KR100853194B1 - 4ｔ－2ｓ 스텝 ＆ 리피트 단위 셀 - Google Patents

4ｔ－2ｓ 스텝 ＆ 리피트 단위 셀 Download PDF

Info

Publication number
KR100853194B1
KR100853194B1 KR1020070108634A KR20070108634A KR100853194B1 KR 100853194 B1 KR100853194 B1 KR 100853194B1 KR 1020070108634 A KR1020070108634 A KR 1020070108634A KR 20070108634 A KR20070108634 A KR 20070108634A KR 100853194 B1 KR100853194 B1 KR 100853194B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
diffusion region
region pattern
photodiode
photodiode diffusion
image signal
Prior art date
Application number
KR1020070108634A
Other languages
English (en)
Inventor
이도영
Original Assignee
(주)실리콘화일
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)실리콘화일 filed Critical (주)실리콘화일
Priority to KR1020070108634A priority Critical patent/KR100853194B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100853194B1 publication Critical patent/KR100853194B1/ko
Priority to PCT/KR2008/006337 priority patent/WO2009057924A2/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • 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
    • H01L27/14641—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
    • 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
    • H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS imagers

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)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)

Abstract

본 발명은 4개의 트랜지스터로 구성되는 이미지센서 단위 셀 4개를 하나로 결합시킨 4T-2S 스텝 & 리피트 단위 셀을 개시한다. 상기 4T-2S 스텝 & 리피트 단위 셀은 제1포토다이오드 확산영역패턴, 제2포토다이오드 확산영역패턴, 제3포토다이오드 확산영역패턴, 제4포토다이오드 확산영역패턴, 제1영상신호변환회로 확산영역패턴 및 제2영상신호변환회로 확산영역패턴을 구비한다. 상기 제2포토다이오드 확산영역패턴은 상기 제1포토다이오드 확산영역패턴의 대각선 방향에 형성된다. 상기 제3포토다이오드 액티브 확산영역패턴은 상기 제1포토다이오드 확산영역패턴의 상부 및 상기 제2포토다이오드 확산영역패턴의 측면에 형성된다. 상기 제4포토다이오드 확산영역패턴은 상기 제3포토다이오드확산영역패턴의 대각선 방향 및 상기 제2포토다이오드 확산영역패턴의 상부에 형성된다. 상기 제1영상신호변환회로 확산영역패턴은 상기 제1포토다이오드 확산영역패턴의 측면 및 상기 제2포토다이오드 확산영역패턴의 하부에 형성된다. 제2영상신호변환회로 확산영역패턴은 상기 제3포토다이오드 확산영역패턴의 상부 및 상기 제4포토다이오드 확산영역패턴의 측면에 형성된다.
이미지센서

Description

4Ｔ－2Ｓ 스텝 ＆ 리피트 단위 셀{4T-2S step ＆ repeat unit cell}
본 발명은 스텝 & 리피트 단위 셀(step & repeat unit cell)에 관한 것으로, 특히 4개의 트랜지스터로 구성되는 이미지센서 단위 셀(image sensor unit cell) 4개를 하나로 결합시킨 4T-2S 스텝 & 리피트 단위 셀에 관한 것이다.
이미지센서는 복수 개의 이미지센서 단위 셀을 2차원적으로 배열시켜 구현시킨다. 하나의 이미지센서 단위 셀을 수평방향으로 연속하여(step and repeat) 배열시킴으로써 하나의 이미지센서 단위 라인을 형성시키고, 상기와 같은 스텝 & 리피트 단계를 거쳐 형성시킨 이미지센서 단위 라인의 바로 아래에 이어서 또 다른 이미지센서 단위 라인을 연속하여 배열시킴으로서 하나의 이미지센서를 구현시키므로 상기 하나의 이미지센서 단위 셀을 스텝 & 리피트 단위 셀이라고도 한다.
스텝 & 리피트 단위 셀은 일반적으로 레이아웃 할 때 사용하는 용어이기는 하지만, 레이아웃으로 스텝 & 리피트 단위 셀의 개념을 설명하기에 앞서 회로(schematic)를 이용하여 설명한다.
도 1은 4개의 트랜지스터를 구비하는 2개의 이미지센서회로와 이들을 결합한 4T-2S 스텝 & 리피트 단위 셀을 생성하는 과정을 설명한다.
도 1을 참조하면, 도 1의 오른쪽에 도시된 4T-2S 스텝 & 리피트 단위 셀(100)은, 도 1의 왼쪽에 도시되었으며 4개의 트랜지스터(Transistor)를 구비하는 스텝 & 리피트 단위 셀(10, 20) 2개를 결합하여 생성시킨다. 여기서 제1 스텝 & 리피트 단위 셀(10)은 하나의 포토다이오드(PD1)와 상기 포토다이오드로부터 생성되는 영상신호를 전기신호로 변환하는 영상신호 변환회로(M11 ~ M14)를 구비한다. 영상신호 변환회로는 4개의 트랜지스터를 구비한다. 제2 스텝 & 리피트 단위 셀(20)은 제1 스텝 & 리피트 단위 셀(10)과 회로는 동일하며, 서로의 구별을 위해 표제 번호만 다르게 기재되어 있을 뿐이다.
4T-2S 스텝 & 리피트 단위 셀(100)은 4개의 트랜지스터를 구비하는 2개의 스텝 & 리피트 단위 셀(10, 20)에서 각각 사용되는 리셋트랜지스터(M12, M22), 변환트랜지스터(M13, M23) 및 선택트랜지스터(M14, M24)를 서로 공유(Shared)하도록 한 것이다. 4T-2S 스텝 & 리피트 단위 셀(100)은 공유하는 3개의 트랜지스터들(MC2, MC3, MC4)과 2개의 전달트랜지스터들(M11, M21)을 이용하여 2개의 포토다이오드(PD1, PD2)로부터 생성된 영상신호에 대응되는 전하를 감지하고 전달한다.
여기서 리셋트랜지스터(MC2)의 게이트에 인가되는 리셋신호(Rx12)는, 전달트랜지스터들(M11, M21)의 게이트에 인가되는 2개의 전하전달제어신호(Tx1, Tx2)가 인에이블(Enable) 될 때 해당 시간에 각각 한 번씩 인에이블 되기 때문에 '12'라는 표시를 하였다. 마찬가지로 선택트랜지스터(MC4)의 게이트에 인가되는 선택신호(Sx12)도 갖은 의미로 '12'라고 표시하였다.
상술한 바와 같이, 4개의 트랜지스터를 구비하는 스텝 & 리피트 단위 셀 2개 를 합쳐서 구한 하나의 4T-2S 스텝 & 리피트 단위 셀은, 다양한 방법으로 레이아웃 할 수 있다. 그러나 4T-2S 스텝 & 리피트 단위 셀을 레이아웃 할 때 가장 고려하여야 할 점은 개구율일 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 개구율을 향상시킨 4T-2S 스텝 & 리피트 단위 셀 레이아웃을 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 일면에 따른 4T-2S 스텝 & 리피트 단위 셀은, 제1포토다이오드 확산영역패턴, 제2포토다이오드 확산영역패턴, 제3포토다이오드 확산영역패턴, 제4포토다이오드 확산영역패턴, 제1영상신호변환회로 확산영역패턴 및 제2영상신호변환회로 확산영역패턴을 구비한다. 상기 제2포토다이오드 확산영역패턴은 상기 제1포토다이오드 확산영역패턴의 대각선 방향에 형성된다. 상기 제3포토다이오드 액티브 확산영역패턴은 상기 제1포토다이오드 확산영역패턴의 상부 및 상기 제2포토다이오드 확산영역패턴의 측면에 형성된다. 상기 제4포토다이오드 확산영역패턴은 상기 제3포토다이오드확산영역패턴의 대각선 방향 및 상기 제2포토다이오드 확산영역패턴의 상부에 형성된다. 상기 제1영상신호변환회로 확산영역패턴은 상기 제1포토다이오드 확산영역패턴의 측면 및 상기 제2포토다이오드 확산영역패턴의 하부에 형성된다. 제2영상신호변환회로 확산영역패턴은 상기 제3포토다이오드 확산영역패턴의 상부 및 상기 제4포토다이오드 확산영역패턴의 측면 에 형성된다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 다른 일면에 따른 4T-2S 스텝 & 리피트 단위 셀은, 제1포토다이오드 확산영역패턴, 제2포토다이오드 확산영역패턴, 제3포토다이오드 확산영역패턴, 제4포토다이오드 확산영역패턴, 제1영상신호변환회로 확산영역패턴 및 제2영상신호변환회로 확산영역패턴을 구비한다. 상기 제2포토다이오드 확산영역패턴은 상기 제1포토다이오드 확산영역패턴의 대각선 방향에 형성된다. 상기 제3포토다이오드 액티브 확산영역패턴은 상기 제1포토다이오드 확산영역패턴의 상부 및 상기 제2포토다이오드 확산영역패턴의 측면에 형성된다. 상기 제4포토다이오드 확산영역패턴은 상기 제3포토다이오드확산영역패턴의 대각선 방향 및 상기 제2포토다이오드 확산영역패턴의 상부에 형성된다. 상기 제1영상신호변환회로 확산영역패턴은 상기 제1포토다이오드 확산영역패턴의 측면 및 상기 제2포토다이오드 확산영역패턴의 하부에 형성된다. 상기 제2영상신호변환회로 확산영역패턴은 상기 제3포토다이오드 확산영역패턴의 측면, 상기 제4포토다이오드 확산영역패턴의 하부 및 상기 제2포토다이오드 확산영역패턴의 상부에 형성된다.
본 발명에 따른 4T-2S 스텝 & 리피트 단위 셀은 각각의 포토다이오드로부터 검출된 영상신호를 전기신호로 변환하는 영상신호 변환회로를 라인단위로 교차하여 배치함으로서 개구율이 종래에 비해 향상되는 장점이 있다.
본 발명에서는 4개의 이미지센서 단위 셀을 하나로 결합하여 스텝 & 리피트 단위 셀로 정의하고, 정의된 단위 셀의 레이아웃 패턴을 최적화한다. 정의된 단위 셀의 레이아웃 패턴을 수평 방향 및 수직 방향으로 배열함으로써 이미지센서 영역을 용이하게 구현할 수 있다. 발명의 대상이 되는 레이아웃 패턴을 용이하게 이해하기 위하여 레이아웃 패턴에 대응되는 회로를 먼저 설명한다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명에 따른 4T-2S 스텝 & 리피트 단위 셀의 회로도이다.
도 2를 참조하면, 4T-2S 스텝 & 리피트 단위 셀은 제1서브 단위 셀(점선의 상부) 및 제2서브 단위 셀(점선의 하부)을 정의한다. 제1서브 단위 셀은 2개의 이미지센서가 리셋트랜지스터(M13), 변환트랜지스터(M14) 및 선택트랜지스터(M15)를 공유하는 구조로서, 각 이미지센서의 포토다이오드들(PD3, PD4)에는 전달트랜지스터들(M11, M12)이 연결되어 있다. 제2서브 단위 셀은 2개의 이미지센서가 리셋트랜지스터(M3), 변환트랜지스터(M4) 및 선택트랜지스터(M5)를 공유하는 구조로서, 각 이미지센서의 포토다이오드들(PD1, PD2)에는 전달트랜지스터들(M1, M2)이 연결되어 있다.
도 2에 도시된 4T-2S 스텝 & 리피트 단위 셀은 4개의 이미지센서 단위 셀을 결합하여 하나의 단위 셀로 정의하여 사용한다는 점에서 도 1에 도시된 4T-2S 스텝 & 리피트 단위 셀이 2개의 이미지센서 단위 셀을 결합하여 정의하여 사용하는 종래의 기술과 차이가 있다.
이미지센서 단위 셀의 동작 및 영상신호 변환회로를 공유하는 4T-2S 스텝 & 리피트 단위 셀은 일반적으로 알려져 있으므로, 동작 및 전기적 특성에 대해서는 설명을 생략한다.
도 3은 본 발명에 따른 4T-2S 스텝 & 리피트 단위 셀을 정의하는 액티브 확산영역의 일실시예이다.
도 3을 참조하면, 4T-2S 스텝 & 리피트 단위 셀의 액티브 확산영역은 4개의 포토다이오드가 구현될 영역(PD1 ~ PD4)과 영상신호 변환회로가 구현된 영역(RD1, RD2)을 정의한다. 제2포토다이오드(PD2)는 제1포토다이오드(PD1)의 오른쪽 대각선 방향에 구현되며, 제3포토다이오드(PD3)는 제1포토다이오드(PD1)의 상부 및 제2포토다이오드(PD2)의 왼쪽에 구현된다. 제4포토다이오드(PD4)는 제3포토다이오드(PD3)의 대각선 방향 및 제2포토다이오드(PD2)의 상부에 구현된다.
제1영상신호변환회로가 구현되는 확산영역패턴(RD1)은 제1포토다이오드(PD1)의 오른쪽 및 제2포토다이오드(PD2)의 하부에 구현되고, 제2영상신호변환회로가 구현되는 확산영역패턴(RD2)은 제3포토다이오드(PD3)의 상부 및 제4포토다이오드(PD4)의 왼쪽에 구현된다.
제1포토다이오드(PD1), 제2포토다이오드(PD2) 및 제1영상신호변환회로 확산영역패턴(RD1)은 하나의 패턴으로 연결되어 있고, 제3포토다이오드(PD3), 제4포토다이오드(PD4) 및 제2영상신호변환회로 확산영역패턴(RD2)도 하나의 패턴으로 연결되어 있다.
도 4는 도 3에 도시된 액티브 확산영역의 상부에 게이트 층을 형성시킨 레이아웃을 나타낸다.
도 4를 참조하면, 제1포토다이오드(PD1)의 오른쪽 상부 모서리 및 제2포토다이오드(PD2)의 왼쪽 하부 모서리가 확장되어 서로 연결되어 있는데, 이 영역에 제1포토다이오드(PD1)에서 검출된 전하를 전달하는 제1전달트랜지스터(M1) 및 제2포토다이오드(PD2)에서 검출된 전하를 전달하는 제2전달트랜지스터(M2)가 구현된다. 또한 제1영상신호변환회로 확산영역패턴(RD1)에는 제1리셋트랜지스터(M3), 제1변환트랜지스터(M4) 및 제1선택트랜지스터(M5)가 각각 구현된다.
제3포토다이오드(PD3)의 오른쪽 상부 모서리 및 제4포토다이오드(PD4)의 왼쪽 하부 모서리가 확장되어 서로 연결되어 있는데, 이 영역에 제3포토다이오드(PD3)에서 검출된 전하를 전달하는 제3전달트랜지스터(M11) 및 제4포토다이오드(PD4)에서 검출된 전하를 전달하는 제4전달트랜지스터(M12)가 구현된다. 또한 제2영상신호변환회로 확산영역패턴(RD2)에는 제2리셋트랜지스터(M13), 제2변환트랜지스터(M14) 및 제2선택트랜지스터(M15)가 각각 구현된다.
도 5는 본 발명에 따른 4T-2S 스텝 & 리피트 단위 셀을 정의하는 액티브 확산영역의 다른 일실시예이다.
도 5를 참조하면, 도 3에 도시한 액티브 확산영역에서 제1영상신호변환회로 확산영역패턴(RD1) 및 제2영상신호변환회로 확산영역패턴(RD2)이 해당 포토다이오드들이 결합된 확산영역패턴과 분리되어 있다는 점이다. 도 3에 도시된 하나로 연결된 확산영역패턴은 전기적으로 연결되어 있지만, 도 4에 도시된 확산영역패턴은 서로 분리되어 있기 때문에 후속하는 공정에서 이를 전기적으로 연결시켜 준다. 상기 2개의 확산영역패턴의 해당 부분 각각에 콘택(contact)을 형성시키고 상기 콘택 의 상부에 메탈라인패턴을 형성시킴으로써 상기 2개의 확산영역패턴은 전기적으로 연결될 수 있다.
도 6은 도 5에 도시된 액티브 확산영역의 상부에 게이트 층을 형성시킨 레이아웃을 나타낸다.
도 4에 도시된 확산영역패턴 및 상기 확산영역패턴의 상부에 형성된 게이트 층과 도 6에 도시된 확산영역패턴 및 상기 확산영역패턴의 상부에 형성된 게이트 층은, 상술한 바와 같이 제1영상신호변환회로 확산영역패턴(RD1) 및 제2영상신호변환회로 확산영역패턴(RD2)이 해당 포토다이오드들이 결합된 확산영역패턴과 분리되어 있다는 점 이외에는 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.
도 7은 본 발명에 따른 4T-2S 스텝 & 리피트 단위 셀을 정의하는 액티브 확산영역의 또 다른 일실시예이다.
도 7에 도시된 액티브 확산영역의 또 다른 일실시예는, 도 3에 도시된 확산영역패턴 중 제3포토다이오드(PD3)의 오른쪽 상부 모서리가 확장된 부분 및 제4포토다이오드(PD4)의 왼쪽 하부 모서리가 확장된 부분이 만나는 부분과 연결된 제2영상신호변환회로 확산영역패턴(RD2)의 위치가 왼쪽에서 오른쪽으로 바뀌었다는 점을 제외하고는 도 3에 도시된 일실시예와 동일하다.
도 8은 도 7에 도시된 액티브 확산영역의 상부에 게이트 층을 형성시킨 레이아웃을 나타낸다.
도 8을 참조하면, 제1포토다이오드(PD1)의 오른쪽 상부 모서리 및 제2포토다이오드(PD2)의 왼쪽 하부 모서리가 확장되어 서로 연결되어 있는데, 이 영역에 제1 포토다이오드(PD1)에서 검출된 전하를 전달하는 제1전달트랜지스터(M1) 및 제2포토다이오드(PD2)에서 검출된 전하를 전달하는 제2전달트랜지스터(M2)가 구현된다. 또한 제1영상신호변환회로 확산영역패턴(RD1)에는 제1리셋트랜지스터(M3), 제1변환트랜지스터(M4) 및 제1선택트랜지스터(M5)가 각각 구현된다.
제3포토다이오드(PD3)의 오른쪽 상부 모서리 및 제4포토다이오드(PD4)의 왼쪽 하부 모서리가 확장되어 서로 연결되어 있는데, 이 영역에 제3포토다이오드(PD3)에서 검출된 전하를 전달하는 제3전달트랜지스터(M11) 및 제4포토다이오드(PD4)에서 검출된 전하를 전달하는 제4전달트랜지스터(M12)가 구현된다. 또한 제2영상신호변환회로 확산영역패턴(RD2)에는 제2리셋트랜지스터(M13), 제2변환트랜지스터(M14) 및 제2선택트랜지스터(M15)가 각각 구현된다.
도 9는 본 발명에 따른 4T-2S 스텝 & 리피트 단위 셀을 정의하는 액티브 확산영역의 또 다른 일실시예이다.
도 9에 도시된 액티브 확산영역의 또 다른 일실시예는, 도 7에 도시된 확산영역패턴 중 제1영상신호변환회로 확산영역패턴(RD1)과 제2영상신호변환회로 확산영역패턴(RD2)이 해당 포토다이오드들이 결합된 확산영역패턴과 분리되어 있다는 점이다. 이 부분은 도 3 및 도 5에 도시된 실시 예들의 차이점을 이해하는 것과 동일하므로 설명은 생략한다.
도 10은 도 9에 도시된 액티브 확산영역의 상부에 게이트 층을 형성시킨 레이아웃을 나타낸다.
도 8에 도시된 확산영역패턴 및 상기 확산영역패턴의 상부에 형성된 게이트 층과 도 10에 도시된 확산영역패턴 및 상기 확산영역패턴의 상부에 형성된 게이트 층은, 상술한 바와 같이 제1영상신호변환회로 확산영역패턴(RD1) 및 제2영상신호변환회로 확산영역패턴(RD2)이 해당 포토다이오드들이 결합된 확산영역패턴과 분리되어 있다는 점 이외에는 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.
도 11은 도 3에 도시한 액티브 확산영역패턴에 구현된 4T-2S 스텝 & 리피트 단위 셀의 레이아웃이다.
도 11에 도시된 레이아웃을 참조하면, 제1포토다이오드(PD1)의 오른쪽 상부의 모서리 부분에는 제1전달트랜지스터(M1)가 구현되어 있고, 제2포토다이오드(PD2)의 왼쪽 하부 모서리 부분에는 제2전달트랜지스터(M2)가 구현되어 있다. 제1영상신호변환회로 확산영역패턴(RD1)에는 왼쪽에서부터 오른쪽으로 제1리셋트랜지스터(M3), 제1변환트랜지스터(M4) 및 제1선택트랜지스터(M5)가 차례로 구현되어 있다. 제1선택트랜지스터(M5)의 오른쪽 확산영역에서는 제1포토다이오드(PD1) 및 제2포토다이오드(PD2)에서 검출된 영상신호에 대응되는 전기신호가 출력된다.
제3포토다이오드(PD3)의 오른쪽 상부의 모서리 부분에는 제3전달트랜지스터(M11)가 구현되어 있고, 제4포토다이오드(PD4)의 왼쪽 하부 모서리 부분에는 제4전달트랜지스터(M12)가 구현되어 있다. 제2영상신호변환회로 확산영역패턴(RD2)에는 오른쪽으로부터 왼쪽으로 제2리셋트랜지스터(M13), 제2변환트랜지스터(M14) 및 제2선택트랜지스터(M15)가 차례로 구현되어 있다. 제2선택트랜지스터(M15)의 왼쪽 확산영역에서는 제3포토다이오드(PD) 및 제4포토다이오드(PD4)에서 검출된 영상신호에 대응되는 전기신호가 출력된다.
도 12는 도 5에 도시한 액티브 확산영역패턴에 구현된 4T-2S 스텝 & 리피트 단위 셀의 레이아웃이다.
도 13은 도 7에 도시한 액티브 확산영역패턴에 구현된 4T-2S 스텝 & 리피트 단위 셀의 레이아웃이다.
도 12 및 도 13에 도시된 레이아웃은 도 7에 대한 설명으로부터 용이하게 이해할 수 있으므로 설명은 생략한다.
도 11 내지 도 13에 도시된 레이아웃을 통해 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 4T-2S 스텝 & 리피트 단위 셀의 레이아웃은, 개구율을 향상시키기 위해 영상신호변환회로를 포토다이오드가 배열된 라인 사이에 구현시켰다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 4T-2S 스텝 & 리피트 단위 셀은 4개의 이미지센서 단위 셀을 하나로 결합하여 스텝 & 리피트 단위 셀로 정의하고, 정의된 단위 셀의 레이아웃 패턴을 최적화하였다.
이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 이라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
도 1은 4개의 트랜지스터를 구비하는 2개의 이미지센서회로와 이들을 결합한 4T-2S 스텝 & 리피트 단위 셀을 생성하는 과정을 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 4T-2S 스텝 & 리피트 단위 셀의 회로도이다.
도 3은 본 발명에 따른 4T-2S 스텝 & 리피트 단위 셀을 정의하는 액티브 확산영역의 일실시예이다.
도 4는 도 3에 도시된 액티브 확산영역의 상부에 게이트 층을 형성시킨 레이아웃을 나타낸다.
도 5는 본 발명에 따른 4T-2S 스텝 & 리피트 단위 셀을 정의하는 액티브 확산영역의 다른 일실시예이다.
도 6은 도 5에 도시된 액티브 확산영역의 상부에 게이트 층을 형성시킨 레이아웃을 나타낸다.
도 7은 본 발명에 따른 4T-2S 스텝 & 리피트 단위 셀을 정의하는 액티브 확산영역의 또 다른 일실시예이다.
도 8은 도 7에 도시된 액티브 확산영역의 상부에 게이트 층을 형성시킨 레이아웃을 나타낸다.
도 9는 본 발명에 따른 4T-2S 스텝 & 리피트 단위 셀을 정의하는 액티브 확산영역의 또 다른 일실시예이다.
도 10은 도 9에 도시된 액티브 확산영역의 상부에 게이트 층을 형성시킨 레이아웃을 나타낸다.
도 11은 도 3에 도시한 액티브 확산영역패턴에 구현된 4T-2S 스텝 & 리피트 단위 셀의 레이아웃이다.
도 12는 도 5에 도시한 액티브 확산영역패턴에 구현된 4T-2S 스텝 & 리피트 단위 셀의 레이아웃이다.
도 13은 도 7에 도시한 액티브 확산영역패턴에 구현된 4T-2S 스텝 & 리피트 단위 셀의 레이아웃이다.

Claims (12)

  1. 삭제
  2. 제1포토다이오드 확산영역패턴;
    상기 제1포토다이오드 확산영역패턴의 대각선 방향에 형성된 제2포토다이오드 확산영역패턴;
    상기 제1포토다이오드 확산영역패턴의 상부 및 상기 제2포토다이오드 확산영역패턴의 측면에 형성된 제3포토다이오드 확산영역패턴;
    상기 제3포토다이오드 확산영역패턴의 대각선 방향 및 상기 제2포토다이오드 확산영역패턴의 상부에 형성된 제4포토다이오드 확산영역패턴;
    상기 제1포토다이오드 확산영역패턴의 측면 및 상기 제2포토다이오드 확산영역패턴의 하부에 형성된 제1영상신호변환회로 확산영역패턴; 및
    상기 제3포토다이오드 확산영역패턴의 상부 및 상기 제4포토다이오드 확산영역패턴의 측면에 형성된 제2영상신호변환회로 확산영역패턴을 구비하고,
    상기 제1포토다이오드 확산영역패턴의 일부 모서리, 상기 제2포토다이오드 확산영역패턴의 일부 모서리 및 상기 제1영상신호변환회로 확산영역패턴의 모서리는 확장되어 서로 연결되며,
    상기 제3포토다이오드 확산영역패턴의 일부 모서리, 상기 제4포토다이오드 확산영역패턴의 일부 모서리 및 상기 제2영상신호변환회로 확산영역패턴의 일부 모서리는 확장되어 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 4T-2S 스텝 & 리피트 단위 셀.
  3. 제1포토다이오드 확산영역패턴;
    상기 제1포토다이오드 확산영역패턴의 대각선 방향에 형성된 제2포토다이오드 확산영역패턴;
    상기 제1포토다이오드 확산영역패턴의 상부 및 상기 제2포토다이오드 확산영역패턴의 측면에 형성된 제3포토다이오드 확산영역패턴;
    상기 제3포토다이오드 확산영역패턴의 대각선 방향 및 상기 제2포토다이오드 확산영역패턴의 상부에 형성된 제4포토다이오드 확산영역패턴;
    상기 제1포토다이오드 확산영역패턴의 측면 및 상기 제2포토다이오드 확산영역패턴의 하부에 형성된 제1영상신호변환회로 확산영역패턴; 및
    상기 제3포토다이오드 확산영역패턴의 상부 및 상기 제4포토다이오드 확산영역패턴의 측면에 형성된 제2영상신호변환회로 확산영역패턴을 구비하고,
    상기 제1포토다이오드 확산영역패턴의 일부 모서리 및 상기 제2포토다이오드 확산영역패턴의 일부 모서리는 확장되어 서로 연결되며,
    상기 제3포토다이오드 확산영역패턴의 일부 모서리 및 상기 제4포토다이오드 확산영역패턴의 일부 모서리는 확장되어 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 4T-2S 스텝 & 리피트 단위 셀.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1포토다이오드 확산영역패턴의 일부 모서리 및 상기 제2포토다이오드 확산영역패턴의 일부 모서리가 확장되어 연결된 공통 확산영역패턴은 상기 제1영상신호변환회로 확산영역패턴과 메탈라인을 통해 서로 연결되고,
    상기 제3포토다이오드 확산영역패턴의 일부 모서리 및 상기 제4포토다이오드 확산영역패턴의 일부 모서리가 확장되어 연결된 공통 확산영역패턴은 상기 제2영상신호변환회로 확산영역패턴과 메탈라인을 통해 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 4T-2S 스텝 & 리피트 단위 셀.
  5. 제1포토다이오드 확산영역패턴;
    상기 제1포토다이오드 확산영역패턴의 대각선 방향에 형성된 제2포토다이오드 확산영역패턴;
    상기 제1포토다이오드 확산영역패턴의 상부 및 상기 제2포토다이오드 확산영역패턴의 측면에 형성된 제3포토다이오드 확산영역패턴;
    상기 제3포토다이오드 확산영역패턴의 대각선 방향 및 상기 제2포토다이오드 확산영역패턴의 상부에 형성된 제4포토다이오드 확산영역패턴;
    상기 제1포토다이오드 확산영역패턴의 측면 및 상기 제2포토다이오드 확산영역패턴의 하부에 형성된 제1영상신호변환회로 확산영역패턴; 및
    상기 제3포토다이오드 확산영역패턴의 상부 및 상기 제4포토다이오드 확산영역패턴의 측면에 형성된 제2영상신호변환회로 확산영역패턴을 구비하고,
    상기 제1포토다이오드 확산영역패턴의 일부 모서리 및 상기 제2포토다이오드 확산영역패턴의 일부 모서리가 확장되어 서로 연결된 공통 확산영역패턴 중, 상기 제1포토다이오드 확산영역패턴의 상기 모서리 부분에 가까운 곳에는 제1전달트랜지스터가 구현되고 상기 제2포토다이오드 확산영역패턴의 상기 모서리 부분에 가까운 곳에는 제2전달트랜지스터가 구현되며,
    상기 제3포토다이오드 확산영역패턴의 일부 모서리 및 상기 제4포토다이오드 확산영역패턴의 일부 모서리가 확장되어 서로 연결된 공통 확산영역패턴 중, 상기 제3포토다이오드 확산영역패턴의 상기 모서리 부분에 가까운 곳에는 제3전달트랜지스터가 구현되고 상기 제4포토다이오드 확산영역패턴의 상기 모서리 부분에 가까운 곳에는 제4전달트랜지스터가 구현되는 것을 특징으로 하는 4T-2S 스텝 & 리피트 단위 셀.
  6. 삭제
  7. 제1포토다이오드 확산영역패턴;
    상기 제1포토다이오드 확산영역패턴의 대각선 방향에 형성된 제2포토다이오드 확산영역패턴;
    상기 제1포토다이오드 확산영역패턴의 상부 및 상기 제2포토다이오드 확산영역패턴의 측면에 형성된 제3포토다이오드 확산영역패턴;
    상기 제3포토다이오드 확산영역패턴의 대각선 방향 및 상기 제2포토다이오드 확산영역패턴의 상부에 형성된 제4포토다이오드 확산영역패턴;
    상기 제1포토다이오드 확산영역패턴의 측면 및 상기 제2포토다이오드 확산영역패턴의 하부에 형성된 제1영상신호변환회로 확산영역패턴; 및
    상기 제3포토다이오드 확산영역패턴의 측면, 상기 제4포토다이오드 확산영역패턴의 하부 및 상기 제2포토다이오드 확산영역패턴의 상부에 형성된 제2영상신호변환회로 확산영역패턴을 구비하는 것을 특징으로 하는 4T-2S 스텝 & 리피트 단위 셀.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1포토다이오드 확산영역패턴의 일부 모서리, 상기 제2포토다이오드 확산영역패턴의 일부 모서리 및 상기 제1영상신호변환회로 확산영역패턴의 모서리는 확장되어 서로 연결되며,
    상기 제3포토다이오드 확산영역패턴의 일부 모서리, 상기 제4포토다이오드 확산영역패턴의 일부 모서리 및 상기 제2영상신호변환회로 확산영역패턴의 일부 모서리는 확장되어 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 4T-2S 스텝 & 리피트 단위 셀.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제1포토다이오드 확산영역패턴의 일부 모서리 및 상기 제2포토다이오드 확산영역패턴의 일부 모서리는 확장되어 서로 연결되며,
    상기 제3포토다이오드 확산영역패턴의 일부 모서리 및 상기 제4포토다이오드 확산영역패턴의 일부 모서리는 확장되어 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 4T-2S 스텝 & 리피트 단위 셀.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1포토다이오드 확산영역패턴의 일부 모서리 및 상기 제2포토다이오드 확산영역패턴의 일부 모서리가 확장되어 연결된 공통 확산영역패턴은 상기 제1영상신호변환회로 확산영역패턴과 메탈라인을 통해 서로 연결되고,
    상기 제3포토다이오드 확산영역패턴의 일부 모서리 및 상기 제4포토다이오드 확산영역패턴의 일부 모서리가 확장되어 연결된 공통 확산영역패턴은 상기 제2영상신호변환회로 확산영역패턴과 메탈라인을 통해 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 4T-2S 스텝 & 리피트 단위 셀.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 제1포토다이오드 확산영역패턴의 일부 모서리 및 상기 제2포토다이오드 확산영역패턴의 일부 모서리가 확장되어 서로 연결된 공통 확산영역패턴 중, 상기 제1포토다이오드 확산영역패턴의 상기 모서리 부분에 가까운 곳에는 제1전달트랜지스터가 구현되고 상기 제2포토다이오드 확산영역패턴의 상기 모서리 부분에 가까운 곳에는 제2전달트랜지스터가 구현되며,
    상기 제3포토다이오드 확산영역패턴의 일부 모서리 및 상기 제4포토다이오드 확산영역패턴의 일부 모서리가 확장되어 서로 연결된 공통 확산영역패턴 중, 상기 제3포토다이오드 확산영역패턴의 상기 모서리 부분에 가까운 곳에는 제3전달트랜지스터가 구현되고 상기 제4포토다이오드 확산영역패턴의 상기 모서리 부분에 가까운 곳에는 제4전달트랜지스터가 구현되는 것을 특징으로 하는 4T-2S 스텝 & 리피트 단위 셀.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 제1영상신호변환회로 확산영역패턴에는 제1리셋트랜지스터, 제1변환트랜지스터 및 제1선택트랜지스터가 구현되고,
    상기 제2영상신호변환회로 확산영영패턴에는 제2리셋트랜지스터, 제2변환트랜지스터 및 제2선택트랜지스터가 구현되는 것을 특징으로 하는 4T-2S 스텝 & 리피트 단위 셀.
KR1020070108634A 2007-10-29 2007-10-29 4ｔ－2ｓ 스텝 ＆ 리피트 단위 셀 KR100853194B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070108634A KR100853194B1 (ko) 2007-10-29 2007-10-29 4ｔ－2ｓ 스텝 ＆ 리피트 단위 셀
PCT/KR2008/006337 WO2009057924A2 (en) 2007-10-29 2008-10-28 4t-2s step & repeat unit pixel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070108634A KR100853194B1 (ko) 2007-10-29 2007-10-29 4ｔ－2ｓ 스텝 ＆ 리피트 단위 셀

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100853194B1 true KR100853194B1 (ko) 2008-08-21

Family

ID=39878264

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070108634A KR100853194B1 (ko) 2007-10-29 2007-10-29 4ｔ－2ｓ 스텝 ＆ 리피트 단위 셀

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR100853194B1 (ko)
WO (1) WO2009057924A2 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190047413A (ko) * 2017-10-27 2019-05-08 에스케이하이닉스 주식회사 N-형 포토다이오드 및 p-형 포토다이오드를 가진 이미지 센서

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990084630A (ko) * 1998-05-08 1999-12-06 김영환 씨모스 이미지 센서 및 그 구동 방법
KR20020058454A (ko) * 2000-12-30 2002-07-12 박종섭 게이트 전극 하부에 접지와 연결되는 더미 전도막 패턴을구비하는 이미지 센서
KR101003246B1 (ko) * 2004-04-28 2010-12-21 크로스텍 캐피탈, 엘엘씨 Ｃｍｏｓ 이미지센서
KR100772892B1 (ko) * 2006-01-13 2007-11-05 삼성전자주식회사 플로팅 확산 영역의 커패시턴스를 제어할 수 있는 공유픽셀형 이미지 센서

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190047413A (ko) * 2017-10-27 2019-05-08 에스케이하이닉스 주식회사 N-형 포토다이오드 및 p-형 포토다이오드를 가진 이미지 센서
KR102442444B1 (ko) 2017-10-27 2022-09-14 에스케이하이닉스 주식회사 N-형 포토다이오드 및 p-형 포토다이오드를 가진 이미지 센서

Also Published As

Publication number Publication date
WO2009057924A3 (en) 2009-07-02
WO2009057924A2 (en) 2009-05-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7191145B2 (ja) 光電変換装置、積層用基板及びカメラ
JP4631723B2 (ja) 固体撮像装置
CN104425535B (zh) 固态成像装置、固态成像装置的制造方法和电子设备
KR100598015B1 (ko) 공유 구조 상보성 금속 산화막 반도체 액티브 픽셀 센서어레이의 레이 아웃
US9257472B2 (en) Solid-state imaging device, camera, and design method for solid-state imaging device
CN101615621B (zh) 固体摄像装置和电子装置
JP4721380B2 (ja) 固体撮像装置および撮像システム
KR100858033B1 (ko) 4ｔ－4ｓ 스텝 ＆ 리피트 단위픽셀 및 상기 단위픽셀을구비하는 이미지센서
JP5709418B2 (ja) 固体撮像装置
KR102060843B1 (ko) 고체 촬상 소자 및 전자 기기
CN102856334B (zh) 固体摄像装置、固体摄像装置的制造方法和电子设备
CN106463457A (zh) 具有浮动扩散部互连部电容器的图像传感器
JP2014526136A (ja) 混合マルチスペクトル感光画素グループ
CN102792445A (zh) 固体摄像装置以及照相机
CN110061026B (zh) 具有共享结构像素布局的图像传感器
KR101534544B1 (ko) 에피 층을 갖는 픽셀 셀을 구비한 이미지 센서, 이를 포함하는 시스템, 및 픽셀 셀 형성 방법
KR20150063365A (ko) Cmos 이미지센서 컬럼 공유 화소유닛 및 화소 어레이
CN110034147A (zh) 具有背对背布局设计结构的图像传感器
KR102114343B1 (ko) 센싱 픽셀 및 이를 포함하는 이미지 센서
JP5313550B2 (ja) 固体撮像装置
KR100853194B1 (ko) 4ｔ－2ｓ 스텝 ＆ 리피트 단위 셀
CN115207006A (zh) 用于图像传感器的具有垂直栅极结构的双浮动扩散晶体管
JP2023178357A (ja) 固体撮像素子および電子機器
JP5911767B2 (ja) 固体撮像装置
KR100755674B1 (ko) 이미지 센서 및 그 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
J201 Request for trial against refusal decision
AMND Amendment
B701 Decision to grant
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120810

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130812

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150701

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160627

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170724

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180725

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190724

Year of fee payment: 12