作第二像素区域，则这些第二像素区域被按照方形格子形式布置并且被布置在与第一像素区域的那些位置不同的位置处。
[0057]通过如上所述布置R信号累积像素、G信号累积像素和B信号累积像素，用于从这些G信号累积像素中读出G信号的G信号读出像素可以被布置在被四个G信号累积像素包围的相邻像素区域中。另外，用于从这些R信号累积像素中读出R信号的R信号读出像素可以被布置在位于对角线方向上的两个R信号累积像素之间夹着的相邻像素区域中。类似地，用于从这些B信号累积像素中读出B信号的B信号读出像素可以被布置在位于对角线方向上的两个B信号累积像素之间夹着的相邻像素区域中。如上布置的用于信号读出的第四像素区域(像素区域(^至^被按照方形格子形式布置并且被布置在与第一像素区域和第二像素区域的那些位置不同的位置处。
[0058]就是说，相应的信号读出像素与该信号累积像素相邻并且还能够读出分配给单个颜色的多个像素的信号。具体而言，从与该一个信号读出像素相邻的多个信号累积像素每一个像素地传送并读出信号电荷，相同颜色的多个信号累积像素的信号电荷可以被分别且独立地读出。通过从与一个信号读出像素相邻的多个信号累积像素中同时传送并读出信号电荷，相同颜色的多个信号累积像素的信号电荷可以被相加并读出。
[0059]在图1中示出的像素布置中，如果电荷相加和读出将由前述方法执行，则相加后的信号的每一个颜色的重心位于所谓的拜耳布置中。当电荷被相加时，可以在不停用特定信号累积像素的信号的情况下使用每一个信号累积像素的所有信号。
[0060]如果焦点检测像素将被布置在成像区域中，则可以通过将像素区域的一部分用于焦点检测像素而在R像素、G像素和B像素的重复循环中产生不连续部分。
[0061]如上所述，根据本实施例的成像器件，通过如图1所示布置信号累积像素和信号读出像素，相同颜色的像素的信号电荷可以在CMOS传感器中被相加。
[0062]通过将本实施例的相同颜色的四个像素的电荷相加读出应用于使用基本没有水平传送时间的列模数转换器(在下文中称作列ADC)的CMOS传感器，来自像素区域的读出信息变为所有像素的独立读出的1/4。结果，一个帧的读出时间变为1/4。另外，在一个帧的读出中像素单元中需要的消耗能量变为1/4。SN比变为四倍。在相同颜色的四个像素的电压相加读出的情况下，一个帧的读出时间和读出能量与所有像素的读出中的一个帧的读出时间和读出能量无异。SN比仅变为两倍。
[0063]另外，在本实施例的成像器件中，通过使信号累积像素和信号读出像素彼此分开，每一个像素的光电二极管面积变得比在一个像素区域中具有一个光电二极管的读出电路的布置更大，并且饱和信号电荷量增大。
[0064]成像器件的灵敏度基本上由布置在每一个像素区域上的微透镜的面积确定。在本实施例的成像器件中，因为信号读出元件在原则上不执行光检测，因此没有在信号读出像素部分中布置微透镜的特别需要。因此，信号读出像素部分上面的区域可以被指派给例如如图4所示的用于将入射光收集到G信号累积像素的微透镜76G。
[0065]通常，布置在G信号累积像素上面的微透镜76G的尺寸与布置在R信号累积像素上面的微透镜76R和布置在B信号累积像素上面的微透镜76B的尺寸相同。另一方面，在图4中的示例中，用于将入射光收集到G信号累积像素的微透镜76G被构成为具有椭圆形状，并且被布置为从G信号累积像素部分延伸到上部和下部或右和左信号读出像素部分。通过如上构成，用于将光收集到G信号累积像素的微透镜76G的占用面积可以被增大为像素面积的1.5倍，并且其绿色灵敏度也可以被增大为具有传统构成的像素的绿色灵敏度的1.5倍。
[0066]如上所述，根据本实施例，因为可以针对相同颜色的像素中的每一个执行电荷相加和读出，因此与电压相加和读出相比可以提高SN比。另外，像素读出时间被减少，并且每单位时间的读出帧的数目可以被增大。信号累积像素的光电二极管面积可以被增大，并且像素的灵敏度和饱和信号量可以被提高。
[0067][第二实施例]
[0068]将参考图5和图6描述根据本发明的第二实施例的成像器件。相同的附图标记被给予与在图1至图4中示出的根据第一实施例的成像器件中的那些构成元件类似的构成元件，并且描述将被省略或者简化。
[0069]图5是示出根据本实施例的成像器件的构成的平面图。图6是示出根据本实施例的成像器件的构成的示意性截面图。
[0070]在第一实施例中，描述了在信号读出像素中原则上不执行光检测的事实，但是通过也将信号读出像素用于光检测可以提高灵敏度。
[0071]就是说，在根据本实施例的成像器件100中，除了信号累积像素之外，信号读出像素(像素区域(^至04)也被用于光检测。为了将信号读出像素用于光检测，用于将光收集到这些像素区域的微透镜760如图5所示被布置在这些像素区域上面。
[0072]在根据本实施例的成像器件100中，被包括在重复单元的像素阵列中的四个信号读出像素中的R信号读出像素(像素区域03)被用作用于检测红光的像素。另外，B信号读出像素(像素区域02)被用作用于检测蓝光的像素。另外，在两个G信号读出像素(像素区域0dP04)中，一个(像素区域0J被用作用于检测红光的像素，而另一个(像素区域04)被用作用于检测蓝光的像素。
[0073]在这种情况下，红色滤色器被设置在像素区域(^和0 3上面，并且蓝色滤色器被设置在像素区域02和04上面。R信号累积像素被相邻地布置在信号读出像素(01至04)之一的对角线方向上，而B信号累积像素被布置在另一对角线方向上。因此，在信号读出像素(0i至04)中被相邻地布置的滤色器的颜色与在任一对角线方向上相邻地布置的信号累积像素上布置的滤色器的颜色是相同的颜色。
[0074]通过使用图6，根据本实施例的成像器件的构成将被更详细地描述。图6是沿着图5中的A-A’线的截面图。
[0075]半导体衬底50在表面部分中包括具有第一导电类型(例如为η型)的半导体区域51。半导体区域51可以是半导体衬底50的一部分，或者可以是由植入杂质形成的杂质扩散层。另外，半导体区域51的导电类型可以是与第一导电类型相反的第二导电类型(例如为P型)。在半导体衬底50的表面部分中，设置了限定每一个像素区域(像素区域R3、R4和03)中的有源区域的元件隔离绝缘层52。在信号累积像素(像素区域R3、R4)的有源区域的表面部分中，包括第二导电型杂质扩散层54和布置在杂质扩散层54的底部下面的第一导电型杂质扩散层56的光电二极管10被形成。由光电二极管10中的光电转换生成的信号电荷在杂质扩散层56中被累积。就是说，杂质扩散层56是用于累积信号电荷的电荷累积部分。
[0076]第二导电类型杂质扩散层58、60和62被设置在半导体衬底50的深部分中。杂质扩散层58起半导体衬底50内部的像素之间的隔离的作用。杂质扩散层60起半导体衬底50内部比杂质扩散层58更深的像素之间的隔离的作用。杂质扩散层62用于限定光电转换单元的深度。
[0077]杂质扩散层58和60被布置在像素区域之间，以用于像素之间的隔离，但是杂质扩散层60未被布置在信号读出像素和在对角线方向上与该像素相邻并且上面布置有相同颜色的滤色器的信号累积像素之间的区域的至少一部分中。例如，杂质扩散层60未被布置在像素区域03与在对角线方向上与像素区域0 3相邻并且上面布置有相同的红色滤色器74R的像素区域私和1?4之间的区域的至少一部分中。类似地，杂质扩散层60未被布置在像素区域ο:与像素区域r r 3之间、像素区域ο 2与像素区域b B 3之间以及像素区域0 4与像素区域B 4之间的区域至少一部分中。尽管未在这里示出，但是杂质扩散层60被布置在像素区域03和在另一对角线方向上与像素区域0 3相邻并且上面布置有蓝色滤色器的像素区域BjP B 4之间。类似地，杂质扩散层60被布置在像素区域0:与像素区域B:和B 2之间、像素区域02与像素区域RJP R3之间以及像素区域04与像素区域1?3和R5之间。
[0078]信号读出像素(像素区域03)包括读出电路区域和光检测区域。在像素区域仏的读出电路区域的表面部分中，设置了成为其中形成有构成读出电路的M0S晶体管的阱的第二导电型杂质扩散层64。在杂质扩散层64中，设置了成为M0S晶体管的源极/漏极区域的第一导电型杂质扩散层66和成为FD区域的第一导电型杂质扩散层68。在像素区域03的光检测区域的表面部分中，设置了第二导电型杂质扩散层54。在图6中，成为阱的第二导电型杂质扩散层64和半导体区域51具有各不相同的导电类型。然而，两者可以具有相同的导电类型。在这种情况下，阱可以被形成在半导体区域51内部。可替代地，半导体区域51的一部分或者全部可以起阱的作用。
[0079]在半导体衬底50上面，设置了包括传送M0S晶体管12的栅极电极(传送栅极电极12R)的栅极互连层70和用于从FD区域和M0S晶体管中的每一个电极中引出或者用于连接的互连层72。
[0080]如上所述，信号读出像素上面布置有与布置于任一对角线方向上的相邻信号累积像素上面的滤色器相同颜色的滤色器。就是说，红色滤色器74R被布置在像素区域OjP 0 3上面。蓝色滤色器被布置在像素区域02和04上面。在滤色器74上面，与各个像素区域一一对应地设置了微透镜76 (微透镜76R、76G、76B和760)
[0081]在根据本实施例的成像器件中，第二导电型杂质扩散层54被形成在信号读出像素的光检测部分中，但是其中累积信号电荷的第一导电型杂质扩散层56未被形成。然而，半导体衬底50具有光电转换功能，并通过光的入射生成信号电荷。另外，用于像素之间的隔离的杂质扩散层60未被布置在信号读出像素和在对角线方向上与该像素相邻并且具有相同滤色器颜色的信号累积像素之间的区域的至少一部分中。具体而言，在图6中，杂质扩散层58和杂质扩散层60均未被布置在与杂质扩散层54相邻的元件隔离绝缘层52和杂质扩散层62之间。元件隔离绝缘层52和杂质扩散层62之间的区域的杂质浓度例如大体上等于半导体区域51中的杂质扩散层54下面的部分的杂质浓度。因此，在信号读出像素的光检测区域中生成的信号电荷流入在对角线方向上相邻并且具有相同滤色器颜色的信号累积像素的杂质扩散层56。结果，信号累积像素的总累积电荷变为在像素自身中生成的信号电荷和在信号读出像素中生成的信号电荷的总和，并且可以获得灵敏度提高的效果。
[0082]布置在信号累积像素中的光电二极管10被布置在第一导电型讲(半导