JP4953299B2 - 共有ピクセル型イメージセンサ - Google Patents
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Description
すなわち、第1〜第4の能動素子(A1、A2、A3、A4)が4共有ピクセル(P)の単位能動素子を構成する。ここで、第1の能動素子(A1)と第2の能動素子(A2)とで1つの「一軸併合デュアルローブ型能動素子(one−axis−merged dual lobe−typed active)」に相当する。
デュアルローブ能動素子部(a)は、軸能動素子部(b)を中心に一方向、例えば列方向に対向する。従って、一軸併合デュアルローブ型能動素子は全体的な外観が幼い双子葉植物の胚軸と胚軸から分岐された双子葉の外観と実質的に類似する。
第1の能動素子(A1)のデュアルローブ能動素子部(a)は2個の光電変換素子(PD1、PD2)が形成されるデュアル光電変換能動素子に相当し、第1の能動素子(A1)の連結能動素子部(c)は第1のフローティング拡散領域(FD1)能動素子に相当する。また、第2の能動素子(A2)のデュアルローブ能動素子部(a)は2個の光電変換素子(PD3、PD4)が形成されるデュアル光電変換能動素子に相当し、第2の能動素子(A2)の連結能動素子部(c)は第2のフローティング拡散領域(FD2)能動素子に相当する。
これにより、軸能動素子部(b)がデュアル光電変換能動素子(a)の間の間隔に大きい影響を及ぼさなく、従ってデュアル光電変換能動素子(a)の間の間隔はデュアル光電変換能動素子(a)に形成される2個の光電変換素子(PD1、PD2)のポテンシャル分離に必要な最小スペースとして行うことができる。従って、光電変換素子(PD1、PD2)を可能な限り大きく形成できるようになることによって、フィルファクタを効果的に増加させることができる。
第1の能動素子(A1)の軸能動素子部(b)に形成される読み出し素子がリセット素子であることが配線の効率性側面で有利である。リセット素子が第1及び第2のフローティング拡散領域(FD1、FD2)を周期的にリセットさせる機能を実行するので第1及び第2のフローティング拡散領域(FD1、FD2)とリセット素子のジャンクションを一つで形成することが配線の最小化の側面から有利である。しかしながら、軸能動素子部(b)に形成される素子がリセット素子に限定されるものではない。
また、第2の能動素子(A2’)の軸能動素子部(b’)にはダミーゲート(DG1)が配置され、ダミーゲート(DG1)はMOSキャパシタを形成できる。
すなわち、多数の読み出しゲート(RG、DRG、RSG)のうちリセットゲート(RG)とドライブゲート(DRG)、又はリセットゲート(RG)と選択ゲート(RSG)、又はドライブゲート(DRG)と選択ゲート(RSG)とそれぞれ実質的に同列に配置された2個のダミーゲート(DG1、DG3)、又は(DG1、DG5)、又は(DG3、DG5)を含むことができる。
11(11a、11b、11c、11d) 光電変換素子
13 フローティング拡散領域
15(15a、15b、15c、15d) 電荷伝送素子
17 ドライブ素子
18 リセット素子
19 選択素子
20 タイミング発生器
30 行デコーダ
40 行ドライバ
50 相関二重サンプラ(CDS)
60 アナログデジタルコンバータ(ADC)
70 ラッチ部
80 列デコーダ
201 プロセッサ基盤システム
205 バス
210 CMOSイメージセンサ
220 中央情報処理装置
230 I/O素子
240 RAM
250 フロッピーディスクドライブ
255 CDROMドライブ
260 ポート
A1 第1の能動素子
A2 第2の能動素子
A3 第3の能動素子
A4 第4の能動素子
DG1、DG2、DG3、DG5 ダミーゲート
DRG ドライブゲート
FD1 第1のフローティング拡散領域
FD2 第2のフローティング拡散領域
M1 相互接続層
P 4共有ピクセル
PD1、PD2、PD3、PD4 光電変換素子
RG リセットゲート
RSG 選択ゲート
TG1、TG2、TG3、TG4 伝送ゲート
Claims (16)
- 共有ピクセル型イメージセンサにおいて、
各々が、2つの光電変換素子であるデュアルローブ能動素子部と、前記デュアルローブ能動素子部を連結する連結能動素子部と、前記連結能動素子部と連結する軸能動素子部とからなって双子葉植物の胚軸と胚軸から分岐された一組の双子葉の形状を有する第1及び第2の一軸併合デュアルローブ能動素子(one−axis−merged dual lobe actives)と、前記第1及び第2の一軸併合デュアルローブ能動素子に割り当てられる第1及び第2の独立読み出し能動素子とを含む半導体基板と、
前記第1及び第2の一軸併合デュアルローブ能動素子のデュアルローブ能動素子部と連結能動素子部との間にそれぞれ形成される複数の伝送ゲートと、
前記第1の一軸併合デュアルローブ能動素子の軸能動素子部上に形成される第1の読み出しゲートと、
前記第2の一軸併合デュアルローブ能動素子の軸能動素子部上に形成されるダミーゲートと、
第1及び第2の独立読み出し素子能動素子に形成される第2及び第3の読み出しゲートとを有することを特徴とする共有ピクセル型イメージセンサ。 - 前記第1の読み出しゲートは、リセットゲートであることを特徴とする請求項1に記載の共有ピクセル型イメージセンサ。
- 前記第2及び第3の読み出しゲートは、各々選択ゲート及びドライブゲートであることを特徴とする請求項1に記載の共有ピクセル型イメージセンサ。
- 前記第1及び第2の一軸併合デュアルローブ能動素子の連結能動素子部は空間的に分離され、電気的にはカップリングされることを特徴とする請求項1に記載の共有ピクセル型イメージセンサ。
- 前記第1及び第2の一軸併合デュアルローブ能動素子の連結能動素子部と前記ダミーゲートは、相互接続層(interconnection layer)によって互いに電気的にカップリングされることを特徴とする請求項4に記載の共有ピクセル型イメージセンサ。
- 前記第1の独立読み出し能動素子に形成された前記第2の読み出しゲートは、前記相互接続層と電気的にカップリングされることを特徴とする請求項5に記載の共有ピクセル型イメージセンサ。
- 前記第1及び第2の一軸併合デュアルローブ能動素子のデュアルローブ能動素子部は、一方向に隣接して形成されることを特徴とする請求項1に記載の共有ピクセル型イメージセンサ。
- 前記ダミーゲートは、前記第1の読み出しゲートと実質的に同列に配置されることを特徴とする請求項1に記載の共有ピクセル型イメージセンサ。
- 前記ダミーゲートは、前記第2の一軸併合デュアルローブ能動素子の軸能動素子部全面を覆うように拡張して形成されることを特徴とする請求項1に記載の共有ピクセル型イメージセンサ。
- 共有ピクセル型イメージセンサにおいて、
各々が、2つの光電変換素子であるデュアルローブ能動素子部と、前記デュアルローブ能動素子部を連結する連結能動素子部と、前記連結能動素子部と連結する軸能動素子部とからなって双子葉植物の胚軸と胚軸から分岐された一組の双子葉の形状を有する第1及び第2の一軸併合デュアルローブ能動素子を含む半導体基板と、
前記第1及び第2の一軸併合デュアルローブ能動素子のデュアルローブ能動素子部と連結能動素子部との間にそれぞれ形成される複数の伝送ゲートと、
前記第1の一軸併合デュアルローブ能動素子の軸能動素子部上に形成される複数の読み出しゲートと、
前記第2の一軸併合デュアルローブ能動素子の軸能動素子部上に形成された少なくとも一つのダミーゲートを含むダミーゲートグループとを有することを特徴とする共有ピクセル型イメージセンサ。 - 前記複数の読み出しゲートは、リセットゲート、ドライブゲート及び選択ゲートの内の少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項10に記載の共有ピクセル型イメージセンサ。
- 前記第1及び第2の一軸併合デュアルローブ能動素子の連結能動素子部は、空間的に分離され、電気的にはカップリングされることを特徴とする請求項10に記載の共有ピクセル型イメージセンサ。
- 前記第1及び第2の一軸併合デュアルローブ能動素子の連結能動素子部と前記ダミーゲートグループは、相互接続層によって電気的にカップリングされることを特徴とする請求項10に記載の共有ピクセル型イメージセンサ。
- 前記第1及び第2の一軸併合デュアルローブ能動素子のデュアルローブ能動素子部は、一方向に隣接して形成されることを特徴とする請求項10に記載の共有ピクセル型イメージセンサ。
- 前記ダミーゲートグループは、前記複数の読み出しゲートの内の少なくとも一つの読み出しゲートと実質的に同列に配置される少なくとも一つのダミーゲートを含むことを特徴とする請求項10に記載の共有ピクセル型イメージセンサ。
- 前記ダミーゲートグループに含まれる一つのダミーゲートは、前記第2の一軸併合デュアルローブ能動素子の軸能動素子部全面を覆うように拡張して形成されることを特徴とする請求項10に記載の共有ピクセル型イメージセンサ。
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