JP5963450B2 - 撮像装置および撮像システム - Google Patents
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Description
また、特許文献2においては、配線の具体的な配置に関しては一切検討されていない。
本発明の第1の実施形態について、図1を例に説明する。説明のため図1においては、本実施形態に関係する配線のみ示している。撮像装置の動作のために、さらに複数の配線が配されうる。例えばトランジスタのゲート制御線、画素列に設けられた信号出力線などである。
本発明の実施例1について図面を用いて説明する。本明細書において、同色の光電変換部に対応する部分については、同じ符号の後に異なるアルファベットを付けて示す。例えば、同色のPDであれば、PD3A、PD3Bとする。同色の光電変換部からの信号を増幅する増幅トランジスタであれば、増幅トランジスタ7A、7Bとする。これは、以降の全ての実施例について共通である。
本発明の実施例2について図2を用いて説明する。本実施例において実施例1と異なるところは、電源配線2A〜2Cに接続される増幅トランジスタとリセットトランジスタの組み合わせが異なることである。実施例1と同様の機能を有する部分には同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。以下では実施例1と異なる部分について説明する。説明が省略された部分については、実施例1と同様である。
本発明の実施例3について図3を用いて説明する。本実施例において実施例1及び実施例2と異なるところは、電源配線2A〜2Cに接続される増幅トランジスタとリセットトランジスタの組み合わせが異なることである。実施例1または実施例2と同様の機能を有する部分には同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。説明が省略された部分については、実施例1または実施例2と同様である。
本発明の実施例4について図4を用いて説明する。本実施例においては、電源配線2A〜2Cのレイアウトが実施例1〜3と異なる。実施例1〜3のいずれかと同様の機能を有する部分には同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。説明が省略された部分については、実施例1〜3のいずれかと同様である。
このような構成によれば、同色のカラーフィルタを有する光電変換部からの信号を読み出すための2つの増幅トランジスタに、同一の電源配線から電源電圧を供給することができる。そのため、増幅トランジスタの特性の差を低減することができる。その結果、画質を向上させることが可能である。
本発明の実施例5について図5及び図6を用いて説明する。本実施例においては、2行2列に配された4つの光電変換部に同じ波長帯の光を透過する波長選択部が配されたことが特徴である。実施例1〜4のいずれかと同様の機能を有する部分には同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。説明が省略された部分については、実施例1〜4のいずれかと同様である。
電源配線2Aの第2方向に沿った第2導電部材は異なる色の2つのPDの間に配される。そして、電源配線2Aの第1方向に沿った第1導電部材が配されることによって、4つの増幅トランジスタ7A〜7Dが電源配線2Aに電気的に接続される。
本発明の第2の実施形態について、図7を例に説明する。説明のため図7においては、本実施形態に関係する配線のみ示している。撮像装置の動作のために、さらに複数の配線が配されうる。例えばトランジスタのゲート制御線、画素列に設けられた信号出力線などである。
本発明の実施例6について図面を用いて説明する。本明細書において、1つのレンズの下に配された光電変換部に対応する部分については、同じ符号の後に異なるアルファベットを付けて示す。例えば、1つのレンズの下に配されたPDであれば、PD3A、PD3Bとする。1つのレンズの下に配された光電変換部からの信号を増幅する増幅トランジスタであれば、増幅トランジスタ7A、7Bとする。
実施例6に実施例2〜5の構成を組み合わせたものも本実施形態に含まれる。これらの実施例では、実施例2〜5において、複数の同色の光電変換部に対して、カラーフィルタの代わりに1つのマクロレンズが配置される。例えば、図2〜図4において、PD3A、3Bが第1のマイクロレンズの下に配され、PD4A、4Bが第2のマイクロレンズの下に配される。また、図5、図6において、PD3A、3B、3C、3Dが第1のマイクロレンズの下に配され、PD4A、4B、4C、4Dが第2のマイクロレンズの下に配される。この場合、カラーフィルタ106、107が配されていてもよいし、配されなくてもよい。
2A、2B、2C 電源配線
3A、3B、4A、4B 光電変換部(フォトダイオード)
7A、7B、8A、8B 増幅トランジスタ
9A、9B、10A、10B リセットトランジスタ
11A、11B、12A、12B 選択トランジスタ
801、802 マイクロレンズ
Claims (12)
- 複数の光電変換部と、
電源電圧を供給する電源配線と、を有する撮像装置であって、
前記複数の光電変換部には、第1の波長帯の光が入射する第1光電変換部及び第2光電変換部と、第2の波長帯の光が入射する第3光電変換部とが含まれ、
前記第1光電変換部と前記第2光電変換部とが隣り合うように、かつ、前記第2光電変換部と前記第3光電変換部とが隣り合うように、前記第1光電変換部、第2光電変換部、及び前記第3光電変換部が、第1方向に沿って配され、
前記電源配線は前記第1方向に沿って配された第1導電部材と、前記第1導電部材と電気的に接続され、前記第1方向と交差する第2方向に沿って配された第2導電部材とを有し、
前記第2導電部材は、前記第2光電変換部と前記第3光電変換部との間に配され、
前記第1光電変換部からの信号を読み出すための第1トランジスタ、及び前記第2光電変換部からの信号を読み出すための第2トランジスタが、いずれも前記電源配線に電気的に接続され、
前記第1トランジスタ及び前記第2トランジスタの前記電源配線との接続部は、前記第1及び前記第2光電変換部と、前記第1及び第2光電変換部と前記第2方向において隣り合う光電変換部との間の領域に配されており、
前記第1導電部材は、前記第2導電部材から前記接続部まで配されて、前記接続部と電気的に接続されることを特徴とする撮像装置。 - 複数の光電変換部と、
電源電圧を供給する電源配線と、を有する撮像装置であって、
前記複数の光電変換部には、第1のレンズの下に配された第1光電変換部及び第2光電変換部と、第2のレンズの下に配された第3光電変換部とが含まれ、
前記第1光電変換部と前記第2光電変換部とが隣り合うように、かつ、前記第2光電変換部と前記第3光電変換部とが隣り合うように、前記第1光電変換部、前記第2光電変換部、及び前記第3光電変換部が、第1方向に沿って配され、
前記電源配線は前記第1方向に沿って配された第1導電部材と、前記第1導電部材と電気的に接続され、前記第1方向と交差する第2方向に沿って配された第2導電部材とを有し、
前記第2導電部材は、前記第2光電変換部と前記第3光電変換部との間に配され、
前記第1光電変換部からの信号を読み出すための第1トランジスタ、及び前記第2光電変換部からの信号を読み出すための第2トランジスタが、いずれも前記電源配線に電気的に接続され、
前記第1トランジスタ及び前記第2トランジスタの前記電源配線との接続部は、前記第1及び前記第2光電変換部と、前記第1及び第2光電変換部と前記第2方向において隣り合う光電変換部との間の領域に配されており、
前記第1導電部材は、前記第2導電部材から前記接続部まで配されて、前記接続部と電気的に接続されることを特徴とする撮像装置。 - 前記第1トランジスタは、前記第1光電変換部の電荷に基づく信号を出力する第1増幅トランジスタであり、
前記第2トランジスタは、前記第2光電変換部の電荷に基づく信号を出力する第2増幅トランジスタであり、
前記第1増幅トランジスタのドレイン及び前記第2増幅トランジスタのドレインが前記電源配線に電気的に接続されたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の撮像装置。 - 前記第1光電変換部の電荷に基づく信号を出力する第1増幅トランジスタと、
記第2光電変換部の電荷に基づく信号を出力する第2増幅トランジスタと、を有し、
前記第1トランジスタは、前記第1増幅トランジスタの入力ノードをリセットする第1リセットトランジスタであり、
前記第2トランジスタは、前記第2増幅トランジスタの入力ノードをリセットする第2リセットトランジスタであり、
前記第1リセットトランジスタのドレイン及び前記第2リセットトランジスタのドレインが前記電源配線に電気的に接続されたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の撮像装置。 - 前記第1トランジスタは、前記第1光電変換部を選択する第1選択トランジスタであり、
前記第2トランジスタは、前記第2光電変換部を選択する第2選択トランジスタであり、
前記第1選択トランジスタのドレイン及び前記第2選択トランジスタのドレインが前記電源配線に電気的に接続されたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の撮像装置。 - 前記第1トランジスタのドレイン及び前記第2トランジスタのドレインが共通の半導体領域で構成され、
前記共通の半導体領域がコンタクトプラグを介して前記電源配線に電気的に接続されたことを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の撮像装置。 - 前記第1増幅トランジスタの前記ドレインと、前記第2増幅トランジスタの前記ドレインとが、共通のコンタクトプラグを介して前記電源配線に接続され、
前記第2増幅トランジスタのゲートの電圧をリセットする第2リセットトランジスタと、前記第3光電変換部の信号を出力する第3増幅トランジスタのゲートの電圧をリセットする第3リセットトランジスタとが、共通のコンタクトプラグを介して前記電源配線に接続されたことを特徴とする請求項3に記載の撮像装置。 - 前記複数の光電変換部からの信号が出力される複数の出力線を有し、
前記出力線は前記第2方向に沿って配され、
前記電源配線の前記第2導電部材と前記出力線とが、同一の配線層に配されたことを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか一項に記載の撮像装置。 - 複数の配線層を有し、
前記第1導電部材と前記第2導電部材とは、異なる配線層に配され、
前記第1導電部材と前記第2導電部材とがビアプラグで接続されたことを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれか一項に記載の撮像装置。 - 前記複数の光電変換部のそれぞれが、光電変換によって発生した信号電荷が蓄積される第1導電型の第1半導体領域と、前記第1半導体領域と接するように配された第2導電型の第2半導体領域とを含み、
前記第1光電変換部と前記第2光電変換部との間に第1のポテンシャルバリアが形成され、前記第2光電変換部と前記第3光電変換部との間に第2のポテンシャルバリアが形成され、
前記第2半導体領域と接続され、前記第2半導体領域に電圧を供給するコンタクトプラグを有し、
前記コンタクトプラグから前記第1のポテンシャルバリアまでの距離が、前記コンタクトプラグから前記第2のポテンシャルバリアまでの距離より短いことを特徴とする請求項1乃至請求項9のいずれか一項に記載の撮像装置。 - 前記複数の光電変換部のそれぞれが、光電変換によって発生した信号電荷が蓄積される第1導電型の第1半導体領域と、前記第1半導体領域と接するように配された第2導電型の第2半導体領域とを含み、
前記第2半導体領域と接続され、前記第2半導体領域に電圧を供給するコンタクトプラグを有し、
前記コンタクトプラグから前記第1光電変換部までの距離、及び前記コンタクトプラグから前記第2光電変換部までの距離は、いずれも前記コンタクトプラグから前記第3光電変換部までの距離より短いことを特徴とする請求項1乃至請求項9のいずれか一項に記載の撮像装置。 - 請求項1乃至請求項11のいずれか一項に記載の撮像装置と、
前記撮像装置からの信号を処理する信号処理装置と、
を有することを特徴とする撮像システム。
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