CN110235255B - 固态摄像器件和电子装置 - Google Patents

固态摄像器件和电子装置 Download PDF

Info

Publication number
CN110235255B
CN110235255B CN201880009515.4A CN201880009515A CN110235255B CN 110235255 B CN110235255 B CN 110235255B CN 201880009515 A CN201880009515 A CN 201880009515A CN 110235255 B CN110235255 B CN 110235255B
Authority
CN
China
Prior art keywords
wiring
pixel
signal line
image pickup
pickup device
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Active
Application number
CN201880009515.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110235255A (zh
Inventor
山下和芳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Semiconductor Solutions Corp
Original Assignee
Sony Semiconductor Solutions Corp
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 Sony Semiconductor Solutions Corp filed Critical Sony Semiconductor Solutions Corp
Publication of CN110235255A publication Critical patent/CN110235255A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110235255B publication Critical patent/CN110235255B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

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
    • H01L27/14634—Assemblies, i.e. Hybrid structures
    • 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
    • H01L27/14609—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements
    • H01L27/14612—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements involving a transistor
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/06—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of a plurality of bonding areas
    • H01L2224/0651—Function
    • H01L2224/06515—Bonding areas having different functions
    • H01L2224/06517—Bonding areas having different functions including bonding areas providing primarily mechanical bonding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/07—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas after the connecting process
    • H01L2224/09—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas after the connecting process of a plurality of bonding areas
    • H01L2224/0951—Function
    • H01L2224/09515—Bonding areas having different functions
    • H01L2224/09517—Bonding areas having different functions including bonding areas providing primarily mechanical support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/80001—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected by connecting a bonding area directly to another bonding area, i.e. connectorless bonding, e.g. bumpless bonding
    • H01L2224/808—Bonding techniques
    • H01L2224/80894—Direct bonding, i.e. joining surfaces by means of intermolecular attracting interactions at their interfaces, e.g. covalent bonds, van der Waals forces
    • H01L2224/80895—Direct bonding, i.e. joining surfaces by means of intermolecular attracting interactions at their interfaces, e.g. covalent bonds, van der Waals forces between electrically conductive surfaces, e.g. copper-copper direct bonding, surface activated bonding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/80001—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected by connecting a bonding area directly to another bonding area, i.e. connectorless bonding, e.g. bumpless bonding
    • H01L2224/808—Bonding techniques
    • H01L2224/80894—Direct bonding, i.e. joining surfaces by means of intermolecular attracting interactions at their interfaces, e.g. covalent bonds, van der Waals forces
    • H01L2224/80896—Direct bonding, i.e. joining surfaces by means of intermolecular attracting interactions at their interfaces, e.g. covalent bonds, van der Waals forces between electrically insulating surfaces, e.g. oxide or nitride layers
    • 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
    • H01L27/1464—Back illuminated imager structures

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

一种摄像器件包括像素阵列，该像素阵列包括以矩阵形式布置的多个像素单元。所述多个像素单元中的至少第一像素单元包括：基板，其包括第一光电转换区域和第二光电转换区域；和第一层，其位于所述基板上方，并且包括第一像素电路和第二像素电路。所述第一像素单元包括第二层和第三层，第二层在所述第一层上，并且包括在第一方向上延伸的第一布线和第二布线，第三层在所述第二层上，并且包括在第二方向上延伸的信号线。第一像素单元包括第一通孔和第二通孔，第一通孔将第一信号线连接到第一布线，第二通孔在第一方向上偏离所述第一通孔并且将第二信号线连接到所述第二布线。

Description

固态摄像器件和电子装置
技术领域
本发明涉及固态摄像器件和电子装置，更具体地，涉及均能稳定垂直信号线的寄生电容的固态摄像器件和电子装置。
背景技术
例如，专利文献1公开了每个像素列设置多个垂直信号线作为用于在固态摄像器件中实现高速读出的技术。
引用列表
专利文献
专利文献1：JP 2013-55589A
发明内容
技术问题
顺便提及地，在专利文献1公开的这种配置中，人们担心垂直信号线间的寄生电容成为阻碍高帧率发展的主要因素。
本发明是鉴于这种情况而作出的，其目的在于稳定垂直信号线的寄生电容。
技术问题的解决方案
本发明的摄像器件包括像素阵列，该像素阵列包括以矩阵形式布置的多个像素单元。
所述多个像素单元中的至少第一像素单元包括基板，所述基板包括第一光电转换区域和第二光电转换区域。
所述第一像素单元包括第一层，所述第一层在所述基板上，并且包括连接到所述第一光电转换区域的第一像素电路和连接到所述第二光电转换区域的第二像素电路。
所述第一像素电路具有一个或多个第一传输元件以输出第一像素信号，所述第二像素电路具有一个或多个第二传输元件以输出第二像素信号。
所述第一像素单元包括第二层，所述第二层在所述第一层上，所述第二层包括在第一方向上延伸的第一布线和第二布线。
所述第一布线在垂直于所述第一方向的第二方向上与所述第二布线间隔开，并且所述第一布线连接到一个或多个第一传输元件。
所述第二布线连接到一个或多个第二传输元件。
所述第一像素单元包括第三层，所述第三层在所述第二层上，所述第三层包括在所述第二方向上延伸的信号线。
所述第一像素单元包括将所述信号线的第一信号线连接到所述第一布线的第一通孔。
所述第一像素单元包括第二通孔，所述第二通孔在所述第一方向上偏离所述第一通孔，并且将所述信号线的第二信号线连接到所述第二布线。
本发明的摄像器件包括像素阵列，该像素阵列包括以矩阵形式布置的多个像素单元。所述多个像素单元中的像素单元包括：基板，其包括多个光电转换区域，所述多个光电转换区域共用浮动扩散部；第一层，其位于所述基板上，且包括连接到所述多个光电转换区域的像素电路，所述像素电路具有一个或多个传输元件以输出像素信号；第二层，其位于所述第一层上，且包括沿第一方向延伸的第一布线和第二布线，所述第一布线在第一方向上偏离所述第二布线，所述第一布线在垂直于所述第一方向的第二方向上与第二布线间隔开，第一布线和第二布线连接到一个或多个传输元件；第三层，其位于所述第二层上，且包括沿第二方向延伸的信号线；第一通孔，其将信号线的第一信号线连接到第一布线；以及第二通孔，其在第一方向上偏离第一通孔，并将信号线的第二信号线连接到第二布线。
根据本发明，电子装置包括摄像器件，该摄像器件包括像素阵列，该像素阵列包括以矩阵形式布置的多个像素单元。所述多个像素单元中的第一像素单元包括：基板，所述基板包括第一光电转换区域和第二光电转换区域；第一层，其位于所述基板上，且包括连接到所述第一光电转换区域的第一像素电路和连接到所述第二光电转换区域的第二像素电路，所述第一像素电路具有一个或多个第一传输元件以输出第一像素信号，所述第二像素电路具有一个或多个第二传输元件以输出第二像素信号；第二层，其位于所述第一层上，且包括沿第一方向延伸的第一布线和第二布线，所述第一布线在垂直于所述第一方向的第二方向上与第二布线间隔开，所述第一布线连接到一个或多个第一传输元件，所述第二布线连接到一个或多个第二传输元件；第三层，其位于所述第二层上，且包括沿所述第二方向延伸的信号线；第一通孔，其将所述信号线的第一信号线连接到所述第一布线；和第二通孔，其在所述第一方向上偏离所述第一通孔，并且将所述信号线的第二信号线连接到所述第二布线。
本发明的有益效果
根据本发明，可以稳定垂直信号线的寄生电容。应当注意，这里描述的效果并非限制性的，而是还可以提供本发明中描述的任何效果。
附图说明
图1是描述了固态摄像器件的配置的示例的框图。
图2是描述了可以应用本发明的固态摄像器件的配置的示例的概要的图。
图3是描述了层叠固态摄像器件的第一结构示例的横截面图。
图4是描述了层叠固态摄像器件的第二结构示例的横截面图。
图5是描述了层叠固态摄像器件的第三结构示例的横截面图。
图6是描述了应用本发明的固态摄像器件的具体配置的示例的图。
图7是描述了第一实施例的像素和垂直信号线的配置的示例的电路图。
图8是描述了每个金属层的布局的俯视图。
图9是描述了每个金属层的布局的俯视图。
图10是描述了垂直信号线和连接布线的布局的示例的俯视图。
图11是描述了垂直信号线和连接布线的布局的示例的俯视图。
图12是描述了垂直信号线和连接布线的布局的示例的俯视图。
图13是描述了第二实施例的像素和垂直信号线的配置的示例的电路图。
图14是描述了垂直信号线和连接布线的布局的示例的俯视图。
图15是描述了第三实施例的像素和垂直信号线的配置的示例的电路图。
图16是描述了垂直信号线和连接布线的布局的示例的俯视图。
图17是描述了第四实施例的垂直信号线和连接布线的布局的示例的俯视图。
图18是描述了第五实施例的像素和垂直信号线的配置的示例的电路图。
图19是描述了每个金属层的布局的俯视图。
图20是描述了应用本发明的电子装置的配置的示例的框图。
图21是描述了图像传感器的使用示例的图。
具体实施方式
在下文中，将描述用于实施本发明的方式(在下文中，称为实施例)。应注意，将以下面的顺序进行说明。
1.固态摄像器件的配置示例
2.第一实施例
3.第二实施例
4.第三实施例
5.第四实施例
6.第五实施例
7.电子装置的配置示例
8.图像传感器的使用示例
<1.固态摄像器件的配置示例>
图1是描述了应用本发明的固态摄像器件的实施例的配置的示例的框图。例如，图1的固态摄像器件以CMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器的形式配置。
图1的固态摄像器件1设置有像素阵列2、垂直驱动电路3、水平驱动电路4和输出电路5。
在像素阵列2中，多个像素6以矩阵形式布置。各像素6通过水平信号线7按行连接到垂直驱动电路3，并且通过垂直信号线8按列连接到水平驱动电路4。
垂直驱动电路3通过水平信号线7输出驱动信号，以按行驱动布置在像素阵列2中的像素6。
水平驱动电路4执行列处理，该列处理用于通过CDS(相关双采样)操作根据像素阵列2的各个像素6经由垂直信号线8输出的像素信号来检测信号电平。水平驱动电路4将对应于像素6中通过光电转换产生的电荷的输出信号输出到输出电路5。
输出电路5将从水平驱动电路4连续输出的输出信号放大到预定电平的电压值，并将得到的输出信号输出到其后级的图像处理电路等。
图2A-图2C是描述了可以应用本发明的固态摄像器件的配置的示例的概要的图。
图2A描述了非层叠型固态摄像器件的示意性配置示例。如图2A所示，固态摄像器件10具有一片晶片(半导体基板)11。晶片11配备有像素区域12、控制电路13和逻辑电路14。像素在像素区域12中以阵列的形式布置。控制电路13执行用于驱动像素的各种控制等。逻辑电路14包括用于执行信号处理的信号处理电路。
图2B和图2C描述了层叠固态摄像器件的示意性配置示例。在固态摄像器件20中，如图2B和图2C所示，两片晶片(传感器晶片21和逻辑晶片24)彼此层叠，并且被配置为以一个半导体芯片的形式彼此电连接。
在图2B中，传感器晶片21配备有像素区域12和控制电路13，并且逻辑晶片24配备有逻辑电路14。
在图2C中，传感器晶片21配备有像素区域12，并且逻辑晶片24配备有控制电路13和逻辑电路14。
图3是描述了层叠固态摄像器件20的第一配置示例的横截面图。
成为像素区域12的构成像素的PD(photodiode，光电二极管)、FD(FloatingDiffusion，浮动扩散部)和Tr(MOS FET)、成为控制电路13的Tr等形成在传感器晶片21上。此外，具有多层的布线110(在该示例中为三层)的布线层101形成在传感器晶片21上。应当注意，(Tr成为的)控制电路13也可以配置在逻辑晶片24中而不是配置在传感器晶片21中。
构成逻辑电路14的Tr形成在逻辑晶片24中。此外，具有多层的布线170(在该示例中为三层)的布线层161形成在逻辑晶片24中。进一步地，在逻辑晶片24中形成有连接孔171，在连接孔171中，在其内壁表面上形成有绝缘膜172。连接到布线170的连接导体173等填充在连接孔171中。
传感器晶片21和逻辑晶片24以它们的布线层101和161彼此面对的方式彼此粘合。因此，固态摄像器件20被构造为其中传感器晶片21和逻辑晶片24彼此层叠。诸如保护膜等膜191形成在传感器晶片21和逻辑晶片24彼此粘合的表面上。
连接孔111形成在传感器晶片21中，该连接孔111从传感器晶片21的后表面侧(光入射到PD的一侧，图中的上侧)完全延伸穿过传感器晶片21，以到达逻辑晶片24的最上层的布线170。此外，连接孔121形成在传感器晶片21中，该连接孔121从传感器晶片21的后表面侧紧邻连接孔111以到达第一级布线110。绝缘膜112形成在连接孔111的内壁表面上，并且绝缘膜122形成在连接孔121的内壁表面上。另外，连接导体113和123分别填充在连接孔111和121中。连接导体113和连接导体123在传感器晶片121的后侧表面上彼此电连接。因此，传感器晶片21和逻辑晶片24通过布线层101、连接孔121、连接孔111、以及布线层161彼此电连接。
图4是描述了层叠固态摄像器件20的第二配置示例的横截面图。
在固态摄像器件20的第二配置示例中，传感器晶片21和逻辑晶片24通过形成在传感器晶片21中的一个连接孔211彼此电连接。
也就是说，在图4中，连接孔211形成为从传感器晶片21的后表面侧完全延伸穿过传感器晶片21，以到达逻辑晶片24的最上层的布线170，并且到达传感器晶片21的最上层的布线110。绝缘膜212形成在连接孔211的内壁表面上，并且连接导体213填充在连接孔211中。在图3中，传感器晶片21和逻辑晶片24通过两个连接孔111和121彼此电连接。然而，在图4中，传感器晶片21和逻辑晶片24通过一个连接孔211彼此电连接。
图5是描述了层叠固态摄像器件20的第三配置示例的横截面图。
图5的固态摄像器件20与图3的固态摄像器件20的不同之处在于，在传感器晶片21和逻辑晶片24彼此粘合的表面上未形成有诸如保护膜等膜191。
图5的固态摄像器件20以如下方式配置，传感器晶片21和逻辑晶片24彼此层叠，使得布线110和布线170彼此直接接触，并且通过在加热传感器晶片21和逻辑晶片24的同时对其施加必要的负载，使布线110和布线170彼此直接结合。
这里，将参考图6给出关于应用本发明的层叠固态摄像器件20的具体配置的描述。
图6的固态摄像器件20采用与图5的固态摄像器件20类似的配置，并且以如下方式配置，传感器晶片21和逻辑晶片24彼此层叠，以便直接连接布线110和布线170。
在图6的示例中，设置在传感器晶片21的像素区域12中的像素6被布置为划分为像素区域12的上侧和下侧。
设置在像素区域12的上侧区域中的像素6的像素信号被输出到垂直信号线8a。垂直信号线8a连接到形成在其下侧的端部的电极251a。也就是说，设置在像素区域12的上侧区域中的像素6的像素信号通过垂直信号线8a、电极251a以及布线110和170输出到设置在逻辑晶片24中的AD转换电路。
设置在像素区域12的下侧区域中的像素6的像素信号被输出到垂直信号线8b。垂直信号线8b连接到形成在其上侧的端部的电极251b。也就是说，设置在像素区域12的下侧区域中的像素6的像素信号通过垂直信号线8b、电极251b以及布线110和170输出到设置在逻辑晶片24中的AD转换电路。
以这种方式，垂直信号线在垂直方向(列方向)上分离，从而能够实现高速读出。应当注意，尽管在图6的示例中每个像素列设置一个垂直信号线，但是每个像素列也可设置多个垂直信号线，从而能够实现更高速的读出。
在下文中，对关于应用本发明的固态摄像器件的实施例进行描述。
<2.第一实施例>
图7是描述了第一实施例的像素和垂直信号线的配置的示例的电路图。
本实施例采用纵向的两像素共用的配置，其中在一个像素列中纵向布置的两个像素6-0和6-1共同持有一个FD。另外，在本实施例中，每个像素列设置12个垂直信号线VSL0至VSL11。
像素6-0具有PD0和传输晶体管TRG0，像素6-1具有PD1和传输晶体管TRG1。传输晶体管TRG0和TRG1之间的连接点构成FD。
传输晶体管TRG0根据从垂直驱动电路3(图1)通过水平信号线7提供的传输信号被驱动，并且在传输信号变为脉冲状的高电平的时刻传输晶体管TRG0导通。当传输晶体管TRG0导通时，PD0中产生的电荷通过传输晶体管TRG0传输到FD。
传输晶体管TRG1根据从垂直驱动电路3通过水平信号线7提供的传输信号被驱动，并且在传输信号变为脉冲状的高电平的时刻传输晶体管TRG1导通。当传输晶体管TRG1导通时，PD1中产生的电荷通过传输晶体管TRG1传输到FD。
FD连接到放大晶体管AMP0和AMP1的每个栅电极。各个放大晶体管AMP0和AMP1以与FD中累积的电荷相对应的电平输出电压。
选择晶体管SEL0和SEL1根据从垂直驱动电路3通过各自的水平信号线7提供的电信号被驱动，并且在选择信号变为脉冲状的高电平的时刻选择晶体管SEL0和SEL1导通。当选择晶体管SEL0导通时，从放大晶体管AMP0输出的电压变为可以通过选择晶体管SEL0输出到垂直信号线VSL0的状态。另外，当选择晶体管SEL1导通时，从放大晶体管AMP1输出的电压变为可以通过选择晶体管SEL1输出到垂直信号线VSL6的状态。在本说明书的其余部分中，诸如TRG0、TRG1、SEL0、SEL1、AMP0、AMP2、RST等晶体管可以被称为传输元件。
复位晶体管RST根据从垂直驱动电路3通过水平信号线提供的复位信号被驱动，并且在复位信号变为脉冲状的高电平的时刻复位晶体管RST导通。当复位晶体管RST导通时，FD中累积的电荷在电源电位VDD放电从而复位FD。
图8是描述了像素6-0和6-1的部分中的每个金属层的布局的示例的俯视图。
如图8所示，像素6-0和6-1的部分由三层的金属层M1至M3构成。
PD0和PD1以及包括传输晶体管TRG0和TRG1的各个晶体管形成在金属层M1中。
连接到输出像素信号的选择晶体管SEL0的连接布线(或第一布线)310以及连接到输出像素信号的选择晶体管SEL1的连接布线(或第二布线)311形成在设置在金属层M1的上层的金属层M2中。选择晶体管SEL0/SEL1、放大晶体管AMP0/AMP1、复位晶体管RST、传输晶体管TRG0/TRG1及其相关布线中的一个或多个可以统称为像素电路。在图8中，PD0具有相关联的第一像素电路(例如，TRG0、AMP0、SEL0和RST)，并且PD1具有相关联的第二像素电路(例如，TRG1、AMP1、SEL1和RST)。尽管未在图8中明确示出，但是PD0和PD1可以通过隔离区域彼此隔离。此外，像素单元可以指由一个或多个光电转换区域、任何相关联的像素电路、和/或布线层占据的区域。例如，在图8中，像素单元包括PD0和PD1以及表示为M1、M2和M3的区域。作为另一示例，在图19中，像素单元包括PD0、PD1、PD2和PD3以及表示为M1、M2和M3的区域。此外，光电转换区域可以指基板的包括PD0/PD1(如图8所示)或PD0/PD1/PD2/PD3(如图19所示)的区域。
12个垂直信号线(或信号线)VSL0至VSL11形成在设于金属层M2的上层的金属层M3中。其中，垂直信号线VSL0通过通孔320连接到金属层M2的连接布线310，并且垂直信号线VSL6通过通孔321连接到金属层M2的连接布线311。
也就是说，像素6-0和6-1的像素信号或者通过连接布线310和通孔(或第一通孔)320输出到垂直信号线VSL0，或者通过连接布线311和通孔(或第二通孔)321输出到垂直信号线VSL6。如图8所示，第一通孔320将第一信号线VSL0连接到第一布线310，并且第二通孔321将第二信号线VSL6连接到第二布线310。如图所示，第二通孔321在第一方向上偏离第一通孔320，并且第二通孔321在与第一方向垂直的第二方向上与第一通孔320间隔开。
另外，每个像素都设有连接布线310和311，并且连接布线310和311以如下的方式形成，其长度为与所有垂直信号线VSL0至VSL11正交相交的长度，并且对于每个像素为相同的长度。
应当注意，由于在本实施例中一个像素列中的像素采用纵向两像素共用的配置，因此在垂直方向(列方向)上重复设置图8中所示的结构。仅需要在纵向两像素共用的每个配置中，两个像素的连接布线连接到彼此不同的垂直信号线。在图8的示例中，像素6-0和6-1的相应连接布线310和311分别连接到垂直信号线VSL0和VSL6。然而，其他两个像素的相应连接布线310和311可以分别连接到垂直信号线VSL1和VSL7，或者可以分别连接到垂直信号线VSL5和VSL11。
根据这样的配置，垂直信号线VSL0至VSL11与其下层的连接布线310和311之间的寄生电容可以保持彼此相等，而与待稳定的像素无关。
应当注意，在如图8所示的配置中，在连接布线的面积变大时，每一垂直信号线的寄生电容变大。在这种情况下，根据RC确定的时间常数变大，并且垂直信号线中的像素信号的稳定时间变长。人们担心这种情况会成为阻碍高帧率发展的因素。
然后，在下文中，将描述关于连接布线的面积减小的配置。
图9是描述了像素6-0和6-1的部分中的每个金属层的布局的另一示例的俯视图。
在图9的示例中，形成在金属层M2中的连接布线310和311的长度大约是图8的示例的连接布线310和311的一半。
具体地，连接布线310形成为具有与垂直信号线VSL0至VSL5正交相交的长度和布置。此外，在连接布线310的图的右侧形成有屏蔽布线(或伪电极或伪布线)330，屏蔽布线330在与连接布线310相同的线上延伸并保持在预定的固定电位。如图9所示，伪电极330在第一方向上与布线310共线，伪电极311在第一方向上与布线331共线。
另外，连接布线311形成为具有与垂直信号线VSL6至VSL11正交相交的长度和布置。此外，在连接布线311的图的左侧形成有屏蔽布线(或伪电极或者伪布线)331，屏蔽布线331在与连接布线311相同的线上延伸并保持在预定的固定电位。
应当注意，在图9的示例中，屏蔽布线330和331将被抑制为连接到电源电位VDD。
以这种方式，每个像素设置连接布线和屏蔽布线，并且连接布线和屏蔽布线以如下的方式形成，其整个长度是与所有垂直信号线VSL0到VSL11正交相交的长度，并且对于每个像素为相同的长度。也就是说，在图9中，连接布线310和屏蔽布线330的整个长度被设定为等于连接布线311和屏蔽布线331的整个长度。
根据这种配置，与图8的配置相比，连接布线310和311的面积减小到大约一半。因此，垂直信号线VSL0到VSL11与其下层的连接布线310和311之间的寄生电容可以被抑制到大约一半，因此可以促进高帧率。
应当注意，尽管在图9的配置中可以省略屏蔽布线，但是屏蔽布线的设置可以防止(或减少)垂直信号线与其他布线之间的耦合，并且可以增强对噪声的抑制效果。
此外，每个像素设置的连接布线和屏蔽布线的整个长度对于每个像素具有相同的长度。因此，可以保持光学对称性和电对称性，并且可以均匀化垂直信号线的光学特性和电特性。
应当注意，尽管在图9的示例中屏蔽布线330和331连接到电源电位VDD，但是屏蔽布线330和331也可以连接到除电源电位VDD之外的固定电位，例如GND(接地)。
如上所述，在本实施例中，一个像素列中的像素采用纵向两像素共用的配置。因此，图9中所示的配置也在垂直方向(列方向)上重复设置。仅需要在纵向两像素共用的每个配置中，两个像素的各个连接布线连接到彼此不同的垂直信号线，并且可以针对每个共用像素采用预定布置。
例如，如图10所示，连接布线310也可以形成为具有与垂直信号线VSL6至VSL11正交相交的长度和布置。另外，连接布线311也可以形成为具有与垂直信号线VSL0至VSL5正交相交的长度和布置。在图10的示例中，连接布线310和311分别通过通孔320和321连接到垂直信号线VSL6和VSL5。
另外，如图11所示，连接布线310可以形成为具有与垂直信号线VSL0至VSL5正交相交的长度和布置。另外，连接布线311也可以形成为具有与垂直信号线VSL0至VSL5正交相交的长度和布置。在图11的示例中，连接布线310和311分别通过通孔320和321连接到垂直信号线VSL0和VSL5。
此外，如图12所示，连接布线310可以形成为具有与垂直信号线VSL6至VSL11正交相交的长度和布置。另外，连接布线311也可以形成为具有与垂直信号线VSL6至VSL11正交相交的长度和布置。在图12的示例中，连接布线310和311分别通过通孔320和321连接到垂直信号线VSL6和VSL11。
以这种方式，在纵向两像素共用的配置中，可以采用图9至图12中所示的四种布置图案作为连接布线310和311的布置图案。因此，在采用纵向两像素共用的配置的固态摄像器件中，可以实现像素的各种读出模式。
<3.第二实施例>
图13是描述了第二实施例的像素和垂直信号线的配置的示例的电路图。
本实施例采用纵向两像素共用的配置，其中在一个像素列中并排纵向布置的两个像素401和402共同持有一个FD。在图13的示例中，基本配置类似于图7的示例的基本配置。应当注意，在本实施例中，每个像素列设置两个垂直信号线VSL0和VSL1。
图14是描述了垂直信号线和连接布线的布局的示例的俯视图。
连接布线411和屏蔽布线421设置在像素401的像素区域中。连接布线411连接到输出像素信号的选择晶体管。屏蔽布线421保持预定的固定电位。
连接布线412和屏蔽布线422设置在像素402的像素区域中。连接布线412连接到输出像素信号的选择晶体管。屏蔽布线422保持预定的固定电位。
并且，在图14的示例中，每个像素都设置连接布线和屏蔽布线，并且连接布线和屏蔽布线以如下方式形成，其整个长度是与所有垂直信号线VSL0和VSL1正交相交的长度，并且对于每个像素为相同的长度。也就是说，在图14中，连接布线411和屏蔽布线421的整个长度设置为与连接布线412和屏蔽布线422的整个长度相同。
然而，在图14的示例中，连接布线和屏蔽布线具有在相同线上周期性地不同的布置，其中共同持有像素的两个像素作为重复单元。具体地，在像素401的像素区域中，连接布线411布置在分别设置有连接布线411和屏蔽布线421的相同线的左侧。另外，在像素402的像素区域中，连接布线412布置在分别设置有连接布线412和屏蔽布线422的相同线的右侧。
在本实施例中，像素以如下方式布置，像素401和402的配置在一个像素列中重复。
另外，在图14的示例中，垂直信号线VSL0通过通孔431连接到连接布线411，并且垂直信号线VSL1通过通孔432连接到连接布线412。也就是说，在本实施例中，在一个像素列中构成重复单元的两个像素的各个连接布线连接到彼此不同的垂直信号线。
应当注意，在图14的示例中，应该每隔一行执行从像素的读出，即，应该针对一个像素列中构成重复单元的两个像素中对应于像素401的每个像素执行从像素的读出，并且应该如此地针对对应于像素402的每个像素执行从像素的读出。
根据这样的配置，可以抑制垂直信号线VSL0和VSL1与其下面的层中的连接布线411和412之间的寄生电容，因此可以促进高帧率。
另外，设置屏蔽布线能够防止(或减少)垂直信号线与其他布线的耦合，并且能够增强对噪声的抑制效果。
而且，每个像素设置的连接布线和屏蔽布线的整个长度对于每个像素具有相同的长度，从而使得可以保持光学对称性和电对称性，并且可以均匀化垂直信号线的光学特性和电特性。
<4.第三实施例>
图15是描述了第三实施例的像素和垂直信号线的配置的示例的电路图。
本实施例采用纵向两像素共用的配置，其中四个像素在一个像素列中并排纵向布置，两个像素501和502共同持有一个FD，并且两个像素503和504共同持有一个FD。在图15的示例中，像素501和502的基本配置类似于图13的示例中的像素401和402的基本配置。另外，除了添加到各个晶体管的附图标记不同之外，像素503和504的基本配置类似于像素501和502的基本配置。应当注意，在本实施例中，每个像素列设置四个垂直信号线VSL0至VSL3。
图16是表示垂直信号线和连接布线的布局的示例的俯视图。
连接布线511和屏蔽布线521设置在像素501的像素区域中。连接布线511连接到输出像素信号的选择晶体管。屏蔽布线521保持预定的固定电位。
连接布线512和屏蔽布线522设置在像素502的像素区域中。连接布线512连接到输出像素信号的选择晶体管。屏蔽布线522保持预定的固定电位。
连接布线513和屏蔽布线523设置在像素503的像素区域中。连接布线513连接到输出像素信号的选择晶体管。屏蔽布线523保持预定的固定电位。
连接布线514和屏蔽布线524设置在像素504的像素区域中。连接布线514连接到输出像素信号的选择晶体管。屏蔽布线524保持预定的固定电位。
并且，在图16的示例中，每个像素都设置连接布线和屏蔽布线，并且连接布线和屏蔽布线以如下的方式形成，其整个长度是与所有垂直信号线VSL0到VSL3正交相交的长度，并且对于每个像素为相同的长度。也就是说，在图16中，连接布线511和屏蔽布线521的整个长度、连接布线512和屏蔽布线522的整个长度、连接布线513和屏蔽布线523的整个长度、以及连接布线514和屏蔽布线524的整个长度被设置为彼此相等。
此外，在图16的示例中，连接布线和屏蔽布线具有在相同线上周期性地不同的布置，其中四个像素501至504作为重复单元。具体地，在像素501的像素区域中，连接布线511布置在分别设置有连接布线511和屏蔽布线521的相同线的左侧。在像素502的像素区域中，连接布线512布置在分别设置有连接布线512和屏蔽布线522的相同线的左侧。另外，在像素503的像素区域中，连接布线513布置在分别设置有连接布线513和屏蔽布线523的相同线的右侧。在像素504的像素区域中，连接布线514布置在分别设置有连接布线514和屏蔽布线524的相同线的右侧。
在本实施例中，像素以如下的方式布置，在一个像素列中重复像素501到504的配置。
另外，在图16的示例中，垂直信号线VSL0通过通孔531连接到连接布线511，并且垂直信号线VSL1通过通孔532连接到连接布线512。此外，垂直信号线VSL2通过通孔533连接到连接布线513，垂直信号线VSL3通过通孔534连接到连接布线514。也就是说，在本实施例中，在一个像素列中构成重复单元的四个像素的相应连接布线连接到彼此不同的垂直信号线。
应当注意，在图16的示例中，应该每隔一行执行从像素的读出，即，应该针对一个像素列中构成重复单元的四个像素中对应于像素501和503的每个像素执行从像素的读出，并且应该如此地针对对应于像素502和504的每个像素执行从像素的读出。
根据这样的配置，可以抑制垂直信号线VSL0至VSL3与其下层中的连接布线511至514之间的寄生电容，因此可以促进高帧率。
另外，设置屏蔽布线能够防止(或减少)垂直信号线与其他布线的耦合，并且能够增强对噪声的抑制效果。
而且，每个像素设置的连接布线和屏蔽布线的整个长度对于每个像素具有相同的长度，从而使得可以保持光学对称性和电对称性，并且可以均匀化垂直信号线的光学特性和电特性。
<5.第四实施例>
接下来，将给出关于第四实施例的像素和垂直信号线的配置的描述。
由于本实施例的电路配置类似于图15的示例的电路配置，因此省略详细描述。也就是说，本实施例采用纵向两像素共用的配置，其中四个像素在像素列中并排纵向布置，两个像素601和602(图17)共同持有一个FD，并且两个像素603和604(图17)共同持有一个FD。应当注意，在本实施例中，每个像素列也设置四个垂直信号线VSL0至VSL3。
图17是表示垂直信号线和连接布线的布局的示例的俯视图。
连接布线611和屏蔽布线621设置在像素601的像素区域中。连接布线611连接到输出像素信号的选择晶体管。屏蔽布线621保持预定的固定电位。
连接布线612以及屏蔽布线622-1和622-2设置在像素602的像素区域中。连接布线612连接到输出像素信号的选择晶体管。屏蔽布线622-1和622-2保持预定的固定电位。
连接布线613以及屏蔽布线623-1和623-2设置在像素603的像素区域中。连接布线613连接到输出像素信号的选择晶体管。屏蔽布线623-1和623-2保持预定的固定电位。
连接布线614以及屏蔽布线624设置在像素604的像素区域中。连接布线614连接到输出像素信号的选择晶体管。屏蔽布线624保持预定的固定电位。
在图17的示例中，同样地，每个像素都设置连接布线和屏蔽布线，并且连接布线和屏蔽布线以如下的方式形成，其整个长度是与所有垂直信号线VSL0到VSL3正交相交的长度，并且对于每个像素为相同的长度。也就是说，在图17中，使得连接布线611和屏蔽布线621的整个长度、连接布线612以及屏蔽布线622-1和622-2的整个长度、连接布线613以及屏蔽布线623-1和623-2的整个长度、连接布线614和屏蔽布线624的整个长度为相同的长度。
此外，在图17的示例中，连接布线和屏蔽布线采用在相同线上周期性不同的布置，其中四个像素601至604作为重复单元。具体地，在像素601的像素区域中，连接布线611布置在设置有连接布线611和屏蔽布线621的相同线上的左侧端部(与垂直信号线VSL0相交的位置)。在像素602的像素区域中，连接布线612布置在设置有连接布线612以及屏蔽布线622-1和622-2的相同线上的中间的左侧(与垂直信号线VSL1相交的位置)。另外，在像素603的像素区域中，连接布线613布置在设置有连接布线613以及屏蔽布线623-1和623-2的相同线上的中间的右侧(与垂直信号线VSL2相交的位置)。在像素604的像素区域中，连接布线614布置在设置有连接布线614和屏蔽布线624的相同线的右侧端部(与垂直信号线VSL3相交的位置)。
在本实施例中，像素以如下的方式布置，在一个像素列中，重复像素601到604的配置。
另外，在图17的示例中，垂直信号线VSL0通过通孔631连接到连接布线611，垂直信号线VSL1通过通孔632连接到连接布线612。另外，垂直信号线VSL2通过通孔633连接到连接布线613，垂直信号线VSL3通过通孔634连接到连接布线614。也就是说，在本实施例中，在一个像素列中构成重复单元的四个像素的相应连接布线连接到彼此不同的垂直信号线。
应当注意，在图17的示例中，应该每隔一行执行从像素的读出，即，应该针对一个像素列中构成重复单元的四个像素中对应于像素601和603的每个像素执行从像素的读出，并且应该针对一个像素列中构成重复单元的四个像素中对应于像素602和604的每个像素执行从像素的读出。类似于图8，图17的屏蔽布线可以称为伪电极或伪布线。例如，伪电极623可以被称为包括多个伪电极部(例如，623-1，623-2)。如图所示，多个伪电极部623-1、623-2具有不同的尺寸。
根据这样的配置，可以进一步抑制垂直信号线VSL0至VSL3与其下层中的连接布线611至614之间的寄生电容，因此可以促进更高帧率。
另外，设置屏蔽布线能够防止(或减少)垂直信号线与其他布线的耦合，并能够增强对噪声的抑制效果。
而且，每个像素设置的连接布线和屏蔽布线的整个长度对于每个像素具有相同的长度，从而使得可以保持光学对称性和电对称性，并且可以均匀化垂直信号线的光学特性和电特性。
<6.第五实施例>
图18是描述了第五实施例的像素和垂直信号线的配置的示例的电路图。
本实施例采用四像素共用的配置，其中被布置成跨越两个像素列、2(长度)×2(宽度)的四个像素701至704共同持有一个FD。在图18的示例中，除了每个像素的PD和传输晶体管之外的配置类似于图7的示例的配置。需要说明的是，在本实施例中，每两个像素列设置12个垂直信号线VSL0至VSL11，即每个像素列设置6个垂直信号线。
图19是描述了像素701至704的部分中的每个金属层的布局的示例的俯视图。
如图19所示，像素701至704的部分由三层金属层M1至M3构成。
PD0至PD3以及包括传输晶体管TRG0至TRG3的各个晶体管形成在金属层M1中。
连接布线710和连接布线711形成在设置在金属层M1的上层的金属层M2中。连接布线710连接到输出像素信号的选择晶体管SEL0。连接布线711连接到输出像素信号的选择晶体管SEL1。
12个垂直信号线VSL0至VSL11形成在设置在金属层M2的上层的金属层M3中。其中，垂直信号线VSL0通过通孔720连接到金属层M2的连接布线710，并且垂直信号线VSL6通过通孔721连接到金属层M2的连接布线711。
也就是说，来自像素701至704的像素信号或者通过连接布线710和通孔720输出到垂直信号线VSL0，或者通过连接布线711和通孔721输出到垂直信号线VSL6。
另外，连接布线710以如下的方式形成，其长度为与垂直信号线VSL0至VSL5正交相交的长度，并且连接布线711以如下的方式形成，其长度为与垂直信号线的VSL6至VSL11正交相交的长度。
应当注意，由于在本实施例中两个像素列中的像素采用四像素共用，因此在垂直方向(列方向)上重复设置图19中所示的配置。只需要在四像素共用的各个配置中，像素列的各个连接布线连接到彼此不同的垂直信号线。在图19的示例中，各个连接布线710和711分别连接到垂直信号线VSL0和VSL6。然而，四像素共用的配置中的像素行的其他各个连接布线或者可以分别连接到垂直信号线VSL1和VSL7，或者可以分别连接到垂直信号线VSL5和VSL11。
根据这种结构，与图9的配置相比，由于每个像素列的垂直信号线的个数可以减半，所以可以加宽垂直信号线的间隔和布线宽度。因此，由于可以减小垂直信号线之间的寄生电容并且可以减小垂直信号线本身的布线电阻，因此可以将根据RC确定的时间常数抑制到小的时间常数，从而可以促进高帧率。
需要说明的是，在图19的示例中，与连接布线710在相同线上延伸的屏蔽布线也可以形成在连接布线710的图中的右侧，并且与连接布线711在相同线上延伸的屏蔽布线可以形成在连接布线711的图中的左侧。
在这种情况下，每个像素行都设置连接布线和屏蔽布线，并且连接布线和屏蔽布线以如下的方式形成，其整个长度是与所有垂直信号线VSL0到VSL11正交相交的长度，并且对于每个像素行为相同的长度。
因此，可以防止(或减少)垂直信号线与其他布线的耦合，并且可以增强对噪声的抑制效果。除此之外，可以保持光学对称性和电对称性，并且可以均匀化垂直信号线的光学特性和电特性。
应当注意，尽管在图19的示例中每两个像素列设置12个垂直信号线，但是也可以每两个像素列设置24个垂直信号线，或者也可以每两个像素列设置其他数量的垂直信号线。
如上所述的固态摄像器件可以应用于各种电子装置，例如，诸如摄像系统(例如数字静态照相机或数字摄像机)、包括摄像功能的移动电话、或者各自包括摄像功能的其他装置等。
<7.电子装置的配置示例>
图20是描述了作为应用本发明的电子装置的摄像装置的配置的示例的框图。
如图20所示，摄像装置901设置有光学系统902、固态摄像器件903和DSP(数字信号处理器)904。DSP904、显示器件905、操作系统906、存储器908、记录器909和电源系统910通过总线907彼此连接，并且可以捕获静止图像和动态图像。
光学系统902被构造成具有一片或多片透镜，并且将来自对象的图像光(入射光)引导到固态摄像器件903以在固态摄像器件903的光接收表面(传感器部)上对图像光成像。
具有上述任何实施例的像素的固态摄像器件被用作固态摄像器件903。响应于通过光学系统902在光接收表面上形成的图像，电子在固态摄像器件903中累积给定的时间段。然后，将与固态摄像器件903中累积的电子相对应的信号提供给DSP904。
DSP904对来自固态摄像器件903的信号执行各种信号处理以获取图像，并使存储器908在其中临时存储有关图像的数据。存储在存储器908中的有关图像的数据被记录在记录器909中，或者被提供给显示器件905以在其上显示。另外，操作系统906接收用户的各种操作以将操作信号提供给摄像装置901的各个模块。电源系统910提供驱动摄像装置901的模块所需的电力。
在以这种方式配置的摄像装置901中，如上所述的固态摄像器件被用作固态摄像器件903，从而能够促进高帧率。因此，可以捕获更精确的图像。
另外，本发明中的固态摄像器件的配置可以用于表面照射型CMOS图像传感器以及背面照射型CMOS图像传感器。
<8.图像传感器的使用示例>
接下来，将给出关于应用本发明的图像传感器的使用示例的描述。
图21是描述了应用本发明的图像传感器的使用示例的图。
例如，如下所述，上述图像传感器可以用于多种情况，如感测诸如可见光、红外线、紫外线和X射线等光。
-用于拍摄欣赏用图像的装置，例如数码相机或具有相机功能的便携式装置。
-用于交通的装置，例如用于拍摄前侧、后侧、周边、汽车内部的车载传感器，以用于诸如自动停止、识别驾驶员的状态等安全驾驶，用于监视行驶车辆的道路的监视相机，或用于测量车辆之间的距离的距离测量传感器。
-用于消费电子产品的装置，例如电视、冰箱或空调，用于对用户的手势进行成像以执行响应于该手势的装置操作。
-用于医疗护理或卫生保健的装置，例如内窥镜，或通过接收红外线拍摄血管的装置。
-用于安全的装置，例如用于安全应用的监视相机，或用于个人认证应用的相机。
-用于美容的装置，例如用于拍摄皮肤的皮肤测量仪器，或用于拍摄头皮的显微镜。
-用于运动的装置，例如用于运动应用的运动相机或可穿戴相机。
-用于农业的设备，例如用于监视田地或农作物的状态的相机。
应当注意，本发明的实施例决不限于上述实施例，在不脱离本发明的主题的情况下可以进行各种改变。
此外，本发明可以采用以下构造。
(1)一种固态摄像器件，其包括：
像素阵列，其中像素以矩阵形式布置；
多个垂直信号线，以像素列为单位设置；和
连接布线，针对在像素中输出像素信号的每个输出晶体管设置，并且与所述垂直信号线的至少任意一个正交相交，
其中，所述连接布线连接到所述输出晶体管，并且连接到所述垂直信号线中的任何一个。
(2)(1)中所述的固态摄像器件，
其中，所述垂直信号线、所述连接布线和所述输出晶体管分别形成在不同的金属层中，并且
所述垂直信号线和所述连接布线通过通孔相互连接。
(3)(1)或(2)中所述的固态摄像器件，
其中，每个像素都设有所述连接布线，并且
所述连接布线的长度是与针对每个像素列设置的所有所述垂直信号线正交相交的长度，并且对于每个像素长度相同。
(4)(1)或(2)中所述的固态摄像器件，
其中，每个像素都设有连接布线，
所述固态摄像器件还包括屏蔽布线，屏蔽布线在与连接布线相同的线上延伸，并保持预定的固定电位，并且
所述连接布线和屏蔽布线的整个长度是与针对每个像素列设置的所有所述垂直信号线正交相交的长度，并且对于每个像素长度相同。
(5)(4)中所述的固态摄像器件，
其中，所述连接布线在构成像素列的每预定数量的像素的相同线上具有预定的布置。
(6)(5)中所述的固态摄像器件，
其中，各个所述连接布线具有在与作为重复单元的预定数量的像素相同线上周期性地不同的布置。
(7)(6)中所述的固态摄像器件，
其中，构成重复单元的所述像素的各个连接布线连接到彼此不同的垂直信号线。
(8)(6)或(7)中所述的固态摄像器件，
其中，数量等于或小于构成所述重复单元的像素数目的像素共同持有一个FD(浮动扩散部)。
(9)(8)中所述的固态摄像器件，
其中，一个像素列的所述像素采用纵向两像素共用的配置。
(10)(2)中所述的固态摄像器件，
其中，长度m×宽度n的像素共同持有一个浮动扩散部(DF)，
所述连接布线针对共同持有FD的像素的每像素行设置，并且
所述连接布线的长度是与针对每n像素列设置的所述垂直信号线的预定数量的垂直信号线正交相交的长度。
(11)一种具有固态摄像器件的电子装置，包括：
像素阵列，其中像素以矩阵形式布置；
多个垂直信号线，以像素列为单位设置；和
连接布线，针对在像素中输出像素信号的每个输出晶体管设置，并且与所述垂直信号线的至少任意一个正交相交，
其中，所述连接布线连接到所述输出晶体管，并且连接到所述垂直信号线中的任何一个。
(12)一种摄像器件，其包括：
像素阵列，其包括以矩阵形式布置的多个像素单元，所述多个像素单元中的至少第一像素单元包括：
基板，其包括第一光电转换区域和第二光电转换区域；
第一层，其在所述基板上，其包括连接到所述第一光电转换区域的第一像素电路和连接到所述第二光电转换区域的第二像素电路，所述第一像素电路具有一个或多个第一传输元件以输出第一像素信号，所述第二像素电路具有一个或多个第二传输元件以输出第二像素信号；
第二层，其在所述第一层上，且包括沿第一方向延伸的第一布线和第二布线，所述第一布线在垂直于第一方向的第二方向上与第二布线间隔开，所述第一布线连接到一个或多个所述第一传输元件，所述第二布线连接到一个或多个所述第二传输元件；
第三层，其在所述第二层上，且包括沿所述第二方向延伸的信号线；
第一通孔，其将所述信号线的第一信号线连接到所述第一布线；和
第二通孔，其在第一方向上偏离所述第一通孔，并且将所述信号线的第二信号线连接到所述第二布线。
(13)(12)中的摄像器件，其中，在平面图中，所述第一布线与所述第一像素电路的至少一部分重叠，并且所述第二布线与所述第二像素电路的至少一部分重叠。
(14)(13)中的摄像器件，其中，在平面图中，所述第一布线与所述第一光电转换区域重叠，所述第二布线与所述第二光电转换区域重叠。
(15)(12)中的摄像器件，其中，在平面图中，所述第一布线和第二布线与信号线重叠。
(16)(12)中的摄像器件，其中，所述第二层还包括：
与所述第一布线相邻的第一伪电极；
与所述第二布线相邻的第二伪电极，其中，所述第一伪电极和第二伪电极沿第一方向延伸。
(17)(16)中的摄像器件，其中，所述第一伪电极和第二伪电极连接到被配置为接收固定电位的节点。
(18)(17)中的摄像器件，其中，所述固定电位是接地电位。
(19)(16)中的摄像器件，其中，所述第一伪电极在所述第一方向上与所述第一布线共线，所述第二伪电极在所述第一方向上与所述第二布线共线。
(20)(16)中的摄像器件，其中，所述第一伪电极包括多个第一伪电极部，所述第二伪电极包括多个第二伪电极部。
(21)(20)中的摄像器件，其中，所述多个第一伪电极部具有不同的尺寸，并且所述多个第二伪电极部具有不同的尺寸。
(22)(12)中的摄像器件，其中，在平面图中，所述信号线中的其他信号线在第一方向上位于所述第一信号线和所述第二信号线之间。
(23)(12)中的摄像器件，其中，在平面图中，所述信号线中没有其他信号线位于所述第一信号线和所述第二信号线之间。
(24)(12)中的摄像器件，其中，在平面图中，所述第一布线和所述第二布线在第一方向上彼此偏移。
(25)(12)中的摄像器件，其中，一个或多个所述第一传输元件和一个或多个所述第二传输元件包括传输晶体管、复位晶体管、放大晶体管和选择晶体管中的至少一者。
(26)一种摄像器件，其包括：
像素阵列，其包括以矩阵形式布置的多个像素单元，所述多个像素单元的像素单元包括：
基板，其包括多个光电转换区域，所述多个光电转换区域共用浮动扩散部；
第一层，其在所述基板上，且包括连接到所述多个光电转换区域的像素电路，所述像素电路具有一个或多个传输元件以输出像素信号；
第二层，其在所述第一层上，且包括沿第一方向延伸的第一布线和第二布线，所述第一布线在第一方向上偏离所述第二布线，所述第一布线在垂直于所述第一方向的第二方向上与所述第二布线间隔开，所述第一布线和所述第二布线连接到一个或多个传输元件；
第三层，其在所述第二层上，且包括沿所述第二方向延伸的信号线；
第一通孔，其将所述信号线的第一信号线连接到所述第一布线；和
第二通孔，其在第一方向上偏离所述第一通孔，并且将所述信号线的第二信号线连接到所述第二布线。
(27)(26)中的摄像器件，其中，在平面图中，所述信号线中的其他信号线在第一方向上位于所述第一信号线和所述第二信号线之间。
(28)(26)中的摄像器件，其中，所述多个光电转换区域包括四个光电转换区域。
(29)(26)中的摄像器件，其中，一个或多个所述传输元件包括：
至少一个第一传输元件，用于将所述像素信号输出到所述第一布线；和
至少一个第二传输元件，用于将所述像素信号输出到所述第二布线。
(30)(26)中的摄像器件，其中，在平面图中，所述第一布线和所述第二布线中的每一个与少于所有所述信号线的所述信号线重叠。
(31)一种电子装置，其包括：
摄像器件，其包括：
像素阵列，其包括以矩阵形式布置的多个像素单元，所述多个像素单元的第一像素单元包括：
基板，其包括第一光电转换区域和第二光电转换区域；
第一层，其在所述基板上，且包括连接到所述第一光电转换区的第一像素电路和连接到所述第二光电转换区的第二像素电路，所述第一像素电路具有一个或多个第一传输元件以输出第一像素信号，所述第二像素电路具有一个或多个第二传输元件以输出第二像素信号；
第二层，其在所述第一层上，且包括沿第一方向延伸的第一布线和第二布线，所述第一布线在垂直于所述第一方向的第二方向上与所述第二布线间隔开，所述第一布线连接到一个或多个第一传输元件，所述第二布线连接到一个或多个第二传输元件；
第三层，其在所述第二层上，且包括沿所述第二方向延伸的信号线；
第一通孔，其将所述信号线的第一信号线连接到所述第一布线；和
第二通孔，其在第一方向上偏离所述第一通孔，并且将所述信号线的第二信号线连接到所述第二布线。
附图标记列表
1,10,20固态摄像器件
2像素阵列
6,6-0,6-1像素
8垂直信号线
310,311连接布线
320,321通孔
330,331屏蔽布线
SEL0,SEL1选择晶体管
901电子装置
903固态摄像器件

Claims (20)

1.一种摄像器件，其包括：
像素阵列，其包括以矩阵形式布置的多个像素单元，所述多个像素单元中的至少第一像素单元包括：
基板，其包括第一光电转换区域和第二光电转换区域；
第一层，其位于所述基板上，并且包括第一像素电路和第二像素电路，所述第一像素电路连接到所述第一光电转换区域，所述第二像素电路连接到所述第二光电转换区域，所述第一像素电路具有一个或多个第一传输元件以输出第一像素信号，所述第二像素电路具有一个或多个第二传输元件以输出第二像素信号；
第二层，其位于所述第一层上，并且包括沿第一方向延伸的第一布线和第二布线，所述第一布线在垂直于所述第一方向的第二方向上与所述第二布线间隔开，所述第一布线连接到所述一个或多个第一传输元件，所述第二布线连接到所述一个或多个第二传输元件；
第三层，其位于所述第二层上，并且包括沿所述第二方向延伸的信号线；
第一通孔，其将所述信号线的第一信号线连接到所述第一布线；以及
第二通孔，其在所述第一方向上偏离所述第一通孔，并且将所述信号线的第二信号线连接到所述第二布线，
其中，所述第一布线和所述第二布线的长度为与所述信号线正交相交的长度，且对于所述多个像素单元中的每一像素单元为相同长度。
2.根据权利要求1所述的摄像器件，其中，在平面图中，所述第一布线与所述第一像素电路的至少一部分重叠，并且所述第二布线与所述第二像素电路的至少一部分重叠。
3.根据权利要求2所述的摄像器件，其中，在所述平面图中，所述第一布线与所述第一光电转换区域重叠，并且所述第二布线与所述第二光电转换区域重叠。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的摄像器件，其中，在平面图中，所述第一布线和所述第二布线与所述信号线重叠。
5.根据权利要求1~3中任一项所述的摄像器件，其中，所述第二层还包括：
第一伪电极，其与所述第一布线相邻；
第二伪电极，其与所述第二布线相邻，其中，所述第一伪电极和所述第二伪电极沿所述第一方向延伸。
6.根据权利要求5所述的摄像器件，其中，所述第一伪电极和所述第二伪电极连接到被配置为接收固定电位的节点。
7.根据权利要求6所述的摄像器件，其中，所述固定电位是接地电位。
8.根据权利要求5所述的摄像器件，其中，所述第一伪电极在所述第一方向上与所述第一布线共线，并且所述第二伪电极在所述第一方向上与所述第二布线共线。
9.根据权利要求5所述的摄像器件，其中，所述第一伪电极包括多个第一伪电极部，并且所述第二伪电极包括多个第二伪电极部。
10.根据权利要求9所述的摄像器件，其中，所述多个第一伪电极部具有不同的尺寸，并且所述多个第二伪电极部具有不同的尺寸。
11.根据权利要求1~3中任一项所述的摄像器件，其中，在平面图中，所述信号线中的其他信号线在所述第一方向上位于所述第一信号线和所述第二信号线之间。
12.根据权利要求1~3中任一项所述的摄像器件，其中，在平面图中，所述信号线中没有其他信号线位于所述第一信号线和所述第二信号线之间。
13.根据权利要求1~3中任一项所述的摄像器件，其中，在平面图中，所述第一布线和所述第二布线在所述第一方向上彼此偏移。
14.根据权利要求1~3中任一项所述的摄像器件，其中，所述一个或多个第一传输元件和所述一个或多个第二传输元件包括传输晶体管、复位晶体管、放大晶体管和选择晶体管中的至少一者。
15.一种摄像器件，其包括：
像素阵列，其包括以矩阵形式布置的多个像素单元，所述多个像素单元中的像素单元包括：
基板，其包括多个光电转换区域，所述多个光电转换区域共用浮动扩散部；
第一层，其位于所述基板上，并且包括像素电路，所述像素电路连接到所述多个光电转换区域，所述像素电路具有一个或多个传输元件以输出像素信号；
第二层，其位于所述第一层上，并且包括沿第一方向延伸的第一布线和第二布线，所述第一布线在所述第一方向上偏离所述第二布线，所述第一布线在垂直于所述第一方向的第二方向上与所述第二布线间隔开，所述第一布线和所述第二布线连接到所述一个或多个传输元件；
第三层，其位于所述第二层上，并且包括沿所述第二方向延伸的信号线；
第一通孔，其将所述信号线的第一信号线连接到所述第一布线；以及
第二通孔，其在所述第一方向上偏离所述第一通孔，并且将所述信号线的第二信号线连接到所述第二布线，
其中，所述第一布线和所述第二布线的长度为与所述信号线正交相交的长度，且对于所述多个像素单元中的每一像素单元为相同长度。
16.根据权利要求15所述的摄像器件，其中，在平面图中，所述信号线中的其他信号线在所述第一方向上位于所述第一信号线和所述第二信号线之间。
17.根据权利要求15或16所述的摄像器件，其中，所述多个光电转换区域包括四个光电转换区域。
18.根据权利要求15或16所述的摄像器件，其中，所述一个或多个传输元件包括：
至少一个第一传输元件，用于将所述像素信号输出到所述第一布线；和
至少一个第二传输元件，用于将所述像素信号输出到所述第二布线。
19.根据权利要求15或16所述的摄像器件，其中，在平面图中，所述第一布线和所述第二布线中的每一个与少于所有所述信号线的所述信号线重叠。
20.一种电子装置，其包括：
摄像器件，其为权利要求1~19中任一项所述的摄像器件。
CN201880009515.4A 2017-02-22 2018-02-08 固态摄像器件和电子装置 Active CN110235255B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017-030743 2017-02-22
JP2017030743A JP6910814B2 (ja) 2017-02-22 2017-02-22 固体撮像装置および電子機器
PCT/JP2018/004289 WO2018155197A1 (en) 2017-02-22 2018-02-08 Solid-state image pickup device and electronic apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110235255A CN110235255A (zh) 2019-09-13
CN110235255B true CN110235255B (zh) 2024-01-16

Family

ID=61283285

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880009515.4A Active CN110235255B (zh) 2017-02-22 2018-02-08 固态摄像器件和电子装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10840278B2 (zh)
EP (1) EP3586366B1 (zh)
JP (1) JP6910814B2 (zh)
KR (1) KR102510117B1 (zh)
CN (1) CN110235255B (zh)
WO (1) WO2018155197A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210093869A (ko) * 2018-11-21 2021-07-28 소니 세미컨덕터 솔루션즈 가부시키가이샤 고체 촬상 소자
JP6957559B2 (ja) * 2019-06-24 2021-11-02 キヤノン株式会社 半導体装置および機器

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101794800A (zh) * 2009-01-15 2010-08-04 索尼公司 固态成像装置及电子设备
CN102036020A (zh) * 2009-10-06 2011-04-27 佳能株式会社 固态图像传感器和摄像装置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5130946B2 (ja) * 2008-02-15 2013-01-30 ソニー株式会社 固体撮像装置、カメラ及び電子機器
JP5198150B2 (ja) * 2008-05-29 2013-05-15 株式会社東芝 固体撮像装置
TWI515885B (zh) * 2009-12-25 2016-01-01 新力股份有限公司 半導體元件及其製造方法，及電子裝置
JP2013045879A (ja) * 2011-08-24 2013-03-04 Sony Corp 半導体装置、半導体装置の製造方法、固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法、電子機器
JP5862126B2 (ja) * 2011-09-06 2016-02-16 ソニー株式会社 撮像素子および方法、並びに、撮像装置
WO2013084406A1 (ja) * 2011-12-08 2013-06-13 パナソニック株式会社 固体撮像装置及び撮像装置
JP2013187360A (ja) * 2012-03-08 2013-09-19 Sony Corp 固体撮像装置、及び、電子機器
WO2014002366A1 (ja) * 2012-06-27 2014-01-03 パナソニック株式会社 固体撮像装置
JP2014127519A (ja) * 2012-12-25 2014-07-07 Sony Corp 固体撮像素子、及び、電子機器
JP6238558B2 (ja) * 2013-04-26 2017-11-29 キヤノン株式会社 撮像装置、および、撮像システム。
JP5813047B2 (ja) * 2013-04-26 2015-11-17 キヤノン株式会社 撮像装置、および、撮像システム。
JP5874777B2 (ja) * 2014-04-25 2016-03-02 ソニー株式会社 固体撮像装置及び電子機器
JP6457738B2 (ja) * 2014-05-02 2019-01-23 オリンパス株式会社 固体撮像装置および撮像装置
JP2016012904A (ja) * 2014-06-02 2016-01-21 ソニー株式会社 撮像素子、撮像方法、および電子機器
JP2016005068A (ja) * 2014-06-16 2016-01-12 ソニー株式会社 固体撮像装置および電子機器

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101794800A (zh) * 2009-01-15 2010-08-04 索尼公司 固态成像装置及电子设备
CN102036020A (zh) * 2009-10-06 2011-04-27 佳能株式会社 固态图像传感器和摄像装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP6910814B2 (ja) 2021-07-28
KR102510117B1 (ko) 2023-03-15
KR20190116276A (ko) 2019-10-14
WO2018155197A1 (en) 2018-08-30
US20190371841A1 (en) 2019-12-05
CN110235255A (zh) 2019-09-13
JP2018137603A (ja) 2018-08-30
EP3586366B1 (en) 2022-11-23
US10840278B2 (en) 2020-11-17
EP3586366A1 (en) 2020-01-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108447878B (zh) 成像装置和电子设备
JP6787134B2 (ja) 固体撮像素子、撮像装置、および電子機器
JP2021052210A (ja) 半導体装置、固体撮像装置、撮像装置、および電子機器
CN110235255B (zh) 固态摄像器件和电子装置
US11910117B2 (en) Solid-state imaging element and electronic apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant