JP2005228956A - 固体撮像装置および撮像システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 光電変換領域となるPN接合領域1、PN接合領域1から出力される電荷を保持するフローティングディフュージョン領域2、フローティングディフュージョン領域2の電荷を増幅する増幅用トランジスタ5、少なくともフローティングディフュージョン領域2と増幅用トランジスタ5のゲート電極、リセット用MOSトランジスタ10とを接続する配線4、を備えた複数の画素と、増幅用トランジスタからの信号が出力される信号出力線8と、を有する固体撮像装置において、少なくとも、一の画素の配線8又は一の画素のフローティングディフュージョン領域2及び配線4と、隣接する他の画素の信号出力線8との間に、シールド線8、9を有する。
【選択図】 図1
Description
少なくとも、一の画素の前記配線又は一の画素の前記フローティングディフュージョン領域及び配線と、該一の画素と隣接する他の画素の前記信号出力線との間に、シールド線を有することを特徴とする。
前記信号出力線は前記前記フローティングディフュージョン領域の周囲で、前記フローティングディフュージョン領域を迂回するように形成されていることを特徴とする。
前記配線の少なくとも一部は前記信号出力線を含む他の配線よりも幅が広く形成されていることを特徴とする固体撮像装置。
一の画素の前記フローティングディフュージョン領域及び前記配線の容量をCfdとし、前記一の画素のフローティングディフュージョン領域及び配線と、前記一の画素に隣接する他の画素の信号出力線との間の容量をCpとしたとき、Cp/Cfdが1.4%以下であることを特徴とする。
(実施形態1)
図1は本発明の第1の実施形態に係わる固体撮像装置のレイアウトを示す平面図であり、図2は図1のA−A’断面図、図3は図1のB−B’断面図である。
図2及び図3に示すように、GND配線をFD配線と信号出力線との間に配置することで、FD配線(又はFD領域とFD配線)と隣接する画素の信号出力線間の容量結合を低減し、混色を低減することができる。FD領域の周囲のみに図2に示すようなシールド線を設けたり、FD領域の周囲を除いて図3に示すようなシールド線を設けても寄生容量を低減する効果は得られるが、FD領域の周囲及びその周囲以外の領域の両者にシールド線を設けることがより寄生容量を低減できるので、より好ましいことは勿論である。またFD領域の周囲以外でも図2のようなシールド線の構成をとってもよい。さらに、GND配線8又はGND配線9の一方を設けるだけでも寄生容量を低減する効果を得ることができる。
Vfd(n)=Cp/(Cfd+Cp)×Vsig(n-1)
Cfd>>Cpのとき
Vfd(n)は、Cp/Cfd×Vsig(n-1)と考えることができる。
(実施形態2)
図7は本発明の第2の実施形態に係わる固体撮像装置のレイアウトを示す平面図である。図1の構成部材と同一構成部材については同一符号を付して説明を省略する。本実施形態は、GND配線を設けず、信号出力線7はFD領域の周囲で「コ」の字状とされてPN接合領域上に設けられ、FD領域を迂回することで、FD部と信号出力線との寄生容量を低減したものである。
(実施形態3)
図8は本発明の第3の実施形態に係わる固体撮像装置のレイアウトを示す平面図である。図1の構成部材と同一構成部材については同一符号を付して説明を省略する。本実施形態では、FD配線4の少なくとも一部を、信号出力線8等の他の配線よりも幅が広くなるように形成することでFD配線の面積を広げ、寄生容量Cpを除くFD部の容量Cfdを大きくし、Cp/Cfdの値を小さくして混色を低減させた。FD配線の幅はCfdに対するCpの比率が1.4%以下となるように設定される。
2 フローティングディフュージョン領域(FD領域)
3 転送用MOSトランジスタ
4 フローティングディフュージョン配線(FD配線)
5 増幅用トランジスタ
6 選択用トランジスタ
7,71,72 信号出力線
8 第1GND線
9 第2GND線
10 リセット用トランジスタ
Claims (18)
- 光電変換領域、前記光電変換領域から出力される電荷を保持するフローティングディフュージョン領域、前記フローティングディフュージョン領域の電荷を増幅するアンプ、少なくとも一端が前記フローティングディフュージョン領域と接続されている配線、を備えた複数の画素と、前記アンプからの信号が出力される信号出力線と、を有する固体撮像装置において、
少なくとも、一の画素の前記配線又は一の画素の前記フローティングディフュージョン領域及び配線と、該一の画素と隣接する他の画素の前記信号出力線との間に、シールド線を有することを特徴とする固体撮像装置。 - 請求項1に記載の固体撮像装置において、前記配線の一部が前記アンプの入力部と接続されていることを特徴とする固体撮像装置。
- 請求項1に記載の固体撮像装置において、前記画素は前記フローティングディフュージョン領域をリセットするリセット手段を有し、前記配線の一部が前記リセット手段と接続されていることを特徴とする固体撮像装置。
- 請求項1から3のいずれか1項に記載の固体撮像装置において、前記複数の画素はそれぞれ、前記フローティングディフュージョン領域のすくなくとも一部と前記信号出力線が前記光電変換領域をはさむ位置に配置されていることを特徴とする固体撮像装置。
- 請求項1から4のいずれか1項に記載の固体撮像装置において、前記一の画素のフローティングディフュージョン領域と前記隣接する画素の信号出力線との間の距離にくらべ前記シールド線と前記フローティングディフュージョン領域との間の距離が短いことを特徴とする固体撮像装置。
- 請求項1から5のいずれか1項に記載の固体撮像装置において、前記シールド線の少なくとも一部が、前記配線と同一の配線層で形成されていることを特徴とする固体撮像装置。
- 請求項1から5のいずれか1項に記載の固体撮像装置において、前記シールド線の少なくとも一部が、前記信号出力線と同一の配線層で形成されていることを特徴とする固体撮像装置。
- 請求項1から5のいずれか1項に記載の固体撮像装置において、前記シールド線の少なくとも一部が、前記配線と同一の第1の配線層と、前記信号出力線と同一の第2の配線層とで構成されていることを特徴とする固体撮像装置。
- 請求項8に記載の固体撮像装置において、前記第1及び第2の配線層で形成されるシールド線の一部は前記フローティングディフュージョン領域の周囲に設けられていることを特徴とする固体撮像装置。
- 請求項1から5のいずれか1項に記載の固体撮像装置において、前記フローティングディフュージョン領域の周囲を除く領域で、前記配線と前記信号出力線と前記シールド線は同一の配線層で形成されていることを特徴とする固体撮像装置。
- 光電変換領域、前記光電変換領域から出力される電荷を保持するフローティングディフュージョン領域、前記フローティングディフュージョン領域の電荷を増幅するアンプ、少なくとも一端が前記フローティングディフュージョン領域と接続されている配線、を備えた複数の画素と、前記アンプからの信号が出力される信号出力線と、を有する固体撮像装置において、
前記信号出力線は前記前記フローティングディフュージョン領域の周囲で、前記フローティングディフュージョン領域を迂回するように形成されていることを特徴とする固体撮像装置。 - 光電変換領域、前記光電変換領域から出力される電荷を保持するフローティングディフュージョン領域、前記フローティングディフュージョン領域の電荷を増幅するアンプ、少なくとも一端が前記フローティングディフュージョン領域と接続されている配線、を備えた複数の画素と、前記アンプからの信号が出力される信号出力線と、を有する固体撮像装置において、
前記配線の少なくとも一部は前記信号出力線を含む他の配線よりも幅が広く形成されていることを特徴とする固体撮像装置。 - 光電変換領域、前記光電変換領域から出力される電荷を保持するフローティングディフュージョン領域、前記フローティングディフュージョン領域の電荷を増幅するアンプ、少なくとも一端が前記フローティングディフュージョン領域と接続されている配線、を備えた複数の画素と、前記アンプからの信号が出力される信号出力線と、を有する固体撮像装置において、
一の画素の前記フローティングディフュージョン領域及び前記配線の容量をCfdとし、前記一の画素のフローティングディフュージョン領域及び配線と、前記一の画素に隣接する他の画素の信号出力線との間の容量をCpとしたとき、Cp/Cfdが1.4%以下であることを特徴とする固体撮像装置。 - 請求項11から13のいずれか1項に記載の固体撮像装置において、前記配線の一部が前記アンプの入力部と接続されていることを特徴とする固体撮像装置。
- 請求項11から13のいずれか1項に記載の固体撮像装置において、前記画素は前記フローティングディフュージョン領域をリセットするリセット手段を有し、前記配線の一部が前記リセット手段と接続されていることを特徴とする固体撮像装置。
- 請求項13に記載の固体撮像装置において、前記Cp/Cfdが0.8%以下であることを特徴とする固体撮像装置。
- 請求項13に記載の固体撮像装置において、前記Cp/Cfdが0.4%以下であることを特徴とする固体撮像装置。
- 請求項1〜17のいずれかの請求項に記載の固体撮像装置と、該固体撮像装置へ光を結像する光学系と、該固体撮像装置からの出力信号を処理する信号処理回路とを有することを特徴とする撮像システム。
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