成像装置和电子设备制造方法及图纸

本发明专利技术涉及成像装置和电子设备。其中，成像装置包括：第一单元，包括第一组四个光电转换区、第一组四个传输晶体管、第一浮动扩散部和第一组两个滤色器；第二单元，包括第二组四个光电转换区、第二组四个传输晶体管、第二浮动扩散部和第二组两个滤色器，其中所述第一单元和所述第二单元沿水平方向布置；布线，连接到所述第一浮动扩散部和所述第二浮动扩散部；共用晶体管，至少包括放大晶体管，所述放大晶体管具有经由所述布线连接到所述第一浮动扩散部和所述第二浮动扩散部的栅极，所述共用晶体管沿所述水平方向布置；以及第一垂直信号线，连接到所述放大晶体管，所述第一垂直信号线沿垂直方向延伸。 1

Imaging devices and electronic devices

The invention relates to an imaging device and an electronic device. Among them, the imaging device includes: the first unit, including the first group of four photoelectric conversion areas, the first set of four transmission transistors, the first floating diffusion section and the first group of two color filters; second units, including second sets of four photoelectric conversion areas, second sets of four transmission transistors, second floating diffusion parts, and second groups two filtration. A color device, in which the first unit and the second unit are arranged in a horizontal direction; wiring, connected to the first floating diffusion part and the second floating diffusion part; a common transistor, at least including a magnifying transistor, which is connected to the first floating diffusion part and the first floating diffusion part via the wiring. Two the gate of the floating diffusion section, the common transistor is arranged along the horizontal direction, and the first vertical signal line is connected to the magnifying transistor, and the first vertical signal line extends along the vertical direction. One

【技术实现步骤摘要】
成像装置和电子设备本申请是申请日为2016年3月17日、专利技术名称为“固态成像元件、成像装置及电子设备”的申请号为201680001468.X的专利申请的分案申请。
本专利技术涉及固态成像元件、成像装置和电子设备。本专利技术特别地涉及以使多个像素共用FD以在不降低灵敏度和转换效率的同时进一步低成本地使像素小型化的方式构造的固态成像元件、成像装置和电子设备。
技术介绍
在被称为“双像素”的互补金属氧化物半导体(CMOS)成像元件中，共用片上透镜(在下文中有时将其简称为“OCL”)的多个像素(光电二极管)(在下文中有时将其简称为“PD”)共用相同的浮动扩散部(在下文中有时将其简称为“FD”)。更具体地，被称为“双像素”的CMOS成像元件具有使两个像素共用FD的结构。在这种成像元件中，两个像素的传输栅极(在下文中有时将其简称为“TRG”)彼此相邻地布置，且多晶硅(Poly-Si)栅极具有双层结构。通过这种结构，可以实现FD区域的缩小和PD区域的扩大，且因此可以提高灵敏度和饱和信号量(在下文中有时将其简称为“Qs”)。引用文献列表专利文献专利文献1：日本专利申请特开第2004-319837号
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题然而，在上述的被称为“双像素”的CMOS成像元件中，FD仅被共用OCL的像素共用，由此像素尺寸的进一步小型化导致布局的自由度降低。在上面布置元件的基板表面的前段制程(front-end-of-line，FEOL)布局中紧密地布置像素的情况下，确保了最大PD区域，且由此不可避免地减小放大晶体管(在下文中有时将其简称为“AMP晶体管”)的宽度(长度L)。这可能会导致随机噪声的恶化。另一方面，为了避免随机噪声的恶化，不可避免地缩小PD区域。这可能会导致灵敏度和Qs的降低。另外，为了上面形成用于匹配高动态范围(HDR)驱动的布线的基板表面的后段制程(back-end-of-line，BEOL)布局，控制线的数量更大，且更难以布置这类控制线。此外，在需要多条垂直控制线(在下文中有时将简称为“VSL”)来实现高速读取的情况下，VSL中的相邻VSL之间需要具有小的间距，且由此由VSL中的相邻VSL之间的电容耦合引起的寄生电容的影响变大。此外，虽然为了上述目的可以增大线路层的数量，但是不仅成本由于线路层数量的这种增大而增加，而且由FD线与外围线之间的电容耦合引起的寄生电容会由于FD线的复杂布局而增大。由此，转换效率可能降低。本专利技术是针对上述情况而提出的，并特别地在不降低灵敏度和转换效率的情况下通过被多个像素共用OCCF来以低的成本使像素进一步小型化。技术问题的解决方案本专利技术的一个方面的固态成像元件包括：用于从入射光提取具有预定波长的光的片上滤色器(OCCF)和/或用于聚集该入射光的片上透镜(OCL)；光电二极管，其用于将由所述OCCF提取的具有预定波长的光和/或由所述OCL聚集的光用作入射光，以针对每个像素单元通过光电效应产生与该入射光的量相对应的电荷；以及浮动扩散部(FD)，其用于累积由所述光电二极管产生的电荷，以向放大晶体管的栅极施加与所累积的电荷相对应的电压。在针对一个所述OCCF和/或一个所述OCL配置有多个像素的结构中，一个所述FD被由包括不同的所述OCCF和/或不同的所述OCL的像素的多个像素构成的共用单元共用。针对一个所述OCCF和/或一个所述OCL可布置有两个像素的所述光电二极管。所述共用单元可包括在水平方向上彼此相邻的多个所述OCCF和/或多个所述OCL的像素。所述共用单元可包括在水平方向上彼此相邻的两个或四个所述OCCF和/或两个或四个所述OCL的像素。所述共用单元可包括在垂直方向上彼此相邻的多个所述OCCF和/或多个所述OCL的像素。所述共用单元可包括在垂直方向上彼此相邻的两个或四个所述OCCF和/或两个或四个所述OCL的像素。所述共用单元可包括在水平方向和垂直方向上彼此相邻的多个所述OCCF和/或多个所述OCL的像素。所述共用单元可包括以在水平方向上存在两个且在垂直方向上存在两个的方式彼此相邻的多个所述OCCF和/或多个所述OCL的像素。所述共用单元可包括所述共用单元包括提取具有相同波长的光的多个所述OCCF和/或多个所述OCL的像素。所述固态成像元件还可包括：复位晶体管；传输晶体管；以及所述放大晶体管。所述固态成像元件还可包括：复位晶体管；传输晶体管；所述放大晶体管；以及选择晶体管。可设置有伪晶体管，且所述伪晶体管的设置位置使得在所述复位晶体管、所述放大晶体管和所述选择晶体管的布置方向上，所述伪晶体管相对于所述复位晶体管、所述放大晶体管和所述选择晶体管的布置间隔处于对称的位置。所述固态成像元件还可包括：垂直信号线，其用于传输从所述放大晶体管输出的像素信号，且所述垂直信号线被多个所述共用单元共用。源极/漏极可被所述共用单元共用。本专利技术的另一方面的成像装置包括：用于从入射光提取具有预定波长的光的片上滤色器(OCCF)和/或用于聚集该入射光的片上透镜(OCL)；光电二极管，其用于将由所述OCCF提取的具有预定波长的光和/或由所述OCL聚集的光用作入射光，以针对每个像素单元通过光电效应产生与该入射光的量相对应的电荷；以及浮动扩散部(FD)，其用于累积由所述光电二极管产生的电荷，以向放大晶体管的栅极施加与所累积的电荷相对应的电压。在针对一个所述OCCF和/或一个所述OCL配置有多个像素的结构中，一个所述FD被由包括不同的所述OCCF和/或不同的所述OCL的像素的多个像素构成的共用单元共用。本专利技术的另一方面的电子设备包括：用于从入射光提取具有预定波长的光的片上滤色器(OCCF)和/或用于聚集该入射光的片上透镜(OCL)；光电二极管，其用于将由所述OCCF提取的具有预定波长的光和/或由所述OCL聚集的光用作入射光，以针对每个像素单元通过光电效应产生与该入射光的量相对应的电荷；以及浮动扩散部(FD)，其用于累积由所述光电二极管产生的电荷，以向放大晶体管的栅极施加与所累积的电荷相对应的电压。在针对一个所述OCCF和/或一个所述OCL配置有多个像素的结构中，一个所述FD被由包括不同的所述OCCF和/或不同的所述OCL的像素的多个像素构成的共用单元共用。根据本专利技术的这些方面，通过片上滤色器(OCCF)和/或用于聚集入射光的片上透镜(OCL)从入射光提取具有预定波长的光。光电二极管使用由OCCF提取的具有预定波长的光和/或由OCL聚集的光作为入射光来针对每个像素单元通过光电效应产生与该入射光的量相对应的电荷。浮动扩散部(FD)累积由光电二极管产生的电荷，以向放大晶体管的栅极施加与所累积的电荷相对应的电压。在针对一个OCCF和/或一个OCL配置有多个像素的结构中，一个FD被由包括不同的OCCF和/或不同的OCL的像素的多个像素构成的共用单元共用。本专利技术的效果根据本专利技术的方面，多个像素共用FD，且因此可以在不降低灵敏度和转换效率的情况下以低的成本进一步使像素小型化。附图说明图1是用于说明根据本专利技术的3Tr.型固态成像元件的电路构造示例的示图。图2是用于说明根据本专利技术的4Tr.型固态成像元件的电路构造示例的示图。图3是用于说明以使FD被多个像素共用的方式构造的固态成像元件的电路构造示例的示图。图4是用于说本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种成像装置，其包括：

【技术特征摘要】
2015.03.31 JP 2015-0729811.一种成像装置，其包括：第一单元，包括第一组四个光电转换区、第一组四个传输晶体管、第一浮动扩散部和第一组两个滤色器；第二单元，包括第二组四个光电转换区、第二组四个传输晶体管、第二浮动扩散部和第二组两个滤色器，其中所述第一单元和所述第二单元沿水平方向布置；布线，连接到所述第一浮动扩散部和所述第二浮动扩散部；共用晶体管，至少包括放大晶体管，所述放大晶体管具有经由所述布线连接到所述第一浮动扩散部和所述第二浮动扩散部的栅极，所述共用晶体管沿所述水平方向布置；以及第一垂直信号线，连接到所述放大晶体管，所述第一垂直信号线沿垂直方向延伸，其中，所述第一组四个传输晶体管中的每个传输晶体管连接到所述第一组四个光电转换区中的相应光电转换区，所述第二组四个传输晶体管中的每个传输晶体管连接到所述第二组四个光电转换区中的相应光电转换区，所述第一组四个传输晶体管中的所述传输晶体管连接到所述第一浮动扩散部，且在平面图中布置为包围所述第一浮动扩散部，所述第二组四个传输晶体管中的所述传输晶体管连接到所述第二浮动扩散部，且在所述平面图中布置为包围所述第二浮动扩散部，所述第一组两个滤色器中的每个滤色器位于所述第一组四个光电转换区中的两个光电转换区上方，其中所述两个光电转换区沿所述水平方向布置，并且所述第二组两个滤色器中的每个滤色器位于所述第二组四个光电转换区中的两个光电转换区上方，其中所述两个光电转换区沿所述水平方向布置。2.根据权利要求1所述的成像装置，其还包括：第二垂直信号线，连接到所述放大晶体管，所述第二垂直信号线沿所述垂直方向延伸。3.根据权利要求1所述的成像装置，其中，所述共用晶体管还包括复位晶体管和选择晶体管，其中，所述复位晶体管、所述选择晶体管和所述放大晶体管布置在第一行中，其中，所述第一浮动扩散部和所述第二浮动扩散部布置在第二行中，并且其中，所述第一垂直信号线经由选择晶体管连接到所述放大晶体管。4.根据权利要求3所述的成像装置，其还包括：第一阱接触部和第二阱接触部，其中，所述复位晶体管、所述选择晶体管和所述放大晶体管布置在所述第一阱接触部和所述第二阱接触部之间，且其中，所述第一阱接触部和所述第二阱接触部沿着所述第一单元和所述第二单元的一侧沿所述水平方向布置，并且其中，所述放大晶体管布置在所述第一行中的所述复位晶体管和所述选择晶体管之间。5.根据权利要求1所述的成像装置，其中，所述第一组四个光电转换区中的每个光电转换区被设置为使得所述光电转换区的垂直长度比所述光电转换区的水平长度长，并且其中，所述第二组四个光电转换区中的每个光电转换区被设置为使得所述光电转换区的所述垂直长度比所述光电转换区的所述水平长度长。6.根据权利要求1所述的成像装置，其中，所述第一组两个滤色器包括：第一滤色器，用以提取入射到所述第一滤色器上的在第一波长范围内的光，以及第二滤色器，用以提取入射到所述第二滤色器上的在第二波长范围内的光，并且其中，所述第二组两个滤色器包括：第三滤色器，用以提取入射到所述第三滤色器上的在第三波长范围内的光，以及第四滤色器，用以提取入射到所述第四滤色器上的在第四波长范围内的光。7.根据权利要求6所述的成像装置，其中，所述第一滤色器和所述第四滤色器沿对角线方向布置，并且其中，所述第一波长范围和所述第四波长范围大致相同。8.一种电子设备，其包括：根据权利要求1所述的成像装置。9.一种成像装置，其包括：第一单元，包括第一多个光电转换区、第一多个传输晶体管、第一浮动扩散部和第一组两个滤色器；第二单元，包括第二多个光电转换区、第二多个传输晶体管、第二浮动扩散部和第二组两个滤色器，其中所述第一单元和所述第二单元沿水平方向布置；布线，连接到所述第一浮动扩散部和所述第二浮动扩散部；共用晶体管，包括放大晶体管，所述放大晶体管经由所述布线连接到所述第一浮动扩散部和所述第二浮动扩散部，其中所述共用晶体管布置在第一行中，并且其中所述第一浮动扩散部和所述第二浮动扩散部布置在第二行中；以及第一垂直信号线，连接到所述放大晶体管，所述第一垂直信号线沿垂直方向延伸，其中，所述第一多个传输晶体管中的每个传输晶体管连接到所述第一多个光电转换区中的至少一个光电转换区，所述第二多个传输晶体管中的每个传输晶体管连接到所述第二多个光电转换区中的至少一个光电转换区，所述第一多个传输晶体管连接到所述第一浮动扩散部，所述第二多个传输晶体管连接到所述第二浮动扩散部，所述第一组两个滤色器中的每个滤色器位于所述第一多个光电转换区中的两个光电转换区上方，其中所述两个光电转换区沿所述水平方向布置，并且所述第二组两个滤色器中的每个滤色器位于所述第二多个光电转换区中的两个光电转换区上方，其中所述两个光电转换区沿所述水平方向布置。10.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：加藤菜菜子，若野寿史，田中裕介，大竹悠介，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP