本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件，尤其涉及具備在單一活性區(qū)域內(nèi)具有兩個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件的像素區(qū)域的半導(dǎo)體器件。

背景技術(shù)：

在以往的具有固態(tài)成像元件的半導(dǎo)體器件中，例如日本特開(kāi)2013-157883號(hào)公報(bào)(專(zhuān)利文獻(xiàn)1)所示，具有在單一像素區(qū)域內(nèi)配置了單一光電轉(zhuǎn)換元件的結(jié)構(gòu)。如專(zhuān)利文獻(xiàn)1所示的那樣，在該固態(tài)成像元件中，向光電轉(zhuǎn)換元件入射光的光入射區(qū)域中大致一半?yún)^(qū)域被金屬等的遮光膜遮光。通過(guò)使一半?yún)^(qū)域被遮光，能夠在使用者的單只眼可見(jiàn)的范圍內(nèi)進(jìn)行焦點(diǎn)的調(diào)節(jié)等。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2013-157883號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

專(zhuān)利文獻(xiàn)1的固態(tài)成像元件由于一部分的入射光被遮光膜遮擋，所以存在一次能夠處理的信號(hào)量很少的問(wèn)題。于是，近年來(lái)，開(kāi)發(fā)出在單一像素區(qū)域內(nèi)配置了兩個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件的固態(tài)成像元件。利用該光電轉(zhuǎn)換元件，則一次能夠處理的信號(hào)的量成為專(zhuān)利文獻(xiàn)1的固態(tài)成像元件的大約2倍，因此，能夠通過(guò)一個(gè)像素區(qū)域更加高速地進(jìn)行焦點(diǎn)的調(diào)節(jié)等。

然而，在能夠進(jìn)行該高速動(dòng)作的固態(tài)成像元件中，通常，在單一像素區(qū)域內(nèi)，用來(lái)接收從兩個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件分別輸出的電信號(hào)的另一個(gè)晶體管配置在遠(yuǎn)離光電轉(zhuǎn)換元件的區(qū)域。因此，有時(shí)連接該光電轉(zhuǎn)換元件和該另一個(gè)晶體管的布線的長(zhǎng)度不合理地變長(zhǎng)。本發(fā)明的發(fā)明者著眼于若像這樣布線變得很長(zhǎng)則可能會(huì)發(fā)生因該布線而導(dǎo)致布線電容的值變大這種問(wèn)題。

其他課題和新特征根據(jù)本說(shuō)明書(shū)的記述述及附圖變得明確。

一個(gè)實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件為在半導(dǎo)體襯底上多個(gè)像素區(qū)域呈矩陣狀排列的半導(dǎo)體器件。多個(gè)像素區(qū)域分別具有活性區(qū)域、兩個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件、兩個(gè)浮動(dòng)電容區(qū)域和第一晶體管。兩個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件在活性區(qū)域內(nèi)彼此隔開(kāi)間隔地配置。兩個(gè)浮動(dòng)電容區(qū)域能夠與兩個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件分別構(gòu)成用于傳輸通過(guò)光電轉(zhuǎn)換所得到的電子的傳輸晶體管，將從光電轉(zhuǎn)換元件輸出的電信號(hào)取出并進(jìn)行積累。第一晶體管接收從傳輸晶體管輸出的電信號(hào)。多個(gè)像素區(qū)域分別包括兩個(gè)傳輸晶體管，兩個(gè)傳輸晶體管分別具有兩個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件的每一個(gè)和兩個(gè)浮動(dòng)電容區(qū)域的每一個(gè)。第一晶體管在像素區(qū)域內(nèi)，在兩個(gè)浮動(dòng)電容區(qū)域中的一個(gè)浮動(dòng)電容區(qū)域與另一個(gè)浮動(dòng)電容區(qū)域排列的方向上，配置在一個(gè)浮動(dòng)電容區(qū)域與另一個(gè)浮動(dòng)電容區(qū)域之間。

發(fā)明的效果

根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，能夠縮短將光電轉(zhuǎn)換元件和第一晶體管連接的布線的長(zhǎng)度，從而減小布線電容的值。

附圖說(shuō)明

圖1是示出作為一個(gè)實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的晶圓的狀態(tài)的概略俯視圖。

圖2是圖1的被虛線圈出的區(qū)域II的概略圖。

圖3是示出實(shí)施方式1的半導(dǎo)體器件的像素部的結(jié)構(gòu)的第一例的概略俯視圖。

圖4是圖3的被虛線圈出的區(qū)域IV的概略放大俯視圖。

圖5是示出實(shí)施方式1的半導(dǎo)體器件的像素部的結(jié)構(gòu)的第二例的概略俯視圖。

圖6是圖5的被虛線圈出的區(qū)域VI的概略放大俯視圖。

圖7是示出實(shí)施方式1的像素部的結(jié)構(gòu)的電路圖。

圖8的(A)是沿圖4的VIIIA-VIIIA線的局部概略剖視圖，圖8的(B)是沿圖4的VIIIB-VIIIB線的局部概略剖視圖。

圖9是示出實(shí)施方式1中的半導(dǎo)體器件的制造方法的第一工序的概略剖視圖。

圖10是示出實(shí)施方式1中的半導(dǎo)體器件的制造方法的第二工序的概略剖視圖。

圖11是示出實(shí)施方式1中的半導(dǎo)體器件的制造方法的第三工序的概略剖視圖。

圖12是示出實(shí)施方式1中的半導(dǎo)體器件的制造方法的第四工序的概略剖視圖。

圖13是示出實(shí)施方式1中的半導(dǎo)體器件的制造方法的第五工序的概略剖視圖。

圖14是示出實(shí)施方式1中的半導(dǎo)體器件的制造方法的第六工序的概略剖視圖。

圖15是示出比較例中的像素部的結(jié)構(gòu)的概略放大俯視圖。

圖16是示出實(shí)施方式2中的半導(dǎo)體器件的像素部的結(jié)構(gòu)的第一例的概略俯視圖。

圖17是圖16的被虛線圈出的區(qū)域XVII的概略放大俯視圖。

圖18是示出實(shí)施方式2中的半導(dǎo)體器件的像素部的結(jié)構(gòu)的第二例的概略俯視圖。

圖19是示出圖18的被虛線圈出的區(qū)域XIX的概略放大俯視圖。

圖20是沿圖17的XX-XX線的局部概略剖視圖。

圖21是示出實(shí)施方式3中的半導(dǎo)體器件的像素部的結(jié)構(gòu)的第一例的概略俯視圖。

圖22是圖21的被虛線圈出的區(qū)域XXII的概略放大俯視圖。

圖23是示出實(shí)施方式3中的半導(dǎo)體器件的像素部的結(jié)構(gòu)的第二例的概略俯視圖。

圖24是圖23的被虛線圈出的區(qū)域XXIV的概略放大俯視圖。

圖25是示出實(shí)施方式3的像素部的結(jié)構(gòu)的電路圖。

圖26是沿圖22的XXVI-XXVI線的局部概略剖視圖。

圖27是示出實(shí)施方式4中的半導(dǎo)體器件的像素部的結(jié)構(gòu)的第一例的概略俯視圖。

圖28是圖27的被虛線圈出的區(qū)域XXVIII的概略放大俯視圖。

圖29是示出實(shí)施方式4中的半導(dǎo)體器件的像素部的結(jié)構(gòu)的第二例的概略俯視圖。

圖30是圖29的被虛線圈出的區(qū)域XXX的概略放大俯視圖。

圖31是沿圖28的XXXI-XXXI線的局部概略剖視圖。

圖32是示出實(shí)施方式5中的像素部的結(jié)構(gòu)的概略放大俯視圖。

具體實(shí)施方式

以下，基于附圖說(shuō)明一個(gè)實(shí)施方式。

(實(shí)施方式1)

首先，利用圖1～圖2對(duì)一個(gè)實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)體襯底的主表面中的各元件形成區(qū)域的配置進(jìn)行說(shuō)明。

參照?qǐng)D1，半導(dǎo)體器件形成于以半導(dǎo)體襯底SUB為基底的半導(dǎo)體晶圓SCW。在半導(dǎo)體晶圓SCW上形成有多個(gè)CMOS傳感器用的芯片區(qū)域IMC。多個(gè)芯片區(qū)域IMC分別具有矩形的平面形狀，配置成矩陣狀。另外，在多個(gè)芯片區(qū)域IMC之間形成有切割線區(qū)域DLR。

參照?qǐng)D2，各個(gè)芯片區(qū)域IMC具有像素部和外圍電路部。像素部形成在芯片區(qū)域IMC的中央部，外圍電路部形成在包圍像素部的周?chē)膮^(qū)域。

參照?qǐng)D3及圖4，在本實(shí)施方式的第一例中，圖2的像素部主要具有光電二極管PD、傳輸晶體管TX、放大晶體管AMI、復(fù)位晶體管RST以及選擇晶體管SEL，由這些元件構(gòu)成的像素區(qū)域呈矩陣狀地配置有多個(gè)。即，在圖3中用虛線劃分的矩形狀(或正方形狀)的區(qū)域相當(dāng)于像素區(qū)域。

此外，載置成在圖3中用虛線劃分的各像素區(qū)域的邊界部上重疊有復(fù)位晶體管RST的一部分等，這為一個(gè)例子，各像素區(qū)域的邊界部也可以設(shè)置成例如所有的晶體管均不溢出地配置在邊界部?jī)?nèi)部的像素區(qū)域內(nèi)。

在作為構(gòu)成各像素區(qū)域的基底的半導(dǎo)體襯底SUB形成有例如在俯視時(shí)具有矩形狀的活性區(qū)域AR。在此，像素區(qū)域被定義為意味著通過(guò)單一活性區(qū)域AR及形成于其內(nèi)部的光電二極管PD、以及與該光電二極管PD連接的上述傳輸晶體管TX、放大晶體管AMI、復(fù)位晶體管RST等形成的構(gòu)成單位。像上述那樣，在像素部該像素區(qū)域呈矩陣狀地配置有多個(gè)。

活性區(qū)域AR例如形成為在半導(dǎo)體襯底SUB內(nèi)注入了導(dǎo)電雜質(zhì)的區(qū)域。在活性區(qū)域AR內(nèi)，在例如圖3的左右方向上彼此隔開(kāi)間隔地配置有多個(gè)例如兩個(gè)光電二極管PD。在此，光電二極管PD意味著通過(guò)受光而能夠利用光電轉(zhuǎn)換產(chǎn)生電荷的光電轉(zhuǎn)換元件，如后述那樣，在半導(dǎo)體襯底SUB內(nèi)具有將p型的雜質(zhì)區(qū)域和n型的雜質(zhì)區(qū)域pn結(jié)合后的結(jié)構(gòu)。此外，也可以在活性區(qū)域AR內(nèi)配置三個(gè)以上的光電二極管PD。

在各像素區(qū)域內(nèi)與兩個(gè)光電二極管PD分別隔開(kāi)間隔地形成有浮置擴(kuò)散區(qū)域FD，該浮置擴(kuò)散區(qū)域FD為例如與活性區(qū)域AR同樣地注入有導(dǎo)電雜質(zhì)的區(qū)域。浮置擴(kuò)散區(qū)域FD為能夠?qū)墓怆姸O管PD輸出的電信號(hào)(通過(guò)光電二極管PD的光電轉(zhuǎn)換而得到的電荷的信號(hào))取出并進(jìn)行積累的浮動(dòng)電容區(qū)域，為了能夠積累來(lái)自?xún)蓚€(gè)光電二極管PD各自的電信號(hào)而在各像素區(qū)域內(nèi)配置有兩個(gè)浮置擴(kuò)散區(qū)域FD。

在俯視時(shí)，在光電二極管PD與浮置擴(kuò)散區(qū)域FD之間配置有傳輸柵電極Tg，通過(guò)光電二極管PD、浮置擴(kuò)散區(qū)域FD以及傳輸柵電極Tg構(gòu)成了傳輸晶體管TX。傳輸柵電極Tg在各像素區(qū)域內(nèi)的兩個(gè)光電二極管PD與兩個(gè)浮置擴(kuò)散區(qū)域FD之間配置(兩個(gè))。因此，在各像素區(qū)域內(nèi)通過(guò)兩個(gè)光電二極管PD、兩個(gè)浮置擴(kuò)散區(qū)域FD及兩個(gè)傳輸柵電極Tg分別配置了兩個(gè)傳輸晶體管TX。

在圖3及圖4中，光電二極管PD及浮置擴(kuò)散區(qū)域FD具有在圖中的上下方向上延伸的平面形狀，光電二極管PD和浮置擴(kuò)散區(qū)域FD配置成在圖中的上下方向上(夾著傳輸柵電極Tg地)排列在大致一條直線上。另外，傳輸柵電極Tg具有以與前兩者交叉的方式在圖中的左右方向上延伸的平面形狀。但是，上述平面形狀為一個(gè)例子，并不限于此。

通過(guò)這些光電二極管PD、浮置擴(kuò)散區(qū)域FD及傳輸柵電極Tg構(gòu)成了傳輸晶體管TX。在傳輸晶體管TX內(nèi)，光電二極管PD發(fā)揮供給電荷的場(chǎng)效應(yīng)晶體管的源極區(qū)域的功能，浮置擴(kuò)散區(qū)域FD發(fā)揮接受并積累電荷進(jìn)而向其他晶體管等供給該電荷的漏極區(qū)域的功能，傳輸柵電極Tg發(fā)揮柵電極的功能。因此，傳輸柵電極Tg優(yōu)選局部與其相鄰的光電二極管PD及浮置擴(kuò)散區(qū)域FD重疊。

在像素區(qū)域內(nèi)，上述傳輸晶體管TX經(jīng)由例如圖中的布線M1等將來(lái)自光電二極管PD的電荷傳輸至像素區(qū)域內(nèi)的配置在傳輸晶體管TX的外側(cè)的其他晶體管即放大晶體管AMI、復(fù)位晶體管RST及選擇晶體管SEL。

放大晶體管AMI為具有作為源極/漏極區(qū)域的放大活性區(qū)域Aa和作為柵電極的放大柵電極Ag的場(chǎng)效應(yīng)晶體管的一種。同樣地，復(fù)位晶體管RST具有作為源極/漏極區(qū)域的復(fù)位活性區(qū)域Ra和作為柵電極的復(fù)位柵電極Rg的場(chǎng)效應(yīng)晶體管的一種，選擇晶體管為具有作為源極/漏極區(qū)域的選擇活性區(qū)域Sa和作為柵電極的選擇柵電極Sg的場(chǎng)效應(yīng)晶體管的一種。

放大晶體管AMI為用于將通過(guò)光電二極管PD的光電轉(zhuǎn)換后得到的信號(hào)電荷進(jìn)行放大的場(chǎng)效應(yīng)晶體管。復(fù)位晶體管RST為如下場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其用于通過(guò)對(duì)行復(fù)位線施加電壓來(lái)設(shè)為復(fù)位(on)狀態(tài)，從而周期性地對(duì)在與傳輸晶體管TX的浮置擴(kuò)散區(qū)域連接的節(jié)點(diǎn)積累的電荷進(jìn)行復(fù)位。另外，選擇晶體管SEL為如下場(chǎng)效應(yīng)晶體管，其用于對(duì)配置成矩陣狀的像素所連接的行選擇線中任意一行進(jìn)行選擇，來(lái)選擇與該一行行選擇線連接的像素。

在圖3及圖4中，兩個(gè)傳輸晶體管TX分別配置在相同的方向(兩個(gè)傳輸晶體管TX均在圖中的上側(cè)排列有光電二極管PD、且在下側(cè)排列有浮置擴(kuò)散區(qū)域FD)。因此，兩個(gè)傳輸晶體管TX中一個(gè)傳輸晶體管TX的浮置擴(kuò)散區(qū)域FD與另一個(gè)傳輸晶體管TX的浮置擴(kuò)散區(qū)域FD配置成在圖3等的左右方向上排列。由此，在圖3及圖4中，作為第一晶體管的放大晶體管AMI配置在俯視時(shí)在左右方向上排列的、像素區(qū)域內(nèi)的兩個(gè)傳輸晶體管TX中的一個(gè)浮置擴(kuò)散區(qū)域FD與另一個(gè)浮置擴(kuò)散區(qū)域FD之間。

在圖3及圖4中，尤其是兩個(gè)浮置擴(kuò)散區(qū)域FD的每一個(gè)和它們之間的作為第一晶體管的放大晶體管AMI配置成在俯視時(shí)沿圖中的左右方向排列成一條直線。

作為第一晶體管的放大晶體管AMI針對(duì)每單一像素區(qū)域配置有一個(gè)，該放大晶體管AMI被在其圖中的左側(cè)及右側(cè)兩側(cè)配置的兩個(gè)傳輸晶體管TX共用。在此，共用是指，來(lái)自單一像素區(qū)域內(nèi)的兩個(gè)傳輸晶體管TX雙方的電信號(hào)被傳送至在它們之間配置的上述單一放大晶體管AMI，單一放大晶體管AMI進(jìn)行接收該電信號(hào)并將其放大的處理。換言之，單一像素區(qū)域內(nèi)的兩個(gè)傳輸晶體管TX雙方共用該單一放大晶體管AMI。

在本實(shí)施方式中，復(fù)位晶體管RST及選擇晶體管SEL(與放大晶體管AMI同樣地)均針對(duì)單一像素區(qū)域配置有一個(gè)。圖3及圖4的選擇晶體管SEL的配置位置僅為一個(gè)例子，并不限于此。

復(fù)位晶體管RST配置在俯視時(shí)將兩個(gè)浮置擴(kuò)散區(qū)域FD和它們之間的放大晶體管AMI連結(jié)的一條直線的(圖3及圖4的右側(cè)的)延長(zhǎng)線上。換言之，復(fù)位晶體管RST與兩個(gè)浮置擴(kuò)散區(qū)域FD各自在俯視時(shí)排列在一條直線上。而且，上述兩個(gè)浮置擴(kuò)散區(qū)域FD各自、它們之間的放大晶體管AMI的例如放大柵電極Ag和復(fù)位晶體管RST的復(fù)位活性區(qū)域Ra經(jīng)由例如接觸點(diǎn)CT而與在圖中的左右方向上呈一條直線狀延伸的布線M1電連接。由此，作為第二晶體管的復(fù)位晶體管RST能夠接收從作為第一晶體管的放大晶體管AMI輸出的電信號(hào)。

此外，在圖4中，為了便于說(shuō)明，僅在連結(jié)兩個(gè)浮置擴(kuò)散區(qū)域FD的區(qū)域示出了布線M1，但實(shí)際上雖未圖示，在其他區(qū)域也排布有布線M1。

在圖3及圖4中，放大柵電極Ag(與傳輸柵電極Tg同樣地)具有在圖中的左右方向上延伸的平面形狀，復(fù)位晶體管RST及選擇晶體管SEL的各柵電極具有在圖中的上下方向上延伸的平面形狀。然而，這種配置為一個(gè)例子，并不限于此。例如傳輸柵電極Tg與復(fù)位柵電極Rg可以配置成彼此大致平行地延伸。

而且，本實(shí)施方式的各像素區(qū)域中的作為第一晶體管的放大晶體管AMI在該像素區(qū)域內(nèi)在兩個(gè)傳輸柵電極Tg中的一個(gè)傳輸柵電極Tg與另一個(gè)傳輸柵電極Tg排列的圖中的左右方向上配置在一個(gè)傳輸柵電極Tg與另一個(gè)傳輸柵電極Tg之間。在此，一個(gè)傳輸柵電極Tg與另一個(gè)傳輸柵電極Tg之間不限于嚴(yán)密上來(lái)說(shuō)夾設(shè)在例如一條直線上的兩個(gè)柵電極Tg的區(qū)域，還包括圖中的左右方向上的坐標(biāo)在一個(gè)傳輸柵電極Tg與另一個(gè)傳輸柵電極Tg之間且與嚴(yán)密上來(lái)說(shuō)將一對(duì)柵電極Tg連結(jié)而成一條直線上偏離的區(qū)域。實(shí)際上，在此，該像素區(qū)域內(nèi)的放大晶體管AMI與兩個(gè)傳輸柵電極Tg相比配置在稍下方。

但是，在此，考慮如在例如圖4的上下方向上排列的兩個(gè)像素區(qū)域那樣，(特別是在將某個(gè)傳輸晶體管TX的光電二極管PD和浮置擴(kuò)散區(qū)域FD連結(jié)的圖中的上下方向上)彼此相鄰的兩個(gè)像素區(qū)域。此時(shí)，優(yōu)選(在圖中的上下方向上)在該兩個(gè)像素區(qū)域中的一個(gè)第一像素區(qū)域的(形成有光電二極管PD的)活性區(qū)域AR與該兩個(gè)像素區(qū)域中的另一個(gè)第二像素區(qū)域的(形成有光電二極管PD的)活性區(qū)域AR之間配置有作為上述第一晶體管的放大晶體管AMI。

而且，本實(shí)施方式的各像素區(qū)域中的作為第一晶體管的放大晶體管AMI在該像素區(qū)域內(nèi)，在兩個(gè)光電二極管PD中的一個(gè)光電二極管PD與另一個(gè)光電二極管PD所排列的圖中的左右方向上配置在一個(gè)光電二極管PD與另一個(gè)光電二極管PD之間。在此，一個(gè)光電二極管PD與另一個(gè)光電二極管PD之間不限于嚴(yán)密上來(lái)說(shuō)夾設(shè)在例如一條直線上的兩個(gè)光電二極管PD的區(qū)域，還包括圖中的左右方向上的坐標(biāo)在一個(gè)光電二極管PD與另一個(gè)光電二極管PD之間且與嚴(yán)密上來(lái)說(shuō)將一對(duì)光電二極管PD連結(jié)而成的一條直線上偏離的區(qū)域。實(shí)際上，在此，該像素區(qū)域內(nèi)的放大晶體管AMI與兩個(gè)光電二極管PD相比配置在稍下方。

在此，針對(duì)光電二極管PD也與傳輸柵電極Tg的情況同樣地，優(yōu)選(在圖中的上下方向上)在兩個(gè)像素區(qū)域中的一個(gè)第一像素區(qū)域的(形成有光電二極管PD的)活性區(qū)域AR與該兩個(gè)像素區(qū)域中的另一個(gè)第二像素區(qū)域的(形成有光電二極管PD的)活性區(qū)域AR之間配置有上述放大晶體管AMI。

參照?qǐng)D5及圖6，在本實(shí)施方式的第二例中，光電二極管PD等的各個(gè)構(gòu)成要素形成為基本上具有與圖3及圖4的本實(shí)施方式的第一例同樣的材質(zhì)及形狀等。但在圖5及圖6中，浮置擴(kuò)散區(qū)域FD被圖5及圖6中的上側(cè)的(第一)像素區(qū)域內(nèi)的光電二極管PD、傳輸柵電極Tg及圖中下側(cè)的(第二)像素區(qū)域內(nèi)的光電二極管PD、傳輸柵電極Tg共用(共享)。

即，在該第二例中，以跨過(guò)在圖中的上下方向上相鄰的第一及第二像素區(qū)域的方式配置有一個(gè)浮置擴(kuò)散區(qū)域FD，具有利用第一及第二像素區(qū)域各自的光電二極管PD及傳輸柵電極Tg和該浮置擴(kuò)散區(qū)域FD而配置有兩個(gè)傳輸晶體管TX的結(jié)構(gòu)。

但在圖中的左右方向上排列的一對(duì)浮置擴(kuò)散區(qū)域FD之間夾設(shè)有放大晶體管AMI的結(jié)構(gòu)、在兩個(gè)浮置擴(kuò)散區(qū)域FD的外側(cè)配置有復(fù)位晶體管RST、構(gòu)成要素FD、AMI以及RST排列成一條直線等與圖3及圖4的第一例相同。因此，針對(duì)相同的要素標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記并不重復(fù)對(duì)其說(shuō)明。

參照?qǐng)D7，若用電路圖表示圖3及圖4的第一例和圖5及圖6的第二例，則均成為大致相同的結(jié)構(gòu)。即，包括例如圖5及圖6分別示出的上側(cè)的像素區(qū)域內(nèi)的兩個(gè)光電二極管PD中的一個(gè)(PD1)在內(nèi)的傳輸晶體管TX(TX1)和包括另一個(gè)(PD2)在內(nèi)的傳輸晶體管TX(TX2)與兩個(gè)浮置擴(kuò)散區(qū)域FD之間的放大晶體管AMI(放大柵電極Ag)連接。該放大柵電極Ag與復(fù)位晶體管RST的復(fù)位活性區(qū)域Ra連接。另外，放大晶體管AMI與選擇晶體管SEL的活性區(qū)域彼此連接在一起。對(duì)復(fù)位晶體管RST和放大晶體管AMI的活性區(qū)域的一部分(源極/漏極區(qū)域的某一個(gè))施加有電壓Vdd。

接著，參照?qǐng)D8的概略剖視圖，對(duì)光電二極管PD及傳輸晶體管TX等的平面構(gòu)造的上方的層疊構(gòu)造進(jìn)行說(shuō)明。

參照?qǐng)D8的(A)、(B)，在此，半導(dǎo)體襯底SUB由含有例如p型雜質(zhì)的硅構(gòu)成。光電二極管PD具有表面p型區(qū)域SPR和n型區(qū)域NR。表面p型區(qū)域SPR為形成于半導(dǎo)體襯底SUB的主表面的p型的雜質(zhì)區(qū)域，以沿著半導(dǎo)體襯底SUB的主表面的方式擴(kuò)散。另一方面，n型區(qū)域NR為形成于半導(dǎo)體襯底SUB的主表面的n型的雜質(zhì)區(qū)域，其以與表面p型區(qū)域SPR之間構(gòu)成pn結(jié)的方式與例如表面p型區(qū)域SPR的下側(cè)接觸地進(jìn)行配置。

包括光電二極管PD的傳輸晶體管TX如上所述地，作為源極區(qū)域而具有光電二極管PD，且作為漏極區(qū)域而具有由例如n型的雜質(zhì)區(qū)域構(gòu)成的浮置擴(kuò)散區(qū)域FD。另外，(圖8雖未示出但)放大晶體管AMI作為源極/漏極區(qū)域而具有由例如n型的雜質(zhì)區(qū)域構(gòu)成的放大活性區(qū)域，復(fù)位晶體管RST作為源極/漏極區(qū)域而具有由例如n型的雜質(zhì)區(qū)域構(gòu)成的復(fù)位活性區(qū)域Ra。

傳輸晶體管TX主要具有由例如氧化硅膜構(gòu)成的柵絕緣膜GI、在柵絕緣膜GI的一個(gè)主表面上(以與一個(gè)主表面相接的方式)配置的傳輸柵電極Tg、將傳輸柵電極Tg的側(cè)壁的至少一部分覆蓋的由例如氧化硅膜構(gòu)成的側(cè)壁絕緣膜SW。

同樣地，放大晶體管AMI主要具有由例如氧化硅膜構(gòu)成的柵絕緣膜GI、在柵絕緣膜GI的一個(gè)主表面上(以與一個(gè)主表面相接的方式)配置的放大柵電極Ag、將放大柵電極Ag的側(cè)壁的至少一部分覆蓋的由例如氧化硅膜構(gòu)成的側(cè)壁絕緣膜SW。復(fù)位晶體管RST主要具有由例如氧化硅膜構(gòu)成的柵絕緣膜GI、在柵絕緣膜GI的一個(gè)主表面上(以與一個(gè)主表面相接的方式)配置的復(fù)位柵電極Rg、將復(fù)位柵電極Rg的側(cè)壁的至少一部分覆蓋的由例如氧化硅膜構(gòu)成的側(cè)壁絕緣膜SW。另外，雖在圖8的剖視圖未示出，但選擇晶體管SEL也具有基本上與復(fù)位晶體管RST同樣的結(jié)構(gòu)。

在半導(dǎo)體襯底SUB的主表面上，傳輸晶體管TX、放大晶體管AMI、復(fù)位晶體管RST(及未圖示的選擇晶體管SEL)各自通過(guò)元件隔離膜SPT而彼此電隔離。

以覆蓋上述各種晶體管的方式形成有層間絕緣膜II1，以覆蓋層間絕緣膜II1的方式形成有層間絕緣膜II2，以覆蓋層間絕緣膜II2的方式形成有層間絕緣膜II3，以覆蓋層間絕緣膜II3的方式形成有層間絕緣膜II4。在圖8中，如上所述那樣層間絕緣膜層疊了四層，但層間絕緣膜的層疊數(shù)量為任意。

以與層間絕緣膜II1的上表面的一部分相接的方式形成有布線M1，同樣地，以與層間絕緣膜II2的上表面的一部分相接的方式形成有布線M2，以與層間絕緣膜II3的上表面的一部分相接的方式形成有布線M3。這些布線通過(guò)例如鋁的薄膜來(lái)形成，但并不限于此。另外，在此為了便于說(shuō)明，布線M1分類(lèi)為與放大柵電極Ag連接的布線M1a、與復(fù)位柵電極Rg連接且與布線M2連接的布線M1b、從復(fù)位活性區(qū)域Ra連通至布線M2、M3的布線M1c。不同層間的布線的電連接是在各層間絕緣膜之間通過(guò)在厚度方向延伸的接觸點(diǎn)CT來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

布線M3尤其在傳輸晶體管TX的正上方，作為抑制向光電二極管PD的光入射的遮光膜而形成。而且，在布線M3的開(kāi)口部(光電二極管PD的正上方)中的層間絕緣膜II4的上表面形成有彩色濾光片F(xiàn)LT及透鏡LNS。

透鏡LNS具有將入射至光電二極管PD的光取入的功能。彩色濾光片F(xiàn)LT是用于將向光電二極管PD入射的光轉(zhuǎn)換成紅、綠或藍(lán)中某一種波長(zhǎng)的光的濾光片。即，在像素部排列的多個(gè)固態(tài)成像元件之間，紅、綠或藍(lán)各自的彩色濾光片F(xiàn)LT按照規(guī)定的個(gè)數(shù)比例來(lái)排列。另外，作為遮光膜的布線M3為了抑制從透鏡LNS以外的區(qū)域向光電二極管PD的光入射而形成在透鏡LNS的正下方(光電二極管PD的正上方)以外的區(qū)域。

接著，參照?qǐng)D9～圖14及圖8，尤其將圖8的(A)、(B)的剖視圖示出的區(qū)域作為重點(diǎn)來(lái)說(shuō)明上述本實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件的制造方法。

參照?qǐng)D9的(A)、(B)，首先，準(zhǔn)備由例如硅構(gòu)成的、包含n型或p型的導(dǎo)電雜質(zhì)的半導(dǎo)體襯底SUB。接著，利用通常公知的方法，在半導(dǎo)體襯底SUB的主表面S1的一部分形成用于分成形成傳輸晶體管的區(qū)域(包括形成光電二極管的區(qū)域)、形成放大晶體管的區(qū)域及形成復(fù)位晶體管的區(qū)域的各區(qū)域的元件隔離膜SPT。

此后，尤其參照?qǐng)D9的(A)，在形成傳輸晶體管的區(qū)域，以包含形成光電二極管的區(qū)域的方式，通過(guò)例如通常的照相制版技術(shù)及離子注入技術(shù)在半導(dǎo)體襯底SUB內(nèi)形成了形成光電二極管的區(qū)域(活性區(qū)域AR)。另外，雖未圖示，但也可以根據(jù)需要而在半導(dǎo)體襯底SUB內(nèi)形成阱區(qū)域。

而且，利用通常的照相制版技術(shù)及離子注入技術(shù)，根據(jù)需要在半導(dǎo)體襯底SUB內(nèi)的主表面S1附近形成圖9中未示出的溝道區(qū)域。該溝道區(qū)域?yàn)樵谛纬衫鐐鬏斁w管的柵電極等的區(qū)域的正下方的區(qū)域形成的、注入有微量雜質(zhì)的區(qū)域。

參照?qǐng)D10的(A)、(B)，接著，通過(guò)例如通常的熱氧化法而在半導(dǎo)體襯底SUB的主表面(除了元件隔離膜SPT的上表面以外)形成由氧化硅膜形成的絕緣膜。接著，通過(guò)例如通常的CVD(Chemical Vapor Deposition：化學(xué)氣相沉積)法以覆蓋絕緣膜及元件隔離膜SPT的方式形成包括導(dǎo)電雜質(zhì)的多晶硅的薄膜。通過(guò)通常的照相制版技術(shù)及蝕刻技術(shù)而形成使用了公知的感光劑的光致抗蝕劑的圖案。利用該光致抗蝕劑的掩膜，使多晶硅的薄膜被蝕刻，從而形成傳輸柵電極Tg、放大柵電極Ag及復(fù)位柵電極Rg。對(duì)該多晶硅的薄膜進(jìn)行的蝕刻通過(guò)例如通常的RIE(Reactive Ion Etching：反應(yīng)離子蝕刻)法實(shí)現(xiàn)。此后，上述光致抗蝕劑被除去的結(jié)果為，傳輸柵電極Tg等的正下方以外的絕緣膜被除去，在傳輸柵電極Tg等的正下方殘留的絕緣膜成為柵絕緣膜GI。

參照?qǐng)D11，通過(guò)通常的照相制版技術(shù)及離子注入技術(shù)，在形成光電二極管的區(qū)域(活性區(qū)域AR)中的半導(dǎo)體襯底SUB內(nèi)按順序形成n型區(qū)域NR及表面p型區(qū)域SPR，并由這些形成光電二極管PD。

參照?qǐng)D12，通過(guò)通常的照相制版技術(shù)及離子注入技術(shù)，形成作為包括例如n型的導(dǎo)電雜質(zhì)的離子注入?yún)^(qū)域的浮置擴(kuò)散區(qū)域FD、復(fù)位活性區(qū)域Ra、及未圖示的放大活性區(qū)域、選擇活性區(qū)域。接著，通過(guò)例如通常的CVD法及回蝕，形成具有按照例如氧化硅膜和氮化硅膜的順序?qū)盈B后的結(jié)構(gòu)的側(cè)壁絕緣膜SW。

參照?qǐng)D13，利用例如CVD法，形成由氧化硅膜構(gòu)成的層間絕緣膜II1。此后，該層間絕緣膜II1通過(guò)被稱(chēng)為CMP(Chemical Mechanical Polishing：化學(xué)機(jī)械拋光)的化學(xué)機(jī)械研磨法被研磨成上表面變得平坦。然后，通過(guò)通常的照相制版技術(shù)及蝕刻技術(shù)，在層間絕緣膜II1以到達(dá)傳輸柵電極Tg、放大柵電極Ag、復(fù)位柵電極Rg、浮置擴(kuò)散區(qū)域FD、復(fù)位活性區(qū)域Ra等的方式形成通孔(via hole)。利用層間絕緣膜II1(氧化硅膜)與柵電極Tg，Ag，Rg(多晶硅)之間的蝕刻選擇比之差，在到達(dá)了柵電極Tg，Ag，Rg的上表面時(shí)結(jié)束蝕刻，由此形成了通孔。

接著，通過(guò)在通孔的內(nèi)部填充由例如鎢構(gòu)成的導(dǎo)電膜，而在通孔的內(nèi)部形成接觸點(diǎn)CT。在該處理中，利用例如CVD法，在層間絕緣膜II1上也形成了鎢的薄膜。層間絕緣膜II1上的鎢的薄膜通過(guò)CMP被除去。

參照?qǐng)D14，在層間絕緣膜II1上通過(guò)例如濺射形成由例如鋁構(gòu)成的薄膜。然后，通過(guò)通常的照相制版技術(shù)及蝕刻技術(shù)而在接觸點(diǎn)CT的正上方形成由例如鋁構(gòu)成的布線M1。

參照?qǐng)D8，接著，以覆蓋層間絕緣膜II1及布線M1的方式形成由氧化硅膜構(gòu)成的層間絕緣膜II2，在期望的區(qū)域(布線M1尤其是布線M1b，M1c上)，以到達(dá)布線M1上的方式形成與上述通孔同樣的通孔。接著，與圖12的工序同樣地，通過(guò)在該通孔的內(nèi)部填充由例如鎢構(gòu)成的導(dǎo)電膜來(lái)形成接觸點(diǎn)CT。

而且，通過(guò)與上述同樣的工序，在層間絕緣膜II2的接觸點(diǎn)CT的正上方形成由例如鋁形成的布線M2，以覆蓋層間絕緣膜II2及布線M2的方式形成由氧化硅膜構(gòu)成的層間絕緣膜II3。

在層間絕緣膜II3上，通過(guò)例如濺射形成例如鋁、鎢等的對(duì)光的透射性低的金屬材料的薄膜。然后，通過(guò)通常的照相制版技術(shù)及蝕刻技術(shù)，以在光電二極管PD的正上方以外的區(qū)域殘存的方式將該金屬材料的薄膜圖案化，從而形成兼具作為遮光膜的功能的布線M3。

此后，形成由氧化硅膜構(gòu)成的層間絕緣膜II4，在層間絕緣膜II4上的光電二極管PD的正上方形成彩色濾光片F(xiàn)LT及透鏡LNS。通過(guò)以上的各工序形成具有一個(gè)實(shí)施方式的固態(tài)成像元件的半導(dǎo)體器件。

接著，參照作為比較例的圖15，說(shuō)明本實(shí)施方式的作用效果。

參照?qǐng)D15，在該比較例的半導(dǎo)體器件中也與本實(shí)施方式同樣地，在排列成矩陣狀的多個(gè)像素區(qū)域分別形成有活性區(qū)域AR，在該活性區(qū)域AR內(nèi)，彼此隔開(kāi)間隔地配置有兩個(gè)光電二極管PD。另外，為了能夠?qū)Ψ謩e來(lái)自?xún)蓚€(gè)光電二極管PD的電信號(hào)進(jìn)行積累，在各像素區(qū)域內(nèi)配置有兩個(gè)浮置擴(kuò)散區(qū)域FD。在這一點(diǎn)上，圖15與圖4示出的本實(shí)施方式的第一例的結(jié)構(gòu)相同。

但是，在比較例內(nèi)，一個(gè)像素區(qū)域內(nèi)的復(fù)位晶體管RST、放大晶體管AMI均配置在遠(yuǎn)離像素區(qū)域內(nèi)的兩個(gè)傳輸晶體管TX(尤其兩個(gè)浮置擴(kuò)散區(qū)域FD)的位置，至少在圖中的左右方向上并未配置在一個(gè)及另一個(gè)浮置擴(kuò)散區(qū)域FD(或傳輸柵電極Tg，光電二極管PD)之間。在該情況下，如圖所示，為了從浮置擴(kuò)散區(qū)域FD電連接到復(fù)位活性區(qū)域Ra而排布的布線M1，M2的長(zhǎng)度變得非常長(zhǎng)。因此，由該布線M1、M2和與其相鄰的層間絕緣膜形成的布線電容變得很大。該布線電容作為例如寄生電容，可能會(huì)對(duì)半導(dǎo)體器件的動(dòng)作帶來(lái)非意圖的影響。

此外，在圖15的比較例中，選擇晶體管SEL、放大晶體管AMI及復(fù)位晶體管RST在俯視時(shí)在圖中的上下方向上排列成一條直線狀，在該一條直線的延長(zhǎng)線上配置有接地焊盤(pán)GND。另外，在圖15中，選擇晶體管SEL和放大晶體管AMI共用活性區(qū)域SAa，放大晶體管AMI和復(fù)位晶體管RST共用活性區(qū)域ARa。然而，圖15的比較例中的各構(gòu)成要素的配置不限于這種方式。

于是，在本實(shí)施方式中，如圖3～圖6所示，在單一像素區(qū)域內(nèi)的兩個(gè)傳輸晶體管TX各自的浮置擴(kuò)散區(qū)域FD排列的左右方向上的一方與另一方之間配置有放大晶體管AMI。第一像素區(qū)域的放大晶體管AMI并非必須配置成與兩個(gè)浮置擴(kuò)散區(qū)域FD排列在一條直線上，至少配置成與在圖中的上下方向上(例如下側(cè))相鄰的第二像素區(qū)域內(nèi)的活性區(qū)域相比更靠第一像素區(qū)域側(cè)(例如上側(cè))。

如圖4、圖6那樣，通過(guò)在與從傳輸晶體管TX輸出電信號(hào)的漏極區(qū)域相當(dāng)?shù)?、一?duì)浮置擴(kuò)散區(qū)域FD之間配置第一晶體管(放大晶體管AMI)，與圖15的比較例相比，能夠?qū)⒂糜趯⒙O區(qū)域和放大晶體管AMI(的例如放大柵電極Ag)電連接的布線M1的長(zhǎng)度大幅度縮短。因此，能夠減小布線電容。

另外，在本實(shí)施方式中，上述放大晶體管AMI配置在單一像素區(qū)域內(nèi)的一對(duì)傳輸晶體管TX的兩個(gè)傳輸柵電極Tg的排列方向上的兩者之間，并且配置在單一像素區(qū)域內(nèi)的一對(duì)傳輸晶體管TX的兩個(gè)光電二極管PD的排列方向上的兩者之間。由此，也上述同樣地，與圖15的比較例相比，能夠?qū)⒉季€M1的長(zhǎng)度大幅度縮短。因此，能夠減小布線電容。

尤其是，如本實(shí)施方式那樣，若使一對(duì)浮置擴(kuò)散區(qū)域FD各自以及第一晶體管(放大晶體管AMI)配置成在俯視時(shí)排列在一條直線上，則能夠進(jìn)一步縮短上述布線。另外，能夠提高芯片區(qū)域IMC內(nèi)的各構(gòu)成要素的布局效率，能夠進(jìn)一步將半導(dǎo)體器件高集成化。

在本實(shí)施方式中，上述放大晶體管AMI被夾設(shè)該放大晶體管AMI的一對(duì)傳輸晶體管TX共用。即，在單一像素區(qū)域內(nèi)，相對(duì)于配置有兩個(gè)傳輸晶體管TX，僅配置有一個(gè)放大晶體管AMI。因此，與例如針對(duì)每一個(gè)傳輸晶體管TX配置一個(gè)(即，在像素區(qū)域內(nèi)配置有兩個(gè))放大晶體管AMI的情況相比，能夠使配置在芯片區(qū)域IMC內(nèi)的構(gòu)成要素的數(shù)量減少。由此，能夠減小芯片區(qū)域IMC，進(jìn)一步將半導(dǎo)體器件高集成化。

另外，在本實(shí)施方式中，多個(gè)像素區(qū)域分別作為第二晶體管而具有復(fù)位晶體管RST，該復(fù)位晶體管RST在俯視時(shí)與像素區(qū)域內(nèi)的一對(duì)浮置擴(kuò)散區(qū)域FD各自排列在一條直線上。由此，能夠進(jìn)一步縮短將第二晶體管和第一晶體管連接的布線M1。另外，能夠提高芯片區(qū)域IMC內(nèi)的各構(gòu)成要素的布局效率，進(jìn)一步將半導(dǎo)體器件高集成化。

而且，例如圖5及圖6的第二例那樣，考慮彼此相鄰的第一及第二像素區(qū)域各自的傳輸晶體管TX(光電二極管PD)共用浮置擴(kuò)散區(qū)域FD的結(jié)構(gòu)(所謂的對(duì)置型)。在該情況下，如圖3及圖4的第一例那樣，與各個(gè)傳輸晶體管TX各具有一個(gè)浮置擴(kuò)散區(qū)域FD的結(jié)構(gòu)(所謂的并列型)相比，能夠提高芯片區(qū)域IMC內(nèi)的各構(gòu)成要素的布局效率，進(jìn)一步將半導(dǎo)體器件高集成化。

(實(shí)施方式2)

參照?qǐng)D16及圖17，本實(shí)施方式的第一例的半導(dǎo)體器件基本上與圖3及圖4的實(shí)施方式1的第一例同樣地，具有所謂的并列型的結(jié)構(gòu)。然而，在本實(shí)施方式中，復(fù)位晶體管RST(第二晶體管)的復(fù)位活性區(qū)域Ra的一部分、即復(fù)位晶體管RST的源極/漏極區(qū)域的某一個(gè)的至少一部分與配置有該復(fù)位晶體管RST的像素區(qū)域內(nèi)的兩個(gè)浮置擴(kuò)散區(qū)域FD的某一個(gè)在俯視時(shí)重疊。

參照?qǐng)D18及圖19，本實(shí)施方式的第二例的半導(dǎo)體器件基本上與圖5及圖6的實(shí)施方式1的第二例同樣地，具有所謂的對(duì)置型的結(jié)構(gòu)。然而，在本實(shí)施方式中，復(fù)位晶體管RST的復(fù)位活性區(qū)域Ra的一部分、即復(fù)位晶體管RST的源極/漏極區(qū)域的某一個(gè)的至少一部分與配置有該復(fù)位晶體管RST的像素區(qū)域內(nèi)的兩個(gè)浮置擴(kuò)散區(qū)域FD的某一個(gè)在俯視時(shí)重疊。

在上述第一例、第二例中，重疊的浮置擴(kuò)散區(qū)域FD及復(fù)位活性區(qū)域Ra均經(jīng)由接觸點(diǎn)CT而與布線M1連接。布線M1從該重疊的浮置擴(kuò)散區(qū)域FD及復(fù)位活性區(qū)域Ra到與這些相反側(cè)的浮置擴(kuò)散區(qū)域FD為止例如在一條直線上延伸。該相反側(cè)的浮置擴(kuò)散區(qū)域FD經(jīng)由接觸點(diǎn)CT而與布線M1連接。布線M1與放大柵電極Ag也經(jīng)由接觸點(diǎn)CT而連在一起。

參照?qǐng)D20，該概略剖視圖中的結(jié)構(gòu)除了在復(fù)位晶體管RST的源極/漏極區(qū)域Ra與浮置擴(kuò)散區(qū)域FD至少局部重疊這一點(diǎn)以外，基本上具有與圖8的(B)的實(shí)施方式1同樣的結(jié)構(gòu)。因此，與圖8的(B)的布線M1a相比，圖20的布線M1a在圖中的左右方向上的長(zhǎng)度變短。此外，本實(shí)施方式中的與圖8的(A)的剖視圖相同方向上的剖視圖與圖8的(A)相同，因此省略剖視圖。另外，本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)的電路圖與圖7相同，因此省略電路圖。

此外，除此以外的本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式1的結(jié)構(gòu)大致相同，因此針對(duì)相同的要素標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記并不重復(fù)對(duì)其說(shuō)明。

接著，對(duì)本實(shí)施方式的作用效果進(jìn)行說(shuō)明。

如本實(shí)施方式那樣，通過(guò)使復(fù)位晶體管RST的源極/漏極區(qū)域Ra和浮置擴(kuò)散區(qū)域FD至少局部重疊，能夠省略例如實(shí)施方式1(圖3～圖6)中的將復(fù)位晶體管RST的源極/漏極區(qū)域Ra和浮置擴(kuò)散區(qū)域FD連結(jié)的布線M1。因此，本實(shí)施方式的布線M1變得比實(shí)施方式1的布線M1更短，因此能夠進(jìn)一步減小布線M1的布線電容。

此外，在本實(shí)施方式中，放大晶體管AMI的放大柵電極Ag在例如圖16～圖19中的左右方向上延伸，復(fù)位晶體管RST的復(fù)位柵電極Rg在例如圖16～圖19中的上下方向上延伸。即，在本實(shí)施方式中，放大晶體管AMI的放大柵電極Ag(第一柵電極)和復(fù)位晶體管RST的復(fù)位柵電極Rg(第二柵電極)在俯視時(shí)彼此交叉(例如正交)的方向上延伸。另外，浮置擴(kuò)散區(qū)域FD在例如圖16～圖19中的上下方向上延伸，因此，浮置擴(kuò)散區(qū)域FD和復(fù)位柵電極Rg在俯視時(shí)彼此大致平行地延伸(浮置擴(kuò)散區(qū)域FD和放大柵電極Ag在俯視時(shí)彼此交叉的方向上延伸)。由此，能夠易于設(shè)計(jì)使復(fù)位活性區(qū)域Ra與浮置擴(kuò)散區(qū)域FD重疊的布局。

(實(shí)施方式3)

參照?qǐng)D21及圖22，在本實(shí)施方式的第一例中，基本上與圖3及圖4的實(shí)施方式1的第一例同樣地，具有所謂的并列型的結(jié)構(gòu)。然而，在本實(shí)施方式中，作為第一晶體管的兩個(gè)復(fù)位晶體管RST配置在俯視時(shí)沿左右方向排列的、像素區(qū)域內(nèi)的兩個(gè)傳輸晶體管TX中的一個(gè)浮置擴(kuò)散區(qū)域FD與另一個(gè)浮置擴(kuò)散區(qū)域FD之間。并且，該兩個(gè)復(fù)位晶體管RST配置成與像素區(qū)域內(nèi)的兩個(gè)傳輸晶體管TX各自(的浮置擴(kuò)散區(qū)域FD)連接。

像素區(qū)域內(nèi)的兩個(gè)復(fù)位晶體管RST中的一個(gè)復(fù)位活性區(qū)域Ra與另一個(gè)復(fù)位活性區(qū)域Ra局部地在區(qū)域RRa重疊，兩者配置成排列在一條直線上。但這種配置為一個(gè)例子，也可以不必須具有這種構(gòu)成。

就以上點(diǎn)而言，本實(shí)施方式與作為第一晶體管的單一放大晶體管AMI配置在像素區(qū)域內(nèi)的兩個(gè)傳輸晶體管TX中的一個(gè)浮置擴(kuò)散區(qū)域FD與另一個(gè)浮置擴(kuò)散區(qū)域FD之間的實(shí)施方式1的結(jié)構(gòu)不同。

在圖21及圖22中，尤其是，兩個(gè)浮置擴(kuò)散區(qū)域FD各自、它們之間的作為第一晶體管的兩個(gè)復(fù)位晶體管RST配置成俯視時(shí)在圖中的左右方向上排列在一條直線上。

放大晶體管AMI在俯視時(shí)將兩個(gè)浮置擴(kuò)散區(qū)域FD和它們之間的兩個(gè)復(fù)位晶體管RST連結(jié)的一條直線的(圖21及圖22的左側(cè)及右側(cè)的)延長(zhǎng)線上各配置有一個(gè)(每單一像素區(qū)域配置有兩個(gè))。換言之，兩個(gè)放大晶體管AMI與兩個(gè)浮置擴(kuò)散區(qū)域FD各自在俯視時(shí)配置在一條直線上。并且，上述兩個(gè)浮置擴(kuò)散區(qū)域FD各自與它們之間的兩個(gè)復(fù)位晶體管RST的例如復(fù)位活性區(qū)域Ra以在俯視時(shí)重疊的方式連接在一起。另外，上述兩個(gè)浮置擴(kuò)散區(qū)域FD的每一個(gè)和與其相鄰的放大晶體管AMI的例如放大柵電極Ag經(jīng)由例如接觸點(diǎn)CT而與在圖中的左右方向上呈一條直線狀延伸的布線M1電連接。

例如在圖22中，布線M1分兩條配置。但圖21、22的左側(cè)的放大柵電極Ag、兩個(gè)浮置擴(kuò)散區(qū)域FD、右側(cè)的放大柵電極Ag可以采用利用單一直線狀的布線M1而全部連接在一起的方式。

也就是說(shuō)，在本實(shí)施方式中，對(duì)單一像素區(qū)域內(nèi)的兩個(gè)傳輸晶體管TX各自各分配一個(gè)復(fù)位晶體管RST及一個(gè)放大晶體管AMI。另外，如圖21及圖22所示，在本實(shí)施方式中，在單一像素區(qū)域內(nèi)配置有兩個(gè)選擇晶體管SEL。在此，與圖3等同樣地，選擇柵電極Sg配置成在圖中的上下方向上延伸，但該配置為一個(gè)例子，并不限于此。

此外，在本實(shí)施方式中也與實(shí)施方式1同樣地，各像素區(qū)域中的作為第一晶體管的一對(duì)復(fù)位晶體管RST在該像素區(qū)域內(nèi)，在兩個(gè)傳輸柵電極Tg中的一個(gè)傳輸柵電極Tg與另一個(gè)傳輸柵電極Tg排列的圖中的左右方向上配置在一個(gè)傳輸柵電極Tg與另一個(gè)傳輸柵電極Tg之間。另外，在本實(shí)施方式中也與實(shí)施方式1同樣地，各像素區(qū)域中的作為第一晶體管的一對(duì)復(fù)位晶體管RST在該像素區(qū)域內(nèi)，在兩個(gè)光電二極管PD中的一個(gè)光電二極管PD與另一個(gè)光電二極管PD排列的圖中的左右方向上配置在一個(gè)光電二極管PD與另一個(gè)光電二極管PD之間。

參照?qǐng)D23及圖24，在本實(shí)施方式的第二例中，是將與圖21及圖22同樣的結(jié)構(gòu)與圖5及圖6的實(shí)施方式1的第二例同樣地應(yīng)用于所謂的對(duì)置型的結(jié)構(gòu)的例子。從并列型的結(jié)構(gòu)變更為對(duì)置型的結(jié)構(gòu)，除了在圖中的上下方向上相鄰的兩個(gè)像素區(qū)域的傳輸晶體管TX之間共用放大晶體管AMI及復(fù)位晶體管RST這一點(diǎn)以外，圖23及圖24的結(jié)構(gòu)基本上與圖21及圖22的結(jié)構(gòu)相同。因此，針對(duì)相同的要素標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記并不重復(fù)對(duì)其說(shuō)明。

參照?qǐng)D25，用電路圖來(lái)表示圖21及圖22的第一例、圖23及圖24的第二例則大致成為同樣的結(jié)構(gòu)。但如上所述，在針對(duì)單一傳輸晶體管TX分配一個(gè)復(fù)位晶體管RST、一個(gè)放大晶體管AMI及一個(gè)選擇晶體管SEL這一點(diǎn)上，圖25與圖7不同。

參照?qǐng)D26，該概略剖視圖中的結(jié)構(gòu)為：在兩個(gè)浮置擴(kuò)散區(qū)域FD(也可以以與兩個(gè)浮置擴(kuò)散區(qū)域FD的一部分在俯視時(shí)重疊的方式配置有復(fù)位活性區(qū)域Ra)之間配置有兩個(gè)復(fù)位晶體管RST，另外，在兩個(gè)浮置擴(kuò)散區(qū)域FD的外側(cè)配置有兩個(gè)放大晶體管AMI。另外，作為布線M1，除了布線M1a，M1b以外，還配置有朝向放大晶體管AMI的更外側(cè)的選擇晶體管SEL延伸的布線M1d。此外，本實(shí)施方式中的與圖8的(A)的剖視圖相同方向上的剖視圖與圖8的(A)相同，因此省略剖視圖。

此外，除此以外的本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式1的結(jié)構(gòu)大致相同，因此，針對(duì)相同的要素標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記并不重復(fù)對(duì)其說(shuō)明。

接著，對(duì)本實(shí)施方式的作用效果進(jìn)行說(shuō)明。

如本實(shí)施方式那樣，在圖中的左右方向上夾設(shè)在兩個(gè)浮置擴(kuò)散區(qū)域FD(傳輸柵電極Tg、光電二極管PD)之間的第一晶體管可以為復(fù)位晶體管RST。另外，通過(guò)針對(duì)各傳輸晶體管TX各分配一個(gè)復(fù)位晶體管RST，能夠在希望的時(shí)機(jī)進(jìn)行將來(lái)自一個(gè)像素區(qū)域內(nèi)的兩個(gè)傳輸晶體管TX(光電二極管PD)各自的電信號(hào)向復(fù)位晶體管RST的傳送。也就是說(shuō)，例如，能夠在同一時(shí)機(jī)將來(lái)自一個(gè)像素區(qū)域內(nèi)的兩個(gè)傳輸晶體管TX中的一個(gè)傳輸晶體管的電信號(hào)和來(lái)自另一個(gè)傳輸晶體管的電信號(hào)傳送至復(fù)位晶體管RST。

因此，在本實(shí)施方式中，由于例如一個(gè)復(fù)位晶體管RST被兩個(gè)傳輸晶體管TX共用，所以與需要從兩個(gè)傳輸晶體管TX分別在不同的時(shí)機(jī)向復(fù)位晶體管RST傳送的實(shí)施方式1等相比，能夠迅速地進(jìn)行傳送電信號(hào)的處理。

(實(shí)施方式4)

參照?qǐng)D27及圖28，在本實(shí)施方式的第一例中，基本上與圖3及圖4的實(shí)施方式1的第一例同樣地，具有所謂的并列型的結(jié)構(gòu)。但是，在本實(shí)施方式中，作為第一晶體管，放大晶體管AMI和復(fù)位晶體管RST雙方在俯視時(shí)沿左右方向排列的、像素區(qū)域內(nèi)的兩個(gè)傳輸晶體管TX中的一個(gè)浮置擴(kuò)散區(qū)域FD與另一個(gè)浮置擴(kuò)散區(qū)域FD之間各配置一個(gè)。而且，該放大晶體管AMI及復(fù)位晶體管RST配置成與像素區(qū)域內(nèi)的兩個(gè)傳輸晶體管TX各自(的浮置擴(kuò)散區(qū)域FD)連接。在這一點(diǎn)上，本實(shí)施方式與作為第一晶體管而僅使放大晶體管AMI或復(fù)位晶體管RST的某一個(gè)配置在像素區(qū)域內(nèi)的兩個(gè)傳輸晶體管TX中的一個(gè)浮置擴(kuò)散區(qū)域FD與另一個(gè)浮置擴(kuò)散區(qū)域FD之間的實(shí)施方式1～3的結(jié)構(gòu)不同。

在圖27及圖28中，尤其是兩個(gè)浮置擴(kuò)散區(qū)域FD各自、它們之間的作為第一晶體管的放大晶體管AMI及復(fù)位晶體管RST配置成俯視時(shí)在圖中的左右方向上排列成一條直線。另外，上述兩個(gè)浮置擴(kuò)散區(qū)域FD各自、與其相鄰的放大晶體管AMI的放大柵電極Ag和復(fù)位晶體管RST的復(fù)位活性區(qū)域Ra經(jīng)由例如接觸點(diǎn)CT而與在圖中的左右方向上呈一條直線狀延伸的布線M1電連接。

兩個(gè)浮置擴(kuò)散區(qū)域FD之間的放大晶體管AMI的放大活性區(qū)域Aa與復(fù)位晶體管RST的復(fù)位活性區(qū)域Ra(在區(qū)域RAa)局部重疊，這是一個(gè)例子，也可以不必須具有這樣的結(jié)構(gòu)。

以上，在本實(shí)施方式中，與實(shí)施方式1同樣地，復(fù)位晶體管RST及放大晶體管AMI針對(duì)每單一像素區(qū)域配置有一個(gè)。

此外，選擇晶體管SEL可以配置在將上述放大晶體管AMI和復(fù)位晶體管RST等連結(jié)的一條直線的延長(zhǎng)線上，但也可以配置在與該一條直線的延長(zhǎng)線上不同的區(qū)域。另外，在單一像素區(qū)域中可以配置一個(gè)也可以配置兩個(gè)。

此外，在本實(shí)施方式中也與實(shí)施方式1同樣地，各像素區(qū)域中的作為第一晶體管的放大晶體管AMI及復(fù)位晶體管RST在該像素區(qū)域內(nèi)，在兩個(gè)傳輸柵電極Tg中的一個(gè)與另一個(gè)排列的圖中的左右方向上配置在一個(gè)傳輸柵電極Tg與另一個(gè)傳輸柵電極Tg之間。另外，在本實(shí)施方式中也與實(shí)施方式1同樣地，各像素區(qū)域中的作為第一晶體管的放大晶體管AMI及復(fù)位晶體管RST在該像素區(qū)域內(nèi)，在兩個(gè)光電二極管PD中的一個(gè)與另一個(gè)排列的圖中的左右方向上配置在一個(gè)光電二極管PD與另一個(gè)光電二極管PD之間。

參照?qǐng)D29及圖30，在本實(shí)施方式的第二例中，是將與圖27及圖28同樣的結(jié)構(gòu)與圖5及圖6的實(shí)施方式1的第二例同樣地應(yīng)用于所謂的對(duì)置型的結(jié)構(gòu)的例子。從并列型的結(jié)構(gòu)變更為對(duì)置型的結(jié)構(gòu)，除了在圖中的上下方向上相鄰的兩個(gè)像素區(qū)域的傳輸晶體管TX之間共用放大晶體管AMI及復(fù)位晶體管RST這一點(diǎn)以外，圖29及圖30的結(jié)構(gòu)基本上與圖27及圖28的結(jié)構(gòu)相同。因此，針對(duì)相同的要素標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記并不重復(fù)對(duì)其說(shuō)明。

參照?qǐng)D31，該概略剖視圖中的結(jié)構(gòu)除了在兩個(gè)浮置擴(kuò)散區(qū)域FD之間配置有放大晶體管AMI和復(fù)位晶體管RST，放大柵電極Ag、復(fù)位活性區(qū)域Ra和浮置擴(kuò)散區(qū)域FD經(jīng)由接觸點(diǎn)CT而與布線M1連接這一點(diǎn)以外，基本上具有與圖8的(B)的實(shí)施方式1同樣的結(jié)構(gòu)。此外，本實(shí)施方式中的與圖8的(A)的剖視圖相同方向上的剖視圖與圖8的(A)相同，所以省略剖視圖。另外，本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)的電路圖與圖7相同，所以省略電路圖。

此外，在上述內(nèi)容中，作為配置在兩個(gè)浮置擴(kuò)散區(qū)域FD之間的第一晶體管，舉出復(fù)位晶體管RST及放大晶體管AMI進(jìn)行了說(shuō)明，而作為第一晶體管也可以配置有選擇晶體管SEL。

除此以外的本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式1的結(jié)構(gòu)大致相同，因此，針對(duì)相同的要素標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記并不重復(fù)對(duì)其說(shuō)明。

接著，對(duì)本實(shí)施方式的作用效果進(jìn)行說(shuō)明。

在本實(shí)施方式中，放大晶體管AMI和復(fù)位晶體管RST雙方配置在兩個(gè)浮置擴(kuò)散區(qū)域FD(傳輸柵電極Tg、光電二極管PD)之間，在兩個(gè)浮置擴(kuò)散區(qū)域FD的外側(cè)配置有放大晶體管AMI等。因此，與放大晶體管AMI和復(fù)位晶體管RST的至少一方配置在兩個(gè)浮置擴(kuò)散區(qū)域FD的外側(cè)的實(shí)施方式1等相比，能夠進(jìn)一步縮短將第一晶體管和浮置擴(kuò)散區(qū)域連接的布線M1的長(zhǎng)度。因此，能夠進(jìn)一步減小布線M1的布線電容。

(實(shí)施方式5)

至此為止說(shuō)明的各實(shí)施方式全部為，傳輸晶體管TX具有將光電二極管PD、傳輸柵電極Tg和浮置擴(kuò)散區(qū)域FD配置成排列在(在各俯視圖中的上下方向上)一條直線上的結(jié)構(gòu)。然而，參照?qǐng)D32，傳輸晶體管TX也可以是在俯視時(shí)在相對(duì)于將光電二極管PD和傳輸柵電極Tg連結(jié)的直線的延伸方向彎曲的方向上具有浮置擴(kuò)散區(qū)域FD的結(jié)構(gòu)。

另外，至此為止說(shuō)明的各實(shí)施方式全部為，作為第一晶體管的放大晶體管AMI等配置在將像素區(qū)域內(nèi)的兩個(gè)浮置擴(kuò)散區(qū)域FD連結(jié)的直線上。然而，參照?qǐng)D32，作為該第一晶體管的例如放大晶體管AMI也可以配置在與將像素區(qū)域內(nèi)的兩個(gè)浮置擴(kuò)散區(qū)域FD連結(jié)的一條直線上偏離的區(qū)域。在圖32中，該像素區(qū)域內(nèi)的放大晶體管AMI與將兩個(gè)浮置擴(kuò)散區(qū)域FD連結(jié)而成的直線相比配置在稍下方。另外，如圖32那樣，傳輸柵電極Tg的一部分可以配置在將兩個(gè)浮置擴(kuò)散區(qū)域FD連結(jié)而成的直線上，但傳輸柵電極Tg也可以配置在與該直線上偏離的區(qū)域。

例如配置在作為多個(gè)像素區(qū)域中的一個(gè)的第一像素區(qū)域內(nèi)的第一晶體管優(yōu)選配置在第一像素區(qū)域的(內(nèi)置有光電二極管PD的)活性區(qū)域AR和從該活性區(qū)域AR看與第一像素區(qū)域中的兩個(gè)浮置擴(kuò)散區(qū)域FD側(cè)(也就是圖32及其他各實(shí)施方式中的下側(cè))相鄰的第二像素區(qū)域的活性區(qū)域AR之間。換言之，在圖32中，與第一晶體管相當(dāng)?shù)姆糯缶w管AMI優(yōu)選配置在至少上側(cè)(第一像素區(qū)域)的活性區(qū)域AR與下側(cè)(第二像素區(qū)域)的活性區(qū)域AR之間。

此外，在圖32中，作為第一晶體管而舉出有放大晶體管AMI，作為第一晶體管，如上述各實(shí)施方式所示那樣，可以配置有復(fù)位晶體管RST，也可以配置有放大晶體管AMI和復(fù)位晶體管RST雙方。

另外，在圖32中，作為第二晶體管，使復(fù)位晶體管RST配置在與將兩個(gè)浮置擴(kuò)散區(qū)域FD連結(jié)的直線偏離的區(qū)域(該直線的下側(cè))，但該第二晶體管也可以配置有例如放大晶體管AMI。

另外，針對(duì)配置有第二晶體管的位置及(柵電極延伸的)方向也不限于圖32示出的情況。例如在圖32中，傳輸柵電極Tg在圖中的上下方向上延伸，放大柵電極Ag及復(fù)位柵電極Rg在圖中的左右方向上延伸，但例如放大柵電極Ag及復(fù)位柵電極Rg也可以在圖中的上下方向上延伸。

除此以外的本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式1的結(jié)構(gòu)大致相同，針對(duì)相同的要素標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記并不重復(fù)對(duì)其說(shuō)明。

接著，對(duì)本實(shí)施方式的作用效果進(jìn)行說(shuō)明。

如本實(shí)施方式那樣，并非必須將第一晶體管配置在將一對(duì)浮置擴(kuò)散區(qū)域FD連結(jié)的直線上，只要至少配置在相鄰的一對(duì)活性區(qū)域AR之間的區(qū)域，就能夠抑制從浮置擴(kuò)散區(qū)域FD排布至第一晶體管的布線M1的長(zhǎng)度(例如圖15的比較例那樣)變得過(guò)于長(zhǎng)的不良情況。因此，能夠縮小布線電容。

另外，通過(guò)采用本實(shí)施方式，能夠擴(kuò)大構(gòu)成半導(dǎo)體器件的各晶體管的布局可應(yīng)用的范圍，使設(shè)計(jì)自由度提高。

以上，基于實(shí)施方式對(duì)由本發(fā)明人提出的發(fā)明具體地進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式，在不脫離其主旨的范圍內(nèi)當(dāng)然能夠進(jìn)行各種各樣的變更。

附圖標(biāo)記說(shuō)明

Aa 放大活性區(qū)域、Ag 放大柵電極、AMI 放大晶體管、AR 活性區(qū)域、CT 接觸點(diǎn)、DLR 切割線區(qū)域、FD 浮置擴(kuò)散區(qū)域、FLT 彩色濾光片、GI 柵絕緣膜、II1，II2，II3，II4 層間絕緣膜、IMC 芯片區(qū)域、LNS 透鏡、M1，M2，M3 布線、NR n型區(qū)域、PD 光電二極管、Ra 復(fù)位活性區(qū)域、Rg 復(fù)位柵電極、RST 復(fù)位晶體管、Sa 選擇活性區(qū)域、SCW 半導(dǎo)體晶圓、SEL 選擇晶體管、Sg 選擇柵電極、SPR 表面p型區(qū)域、SPT 元件隔離膜、SUB 半導(dǎo)體襯底、Tg 傳輸柵電極、TX 傳輸晶體管。