具体实施方式

本文中描述涉及具有像素单元的成像系统的各种实例，所述像素单元包含具有提供快速像素合并的双行选择晶体管的像素单元。在以下描述中，阐述众多特定细节以提供对所述实例的透彻理解。然而，相关领域的技术人员将认识到，本文中所描述的技术可在没有一或多个特定细节的情况下或利用其它方法、组件、材料等实践。在其它例子中，未详细地展示或描述众所周知的结构、材料或操作以便避免混淆某些方面。

贯穿本说明书对“一个实例”或“一个实施例”的引用表示结合所述实例所描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明的至少一个实例中。因此，本说明书通篇出现的短语“在一个实例中”或“在一个实施例中”不一定全部是指同一实例。此外，在一或多个实例中可以任何合适方式组合所述特定特征、结构或特性。

为了便于描述，在本文中可使用空间相对术语，例如“在...下面”、“在...下方”、“在...上”、“在...下”、“在...上方”、“上”、“顶部”、“底部”、“左”、“右”、“中心”、“中间”等来描述一个元件或特征与另一(些)元件或特征的关系，如附图中所说明。将理解，除附图中所描绘的定向以外，空间相对术语还意在涵盖装置在使用或操作中的不同定向。例如，如果附图中的装置被旋转或翻转，那么描述为“在其它元件或特征下方”、“在其它元件或特征下面”或“在其它元件或特征下”的元件将被定向为“在其它元件或特征上方”。因此，实例性术语“在...下方”及“在...下”可涵盖在...上方及在...下方两者。装置可以其它方式定向(旋转90度或按其它定向)且相应地解释本文中所使用的空间相对描述词。另外，还将理解，当一元件被称为“在两个元件之间”时，其可为两个其它元件之间的唯一元件，或也可存在一或多个中介元件。

贯穿本说明书，使用若干技术术语。这些术语应具有其所属领域的普通含义，除非本文中明确地定义或其使用上下文将另外清楚地建议。应注意，贯穿本文献，元件名称及符号可互换地使用(例如，Si与硅)；然而，两者具有相同含义。

如将论述，公开具有像素单元阵列的成像系统的各种实例，所述像素单元阵列具有用于快速像素合并的双行选择像素以支持高分辨率图像捕获以及高速高清晰度(HD)视频两者。在各种实例中，提供利用具有双转换增益的多个共享像素单元单位的16C像素单元布置，其因此可提供改进的较低噪声性能。通过将在共享像素单元单位内共享同一浮动扩散区(FD)的光电二极管的数目限制为最多8个光电二极管，共享像素单元的转换增益较高，而FD电容保持较低。在各种实例中，可在可例如用于高速HD视频采集的16C模式下或在可例如用于高分辨率静止图像捕获的1C模式下读出16C像素单元布置。

如一个实例中将展示，在16C模式下，将相同色彩的左2x4共享像素单元单位及右2x4共享像素单元单位合并在一起以输出相同色彩(例如，红色、绿色、蓝色)的单个图像数据信号。在各种实例中，根据本发明的教示，在具有用于快速像素合并的双行选择晶体管的像素阵列内合并左及右2x4共享像素单元单位以实现相对于1C模式或全大小像素单元的快速16x帧速率。

随着图像传感器中的像素大小减小且随着图像传感器分辨率增加，彩色滤光片阵列图案的布置也相应地改变。例如，随着像素大小减小，像素合并已成为一种通过加总或组合来自多个像素的图像电荷来增加图像传感器灵敏度的方法。利用像素合并，可相应地对彩色滤光片阵列图案进行分组以容纳例如1C、4C(例如，2x2)、9C(例如，3x3)、16C(例如，4x4)等配置。利用根据本发明的教示的16C像素单元布置，图像传感器可具有提供不同模式以支持高分辨率静止图像捕获以及高速高清晰度(HD)视频采集的灵活性。

对于小的亚微米像素，可利用共享像素结构来解决有限像素面积。在一些实例中，可组合使用多个2x2或2x4单位共享像素单元布置以形成16C(例如，4x4)彩色滤光片图案。此外，像素单元可为用于正常动态范围的单转换增益(CG)像素单元或像素单元可为用于提供高动态范围采集的双转换增益(DCG)像素单元。DCG像素单元可经配置以提供用于昏暗照明条件的高转换增益(HCG)及用于明亮照明条件的低转换增益(LCG)两者。应明白，当在用于昏暗照明条件的高转换增益与用于明亮照明条件的低转换增益之间进行选择时的一个权衡是：与经配置用于低转换增益的像素单元相比，经配置用于高转换增益的像素单元通常具有更少读出噪声。因此，当给出选项时，不选择4x4(例如，16C)共享像素单元配置而选择较小的2x2(例如，4C)共享像素单元配置或全大小(例如，1C)模式配置的一个原因是为了利用1C或4C配置的较低噪声性能。

为了说明，图1大体上说明根据本公开的实施例的互补金属氧化物半导体(CMOS)成像系统100的一个实例，其包含具有像素单元阵列的彩色像素阵列102，所述像素单元阵列具有用于快速像素合并的双行选择像素。如所描绘实例中所展示，成像系统100包含具有像素阵列102的图像传感器、控制电路110、读出电路106及功能逻辑108。在一个实例中，像素阵列102是像素单元的二维(2D)阵列。

出于解释目的，图1中所描绘的实例大体上说明像素单元阵列可以多种不同色彩图案中的一者组织。例如，彩色像素单元104A的阵列说明1C拜耳(RGB)彩色滤光片图案的实例，其可用于高分辨率静止图像捕获。类似地，彩色像素单元104B的阵列说明红色(R)、绿色(G)及蓝色(B)滤光片的4C(2x2)拜耳彩色滤光片图案的实例，如所展示。彩色像素单元104C的阵列说明9C(3x3)拜耳(RGB)彩色滤光片图案的实例。彩色像素单元104D的阵列说明16C(4x4)拜耳(RGB)彩色滤光片图案的实例，其可用于例如高速HD视频捕获。如将更详细地描述，应注意，利用16C共享像素单元104D，根据本发明的教示，成像系统100可提供不同模式以支持高分辨率静止图像捕获以及高速HD(高清晰度)视频。

在所描绘实例中所展示，包含像素阵列102的像素单元经布置成行及列以采集人、位置、物体等的图像数据，接着可使用所述图像数据来呈现人、位置、物体等的图像。在像素阵列102的像素单元中的光电二极管已采集其图像电荷之后，由读出电路106通过列位线112读出对应模拟图像信号。在各种实例中，读出电路106包含模/数转换(ADC)电路，所述模/数转换(ADC)电路经耦合以将通过位线112从像素单元104接收的模拟图像信号转换成数字图像信号，接着可将所述数字图像信号转移到功能逻辑108。功能逻辑108可简单地存储图像数据或甚至通过应用后期图像处理或效果来操纵图像数据。此图像处理例如可包含图像处理、图像过滤、图像提取及操纵、光强度确定、修剪、旋转、移除红眼、调整亮度、调整对比度等。

在一个实例中，控制电路110经耦合到像素阵列102以控制像素阵列102的操作特性。例如，在一个实例中，控制电路110生成转移门信号及其它控制信号以控制图像数据从包含在像素阵列102的像素单元中的光电二极管的转移及读出。另外，控制电路110可生成用于控制图像采集的快门信号。在一个实例中，快门信号可为滚动快门信号，使得在连续采集窗口期间逐行循序地读出像素阵列102的每一行。在另一实例中，快门信号还可建立曝光时间，所述曝光时间是快门保持打开的时间的长度。在一个实施例中，曝光时间被设置为针对每一帧相同。

图2A说明包含在成像系统的像素阵列中的具有双转换增益配置的2x4共享像素单元204的一个实例。应明白，图2A的像素单元204可为包含在如图1中所展示的图像传感器100的像素阵列102中的像素单元(包含例如彩色像素单元104D)的实例实施方案，且上文所描述的类似命名及编号的元件在下文类似地耦合及起作用。

在图2A中所描绘的实例中，像素单元204包含耦合到转移晶体管214-1的光电二极管P1、耦合到转移晶体管214-2的光电二极管P2、耦合到转移晶体管214-3的光电二极管P3、耦合到转移晶体管214-4的光电二极管P4、耦合到转移晶体管214-5的光电二极管P5、耦合到转移晶体管214-6的光电二极管P6、耦合到转移晶体管214-7的光电二极管P7及耦合到转移晶体管214-8的光电二极管P8。浮动扩散区FD 216经耦合到转移晶体管214-1、转移晶体管214-2、转移晶体管214-3、转移晶体管214-4、转移晶体管214-5、转移晶体管214-6、转移晶体管214-7及转移晶体管214-8。

转移晶体管214-1经耦合以响应于转移控制信号TX1而进行控制，转移晶体管214-2经耦合以响应于转移控制信号TX2而进行控制，转移晶体管214-3经耦合以响应于转移控制信号TX3而进行控制，转移晶体管214-4经耦合以响应于转移控制信号TX4而进行控制，转移晶体管214-5经耦合以响应于转移控制信号TX5而进行控制，转移晶体管214-6经耦合以响应于转移控制信号TX6而进行控制，转移晶体管214-7经耦合以响应于转移控制信号TX7而进行控制，且转移晶体管214-8经耦合以响应于转移控制信号TX8而进行控制。因而，响应于入射光而在光电二极管P1中光生的电荷响应于转移控制信号TX1而转移到浮动扩散区FD216，响应于入射光而在光电二极管P2中光生的电荷响应于转移控制信号TX2而转移到浮动扩散区FD 216，响应于入射光而在光电二极管P3中光生的电荷响应于转移控制信号TX3而转移到浮动扩散区FD 216，响应于入射光而在光电二极管P4中光生的电荷响应于转移控制信号TX4而转移到浮动扩散区FD 216，响应于入射光而在光电二极管P5中光生的电荷响应于转移控制信号TX5而转移到浮动扩散区FD 216，响应于入射光而在光电二极管P6中光生的电荷响应于转移控制信号TX6而转移到浮动扩散区FD 216，响应于入射光而在光电二极管P7中光生的电荷响应于转移控制信号TX7而转移到浮动扩散区FD 216，且响应于入射光而在光电二极管P8中光生的电荷响应于转移控制信号TX8而转移到浮动扩散区FD 216。

如所描绘实例中所说明，复位晶体管224及双转换增益晶体管222经耦合在电压供应器(例如，AVDD)与浮动扩散区FD 216之间。在所述实例中，第二浮动扩散区FD2 226经耦合到复位晶体管224与双转换增益晶体管222之间的节点。源极跟随器晶体管SF 218的栅极经耦合到浮动扩散区FD 216。源极跟随器晶体管SF 218的漏极经耦合到电压供应器(例如，AVDD)。行选择晶体管220经耦合到源极跟随器晶体管SF 218的源极。在操作中，行选择晶体管220经耦合以响应于行选择信号RS而将数据信号(例如，图像数据)从像素单元204的源极跟随器晶体管SF 218输出到位线212。

在一个实例中，当双转换增益晶体管222被撤销激活或关断时，像素单元204经配置用于高转换增益(HCG)，使得浮动扩散区FD 216存储响应于入射光而在(若干)光电二极管中光生的图像电荷。在所述实例中，当双转换增益晶体管222被激活或导通时，像素单元204经配置用于低转换增益(LCG)，使得浮动扩散区FD 216及第二浮动扩散区FD 226两者存储响应于入射光而在(若干)光电二极管中光生的图像电荷。

在各种实例中，合并像素阵列的光电二极管，包含光电二极管P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8。换句话说，将从每一光电二极管生成的图像电荷信息与从一或多个其它光电二极管生成的图像电荷信息相加以生成组合信息，且因此将每一个别光电二极管的性能相加以改进像素阵列的性能。例如，在各种实例中，光电二极管的2x2或2x4分组可经配置以进行合并，使得包含在每一合并分组中的多个光电二极管全部共享相同色彩。因而，在2x4共享像素实例中，8个光电二极管经布置在像素阵列中，使得图像感测光电二极管的每一2x4分组是红色、绿色或蓝色。在一个实例中，合并光电二极管的2x4分组可全部是像素阵列中的邻近或相邻光电二极管且共享相同彩色滤光片。在2x2实例中，4个合并光电二极管的2x2分组可全部共享相同色彩。

图2B展示与并排地包含在像素阵列中的两个2x4共享像素单元的布置一起利用的实例16C彩色滤光片图案的俯视图。应明白，图2B中所说明的16C彩色滤光片实例可与如图2A中所说明的多个2x4共享像素单元204一起利用。如图2B中所描绘的实例中所展示，16C彩色滤光片图案是具有红色(R)、绿色(G)及蓝色(B)滤光片的16C分组的16C拜耳彩色滤光片图案。在所描绘实例中，每一16C分组可包含与图2A中所说明的像素单元204类似的左2x4共享像素单元及右2x4共享像素单元。因而，蓝色(B)16C分组包含左2x4分组204BL及右2x4分组204BR。在与蓝色(B)16C分组相同的行中的绿色(G)16C分组包含左2x4分组204GBL及右2x4分组204GBR。红色(R)16C分组包含左2x4分组204RL及右2x4分组204RR。在与红色(R)16C分组相同的行中的绿色(G)16C分组包含左2x4分组204GRL及右2x4分组204GRR。如所展示，每一2x4分组包含编号为1到8的8个彩色滤光片，其对应于下伏光电二极管P1到P8。在16C模式下，相同色彩(例如，红色、绿色、蓝色)的左2x4共享像素单元及右2x4共享像素单元经合并在一起以输出相同色彩的单个图像数据信号。

图3A展示包含在像素阵列中的共享像素单元的16C布置的实例，其中通过电容器电荷共享在列模/数转换器(ADC)内部实施水平模拟合并。如所描绘实例中所展示，16C布置包含各自耦合到相应位线BL0 312L及BL1 312R的左2x4共享像素单元304L及右2x4共享像素单元304R。应明白，像素单元304L及304R可为上文结合图2A详细地描述的像素单元204的实例，且上文所描述的类似命名及编号的元件在下文类似地耦合及起作用。此外，因此应明白，为了简洁起见，不再详细地描述共享像素单元304L及304R的耦合及操作。

在全大小(1C)或4C读出模式下，通过相应位线BL0 312L、BL1 312R在相同时间或同时读出来自左及右2x4共享像素单元304L及304R的图像数据信号，所述相应位线BL0312L、BL1 312R分别经耦合到两个列ADC电路306L、306R。在各种实例中，列ADC电路可被包含在读出电路(例如，读出电路106)中以将各种位线BL0 312L、BL1 312R中的图像信号转换为数字图像信号。然而，在16C读出模式下，列ADC 306L经耦合到位线BL0 312L及位线BL1312R两者以通过电容器电荷共享在列ADC 306L内部实施水平模拟合并。因此，列ADC 306R在这个16C读出模式期间是不活动的，如用图3A中的虚线所说明的不活动列ADC 306R所展示。

在16C读出模式下，每一2x4共享像素单元304L及304R在其浮动扩散区(FD)处具有来自其8个光电二极管P1到P8的电荷合并图像数据信号，且这个信号通过其位线BL0 312L及BL1 312R读出。接着，通过电荷共享在列ADC 306L中平均化位线BL0312L及BL1 312R上的来自左共享像素单元304L及右共享像素单元304R的两个信号。对于这个实例中的每个ADC，在16C模式下需要两个位线来进行模拟合并，如图3A中所展示。现在，在全大小(1C)或4C模式下活动的另一ADC(例如，图3A中右边的ADC 306R)在16C模式下是不活动的。因此，在16C模式下图像传感器的输出数据速率仅是全大小(1C)或4C模式的输出数据速率的一半。为了充分地利用所有ADC，且使16C模式的帧速率保持为全大小的16倍，位线的数目应加倍。类似地，在利用2x2共享像素单元(例如，用于16C的四个2x2共享像素单元)进行合并的16C模式配置中，为了充分地利用ADC且保持帧速率为全大小的64倍，活动位线的数目因此应是全大小(1C)的4倍，或四个共享2x2共享像素单元中的每一者一个位线。

在具有16384x12288的图像分辨率的200兆像素传感器的实例中，对于列ADC的整个行(例如，16384个像素)，需要16384个位线。为了支持具有与全大小(1C)相同的数据速率的16C模式及16C 2x2合并模式，总共需要65536个位线，或每像素间距4个位线。对于小像素(例如举例来说，0.61um)，这需要(若干)额外金属层，其增加了成本。位线与其相邻金属迹线之间的减小的金属间距也增加了位线电容，这降低了传感器的读出性能。

在以1/8下采样在1080p模式或720p模式中配置的3兆像素传感器的另一实例中，应注意，每2x4共享像素单元可用4个位线一起读出仅4倍的行。另外，每2x4共享像素单元可用2个位线一起读出仅2倍的行。图3B进一步说明具有16C模式及2x2共享像素单元配置的像素阵列302A、302B、302C的实例。如其中在源极跟随器及2x2共享像素单元处执行合并的像素阵列302A所展示，等效源极跟随器大小是8x，金属电容Cm是4x，且金属电阻Rm是1/4。在具有一些源极跟随器合并及一些模拟合并及2x2共享像素单元的像素阵列302B的情况下，等效源极跟随器大小是4x，金属电容Cm是2x，且金属电阻Rm是1/2。类似地，在具有模拟合并及2x2共享像素单元的像素阵列302C的情况下，等效源极跟随器大小是2x，金属电容Cm是1x，且金属电阻Rm是1x。因此，应明白，在速度上不存在有意义的差异，这是因为关于像素阵列302A、302B、302C的RC时间常数基本上相等(即，(4)·(1/4)＝(2)·(1/2)＝(1)·(1))。

图4A展示说明包含在像素阵列中的包含左2x4共享像素单元404L及右2x4共享像素单元404R的共享像素单元的16C布置的另一实例，其中利用具备将共享像素单元404L及404R的浮动扩散区耦合在一起的晶体管的像素中电荷共享来实施合并。应明白，像素单元404L及404R也可为上文结合图2A详细地描述的像素单元204的实例，且上文所描述的类似命名及编号的元件在下文类似地耦合及起作用。此外，因此应明白，为了简洁起见，不再详细地描述共享像素单元404L及404R的耦合及操作。

如所描绘实例中所展示，像素单元404L及404R是双转换增益(DCG)配置，因为其均包含DCG晶体管。因此，对于DCG像素，存在两个浮动扩散区，用于HCG的FD及用于LCG的FD+FD2。电荷合并是通过耦合在两个像素单元404L与404R的FD之间的额外晶体管428，或耦合在两个像素单元404L与404R的第二浮动扩散区FD2之间的额外晶体管430进行。利用FD电荷合并，可通过单个位线读出合并信号。对于每个列ADC，需要一个位线。在图4A中所描绘的实例中，左2x4共享像素单元404L及右2x4共享像素单元404R应各自具有单独的行选择控制件，如针对左像素单元404L用行选择信号RS0描绘及针对右像素单元404R用行选择信号RS1描绘，使得每一位线可单独地用于同时读取另一行以实现在16C模式下的帧速率。

如所展示，需要(若干)额外晶体管428、430及提供行选择信号RS0及RS1的额外行控制线，这可能难以在小像素中实现。此外，当在16C模式下连接时，在两个浮动扩散区处的两个共享像素404L与404R之间的耦合导致较低转换增益，这将损害读出噪声性能。

在以1/8下采样在1080p模式或720p模式中配置的3兆像素传感器的又一实例中，应注意，每2x4共享像素单元可用4个位线一起读出8倍的行。另外，每2x4共享像素单元可用2个位线一起读出4倍的行。图4B进一步说明其中16C模式连接的浮动扩散区提供合并配置的像素阵列402A、402B的另一实例。如其中利用所连接浮动扩散区及2x2共享像素单元源极跟随器执行16C模式合并的像素阵列402A所展示，等效源极跟随器大小是4x，金属电容Cm是2x，且金属电阻Rm是1/2。在其中利用所连接浮动扩散区执行16C模式合并且在ADC 406B处用电容器电荷共享提供2x2共享像素单元模拟合并的像素阵列402B的情况下，等效源极跟随器大小是2x，金属电容Cm是1x，且金属电阻Rm是1x。因此，应明白，在速度上不存在有意义的差异，这是因为关于像素阵列402A、402B的RC时间常数基本上相等(即，(2)·(1/2)＝(1)·(1))。

图5展示说明包含在像素阵列中的包含左2x4共享像素单元504L及右2x4共享像素单元504R的共享像素单元的16C配置的又一实例，其中利用具备将像素单元504L、504R的浮动扩散区彼此耦合在一起的金属连接件的像素中电荷共享来实施合并。应明白，像素单元504L及504R也可为上文结合图2A详细地描述的像素单元204的实例，且上文所描述的类似命名及编号的元件在下文类似地耦合及起作用。此外，因此应明白，为了简洁起见，不再详细地描述共享像素单元504L及504R的耦合及操作。

如所展示，图5说明通过移除图4A中所展示的晶体管428及430来提供第二浮动扩散区FD2合并。代替地，图5展示像素单元504L及504R的浮动扩散区FD2用金属线或金属连接件532直接电耦合在一起。尽管与图4A中所描绘的实例相比移除了额外合并晶体管，但图5中所展示的实例说明为双转换增益像素提供合并且由于通过金属连接件532的共享的两个浮动扩散区FD2，较低转换增益低于单个2x4双转换增益像素的LCG读出。

如图5中所描绘的实例中所展示，左像素单元504L的位线BL0 512L用于响应于行选择信号RS0而读出行n，且右像素单元504R的位线BL1 512R用于同时读出另一不同行n+2^m。因此，与模拟合并相比，读出速度可加倍。然而，除额外行选择控制线以外(例如，除行选择信号RS0以外的行选择信号RS1)，在图5中所说明的配置中还存在浮动扩散区FD与相应位线之间的耦合电容。因此，位线BL1 512R上的电压可电容耦合(通过经耦合以接收行选择信号RS1的行选择晶体管的电容)到FD，且导致有害串扰，这通过金属连接件532影响位线BL0512L上的电压。因此，性能将下降。

因此，为了减少串扰且改进性能，图6是根据本发明的教示的包含在像素阵列中的包含左2x4共享像素单元604L及右2x4共享像素单元604R的共享像素单元的16C布置的另一配置的图解，其中利用双行选择晶体管来实施合并。应注意，图6中所描绘的实例出于解释目的而描述光电二极管的2x4布置，但在其它实例中，根据本发明的教示，光电二极管的不同布置，例如光电二极管的2x2布置等，可被包含在共享像素单元中。还应明白，图6的实例中所说明的像素单元604L及604R与上文结合图2A详细地描述的像素单元204共享一些类似性，且上文所描述的类似命名及编号的元件在下文类似地耦合及起作用。此外，因此应明白，为了简洁起见，不再十分详细地描述共享像素单元604L及604R的耦合及操作。

在图6中所描绘的实例中，当与图5中所描绘的实例相比时，左共享像素单元604L的位线BL0 612L与右共享像素单元604R的位线BL1 612R之间的串扰显著减少或消除。特定来说，所述实例展示不再需要将共享像素单元604L、604R的浮动扩散区直接耦合在一起的金属连接件632且金属连接件632代替地是任选的，如图6中的虚线所指示。与图5中所描述的实例相比，当移除金属连接件632时，上文所论述的串扰显著减少或消除，且性能得到改进。代替地，在图6中所描绘的实例中提供合并，其中除像素单元604R中的第一行选择晶体管620R以外，还包含第二行选择晶体管634R。在没有金属连接件632的情况下，通过两个源极跟随器618L、618R合并HCG及LCG模式读出两者。如所描绘实例中所展示，第二行选择晶体管634R经耦合在像素单元604R的源极跟随器SF 618R与像素单元604L的位线BL0 612L之间。因而，第一行选择晶体管620L及第二行选择晶体管634R的漏极区两者经耦合到源极跟随器SF 618R的源极区。如下文将更详细地论述，在一个实例中，源极跟随器SF 618R的源极区是分裂源极结区，其被分裂成第一行选择晶体管620R及第二行选择晶体管634R的漏极区。换句话说，第一行选择晶体管620R及第二行选择晶体管634R的漏极区在半导体材料中与源极跟随器SF 618R的分裂源极结区共享共同结。在另一实例中，第一行选择晶体管620R及第二行选择晶体管634R的漏极可通过金属连接件耦合在一起。

在其中包含将两个第二浮动扩散区FD2耦合在一起的任选金属连接件632的另一实例中，当双转换增益晶体管622L、622R被接通时，为LCG模式读出提供16个光电二极管的第二浮动扩散区FD2的真实合并。在LCG模式下，即，当双转换增益晶体管622L、622R被接通时，当与单个源极跟随器晶体管相比时，有效源极跟随器大小加倍且位线更快稳定。

根据本发明的教示，当双转换增益晶体管622L、622R被关断时，可在接通第二行选择晶体管620R的情况下用合并实现HCG模式读出，这使通过两个源极跟随器晶体管618L、618R进行的合并能够提供来自两个2x4共享像素单元604L、604R的8个相应光电二极管的合并信号。

当不包含金属连接件632时且当通过位线BL0 612L读出行n时，像素单元604R的位线BL1 612R及像素单元604L的浮动扩散区FD 616L彼此隔离，因为行选择晶体管620R响应于行选择信号RS1而被关断，这消除图5中所展示的实例遭受的串扰问题。当第二行选择晶体管634R响应于行选择信号RS2而被接通以提供合并时，无需金属线632来提供合并。换句话说，当响应于行选择信号RS2而接通时，左像素单元604L及右像素单元604R通过其源极跟随器晶体管618L、618R及通过第二行选择晶体管634R进行合并。另外，进一步应明白，通过不包含金属连接件632，通过将两个浮动扩散区直接耦合在一起不会进一步降低LCG读出模式的增益，这因此提供改进的读出性能。应注意，在另一实例中，根据本发明的教示，如所论述的第二行选择晶体管634R的包含也可在没有双转换增益晶体管622L及622R的情况下在单个转换增益像素单元实施方案中实施以提供合并。

图7是包含在像素阵列中的包含左2x4共享像素单元704AL、704BL及右2x4共享像素单元704AR、704BR的共享像素单元的若干行的16C布置的又一配置的图解，其中利用双行选择晶体管来实施合并。应注意，图7中所描绘的实例出于解释目的而描述光电二极管的2x4布置，但在其它实例中，根据本发明的教示，光电二极管的不同布置，例如光电二极管的2x2布置等可被包含在共享像素单元中。还应明白，像素单元704AL、704AR、704BL、704BR与上文结合图2A详细地描述的像素单元204共享一些类似性，且上文所描述的类似命名及编号的元件在下文类似地耦合及起作用。此外，因此应明白，为了简洁起见，不再十分详细地描述共享像素单元704AL、704AR、704BL、704BR的耦合及操作。

还应明白，图7中所说明的布置也可与图6中所说明的实例共享一些类似性。然而，为了使左共享像素单元704AL、704BL及右共享像素单元704AR、704BR的布局与图6中所说明的共享像素单元相比对称，图7中所说明的共享像素单元704AL、704AR、704BL、704BR中的每一者包含相应第一行选择晶体管720AL、720AR、720BL、720BR及相应第二行选择晶体管734AL、734AR、734BL、734BR。如所述实例中所展示，每一相应2x4共享像素单元704AL、704AR、704BL、704BR的第一及第二行选择晶体管720AL/734AL、720AR/734AR、720BL/734BL、720BR/734BR两者的漏极区经耦合到相应像素单元的相应源极跟随器晶体管718AL、718AR、718BL、718BR的相应源极区。如下文将更详细地描述，在一个实例中，第一及第二行选择晶体管720AL/734AL、720AR/734AR、720BL/734BL、720BR/734BR共享耦合到相应像素单元的相应源极跟随器晶体管718AL、718AR、718BL、718BR的相应分裂源极结区。在另一实例中，第一及第二行选择晶体管720AL/734AL、720AR/734AR、720BL/734BL、720BR/734BR的漏极区可与金属线耦合在一起。

如所描绘实例中所展示，存在2x4共享像素单元704AL、704AR、704BL、704BR的两个变体。特定来说，在图7中所描绘的实例中，共享像素单元704AL及704AR被包含在A单元布局中且像素单元704BL及704BR被包含在B单元布局中。在A单元中，合并行选择晶体管734AL、734AR响应于行选择信号RS1而耦合到左位线BL0 712L。在B单元中，合并行选择晶体管734BL、734BR响应于行选择信号RS1而耦合到右位线BL1 712R。在各种实例中，对于列中的每一连续行，像素单元在A单元与B单元之间交替。换句话说，对于每一列，像素单元以A单元、B单元、A单元、B单元等的重复图案组织。

换句话说，在各种实例中，像素单元的每一列可经组织成像素单元的两个子群组。在一个实例中，第一子群组包含每隔一行的像素单元，且第二子群组包含未包含在第一子群组中的剩余每隔一行的像素单元。因此，A单元可被包含在像素单元的第一子群组中，且B单元可被包含在像素单元的剩余第二子群组中。

图7中所说明的实例展示共享像素单元704AL、704AR、704BL、704BR中的每一者包含两个行选择晶体管720AL/734AL、720AR/734AR、720BL/734BL、720BR/734AR，其经耦合以利用单独行选择信号RS0及RS1来进行控制。当在全大小(1C)或4C模式下读出时，针对左704AL、704BL及右704AR、704BR共享像素两者激活第一行选择信号RS0，且在相同时间或同时单独地通过两个位线BL0 712L、BL1 712R读出其在浮动扩散区FD处的相应图像信号。

当在16C模式下利用2x4共享像素单元或在另一实例中在16C模式下利用2x2共享像素单元(例如，在16C布置中的四个2x2共享像素单元)读出时，针对左704AL、704BL及右704AR、704BR共享像素两者激活第二行选择信号RS1，使得用于A单元的第二行选择晶体管734AL/734AR及用于B单元的734BL/734BR连接到同一相应位线712L/712R。为了说明，在展示A单元的图7的顶行中，行选择信号RS1将像素单元704AL、704AR耦合到左位线BL0 712L。对于另一行，例如在展示B单元的图7的底行中，行选择信号RS1将像素单元704BL、704BR耦合到右位线BL1 712R，使得两个位线BL0 712L、BL1 712R上的负载相同。因此，根据本发明的教示，通过两个单独位线BL0 712L、BL1 712R及两个列ADC 706L、706R同时读出两个16C合并信号，因此在16C模式下的数据速率是全大小(1C)读出的数据速率的16倍，而不会增加位线的数目。

在另一实例中，当在16C合并模式下利用2x2共享像素单元(例如，每16C布置四个2x2共享像素单元)读出时，位线的数目可从2个加倍到4个以充分地利用所有列ADC。因此，在200兆像素实例中，仅需要32768个位线，或像素单元的每间距(例如，0.61um)2个位线，这不需要额外金属层。

如上文所提及，在一个实例中，每一共享像素单元704AL、704AR、704BL、704BR的第一及第二行选择晶体管在共同结中共享漏极区。换句话说，在所述实例中，第一及第二行选择晶体管720AL及734AL、第一及第二行选择晶体管720AR及734AR、第一及第二行选择晶体管720BL及734BL与第一及第二行选择晶体管720BR及734BR在共同结中共享漏极区。为了说明，图8是展示根据本发明的教示共享包含在像素阵列中的每一共享像素单元704AL、704AR、704BL、704BR的第一及第二行选择晶体管的漏极区的水平行选择晶体管布置的实例的图。因此，应明白，图8中所说明的行选择晶体管可为图7中所说明的行选择晶体管的实例，且上文所描述的类似命名及编号的元件在下文类似地耦合及起作用。

如图8中所描绘的实例中所展示，A单元布局包含安置在第二行选择晶体管834AL附近的第一行选择晶体管820AL。A单元还包含安置在第二行选择晶体管834AR附近的第一行选择晶体管820AR。如上文所论述，第一行选择晶体管820AL/820AR及第二行选择晶体管834AL/834AR的漏极区经耦合到像素单元的相应源极跟随器晶体管的相应源极区。在所述实例中，如果假设列位线(例如，BL0 812L、BL1 812R)沿着垂直轴对准，那么应注意，第一及第二行选择晶体管820AL及834AL与第一及第二行选择晶体管820AR及834AR相对于列位线水平地布置(例如，垂直于列位线)，使得所述行选择晶体管的相应漏极区在半导体材料中彼此邻近或重叠。在一个实例中，这些邻近漏极区是包含在共同结中的共享区且因此通过与像素单元的相应源极跟随器的分裂源极结区共有的硅结共享漏极而直接耦合在一起。通过共享半导体(例如，硅)结中的共同漏极，不需要金属互连件及隔离结构。在另一实例中，这些邻近漏极区可经由短金属线耦合在一起。在任一实例中，应明白，这个水平布置最小化电容。如实例A单元中所展示，第一行选择晶体管820AR的源极区经耦合到位线BL1 812R，而第一行选择晶体管820AL、第二行选择晶体管834AL及第二行选择晶体管834AR的源极区经耦合到位线BL0 812L。

类似地，B单元布局包含安置在第二行选择晶体管834BL附近的第一行选择晶体管820BL。如所提及，在各种实例中，针对列中的每一连续行，像素单元在A单元与B单元布局之间以重复图案交替，如所展示。B单元还包含安置在第二行选择晶体管834BR附近的第一行选择晶体管820BR。在所述实例中，应注意，第一及第二行选择晶体管820BL及834BL与第一及第二行选择晶体管820BR及834BR水平地经布置使得其相应漏极区在半导体材料中彼此邻近或重叠。与A单元类似，B单元中的这些邻近漏极区也是包含在共同结中的共享区且因此通过与像素单元的相应源极跟随器的分裂源极结区共有的硅结共享漏极而直接耦合在一起。通过共享半导体(例如，硅)结中的共同漏极，不需要金属互连件及隔离结构。在另一实例中，这些邻近漏极区经由短金属线耦合在一起。在任一实例中，应明白，这个水平布置最小化电容。如实例B单元中所展示，第一行选择晶体管820BL的源极区经耦合到位线BL0812L，而第一行选择晶体管820BR、第二行选择晶体管834BL及第二行选择晶体管834BR的源极区经耦合到位线BL1 812R。

如可明白，图8中所说明的布局被设计成在A单元与B单元之间不存在半导体图案化方面的显著差异。A单元与B单元之间的差异是成对的第一及第二行选择晶体管820AL/834AL、820AR/834AR、820BL/834BL、820BR/834BR的相对物理位置从左到右或从右到左相对于彼此水平地切换，如所展示。如所描绘实例中可观察到，当与同一共享像素单元的对应第一行选择晶体管820AL、820AR、820BL、820BR相比时，第二行选择晶体管834AL、834AR、834BL、834BR更靠近其所耦合的列位线BL0 812L或列BL1 812R安置或物理上定位在半导体材料中。

为了说明，图8中所描绘的实例展示对于顶行中的A单元，响应于第二行选择信号RS1的第二行选择晶体管834AL、834AR两者在所说明布置的左侧838L上耦合到第一列位线BL0 812L。因此，当与对应第一行选择晶体管820AL、820AR相比时，第二行选择晶体管834AL、834AR更靠近第一列位线BL0 812L安置或物理上定位在半导体材料中。类似地，在下一行中的B单元中，响应于第二行选择信号RS1的第二行选择晶体管834BL、834BR两者在所说明布置的右侧838R上耦合到第二列位线BL1 812R。因此，当与对应第一行选择晶体管820AL，820AR相比时，第二行选择晶体管834BL、834BR更靠近右侧838R上的第二列位线BL1812R安置或物理上定位在半导体材料中。如所提及，在各种实例中，根据本发明的教示，这个交替布局图案沿着每一列的行向下重复。

进一步应明白，第一列位线BL0 812L及第二列位线BL1 812R的物理位置对于顶行中的A单元及下一行中的B单元是相同的。因而，在所描绘布局中，在顶行中的A单元与下一行中的B单元之间仅金属连接件及通路略有不同以便将行选择晶体管耦合到列位线。因而，根据本发明的教示，在这个布局实例中最小化位线金属电容。

图9大体上展示根据本发明的教示的包含在像素阵列中的包含左2x4共享像素单元及右共享像素单元的共享像素单元的布置的实例布局的俯视图，其中利用双行选择晶体管来实施合并。应明白，图9中所说明的共享像素单元的16C布置可为上文所论述的共享像素单元的16C布置中的一者的实例，且上文所描述的类似命名及编号的元件在下文类似地耦合及起作用。还应注意，图9中所描绘的实例出于解释目的而描述光电二极管的2x4布置，但在其它实例中，根据本发明的教示，光电二极管的不同布置，例如光电二极管的2x2布置等，可被包含在共享像素单元中。

如图9中所描绘的实例中所展示，左共享像素单元包含安置在半导体材料936(例如，硅)中的光电二极管P1到P8，所述光电二极管P1到P8经耦合以响应于入射光而生成图像电荷。在所述实例中，光电二极管P1到P8经耦合以将其光生图像电荷转移到浮动扩散区FD，所述浮动扩散区FD经耦合到双源极跟随器918L-1/918L-2。在图9中所描绘的特定实例中，应注意，在相对于光电二极管P1到P4的中心位置中存在安置在半导体材料936中的浮动扩散区FD且在相对于光电二极管P5到P8的中心位置中存在安置在半导体材料936中的浮动扩散区FD。在所述实例中，这些浮动扩散区FD可通过在图解中在视线外的金属层中的金属线耦合在一起且经耦合到两个源极跟随器918L-1/918L-2的栅极端子。在所述实例中，双源极跟随器晶体管918L-1/918L-2通过共享两个源极跟随器918L-1/918L-2的源极区利用共同结共享设计技术来实施，如在源极跟随器晶体管918L-1/918L-2的栅极之间包含共享区的共同结所说明。复位晶体管924L经耦合以复位像素单元，且双转换增益晶体管922L经耦合以在被接通时启用LCG模式且在被关断时启用HCG模式。应明白，右共享像素单元的对应光电二极管P1到P8、浮动扩散区FD、双源极跟随器918R-1/918R-2、复位晶体管924R及双转换增益晶体管922R与其左共享像素单元对应物类似地耦合及起作用。

与上文在图8中所描述的实例类似，左及右共享像素单元的16C布置还包含安置在第二行选择晶体管934L附近的第一行选择晶体管920L。另外，第一行选择晶体管920R经安置在第二行选择晶体管934R附近。如所述实例中所展示，第一及第二行选择晶体管920L及934L与第一及第二行选择晶体管920R及934R水平地经布置使得其相应漏极区在半导体材料936中彼此邻近或重叠。在一个实例中，这些邻近漏极区是共享区且因此通过与相应源极跟随器918L-1/918L-2、918R-1/918R-2的分裂源极结区共有的硅结共享漏极而耦合在一起。通过共享半导体(例如，硅)结中的共同漏极，不需要金属互连件及隔离结构。因而，利用在一个实例中用于双源极跟随器918L-1/918L-2的共同结共享设计技术，在共同结中将双源极跟随器918-L1/918L-2的源极结区分裂成两个行选择晶体管920L、934L的共享漏极区提供通过半导体材料(例如，硅)的改进的直接耦合，而不需要额外金属及隔离。然而，在另一实例中，应明白，这些邻近区可经由短金属线耦合在一起。在任一实例中，应明白，图9的实例中所说明的这个水平邻近漏极布置最小化电容。

类似地，第一行选择晶体管920R及第二行选择晶体管934R的漏极区经耦合到双源极跟随器918R-1/918R-2的源极区。如所提及，在一个实例中，双源极跟随器918R-1/918R-2也利用共同结共享来实施，也如源极跟随器晶体管918R-1/918R-2的栅极之间的共享区所说明。因此，在所述实例中，根据本发明的教示，在双源极跟随器的栅极之间及在每一共享像素单元的两个行选择晶体管的栅极之间存在共同共享结区。在一个实例中，第一行选择晶体管920L的源极区经耦合到位线BL0(未展示)，而第一行选择晶体管920R、第二行选择晶体管934L及第二行选择晶体管934R的源极区经耦合到位线BL1(未展示)。

在一个实例中，应明白，图9中所说明的左及右共享像素单元的16C布置的布局图案可基本上被复制或对于相邻行中的16C布置的布局重复，但切换或交替第一及第二行选择晶体管920L/934L及920R/934R的相对水平位置除外，如上文在图8中所论述。因而，仅金属连接件及通路略有不同，且在这种布局样式中最小化位线金属电容。

因此，假设图9中所说明的布局是如例如上文在图7到8中所论述的B单元的实例，那么应注意，与图9中所展示的实例布局相比，A单元的实例布局还经设计使得在A单元与B单元之间不存在半导体图案化方面的显著差异。与上文在图8中所描述的实例类似，图9中所展示的A单元与B单元之间的差异是成对的第一及第二行选择晶体管920AL/934AL、920AR/934AR的相对物理位置从左到右或从右到左相对于彼此水平地切换。

为了说明，假设图9展示B单元的实例布局，在所描绘实例中，当与响应于第一行选择信号RS0的对应第一行选择晶体管920L、920R相比时，响应于第二行选择信号RS1的第二行选择晶体管934L、934R更靠近936所说明布置的右侧938R安置或物理上定位在半导体材料中，所述右侧938R更靠近第二行选择晶体管934L、934R所耦合的列位线的物理位置。在将在下一行中的A单元的实例布局中，应明白，当与响应于第一行选择信号RS0的对应第一行选择晶体管相比时，响应于第二行选择信号RS1的第二行选择晶体管更靠近所说明布置的左侧938L安置或物理上定位在半导体材料936中。与上文在图8中所描述的实例类似，还应明白，对于图9中所描绘的实例，第一列位线BL0、第二列位线BL1的物理位置对于下一行中的A单元及B单元是相同的。因而，在所描绘布局中，在一个行的A单元与下一行的B单元之间仅金属连接件及通路略有不同以便将行选择晶体管耦合到列位线。因而，根据本发明的教示，在这个布局实例中最小化位线金属电容。

图10大体上展示根据本发明的教示的包含在像素阵列中的包含左2x4共享像素单元及右共享像素单元的共享像素单元的布置的另一实例布局的俯视图，其中利用双行选择晶体管来实施合并。应明白，图10中所说明的共享像素单元的16C布置可为上文所论述的共享像素单元的16C布置中的一者的另一实例，且上文所描述的类似命名及编号的元件在下文类似地耦合及起作用。还应注意，图10中所描绘的实例出于解释目的而描述光电二极管的2x4布置，但在其它实例中，根据本发明的教示，光电二极管的不同布置，例如光电二极管的2x2布置等可被包含在共享像素单元中。

还应明白，图10中所说明的实例布局与图9中所说明的实例布局共享许多类似性。例如，如图10中所描绘的实例中所展示，左共享像素单元包含安置在半导体材料1036(例如，硅)中的光电二极管P1到P8，所述光电二极管P1到P8经耦合以响应于入射光而生成图像电荷。在所述实例中，光电二极管P1到P8经耦合以将其光生图像电荷转移到浮动扩散区FD，所述浮动扩散区FD经耦合到双源极跟随器1018L-1/1018L-2。在图10中所描绘的特定实例中，应注意，在相对于光电二极管P1到P4的中央位置中存在安置在半导体材料1036中的浮动扩散区FD且在相对于光电二极管P5到P8的中央位置中存在安置在半导体材料1036中的浮动扩散区FD。在所述实例中，这些浮动扩散区FD可通过在图解中在视线外的金属层中的金属线耦合在一起且经耦合到两个源极跟随器1018L-1/1018L-2的栅极端子。在所描绘实例中，双源极跟随器晶体管1018L-1/1018L-2通过共享两个源极跟随器1018L-1/1018L-2的源极区利用共同结共享设计技术来实施，如源极跟随器晶体管1018L-1/1018L-2的栅极之间的共享区所说明。复位晶体管1024L经耦合以复位像素单元，且双转换增益晶体管1022L经耦合以在被接通时启用LCG模式且在被关断时启用HCG模式。应明白，右共享像素单元的对应光电二极管P1到P8、浮动扩散区FD、双源极跟随器1018R-1/1018R-2、复位晶体管1024R及双转换增益晶体管1022R与其左共享像素单元对应物类似地耦合及起作用。

图10中所说明的实例布局与图9中所说明的实例布局之间的一个差异是在图10中所说明的实例中，行选择晶体管以垂直布置代替水平布置进行放置。为了说明，如果假设列位线沿着页面上的垂直轴对准(例如，也如上文所描述的先前实例中所说明)，那么第一行选择晶体管1020L在平行于列位线的相对垂直位置中(在页面上)安置在第二行选择晶体管1034L附近。另外，第一行选择晶体管1020R在平行于列位线的相对垂直位置(在页面上)安置在第二行选择晶体管1034R附近。因而，一对第一及第二行选择晶体管1020L/1034L中的每一者具有到所说明布置的左侧1038L及/或右侧1038R的相同横向距离。类似地，一对第一及第二行选择晶体管1020R/1034R中的每一者到所说明布置的左侧1038L及/或右侧1038R横向距离相同。因此，如所述实例中所展示，第一及第二行选择晶体管1020L与1034L与第一及第二行选择晶体管1020R及1034R垂直地经布置(例如，平行于列位线)。此外，利用所描绘布局，所述对行选择晶体管1020L/1034L、1020R/1034R的相应漏极区在半导体材料1036中也彼此邻近或重叠。在一个实例中，这些邻近漏极区是共享区且因此通过与相应源极跟随器1018L-1/1018L-2、1018R-1/1918R-2的分裂源极结区共有的硅结共享漏极而耦合在一起。通过共享半导体(例如，硅)结中的共同漏极，不需要金属互连件及隔离结构。因而，利用在一个实例中用于双源极跟随器1018-L1/1018L-2的共同结共享设计技术，将双源极跟随器1018-L1/1018L-2的源极结区分裂成共同结中的两个行选择晶体管1020-L、1034L的共享漏极区提供通过半导体材料(例如，硅)的改进的直接耦合，而不需要额外金属及隔离。然而，在另一实例中，应明白，这些邻近区域可经由短金属线耦合在一起。在任一实例中，应明白，图10的实例中所说明的这个邻近漏极布置也最小化电容。

类似地，第一行选择晶体管1020R及第二行选择晶体管1034R的漏极区经耦合到双源极跟随器1018R-1/1018R-2的源极区。在一个实例中，双源极跟随器1018R-1/1018R-2也利用共同结共享来实施，也如源极跟随器晶体管1018R-1/1018R-2的栅极之间的共享区所说明。因此，在所述实例中，根据本发明的教示，在双源极跟随器的栅极之间及在每一共享像素单元的两个行选择晶体管的栅极之间存在共同共享结区。

图11展示说明根据本发明的教示的包含在像素阵列中的共享像素单元的若干行的布置的又一实例，其中利用将源极跟随器从像素单元耦合到其它像素单元的位线的第二行选择晶体管来实施合并。应注意，图11中所描绘的实例出于解释目的而描述光电二极管的2x4布置，但在其它实例中，根据本发明的教示，光电二极管的不同布置，例如光电二极管的2x2布置等，可被包含在共享像素单元中。还应明白，图11中所说明的像素单元与上文结合图2A详细地描述的像素单元204共享一些类似性，且上文所描述的类似命名及编号的元件在下文类似地耦合及起作用。此外，因此应明白，为了简洁起见，不再十分详细地描述共享像素单元的耦合及操作。

还应明白，图11中所说明的实例布局可与图7中所说明的实例布局共享一些类似性。例如，图11展示共享像素单元的布置，其包含图11中的第一行中的共享像素单元1104A、1104B、1104C、1104D，及第二行中的共享像素单元1104E、1104F、1104G、1104H。在所述实例中，共享像素单元1104A及1104E经耦合到位线BL0 1112A，所述位线BL0 1112A经耦合到列ADC 1106A，共享像素单元1104B及1104F经耦合到位线BL1 1112B，所述位线BL1 1112B经耦合到列ADC 1106B，共享像素单元1104C及1104G经耦合到位线BL2 1112C，所述位线BL21112C经耦合到列ADC 1106C，且共享像素单元1104D及1104H经耦合到位线BL3 1112D，所述位线BL3 1112D经耦合到列ADC 1106D。

在图11中所描绘的实例中，每一共享像素单元包含八个光电二极管P1到P8，所述八个光电二极管P1到P8共享相应浮动扩散区FD。在所述实例中，共享像素单元1104A、1104C、1104E、1104G的光电二极管P5到P8经配置以检测红(R)光，共享像素单元1104A、1104C、1104E、1104G的光电二极管P1到P4及共享像素单元1104B、1104D、1104F、1104H的光电二极管P5到P8经配置以检测绿(G)光，且共享像素单元1104B、1104D、1104F、1104H的光电二极管P1到P4经配置以检测蓝(B)光。

应明白，图11中所展示的共享像素单元1104A、1104B、1104C、1104D、1104E、1104F、1104G、1104H的布置可应用于2x2或2x4或其它共享像素结构。尽管所描绘实例说明其中包含双转换增益晶体管及第二浮动扩散区FD2的双转换增益(DCG)像素单元，但所述布置也可应用于单转换增益(SCG)像素单元配置。还应注意，图11中所描绘的实例还包含在共享像素单元之间连接两个第二浮动扩散区FD2的金属互连件1132A、1132C、1132E、1132G，应明白，金属互连件1132A、1132C、1132E、1132G如上文所描述那样是任选的且可利用也可用第二行选择晶体管RS1提供的合并来移除，如上文所论述。

应注意，图11中所说明的布置与先前所描述布置之间的一个差异是在通过第二行选择晶体管耦合在一起的像素单元的列之间存在像素单元的中间列。例如，如图11中所描绘的实例中所展示，第一列可包含共享像素单元1104A及1104E，所述共享像素单元1104A及1104E通过相应第一及第二行选择晶体管耦合到列位线BL0 1112A。第二列可包含共享像素单元1104C及1104G，所述共享像素单元1104C及1104G通过相应第一行选择晶体管耦合到列位线BL2 1112C。像素单元的第二列包含也经耦合到列位线BL0 1112A的第二行选择晶体管。

然而，图11中所描绘的实例还说明存在耦合到列位线BL1 1112B的像素单元1104B、1104F的第三列。如所描绘实例中所展示，像素单元1104B、1104F的第三列及列位线BL1 1112B经安置在像素单元1104A、1104E的第一列与像素单元1104C、1104G的第二列之间。类似地，像素单元1104C、1104G的第二列及列位线BL2 1112C经安置在像素单元1104B、1104G的第三列与像素单元1104D、1104H的第四列之间，如所展示。

利用如所展示那样连接两个第二浮动扩散区FD2的金属互连件1132A、1132C、1132E、1132G，用两个所连接共享像素单元的16个光电二极管的真实FD合并提供LCG模式读出，而用通过两个源极跟随器的位线合并提供HCG模式读出，其中每一源极跟随器经耦合以从同一2x4共享像素生成8个光电二极管的FD合并信号。在LCG模式读出中，应明白，有效源极跟随器大小加倍，这在与单源极跟随器配置相比时带来更快的位线稳定时间。在没有连接两个第二浮动扩散区FD2的金属互连件1132A、1132C、1132E、1132G的情况下，HCG及LCG模式读出两者仍可经由相应第二行选择RS1晶体管通过两个源极跟随器进行合并。

当需要水平合并(例如，对于相同色彩的4C)时也可应用图11中所展示的共享像素单元的布置。在图11中说明4C色彩图案布置的实例，其中红色(R)、绿色(G)及蓝色(B)滤光片的2x2分组如所展示那样在所述光电二极管上。

图12展示说明根据本发明的教示的包含在像素阵列中的共享像素单元的布置的另一实例，其中利用将共享像素单元耦合到其它像素单元的位线的第二行选择晶体管来实施合并。应明白，图12中所说明的共享像素单元与上文所论述的实例共享像素单元共享类似性，且上文所描述的类似命名及编号的元件在下文类似地耦合及起作用。此外，因此应明白，为了简洁起见，不再十分详细地描述共享像素单元的耦合及操作。还应注意，图12中所描绘的实例出于解释目的而描述光电二极管的2x4布置，但在其它实例中，根据本发明的教示，光电二极管的不同布置，例如光电二极管的2x2布置等可被包含在共享像素单元中。

如所展示，图12中所描绘的实例布置说明根据本发明的教示的双行选择晶体管配置还可应用于用于全分辨率以及合并(例如，2x2、2x4等)模式的RGB拜耳图案彩色滤光片布置。如所述实例中所展示，共享像素单元1204A经耦合到位线BL0 1212A且共享像素单元1204E经耦合到位线BL4 1212E。图12中所说明的每一共享像素单元1204A、1204E包含光电二极管P1到P8，所述光电二极管P1到P8经耦合到浮动扩散区，所述浮动扩散区经耦合到相应源极跟随器晶体管1218A、1218E，如所展示。在所描绘实例中，共享像素单元1204A包含耦合在源极跟随器晶体管1218A的源极区与位线BL0 1212A之间的第一行选择晶体管1220A。共享像素单元1204A还包含耦合在源极跟随器晶体管1218A的源极区与位线BL0 1212A之间的第二行选择晶体管1234A。如先前实例中所提及，双行选择晶体管1220A、1234A的漏极区可在一个实例中被共享，或可在另一实例中通过短金属连接件耦合在一起。继续图12中所描绘的实例，共享像素单元1204E包含耦合在源极跟随器晶体管1218E的源极区与位线BL41212E之间的第一行选择晶体管1220E。共享像素单元1204E还包含耦合在源极跟随器晶体管1218E的源极区与位线BL4 1212E之间的第二行选择晶体管1234E。如先前实例中所提及，双行选择晶体管1220B、1234B的漏极区可在一个实例中被共享，或可在另一实例中通过短金属连接件耦合在一起。

图12中所描绘的实例布置具有可在多种模式下操作的灵活性。例如，在第二行选择晶体管1234A、1234B响应于行选择信号RS1而被关断的情况下，可接通第一行选择晶体管1220A、1220E以分别通过位线BL0 1212A及通过位线BL4 1212E读出个别光电二极管，举例来说共享像素单元1204A、1204E的蓝色(B)光电二极管P1，以进行全分辨率模式(1C)读出。

在另一实例中，在第一行选择晶体管1220A、1220E响应于行选择信号RS0而被关断的情况下，可响应于行选择信号RSl而接通第二行选择晶体管1234A、1234E以通过位线BL01212A读出合并光电二极管，举例来说与共享像素单元1204A、1204E的蓝色(B)光电二极管P5合并的蓝色(B)光电二极管P1，以进行2x2合并模式(4C)读出。在这个实例中，蓝色(B)光电二极管P1及P5图像信号两者在浮动扩散区处从每一共享像素单元1204A、1204E进行电荷合并，且接着通过源极跟随器晶体管1218A、1218E的输出平均化所述信号，接着通过位线BL0 1212A读出所述信号以进行4C合并读出。

当然，应明白，上文出于解释目的而描述蓝色(B)光电二极管P1、P5的读出且可类似地读出红色(R)光电二极管P4、P8及/或绿色(G)光电二极管P2、P6或P3、P7。

图13展示说明根据本发明的教示的包含在像素阵列中的共享像素单元的布置的又一实例，其中利用将共享像素单元耦合到其它像素单元的位线以提供合并而没有串扰的第二行选择晶体管来实施合并。应明白，如图13中所说明的共享像素单元布置与如上文所论述的图12中所说明的实例共享像素单元布置共享许多类似性，且上文所描述的类似命名及编号的元件在下文类似地耦合及起作用。此外，因此应明白，为了简洁起见，不再十分详细地描述共享像素单元的耦合及操作。还应注意，图13中所描绘的实例出于解释目的而描述光电二极管的2x4布置，但在其它实例中，根据本发明的教示，光电二极管的不同布置，例如光电二极管的2x2布置等可被包含在共享像素单元中。

如所展示，图13中所描绘的实例布置说明与图12中所说明的双行选择晶体管RGB图案彩色滤光片布置类似地布置的共享像素单元的32行周期。在所述实例中，行选择信号RS0经配置以接通第一行选择晶体管以进行全分辨率(1C)读出，而行选择信号RS1经配置以关断第二行选择晶体管。图13中描绘这些实例，其中实线经耦合在位线与共享像素单元之间。

在所述实例中，行选择信号RS1经配置以接通第二行选择晶体管以进行2x2合并模式(4C)读出，而行选择信号RS0经配置以关断第一行选择晶体管。图13中描绘这些实例，其中虚线经耦合在位线与共享像素单元之间。

如所展示，响应于用于全分辨率(1C)读出模式的行选择信号RS0，共享像素单元1304-1A经耦合到位线BL0 1312A且共享像素单元1304-1E经耦合到位线BL4 1312E。响应于用于2x2合并(4C)读出模式的行选择信号RS1，共享像素单元1304-1A及共享像素单元1304-1E两者经耦合到位线BL0 1312A。

响应于用于全分辨率(1C)读出模式的行选择信号RS0，共享像素单元1304-2A经耦合到位线BL1 1312B且共享像素单元1304-2E经耦合到位线BL5 1312F。响应于用于2x2合并(4C)读出模式的行选择信号RS1，共享像素单元1304-2A及共享像素单元1304-2E两者经耦合到位线BL1 1312B。

响应于用于全分辨率(1C)读出模式的行选择信号RS0，共享像素单元1304-3A经耦合到位线BL2 1312C且共享像素单元1304-3E经耦合到位线BL6 1312G。响应于用于2x2合并(4C)读出模式的行选择信号RS1，共享像素单元1304-3A及共享像素单元1304-3E两者经耦合到位线BL2 1312C。

响应于用于全分辨率(1C)读出模式的行选择信号RS0，共享像素单元1304-4A经耦合到位线BL3 1312D且共享像素单元1304-4E经耦合到位线BL7 1312H。响应于用于2x2合并(4C)读出模式的行选择信号RS1，共享像素单元1304-4A及共享像素单元1304-4E两者经耦合到位线BL3 1312D。

响应于用于全分辨率(1C)读出模式的行选择信号RS0，共享像素单元1304-5A经耦合到位线BL0 1312A且共享像素单元1304-5E经耦合到位线BL4 1312E。响应于用于2x2合并(4C)读出模式的行选择信号RS1，共享像素单元1304-5A及共享像素单元1304-5E两者经耦合到位线BL4 1312E。

响应于用于全分辨率(1C)读出模式的行选择信号RS0，共享像素单元1304-6A经耦合到位线BL1 1312B且共享像素单元1304-6E经耦合到位线BL5 1312F。响应于用于2x2合并(4C)读出模式的行选择信号RS1，共享像素单元1304-6A及共享像素单元1304-6E两者经耦合到位线BL5 1312F。

响应于用于全分辨率(1C)读出模式的行选择信号RS0，共享像素单元1304-7A经耦合到位线BL2 1312C且共享像素单元1304-7E经耦合到位线BL6 1312G。响应于用于2x2合并(4C)读出模式的行选择信号RS1，共享像素单元1304-7A及共享像素单元1304-7E两者经耦合到位线BL6 1312G。

响应于用于全分辨率(1C)读出模式的行选择信号RS0，共享像素单元1304-8A经耦合到位线BL3 1312D且共享像素单元1304-8E经耦合到位线BL7 1312H。响应于用于2x2合并(4C)读出模式的行选择信号RS1，共享像素单元1304-8A及共享像素单元1304-8E两者经耦合到位线BL7 1312H。

本发明的所说明实例的以上描述，包含摘要中所描述的内容并不意在是详尽性的或将本发明限于所公开的精确形式。虽然本文中出于说明性目的而描述本发明的特定实例，但在本发明的范围内各种修改是可能的，如相关领域的技术人员将认识到。

鉴于以上详细地描述，可对本发明进行这些修改。所附权利要求书中所使用的术语不应被解释为将本发明限于说明书中所公开的特定实施例。相反，本发明的范围将完全由所附权利要求书确定，所附权利要求书将根据权利要求解释的既定原则来解释。