[发明专利]固态成像器件、相机模块以及电子设备

说明书

本发明提供固态成像器件、相机模块和电子设备。固态成像器件包括：第一单元，包括第一四个光电转换区域、第一四个转移晶体管以及由第一四个转移晶体管共享的第一浮置扩散单元，第一四个转移晶体管中的相应晶体管连接至第一四个光电转换区域中的相应区域；第二单元，包括第二四个光电转换区域、第二四个转移晶体管以及由第二四个转移晶体管共享且连接至第一浮置扩散单元的第二浮置扩散单元，第二四个转移晶体管中的相应晶体管连接至第二四个光电转换区域中的相应区域；共享晶体管，连接至第一和第二浮置扩散单元；以及信号线，连接至共享晶体管以基于第一和第二四个光电转换区域中的至少一个的输出而转移信号，共享晶体管包括第一和第二选择晶体管。

本申请是申请日为2012年8月22日、申请号为201210300957.9、发明名称为“固态成像器件和电子设备”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本公开涉及固态成像器件和包括固态成像器件的电子设备。

背景技术

迄今为止，作为固态成像器件，近年来已经在各种应用中使用互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器,其通过金属氧化物半导体(MOS)晶体管读取存储在光电二极管(光电转换元件)中的信号电荷。一般来说，CMOS图像传感器具有在其上形成光电地转换入射光的光电二极管的衬底以及形成在衬底上的布线层。目前，作为CMOS图像传感器，已经广泛使用了从衬底的布线层侧上的表面用光照射的前照式CMOS图像传感器。而且，近年来，为了改善光电二极管的灵敏度，也已经提出了从与衬底的布线层侧相对的侧上的表面(反面)用光照射的背照式CMOS图像传感器。

在背照式CMOS图像传感器中，依据依据其结构特征，与前照式CMOS图像传感器相比，显著改善了提供在像素单元中的例如导线、晶体管等的布局的自由程度。具体地说，从衬底的布线层侧用光照射前照式CMOS图像传感器。从而，在像素单元的例如导线、晶体管等中出现诸如入射光的反射、吸收、折射、光屏蔽之类的现象。为此，在前照式CMOS图像传感器中，可能降低光电二极管的灵敏度或者灵敏度差异可能出现在像素之间。因此，在前照式CMOS图像传感器中，为了解决这样的问题，需要在像素单元中设计布局以便在光电二极管上尽可能不布置布线。

另一方面，由于从衬底的反面用光照射背照式CMOS图像传感器，所以背照式CMOS图像传感器不容易在像素单元的例如导线、晶体管等中受到入射光的反射、吸收、折射等的影响。除此而外，由于从衬底的反面用光照射背照式CMOS图像传感器，所以可以在光电二极管上布置像素单元的布线。因此，在背照式CMOS图像传感器中，与前照式CMOS图像传感器相比，增大了布局的自由程度。

迄今为止，在CMOS图像传感器中，当像素大小变成更精细时，时常采用共享像素的技术以便最大化光电二极管数字孔径。在这种像素共享技术中，通过在多个像素之中共享晶体管以便最小化像素单元中除了光电二极管之外的元件的占用面积，确保光电二极管的面积。通过使用这种像素共享技术，可以改善光电二极管的诸如信号饱和量和灵敏度之类的特性。

因此，迄今为止，在应用像素共享技术的CMOS图像传感器中，已经提出了各种像素单元布局(例如，参见日本待审查专利申请公开第2010-147965、2010-212288、2007-115994和2011-049446号)。

日本待审查专利申请公开第2010-147965号描述了共享四个像素的前照式CMOS图像传感器。在日本待审查专利申请公开第2010-147965号中，以二维方式重复布置在像素的垂直布置方向和水平布置方向(这以后，分别称为垂直方向和水平方向)上以2×2布置的四个光电二极管形成的光接收区域。然后，布置在预定第一光接收区域中的一个对角方向上的两个像素，与布置于在垂直方向上邻近于第一光接收区域的一侧的第二光接收区域的一个对角方向上的两个像素，组成一个共享单元。