固态成像器件和电子装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种固态成像器件和电子装置。所述固态成像器件包括：第一像素，包括：第一多个光电转换部分；由所述第一多个光电转换部分共享的第一晶体管部分，所述第一晶体管部分包括第一重置晶体管、第一放大晶体管和第一选择晶体管；以及第二像素，包括：第二多个光电转换部分；由所述第二多个光电转换部分共享的第二晶体管部分，所述第二晶体管部分包括第二重置晶体管、第二放大晶体管和第二选择晶体管，其中，所述第一选择晶体管、第一放大晶体管、第二放大晶体管和第二选择晶体管以该顺序在第一行中相互相邻，并且所述第一重置晶体管和所述第二重置晶体管布置在第二行中。

【技术实现步骤摘要】
固态成像器件和电子装置本申请是申请日为2011年1月21日、申请号为201110023676.9、专利技术名称为“固态成像器件和电子装置”的专利申请的分案申请。
本专利技术涉及CMOS型固态成像器件和包括该固态成像器件的电子装置，该固态成像器件例如可应用于相机等。
技术介绍
作为固态成像器件，CMOS固态成像器件是已知的。因为CMOS固态成像器件具有低电源电压和低功耗，所以CMOS固态成像器件在数字照相机、数字摄像机、各种移动终端(如其中包括相机的移动电话)、打印机等中使用。不像CCD固态成像器件，在CMOS固态成像器件中，在像素区域中安排的像素除了作为光电转换部分的光电PD外还包括多个像素晶体管。在一般的单元像素中，像素晶体管包括四个晶体管，即，包括作为电压转换部分的浮置扩散部分FD的传送晶体管、重置晶体管、放大晶体管和选择晶体管。可替代地，像素晶体管包括三个晶体管，即，传送晶体管、重置晶体管和放大晶体管，省略了选择晶体管。因为作为像素单元，光电二极管和多个像素晶体管是必需的，所以难以减小像素的尺寸。然而，近来使用这样的技术，该技术除了光电PD外必须包括在多个像素之间共享像素晶体管的所谓多像素共享结构，以便抑制由一个像素占据的面积的尺寸。图29示出一种固态成像器件的示例，其中通过在日本未审专利申请公开No.2006-54276中描述的多像素共享结构二维排列共享像素。固态成像器件91是四像素共享示例，其中以Z字形排列光电二极管PD。在固态成像器件91中，二维排列多组共享一个浮置扩散部分FD的两个倾斜相邻的光电二极管PD。共享的像素包括通过在垂直方向上相邻的两组以Z字形排列的四个光电二极管PD1到PD4、和在一组的上面和下面位置划分的像素晶体管形成区域114中的两个电路分组(像素晶体管)。在两组的浮置扩散部分FD和在其间包夹浮置扩散部分FD的两个光电二极管PD之间形成传送栅极电极TG[TG1到TG4]。在共享的像素中，该两组通过连接布线92电连接到像素晶体管区域94中的两个电路分组，以便共享垂直方向的四个光电二极管PD1到PD4。也就是说，浮置扩散部分FD1和FD2、放大晶体管的栅极电极(未示出)和重置晶体管的源极(未示出)沿着垂直方向通过连接布线92(所谓的FD布线)连接。在日本未审专利申请公开No.2004-172950、2005-157953、2009-135319、2003-31785和2005-223860中公开了CMOS固态成像器件的现有技术。在日本未审专利申请公开No.2004-172950和2005-157953中，公开了其中共享两个像素的CMOS固态成像器件。在日本未审专利申请公开No.2009-135319中，公开了这样的CMOS固态成像器件，其中共享位于垂直方向的两个像素和位于水平方向的两个像素(即，总共四个像素)。在日本未审专利申请公开No.2003-31785中，公开了后部照明型CMOS固态成像器件。在日本未审专利申请公开No.2003-31785中，公开了用于执行垂直条纹校正的CMOS固态成像器件。
技术实现思路
作为图29所示的共享像素的配置，考虑这样的配置，其中在如图30所示划分的像素晶体管中，重置晶体管Tr2安排在上侧，并且放大晶体管Tr3和选择晶体管Tr4的串联电路安排在下侧。重置晶体管Tr2包括重置栅极电极106、源极区域104和漏极区域105。放大晶体管Tr3具有放大栅极电极109，并且配置扩散区域116和117作为源极区域和漏极区域。选择晶体管Tr4具有选择栅极电极118，并且配置扩散区域115和116作为源极区域和漏极区域。在共享像素的每列中以相同布局形成重置晶体管Tr2以及放大晶体管Tr3和选择晶体管Tr4的串联电路。Tr11到Tr14表示传送晶体管。在每列的共享像素中，两个浮置扩散部分FD1和FD2、重置晶体管Tr2的放大栅极电极109和源极区域104通过FD线92A和92B电连接。在像素晶体管的布局中，在放大晶体管Tr3中，从随机噪声的观点看，栅极长度优选地尽可能地长。放大晶体管Tr3和选择晶体管Tr4必须以恒定间隔d1安排。变为放大晶体管Tr3和选择晶体管Tr4的串联电路的源极/漏极区域的扩散区域必须以恒定间隔d2安排，以便与相邻列的共享像素的相同串联电路的扩散区域电隔离。无论何时共享像素的阵列增加，共享的光电二极管PD与放大和选择晶体管的串联电路之间的对称性就被破坏。结果，在共享像素的每列中连接浮置扩散部分FD1和FD2的FD线92A和92B的布线长度不同，如由图30的框A和B所表示的，并且出现各列之间的转换效率的差别。在图像质量方面，因为各列之间表现出灵敏度差别，所以出现垂直条纹。图31和32示出作为另一像素共享型的纵向四像素共享型CMOS固态成像器件的示例。在图31所示的固态成像器件81中，二维地安排共享在垂直(纵向)方向上相邻的两个光电二极管PD和浮置扩散部分FD的多个组。通过安排在垂直方向上相邻的两组的四个纵向安排的光电二极管PD1到PD4和对应于每组的下侧的两个像素列的像素晶体管，形成共享像素。与光电二极管PD1到PD4对应地安排传送晶体管Tr11到Tr14。每个传送栅极电极TG与相邻列的传送栅极电极共同地形成。在具有两个光电二极管PD的每组的下侧安排的像素晶体管中，沿着行方向形成放大晶体管Tr3和选择晶体管Tr4的串联电路以及重置晶体管Tr2。也就是说，在相邻列的共享像素中，放大晶体管Tr3和选择晶体管Tr4的串联电路以及重置晶体管Tr2排列(lineup)，并且分别在行方向上安排。在示出的布局中分别安排FD线92A和92B。在图31中，对应于图30的部分由相同的参考标号表示，并且将省略其描述。在图32所示的固态成像器件82中，在具有两个光电二极管PD的每组的下侧安排的像素晶体管的布局不同于图31。也就是说，只有放大晶体管Tr3和选择晶体管Tr4的串联电路排列，并且在同一行方向上安排在一组的下侧，并且只有重置晶体管Tr2排列，并且在同一行方向上安排在另一组的下侧。也就是说，在相邻列的共享像素中，按照同一朝向在行方向上分别安排放大晶体管Tr3和选择晶体管Tr4的串联电路以及重置晶体管Tr2。在示出的布局中分别安排FD线92A和92B。在图32中，对应于图30的部分由相同的参考标号表示，并且将省略其描述。如图31和32所示，在固态成像器件81和82中，各列之间FD线92A和92B的长度的对称性被破坏，出现各列之间的转换效率的差别，并且出现各行之间的灵敏度的差别。例如，如果使用拜耳阵列(Bayerarray)的滤色镜，在图30到32的固态成像器件100、81和82的任何中，因为变为绿色像素的Gb像素和像素Gr在与由多晶硅形成的栅极电极重叠的区域(面积)中不同，所以出现栅极电极的光吸收中的差别，并且出现灵敏度差别。希望提供一种固态成像器件，其中在具有共享像素的固态成像器件中几乎不出现灵敏度差别。此外，希望提供一种包括固态成像器件的电子装置，其可应用于相机等。根据本专利技术实施例的一种固态成像器件包括像素区域，其中二维地安排在多个光电转换部分中共享像素晶体管的共享像素。在共享像素的列方向上分开地安排共享的像素晶体管，并且安排在相邻的共享像素之间共享的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固态成像器件，包括：第一像素，包括：第一多个光电转换部分；由所述第一多个光电转换部分共享的第一晶体管部分，所述第一晶体管部分包括第一重置晶体管、第一放大晶体管和第一选择晶体管；以及第二像素，包括：第二多个光电转换部分；由所述第二多个光电转换部分共享的第二晶体管部分，所述第二晶体管部分包括第二重置晶体管、第二放大晶体管和第二选择晶体管，其中，所述第一选择晶体管、第一放大晶体管、第二放大晶体管和第二选择晶体管以该顺序在第一行中相互相邻，并且所述第一重置晶体管和所述第二重置晶体管布置在第二行中。

【技术特征摘要】
2010.01.28 JP 017019/101.一种固态成像器件，包括：第一像素，包括：第一多个光电转换部分；由所述第一多个光电转换部分共享的第一晶体管部分，所述第一晶体管部分包括第一重置晶体管、第一放大晶体管和第一选择晶体管；以及第二像素，包括：第二多个光电转换部分；由所述第二多个光电转换部分共享的第二晶体管部分，所述第二晶体管部分包括第二重置晶体管、第二放大晶体管和第二选择晶体管，其中，所述第一选择晶体管、第一放大晶体管、第二放大晶体管和第二选择晶体管以该顺序在第一行中相互相邻，并且所述第一重置晶体管和所述第二重置晶体管布置在第二行中；其中所述第一选择晶体管包括在第一信号连接点连接到第一垂直信号线的第一选择源极区域，所述第二选择晶体管包括在第二信号连接点连接到第二垂直信号线的第二选择源极区域，以及所述第一放大晶体管和所述第二放大晶体管布置在所述第一行中在所述第一信号连接点和所述第二信号连接点之间，其中关于放大栅极，所述第一放大晶体管的放大栅极和所述第二放大晶体管的放大栅极相互相邻，其中第一行中的第一选择晶体管的第一选择源极区域在垂直方向上布置在第一多个光电转换部分中的两个光电转换部分之间。2.如权利要求1所述的固态成像器件，其中所述第一多个光电转换部分包括第一光电二极管和第二光电二极管，并且所述第二多个光电转换部分包括第三光电二极管和第四光电二极管。3.如权利要求2所述的固态成像器件，其中所述第一光电二极管和所述第三光电二极管布置在第三行中，并且所述第三行布置在所述第一行和所述第二行之间。4.如权利要求2所述的固态成像器件，其中所述第二光电二极管和所述第四光电二极管布置在第四行中，并且所述第四行布置在所述第一行和所述第二行之间。5.如权利要求2所述的固态成像器件，其中所述第一光电二极管和所述第三光电二极管布置在第三行中，并且所述第三行布置在所述第一行和所述第二行之间，以及所述第二光电二极管和...

【专利技术属性】
技术研发人员：城户英男，山本敦彦，山田明大，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP