KR20060000321A - Ｃｍｏｓ 이미지센서 - Google Patents

Ｃｍｏｓ 이미지센서 Download PDF

Info

Publication number
KR20060000321A
KR20060000321A KR1020040049127A KR20040049127A KR20060000321A KR 20060000321 A KR20060000321 A KR 20060000321A KR 1020040049127 A KR1020040049127 A KR 1020040049127A KR 20040049127 A KR20040049127 A KR 20040049127A KR 20060000321 A KR20060000321 A KR 20060000321A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
transistor
unit pixels
drain
image sensor
reset
Prior art date
Application number
KR1020040049127A
Other languages
English (en)
Inventor
최재헌
Original Assignee
(주)그래픽테크노재팬
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)그래픽테크노재팬 filed Critical (주)그래픽테크노재팬
Priority to KR1020040049127A priority Critical patent/KR20060000321A/ko
Publication of KR20060000321A publication Critical patent/KR20060000321A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14603—Special geometry or disposition of pixel-elements, address-lines or gate-electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14609—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14641—Electronic components shared by two or more pixel-elements, e.g. one amplifier shared by two pixel elements

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

본 발명은 CMOS 이미지센서에 관한 것으로서, CMOS 이미지센서를 이루는 단위화소를 배열함에 있어서 인접하는 단위화소들의 활성영역을 서로 마주보는 인접지역에 배치하고 각 단위화소에 공통으로 접속되는 라인이나 트랜지스터를 공유하도록 구성함으로써 트랜지스터가 차지하는 면적을 줄여 포토다이오드의 개구부 면적을 넓힘으로써 빛을 받는 수광면적을 넓혀 감도를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
이미지센서, 화소, 공유, 수광면적, 레이아웃, 감도

Description

ＣＭＯＳ 이미지센서{CMOS IMAGE SENSOR}
도 1내지 도 2는 일반적인 CMOS 이미지센서의 회로구성도와 레이아웃을 나타낸 도면이다.
도 3내지 도 4는 본 발명의 실시예에 의한 CMOS 이미지센서의 회로구성도와 레이아웃을 나타낸 도면이다.
도 5내지 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 CMOS 이미지센서의 회로구성도와 레이아웃을 나타낸 도면이다.
도 7내지 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 CMOS 이미지센서의 회로구성도와 레이아웃을 나타낸 도면이다.
- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -
M1_1, M1_2, M1_3, M1_4, M1_13, M1_24 : 행선택 트랜지스터
M2_1, M2_2, M2_3, M2_4, M2_13, M2_24 : 증폭 트랜지스터
M3_1, M3_2, M3_3, M3_4 : 전달 트랜지스터
M4_1, M4_2, M4_3, M4_4, M4_13, M4_24 : 리셋 트랜지스터
M5_1, M5_2 : 열선택 트랜지스터
M3_S : 전달 트랜지스터의 소오스(플로팅확산영역)
M4_D : 리셋 트랜지스터의 드레인
PD1, PD2, PD3, PD4 : 포토다이오드
10∼40 : 제 1내지 제 4단위화소
51, 52 : 제 1내지 제 2출력라인
Csel : 열선택신호 Rsel : 행선택신호
Reset : 리셋신호 TG : 전달신호
VDD : 전원전압
본 발명은 CMOS 이미지센서에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 CMOS 이미지센서를 이루는 단위화소를 배열함에 있어서 인접하는 단위화소들의 활성영역을 서로 마주보는 인접지역에 배치하고 각 단위화소에 공통으로 접속되는 라인이나 트랜지스터를 공유하도록 구성함으로써 트랜지스터가 차지하는 면적을 줄여 포토다이오드의 개구부 면적을 넓힘으로써 빛을 받는 수광면적을 넓혀 감도를 향상시킬 수 있도록 한 CMOS 이미지센서에 관한 것이다.
CMOS 이미지 센서(image sensor)는 CMOS 제조 기술을 이용하여 광학적 이미지를 전기적신호로 변환시키는 소자로서, 픽셀수 만큼 MOS 트랜지스터를 만들고 이 것을 이용하여 차례차례 출력을 검출하는 스위칭 방식을 채용하여 빛에 반응하여 생성된 신호전자를 전압으로 변환하고 신호처리 과정을 거쳐 화상정보를 재현한다.
이러한 CMOS 이미지 센서는 종래의 이미지센서로 널리 사용되고 있는 CCD 이미지 센서에 비하여 구동방식이 간편하고 다양한 스캐닝 방식의 구현이 가능하여 신호처리 회로를 단일칩에 집적할 수 있어 제품의 소형화가 가능할 뿐만 아니라 호환성의 CMOS 기술을 사용하므로 제조단가를 낮출 수 있고 전력소모도 낮다는 장점이 있어 요즈음에는 각종 카메라, 의료장비, 감시용 카메라, 위치확인 및 감지를 위한 각종 산업 장비, 장난감, 휴대폰용 카메라 등 화상신호를 재현하는 모든 분야에 이용 가능하며, 저전압 구동과 단일칩화가 가능하여 점점 활용범위가 확대되고 있는 추세이다.
도 1내지 도 2는 일반적인 CMOS 이미지센서의 회로구성도와 레이아웃을 나타낸 도면이다.
여기에서는 인접한 제 1내지 제 4단위화소(10∼40)의 연결 및 배치관계를 나타내었다. 즉, 양극은 접지되고 외부로부터의 빛을 감지하여 광전하를 생성하여 음극으로 출력하는 포토다이오드(PD)와, 포토다이오드(PD)의 음극에 연결된 드레인과 전달신호에 의해 제어되는 게이트와 플로팅확산영역에 연결된 소오스를 갖는 전달 트랜지스터(M3)와, 전원전압(VDD)에 연결된 드레인과 리셋신호(Reset)에 의해 제어되는 게이트와 플로팅확산영역에 연결된 드레인을 갖는 리셋 트랜지스터(M4)와, 플로팅확산영역에 게이트가 연결되고 전원전압(VDD)에 소오스가 연결되어 플로팅확산영역에 저장된 전하를 증폭하여 드레인으로 출력하는 증폭 트랜지스터(M2)와, 증폭 트랜지스터(M2)의 드레인에 연결된 소오스와 행선택신호(Rsel)에 의해 제어되는 게이트와 출력라인에 연결된 드레인을 갖는 행선택 트랜지스터(M1)와, 행선택 트랜지스터(M1)의 드레인이 행방향으로 다수개 연결된 상태에서 열방향으로 배열된 제 1내지 제 2출력라인(51,52)을 열선택신호(Csel)에 의해 선택하기 위한 열선택 트랜지스터(M5)로 이루어진다.
이와 같이 제 1내지 제 4단위화소(10∼40)는 포토다이오드(PD1∼PD4), 전달 트랜지스터(M3_1∼M3_4), 리셋 트랜지스터(M4_1∼M4_4), 증폭 트랜지스터(M2_1∼M2_4), 행선택 트랜지스터(M1_1∼M1_4)로 각각 이루어져 행과 열방향으로 배치된다.
그리고, 제 1내지 제 4단위화소(10∼40)에 공통적으로 연결되는 전원전압 라인(VDD), 전달신호 라인(TG), 리셋신호 라인(Reset), 행선택신호 라인(Rsel)이 행방향으로 배치된 제 1과 제 3단위화소(10,30)간에 서로 연결되고, 제 2와 제 4단위화소(20,40)간에 서로 연결된다.
또한, 열방향으로 배치된 제 1출력라인(51)이 제 1과 제 3단위화소(10,30)간에 서로 연결되고, 제 2출력라인(52)이 제 2와 제 4단위화소(20,40)간에 서로 연결된다.
따라서, 단위화소에 빛이 입사될 경우 포토다이오드(PD)에서 생성된 광전하는 전달 트랜지스터(M3)가 턴온되면서 플로팅확산영역에 저장되고 플로팅확산영역에 저장된 전하는 증폭 트랜지스터(M2)에 의해 증폭되어 행선택신호(Rsel)에 의해 행선택 트랜지스터(M1)가 턴온됨으로써 읽혀지고 열선택신호(Csel)에 의해 읽혀진 행방향의 신호가 열선택 트랜지스터(M5)가 턴온됨으로써 읽혀진다.
또한, 리셋신호(Reset)에 의해 리셋 트랜지스터(M4)가 턴온되면서 전원전압(VDD)에 의해 플로팅확산영역에 저장된 전하를 제거하게 된다.
이와 같이 이루어진 CMOS 이미지센서는 도 2에 도시된 바와 같이 제 1내지 제 4단위화소(10∼40)를 이루는 포토다이오드(PD)의 좌측면과 상측면에 위치한 활성영역에 전달 트랜지스터(M3), 리셋 트랜지스터(M4), 증폭 트랜지스터(M2), 행선택 트랜지스터(M1)가 배치되고 이러한 단위화소가 행과 열방향으로 연속적으로 배치된다.
그리고, 제 1내지 제 4단위화소(10∼40)에 공통적으로 연결되는 전원전압 라인(VDD), 전달신호 라인(TG), 리셋신호 라인(Reset), 행선택신호 라인(Rsel)이 행방향으로 제 1내지 제 4단위화소(10∼40)의 상측면과 하측면에 배치되고, 제 1내지 제 2출력라인(51,52)이 열방향으로 제 1내지 제 4단위화소(10∼40)의 좌측면에 배치된다.
그런데, 최근에는 반도체소자의 제조기술이 발전함에 따라 패턴의 크기가 감소하게 되어 집적도가 향상됨에 따라 이미지센서도 소형화 고화소화로 진행되어 가고 있으며 휴대폰 등에 카메라를 삽입하면서 단위화소의 크기도 보다 작은 크기를 요구하게 되었다.
그러나, 단위화소의 크기가 줄어듦에 따라 포토다이오드 영역도 줄어들게 되어 빛을 받는 수광면적이 줄어들어 감도가 떨어지는 문제점이 발생하게 되었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 본 발명의 목적은 CMOS 이미지센서를 이루는 단위화소를 배열함에 있어서 인접하는 단위화소들의 활성영역을 서로 마주보는 인접지역에 배치하고 각 단위화소에 공통으로 접속되는 라인이나 트랜지스터를 공유하도록 구성함으로써 트랜지스터가 차지하는 면적을 줄여 포토다이오드의 개구부 면적을 넓힘으로써 빛을 받는 수광면적을 넓혀 감도를 향상시킬 수 있도록 한 CMOS 이미지센서를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 양극은 접지되고 외부로부터의 빛을 감지하여 광전하를 생성하여 음극으로 출력하는 포토다이오드와, 포토다이오드의 음극에 연결된 드레인과 전달신호에 의해 제어되는 게이트와 플로팅확산영역에 연결된 소오스를 갖는 전달 트랜지스터와, 전원전압에 연결된 드레인과 리셋신호에 의해 제어되는 게이트와 플로팅확산영역에 연결된 드레인을 갖는 리셋 트랜지스터와, 플로팅확산영역에 게이트가 연결되고 전원전압에 소오스가 연결되어 플로팅확산영역에 저장된 전하를 증폭하여 드레인으로 출력하는 증폭 트랜지스터와, 증폭 트랜지스터의 드레인에 연결된 소오스와 행선택신호에 의해 제어되는 게이트와 출력라인에 연결된 드레인을 갖는 행선택 트랜지스터와, 행선택 트랜지스터의 드레인이 행방향으로 다수개 연결된 상태에서 열방향으로 다수개 배열된 출력라인으로 이루어진 다수개의 단위화소가 행과 열로 배열되어 구성된 CMOS 이미지센서에 있어 서, 인접한 단위화소들의 활성영역을 서로 마주보는 인접지역에 형성하되 리셋 트랜지스터의 드레인이 인접한 단위화소들의 중앙에서 서로 공유되도록 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 인접한 단위화소들 중에서 상하로 인접한 단위화소들의 리셋 트랜지스터와 전달 트랜지스터의 소오스와 증폭 트랜지스터와 행선택 트랜지스터 중 어느 하나 이상이 상하로 인접한 지역에서 서로 공유되도록 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 인접한 단위화소들은 4개의 단위화소로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 인접한 단위화소들의 리셋 트랜지스터의 드레인을 중심으로 상하로 인접한 단위화소들이 리셋 트랜지스터와 전달 트랜지스터의 소오스와 증폭 트랜지스터와 행선택 트랜지스터 중 어느 하나 이상을 공통으로 사용하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
이와 같이 이루어진 본 발명은 일련의 행과 열로 배열된 다수개의 단위화소로 이루어진 이미지센서에서 인접한 4개의 단위화소들의 활성영역을 서로 마주보는 인접지역에 형성하되 각 단위화소마다 공통으로 사용되는 라인이나 트랜지스터를 공유하도록 형성함으로써 트랜지스터가 차지하는 면적을 줄일 뿐만 아니라 빛을 받는 포토다이오드의 수광면적을 넓힘으로써 감도를 높일 수 있게 된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 또한 본 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고, 단지 예시로 제시된 것이며 종래 구성과 동일한 부분은 동일한 부호 및 명칭을 사용한다.
도 3내지 도 4는 본 발명의 실시예에 의한 CMOS 이미지센서의 회로구성도와 레이아웃을 나타낸 도면이다.
본 실시예에서는 인접한 제 1내지 제 4단위화소(10∼40)의 연결 및 배치관계만을 나타내었으나 CMOS 이미지센서는 다수개의 단위화소가 제 1내지 제 4단위화소(10∼40)와 같은 구성으로 연속적으로 행과 열로 배치된다.
여기에 도시된 바와 같이 양극은 접지되고 외부로부터의 빛을 감지하여 광전하를 생성하여 음극으로 출력하는 포토다이오드(PD)와, 포토다이오드(PD)의 음극에 연결된 드레인과 전달신호(TG)에 의해 제어되는 게이트와 플로팅확산영역에 연결된 소오스를 갖는 전달 트랜지스터(M3)와, 전원전압(VDD)에 연결된 드레인과 리셋신호(Reset)에 의해 제어되는 게이트와 플로팅확산영역에 연결된 드레인을 갖는 리셋 트랜지스터(M4)와, 플로팅확산영역에 게이트가 연결되고 전원전압(VDD)에 소오스가 연결되어 플로팅확산영역에 저장된 전하를 증폭하여 드레인으로 출력하는 증폭 트랜지스터(M2)와, 증폭 트랜지스터(M2)의 드레인에 연결된 소오스와 행선택신호(Rsel)에 의해 제어되는 게이트와 출력라인(51,52)에 연결된 드레인을 갖는 행선택 트랜지스터(M1)와, 행선택 트랜지스터(M1)의 드레인이 행방향으로 다수개 연결된 상태에서 열방향으로 배열된 제 1내지 제 2출력라인(51,52)을 열선택신호(Csel)에 의해 선택하기 위한 열선택 트랜지스터(M5)로 이루어진다.
이와 같이 제 1내지 제 4단위화소(10∼40)는 포토다이오드(PD1∼PD4), 전달 트랜지스터(M3_1∼M3_4), 리셋 트랜지스터(M4_1∼M4_4), 증폭 트랜지스터(M2_1∼M2_4), 행선택 트랜지스터(M1_1∼M1_4)로 각각 이루어져 행과 열방향으로 배치된다.
그리고, 제 1내지 제 4단위화소(10∼40)에 공통적으로 연결되는 전원전압 라인(VDD), 전달신호 라인(TG), 리셋신호 라인(Reset), 행선택신호 라인(Rsel)이 행방향으로 배치된 제 1과 제 2단위화소(10,20)간에 서로 연결되고, 제 3과 제 4단위화소(30,40)간에 서로 연결된다.
또한, 열방향으로 배치된 제 1출력라인(51)이 제 1과 제 3단위화소(10,30)간에 서로 연결되고, 제 2출력라인(52)이 제 2와 제 4단위화소(20,40)간에 서로 연결된다.
이때, 제 1내지 제 4단위화소(10∼40)를 리셋시키기 위한 리셋신호가(Reset) 제 1내지 제 4단위화소(10∼40)에 동시에 입력됨에 따라 인접한 제 1내지 제 4단위화소(10∼40)를 배치함에 있어서 도 4에 도시된 바와 같이 제 1내지 제 4단위화소(10∼40)의 활성영역을 서로 마주보는 인접지역에 형성한다.
또한, 제 1내지 제 2출력라인(51,52)을 제 1과 제 2단위화소(10,20)의 인접지역과 제 3과 제 4단위화소(30,40)의 인접지역에 열방향으로 형성한다.
그리고, 제 1내지 제 4단위화소(10∼40)에 공통으로 전원전압(VDD)을 인가하여 리셋시키기 위한 리셋 트랜지스터(M4)의 드레인(M4_D)을 인접한 제 1내지 제 4단위화소(10∼40)들의 중앙에 배치하여 서로 공유할 수 있도록 형성한다.
따라서, 제 1내지 제 4단위화소(10∼40)의 리셋 트랜지스터(M4)의 드레인(M4_D)에 공급되는 전원전압 라인(VDD)의 배치공간과, 리셋 트랜지스터(M4)의 드레인 배치공간을 줄임으로써 포토다이오드(PD)의 배치면적을 넓힐 수 있게 된다.
또한, 도 5내지 도 6은 본 발명의 다른 실시예로써 CMOS 이미지센서의 회로구성도와 레이아웃을 나타낸 도면이다.
여기에 도시된 바와 같이 단위화소가 연속적으로 행과 열로 배열된 이미지센서에서 인접한 제 1내지 제 4단위화소(10∼40)에 공통적으로 연결되는 전원전압 라인(VDD), 전달신호 라인(TG), 리셋신호 라인(Reset), 행선택신호 라인(Rsel)이 행방향으로 배치된 제 1과 제 2단위화소(10,20)간에 서로 연결되고, 제 3과 제 4단위화소(30,40)간에 서로 연결된다.
또한, 열방향으로 배치된 제 1출력라인(51)이 제 1과 제 3단위화소(10,30)간에 서로 연결되고, 제 2출력라인(52)이 제 2와 제 4단위화소(20,40)간에 서로 연결된다.
이때, 제 1내지 제 4단위화소(10∼40)를 리셋시키기 위한 리셋신호(Reset)가 제 1내지 제 4단위화소(10∼40)에 동시에 입력된다.
한편, 제 1과 제 2단위화소(10,20)로 이루어진 행이나 제 3과 제 4단위화소(30,40)로 이루어진 행의 신호를 읽기 위해서는 전달신호(TG)와 행선택신호(Rsel)에 의해 해당 행을 선택해야만 해당 행에서 감지한 신호를 읽을 수 있기 때문에 2개의 행을 하나의 행선택신호(Rsel)에 의해 선택하더라도 전달신호(TG)에 의해 각각의 행을 구분하여 감지신호를 읽을 수 있게 된다.
따라서, 제 1단위화소(10)의 플로팅확산영역에 저장된 전하와 제 3단위화소(30)의 플로팅확산영역에 저장된 전하를 하나의 증폭 트랜지스터(M2_13)에 의해 증폭하고 이를 하나의 행선택 트랜지스터(M1_13)에 의해 출력라인(51)으로 출력하도록 구성하더라도 전달신호(TG)에 의해 제 1단위화소(10)와 제 3단위화소(30)를 선택함에 따라 정상적인 작동을 할 수 있게 된다.
이와 같은 구성은 제 2단위화소(20)와 제 4단위화소(40)에서도 동일하게 적용된다.
이와 같은 회로구성을 배치함에 있어서 도 6에 도시된 바와 같이 제 1내지 제 4단위화소(10∼40)의 활성영역을 서로 마주보는 인접지역에 형성한다.
또한, 제 1내지 제 2출력라인(51,52)을 제 1과 제 2단위화소(10,20)가 인접하는 지역과 제 3과 제 4단위화소(30,40)가 인접하는 지역에 열방향으로 형성한다.
그리고, 제 1내지 제 4단위화소(10∼40)에 공통으로 전원전압(VDD)을 인가하여 리셋시키기 위한 리셋 트랜지스터(M4)의 드레인(M4_D)을 인접한 제 1내지 제 4단위화소(10∼40)들의 중앙에 배치하여 서로 공유할 수 있도록 형성한다.
또한, 상하로 인접한 제 1과 제 3단위화소(10,30)에서 공통으로 사용하는 증폭 트랜지스터(M2_13)와 행선택 트랜지스터(M1_13)를 제 1과 제 3단위화소(10,30)의 인접지역에 형성하여 공유할 수 있도록 형성하고, 동일한 방법으로 상하로 인접한 제 2와 제 4단위화소(20,40)에서 공통으로 사용하는 증폭 트랜지스터(M2_24)와 행선택 트랜지스터(M1_24)를 제 2와 제 4단위화소(20,40)의 인접지역에 형성하여 공유할 수 있도록 형성한다.
따라서, 제 1내지 제 4단위화소(10∼40)의 리셋 트랜지스터(M4)의 드레인(M4_D)에 공급되는 전원전압 라인(VDD)의 배치공간과, 리셋 트랜지스터(M4)의 드레인(M4_D) 배치공간과, 증폭트랜지터(M2)의 배치공간과, 행선택 트랜지스터(M1)의 배치공간을 줄임으로써 포토다이오드(PD)의 배치면적을 넓힐 수 있게 된다.
또한, 도 7내지 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예로써 CMOS 이미지센서의 회로구성도와 레이아웃을 나타낸 도면이다.
여기에서 보는 바와 같이 본 실시예는 도 6에 도시된 회로도에서부터 상하로 배열된 제 1과 제 3단위화소(10,30)간에 리셋 트랜지스터(M4_13)를 공통으로 사용할 수 있도록 구성되고, 제 2와 제 4단위화소(20,40)간에 리셋 트랜지스터(M4_24)를 공통으로 사용할 수 있도록 구성된다.
따라서, 이와 같은 회로구성을 배치함에 있어서 도 8에 도시된 바와 같이 제 1내지 제 4단위화소(10∼40)의 활성영역을 서로 마주보는 인접지역에 형성한다.
또한, 제 1내지 제 2출력라인(51,52)을 제 1과 제 2단위화소(10,20)가 인접하는 지역과 제 3과 제 4단위화소(30,40)가 인접하는 지역에 열방향으로 형성한다.
그리고, 제 1내지 제 4단위화소(10∼40)에 공통으로 전원전압(VDD)을 인가하여 리셋시키기 위한 리셋 트랜지스터(M4)의 드레인(M4_D)을 인접한 제 1내지 제 4 단위화소(10∼40)들의 중앙에 배치하여 서로 공유할 수 있도록 형성한다.
또한, 상하로 인접한 제 1과 제 3단위화소(10,30)에서 공통으로 사용하는 리셋 트랜지스터(M4_13)와, 플로팅확산영역인 전달 트랜지스터(M3)의 소오스(M3_S)와, 증폭 트랜지스터(M2_13)와, 행선택 트랜지스터(M1_13)를 제 1과 제 3단위화소(10,30)의 인접지역에 형성하여 공유할 수 있도록 형성하고, 동일한 방법으로 상하로 인접한 제 2와 제 4단위화소(20,40)에서 공통으로 사용하는 리셋 트랜지스터(M4_24)와, 플로팅확산영역인 전달 트랜지스터(M3)의 소오스(M3_S)와, 증폭 트랜지스터(M2_24)와, 행선택 트랜지스터(M1_24)를 제 2와 제 4단위화소(20,40)의 인접지역에 형성하여 공유할 수 있도록 형성한다.
따라서, 제 1내지 제 4단위화소(10∼40)의 리셋 트랜지스터(M4)의 드레인(M4_D)에 공급되는 전원전압 라인(VDD)의 배치공간과, 리셋 트랜지스터(M4)의 드레인(M4_D) 배치공간과, 리셋 트랜지스터(M4)의 배치공간과, 전달 트랜지스터(M3)의 소오스(M3_S) 배치공간과, 증폭트랜지터(M2)의 배치공간과, 행선택 트랜지스터(M1)의 배치공간을 줄임으로써 포토다이오드(PD)의 배치면적을 넓힐 수 있게 된다.
상기한 바와 같이 본 발명은 CMOS 이미지센서를 이루는 단위화소를 배열함에 있어서 인접하는 단위화소들의 활성영역을 서로 마주보는 인접지역에 배치하고 각 단위화소에 공통으로 접속되는 라인이나 트랜지스터를 공유하도록 구성함으로써 트 랜지스터가 차지하는 면적을 줄여 포토다이오드의 개구부 면적을 넓힘으로써 빛을 받는 수광면적을 넓혀 감도를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims (4)

  1. 양극은 접지되고 외부로부터의 빛을 감지하여 광전하를 생성하여 음극으로 출력하는 포토다이오드와, 포토다이오드의 음극에 연결된 드레인과 전달신호에 의해 제어되는 게이트와 플로팅확산영역에 연결된 소오스를 갖는 전달 트랜지스터와, 전원전압에 연결된 드레인과 리셋신호에 의해 제어되는 게이트와 플로팅확산영역에 연결된 드레인을 갖는 리셋 트랜지스터와, 플로팅확산영역에 게이트가 연결되고 전원전압에 소오스가 연결되어 플로팅확산영역에 저장된 전하를 증폭하여 드레인으로 출력하는 증폭 트랜지스터와, 증폭 트랜지스터의 드레인에 연결된 소오스와 행선택신호에 의해 제어되는 게이트와 출력라인에 연결된 드레인을 갖는 행선택 트랜지스터와, 행선택 트랜지스터의 드레인이 행방향으로 다수개 연결된 상태에서 열방향으로 다수개 배열된 출력라인으로 이루어진 다수개의 단위화소가 행과 열로 배열되어 구성된 CMOS 이미지센서에 있어서,
    인접한 단위화소들의 활성영역을 서로 마주보는 인접지역에 형성하되 리셋 트랜지스터의 드레인이 인접한 단위화소들의 중앙에서 서로 공유되도록 형성된 것
    을 특징으로 하는 CMOS 이미지센서.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 인접한 단위화소들 중에서 상하로 인접한 단위화소들의 리셋 트랜지스터와 전달 트랜지스터의 소오스와 증폭 트랜지스터와 행선택 트랜 지스터 중 어느 하나 이상이 상하로 인접한 지역에서 서로 공유되도록 형성된 것을 특징으로 하는 CMOS 이미지센서.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 인접한 단위화소들은 4개의 단위화소로 이루어진 것을 특징으로 하는 CMOS 이미지센서.
  4. 양극은 접지되고 외부로부터의 빛을 감지하여 광전하를 생성하여 음극으로 출력하는 포토다이오드와, 포토다이오드의 음극에 연결된 드레인과 전달신호에 의해 제어되는 게이트와 플로팅확산영역에 연결된 소오스를 갖는 전달 트랜지스터와, 전원전압에 연결된 드레인과 리셋신호에 의해 제어되는 게이트와 플로팅확산영역에 연결된 드레인을 갖는 리셋 트랜지스터와, 플로팅확산영역에 게이트가 연결되고 전원전압에 소오스가 연결되어 플로팅확산영역에 저장된 전하를 증폭하여 드레인으로 출력하는 증폭 트랜지스터와, 증폭 트랜지스터의 드레인에 연결된 소오스와 행선택신호에 의해 제어되는 게이트와 출력라인에 연결된 드레인을 갖는 행선택 트랜지스터와, 행선택 트랜지스터의 드레인이 행방향으로 다수개 연결된 상태에서 열방향으로 다수개 배열된 출력라인으로 이루어진 다수개의 단위화소가 행과 열로 배열되어 구성된 CMOS 이미지센서에 있어서,
    인접한 단위화소들의 리셋 트랜지스터의 드레인을 중심으로 상하로 인접한 단위화소들이 리셋 트랜지스터와 전달 트랜지스터의 소오스와 증폭 트랜지스터와 행선택 트랜지스터 중 어느 하나 이상을 공통으로 사용하도록 구성된 것
    을 특징으로 하는 CMOS 이미지센서.
KR1020040049127A 2004-06-28 2004-06-28 Ｃｍｏｓ 이미지센서 KR20060000321A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040049127A KR20060000321A (ko) 2004-06-28 2004-06-28 Ｃｍｏｓ 이미지센서

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040049127A KR20060000321A (ko) 2004-06-28 2004-06-28 Ｃｍｏｓ 이미지센서

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20060000321A true KR20060000321A (ko) 2006-01-06

Family

ID=37103635

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020040049127A KR20060000321A (ko) 2004-06-28 2004-06-28 Ｃｍｏｓ 이미지센서

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20060000321A (ko)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100688589B1 (ko) * 2006-03-10 2007-03-02 삼성전자주식회사 필 팩터가 증대된 이미지 센서 및 그의 제조방법
KR100772892B1 (ko) * 2006-01-13 2007-11-05 삼성전자주식회사 플로팅 확산 영역의 커패시턴스를 제어할 수 있는 공유픽셀형 이미지 센서
KR100822310B1 (ko) 2006-09-15 2008-04-16 (사)한국전자산업진흥회 씨모스 이미지 센서
KR101248805B1 (ko) * 2011-08-23 2013-04-01 주식회사 동부하이텍 고체 촬상 장치와 그 제조 방법
US8513760B2 (en) 2011-12-19 2013-08-20 Dongbu Hitek Co., Ltd. Image sensor

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100772892B1 (ko) * 2006-01-13 2007-11-05 삼성전자주식회사 플로팅 확산 영역의 커패시턴스를 제어할 수 있는 공유픽셀형 이미지 센서
US8264579B2 (en) 2006-01-13 2012-09-11 Samsung Electronics Co., Ltd. Shared-pixel-type image sensors for controlling capacitance of floating diffusion region
KR100688589B1 (ko) * 2006-03-10 2007-03-02 삼성전자주식회사 필 팩터가 증대된 이미지 센서 및 그의 제조방법
KR100822310B1 (ko) 2006-09-15 2008-04-16 (사)한국전자산업진흥회 씨모스 이미지 센서
KR101248805B1 (ko) * 2011-08-23 2013-04-01 주식회사 동부하이텍 고체 촬상 장치와 그 제조 방법
US8513760B2 (en) 2011-12-19 2013-08-20 Dongbu Hitek Co., Ltd. Image sensor
KR101313689B1 (ko) * 2011-12-19 2013-10-02 주식회사 동부하이텍 이미지센서

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10586818B2 (en) Solid-state imaging device, camera module and electronic apparatus
JP3658278B2 (ja) 固体撮像装置およびそれを用いた固体撮像システム
JP6261361B2 (ja) 固体撮像装置およびカメラ
US8004026B2 (en) Solid-state imaging device
JP5959829B2 (ja) 固体撮像装置
JP5358136B2 (ja) 固体撮像装置
US9838636B2 (en) Image pickup apparatus, image pickup system, and method of driving image pickup apparatus
US7910965B2 (en) Image sensor circuits including shared floating diffusion regions
CN111312736B (zh) 成像装置和电子设备
US20120314109A1 (en) Solid-state imaging device and camera
US7940328B2 (en) Solid state imaging device having wirings with lateral extensions
JP5489681B2 (ja) 固体撮像装置
JP2009135319A (ja) 固体撮像装置及びカメラ
JP2001332714A (ja) 固体撮像装置
WO2012005010A1 (ja) 固体撮像装置
US20060192262A1 (en) CMOS image sensor
JP5112685B2 (ja) Ｃｍｏｓイメージセンサ
JP2015130533A (ja) 固体撮像装置及びカメラ
JP2011066506A (ja) 固体撮像素子
JP2014011253A (ja) 固体撮像装置および電子機器
KR20060000321A (ko) Ｃｍｏｓ 이미지센서
KR101003246B1 (ko) Ｃｍｏｓ 이미지센서
JP2008071822A (ja) Ｍｏｓ型固体撮像装置
KR101313689B1 (ko) 이미지센서
JP6536627B2 (ja) 固体撮像装置及び電子機器

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application