圖像拾取裝置和圖像拾取系統的製作方法

2023-10-08 17:24:24

專利名稱：圖像拾取裝置和圖像拾取系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及圖像拾取裝置和圖像拾取系統。
背景技術：
在例如數位照相機和數字可攜式照相機中使用包括布置在二維陣列中的多個光電轉換單元的圖像拾取裝置。在圖像拾取裝置中使用了用於使用相位差方法來檢測聚焦狀態的技術。日本專利公開N0.2001-250931描述了在多個微透鏡中的每個微透鏡下面包括兩個光電轉換單元以接收從由微透鏡聚集的光線分割的光線的圖像拾取裝置。光電轉換單元被配置為接收來自圖像捕獲透鏡的不同光瞳面的光線。如日本專利公開N0.2001-250931的圖8中所示，在圖像拾取裝置中，微透鏡下設置的兩個光電轉換單元中的每個光電轉換單元都具有讀取信號的電晶體。更具體地，對於第一光電轉換單元PDl設置三個電晶體B07、B09以及B11。另外，對於第二光電轉換單元PD2設置三個電晶體B08、BlO以及B12。此外，日本專利公開N0.2001-250931描述了在微透鏡下面設置的光電轉換單元之間未設置任何遮光部件。此外，隨著圖像拾取裝置的像素數量增加以便捕獲高解析度圖像，光電轉換單元(例如，光電二極體)的面積或開口率減小。為了解決這種問題，日本專利公開N0.10-256521描述了用於通過多個像素共享電學組件的技術。本發明人注意到了如果讀取來自光電轉換單元的信號的電晶體的特性彼此不同則檢測聚焦狀態的準確性會降級。例如，如果在日本專利公開N0.2001-250931中電晶體B09的特性與圖8中示出的電晶體BlO的不同，則電晶體B09和BlO的輸出可能彼此不同，儘管兩個光電轉換單元中存儲的電荷量相同。本發明人進一步注意到了在用於兩個或更多個顏色的圖像拾取裝置中，在接收其上入射的相同顏色的光的光電轉換單元彼此相鄰地設置並且如果電晶體的特性彼此不同時，圖像的質量可能降級。這是因為如果相同顏色的光電轉換單元彼此相鄰地設置，則在光電轉換單元中的每個光電轉換單元上通常入射相同光量。如果此時電晶體的特性彼此不同，則從電晶體輸出的信號的強度彼此不同，儘管在光電轉換單元中的每個光電轉換單元上入射幾乎相同光量。本發明人發現了電晶體特性的差異由向電晶體供給供電電壓的供電線路引起。更具體地，如果兩個電晶體連接到不同供電線路，則電晶體特性的差異顯現。這是因為有可能由於供電線路中出現的電壓降導致供給的電壓彼此不同。 日本專利公開N0.2001-250931未描述列方向上設置的供電線路。如果在兩個光電轉換單元之間未設置遮光部件，則在不同微透鏡或用於不同顏色的不同光電轉換單元之間設置列方向上延伸的供電線路。因此，根據日本專利公開N0.2001-250931表明的比較例，讀取來自在一個微透鏡下設置的兩個光電轉換單元的信號的電晶體可連接到不同供電線路。即，兩個電晶體的特性可能彼此不同。
另外，日本專利公開N0.10-256521未討論布線線路的任何具體布局。

發明內容
本發明的實施例或多個實施例可以減小讀取信號的電晶體的特性之間的差異。本發明的實施例可以提供高質量圖像。另外，本發明的實施例中的一些實施例可以提高聚焦檢測的準確性。根據本發明的實施例，圖像拾取裝置包括多個光電轉換單元和被配置成供給供電電壓的供電線路。多個光電轉換單元包括接收第一波長範圍中的入射光的第一光電轉換單元和第二光電轉換單元以及接收第二波長範圍中的入射光的第三光電轉換單元。沿著第一方向布置第一光電轉換單元、第二光電轉換單元以及第三光電轉換單元，以使得第一光電轉換單元與第二光電轉換單元相鄰以及第二光電轉換單元與第三光電轉換單元相鄰。供電線路包括沿著第一方向設置的第一導電部件和沿著與第一方向相交的第二方向設置的第二導電部件。把第二導電部件設置在第二光電轉換單元與第三光電轉換單元之間。讀取從第一光電轉換單元輸出的信號的第一電晶體和讀取從第二光電轉換單元輸出的信號的第二電晶體電連接到供電線路。多個光電轉換單元包括在第二方向上與第二光電轉換單元相鄰地設置的第四光電轉換單元，讀取從第四光電轉換單元輸出的信號的第三電晶體連接到供電線路。根據本發明的另一實施例，圖像拾取裝置包括多個光電轉換單元和被配置成供給供電電壓的供電線路。多個光電轉換單元包括設置在第一透鏡下的第一光電轉換單元和第二光電轉換單元以及設置在第二透鏡下的第三光電轉換單元。沿著第一方向布置第一光電轉換單元、第二光電轉換單元以及第三光電轉換單元，以使得第一光電轉換單元與第二光電轉換單元相鄰以及第二光電轉換單元與第三光電轉換單元相鄰。供電線路包括沿著第一方向設置的第一導電部件和沿著與第一方向相交的第二方向設置的第二導電部件。把第二導電部件設置在第二光電轉換單元與第三光電轉換單元之間。讀取從第一光電轉換單元輸出的信號的第一電晶體和讀取從第二光電轉換單元輸出的信號的第二電晶體電連接到供電線路。多個光電轉換單元包括在第二方向上與第二光電轉換單元相鄰地設置的第四光電轉換單元，讀取從第四光電轉換單元輸出的信號的第三電晶體連接到供電線路。根據本發明的又一實施例，圖像拾取系統包括上述圖像拾取裝置中的一個圖像拾取裝置和被配置成處理從圖像拾取裝置輸出的信號的信號處理單元。本發明的更多特徵將會根據參照附圖對示範性實施例的以下描述變得清楚。


圖1A是根據本發明的第一示範性實施例的圖像拾取裝置的平面布局的示意性示例；圖1B是圖像拾取裝置的等效電路圖。圖2A是根據本發明的第二示範性實施例的圖像拾取裝置的平面布局的示意性示例；圖2B是圖像拾取裝置的等效電路圖。圖3A是根據本發明的第三示範性實施例的圖像拾取裝置的平面布局的示意性示例；圖3B是圖像拾取裝置的等效電路圖。圖4是根據本發明的第四示範性實施例的圖像拾取裝置的平面布局的示意性示例。圖5是根據本發明的第五示範性實施例的圖像拾取裝置的平面布局的示意性示例。圖6是根據本發明的第五示範性實施例的圖像拾取裝置的等效電路圖。圖7A是根據本發明的第六示範性實施例的圖像拾取裝置的平面布局的示意性示例；圖7B是圖像拾取裝置的等效電路圖。圖8是根據第一至第六示範性實施例的驅動脈衝的時序圖。
具體實施例方式第一組實施例接下來參照圖1A和IB描述本發明的第一組實施例。為便於描述，在圖1A和IB中，僅示出了與第一組實施例有關的布線線路。實際上，為了操作圖像拾取裝置，還設置有多個布線線路。例如，設置了電晶體的柵極控制線路和向像素行中的每行提供的信號輸出線路。根據本發明的第一組實施例，圖像拾取裝置包括布置在二維陣列中的多個光電轉換單元。在其中設置有多個光電轉換單元的區域充當圖像感測區。例如，使用光電二極體(在下文中簡稱作「ro」)作為光電轉 換單元。ro包括N型(第一導電類型)半導體區域和與N型半導體區域一起形成PN結的P型(第二導電類型)半導體區域。例如，P型阱充當P型半導體區域。沿著第一方向布置這種光電轉換單元。在圖1A和IB中，第一方向是頁面的右左方向。在光電轉換單元之間形成勢壘。另外，隔離單元可以使光電轉換單元與元件(如電晶體)電絕緣。注意例如，可以沿著第一方向布置光電轉換單元以使得光電轉換單元的重心(median point)在同一直線中或重心錯開。光電轉換單元中的每個光電轉換單元具有其中設置的波長選擇單元，如，濾色器。例如，在光電轉換單元上設置有允許紅色波長範圍中的光穿過其的濾色器，因此，紅色波長範圍中的光入射在光電轉換單元上。沿著第一方向布置的多個光電轉換單元包括接收其上入射的第一波長範圍(例如，紅色波長範圍)中的光的多個光電轉換單元和接收其上入射的第二波長範圍(例如，綠色波長範圍)中的光的多個光電轉換單元。交替和重複地布置用於多個顏色的光電轉換單元的集合。另外，接收相同顏色的光的至少兩個光電轉換單元被彼此相鄰地設置。例如，接收其上入射的紅色光的兩個光電轉換單元被彼此相鄰地設置，鄰近接收紅色光的光電轉換單元設置接收其上入射的綠色光的兩個光電轉換單元。重複布置四個光電轉換單元的此集合。此時，連續光電轉換單元的數量不限於兩個。例如，可以設置兩個連續紅色光電轉換單元，可以鄰近紅色光電轉換單元設置一個綠色光電轉換單元，可以重複布置三個光電轉換單元的此集合。如上所述，僅需要用於相同顏色的至少兩個光電轉換單元被彼此相鄰地設置。如本文中所使用的，接收其上入射的相同顏色波長範圍中的光的多個光電轉換單元稱作「用於相同顏色的光電轉換單元」。另外，接收其上入射的不同顏色波長範圍中的光線的多個光電轉換單元稱作「用於不同顏色的光電轉換單元」。如本文中所使用的，在二維陣列中布置的光電轉換單元之中，輸出並行讀取的信號的光電轉換單元的集合稱作「行」。行中的每行中包括的多個光電轉換單元可以沿著第一方向布置。可以並行地從一行中包括的多個光電轉換單元讀取信號。替選地，可以並行地從多行中包括的多個光電轉換單元讀取信號。另外，為了讀取光電轉換單元中的每個光電轉換單元生成的信號，對於光電轉換單元中的每個光電轉換單元設置電晶體。從光電轉換單元讀取信號的電晶體形成像素電路。即，從光電轉換單元讀取信號的電晶體形成用於圖像感測區中的光電轉換單元中的每個光電轉換單元的讀出電路。更具體地，讀取從光電轉換單元輸出的信號的電晶體是例如放大器電晶體、復位電晶體以及選擇電晶體。光電轉換單元和讀取從光電轉換單元輸出的信號的電晶體可以形成像素。即，像素包括光電轉換單元和像素電路。本發明的第一方面的特徵在於用於讀取從彼此相鄰地布置的用於相同顏色的兩個光電轉換單元輸出的信號的兩個相應電晶體電連接到同一供電線路。注意術語「兩個相應電晶體」是指讀出電路中具有相同功能的兩個電晶體。例如，兩個放大電晶體的漏極電連接到同一供電線路。另外，供電線路包括第一方向上延伸的第一導電部件和與第一方向相交的第二方向上延伸的第二導電部件。如圖1A和IB中所示，第二方向是頁面的上下方向。把第二導電部件設置在用於不同顏色的兩個光電轉換單元之間。第二導電部件在至少多行上延伸。以此方式，與多行中包括的光電轉換單元對應的電晶體連接到同一供電線路。即，與像素列中包括的多個光電轉換單元對應的電晶體連接到同一供電線路。例如，如圖1A和IB中所示，從同一供電線路向用於讀取從TO3B輸出的信號的放大器電晶體和用於讀取從第二方向上與Η)3Β相鄰地設置的H)(未示出)輸出的信號的放大器電晶體供給供電電壓。優選地，第二導電部件可以在全體圖像感測區上延伸。在這種情形中，與沿著第二方向布置的光電轉換單元中的所有光電轉換單元對應的電晶體(即，與一個像素列中包括的所有光電轉換單元對應的電晶體)可以連接到同一供電線路。由於用於相同顏色的兩個光電轉換單元沿著第一方向彼此相鄰地布置，所以用於讀取從光電轉換單元輸出的信號的兩個電晶體沿著第一方向布置。由於供電線路包括第一方向上延伸的第一導電 部件，所以與用於相同顏色的兩個光電轉換單元對應的兩個電晶體可以連接到同一供電線路。優選地，把第一導電部件和第二導電部件設置在不同布線層中。然而，可以根據與其它布線線路的位置關係，在同一布線層中包括第一導電部件和第二導電部件。如果把第一導電部件和第二導電部件設置在不同布線層中，則第一導電部件和第二導電部件使用塞孔(viaplug)彼此相連。從在第一方向上設置塞孔的位置延伸第一導電部件。此時，期望使用接觸插塞(contact plug)把第一導電部件電連接到電晶體。然而,根據布局,可以使用接觸插塞把電晶體連接到第二導電部件。如果兩個電晶體連接到不同供電線路，則向兩個電晶體供給的供電電壓可以彼此不同。然而，根據圖1A和IB中示出的配置，從同一供電線路向從用於相同顏色的光電轉換單元讀取信號的電晶體供給供電電壓。因此，可以減少或可以完全消除用於讀取信號的電晶體的特性之間的差異。通過減少用於從用於相同顏色的兩個光電轉換單元讀取信號的相鄰電晶體的特性之間的差異，可以提高圖像的質量。這是因為如果當相同量的光入射在兩個光電轉換單兀中的每個光電轉換單兀上時從用於相同顏色的兩個光電轉換單兀輸出的信號彼此不同，則噪聲變得顯著。然而，如果用於相同顏色的電晶體的特性之間的差異小，則可以減小這種
顯著噪聲。特別地，如果放大器電晶體連接到同一供電線路，則效果顯著。這是因為在放大器電晶體工作時電流在放大器電晶體中流動，並且因此，根據供電線路的寄生電阻的變化的供電電壓變化變得顯著。另外，根據本組實施例，可以在圖像拾取裝置中提供聚集入射到光電轉換單元上的光的透鏡。多個透鏡可以設置在陣列中。可以對於光電轉換單元中的每個光電轉換單元提供透鏡。或者，可以對於彼此相鄰地設置的用於相同顏色的兩個光電轉換單元提供透鏡。透鏡聚集或把其上入射的平行光線聚焦為點。透鏡是例如有機材料製成的微透鏡的形式。下面參照附圖描述本組實施例的示範性實施例。注意在示範性實施例中，第一導電類型是N型，第二導電類型是P型。電子在光電轉換單元中累積作為信號電荷。應當明白第一導電類型是P型和第二導電類型是N型的示範性實施例也涵蓋在本發明的範圍內。在這種示範性實施例中，空穴在光電轉換單元中累積作為信號電荷。由於在這些示範性實施例中僅互換導電類型，所以不重複示範性實施例的描述。另外，包括處理從圖像拾取裝置輸出的信號的信號處理單元的圖像拾取裝置和圖像拾取系統也涵蓋在本發明的範圍內。在這種情形中，可以使用現有信號處理單元作為信號處理單元。第一示範性實施例 下面參照附圖描述本發明的第一示範性實施例。在以下描述中，相同的附圖標記分配給用於相同顏色的光電轉換單元的類似元件，但是以不同字母字符為後綴。例如，把相同顏色的H)標記成「TO3A」和「TO3B」。把放大從用於相同顏色的光電轉換單元輸出的信號的放大器電晶體標記成「放大器電晶體7A和7B」。這適用於以下所有示範性實施例。圖1A是根據第一示範性實施例的圖像拾取裝置的平面布局的示意性示例。根據本示範性實施例，圖像拾取裝置包括具有場效應區101和有源區域102的半導體基板。例如，半導體基板由矽製成。場效應區101被形成作為絕緣隔離區域(如，STI或LOCOS區域)。例如，絕緣體從二氧化矽膜形成。有源區域102具有設置在其中的半導體區域。半導體區域形成光電轉換單元和電晶體。有源區域102具有設置在其中的PD3A、PD3B、PD4A以及PD4B。PD中的每個PD包括N型半導體區域。N型半導體區域和與N型半導體區域一起形成H)的P型半導體區域形成PN結。例如，P型半導體區域被形成作為設置在表面上的暗電流阻擋層、形成勢壘的半導體區域、被設置以便與絕緣隔離區域相鄰的暗電流阻擋層、通道停止層、阱、或者半導體基板。在形成ro的N型半導體區域中累積作為信號電荷的電子。沿著第一方向布置H)3A、PD3B、PD4A以及TO4B。根據本示範性實施例，沿著第一方向布置的多個光電轉換單元被布置為使得光電轉換單元的重心在同一直線中。注意光電轉換單元的重心可以錯開。在PD3A和PD3B上設置紅色濾色器106。在PD4A和PD4B上設置綠色濾色器107。如圖1A和IB中所示,彼此相鄰地設置用於相同顏色的兩個H)。濾色器106和107允許具有在不同波長範圍中的波長的光線穿過。以此方式，根據本示範性實施例，圖像拾取裝置包括用於兩個或更多個顏色的波長選擇單元。濾色器106選擇的波長範圍中的光線入射在TO3A和3B上。濾色器107選擇的波長範圍中的光線入射在TO4A和4B上。雖然圖1A中未示出，但沿著第一方向重複設置H)3A、PD3B、ro4A以及TO4B的布置。根據本示範性實施例，沿著第一方向布置的多個ro充當行中的光電轉換單元。即，PD3A, PD3B, PD4A以及Η)4Β包括在同一行中。雖然圖1A中未示出，但根據本示範性實施例的圖像拾取裝置中包括的多個光電轉換單元可以被設置為形成多行。根據本示範性實施例，可以從用於相同顏色的TO3A與TO3B之間的P型半導體區域形成勢壘103。另外，可以從用於不同顏色的TO3B與TO4A之間的P型半導體區域形成勢壘104。在第一方向上形成勢壘104的P型半導體區域的長度比在第一方向上形成勢壘103的P型半導體區域的長度長。P型半導體區域的末端充當PN結平面。S卩，TO3B中包括的N型半導體區域與Η)4Α中包括的N型半導體區域之間的距離比Η)3Α中包括的N型半導體區域與Η)3Β中包括的N型半導體區域之間的距離長。勢壘由以下區域形成:在該區域中，在光電轉換單元中累積的信號電荷的電勢比光電轉換單元的信號電荷的電勢高。例如，當由包括PN結的ro形成光電轉換單元時並且如果信號電荷是電子，則勢壘是其中電子的電勢比ro中包括的N型半導體區域的電勢高的區域。或者，如果信號電荷是空穴，則勢壘是其中空穴的電勢比ro中包括的P型半導體區域的電勢高的區域。可以由絕緣隔離區域(如，ST1、L0C0S、或者MESA區域)形成勢魚。由於絕緣材料的帶隙比半導體的帶隙寬，所以絕緣材料可以充當半導體中的載流子(即，電子和空穴)的勢壘。或者，如果信號電荷是電子，則可以由P型半導體區域形成勢壘。又或者，如果信號電荷是空穴，則可以由N型半導體區域形成勢壘。再或者，為了形成勢壘，可以在半導體基板上設置電極，並且勢壘可以由向電極供給的電壓形成。隨著向電極供給的電壓減小，空穴的電勢增大。相反，隨著向電極供給的電壓增大，空穴的電勢增大。如此處使用的，即，在以下所有示範性實施例中，用語「設置勢壘」至少包括使用任一個上述配置形成勢壘的情況或可能使用任一個上述配置形成勢壘的情況。

注意兩個光電轉換單元之間的勢壘是被光電轉換單元的N型半導體區域夾持的區域。另外，把距勢壘的距離定義成距形成勢壘的絕緣材料的末端的距離或距形成勢壘的P型半導體區域的末端的距離。在形成場效應區101的絕緣隔離區域與ro之間設置P型半導體區域105。P型半導體區域105充當減小在絕緣材料的邊界面上生成並流入ro中的暗電流的暗電流阻擋層。在有源區域102中設置從ro接收電荷的浮置擴散區域(在下文中簡稱作「FD」)21A、21B、22A以及22B。另外，提供把H)的電荷轉移到FD區域的轉移電晶體5A、5B、6A以及6B。FD區域使用布線線路(未示出)連接到放大器電晶體7A、7B、8A以及SB。放大器電晶體中的每個放大器電晶體充當放大由PD生成的信號的放大器單元。另外，設置復位電晶體9A、9B、10A以及IOB和選擇電晶體11A、11B、12A以及12B。復位電晶體中的每個復位電晶體把放大器電晶體的輸入節點復位為預定電壓。選擇電晶體中的每個選擇電晶體控制放大器電晶體的源極與信號輸出線路(未示出)之間的電學連接。信號輸出線路被設置在多個布線層之中包括供電線路2A至2C的布線層中。電晶體中的每個電晶體包括形成源極和漏極的半導體區域。電晶體進一步包括由例如多晶矽形成的柵極電極。根據本示範性實施例，設置向形成ro的P型半導體區域供給電壓的阱接觸插塞108和109。阱接觸插塞108和109由導電材料(如，鎢)形成。阱接觸插塞108被設置為比用於不同顏色的Η)3Β與TO4A之間的勢壘104更靠近設置在用於相同顏色的TO3A與TO3B之間的勢壘103。另外，把阱接觸插塞108設置在作為形成勢壘103的P型半導體區域在第二方向上的延長的區域中。即，把阱接觸插塞108設置在勢壘103外部。此外，如圖1A中所示，可以把阱接觸插塞108設置在兩個光電轉換單元的中間。再者，把阱接觸插塞109也設置在用於相同顏色的兩個ro之間。以此方式，根據本示範性實施例，在用於不同顏色的光電轉換單元之間未設置阱接觸插塞。然而，為了獲得預定電學特性，可以在用於不同顏色的光電轉換單元之間設置阱接觸插塞。根據本示範性實施例，把絕緣隔離區域設置在用於相同顏色的光電轉換單元之間形成的勢壘103與阱接觸插塞108之間。由於絕緣隔離區域的存在，可以減小由阱接觸插塞108生成和到達光電轉換單元的暗電流。根據本示範性實施例，放大器電晶體7A和7B的漏極由共用的半導體區域形成。另夕卜，放大器電晶體7A和7B的漏極經由共用的接觸插塞110連接到供電線路2A。放大器電晶體8A和SB的漏極由共用的半導體區域形成。另外，放大器電晶體8A和SB的漏極經由共用的接觸插塞111連接到供電線路2B。復位電晶體9A的漏極連接到供電線路2C。相反地，復位電晶體9B和復位電晶體IOA的漏極由共用的半導體區域形成。另外，復位電晶體9B和復位電晶體IOA的漏極經由共用的接觸插塞111連接到供電線路2A。供給供電電壓的供電線路2A至2C中的每個都包括第一方向上延伸的第一導電部件和第二方向上延伸的第二導電部件。第一導電部件電連接到第二導電部件。第一導電部件和第二導電部件可以是導電圖案的一部分。雖然在圖中示出了僅一個像素行，但第二導電部件被連續設置在多行中。即，從同一供電線路向讀取沿著第二方向布置的光電轉換單元中生成的信號的多個電晶體供給供電電壓。優選地，把供電線路2A至2C中的每個設置在行中的用於不同顏色的光電轉換單元之間。注意此時，顏色的組合可以對於行中的每一行而變化。如圖1A中所示，把第二導電部件設置在用於不同顏色的光電轉換單元之間。例如，把供電線路2A中包括的第二導電部件設置在TO3B與TO4A之間。第二導電部件可以部分地覆蓋TO3B或TO4A。第一導電部件從用於不同顏色的光電轉換單元之間的區域向用於相同顏色的光電轉換單元之間的區域延伸。例如,供電線路2A中包括的第一導電部件從Η)3Β與Η)4Α之間的區域向TO3A與TO3B之間的區域延伸。以此方式，形成在TO3A與TO3B之間設置的放大器電晶體的漏極的半導體區域經由共用的接觸插塞110電連接到供電線路2A。S卩，與用於相同顏色的兩個光電轉換單元對應的兩個放大器電晶體7A和7B電連接到供電線路2A。 圖1B是根據本示範性實施例的圖像拾取裝置的等效電路圖。在圖1B中，示出了以下組件:PD3A、3B、4A以及4B，轉移電晶體5A、5B、6A以及6B，FD節點21A、21B、22A以及22B，放大器電晶體7A、7B、8A以及8B，復位電晶體9A、9B、10A以及10B，以及選擇電晶體11A、11BU2A以及12B。另夕卜，示出了輸出由H)生成的信號的信號輸出線路13A、13B、14A以及14B。通過向控制線路15供給的驅動脈衝pTX控制轉移電晶體5Α、5Β、6Α以及6Β。通過向控制線路17供給的驅動脈衝pRES控制復位電晶體9A、9B、10A以及10B。通過向控制線路16供給的驅動脈衝pSEL控制選擇電晶體11A、11B、12A以及12B。如圖1B中所示，與用於相同顏色的TO3A和TO3B分別對應的放大器電晶體7A和7B的漏極電連接到供電線路2A。另外，與用於相同顏色的HMA和TO4B分別對應的放大器電晶體8A和8B的漏極電連接到供電線路2B。相反，與用於相同顏色的TO3A和TO3B分別對應的復位電晶體9A和9B的漏極連接到不同供電線路。即，復位電晶體9A的漏極電連接到供電線路2C，復位電晶體9B的漏極電連接到供電線路2A。注意為便於描述，在圖1B中，示出了僅三個供電線路2A至2C。三個供電線路2A至2C可以是供給相同供電電壓的布線線路。圖8是根據本示範性實施例的用來驅動圖像拾取裝置的驅動脈衝的時序圖。在圖8中，示出了驅動脈衝pTX、pSEL以及pRES的時序圖。當復位電晶體9A和9B導通時，把FD節點21A和21B中的每個復位為預定復位電壓(例如，與供電電壓一樣的電壓)。復位電晶體9A從供電線路2C接收復位電壓，復位電晶體9B從供電線路2A接收復位電壓。另外，選擇電晶體IlA和IlB分別選擇向信號輸出線路13A和13B傳遞信號的行。光線穿過濾色器106併入射到TO3A和TO3B上。因此，通過光電轉換生成電子，生成的電子在PD3A和3B中累積。分別經由轉移電晶體5A和5B把TO3A和3B中累積的電子轉移到FD節點21A和21B。FD節點21A和21B分別連接到放大器電晶體7A和7B的柵極。SP，FD節點21A和21B分別充當放大器電晶體7A和7B的輸入節點。放大器電晶體7A和7B分別按照向FD轉移的電荷量向信號輸出線路13A和13B輸出信號。從供電線路2A供給驅動放大器電晶體7A和7B的供電電壓。當復位電晶體IOA和IOB導通時，把FD節點22A和22B中的每個復位為預定復位電壓(例如，與供電電 壓一樣的電壓)。復位電晶體IOA從供電線路2A接收復位電壓，復位電晶體IOB從供電線路2B接收復位電壓。另外，選擇電晶體12A和12B分別選擇向信號輸出線路14A和14B傳遞信號的行。光線穿過濾色器107併入射在TO4A和TO4B上。因而，通過光電轉換生成電子，生成的電子在PD4A和TO4B中累積。分別經由轉移電晶體6A和6B把TO4A和TO4B中累積的電子轉移到FD節點22A和22B。FD節點22A和22B分別連接到放大器電晶體8A和8B的柵極。即，FD節點22A和22B分別充當放大器電晶體8A和8B的輸入節點。放大器電晶體8A和8B分別按照向FD轉移的電荷量向信號輸出線路14A和14B輸出信號。從供電線路2B供給驅動放大器電晶體8A和8B的供電電壓。注意可以消除對於選擇電晶體的需要。例如，通過控制向FD供給的復位電壓，可以執行選擇操作。或者，可以把選擇電晶體設置在供電線路與放大器電晶體的漏極之間的電學路徑中。根據上述配置，可以從同一供電線路向用於從具有用於相同顏色的濾色器的光電轉換單元讀取信號的兩個放大器電晶體供給供電電壓。因而，可以減小兩個放大器電晶體的特性之間的差異。作為結果，可以提高圖像的質量。另外，在第二方向上延伸的供電線路的第二導電部件未被設置於在第一方向上彼此相鄰地設置的用於相同顏色的光電轉換單元之間，而是設置在用於不同顏色的光電轉換單元之間。該配置可以減少混色。第二示範性實施例下面參照圖2A和2B描述本發明的第二示範性實施例。本示範性實施例在連接到供電線路2A至2C的放大器電晶體和復位電晶體的組合方面與第一示範性實施例不同。在圖2A和2B中，對於與第一示範性實施例的類似的元件使用相同的附圖標記，因此，不重複元件的詳細描述。在以下描述中，僅描述本示範性實施例與第一示範性實施例之間的差異。未描述的元件與第一示範性實施例的類似。圖2A是根據第二示範性實施例的圖像拾取裝置的平面布局的示意性示例。根據本示範性實施例，復位電晶體9A和9B的漏極由共用的半導體區域形成。另外，復位電晶體9A和9B的漏極經由共用的接觸插塞201連接到供電線路2A。復位電晶體IOA和IOB的漏極由共用的半導體區域形成。另外，復位電晶體IOA和IOB的漏極經由共用的接觸插塞202連接到供電線路2B。放大器電晶體7A的漏極經由接觸插塞203連接到供電線路2C。相反，放大器電晶體7B和放大器電晶體8A的漏極由共用的半導體區域形成。放大器電晶體7B和放大器電晶體8A的漏極經由共用的接觸插塞204連接到供電線路2A。根據本示範性實施例，在圖像感測區中未設置任何阱接觸插塞。然而，如同第一示範性實施例一樣，可以在圖像感測區中設置阱接觸插塞。另外，根據本示範性實施例，由絕緣隔離區域形成光電轉換單元之間的勢壘。然而，如同第一示範性實施例那樣，可以由P型半導體區域形成光電轉換單元之間的 勢壘。此外，根據本示範性實施例，在場效應區101與形成光電轉換單元的N型半導體區域之間未設置任何暗電流阻擋層。然而，如同第一示範性實施例一樣，可以在場效應區101與形成光電轉換單元的N型半導體區域之間設置形成暗電流阻擋層的P型半導體區域。圖2B是根據本示範性實施例的圖像拾取裝置的等效電路圖。在圖2B中，對於與圖1B中的類似的元件使用相同附圖標記，因此，不重複元件的詳細描述。如圖2B中所示，與用於相同顏色的Η)3Α和TO3B對應的兩個復位電晶體9A和9B的漏極電連接到供電線路2A。另外，與用於相同顏色的Η)4Α和TO4B對應的兩個復位電晶體IOA和IOB的漏極電連接到供電線路2B。相反，與用於相同顏色的TO3A和TO3B分別對應的放大器電晶體7A和7B的漏極連接到不同供電線路。即，放大器電晶體7A的漏極電連接到供電線路2C，放大器電晶體7B的漏極電連接到供電線路2A。根據上述配置，可以從同一供電線路向用來從具有用於相同顏色的濾色器的光電轉換單元讀取信號的兩個復位電晶體供給供電電壓。因此，可以減小用於復位操作的復位電壓的變化。作為結果，可以提高圖像的質量。第三示範性實施例下面參照圖3A和3B描述本發明的第三示範性實施例。本示範性實施例在連接到供電線路2A至2C的放大器電晶體和復位電晶體的組合方面與第一和第二示範性實施例不同。在圖3A和3B中，對於與第一或第二示範性實施例的類似的元件使用相同附圖標記，因此，不重複元件的詳細描述。以下描述中未描述的元件與第一或第二示範性實施例的類似。圖3A是根據第三示範性實施例的圖像拾取裝置的平面布局的示意性示例。根據本示範性實施例，由共用的半導體區域形成放大器電晶體7A和7B的漏極。另外，放大器電晶體7A和7B的漏極經由共用的接觸插塞110連接到供電線路2A。放大器電晶體8A和SB的漏極由共用的半導體區域形成。另外，放大器電晶體8A和SB的漏極經由共用的接觸插塞111連接到供電線路2B。此外，根據本示範性實施例，復位電晶體9A和9B的漏極由共用的半導體區域形成。另外，復位電晶體9A和9B的漏極經由共用的接觸插塞201連接到供電線路2A。復位電晶體IOA和IOB的漏極由共用的半導體區域形成。另外，復位電晶體IOA和IOB的漏極經由共用的接觸插塞202連接到供電線路2B。根據本示範性實施例，在圖像感測區中未設置任何阱接觸插塞。然而，如同第一示範性實施例那樣，可以在圖像感測區中設置阱接觸插塞。另外，根據本示範性實施例，由絕緣隔離區域形成光電轉換單元之間的勢壘。然而，如同第一示範性實施例那樣，可以由P型半導體區域形成光電轉換單元之間的勢壘。此外，根據本示範性實施例，在場效應區101與形成光電轉換單元的N型半導體區域之間未設置任何暗電流阻擋層。然而，如同第一示範性實施例那樣，可以在場效應區101與形成光電轉換單元的N型半導體區域之間設置形成暗電流阻擋層的P型半導體區域。圖3B是根據本示範性實施例的圖像拾取裝置的等效電路圖。在圖3B中，對於與圖1B中的類似的元件使用相同附圖標記，因此，不重複元件的詳細描述。如圖3B中所示，與用於相同顏色的TO3A和Η)3Β對應的兩個放大器電晶體7Α和7Β的漏極電連接到供電線路2Α。另外，與用於相同顏色的TO4A和TO4B對應的兩個放大器電晶體8Α和8Β的漏極電連接到供電線路2Β。此外，如圖3Β中所示，與用於相同顏色的TO3A和Η)3Β對應的兩個復位電晶體9A和9B的漏極電連接到供電線路2A。另外，與用於相同顏色的Η)4Α和TO4B對應的兩個復位電晶體IOA和IOB的漏極電連接到供電線路2B。根據上述配置，可以從同一供電線路向用來從具有用於相同顏色的濾色器的光電轉換單元讀取信號的兩個放大器電晶體供給供電電壓。因此，可以減小放大器電晶體的特性之間的差異。另外，可以從同一供電線路向用來從具有用於相同顏色的濾色器的光電轉換單元讀取信號的兩個復位電晶體供給供電電壓。因此，可以減小用於復位操作的復位電壓的變化。作為結果，可以提高圖像的質量。第四示範性實施例下面參照圖4描述本發明的第四示範性實施例。本示範性實施例在供電線路2A至2C的布局方面與第一至第三示範性實施例不同。在圖4中，對於與第一至第三示範性實施例中的一個的類似的元件使用相同附圖標記，因此，不重複元件的詳細描述。以下描述中未描述的元件與第一至第三示範性實施例中的一個的類似。圖4是根據第四示範性實施例的圖像拾取裝置的平面布局的示意性示例。根據本示範性實施例，供電線路2A至2C中的每個是彎曲的。供電線路2A包括每個都在第二方向上延伸的第二導電部件401和402。把第二導電部件401設置在TO3B與TO4A之間。把第二導電部件402設置在TO3A與位於TO3A相對於TO4A的相反側上的H)(未示出)之間。另外，第二導電部件401經由在第一方向上延伸的第一導電部件連接到第二導電部件402。根據本示範性實施例，復位電晶體9A和9B的漏極由共用的半導體區域形成。另夕卜，復位電晶體9A和9B的漏極經由共用的接觸插塞201連接到供電線路2A。另外，復位電晶體IOA和IOB的漏極經由共用的半導體區域形成。另外，復位電晶體IOA和IOB的漏極經由共用的接觸插塞202連接到供電線路2B。此外，根據本示範性實施例，分別把選擇電晶體IlA和IlB設置於在供電線路2A與放大器電晶體7A的漏極之間和在供電線路2A與放大器電晶體7B的漏極之間的電學路徑中。即，選擇電晶體IlA和IlB的漏極經由接觸插塞連接到供電線路。選擇電晶體IlA和IlB的源極和放大器電晶體7A和7B的漏極位於共用的半導體區域中。另外，放大器電晶體7A和7B的源極連接到信號輸出線路(未示出)。分別把選擇電晶體12A和12B設置於在供電線路2B與放大器電晶體8A的漏極之間和在供電線路2B與放大器電晶體SB的漏極之間的電學路徑中。即，選擇電晶體12A和12B的漏極連接到供電線路。選擇電晶體12A和12B的源極和放大器電晶體8A和SB的漏極位於共用的半導體區域中。 另外，放大器電晶體8A和SB的源極連接到信號輸出線路(未示出)。根據上述配置，可以從同一供電線路向用來從用於具有相同顏色的濾色器的光電轉換單元讀取信號的兩個放大器電晶體供給供電電壓。因此，可以減小放大器電晶體的特性之間的差異。作為結果，可以提高圖像的質量。即使在如在本示範性實施例中那樣把選擇電晶體設置在放大器電晶體的漏極與供電線路之間時，也可以提供本發明的優點。另外，即使在如在本示範性實施例中那樣，每個都在其中設置有接觸插塞的不同半導體區域連接到同一供電線路時，也可以提供本發明的優點。第五示範性實施例下面參照圖5和6描述本發明的第五示範性實施例。本示範性實施例的特徵在於在具有兩行和兩列的陣列中布置的四個光電轉換單元上設置允許相同波長範圍中的光線穿過的波長選擇單元。在圖5和6中，對於與第一至第四示範性實施例中的一個的類似的元件使用相同附圖標記，因此，不重複元件的詳細描述。以下描述中未描述的元件與第一至第四示範性實施例中的一個的類似。根據本示範性實施例，把紅色濾色器106設置在四個TO3A至3D上。另外，把綠色濾色器107設置在四個TO4A至4D上。相應地，對於顏色中的每個顏色，設置除了 H)以外的四個元件。例如，設置放大器電晶體7A至7D。如以上所注意到的，這些元件中每個元件的附圖標記具有字母字符A至D中的一個作為後綴，因而，不提供詳細描述。根據本示範性實施例，放大器電晶體7A和7B的漏極由共用的半導體區域形成。放大器電晶體7A和7B的漏極經由共用的接觸插塞501連接到供電線路2A。另外，放大器電晶體7C和7D的漏極由共用的半導體區域形成。放大器電晶體7C和7D的漏極經由共用的接觸插塞502連接到供電線路2A。把在第二方向上延伸的供電線路2A的第二導電部件設置在用於不同顏色的兩個PD之間。另外，通過設置在第一方向上延伸的供電線路2A的第一導電部件，四個放大器電晶體7A至7D電連接到供電線路2A。圖6是根據第五示範性實施例的圖像拾取裝置的等效電路圖。H)3A、3B、3C以及3D共用濾色器106，而H)4A、4B、4C以及4D共用濾色器107。通過控制線路18控制轉移電晶體5C、5D、6C以及6D。通過控制線路20控制復位電晶體9C、9D、IOC以及10D。通過控制線路19控制選擇電晶體11C、11D、12C以及12D。通過向控制線路15至17和控制線路18至20按順序供給驅動脈衝，對於行中的每行讀取出信號。即，通過向控制線路18至20供給圖8中示出的驅動脈衝，從H)3C、3D、4C以及4D中讀取出信號。然後，通過向控制線路15至17供給圖8中示出的驅動脈衝，從PD3A、3B、4A以及4B中讀取出信號。根據上述配置，可以從同一供電線路向用來從具有用於相同顏色的濾色器的光電轉換單元讀取信號的四個放大器電晶體供給供電電壓。因而，可以減小放大器電晶體的特性之中的差異。作為結果，可以提高圖像的質量。另外，在第一方向上延伸的供電線路的第一導電部件未被設置於在第二方向上彼此相鄰地設置的用於相同顏色的光電轉換單元之間，但是設置在用於不同顏色的光電轉換單元之間。該配置可以減少混色。第二組實施例接下來參照圖7A和7B描述第二組實施例。為便於描述，在圖7A和7B中，僅示出了與第二組實施例有關的布線線路。實際上，為了操作圖像拾取裝置，可以進一步設置多個布線線路。例如，設置電晶體的柵極控制線路和向像素行中的每行提供的信號輸出線路。根據本發明的第二組實施例，圖像拾取裝置包括布置在二維陣列中的多個光電轉換單元。在其中設置有多個光電轉換單元的區域作為圖像感測區。例如，使用光電二極體(在下文中簡稱作「ro」)作為光電轉換單元。ro包括N型(第一導電類型)半導體區域和與N型半導體區域一起形成PN結的P型(第二導電類型)半導體區域。例如，P型阱充當P型半導體區域。沿著第一方向布置這種光電轉換單元。在圖7A和7B中，第一方向是頁面的右左方向。在光電轉 換單元之間形成勢壘。另外，隔離單元可以使光電轉換單元與元件(如，電晶體)電絕緣。注意例如，沿著第一方向布置的光電轉換單元可以被布置為使得光電轉換單元的重心在同一直線中或重心錯開。根據本組示範性實施例，圖像拾取裝置具有其中設置的透鏡。透鏡聚集光電轉換單元上入射的光。可以在一維或二維陣列中布置多個透鏡。沿著第一方向布置的多個光電轉換單元包括在第一透鏡下設置的光電轉換單元和在與第一透鏡相鄰的第二透鏡下設置的光電轉換單元。在第一透鏡下設置的光電轉換單元之中，彼此相鄰地設置至少兩個光電轉換單元。透鏡聚集或把其上入射的平行光線聚焦為點。透鏡是例如由有機材料製成的微透鏡的形式。如本文中所使用的，在二維陣列中布置的光電轉換單元之中，輸出並行讀取的信號的光電轉換單元集合稱作「行」。可以沿著第一方向布置行中的每行中包括的多個光電轉換單元。可以並行地從一行中包括的多個光電轉換單元中讀取出信號。或者，可以並行地從多行中包括的多個光電轉換單元讀取出信號。另外，為了讀取光電轉換單元中的每一個輸出的信號，設置電晶體以對應於光電轉換單元中的每個光電轉換單元。從光電轉換單元讀取信號的電晶體形成像素電路。即，從光電轉換單元讀取信號的電晶體形成用於圖像感測區中的光電轉換單元中的每個光電轉換單元的讀出電路。更具體地，讀取從光電轉換單元輸出的信號的電晶體是例如放大器電晶體、復位電晶體、以及選擇電晶體。光電轉換單元和讀取從光電轉換單元輸出的信號的電晶體可以形成像素。即，像素包括光電轉換單元和像素電路。本發明的第二方面的特徵在於用來讀取從第一透鏡下設置的兩個光電轉換單元輸出的信號的兩個相應電晶體電連接到同一供電線路。注意術語「兩個相應電晶體」是指讀出電路中的功能相同的兩個電晶體。例如，兩個放大器電晶體的漏極電連接到同一供電線路。另外，供電線路包括第一方向上延伸的第一導電部件和與第一方向相交的第二方向上延伸的第二導電部件。在圖7A和7B中，第二方向是頁面的上下方向。把第二導電部件設置於在第一透鏡下設置的光電轉換單元與第二透鏡下設置的光電轉換單元之間。第二導電部件在至少多行上延伸。以此方式，與多行中包括的光電轉換單元對應的電晶體連接到同一供電線路。即，與像素列中包括的多個光電轉換單元對應的電晶體連接到同一供電線路。例如，如圖7A和7B中所示，從同一供電線路向用來讀取從PD3B輸出的信號的放大器電晶體和用來讀取從第二方向上與TO3B相鄰地設置的H)(未示出)輸出的信號的放大器電晶體供給供電電壓。優選地，第二導電部件可以在全體圖像感測區上延伸。在這種情形中，與沿著第二方向布置的所有光電轉換單元對應的電晶體(即，與一個像素列中包括的所有光電轉換單元對應的電晶體)可以連接到同一供電線路。由於設置在第一透鏡下的兩個光電轉換單元被布置為在第一方向上彼此相鄰，所以沿著第一方向布置用來讀取從兩個光電轉換單元輸出的信號的兩個電晶體。由於供電線路包括第一方向上延伸的第一導電部件，所以與一個透鏡下設置的兩個光電轉換單元對應的兩個電晶體可以連接到同一供電 線路。優選地，把第一導電部件和第二導電部件設置在不同布線層中。然而，根據與其它布線線路的位置關係，可以在同一布線層中包括第一導電部件和第二導電部件。如果把第一導電部件和第二導電部件設置在不同布線層中，則第一導電部件和第二導電部件使用塞孔彼此電相連。第一導電部件從設置塞孔的位置在第一方向上延伸。此時，期望第一導電部件使用接觸插塞電連接到電晶體。根據布局，電晶體可以使用接觸插塞連接到第二導電部件。如果兩個電晶體連接到不同供電線路，則向兩個電晶體供給的供電電壓可以彼此不同。然而，根據圖7A和7B中示出的配置，從同一供電線路向從一個透鏡下設置的光電轉換單元讀取信號的電晶體供給供電電壓。因此，可以減小或可以完全消除用來讀取信號的電晶體的特性之間的差異。通過減小用來讀取來自第一透鏡下設置的兩個光電轉換單元的信號的相鄰電晶體的特性之間的差異，可以提高聚焦檢測的準確性。特別地，如果放大器電晶體連接到同一供電線路，則效果顯著。這是因為電流在放大器電晶體工作時在放大器電晶體中流動，並且因此，根據供電線路的寄生電阻的變化的供電電壓變化變得顯著。另外，根據本組實施例，光電轉換單元中的每個光電轉換單元可以具有波長選擇單元，如，濾色器。例如，通過設置允許紅色波長範圍中的光穿過的濾色器，紅色波長範圍中的光入射在光電轉換單元上。沿著第一方向布置的多個光電轉換單元包括接收第一波長範圍(例如，紅色波長範圍)中的光的光電轉換單元和接收第二波長範圍(例如，綠色波長範圍)中的光的光電轉換單元。交替和重複布置一個顏色的光電轉換單元的集合和其它顏色的光電轉換單元的集合。另外，彼此相鄰地設置接收相同顏色光的至少兩個光電轉換單元。例如，彼此相鄰地設置接收紅色光的兩個光電轉換單元，在接收紅色光的光電轉換單元旁邊彼此相鄰地設置接收綠色光的兩個光電轉換單元。重複設置這四個光電轉換單元的布置。即，用於紅色、紅色、綠色、綠色、紅色、紅色、綠色及綠色的光電轉換單元被依次設置。注意用於相同顏色的連續光電轉換單元的數量不限於兩個。例如，可以彼此相鄰地設置用於紅色的兩個光電轉換單元，可以在這兩個光電轉換單元旁邊設置用於綠色的一個光電轉換單元。此後，可以重複設置三個光電轉換單元的布置。或者，可以對於透鏡設置不同濾色器。例如，可以對於第一微透鏡801下設置的多個光電轉換單元設置紅色濾色器，可以對於第二微透鏡802下設置的多個光電轉換單元設置綠色濾色器。下面參照附圖描述本組實施例的示範性實施例。注意在示範性實施例中，第一導電類型是N型，第二導電類型是P型。電子在光電轉換單元中累積作為信號電荷。應當明白其中第一導電類型是P型和第二導電類型是N型的示範性實施例也涵蓋在本發明的範圍內。在這種示範性實施例中，空穴在光電轉換單元中累積作為信號電荷。由於在這些示範性實施例中僅互換導電類型，所以不重複示範性實施例的描述。另外，包括處理從圖像拾取裝置輸出的信號的信號處理單元的圖像拾取裝置和圖像拾取系統也包含在本發明的範圍內。在這種情形中，可以使用現有信號處理單元作為信號處理單元。第六示範性實施例下面參照附圖描述第六示範性實施例。在以下描述中，相同的附圖標記分配給一個透鏡下設置的光電轉換單元的類似元件，但是以不同字母字符為後綴。例如，把一個透鏡下設置的H)標記成「PD3A」和「PD3B」。把放大從一個透鏡下設置的光電轉換單元輸出的信號的放大器電晶體標記成「放大器電晶體7A和7B」。圖7A是根據第六示範性實施例的圖像拾取裝置的平面布局的示意性示例。根據本示範性實施例，圖像拾取裝置包括具有場效應區101和有源區域102的半導體基板。例如，半導體基板由矽製成。場效應區101形成作為絕緣隔離區域(如，STI或LOCOS區域)。有源區域102具有設置在其中的半導體區域。半導體區域形成光電轉換單元和電晶體。例如，由二氧化矽膜形成絕緣體。有源區域102具有設置在其中的PD3A、PD3B、PD4A以及PD4B。PD中的每個PD包括N型半導體區域。N型半導體區域和與N型半導體區域一起形成PN結的P型半導體區域形成H)。例如，P型半導體區域被形成作為表面上設置的暗電流阻擋層、形成勢壘的半導體區域、設置為與絕緣隔離區域相鄰的暗電流阻擋層、通道停止層、阱、或者半導體基板。充當信號電荷的電子在形成ro的N型半導體區域中累積。沿著第一方向布置TO3A、PD3B、TO4A以及TO4B。根據本示範性實施例，沿著第一方向布置的多個光電轉換單元被布置為使得光電轉換單元的重心在同一直線中。注意光電轉換單元的重心可以錯開。 根據本示範性實施例，設置多個微透鏡。在第一微透鏡801下設置TO3A和TO3B。在第二微透鏡802下設置HMA和TO4B。如圖7A和7B中所示，一個微透鏡下設置的兩個PD被沿著第一方向彼此相鄰地布置。TO3A和TO3B接收第一微透鏡801聚集的光。HMA和PD4B接收第二微透鏡802聚集的光。根據本示範性實施例，沿著第一方向布置的多個H)形成一行中的光電轉換單元。即，在同一行中包括H)3A、PD3B、PD4A以及TO4B。雖然圖7A中未示出，但根據本示範性實施例的圖像拾取裝置中包括的多個光電轉換單元可以形成多行。根據本示範性實施例，勢壘103可以由第一微透鏡801下設置的TO3A與TO3B之間的P型半導體區域形成。另外，勢壘104可以由不同微透鏡下設置的TO3B與TO4A之間的P型半導體區域形成。在第一方向上形成勢壘104的P型半導體區域的長度比在第一方向上形成勢壘103的P型半導體區域的長度長。P型半導體區域的末端充當PN結平面。SP，PD3B中包括的N型半導體區域與Η)4Α中包括的N型半導體區域之間的距離比Η)3Α中包括的N型半導體區域與Η)3Β中包括的N型半導體區域之間的距離長。勢壘由其中在光電轉換單元中累積的信號電荷的電勢比光電轉換單元的信號電荷的電勢高的區域形成。例如，當由包括PN結的ro形成光電轉換單元並且如果信號電荷是電子時，勢壘是其中電子的電勢比ro中包括的N型半導體區域的電勢高的區域。或者，如果信號電荷是空穴，則勢壘是其中 空穴的電勢比ro中包括的P型半導體區域的電勢高的區域。勢魚可以由絕緣隔離區域(如，ST1、L0C0S、或者MESA區域)形成。由於絕緣材料的帶隙比半導體的寬，所以絕緣材料可以充當半導體中載流子(即，電子和空穴)的勢壘。或者，如果信號電荷是電子，則可以由P型半導體區域形成勢壘。又或者，如果信號電荷是空穴，則可以由N型半導體區域形成勢壘。再或者，為了形成勢壘，可以在半導體基板上設置電極，可以通過向電極供給的電壓形成勢壘。隨著向電極供給的電壓減少，電子的電勢增力口。相反，隨著向電極供給的電壓增大，空穴的電勢增加。在本示範性實施例和後續示範性實施例中，用語「設置勢壘」至少包括使用上述技術中的任一技術形成勢壘的情況或可能使用上述配置中的任一配置形成勢壘的情況。注意兩個光電轉換單元之間的勢壘是光電轉換單元的N型半導體區域夾持的區域。另外，距勢壘的距離是距形成勢壘的絕緣材料的末端的距離或距形成勢壘的P型半導體區域的末端的距離。在形成場效應區101的絕緣隔離區域與ro之間設置P型半導體區域105。P型半導體區域105充當減小在絕緣材料的邊界面上生成並向ro中流動的暗電流的暗電流阻擋層。在有源區域102中設置從ro接收電荷的浮置擴散區域(在下文中簡稱作「FD區域」)21A、21B、22A以及22B。另外，提供把H)的電荷轉移到FD區域的轉移電晶體5A、5B、6A以及6B。使用布線線路(未示出)把FD區域連接到放大器電晶體7A、7B、8A以及SB。放大器電晶體中的每個放大器電晶體充當放大由H)生成的信號的放大器單元。另外，設置復位電晶體9A、9B、10A以及IOB和選擇電晶體11A、11B、12A以及12B。復位電晶體中的每個復位電晶體把放大器電晶體的輸入節點復位為預定電壓。選擇電晶體中的每個選擇電晶體控制放大器電晶體的源極與信號輸出線路(未示出)之間的電學連接。信號輸出線路設置在多個布線層之中的包括供電線路的布線層中。電晶體中的每個電晶體包括形成源極或漏極的半導體區域。電晶體進一步包括由多晶矽形成的柵極電極。
根據本示範性實施例，設置向形成ro的P型半導體區域供給電壓的阱接觸插塞108和109。阱接觸插塞108和109由導電材料(如，鎢)形成。阱接觸插塞108被設置為比距勢壘104更貼近勢壘103。另外，把阱接觸插塞108設置在作為形成勢壘103的P型半導體區域在第二方向上的延長的區域中。S卩，把阱接觸插塞108設置在勢壘103外部。此外，如圖7A中所示，可以把阱接觸插塞108設置在一個微透鏡下設置的兩個光電轉換單元的中間。再者，把阱接觸插塞109也設置在一個微透鏡下設置的兩個ro之間。以此方式，根據本示範性實施例，在不同微透鏡下設置的光電轉換單元之間未設置阱接觸插塞。然而，為了獲得預定電學特性，可以在不同微透鏡下設置的光電轉換單元之間設置阱接觸插塞。根據本示範性實施例，在一個微透鏡下設置的兩個光電轉換單元之間形成的勢壘103與阱接觸插塞108之間設置絕緣隔離區域。絕緣隔離區域可以減小阱接觸插塞108引起併到達光電轉換單元的暗電流。根據本示範性實施例，放大器電晶體7A和7B的漏極由共用的半導體區域形成。另夕卜，放大器電晶體7A和 7B的漏極經由共用的接觸插塞110連接到供電線路2A。另外，放大器電晶體8A和SB的漏極由共用的半導體區域形成。另外，放大器電晶體8A和SB的漏極經由共用的接觸插塞111連接到供電線路2B。復位電晶體9A的漏極連接到供電線路2C。相反，復位電晶體9B和復位電晶體IOA的漏極由共用的半導體區域形成。另外，復位電晶體9B和復位電晶體IOA的漏極經由共用的接觸插塞111連接到供電線路2A。供給供電電壓的供電線路2A至2C中的每個都包括第一方向上延伸的第一導電部件和第二方向上延伸的第二導電部件。第一導電部件電連接到第二導電部件。第一導電部件和第二導電部件可以是導電圖案的一部分。雖然在圖中示出了僅一個像素行，但第二導電部件被連續設置在多行中。即，從同一供電線路向讀取沿著第二方向布置的光電轉換單元中生成的信號的多個電晶體供給供電電壓。優選地，把供電線路2A至2C中的每個設置在行中用於不同顏色的光電轉換單元之間。注意此時，顏色的組合可以對於行中的每行變化。如圖7A中所示，把第二導電部件設置在不同微透鏡下設置的光電轉換單元之間。例如，把供電線路2A中包括的第二導電部件設置在TO3B與TO4A之間。第二導電部件可以部分地覆蓋TO3B或TO4A。第一導電部件從在不同微透鏡下設置的光電轉換單元之間的區域延伸到在一個微透鏡下設置的光電轉換單元之間的區域。例如，供電線路2A中包括的第一導電部件從在PD3B與Η)4Α之間的區域延伸到在TO3A與TO3B之間的區域。以此方式，形成在TO3A與TO3B之間設置的放大器電晶體的漏極的半導體區域經由共用的接觸插塞110電連接到供電線路2A。即，與在一個微透鏡下設置的兩個光電轉換單元對應的兩個放大器電晶體7A和7B電連接到供電線路2A。根據本示範性實施例，對於微透鏡設置不同濾色器。一個微透鏡下設置的光電轉換單元具有對於其設置的同一濾色器。例如，對於TO3A和TO3B設置紅色濾色器。對於TO4A和TO4B設置綠色濾色器。或者，根據本示範性實施例的圖像拾取裝置可以是單色圖像拾取裝置。S卩，可以消除對于波長選擇單元(如，濾色器)的需要，或者可以設置對於像素中的所有像素檢測相同波長範圍中的光線的波長選擇單元。圖7B是根據本示範性實施例的圖像拾取裝置的等效電路圖。在圖7B中，示出了以下組件:PD3A、3B、4A以及4B，轉移電晶體5A、5B、6A以及6B，FD節點21A、21B、22A以及22B，放大器電晶體7A、7B、8A以及8B，復位電晶體9A、9B、10A以及10B，以及選擇電晶體11A、11BU2A以及12B。另夕卜，示出了輸出由H)生成的信號的信號輸出線路13A、13B、14A以及14B。通過向控制線路15供給的驅動脈衝pTX控制轉移電晶體5Α、5Β、6Α以及6Β。通過向控制線路17供給的驅動脈衝pRES控制復位電晶體9A、9B、10A以及10B。通過向控制線路16供給的驅動脈衝pSEL控制選擇電晶體11A、11B、12A以及12B。如圖7B中所示，與在微透鏡801下設置的TO3A和3B分別對應的放大器電晶體7A和7B的漏極電連接到供電線路2A。另外，與在微透鏡802下設置的TO4A和4B分別對應的放大器電晶體8A和8B的漏極電連接到供電線路2B。相反，與在微透鏡801下設置的TO3A和3B分別對應的復位電晶體9A和9B的漏極連接到不同供電線路。復位電晶體9A的漏極電連接到供電線路2C，復位電晶體9B的漏極電連接到供電線路2A。注意為便於描述，在圖7B中，示出了三個供電線路2A至2C。供電線路2A至2C可以是供給相同供電電壓的布線線路。圖8是根據本示範性實施例用來驅動圖像拾取裝置的驅動脈衝的時序圖。在圖8中，示出驅動脈衝pTX、pSEL以及pRES的時序圖。當復位電晶體9A和9B導通時，把FD節點21A和21B中的每個復位為預定復位電壓(例如，與供電電壓一樣的電壓)。復位電晶體9A從供電線路2C接收復位電壓，復位電晶體9B從供電線路2A接收復位電壓。另外，選擇電晶體IlA和IlB選擇分別向信號輸出線路13A和13B傳遞信號的行。光線穿過微透鏡801併入射在TO3A和TO3B上。因此，通過光電轉換生成電子並在TO3A和TO3B中累積電子。在TO3A和TO3B中累積的電子分別經由轉移電晶體5A和5B轉移到FD節點21A和21B。FD節點21A和21B分別連接到放大器電晶體7A和7B的柵極。SP，FD節點21A和21B分別作為放大器電晶體7A和7B的輸入節點。放大器電晶體7A和7B分別向信號輸出線路13A和13B輸出根據向FD轉移的電荷量的信號。從供電線路2A供給驅動放大器電晶體7A和7B的供電電壓。當復位電晶體IOA和IOB導通時，把FD節點22A和22B中的每個復位為預定復位電壓(例如，與供電電壓一樣的電壓)。復位電晶體IOA從供電線路2A接收復位電壓，復位電晶體IOB從供電線路2B接收復位電壓。另外，選擇電晶體12A和12B選擇分別向信號輸出線路14A和14B傳遞信號的行。
光線穿過微透鏡802併入射在TO4A和TO4B上。因此，通過光電轉換生成電子並在TO4A和TO4B中累積電子。HMA和TO4B中累積的電子分別經由轉移電晶體6A和6B被轉移到FD節點22A和22B。FD節點22A和22B分別連接到放大器電晶體8A和8B的柵極。SP，FD節點22A和22B分別作為放大器電晶體8A和8B的輸入節點。放大器電晶體8A和8B分別向信號輸出線路14A和14B輸出根據向FD轉移的電荷量的信號。從供電線路2B供給驅動放大器電晶體8A和8B的供電電壓。
根據本示範性實施例，由於在一個微透鏡下設置兩個光電轉換單元，所以可以執行圖像捕獲和聚焦檢測這二者。微透鏡801聚集的光線分開成入射到TO3A和TO3B上的兩個光線。在Η)3Α和Η)3Β中的每個中，電荷被根據入射光線的量而生成並累積。相應地，如上所述，通過獨立地讀取從TO3A和TO3B輸出的信號並對讀取信號中的每個讀取信號執行預定信號處理，可以使用相位差來執行聚焦檢測。另外，通過添加輸出信號，可以執行正常的圖像捕獲操作。注意可以消除對於選擇電晶體的需要。例如，通過控制向FD供給的復位電壓，可以執行選擇操作。或者，可以把選擇電晶體設置在供電線路與放大器電晶體的漏極之間的電學路徑中。根據上述配置，可以從同一供電線路向用來讀取來自在一個微透鏡下設置的兩個光電轉換單元的信號的兩個放大器電晶體供給供電電壓。因此，可以減小兩個放大器電晶體的特性之間的差異。作為結果，可以提高聚焦檢測的準確性。第六實施例的修改在本組實施例中還包括通過把第六示範性實施例的配置與第二至第五示範性實施例中的每個整合而獲得的配置。在這樣的示範性實施例的第二至第五示範性實施例中，對於用於相同顏色的多個光電轉換單元設置微透鏡，而不是設置濾色器。例如，在圖2A和2B、圖3A和3B以及圖4中，把TO3A和TO3B設置在第一微透鏡下，把Η)4Α和TO4B設置在第二微透鏡下。另外，在圖5和圖6中 ，把H)3A、3B、3C以及3D設置在第一微透鏡下，把TO4A、4B、4C以及4D設置在第二微透鏡下。在這種情形中，可以採用包括濾色器106和107的配置，或者可以採用不包括濾色器106和107的配置。雖然參照示範性實施例描述了本發明，但應理解本發明不限於公開的示範性實施例。所附權利要求的範圍應被賦予最廣泛的解釋以涵蓋所有這種修改以及等同結構和功倉泛。
權利要求
1.一種圖像拾取裝置，包括: 多個光電轉換單元；以及 被配置成供給供電電壓的供電線路， 其中，多個光電轉換單元包括被配置成接收具有第一波長範圍中的波長的入射光的第一光電轉換單元和第二光電轉換單元以及被配置成接收具有第二波長範圍中的波長的入射光的第三光電轉換單元， 其中，沿著第一方向布置第一、第二和第三光電轉換單元以使得第一光電轉換單元與第二光電轉換單元相鄰以及第二光電轉換單元與第三光電轉換單元相鄰， 其中，供電線路包括沿著第一方向設置的第一導電部件和沿著與第一方向相交的第二方向設置的第二導電部件， 其中，把第二導電部件設置在第二光電轉換單元與第三光電轉換單元之間的區域上，其中，與第一光電轉換單元對應的第一電晶體和與第二光電轉換單元對應的第二電晶體電連接到供電線路， 其中，多個光電轉換單元包括在第二方向上與第二光電轉換單元相鄰地設置的第四光電轉換單元，以及 其中，與第四光電轉換單元對應的第三電晶體連接到供電線路。
2.如權利要求1所述的圖像拾取裝置， 其中，第一電晶體是被配置成輸出基於第一光電轉換單元的電荷的信號的第一放大器電晶體， 其中，第二電晶體是被配置成輸出基於第二光電轉換單元的電荷的信號的第二放大器電晶體，以及 其中，第一放大器電晶體和第二放大器電晶體的漏極電連接到供電線路。
3.如權利要求1所述的圖像拾取裝置，進一步包括: 被配置成輸出基於第一光電轉換單元的電荷的信號的第一放大器電晶體；以及 被配置成輸出基於第二光電轉換單元的電荷的信號的第二放大器電晶體， 其中，第一電晶體是被配置成把第一放大器電晶體的輸入節點的電壓復位的第一復位電晶體，第二電晶體是被配置成把第二放大器電晶體的輸入節點的電壓復位的第二復位電晶體，以及 其中，第一復位電晶體的漏極和第二復位電晶體的漏極電連接到供電線路。
4.如權利要求1所述的圖像拾取裝置， 其中，第一電晶體是被配置成從多個光電轉換單元中選擇第一光電轉換單元的第一選擇電晶體， 其中，第二電晶體是被配置成從多個光電轉換單元中選擇第二光電轉換單元的第二選擇電晶體，以及 其中，第一選擇電晶體的漏極和第二選擇電晶體的漏極電連接到供電線路。
5.如權利要求1所述的圖像拾取裝置， 其中，第一電晶體的漏極和第二電晶體的漏極由第一電晶體和第二電晶體的公共半導體區域形成，以及 其中，公共半導體區域經由接觸插塞電連接到供電線路。
6.如權利要求2所述的圖像拾取裝置，進一步包括: 被配置成輸出基於第三光電轉換單元的電荷的信號的第三放大器電晶體； 被配置成把第二放大器電晶體的柵極電壓復位的第二復位電晶體；以及 被配置成把第三放大器電晶體的柵極電壓復位的第三復位電晶體， 其中，第一放大器電晶體的漏極和第二放大器電晶體的漏極經由第一放大器電晶體和第二放大器電晶體的第一公共接觸插塞連接到供電線路，以及 其中，第二復位電晶體和第三復位電晶體經由第二復位電晶體和第三復位電晶體的第二公共接觸插塞連接到供電線路。
7.如權利要求1所述的圖像拾取裝置，進一步包括: 被配置成輸出多個光電轉換單元的信號的多個輸出線路， 其中，多個輸出線路中的每個輸出線路都沿著第二方向設置，以及 其中，把供電線路的第二導電部件和多個輸出線路設置在同一布線層中。
8.如權利要求1所述的圖像拾取裝置，進一步包括: 多個布線層， 其中，把第一導電部件和第二導電部件設置在不同布線層中，以及 其中，第一導電部件經由塞孔連接到第二導電部件。
9.如權利要求1所述的圖像拾取裝置，進一步包括: 接觸插塞， 其中，光電轉換單元中的每個光電轉換單元都包括:被配置成累積信號電荷的第一導電類型的第一半導體區域和被設置為與第一導電類型的第一半導體區域接觸的第二導電類型的第二半導體區域， 其中，在第一光電轉換單元與第二光電轉換單元之間形成第一勢壘，在第二光電轉換單元與第三光電轉換單元之間形成第二勢壘， 其中，接觸插塞連接到第二半導體區域並且被配置成向第二導電類型的第二半導體區域供給電壓，以及 其中，接觸插塞與第一勢壘之間的距離小於接觸插塞與第二勢壘之間的距離。
10.如權利要求1所述的圖像拾取裝置，進一步包括: 接觸插塞， 其中，光電轉換單元中的每個光電轉換單元都包括:被配置成累積信號電荷的第一導電類型的第一半導體區域和被設置為與第一導電類型的第一半導體區域接觸的第二導電類型的第二半導體區域， 其中，接觸插塞連接到第二半導體區域並被配置成向第二導電類型的第二半導體區域供給電壓，以及 其中，接觸插塞與第一光電轉換單元之間的第一距離和接觸插塞與第二光電轉換單元之間的第二距離中的每個小於接觸插塞與第三光電轉換單元之間的第三距離。
11.一種圖像拾取裝置，包括: 多個光電轉換單元；以及 被配置成供給供電電壓的供電線路， 其中，多個光電轉換單元包括設置在第一透鏡下的第一光電轉換單元和第二光電轉換單元以及設置在第二透鏡下的第三光電轉換單元， 其中，沿著第一方向布置第一、第二和第三光電轉換單元以使得第一光電轉換單元與第二光電轉換單元相鄰以及第二光電轉換單元與第三光電轉換單元相鄰， 其中，供電線路包括沿著第一方向設置的第一導電部件和沿著與第一方向相交的第二方向設置的第二導電部件， 其中，第二導電部件被設置在第二光電轉換單元與第三光電轉換單元之間的區域上，其中，與第一光電轉換單元對應的第一電晶體和與第二光電轉換單元對應的第二電晶體電連接到供電線路， 其中，多個光電轉換單元包括在第二方向上與第二光電轉換單元相鄰地設置的第四光電轉換單元，以及 其中，與第四光電轉換單元對應的第三電晶體連接到供電線路。
12.—種圖像拾取系統,包括: 根據權利要求1所述的圖像拾取裝置；以及 被配置成處理從圖像拾取裝置輸出的信號的信號處理單元。
13.—種圖像拾取系統,包括: 根據權利要求11所述的圖像拾取裝置；以及 被配置成處理從圖像拾取裝置輸出的信號的信號處理單元。
全文摘要
一種圖像拾取裝置和圖像拾取系統。根據一個或更多個實施例的圖像拾取裝置包括供電線路和第一至第四光電二極體。沿著第一方向布置第一、第二和第三光電二極體以使得第一光電二極體與第二光電二極體相鄰以及第二光電二極體與第三光電二極體相鄰。供電線路包括沿著第一方向設置的第一導體和沿著與第一方向相交的第二方向設置的第二導體。把第二導體設置在第二與第三光電二極體之間的區域上。與第一和第二光電二極體分別對應的第一和第二電晶體連接到供電線路。在第二方向上與第二光電二極體相鄰地設置第四光電二極體。與第四光電二極體對應的第三電晶體連接到供電線路。
文檔編號H04N5/335GK103219345SQ20131001755
公開日2013年7月24日 申請日期2013年1月17日 優先權日2012年1月18日
發明者和田洋一, 小林昌弘, 詹森道子, 坪井宏政 申請人:佳能株式會社