JP2011155596A - 固体撮像装置及び電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】複数の光電変換部PDに画素トランジスタを共有する共有画素22が2次元配列された画素領域を有する。共有する画素トランジスタが共有画素の列方向に分割配置し、隣合う共有画素22間で共有する画素トランジスタが左右反転または/及び上下交差して配置する。共有画素22内のフローティングディフージョン部FD、リセットトランジスタTr2のソース及び増幅トランジスタTr3のゲートに接続する接続配線31A、31Bを列方向に沿って配置する。
【選択図】図2
Description
特許文献2、3には2画素共有のCMOS固体撮像装置が開示されている。
特許文献4には縦2画素、横2画素の計4画素共有のCMOS固体撮像装置が開示されている。
特許文献5には裏面照射型CMOS固体撮像装置が開示されている。
特許文献5には縦筋補正するCMOS固体撮像装置が開示されている。
増幅トランジスタTr3及び選択トランジスタTr4の直列回路のソース/ドレイン領域となる拡散領域も、隣接する列の共有画素の同じ直列回路の拡散領域と電気的に分離するために、ある一定の間隔d2が必要である。
本発明は、上記固体撮像装置を備えてカメラ等に適用される電子機器を提供するものである。
1.MOS固体撮像装置の概略構成例
2.実施の形態に係る固体撮像装置の基本構成
3.第1実施の形態(固体撮像装置の構成例)
4.第2実施の形態(固体撮像装置の構成例)
5.第3実施の形態(固体撮像装置の構成例)
6.第4実施の形態(固体撮像装置の構成例)
7.第5実施の形態(固体撮像装置の構成例)
8.第6実施の形態(固体撮像装置の構成例)
9.第7実施の形態(固体撮像装置の構成例)
10.第8実施の形態(固体撮像装置の構成例)
11.第9実施の形態(固体撮像装置の構成例)
12.第10実施の形態(電子機器の構成例)
図1に、本発明の各実施の形態に適用されるCMOS固体撮像装置の一例の概略構成を示す。本例の固体撮像装置1は、図1に示すように、半導体基板11例えばシリコン基板に光電変換部を含む複数の画素2が規則的に2次元的に配列された画素領域(いわゆる撮像領域)3と、周辺回路部とを有して構成される。画素2としては、複数の光電変換部が転送トランジスタを除く他の画素トランジスタを共有した共有画素を適用する。複数の画素トランジスタは、例えば、転送トランジスタ、リセットトランジスタ及び増幅トランジスタの3トランジスタ、あるいは選択トランジスタを追加した4トランジスタで構成することができる。
本実施の形態に係る固体撮像装置、すなわちCMOS固体撮像装置は、複数の光電変換部で画素トランジスタを共有する共有画素を有する。この共有画素が規則的に2次元配列されて画素領域を形成している。画素トランジスタは、例えば転送トランジスタ、リセットトランジスタ及び増幅トランジスタからなる3トランジスタ型、あるいは選択トランジスタを加えた4トランジスタ型に構成される。共有画素における画素トランジスタのうち、転送トランジスタは光電変換部と同数の転送トランジスタと、その他の各1つの共有する画素トランジスタを有して構成される。共有する画素トランジスタ、すなわち転送トランジスタ以外の画素トランジスタは、共有画素の列方向に分割配置される。
[固体撮像装置の構成例]
図2に、本発明に係る固体撮像装置、すなわちCMOS固体撮像装置の第1実施の形態を示す。図2は、画素トランジスタを3トランジスタ型として、ジグザグ4画素共有とした複数の共有画素を配列したCMOS固体撮像装置に適用した要部の概略構成を示す。本実施の形態は、画素トランジスタの配置に特徴を有し、図3の第1比較例と対比して説明する。
[固体撮像装置の構成例]
図4に、本発明に係る固体撮像装置、すなわちCMOS固体撮像装置の第2実施の形態を示す。図4は、画素トランジスタを4トランジスタ型として、ジグザグ4画素共有とした複数の共有画素を配列したCMOS固体撮像装置に適用した要部の概略構成を示す。本実施の形態は、画素トランジスタの配置に特徴を有し、図5の第2比較例と対比して説明する。
その他の構成は、図3で説明したのと同じであるので、図3と対応する部分には、同一符号を付して、重複説明を省略する。
その他の構成は、第1実施の形態で説明したと同様であるので、図2と対応する部分に同一符号を付して、重複説明を省略する。
[固体撮像装置の構成例]
図6に、本発明に係る固体撮像装置、すなわちCMOS固体撮像装置の第3実施の形態を示す。図6は、画素トランジスタを4トランジスタ型として、ジグザグ4画素共有とした複数の共有画素を配列したCMOS固体撮像装置に適用した要部の概略構成を示す。本実施の形態は、画素トランジスタの配置に特徴を有し、図7の第3比較例と対比して説明する。
その他の構成は、第2実施の形態と同様であるので、図4と対応する部分に同一符号を付して、重複説明を省略する。
[固体撮像装置の構成例]
図8に、本発明に係る固体撮像装置、すなわちCMOS固体撮像装置の第4実施の形態を示す。図8は、画素トランジスタを3トランジスタ型として、縦4画素共有とした複数の共有画素を配列したCMOS固体撮像装置に適用した要部の概略構成を示す。本実施の形態は、画素トランジスタの配置に特徴を有し、図9、図10の第4−1比較例、第4−2比較例と対比して説明する。
[固体撮像装置の構成例]
図11に、本発明に係る固体撮像装置、すなわちCMOS固体撮像装置の第5実施の形態を示す。図11は、画素トランジスタを4トランジスタ型として、縦4画素共有とした複数の共有画素を配列したCMOS固体撮像装置に適用した要部の概略構成を示す。本実施の形態は、画素トランジスタの配置に特徴を有し、図12、図13の第5−1比較例、第5−2比較例と対比して説明する。
その他の構成は、前述の図8と同様であるので、図8と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
[固体撮像装置の構成例]
図14に、本発明に係る固体撮像装置、すなわちCMOS固体撮像装置の第6実施の形態を示す。図14は、画素トランジスタを3トランジスタ型として、2画素共有とした複数の共有画素を配列したCMOS固体撮像装置に適用した要部の概略構成を示す。本実施の形態は、画素トランジスタの配置に特徴を有し、図15の第6比較例と対比して説明する。
[固体撮像装置の構成例]
図16に、本発明に係る固体撮像装置、すなわちCMOS固体撮像装置の第7実施の形態を示す。図16は、画素トランジスタを4トランジスタ型として、2画素共有とした複数の共有画素を配列したCMOS固体撮像装置に適用した要部の概略構成を示す。本実施の形態は、画素トランジスタの配置に特徴を有し、図17の第7比較例と対比して説明する。
その他の構成は、図14と同様であるので、図14と対応する部分に同一符号を付して重複説明を省略する。
[固体撮像装置の構成例]
図18に、本発明に係る固体撮像装置、すなわちCMOS固体撮像装置の第8実施の形態を示す。図18は、画素トランジスタを3トランジスタ型として、縦2×横2の計4画素共有とした複数の共有画素を配列したCMOS固体撮像装置に適用した要部の概略構成を示す。本実施の形態は、画素トランジスタの配置に特徴を有し、図19の第8比較例と対比して説明する。
[固体撮像装置の構成例]
図20に、本発明に係る固体撮像装置、すなわちCMOS固体撮像装置の第9実施の形態を示す。図20は、画素トランジスタを4トランジスタ型として、縦2×横2の計4画素共有とした複数の共有画素を配列したCMOS固体撮像装置に適用した要部の概略構成を示す。本実施の形態は、画素トランジスタの配置に特徴を有し、図21の第9比較例と対比して説明する。
その他の構成は図19と同様であるので、図19と対応する部分に同一符号を付して重複説明を省略する。
その他の構成は、前述の図8と同様であるので、図8と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
[電子機器の構成例]
上述の本発明に係る固体撮像装置は、例えば、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、さらにカメラ付き携帯電話などの各種携帯端末機器、プリンター等の電子機器に適用することができる。
Claims (11)
- 複数の光電変換部で画素トランジスタを共有する共有画素が2次元配列された画素領域を有し、
共有する画素トランジスタが共有画素の列方向に分割配置され、
隣合う共有画素間で前記共有する画素トランジスタが左右反転または/及び上下交差して配置され、
各共有画素におけるフローティングディフージョン部、リセットトランジスタのソース及び増幅トランジスタのゲートに接続する接続配線が列方向に沿って配置される
固体撮像装置。 - 前記画素トランジスタが、
転送トランジスタ、リセットトランジスタ及び増幅トランジスタの3トランジスタ、
または転送トランジスタ、リセットトランジスタ、増幅トランジスタ及び選択トランジスタの4トランジスタのいずれかで構成される
請求項1記載の固体撮像装置。 - 前記共有画素は、4つの光電変換部が列方向にジグザグに配列され、各2つの光電変換部が1つのフローティングゲート部を共有し、増幅トランジスタ及び選択トランジスタの直列回路と、リセットトランジスタとが列方向に分割配置された構成を有する
請求項2記載の固体撮像装置。 - 前記共有画素は、4つの光電変換部が列方向にジグザグに配列され、各2つの光電変換部が1つのフローティングゲート部を共有し、増幅トランジスタと、リセットトランジスタとが列方向に分割配置された構成を有する
請求項2記載の固体撮像装置。 - 前記共有画素は、列方向に4つの光電変換部を配列し、各2つの光電変換部が1つのフローティングゲート部を共有し、増幅トランジスタ及び選択トランジスタの直列回路と、リセットトランジスタとが列方向に分割配置された構成を有する
請求項2記載の固体撮像装置。 - 前記共有画素は、列方向に4つの光電変換部を配列し、各2つの光電変換部が1つのフローティングゲート部を共有し、増幅トランジスタと、リセットトランジスタとが列方向に分割配置された構成を有する
請求項2記載の固体撮像装置。 - 前記共有画素は、2つの光電変換部が列方向に配列され、増幅トランジスタ及び選択トランジスタの直列回路と、リセットトランジスタとが列方向に分割配置された構成を有する
請求項2記載の固体撮像装置。 - 前記共有画素は、2つの光電変換部が列方向に配列され、増幅トランジスタと、リセットトランジスタとが列方向に分割配置された構成を有する
請求項2記載の固体撮像装置。 - 前記共有画素は、縦2×横2の計4つの光電変換部を有し、4つの光電変換部が1つのフローティングゲート部を共有し、増幅トランジスタ及び選択トランジスタの直列回路と、リセットトランジスタとが列方向に分割配置された構成を有する
請求項2記載の固体撮像装置。 - 前記共有画素は、縦2×縦2の計4つの光電変換部を有し、4つの光電変換部が1つのフローティングゲート部を共有し、増幅トランジスタと、リセットトランジスタとが列方向に分割配置された構成を有する
請求項2記載の固体撮像装置。 - 固体撮像装置と、
前記固体撮像装置の光電変換部に入射光を導く光学系と、
前記固体撮像装置の出力信号を処理する信号処理回路とを備え、
前記固体撮像装置は、請求項1乃至10のいずれかに記載された固体撮像装置で構成される
電子機器。
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