示出了沿图3的线A-A的截面图。图3以放大的方式示出了示例图1所示的像素阵列部PEA的一个像素PE的平面布局。在省略其上提供的其它部件，诸如层间绝缘膜、互连和微透镜的同时，图3示出了光电二极管和它的外围部件，诸如晶体管。
[0035]如图3所示，像素PE的大部分面积被其中具有光电二极管PD1和PD2的光接收部占用。在光接收部的周围布置多个外围晶体管和衬底接触部SC。元件隔离区EI包围着光接收部的有源区、外围晶体管和衬底接触部SC中的每一个的外围。本文描述的外围晶体管是指重置晶体管RST、放大器晶体管AMI和选择晶体管SEL。
[0036]光接收部的有源区AR在平面图中具有接近矩形的形状。在有源区AR中，光电二极管PD1和PD2在X-轴方向上并排布置。提供彼此分离的光电二极管PD1和TO2，每个在平面图中都具有矩形形状。
[0037]在X-轴方向上延伸的同一有源区中，沿着光接收部的有源区AR的第一边提供外围晶体管。沿着有源区AR的离外围晶体管较远的第二边，提供具有包括有源区AR中的光电二极管的源极区的传输晶体管TX1，和具有包括有源区AR中的光电二极管TO2的源极区的传输晶体管TX2。
[0038]外围晶体管每个都具有在Y-轴方向上延伸的栅电极GE。传输晶体管TX1具有在X-轴方向上延伸的栅电极GE1。传输晶体管TX2具有在X-轴方向上延伸的栅电极GE2。栅电极GE、GE1和GE2例如由多晶硅构成，并且在未描述的栅绝缘膜位于其间的情况下被提供在半导体衬底上。栅电极GE1和GE2相互隔开。在栅电极GE1邻近具有矩形平面布局的光电二极管的一边的同时，栅电极GE2从光电二极管roi的一边延伸到具有矩形平面布局的光电二极管Η)2的一边，同时邻近这些边。
[0039]传输晶体管TX2很可能会包括具有包括光电二极管roi的源极区的传输晶体管TX3，和具有包括光电二极管TO2的源极区的传输晶体管TX4。由于传输晶体管TX3和TX4共用一个栅电极GE2，所以通过向栅电极GE2供电使它们一起导通。当传输晶体管TX2导通时，传输晶体管TX3将使在光电二极管中产生的电荷L1传输到浮置扩散电容部FD，并且传输晶体管TX4将在光电二极管TO2中产生的电荷R1传输到浮置扩散电容部FD。
[0040]浮置扩散电容部FD是充当传输晶体管TX1、TX2、TX3和TX4中的每一个的漏极区的半导体区，且被提供在有源区AR中。浮置扩散电容部FD电浮置；因此，当不激活重置晶体管RST时，浮置扩散电容部FD保持其中积累的电荷。
[0041]在其中具有外围晶体管的有源区中，重置晶体管RST、放大器晶体管AMI和选择晶体管SEL在X-轴方向上以该顺序布置。重置晶体管RST和放大器晶体管AMI共用各自的漏极区。重置晶体管RST的源极区耦合到传输晶体管TX1和TX2中的每一个的漏极区，即，耦合到浮置扩散电容部FD。放大器晶体管AMI的源极区起着选择晶体管SEL的漏极区的作用。选择晶体管SEL的源极区耦合到参考图2描述的输出线0L。
[0042]传输晶体管TX1和TX2中的每一个的漏极区、选择晶体管SEL的源极区、重置晶体管RST的源极区和放大器晶体管AMI的漏极区每个都是提供在半导体衬底的主表面上的N+半导体区，衬底接触部SC是提供在半导体衬底的主表面上的P+半导体区。接触插塞CP耦合到半导体区中的每一个的顶部。接触插塞CP还耦合到栅电极GE、GE1和GE2中的每一个的顶部。
[0043]衬底接触部SC是接收接地电位GND (参照图2)的半导体区，并通过将半导体衬底的顶部部分中的阱的电位固定为0V来防止各个外围晶体管的阈值电压波动。
[0044]在作为光接收部的有源区域AR中，在X-轴方向上布置的光电二极管(第一光接收元件)和光电二极管PD2 (第二光接收元件)，都是在Y-轴方向上延伸的半导体元件。具体地，光电二极管PD1和TO2中的每一个都具有沿Y-轴方向的纵向方向。
[0045]如后面描述的，光电二极管由提供在半导体衬底的主表面上的N半导体区N1和作为P半导体区的阱区WL构成。类似地，光电二极管Η)2由提供在半导体衬底的主表面上的N半导体区N2和阱区WL构成。作为图3所示的光接收元件的光电二极管PD1和TO2很可能会分别提供在N半导体区N1和N2的形成区域中。在有源区AR中，P阱区WL提供在具有N半导体区N1和N2的区域中的每一个周围。
[0046]在平面图中，有源区AR具有接近矩形的形状。矩形的四个边中的每个边都有在其延伸的端部相互耦合的两个突起。具体地，有源区AR具有包括这种突起和光接收部的矩形图案的环状平面布局。元件隔离区EI提供在环状平面布局的内部。各突起具有传输晶体管TX1和TX2的漏极区。具体地，传输晶体管TX1和TX2共用浮置扩散电容部FD作为各个传输晶体管的漏极区。各栅电极GE1和GE2跨越两个突起布置。
[0047]当输出捕获的图像时，来自像素中的两个光电二极管的信号(电荷)被组合并以信号的形式输出。这使得能够产生类似于由包括每个都有一个光电二极管的多个像素的固态成像装置产生的图像质量的图像。
[0048]图4示出了沿在一个像素PE中布置光电二极管PD1和Η)2(参照图3)的方向的截面图。图4的截面图省略了堆叠在半导体衬底SB上的层间绝缘膜之间的边界线。如图4所示，P阱区WL提供在包括N单晶硅的半导体衬底SB的顶部部分中。元件隔离区EI提供在阱区WL上以从其它有源区划分有源区AR。元件隔离区EI例如由氧化硅膜构成，并嵌入在提供在半导体衬底SB的顶部上的沟槽中。
[0049]N半导体区N1和N2分离地提供在阱区WL的顶部部分中。与N半导体区N1形成PN结的阱区WL的部分起着光电二极管PD1的阳极的作用。与N半导体区N2形成PN结的阱区WL的部分起着光电二极管TO2的阳极的作用。N半导体区N1和N2提供在元件隔离区EI跨越其定位的有源区AR中。
[0050]这样，提供在像素中的有源区AR中具有包括N半导体区N1和阱区WL的光电二极管PD1和包括N半导体区N2和阱区WL的光电二极管TO2。在该有源区AR中，光电二极管PD1和PD2跨越其中在半导体衬底SB的顶面上暴露阱区WL的区域并排布置。
[0051]N半导体区N1和N2中的每一个都具有小于阱区WL深度的深度。在半导体衬底SB的顶部上用元件隔离区EI填充的沟槽具有小于N半导体区N1和N2中的每一个的深度的深度。
[0052]在半导体衬底SB上面提供层间绝缘膜IF，同时覆盖元件隔离区EI和光电二极管PD1和TO2。层间绝缘膜IF是包括多层绝缘膜的堆叠膜。在层间绝缘膜IF中堆叠多个互连层，并在底部互连层中提供用层间绝缘膜IF覆盖的互连Ml。在层间绝缘膜IF位于其间的情况下，在互连Ml上面提供互连M2 ;并在层间绝缘膜IF位于其间的情况下，在互连M2上面提供互连M3。在层间绝缘膜IF的顶部部分中提供滤色镜CF，并在滤色镜CF上提供微透镜ML。在固态成像装置的操作期间，光经由微透镜ML和滤色镜CF施加于光电二极管和 PD2。
[0053]互连不直接提供在其中具有光电二极管PD1和PD2的有源区AR上方。因此，经由微透镜ML进入的光不会被互连挡住，确保施加于作为像素的光接收部的光电二极管PD1和PD20另一方面，互连Ml至M3布置在不同于有源区AR的区域中，这防止了光电转换发生在具有诸如外围晶体管的部件的有源区中。
[0054]现在参考图2将主要描述作为第一实施例的半导体装置的固态成像装置的操作。固态成像装置的操作包括成像操作和自动对焦操作。
[0055]现在将描述像素成像操作。首先，将预定电位施加于传输晶体管TX2和重置晶体管RST中的每一个的栅电极以导通两个晶体管。这使得在光电二极管PD1和FO2中的每一个中保持的电荷和在浮置扩散电容部FD中积累的电荷能够流向正侧电源电位VCC，以使光电二极管PD1和TO2中的每一个中的电荷和浮置扩散电容部FD中的电荷被初始化。随后，重置晶体管RST截止。
[0056]随后，将入射光施加于光电二极管PD1和FO2中的每一个的PN结，在每个二极管中产生光电转换。结果，在光电二极管PD1中产生了电荷L1，在光电二极管PD2中产生了电荷L2。这样，光电二极管PD1和PD2每个都是其中经由光电转换产生对应于入射光的光量的电荷信号的光接收元件，即，光电转换元件。
[0057]随后，将这种电荷传输到浮置扩散电容部FD。在成像操作中，像素PE中的两个光电二极管PD1和PD2操作以起光电转换部的作用；因此，光电二极管PD1中的电荷和光电二极管ro2中的电荷被组合并读出为信号。换句话说，在成像操作中，将两个光电二极管roi和PD2产生的电荷信号相加并获取为一个像素数据。
[0058]因此，没有必要分别读出光电二极