JP2017139498A - Solid-state image pickup device and electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、固体撮像装置、および電子機器に関し、特に、ランダムノイズを改善することができるようにした固体撮像装置、および電子機器に関する。 The present disclosure relates to a solid-state imaging device and an electronic device, and more particularly to a solid-state imaging device and an electronic device that can improve random noise.
特許文献1に記載のPRNU(Photo Response Non Uniformity:感度不均一性)対策の画素共有レイアウトの裏面照射型CMOSイメージセンサにおいては、画素トランジスタ(以下、Tr.と称する)が2つの群に分けられて、Tr.が対称的に配置されている。 In a backside illuminated CMOS image sensor with a pixel sharing layout for PRNU (Photo Response Non Uniformity) countermeasures described in Patent Document 1, pixel transistors (hereinafter referred to as Tr.) Are divided into two groups. Tr. Is arranged symmetrically.
これは、増幅Tr.(以下、AMPと称する)、選択Tr.(以下、SELと称する)と、リセットTr.(以下、RSTと称する)とをフォトダイオード(以下、PDと称する)に対して対称に配置することにより、裏面側から入射された光がTr.のpoly-Siで反射・吸収される量や、ソースドレインで吸収される量が、2つの群で同等になることを目的としている。 This is because amplification Tr. (Hereinafter referred to as AMP), selection Tr. (Hereinafter referred to as SEL) and reset Tr. (Hereinafter referred to as RST) are applied to a photodiode (hereinafter referred to as PD). By arranging them symmetrically, the amount of light incident from the back side is reflected and absorbed by Tr. Poly-Si, and the amount absorbed by the source and drain is the same in the two groups. Yes.
しかしながら、特許文献1に記載の技術においては、画素Tr.2つの群に分かれていたため、各トランジスタのL長が延伸できず、RN(ランダムノイズ)が悪化することがあった。 However, in the technique described in Patent Document 1, since the pixel Tr. Is divided into two groups, the L length of each transistor cannot be extended, and RN (random noise) sometimes deteriorates.
具体的には、群1にAMP・SEL、群2にTr.2つが配置されている場合、群1で3個、群2で3個、計6個のソースドレインが必要となる。このとき、リソ線幅限界、poly-Siとコンタクトとの加工限界・分離耐圧確保などから、Tr.L長の延伸に限界があった。特に、微細化するとこの影響は大きく、AMPのL長が短いためにRNが悪化してしまう。
More specifically, when AMP / SEL is arranged in group 1 and two Tr. 2 are arranged in
本開示は、このような状況に鑑みてなされたものであり、ランダムノイズを改善することができるものである。 This indication is made in view of such a situation, and can improve random noise.
本技術の一側面の固体撮像装置は、1共有の形状が長方形であり、1共有単位に8つの光電変換素子が含まれる光電変換素子群と、前記光電変換素子群の長辺方向に、1つの群として配置され、リセットトランジスタ、増幅トランジスタ、および選択トランジスタが含まれる画素トランジスタ群とを備え、前記8つの光電変換素子は、それぞれ4つの光電変換素子で1つのフローティングフュージョンを共有し、前記光電変換素子群で共有される2つのフローティングフュージョンの配列方向は、前記光電変換素子群の長辺方向と同じである。 The solid-state imaging device according to one aspect of the present technology includes a photoelectric conversion element group in which one shared shape is a rectangle, eight photoelectric conversion elements are included in one shared unit, and 1 in the long side direction of the photoelectric conversion element group. A pixel transistor group including a reset transistor, an amplifying transistor, and a selection transistor, and the eight photoelectric conversion elements share one floating fusion with each of the four photoelectric conversion elements, and The arrangement direction of the two floating fusions shared by the conversion element group is the same as the long side direction of the photoelectric conversion element group.
前記画素トランジスタ群には、ダミートランジスタが含まれる。 The pixel transistor group includes a dummy transistor.
前記画素トランジスタ群は、前記光電変換素子群の1共有の長方形に対してずらして配置される。 The pixel transistor group is arranged so as to be shifted with respect to one shared rectangle of the photoelectric conversion element group.
前記画素トランジスタ群に含まれる増幅トランジスタのL長が、前記画素トランジスタ群に含まれる他のトランジスタのL長に対して長い。 The L length of the amplification transistor included in the pixel transistor group is longer than the L length of the other transistors included in the pixel transistor group.
前記画素トランジスタ群に含まれる増幅トランジスタのL長が、前記光電変換素子群のピッチに対して0.6乃至1.4倍である。 The L length of the amplification transistor included in the pixel transistor group is 0.6 to 1.4 times the pitch of the photoelectric conversion element group.
前記画素トランジスタ群に含まれる選択トランジスタのL長が、前記画素トランジスタ群に含まれる他のトランジスタのL長に対して長い。 The L length of the selection transistor included in the pixel transistor group is longer than the L length of the other transistors included in the pixel transistor group.
前記光電変換素子群と、前記光電変換素子群の隣に位置する他の光電変換素子群との間に、ウェルコンタクトをさらに備える。 A well contact is further provided between the photoelectric conversion element group and another photoelectric conversion element group located next to the photoelectric conversion element group.
前記画素トランジスタ群と、前記画素トランジスタ群の隣に位置する他の画素トランジスタ群との間に、ウェルコンタクトをさらに備える。 A well contact is further provided between the pixel transistor group and another pixel transistor group located next to the pixel transistor group.
裏面照射型である。 Back-illuminated type.
本発明の一側面の電子機器は、1共有の形状が長方形であり、1共有単位に8つの光電変換素子が含まれる光電変換素子群と、前記光電変換素子群の長辺方向に、1つの群として配置され、リセットトランジスタ、増幅トランジスタ、および選択トランジスタが含まれる画素トランジスタ群とを備え、前記8つの光電変換素子は、それぞれ4つの光電変換素子で1つのフローティングフュージョンを共有し、前記光電変換素子群で共有される2つのフローティングフュージョンの配列方向は、前記光電変換素子群の長辺方向と同じである固体撮像装置と、前記固体撮像装置から出力される出力信号を処理する信号処理回路と、入射光を前記固体撮像装置に入射する光学系とを有する。 According to an electronic device of one aspect of the present invention, one shared shape is a rectangle, one photoelectric conversion element group including eight photoelectric conversion elements in one shared unit, and one photoelectric conversion element group in the long side direction of the photoelectric conversion element group. And a pixel transistor group including a reset transistor, an amplifying transistor, and a selection transistor, and the eight photoelectric conversion elements share one floating fusion with each of the four photoelectric conversion elements, and the photoelectric conversion An arrangement direction of two floating fusions shared by the element group is the same as a long side direction of the photoelectric conversion element group, and a signal processing circuit that processes an output signal output from the solid-state imaging apparatus And an optical system that makes incident light incident on the solid-state imaging device.
前記画素トランジスタ群には、ダミートランジスタが含まれる。 The pixel transistor group includes a dummy transistor.
前記画素トランジスタ群は、前記光電変換素子群の1共有の長方形に対してずらして配置される。 The pixel transistor group is arranged so as to be shifted with respect to one shared rectangle of the photoelectric conversion element group.
前記画素トランジスタ群に含まれる増幅トランジスタのL長が、前記画素トランジスタ群に含まれる他のトランジスタのL長に対して長い。 The L length of the amplification transistor included in the pixel transistor group is longer than the L length of the other transistors included in the pixel transistor group.
前記画素トランジスタに含まれる増幅トランジスタのL長が、前記光電変換素子群のピッチに対して0.6乃至1.4倍である。 The L length of the amplification transistor included in the pixel transistor is 0.6 to 1.4 times the pitch of the photoelectric conversion element group.
前記光電変換素子群と、前記光電変換素子群の隣に位置する他の光電変換素子群との間に、ウェルコンタクトをさらに備える。 A well contact is further provided between the photoelectric conversion element group and another photoelectric conversion element group located next to the photoelectric conversion element group.
前記画素トランジスタ群と、前記画素トランジスタ群の隣に位置する他の画素トランジスタ群との間に、ウェルコンタクトをさらに備える。 A well contact is further provided between the pixel transistor group and another pixel transistor group located next to the pixel transistor group.
前記固体撮像装置は、裏面照射型である。 The solid-state imaging device is a backside illumination type.
本技術の一側面においては、光電変換素子群が、1共有の形状が長方形であり、1共有単位に8つの光電変換素子が含まれる。リセットトランジスタ、増幅トランジスタ、および選択トランジスタが含まれる画素トランジスタ群が、前記光電変換素子群の長辺方向に1つの群として配置される。そして、前記8つの光電変換素子により、それぞれ4つの光電変換素子で1つのフローティングフュージョンが共有され、前記光電変換素子群で共有される2つのフローティングフュージョンの配列方向が、前記光電変換素子群の長辺方向と同じである。 In one aspect of the present technology, in the photoelectric conversion element group, one shared shape is a rectangle, and eight photoelectric conversion elements are included in one shared unit. A pixel transistor group including a reset transistor, an amplifying transistor, and a selection transistor is arranged as one group in the long side direction of the photoelectric conversion element group. The eight photoelectric conversion elements share one floating fusion with each of the four photoelectric conversion elements, and the arrangement direction of the two floating fusions shared with the photoelectric conversion element group is the length of the photoelectric conversion element group. Same as side direction.
本技術によれば、フォトダイオードに対してトランジスタのpoly-Siを略対称性を持って配置することができる。また、本技術によれば、ランダムノイズを改善することができる。 According to the present technology, the poly-Si of the transistor can be arranged with approximately symmetry with respect to the photodiode. Further, according to the present technology, random noise can be improved.
なお、本明細書に記載された効果は、あくまで例示であり、本技術の効果は、本明細書に記載された効果に限定されるものではなく、付加的な効果があってもよい。 In addition, the effect described in this specification is an illustration to the last, and the effect of this technique is not limited to the effect described in this specification, and there may be an additional effect.
以下、本開示を実施するための形態(以下実施の形態とする)について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
0.固体撮像装置の概略構成例
1.第1の実施の形態(4Tr.型8画素共有の例)
2.第2の実施の形態(4Tr.型2画素共有の例)
3.第3の実施の形態(4Tr.型16画素共有の例)
4.第4の実施の形態(3Tr.型8画素共有の例)
5.第5の実施の形態(電子機器の例)
Hereinafter, modes for carrying out the present disclosure (hereinafter referred to as embodiments) will be described. The description will be given in the following order.
0. Schematic configuration example of solid-state imaging device First Embodiment (Example of 4Tr. Type 8-pixel sharing)
2. Second Embodiment (Example of 4Tr. Type 2-pixel sharing)
3. Third Embodiment (Example of 4Tr. Type 16 pixel sharing)
4). Fourth embodiment (example of 3Tr. Type 8-pixel sharing)
5. Fifth embodiment (example of electronic device)
<0.固体撮像装置の概略構成例>
<固体撮像装置の概略構成例>
図1は、本技術の各実施の形態に適用されるCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)固体撮像装置の一例の概略構成例を示している。
<0. Schematic configuration example of solid-state imaging device>
<Schematic configuration example of solid-state imaging device>
FIG. 1 illustrates a schematic configuration example of an example of a complementary metal oxide semiconductor (CMOS) solid-state imaging device applied to each embodiment of the present technology.
図1に示されるように、固体撮像装置(素子チップ)1は、半導体基板11(例えばシリコン基板)に複数の光電変換素子を含む画素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。
As shown in FIG. 1, a solid-state imaging device (element chip) 1 includes a pixel region (a pixel region in which
画素2は、光電変換素子(例えばフォトダイオード)と、複数の画素トランジスタ(いわゆるMOSトランジスタ)を有してなる。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、および増幅トランジスタの3つのトランジスタで構成することができ、さらに選択トランジスタを追加して4つのトランジスタで構成することもできる。各画素2(単位画素)の等価回路は一般的なものと同様であるので、ここでは詳細な説明は省略する。
The
また、画素2は、画素共有構造とすることもできる。画素共有構造は、複数のフォトダイオード、複数の転送トランジスタ、共有される1つのフローティングディフュージョン、および、共有される1つずつの他の画素トランジスタから構成される。フォトダイオードは、光電変換素子である。
Further, the
周辺回路部は、垂直駆動回路4、カラム信号処理回路5、水平駆動回路6、出力回路7、および制御回路8から構成される。
The peripheral circuit section includes a
制御回路8は、入力クロックや、動作モード等を指令するデータを受け取り、また、固体撮像装置1の内部情報等のデータを出力する。具体的には、制御回路8は、垂直同期信号、水平同期信号、およびマスタクロックに基づいて、垂直駆動回路4、カラム信号処理回路5、および水平駆動回路6の動作の基準となるクロック信号や制御信号を生成する。そして、制御回路8は、これらの信号を垂直駆動回路4、カラム信号処理回路5、および水平駆動回路6に入力する。
The control circuit 8 receives data for instructing an input clock, an operation mode, and the like, and outputs data such as internal information of the solid-state imaging device 1. Specifically, the control circuit 8 is based on the vertical synchronization signal, the horizontal synchronization signal, and the master clock, and the clock signal or the reference signal for the operations of the
垂直駆動回路4は、例えばシフトレジスタによって構成され、画素駆動配線を選択し、選択された画素駆動配線に画素2を駆動するためのパルスを供給し、行単位で画素2を駆動する。具体的には、垂直駆動回路4は、画素領域3の各画素2を行単位で順次垂直方向に選択走査し、垂直信号線9を通して各画素2の光電変換素子において受光量に応じて生成した信号電荷に基づいた画素信号をカラム信号処理回路5に供給する。
The
カラム信号処理回路5は、画素2の例えば列毎に配置されており、1行分の画素2から出力される信号を画素列毎にノイズ除去等の信号処理を行う。具体的には、カラム信号処理回路5は、画素2固有の固定パターンノイズを除去するためのCDS(Correlated Double Sampling)や、信号増幅、A/D(Analog/Digital)変換等の信号処理を行う。カラム信号処理回路5の出力段には、水平選択スイッチ(図示せず)が水平信号線10との間に接続されて設けられる。
The column
水平駆動回路6は、例えばシフトレジスタによって構成され、水平走査パルスを順次出力することによって、カラム信号処理回路5の各々を順番に選択し、カラム信号処理回路5の各々から画素信号を水平信号線10に出力させる。
The horizontal drive circuit 6 is constituted by, for example, a shift register, and sequentially outputs horizontal scanning pulses to select each of the column
出力回路7は、カラム信号処理回路5の各々から水平信号線10を通して順次に供給される信号に対し、信号処理を行って出力する。出力回路7は、例えば、バッファリングだけを行う場合もあるし、黒レベル調整、列ばらつき補正、各種デジタル信号処理等を行う場合もある。
The output circuit 7 performs signal processing and outputs the signals sequentially supplied from each of the column
入出力端子12は、外部と信号のやりとりをするために設けられる。 The input / output terminal 12 is provided for exchanging signals with the outside.
<画素の構成例>
図2は、グローバルシャッタ型のCMOSセンサにおける画素の構成を示す図である。図2の例においては、3トランジスタ(以下、Tr.と称する)構成(以下、3Tr.型とも称する)の例が示されている。
<Pixel configuration example>
FIG. 2 is a diagram illustrating a pixel configuration in a global shutter type CMOS sensor. In the example of FIG. 2, an example of a three-transistor (hereinafter referred to as Tr.) Configuration (hereinafter also referred to as a 3Tr. Type) is shown.
図2の画素2は、共有される1つのフローティングディフュージョン(以下、FDと称する)21、フォトダイオード22、および単位画素内に3つのTr.とを有している。3つのTr.のそれぞれは、リセットTr.23、転送Tr.24、および増幅Tr.25である。
2 has one shared floating diffusion (hereinafter referred to as FD) 21,
フォトダイオード22は、アノード電極が負側電源(例えば、グランド)に接続されており、受光した光をその光量に応じた電荷量の光電荷(ここでは、光電子)に光電変換する。フォトダイオード22のカソード電極は、転送Tr.24を介して増幅Tr.25のゲート電極と電気的に接続されている。増幅Tr.25のゲート電極と転送Tr.24とが電気的に繋がったノードがFD21である。
The
転送Tr.24は、フォトダイオード22のカソード電極とFD21との間に接続されている。転送Tr.24のゲート電極には、高レベル(例えば、VDDレベル)がアクティブ(以下、Highアクティブと称する)の転送パルスφTRFが、図示せぬ転送線を介して与えられる。転送パルスφTRFが与えられることで、転送Tr.24はオン状態となってフォトダイオード22で光電変換された光電荷をFD21に転送する。
The transfer Tr. 24 is connected between the cathode electrode of the
リセットTr.23は、ドレイン電極が画素電源VDDに、ソース電極がFD21にそれぞれ接続されている。リセットTr.23のゲート電極には、フォトダイオード22からFD21への信号電荷の転送に先立って、HighアクティブのリセットパルスφRSTが図示せぬリセット線を介して与えられる。リセットパルスφRSTが与えられることで、リセットTr.23はオン状態となり、FD21の電荷を画素電源VDDに捨てることによってFD21をリセットする。
The reset Tr. 23 has a drain electrode connected to the pixel power supply VDD and a source electrode connected to the
増幅Tr.25は、ゲート電極がFD21に、ドレイン電極が画素電源VDDに、ソース電極が垂直信号線に、それぞれ接続されている。そして、増幅Tr.25は、リセットTr.23によってリセットした後のFD21の電位をリセット信号(リセットレベル)Vresetとして出力する。増幅Tr.25はさらに、転送トランジスタTr.24によって信号電荷を転送した後のFD21の電位を光蓄積信号(信号レベル)Vsigとして出力する。
In the amplification Tr. 25, the gate electrode is connected to the
図3は、グローバルシャッタ型のCMOSセンサにおける画素の他の構成を示す図である。図3の例においては、4Tr.構成(以下、4Tr.型とも称する)の例が示されている。 FIG. 3 is a diagram showing another configuration of the pixel in the global shutter type CMOS sensor. In the example of FIG. 3, an example of a 4Tr. Configuration (hereinafter also referred to as a 4Tr. Type) is shown.
図3の画素2は、FD21、フォトダイオード22、リセットTr.23、転送Tr.24、および増幅Tr.25を備える点は、図2の画素2と共通している。図3の画素2は、選択Tr.31が追加された点が図2の画素2と異なっている。
The
選択Tr.31は、例えば、ドレイン電極が増幅Tr.25のソース電極に、ソース電極が垂直信号線にそれぞれ接続されている。選択Tr.31のゲート電極には、Highアクティブの選択パルスφSELが図示せぬ選択線を介して与えられる。選択パルスφSELが与えられることで、選択Tr.31はオン状態となって単位画素を選択状態とし、増幅Tr.25から出力される信号を垂直信号線に中継する。 In the selection Tr. 31, for example, the drain electrode is connected to the source electrode of the amplification Tr. 25, and the source electrode is connected to the vertical signal line. A high active selection pulse φSEL is applied to the gate electrode of the selection Tr. 31 via a selection line (not shown). When the selection pulse φSEL is given, the selection Tr.31 is turned on, the unit pixel is selected, and the signal output from the amplification Tr.25 is relayed to the vertical signal line.
なお、選択Tr.31については、画素電源VDDと増幅Tr.25のドレインとの間に接続した回路構成を採ることも可能である。 As for the selection Tr. 31, it is possible to adopt a circuit configuration connected between the pixel power supply VDD and the drain of the amplification Tr.
<画素共有の構成例>
図4は、2画素、4画素、8画素で1つのTr.セットを共有している構成を示す図である。Tr.セットとは、図2を参照して上述したリセットTr.23および増幅Tr.25、または、図3を参照して上述したリセットTr.23、増幅Tr.25、および選択Tr.31のことである。いずれの場合も、転送Tr.は各フォトダイオードに必要であり、各フォトダイオードに直結して配置される。
<Pixel sharing configuration example>
FIG. 4 is a diagram showing a configuration in which one Tr. Set is shared by two pixels, four pixels, and eight pixels. Tr. Set refers to reset Tr. 23 and amplification Tr. 25 described above with reference to FIG. 2 or reset Tr. 23, amplification Tr. 25, and selection Tr. 31 described above with reference to FIG. That is. In either case, the transfer Tr. Is necessary for each photodiode and is directly connected to each photodiode.
すなわち、2画素共有の場合、図3の画素2の構成に、1組の転送Tr.41とフォトダイオード42が、FD21を介して追加される。すなわち、この場合、2つの画素(フォトダイオード22とフォトダイオード42)で、1つのTr.セットを共有している構成となる。
That is, in the case of sharing two pixels, a set of transfer Tr. 41 and
4画素共有の場合、上記2画素共有の構成に、さらに、2組の転送Tr.51−1および51−2と、フォトダイオード52−1および52−2が、FD21を介して追加される。すなわち、この場合、4つの画素(フォトダイオード22、フォトダイオード42、フォトダイオード52−1および52−2)で、1つのTr.セットを共有している構成となる。
In the case of 4-pixel sharing, two sets of transfer Tr. 51-1 and 51-2 and photodiodes 52-1 and 52-2 are added to the 2-pixel sharing configuration via the
8画素共有の場合、上記4画素共有の構成に、さらに、4組の転送Tr.61−1乃至61−4と、フォトダイオード62−1乃至62−4が、FD21を介して追加される。すなわち、この場合、8つの画素(フォトダイオード22、フォトダイオード42、フォトダイオード52−1および52−2、フォトダイオード62−1乃至62−4)で、1つのTr.セットを共有している構成となる。
In the case of 8-pixel sharing, four sets of transfer Tr. 61-1 to 61-4 and photodiodes 62-1 to 62-4 are further added to the 4-pixel sharing configuration via the
<1. 第1の実施例>
<本技術の固体撮像装置の構成例>
図5は、本技術を適用した固体撮像装置の構成例を示す図である。図5の例においては、固体撮像装置が、4Tr.型8画素共有(2×4画素)の裏面照射型CMOSセンサで構成される場合の例が示されている。
<1. First Example>
<Configuration example of solid-state imaging device of the present technology>
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of a solid-state imaging device to which the present technology is applied. In the example of FIG. 5, an example in which the solid-state imaging device is configured by a back-illuminated CMOS sensor sharing 4Tr. Type 8 pixels (2 × 4 pixels) is shown.
一般的に4Tr.型では、フォトダイオードが配置されるフォトダイオード領域以外に、上述したリセットTr.(RST), 増幅Tr.(AMP), 選択Tr.(SEL)の3つのトランジスタが配置される1の領域を有する。なお、転送Tr.は、フォトダイオードに直結しているため、フォトダイオード領域に配置されているとする。 In general, in the 4Tr. Type, in addition to the photodiode region where the photodiode is arranged, the above-described three transistors of reset Tr. (RST), amplification Tr. (AMP), and selection Tr. (SEL) are arranged. 1 region. Since the transfer Tr. Is directly connected to the photodiode, it is assumed that the transfer Tr. Is arranged in the photodiode region.
図5の固体撮像装置101においては、画素共有単位である2×4画素分のフォトダイオード111と、対応する2×4画素分の転送Tr.112とは、図中左側のフォトダイオード領域にPD群121として配置されている。
In the solid-
PD群121において、2×4画素分のフォトダイオード111と転送Tr.112は、4画素毎に、図中上下2段に並んで長方形の縦長になるように配置されている。
In the
これに対して、固体撮像装置101においては、フォトダイオード領域以外の図中右の領域に、ソースドレイン114に接続される選択Tr.115、増幅Tr.116、ダミーTr.117、およびリセットTr.118が1つのTr.群122として配置されている。
On the other hand, in the solid-
すなわち、2×4画素分のフォトダイオード111で構成される1のPD群121の長辺側に、選択Tr.115、増幅Tr.116、ダミーTr.117、およびリセットTr.118からなる画素Tr.が1のTr.群122として配置されている。
That is, on the long side of one
このように配置することで、増幅Tr.116のL長を長く(少なくとも他のTr.より長く)することができるので、RN(ランダムノイズ)を改善することができる。なお、増幅Tr.は、RNの観点からL長方向が長い場合が多く、本実施例においても長辺になっているが、必ずしも長い辺=L長ではない。すなわち、L長は、ソースドレインを繋ぐ方向の長さを表している。 By arranging in this way, the L length of the amplified Tr. 116 can be increased (at least longer than other Tr.), And therefore RN (random noise) can be improved. Note that the amplification Tr. Is often long in the L length direction from the viewpoint of RN and has a long side in this embodiment, but the long side is not necessarily L length. That is, the L length represents the length in the direction connecting the source and drain.
なお、増幅Tr.116だけでなく、選択Tr.117のL長延伸をしてもよい。選択Tr.のL長を延伸した場合、ショートチャネル効果を受けにくく、ロバストな特性を得ることができる。 Not only the amplified Tr. 116 but also the L length of the selected Tr. 117 may be extended. When the L length of the selected Tr. Is extended, it is difficult to receive the short channel effect and a robust characteristic can be obtained.
また、そのTr.群122の各画素Tr.は、PD群121の各フォトダイオード111に対して、位置的に(すなわち、フォトダイオードの光学的に)、それぞれ対称性を有するように配置されている。
Further, each pixel Tr. Of the Tr.
すなわち、点線の丸に示されるように、上側の4画素分における右下のフォトダイオード111の脇には、増幅Tr.116があるが、下側の4画素分における右下のフォトダイオード111の脇には、Tr.がないので、同じ色(例えばGreen)であるのに、poly-Siの密度が異なり、光学的特性が変わってしまうことがある。
That is, as indicated by the dotted circle, there is an amplification Tr. 116 on the side of the lower
そこで、固体撮像装置101においては、Tr.群122に、リセットTr.118のダミーであるダミーTr.117を配置してリセットTr.を2つ配置する。すなわち、上側の4画素分における転送Tr.112の付近に、選択Tr.115および増幅Tr.116が配置され、下側の4画素分における転送Tr.112の付近に、ダミーTr.117およびリセットTr.118が配置される。なお、ダミーTr.117は、必ずしもTr.として駆動させる必要はない。すなわち、ダミーTr.117は駆動させてもよいし、配置させているだけで駆動させてなくてもよい。
Therefore, in the solid-
このように、Tr.群122における、図中上の選択Tr.115および増幅Tr.116側とほぼ同等のレイアウト(ゲート・ソースやドレインのサイズ)を、図中下のダミーTr.117およびリセットTr.118で確保することができるので、対称性を高めることができる。これにより、固体撮像装置101において、Tr.のpoly-Siの密度が異なることによる影響を軽減し、PRNU(Photo Response Non Uniformity:感度不均一性)を改善することができる。
As described above, in the Tr.
なお、ダミーTr.117は、リセットTr.118のダミーに限らず、他のTr.のダミーであってもよい。 The dummy Tr. 117 is not limited to the reset Tr. 118 dummy and may be a dummy of another Tr.
また、固体撮像装置101においては、ウェルコンタクト113が、PD群121と、図中上下に配置される図示せぬ他のPD群121との間に配置されている。これにより、効率よく追加Tr.のための領域を確保している。なお、PD群121が配置される間隔を、以下、PD群121のピッチと称する。
Further, in the solid-
さらに、ウェルコンタクト113は、各種画素特性(特に暗電流)に影響するため、PD群121と、図中上下に配置される他のPD群121の間に配置することで、画素間差を小さく抑えることができる。すなわち、そのようにウェルコンタクト113を配置させることにより、どのPDにとっても等距離に存在することになるので、画素間差が発生しにくい。
Furthermore, since the well contact 113 affects various pixel characteristics (particularly dark current), the difference between the pixels is reduced by arranging the well contact 113 between the
また、PRNU対策として、Tr.のpoly-Siの対称性が高ければ、次の図6に示されるように、必ずしも追加のダミーTr.は必要ではない。 Further, as a countermeasure against PRNU, if the symmetry of Tr. Poly-Si is high, an additional dummy Tr. Is not necessarily required as shown in FIG.
<Tr.の他の配置例>
図6は、本技術を適用した固体撮像装置におけるフォトダイオードとTr.の配置例を示す図である。
<Other arrangement examples of Tr.>
6 is a diagram illustrating an arrangement example of photodiodes and Tr. In a solid-state imaging device to which the present technology is applied.
図6の固体撮像装置151は、図5の固体撮像装置101と同様に、2×4画素分のフォトダイオード111で構成される1のPD群121の長辺側に、Tr.群122が配置されている。したがって、増幅Tr.116のL長に示されるように、既存のTr.のL長を長くすることができるので、RN(ランダムノイズ)を改善することができる。
In the solid-
一方、図6の固体撮像装置151は、Tr.群122からダミーTr.117が除かれた点と、PD群121に対するTr.群122の配置位置が、図5の固体撮像装置101と異なっている。
On the other hand, the solid-
すなわち、Tr.群122において、増幅Tr.116が、図中上側の4画素分の転送Tr.112の真横付近に配置され、また、選択Tr.115とリセットTr.118とが、矢印P1およびP2に示されるように、図中上側の4画素分のフォトダイオード111の転送Tr.112のない側の角に配置されている。なお、矢印P3に示されるように、PD群121の下に配置される他のPD群121に対応するTr.群122の選択Tr.115も、図中下側の4画素分のフォトダイオード111の転送Tr.112のない側の角に配置されている。
That is, in the Tr.
なお、このため、PD群121の位置に対してTr.群122は、全体的に図中上側にずれて配置されている。図5の例においては、PD群121の位置とTr.群122の位置が揃っていた。これに対して、例えば、図6の例においては、Tr.群122は、PD群121の1共有の長方形に対して、1つのフォトダイオード111の長辺の長さ分上にずれている(シフトしている)。なお、ずらし量は、1つのフォトダイオード111の長辺の長さ分に限定されない。以下においても同じである。
For this reason, the Tr.
さらに、図6の固体撮像装置151における、図中下側の4画素分の転送Tr.112の真横付近には、上下の4画素分のフォトダイオード111の対称性を高めるために、ウェルコンタクト113が配置されている。なお、増幅Tr.116とウェルコンタクト113とは、それぞれ、4画素分の転送Tr.112の必ずしも真横である必要はなく、真横付近であれば上記対称性の効果を望むことができる。
Further, in the solid-
以上のように、図6の固体撮像装置151においては、ダミーTr.を設けなくても、Tr.群122のリセットTr.、増幅Tr.、および選択Tr.が1つずつで、PD群121のフォトダイオード111に対して対称であるので、PRNUを改善することができる。
As described above, in the solid-
なお、図6の固体撮像装置151においては、図5の固体撮像装置101と異なり、ウェルコンタクト113がPD群121間に配置されていないので、画素間差の影響が残ってしまうことがある。その場合は、図5の例のように、ウェルコンタクト113をPD群121間に配置することも可能である。
In the solid-
さらに、図7に示されるように、Tr.群122の各Tr.の配置位置を、PRNU対策とRN対策とを両立可能なレイアウトで配置することも可能である。
Furthermore, as shown in FIG. 7, it is also possible to arrange the location of each Tr. In the Tr.
図7の固体撮像装置201は、Tr.群122において、増幅Tr.116が、L長が最大限長くされた増幅Tr.211に入れ替わった点が、図6の固体撮像装置151と異なっている。
7 is different from the solid-
すなわち、図7の固体撮像装置201においては、Tr.群122における増幅Tr.211のL長が、図6の増幅Tr.116のL長に比して最大限長くなっている。
That is, in the solid-
これにより、図7の固体撮像装置201においては、図5の固体撮像装置101と同様に、2×8画素分のフォトダイオード111で構成されるPD群121の長辺側に、Tr.群122が配置されている。したがって、増幅Tr.211のL長に示されるように、既存のTr.のL長を長くすることができるので、RN(ランダムノイズ)を改善することができる。
Thus, in the solid-
さらに具体的には、Tr.群122において、増幅Tr.211が、図中上側の4画素分の転送Tr.112の真横付近に配置され、また、選択Tr.115とリセットTr.118とが、矢印P11およびP12に示されるように、図中上側の4画素分のフォトダイオード111の転送Tr.112のない側の角に配置されている。なお、矢印P13に示されるように、PD群121の下に配置される他のPD群121に対応するTr.群122の選択Tr.115も、図中下側の4画素分のフォトダイオード111の転送Tr.112のない側の角に配置されている。
More specifically, in the Tr.
なお、この場合も、PD群121の位置に対してTr.群122は、全体的に図中上側にずれて配置されている。
In this case as well, the Tr.
以上のように、図7の固体撮像装置201においては、ダミーTr.を配置せず、増幅Tr.のL長を最大限延伸したので、RNを改善することができる。また、選択Tr.115とリセットTr.118をフォトダイオードに対して対称性を有するように配置したので、PRNUを改善することができる。
As described above, in the solid-
また、図7の固体撮像装置201においては、ウェルコンタクト113は、図5の固体撮像装置101と同様に、PD群121と、図中下に配置される図示せぬ他のPD群121との間に配置されている。
Further, in the solid-
したがって、図7の固体撮像装置201においては、図5の固体撮像装置101と同様に、画素間差を小さく抑えることができる。なお、PDとPDの間の素子分離幅を縮小でき、ウェルコンタクト113をPDとPDの間に配置できない場合は、図6の例のように、Tr.群122に配置することも可能である。
Therefore, in the solid-
さらに、最も対称性の高いレイアウトとしては、図8に示されるように、PD群121のフォトダイオード111の配置に対して、ほぼ均等にTr.のpoly-Siを配置することにより、PRNUをより改善できる。
Furthermore, as shown in FIG. 8, the most symmetric layout is that the arrangement of Tr. Poly-Si is almost equal to the arrangement of the
すなわち、図8の固体撮像装置251は、Tr.群122において、選択Tr.115が、PD群121の図中上に配置されるウェルコンタクト113の真横付近に配置されている。また、増幅Tr.116が、PD群121の図中上側の4画素分の転送Tr.112の真横付近に配置され、リセットTr.118が、PD群121の4画素分のフォトダイオード111と、4画素分のフォトダイオード111との間付近に配置されている。
That is, in the solid-
さらに、ダミーTr.117が、PD群121の図中下側の4画素分の転送Tr.112の真横付近に配置されている。
Further, a dummy Tr. 117 is arranged in the vicinity of the right side of the transfer Tr. 112 for four pixels on the lower side of the
以上のように、図8の固体撮像装置251においては、PD群121のフォトダイオードの配置に対して、より均等にTr.のpoly-Siを配置することにした。この場合、増幅Tr.116のL長を、図5の固体撮像装置101と比して延伸することはできないため、RNをあまり改善できないが、PRNU対策としては最もよい。また、ウェルコンタクト113も、図5の固体撮像装置101と同様に、PD群とPD群の間に配置されるので、画素特性の画素間差も小さくすることが可能である。なお、ダミーTr.117は必ずしも必要ではない。すなわち、転送Tr.112周辺はすでにPoly-Siの密度が高いため、転送Tr.112の脇のPoly-Siは、PRNUに影響しない可能性がある。その場合は、ダミーTr.117がないレイアウトも選択肢としてある。
As described above, in the solid-
<2. 第2の実施例>
<本技術の固体撮像装置の構成例>
図9は、本技術を適用した固体撮像装置の他の構成例を示す図である。図9の例においては、固体撮像装置が、4Tr.型2画素共有(1×2画素)の裏面照射型CMOSセンサで構成される場合の例が示されている。なお、図9の例は、図5で示したレイアウトを、2画素共有に適用した場合の例である。
<2. Second Embodiment>
<Configuration example of solid-state imaging device of the present technology>
FIG. 9 is a diagram illustrating another configuration example of the solid-state imaging device to which the present technology is applied. In the example of FIG. 9, an example in which the solid-state imaging device is configured by a back-illuminated CMOS sensor of 4Tr.
図9の固体撮像装置301においては、画素共有を行っている1×2画素分のフォトダイオード111と、対応する1×2画素分の転送Tr.112とは、図中左側のフォトダイオード領域にPD群121として長方形の縦長になるように配置されている。
In the solid-
また、PD群121の長辺側に、選択Tr.115、増幅Tr.116、ダミーTr.117、およびリセットTr.118からなる画素Tr.がTr.群122で配置されている。そのTr.群122の各画素Tr.は、PD群121の各フォトダイオード111に対して、それぞれ対称性を有するように配置されている。
Further, on the long side of the
すなわち、図9のTr.群122において、選択Tr.115は、PD群121における上側のフォトダイオード111の中央付近に配置されており、これに対称的になるように、リセットTr.118は、PD群121における下側のフォトダイオード111の中央付近に配置されている。
That is, in the Tr.
同様に、図9のTr.群122において、増幅Tr.116は、PD群121における上側の転送Tr.112の付近に配置されており、これに対称的になるように、ダミーTr.117は、PD群121における下側の転送Tr.112の付近に配置されている。
Similarly, in the Tr.
以上のように、2画素共有の場合にも、図5を参照して上述した8画素共有の場合と同様の効果を得ることができる。すなわち、PD群121の長辺側に、Tr.群122で配置されることにより、増幅Tr.のL長を長くすることができるので、RN(ランダムノイズ)を改善することができる。また、フォトダイオードに対するTr.のpoly-Siの対称性が高いので、PRNUを改善することができる。
As described above, also in the case of sharing two pixels, the same effect as in the case of sharing eight pixels described above with reference to FIG. 5 can be obtained. That is, by arranging the Tr.
なお、図9の固体撮像装置301の場合、ウェルコンタクト113がTr.群122と上に位置する他のTr.群122との間に配置されているが、図8の例のように、PDとPDの間に配置することも可能である。
In the case of the solid-
<3. 第3の実施例>
<本技術の固体撮像装置の構成例>
図10は、本技術を適用した固体撮像装置の他の構成例を示す図である。図10の例においては、固体撮像装置が、4Tr.型16画素共有(2×8画素)の裏面照射型CMOSセンサで構成される場合の例が示されている。なお、図10の例は、図5で示したレイアウトを、16画素共有に適用した場合の例である。
<3. Third Example>
<Configuration example of solid-state imaging device of the present technology>
FIG. 10 is a diagram illustrating another configuration example of the solid-state imaging device to which the present technology is applied. In the example of FIG. 10, an example in which the solid-state imaging device is configured by a back-illuminated CMOS sensor sharing 4Tr. Type 16 pixels (2 × 8 pixels) is shown. The example of FIG. 10 is an example in the case where the layout shown in FIG. 5 is applied to 16 pixel sharing.
図10の固体撮像装置351においては、画素共有を行っている2×8画素分のフォトダイオード111と、対応する2×8画素分の転送Tr.112とは、図中左側のフォトダイオード領域に1のPD群121として配置されている。
In the solid-
PD群121において、2×8画素分のフォトダイオード111と転送Tr.112は、4画素毎に、図中上下4段に並んで長方形の縦長になるように配置されている。
In the
また、PD群121の長辺(図中右)側に、選択Tr.115、増幅Tr.116、ダミーTr.117、およびリセットTr.118からなる画素Tr.が1のTr.群122で配置されている。また、Tr.群122の図中上側に、ウェルコンタクト113が配置されている。そのウェルコンタクト113と、Tr.群122の各画素Tr.は、PD群121の各フォトダイオード111に対して、それぞれ対称性を有するように配置されている。
Further, on the long side (right side in the drawing) of the
すなわち、図10の例において、ウェルコンタクト113は、図中上から1段目の4画素分の転送Tr.112の真横付近に配置されている。Tr.群122において、選択Tr.115は、PD群121における図中上から2段目の4画素分のフォトダイオード111の転送Tr.112とは反対側の位置付近に配置されている。
That is, in the example of FIG. 10, the well contact 113 is disposed in the vicinity of the right side of the transfer Tr. 112 for four pixels in the first stage from the top in the drawing. In the Tr.
Tr.群122において、増幅Tr.116は、PD群121における図中上から2段目の4画素分のフォトダイオード111の転送Tr.112の位置付近に配置されている。Tr.群122において、ダミーTr.117は、PD群121における図中上から3段目の4画素分のフォトダイオード111の転送Tr.112の位置付近に配置されている。リセットTr.118は、PD群121における図中上から4段目のフォトダイオード111の転送Tr.112とは反対側の位置付近に配置されている。
In the Tr.
以上のように、16画素共有の場合にも、図5を参照して上述した8画素共有の場合と同様の効果を得ることができる。すなわち、図10の固体撮像装置351においては、図5の固体撮像装置101と同様に、2×8画素分のフォトダイオード111で構成される1のPD群121の長辺側に、Tr.群122が配置されているので、増幅Tr.211のL長に示されるように、既存のTr.のL長を長くすることができる。これにより、RN(ランダムノイズ)を改善することができる。また、フォトダイオードに対するTr.のpoly-Siの対称性が高いので、PRNUを改善することができる。
As described above, also in the case of 16 pixel sharing, the same effect as in the case of 8 pixel sharing described above with reference to FIG. 5 can be obtained. That is, in the solid-
ただし、図10の固体撮像装置351の場合も、ウェルコンタクト113がTr.群122と上に位置する他のTr.群122との間に配置されてしまい、ウェルコンタクト113がPD群121間に配置されていないので、画素間差の影響が残ってしまうことがある。その場合は、図5の例のように、PDとPDの間にウェルコンタクト113を配置することは可能である。各段の4画素分の間に配置する場合、特性の画素間差は小さくできる見込みがある。
However, also in the case of the solid-
以上のように、4Tr.型の2画素共有や8画素共有、16画素共有のように、1共有が長方形の場合に本技術を適用することができる。すなわち、共有画素数に制限はなく、1共有内のフォトダイオードの配置が長方形であれば、上述した固体撮像装置の配置例の限りではない。 As described above, the present technology can be applied when one share is rectangular, such as 4Tr. Type 2-pixel sharing, 8-pixel sharing, and 16-pixel sharing. That is, the number of shared pixels is not limited, and the arrangement of the solid-state imaging devices is not limited as long as the arrangement of photodiodes in one share is rectangular.
また、Tr.の配置についても、第1の実施例で上述した4Tr.型8画素共有(2×4画素)の配置のバリエーションが、2画素共有および16画素共有にも適用可能である。 Further, regarding the arrangement of the Tr., The variation of the arrangement of the 4Tr. Type 8-pixel sharing (2 × 4 pixels) described in the first embodiment can also be applied to 2-pixel sharing and 16-pixel sharing.
<4. 第4の実施例>
<本技術の固体撮像装置の構成例>
図11は、本技術を適用した固体撮像装置の構成例を示す図である。図11の例においては、固体撮像装置が、3Tr.型8画素共有(2×4画素)の裏面照射型CMOSセンサで構成される場合の例が示されている。
<4. Fourth embodiment>
<Configuration example of solid-state imaging device of the present technology>
FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration example of a solid-state imaging device to which the present technology is applied. In the example of FIG. 11, an example in which the solid-state imaging device is configured with a 3Tr. Type 8-pixel shared (2 × 4 pixel) back-illuminated CMOS sensor is illustrated.
一般的に3Tr.型では、フォトダイオードが配置されるフォトダイオード領域以外に、上述したリセットTr.(RST), 増幅Tr.(AMP)の2つのトランジスタを有しており、 選択Tr.(SEL)はない。なお、転送Tr.は、フォトダイオードに直結しているため、フォトダイオード領域に配置されているとする。 In general, the 3Tr. Type has two transistors, the reset Tr. (RST) and amplification Tr. (AMP) described above, in addition to the photodiode region where the photodiode is arranged. There is no. Since the transfer Tr. Is directly connected to the photodiode, it is assumed that the transfer Tr. Is arranged in the photodiode region.
図11の固体撮像装置401においては、Tr.群122から選択Tr.115およびダミーTr.117が除かれた点が、図5の固体撮像装置101と異なっている。図11の固体撮像装置4011共有の長方形におさまる配置(PD群とTr.群が真横)であるということは、図5の固体撮像装置101と共通している。
11 is different from the solid-
すなわち、Tr.群122において、増幅Tr.116が、図中上側の4画素分の転送Tr.112の真横付近に配置され、また、リセットTr.118が、図中下側の4画素分の転送Tr.112の真横付近に配置されている。図11の例においては、増幅Tr.116とリセットTr.118とが略同サイズで構成されている。
That is, in the Tr.
なお、図12の固体撮像装置451においては、図11のTr.群122の配置位置が、図中上に、例えば、1つのフォトダイオード111の長辺の長さほど、シフトされている。すなわち、Tr.群122において、増幅Tr.116が、図中上側の4画素分のフォトダイオード111の転送Tr.112側ではない位置の真横付近に配置され、また、リセットTr.118が、図中下側の4画素分のフォトダイオード111の転送Tr.112側ではない位の真横付近に配置されている。図12の例においても、増幅Tr.116とリセットTr.118とが略同サイズで構成されている。
In the solid-
すなわち、図11の固体撮像装置401および図12の固体撮像装置451においても、PD群121の長辺側に、Tr.群122が配置されているので、増幅Tr.116のL長に示されるように、既存のTr.のL長を長くすることができる。これにより、RN(ランダムノイズ)を改善することができる。また、図11の固体撮像装置401および図12の固体撮像装置451においても、フォトダイオードに対してTr.のpoly-Siが対称性を有するようになるので、PRNUを改善することができる。
That is, also in the solid-
以上のように、3Tr.型についても、1共有が長方形に配置される場合すべてに、本技術を適用することができる。すなわち、共有画素数に制限はなく、1共有内のフォトダイオードの配置が長方形であれば、上述した固体撮像装置の配置例の限りではない。 As described above, the present technology can be applied to all 3Tr. Types when one share is arranged in a rectangle. That is, the number of shared pixels is not limited, and the arrangement of the solid-state imaging devices is not limited as long as the arrangement of photodiodes in one share is rectangular.
なお、上記説明においては、1画素共有の短辺側を図中上側に、1画素共有の長辺側を図中右側になるように配置させた例(縦型の例)を説明してきたが、それを90度回転させて、1画素共有の長辺側を図中上側に、1画素共有の短辺側を図中左側にするように固体撮像装置をレイアウトするようにしても同じである。 In the above description, an example (vertical example) in which the short side of 1 pixel sharing is arranged on the upper side in the figure and the long side of 1 pixel sharing is on the right side of the figure has been described. Rotating it 90 degrees and laying out the solid-state imaging device so that the long side of 1 pixel sharing is on the upper side in the drawing and the short side of 1 pixel sharing is on the left side of the drawing is the same. .
以上により、本技術によれば、Tr.(特に増幅Tr.)のL長を長くすることができるので、RN(ランダムノイズ)を改善することができる。 As described above, according to the present technology, the L length of Tr. (Particularly amplified Tr.) Can be increased, so that RN (random noise) can be improved.
すなわち、群1にAMP・SEL、群2にTr.2つが配置されている固体撮像装置の場合、群1で3個、群2で3個、計6個のソースドレインが必要となる。このとき、リソ線幅限界、poly-Siとコンタクトとの加工限界・分離耐圧確保などから、Tr.L長の延伸に限界があった。特に、微細化するとこの影響は大きく、AMPのL長が短いためにRNが悪化してしまう恐れがある。
That is, in the case of a solid-state imaging device in which AMP / SEL is arranged in group 1 and two Tr. 2 are arranged in
これに対して、本技術によれば、増幅Tr.のL長が延長できるので、RNが改善される。なお、上記例において、増幅Tr.のL長は、PD群のピッチに対して0.6乃至1.4倍が好ましい。また、本技術によれば、選択Tr.のL長延伸も可能になるため、選択Tr.のL長延伸する場合、ショートチャネル効果を受けにくく、ロバストな特性を得ることができる。 On the other hand, according to the present technology, since the L length of the amplified Tr. Can be extended, RN is improved. In the above example, the L length of the amplified Tr. Is preferably 0.6 to 1.4 times the pitch of the PD group. Further, according to the present technology, since it is possible to extend the L length of the selected Tr., When the L length of the selected Tr. Is extended, it is difficult to receive the short channel effect and a robust characteristic can be obtained.
以上のことは、特に、1.0mm程度以下の微細化画素サイズでより効果を得ることができる。 The above effects can be obtained more particularly when the pixel size is about 1.0 mm or less.
また、本技術によれば、Tr.のpoly-Siの対称性を有するように配置されるので、PRNUを改善することができる。 In addition, according to the present technology, PRNU can be improved because it is arranged so as to have Tr. Poly-Si symmetry.
なお、以上においては、本技術を、CMOS固体撮像装置に適用した構成について説明してきたが、CCD(Charge Coupled Device)固体撮像装置といった固体撮像装置に適用するようにしてもよい。 In the above, the configuration in which the present technology is applied to the CMOS solid-state imaging device has been described. However, the present technology may be applied to a solid-state imaging device such as a CCD (Charge Coupled Device) solid-state imaging device.
また、固体撮像装置は、裏面照射型でも表面照射型でもよい。 The solid-state imaging device may be a backside illumination type or a frontside illumination type.
さらに、固体撮像装置は、グローバルシャッタ型であってもよいし、なくてもよい。グローバルシャッタ型に限定されない。 Furthermore, the solid-state imaging device may or may not be a global shutter type. It is not limited to the global shutter type.
なお、本技術は、固体撮像装置への適用に限られるものではなく、撮像装置にも適用可能である。ここで、撮像装置とは、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等のカメラシステムや、携帯電話機等の撮像機能を有する電子機器のことをいう。なお、電子機器に搭載されるモジュール状の形態、すなわちカメラモジュールを撮像装置とする場合もある。 In addition, this technique is not restricted to application to a solid-state imaging device, It can apply also to an imaging device. Here, the imaging apparatus refers to a camera system such as a digital still camera or a digital video camera, or an electronic apparatus having an imaging function such as a mobile phone. In some cases, a module-like form mounted on an electronic device, that is, a camera module is used as an imaging device.
<5.第5の実施の形態>
<電子機器の構成例>
ここで、図13を参照して、本技術の第2の実施の形態の電子機器の構成例について説明する。
<5. Fifth embodiment>
<Configuration example of electronic equipment>
Here, with reference to FIG. 13, the structural example of the electronic device of the 2nd Embodiment of this technique is demonstrated.
図13に示される電子機器500は、固体撮像装置(素子チップ)501、光学レンズ502、シャッタ装置503、駆動回路504、および信号処理回路505を備えている。固体撮像装置501としては、上述した本技術の第1乃至第4の実施の形態の固体撮像装置が設けられる。これにより、RNやPRNUが改善された、性能のよい電子機器500を提供することができる。
An
光学レンズ502は、被写体からの像光(入射光)を固体撮像装置501の撮像面上に結像させる。これにより、固体撮像装置501内に一定期間信号電荷が蓄積される。シャッタ装置503は、固体撮像装置501に対する光照射期間および遮光期間を制御する。
The
駆動回路504は、固体撮像装置501の信号転送動作およびシャッタ装置503のシャッタ動作を制御する駆動信号を供給する。駆動回路504から供給される駆動信号(タイミング信号)により、固体撮像装置501は信号転送を行う。信号処理回路505は、固体撮像装置501から出力された信号に対して各種の信号処理を行う。信号処理が行われた映像信号は、メモリなどの記憶媒体に記憶されたり、モニタに出力される。
The
なお、本明細書において、上述した一連の処理を記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。 In the present specification, the steps describing the series of processes described above are not limited to the processes performed in time series according to the described order, but are not necessarily performed in time series, either in parallel or individually. The process to be executed is also included.
また、本開示における実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。 The embodiments in the present disclosure are not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present disclosure.
また、上述のフローチャートで説明した各ステップは、1つの装置で実行する他、複数の装置で分担して実行することができる。 In addition, each step described in the above flowchart can be executed by being shared by a plurality of apparatuses in addition to being executed by one apparatus.
さらに、1つのステップに複数の処理が含まれる場合には、その1つのステップに含まれる複数の処理は、1つの装置で実行する他、複数の装置で分担して実行することができる。 Further, when a plurality of processes are included in one step, the plurality of processes included in the one step can be executed by being shared by a plurality of apparatuses in addition to being executed by one apparatus.
また、以上において、1つの装置(または処理部)として説明した構成を分割し、複数の装置(または処理部)として構成するようにしてもよい。逆に、以上において複数の装置(または処理部)として説明した構成をまとめて1つの装置(または処理部)として構成されるようにしてもよい。また、各装置(または各処理部)の構成に上述した以外の構成を付加するようにしてももちろんよい。さらに、システム全体としての構成や動作が実質的に同じであれば、ある装置(または処理部)の構成の一部を他の装置(または他の処理部)の構成に含めるようにしてもよい。つまり、本技術は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。 In addition, in the above description, the configuration described as one device (or processing unit) may be divided and configured as a plurality of devices (or processing units). Conversely, the configurations described above as a plurality of devices (or processing units) may be combined into a single device (or processing unit). Of course, a configuration other than that described above may be added to the configuration of each device (or each processing unit). Furthermore, if the configuration and operation of the entire system are substantially the same, a part of the configuration of a certain device (or processing unit) may be included in the configuration of another device (or other processing unit). . That is, the present technology is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present technology.
以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、開示はかかる例に限定されない。本開示の属する技術の分野における通常の知識を有するのであれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例また修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。 The preferred embodiments of the present disclosure have been described in detail above with reference to the accompanying drawings, but the disclosure is not limited to such examples. It is obvious that various changes and modifications can be conceived within the scope of the technical idea described in the claims if the person has ordinary knowledge in the technical field to which the present disclosure belongs, Of course, it is understood that these also belong to the technical scope of the present disclosure.
1 固体撮像装置, 2 画素, 3 画素領域, 101 固体撮像装置, 111 フォトダイオード, 112 転送Tr. , 113 ウェルコンタクト, 114 ソースドレイン, 115 選択Tr., 116 増幅Tr., 117 ダミーTr., 118 リセットTr., 121 PD群, 122 Tr.群, 151,201 固体撮像装置, 211 増幅Tr.,251,301,351,401,451 固体撮像装置, 500 電子機器, 501 固体撮像装置, 502 光学レンズ, 503 シャッタ装置, 504 駆動回路, 505 信号処理回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Solid-state imaging device, 2 pixels, 3 pixel area, 101 Solid-state imaging device, 111 Photodiode, 112 Transfer Tr., 113 Well contact, 114 Source drain, 115 Selection Tr., 116 Amplification Tr., 117 Dummy Tr., 118 Reset Tr., 121 PD group, 122 Tr group, 151, 201 solid-state imaging device, 211 amplification Tr., 251, 301, 351, 401, 451 solid-state imaging device, 500 electronic device, 501 solid-state imaging device, 502 optical lens , 503 shutter device, 504 drive circuit, 505 signal processing circuit
Claims (18)
前記光電変換素子群の長辺方向に、1つの群として配置され、リセットトランジスタ、増幅トランジスタ、および選択トランジスタが含まれる画素トランジスタ群と
を備え、
前記8つの光電変換素子は、それぞれ4つの光電変換素子で1つのフローティングフュージョンを共有し、
前記光電変換素子群で共有される2つのフローティングフュージョンの配列方向は、前記光電変換素子群の長辺方向と同じである
固体撮像装置。 One shared shape is a rectangle, and one photoelectric conversion element group including eight photoelectric conversion elements in one shared unit;
A pixel transistor group that is arranged as one group in the long side direction of the photoelectric conversion element group and includes a reset transistor, an amplification transistor, and a selection transistor,
The eight photoelectric conversion elements share one floating fusion with four photoelectric conversion elements,
The arrangement direction of two floating fusions shared by the photoelectric conversion element group is the same as the long side direction of the photoelectric conversion element group.
請求項1に記載の固体撮像装置。 The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the pixel transistor group includes a dummy transistor.
請求項1または2に記載の固体撮像装置。 The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the pixel transistor group is arranged to be shifted with respect to one shared rectangle of the photoelectric conversion element group.
請求項1乃至3のいずれかに記載の固体撮像装置。 4. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein an L length of an amplification transistor included in the pixel transistor group is longer than an L length of another transistor included in the pixel transistor group.
請求項4に記載の固体撮像装置。 The solid-state imaging device according to claim 4, wherein an L length of an amplification transistor included in the pixel transistor group is 0.6 to 1.4 times a pitch of the photoelectric conversion element group.
請求項1乃至5のいずれかに記載の固体撮像装置。 The solid-state imaging device according to claim 1, wherein an L length of a selection transistor included in the pixel transistor group is longer than an L length of another transistor included in the pixel transistor group.
さらに備える請求項1乃至6のいずれかに記載の固体撮像装置。 The solid-state imaging device according to claim 1, further comprising a well contact between the photoelectric conversion element group and another photoelectric conversion element group located next to the photoelectric conversion element group.
さらに備える請求項1乃至6のいずれかに記載の固体撮像装置。 The solid-state imaging device according to claim 1, further comprising a well contact between the pixel transistor group and another pixel transistor group located next to the pixel transistor group.
請求項1乃至8のいずれかに記載の固体撮像装置。 The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the solid-state imaging device is a backside illumination type.
前記光電変換素子群の長辺方向に、1つの群として配置され、リセットトランジスタ、増幅トランジスタ、および選択トランジスタが含まれる画素トランジスタ群と
を備え、
前記8つの光電変換素子は、それぞれ4つの光電変換素子で1つのフローティングフュージョンを共有し、
前記光電変換素子群で共有される2つのフローティングフュージョンの配列方向は、前記光電変換素子群の長辺方向と同じである固体撮像装置と、
前記固体撮像装置から出力される出力信号を処理する信号処理回路と、
入射光を前記固体撮像装置に入射する光学系と
を有する電子機器。 One shared shape is a rectangle, and one photoelectric conversion element group including eight photoelectric conversion elements in one shared unit;
A pixel transistor group that is arranged as one group in the long side direction of the photoelectric conversion element group and includes a reset transistor, an amplification transistor, and a selection transistor,
The eight photoelectric conversion elements share one floating fusion with four photoelectric conversion elements,
The solid-state imaging device in which the arrangement direction of the two floating fusions shared by the photoelectric conversion element group is the same as the long side direction of the photoelectric conversion element group;
A signal processing circuit for processing an output signal output from the solid-state imaging device;
And an optical system that makes incident light incident on the solid-state imaging device.
請求項10に記載の電子機器。 The electronic device according to claim 10, wherein the pixel transistor group includes a dummy transistor.
請求項10または11に記載の電子機器。 The electronic device according to claim 10, wherein the pixel transistor group is arranged so as to be shifted with respect to one shared rectangle of the photoelectric conversion element group.
請求項10乃至12のいずれかに記載の電子機器。 The electronic device according to claim 10, wherein an L length of an amplification transistor included in the pixel transistor group is longer than an L length of other transistors included in the pixel transistor group.
請求項13に記載の電子機器。 The electronic device according to claim 13, wherein an L length of an amplification transistor included in the pixel transistor group is 0.6 to 1.4 times a pitch of the photoelectric conversion element group.
請求項10乃至14のいずれかに記載の電子機器。 The electronic device according to claim 10, wherein an L length of a selection transistor included in the pixel transistor group is longer than an L length of another transistor included in the pixel transistor group.
さらに備える請求項10乃至15のいずれかに記載の電子機器。 The electronic device according to claim 10, further comprising a well contact between the photoelectric conversion element group and another photoelectric conversion element group located next to the photoelectric conversion element group.
さらに備える請求項10乃至15のいずれかに記載の電子機器。 The electronic device according to claim 10, further comprising a well contact between the pixel transistor group and another pixel transistor group located next to the pixel transistor group.
請求項10乃至17のいずれかに記載の電子機器。 The electronic device according to claim 10, wherein the solid-state imaging device is a backside illumination type.
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