CN102792445A - 固体摄像装置以及照相机 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供低噪声的固体摄像装置以及照相机，固体摄像装置（100）具备被排列成二维状的多个单位单元（3），单位单元（3）具有对射入光进行光电转换的光电转换元件（121a）、和输出与光电转换元件（121a）的信号电荷的量相应的信号电压的多个放大晶体管（123a以及123b），一个光电转换元件（121a）与多个放大晶体管（123a以及123b）的栅极构成同样的电连接。

Description

固体摄像装置以及照相机
技术领域
本发明涉及固体摄像装置以及照相机，尤其涉及CMOS图像传感器等MOS型的固体摄像装置。
背景技术
作为实现高性能、多功能以及低耗电的固体摄像装置，现已有采用CMOS（金属氧化半导体）技术制造的固体摄像装置。此类固体摄像装置也被称为CMOS图像传感器。专利文献1中，公开了包含4个像素（光电转换元件）的单位单元的平面模式（布局）图。
专利文献1：日本特开2008-270299号公报（图3）
发明内容
但是，随着固体摄像装置的小型化，单位单元的尺寸（单元尺寸）也趋于微细化，这导致灵敏度降低。为了抑制灵敏度因单元尺寸的微细化而降低，必须使单位单元的光电转换元件以外的元件的区域缩小。作为光电转换元件以外的元件，例如有放大晶体管和复位晶体管。
然而，当放大晶体管的栅极尺寸缩小时，在放大晶体管发生的热噪声以及1/f噪声会增大，导致单位单元的随机噪声特性劣化。
另外，当放大晶体管的栅极宽度缩窄时，单位单元的输出信号会变得容易受到用于向恒定电流晶体管的栅极电极提供偏压的偏压电源的噪声的影响，横线状的随机噪声特性劣化。发生横线状的噪声的原因在于，偏压电源被同样地输入到被设置在单位单元的每个列的恒定电流晶体管的栅电极。由于相对于在单位单元发生的点状随机噪声会发生线状的噪声，横线状的噪声更为显眼，因此优选将其控制在相对于每个单位单元的点状随机噪声的1/5至1/10的水平。
此时，如专利文献1所示，由于光电转换元件的水平方向的大小、和放大晶体管的栅极电极的水平方向的大小（栅极宽度）之间为相抵关系，因此难以通过增大放大晶体管的栅极宽度来抑制随机噪声。
对此，本发明鉴于所述的问题点，其第一个目的在于提供低噪声的固体摄像装置以及照相机。
另外，本发明的第二个目的在于提供高灵敏度且小型的固体摄像装置以及照相机。
为了达成所述目的，本发明的一形态的固体摄像装置是一种具备被排列成二维状的多个单位单元的固体摄像装置，其特征在于所述单位单元具备：光电转换元件，对射入光进行光电转换；多个放大晶体管，与所述光电转换元件中蓄积的信号电荷相应的电压被提供给该放大晶体管的栅极。
根据本形态，通过并联设置放大晶体管能使热噪声降低，因此能够实现第噪声的固体摄像装置。另外，与增大1个放大晶体管的尺寸的情况相比，能够提高单位单元中的放大晶体管的布局自由度，因此能够在不牺牲光电转换元件的面积的情况下，即，在维持灵敏度的情况下，实现低噪声的固体摄像装置。
在此，可以是，所述单位单元具有多个所述光电转换元件，所述多个光电转换元件共享所述多个放大晶体管。另外，可以是，所述单位单元具有被配置在所述光电转换元件和所述放大晶体管的栅极之间的传输晶体管。
根据本形态，多个光电转换元件能够共享放大晶体管，因此能够实现小型的固体摄像装置。
另外，可以是，所述多个放大晶体管共享源极区域或者漏极区域。
根据本形态，在1个单位单元中设置2个放大晶体管的情况下，能够抑制单位单元的面积增加。其结果，能够实现小型的固体摄像装置。另外，在单位单元内共享源极区域的情况下，能够通过缩小源极区域，使放大晶体管和垂直信号线的连接变得容易。
另外，可以是，在所述多个放大晶体管中，以共享的源极区域或者漏极区域为中心，在源极区域和漏极区域之间流动的电流的方向对称。
根据本形态，由于能够抑制多个单位单元的放大晶体管的特性偏差，因此能够实现噪声更低的固体摄像装置。
另外，可以是，在相邻的所述单位单元中，所述放大晶体管的源极区域或者漏极区域被共享。
根据本形态，能够缩小单位单元的面积，因此能够实现小型的固体摄像装置。
另外，可以是，在所述多个放大晶体管中，所有的漏极区域以及源极区域被配置成直线状。
根据本形态，能够在不对光电转换元件所被设置的区域造成影响的情况下，并联设置多个放大晶体管。
另外，可以是，所述多个放大晶体管的栅极宽度为相同尺寸。另外，可以是，所述多个放大晶体管的栅极长度为相同尺寸。
根据本形态，由于能够抑制单位单元内的放大晶体管的特性偏差，因此能够实现噪声更低的固体摄像装置。
另外，可以是，所述多个放大晶体管共享栅电极。
根据本形态，即使在单位单元内的多个放大晶体管的栅极电极中的1个发生了与信号线接触不良的情况下，也能够维持与浮动扩散区的连接。另外，能够提高放大晶体管的栅极电极的设计自由度。
另外，可以是，所述多个放大晶体管的栅电极通过信号线相互连接。
根据本形态，能在光电转换元件的上方重叠设置用于连接多个放大晶体管的栅极电极的信号线，从而能使单位单元中的光电转换元件取大的面积。其结果，能够实现高灵敏度且小型的固体摄像装置。
另外，本发明的一形态的照相机其特征在于具备：第一芯片，在该第一芯片上形成有固体摄像装置，该固体摄像装置具备被排列成二维状的多个单位单元、和将由所述单位单元输出的电压信号转换成数字信号的模数转换电路；第二芯片，在该第二芯片上形成有数字信号处理电路，该数字信号处理电路对由所述第一芯片输出的数字信号进行处理。所述单位单元具备：光电转换元件，对射入光进行光电转换；传输晶体管，用于读出所述光电转换元件中蓄积的信号电荷；多个放大晶体管，与所述光电转换元件中蓄积的信号电荷相应的电压被提供给该放大晶体管的栅极。
根据本形态，能够使摄像部以及处理部的制造工序分离，因此能够提高使用自由度，且能够实现低成本化。
根据本发明，能够在维持单位单元内的光电转换元件的尺寸的同时使放大晶体管取大的栅极尺寸，尤其是栅极宽度，因此能够抑制在单位单元以及恒流电路中发生的随机噪声。其结果，能够实现高灵敏度且低噪声的固体摄像装置以及照相机。与静止图像摄影相比，由于动画摄影受时间限制，因此，在具备动画模式的防盗摄像机以及车载摄像机中，难以通过校正来降低噪声的影像。因此，无需校正就能降低噪声本身的本发明极具实用价值。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1的照相机的概略结构的图。
图2是表示同实施方式的固体摄像装置的详细结构的图。
图3是表示同实施方式的列放大器的结构例的电路图。
图4是表示同实施方式的信号保持电容及信号保持开关的结构例的电路图。
图5是表示同实施方式的1个单位单元的结构例的电路图。
图6是表示同实施方式的单位单元的元件配置以及配线布局的一个例子的第1层的平面模式图。
图7是表示该实施方式的单位单元的元件配置以及配线布局的一个例子的第2层的平面模式图。
图8是同实施方式的单位单元的截面图（沿图6的A-A″线的截面图）。
图9是用于说明同实施方式的固体摄像装置的驱动方法的时间图。
图10是表示同实施方式的变形例1的单位单元的元件配置以及配线布局的一个例子的第1层的平面模式图。
图11是表示该实施方式的变形例2的单位单元的元件配置以及配线布局的一个例子的第1层的平面模式图。
图12是表示同实施方式的变形例3的单位单元的元件配置以及配线布局的一个例子的第1层的平面模式图。
图13是表示同实施方式的变形例4的单位单元的元件配置以及配线布局的一个例子的第1层的平面模式图。
图14是表示同实施方式的变形例5的单位单元的元件配置以及配线布局的一个例子的第1层的平面模式图。
图15是表示同实施方式的变形例5的单位单元的元件配置以及配线布局的一个例子的第2层的平面模式图。
图16是表示同实施方式的变形例5的单位单元的元件配置以及配线布局的一个例子的第1层的平面模式图。
图17是表示同实施方式的变形例6的单位单元的元件配置以及配线布局的一个例子的第1层的平面模式图。
图18是表示同实施方式的变形例6的单位单元的元件配置以及配线布局的一个例子的第2层的平面模式图。
图19是表示同实施方式的变形例6的单位单元的元件配置以及配线布局的一个例子的第3层的平面模式图。
图20是同实施方式的变形例7的单位单元的截面图（沿图6的A-A″线的截面图）。
图21是同实施方式的变形例8的单位单元的截面图（沿图6的A-A"线的截面图）。
图22是表示本发明的实施方式2的1个单位单元的结构例的电路图。
图23是表示同实施方式的单位单元的元件配置以及配线布局的一个例子的第1层的平面模式图。
图24是表示同实施方式的变形例9的单位单元的元件配置以及配线布局的一个例子的第1层的平面模式图。
图25是实施方式1以及2的单位单元的变形例的截面图。
图26是表示同实施方式的变形例10的单位单元的元件配置以及配线布局的一个例子的第1层的平面模式图。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明用于实施本发明的最佳形态。
（实施方式1）
图1是表示本实施方式的照相机的概略结构的图。图2是表示本实施方式的固体摄像装置100的详细结构的图。
该照相机由固体摄像装置100、透镜110、DSP（数字信号处理电路）120、图像显示器130以及图像存储器140构成。
在该照相机中，光通过透镜110从外部射入，射入的光由固体摄像装置100变换成数字信号并被输出。然后，被输出的数字信号由DSP120进行处理之后，被作为影像信号输出到图像存储器140进行存储，或者被输出到图像显示器30进行图像显示。
DSP120由图像处理电路121和照相机系统控制部122构成。该图像处理电路121对固体摄像装置100的输出信号进行噪声去除等处理并生成影像信号。该照相机系统控制部122对固体摄像装置100的像素扫描定时以及增益进行控制。DSP120例如进行与在固体摄像装置100的单位单元内被共享的像素之间的特性差相关的校正。
固体摄像装置100被形成在1个芯片上，形成有固体摄像装置100的芯片和形成有DSP120的芯片是不同的芯片。由此，通过使固体摄像装置100的形成工序和DSP120的形成工序分离，能够使摄像部以及处理部的制造工序分离，从而能够减少制造工序、实现低成本化。另外，能按每个用户自由地设定定时控制、增益控制以及图像处理，因此能够提高使用自由度。
固体摄像装置100是CMOS（互补金属氧化半导体）型的固体摄像装置，其具备像素部（像素阵列）10、垂直扫描电路（行扫描电路）14、通信·定时控制部30、AD转换（模拟/数字转换器）电路25、参考信号生成部27、输出I/F28、信号保持开关263、信号保持电容262、列放大器42。
像素部10，由多个单位单元3在半导体基板的阱上以二维状（矩阵状）排列而成。各单位单元3是包含多个像素（光电转换元件）的结构。各单位单元3与被垂直扫描电路14所控制的信号线，以及用于将来自单位单元3的电压信号传递给AD转换电路25的垂直信号线19连接。
垂直扫描电路14在垂直方向上按行单位对单位单元3进行扫描，并选择向垂直信号线19输出电压信号的单位单元3的行。
通信·定时控制部30接收通过外部端子被输入的主时钟CLK0以及数据DATA，生成各种内部时钟来控制参考信号生成部27以及垂直扫描电路14等。
参考信号生成部27具有向AD转换电路25的列AD电路26提供AD转换用参考电压RAMP的DAC（数字/模拟转换器）27a。
列放大器42、信号保持开关263以及信号保持电容262，与单位单元3的列相对应地设置。列放大器42对由单位单元3输出的电压信号进行放大，信号保持电容262保持由信号保持开关263传递的、被放大之后的电压信号。通过设置列放大器42，可对单位单元3的电压信号进行放大，从而可改善信噪比的以及切换增益等。
列放大器42例如是图3的电路图所示的源极接地型的放大器，其具有根据电容元件276以及277之比来决定放大器的增益的结构。另外，图3是电路的一个例子，只要是能对单位单元3的电压信号进行放大的模拟放大器，并不限定于该结构。
信号保持电容262以及信号保持开关263，例如像图4的电路图所示，由一对晶体管Nch以及Pch构成。因为由一对晶体管Nch以及Pch构成，从而能在无电压降低的情况下，使垂直信号线19的电压信号从地线水平通到电源水平。另外，图4是电路的一个例子，例如在垂直信号线19的电压水平从地线水平达不到电源水平的情况下，根据电压水平，可以是只有Nch晶体管的结构，或者是只有Pch晶体管的结构。
AD转换电路25具有多个与单位单元3的列相对应地设置的列AD（列模拟/数字转换器）电路26。列AD电路26利用由DAC27a生成的参考电压RAMP，将由单位单元3输出的、信号保持电容262的模拟电压信号转换成数字信号。
列AD电路26由电压比较部252、开关258以及数据存储部256构成。电压比较部252对通过垂直信号线19（H0、H1、……）以及信号保持电容262而从单位单元3获得的模拟电压信号、和参考电压RAMP进行比较。数据存储部256是用于保持由电压比较部252进行完比较处理为止的时间和利用计数器部254进行计数的结果的存储器。
在电压比较部252的一方的输入端子，与其他电压比较部252的输入端子同样，输入由DAC27a生成的阶梯状的参考电压RAMP；在另一方的输入端子，连接着各对应列的信号保持电容262，并输入来自像素部10的电压信号。电压比较部252的输出信号被提供给计数器部254。
电压比较部252，例如像图4的电路图所示，具备差动输入型的放大器。另外，只要是能够对单位单元3的电压信号进行AD转换的结构，电压比较部252并不限定于图4的结构。
列AD电路26，在向电压比较部252提供参考电压RAMP的同时，根据时钟信号开始进行计数，并将计数进行到通过对模拟电压信号和参考电压RAMP进行比较而获得脉冲信号为止，从而进行AD转换。该模拟电压信号通过信号保持电容262被输入。
在此，列AD电路26在进行AD转换的同时，对于通过信号保持电容262被输入的电压模式的像素信号（电压信号）进行如下处理，该处理是指取得刚进行完像素复位之后的信号水平（噪声级）与真正的（与受光光量相应的）信号水平Vsig的差的处理。由此，能够从电压信号中去除被称作固定图形噪声（FPN∶Fixed Pattern Noise）以及复位噪声等的噪声信号成分。
另外，列AD电路26是通过对噪声级进行降计数、对信号水平进行升计数，从而只取出真正的信号水平Vsig的结构。在该列AD电路26中被数字化的信号，通过水平信号线18被输入到输出I/F28。
根据该结构，在固体摄像装置100中，按单位单元3的每个行，从像素部10依次输出电压信号。并且，与像素部10相对应的1张图像即帧图像，被表示为像素部10的整体的电压信号的集合。
图5是表示1个单位单元3的结构例的电路图。
各单位单元3，作为电路元件，例如包含多个光电转换元件121a以及121b、多个转移晶体管122a以及122b、1个浮动扩散区（以下称之为FD）125、多个放大晶体管123a以及123b、1个复位晶体管124。在此，例举各单位单元3包含2个光电转换元件121a以及121d即2像素的结构。本发明的特征在于并联设置有放大晶体管123a以及123b。
各单位单元3与作为导电线的垂直信号线19、转移控制信号线130a以及130b、复位信号线131和电源线132连接。垂直信号线19被同一列内的多个单位单元3所共享。转移控制信号线130a以及130b和复位信号线131，被沿着行方向排列的多个单位单元3所共享。
光电转换元件121a以及121b的阳极连接地线，将射入光转换成与其光量相应的电荷（电子或者空穴）并进行蓄积。1个光电转换元件121a或者121b，与多个放大晶体管123a以及123b的栅极构成同样的电连接。
多个转移晶体管122a以及122b，以与多个光电转换元件121a以及121b各自对应的方式，被配置在光电转换元件121a以及121b与FD125之间。多个转移晶体管122a以及122b各自读出在对应的多个光电转换元件121a以及121b的某一个中发生的信号电荷，并转送给FD125。多个转移晶体管122a以及122b各自为，源极与对应的多个光电转换元件121a以及121b的某一个的阴极连接，栅极与对应的多个转移控制信号线130a以及的130b的某一个连接，漏极与FD125以及多个放大晶体管123a以及123b的栅极连接。
转移晶体管122a被配置在光电转换元件121a和多个放大晶体管123a以及123b的栅极之间。转移晶体管122b被配置在光电转换元件121b和多个放大晶体管123a以及123b的栅极之间。转移晶体管122a，在转移控制信号线130a的电位成为高水平时，将光电转换元件121a内蓄积的电荷转移到FD125。转移晶体管122b，在转移控制信号线130b的电位成为高水平时，将光电转换元件121b内蓄积的电荷转移到FD125。
FD125蓄积信号电荷，该信号电荷是指从多个光电转换元件121a以及121b中选择的1个光电转换元件，通过与其对应的多个转移晶体管122a以及122b的某一个转送来的信号电荷。FD125的电位根据被转送的信号电荷的量而定。1个FD125在与多个放大晶体管123a以及123b的栅极构成同样的电连接的同时，与多个光电转换元件121a以及121b也构成同样的电连接。
另外，光电转换元件121a以及121b中蓄积的信号电荷被FD125读出，FD125的电压发生与射入的光强度相当的变化，并且该电压被提供给放大晶体管123a以及123b的栅极。在放大晶体管123a以及123b中，与光电转换元件中蓄积的信号电荷相应的电压被提供给栅极。
多个放大晶体管123a以及123b的栅极与FD125连接、漏极与电源线132连接、源极与垂直信号线19连接，向垂直信号线19输出与光电转换元件121a或者121b中蓄积的信号电荷的量相应的信号电压。即，多个放大晶体管123a以及123b输出与1个FD125的电位相应的信号电压。
复位晶体管124的源极与FD125以及多个放大晶体管123a以及123b的栅极连接、漏极与电源线132连接、栅极与复位信号线131连接。复位晶体管124，在复位信号线131成为高水平时，使FD125的电位，即，多个放大晶体管123a以及123b的栅极电位复位（初始化）成为电源线132的电位。
转移晶体管122a以及122b、放大晶体管123a以及123b和复位晶体管124，由N型MOS晶体管构成。另外，转移晶体管122a以及122b、放大晶体管123a以及123b和复位晶体管124，也可由P型MOS晶体管构成。
在图5的单位单元3中，多个转移晶体管122a以及122b各自的漏极相连接形成1个FD125。即，由多个光电转换元件121a以及121b，FD125、复位晶体管124、放大晶体管123a以及123b被共享化。
由垂直扫描电路14选择像素部10中的读出对象行的像素，通过复位晶体管124来控制读出对象行的像素所属的单位单元3内的FD125的电位，以使多个放大晶体管123a以及123b都接通，并使与读出对象行的像素对应的转移晶体管活性化。关于读出对象行的像素所属的单位单元3内的其他像素，由于与其对应的转移晶体管维持非活性状态，因此不被选择。另外，在读出对象行的像素所不属于的单位单元3中，通过复位晶体管124来控制FD125的电位，以使多个放大晶体管123a以及123b不接通。
在垂直信号线19上并联连接有多个单位单元3，该多个单位单元3是指被二维排列在半导体基板的阱上的单位单元3中的同列配置的多个单位单元。垂直信号线19传送由多个单位单元3输出的信号电压。在垂直信号线19上连接有恒流晶体管137。恒流晶体管137其栅极被偏压电源135以恒压施加偏压，作为恒定电流源进行动作。
在所述结构的单位单元3中，若将FD125的电位设定成多个放大晶体管123a以及123b被接通的电位，多个放大晶体管123a以及123b和恒流晶体管137将构成源跟随器。由此，将有比多个放大晶体管123a以及123b的栅极电位降低了相当于源极·栅极之间的电压的电位被输出给垂直信号线19。
根据本实施方式的固体摄像装置100，如图5所示，通过在1个单位单元3中并联设置2个放大晶体管123a以及123b，例如能使单位单元3中的放大晶体管的栅极宽度W成为2倍。其结果，能够将放大晶体管中发生的热噪声表示为Vn^2=8k×T/（3gm）、gm＝（μ×Cox）W/L×（Vgs-Vth），能够将1/f噪声表示为Vn^2=K/（Cox×W×L×f），能使热噪声以及1/f噪声降低到1/√2倍。在此，k是玻耳兹曼常数，T是绝对温度，gm是互导，μ是移动性，Cox是每单位面积的栅极氧化膜电容，W是晶体管的栅极宽度，L是晶体管的栅极长度，Vgs是栅极和源极之间的电位，Vth是晶体管的阈值电压。K是与晶体管的陷阱密度有关的系数，f是频率。
另外，还能使在恒流晶体管137以及偏压电源135中发生的横线状的随机噪声降低到1/√2倍。即，在恒流晶体管137的栅极发生的噪声如果是ΔV的话，利用恒流晶体管137的互导gm1，能将发生噪声所致的电流变化ΔI表示为ΔI=gm1×ΔV。相对于ΔI的电流变化，利用放大晶体管的互导gm2，能将放大晶体管的输出换算噪声ΔVn表示为ΔVn＝ΔI/gm2＝gm1/gm2×ΔV，并根据gm＝（μ×Cox）W/L×（Vgs-Vth）=√（2×β×I），还能表示为ΔVn=√（β1/β2）×ΔV、β2=（μ×Cox）×W/L。因此，通过使放大晶体管的栅极宽度W成为2倍，能使恒定电流源起因的横线状的随机噪声降低到1/√2倍。由于横线状的噪声是以线状发生的噪声，因此相对于在单位单元3发生的点状的随机噪声容易显眼，根据图像传感器的特性，有必要将其降低到相对于点状随机噪声为1/10程度。因此，降低横线状的随机噪声的效果高。
图6以及图7是表示图5的单位单元3的元件配置以及配线布局的一个例子的平面模式图。在此，图6以及图7分别表示第1层的平面模式图以及其上第2层的平面模式图。
FD125由FD区域143构成。转移晶体管122a的栅极电极141a被配置在光电转换元件121a的光电转换区域（活性区域）142a和FD区域143之间。同样，转移晶体管122b的栅极电极141b被配置在光电转换元件121b的光电转换区域142b和FD区域143之间。
放大晶体管123a由栅极电极146a、源极区域147以及漏极区域145b构成。同样，放大晶体管123b由栅极电极146b、源极区域147以及漏极区域145c构成。
复位晶体管124由栅极电极144、FD区域143以及漏极区域145a构成。
多个栅极电极141a、141b、144、146a以及146b例如由多晶硅构成。
转移晶体管122a的栅极电极141a通过接触部152a与转移控制信号线130a连接。同样，转移晶体管122b的栅极电极141b通过接触部152b与转移控制信号线130b连接。
转移晶体管124的栅极电极144通过接触部153与复位信号线131连接。
FD区域143、放大晶体管123a的栅极电极146a以及放大晶体管123b的栅极电极146b，通过接触部150、151a以及151b和导电线134，构成电连接。
复位晶体管124的漏极区域145a和放大晶体管123a的漏极区域145b以及放大晶体管123b的漏极区域145c，通过多个接触部154a、154b以及154c，与作为导电线的电源线132连接。
多个放大晶体管123a以及123b的源极区域147，通过接触部155与同一个垂直信号线19连接。
相对于1个单位单元3，以1成的比例配置有阱接触区域148。阱接触区域148通过阱接触部156，相当于用于提供例如地线水平的阱电压的、在列方向上延伸的阱电压提供线157，构成电连接。由此，能够固定阱的电压。
在单位单元3中，关于多个放大晶体管123a以及123b的配置，通过设置成连接所有的漏极区域以及源极区域，即，漏极区域145b以及145c和源极区域147的直线状，能缩小多个放大晶体管123a以及123b的配置区域。
在单位单元3中，由于多个放大晶体管123a以及123b共享源极区域147，因此能确保多个放大晶体管123a以及123b具有宽的区域。由此，能增大多个放大晶体管的栅极宽度W的尺寸，以及能提高抑制随机噪声的效果。
在单位单元3中，由于多个放大晶体管123a以及123b的栅极宽度W以及栅极长度L的尺寸相同，因此能够抑制多个放大晶体管123a以及123b的晶体管尺寸偏差起因的阈值电压Vth的偏差。即，在源跟随器电路的输入为Vin、输出是Vout，源跟随器的电路增益（0.9倍程度）为α的情况下，可表示为Vout=α（Vin-Vth）。通过抑制阈值电压Vth的偏差，能够抑制被输出到垂直信号线19的电压Vout的电压偏差。其结果，能够确保源跟随器电路的动态范围以及抑制动态范围的偏差。
在此，设想为多个放大晶体管123a以及123b的栅极宽度W以及栅极长度L的尺寸相同，但也可以是栅极宽度W以及栅极长度L中的任一个为尺寸相同。
在单位单元3中，关于多个放大晶体管123a以及123b，以共享的源极区域147为中心，在源极区域147以及漏极区域145b之间流动的电流的方向、和在源极区域147以及漏极区域145c之间流动的电流的方向相对称。由此，能够抑制向垂直信号线19输出的电压Vout的电压偏差。在此情况下，为防止偏颇，多个晶体管的W/L尺寸均等为佳。
在单位单元3中，多个放大晶体管123a以及123b的栅极电极146a以及146b被作为金属配线的信号线所电连接。由此，对于多个栅极电极146a以及146b的每一个，能将垂直方向的长度抑制得较小，并能增大放大晶体管的栅极宽度W。另外，由于在接触部155的周围可以采用上下侧不配置栅极电极的布局，因此能够稳定地获取接触部155。
在单位单元3中，多个放大晶体管123a以及123b相对于转移晶体管122a以及122b的栅极电极141a及的142b以跨像素的方式分离而配置。由此，能够在不影响由多个转移晶体管122a以及122b从像素读出信号电荷的读出特性的情况下，对多个放大晶体管123a以及123b的阈值电压Vth进行调整。例如，能将热噪声表示为Vn^2=8k×T/（3gm）、gm=（μ×Cox）W/L×（Vgs-Vth），通过使阈值电压Vth减小，能提高gm以及抑制热噪声。
在单位单元3中，由于多个放大晶体管123a以及123b的沟道由埋沟形成，因此电压信号不易受到氧化膜和在硅界面发生的结晶缺陷的影响，能够抑制被称为是1/f噪声的1种的随机电报噪声（RTS噪声）等。
对于在水平方向上邻接的单位单元3而言，由于多个放大晶体管123a以及123b共享漏极区域145b，因此能够确保多个放大晶体管123a以及123b具有宽的区域。由此，能使多个放大晶体管的栅极宽度W取大的尺寸，以及能提高对随机噪声的抑制效果。
在单位单元3中，设有多个放大晶体管123a以及123b，能增加放大晶体管的栅极面积，因此能在不影响像素读出特性的情况下，提高放大晶体管的布局以及进程（制造）条件的自由度。
图8是单位单元3的截面图（沿图6中的A-A"线的截面图）。
构成单位单元3的光电转换元件以及晶体管，被形成在N型基板161内的P阱162内。多个放大晶体管123a以及123b的源极区域147、漏极区域145b以及145c和FD区域143由N型的活性区域构成，栅极电极141a、141b、144、146a以及146b例如由多晶硅构成。
在单位单元3中，在形成有信号线以及接触部150、154b、151a、151b以及151c的层间绝缘膜167之上，以位于光电转换区域142b的上方的方式形成有滤色片168以及微透镜169。由微透镜169聚光的射入光，被滤色片168分离成RGB各色成分并射入光电转换区域142b。
在单位单元3中，在光电转换元件以及晶体管之间，形成有STI（Shallow Trench Isolation：浅沟道隔离）和LOCOS（LocalOxidization On Silicon：硅的局部氧化）等元件分离区域166。
图9是用于说明本实施方式的固体摄像装置100的驱动方法的时间图。
首先，为了进行第1次的读出，通信·定时控制部30使计数器部254的计数值复位到初始值“0”，与此同时将计数器部254设定成降计数模式。并且，在从任意行的单位单元3朝向垂直信号线19（H1、H2、……）的第1次读出稳定之后，在t4的定时，施加信号保持开关263的控制信号CN11，使信号保持开关263接通，并向信号保持电容262输入单位单元3的复位信号。
另外，待向信号保持电容262的信号输入稳定之后，在t6的定时，解除信号保持开关263的控制信号CN11，使信号保持开关263切断，使信号保持电容262保持单位单元3的复位信号（复位成分ΔV的信号电压）。
另外，通信·定时控制部30向参考信号生成部27提供用于生成参考电压RAMP的控制数据CN4。接收该提供之后，参考信号生成部27向电压比较部252的一方的输入端子RAMP，输入整体上呈锯齿状（RAMP状）时间变化的阶梯状波形（RAMP波形）的比较电压（参考电压）。电压比较部252对该比较电压和被信号保持电容262所保持的复位成分ΔV的信号电压进行比较。
另外，在向电压比较部252的输入端子RAMP输入参考电压的同时，通过按每个行配置的计数器部254来测量电压比较部252的比较时间。在此，与从参考信号生成部27发出的参考电压同步地（t10），由通信·定时控制部30向计数器部254的时钟端子输入计数时钟CK0，并作为第1次的计数动作，从初始值“0”开始进行降计数。
另外，电压比较部252对来自参考信号生成部27的参考电压和复位成分的信号电压进行比较，在双方的电压成为相同时，将电压比较部252的输出从H水平变换到L水平（t12）。即，对与复位成分ΔV相应的信号电压和参考电压进行比较，并根据计数时钟CK0来对与复位成分ΔV的大小对应的时间轴方向的大小计数，从而获得与复位成分ΔV的大小对应的计数值。换言之，计数器部254以RAMP波形的变化的开始时点作为计数器部252的计数开始时点，将计数进行到电压比较器252的输出发生变换为止，从而获得与复位成分ΔV的大小对应的计数值。
由此，在经过了规定的降计数期间之后（t14），通信·定时控制部30停止向电压比较部252提供控制数据，并停止向计数器部254提供计数时钟CK0。由此，电压比较部252将停止生成斜坡状的参考电压RAMP。
在该第1次读出时，由电压比较部252检测单位单元3的信号电压的复位水平并进行计数动作，因此，即等于在读出单位单元3的复位成分ΔV。
并且，在t10的定时开始进行降计数，在进行复位成分ΔV的AD转换动作的同时，施加用于读出单位单元3中蓄积的信号成分的像素读出脉冲
Figure BDA00002048290400171
，向垂直信号线19输出像素的信号成分Vsig。
此时，解除信号保持开关263的控制信号CN11，信号保持开关263成为切断状态，读出信号成分Vsig的垂直信号线19、和保持复位成分ΔV的信号保持电容262的电连接被切断。因此，即使向垂直信号线19读出信号成分Vsig，也能由信号保持电容262保持复位成分ΔV。并且，能使信号成分Vsig的读出动作与复位成分ΔV的AD转换动作并列进行。
并且，信号成分Vsig的读出动作以及复位成分ΔV的AD转换结束之后，继而开始进行第2次的读出动作。另外，进行第2次的读出时，进行读出与单位单元3每一个的射入光量对应的信号成分Vsig的动作。与第1次的读出所不同的点在于，将计数器部254设定成升计数。
另外，为了进行第2次的读出动作，在t14的定时，首先使计数器部254的计数值复位成为初始值“0”。接下来，在从任意行的单位单元3向垂直信号线19（H1、H2、……）的第2次读出稳定之后，在t16的定时，施加信号保持开关263的控制信号CN11，使信号保持开关263接通，并向信号保持电容262输入信号成分Vsig。向信号保持电容262的信号输入稳定之后，在t18的定时，解除信号保持开关263的控制信号CN11，使信号保持开关263切断，使信号保持电容262保持信号成分Vsig。
另外，向信号保持电容262的信号成分Vsig的读出稳定之后，由参考信号生成部27输出经过阶梯状的时间变化而大致呈斜坡状的参考电压，并由电压比较部252对该参考电压和信号保持电容262所保持的信号成分Vsig的信号电压进行比较。
此时，在向电压比较部252的一方的输入端子RAMP输入参考电压的同时，利用计数器部254来测量电压比较部252的比较时间，因此，与从参考信号生成部27发出的参考电压同步地（t20），作为第2次的计数动作，计数器部254从初始值“0”开始进行升计数。
另外，电压比较部252对来自参考信号生成部27的参考电压、和由信号保持电容262所保持的信号成分Vsig的信号电压进行比较，在双方的电压成为相同时，将电压比较部252的输出电压从H水平变换为L水平（t22）。即，通过对与信号成分Vsig相应的信号电压和参考电压进行比较，并根据计数时钟CK0来对与信号成分Vsig的大小对应的时间轴方向的大小进行计数，从而获得与信号成分Vsig的大小对应的计数值。换言之，计数器部254通过以RAMP波形的变化的开始时点作为计数器部254的升计数开始时点，并将升计数进行到电压比较部252的输出发生变换为止，从而获得与信号成分Vsig的大小对应的计数值。
另外，通过将AD转换后的数据转送到数据存储部256进行保持，在计数器部254的动作前（t30），根据来自通信·定时控制部30的存储器转移指示脉冲CN8，将前一行的计数结果转送给数据存储部256。由此，能够并列进行从数据存储部256通过输出I/F28向DSP120输出信号的动作、读出动作以及计数器部254的计数动作。
如上所述，根据所述驱动方法，将计数器部254的计数动作，在进行第1次的读出时设为降计数，在进行第2次的读出时设为升计数。因此，能够在计数器部254内自动进行减法运算，相对于计数器值0，作为计数值只取出Vsig信号成分。
另外，根据所述驱动方法，列AD电路26不仅作为用于将模拟像素信号转换成数字像素信号数据的数字转换部，还能作为CDS（Correlated Double Sampling：相关双取样）处理功能部进行动作。
如上所述，本实施方式的固体摄像装置100具有在单位单元3中多个光电转换元件121a以及121b共享多个放大晶体管123a以及123b的结构。更具体是，在单位单元3中多个转移晶体管122a以及122b各自的漏极相接续而形成1个FD125，多个光电转换元件121a以及121b共享FD125、复位晶体管124和放大晶体管123a以及123b。
因此，能使每个单位单元3的晶体管所占面积变小且开口率（光电转换元件的开口面积相对1个单位单元3的面积的比例）提高，从而能使每单位面积的光射入量增加以及使固体摄像装置的灵敏度特性提高。另外，由于开口率提高，相对于必要波长的光射入量的控制将变得容易，从而还能提高固体摄像装置的频谱特性。
尤其是，在将本发明应用于单板式照相机的情况下，固体摄像装置具备滤色片，而例如要满足RGB各色的色要求特性，因此频谱特性将会变得重要。
并且，本实施方式的固体摄像装置100，在单位单元3中具备向栅极提供与光电转换元件121a以及121b中蓄积的信号电荷相应的电压的多个放大晶体管123a以及123b。更具体是，由于在1个单位单元3中并联设有多个放大晶体管123a以及123b，因此能够实现低噪声的固体摄像装置。
即，本发明能在高程度上实现固体摄像装置的灵敏度特性、频谱特性和低噪声特性的并立共存。
（变形例1）
在此，说明本实施方式的变形例1。
在所述实施方式中，说明了在单位单元中多个放大晶体管共享源极区域的情况，在本变形例中，在单位单元中多个放大晶体管共享源极区域。
另外，在所述实施方式中，说明了在单位单元2中并联设置2个放大晶体管的情况。然而，通过在单位单元中并联设置4个放大晶体管，能够缩小放大晶体管的栅极长度L的尺寸，以及进一步降低横线状的随机噪声。因此，在本变形例中，在单位单元中多个放大晶体管共享源极区域。
图10是表示本变形例的单位单元3的元件配置以及配线布局的一个例子的第1层的平面模式图。
4个放大晶体管由栅极电极146a以及146b、源极区域147a以及147b和漏极区域145、145b以及145c构成。
4个放大晶体管的源极区域147a以及147b，通过与其分别对应的多个接触部155a以及155b中的某一个，与垂直信号线19连接。4个放大晶体管的漏极区域145、145b以及145c，通过接触部154、154b以及154c，与作为导电线的电源线132连接。
另外，在水平方向上邻接的单位单元3中，多个放大晶体管可以共享源极区域。
（变形例2）
在此，说明本实施方式的变形例2。
在所述实施方式中，说明了在水平方向上邻接的单位单元3中多个放大晶体管共享漏极区域的情况。但是，在可使用大型半导体基板的固体摄像装置等中，即，对小型化并无特别要求的用途而言，在水平方向上邻接的单位单元3也可以不共享漏极区域。
图11是表示本变形例的单位单元3的元件配置以及配线布局的一个例子的第1层的平面模式图。
在水平方向上邻接的单位单元3中，多个放大晶体管并不共享漏极区域145b。
（变形例3）
以下，说明本实施方式的变形例3。
在所述实施方式中，说明了放大晶体管的栅极电极被分离设置，而通过信号线构成电连接的情况。但是，在放大晶体管共享栅极电极的情况下，用于连接共同的栅极电极和FD区域的信号线的配线将会变得容易。另外，能够在共同的栅极电极和信号线之间设置多个接触点，从而能够抑制接触点不良率。因此，在本变形例中，在单位单元中多个放大晶体管共享栅极电极。
图12是表示本变形例的单位单元3的元件配置以及配线布局的一个例子的第1层的平面模式图。
在单位单元3中，多个放大晶体管的栅极电极146被共享。FD区域143以及放大晶体管的栅极电极146，通过接触部150、151a、151b以及导电线134，构成电连接。
（变形例4）
在此，说明本实施方式的变形例4。
在所述实施方式中，说明了多个放大晶体管的栅极电极的接触点被设置在连接相对应的源极区域以及漏极区域的直线上的情况。但是，通过避开沟道设置接触点，能够抑制对沟道的损坏，以及抑制泄漏特性等的劣化。因此，在本变形例中，多个放大晶体管的接触点不被设置在连接相对应的源极区域以及漏极区域的直线上。
图13是表示本变形例的单位单元3的元件配置以及配线布局的一个例子的第1层的平面模式图。
在单位单元3中，多个放大晶体管的栅极电极146被共享。使放大晶体管的栅极电极146和导电线134电连接的接触部151a以及151b，被设置在连结源极区域以及漏极区域的直线以外，即，放大晶体管的沟道上方以外的区域。
（变形例5）
在此，说明本实施方式的变形例5。
在所述实施方式中，说明了单位单元的多个放大晶体管在水平方向（行方向）上排列的情况。可是，通过到垂直方向（列方向）上排列单位单元的多个放大晶体管，能够形成横长形的像素。由于像素部为横长形，因此，通过使像素在水平方向上加长，能改善射向像素的斜光的射入角特性。关于其效果，例如，与4∶3的像素的图像传感器相比，在使用高清晰（16∶9）的图像传感器时更显著。因此，在本变形例中，单位单元的多个放大晶体管在垂直方向（列方向）上排列。
另外，在所述实施方式中说明了由在垂直方向上排列的像素构成1个单位单元的情况，而在本变形例中，由在斜方向上排列的像素构成1个单位单元。
图14以及图15是表示本变形例的单位单元3的元件配置以及配线布局的一个例子的平面模式图。在此，图14以及图15分别表示第1层的平面模式图以及其上第2层的平面模式图。
在单位单元3中，多个放大晶体管的栅极电极146a以及146b、源极区域147和漏极区域145b以及145c在垂直方向上排列。
复位晶体管124由栅极电极144、源极区域147c以及漏极区域145a构成。源极区域147c通过接触部150b以及150c与FD区域143构成电连接。
在单位单元3中，多个放大晶体管123a以及123b和FD区域143a被设置成夹着栅极电极141a相邻接的方式。因此，能够缩短与FD区域143和放大晶体管的栅极电极146a以及146b连接的配线，因此能够抑制FD的寄生电容的增加，以及抑制FD的电压变换增益的降低。
另外，如图16的第1层的平面模式图所示，单位单元3的多个放大晶体管也可以共享漏极区域。在此情况下，单位单元3的多个放大晶体管由栅极电极146a以及146b、源极区域147a以及147b和漏极区域145构成。并且，源极区域147a以及147b通过与其分别对应的多个接触部155a以及155b中的某一个与垂直信号线19连接，漏极区域145通过接触部154与作为导电线的电源线132连接。
（变形例6）
在此，说明本实施方式的变形例6。
在所述实施方式中，单位单元的不具备选择晶体管的3晶体管结构，而在本变形例中，单位单元3是具有选择晶体管的4晶体管结构。
图17、图18以及图18是表示本变形例的单位单元3的元件配置以及配线布局的一个例子的第1层的平面模式图。另外，图17、图18以及图19分别表示第1层的平面模式图、其上一层的第2层的平面模式图以及更上一层的第3层的平面模式图。
FD125由FD区域143a以及123b构成。转移晶体管122a的栅极电极141a被配置在光电转换元件121a的光电转换区域142a和FD区域143a之间。同样，转移晶体管122b的栅极电极141b被配置在光电转换元件121b的光电转换区域142b和FD区域143b之间。
FD区域143a被配置在光电转换区域142a的正侧方，另外，FD区域143b被配置在光电转换区域142b的正侧方。在FD区域位于光电转换区域的正侧方的情况下，与位于斜侧的情况相比，从FD区域至光电转换区域的最深处位置的距离变短，因此不易留下余像。另外，由于配线的图案形成（光刻工艺）会变得容易，因此制造也变得容易。另外，由于在1个单位单元内能够使从光电转换区域向FD区域读出信号电荷的方向相一致，因此能够减小所共享的像素的特性偏离。
放大晶体管123a由栅极电极146、源极区域147a以及漏极区域145构成。同样，放大晶体管123b由栅极电极146、源极区域147b以及漏极区域145构成。
复位晶体管124由栅极电极144、源极区域147c以及漏极区域145a构成。
选择晶体管由栅极电极149、源极区域147d以及漏极区域145d构成。
（变形例7）
在此，说明本实施方式的变形例7。
在所述实施方式中，说明了单位单元具有如图8所示的截面结构的情况，而在本变形例中，单位单元具有将射入光导向光电转换元件的导波路结构。
图20是单位单元3的截面图（沿图6的A-A"线的截面图）。
在光电转换区域142b上方的部分，在层间绝缘膜167的表面形成有凹部，并且在层间绝缘膜167的表面上还形成有反射防止膜170。由此，由于形成有将射入光导向光电转换区域142b的导波路结构，因此能够实现高灵敏度的固体摄像装置。
（变形例8）
在此，说明本实施方式的变形例8。
在所述实施方式中，说明了单位单元具有图8所示的表面照射型的结构，射入光从形成有信号线等的基板的表面进入光电转换元件的，而在本变形例中，单位单元具有背面照射型的结构，射入光从基板表面相反侧进入光电转换元件。在背面照射型的单位单元的情况下，相对于基板的形成有信号线的区域，光从背面射入光电转换元件，因此，与表面照射型的单位单元相比，能提高形成导电线的区域的自由度。
图21是单位单元3的截面图（沿图6的A-A"线的截面图）。
滤色片168以及微透镜169被形成在N型基板161的背面上。由此，射入光通过滤色片168以及微透镜169，从N型基板161的背面进入光电转换区域142b。
（实施方式2）
本实施方式的单位单元3，与实施方式1的单位单元3不同的点在于，并非是2像素1单元，而具有4像素1单元的结构。以下，以不同于实施方式1的点为中心进行说明。
图22是表示1个单位单元3的结构例的电路图。
各单位单元3，作为电路要素例如包含多个光电转换元件121a以及121b、多个转移晶体管122a以及122b、1个浮动扩散区（以下称之为FD）125、多个放大晶体管123a以及123b和1个复位晶体管124。在此，例举各单位单元3包含2个光电转换元件121a以及121d即2像素的结构。本发明的特征在于并联设置了放大晶体管123a以及123b。
各单位单元3与垂直信号线19、转移控制信号线130a、130b、130c以及130d、复位信号线131和电源线132连接。转移控制信号线130a、130b、130c以及130d和复位信号线131，被沿着行方向排列的多个单位单元3所共享。
光电转换元件121a、121b、121c以及121d的阳极连接地线，将射入光转换成与其光量相应的电荷（电子又空穴）并进行蓄积。4个光电转换元件121a、121b、121c以及121d与多个放大晶体管123a、123b、123c以及123d的栅极构成同样的电连接。
多个转移晶体管122a、122b、122c以及122d，以与多个光电转换元件121a、121b、121c以及121d各自对应的方式，被配置在光电转换元件121a、121b、121c以及121d与FD125之间。多个转移晶体管122a、122b、122c以及122d各自读出在对应的多个光电转换元件121a、121b、121c以及121d的某一个中发生的信号电荷，并转送给FD125。多个转移晶体管122a、122b、122c以及122d各自为，源极与对应的多个光电转换元件121a、121b、121c以及121d的某一个的阴极连接，栅极与对应的多个转移控制信号线130a、130b、130c以及130d的某一个连接，漏极与FD125以及多个放大晶体管123a、123b、123c以及123d的栅极连接。
1个FD125与多个放大晶体管123a、123b、123c以及123d的栅极构成同样的电连接，同时与多个光电转换元件121a、121b、121c以及121d也构成同样的电连接。
多个放大晶体管123a、123b、123c以及123d为，栅极与FD125连接，漏极与电源线132连接，源极与垂直信号线19连接，向垂直信号线19输出与光电转换元件121a、121b、121c或121d中蓄积的信号电荷的量相应的信号电压。即，多个放大晶体管123a、123b、123c以及123d输出与1个FD125的电位相应的信号电压。
转移晶体管122a、122b、122c、122d和放大晶体管123a、123b、123c、123d以及复位晶体管124由N型MOS晶体管构成。另外，转移晶体管122a、122b、122c、122d，和放大晶体管123a、123b、123c、123d，以及复位晶体管124也可以由P型MOS晶体管构成。
在图22的单位单元3中，多个转移晶体管122a、122b、122c以及122d各自的漏极相连接而构成1个FD125。即，FD125、复位晶体管124和大晶体管123a、123b、123c以及123d被多个光电转换元件121a、121b、121c以及121d所共享
在具有所述结构的单位单元3中，若将FD125的电位设定成多个放大晶体管123a、123b、123c以及123d被接通的电位，多个放大晶体管123a、123b、123c以及123d和恒流晶体管137将构成源跟随器。由此，将有比多个放大晶体管123a、123b，123c以及123d的栅极电位降低了相当于源极·栅极之间的电压的电位被输出给垂直信号线19。
图23是表示图22的单位单元3的元件配置以及配线布局的一个例子的第1层的平面模式图。
FD125由多个FD区域143a以及143b构成。转移晶体管122a的栅极电极141a被配置在光电转换元件121a的光电转换区域142a和FD区域143a之间。同样，转移晶体管122b的栅极电极141b被配置在光电转换元件121b的光电转换区域142b和FD区域143a之间。另外，转移晶体管122c的栅极电极141c被配置在光电转换元件121c的光电转换区域142c和FD区域143b之间。并且，转移晶体管122d的栅极电极141d被配置在光电转换元件121d的光电转换区域142d和FD区域143b之间。
FD区域143a通过接触部150a与栅极电极146a以及146b连接，FD区域143b通过接触部150b栅极电极146c以及与146d连接。
放大晶体管123a由栅极电极146a、源极区域147e以及漏极区域145b构成。同样，放大晶体管123b由栅极电极146b、源极区域147e以及漏极区域145c构成。另外，放大晶体管123c由栅极电极146c、源极区域147f以及漏极区域145e构成。并且，放大晶体管123d由栅极电极146d、源极区域147f以及漏极区域145f构成。
转移晶体管122a的栅极电极141a通过接触部152a与转移控制信号线130a连接。同样，转移晶体管122b的栅极电极141b通过接触部152b与转移控制信号线130b连接。另外，转移晶体管122c的栅极电极141c通过接触部152c与转移控制信号线130c连接。并且，转移晶体管122d的栅极电极141d通过接触部152d与转移控制信号线130d连接。
放大晶体管124由栅极电极144、源极区域147c以及漏极区域145a构成。源极区域147c通过接触部150b以及150c与FD区域143b构成电连接。
多个栅极电极141a、141b、141c、141d、144、146a、146b、146c以及146d例如由多晶硅构成。
多个FD区域143a以及143b、复位晶体管124的源极区域147c和放大晶体管的栅极电极146a、146b、146c以及146d通过接触部150、151a、151b、151e以及151f构成电连接。
复位晶体管124的漏极区域145a和多个放大晶体管的漏极区域145b、145c、145e以及145f，通过接触部154b、154c、154d以及154e，与作为导电线的电源线132连接。
多个放大晶体管的源极区域147e以及147f，通过接触部155c以及155d分别与垂直信号线19连接。
相对于1个单位单元3，以1成的比例配置有阱接触区域148。阱接触区域148，相对于用于提供例如地线水平的阱电压的、在行方向上延伸的阱电压提供线157，通过阱接触部156构成电连接。由此，能够固定阱电压。
在单位单元3中，关于多个放大晶体管123a、123b、123c以及123d的配置，通过设置成连结所有的漏极区域以及源极区域的直线状，能够缩小多个放大晶体管123a、123b、123c以及123d的配置区域。
在单位单元3中，多个放大晶体管123a以及123b共享源极区域147e，多个放大晶体管123c以及123d共享源极区域147f，因此能够确保多个放大晶体管123a、123b、123c以及123d具有宽的区域。由此，能使多个放大晶体管123a、123b、123c以及123d的栅极宽度W取大的尺寸，从而能提高抑制随机噪声的效果。
另外，在本实施方式的单位单元3中，如图16所示，也可以是多个放大晶体管123a以及123b、多个放大晶体管123c以及123分别共享漏极区域。
在单位单元3中，由于多个放大晶体管123a、123b、123c、123d的栅极宽度W以及栅极长度L的尺寸相同，因此能够抑制多个放大晶体管123a、123b、123c以及123d的晶体管尺寸偏差起因的阈值电压Vth的偏差。即，在源跟随器电路的输入电压为Vin、输出电压为Vout、源跟随器的电路增益（0.9倍程度）为α时，可表示为Vout=α（Vin-Vth）。通过抑制阈值电压Vth的偏差，能够抑制被输出给垂直信号线19的电压Vout的电压偏差。其结果，能够确保源跟随器电路的动态范围以及抑制动态范围的偏差。
在单位单元3中，由于多个放大晶体管123a、123b、123c以及123d的沟道由埋沟形成，因此电压信号不易受到氧化膜和在硅界面发生的晶体缺陷的影响，从而能够抑制被称为是1/f噪声的1种的随机电报噪声（RTS噪声）等。
在单位单元3中，放大晶体管123a、123b、123c以及123d被配置成4个并联的方式。因此，能够将单位单元3以及恒定电流源起因的随机噪声抑制到1/√4倍。
在单位单元3中，多个放大晶体管123a以及123b的栅极电极146a以及146b通过作为金属配线的信号线构成电连接。同样，多个放大晶体管123c以及123d的栅极电极146c以及146d通过作为金属配线的信号线构成电连接。由此，能够压小多个栅极电极146a、146b、146c以及146d各自的垂直方向的长度，从而能使放大晶体管取大的栅极宽度W。另外，在接触部155c以及155d的周围可以采用左右侧不配置栅极电极的布局，因此能够稳定地获取接触部155c以及155d。
在单位单元3中，多个放大晶体管123a以及123b和转移晶体管122a以及122b的栅极电极141a以及141b，通过放大晶体管123a的漏极区域145b相邻接。因此，通过与电源线连接的扩散区域，能够切断用于调整放大晶体管123a以及123b的阈值电压Vth的栅极电极146a以及146b下的扩散区域（沟道区域）、和转移晶体管122a以及122b的栅极电极141a以及141b下的区域沟道的电连接。其结果，能够在不影响由转移晶体管122a以及122b从像素进行读出的读出特性的情况下，对多个放大晶体管123a以及123b的阈值电压Vth进行调整。例如，可将热噪声表示为Vn^2=8k×T/（3gm）、gm=（μ×Cox）W/L×（Vgs-Vth），通过使阈值电压Vth变小，能够提高gm、抑制热噪声。
在单位单元3中，设置有多个放大晶体管123a、123b、123c以及123d，能够使放大晶体管的栅极面积增大，因此能够在不影响像素读出特性的情况下，提高放大晶体管的布局以及进程（制造）条件的自由度。
在单位单元3中，多个放大晶体管123a以及123b与FD区域143a以夹着栅极电极141a的方式被邻接设置。因此，能够缩短连接FD区域143a和放大晶体管的栅极电极146a以及146b的配线，从而能够抑制FD的寄生电容的增加，以及抑制FD的电压变换增益的降低。
如上所述，根据本实施方式的固体摄像装置100，能通过在1个单位单元3中并联设置多个放大晶体管123a、123b、123c以及123d来降低噪声，因此能够实现低噪声的固体摄像装置。
另外，由于也具备与实施方式1相同的特征，因此，本发明能在高程度上实现固体摄像装置的灵敏度特性、频谱特性和低噪声特性的并立共存。
（变形例9）
在此，说明本实施方式的变形例9。
在所述实施方式中，说明了1个单位单元包含在斜方向上邻接的4个像素的情况，而在本变形例中，1个单位单元包含在垂直方向及水平方向上邻接的像素。
另外，在所述实施方式中，说明了1个单位单元包含并联配置的4个放大晶体管的情况，而在本变形例中，1个单位单元包含并联配置的2个放大晶体管。
图24是表示变形例的单位单元3的元件配置以及配线布局的一个例子的第1层的平面模式图。
FD125由FD区域143构成。转移晶体管122a的栅极电极141a被配置在光电转换元件121a的光电转换区域142a和FD区域143之间。同样，转移晶体管122b的栅极电极141b被配置在光电转换元件121b的光电转换区域142b和FD区域143之间。另外，转移晶体管122c的栅极电极141c被配置在光电转换元件121c的光电转换区域142c和FD区域143之间。并且，转移晶体管122d的栅极电极141d被配置在光电转换元件121d的光电转换区域142d和FD区域143之间。
放大晶体管123a由栅极电极146a、源极区域147以及漏极区域145b构成。同样，放大晶体管123b由栅极电极146b、源极区域147以及漏极区域145c构成。
复位晶体管124由栅极电极144、FD区域143以及漏极区域145a构成。
多个放大晶体管的源极区域147被连接在垂直信号线19。
在单位单元3中，关于多个放大晶体管123a以及123b的配置，通过设置成连结所有的漏极区域以及源极区域的直线状，能够缩小多个放大晶体管123a以及123b的配置区域。
在单位单元3中，由于多个放大晶体管123a以及123b共享源极区域147，因此能够确保多个放大晶体管123a以及123b、123c以及123d具有宽的区域。由此，能够使多个放大晶体管123a以及123b的栅极宽度W取大的尺寸，以及能够提高抑制随机噪声的效果。
在单位单元3中，放大晶体管123a以及123b被配置成2个并联的方式。因此，能够将单位单元3以及恒定电流源起因的随机噪声抑制到1/√2倍。
（变形例10）
在此，说明本实施方式的变形例10。
在所述实施方式中，说明了1个单位单元包含在斜方向上邻接的4个像素的情况，而在本变形例中，1个单位单元包含在垂直方向上邻接的4个像素。
另外，在所述实施方式中，说明了1个单位单元包含并联配置的4个放大晶体管，而在本变形例中，1个单位单元包含并联配置的2个放大晶体管。
图26是表示本变形例的单位单元3的元件配置以及配线布局的一个例子的第1层的平面模式图。
FD125由多个FD区域143a以及143b构成。转移晶体管122a的栅极电极141a被配置在光电转换元件121a的光电转换区域142a和FD区域143a之间。同样，转移晶体管122b的栅极电极141b被配置在光电转换元件121b的光电转换区域142b和FD区域143a之间。另外，转移晶体管122c的栅极电极141c被配置在光电转换元件121c的光电转换区域142c和FD区域143b之间。并且，转移晶体管122d的栅极电极141d被配置在光电转换元件121d的光电转换区域142d和FD区域143b之间。
放大晶体管123a由栅极电极146a、源极区域147以及漏极区域145b构成。同样，放大晶体管123b由栅极电极146b、源极区域147以及漏极区域145c构成。
在单位单元3中，关于多个放大晶体管123a以及123b的配置，通过设置成连结所有的漏极区域以及源极区域的直线状，能够缩小多个放大晶体管123a以及123b的配置区域。
在单位单元3中，由于多个放大晶体管123a以及123b共享源极区域147，因此能够确保多个放大晶体管123a以及123b、123c以及123d具有宽的区域。由此，能够使多个放大晶体管123a以及123b的栅极宽度W的取大的尺寸，以及能够提高抑制随机噪声的效果。
在单位单元3中，放大晶体管123a以及123b被配置成2个并联的方式。因此，能够将单位单元3以及恒定电流源起因的随机噪声抑制到1/√2倍。
以上，关于本发明的固体摄像装置，根据实施方式进行了说明，但本发明并不限定于该实施方式。在不超出本发明宗旨的范围内，本领域技术人员所能想象到的各种变形之后的发明也属于本发明的范畴内。另外，在不超出本发明宗旨的范围内，可对多个实施方式的各种结构要素进行任意组合。
例如，在所述实施方式中，A/D转换电路25可以被配置在固体摄像装置100的外部。
另外，在所述实施方式中，说明了单位单元3具有2层配线结构的情况，此外，也可具有3层以上的配线结构。在此情况下，能够强化电源线132。另外，由于能够降低电源线132的热阻，因此能够抑制来自电源线的噪声。例如，通过在第2层的电源线132设置接触点，并使电源线132成为在多个光电转换区域142a以及142b开口的栅格状布局，从而能够降低在上下方向以及左右方向上的电源线132的电阻。
另外，在所述实施方式中，固体摄像装置也可以是积层型图像传感器。在此情况下，在单位单元3中，如图25的截面图所示，像素电极180、有机光电转换膜181、相对电极182、滤色片168以及微透镜169被形成在层间绝缘膜167上。
另外，在所述实施方式中，说明了单位单元3包含转移晶体管的结构，此外也可以是不包含转移晶体管的结构。在此情况下，例如，可以在光电转换区域142a上设置接触点，通过导电线使该接触点与放大晶体管的栅极电极146a的接触部151a连接。
本发明可利用于固体摄像装置，例如可利用于数字照相机等。
符号说明
3     单位单元
10    像素部（像素阵列）
14    垂直扫描电路（行扫描电路）
18    水平信号线
19    垂直信号线
25    AD转换（模拟/数字转换器）电路
26    列AD电路
27    参考信号生成部
27a   DAC（数字/模拟变换器）
28    输出I/F
30    通信·定时控制部
42    列放大器
100   固体摄像装置
110   透镜
120   DSP（数字信号处理电路）
121   图像处理电路
121a、121b、121c、121d  光电转换元件
122a、122b、122c、122d  转移晶体管
123a、123b、123c、123d  放大晶体管
124   复位晶体管
125   浮动扩散区（FD）
130   图像显示器
130a、130b、130c、130d  转移控制信号线
131   复位信号线
132   电源线
134   导电线
135   偏压电源
137   恒流晶体管
140   图像存储器
141a、141b、141c、141d、144、146、146a、146b、146c、146d、149  栅电极
142a、142b、142c、142d  光电转换区域
143、143a、143b  FD  区域
145、145a、145b、145c、145d、145e、145f  漏极区域
147、147a、147b、147c、147d、147e、147f  源极区域
148  阱接触区域
150、150a、150b、150c、151a、151b、151e、151f、152a、152b、152c、152d、153、154、154a、154b、154c、154d、154e、155、155a、155b、155c、155d  接触部
156  阱接触部
157  阱电压提供线
161  N型基板
162  P阱
166  元件分离区域
167  层间绝缘膜
168  滤色片
169  微透镜
170  反射防止膜
180  像素电极
181  有机光电转换膜
182  相对电极
252  电压比较部
254  计数器部
256  数据存储部
258  开关
262  信号保持电容
263  信号保持开关
276、277  电容元件

Claims (14)

1.一种固体摄像装置，具备被排列成二维状的多个单位单元，所述单位单元具有：
光电转换元件，对射入光进行光电转换；以及
多个放大晶体管，与所述光电转换元件中蓄积的信号电荷相应的电压被提供给该放大晶体管的栅极。
2.如权利要求1所述的固体摄像装置，
所述单位单元具有多个所述光电转换元件，
所述多个光电转换元件共享所述多个放大晶体管。
3.如权利要求1或者2所述的固体摄像装置，
所述单位单元具有传输晶体管，该传输晶体管被配置在所述光电转换元件和所述放大晶体管的栅极之间。
4.如权利要求1至3中的任一项所述的固体摄像装置，
所述多个放大晶体管共享源极区域或者漏极区域。
5.如权利要求4所述的固体摄像装置，
在所述多个放大晶体管中，以共享的源极区域或者漏极区域为中心，在源极区域和漏极区域之间流动的电流的方向对称。
6.如权利要求1至5中的任一项所述的固体摄像装置，
在相邻的所述单位单元中，所述放大晶体管的源极区域或者漏极区域被共享。
7.如权利要求1至6中的任一项所述的固体摄像装置，
所述单位单元具有复位晶体管，该复位晶体管对所述放大晶体管的栅极的电位进行复位。
8.如权利要求1至7中的任一项所述的固体摄像装置，
在所述多个放大晶体管中，所有的漏极区域以及源极区域被配置成直线状。
9.如权利要求1至8中的任一项所述的固体摄像装置，
所述多个放大晶体管的栅极宽度为相同尺寸。
10.如权利要求1至9中的任一项所述的固体摄像装置。
所述多个放大晶体管的栅极长度为相同尺寸。
11.如权利要求1至10中的任一项所述的固体摄像装置，
所述多个放大晶体管共享栅电极。
12.如权利要求1至10中的任一项所述的固体摄像装置，
所述多个放大晶体管的栅电极通过信号线相互连接。
13.如权利要求1至12中的任一项所述固体摄像装置，
所述固体摄像装置还具备如下信号线，该信号线连接于所述多个单位单元并传递由所述多个单位单元输出的信号电压，
所述多个放大晶体管的源极区域连接于同一个所述信号线。
14.一种照相机，具备：
第一芯片，在该第一芯片上形成有固体摄像装置，该固体摄像装置具备被排列成二维状的多个单位单元、和将由所述单位单元输出的电压信号转换成数字信号的模数转换电路；以及
第二芯片，在该第二芯片上形成有数字信号处理电路，该数字信号处理电路对由所述第一芯片输出的数字信号进行处理，
所述单位单元具备：
光电转换元件，对射入光进行光电转换；
传输晶体管，用于读出所述光电转换元件中蓄积的信号电荷；以及
多个放大晶体管，与所述光电转换元件中蓄积的信号电荷相应的电压被提供给该放大晶体管的栅极。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103369270A (zh) * 2013-06-29 2013-10-23 天津大学 大动态数字像素传感器相关双采样方法
US10212376B2 (en) 2014-06-16 2019-02-19 Sony Corporation Solid-state imaging device and electronic apparatus
CN109887947A (zh) * 2019-04-03 2019-06-14 思特威(上海)电子科技有限公司 具有紧凑设计布局的图像传感器
CN110035242A (zh) * 2018-01-12 2019-07-19 三星电子株式会社 包括在图像传感器中的像素阵列和图像传感器
CN111741200A (zh) * 2016-04-08 2020-10-02 佳能株式会社 图像传感器和摄像设备

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5422455B2 (ja) * 2010-03-23 2014-02-19 パナソニック株式会社 固体撮像装置
JP2013084744A (ja) * 2011-10-07 2013-05-09 Sony Corp 固体撮像素子および電子機器
JP6057511B2 (ja) * 2011-12-21 2017-01-11 キヤノン株式会社 撮像装置及び放射線撮像システム
DE112011106038B4 (de) * 2011-12-27 2017-08-10 Canon Kabushiki Kaisha Bildaufnahmevorrichtung
US9007504B2 (en) * 2012-04-06 2015-04-14 Omnivision Technologies, Inc. Method, apparatus and system for reducing pixel cell noise
JP6066617B2 (ja) * 2012-08-10 2017-01-25 キヤノン株式会社 撮像装置および撮像システム
JP6120530B2 (ja) * 2012-11-12 2017-04-26 キヤノン株式会社 撮像装置、および撮像システム。
JP6192391B2 (ja) * 2013-07-05 2017-09-06 キヤノン株式会社 光電変換システム
FR3017019A1 (zh) * 2014-01-24 2015-07-31 St Microelectronics Grenoble 2
JP2016009739A (ja) * 2014-06-24 2016-01-18 ソニー株式会社 撮像素子、電子機器
US9787928B2 (en) * 2015-01-06 2017-10-10 Forza Silicon Corporation Layout and timing schemes for ping-pong readout architecture
TWI696278B (zh) 2015-03-31 2020-06-11 日商新力股份有限公司 影像感測器、攝像裝置及電子機器
WO2016203354A1 (en) * 2015-06-19 2016-12-22 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device, manufacturing method thereof, and electronic device
JP6705222B2 (ja) * 2016-03-11 2020-06-03 富士通株式会社 画素駆動回路，イメージセンサおよび画素駆動回路のノイズ低減方法
KR102632460B1 (ko) * 2016-12-28 2024-01-31 삼성전자주식회사 반도체 장치 및 그 제조 방법

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6160281A (en) * 1997-02-28 2000-12-12 Eastman Kodak Company Active pixel sensor with inter-pixel function sharing
US20040251396A1 (en) * 2003-06-10 2004-12-16 Eiji Koyama Solid-state imaging device, method for driving the same, and camera
JP2006179848A (ja) * 2004-11-26 2006-07-06 Sony Corp 固体撮像素子
CN1819630A (zh) * 2005-02-07 2006-08-16 三星电子株式会社 有源像素传感器和有源像素传感器阵列
CN101365071A (zh) * 2007-09-27 2009-02-11 豪威科技有限公司 双模式相机方案、设备、系统及方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0192992A (ja) * 1987-10-02 1989-04-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd センスアンプ回路
US6040592A (en) * 1997-06-12 2000-03-21 Intel Corporation Well to substrate photodiode for use in a CMOS sensor on a salicide process
JP4514188B2 (ja) * 2003-11-10 2010-07-28 キヤノン株式会社 光電変換装置及び撮像装置
JP4317115B2 (ja) * 2004-04-12 2009-08-19 国立大学法人東北大学 固体撮像装置、光センサおよび固体撮像装置の動作方法
JP5089017B2 (ja) * 2004-09-01 2012-12-05 キヤノン株式会社 固体撮像装置及び固体撮像システム
US7671321B2 (en) * 2005-01-18 2010-03-02 Rearden, Llc Apparatus and method for capturing still images and video using coded lens imaging techniques
JP4759293B2 (ja) * 2005-03-15 2011-08-31 キヤノン株式会社 撮像素子
JP5584982B2 (ja) * 2009-02-09 2014-09-10 ソニー株式会社 固体撮像素子およびカメラシステム
JP5277565B2 (ja) * 2007-05-31 2013-08-28 富士通セミコンダクター株式会社 固体撮像素子
US8072015B2 (en) * 2007-06-04 2011-12-06 Sony Corporation Solid-state imaging device and manufacturing method thereof
JP4929075B2 (ja) * 2007-06-28 2012-05-09 パナソニック株式会社 固体撮像装置およびその駆動方法、撮像装置
JP2009038263A (ja) * 2007-08-02 2009-02-19 Sharp Corp 固体撮像素子および電子情報機器
JP2009059811A (ja) * 2007-08-30 2009-03-19 Sharp Corp 固体撮像装置および電子情報機器
KR20090060667A (ko) * 2007-12-10 2009-06-15 삼성디지털이미징 주식회사 디지털 촬영장치
JP4952601B2 (ja) * 2008-02-04 2012-06-13 日本テキサス・インスツルメンツ株式会社 固体撮像装置
JP5153378B2 (ja) * 2008-02-15 2013-02-27 キヤノン株式会社 固体撮像装置及びその駆動方法
JP5820979B2 (ja) * 2008-12-26 2015-11-24 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 固体撮像デバイス
US20100220215A1 (en) * 2009-01-12 2010-09-02 Jorge Rubinstein Video acquisition and processing systems

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6160281A (en) * 1997-02-28 2000-12-12 Eastman Kodak Company Active pixel sensor with inter-pixel function sharing
US20040251396A1 (en) * 2003-06-10 2004-12-16 Eiji Koyama Solid-state imaging device, method for driving the same, and camera
JP2006179848A (ja) * 2004-11-26 2006-07-06 Sony Corp 固体撮像素子
CN1819630A (zh) * 2005-02-07 2006-08-16 三星电子株式会社 有源像素传感器和有源像素传感器阵列
CN101365071A (zh) * 2007-09-27 2009-02-11 豪威科技有限公司 双模式相机方案、设备、系统及方法

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103369270A (zh) * 2013-06-29 2013-10-23 天津大学 大动态数字像素传感器相关双采样方法
CN103369270B (zh) * 2013-06-29 2016-08-10 天津大学 大动态数字像素传感器相关双采样方法
US10212376B2 (en) 2014-06-16 2019-02-19 Sony Corporation Solid-state imaging device and electronic apparatus
US10491848B2 (en) 2014-06-16 2019-11-26 Sony Corporation Solid-state imaging device and electronic apparatus
US11012651B2 (en) 2014-06-16 2021-05-18 Sony Corporation Solid-state imaging device and electronic apparatus
CN111741200A (zh) * 2016-04-08 2020-10-02 佳能株式会社 图像传感器和摄像设备
CN111741200B (zh) * 2016-04-08 2021-12-21 佳能株式会社 图像传感器和摄像设备
CN110035242A (zh) * 2018-01-12 2019-07-19 三星电子株式会社 包括在图像传感器中的像素阵列和图像传感器
CN110035242B (zh) * 2018-01-12 2023-02-21 三星电子株式会社 包括在图像传感器中的像素阵列和图像传感器
CN109887947A (zh) * 2019-04-03 2019-06-14 思特威(上海)电子科技有限公司 具有紧凑设计布局的图像传感器
CN109887947B (zh) * 2019-04-03 2024-01-30 思特威(上海)电子科技股份有限公司 具有紧凑设计布局的图像传感器

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