图像感测器件的制作方法
【专利说明】图像感测器件
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2013年12月20日提交的申请号为10-2013-0160394的韩国专利申请的优先权，其全部内容通过引用合并于此。
技术领域
[0003]本发明的示例性实施例涉及半导体设计技术，且更具体而言，涉及一种图像感测器件。
【背景技术】
[0004]通常，图像感测器件涉及通过利用具有对入射光响应属性的半导体来捕获图像的器件。电荷耦合器件（CCD)技术已经广泛地用于图像感测器件。然而，随着互补金属氧化物半导体（CM0s)技术快速地发展，研发了利用CMOS技术的图像感测器件（在下文中，被称作为CMOS图像感测器件）。与典型的电荷耦合器件（CXD)技术相比，CMOS图像感测器件具有的优势在于，模拟与数字控制电路可以被直接实施为单个芯片上的集成电路（IC)。
[0005]CMOS图像感测器件具有与其像素阵列中的列的数量一样多的比较器。比较器将从布置在每一行的像素输出的像素信号转换成数字信号。比较器将像素信号与斜坡信号进行比较，以输出被储存为图像的数字信号。
[0006]图I是图示典型的图像感测器件的布局的框图。
[0007]参见图1，图像感测器件包括像素阵列AR，其具有被布置成行和列的多个像素。利用为了便于解释的简化实例，像素阵列AR中的像素被布置成两行ROWO至ROWl以及四列COLO至C0L3。将描述与列C0L0至C0L3中的每个相对应的结构。
[0008]接下来将描述与第一列C0L0相对应的第一列路径。
[0009]第一列路径包括：第一像素储存单元MMIO、第一传输线CLO、第一比较单元AMPO、第一输入线IL0、第一反馈线FL0、第一放大储存单元ΜΜ00、第一初次输出线0TL0、以及第一二次输出线0BL0。第一像素储存单元MIMIO储存从第一列C0L0的像素GrO和BO输出的第一像素信号。第一传输线CLO在列方向上延伸，并且将从第一列C0L0的像素GrO和BO输出的第一像素信号传送至第一像素储存单元ΜΜΙ0。第一比较单元AMPO读取储存在第一像素储存单元MMIO中的第一像素信号，并且产生为数字信号的第一差分读取信号。第一输入线ILO在列方向上延伸，并且将储存在第一像素储存单元MMIO中的第一像素信号传送至第一比较单元AMPO。第一反馈线FLO与第一输入线ILO平行地延伸，并且反馈第一差分读取信号的第一初次读取信号。第一放大储存单元ΜΜ00储存第一初次读取信号。第一初次输出线0TL0在列方向上延伸，并且将第一初次读取信号传送至第一放大储存单元MIMOOo第一二次输出线0BL0与第一初次输出线0TL0平行地延伸，并且将第一差分读取信号中的第一二次读取信号传送至内部电路（未示出）。
[0010]第一像素储存单元MMIO在列方向上与第一列C0L0中的像素GrO和BO间隔开。第一比较单元AMPO在列方向上与第一像素储存单元MMIO间隔开。第一放大储存单元ΜΜ00在列方向上与第一比较单元AMPO间隔开。
[0011]接下来将描述与第二列COLl相对应的第二列路径。
[0012]第二列路径包括:第二像素储存单元MMIl、第二传输线CLl、第二比较单元AMPl、第二输入线ILl、第二反馈线FLl、第二放大储存单元MMOl、第二初次输出线OTLl和第二二次输出线OBLl。第二像素储存单元MIMIl储存从第二列COLl的像素RO和GbO输出的第二像素信号。第二传输线CLl在列方向上延伸，并且将从第二列COLl的像素RO和GbO输出的第二像素信号传送至第二像素储存单元MMII。第二比较单元AMPl读取储存在第二像素储存单元MMIl中的第二像素信号，并且产生为数字信号的第二差分读取信号。第二输入线ILl在列方向上延伸，并且将储存在第二像素储存单元MMIl中的第二像素信号传送至第二比较单元AMPl。第二反馈线FLl与第二输入线ILl平行地延伸，并且反馈第二差分读取信号中的第二初次读取信号。第二放大储存单元MIMOl储存第二初次读取信号。第二初次输出线OTLl在列方向上延伸，并且将第二初次读取信号传送至第二放大储存单元ΜΙΜΟΙ?第二二次输出线OBLl与第二初次输出线OTLl平行地延伸，并且将第二差分读取信号中的第二二次读取信号传送至内部电路(未示出)。
[0013]第二像素储存单元MMIl在列方向上与第二列COLl的像素RO和GbO间隔开。第二比较单元AMPl在列方向上与第二像素储存单元MMIl间隔开。第二放大储存单元MMOl在列方向上与第二比较单元AMPl间隔开。
[0014]第一像素储存单元MM1和第二像素储存单元MMIl被设置在列方向上。第一比较单元AMPO和第二比较单元AMPl被设置在行方向上。第一放大储存单元MMOO和第二放大储存单元MMOl被设置在列方向上。
[0015]第一输入线ILO和第一反馈线FLO的设置顺序与第二输入线ILl和第二反馈线FLl的设置顺序非对称。第一初次输出线OTLO和第一二次输出线OBLO的设置顺序与第二初次输出线OTLl和第二二次输出线OBLl的设置顺序非对称。例如，输入线ILO和ILl以及相应的反馈线FLO和FLl从CMOS图像感测器件的左侧顺序地设置，而初次输出线OTLO和OTLl以及相应的二次输出线OBLO和OBLl从CMOS图像感测器件的左侧顺序地设置。
[0016]接着，描述与第三列C0L2相对应的第三列路径。
[0017]第三列路径包括:第三像素储存单元MMI2、第三传输线CL2、第三比较单元AMP2、第三输入线IL2、第三反馈线FL2、第三放大储存单元MM02、第三初次输出线0TL2和第三二次输出线0BL2。第三像素储存单元MIMI2储存从第三列C0L2的像素Grl和BI输出的第三像素信号。第三传输线CL2在列方向上延伸，并且将从第三列C0L2的像素Grl和BI输出的第三像素信号传送至第三像素储存单元MMI2。第三比较单元AMP2读取储存在第三像素储存单元MMI2中的第三像素信号，并且产生为数字信号的第三差分读取信号。第三输入线IL2在列方向上延伸，并且将储存在第三像素储存单元MMI2中的第三像素信号传送至第三比较单元AMP2。第三反馈线FL2与第三输入线IL2平行地延伸，并且反馈第三差分读取信号中的第三初次读取信号。第三放大储存单元MM02储存第三初次读取信号。第三初次输出线0TL2在列方向上延伸，并且将第三初次读取信号传送至第三放大储存单元MIM02?第三二次输出线0BL2与第三初次输出线0TL2平行地延伸，并且将第三差分读取信号中的第三二次读取信号传送至内部电路(未示出)。
[0018]第三像素储存单元MMI2在列方向上与第三列C0L2的像素Grl和BI间隔开。第三比较单元AMP2在列方向上与第三像素储存单元MMI2间隔开。第三放大储存单元MM02在列方向上与第三比较单元AMP2间隔开。
[0019]下面，描述与第四列COL3相对应的第四列路径。
[0020]第四列路径包括:第四像素储存单元MMI3、第四传输线CL3、第四比较单元AMP3、第四输入线IL3、第四反馈线FL3、第四放大储存单元MIM03、第四初次输出线OTL3以及第四二次输出线OBL3。第四像素储存单元MMI3储存从第四列COL3的像素Rl和Gbl输出的第四像素信号。第四传输线CL3在列方向上延伸，并且将从第四列COL3的像素Rl和Gbl输出的第四像素信号传送至第四像素储存单元MMI3。第四比较单元AMP3读取储存在第四像素储存单元MMI3中的第四像素信号，并且产生为数字信号的第四差分读取信号。第四输入线IL3在列方向上延伸，并且将储存在第四像素储存单元MMI3中的第四像素信号传送至第四比较单元AMP3。第四反馈线FL3与第四输入线IL3平行地延伸，并且反馈第四差分读取信号中的第四初次读取信号。第四放大储存单元MIM03储存第四初次读取信号。第四初次输出线OTL3在列方向上延伸，并且将第四初次读取信号传送至第四放大储存单元MIM03?第四二次输出线OBL3与第四初次输出线OTL3平行地延伸，并且将第四差分读取信号中的第四二次读取信号传送至内部电路(未示出)。
[0021]第四像素储存单元MMI3被设置成在列方向上与第四列COL3的像素Rl和Gbl间隔开。第四比较单元AMP3被设置成在列方向上与第四像素储存单元MMI3间隔开。第四放大储存单元MM03被设置成在列方向上与第四比较单元AMP3间隔开。
[0022]第三像素储存单元MMI2和第四像素储存单元MMI3被设置在列方向上。第三比较单元AMP2和第四比较单元AMP3被设置在行方向上。第三放大储存单元MM02和第四放大储存单元MM03被设置在列方向上。
[0023]第三输入线IL2和第三反馈线FL2的设置顺序与第四输入线IL3和第四反馈线FL3的设置顺序非对称。第三初次输出线OTL2和第三二次输出线OBL2的设置顺序与第四初次输出线OTL3和第四二次输出线OBL3的设置顺序非对称。例如，输入线IL2和IL3以及相应的反馈线FL2和FL3从CMOS图像感测器件的左侧顺序地设置，而初次输出线0TL2和0TL3以及相应的二次输出线0BL2和0BL3从CMOS图像感测器件的左侧顺序地设置。
[0024]屏蔽线SL在图像感测器件中以两个列路径的间隔在列方向上延伸。换言之，图像感测器件包括在第一列路径和与第一列路径的左侧相邻的列路径(未示出)之间的第一屏蔽线SL、在第二列路径和第三列路径之间的第二屏蔽线SL、以及在第四列路径和与第四列路径的右侧相邻的列路径(未示出)之间的第三屏蔽线SL。
[0025]图2是详细地图示以上所述的列路径的电路图。图2仅图示分别与第一列COLO和第二列COLl相对应的第一列路径和第二列路径。
[0026]参见图2，第一列路径包括第一像素储存单元MM1、第一比较单元AMPO和第一放大储存单元MMOO。第一像素储存单元MM1包括电容器，以及第一比较单元AMPO包括差分放大器，而第一放大储存单元MMOO包括电容器。第一比较单元AMPO在将经由第一标准线RLO传送的第一斜坡信号VrampO与经由第一输入线ILO传送的第一像素信号VinO之间进行比较之后，输出第一差分读取信号VoutpO