[发明专利]固态成像器件和电子装置

说明书

技术领域

本发明涉及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。

背景技术

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。

发明内容

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。