

將參考圖3描述在4-晶體管型cmos圖像傳感器中共享四個像素的情況下的共享像素單元部分的結(jié)構(gòu)。在共享四個像素的情況下，圖3中用單點鏈線圍繞的區(qū)域的等效電路是共享像素單元部分160的等效電路。

共享像素單元部分160包括四個光電二極管(第一光電二極管111至第四光電二極管114)。而且，共享像素單元部分160包括四個轉(zhuǎn)移晶體管(第一轉(zhuǎn)移晶體管121至第四轉(zhuǎn)移晶體管124)，其以分別對應(yīng)于第一光電二極管111至第四光電二極管114的方式提供。除此而外，共享像素單元部分160包括在四個像素之中共享的放大晶體管13、重置晶體管14、選擇晶體管15和fd區(qū)域16。

在共享像素單元部分160中，提供每一個都由轉(zhuǎn)移晶體管和與其對應(yīng)的光電二極管形成的四個電路，并且該四個電路并聯(lián)連接在fd區(qū)域16與地之間，如在圖3中所示。除了由連接到fd區(qū)域16的轉(zhuǎn)移晶體管和光電二極管形成的電路的數(shù)量不同于第一實施例中的對應(yīng)數(shù)量之外，本實施例具有與第一實施例相同的結(jié)構(gòu)。因此，這里，將省略共享像素單元部分160的等效電路中的各種光電二極管、各種晶體管和fd區(qū)域16之中的連接關(guān)系的詳細描述。

共享像素單元部分的布局

(1)整體共享像素單元部分的布局

圖9圖示本實施例的共享像素單元部分160的布局結(jié)構(gòu)的示意平面圖。在圖9中所示的共享像素單元部分160的布局結(jié)構(gòu)中，用相同的附圖標記標示與圖3中所示的共享像素單元部分160的等效電路內(nèi)的組件對應(yīng)的組件。

共享像素單元部分160包括第一光接收單元41、第二光接收單元42、第一阱觸點23a、第二阱觸點23b、第一晶體管組51和第二晶體管組52。

在本實施例中，如在圖9中所示，第一光接收單元41和第二光接收單元42布置在共享像素單元部分160內(nèi)的垂直方向(在y方向上)。除此而外，第一晶體管組51布置在第一光接收單元41與第二光接收單元42之間。除此而外，第二晶體管組52布置在與第二光接收單元42的周圍區(qū)域中的第二光接收單元42的第一晶體管組51的布置側(cè)相對的側(cè)上的區(qū)域中。

在本實施例中，每一個晶體管組形成為沿著水平方向(圖9中的x方向)從光接收單元的一個端部的鄰域中的位置延伸到另一個端部的鄰域中的位置。在此時，在本實施例中，晶體管組布置成在水平方向上的第一晶體管組51的兩端上的位置基本上是第二晶體管組52的兩端上的同一位置。

除此而外，在本實施例中，第一晶體管組51提供有放大晶體管13和選擇晶體管15，而第二晶體管組52提供有重置晶體管14。此外，同樣在本實施例中，在每一個光接收單元(第一fd區(qū)域16a和第二fd區(qū)域16b)中分開提供由四個像素共享的fd區(qū)域16(浮置擴散單元)。

除此而外，分別為第一光接收單元41和第二光接收單元42提供第一阱觸點23a和第二阱觸點23b。在第一光接收單元41的周圍區(qū)域中，第一阱觸點23a布置在第一光接收單元41的水平方向(圖9中的x方向)中的一側(cè)(圖9中的左側(cè))上的區(qū)域中，并且布置在與第一fd區(qū)域16a相對的位置處。而且，在第二光接收單元42的周圍區(qū)域中，第二阱觸點23b布置在第二光接收單元42的水平方向(圖9中的x方向)中的一側(cè)(圖9中的左側(cè))上的區(qū)域中，并且布置在與第二fd區(qū)域16b相對的位置處。然而，每一個阱觸點的布置位置不限于圖9中所示的示例。例如，在對應(yīng)的光接收單元的周圍區(qū)域中，每一個阱觸點布置在光接收單元的水平方向(圖9中的x方向)中的另一側(cè)(圖9中的右側(cè))上的位置處，并且布置在與fd區(qū)域相對的位置處。

在本實施例的cmos圖像傳感器中，如上所述，相應(yīng)單元布置在共享像素單元部分160內(nèi)，并且所述單元使用各種觸點和內(nèi)部布線(未示出)相互電連接，以使得滿足圖3中所示的等效電路中的所述單元之中的連接關(guān)系。

除此而外，在本實施例中，如后面所述地在第二晶體管組52中添加一個重置晶體管。然而，在本實施例中，由于如在圖9中所示那樣第二阱觸點23b未布置在第二晶體管組52的周圍，所以可以有效地確保用于在第二晶體管組52的形成區(qū)域中添加一個重置晶體管的區(qū)域。

(2)共享像素單元部分的每一個單元的布局

將參考圖9描述共享像素單元部分160內(nèi)的每一個單元的布局結(jié)構(gòu)。

第一光接收單元41包括布置在垂直方向(圖9中的y方向)上的第一光電二極管111和第二光電二極管112(光電轉(zhuǎn)換單元)以及與其對應(yīng)的第一轉(zhuǎn)移晶體管121和第二轉(zhuǎn)移晶體管122(轉(zhuǎn)移單元)。而且，第一光接收單元41包括由兩個像素共享的第一fd區(qū)域16a。在圖9中，為了簡化描述，僅僅示出第一轉(zhuǎn)移晶體管121和第二轉(zhuǎn)移晶體管122的每一個柵極(第一轉(zhuǎn)移柵極121a和第二轉(zhuǎn)移柵極122a)。

在本實施例中，如在圖9中所示，第一fd區(qū)域16a布置在第一光電二極管111和第二光電二極管112之間的相對區(qū)域中與第一阱觸點23a相對的側(cè)上的端部的鄰域中。第一轉(zhuǎn)移柵極121a和第二轉(zhuǎn)移柵極122a布置在第一fd區(qū)域16a與第一光電二極管111和第二光電二極管112之間。在此時，第一轉(zhuǎn)移柵極121a和第二轉(zhuǎn)移柵極122a以分別直接連接到第一光電二極管111和第二光電二極管112的方式布置。

第二光接收單元42包括布置在垂直方向(圖9中的y方向)上的第三光電二極管113和第四光電二極管114(光電轉(zhuǎn)換單元)以及與其對應(yīng)的第三轉(zhuǎn)移晶體管123和第四轉(zhuǎn)移晶體管124(轉(zhuǎn)移單元)。而且，第二光接收單元42包括由兩個像素共享的第二fd區(qū)域16b。在圖9中，為了簡化描述，僅僅示出第三轉(zhuǎn)移晶體管123和第四轉(zhuǎn)移晶體管124的每一個柵極(第三轉(zhuǎn)移柵極123a和第四轉(zhuǎn)移柵極124a)。

在本實施例中，如在圖9中所示，第二fd區(qū)域16b布置在第三光電二極管113和第四光電二極管114之間的相對區(qū)域中與第二阱觸點23b相對的側(cè)上的端部的鄰域中。第三轉(zhuǎn)移柵極123a和第四轉(zhuǎn)移柵極124a布置在第二fd區(qū)域16b與第三光電二極管113和第四光電二極管114之間。在此時，第三轉(zhuǎn)移柵極123a和第四轉(zhuǎn)移柵極124a以分別直接連接到第三光電二極管113和第四光電二極管114的方式布置。也就是說，形成第二光接收單元42的每一個單元的布置與第一光接收單元41的每一個單元的布置相同。

第一晶體管組51包括放大晶體管13的放大柵極13h、選擇晶體管15的選擇柵極15h和第一源極/漏極51a至第三源極/漏極51c。在本實施例中，沿著水平方向(圖9中的x方向)，依次布置第一源極/漏極51a、放大柵極13h、第二源極/漏極51b、選擇柵極15h和第三源極/漏極51c。在此時，每一個柵極和每一個源極/漏極布置成第三源極/漏極51c定位于水平方向上的第一阱觸點23a側(cè)上。

在第一晶體管組51中，第一源極/漏極51a、放大柵極13h和第二源極/漏極51b組成放大晶體管13。第一源極/漏極51a和第二源極/漏極51b分別充當放大晶體管13的漏極和源極。而且，在第一晶體管組51中，第二源極/漏極51b、選擇柵極15h和第三源極/漏極51c組成選擇晶體管15。第二源極/漏極51b和第三源極/漏極51c分別充當選擇晶體管15的漏極和源極。也就是說，在第一晶體管組51中，第二源極/漏極51b共享為放大晶體管13的源極和選擇晶體管15的漏極。

而且，在本實施例中，如在圖9中所示，放大柵極13h的面積增大到大于選擇柵極15h的面積。具體地，放大柵極13h在水平方向(x方向)上的延伸長度延長成大于選擇柵極15h的延伸長度。

第二晶體管組52由兩個重置晶體管組成，并且兩個重置晶體管沿著水平方向(圖9中的x方向)布置。也就是說，在本實施例中，以與第一實施例同樣的方式添加一個重置晶體管。

第二晶體管組52包括第一重置晶體管的第一重置柵極14h、第二重置晶體管的第二重置柵極14i和第四源極/漏極52a至第六源極/漏極52c。在本實施例中，沿著水平方向(圖9中的x方向)，依次布置第四源極/漏極52a、第一重置柵極14h、第五源極/漏極52b、第二重置柵極14i和第六源極/漏極52c。在此時，每一個柵極和每一個源極/漏極布置成第六源極/漏極52c定位于水平方向上的第二阱觸點23b側(cè)上。

在第二晶體管組52中，第四源極/漏極52a、第一重置柵極14h和第五源極/漏極52b組成第一重置晶體管。而且，在第二晶體管組52中，第五源極/漏極52b、第二重置柵極14i和第六源極/漏極52c組成第二重置晶體管。

在本實施例中，兩個重置晶體管并聯(lián)連接在電源電壓vdd與fd區(qū)域16之間。因此，在第二晶體管組52中，第五源極/漏極52b共享為兩個重置晶體管的源極或漏極。在第五源極/漏極52b用作兩個重置晶體管的源極的情況下，第四源極/漏極52a和第六源極/漏極52c充當漏極。相反，在第五源極/漏極52b用作兩個重置晶體管的漏極的情況下，第四源極/漏極52a和第六源極/漏極52c充當源極。

在本實施例中，使得第一重置柵極14h的面積等于第二重置柵極14i的面積。在本實施例中，使得每一個重置柵極的面積小于放大柵極13h的面積。然而，在此時，每一個柵極和源極/漏極的面積和形狀設(shè)置成放大柵極13h的面積和選擇柵極15h的面積的總和基本上變成與第一重置柵極14h的面積和第二重置柵極14i的面積的總和相同。也就是說，每一個柵極和源極/漏極的面積和形狀設(shè)置成第一晶體管組51中柵極和源極/漏極的占用面積基本上分別變成與第二晶體管組52的柵極和源極/漏極的占用面積相同。

在以上述方式構(gòu)成每一個晶體管組的情況下，第一晶體管組51的布局結(jié)構(gòu)(第一布局結(jié)構(gòu)：柵極和源極/漏極的圖案和大小)變成與第二晶體管組52的布局結(jié)構(gòu)(第二布局結(jié)構(gòu))基本上對稱。更具體地，如在圖9中所示，兩個晶體管組的布局結(jié)構(gòu)變成關(guān)于在穿過第一晶體管組51與第二晶體管組52之間的中心并且在與兩個晶體管組之間的布置方向(y方向)直角相交的方向(x方向)上延伸的直線l2基本上相互對稱。

因此，在本實施例中，可以解決由于第一晶體管組51與第二晶體管組52之間的布局結(jié)構(gòu)的不對稱性引起的問題，并且由此達到與第一實施例相同的效果。

同樣在本實施例中，可以使得在第二晶體管組52中提供的兩個重置晶體管之一不起晶體管的作用。除此而外，同樣在本實施例中，可以按要求設(shè)置要提供在每一個晶體管組中的晶體管的類型(功能)的指定。然而，在僅僅布置一種晶體管的晶體管組中，類似于圖9，添加一個相同類型的晶體管，以便兩個晶體管組的布局結(jié)構(gòu)變成基本上相互對稱。

除此而外，共享像素單元部分160的布局結(jié)構(gòu)不限于圖9所示的示例。例如，上述改進示例1至4中描述的每一個晶體管組的布局結(jié)構(gòu)(圖5至圖8)都可以應(yīng)用到本實施例的共享像素單元部分160的每一個晶體管組的布局結(jié)構(gòu)中。

4.第三實施例

在第三實施例中，將作出單一共享像素單元部分在4-晶體管型cmos圖像傳感器中共享兩個像素的結(jié)構(gòu)示例的描述。除此而外，根據(jù)本實施例的cmos圖像傳感器的整體結(jié)構(gòu)是根據(jù)上述第一實施例(圖1)的同一結(jié)構(gòu)，因此這里將省略其描述。

共享像素單元部分的結(jié)構(gòu)

將參考圖3描述在4-晶體管型cmos圖像傳感器中共享兩個像素的情況下的共享像素單元部分的結(jié)構(gòu)。在共享兩個像素的情況下，圖3中用點線圍繞的區(qū)域的等效電路是共享像素單元部分170的等效電路。

共享像素單元部分170包括兩個光電二極管(第一光電二極管111和第二光電二極管112)。而且，共享像素單元部分170包括兩個轉(zhuǎn)移晶體管(第一轉(zhuǎn)移晶體管121和第二轉(zhuǎn)移晶體管122)，其以分別對應(yīng)于第一光電二極管111和第二光電二極管112的方式提供。除此而外，共享像素單元部分170包括在兩個像素之中共享的放大晶體管13、重置晶體管14、選擇晶體管15和fd區(qū)域16。

在共享像素單元部分170中，如在圖3中所示，提供每一個都由轉(zhuǎn)移晶體管和與其對應(yīng)的光電二極管形成的兩個電路，并且該兩個電路并聯(lián)連接在fd區(qū)域16與地之間。除了由連接到fd區(qū)域16的轉(zhuǎn)移晶體管和光電二極管形成的電路的數(shù)量不同于第一實施例中的對應(yīng)數(shù)量之外，本實施例具有與第一實施例相同的結(jié)構(gòu)。因此，這里，將省略共享像素單元部分170的等效電路中的各種光電二極管、各種晶體管和fd區(qū)域16之中的連接關(guān)系的詳細描述。

共享像素單元部分的布局

(1)整體共享像素單元部分的布局

圖10圖示本實施例的共享像素單元部分170的布局結(jié)構(gòu)的示意平面圖。在圖10中所示的共享像素單元部分170的布局結(jié)構(gòu)中，用相同的附圖標記標示與圖3中所示的共享像素單元部分170的等效電路內(nèi)的組件對應(yīng)的組件。

共享像素單元部分170包括光接收單元60、阱觸點23、第一晶體管組61和第二晶體管組62。也就是說，在本實施例的共享像素單元部分170內(nèi)提供單一阱觸點23和單一光接收單元60。

在本實施例中，在光接收單元60的水平方向(圖10中的x方向)上，阱觸點23布置在光接收單元60的一側(cè)(圖10中的左側(cè))上的周圍區(qū)域中，并且每一個晶體管組布置在光接收單元60的另一側(cè)(圖10中的右側(cè))的周圍區(qū)域中。在此時，阱觸點23布置在與光接收單元60中的fd區(qū)域16相對的位置處。然而，阱觸點23和每一個晶體管組的布置位置不限于圖10中所示的示例，阱觸點23和每一個晶體管組關(guān)于光接收單元60的布置關(guān)系可以與圖10中所示的布置關(guān)系相反。

第一晶體管組61和第二晶體管組62布置成沿著光接收單元60的垂直方向(圖10中的y方向)以預(yù)定間隙相互隔開。除此而外，在此時，第一晶體管組61和第二晶體管組62分別布置在與光接收單元60的第一光電二極管111和第二光電二極管112相對的位置處。

在本實施例中，每一個晶體管組形成為沿著垂直方向(圖10中的y方向)從對應(yīng)的光電二極管的一個端部的鄰域中的位置延伸到另一個端部的鄰域中的位置。除此而外，在本實施例中，第一晶體管組61提供有放大晶體管13和選擇晶體管15，而第二晶體管組62提供有重置晶體管14。

在本實施例的cmos圖像傳感器中，相應(yīng)單元如上所述地布置在共享像素單元部分170內(nèi)，并且所述單元使用各種觸點和內(nèi)部布線(未示出)相互電連接，以使得滿足圖3中所示的等效電路中的所述單元之中的連接關(guān)系。

除此而外，在本實施例中，如后面所述在第二晶體管組62中添加一個重置晶體管。然而，在本實施例中，由于如在圖10中所示那樣阱觸點23未布置在第二晶體管組62的周圍，所以可以有效地確保用于在第二晶體管組62的形成區(qū)域中添加一個重置晶體管的區(qū)域。

(2)共享像素單元部分的每一個單元的布局

將參考圖10描述共享像素單元部分170內(nèi)的每一個單元的布局結(jié)構(gòu)。

光接收單元60包括布置在垂直方向(圖10中的y方向)上的第一光電二極管111和第二光電二極管112(光電轉(zhuǎn)換單元)以及與其對應(yīng)的第一轉(zhuǎn)移晶體管121和第二轉(zhuǎn)移晶體管122(轉(zhuǎn)移單元)。而且，光接收單元60包括由兩個像素共享的fd區(qū)域16(浮置擴散單元)。在圖10中，為了簡化描述，僅僅示出第一轉(zhuǎn)移晶體管121和第二轉(zhuǎn)移晶體管122的每一個柵極(第一轉(zhuǎn)移柵極121a和第二轉(zhuǎn)移柵極122a)。

在本實施例中，fd區(qū)域16布置在第一光電二極管111和第二光電二極管112之間的相對區(qū)域中與阱觸點23相對的側(cè)上的端部的鄰域中。第一轉(zhuǎn)移柵極121a和第二轉(zhuǎn)移柵極122a布置在fd區(qū)域16與第一光電二極管111和第二光電二極管112之間。在此時，第一轉(zhuǎn)移柵極121a和第二轉(zhuǎn)移柵極122a以分別直接連接到第一光電二極管111和第二光電二極管112的方式布置。

第一晶體管組61包括放大晶體管13的放大柵極13j、選擇晶體管15的選擇柵極15j和第一源極/漏極61a至第三源極/漏極61c。在本實施例中，沿著垂直方向(圖10中的y方向)，依次布置第一源極/漏極61a、放大柵極13j、第二源極/漏極61b、選擇柵極15j和第三源極/漏極61c。在此時，每一個柵極和每一個源極/漏極布置成第一源極/漏極61a定位于垂直方向上的fd區(qū)域16側(cè)上。

在第一晶體管組61中，第一源極/漏極61a、放大柵極13j和第二源極/漏極61b組成放大晶體管13。第一源極/漏極61a和第二源極/漏極61b分別充當放大晶體管13的漏極和源極。而且，在第一晶體管組61中，第二源極/漏極61b、選擇柵極15j和第三源極/漏極61c組成選擇晶體管15。然后，第二源極/漏極61b和第三源極/漏極61c分別充當選擇晶體管15的漏極和源極。也就是說，在第一晶體管組61中，第二源極/漏極61b用作放大晶體管13的源極和選擇晶體管15的漏極。

而且，在本實施例中，如在圖10中所示，放大柵極13j的面積增大到大于選擇柵極15j的面積。具體地，放大柵極13j在垂直方向(y方向)上的延伸長度延長成大于選擇柵極15j的延伸長度。

第二晶體管組62由兩個重置晶體管組成，并且沿著垂直方向(圖10中的y方向)布置該兩個重置晶體管。也就是說，在本實施例中，以與第一實施例同樣的方式添加一個重置晶體管。

第二晶體管組62包括第一重置晶體管的第一重置柵極14j、第二重置晶體管的第二重置柵極14k和第四源極/漏極62a至第六源極/漏極62c。在本實施例中，沿著垂直方向(圖10中的y方向)，依次布置第四源極/漏極62a、第一重置柵極14j、第五源極/漏極62b、第二重置柵極14k和第六源極/漏極62c。在此時，每一個柵極和每一個源極/漏極布置成第六源極/漏極62c定位于垂直方向上的fd區(qū)域16側(cè)上。

在第二晶體管組62中，第四源極/漏極62a、第一重置柵極14j和第五源極/漏極62b組成第一重置晶體管。而且，在第二晶體管組62中，第五源極/漏極62b、第二重置柵極14k和第六源極/漏極62c組成第二重置晶體管。

在本實施例中，兩個重置晶體管并聯(lián)連接在電源電壓vdd與fd區(qū)域16之間。因此，在第二晶體管組62中，第五源極/漏極62b共享為兩個重置晶體管的源極或漏極。在第五源極/漏極62b用作兩個重置晶體管的源極的情況下，第四源極/漏極62a和第六源極/漏極62c充當漏極。相反，在第五源極/漏極62b用作兩個重置晶體管的漏極的情況下，第四源極/漏極62a和第六源極/漏極62c充當源極。

在本實施例中，使得第一重置柵極14j的面積等于第二重置柵極14k的面積。在本實施例中，使得每一個重置柵極的面積小于放大柵極13j的面積。然而，在此時，每一個柵極和源極/漏極的面積和形狀設(shè)置成放大柵極13j的面積和選擇柵極15j的面積的總和基本上變成與第一重置柵極14j的面積和第二重置柵極14k的面積的總和相同。也就是說，每一個柵極和源極/漏極的面積和形狀設(shè)置成第一晶體管組61中柵極和源極/漏極的占用面積基本上分別變成與第二晶體管組62的柵極和源極/漏極的占用面積相同。

在以上述方式構(gòu)成每一個晶體管組的情況下，第一晶體管組61的布局結(jié)構(gòu)(第一布局結(jié)構(gòu)：柵極和源極/漏極的圖案和大小)變成與第二晶體管組62的布局結(jié)構(gòu)(第二布局結(jié)構(gòu))基本上對稱。更具體地，如在圖10中所示，兩個晶體管組的布局結(jié)構(gòu)變成關(guān)于在穿過第一晶體管組61與第二晶體管組62之間的中心并且在與兩個晶體管組之間的布置方向(y方向)直角相交的方向(x方向)上延伸的直線l3基本上相互對稱。

因此，在本實施例中，可以解決由于第一晶體管組61與第二晶體管組62之間的布局結(jié)構(gòu)的不對稱性引起的問題，并且由此達到與第一實施例相同的效果。

同樣在本實施例中，可以使得在第二晶體管組62中提供的兩個重置晶體管之一不起晶體管的作用。除此而外，同樣在本實施例中，可以按要求設(shè)置要提供在每一個晶體管組中的晶體管的類型(功能)的指定。然而，在僅僅布置一種晶體管的晶體管組中，類似于圖10，添加一個相同類型的晶體管，以便兩個晶體管組的布局結(jié)構(gòu)變成基本上相互對稱。

除此而外，共享像素單元部分170的布局結(jié)構(gòu)不限于圖10所示的示例。例如，上述改進示例1至4中描述的每一個晶體管組的布局結(jié)構(gòu)(圖5至圖8)可以應(yīng)用到本實施例的共享像素單元部分170的每一個晶體管組的布局結(jié)構(gòu)中。

5.第四實施例

在第一至第三實施例中，雖然已經(jīng)描述了4-晶體管型背照式cmos圖像傳感器的結(jié)構(gòu)示例，但在第四實施例中，將描述3-晶體管型背照式cmos圖像傳感器的結(jié)構(gòu)示例。根據(jù)本實施例的cmos圖像傳感器的整體結(jié)構(gòu)是根據(jù)上述第一實施例(圖1)的同一結(jié)構(gòu)，因此這里將省略其描述。

共享像素單元部分的結(jié)構(gòu)

首先，在描述本實施例的共享像素單元部分的結(jié)構(gòu)之前，為了比較的目的，將描述在3-晶體管型cmos圖像傳感器中不使用像素共享技術(shù)的情況下每一個像素的結(jié)構(gòu)。圖11圖示在不使用像素共享技術(shù)的情況下像素的等效電路。在圖11中所示的像素80的等效電路中，用相同的附圖標記標示與圖2中所示的4-晶體管型cmos圖像傳感器的像素10的等效電路中的組件相同的組件。

在3-晶體管型cmos圖像傳感器中，像素80包括光電二極管11、轉(zhuǎn)移晶體管12、放大晶體管13、重置晶體管14和fd區(qū)域16。從圖11與圖2之間的比較清楚，3-晶體管型cmos圖像傳感器的像素80具有省略了在圖2中所示的4-晶體管型cmos圖像傳感器的像素10中的選擇晶體管15的結(jié)構(gòu)。

在像素80中，除了省略了的選擇晶體管15之外的結(jié)構(gòu)與4-晶體管型cmos圖像傳感器的像素10的結(jié)構(gòu)相同。除此而外，光電二極管11、fd區(qū)域16和各種晶體管具有與4-晶體管型cmos圖像傳感器的像素10中的對應(yīng)元件相同的結(jié)構(gòu)。在3-晶體管型cmos圖像傳感器中，按照fd區(qū)域16的電位進行像素80的選擇與非選擇之間的判別。

接下來，將描述在3-晶體管型cmos圖像傳感器中使用像素共享技術(shù)的情況下共享像素單元部分的結(jié)構(gòu)。圖12圖示3-晶體管型cmos圖像傳感器中的共享像素單元部分的等效電路。圖12圖示一個共享像素單元部分200共享八個像素的示例。而且，在圖12所示的共享像素單元部分200中，用相同的附圖標記標示與圖11中所示的像素80的組件相同的組件。

共享像素單元部分200包括八個光電二極管(第一光電二極管111至第八光電二極管118)。而且，共享像素單元部分200包括八個轉(zhuǎn)移晶體管(第一轉(zhuǎn)移晶體管121至第八轉(zhuǎn)移晶體管128)，其以分別對應(yīng)于第一光電二極管111至第八光電二極管118的方式提供。除此而外，共享像素單元部分200包括在八個像素之中共享的放大晶體管13、重置晶體管14和fd區(qū)域16。

從圖12與圖3之間的比較清楚，3-晶體管型cmos圖像傳感器的共享像素單元部分200具有省略在圖3中所示的4-晶體管型cmos圖像傳感器的共享像素單元部分110中的選擇晶體管15的結(jié)構(gòu)。在共享像素單元部分200中，除了省略了的選擇晶體管15之外的結(jié)構(gòu)與4-晶體管型cmos圖像傳感器的共享像素單元部分110的結(jié)構(gòu)相同。因此，這里，將省略共享像素單元部分200的等效電路中的各種光電二極管、各種晶體管和fd區(qū)域16之中的連接關(guān)系的詳細描述。

共享像素單元部分的布局

(1)整體共享像素單元部分的布局

圖13圖示本實施例的共享像素單元部分200的布局結(jié)構(gòu)的示意平面圖。在圖13中所示的共享像素單元部分200的布局結(jié)構(gòu)中，用相同的附圖標記標示與圖12中所示的共享像素單元部分200的等效電路內(nèi)的組件對應(yīng)的組件。除此而外，在圖13中所示的共享像素單元部分200的布局結(jié)構(gòu)中，用相同的附圖標記標示與圖4中所示的第一實施例的共享像素單元部分200的組件相同的組件。

共享像素單元部分200包括第一光接收單元21、第二光接收單元22、第一阱觸點23a、第二阱觸點23b、第一晶體管組71和第二晶體管組32。

從圖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、第一阱觸點23a和第二阱觸點23b的結(jié)構(gòu)與第一實施例的對應(yīng)單元的結(jié)構(gòu)相同。因此，這里，將省略每一個單元的布局結(jié)構(gòu)的描述。

由于本實施例的cmos圖像傳感器是3-晶體管型cmos圖像傳感器，所以在共享像素單元部分200中不提供在第一實施例中提供的選擇晶體管。因此，在本實施例中，放大晶體管13布置在第一晶體管組71中，而重置晶體管14提供在第二晶體管組32中。

如在圖13中所示，第一晶體管組71以與第一實施例同樣的方式布置在第一光接收單元21與第二光接收單元22之間。除此而外，第二晶體管組32布置在與第二光接收單元22的周圍區(qū)域中第二光接收單元22的第一晶體管組71的布置側(cè)相對的側(cè)上的區(qū)域中。

在本實施例中，以與第一實施例同樣的方式，每一個晶體管組形成為沿著水平方向(圖13中的x方向)從光接收單元的一個端部的鄰域中的位置延伸到另一端部的鄰域中的位置。在此時，在本實施例中，晶體管組布置成水平方向上的第一晶體管組71的兩端處的位置基本上變成第二晶體管組32的兩端處的同一位置。

在本實施例的cmos圖像傳感器中，相應(yīng)單元如上所述地布置在共享像素單元部分200內(nèi)，并且所述單元使用各種觸點和內(nèi)部布線(未示出)相互電連接，以使得滿足圖12中所示的等效電路中的所述單元之中的連接關(guān)系。

(2)共享像素單元部分的每一個單元的布局

將參考圖13描述共享像素單元部分200內(nèi)的每一個單元的布局結(jié)構(gòu)。

第二晶體管組32具有與第一實施例的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)并且由兩個重置晶體管組成。也就是說，在本實施例中，以與第一實施例同樣的方式添加一個重置晶體管。沿著水平方向(圖13中的x方向)布置兩個重置晶體管。

第一晶體管組71由單一放大晶體管13組成，并且包括放大晶體管13的放大柵極13m、第一源極/漏極71a和第二源極/漏極71b。在本實施例中，沿著水平方向(圖13中的x方向)，依次布置第一源極/漏極71a、放大柵極13m和第二源極/漏極71b。在此時，每一個柵極和每一個源極/漏極布置成第二源極/漏極71b定位于水平方向上的第一阱觸點23a側(cè)上。除此而外，在此時，放大柵極13m基本上布置在第一晶體管組71的形成區(qū)域的中心。

在第一晶體管組71中，第一源極/漏極71a、放大柵極13m和第二源極/漏極71b組成放大晶體管13。在第一晶體管組71中，第一源極/漏極71a和第二源極/漏極71b之一充當放大晶體管13的源極，而其另一個充當漏極。

在本實施例中，放大柵極13m的面積設(shè)置成大于第二晶體管組32內(nèi)的每一個重置柵極的面積。具體地，放大柵極13m在水平方向(圖13中的x方向)上的延伸長度延長成大于每一個重置柵極的延伸長度。然而，在此時，放大柵極13m的面積和形狀設(shè)置成使得放大柵極13m的面積變成接近與第二晶體管組32內(nèi)的第一重置柵極14a的面積和第二重置柵極14b的面積的總和相同。換句話說，每一個柵極和源極/漏極的面積和形狀設(shè)置成使得第一晶體管組71中的柵極和源極/漏極的占用面積基本上分別變成與第二晶體管組32的柵極和源極/漏極的占用面積相同。

在以上述方式構(gòu)成每一個晶體管組的情況下，同樣在本實施例中，第一晶體管組71的布局結(jié)構(gòu)(第一布局結(jié)構(gòu)：柵極和源極/漏極的圖案和大小)以與第一實施例同樣的方式變成與第二晶體管組32的布局結(jié)構(gòu)(第二布局結(jié)構(gòu))基本上對稱。因此，在本實施例中，可以解決由于第一晶體管組71與第二晶體管組32之間的布局結(jié)構(gòu)的不對稱性引起的問題，并且由此達到與第一實施例相同的效果。

同樣在本實施例中，可以使得在第二晶體管組32中提供的兩個重置晶體管之一不起晶體管的作用。除此而外，共享像素單元部分200的布局結(jié)構(gòu)不限于圖13所示的示例。例如，上述改進示例1至3中描述的每一個晶體管組的布局結(jié)構(gòu)(圖5至圖7)可以應(yīng)用到本實施例的共享像素單元部分200的每一個晶體管組的布局結(jié)構(gòu)中。除此而外，雖然在本實施例中已經(jīng)描述了在第一晶體管組71中提供單一放大晶體管13的示例，但本公開不限于此，并且可以在第一晶體管組71中提供多個放大晶體管13。

6.第五實施例

在第五實施例，將描述在3-晶體管型cmos圖像傳感器中，單一共享像素單元部分共享四個像素的結(jié)構(gòu)示例。根據(jù)本實施例的cmos圖像傳感器的整體結(jié)構(gòu)是根據(jù)上述第一實施例(圖1)的同一結(jié)構(gòu)，因此這里將省略其描述。

共享像素單元部分的結(jié)構(gòu)

將參考圖12描述在3-晶體管型cmos圖像傳感器中共享四個像素的情況下共享像素單元部分的結(jié)構(gòu)。在共享四個像素的情況下，在圖12中用單一點鏈線圍繞的區(qū)域的等效電路是共享像素單元部分220的等效電路。

共享像素單元部分220包括四個光電二極管(第一光電二極管111至第四光電二極管114)。而且，共享像素單元部分220包括四個轉(zhuǎn)移晶體管(第一轉(zhuǎn)移晶體管121至第四轉(zhuǎn)移晶體管124)，其以分別對應(yīng)于第一光電二極管111和第四光電二極管114的方式提供。除此而外，共享像素單元部分220包括在四個像素之中共享的放大晶體管13、重置晶體管14和fd區(qū)域16。

在共享像素單元部分220中，如在圖12中所示，提供每一個都由轉(zhuǎn)移晶體管和與其對應(yīng)的光電二極管形成的四個電路，并且該四個電路并聯(lián)連接在fd區(qū)域16與地之間。除了由連接到fd區(qū)域16的轉(zhuǎn)移晶體管和光電二極管形成的電路的數(shù)量不同于第四實施例中的對應(yīng)數(shù)量之外，本實施例具有與第四實施例相同的結(jié)構(gòu)。因此，這里，將省略共享像素單元部分220的等效電路中的各種光電二極管、各種晶體管和fd區(qū)域16之中的連接關(guān)系的詳細描述。

共享像素單元部分的布局

(1)整體共享像素單元部分的布局

圖14圖示本實施例的共享像素單元部分220的布局結(jié)構(gòu)的示意平面圖。在圖14中所示的共享像素單元部分220的布局結(jié)構(gòu)中，用相同的附圖標記標示與圖12中所示的共享像素單元部分220的等效電路內(nèi)的組件對應(yīng)的組件。除此而外，在圖14中所示的共享像素單元部分220的布局結(jié)構(gòu)中，用相同的附圖標記標示與圖9中所示的第二實施例的共享像素單元部分160的組件相同的組件。

共享像素單元部分220包括第一光接收單元41、第二光接收單元42、第一阱觸點23a、第二阱觸點23b、第一晶體管組72和第二晶體管組52。

從圖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、第一阱觸點23a和第二阱觸點23b的結(jié)構(gòu)與第二實施例的對應(yīng)單元的結(jié)構(gòu)相同。因此，這里，將省略每一個單元的結(jié)構(gòu)的描述。除此而外，在本實施例中，放大晶體管13布置在第一晶體管組72中，而重置晶體管14提供在第二晶體管組52中。

如在圖14中所示，第一晶體管組72以與第二實施例同樣的方式布置在第一光接收單元41與第二光接收單元42之間。除此而外，第二晶體管組52布置在與第二光接收單元42的周圍區(qū)域中第二光接收單元42的第一晶體管組72的布置側(cè)相對的側(cè)上的區(qū)域中。

在本實施例中，每一個晶體管組以與第二實施例同樣的方式形成為沿著水平方向(圖14中的x方向)從光接收單元的一個端部的鄰域中的位置延伸到另一端部的鄰域中的位置。在此時，在本實施例中，晶體管組布置成水平方向上的第一晶體管組72的兩端處的位置基本上變成第二晶體管組52的兩端處的同一位置。

在本實施例的cmos圖像傳感器中，相應(yīng)單元如上所述地布置在共享像素單元部分220內(nèi)，并且所述單元使用各種觸點和內(nèi)部布線(未示出)相互電連接，以使得滿足圖12中所示的等效電路中的所述單元之中的連接關(guān)系。

(2)共享像素單元部分的每一個單元的布局

將參考圖14描述共享像素單元部分220內(nèi)的每一個單元的布局結(jié)構(gòu)。

第二晶體管組52具有與第二實施例的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)并且由兩個重置晶體管組成。也就是說，在本實施例中，以與第二實施例同樣的方式添加一個重置晶體管。沿著水平方向(圖14中的x方向)布置兩個重置晶體管。

第一晶體管組72包括單一放大晶體管13，并且包括放大晶體管13的放大柵極13n、第一源極/漏極72a和第二源極/漏極72b。在本實施例中，沿著水平方向(圖14中的x方向)，依次布置第一源極/漏極72a、放大柵極13n和第二源極/漏極72b。在此時，每一個柵極和每一個源極/漏極布置成第二源極/漏極72b定位于水平方向上的第一阱觸點23a側(cè)上。除此而外，在此時，放大柵極13n基本上布置在第一晶體管組72的形成區(qū)域的中心。

在第一晶體管組72中，第一源極/漏極72a、放大柵極13n和第二源極/漏極72b組成放大晶體管13。在第一晶體管組72中，第一源極/漏極72a和第二源極/漏極72b之一充當放大晶體管13的源極而其另一個充當漏極。

在本實施例中，放大柵極13n的面積設(shè)置成大于第二晶體管組52內(nèi)的每一個重置柵極的面積。具體地，放大柵極13n在水平方向(圖14中的x方向)上的延伸長度延長成大于每一個重置柵極的延伸長度。然而，在此時，放大柵極13n的面積和形狀設(shè)置成使得放大柵極13n的面積變成接近與第二晶體管組52內(nèi)的第一重置柵極14h的面積和第二重置柵極14i的面積的總和相同。換句話說，每一個柵極和源極/漏極的面積和形狀設(shè)置成使得第一晶體管組72中的柵極和源極/漏極的占用面積基本上分別變成與第二晶體管組52的柵極和源極/漏極的占用面積相同。

在以上述方式構(gòu)成每一個晶體管組的情況下，同樣在本實施例中，第一晶體管組72的布局結(jié)構(gòu)(第一布局結(jié)構(gòu)：柵極和源極/漏極的圖案和大小)變成與第二晶體管組52的布局結(jié)構(gòu)(第二布局結(jié)構(gòu))基本上對稱。因此，在本實施例中，可以解決由于第一晶體管組72與第二晶體管組52之間的布局結(jié)構(gòu)的不對稱性引起的問題，并且由此可以達到與第一實施例相同的效果。

同樣在本實施例中，可以使得在第二晶體管組52中提供的兩個重置晶體管之一不起晶體管的作用。除此而外，共享像素單元部分220的布局結(jié)構(gòu)不限于圖14所示的示例。例如，上述改進示例1至3中描述的每一個晶體管組的布局結(jié)構(gòu)(圖5至圖7)可以應(yīng)用到本實施例的共享像素單元部分220的每一個晶體管組的布局結(jié)構(gòu)中。除此而外，雖然在本實施例中已經(jīng)描述了在第一晶體管組72中提供單一放大晶體管13的示例，但本公開不限于此，并且可以在第一晶體管組72中提供多個放大晶體管13。

7.第六實施例

在第六實施例中，將描述在3-晶體管型cmos圖像傳感器中，單一共享像素單元部分共享兩個像素的結(jié)構(gòu)示例。根據(jù)本實施例的cmos圖像傳感器的整體結(jié)構(gòu)是根據(jù)上述第一實施例(圖1)的同一結(jié)構(gòu)，因此這里將省略其描述。

共享像素單元部分的結(jié)構(gòu)

將參考圖12描述在3-晶體管型cmos圖像傳感器中共享兩個像素的情況下共享像素單元部分的結(jié)構(gòu)。在共享兩個像素的情況下，在圖12中用點線圍繞的區(qū)域的等效電路是共享像素單元部分230的等效電路。

共享像素單元部分230包括兩個光電二極管(第一光電二極管111和第二光電二極管112)。而且，共享像素單元部分230包括兩個轉(zhuǎn)移晶體管(第一轉(zhuǎn)移晶體管121和第二轉(zhuǎn)移晶體管122)，其以分別對應(yīng)于第一光電二極管111和第二光電二極管112的方式提供。除此而外，共享像素單元部分230包括在兩個像素之中共享的放大晶體管13、重置晶體管14和fd區(qū)域16。

在共享像素單元部分230中，如在圖12中所示，提供每一個都由轉(zhuǎn)移晶體管和與其對應(yīng)的光電二極管形成的兩個電路，并且該兩個電路并聯(lián)連接在fd區(qū)域16與地之間。除了由連接到fd區(qū)域16的轉(zhuǎn)移晶體管和光電二極管形成的電路的數(shù)量不同于第四實施例中的對應(yīng)數(shù)量之外，本實施例具有與第四實施例相同的結(jié)構(gòu)。因此，這里，將省略共享像素單元部分230的等效電路中的各種光電二極管、各種晶體管和fd區(qū)域16之中的連接關(guān)系的詳細描述。

共享像素單元部分的布局

(1)整體共享像素單元部分的布局

圖15圖示本實施例的共享像素單元部分230的布局結(jié)構(gòu)的示意平面圖。在圖15中所示的共享像素單元部分230的布局結(jié)構(gòu)中，用相同的附圖標記標示與圖12中所示的共享像素單元部分230的等效電路內(nèi)的組件對應(yīng)的組件。除此而外，在圖15中所示的共享像素單元部分230的布局結(jié)構(gòu)中，用相同的附圖標記標示與圖10中所示的第三實施例的共享像素單元部分170的組件相同的組件。

共享像素單元部分230包括光接收單元60、阱觸點23、第一晶體管組73和第二晶體管組62。

從圖15與圖10之間的比較清楚，光接收單元60和阱觸點23的結(jié)構(gòu)與第三實施例的對應(yīng)單元的結(jié)構(gòu)相同。因此，這里，將省略每一個單元的結(jié)構(gòu)的描述。除此而外，在本實施例中，放大晶體管13布置在第一晶體管組73中，而重置晶體管14提供在第二晶體管組62中。

第一晶體管組73和第二晶體管組62布置在與光接收單元60的阱觸點23側(cè)相對的側(cè)上的周圍區(qū)域中并且布置成沿著垂直方向(圖15中的y方向)以預(yù)定間隙相互隔開。除此而外，在此時，第一晶體管組73和第二晶體管組62分別布置在與光接收單元60的第一光電二極管111和第二光電二極管112相對的位置處。此外,每一個晶體管組形成為沿著光接收單元60的垂直方向(圖15中的y方向)從對應(yīng)的光電二極管的一個端部的鄰域中的位置延伸到另一個端部的鄰域中的位置。

在本實施例的cmos圖像傳感器中，如上所述，相應(yīng)單元如上所述地布置在共享像素單元部分230內(nèi)，并且所述單元使用各種觸點和內(nèi)部布線(未示出)相互電連接，以使得滿足圖12中所示的等效電路中的所述單元之中的連接關(guān)系。

(2)共享像素單元部分的每一個單元的布局

將參考圖15描述共享像素單元部分230內(nèi)的每一個單元的布局結(jié)構(gòu)。

第二晶體管組62具有與第三實施例的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)并且由兩個重置晶體管組成。也就是說，在本實施例中，以與第三實施例同樣的方式添加一個重置晶體管。沿著垂直方向(圖15中的y方向)布置兩個重置晶體管。

第一晶體管組73由單一放大晶體管13組成，并且包括放大晶體管13的放大柵極13o、第一源極/漏極73a和第二源極/漏極73b。在本實施例中，沿著垂直方向(圖15中的y方向)，依次布置第一源極/漏極73a、放大柵極13o和第二源極/漏極73b。在此時，每一個柵極和每一個源極/漏極布置成第一源極/漏極73a定位于垂直方向上的fd區(qū)域16側(cè)上。除此而外，在此時，放大柵極13o基本上布置在第一晶體管組73的形成區(qū)域的中心。

在第一晶體管組73中，第一源極/漏極73a、放大柵極13o和第二源極/漏極73b組成放大晶體管13。在第一晶體管組73中，第一源極/漏極73a和第二源極/漏極73b之一充當放大晶體管13的源極，而其另一個充當漏極。

在本實施例中，放大柵極13o的面積設(shè)置成大于第二晶體管組62內(nèi)的每一個重置柵極的面積。具體地，放大柵極13o在垂直方向(圖15中的y方向)上的延伸長度延長成大于每一個重置柵極的延伸長度。然而，在此時，放大柵極13o的面積和形狀設(shè)置成使得放大柵極13o的面積變成接近與第二晶體管組62內(nèi)的第一重置柵極14j的面積和第二重置柵極14k的面積的總和相同。換句話說，每一個柵極和源極/漏極的面積和形狀設(shè)置成使得第一晶體管組73中的柵極和源極/漏極的占用面積基本上分別變成與第二晶體管組62的柵極和源極/漏極的占用面積相同。

在以上述方式構(gòu)成每一個晶體管組的情況下，同樣在本實施例中，第一晶體管組73的布局結(jié)構(gòu)(第一布局結(jié)構(gòu)：柵極和源極/漏極的圖案和大小)變成與第二晶體管組62的布局結(jié)構(gòu)(第二布局結(jié)構(gòu))基本上對稱。因此，在本實施例中，可以解決由于第一晶體管組73與第二晶體管組62之間的布局結(jié)構(gòu)的不對稱性引起的問題，并且由此可以達到與第一實施例相同的效果。

同樣在本實施例中，可以使得在第二晶體管組62中提供的兩個重置晶體管之一不起晶體管的作用。除此而外，共享像素單元部分230的布局結(jié)構(gòu)不限于圖15所示的示例。例如，上述改進示例1至3中描述的每一個晶體管組的布局結(jié)構(gòu)(圖5至圖7)可以應(yīng)用到本實施例的共享像素單元部分230的每一個晶體管組的布局結(jié)構(gòu)中。除此而外，雖然在本實施例中已經(jīng)描述了在第一晶體管組73中提供單一放大晶體管13的示例，但本公開不限于此，并且可以在第一晶體管組73中提供多個放大晶體管13。

8.第七實施例

在第七實施例中，將描述不同于第一至第三實施例的4-晶體管型背照式cmos圖像傳感器的結(jié)構(gòu)示例。根據(jù)本實施例的cmos圖像傳感器的整體結(jié)構(gòu)是根據(jù)上述第一實施例(圖1)的同一結(jié)構(gòu)，因此這里將省略其描述。

共享像素單元部分的結(jié)構(gòu)

在本實施例中，共享像素單元部分具有在圖3中所示的第一實施例的共享像素單元部分的結(jié)構(gòu)中添加一個放大晶體管的結(jié)構(gòu)，并且由此而像后面描述的那樣提供兩個放大晶體管。

共享像素單元部分的布局

圖16圖示本實施例的cmos圖像傳感器(固態(tài)成像器件)中的共享像素單元部分的布局結(jié)構(gòu)的示意平面圖。在圖16中所示的共享像素單元部分180的布局結(jié)構(gòu)中，用相同的附圖標記標示與圖4中所示的第一實施例的共享像素單元部分110的組件對應(yīng)的組件。

共享像素單元部分180是共享八個像素的共享像素單元部分，并且包括第一光接收單元21、第二光接收單元22、第一晶體管組31和第二晶體管組39。雖然未示出在圖16中，但以與圖4中所示的第一阱觸點23a和第二阱觸點23b同樣的方式提供阱觸點。另一方面，在圖16中，示出在圖4中未示出的相互連接fd區(qū)域16a和16b與晶體管組31和39的導(dǎo)線24和25。

如在圖16中所示，共享像素單元部分180包括具有與第一實施例中相同的結(jié)構(gòu)的第一晶體管組31和具有關(guān)于第一實施例的共享像素單元部分110而與第一實施例中不同的結(jié)構(gòu)的第二晶體管組39。在本實施例中，第一光接收單元21和第二光接收單元22的結(jié)構(gòu)與圖4中所示的第一實施例的結(jié)構(gòu)相同，并且這里將描述第一晶體管組31和第二晶體管組39的結(jié)構(gòu)。

如在圖16中所示，第一晶體管組31布置在第一光接收單元21與第二光接收單元22之間。除此而外，第二晶體管組39布置在與第二光接收單元22的周圍區(qū)域中第二光接收單元22的第一晶體管組31的布置側(cè)相對的側(cè)上的區(qū)域中。

同樣在本實施例中，以與第一實施例同樣的方式，每一個晶體管組形成為沿著水平方向(圖16中的x方向)從光接收單元的一個端部的鄰域中的位置延伸到另一端部的鄰域中的位置。

此外,雖然未示出在圖16中，但在形成在si襯底中的預(yù)定阱區(qū)域中形成第一光接收單元21、第二光接收單元22、第一晶體管組31和第二晶體管組39。在本實施例中，以與第一實施例同樣的方式，雖然未示出，但電連接阱區(qū)域至內(nèi)部布線的阱觸點分開提供在兩個部分中。

如在圖16中所示，第一晶體管組31包括第一放大晶體管13a的第一放大柵極13a、選擇晶體管的選擇柵極15a和第一源極/漏極31a至第三源極/漏極31c。在本實施例中，從右至左沿著水平方向(圖16中的x方向)，依次布置第一源極/漏極31a、第一放大柵極13a、第二源極/漏極31b、選擇柵極15a和第三源極/漏極31c。在圖16中，柵極13a和15a以及源極/漏極31a、31b和31c在水平方向(x方向)上的長度和垂直方向(y方向)上的寬度與圖4的第一實施例中的那些不同。另一方面，柵極13a和15a以及源極/漏極31a、31b和31c的布置與圖4的第一實施例中的布置相同。除此而外，在圖16中，示出在圖4中未示出的導(dǎo)線與放大柵極13a和源極/漏極31a、31b和31c之間的觸點。第一放大柵極13a經(jīng)由觸點連接到導(dǎo)線24。第一源極/漏極31a經(jīng)由觸點連接到用于供應(yīng)電源電壓vdd的導(dǎo)線(參考圖17)。第二源極/漏極31b經(jīng)由觸點連接到導(dǎo)線25。第三源極/漏極31c經(jīng)由觸點連接到垂直信號線107(參考圖17)。除此而外，導(dǎo)線24經(jīng)由觸點連接到fd區(qū)域16a和fd區(qū)域16b。

第二晶體管組39由重置晶體管和第二放大晶體管組成，并且如在圖16中所示，包括重置柵極14p、第二放大晶體管的第二放大柵極13p和第四源極/漏極39a至第七源極39d。除此而外，從右至左沿著水平方向(圖16中的x方向)，依次布置第四源極/漏極39a、重置柵極14p、第五源極/漏極39b、第六源極/漏極39c、第二放大柵極13p和第七源極/漏極39d。在圖16中，示出在圖4中未示出的導(dǎo)線與放大柵極13p以及源極/漏極39a、39b、39c和39d之間的觸點。第四源極/漏極39a經(jīng)由觸點連接到用于供應(yīng)電源電壓vdd的導(dǎo)線。第五源極/漏極39b經(jīng)由觸點連接到導(dǎo)線24。第六源極/漏極39c經(jīng)由觸點連接到導(dǎo)線25。第二放大柵極13p經(jīng)由觸點連接到導(dǎo)線24。第七源極/漏極39d經(jīng)由觸點連接到用于供應(yīng)電源電壓vdd的導(dǎo)線。

而且，在此時，如在圖16中所示，第五源極/漏極39b布置成與第六源極/漏極39c間隔預(yù)定間隙。

在第二晶體管組39中，第四源極/漏極39a、重置柵極14p和第五源極/漏極39b組成重置晶體管。除此而外，第六源極/漏極39c、第二放大柵極13p和第七源極/漏極39d組成第二放大晶體管。

圖17圖示本實施例的固態(tài)成像器件的共享像素單元部分的等效電路圖。

在圖17中，第一放大晶體管和第二放大晶體管并聯(lián)連接在連接到由選擇柵極15a形成的選擇晶體管的導(dǎo)線25與用于供應(yīng)電源電壓vdd的導(dǎo)線之間。換句話說，圖17的等效電路圖提供兩個放大晶體管并聯(lián)連接在第一實施例中描述了的圖3的等效電路圖中的選擇晶體管15與用于供應(yīng)電源電壓vdd的導(dǎo)線之間的結(jié)構(gòu)。除此而外，在與導(dǎo)線25相對的側(cè)上由選擇柵極15a形成的選擇晶體管的源極/漏極連接到垂直信號線107。

在本實施例中，第一晶體管組31的第一放大柵極13a具有相當于第二晶體管組39的第二放大柵極13p的尺寸和面積的尺寸和面積。除此而外，在本實施例中，使得放大柵極13a和13p的面積大于選擇柵極15a或第二重置柵極14p的面積。

在圖16中，由于選擇柵極15a和重置柵極14p具有相等的尺寸和面積，所以第一晶體管組31的柵極的面積的總和接近與第二晶體管組39的柵極的面積的總和相同。因此，在共享像素單元部分180中，第一晶體管組31中的柵極的占用區(qū)域與第二晶體管組39中的柵極的占用區(qū)域接近對稱。也就是說，同樣在本實施例中，第一晶體管組31的布局結(jié)構(gòu)變成與第二晶體管組39的布局結(jié)構(gòu)基本上對稱。因此，同樣在本實施例的cmos圖像傳感器中，可以解決由于第一晶體管組31與第二晶體管組39之間的布局結(jié)構(gòu)的不對稱性引起的問題，并且由此達到與第一實施例相同的效果。

這里，圖18是根據(jù)本實施例的固態(tài)成像器件中的像素陣列單元的示意布局平面圖。圖18通過在垂直方向上布置三個并在水平方向上布置六個來示出圖16中所示的八個像素的結(jié)構(gòu)。在本實施例中，如可以從圖18看出的那樣，由于第一晶體管組31的布局結(jié)構(gòu)與第二晶體管組39的布局結(jié)構(gòu)基本上對稱，形成晶體管的柵極的薄膜(例如，多晶硅薄膜)的密度在第一晶體管組31和第二晶體管組39中相等。因此，在晶體管之間的光電二極管pd中的靈敏度基本上是相同。

除此而外，作為比較示例，圖27是在第二晶體管組中僅僅提供重置晶體管的情況下的像素陣列單元的示意布局平面圖。在圖27中，僅僅將重置晶體管14用于第二晶體管組90。第一晶體管組31與圖16和圖18的第一晶體管組相同。如圖27所示，在第二晶體管組90中僅僅提供重置晶體管的情況下，重置晶體管小，因此第二晶體管組90的其他部分是空的。為此，形成晶體管的柵極的薄膜(例如，多晶硅薄膜)的密度在第二晶體管組90中比在第一晶體管組31中低。由于這種密度差異而存在出現(xiàn)在晶體管組之間的光電二極管pd中的靈敏度差異的情況，從而在圖像中出現(xiàn)條狀亮度差異。

當與圖27比較時，在圖18中，第二放大晶體管以及重置晶體管提供在第二晶體管組39中，因此相當?shù)馗纳屏说谝痪w管組31和第二晶體管組39之間的布局結(jié)構(gòu)的對稱性。

除此而外，在本實施例中，在共享八個像素的共享像素單元部分180中，提供兩個放大晶體管，因此與僅僅提供單一放大晶體管的情況相比，可以增大放大晶體管的整體面積。因此，可以降低隨機噪聲。此外,可以通過使用并聯(lián)連接的兩個放大晶體管增大放大晶體管的寬度w，來增大根據(jù)w/l增大的互導(dǎo)率(mutualconductance)gm，從而改善放大晶體管的驅(qū)動性能并達到高速度和改善兼容性。此外,由于并聯(lián)連接的兩個放大晶體管提供在第一晶體管組31和第二晶體管組39中，所以與并聯(lián)連接的兩個放大晶體管形成在同一晶體管組的結(jié)構(gòu)相比，可以改善晶體管組的布局結(jié)構(gòu)的對稱性。

9.第八實施例

在第八實施例中，將描述不同于第一至第三實施例的4-晶體管型背照式cmos圖像傳感器的4-晶體管型背照式cmos圖像傳感器的另一結(jié)構(gòu)示例。根據(jù)本實施例的cmos圖像傳感器的整體結(jié)構(gòu)是根據(jù)上述第一實施例(圖1)的同一結(jié)構(gòu)，因此這里將省略其描述。

共享像素單元部分的結(jié)構(gòu)

在本實施例中，共享像素單元部分具有在圖3中所示的第一實施例的共享像素單元部分的結(jié)構(gòu)中添加一個放大晶體管的結(jié)構(gòu)，并且由此而以與第七實施例同樣的方式提供兩個放大晶體管。

共享像素單元部分的布局

圖19圖示本實施例的cmos圖像傳感器(固態(tài)成像器件)中的共享像素單元部分的布局結(jié)構(gòu)的示意平面圖。在圖19中所示的共享像素單元部分190的布局結(jié)構(gòu)中，用相同的附圖標記標示與圖4中所示的第一實施例的共享像素單元部分110的組件或與圖16中所示的第七實施例的共享像素單元部分180的組件對應(yīng)的組件。

共享像素單元部分190是共享八個像素的共享像素單元部分，并且包括第一光接收單元21、第二光接收單元22、第一晶體管組40和第二晶體管組39。雖然未示出在圖19中，但以與圖4中所示的第一阱觸點23a和第二阱觸點23b同樣的方式提供阱觸點。另一方面，在圖19中，示出在圖4中未示出的相互連接fd區(qū)域16a和16b與晶體管組40和39的導(dǎo)線24和28。

如在圖19中所示，共享像素單元部分190包括具有晶體管的右左布置與第七實施例的共享像素單元部分180的第一晶體管組的布置相對的結(jié)構(gòu)的第一晶體管組40和具有與第七實施例的共享像素單元部分180的第二晶體管組的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)的第二晶體管組39。除此而外，在本實施例中，第一光接收單元21和第二光接收單元22的結(jié)構(gòu)與圖4中所示的第一實施例的結(jié)構(gòu)相同，并且這里將描述第一晶體管組40和第二晶體管組39的結(jié)構(gòu)。

如在圖19中所示，第一晶體管組40布置在第一光接收單元21與第二光接收單元22之間。除此而外，第二晶體管組39布置在與第二光接收單元22的周圍區(qū)域中第二光接收單元22的第一晶體管組40的布置側(cè)相對的側(cè)上的區(qū)域中。

同樣在本實施例中，以與第一實施例同樣的方式，每一個晶體管組形成為沿著水平方向(圖19中的x方向)從光接收單元的一個端部的鄰域中的位置延伸到另一端部的鄰域中的位置。

此外,雖然未示出在圖19中，但第一光接收單元21、第二光接收單元22、第一晶體管組40和第二晶體管組39形成在si襯底中形成的預(yù)定阱區(qū)域中。在本實施例中，類似于第一實施例，雖然未示出，但電連接阱區(qū)域到內(nèi)部布線的阱觸點分開提供在兩個部分中。

如在圖19中所示，第一晶體管組40包括選擇晶體管的選擇柵極15r、第一放大晶體管的第一放大柵極13r和第一源極/漏極40a至第三源極/漏極40c。在本實施例中，從右至左沿著水平方向(圖19中的x方向)，依次布置第一源極/漏極40a、選擇柵極15r、第二源極/漏極40b、第一放大柵極13r和第三源極/漏極40c。在圖19中，柵極13r和15r以及源極/漏極40a、40b和40c在水平方向(x方向)上的長度和在垂直方向(y方向)上的寬度幾乎相當于圖16的第七實施例中的那些。另一方面，柵極13r和15r以及源極/漏極40a、40b和40c的布置與圖16的第七實施例的布置在右左側(cè)上相對。除此而外，在圖19中，示出在圖4中未示出的導(dǎo)線與放大柵極13r和源極/漏極40a、40b和40c之間的觸點。第一放大柵極13r經(jīng)由觸點連接到導(dǎo)線24。第一源極/漏極40a經(jīng)由觸點連接到垂直信號線107(參考圖20)。第二源極/漏極40b經(jīng)由觸點連接到第一層的導(dǎo)線26。第三源極/漏極40c經(jīng)由觸點連接到用于供應(yīng)電源電壓vdd的導(dǎo)線(參考圖20)。除此而外，導(dǎo)線24經(jīng)由觸點連接到fd區(qū)域16a和fd區(qū)域16b。第一層的導(dǎo)線26連接到第二層的導(dǎo)線28。

第二晶體管組39由重置晶體管和第二放大晶體管組成，并且如在圖19中所示，包括重置柵極14p、第二放大晶體管的第二放大柵極13p和第四源極/漏極39a至第七源極39d。除此而外，從右至左沿著水平方向(圖19中的x方向)，依次布置第四源極/漏極39a、重置柵極14p、第五源極/漏極39b、第六源極/漏極39c、第二放大柵極13p和第七源極/漏極39d。在圖19中，示出在圖4中未示出的導(dǎo)線與放大柵極13p以及源極/漏極39a、39b、39c和39d之間的觸點。第四源極/漏極39a經(jīng)由觸點連接到用于供應(yīng)電源電壓vdd的導(dǎo)線。第五源極/漏極39b經(jīng)由觸點連接到導(dǎo)線24。第六源極/漏極39c經(jīng)由觸點連接到第一層的導(dǎo)線27。第二放大柵極13p經(jīng)由觸點連接到導(dǎo)線24。第七源極/漏極39d經(jīng)由觸點連接到用于供應(yīng)電源電壓vdd的導(dǎo)線。第一層的導(dǎo)線27連接到第二層的導(dǎo)線28。

而且，在此時，如在圖19中所示，第五源極/漏極39b布置成與第六源極/漏極39c間隔預(yù)定間隙。

在第二晶體管組39中，第四源極/漏極39a、重置柵極14p和第五源極/漏極39b組成重置晶體管。除此而外，第六源極/漏極39c、第二放大柵極13p和第七源極/漏極39d組成第二放大晶體管。

圖20圖示本實施例的固態(tài)成像器件的共享像素單元部分的等效電路圖。

在圖20中，第一放大晶體管和第二放大晶體管并聯(lián)連接在連接到由選擇柵極15r形成的選擇晶體管的第二層的導(dǎo)線28與用于供應(yīng)電源電壓vdd的導(dǎo)線之間。換句話說，圖20的等效電路圖提供兩個放大晶體管并聯(lián)連接在第一實施例中描述了的圖3的等效電路圖中的選擇晶體管15與用于供應(yīng)電源電壓vdd的導(dǎo)線之間的結(jié)構(gòu)。除此而外，在與導(dǎo)線28相對的側(cè)上由選擇柵極15r形成的選擇晶體管的源極/漏極連接到垂直信號線107。

在本實施例中，第一晶體管組40的第一放大柵極13r具有相當于第二晶體管組39的第二放大柵極13p的尺寸和面積的尺寸和面積。除此而外，在本實施例中，使得放大柵極13r和13p的各自面積大于選擇柵極15r和重置柵極14p的各自面積。

在圖19中，由于選擇柵極15r和重置柵極14p具有相等的尺寸和面積，所以第一晶體管組40的柵極的面積的總和接近與第二晶體管組39的柵極的面積的總和相同。因此，在共享像素單元部分190中，第一晶體管組40中的柵極的占用區(qū)域與第二晶體管組39中的柵極的占用區(qū)域接近對稱。也就是說，同樣在本實施例中，第一晶體管組40的布局結(jié)構(gòu)變成與第二晶體管組39的布局結(jié)構(gòu)基本上對稱。因此，同樣在本實施例的cmos圖像傳感器中，可以解決由于第一晶體管組40與第二晶體管組39之間的布局結(jié)構(gòu)的不對稱性引起的問題，并且由此達到與第一實施例相同的效果。

除此而外，在本實施例中，在共享八個像素的共享像素單元部分190中，提供兩個放大晶體管，因此與僅僅提供單一放大晶體管的情況相比，可以增大放大晶體管的整體面積。因此，可以降低隨機噪聲。此外,可以通過使用并聯(lián)連接的兩個放大晶體管增大放大晶體管的寬度w，來增大根據(jù)w/l增大的互導(dǎo)率gm，從而改善放大晶體管的驅(qū)動性能并達到高速度和改善兼容性。此外,由于并聯(lián)連接的兩個放大晶體管提供在第一晶體管組40和第二晶體管組39中，所以與并聯(lián)連接的兩個放大晶體管形成在同一晶體管組的結(jié)構(gòu)相比，可以改善晶體管組的布局結(jié)構(gòu)的對稱性。

10.第九實施例

在第九實施例中，將描述不同于第四至第六實施例的3-晶體管型背照式cmos圖像傳感器的3-晶體管型背照式cmos圖像傳感器的另一結(jié)構(gòu)示例。根據(jù)本實施例的cmos圖像傳感器的整體結(jié)構(gòu)是根據(jù)上述第一實施例(圖1)的同一結(jié)構(gòu)，因此這里將省略其描述。

共享像素單元部分的結(jié)構(gòu)

在本實施例中，共享像素單元部分具有在圖13中所示的第四實施例的共享像素單元部分的結(jié)構(gòu)中添加一個放大晶體管的結(jié)構(gòu)，并且由此而提供兩個放大晶體管。

共享像素單元部分的布局

圖21圖示本實施例的cmos圖像傳感器(固態(tài)成像器件)中的共享像素單元部分的布局結(jié)構(gòu)的示意平面圖。在圖21中所示的共享像素單元部分240的布局結(jié)構(gòu)中，用相同的附圖標記標示與圖4中所示的第一實施例的共享像素單元部分110的組件或與圖13中所示的第四實施例的共享像素單元部分200的組件對應(yīng)的組件。

共享像素單元部分240是共享八個像素的共享像素單元部分，并且包括第一光接收單元21、第二光接收單元22、第一晶體管組74和第二晶體管組39。雖然未示出在圖21中，但以與圖13中所示的第一阱觸點23a和第二阱觸點23b同樣的方式提供阱觸點。另一方面，在圖21中，示出在圖4中未示出的相互連接fd區(qū)域16a和16b、晶體管組74和39的導(dǎo)線24和垂直信號線107。

如在圖21中所示，共享像素單元部分240包括具有關(guān)于第八實施例的共享像素單元部分190用重置晶體管替代選擇晶體管的結(jié)構(gòu)的第一晶體管組74和具有與第八實施例的共享像素單元部分190相同的結(jié)構(gòu)的第二晶體管組39。在本實施例中，第一光接收單元21和第二光接收單元22的結(jié)構(gòu)與圖4中所示的第一實施例的結(jié)構(gòu)相同，并且這里將描述第一晶體管組74和第二晶體管組39的結(jié)構(gòu)。

如在圖21中所示，第一晶體管組74布置在第一光接收單元21與第二光接收單元22之間。除此而外，第二晶體管組39布置在與第二光接收單元22的周圍區(qū)域中第二光接收單元22的第一晶體管組74的布置側(cè)相對的側(cè)上的區(qū)域中。

同樣在本實施例中，以與第一實施例同樣的方式，每一個晶體管組形成為沿著水平方向(圖21中的x方向)從光接收單元的一個端部的鄰域中的位置延伸到另一端部的鄰域中的位置。

此外,雖然未示出在圖21中，但第一光接收單元21、第二光接收單元22、第一晶體管組74和第二晶體管組39形成在si襯底中形成的預(yù)定阱區(qū)域中。在本實施例中，以與第一實施例同樣的方式，雖然未示出，但電連接阱區(qū)域和內(nèi)部布線的阱觸點分開提供在兩個部分中。

如在圖21中所示，第一晶體管組74包括第一重置晶體管的第一重置柵極14s、第一放大晶體管的第一放大柵極13s和第一源極/漏極74a至第四源極/漏極74d。在本實施例中，從右側(cè)起沿著水平方向(x方向)，依次布置第一源極/漏極74a、第一重置柵極14s、第二源極/漏極74b、第三源極/漏極74c、第一放大柵極13s和第四源極/漏極74d。在圖21中，柵極13s和14s以及源極/漏極74a、74b、74c和74d在水平方向(x方向)上的長度和在垂直方向(y方向)上的寬度幾乎相當于圖16的第七實施例的第二晶體管組39中的那些。除此而外，在圖21中，示出在圖4中未示出的導(dǎo)線與放大柵極13s以及源極/漏極74a、74b、74c和74d之間的觸點。第一放大柵極13s經(jīng)由觸點連接到導(dǎo)線24。第一源極/漏極74a經(jīng)由觸點連接到用于供應(yīng)電源電壓vdd的導(dǎo)線(參考圖22)。第二源極/漏極74b經(jīng)由觸點連接到導(dǎo)線24。第三源極/漏極74c經(jīng)由觸點連接到第一層的導(dǎo)線29。第四源極/漏極74d經(jīng)由觸點連接到用于供應(yīng)電源電壓vdd的導(dǎo)線。除此而外，導(dǎo)線24經(jīng)由觸點連接到fd區(qū)域16a和fd區(qū)域16b。第一層的導(dǎo)線29連接到垂直信號線107。

而且，在此時，如在圖21中所示，第二源極/漏極74b布置成與第三源極/漏極74c間隔預(yù)定間隙。

在第一晶體管組74中，第一源極/漏極74a、第一重置柵極14s和第二源極/漏極74b組成第一重置晶體管。除此而外，第三源極/漏極74c、第一放大柵極13s和第四源極/漏極74d組成第一放大晶體管。

第二晶體管組39由第二重置晶體管和第二放大晶體管組成，并且如在圖21中所示，包括第二重置柵極14p、第二放大柵極13p和第五源極/漏極39a至第八源極/漏極39d。除此而外，從右至左沿著水平方向(圖21中的x方向)依次布置第五源極/漏極39a、第二重置柵極14p、第六源極/漏極39b、第七源極/漏極39c、第二放大柵極13p和第八源極/漏極39d。在圖21中，示出在圖4中未示出的導(dǎo)線與放大柵極13p以及源極/漏極39a、39b、39c和39d之間的觸點。第五源極/漏極39a經(jīng)由觸點連接到用于供應(yīng)電源電壓vdd的導(dǎo)線。第六源極/漏極39b經(jīng)由觸點連接到導(dǎo)線24。第七源極/漏極39c經(jīng)由觸點連接到第一層的導(dǎo)線29。第二放大柵極13p經(jīng)由觸點連接到導(dǎo)線24。第八源極/漏極39d經(jīng)由觸點連接到用于供應(yīng)電源電壓vdd的導(dǎo)線。第一層的導(dǎo)線29連接到垂直信號線107。

而且，在此時，如在圖21中所示，第六源極/漏極39b布置成與第七源極/漏極39c間隔預(yù)定間隙。

在第二晶體管組39中，第五源極/漏極39a、第二重置柵極14p和第六源極/漏極39b組成第二重置晶體管。除此而外，第七源極/漏極39c、第二放大柵極13p和第八源極/漏極39d組成第二放大晶體管。

圖22圖示本實施例的固態(tài)成像器件的共享像素單元部分的等效電路圖。

在圖22中，第一放大晶體管和第二放大晶體管并聯(lián)連接在用于供應(yīng)電源電壓vdd的導(dǎo)線與連接到fd區(qū)域的導(dǎo)線24之間。除此而外，第一放大晶體管和第二放大晶體管并聯(lián)連接在垂直信號線107與供應(yīng)電源電壓vdd的導(dǎo)線之間。換句話說，圖22的等效電路圖提供兩個放大晶體管并聯(lián)連接在第四實施例中描述了的圖12的等效電路圖中用于供應(yīng)電源電壓vdd的導(dǎo)線與fd區(qū)域16之間的結(jié)構(gòu)。除此而外，兩個放大晶體管并聯(lián)連接在垂直信號線107、用于供應(yīng)電源電壓vdd的導(dǎo)線與fd區(qū)域16之間。

在本實施例中，第一晶體管組74的第一放大柵極13s具有相當于第二晶體管組39的第二放大柵極13p的尺寸和面積的尺寸和面積。第一晶體管組74的第一重置柵極14s具有相當于第二晶體管組39的重置柵極14p的尺寸和面積的尺寸和面積。除此而外，在本實施例中，使得放大晶體管13s和13p的各自面積大于重置柵極14s和14p的各自面積。

在圖21中，第一晶體管組74的柵極的面積的總和接近與第二晶體管組39的柵極的面積的總和相同。因此，在共享像素單元部分240中，第一晶體管組74中的柵極的占用區(qū)域與第二晶體管組39中的柵極的占用區(qū)域接近對稱。也就是說，同樣在本實施例中，第一晶體管組74的布局結(jié)構(gòu)變成與第二晶體管組39的布局結(jié)構(gòu)基本上對稱。因此，同樣在本實施例的cmos圖像傳感器中，可以解決由于第一晶體管組74與第二晶體管組39之間的布局結(jié)構(gòu)的不對稱性引起的問題，并且由此可以達到與第一實施例相同的效果。

除此而外，在本實施例中，在共享八個像素的共享像素單元部分240中，提供兩個放大晶體管，因此與僅僅提供單一放大晶體管的情況相比，可以增大放大晶體管的整體面積。因此，可以降低隨機噪聲。此外,可以通過使用并聯(lián)連接的兩個放大晶體管增大放大晶體管的寬度w，來增大根據(jù)w/l增大的互導(dǎo)率gm，從而改善放大晶體管的驅(qū)動性能并達到高速度和改善兼容性。此外,并聯(lián)連接的兩個放大晶體管和并聯(lián)連接的兩個重置晶體管提供在第一晶體管組74和第二晶體管組39中。因此，與并聯(lián)連接的兩個放大晶體管和并聯(lián)連接的兩個重置晶體管形成在同一晶體管組的結(jié)構(gòu)相比，可以改善晶體管組的布局結(jié)構(gòu)的對稱性。

11.第十實施例

在第十實施例中，將描述不同于第四至第六實施例的3-晶體管型背照式cmos圖像傳感器的3-晶體管型背照式cmos圖像傳感器的另一結(jié)構(gòu)示例。根據(jù)本實施例的cmos圖像傳感器的整體結(jié)構(gòu)是根據(jù)上述第一實施例(圖1)的同一結(jié)構(gòu)，因此這里將省略其描述。

共享像素單元部分的結(jié)構(gòu)

在本實施例中，共享像素單元部分具有在圖13中所示的第四實施例的共享像素單元部分的結(jié)構(gòu)中添加一個放大晶體管的結(jié)構(gòu)，并且由此而提供兩個放大晶體管。

共享像素單元部分的布局

圖23圖示本實施例的cmos圖像傳感器(固態(tài)成像器件)中的共享像素單元部分的布局結(jié)構(gòu)的示意平面圖。在圖23中所示的共享像素單元部分250的布局結(jié)構(gòu)中，用相同的附圖標記標示與圖4中所示的第一實施例的共享像素單元部分110的組件或與圖13中所示的第四實施例的共享像素單元部分200的組件對應(yīng)的組件。

共享像素單元部分250是共享八個像素的共享像素單元部分，并且包括第一光接收單元21、第二光接收單元22、第一晶體管組75和第二晶體管組39。雖然未示出在圖23中，但以與圖13中所示的第一阱觸點23a和第二阱觸點23b同樣的方式提供阱觸點。另一方面，在圖23中，示出在圖13中未示出的相互連接fd區(qū)域16a和16b、晶體管組75和39的導(dǎo)線24和垂直信號線107。

如在圖23中所示，共享像素單元部分250包括具有用虛晶體管替代第九實施例的共享像素單元部分240的第一晶體管組的重置晶體管的結(jié)構(gòu)的第一晶體管組75和具有與第九實施例的共享像素單元部分240的第二晶體管組的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)的第二晶體管組39。在本實施例中，第一光接收單元21和第二光接收單元22的結(jié)構(gòu)與圖4中所示的第一實施例的結(jié)構(gòu)相同，并且這里將描述第一晶體管組75和第二晶體管組39的結(jié)構(gòu)。

如在圖23中所示，第一晶體管組75布置在第一光接收單元21與第二光接收單元22之間。除此而外，第二晶體管組39布置在與第二光接收單元22的周圍區(qū)域中第二光接收單元22的第一晶體管組75的布置側(cè)相對的側(cè)上的區(qū)域中。

同樣在本實施例中，以與第一實施例同樣的方式，每一個晶體管組形成為沿著水平方向(圖23中的x方向)從光接收單元的一個端部的鄰域中的位置延伸到另一端部的鄰域中的位置。

此外,雖然未示出在圖23中，但第一光接收單元21、第二光接收單元22、第一晶體管組75和第二晶體管組39形成在si襯底中形成的預(yù)定阱區(qū)域中。在本實施例中，類似于第一實施例，雖然未示出，但電連接阱區(qū)域和內(nèi)部布線的阱觸點分開提供在兩個部分中。

如在圖23中所示，第一晶體管組75包括虛晶體管的虛柵極75b、第一放大晶體管的第一放大柵極13t、第一源極/漏極75a和第二源極/漏極75c至第四源極/漏極75e。在本實施例中，從右側(cè)起沿著水平方向(在x方向上)，依次布置第一源極/漏極75a、虛柵極75b、第二源極/漏極75c、第三源極/漏極75d、第一放大柵極13t和第四源極/漏極75e。在圖23中，柵極13t和75b以及源極/漏極75a、75c、75d和75e在水平方向(x方向)上的長度和在垂直方向(y方向)上的寬度幾乎相當于圖21的第九實施例的第一晶體管組74中的那些。除此而外，在圖23中，示出導(dǎo)線與放大柵極13t以及第三和第四源極/漏極75d和75e之間的觸點。第一放大柵極13t經(jīng)由觸點連接到導(dǎo)線24。第三源極/漏極75d經(jīng)由觸點連接到第一層的導(dǎo)線29。第四源極/漏極75e經(jīng)由觸點連接到用于供應(yīng)電源電壓vdd的導(dǎo)線(參考圖24)。除此而外，導(dǎo)線24經(jīng)由觸點連接到fd區(qū)域16a和fd區(qū)域16b。第一層的導(dǎo)線29連接到垂直信號線107。

而且，在此時，如在圖23中所示，第二源極/漏極75c布置成與第三源極/漏極75d間隔預(yù)定間隙。

在第一晶體管組75中，第一源極/漏極75a、虛柵極75b和第二源極/漏極75c組成虛晶體管。虛晶體管的相應(yīng)單元75a、75b和75c未提供與導(dǎo)線的觸點。除此而外，第三源極/漏極75d、第一放大柵極13t和第四源極/漏極75e組成第一放大晶體管。

第二晶體管組39由重置晶體管和第二放大晶體管組成，并且如在圖23中所示，包括重置柵極14p、第二放大晶體管的第二放大柵極13p和第五源極/漏極39a至第八源極/漏極39d。除此而外，從右至左沿著水平方向(圖23中的x方向)，依次布置第五源極/漏極39a、重置柵極14p、第六源極/漏極39b、第七源極/漏極39c、第二放大柵極13p和第八源極/漏極39d。在圖23中，示出在圖4中未示出的導(dǎo)線與放大柵極13p以及源極/漏極39a、39b、39c和39d之間的觸點。第五源極/漏極39a經(jīng)由觸點連接到用于供應(yīng)電源電壓vdd的導(dǎo)線。第六源極/漏極39b經(jīng)由觸點連接到導(dǎo)線24。第七源極/漏極39c經(jīng)由觸點連接到第一層的導(dǎo)線29。第二放大柵極13p經(jīng)由觸點連接到導(dǎo)線24。第八源極/漏極39d經(jīng)由觸點連接到用于供應(yīng)電源電壓vdd的導(dǎo)線。第一層的導(dǎo)線29連接到垂直信號線107。

而且，在此時，如在圖23中所示，第六源極/漏極39b布置成與第七源極/漏極39c間隔預(yù)定間隙。

在第二晶體管組39中，第五源極/漏極39a、重置柵極14p和第六源極/漏極39b組成重置晶體管。除此而外，第七源極/漏極39c、第二放大柵極13p和第八源極/漏極39d組成第二放大晶體管。

圖24圖示本實施例的固態(tài)成像器件的共享像素單元部分的等效電路圖。

在圖24中，第一放大晶體管和第二放大晶體管并聯(lián)連接在垂直信號線107與用于供應(yīng)電源電壓vdd的導(dǎo)線之間。換句話說，圖24的等效電路圖提供兩個放大晶體管并聯(lián)連接在第四實施例中描述了的圖12的等效電路圖中的垂直信號線107與用于供應(yīng)電源電壓vdd的導(dǎo)線之間的結(jié)構(gòu)。圖23的虛晶體管未連接到導(dǎo)線，因此未示出在圖24的等效電路圖。當在本實施例的圖24與第九實施例的圖22之間比較時，由于用虛晶體管替代重置晶體管，所以省略了圖22的一個重置晶體管。

在本實施例中，第一晶體管組75的第一放大柵極13t具有相當于第二晶體管組39的第二放大柵極13p的尺寸和面積的尺寸和面積。第一晶體管組75的虛柵極75b具有相當于第二晶體管組39的重置柵極14p的尺寸和面積的尺寸和面積。除此而外，在本實施例中，使得放大晶體管13t和13p的各自面積大于虛柵極75b和重置柵極14p的各自面積。

在圖23中，第一晶體管組75的柵極的面積的總和接近與第二晶體管組39的柵極的面積的總和相同。因此，在共享像素單元部分250中，第一晶體管組75中的柵極的占用區(qū)域與第二晶體管組39中的柵極的占用區(qū)域接近對稱。也就是說，同樣在本實施例中，第一晶體管組75的布局結(jié)構(gòu)變成與第二晶體管組39的布局結(jié)構(gòu)基本上對稱。因此，同樣在本實施例的cmos圖像傳感器中，可以解決由于第一晶體管組75與第二晶體管組39之間的布局結(jié)構(gòu)的不對稱性引起的問題，并且由此達到與第一實施例相同的效果。

除此而外，在本實施例中，在共享八個像素的共享像素單元部分250中，提供兩個放大晶體管，因此與僅僅提供單一放大晶體管的情況相比，可以增大放大晶體管的整體面積。因此，可以降低隨機噪聲。此外,可以通過使用并聯(lián)連接的兩個放大晶體管增大放大晶體管的寬度w，來增大根據(jù)w/l增大的互導(dǎo)率gm，從而改善放大晶體管的驅(qū)動性能并達到高速度和改善兼容性。此外,由于并聯(lián)連接的兩個放大晶體管提供在第一晶體管組75和第二晶體管組39中，所以與并聯(lián)連接的兩個放大晶體管形成在同一晶體管組的結(jié)構(gòu)相比，可以改善晶體管組的布局結(jié)構(gòu)的對稱性。

在共享第七至第十實施例的像素的共享像素單元部分中，提供兩個放大晶體管的結(jié)構(gòu)不限于在實施例中共享八個像素的結(jié)構(gòu)。類似地，在連接2n(其中n是等于或大于2的整數(shù))個共享四個像素的fd區(qū)域并且共享8n個像素的作為阱的結(jié)構(gòu)中，提供多個放大晶體管，從而可以增大互導(dǎo)率。因此，可以改善放大晶體管的驅(qū)動性能，并且由此達到高速度并改善兼容性。

12.第十一實施例

在第十一實施例中，將描述不同于第一至第三實施例以及第七和第八實施例的4-晶體管型背照式cmos圖像傳感器的4-晶體管型背照式cmos圖像傳感器的另一結(jié)構(gòu)示例。根據(jù)本實施例的cmos圖像傳感器的整體結(jié)構(gòu)是根據(jù)上述第一實施例(圖1)的同一結(jié)構(gòu)，因此這里將省略其描述。

共享像素單元部分的結(jié)構(gòu)

在本實施例中，共享像素單元部分具有圖3的八個像素按四個像素劃分的結(jié)構(gòu)，并且每一個在圖3中所示的第一實施例的共享像素單元部分的結(jié)構(gòu)中共享四個像素。換句話說，本實施例具有圖3所示的結(jié)構(gòu)，但第一光電二極管111至第四光電二極管114和第五光電二極管115至第八光電二極管118分別具有單獨共享四個像素的結(jié)構(gòu)。

共享像素單元部分的布局

圖25圖示本實施例的cmos圖像傳感器(固態(tài)成像器件)中的共享像素單元部分的布局結(jié)構(gòu)的示意平面圖。在圖25中所示的共享像素單元部分400的布局結(jié)構(gòu)中，用相同的附圖標記標示與圖4中所示的第一實施例的共享像素單元部分110的組件或與圖16中所示的第七實施例的共享像素單元部分180的組件對應(yīng)的組件。

共享像素單元部分400是共享四個像素的共享像素單元部分，并且包括第一光接收單元21、第二光接收單元22、第一晶體管組401和第二晶體管組402。雖然未示出在圖25中，但以與圖4中所示的第一阱觸點23a和第二阱觸點23b同樣的方式提供阱觸點。另一方面，在圖25中，示出在圖4中未示出的相互連接fd區(qū)域16a和16b、晶體管組401和402的導(dǎo)線403、404、405和406以及垂直信號線411和412。

如在圖25中所示，共享像素單元部分400包括具有三個晶體管的右左布置與圖5的共享像素單元部分120的第一晶體管組相同的結(jié)構(gòu)的第一晶體管組401和具有三個晶體管的右左布置與圖5的共享像素單元部分120的第二晶體管組相對的結(jié)構(gòu)的第二晶體管組402。除此而外，在本實施例中，第一光接收單元21和第二光接收單元22的結(jié)構(gòu)與圖4中所示的第一實施例的結(jié)構(gòu)相同，而與第一實施例的不同之處在于第一光接收單元21和第二光接收單元22不相互電連接。

如在圖25中所示，第一晶體管組401布置在第一光接收單元21與第二光接收單元22之間。除此而外，第二晶體管組402布置在與第二光接收單元22的周圍區(qū)域中第二光接收單元22的第一晶體管組401的布置側(cè)相對的側(cè)上的區(qū)域中。

同樣在本實施例中，以與第一實施例同樣的方式，每一個晶體管組形成為沿著水平方向(圖25中的x方向)從光接收單元的一個端部的鄰域中的位置延伸到另一端部的鄰域中的位置。

此外,雖然未示出在圖25中，但第一光接收單元21、第二光接收單元22、第一晶體管組401和第二晶體管組402形成在si襯底中形成的預(yù)定阱區(qū)域中。在本實施例中，雖然未示出，但電連接阱區(qū)域和內(nèi)部布線的阱觸點分開提供在兩個部分中。

第一晶體管組401由三個晶體管：重置晶體管、放大晶體管和選擇晶體管組成。如在圖25中所示，第一晶體管組401包括重置晶體管的重置柵極14v、放大晶體管的放大柵極13v、選擇晶體管的選擇柵極15v和第一源極/漏極401a至第四源極/漏極401d。在本實施例中，在圖中從右至左的x方向上，依次布置第一源極/漏極401a、重置柵極14v、第二源極/漏極401b、放大柵極13v、第三源極/漏極401c、選擇柵極15v和第四源極/漏極401d。除此而外，在圖25中，示出未示出在圖4中的導(dǎo)線與放大柵極13v以及第一和第四源極/漏極401a和401d之間的觸點。放大柵極13v經(jīng)由觸點連接到導(dǎo)線403。第一源極/漏極401a經(jīng)由觸點連接到導(dǎo)線403。第四源極/漏極401d經(jīng)由觸點連接到導(dǎo)線405。除此而外，導(dǎo)線403經(jīng)由觸點連接到第一光接收單元21的fd區(qū)域16a。導(dǎo)線405經(jīng)由觸點連接到第一垂直信號線411。

第二晶體管組402也由三個晶體管、重置晶體管、放大晶體管和選擇晶體管組成。如在圖25中所示，第二晶體管組402包括重置晶體管的重置柵極14w、放大晶體管的放大柵極13w、選擇晶體管的選擇柵極15w和第五源極/漏極402a至第八源極/漏極402d。在本實施例中，在圖中從右至左的x方向上，依次布置第五源極/漏極402a、選擇柵極15w、第六源極/漏極402b、放大柵極13w、第七源極/漏極402c、重置柵極14w和第八源極/漏極402d。除此而外，在圖25中，示出未示出在圖4中的導(dǎo)線與放大柵極13w以及第五和第八源極/漏極402a和402d之間的觸點。放大柵極13w經(jīng)由觸點連接到導(dǎo)線404。第五源極/漏極402a經(jīng)由觸點連接到導(dǎo)線406。第八源極/漏極402d經(jīng)由觸點連接到導(dǎo)線404。除此而外，導(dǎo)線404經(jīng)由觸點連接到第二光接收單元22的fd區(qū)域16。導(dǎo)線406經(jīng)由觸點連接到第二垂直信號線412。

導(dǎo)線403和導(dǎo)線404形成為比轉(zhuǎn)移柵極121a至128a、放大柵極13v和13w、重置柵極14v和14w以及選擇柵極15v和15w更上位的線(furtherupperline)。第一垂直信號線411和第二垂直信號線412形成為比導(dǎo)線403和導(dǎo)線404再上位的線(stillfurtherupperline)。除此而外，導(dǎo)線405和導(dǎo)線406在圖25中形成為l形單一線，但可以通過使得在y方向延伸的下層的導(dǎo)線與在y方向延伸的下層的導(dǎo)線接觸來形成。

第一垂直信號線411和第二垂直信號線412布置成具有關(guān)于光接收單元21和22的中心線的線對稱性。除此而外，第一垂直信號線411和第二垂直信號線412連接到圖1的列處理單元103的相互不同列，并且從每一列讀取信號。

第一垂直信號線411連接到第一晶體管組401的第四漏極/源極401d和第一晶體管組401的第一源極/漏極401a經(jīng)由導(dǎo)線403連接到第一光接收單元21的fd區(qū)域16a。因此，從第一垂直信號線411讀取基于在第一光接收單元21的fd區(qū)域16a中的電荷的信號。

第二垂直信號線412連接到第二晶體管組402的第五源極/漏極402a和第二晶體管組402的第八源極/漏極402d經(jīng)由導(dǎo)線404連接到第二光接收單元22的fd區(qū)域16b。因此，從第二垂直信號線412讀取基于在第二光接收單元22的fd區(qū)域16b中的電荷的信號。

如上所述，在第一光接收單元21和第二光接收單元22中，基于它們每一個的電荷的信號被讀取到不同垂直信號導(dǎo)線，從而可以達到高速度操作。

在本實施例中，第一晶體管組401的放大柵極13v具有相當于第二晶體管組402的放大柵極13w的尺寸和面積的尺寸和面積。第一晶體管組401的重置柵極14v具有相當于第二晶體管組402的重置柵極14w的尺寸和面積的尺寸和面積。第一晶體管組401的選擇柵極15v具有相當于第二晶體管組402的選擇柵極15w的尺寸和面積的尺寸和面積。

換句話說，在圖25中，第一晶體管組401的柵極的面積的總和接近與第二晶體管組402的柵極的面積的總和相同。因此，在共享像素單元部分400中，第一晶體管組401中的柵極的占用區(qū)域與第二晶體管組402中的柵極的占用區(qū)域接近對稱。也就是說，同樣在本實施例中，第一晶體管組401的布局結(jié)構(gòu)變成與第二晶體管組402的布局結(jié)構(gòu)基本上對稱。因此，同樣在本實施例的cmos圖像傳感器中，可以解決由于第一晶體管組401與第二晶體管組402之間的布局結(jié)構(gòu)的不對稱性引起的問題，并且由此可以達到與第一實施例相同的效果。

在本實施例中，而且，第一晶體管組401的導(dǎo)線403和三個晶體管以及第二晶體管組402的導(dǎo)線404和三個晶體管布置成(關(guān)于光接收單元21和22的中心線以線對稱方式)右左側(cè)相對。也就是說，在第一晶體管組401和第二晶體管組402中，相應(yīng)晶體管組的晶體管和連接到晶體管的導(dǎo)線布置成(關(guān)于光接收單元21和22的中心線以線對稱方式)右左相對。因此，導(dǎo)線403與第二垂直信號線412之間的距離變成和導(dǎo)線404與第一垂直信號線411之間的距離相同。換句話說，連接到光接收單元的fd區(qū)域的導(dǎo)線與未連接到光接收單元的側(cè)上的垂直信號線之間的距離變成在第一光接收單元21和第二光接收單元22中相同。因此，出現(xiàn)在連接到fd區(qū)域的導(dǎo)線與垂直信號線之間的電容變成在第一光接收單元21和第二光接收單元22中相同，從而抗噪能力和各種電串擾變成一致，因此可以獲得高質(zhì)量的圖像。

相反，在連接到fd區(qū)域的導(dǎo)線和晶體管組的三個晶體管的布置與第一光接收單元21和第二光接收單元22中相同的情況下，在連接到fd區(qū)域的導(dǎo)線與垂直信號線之間的距離不同，因此在其間出現(xiàn)電容差異。在這種情況下，這種電容差異引起示出線缺陷(linedefect)或點缺陷(dotdefect)為圖像差異。

除此而外，在上述每一個實施例的結(jié)構(gòu)中，第一晶體管組和第二晶體管組可以交換，并且這樣的結(jié)構(gòu)包括在本公開的技術(shù)范圍中。

13.第十二實施例

根據(jù)上述各種實施例及其改進示例的cmos圖像傳感器(固態(tài)成像器件)可以安裝在具有用固態(tài)成像器件捕獲的圖像的功能的任何電子設(shè)備中并使用。所述電子設(shè)備可以包括例如諸如數(shù)碼照相機或視頻攝像機之類的成像設(shè)備(相機系統(tǒng))、具有諸如移動電話之類的成像功能的便攜式終端設(shè)備、具有包括固態(tài)成像器件的圖像捕獲單元的復(fù)印機，等等。這里，成像設(shè)備示范為電子設(shè)備，并將描述其結(jié)構(gòu)。除此而外，安裝在電子設(shè)備中的相機模塊在某些請情況下稱為成像設(shè)備。

圖26圖示根據(jù)各種實施例及其改進示例的cmos圖像傳感器應(yīng)用到的成像設(shè)備的示意框結(jié)構(gòu)。

成像設(shè)備300包括光學(xué)單元301、cmos圖像傳感器302和作為相機信號處理電路的dsp電路303(信號處理電路)。除此而外，成像設(shè)備300包括幀存儲器304、顯示單元305、記錄單元306、操作單元307和電源供應(yīng)單元308。除此而外，dsp電路303、幀存儲器304、顯示單元305、記錄單元306、操作單元307和電源供應(yīng)單元308經(jīng)由總線309相互電連接。

光學(xué)單元301例如由鏡頭組等組成。光學(xué)單元301捕獲來自被攝體的入射光(圖像光)并引起入射光在cmos圖像傳感器302的成像表面上形成圖像。

cmos圖像傳感器302將由光學(xué)單元301在成像表面上的形成圖像的入射光的光量按像素單元轉(zhuǎn)換電信號，以便輸出為像素信號。除此而外，cmos圖像傳感器302例如由在上述各種實施例及其改進示例中所述的cmos圖像傳感器組成。因此，例如，在本實施例的成像設(shè)備300中，即使像素的小型化進步，例如，諸如多個光電二極管中的靈敏度或飽和電荷的量之類的特性差異也可以縮小，從而可以捕獲高質(zhì)量的圖像。

顯示單元305例如由包括諸如例如液晶面板或有機電致發(fā)光(el)面板之類的面板組成，并且顯示由cmos圖像傳感器302捕獲的運動圖像或靜止圖像。記錄單元306在諸如例如錄像帶或dvd(數(shù)字多功能盤)之類的記錄介質(zhì)上記錄由cmos圖像傳感器302捕獲的運動圖像或靜止圖像。

操作單元307輸出操作命令信號，用于在接收到用戶的預(yù)定操作時，操作成像設(shè)備300的各種功能。電源供應(yīng)單元308適當?shù)毓?yīng)作為cmos圖像傳感器302、dsp電路303、幀存儲器304、顯示單元305、記錄單元306和操作單元307的操作電源的各種電源到對應(yīng)的單元。

除此而外，在圖26中所示的成像設(shè)備300中，cmos圖像傳感器302可以形成為一個芯片，或者為集成地封裝成像單元和信號處理單元或光學(xué)單元并且具有成像功能的模塊。

如上，雖然已經(jīng)描述了根據(jù)涉及本公開的各種實施例及其改進示例的固態(tài)成像器件和具有固態(tài)成像器件的電子設(shè)備，本公開不限于上述各種實施例及其改進示例。例如，可以在能夠充分抑制由第一晶體管組和第二晶體管組之間的布局結(jié)構(gòu)的上述不對稱性引起的光電二極管的輸出特性的不利影響的范圍中，設(shè)置共享像素單元部分的任何布局結(jié)構(gòu)。更具體地，如果靈敏度差異例如接近0.1％或更小，則在實際使用時不存在問題，并且由此例如可以將共享像素單元部分的任何布局結(jié)構(gòu)設(shè)置在使得靈敏度差異接近0.1％或更小的這種結(jié)構(gòu)中。

除此而外，雖然在各種實施例及其改進示例中，已經(jīng)描述了在共享像素單元部分中提供兩個晶體管組的示例，但本公開不限于此，三個或更多個晶體管組可以提供在共享像素單元部分中。在那種情況下，柵極和/或源極/漏極的布局結(jié)構(gòu)可以是在這少兩個晶體管組之間對稱的。

除此而外，如上所述，依賴于提供在光電二極管的光入射側(cè)上的布線層的布局形式，從第一晶體管組與第二晶體管組之間布局結(jié)構(gòu)的不對稱性導(dǎo)致的問題可能出現(xiàn)在前照式cmos圖像傳感器中。因此，根據(jù)上述各種實施例及其改進示例的共享像素單元部分的布局可以應(yīng)用到使用像素共享技術(shù)的前照式cmos圖像傳感器中，并且可以達到相同的效果。

除此而外，根據(jù)涉及本公開的各種實施例及其改進示例的共享像素單元部分的布局結(jié)構(gòu)可以使當?shù)貞?yīng)用到在共享像素單元部分中共享的各種晶體管被布置在多個晶體管組中的任何使用中。

除此而外，本公開可以具有以下結(jié)構(gòu)。

(1)

一種固態(tài)成像器件，包括：多個光電轉(zhuǎn)換單元；浮置擴散單元，其由多個光電轉(zhuǎn)換單元共享并且將在多個光電轉(zhuǎn)換單元的每一個中生成的電荷轉(zhuǎn)換成電壓信號；多個轉(zhuǎn)移單元，其分別提供在多個光電轉(zhuǎn)換單元中并且將在多個光電轉(zhuǎn)換單元中生成的電荷轉(zhuǎn)移到浮置擴散單元；第一晶體管組，其電連接到浮置擴散單元，并且包括以第一布局結(jié)構(gòu)布置的柵極和源極/漏極；以及第二晶體管組，其電連接到浮置擴散單元，包括以與第一布局結(jié)構(gòu)對稱的第二布局結(jié)構(gòu)布置的柵極和源極/漏極，并且提供在與第一晶體管組分開的區(qū)域中。

(2)

根據(jù)權(quán)利要求1的固態(tài)成像器件，其中響應(yīng)于經(jīng)由浮置擴散單元轉(zhuǎn)換的電壓信號進行相同操作的多個晶體管的柵極和源極/漏極提供在第一晶體管組和第二晶體管組之一中。

(3)

根據(jù)權(quán)利要求1的固態(tài)成像器件，其中響應(yīng)于經(jīng)由浮置擴散單元轉(zhuǎn)換的電壓信號進行相同操作的多個晶體管中的某些晶體管的柵極和源極/漏極提供在第一晶體管組中，而其余晶體管的柵極和源極/漏極提供在第二晶體管組中。

(4)

根據(jù)(2)或(3)的固態(tài)成像器件，其中進行相同操作的多個晶體管中的某些晶體管不起晶體管的作用。

(5)

根據(jù)權(quán)利要求1至(4)中的任何之一的固態(tài)成像器件，其中至少在第一晶體管組和第二晶體管組之一中提供虛柵極。

(6)

根據(jù)權(quán)利要求1的固態(tài)成像器件，其中響應(yīng)于經(jīng)由浮置擴散單元轉(zhuǎn)換的電壓信號進行不同操作的多個晶體管中的某些晶體管的柵極和源極/漏極提供在第一晶體管組中，而其余晶體管的柵極和源極/漏極提供在第二晶體管組中。

(7)

根據(jù)權(quán)利要求1至(6)中的任何之一的固態(tài)成像器件，進一步包括阱觸點，其中所述阱觸點形成在多個光電轉(zhuǎn)換單元的形成區(qū)域的周圍區(qū)域中不同于第一晶體管組和第二晶體管組的形成區(qū)域的區(qū)域中并且形成在從第一晶體管組至第二晶體管組的方向垂直于從所述阱觸點至浮置擴散單元的方向的位置處。

(8)

根據(jù)權(quán)利要求1至(7)中的任何之一的固態(tài)成像器件，進一步包括提供在與多個光電轉(zhuǎn)換單元的光照明側(cè)相對的側(cè)上的導(dǎo)線單元。

(9)

根據(jù)權(quán)利要求1的固態(tài)成像器件，其中放大晶體管分別提供在第一晶體管組和第二晶體管組中，并且第一晶體管組的放大晶體管和第二晶體管組的放大晶體管并聯(lián)連接。

(10)

根據(jù)(9)的固態(tài)成像器件，其中僅僅在第一晶體管組和第二晶體管組之一中提供重置晶體管。

(11)

根據(jù)(9)的固態(tài)成像器件，其中分別在第一晶體管組和第二晶體管組中提供重置晶體管，并且第一晶體管組的重置晶體管和第二晶體管組的重置晶體管并聯(lián)連接。

(12)

根據(jù)(10)的固態(tài)成像器件，其中在第一晶體管組和第二晶體管組中的另一組中提供選擇晶體管。

(13)

根據(jù)(10)的固態(tài)成像器件，其中在第一晶體管組和第二晶體管組中的另一組中提供虛柵極。

(14)

根據(jù)權(quán)利要求1的固態(tài)成像器件，其中所述多個光電轉(zhuǎn)換單元、所述浮置擴散單元和所述多個轉(zhuǎn)移單元組成光接收單元，并且其中相應(yīng)晶體管組的晶體管的布置和連接到晶體管的導(dǎo)線處于關(guān)于第一晶體管組和第二晶體管組中的光接收單元的中心線對稱的關(guān)系。

(15)

一種電子設(shè)備，包括固態(tài)成像器件，其包括：多個光電轉(zhuǎn)換單元；浮置擴散單元，其由多個光電轉(zhuǎn)換單元共享并且將在多個光電轉(zhuǎn)換單元的每一個中生成的電荷轉(zhuǎn)換成電壓信號；多個轉(zhuǎn)移單元，其分別提供在多個光電轉(zhuǎn)換單元中并且將在多個光電轉(zhuǎn)換單元中生成的電荷轉(zhuǎn)移到浮置擴散單元；第一晶體管組，其電連接到浮置擴散單元，并且包括以第一布局結(jié)構(gòu)布置的柵極和源極/漏極；以及第二晶體管組，其電連接到浮置擴散單元，包括以與第一布局結(jié)構(gòu)對稱的第二布局結(jié)構(gòu)布置的柵極和源極/漏極，并且提供在與第一晶體管組分開的區(qū)域中，并且該電子設(shè)備還包括信號處理電路，其對來自固態(tài)成像器件的輸出信號進行預(yù)定處理。

本公開包含涉及于2011年8月22日在日本專利局提交的日本優(yōu)先權(quán)專利申請jp2011-180142中以及于2012年6月28日在日本專利局提交的日本優(yōu)先權(quán)專利申請jp2012-145606中公開的主題有關(guān)的主題，它們的全部內(nèi)容通過引用的方式合并在此。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當理解，依賴于設(shè)計要求和其它因素，可以出現(xiàn)各種改進、組合、部分組合和變更，只要其落在所附權(quán)利要求書及其等效物的范圍內(nèi)。