專利名稱：固態(tài)圖像傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在像素之間包括共用元件的固態(tài)圖像傳感器。
背量技術(shù)使用半導(dǎo)體的固態(tài)成像器件被大致分成CCD和基于CMOS的圖像傳感器。
CMOS圖像傳感器一般具有所謂的3-Tr APS(有源像素傳感器)的結(jié)構(gòu)，其包括將光信號轉(zhuǎn)換成電信號的光敏二極管(PD)、使光敏二極管復(fù)位的復(fù)位晶體管(RST)、將光敏二極管的信號電荷轉(zhuǎn)換成電壓以用電壓來輸出信號電荷的源極跟隨器晶體管(SF-Tr)、以及連接/選擇像素和信號線的選擇晶體管(Select)。
一般認(rèn)為包括3-Tr-像素的固態(tài)圖像傳感器易受由熱噪聲引起的噪聲(kTC噪聲)的影響。人們提出了稱為4-Tr-像素的結(jié)構(gòu)，其還可以去除kTC噪聲。包括4-Tr-像素的固態(tài)圖像傳感器具有這樣的結(jié)構(gòu)，其還包括在上述復(fù)位晶體管和光敏二極管之間的轉(zhuǎn)移晶體管(轉(zhuǎn)移柵極)，并且在復(fù)位晶體管和轉(zhuǎn)移晶體管之間的N型擴(kuò)散層(FD浮動擴(kuò)散(FloatingDiffusion))被連接到源極跟隨器晶體管的柵極。
包括上述4-Tr-像素的固態(tài)圖像傳感器每個像素單元需要4個晶體管和1個光敏二極管，并且固態(tài)圖像傳感器具有如此之多的元部件。光敏二極管在像素中就具有相應(yīng)減小的占用面積。從這一點(diǎn)看，建議在相鄰像素之間共用元部件。
到目前為止已經(jīng)報導(dǎo)了各種布局，用于使得在相鄰像素之間共用的、包括復(fù)位晶體管、選擇晶體管和源極跟隨器晶體管的讀取晶體管部分(參考例如日本公開未審查專利申請No.2000-232216、日本公開未審查專利申請No.平11-126895(1999)、日本公開未審查專利申請No.平10-256521(1998)、日本公開未審查專利申請No.平10-150182(1998)、日本公開未審查專利申請No.2001-298177)。
使得在相鄰像素之間共用讀取晶體管部分減少了1個像素的元件數(shù)量，并且可以增大光敏二極管的占用面積。
但是，所提出的在相鄰像素之間共用讀取晶體管部分的像素布局，導(dǎo)致在光敏性和電荷轉(zhuǎn)移特性中變化很大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供一種固態(tài)圖像傳感器，其可以確保光敏二極管的足夠面積，并且可以使得像素之間的光敏性和電荷轉(zhuǎn)移特性均一。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種固態(tài)圖像傳感器，其包括沿行向和列向布置成矩陣的多個像素，所述多個像素中的每一個包括光電轉(zhuǎn)換器；第一晶體管，用于轉(zhuǎn)移在所述光電轉(zhuǎn)換器中產(chǎn)生的信號電荷；雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域，用于存儲經(jīng)由所述第一晶體管從所述光電轉(zhuǎn)換器輸出的所述信號電荷；第二晶體管，用于基于存儲在所述雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域中的所述信號電荷來輸出信號；第三晶體管，用于將所述第二晶體管的輸入端子復(fù)位；和第四晶體管，用于讀出由所述第二晶體管輸出的所述信號，第n行中所述像素中的第一像素的所述第二晶體管和第n+1行中所述像素中的第二像素的所述第二晶體管被共用，所述第一像素的所述第三晶體管和所述第二像素的所述第三晶體管被共用，所述第一像素的所述第四晶體管和所述第二像素的所述第四晶體管被共用，所述第一像素的所述第一晶體管和所述第二像素的所述第一晶體管被形成在分別位于相對于所述第一像素的所述光電轉(zhuǎn)換器和所述第二像素的所述光電轉(zhuǎn)換器沿所述列向的相同側(cè)的區(qū)域中，并且被共用的所述第二晶體管、被共用的所述第三晶體管和被共用的所述第四晶體管中的至少一個被形成在位于相對于所述第一像素的所述光電轉(zhuǎn)換器和所述第二像素的所述光電轉(zhuǎn)換器沿所述行向的一側(cè)的區(qū)域中。
根據(jù)本發(fā)明，其中在第n行的像素和第n+1行的像素之間共用源極跟隨器晶體管、復(fù)位晶體管和選擇晶體管的包括4-Tr-像素的固態(tài)圖像傳感器中，在分別位于相對于第n行的像素的光敏二極管和第n+1行的像素的光敏二極管沿列向相同側(cè)的區(qū)域中形成第n行的像素的轉(zhuǎn)移晶體管和第n+1行的像素的轉(zhuǎn)移晶體管，并且在位于相對于第n行的像素的光敏二極管和第n+1行的像素的光敏二極管沿行向的一側(cè)的區(qū)域中形成被共用的源極跟隨器晶體管、被共用的復(fù)位晶體管和被共用的選擇晶體管中至少之一，由此可以確保光敏二極管的足夠面積，并且可以使得像素之間的光敏性和電荷轉(zhuǎn)移特性均一。
根據(jù)本發(fā)明，形成光敏二極管的有源區(qū)域沿行向的寬度和在轉(zhuǎn)移晶體管的柵電極之下的有源區(qū)域沿行向的寬度基本相同，由此從光敏二極管到浮動擴(kuò)散的電荷轉(zhuǎn)移可以非常高效。
根據(jù)本發(fā)明，在除沿列向相鄰的光敏二極管之間的區(qū)域之外的區(qū)域中形成接觸插頭，由此光敏二極管的長度沿列向可以較大，并且每1個像素的光接收量可以較大。
根據(jù)本發(fā)明，形成在像素之上的金屬互連層可以在像素之間幾乎相同地遮光，由此光接收特性在像素之間可以均一。


圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器的電路圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器的俯視圖，示出了其結(jié)構(gòu)(部分1)。
圖3是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器的俯視圖，示出了其結(jié)構(gòu)(部分2)。
圖4是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器的俯視圖，示出了其結(jié)構(gòu)(部分3)。
圖5是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器的俯視圖，其示出了硅化的像素陣列部分的有源區(qū)域和柵極互連的布局。
圖6A和6B是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器在制造其的方法的步驟中的剖視圖，其示出了該方法(部分1)。
圖7A和7B是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器在制造其的方法的步驟中的剖視圖，其示出了該方法(部分2)。
圖8A和8B是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器在制造其的方法的步驟中的剖視圖，其示出了該方法(部分3)。
圖9是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器在制造其的方法的步驟中的剖視圖，其示出了該方法(部分4)。
圖10是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器在制造其的方法的步驟中的剖視圖，其示出了該方法(部分5)。
圖11是根據(jù)第二實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器的俯視圖，示出了其結(jié)構(gòu)(部分1)。
圖12是根據(jù)第二實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器的俯視圖，示出了其結(jié)構(gòu)(部分2)。
圖13是根據(jù)第二實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器的俯視圖，示出了其結(jié)構(gòu)(部分3)。
圖14是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器在制造其的方法的步驟中的剖視圖，其示出了該方法(部分1)。
圖15是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器在制造其的方法的步驟中的剖視圖，其示出了該方法(部分2)。
圖16是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器在制造其的方法的步驟中的剖視圖，其示出了該方法(部分3)。
圖17是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的一個改進(jìn)的固態(tài)圖像傳感器的剖視圖，示出了其結(jié)構(gòu)。
圖18是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器的俯視圖，示出了其結(jié)構(gòu)。
圖19是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的一個改進(jìn)的固態(tài)圖像傳感器的俯視圖，示出了其結(jié)構(gòu)。
圖20是根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器的俯視圖，示出了其結(jié)構(gòu)。
圖21是根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的一個改進(jìn)的固態(tài)圖像傳感器的俯視圖，示出了其結(jié)構(gòu)。
圖22是根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器的俯視圖，示出了其結(jié)構(gòu)。
圖23是根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器的剖視圖，示出了其結(jié)構(gòu)。
圖24是根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器的俯視圖，示出了其結(jié)構(gòu)(部分1)。
圖25是根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器的俯視圖，示出了其結(jié)構(gòu)(部分2)。
圖26是根據(jù)本發(fā)明第七實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器的俯視圖，示出了其結(jié)構(gòu)(部分1)。
圖27是根據(jù)本發(fā)明第七實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器的俯視圖，示出了其結(jié)構(gòu)(部分2)。
圖28是根據(jù)本發(fā)明第七實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器的俯視圖，示出了其結(jié)構(gòu)(部分3)。
圖29是根據(jù)本發(fā)明第七實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器的俯視圖，示出了其結(jié)構(gòu)(部分4)。
圖30是包括未共用元件的4-Tr-像素的固態(tài)圖像傳感器的電路圖。
具體實(shí)施方式
[包括未共用元件的4-Tr-像素的固態(tài)圖像傳感器]在解釋根據(jù)本發(fā)明的固態(tài)圖像傳感器之前，將參考圖30解釋包括未共用元件的4-Tr-像素的固態(tài)圖像傳感器。圖30是包括未共用元件的4-Tr-像素的固態(tài)圖像傳感器的電路圖。在圖30中，用2×2像素單元來代表像素陣列部分100。
每個像素包括光敏二極管PD、轉(zhuǎn)移晶體管TG、復(fù)位晶體管RST、源極跟隨器晶體管SF-Tr、以及選擇晶體管Select。
光敏二極管PD的陰極端子連接到轉(zhuǎn)移晶體管TG的源極端子。光敏二極管PD的陽極端子接地。復(fù)位晶體管RST的源極端子和源極跟隨器晶體管SF-Tr的柵極端子連接到轉(zhuǎn)移晶體管TG的漏極端子。存儲從光敏二極管PD轉(zhuǎn)移來的電荷的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域，在用于復(fù)位晶體管RST的源極端子和源極跟隨器晶體管SF-Tr的柵極端子所連接到的轉(zhuǎn)移晶體管TG的漏極端子的區(qū)域中。雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域?qū)⒃谝韵卤环Q為浮動擴(kuò)散FD。源極跟隨器晶體管SF-Tr的源極端子連接到選擇晶體管Select的漏極端子。
沿行向彼此相鄰的各個像素連接到共用地連接轉(zhuǎn)移晶體管TG的柵極端子的轉(zhuǎn)移柵極(TG)線、共用地連接復(fù)位晶體管RST的柵極端子的復(fù)位(RST)線、和共用地連接選擇晶體管Select的柵極端子的選擇(Select)線。
沿列向彼此相鄰的各個像素連接到共用地連接選擇晶體管Select的源極端子的信號讀取線、和共用地連接復(fù)位晶體管RST的漏極端子的VR(復(fù)位電壓)線。
TG線、RST線和Selcet線連接到行選擇電路102。信號讀取線連接到信號讀取/噪聲補(bǔ)償電路104。信號讀取/噪聲補(bǔ)償電路104連接到包括為各列設(shè)置的AD轉(zhuǎn)換器和放大器的AMP/ADC單元106。VR線連接到電壓基本上是電源電壓的電力源，或者連接到其電壓在芯片中降低的電力源。
本發(fā)明允許上述包括4-Tr-像素的固態(tài)圖像傳感器確保足夠的面積用于光敏二極管，并允許實(shí)現(xiàn)像素間均一的光敏性、電荷轉(zhuǎn)移特性等等。下面將具體解釋根據(jù)本發(fā)明的固態(tài)圖像傳感器。
將參考圖1至10解釋根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器。圖1是根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器的電路圖。圖2至5是根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器的俯視圖，示出了其結(jié)構(gòu)。圖6A-6B至10是根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器在用于制造其的方法的步驟中的剖視圖，其示出了該方法。
首先，將參考圖1至5解釋根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器的結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器是包括在像素之間共用了元件的4-Tr-像素的固態(tài)圖像傳感器。也就是說，在根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器中，將每個都包括光敏二極管PD和轉(zhuǎn)移晶體管TG的多個像素布置成矩陣，并且在沿列向彼此相鄰的像素之間共用讀取晶體管部分，其中轉(zhuǎn)移晶體管TG轉(zhuǎn)移在光敏二極管中所生成的信號電荷。每個讀取晶體管部分包括源極跟隨器晶體管SF-Tr、復(fù)位晶體管RST和選擇晶體管Select。源極跟隨器晶體管SF-Tr將由轉(zhuǎn)移晶體管TG所轉(zhuǎn)移的信號電荷轉(zhuǎn)換成電壓，以用電壓來輸出信號電荷。復(fù)位晶體管RST將源極跟隨器晶體管SF-Tr的輸入端復(fù)位。選擇晶體管Select讀取由源極跟隨器晶體管SF-Tr輸出的信號。
首先，將參考圖1解釋根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器的電路。在圖1中，用2×2像素單元來代表像素陣列部分10。
在沿列向彼此相鄰的像素中，位于第n行的像素Pn包括光敏二極管PD1和轉(zhuǎn)移晶體管TG1。位于第n+1行的像素Pn+1包括光敏二極管PD2和轉(zhuǎn)移晶體管TG2。如上所述，像素Pn、Pn+1各個都包括光敏二極管PD和轉(zhuǎn)移晶體管TG，但沿列向彼此相鄰的像素Pn、Pn+1包括在沿列向彼此相鄰的像素Pn、Pn+1之間共用的一組讀取晶體管部分(復(fù)位晶體管RST、選擇晶體管Select和源極跟隨器晶體管SF-Tr)。
位于第n行的像素Pn的光敏二極管PD1的陰極端子連接到轉(zhuǎn)移晶體管TG1的源極端子。光敏二極管PD1的陽極端子接地。轉(zhuǎn)移晶體管TG1的漏極端子連接到復(fù)位晶體管RST的源極端子和源極跟隨器晶體管SF-Tr的柵極端子。存儲從光敏二極管PD1轉(zhuǎn)移來的電荷的浮動擴(kuò)散FD1，處在用于復(fù)位晶體管RST的源極端子和源極跟隨器晶體管SF-Tr的柵極端子所連接到的轉(zhuǎn)移晶體管TG1的漏極端子的區(qū)域中。源極跟隨器晶體管SF-Tr的源極端子連接到選擇晶體管Select的漏極端子。
位于第n+1行的像素Pn+1的光敏二極管PD2的陰極端子連接到轉(zhuǎn)移晶體管TG2的源極端子。光敏二極管PD2的陽極端子接地。轉(zhuǎn)移晶體管TG2的漏極端子連接到復(fù)位晶體管RST的源極端子和源極跟隨器晶體管SF-Tr的柵極端子。存儲從光敏二極管PD2轉(zhuǎn)移來的電荷的浮動擴(kuò)散FD2，處在用于復(fù)位晶體管RST的源極端子和源極跟隨器晶體管SF-Tr的柵極端子所連接到的轉(zhuǎn)移晶體管TG2的漏極端子的區(qū)域中。浮動擴(kuò)散FD2通過互連而連接到浮動擴(kuò)散FD1。
沿行向彼此相鄰的像素連接到共用地連接共用復(fù)位晶體管RST的柵極端子的復(fù)位(RST)線。沿行向彼此相鄰的像素連接到共用地連接位于第n行的像素Pn的轉(zhuǎn)移晶體管TG1的柵極端子的轉(zhuǎn)移柵極(TG)線(TG1線)。沿行向彼此相鄰的像素連接到共用地連接位于第n+1行的像素Pn+1的轉(zhuǎn)移晶體管TG2的柵極端子的TG線(TG2線)。
沿列向彼此相鄰的像素連接到共用地連接共用選擇晶體管Select的源極端子的信號讀取線。沿列向彼此相鄰的像素連接到共用地連接共用復(fù)位晶體管RST的漏極端子和共用源極跟隨器晶體管SF-Tr的漏極端子的復(fù)位電壓(VR)線。
RST線、Selcet線、TG1線和TG2線被分別連接到行選擇電路12。信號讀取線連接到信號讀取/噪聲補(bǔ)償電路14。信號讀取/噪聲補(bǔ)償電路14連接到包括為各列設(shè)置的AD轉(zhuǎn)換器和放大器的AMP/ADC單元16。VR線連接到電壓基本上是電源電壓的電力源，或者連接到其電壓在芯片中降低的電力源。
如上所述，在根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器中，沿列向彼此相鄰的像素Pn、Pn+1共同包括一個共用讀取晶體管部分(復(fù)位晶體管RST、選擇晶體管Select和源極跟隨器晶體管SF-Tr)。在圖1所示的電路圖中，共用讀取晶體管部分用點(diǎn)劃線圍出來。
接著，將參考圖2至5解釋根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器的結(jié)構(gòu)。圖2是根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器的像素陣列部分的俯視圖，示出了其有源區(qū)域和柵極互連的布局。圖3是根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器的像素陣列部分的俯視圖，示出了其第一金屬互連層的布局。圖4是根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器的像素陣列部分的俯視圖，示出了其第二金屬互連層的布局。圖5是根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器的像素陣列部分的俯視圖，示出了具有硅化了的指定區(qū)域的有源區(qū)域和柵極互連的布局。
在圖2至4中，在像素陣列部分10中布置成矩陣的多個基本呈正方形的像素中，圖示了共2組4個像素，即在第m列沿列向彼此相鄰、并位于第n行和第n+1行的一組像素Pn、Pn+1(其中像素Pn、Pn+1具有共用讀取晶體管部分)，以及在第m+1列沿列向彼此相鄰、并位于第n行和第n+1行的像素組Pn、Pn+1(其中像素Pn、Pn+1具有共用讀取晶體管部分)。在實(shí)際的像素陣列部分10中，沿列向彼此相鄰、具有共用讀取晶體管部分的像素組Pn、Pn+1被布置成沿行向有1個像素的間距，沿列向有2個像素的間距。
如圖2所示，由硅襯底18上的元件隔離區(qū)域20限定出有源區(qū)域22a～22d。沿列向彼此相鄰、具有共用讀取晶體管部分的像素Pn、Pn+1的有源區(qū)域22包括后面將描述的PD1/TG1/FD1區(qū)域22a、PD2/TG2/FD2區(qū)域22b、Select/SF-Tr區(qū)域22c和RST區(qū)域22d。PD1/TG1/FD1區(qū)域22a和RST區(qū)域22d彼此連成一體。
位于第n行的像素Pn具有設(shè)置了光敏二極管PD1、轉(zhuǎn)移晶體管TG1和浮動擴(kuò)散FD1的PD1/TG1/FD1區(qū)域22a，該區(qū)域22a包括沿列向拉長的寬矩形區(qū)域、和與該寬矩形區(qū)域相連并從該寬矩形區(qū)域與列向平行的一邊突出的突出區(qū)域。
位于第n+1行的像素Pn+1具有設(shè)置了光敏二極管PD2、轉(zhuǎn)移晶體管TG2和浮動擴(kuò)散FD2的PD2/TG2/FD2區(qū)域22b，該區(qū)域22b包括沿列向拉長的寬矩形區(qū)域、和與該寬矩形區(qū)域相連并從該寬矩形區(qū)域與列向平行的一邊突出的突出區(qū)域。
位于第n行的像素Pn具有Select/SF-Tr區(qū)域22c，在該區(qū)域22c處形成共用讀取晶體管部分的選擇晶體管Select和源極跟隨器晶體管SF-Tr。Select/SF-Tr區(qū)域22c位于像素Pn與列向平行的一邊的與PD1/TG1/FD1區(qū)域22a相對的一側(cè)。Select/SF-Tr區(qū)域22c呈沿列向更長的矩形形狀。
位于第n+1行的像素Pn+1具有RST區(qū)域22d，在該區(qū)域22d處設(shè)有共用讀取晶體管部分的復(fù)位晶體管RST。RST區(qū)域22d位于像素Pn+1與列向平行的一邊的與PD2/TG2/FD2區(qū)域22b相對的一側(cè)。RST區(qū)域22d與設(shè)于第n行的像素Pn中的PD1/TG1/FD1區(qū)域22a的突出區(qū)域相連，并呈沿列向更長的矩形形狀。
PD1/TG1/FD1區(qū)域22a和PD2/TG2/FD2區(qū)域22b具有基本相同的寬矩形形狀。PD1/TG1/FD1區(qū)域22a在像素Pn中的位置和PD2/TG2/FD2區(qū)域22b在像素Pn+1中的位置基本相同。也就是說，PD1/TG1/FD1區(qū)域22a和PD2/TG2/FD2區(qū)域22b基本上沿列向被彼此間隔開1個像素的間距。
Select/SF-Tr區(qū)域22c和RST區(qū)域22d相對于PD1/TG1/FD1區(qū)域22a和PD2/TG2/FD2區(qū)域22b位于沿行向的相同側(cè)。
在位于第n行的像素Pn的PD1/TG1/FD1區(qū)域22a的寬矩形區(qū)域中形成光敏二極管PD1。從圖中看在PD1/TG1/FD1區(qū)域22a的光敏二極管PD1的下端附近，形成轉(zhuǎn)移晶體管TG1的柵電極24TG1，以沿行向跨接PD1/TG1/FD1區(qū)域22a。光敏二極管PD1的埋入N型擴(kuò)散層26PD1的端部，位于柵電極24TG1在光敏二極管PD1側(cè)的端部之下。
在位于第n+1行的像素Pn+1的PD2/TG2/FD2區(qū)域22b的寬矩形區(qū)域中形成光敏二極管PD2。從圖中看在PD2/TG2/FD2區(qū)域22b的光敏二極管PD2的下端附近，形成轉(zhuǎn)移晶體管TG2的柵電極24TG2，以沿行向跨接PD2/TG2/FD2區(qū)域22b。光敏二極管PD2的埋入N型擴(kuò)散層26PD2的端部，位于柵電極24TG2在光敏二極管PD2側(cè)的端部之下。
光敏二極管PD1和光敏二極管PD2具有基本上相同的形狀。柵電極24TG1和柵電極24TG2具有基本上相同的形狀。另外，柵電極24TG1相對于光敏二極管PD1的位置關(guān)系和柵電極24TG2相對于光敏二極管PD2的位置關(guān)系基本上相同。也就是說，光敏二極管PD1和光敏二極管PD2基本上沿列向被彼此間隔開1個像素的間距，并且柵電極24TG1和柵電極24TG2基本上沿列向被彼此間隔開1個像素的間距。光敏二極管PD1的埋入N型擴(kuò)散層26PD1與柵電極24TG1之間的重疊，和光敏二極管PD2的埋入N型擴(kuò)散層26PD2與柵電極24TG2之間的重疊基本上相同。也就是說，埋入N型擴(kuò)散層26PD1直接處在柵電極24TG1的端部之下的部分的面積，和埋入N型擴(kuò)散層26PD2直接處在柵電極24TG2的端部之下的部分的面積基本上相同。
對于柵電極24TG1、柵電極24TG2的形狀，至少在光敏二極管PD1的平行于列向的一條邊及其另一條邊之間和在光敏二極管PD2的平行于列向的一條邊及其另一條邊之間，柵電極24TG1、柵電極24TG2的形狀是基本上相同的。換言之，至少像素Pn的柵電極24TG1在沿列向彼此相鄰的光敏二極管PD1和光敏二極管PD2之間的部分的形狀，和像素Pn+1的柵電極24TG2在沿列向彼此相鄰的光敏二極管PD2和光敏二極管PD1之間的部分的形狀是基本上相同的。
在位于第n行的像素Pn的Select/SF-Tr區(qū)域22c之上，從第n行向著第n+1行順序形成選擇晶體管Select的柵電極24Select和源極跟隨器晶體管SF-Tr的柵電極24SF-Tr，以沿行向跨接Select/SF-Tr區(qū)域22c。
在第n+1行的像素Pn+1的RST區(qū)域22d之上，形成復(fù)位晶體管RST的柵電極24RST，以沿行向跨接RST區(qū)域22d。
這樣，就在第m列中的光敏二極管PD1、PD2和第m+1列中的光敏二極管PD1、PD2之間的區(qū)域中形成了第m列中沿列向相鄰的像素Pn、Pn+1的共用讀取晶體管部分(選擇晶體管Select、源極跟隨器晶體管SF-Tr和復(fù)位晶體管RST)。
在PD1/TG1/FD1區(qū)域22a和RST區(qū)域22d位于柵電極24TG1和柵電極24RST之間的部分處形成浮動擴(kuò)散FD1。
在PD2/TG2/FD2區(qū)域22b位于柵電極24TG2和設(shè)于PD2/TG2/FD2區(qū)域22b的突出區(qū)域中的接觸部分25d之間的部分中形成浮動擴(kuò)散FD2。后面將解釋的用于將浮動擴(kuò)散FD1和浮動擴(kuò)散FD2彼此電連接的FD-SF互連36c(參見圖4)，經(jīng)由接觸插頭30j、引線互連(中繼互連)32j(參見圖3)和接觸插頭34f(參見圖4)而電連接到接觸部分25d。
這樣，就至少在相對于轉(zhuǎn)移晶體管TG1的柵電極24TG1和轉(zhuǎn)移晶體管TG2的柵電極24TG2沿列向位于相同側(cè)的區(qū)域中分別形成了浮動擴(kuò)散FD1和浮動擴(kuò)散FD2。
如圖3所示，第一金屬互連層32包括經(jīng)由接觸插頭30a電連接到柵電極24Select的Selcet線32a、經(jīng)由接觸插頭30b電連接到柵電極24TG1的TG線(TG1線)32b、經(jīng)由接觸插頭30c電連接到柵電極24RST的RST線32c、和經(jīng)由接觸插頭30d電連接到柵電極24TG2的TG線(TG2線)32d。第一金屬互連層32還包括經(jīng)由接觸插頭30e電連接到選擇晶體管Select的源極區(qū)域的引線互連32e、經(jīng)由接觸插頭30f電連接到柵電極24SF-Tr的引線互連32f、經(jīng)由接觸插頭30g電連接到源極跟隨器晶體管SF-Tr的漏極區(qū)域的引線互連32g、經(jīng)由接觸插頭30h電連接到浮動擴(kuò)散FD1的引線互連32h、經(jīng)由接觸插頭30i電連接到復(fù)位晶體管RST的漏極區(qū)域的引線互連32i、和經(jīng)由接觸插頭30j電連接到浮動擴(kuò)散FD2的引線互連32j。
Select線32a沿行向曲折延伸，以避開光敏二極管PD1。也就是說，在光敏二極管PD1附近，Select線32a以距離光敏二極管PD1的邊指定間隔來沿著光敏二極管PD1的邊延伸。
RST線32c沿行向曲折延伸，以避開光敏二極管PD2。也就是說，在光敏二極管PD2附近，RST線32c以距離光敏二極管PD2的邊指定間隔來沿著光敏二極管PD2的邊延伸。沿著光敏二極管PD2的邊延伸的RST線32c與光敏二極管PD2的邊之間的間隔，基本上等于沿著光敏二極管PD1的邊延伸的Select線32a與光敏二極管PD1的邊之間的間隔。RST線32c對著光敏二極管PD2的部分的長度基本上等于Select線32a對著光敏二極管PD1的部分的長度。
電連接到柵電極24TG1的TG1線32b沿行向延伸。TG1線32b具有向著光敏二極管PD1寬度增大的加寬部分33b。加寬部分33b以指定間隔對著光敏二極管PD1的邊。
類似地，電連接到柵電極24TG2的TG2線32d沿行向延伸。TG2線32d具有向著光敏二極管PD2寬度增大的加寬部分33d。加寬部分33d以指定間隔對著光敏二極管PD2的邊。TG2線32d的加寬部分33d與光敏二極管PD2的邊之間的間隔，基本上等于TG1線32b的加寬部分33b與光敏二極管PD1的邊之間的間隔。對著光敏二極管PD2的TG2線32d的加寬部分的長度基本上等于對著光敏二極管PD1的TG1線32b的加寬部分33b的長度。
將TG1線32b電連接到柵電極24TG1的接觸插頭30b，被連接到柵電極24TG1從柵電極24TG1的拐角向著Select/SF-Tr區(qū)域22c和RST區(qū)域22d之間的區(qū)域突出的接觸部分25a。接觸部分25a突出在沿行向相鄰的像素的Select/SF-Tr區(qū)域22c和RST區(qū)域22d之間。這樣，連接到接觸插頭30b的柵電極24TG1的接觸部分25a，不是形成在沿列向彼此相鄰的光敏二極管PD1和光敏二極管PD2之間的區(qū)域中。
將TG2線32d電連接到柵電極24TG2的接觸插頭30d，被連接到柵電極24TG2從柵電極24TG2的拐角向著RST區(qū)域22d和Select/SF-Tr區(qū)域22c之間的區(qū)域突出的接觸部分25b。接觸部分25b突出在沿行向相鄰的像素的Select/SF-Tr區(qū)域22c和RST區(qū)域22d之間。這樣，連接到接觸插頭30d的柵電極24TG2的接觸部分25b，不是形成在沿列向彼此相鄰的光敏二極管PD1和光敏二極管PD2之間的區(qū)域中。
將引線互連32h電連接到浮動擴(kuò)散FD1的接觸插頭30h，被連接到設(shè)置在PD1/TG1/FD1區(qū)域22a和RST區(qū)域22d在柵電極24TG1和柵電極24RST之間的部分處的接觸部分25c。浮動擴(kuò)散FD1的接觸部分25c，不是形成在沿列向彼此相鄰的光敏二極管PD1和光敏二極管PD2之間的區(qū)域中。
將引線互連32j電連接到浮動擴(kuò)散FD2的接觸插頭30j，被連接到設(shè)置在PD2/TG2/FD2區(qū)域22b的突出區(qū)域中的接觸部分25d。浮動擴(kuò)散FD2的接觸部分25d，不是形成在沿列向彼此相鄰的光敏二極管PD1和光敏二極管PD2之間的區(qū)域中。
如圖4所示，第二金屬互連層36包括經(jīng)由接觸插頭34a電連接到選擇晶體管Select的源極區(qū)域的信號讀取線36a；電連接到源極跟隨器晶體管SF-Tr的漏極區(qū)域和復(fù)位晶體管RST的漏極區(qū)域的VR線36b；和分別經(jīng)由接觸插頭34d、34e、34f電連接到源極跟隨器晶體管SF-Tr的柵電極24sF-Tr、浮動擴(kuò)散FD1和浮動擴(kuò)散FD2的FD-SF互連36c。
信號讀取線36a、VR線36b和FD-SF互連線36c分別沿列向延伸。FD-SF互連36c被置于信號讀取線36a和VR線36b之間。
信號讀取線36a經(jīng)由接觸插頭30e、第一金屬互連層32的引線互連32e以及接觸插頭34a電連接到選擇晶體管Select的源極區(qū)域。
VR線36b具有向著浮動擴(kuò)散FD1寬度增大的加寬部分37b1和向著浮動擴(kuò)散FD2寬度增大的加寬部分37b2。加寬部分37b1保護(hù)浮動擴(kuò)散FD1免于光照，加寬部分37b2保護(hù)浮動擴(kuò)散FD2免于光照。VR線36b經(jīng)由接觸插頭30g、第一金屬互連層32的引線互連32g以及接觸插頭34b電連接到源極跟隨器晶體管SF-Tr的漏極區(qū)域。VR線36b經(jīng)由接觸插頭30i、第一金屬互連層32的引線互連32i以及接觸插頭34c電連接到復(fù)位晶體管RST的漏極區(qū)域。
FD-SF互連36c經(jīng)由接觸插頭30f、第一金屬互連層32的引線互連32f以及接觸插頭34d電連接到源極跟隨器晶體管SF-Tr的柵電極24SF-Tr。FD-SF互連36c還經(jīng)由接觸插頭30h、第一金屬互連層32的引線互連32h以及接觸插頭34e電連接到浮動擴(kuò)散FD1。FD-SF互連36c還經(jīng)由接觸插頭30j、第一金屬互連層32的引線互連32j以及接觸插頭34f電連接到浮動擴(kuò)散FD2。這樣，浮動擴(kuò)散FD1、浮動擴(kuò)散FD2和源極跟隨器晶體管SF-Tr的柵電極24SF-Tr，就經(jīng)由FD-SF互連36c和引線互連32f、32h、32j而彼此電連接。
這樣就構(gòu)成了根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器。
根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器的特征主要在于，在沿列向彼此相鄰、具有共用讀取晶體管部分的像素Pn、Pn+1中，像素Pn的轉(zhuǎn)移晶體管TG1和Pn+1的轉(zhuǎn)移晶體管TG2形成在位于相對于像素Pn的光敏二極管PD1和Pn+1的光敏二極管PD2列向相同側(cè)的區(qū)域中，并且共用讀取晶體管部分形成在位于相對于像素Pn的光敏二極管PD1和Pn+1的光敏二極管PD2行向相同側(cè)的區(qū)域中。
如上所述，共用讀取晶體管部分并不形成在沿列向彼此相鄰的光敏二極管PD1、PD2之間的區(qū)域中，并且轉(zhuǎn)移晶體管TG1相對于光敏二極管PD1的位置和轉(zhuǎn)移晶體管TG2相對于光敏二極管PD2的位置相同，由此可以確保光敏二極管PD1、PD2足夠的面積，并且可以使得像素Pn、Pn+1之間的光敏性和電荷轉(zhuǎn)移特性均一。
在根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器中，光敏二極管PD1的形狀和光敏二極管PD2的形狀基本上相同。轉(zhuǎn)移晶體管TG1的柵電極24TG1的形狀和柵電極24TG2的形狀基本上相同。這可以使得像素Pn、Pn+1之間的光敏性和電荷轉(zhuǎn)移特性均一。關(guān)于柵電極24TG1和柵電極24TG2的形狀，可能至少像素Pn的柵電極24TG1在沿列向彼此相鄰的光敏二極管PD1、PD2之間的部分的形狀，和像素Pn+1的柵電極24TG2在沿列向彼此相鄰的光敏二極管PD2、PD1之間的部分的形狀是彼此相同的。
在根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器中，轉(zhuǎn)移晶體管TG1的柵電極24TG1相對于光敏二極管PD1的位置關(guān)系和轉(zhuǎn)移晶體管TG2的柵電極24TG2相對于光敏二極管PD2的位置關(guān)系是相同的。也就是說，光敏二極管PD1和光敏二極管PD2沿列向被彼此間隔開1個像素的間距，并且轉(zhuǎn)移晶體管TG1的柵電極24TG1和轉(zhuǎn)移晶體管TG2的柵電極24TG2沿列向被彼此間隔開1個像素的間距。這樣，可以使得像素Pn、Pn+1之間的光敏性和電荷轉(zhuǎn)移特性進(jìn)一步均一。
即使當(dāng)在形成光敏二極管PD1、PD2和轉(zhuǎn)移晶體管TG1、TG2中發(fā)生了移位時，上述布局也使得光敏二極管PD1和轉(zhuǎn)移晶體管TG1的布局變化與光敏二極管PD2和轉(zhuǎn)移晶體管TG2的布局變化基本上彼此相等。因此，即使當(dāng)發(fā)生移位時，也可以使像素Pn、Pn+1之間的光敏性和電荷轉(zhuǎn)移特性保持均一。
根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器的特征還在于，形成光敏二極管PD1的有源區(qū)域沿行向的寬度和在轉(zhuǎn)移晶體管TG1的柵電極24TG1之下的有源區(qū)域沿行向的寬度是基本上相同的，并且形成光敏二極管PD2的有源區(qū)域沿行向的寬度和在轉(zhuǎn)移晶體管TG2的柵電極24TG2之下的有源區(qū)域沿行向的寬度是基本上相同的。這樣，從光敏二極管PD1到浮動擴(kuò)散FD1的電荷轉(zhuǎn)移和從光敏二極管PD2到浮動擴(kuò)散FD2的電荷轉(zhuǎn)移可以是十分高效的。
在日本公開未審查專利申請No.2000-232216的圖4所圖示的布局中，沿列向相鄰、包括共用讀取晶體管部分的像素的轉(zhuǎn)移晶體管相對于光敏二極管位于沿行向的相同側(cè)上，并且轉(zhuǎn)移晶體管相對于光敏二極管之間的位置關(guān)系，在相鄰像素之間相對于像素之間的邊界線對稱。在此情況下，因?yàn)檠亓邢蛳噜彽南袼刂g轉(zhuǎn)移晶體管相對于光敏二極管的位置不同，所以有可能入射到像素上的光的反射方式可以不同。因?yàn)檠亓邢蛳噜彽南袼刂g轉(zhuǎn)移晶體管相對于PD的位置不同，所以PD1和PD2的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域可能形狀不同。因?yàn)橛性磪^(qū)域的寬度從光敏二極管到轉(zhuǎn)移晶體管變窄了，所以將難以獲得高的電荷轉(zhuǎn)移率。另外，轉(zhuǎn)移晶體管和共用讀取晶體管部分相對于光敏二極管位于同一側(cè)，并且轉(zhuǎn)移晶體管的寬度和讀取晶體管部分的寬度互為消長。因此，將難以確保轉(zhuǎn)移晶體管的柵電極的足夠?qū)挾取?br> 在日本公開未審查專利申請No.2000-232216的圖2、日本公開未審查專利申請No.平11-126895(1999)的圖2和日本公開未審查專利申請No.平10-256521(1998)的圖10所示的像素布局中，包括共用讀取晶體管部分的列寬相鄰像素的轉(zhuǎn)移晶體管相對于光敏二極管位于像素間邊界的一側(cè)上，并且轉(zhuǎn)移晶體管相對于光敏二極管的位置關(guān)系，在像素之間相對于邊界線對稱。在此情況下，因?yàn)檠亓邢蛳噜彽南袼刂g，轉(zhuǎn)移晶體管相對于光敏二極管的位置沿列向相對。因此，當(dāng)沿列向有移位地形成光敏二極管和轉(zhuǎn)移晶體管時，光敏二極管和轉(zhuǎn)移晶體管在一個像素中比較近，而在另一個像素中光敏二極管和轉(zhuǎn)移晶體管比較遠(yuǎn)。結(jié)果，在沿列向相鄰的像素之間電荷轉(zhuǎn)移特性不同。
在日本公開未審查專利申請No.平10-150182(1998)的圖1所示的像素布局，以及上述的日本公開未審查專利申請No.2000-232216的圖2等等所示像素布局中，轉(zhuǎn)移晶體管相對于光敏二極管的位置關(guān)系，在沿列向相鄰的像素之間是相對的。當(dāng)沿列向有移位地形成光敏二極管和轉(zhuǎn)移晶體管時，在沿列向相鄰的像素之間電荷轉(zhuǎn)移特性不同。
在日本公開未審查專利申請No.2001-298177的圖3中，包括共用讀取晶體管部分、沿列向相鄰的像素，包括相對于光敏二極管位于沿行向的相同側(cè)上的轉(zhuǎn)移晶體管，但是沒有給出像素的具體布局。
另外，根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器的特征還在于如下來構(gòu)成金屬互連。
在第一金屬互連層32中，沿光敏二極管PD1的邊延伸的互連層(Select線32a和TG1線32b)和光敏二極管PD1的邊之間的間隔，與沿光敏二極管PD2的邊延伸的互連層(RST線32c和TG2線32d)和光敏二極管PD2的邊之間的間隔基本上彼此相等。沿光敏二極管PD1的邊延伸的互連層(Select線32a和TG1線32b)與光敏二極管PD1相對的部分的長度，與沿光敏二極管PD2的邊延伸的互連層(RST線32c和TG2線32d)與光敏二極管PD2相對的部分的長度基本上彼此相等。
這樣，入射到包括共用讀取晶體管部分并位于第n行和第n+1行的像素Pn、Pn+1上的光可以被同樣地遮蔽，并且可以獲得均一的光接收特性。尤其是在像素陣列部分10的周邊處、光傾斜入射到其上的像素中，在相鄰像素中入射光可以被第一金屬層同樣地遮蔽?？梢垣@得均一的光接收特性。
同樣在第二金屬互連層36中，相鄰于光敏二極管PD1的互連層(信號讀取線36a和VR線36b)和光敏二極管PD1的邊之間的間隔，與相鄰于光敏二極管PD2的互連層(信號讀取線36a和VR線36b)和光敏二極管PD2的邊之間的間隔基本上彼此相等。互連層(信號讀取線36a和VR線36b)和光敏二極管PD1相對的部分的長度，與互連層(信號讀取線36a和VR線36b)和光敏二極管PD2相對的部分的長度基本上彼此相等。
這樣，和在第一金屬互連層32中一樣，入射到包括共用讀取晶體管部分并位于第n行和第n+1行的像素Pn、Pn+1上的光可以被第二金屬互連層36同樣地遮蔽，并且可以獲得均一的光接收特性。尤其是在像素陣列部分10的周邊處、光傾斜入射到其上的像素中，在相鄰像素中入射光可以被第二金屬互連層36同樣地遮蔽?？梢垣@得均一的光接收特性。
浮動擴(kuò)散FD1、浮動擴(kuò)散FD2和源極跟隨器晶體管SF-Tr的柵電極24SF-Tr經(jīng)由在第二金屬互連層36中形成并沿列向延伸的FD-SF互連36c、以及形成在第一金屬互連層32中的引線互連32f、32h、32j而彼此電連接。在包括沿行向延伸的互連的第一金屬互連層32中，沒有形成沿列向延伸的互連，而是形成引線互連32f、32h、32j以電連接沿列向布置的浮動擴(kuò)散FD1、FD2和源極跟隨器晶體管SF-Tr的柵電極24SF-Tr。因此，浮動擴(kuò)散FD1、FD2和源極跟隨器晶體管SF-Tr的柵電極24SF-Tr就可以在不用復(fù)雜的互連布局的情況下彼此電連接。
在有源區(qū)域和柵極互連的布局中，轉(zhuǎn)移晶體管TG1、TG2的柵電極24TG1、24TG2的接觸部分25a、25b以及浮動擴(kuò)散FD1、FD2的接觸部分25c、25d，并不形成在沿列向彼此相鄰的光敏二極管PD1、PD2之間的區(qū)域中。接觸部分的這種布局允許光敏二極管PD1、PD2的長度沿列向增加，并且每1個像素的光接收量可以增加。
另外，被連接到浮動擴(kuò)散的接觸插頭的數(shù)量與傳統(tǒng)數(shù)量相比更少，這可以減少結(jié)泄漏。
在圖2至4所示的結(jié)構(gòu)中，形成浮動擴(kuò)散FD1、FD2的兩個有源區(qū)域被延伸到形成共用讀取晶體管部分的有源區(qū)域的一側(cè)。形成浮動擴(kuò)散FD1的有源區(qū)域的形狀和形成浮動擴(kuò)散FD2的有源區(qū)域的形狀彼此不同。因此，可能難以由第一和第二金屬互連層32、36來保護(hù)形成浮動擴(kuò)散FD1、FD2的有源區(qū)域免于光照。在這種情況下，在第二金屬互連層36上形成第三金屬互連層，在其間形成絕緣膜，以由此保護(hù)形成浮動擴(kuò)散FD1、FD2的有源區(qū)域免于光照。但是，當(dāng)在硅襯底18上較高的位置處形成金屬互連層時，即使是入射到光敏二極管PD1、PD2上的光也被金屬層遮擋，這取決于光的入射角，從而可能有入射到光敏二極管PD1、PD2上的光量減少的危險。
為了在防止上述入射到光敏二極管PD1、PD2上的光量減少的同時，保護(hù)形成浮動擴(kuò)散FD1、FD2的有源區(qū)域免于光照，將形成浮動擴(kuò)散FD1、FD2的有源區(qū)域的表面硅化。圖5是表面硅化的情況下像素陣列部分中的柵極互連和有源區(qū)域的俯視圖，圖示了其布局。在圖5中，布局由包括共用讀取晶體管部分并沿列向彼此相鄰、在第n行和第n+1行中的一組像素Pn和Pn+1來表示。
如圖5所示，在形成光敏二極管PD1的有源區(qū)域上和柵電極24TG1與光敏二極管PD1重疊的部分上，形成用于防止硅化的矩形防硅化圖案38a以覆蓋它們。類似地，在形成光敏二極管PD2的有源區(qū)域上和柵電極24TG2與光敏二極管PD2重疊的部分上，形成用于防止硅化的矩形防硅化圖案38b以覆蓋它們。
在未被防硅化圖案38a、38b覆蓋的其余有源區(qū)域和柵電極上形成CoSi膜、TiSi膜或其他的金屬硅化膜。
這樣，形成浮動擴(kuò)散FD1、FD2的有源區(qū)域的表面硅化可以充分地防止光入射到金屬互連層之間的浮動擴(kuò)散FD1、FD2上。
在圖5中，形成浮動擴(kuò)散FD1、FD2的有源區(qū)域的整個表面被硅化了。但是，形成浮動擴(kuò)散FD1、FD2的有源區(qū)域中，至少除沿列向彼此相鄰的光敏二極管PD1、PD2之間的區(qū)域之外的區(qū)域(圖5中的粗點(diǎn)劃線所圍的區(qū)域39)可以被硅化。這種部分硅化可以充分地防止光入射到金屬互連層之間的浮動擴(kuò)散FD1、FD2上。
優(yōu)選地，在上述硅化中，柵電極24TG1、24TG2在埋入N型擴(kuò)散層26PD1、26PD2上的表面不被硅化。這允許即使在光敏二極管PD1、PD2與柵電極24TG1、24TG2重疊的部分處也接收入射光，并且可以防止由于硅化而導(dǎo)致光敏二極管PD1、PD2的光接收面積減少。
另外，優(yōu)選地使在柵電極24TG1上形成的金屬硅化膜和光敏二極管PD1的位置關(guān)系，與在柵電極24TG2上形成的金屬硅化膜和光敏二極管PD2的位置關(guān)系基本上相同。這使得可以使光敏二極管PD1、PD2之間的光接收特性均一。
接著，將參考圖6A-6B至10解釋制造根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器的方法。圖6A-6B至10是根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器在制造其的方法的步驟中沿線A-A’和線B-B’的剖視圖。在圖6A-6B至10中，并排示出A-A’線剖視圖和B-B’線剖視圖。在以下說明中，如圖5所示地將形成浮動擴(kuò)散的有源區(qū)域的表面等等硅化。
首先，通過例如STI在硅襯底18上形成元件隔離區(qū)域20(參見圖6A)。這樣，在各個像素中限定出具有如圖2所示圖案的有源區(qū)域22。元件隔離區(qū)域20可以由STI或者例如LOCOS來形成。
然后，在硅襯底18中如下形成指定的井等等。
首先，在除了要形成光敏二極管PD1的區(qū)域23PD1、要形成轉(zhuǎn)移晶體管的區(qū)域23TG1、要形成浮動擴(kuò)散FD1的區(qū)域23FD1更靠近光敏二極管PD1的部分區(qū)域之外的區(qū)域中，以300·keV的加速能量和1×1013～3×1013cm-2的劑量注入例如硼離子。這樣，就在硅襯底18中約750～850nm的深度處埋入了深P型井40。
接著，在要形成光敏二極管PD1的區(qū)域23PD1、要形成轉(zhuǎn)移晶體管的區(qū)域23TG1、要形成浮動擴(kuò)散FD1的區(qū)域23FD1更靠近光敏二極管PD1的部分區(qū)域中，以30keV的加速能量和0.5×1013～3×1012cm-2的劑量注入例如硼離子。另外，以150keV的加速能量和1×1012～2×1012cm-2的劑量注入硼離子。這樣，就形成了比深P型井40更淺的淺P型井42。
然后，在要形成復(fù)位晶體管RST的區(qū)域23RST、要形成源極跟隨器晶體管SF-Tr的區(qū)域23SF-Tr、和要形成選擇晶體管Select的區(qū)域23Select中，以30keV的加速能量和～5×1012cm-2的劑量注入例如硼離子。這樣，就形成了比的P型井42更淺的閾值電壓控制層44。閾值電壓控制層44控制復(fù)位晶體管RST、源極跟隨器晶體管SF-Tr和選擇晶體管Select的閾值電壓。
這樣，就在硅襯底18中形成了指定的井等等(參見圖6B)。
然后，以不同的加速能量注入用于形成埋入N型擴(kuò)散層26PD1的雜質(zhì)，要在埋入N型擴(kuò)散層26PD1中形成光敏二極管PD1。也就是說，以135keV的加速能量和1×1012～2×1012cm-2的劑量注入例如磷離子。接著，以207keV的加速能量和1×1012～2×1012cm-2的劑量注入例如磷離子。再接著，以325keV的加速能量和1×1012～2×1012cm-2的劑量注入例如磷離子。在以135keV的加速能量第一次注入磷離子之外，還可以以250～300keV的加速能量注入砷離子。這樣，就在要形成光敏二極管PD1的區(qū)域23PD1中形成了埋入N型擴(kuò)散層26PD1(參見圖7A)。元件隔離區(qū)域20和埋入N型擴(kuò)散層26PD1被彼此隔開例如約0.2～0.3μm。
然后，例如，在由元件隔離區(qū)域20所限定的有源區(qū)域中，通過例如熱氧化來形成例如約8nm厚的氧化硅膜的柵極絕緣膜46。
然后，通過例如CVD方法來沉積例如～180nm厚的多晶硅膜。
然后，在多晶硅膜中以20keV的加速能量和4×1015～5×1015cm-2的劑量注入例如磷離子。
然后，進(jìn)行30～60分鐘例如800℃的熱處理，以激活所注入的雜質(zhì)。
這樣，像素陣列部分10的多晶硅膜和外圍電路的N型晶體管區(qū)域(未示出)就變成了N+型。
然后，通過光刻和干法刻蝕來圖案化多晶硅膜，以形成柵電極24(參見圖7B)。
此時，就形成了柵電極24TG1，重疊了光敏二極管PD1的埋入N型擴(kuò)散層26PD1約0.3μm的寬度。
以這樣的柵極長度關(guān)系來形成柵電極24，源極跟隨器晶體管SF-Tr的柵電極24SF-Tr和柵電極24RST基本上彼此相等，轉(zhuǎn)移晶體管TG1的柵電極24TG1最長，源極跟隨器晶體管SF-Tr的柵電極24SF-Tr和復(fù)位晶體管RST的柵電極24RST第二長，選擇晶體管Select的柵電極24Select最短；或者以這樣的柵極長度關(guān)系來形成，復(fù)位晶體管RST的柵電極24RST和選擇晶體管Select的柵電極24Select基本上彼此相等，轉(zhuǎn)移晶體管TG1的柵電極24TG1最長，源極跟隨器晶體管SF-Tr的柵電極24SF-Tr第二長，復(fù)位晶體管RST的柵電極24RST和選擇晶體管Select的柵電極24Select最短。于是，這樣來形成柵電極24，使得轉(zhuǎn)移晶體管TG1的柵電極24TG1的柵極長度在像素的晶體管中最大。優(yōu)選地是，應(yīng)抑制變化的源極跟隨器晶體管SF-Tr的柵極長度，比僅用作開關(guān)的選擇晶體管Select的更大。
在已形成柵電極24之后，形成要成為各個晶體管的LDD區(qū)域的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域。
首先，通過光刻形成光阻膜(未示出)，以覆蓋要形成光敏二極管PD1的區(qū)域23PD1、要形成轉(zhuǎn)移晶體管TG1的區(qū)域23TG1、要形成浮動擴(kuò)散FD1的區(qū)域23FD1更靠近要形成轉(zhuǎn)移晶體管TG1的區(qū)域23TG1的區(qū)域。接著，在光阻膜和柵電極24作為掩模的情況下，以20keV的加速能量和～4×1013cm-2的劑量注入例如磷離子，來形成要成為復(fù)位晶體管RST、源極跟隨器晶體管SF-Tr和選擇晶體管Select的LDD區(qū)域的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域48。在已形成雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域48之后，去除用作掩模的光阻膜。
然后，形成光阻膜(未示出)，以暴露要形成轉(zhuǎn)移晶體管TG1的區(qū)域23TG1在要形成浮動擴(kuò)散FD1的區(qū)域23FD1的一側(cè)上的區(qū)域，以及要形成浮動擴(kuò)散FD1的區(qū)域23FD1更靠近要形成轉(zhuǎn)移晶體管TG1的區(qū)域23TG1的區(qū)域。接著，在光阻膜和柵電極24作為掩模的情況下，以20keV的加速能量和5×1012～5×1014cm-2的劑量注入例如磷離子，來形成要成為轉(zhuǎn)移晶體管TG1的LDD區(qū)域的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域50。在已形成雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域50之后，去除用作掩模的光阻膜。
然后，在要形成光敏二極管PD1的區(qū)域2PD1中以5～10keV的加速能量和1×1013～5×1013cm-2的劑量注入例如硼離子，以在要形成光敏二極管PD1的區(qū)域23PD1的表面上形成P+型保護(hù)層52。P+型層52通過與轉(zhuǎn)移晶體管TG1的柵電極24TG1自對準(zhǔn)來形成。P+型層52掩埋光敏二極管PD1，使得從埋入N型擴(kuò)散層26PD1延伸的耗盡層不會與硅/氧化硅膜界面接觸。這樣，光敏二極管PD1可以不發(fā)生結(jié)泄漏。
這樣，就形成了雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域48、50和P+型保護(hù)層52(參見圖8A)。
然后，通過例如CVD方法形成例如100nm厚的氧化硅膜54。
然后，通過光刻形成光阻膜(未示出)，以覆蓋要形成光敏二極管PD1的區(qū)域23PD1和轉(zhuǎn)移晶體管TG1的柵電極24TG1在要形成光敏二極管PD1的區(qū)域23PD1的一側(cè)上的部分，并且隨后各向異性地刻蝕氧化硅膜54。這樣，就形成了氧化硅膜54的側(cè)壁絕緣膜56，同時將氧化硅膜54留在要形成光敏二極管PD1的區(qū)域23PD1和轉(zhuǎn)移晶體管TG1的柵電極24TG1在要形成光敏二極管PD1的區(qū)域23PD1的一側(cè)上的部分。留在要形成光敏二極管PD1的區(qū)域23PD1和轉(zhuǎn)移晶體管TG1的柵電極24TG1在要形成光敏二極管PD1的區(qū)域23PD1之的一側(cè)上的部分中的氧化硅膜54，用作防止硅化圖案38a，以防止圖5所示的硅化。
然后，在氧化硅膜54、柵電極24和側(cè)壁絕緣膜56作為掩模的情況下，以約15keV的加速能量和約2×1015cm-2的劑量注入例如磷離子，來形成重雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域58。在已形成重雜質(zhì)注入?yún)^(qū)域58之后，進(jìn)行約10秒鐘例如1000℃的熱處理，以激活所注入的雜質(zhì)離子。
然后，通過例如濺射沉積例如約10nm厚的鈷膜，并且該鈷膜受到例如約數(shù)十秒鐘和500～600℃的RTA熱處理，從而進(jìn)行硅化反應(yīng)。然后，去除還未反應(yīng)的Co膜，并進(jìn)行800～900℃和約數(shù)十秒鐘的RTA處理。這樣，就在露出硅的表面上的區(qū)域中有選擇性地形成了金屬硅化膜60。此時，由于在要形成光敏二極管PD1的區(qū)域23PD1和轉(zhuǎn)移晶體管TG1的柵電極24TG1在要形成光敏二極管PD1的區(qū)域23PD1的一側(cè)上的部分中形成有氧化硅膜54，所以在那里沒有形成金屬硅化膜60(參見圖8B)。
然后，通過例如等離子CVD方法沉積例如約70nm厚的氮化硅膜62和例如約1000nm厚的氧化硅膜64。
接著，通過例如CMP方法拋光氧化硅膜64的表面以將其平整。
然后，通過光刻和干法刻蝕在氧化硅膜64和氮化硅膜62中形成接觸孔66，直到柵電極24或者源極/漏極擴(kuò)散層上的金屬硅化物膜60。
接著，通過例如濺射依次沉積例如～30nm厚的鈦膜和例如～50nm厚的氮化鈦膜。接著，通過例如CVD方法在氮化鈦膜上沉積～300nm厚的鎢膜。
然后，通過例如CMP方法拋光鎢膜、氮化鈦膜和鈦膜，直到露出氧化硅膜64的表面，以形成埋入在接觸孔66中的接觸插頭。在圖9和10中，接觸插頭30由接觸插頭30h、30i、30e、30g來表示。
接著，在埋入了接觸插頭30的氧化硅膜64上，通過例如濺射依次沉積例如～30nm厚的鈦膜、例如～50nm厚的氮化鈦膜、例如400nm厚的鋁膜、例如～5nm厚的鈦膜、例如～50nm厚的氮化鈦膜。然后，通過光刻和干法刻蝕圖案化這些金屬膜，以形成第一金屬互連層32。在圖10中，第一金屬互連層32由Selcet線32a、TG1線32b、RST線32c和引線互連32e、32f、32g、32h、32i來表示。
然后，在其上形成有第一金屬互連層32的層間絕緣膜64上，通過例如高密度等離子CVD方法沉積例如～750nm厚的氧化硅膜。接著，通過等離子CVD方法形成例如～1100nm厚的氧化硅膜。在已沉積氧化硅膜之后，通過例如CMP方法拋光氧化硅膜的表面以將其平整。這樣，就在其上形成有第一金屬互連層32的層間絕緣膜64上形成了氧化硅膜的層間絕緣膜68。
在已形成層間絕緣膜68之后，形成埋入層間絕緣膜68的接觸插頭34和經(jīng)由埋入層間絕緣膜68的接觸插頭34而連接到第一金屬互連層32的第二互連層36。在圖10中，接觸插頭34由接觸插頭34a、34d、34e來表示，而第二金屬互連層36由信號讀取線36a、VR線36b和FD-SF互連36c來表示。
接著，以與形成層間絕緣膜68相同的方法，在其上形成有第二金屬互連層36的層間絕緣膜68上形成層間絕緣膜70。
接著，在層間絕緣膜70上，通過例如等離子CVD方法沉積氮化硅膜的覆蓋膜72(參見圖10)。
這樣，就制造了根據(jù)圖2至5所示本實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施例，在其間共用讀取晶體管部分并沿列向彼此相鄰的像素Pn、Pn+1，具有形成在位于相對于像素Pn的光敏二極管PD1和Pn+1的光敏二極管PD2的列向相同側(cè)的區(qū)域中的轉(zhuǎn)移晶體管TG1、TG2，并且具有形成在位于相對于像素Pn的光敏二極管PD1和像素Pn+1的光敏二極管PD2的相同側(cè)的區(qū)域中的共用讀取晶體管部分，由此可以確保光敏二極管PD1、PD2有足夠的面積，并且可以使得像素Pn、Pn+1之間的光敏性和電荷轉(zhuǎn)移特性均一。
根據(jù)本實(shí)施例，在上述布局中，光敏二極管PD1的形狀和光敏二極管PD2的形狀基本上相同，轉(zhuǎn)移晶體管TG1的柵電極24TG1的形狀和轉(zhuǎn)移晶體管TG2的柵電極24TG2的形狀基本上相同，由此可以使得像素Pn、Pn+1之間的光敏性和電荷轉(zhuǎn)移特性進(jìn)一步均一。
根據(jù)本實(shí)施例，在上述布局中，轉(zhuǎn)移晶體管TG1的柵電極24TG1相對于光敏二極管PD1的位置關(guān)系和轉(zhuǎn)移晶體管TG2的柵電極24TG2相對于光敏二極管PD2的位置關(guān)系是相同的。也就是說，光敏二極管PD1和光敏二極管PD2沿列向被彼此間隔開1個像素的間距，并且轉(zhuǎn)移晶體管TG1的柵電極24TG1和轉(zhuǎn)移晶體管TG2的柵電極24TG2沿列向被彼此間隔開1個像素的間距，由此可以使得像素Pn、Pn+1之間的光敏性和電荷轉(zhuǎn)移特性進(jìn)一步均一。
根據(jù)本實(shí)施例，即使當(dāng)在形成光敏二極管PD1、PD2和轉(zhuǎn)移晶體管TG1、TG2中發(fā)生了移位時，像素Pn、Pn+1的布局變化也基本上相同，由此可以使像素Pn、Pn+1之間的光敏性和電荷轉(zhuǎn)移特性保持均一。
根據(jù)本實(shí)施例，形成光敏二極管PD1的有源區(qū)域沿行向的寬度和在轉(zhuǎn)移晶體管TG1的柵電極24TG1之下的有源區(qū)域沿行向的寬度基本上彼此相同，并且形成光敏二極管PD2的有源區(qū)域沿行向的寬度和在轉(zhuǎn)移晶體管TG2的柵電極24TG2之下的有源區(qū)域沿行向的寬度基本上彼此相同，由此可以使得從光敏二極管PD1到浮動擴(kuò)散FD1的電荷轉(zhuǎn)移和從光敏二極管PD2到浮動擴(kuò)散FD2的電荷轉(zhuǎn)移十分高效。
根據(jù)本實(shí)施例，轉(zhuǎn)移晶體管TG1、TG2的柵電極24TG1、24TG2的接觸部分25a、25b以及浮動擴(kuò)散FD1、FD2的接觸部分25c、25d，形成在除沿列向彼此相鄰的光敏二極管PD1、PD2之間的區(qū)域之外的區(qū)域中，由此可以使得光敏二極管PD1、PD2的長度沿列向增加，并且可以使得每1個像素的光接收量較大。
根據(jù)本實(shí)施例，相鄰于光敏二極管PD1的第一和第二金屬互連層32、36和光敏二極管PD1的邊之間的間隔，與相鄰于光敏二極管PD2的第一和第二金屬互連層32、36和光敏二極管PD2的邊之間的間隔基本上彼此相等，相鄰于光敏二極管PD1的第一和第二金屬互連層32、36和光敏二極管PD1相對的部分的長度，與相鄰于光敏二極管PD2的第一和第二金屬互連層32、36和光敏二極管PD2相對的部分的長度基本上彼此相等，由此在其間共用讀取晶體管部分的像素Pn、Pn+1之間，第一和第二金屬互連層32、36基本上相同地遮擋入射光，并且可以使得像素Pn、Pn+1之間的光接收特性均一。
將參考圖11至16解釋根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器。圖11至13是根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器的俯視圖，示出了其結(jié)構(gòu)。圖14至16是根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器在用于制造其的方法的步驟中的剖視圖，其示出了該方法。本實(shí)施例與根據(jù)第一實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器相同的那些部件由相同的標(biāo)號表示，以免重復(fù)或簡化其解釋。
除了第一和第二金屬互連層32、36在布局上彼此不同，另外還設(shè)置了第三金屬互連層，根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器在電路圖、基本結(jié)構(gòu)和制造方法上與根據(jù)第一實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器相同。將參考圖11至13解釋根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器的結(jié)構(gòu)。圖11是根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器的像素陣列部分中第一金屬互連層的俯視圖，示出了其布局。圖12是根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器的像素陣列部分中第二金屬互連層的俯視圖，示出了其布局。圖13是根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器的像素陣列部分中第三金屬互連層的俯視圖，示出了其布局。
像素陣列部分10中有源區(qū)域和柵極互連的布局與根據(jù)圖2所示第一實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器相同，并將省略其解釋。
如圖11所示，第一金屬互連層32包括經(jīng)由接觸插頭30a電連接到柵電極24Select的Selcet線32a、經(jīng)由接觸插頭30b電連接到柵電極24TG1的TG1線32b、經(jīng)由接觸插頭30c電連接到柵電極24RST的RST線32c、和經(jīng)由接觸插頭30d電連接到柵電極24TG2的TG2線32d。第一金屬互連層32還包括經(jīng)由接觸插頭30e電連接到選擇晶體管Select的源極區(qū)域的引線互連32e、經(jīng)由接觸插頭30f電連接到柵電極24SF-Tr的引線互連32f、經(jīng)由接觸插頭30g電連接到源極跟隨器晶體管SF-Tr的漏極區(qū)域的引線互連32g、經(jīng)由接觸插頭30h電連接到浮動擴(kuò)散FD1的引線互連32h、經(jīng)由接觸插頭30i電連接到復(fù)位晶體管RST的漏極區(qū)域的引線互連32i、和經(jīng)由接觸插頭30j電連接到浮動擴(kuò)散FD2的引線互連32j。
在根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器中，經(jīng)由接觸插頭30h電連接到浮動擴(kuò)散FD1的引線互連32h，和經(jīng)由接觸插頭30j電連接到浮動擴(kuò)散FD2的引線互連32j具有基本上相同的形狀。電互連到浮動擴(kuò)散FD1的引線互連32h和TG1線32b之間的間隔，與電連接到浮動擴(kuò)散FD2的引線互連32j和TG2線32d之間的間隔基本上彼此相等。電連接到浮動擴(kuò)散FD1的引線互連32h和TG1線32b相對的部分的長度，與電連接到浮動擴(kuò)散FD2的引線互連32j和TG2線32d相對的部分的長度基本上彼此相等。
如圖12所示，第二金屬互連層36包括經(jīng)由接觸插頭34a電連接到選擇晶體管Select的源極區(qū)域的信號讀取線36a；分別經(jīng)由接觸插頭34d、34e、34f電連接到源極跟隨器晶體管SF-Tr的柵電極24SF-Tr、浮動擴(kuò)散FD1和浮動擴(kuò)散FD2的FD-SF互連36c。第二金屬互連層36還包括分別經(jīng)由接觸插頭34g、34h電連接到源極跟隨器晶體管SF-Tr的漏極區(qū)域和復(fù)位晶體管RST的漏極區(qū)域的引線互連(中繼互連)36g、36h。第二金屬互連層36不包括如同根據(jù)第一實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器中那樣的，經(jīng)由接觸插頭電連接到源極跟隨器晶體管SF-Tr的漏極區(qū)域和復(fù)位晶體管RST的漏極區(qū)域的VR線。
信號讀取線36a和FD-SF互連線36c分別沿列向延伸。引線互連36g和引線互連36h被分別設(shè)置在信號讀取線36a和FD-SF互連線36c之間。
信號讀取線36a具有向著浮動擴(kuò)散FD1寬度增大的加寬部分37a1和向著浮動擴(kuò)散FD2寬度增大的加寬部分37a2。加寬部分37a1覆蓋浮動擴(kuò)散FD1以保護(hù)浮動擴(kuò)散FD1免于光照，加寬部分37a2覆蓋浮動擴(kuò)散FD2以保護(hù)浮動擴(kuò)散FD2免于光照。
FD-SF互連36c沿較短的長度對著信號讀取線36a和電連接到由第三金屬互連層76所形成的每個VR線(參見圖13)的引線互連36g、36h，所述VR線將在后面描述。
相鄰于光敏二極管PD1的互連層(信號讀取線36a、FD-SF互連36c)和光敏二極管PD1的邊之間的間隔，與相鄰于光敏二極管PD2的互連層(信號讀取線36a、FD-SF互連36c)和光敏二極管PD2的邊之間的間隔基本上彼此相等。相鄰于光敏二極管PD1的互連層(信號讀取線36a、FD-SF互連36c)和光敏二極管PD1相對的部分的長度，與相鄰于光敏二極管PD2的互連層(信號讀取線36a、FD-SF互連36c)和光敏二極管PD2相對的部分的長度基本上彼此相等。
尤其是，與光敏二極管PD1、PD2相鄰的FD-SF互連36c不僅在接觸插頭34d、34f之間延伸，而且從接觸插頭34d延伸到光敏二極管PD1的端部，如圖12中的虛線橢圓所圍的。這樣，F(xiàn)D-SF互連36c和光敏二極管PD1相對的部分的長度，與FD-SF互連36c和光敏二極管PD2相對的部分的長度基本上彼此相等。
信號讀取線36a對著光敏二極管PD1的加寬部分37a1的長度，與信號讀取線36a對著光敏二極管PD2的加寬部分37a2的長度基本上彼此相等。
這樣，第二金屬互連層36和光敏二極管PD1相鄰、對著光敏二極管PD1的部分的長度，與第二金屬互連層36和光敏二極管PD2相鄰、對著光敏二極管PD2的部分的長度基本上彼此相等。
根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器還包括在第二金屬互連層36上形成的第三金屬互連層76，在其間形成層間絕緣膜。
如圖13所示，第三金屬互連層76形成了VR線，該VR線分別經(jīng)由接觸插頭74a、74b電連接到源極跟隨器晶體管SF-Tr的漏極區(qū)域和復(fù)位晶體管RST的漏極區(qū)域。
VR線76沿列向延伸。VR線76經(jīng)由接觸插頭30g、第一金屬互連層32的引線互連32g、接觸插頭34g、第二金屬互連層36的引線互連36g、和接觸插頭74a電連接到源極跟隨器晶體管SF-Tr的漏極區(qū)域。VR線76經(jīng)由第一金屬互連層32的引線互連32i、接觸插頭34h、第二金屬互連層36的引線互連36b、和接觸插頭74b電連接到復(fù)位晶體管RST的漏極區(qū)域。
根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器的特征主要在于，在第一金屬互連層32中，電連接到浮動擴(kuò)散FD1的引線互連32h和TG1線32b之間的間隔，與電連接到浮動擴(kuò)散FD2的引線互連32j和TG2線32d之間的間隔基本上彼此相等，并且電連接到浮動擴(kuò)散FD1的引線互連32h和TG1線32b相對的部分的長度，與電連接到浮動擴(kuò)散FD2的引線互連32j和TG2線32d相對的部分的長度基本上彼此相等。
這樣，就可以使得電連接到浮動擴(kuò)散FD1的引線互連32h和TG1線32b之間的連接間電容(inter-connection capacitance)，與電連接到浮動擴(kuò)散FD2的引線互連32j和TG2線32d之間的連接間電容基本上彼此相等。結(jié)果，可以使得TG1線32b的電壓對浮動擴(kuò)散FD1的影響，與TG2線32d的電壓對浮動擴(kuò)散FD2的影響基本上相同。因此，在接通轉(zhuǎn)移晶體管TG1電荷轉(zhuǎn)移時浮動擴(kuò)散FD1的電壓，與在接通轉(zhuǎn)移晶體管TG2電荷轉(zhuǎn)移時浮動擴(kuò)散FD2的電壓之間不會產(chǎn)生大的差別。
在第一金屬互連層32中，相鄰于光敏二極管PD1的互連層(Select線32a、TG1線32b)和光敏二極管PD1的邊之間的間隔，與相鄰于光敏二極管PD2的互連層(RST線32c、TG2線32d)和光敏二極管PD2的邊之間的間隔基本上彼此相等。相鄰于光敏二極管PD1的互連層(Select線32a、TG1線32b)和光敏二極管PD1相對的部分的長度，與相鄰于光敏二極管PD2的互連層(RST線32c和TG2線32d)和光敏二極管PD2相對的部分的長度基本上彼此相等。因此，在位于第n行和第n+1行并共用讀取晶體管部分的像素Pn、Pn+1中，入射光可以被第一金屬互連層32基本上同樣地遮擋，并且可以獲得均一的光接收特性。尤其是，即使在像素陣列部分10的周邊處、光傾斜入射到其上的像素中，在相鄰像素中入射光也可以被第一金屬互連層32基本上同樣地遮擋，并且可以獲得均一的光接收特性。
根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器的特征還在于，在第二金屬互連層36中，F(xiàn)D-SF互連線36c沿較短的長度對著電連接到由第三金屬互連層76所形成的VR線的引線互連36g、36h。
這樣，就可以分別減小FD-SF互連36c和信號讀取線36a之間的連接間電容、以及FD-SF互連36c和VR線76之間的連接間電容，并且可以減小浮動擴(kuò)散FD1、FD2的電容。因此，可以改善信號電荷的轉(zhuǎn)換效率。
另外，在第二金屬互連層36中，相鄰于光敏二極管PD1的互連層(信號讀取線36a、FD-SF互連線36c)和光敏二極管PD1的邊之間的間隔，與相鄰于光敏二極管PD2的互連層(信號讀取線36a、FD-SF互連36c)和光敏二極管PD2的邊之間的間隔基本上彼此相等。相鄰于光敏二極管PD1的互連層(信號讀取線36a、FD-SF互連36c)和光敏二極管PD1相對的部分的長度，與相鄰于光敏二極管PD2的互連層(信號讀取線36a、FD-SF互連36c)和光敏二極管PD2相對的部分的長度基本上彼此相等。因此，在位于第n行和第n+1行并共用讀取晶體管部分的像素Pn、Pn+1中，入射光可以被第二金屬互連層36基本上同樣地遮擋，并且可以獲得均一的光接收特性。尤其是，即使在像素陣列部分10的周邊處、光傾斜入射到其上的像素中，在相鄰像素中入射光也可以被第二金屬互連層36基本上同樣地遮擋，并且可以獲得均一的光接收特性。
接著，將參考圖14至16解釋制造根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器的方法。圖14至16是根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器在制造其的方法的步驟中沿圖12中的線A-A’和線B-B’的剖視圖。在圖14至16中，并排示出A-A’線剖視圖和B-B’線剖視圖。
首先，以與制造根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器的方法相同的方式，進(jìn)行從第一步到形成連接到埋入層間絕緣膜68的第一金屬互連層32的接觸插頭34(參見圖14)的制造步驟。
接著，以與制造根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器的方法相同的方式，形成第二金屬互連層36。在本實(shí)施例中，在第二金屬互連層36中并不形成VR線，而是在第二金屬互連層36中形成引線互連36g、36h(參見圖15)。
然后，形成層間絕緣膜70來掩埋第二金屬互連層36之后，以與形成其他金屬互連層相同的方式來形成埋入層間絕緣膜70的接觸插頭74和經(jīng)由接觸插頭74連接到第二金屬互連層36的第三金屬互連層76。在第三金屬互連層76中形成VR線。
接著，在其上形成了第三金屬互連層76的層間絕緣膜70上，以與形成層間絕緣膜68、70相同的方式形成層間絕緣膜78。
然后，通過例如等離子CVD方法在層間絕緣膜78上沉積氮化硅膜的覆蓋膜72(參見圖16)。
這樣，就制造了根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器。
(改進(jìn))接著，將參考圖17解釋根據(jù)本實(shí)施例的一個改進(jìn)的固態(tài)圖像傳感器。圖17是根據(jù)本改進(jìn)的固態(tài)圖像傳感器的像素陣列部分中第三金屬互連層的俯視圖，示出了其布局。
如圖17所示，在根據(jù)本改進(jìn)的固態(tài)圖像傳感器中，沿行向和列向延伸地形成VR線76。也就是說，將VR線76形成矩陣，這允許VR線76起遮光膜的作用。在未形成VR線76的開口80中，布置光敏二極管PD1、PD2。
第一金屬互連層32和第二金屬互連層36的與光敏二極管PD1、PD2相鄰的端部位于開口80內(nèi)。
如上所述，在第一金屬互連層32中，相鄰于光敏二極管PD1的互連層(Select線32a、TG1線32b)和光敏二極管PD1的邊之間的間隔，與相鄰于光敏二極管PD2的互連層(RST線32c、TG2線32d)和光敏二極管PD2的邊之間的間隔基本上彼此相等。相鄰于光敏二極管PD1的互連層(Select線32a、TG1線32b)和光敏二極管PD1相對的部分的長度，與相鄰于光敏二極管PD2的互連層(RST線32c和TG2線32d)和光敏二極管PD2相對的部分的長度基本上彼此相等。
同樣在第二金屬互連層36中，相鄰于光敏二極管PD1的互連層(信號讀取線36a、FD-SF互連線36c)和光敏二極管PD1的邊之間的間隔，與相鄰于光敏二極管PD2的互連層(信號讀取線36a、FD-SF互連線36c)和光敏二極管PD2的邊之間的間隔基本上彼此相等。相鄰于光敏二極管PD1的互連層(信號讀取線36a、FD-SF互連線36c)和光敏二極管PD1相對的部分的長度，與相鄰于光敏二極管PD2的互連層(信號讀取線36a、FD-SF互連線36c)和光敏二極管PD2相對的部分的長度基本上彼此相等。
在由第三金屬互連層76所形成的VR線中，相鄰于光敏二極管PD1的VR線76和光敏二極管PD1的邊之間的間隔，與相鄰于光敏二極管PD2的VR線76和光敏二極管PD2的邊之間的間隔基本上彼此相等。相鄰于光敏二極管PD1的VR線76和光敏二極管PD1相對的部分的長度，與相鄰于光敏二極管PD2的VR線76和光敏二極管PD2相對的部分的長度基本上彼此相等。
因此，光敏二極管PD1、PD2的周圍被第一到第三金屬互連層32、36、37同樣地遮住了光，并且可以使得處在第n行的像素Pn和第n+1行的像素Pn+1之間光敏性均一。
如上所述，VR線76沿行向和列向延伸，以由此起遮光膜的作用。
接著，將參考圖18解釋根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器。圖18是根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器的俯視圖，示出了其結(jié)構(gòu)。本實(shí)施例與根據(jù)第一實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器相同的那些部件由相同的標(biāo)號表示，以免重復(fù)或簡化其解釋。
除了轉(zhuǎn)移晶體管TG1、TG2的柵電極24TG1、24TG2的平面形狀不同，根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器在電路圖、基本結(jié)構(gòu)和制造方法上與根據(jù)第一實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器相同。將參考圖18解釋根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器的結(jié)構(gòu)。圖18是像素陣列部分中有源區(qū)域和柵極互連的布局的俯視圖。
如圖18所示，在根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器中，形成轉(zhuǎn)移晶體管TG1的柵電極24TG1，以覆蓋PD1/TG1/FD1區(qū)域22a平行于行向的端部。因此，在PD1/TG1/FD1區(qū)域22a的突出區(qū)域以及柵電極24TG1和柵電極24RST之間的RST區(qū)域22d中形成浮動擴(kuò)散FD1。也就是說，浮動擴(kuò)散FD1并不形成在沿列向相鄰的轉(zhuǎn)移晶體管TG1和光敏二極管PD2之間的區(qū)域中。柵電極24TG1在光敏二極管PD1一側(cè)的邊與柵電極24TG1在浮動擴(kuò)散FD1一側(cè)的邊彼此基本上直角相交。柵電極24TG1在光敏二極管PD1一側(cè)的邊的寬度，大于柵電極24TG1在浮動擴(kuò)散FD1一側(cè)的邊的寬度。
轉(zhuǎn)移晶體管TG2的柵電極24TG2也具有與上述轉(zhuǎn)移晶體管TG1的柵電極24TG1相同的平面形狀。形成轉(zhuǎn)移晶體管TG2的柵電極24TG2，以覆蓋PD2/TG2/FD2區(qū)域22b平行于行向的端部。因此，在PD2/TG2/FD2區(qū)域22b形成接觸部分25d的突出區(qū)域中形成浮動擴(kuò)散FD2。也就是說，浮動擴(kuò)散FD2并不形成在沿列向相鄰的轉(zhuǎn)移晶體管TG2和光敏二極管PD1之間的區(qū)域中。柵電極24TG2在光敏二極管PD2一側(cè)的邊與柵電極24TG2在浮動擴(kuò)散FD2一側(cè)的邊彼此基本上直角相交。柵電極24TG2在光敏二極管PD2一側(cè)的邊的寬度，大于柵電極24TG2在浮動擴(kuò)散FD2一側(cè)的邊的寬度。
這樣，在分別位于相對于轉(zhuǎn)移晶體管TG1的柵電極24TG1和轉(zhuǎn)移晶體管TG2的柵電極24TG2沿行向的相同側(cè)的區(qū)域中，形成浮動擴(kuò)散FD1和浮動擴(kuò)散FD2。
像素陣列部分10中第一和第二金屬互連層32、36的布局與根據(jù)第一實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器相同，因此將省略對這些層的解釋。
根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器的特征主要在于，在沿列向彼此相鄰、位于第n行和第n+1行并包括共用讀取晶體管部分的像素Pn、Pn+1中，浮動擴(kuò)散FD1并不形成在沿列向相鄰的轉(zhuǎn)移晶體管TG1和光敏二極管PD2之間的區(qū)域中，并且浮動擴(kuò)散FD2并不形成在沿列向相鄰的轉(zhuǎn)移晶體管TG2和光敏二極管PD1之間的區(qū)域中。也就是說，根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器的特征主要在于，在分別位于相對于轉(zhuǎn)移晶體管TG1的柵電極24TG1和轉(zhuǎn)移晶體管TG2的柵電極24TG2沿行向的相同側(cè)的區(qū)域中，形成浮動擴(kuò)散FD1和浮動擴(kuò)散FD2。
在包括共用讀取晶體管部分的像素組中，通過金屬互連來電連接兩個像素的浮動擴(kuò)散。因此，通常浮動擴(kuò)散的電容總體上增大，并且電荷電壓轉(zhuǎn)換的效率降低。
在根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器中，浮動擴(kuò)散FD1并不形成在沿列向相鄰的轉(zhuǎn)移晶體管TG1和光敏二極管PD2之間的區(qū)域中，并且浮動擴(kuò)散FD2并不形成在沿列向相鄰的轉(zhuǎn)移晶體管TG2和光敏二極管PD1之間的區(qū)域中。這樣，與根據(jù)第一實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器相比，可以使浮動擴(kuò)散FD1、FD2的總面積更小。因此，與根據(jù)第一實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器相比，可以使浮動擴(kuò)散FD1、FD2的總電容更小，并且可以抑制電荷電壓轉(zhuǎn)換效率的降低。
浮動擴(kuò)散FD1并不形成在沿列向相鄰的轉(zhuǎn)移晶體管TG1和光敏二極管PD2之間的區(qū)域中，并且浮動擴(kuò)散FD2并不形成在沿列向相鄰的轉(zhuǎn)移晶體管TG2和光敏二極管PD1之間的區(qū)域中。這允許光敏二極管PD1、PD2在列向上更長。
(改進(jìn))接著，將參考圖19解釋根據(jù)本實(shí)施例的一個改進(jìn)的固態(tài)圖像傳感器。圖19是根據(jù)本改進(jìn)的固態(tài)圖像傳感器的像素陣列部分中有源區(qū)域和柵極互連的俯視圖，示出了其布局。
如圖19所示，在根據(jù)本改進(jìn)的固態(tài)圖像傳感器中，轉(zhuǎn)移晶體管TG1的柵電極24TG1被形成為，其一部分覆蓋PD1/TG1/FD1區(qū)域22a平行于行向的端部的一部分。柵電極24TG1的平面形狀是上述圖18中所示柵電極24TG1將靠近浮動擴(kuò)散FD1的拐角切掉了的形狀。柵電極24TG1在光敏二極管PD1一側(cè)的邊與柵電極24TG1在浮動擴(kuò)散FD1一側(cè)的邊的一部分彼此基本上直角相交。柵電極24TG1在光敏二極管PD1一側(cè)的邊的寬度，大于柵電極24TG1在浮動擴(kuò)散FD1一側(cè)的邊的寬度。這樣，浮動擴(kuò)散FD1不僅形成在上述圖18所示的區(qū)域中，而且形成在暴露在柵電極24TG1的拐角被切掉的區(qū)域中的有源區(qū)域22中。
轉(zhuǎn)移晶體管TG2的柵電極24TG2也具有和上述轉(zhuǎn)移晶體管TG1的柵電極24TG1相同的平面形狀。也就是說，轉(zhuǎn)移晶體管TG2的柵電極24TG2的一部分被形成為，覆蓋PD2/TG2/FD2區(qū)域22b平行于行向的端部的一部分。柵電極24TG2的平面形狀是上述圖18中所示柵電極24TG2將靠近浮動擴(kuò)散FD2的拐角切掉了的形狀。柵電極24TG2在光敏二極管PD2一側(cè)的邊與柵電極24TG2在浮動擴(kuò)散FD2一側(cè)的邊的一部分彼此基本上直角相交。柵電極24TG2在光敏二極管PD2一側(cè)的邊的寬度，大于其在浮動擴(kuò)散FD2一側(cè)的邊的寬度。這樣，浮動擴(kuò)散FD2不僅形成在上述圖18所示的區(qū)域中，而且形成在暴露在柵電極24TG2的拐角被切掉的區(qū)域中的有源區(qū)域22中。
如上所述，在根據(jù)本改進(jìn)的固態(tài)圖像傳感器中，浮動擴(kuò)散FD1、FD2還被形成在暴露在通過切掉柵電極24TG1、24TG2的拐角而限定的區(qū)域中的有源區(qū)域中。因此，可以使得通過轉(zhuǎn)移晶體管TG1到浮動擴(kuò)散FD1的電荷轉(zhuǎn)移、以及通過轉(zhuǎn)移晶體管TG2到浮動擴(kuò)散FD2的電荷轉(zhuǎn)移平穩(wěn)，并且電荷轉(zhuǎn)移效率與圖18中所示的固態(tài)圖像傳感器的相比可以更高。
將參考圖20解釋根據(jù)第四實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器。圖20是根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器的俯視圖，示出了其結(jié)構(gòu)。本實(shí)施例與根據(jù)第一實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器相同的那些部件由相同的標(biāo)號表示，以免重復(fù)或簡化其解釋。
除了包括共用讀取晶體管部分的像素在像素陣列部分10中具有彼此不同的位置關(guān)系，根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器在電路圖、基本結(jié)構(gòu)和制造方法上與根據(jù)第一實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器相同。將參考圖20解釋根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器的結(jié)構(gòu)。圖20是像素陣列部分中有源區(qū)域和柵極互連的布局的俯視圖。
如圖20所示，在根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器中，讀取晶體管部分在像素陣列部分10中彼此對角相鄰的像素之間共用，所述彼此對角相鄰的像素即位于第n行和第m列的像素Pn，m和位于第n+1行和第m+1列的像素Pn+1，m+1。
如同在根據(jù)第一實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器中一樣，包括共用讀取晶體管部分的像素Pn，m、Pn+1，m+1分別包括光敏二極管PD1、PD2、轉(zhuǎn)移晶體管TG1、TG2和浮動擴(kuò)散FD1、FD2。像素Pn，m、Pn+1，m+1的光敏二極管PD1、PD2具有基本上相同的形狀，并分別沿行向和列向被彼此間隔開1個像素的間距。像素Pn，m、Pn+1，m+1的轉(zhuǎn)移晶體管TG1、TG2的柵電極24TG1、24TG2除接觸部分25a、25b之外具有基本上相同的形狀，并分別沿行向和列向被彼此間隔開1個像素的間距。
要形成共用讀取晶體管部分的有源區(qū)域22被設(shè)置在位于第n行和第m列的像素Pn，m中，并且被設(shè)置在與像素Pn，m沿列向相鄰并與像素Pn+1，m+1沿行向相鄰的像素Pn+1，m中，像素Pn+1，m位于第n+1行和第m列。
也就是說，在像素Pn，m中，設(shè)置了共用讀取晶體管部分的Select/SF-Tr區(qū)域22c，在該區(qū)域中形成選擇晶體管Select和源極跟隨器晶體管SF-Tr。在像素Pn+1m中，設(shè)置了共用讀取晶體管部分的RST區(qū)域22d，在該區(qū)域中形成復(fù)位晶體管RST。設(shè)置在像素Pn+1，m中的RST區(qū)域22d一體連到設(shè)置在像素Pn，m中的PD1/TG1/FD1區(qū)域22a。
在像素Pn，m的光敏二極管PD1和像素Pn+1，m的光敏二極管PD2的組與像素Pn，m+1的光敏二極管PD1和像素Pn+1，m+1的光敏二極管PD2的組之間的區(qū)域中，分別形成Select/SF-Tr區(qū)域22c和RST區(qū)域22d。這樣共用讀取晶體管部分就分別形成在像素Pn，m的光敏二極管PD1和像素Pn+1，m的光敏二極管PD2的組與像素Pn，m+1的光敏二極管PD1和像素Pn+1，m+1的光敏二極管PD2的組之間的區(qū)域中。
在像素Pn+1，m+1中，與轉(zhuǎn)移晶體管TG1的柵電極24TG1的接觸部分25a被引出的方向相反地，引出轉(zhuǎn)移晶體管TG2的柵電極24TG2的接觸部分25b。浮動擴(kuò)散FD2的接觸部分25d被引出到像素Pn+1，m中，以位于像素Pn+1，m的光敏二極管PD2和像素Pn+1，m+1的光敏二極管PD2之間，浮動擴(kuò)散FD1的接觸部分25c位于該處。
如上所述，可以在像素陣列部分10中彼此對角相鄰的像素之間共用讀取晶體管部分。
(改進(jìn))接著，將參考圖21解釋根據(jù)本實(shí)施例的一個改進(jìn)的固態(tài)圖像傳感器。圖21是根據(jù)本改進(jìn)的固態(tài)圖像傳感器的像素陣列部分中有源區(qū)域和柵極互連的俯視圖，示出了其布局。
在根據(jù)本改進(jìn)的固態(tài)圖像傳感器中，如上所述彼此對角相鄰并包括共用讀取晶體管部分的各個像素的轉(zhuǎn)移晶體管的柵電極，具有與根據(jù)圖18所示第三實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器相同的形狀。
如圖21所示，形成位于第n行和第m列的像素Pn，m的轉(zhuǎn)移晶體管TG1的柵電極24TG1，以覆蓋PD1/TG1/FD1區(qū)域22a平行于行向的邊。這樣，在PD1/TG1/FD1區(qū)域22a的突出區(qū)域以及柵電極24TG1和柵電極24RST之間的RST區(qū)域22d中形成浮動擴(kuò)散FD1。也就是說，浮動擴(kuò)散FD1并不形成在沿列向彼此相鄰的轉(zhuǎn)移晶體管TG1和光敏二極管PD2之間的區(qū)域中。柵電極24TG1在光敏二極管PD1一側(cè)的邊與柵電極24TG1在浮動擴(kuò)散FD1一側(cè)的邊彼此基本上直角相交。柵電極24TG1在光敏二極管PD1一側(cè)的邊的寬度，大于柵電極24TG1在浮動擴(kuò)散FD1一側(cè)的邊的寬度。
位于第n+1行和第m+1列的像素Pn+1，m+1的轉(zhuǎn)移晶體管TG2的柵電極24TG2的平面形狀與上述轉(zhuǎn)移晶體管TG1的柵電極24TG1的相同。形成轉(zhuǎn)移晶體管TG2的柵電極24TG2，以覆蓋PD2/TG2/FD2區(qū)域22b平行于行向的邊。這樣，在PD2/TG2/FD2區(qū)域22b中設(shè)置了接觸部分25d的突出區(qū)域中形成浮動擴(kuò)散FD2。也就是說，浮動擴(kuò)散FD2并不形成在沿列向彼此相鄰的轉(zhuǎn)移晶體管TG2和光敏二極管PD1之間的區(qū)域中。柵電極24TG2在光敏二極管PD2一側(cè)的邊與柵電極24TG2在浮動擴(kuò)散FD2一側(cè)的邊彼此基本上直角相交。柵電極24TG2在光敏二極管PD2一側(cè)的邊的寬度，大于柵電極24TG2在浮動擴(kuò)散FD2一側(cè)的邊的寬度。
以上已描述的像素Pn，m的柵電極24TG1在浮動擴(kuò)散FD1一側(cè)的邊與像素Pn+1，m+1的柵電極24TG2在浮動擴(kuò)散FD2一側(cè)的邊彼此相對。
在上述布局中，當(dāng)在制造過程中沿行向發(fā)生移位時，浮動擴(kuò)散FD1面積的變化量正好與浮動擴(kuò)散FD2面積的變化量相反。具體而言，浮動擴(kuò)散FD2的面積減小的量即浮動擴(kuò)散FD1面積的增加量，而浮動擴(kuò)散FD2的面積增大的量即浮動擴(kuò)散FD1面積的減小量。
在上述布局中，即使當(dāng)沿行向發(fā)生移位時，浮動擴(kuò)散FD1、FD2的總面積也從不改變。也就是說，浮動擴(kuò)散FD1、FD2的總電容從不改變。
如上所述，彼此對角相鄰并包括共用讀取晶體管部分的各個像素的轉(zhuǎn)移晶體管的柵電極的形狀，與根據(jù)圖18所示第三實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器的相同，由此即使當(dāng)在制造過程中沿行向發(fā)生移位時，可以防止浮動擴(kuò)散FD1、FD2的總電容變化。
將參考圖22和23解釋根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器。圖22是根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器的俯視圖，示出了其結(jié)構(gòu)。圖23是根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器的剖視圖，示出了其結(jié)構(gòu)。本實(shí)施例與根據(jù)第一和第二實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器相同的那些部件由相同的標(biāo)號表示，以免重復(fù)或簡化其解釋。
根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器，是根據(jù)圖17所示第二實(shí)施例的改進(jìn)、包括用于使入射到光敏二極管上的光聚光的微透鏡的固態(tài)圖像傳感器。將參考圖22和23解釋根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器的結(jié)構(gòu)。圖22是像素陣列部分中微透鏡的布局的俯視圖。圖23是沿圖22中的線A-A’和線B-B’的剖視圖。在圖23中，并排示出A-A’線剖視圖和B-B’線剖視圖。
如圖23所示，在掩埋由第三金屬互連層76形成的VR線的層間絕緣膜78上形成覆蓋膜72。在覆蓋膜72上形成絕緣膜80。微透鏡82布置在覆蓋膜72在光敏二極管PD1之上的區(qū)域中。將濾色器84埋入在微透鏡82之下的絕緣膜80中。
這樣，就將微透鏡82布置在光敏二極管PD1上，濾色器84位于其間。
在像素陣列部分10中的各個像素上布置微透鏡82，濾色器84置于其間。也就是說，如圖22所示，為像素陣列部分10中各個像素的光敏二極管布置微透鏡82，其間距與光敏二極管沿行向和列向的間距相同。在像素陣列部分10的中心附近，使光敏二極管的中心基本上與微透鏡82的中心一致地來布置微透鏡82。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器的特征主要在于，為各個光敏二極管布置微透鏡82，其間距與光敏二極管沿行向和列向的間距相同，并且在像素陣列部分10的中心附近，光敏二極管的中心與微透鏡82的中心基本上彼此一致。這樣布置微透鏡82，由此在像素之間共用讀取晶體管部分，可以使得像素之間的光接收特性均一。
在本實(shí)施例中，在根據(jù)圖17所示第二實(shí)施例的改進(jìn)的固態(tài)圖像傳感器中布置微透鏡82，但是在根據(jù)其他實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器中，可以與本實(shí)施例中一樣，布置微透鏡82。
將參考圖24和25解釋根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器。圖24和25是根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器的俯視圖，示出了其結(jié)構(gòu)。本實(shí)施例與根據(jù)第一和第二實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器相同的那些部件由相同的標(biāo)號表示，以免重復(fù)或簡化其解釋。
除了在其間共用讀取晶體管部分的像素的像素陣列部分10中第二和第三金屬互連層36、76的布局，以及包括共用讀取晶體管部分的像素組不同于第二實(shí)施例中的像素，根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器在基本結(jié)構(gòu)和制造方法上與根據(jù)第二實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器相同。將參考圖24和25解釋根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器的結(jié)構(gòu)。圖24是根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器的像素陣列部分中第二金屬互連層的俯視圖。圖25是根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器的像素陣列部分中第三金屬互連層的俯視圖。在圖24和25中，像素陣列部分10由基本上正方的2×3的像素單元表示。
在沿列向相鄰的像素中，位于第n行和第n+1行的像素Pn、Pn+1具有與根據(jù)第二實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器相同的有源區(qū)域和柵極互連的布局。另一方面，位于第n-1行的像素Pn-1具有與位于第n+1行的像素Pn+1相同的有源區(qū)域和柵極互連的布局。也就是說，像素Pn-1的光敏二極管PD0、轉(zhuǎn)移晶體管TG0和浮動擴(kuò)散FD0與像素Pn+1的光敏二極管PD2、轉(zhuǎn)移晶體管TG2和浮動擴(kuò)散FD2相同。
在根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器中，在沿列向相鄰的像素中，位于第n-1行的像素Pn-1與位于第n行的像素Pn在其間共用讀取晶體管部分。
在共用讀取晶體管部分中，選擇晶體管Select和源極跟隨器晶體管SF-Tr被布置在位于第n行的像素Pn中，而復(fù)位晶體管RST被布置在位于第n+1行的像素Pn+1中。
在如此共用讀取晶體管部分的情況下，如圖24所示在第二金屬互連層36中，F(xiàn)D-SF互連36c按下述順序分別經(jīng)由接觸插頭34i、34j、34k電連接到位于第n-1行的像素Pn-1的浮動擴(kuò)散FD0、位于第n行的像素Pn的源極跟隨器晶體管SF-Tr的柵電極24SF-Tr、和位于第n行的像素Pn的浮動擴(kuò)散FD1，其中浮動擴(kuò)散FD1的接觸部分25c被引入位于第n+1行的像素Pn+1。
這樣，在沿列向彼此相鄰并包括共用讀取晶體管部分的像素Pn-1和Pn中，浮動擴(kuò)散FD0、源極跟隨器晶體管SF-Tr的柵電極24SF-Tr和浮動擴(kuò)散FD1按所述順序沿列向布置，并通過FD-SF互連36c彼此電連接。
如圖25所示，由第三金屬互連層76形成的VR線沿行向和列向延伸，并起遮光膜的作用。在未形成VR線76的開口80中，布置各個像素的光敏二極管。在沿行向延伸的VR線與沿列向延伸的VR線76彼此相交的區(qū)域中，與VR線76一體形成矩形的金屬層86。
和本實(shí)施例中一樣，合適地改變金屬互連的布局，由此具有和位于第n+1行的像素Pn+1相同的有源區(qū)域和柵極互連的布局的位于第n-1行的像素Pn-1，與位于第n行的像素Pn可以在其間共用讀取晶體管部分。
將形成在第三金屬互連層76中的開口80形成為更近似于圓形的形狀，由此可以使得像素間的光敏二極管的光接收更均一。
將參考圖26至29解釋根據(jù)本發(fā)明第七實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器。圖26至29是根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器的俯視圖，示出了其結(jié)構(gòu)。本實(shí)施例與根據(jù)第一和第二實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器相同的那些部件由相同的標(biāo)號表示，以免重復(fù)或簡化其解釋。
根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器的特征在于，像素Pn的浮動擴(kuò)散FD1的形狀和像素Pn+1的浮動擴(kuò)散FD2的形狀基本上相同，并且特征還在于，像素之間共用的選擇晶體管、源極跟隨器晶體管SF-Tr和復(fù)位晶體管RST形成在一個連續(xù)的有源區(qū)域中。將參考圖26至29解釋根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器的結(jié)構(gòu)。圖26是根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器的像素陣列部分中有源區(qū)域和柵極互連的布局的俯視圖。圖27是根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器的像素陣列部分中第一金屬互連層的布局的俯視圖。圖28是根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器的像素陣列部分中第二金屬互連層的布局的俯視圖。圖29是根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器的像素陣列部分中第三金屬互連層的布局的俯視圖。
在圖26至29中，像素陣列部分10中布置成矩陣的多個像素由位于第n行和第n+1行、在第m列中沿列向彼此相鄰并包括共用讀取晶體管部分的像素Pn、Pn+1表示。沿列向彼此相鄰并包括共用讀取晶體管部分的像素組Pn、Pn+1被布置成沿行向有1個像素的間距，并沿列向有2個像素的間距。
如圖26所示，由元件隔離區(qū)域20在硅襯底18上限定出有源區(qū)域22a～22f。沿列向彼此相鄰、具有共用讀取晶體管部分的像素Pn、Pn+1的有源區(qū)域22包括下面將描述的PD1/TG1/FD1區(qū)域22a、PD2/TG2/FD2區(qū)域22b和讀取晶體管區(qū)域22e。
位于第n行的像素Pn具有設(shè)置了光敏二極管PD1、轉(zhuǎn)移晶體管TG1和浮動擴(kuò)散FD1的PD1/TG1/FD1區(qū)域22a，該區(qū)域22a包括沿列向拉長的寬矩形區(qū)域、和與該寬矩形區(qū)域相連并從該寬矩形區(qū)域與列向平行的一側(cè)突出的突出區(qū)域。接觸部分25c被設(shè)置在PD1/TG1/FD1區(qū)域22a的突出區(qū)域的端部。接觸部分25c經(jīng)由接觸插頭30h、引線互連32h(參見圖27)和接觸插頭34e(參見圖28)電連接到后面將描述的用于將浮動擴(kuò)散FD1和浮動擴(kuò)散FD2彼此電連接的FD-SF互連36c(參見圖28)。
位于第n+1行的像素Pn+1具有設(shè)置了光敏二極管PD2、轉(zhuǎn)移晶體管TG2和浮動擴(kuò)散FD2的PD2/TG2/FD2區(qū)域22b，該區(qū)域22b包括沿列向拉長的寬矩形區(qū)域、和與該寬矩形區(qū)域相連并從該寬矩形區(qū)域與列向平行的一側(cè)突出的突出區(qū)域。接觸部分25d被設(shè)置在PD2/TG2/FD2區(qū)域22b的突出區(qū)域的端部。接觸部分25d經(jīng)由接觸插頭30j、引線互連32j(參見圖27)和接觸插頭34f(參見圖28)電連接到后面將描述的用于將浮動擴(kuò)散FD1和浮動擴(kuò)散FD2彼此電連接的FD-SF互連36c(參見圖28)。
PD1/TG1/FD1區(qū)域22a和PD2/TG2/FD2區(qū)域22b具有基本相同的形狀。PD1/TG1/FD1區(qū)域22a在像素Pn中的位置和PD2/TG2/FD2區(qū)域22b在像素Pn+1中的位置基本相同。也就是說，PD1/TG1/FD1區(qū)域22a和PD2/TG2/FD2區(qū)域22b基本上沿列向被彼此間隔開1個像素的間距。
與根據(jù)第一和第二實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器相比，根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器被改變，以使得如上所述，PD1/TG1/FD1區(qū)域22a和PD2/TG2/FD2區(qū)域22b具有基本相同的形狀，此外，按下面將描述的來改變形成有共用讀取晶體管部分的有源區(qū)域的布局。
位于第n行的像素Pn包括要形成共用讀取晶體管部分的復(fù)位晶體管RST的RST區(qū)域22d。RST區(qū)域22d位于像素Pn與列向平行的一邊的與PD1/TG1/FD1區(qū)域22a相對的一側(cè)。RST區(qū)域22d的形狀是沿列向更長的矩形。
位于第n+1行的像素Pn+1包括Select/SF-Tr區(qū)域22c，在該區(qū)域22c中形成共用讀取晶體管部分的選擇晶體管Select和源極跟隨器晶體管SF-Tr。Select/SF-Tr區(qū)域22c位于像素Pn+1與列向平行的一邊的與PD2/TG2/FD2區(qū)域22b相對的一側(cè)。Select/SF-Tr區(qū)域22c的形狀是沿列向更長的矩形。
Select/SF-Tr區(qū)域22c和RST區(qū)域22d這兩者都被設(shè)置在相對于PD1/TG1/FD1區(qū)域22a和PD2/TG2/FD2區(qū)域22b沿列向的同一側(cè)。
沿列向與像素Pn相鄰并位于第n-1行的像素Pn-1(未示出)，包括與像素Pn+1的相同的有源區(qū)域。沿列向與像素Pn+1相鄰并位于第n+2行的像素Pn+2(未示出)，包括與像素Pn的相同的有源區(qū)域。像素Pn的RST區(qū)域22d經(jīng)由沿列向拉長的有源區(qū)域22f而與像素Pn-1的Select/SF-Tr區(qū)域22c一體相連。像素Pn+1的Select/SF-Tr區(qū)域22c經(jīng)由沿列向拉長的有源區(qū)域22f而與像素Pn+2的RST區(qū)域22d一體相連。這樣，就在Pn-1和Pn之上設(shè)置了讀取晶體管區(qū)域22e，該區(qū)域22e是一體相連的Select/SF-Tr區(qū)域22c和RST區(qū)域22d的一個連續(xù)有源區(qū)域。類似地，在像素Pn+1和Pn+2之上設(shè)置讀取晶體管區(qū)域22e，該區(qū)域22e是一體相連的Select/SF-Tr區(qū)域22c和RST區(qū)域22d的一個連續(xù)有源區(qū)域。
在位于第n行的像素Pn的PD1/TG1/FD1區(qū)域22a的寬矩形區(qū)域中形成光敏二極管PD1。從圖26中看在PD1/TG1/FD1區(qū)域22a中處于下部的光敏二極管PD1的端部附近，形成轉(zhuǎn)移晶體管TG1的柵電極24TG1，以沿行向跨接PD1/TG1/FD1區(qū)域22a。埋入N型擴(kuò)散層26PD1的端部，位于柵電極24TG1在光敏二極管PD1側(cè)的端部之下。接觸部分25a從柵電極24TG1在RST區(qū)域22d側(cè)的端部突出。接觸部分25a經(jīng)由接觸插頭30b電連接到TG1線32b(參見圖27)。柵電極24TG1的形狀除接觸部分25a之外都與根據(jù)圖19所示第三實(shí)施例的改進(jìn)的固態(tài)圖像傳感器的相同。
在位于第n+1行的像素Pn+1的PD2/TG2/FD2區(qū)域22b的寬矩形區(qū)域中形成光敏二極管PD2。從圖26中看在PD2/TG2/FD2區(qū)域22b中處于下部的光敏二極管PD2的端部附近，形成轉(zhuǎn)移晶體管TG2的柵電極24TG2，以沿行向跨接PD2/TG2/FD2區(qū)域22b。埋入N型擴(kuò)散層26PD2的端部，位于柵電極24TG2在光敏二極管PD2側(cè)的端部之下。接觸部分25b從柵電極24TG2在Select/SF-Tr區(qū)域22c側(cè)的端部突出。接觸部分25b經(jīng)由接觸插頭30d電連接到TG2線32d(參見圖27)。柵電極24TG2的形狀除接觸部分25b之外都與根據(jù)圖19所示第三實(shí)施例的改進(jìn)的固態(tài)圖像傳感器的相同。
光敏二極管PD1和光敏二極管PD2具有基本上相同的形狀。包括接觸部分25a的柵電極24TG1和包括接觸部分25b的柵電極24TG2具有基本上相同的形狀。柵電極24TG1相對于光敏二極管PD1的位置關(guān)系和柵電極24TG2相對于光敏二極管PD2的位置關(guān)系基本上相同。也就是說，光敏二極管PD1和光敏二極管PD2基本上沿列向被彼此間隔開1個像素的間距，并且柵電極24TG1和柵電極24TG2基本上沿列向被彼此間隔開1個像素的間距。光敏二極管PD1的埋入N型擴(kuò)散層26PD1與柵電極24TG1的重疊，和光敏二極管PD2的埋入N型擴(kuò)散層26PD2與柵電極24TG2的重疊基本上相同。也就是說，埋入N型擴(kuò)散層26PD1直接處在柵電極24TG1的端部之下的部分的面積，和埋入N型擴(kuò)散層26PD2直接處在柵電極24TG2的端部之下的部分的面積基本上彼此相等。
在位于第n行的像素Pn的RST區(qū)域22d之上，形成復(fù)位晶體管RST的柵電極24RST，以沿行向跨接RST區(qū)域22d。
在第n+1行的像素Pn+1的Select/SF-Tr區(qū)域22c之上，分別形成選擇晶體管Select的柵電極24Select和源極跟隨器晶體管SF-Tr的柵電極24SF-Tr，以沿行向跨接Select/SF-Tr區(qū)域22c。從第n+1行向著第n+2行按所述順序布置24Select和柵電極24SF-Tr。
如上所述，像素Pn的RST區(qū)域22d經(jīng)由沿列向拉長的有源區(qū)域22f，而與沿列向相鄰于像素Pn并位于第n-1行的像素Pn-1的Select/SF-Tr區(qū)域22c一體相連。這使得像素Pn的復(fù)位晶體管RST的漏極區(qū)域經(jīng)由有源區(qū)域22f，而與像素Pn-1的源極跟隨器晶體管SF-Tr的漏極區(qū)域一體相連。也就是說，像素Pn的復(fù)位晶體管RST的漏極區(qū)域和像素Pn-1的源極跟隨器晶體管SF-Tr的漏極區(qū)域由共用的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域形成。像素Pn+1的Select/SF-Tr區(qū)域22c經(jīng)由沿列向拉長的有源區(qū)域22f，而與沿列向相鄰于像素Pn+1并位于第n+2行的像素Pn+2的RST區(qū)域22d一體相連。這使得像素Pn+1的源極跟隨器晶體管SF-Tr的漏極區(qū)域與像素Pn+2的復(fù)位晶體管RST的漏極區(qū)域，經(jīng)由有源區(qū)域22f相連。也就是說，像素Pn+1的源極跟隨器晶體管SF-Tr的漏極區(qū)域和像素Pn+2的復(fù)位晶體管RST的漏極區(qū)域由共用的雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域形成。
這樣，就在第m列中的光敏二極管PD1、PD2和第m+1列中的光敏二極管PD1、PD2之間的區(qū)域中，形成了在第m列中沿列向相鄰的像素Pn、Pn+1的共用讀取晶體管部分(選擇晶體管Select、源極跟隨器晶體管SF-Tr和復(fù)位晶體管RST)。
在PD1/TG1/FD1區(qū)域22a中位于柵電極24TG1和接觸部分25c之間的部分中，形成浮動擴(kuò)散FD1。在PD2/TG2/FD2區(qū)域22b中位于柵電極24TG2和接觸部分25d之間的部分中，形成浮動擴(kuò)散FD2。這樣，就在基本相同形狀的有源區(qū)域中形成了浮動擴(kuò)散FD1和浮動擴(kuò)散FD2。浮動擴(kuò)散FD1在像素Pn中的位置和浮動擴(kuò)散FD2在像素Pn+1中的位置基本相同。也就是說，浮動擴(kuò)散FD1和浮動擴(kuò)散FD2基本上沿列向被彼此間隔開1個像素的間距。
如圖27所示，第一金屬互連層32包括經(jīng)由接觸插頭30a電連接到柵電極24Select的Selcet線32a、經(jīng)由接觸插頭30b電連接到柵電極24TG1的TG1線32b、經(jīng)由接觸插頭30c電連接到柵電極24RST的RST線32c、和經(jīng)由接觸插頭30d電連接到柵電極24TG2的TG2線32d。第一金屬互連層32還包括經(jīng)由接觸插頭30e電連接到選擇晶體管Select的源極區(qū)域的引線互連32e、經(jīng)由接觸插頭30f電連接到柵電極24SF-Tr的引線互連32f、經(jīng)由接觸插頭30h電連接到浮動擴(kuò)散FD1的引線互連32h、經(jīng)由接觸插頭30i電連接到復(fù)位晶體管RST的漏極區(qū)域的引線互連32i、經(jīng)由接觸插頭30j電連接到浮動擴(kuò)散FD2的引線互連32j和經(jīng)由接觸插頭30k電連接到復(fù)位晶體管RST的源極區(qū)域的引線互連32k。
Select線32a沿行向曲折延伸，以避開光敏二極管PD2。也就是說，在光敏二極管PD2平行于行向的一條邊附近，Select線32a以距離光敏二極管PD2的邊指定間隔來沿著所述邊延伸。在光敏二極管PD2的拐角附近，Select線32a延伸著而傾斜地重疊于光敏二極管PD2的所述拐角中每一個的一小部分。
RST線32c沿行向曲折延伸，以避開光敏二極管PD1。也就是說，在光敏二極管PD2平行于行向的一條邊附近，RST線32c以距離光敏二極管PD1的邊指定間隔來沿著所述邊延伸。在光敏二極管PD1的拐角附近，RST線32c延伸著而傾斜地重疊于光敏二極管PD1的所述拐角中每一個的一小部分。RST線32c的圖案形狀與Select線32a的形狀基本上相同。
電連接到柵電極24TG1的TG1線32b沿行向延伸，重疊于光敏二極管PD1在柵電極24TG1側(cè)的端部。TG1線32b在其靠近光敏二極管PD1的端部的部分處具有從圖中看向下加寬的加寬部分。
類似地，電連接到柵電極24TG2的TG2線32d沿行向延伸，重疊于光敏二極管PD2在柵電極24TG2側(cè)的端部。TG2線32d在其靠近光敏二極管PD2的端部的部分處具有從圖中看向下加寬的加寬部分33d。TG2線32d的圖案形狀與TG1線32b的圖案形狀基本上相同。TG2線32d在光敏二極管PD2的端部之上的重疊，與TG1線32b在光敏二極管PD1的端部之上的重疊基本上相同。
將TG1線32b電連接到柵電極24TG1的接觸插頭30b，被連接到柵電極24TG1從柵電極24TG1在RST區(qū)域22d一側(cè)的端部突出的接觸部分25a。這樣，連接到接觸插頭30b的柵電極24TG1的接觸部分25a，不形成在沿列向彼此相鄰的光敏二極管PD1和光敏二極管PD2之間的區(qū)域中。
將TG2線32d電連接到柵電極24TG2的接觸插頭30d，被連接到柵電極24TG2從柵電極24TG2在Select/SF-Tr區(qū)域22c一側(cè)的端部突出的接觸部分25b。這樣，連接到接觸插頭30d的柵電極24TG2的接觸部分25b，不形成在沿列向彼此相鄰的光敏二極管PD1和光敏二極管PD2之間的區(qū)域中。
將引線互連32h電連接到浮動擴(kuò)散FD1的接觸插頭30h，被連接到設(shè)置在PD1/TG1/FD1區(qū)域22a的突出區(qū)域中的接觸部分25c。浮動擴(kuò)散FD1的接觸部分25c，不形成在沿列向彼此相鄰的光敏二極管PD1和光敏二極管PD2之間的區(qū)域中。
將引線互連32j電連接到浮動擴(kuò)散FD2的接觸插頭30j，被連接到設(shè)置在PD2/TG2/FD2區(qū)域22b的突出區(qū)域中的接觸部分25d。浮動擴(kuò)散FD2的接觸部分25d，不形成在沿列向彼此相鄰的光敏二極管PD1和光敏二極管PD2之間的區(qū)域中。
在第一金屬互連層32中，RST線32c和Select線32a具有基本上相同的圖案形狀，TG1線32b和TG2線32d具有基本上相同的圖案形狀，并且除此之外，引線互連如下具有基本上相同的圖案形狀。也就是說，引線互連32i和引線互連32e具有基本上相同的圖案形狀。引線互連32k和引線互連32f具有基本上相同的圖案形狀。引線互連32h和引線互連32j具有基本上相同的圖案形狀。這樣，在第一金屬互連層32中，像素Pn的互連層(RST線32c、TG1線32b、引線互連32i、32k、32h)和像素Pn+1的互連層(Select線32a、TG2線32d、引線互連32e、32f、32j)具有基本上相同的圖案形狀。
如圖28所示，第二金屬互連層36包括經(jīng)由接觸插頭34a電連接到選擇晶體管Select的源極區(qū)域的信號讀取線36a；和分別經(jīng)由接觸插頭34d、34e、34f、341電連接到源極跟隨器晶體管SF-Tr的柵電極24SF-Tr、浮動擴(kuò)散FD1、浮動擴(kuò)散FD2和復(fù)位晶體管RST的源極區(qū)域的FD-SF互連36c。第二金屬互連層36還包括經(jīng)由接觸插頭34h電連接到復(fù)位晶體管RST的漏極區(qū)域的引線互連36h。另外，第二金屬互連層36包括VR線36i、36j，VR線36i、36j分別形成在柵電極24TG1、24TG2之上，并如同后面將描述的分別經(jīng)由接觸插頭74c、74d(參見圖29)電連接到VR線76(參見圖29)。
信號讀取線36a和FD-SF互連36c分別沿列向延伸。沿列向與FD-SF互連36c并排形成引線互連36h。
信號讀取線36a經(jīng)由接觸插頭30e、第一金屬互連層32的引線互連32e以及接觸插頭34a電連接到選擇晶體管Select的源極區(qū)域。
FD-SF互連36c經(jīng)由接觸插頭30f、第一金屬互連層32的引線互連32f以及接觸插頭34d電連接到源極跟隨器晶體管SF-Tr的柵電極24SF-Tr。FD-SF互連36c經(jīng)由接觸插頭30h、第一金屬互連層32的引線互連32h以及接觸插頭34e電連接到浮動擴(kuò)散FD1。而且，F(xiàn)D-SF互連36c經(jīng)由接觸插頭30j、第一金屬互連層32的引線互連32j以及接觸插頭34f電連接到浮動擴(kuò)散FD2。另外，F(xiàn)D-SF互連36c經(jīng)由接觸插頭30k、第一金屬互連層32的引線互連32k以及接觸插頭341電連接到復(fù)位晶體管RST的源極區(qū)域。這樣，浮動擴(kuò)散FD1、浮動擴(kuò)散FD2、源極跟隨器晶體管SF-Tr的柵電極24SF-Tr以及復(fù)位晶體管RST的源極區(qū)域，就通過FD-SF互連36c和引線互連32f、32h、32j、32k而彼此連接。
從圖中看，VR線36i形成在柵電極24TG1之上和TG1線32b之下。VR線36i的圖案呈T形，包括沿著TG1線32b在行向上拉長的矩形部分和從圖中看從所述拉長矩形部分向下突出的矩形部分。TG1線32b的加寬部分33b的端部位于VR線36i在TG1線32b側(cè)的端部之下。
從圖中看，VR線36j形成在柵電極24TG2之上和TG2線32d之下。VR線36j的圖案形狀與VR線36i的圖案形狀基本上相同并呈T形，包括沿著TG2線32d在行向上拉長的矩形部分和從圖中看從所述拉長矩形部分向下突出的矩形部分。TG2線32d的加寬部分33d的端部位于VR線36j在TG2線32d側(cè)的端部之下。
如圖29所示，第三金屬互連層76形成了分別經(jīng)由接觸插頭74c、74d電連接到VR線36i、36j的VR線。
如同在根據(jù)圖25中所圖示的第六實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器中一樣，VR線76沿行向和列向兩個方向延伸，起遮光膜的作用。在未形成VR線的開口80中，布置光敏二極管PD1、PD2。在沿行向延伸的VR線76與沿列向延伸的VR線76彼此相交的區(qū)域中，與VR線76一體形成矩形的金屬層86。這樣，各個像素的光敏二極管PD1、PD2所在的開口80就形成為八邊形。
VR線76經(jīng)由接觸插頭30i、第一金屬互連層32的引線互連32i、接觸插頭34h、第二金屬互連層36的引線互連36h以及接觸插頭74b而電連接到復(fù)位晶體管RST的漏極區(qū)域。
VR線76經(jīng)由接觸插頭74c而電連接到第二金屬互連層36的形成在柵電極24TG1之上的VR線36i，并經(jīng)由接觸插頭74d而電連接到第二金屬互連層36的形成在柵電極24TG2之上的VR線36j。第二金屬互連層36的電連接到VR線76的VR線36i，覆蓋在柵電極24TG1之上的TG1線32b和Select線32a之間的間隙，以保護(hù)柵電極24TG1免于光照。第二金屬互連層36的電連接到VR線76的VR線36j，覆蓋在柵電極24TG2之上的TG2線32d和RST線32c之間的間隙，以保護(hù)柵電極24TG2免于光照。
這樣，就構(gòu)成了根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器。
根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器的特征主要在于，在沿列向彼此相鄰并包括共用讀取晶體管部分的像素Pn、Pn+1之間，都包括各個接觸部分25c、25d的浮動擴(kuò)散FD1的形狀和浮動擴(kuò)散FD2的形狀基本上相同。
這可以使得浮動擴(kuò)散FD1的電容和浮動擴(kuò)散FD2的電容彼此基本上相等。尤其是，該布局可以使得轉(zhuǎn)移晶體管TG1和浮動擴(kuò)散FD1之間的電容與轉(zhuǎn)移晶體管TG2和浮動擴(kuò)散FD2之間的電容彼此基本上相等。因此，可以使得轉(zhuǎn)移晶體管TG1從光敏二極管PD1到浮動擴(kuò)散FD1的電荷轉(zhuǎn)移特性，與轉(zhuǎn)移晶體管TG2從光敏二極管PD2到浮動擴(kuò)散FD2的電荷轉(zhuǎn)移特性基本上彼此相等。
而且，和根據(jù)第一實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器中一樣，在根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器中，光敏二極管PD1的形狀和光敏二極管PD2的形狀基本上彼此相同，轉(zhuǎn)移晶體管TG1的柵電極24TG1的形狀和轉(zhuǎn)移晶體管TG2的柵電極24TG2的形狀基本上彼此相同。光敏二極管PD1、轉(zhuǎn)移晶體管TG1的柵電極24TG1和浮動擴(kuò)散FD1之間的位置關(guān)系，與光敏二極管PD2、轉(zhuǎn)移晶體管TG2的柵電極24TG2和浮動擴(kuò)散FD2之間的位置關(guān)系基本上相同。也就是說，光敏二極管PD1和光敏二極管PD2基本上沿列向被彼此間隔開1個像素的間距，轉(zhuǎn)移晶體管TG1的柵電極24TG1和轉(zhuǎn)移晶體管TG2的柵電極24TG2基本上沿列向被彼此間隔開1個像素的間距。此外，浮動擴(kuò)散FD1和浮動擴(kuò)散FD2基本上沿列向被彼此間隔開1個像素的間距。像素Pn、Pn+1之間布局的這種一致使得轉(zhuǎn)移晶體管TG1從光敏二極管PD1到浮動擴(kuò)散FD1的電荷轉(zhuǎn)移特性，與轉(zhuǎn)移晶體管TG2從光敏二極管PD2到浮動擴(kuò)散FD2的電荷轉(zhuǎn)移特性高精度地彼此相等。
根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器的特征主要在于，在作為連續(xù)有源區(qū)域的讀取晶體管區(qū)域22e中形成共用的復(fù)位晶體管RST、選擇晶體管Select和源極跟隨器晶體管SF-Tr。
用于共用的復(fù)位晶體管RST、選擇晶體管Select和源極跟隨器晶體管SF-Tr的有源區(qū)域成為連續(xù)區(qū)域，由此在根據(jù)本實(shí)施例的固態(tài)圖像傳感器中，源極跟隨器晶體管SF-Tr的漏極區(qū)域和復(fù)位晶體管RST的漏極區(qū)域由共用雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域形成。因此，就不用引出專門的互連來電連接源極跟隨器晶體管SF-Tr的漏極區(qū)域和復(fù)位晶體管RST的漏極區(qū)域，這使得互連結(jié)構(gòu)能夠簡單。
本發(fā)明并不限于上述實(shí)施例，而可覆蓋其他各種改進(jìn)。
例如，在上述實(shí)施例中，以方形的布置用相同的間距沿行向和列向排列基本上方形的像素。像素的形狀和布置可以適當(dāng)?shù)馗淖儭?br> 在上述實(shí)施例中，在第一和第二金屬互連層32、36中或在第一至第三金屬互連層32、36、76中，形成Selcet線、TG1線、RST線、TG2線、信號讀取線、VR線和FD-SF互連線。但是，多個金屬互連層還被設(shè)置來合適地分布金屬互連層中的這些信號線。例如，在上述實(shí)施例中，在同一個層中形成Selcet線、TG1線、RST線和TG2線，但是這些信號線可以被分在多個金屬互連層中。
在上述實(shí)施例中，第二金屬互連層36形成在第一金屬互連層32上，但是可以通過合適地使用引線互連來顛倒地形成。
權(quán)利要求
1.一種固態(tài)圖像傳感器，包括沿行向和列向布置成矩陣的多個像素，所述多個像素中的每一個包括光電轉(zhuǎn)換器；第一晶體管，用于轉(zhuǎn)移在所述光電轉(zhuǎn)換器中產(chǎn)生的信號電荷；雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域，用于存儲經(jīng)由所述第一晶體管從所述光電轉(zhuǎn)換器輸出的所述信號電荷；第二晶體管，用于基于存儲在所述雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域中的所述信號電荷來輸出信號；第三晶體管，用于將所述第二晶體管的輸入端子復(fù)位；和第四晶體管，用于讀取由所述第二晶體管輸出的所述信號，第n行中所述像素中的第一像素的所述第二晶體管，和第n+1行中所述像素中的第二像素的所述第二晶體管被共用，所述第一像素的所述第三晶體管，和所述第二像素的所述第三晶體管被共用，所述第一像素的所述第四晶體管，和所述第二像素的所述第四晶體管被共用，所述第一像素的所述第一晶體管和所述第二像素的所述第一晶體管，被形成在分別位于相對于所述第一像素的所述光電轉(zhuǎn)換器和所述第二像素的所述光電轉(zhuǎn)換器沿所述列向的相同側(cè)的區(qū)域中，并且被共用的所述第二晶體管、被共用的所述第三晶體管和被共用的所述第四晶體管中的至少一個，被形成在位于相對于所述第一像素的所述光電轉(zhuǎn)換器和所述第二像素的所述光電轉(zhuǎn)換器沿所述行向的一側(cè)的區(qū)域中。
2.如權(quán)利要求1所述的固態(tài)圖像傳感器，其中所述第一像素的所述雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域和所述第二像素的所述雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域，被至少形成在分別位于相對于所述第一像素的所述第一晶體管的柵電極和所述第二像素的所述第一晶體管的柵電極沿所述列向的相同側(cè)的區(qū)域中。
3.如權(quán)利要求1所述的固態(tài)圖像傳感器，其中所述第一像素的所述雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域和所述第二像素的所述雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域，被至少形成在分別位于相對于所述第一像素的所述第一晶體管的柵電極和所述第二像素的所述第一晶體管的柵電極沿所述行向的一側(cè)的區(qū)域中。
4.如權(quán)利要求3所述的固態(tài)圖像傳感器，其中在所述第一晶體管的所述柵電極中形成切口，并且所述雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域被形成在所述切口中暴露出的區(qū)域中。
5.如權(quán)利要求1所述的固態(tài)圖像傳感器，其中所述第一像素的所述光電轉(zhuǎn)換器的形狀和所述第二像素的所述光電轉(zhuǎn)換器的形狀基本相同。
6.如權(quán)利要求1所述的固態(tài)圖像傳感器，其中所述第一像素的所述第一晶體管的柵電極的形狀和所述第二像素的所述第一晶體管的柵電極的形狀基本相同。
7.如權(quán)利要求1所述的固態(tài)圖像傳感器，其中所述第一像素是第n行和第m列中的所述像素，并且所述第二像素是第n+1行和第m列中的所述像素。
8.如權(quán)利要求1所述的固態(tài)圖像傳感器，其中所述第一像素是第n行和第m列中的所述像素，并且所述第二像素是第n+1行和第m+1列中的所述像素。
9.如權(quán)利要求1所述的固態(tài)圖像傳感器，其中被共用的所述第二晶體管和被共用的所述第四晶體管，被形成在位于相對于所述第一像素的所述光電轉(zhuǎn)換器沿所述行向的一側(cè)的區(qū)域中。被共用的所述第三晶體管被形成在位于相對于所述第二像素的所述光電轉(zhuǎn)換器沿所述行向的一側(cè)的區(qū)域中。
10.如權(quán)利要求7所述的固態(tài)圖像傳感器，其中所述第一像素的所述光電轉(zhuǎn)換器和所述第二像素的所述光電轉(zhuǎn)換器，被布置成沿所述列向具有與所述多個像素沿所述列向布置基本相同的間距，并且所述第一像素的所述第一晶體管的柵電極和所述第二像素的所述第一晶體管的柵電極，被布置成沿所述列向具有與所述多個像素沿所述列向布置基本相同的間距。
11.如權(quán)利要求8所述的固態(tài)圖像傳感器，其中所述第一像素的所述光電轉(zhuǎn)換器和所述第二像素的所述光電轉(zhuǎn)換器，被布置成沿所述列向具有與所述多個像素沿所述列向布置基本相同的間距，并且所述第一像素的所述第一晶體管的柵電極和所述第二像素的所述第一晶體管的柵電極，被布置成沿所述列向具有與所述多個像素沿所述列向布置基本相同的間距。
12.如權(quán)利要求8所述的固態(tài)圖像傳感器，其中所述第一像素的所述光電轉(zhuǎn)換器和所述第二像素的所述光電轉(zhuǎn)換器，被布置成沿所述行向具有與所述多個像素沿所述行向布置基本相同的間距，并且所述第一像素的所述第一晶體管的柵電極和所述第二像素的所述第一晶體管的柵電極，被布置成沿所述行向具有與所述多個像素沿所述行向布置基本相同的間距。
13.如權(quán)利要求1所述的固態(tài)圖像傳感器，其中在除沿所述列向相鄰的所述光電轉(zhuǎn)換器之間的區(qū)域之外的區(qū)域中形成接觸插頭。
14.如權(quán)利要求1所述的固態(tài)圖像傳感器，其中形成所述光電轉(zhuǎn)換器的有源區(qū)域沿所述行向的寬度和在所述第一晶體管的柵電極之下的有源區(qū)域沿所述行向的寬度基本相同。
15.如權(quán)利要求1所述的固態(tài)圖像傳感器，其中所述光電轉(zhuǎn)換器是包括埋入半導(dǎo)體襯底中的雜質(zhì)擴(kuò)散層的光敏二極管，并且所述雜質(zhì)擴(kuò)散層直接處在所述第一像素的所述第一晶體管的柵電極之下的部分的面積和所述雜質(zhì)擴(kuò)散層直接處在所述第二像素的所述第一晶體管的柵電極之下的部分的面積基本相同。
16.如權(quán)利要求1所述的固態(tài)圖像傳感器，還包括第一信號線，沿所述行向延伸形成并被電連接到所述第一像素的所述第一晶體管的柵電極；第二信號線，沿所述行向延伸形成并被電連接到所述第二像素的所述第一晶體管的柵電極；第三信號線，沿所述行向延伸形成并被電連接到被共用的所述第三晶體管的柵電極；第四信號線，沿所述行向延伸形成并被電連接到被共用的所述第四晶體管的柵電極；第五信號線，沿所述列向延伸形成并被電連接到被共用的所述第四晶體管的源極端子；第六信號線，被電連接到被共用的所述第二晶體管的漏極端子和被共用的所述第三晶體管的漏極端子；和第七信號線，電連接所述第一像素的所述雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域、所述第二像素的所述雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域和被共用的所述第二晶體管的柵電極。
17.如權(quán)利要求16所述的固態(tài)圖像傳感器，其中所述第一信號線、所述第二信號線、所述第三信號線和所述第四信號線被形成在第一金屬互連層中，并且所述第五信號線和所述第七信號線被形成在第二金屬互連層中。
18.如權(quán)利要求17所述的固態(tài)圖像傳感器，其中和所述第一像素的所述光電轉(zhuǎn)換器相鄰的所述第一信號線和所述第一像素的所述光電轉(zhuǎn)換器的邊之間的間隔，與和所述第二像素的所述光電轉(zhuǎn)換器相鄰的所述第二信號線和所述第二像素的所述光電轉(zhuǎn)換器的邊之間的間隔基本相同。
19.如權(quán)利要求17所述的固態(tài)圖像傳感器，其中和所述第一像素的所述光電轉(zhuǎn)換器相鄰的所述第四信號線和所述第一像素的所述光電轉(zhuǎn)換器的邊之間的間隔，與和所述第二像素的所述光電轉(zhuǎn)換器相鄰的所述第三信號線和所述第二像素的所述光電轉(zhuǎn)換器的邊之間的間隔基本相同。
20.如權(quán)利要求18所述的固態(tài)圖像傳感器，其中和所述第一像素的所述光電轉(zhuǎn)換器相鄰的所述第四信號線和所述第一像素的所述光電轉(zhuǎn)換器的邊之間的間隔，與和所述第二像素的所述光電轉(zhuǎn)換器相鄰的所述第三信號線和所述第二像素的所述光電轉(zhuǎn)換器的邊之間的間隔基本相同。
21.如權(quán)利要求17所述的固態(tài)圖像傳感器，其中和所述第一像素的所述光電轉(zhuǎn)換器相鄰的所述第五信號線和所述第一像素的所述光電轉(zhuǎn)換器的邊之間的間隔，與和所述第二像素的所述光電轉(zhuǎn)換器相鄰的所述第五信號線和所述第二像素的所述光電轉(zhuǎn)換器的邊之間的間隔基本相同。
22.如權(quán)利要求18所述的固態(tài)圖像傳感器，其中和所述第一像素的所述光電轉(zhuǎn)換器相鄰的所述第五信號線和所述第一像素的所述光電轉(zhuǎn)換器的邊之間的間隔，與和所述第二像素的所述光電轉(zhuǎn)換器相鄰的所述第五信號線和所述第二像素的所述光電轉(zhuǎn)換器的邊之間的間隔基本相同。
23.如權(quán)利要求17所述的固態(tài)圖像傳感器，其中和所述第一像素的所述光電轉(zhuǎn)換器相鄰的所述第七信號線和所述第一像素的所述光電轉(zhuǎn)換器的邊之間的間隔，與和所述第二像素的所述光電轉(zhuǎn)換器相鄰的所述第七信號線和所述第二像素的所述光電轉(zhuǎn)換器的邊之間的間隔基本相同。
24.如權(quán)利要求18所述的固態(tài)圖像傳感器，其中和所述第一像素的所述光電轉(zhuǎn)換器相鄰的所述第七信號線和所述第一像素的所述光電轉(zhuǎn)換器的邊之間的間隔，與和所述第二像素的所述光電轉(zhuǎn)換器相鄰的所述第七信號線和所述第二像素的所述光電轉(zhuǎn)換器的邊之間的間隔基本相同。
25.如權(quán)利要求17所述的固態(tài)圖像傳感器，其中和所述第一像素的所述光電轉(zhuǎn)換器相鄰的所述第一信號線和所述第一像素的所述光電轉(zhuǎn)換器彼此對著的部分的長度，與和所述第二像素的所述光電轉(zhuǎn)換器相鄰的所述第二信號線和所述第二像素的所述光電轉(zhuǎn)換器彼此對著的部分的長度基本相同。
26.如權(quán)利要求18所述的固態(tài)圖像傳感器，其中和所述第一像素的所述光電轉(zhuǎn)換器相鄰的所述第一信號線和所述第一像素的所述光電轉(zhuǎn)換器彼此對著的部分的長度，與和所述第二像素的所述光電轉(zhuǎn)換器相鄰的所述第二信號線和所述第二像素的所述光電轉(zhuǎn)換器彼此對著的部分的長度基本相同。
27.如權(quán)利要求17所述的固態(tài)圖像傳感器，其中和所述第一像素的所述光電轉(zhuǎn)換器相鄰的所述第四信號線和所述第一像素的所述光電轉(zhuǎn)換器彼此對著的部分的長度，與和所述第二像素的所述光電轉(zhuǎn)換器相鄰的所述第三信號線和所述第二像素的所述光電轉(zhuǎn)換器彼此對著的部分的長度基本相同。
28.如權(quán)利要求18所述的固態(tài)圖像傳感器，其中和所述第一像素的所述光電轉(zhuǎn)換器相鄰的所述第四信號線和所述第一像素的所述光電轉(zhuǎn)換器彼此對著的部分的長度，與和所述第二像素的所述光電轉(zhuǎn)換器相鄰的所述第三信號線和所述第二像素的所述光電轉(zhuǎn)換器彼此對著的部分的長度基本相同。
29.如權(quán)利要求17所述的固態(tài)圖像傳感器，其中和所述第一像素的所述光電轉(zhuǎn)換器相鄰的所述第五信號線和所述第一像素的所述光電轉(zhuǎn)換器彼此對著的部分的長度，與和所述第二像素的所述光電轉(zhuǎn)換器相鄰的所述第五信號線和所述第二像素的所述光電轉(zhuǎn)換器彼此對著的部分的長度基本相同。
30.如權(quán)利要求18所述的固態(tài)圖像傳感器，其中和所述第一像素的所述光電轉(zhuǎn)換器相鄰的所述第五信號線和所述第一像素的所述光電轉(zhuǎn)換器彼此對著的部分的長度，與和所述第二像素的所述光電轉(zhuǎn)換器相鄰的所述第五信號線和所述第二像素的所述光電轉(zhuǎn)換器彼此對著的部分的長度基本相同。
31.如權(quán)利要求17所述的固態(tài)圖像傳感器，其中和所述第一像素的所述光電轉(zhuǎn)換器相鄰的所述第七信號線和所述第一像素的所述光電轉(zhuǎn)換器彼此對著的部分的長度，與和所述第二像素的所述光電轉(zhuǎn)換器相鄰的所述第七信號線和所述第二像素的所述光電轉(zhuǎn)換器彼此對著的部分的長度基本相同。
32.如權(quán)利要求18所述的固態(tài)圖像傳感器，其中和所述第一像素的所述光電轉(zhuǎn)換器相鄰的所述第七信號線和所述第一像素的所述光電轉(zhuǎn)換器彼此對著的部分的長度，與和所述第二像素的所述光電轉(zhuǎn)換器相鄰的所述第七信號線和所述第二像素的所述光電轉(zhuǎn)換器彼此對著的部分的長度基本相同。
33.如權(quán)利要求17所述的固態(tài)圖像傳感器，其中所述第七信號線經(jīng)由在所述第一金屬互連層中形成的第一引線互連被電連接到所述第一像素的所述雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域、經(jīng)由在所述第一金屬互連層中形成的第二引線互連被電連接到所述第二像素的所述雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域、并經(jīng)由在所述第一金屬互連層中形成的第三引線互連被電連接到被共用的所述第二晶體管的所述柵電極。
34.如權(quán)利要求18所述的固態(tài)圖像傳感器，其中所述第七信號線經(jīng)由在所述第一金屬互連層中形成的第一引線互連被電連接到所述第一像素的所述雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域、經(jīng)由在所述第一金屬互連層中形成的第二引線互連被電連接到所述第二像素的所述雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域、并經(jīng)由在所述第一金屬互連層中形成的第三引線互連被電連接到被共用的所述第二晶體管的所述柵電極。
35.如權(quán)利要求33所述的固態(tài)圖像傳感器，其中所述第一引線互連和所述第一信號線彼此對著的部分的長度，與所述第二引線和所述第二信號線彼此對著的部分的長度基本相同。
36.如權(quán)利要求34所述的固態(tài)圖像傳感器，其中所述第一引線互連和所述第一信號線彼此對著的部分的長度，與所述第二引線和所述第二信號線彼此對著的部分的長度基本相同。
37.如權(quán)利要求33所述的固態(tài)圖像傳感器，其中被共用的所述第二晶體管被形成在所述第一像素的所述雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域和所述第二像素的所述雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域之間的區(qū)域中。
38.如權(quán)利要求35所述的固態(tài)圖像傳感器，其中被共用的所述第二晶體管被形成在所述第一像素的所述雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域和所述第二像素的所述雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域之間的區(qū)域中。
39.如權(quán)利要求17所述的固態(tài)圖像傳感器，其中所述第六信號線沿所述列向延伸地被形成在所述第二金屬互連層中。
40.如權(quán)利要求17所述的固態(tài)圖像傳感器，其中所述第六信號線沿所述列向延伸地被形成在第三金屬互連層中。
41.如權(quán)利要求17所述的固態(tài)圖像傳感器，其中所述第六信號線在第三金屬互連層中被形成為矩陣。
42.如權(quán)利要求41所述的固態(tài)圖像傳感器，其中在所述第六信號線的所述矩陣的開口內(nèi)，至少有所述第一金屬互連層和所述第二金屬互連層的一部分。
43.如權(quán)利要求39所述的固態(tài)圖像傳感器，其中和所述第一像素的所述光電轉(zhuǎn)換器相鄰的所述第六信號線和所述第一像素的所述光電轉(zhuǎn)換器的邊之間的間隔，與和所述第二像素的所述光電轉(zhuǎn)換器相鄰的所述第六信號線和所述第二像素的所述光電轉(zhuǎn)換器的邊之間的間隔基本相同。
44.如權(quán)利要求40所述的固態(tài)圖像傳感器，其中和所述第一像素的所述光電轉(zhuǎn)換器相鄰的所述第六信號線和所述第一像素的所述光電轉(zhuǎn)換器的邊之間的間隔，與和所述第二像素的所述光電轉(zhuǎn)換器相鄰的所述第六信號線和所述第二像素的所述光電轉(zhuǎn)換器的邊之間的間隔基本相同。
45.如權(quán)利要求41所述的固態(tài)圖像傳感器，其中和所述第一像素的所述光電轉(zhuǎn)換器相鄰的所述第六信號線和所述第一像素的所述光電轉(zhuǎn)換器的邊之間的間隔，與和所述第二像素的所述光電轉(zhuǎn)換器相鄰的所述第六信號線和所述第二像素的所述光電轉(zhuǎn)換器的邊之間的間隔基本相同。
46.如權(quán)利要求39所述的固態(tài)圖像傳感器，其中和所述第一像素的所述光電轉(zhuǎn)換器相鄰的所述第六信號線和所述第一像素的所述光電轉(zhuǎn)換器彼此對著的部分的長度，與和所述第二像素的所述光電轉(zhuǎn)換器相鄰的所述第六信號線和所述第二像素的所述光電轉(zhuǎn)換器彼此對著的部分的長度基本相同。
47.如權(quán)利要求40所述的固態(tài)圖像傳感器，其中和所述第一像素的所述光電轉(zhuǎn)換器相鄰的所述第六信號線和所述第一像素的所述光電轉(zhuǎn)換器彼此對著的部分的長度，與和所述第二像素的所述光電轉(zhuǎn)換器相鄰的所述第六信號線和所述第二像素的所述光電轉(zhuǎn)換器彼此對著的部分的長度基本相同。
48.如權(quán)利要求41所述的固態(tài)圖像傳感器，其中和所述第一像素的所述光電轉(zhuǎn)換器相鄰的所述第六信號線和所述第一像素的所述光電轉(zhuǎn)換器彼此對著的部分的長度，與和所述第二像素的所述光電轉(zhuǎn)換器相鄰的所述第六信號線和所述第二像素的所述光電轉(zhuǎn)換器彼此對著的部分的長度基本相同。
49.如權(quán)利要求1所述的固態(tài)圖像傳感器，還包括在所述雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域的至少一部分中形成的金屬硅化膜。
50.如權(quán)利要求49所述的固態(tài)圖像傳感器，其中所述金屬硅化膜還被形成在所述第一像素的所述第一晶體管的柵電極和所述第二像素的所述第一晶體管的柵電極上，并且在被形成在所述第一像素的所述第一晶體管的所述柵電極上的所述硅化膜和所述第一像素的所述光電轉(zhuǎn)換器之間的間隔，與在被形成在所述第二像素的所述第一晶體管的所述柵電極上的所述硅化膜和所述第二像素的所述光電轉(zhuǎn)換器之間的間隔基本相同。
51.如權(quán)利要求1所述的固態(tài)圖像傳感器，其中所述第一像素的所述雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域的形狀和所述第二像素的所述雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)域的形狀基本相同。
52.如權(quán)利要求51所述的固態(tài)圖像傳感器，其中被共用的所述第二晶體管和被共用的所述第四晶體管，被形成在位于相對于所述第二像素的所述光電轉(zhuǎn)換器沿所述行向的一側(cè)的區(qū)域中，并且被共用的所述第三晶體管被形成在位于相對于所述第一像素的所述光電轉(zhuǎn)換器沿所述行向的一側(cè)的區(qū)域中。
53.如權(quán)利要求51所述的固態(tài)圖像傳感器，其中第n+2行中所述多個像素中的第三像素的所述第二晶體管和第n+3行中所述多個像素中的第四像素的所述第二晶體管被共用，所述第三像素的所述第三晶體管和所述第四像素的所述第三晶體管被共用，所述第三像素的所述第四晶體管和所述第四像素的所述第四晶體管被共用，并且在設(shè)置在所述第二像素和所述第三像素之上的一個連續(xù)有源區(qū)域中，形成在所述第一像素和所述第二像素之間共用的所述第二晶體管和所述第四晶體管、以及在所述第三像素和所述第四像素之間共用的所述第三晶體管。
54.如權(quán)利要求52所述的固態(tài)圖像傳感器，其中第n+2行中所述多個像素中的第三像素的所述第二晶體管和第n+3行中所述多個像素中的第四像素的所述第二晶體管被共用，所述第三像素的所述第三晶體管和所述第四像素的所述第三晶體管被共用，所述第三像素的所述第四晶體管和所述第四像素的所述第四晶體管被共用，并且在設(shè)置在所述第二像素和所述第三像素之上的一個連續(xù)有源區(qū)域中，形成在所述第一像素和所述第二像素之間共用的所述第二晶體管和所述第四晶體管、以及在所述第三像素和所述第四像素之間共用的所述第三晶體管。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在像素之間包括共用元件的固態(tài)圖像傳感器。在包括4－Tr－像素的固態(tài)圖像傳感器中，在沿列向相鄰的像素P
文檔編號H04N5/357GK1691345SQ20041008114
公開日2005年11月2日 申請日期2004年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月27日
發(fā)明者大川成実 申請人:富士通株式會社