CN104469198A - 固体摄像装置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种固体摄像装置及其控制方法，该固体摄像装置具备：单位单元，包括根据入射的光生成信号电荷的光电转换元件和检测上述光电转换元件的信号的信号检测部；垂直信号线，被供给上述信号检测部的复位状态下的上述单位单元的复位信号及上述信号检测部的上述信号电荷的保持状态下的上述单位单元的像素信号；及第一布线，经由电容元件与上述信号检测部连接，在上述复位信号从上述单位单元向上述垂直信号线供给时，上述第一布线从上述垂直信号线电分离，在上述复位信号被采样前，上述第一布线与上述垂直信号线连接，在第一布线与垂直信号线连接的状态下，上述像素信号从上述单位单元向上述垂直信号线供给，供给至垂直信号线的上述像素信号被采样。

Description

固体摄像装置及其控制方法
本申请享受以日本专利申请2013－191137号（申请日：2013年9月13日）为基础申请的优先权。本申请通过参照该基础申请而包含基础申请的全部内容。
技术领域
本发明涉及固体摄像装置及其控制方法。
背景技术
以CMOS图像传感器为首的固体摄像装置在当前以数码相机、视频电影摄像机或者监视摄像机等多样的用途而被使用。
对于使用了上述的图像传感器的设备，要求在对暗的被摄体进行摄像时能够以高的S/N比进行摄像，在对充分明亮的被摄体进行摄像时能够确保图像的输出分辨率。
进一步，在近年，要求相机尺寸的缩小以及高分辨率，所以具有缩小图像传感器的像素尺寸的趋势。
发明内容
本发明要解决的课题在于提供一种能够维持图像传感器的低消耗功率、并且能够同时确保S/N比以及输出信号的线性的固体摄像装置及其控制方法。
一实施方式的固体摄像装置具备：
单位单元，该单位单元包括根据入射的光生成信号电荷的光电转换元件和检测上述光电转换元件的信号的信号检测部；
垂直信号线，被供给上述信号检测部的复位状态下的上述单位单元的复位信号及上述信号检测部的上述信号电荷的保持状态下的上述单位单元的像素信号；以及
第一布线，经由电容元件与上述信号检测部连接，
在上述复位信号从上述单位单元向上述垂直信号线供给时，上述第一布线从上述垂直信号线电分离，
在上述复位信号被采样前，上述第一布线与上述垂直信号线连接，
在上述第一布线与上述垂直信号线连接的状态下，上述像素信号从上述单位单元向上述垂直信号线供给，供给至上述垂直信号线的上述像素信号被采样。
另一实施方式的固体摄像装置具备：
单位单元，该单位单元包括设置于半导体基板内且根据入射的光生成信号电荷的光电转换元件和设置于上述半导体基板内且检测上述光电转换元件的信号的信号检测部；
垂直信号线，被供给上述信号检测部的复位状态下的上述单位单元的复位信号及上述信号检测部的上述信号电荷的保持状态下的上述单位单元的像素信号，并且该垂直信号线设置于半导体基板上的层间绝缘膜；
电容元件，连接于上述信号检测部与第一布线之间；以及
第二布线，与上述信号检测部连接。
进而，另一实施方式的固体摄像装置的控制方法，包括：
在单位单元内所包含的光电转换元件内积聚信号电荷，上述信号电荷基于入射到光电转换元件的光而生成；
以电容元件的静电电容被附加到上述单位单元内所包含的信号检测部的状态，将上述单位单元的复位信号向上述单位单元所连接的垂直信号线输出，上述复位信号为上述信号检测部的复位状态下的上述单位单元的信号；
在上述复位信号被信号处理单元采样前，将上述电容元件的静电电容从浮动传播区移除；以及
在上述复位信号被上述信号处理单元采样后，将从上述信号检测部去除了上述电容元件的静电电容的状态下的上述单位单元的像素信号向上述垂直信号线供给，上述像素信号与上述信号检测部所保持的上述信号电荷的量对应。
根据上述结构的固体摄像装置及其控制方法，能够维持图像传感器的低消耗功率，并且能够同时确保S/N比以及输出信号的线性。
附图说明
图1为表示固体摄像装置的整体结构的一例的图。
图2为示意性地表示固体摄像装置的整体构造的一例的剖视图。
图3为示意性地表示第一实施方式的固体摄像装置的内部结构的等效电路图。
图4为示意性地表示第一实施方式的固体摄像装置的构造例的俯视图。
图5为示意性地表示第一实施方式的固体摄像装置的构造例的剖视图。
图6为表示第一实施方式的固体摄像装置的动作例的定时图。
图7为表示第二实施方式的固体摄像装置的动作例的定时图。
图8为示意性地表示第三实施方式的固体摄像装置的构造例的俯视图。
图9为示意性地表示第三实施方式的固体摄像装置的构造例的剖视图。
图10以及图11为用于说明实施方式的固体摄像装置的变形例的图。
图12为用于说明实施方式的固体摄像装置的应用例的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本实施方式进行详细地说明。在以下的说明中，对具有相同功能以及结构的要素，标记相同符号，根据需要进行重复的说明。
一种固体摄像装置，具备：单位单元，该单位单元包括根据入射的光生成信号电荷的光电转换元件和检测上述光电转换元件的信号的信号检测部；垂直信号线，被供给上述信号检测部的复位状态下的上述单位单元的复位信号及上述信号检测部的上述信号电荷的保持状态下的上述单位单元的像素信号；以及第一布线，经由电容元件与上述信号检测部连接，在上述复位信号从上述单位单元向上述垂直信号线供给时，上述第一布线从上述垂直信号线电分离，在上述复位信号被采样前，上述第一布线与上述垂直信号线连接，在上述第一布线与上述垂直信号线连接的状态下，上述像素信号从上述单位单元向上述垂直信号线供给，供给至上述垂直信号线的上述像素信号被采样。
［实施方式］
（1）第一实施方式
参照图1～图6，对第一实施方式涉及的固体摄像装置进行说明。
（a）结构
使用图1～图5，对第一实施方式涉及的固体摄像装置的结构进行说明。
图1为示意性地表示第一实施方式的固体摄像装置的整体结构的框图。
如图1所示，本实施方式的固体摄像装置包括作为摄像设备的图像传感器10以及信号处理电路11。图像传感器10例如为CMOS图像传感器。
图像传感器10包括像素阵列12、垂直移位寄存器13、定时控制电路15、相关双采样电路（CDS电路）16、模数转换电路（ADC电路）17以及行存储器18。CDS电路16以及ADC电路17为了信号处理，通过来自定时控制电路15的控制信号对来自像素的信号进行钳位以及保持。
像素阵列12设置于图像传感器10的摄像区域。像素阵列12包括沿着像素阵列12的水平方向（行方向、X方向）以及垂直方向（列方向、Y方向）配置成阵列状的多个像素。
垂直移位寄存器13为了控制像素阵列12内的各像素的读取，依次扫描像素阵列12的行。
各像素包括作为光电转换元件的光电二极管。光电二极管生成与入射到各像素的光量对应的信号电荷。包括像素、来自像素的信号的信号检测部以及用于控制像素动作的元件的单位单元设置于像素阵列12内。
生成的信号电荷通过CDS电路16以及ADC电路17被实施噪声的消除、AD转换，并且被转换成数字数据（数字信号）。
行存储器18保持像素阵列的1行的量的像素的信号（数字数据）。
定时控制电路15控制图像传感器10内的各电路13、16、17、18的动作定时。
数字数据被输出至信号处理电路11。
信号处理电路11对来自图像传感器10的数字数据，进行例如镜头阴影修正、缺陷修正、噪声减少处理。
上述的信号处理后的数据例如被输出至固体摄像装置的外部，并且在图像传感器10内被反馈控制。
参照图2～图5，对本实施方式的图像传感器的结构进行说明。
图2为示意性地表示本实施方式的图像传感器的整体构造的剖视图。
半导体基板30具有第一面、以及在相对于第一面垂直的方向上与第一面对置的第二面。在下面，将半导体基板30的第一面叫做半导体基板30的表面，将半导体基板30的第二面叫做半导体基板30的背面。在不区分半导体基板30的表面与背面的情况下，将半导体基板30的表面/背面叫做半导体基板30的主面。
例如，本实施方式的图像传感器10是半导体基板30的背面侧（第二面侧）成为来自被摄体的光的受光面的背面照射式（Back-side illuminationtype）图像传感器。
如图2所示，在本实施方式的图像传感器10中，图像传感器10内的像素阵列12以及图像传感器10内的模拟电路或者逻辑电路所形成的区域（在下面，叫做外围电路区域）125设置于1个半导体基板（芯片）30内。另外，图1的信号处理电路11也可以形成于外围电路区域125内，也可以作为与图像传感器的芯片（封装）不同的芯片（封装）被提供。
在像素阵列12与外围电路区域125之间，设置有元件分离区域。互相相邻的单位单元UC以及其含有的像素通过元件分离区域被分离。各单位单元UC以及像素的形成区域被元件分离区域包围。通过元件分离区域，半导体基板30内的各区域在半导体基板30内被电分离。
在图2中，为了简化图示，单位单元UC的结构元件之中，只图示出光电二极管21、读出晶体管22以及浮动传播区6。
如图2所示，光电二极管21在像素阵列12的单位单元UC的形成区域（在下面，叫做单位单元形成区域UC）中，形成于半导体基板（或者半导体层）30内。
光电二极管21是由设置于N型（或者P型）半导体基板30内的至少1个杂质层（杂质半导体区域）210而形成。光电二极管21对入射到光电二极管21内光进行光电转换。与通过光电二极管21进行了光电转换的入射光的光量对应的电荷在光电二极管21的杂质层210内产生，且积聚于杂质层210内。为了使光电二极管21的特性（例如，灵敏度）提高，也可以通过导电型以及杂质浓度不同的多个杂质层，形成光电二极管21。
在半导体基板30的表面侧，表面屏蔽层211设置于光电二极管21内，在半导体基板30的背面侧，背面屏蔽层219设置于单位单元形成区域的半导体基板30内。表面以及背面屏蔽层211、219减少相对于光电二极管21的杂质的扩散，抑制光电二极管21的特性劣化，例如暗电流的增大。
光电二极管21经由读出晶体管22，与作为信号检测部6的浮动传播区6连接。浮动传播区6是设置于半导体基板30内的扩散层（杂质半导体区域）60。
作为浮动传播区的扩散层60经由接触插塞CP以及布线（信号检测线），与放大晶体管26连接。
读出晶体管22的栅极电极222隔着栅极绝缘膜221设置于光电二极管21与浮动传播区6之间的半导体区域上。例如，在半导体基板30内形成的杂质层（未图示）作为读出晶体管22的源极以及漏极而使用。光电二极管21含有的杂质层、或者作为浮动传播区6的杂质层也可以作为读出晶体管22的源极以及漏极而使用。
设置于元件分离区域内的元件分离层98以包围互相相邻的单位单元UC以及互相相邻的光电二极管21的方式，设置于半导体基板30内。元件分离层98将互相相邻的单位单元UC以及互相相邻的光电二极管21电分离。像素阵列12内的元件分离层98由例如杂质层（在下面，叫做元件分离杂质层）形成。另外，像素阵列12内的元件分离层98也可以是STI构造的绝缘膜（元件分离绝缘膜）。
在外围电路区域125内，设置有例如垂直移位寄存器13、CDS电路16以及ADC电路17等。
P型或者N型的阱区域39设置于外围电路区域125内。在阱区域39内，设置有如电阻元件、电容元件以及场效应晶体管那样的图像传感器10的外围电路的结构元件。在图2中，为了简化图示，只示出了作为外围电路的结构元件的场效应晶体管7。
在外围电路区域125内，场效应晶体管（例如，MOS晶体管）7设置于阱区域39内。在阱区域39内，设置有作为晶体管7的源极/漏极的2个杂质层（扩散层）73。在2个扩散层73间的阱区域39上的栅极绝缘膜71上，设置有栅极电极72。场效应晶体管7为P沟道还是N沟道、或者为增强型还是耗尽型，是与设置有场效应晶体管7的阱区域39的导电型、或者作为源极/漏极的杂质区域（扩散层）73的导电型相对应的。
晶体管22、晶体管7的栅极电极222、栅极电极72以及光电二极管21的上表面（表面屏蔽层211）被设置于半导体基板30的表面侧的多层布线构造的层间绝缘膜90覆盖。
例如，晶体管22、晶体管7的栅极电极222、栅极电极72，晶体管22、晶体管7的源极/漏极73、以及在半导体基板30上形成的元件的端子经由接触插塞92，与从半导体基板30侧数位于第1个（最下层）布线水平面的导电层（布线）91连接。各层间绝缘膜90内的导电层91经由插塞92，与上层（或者下层）的布线水平面的导电层91连接，从而设置于半导体基板30上的多个元件互相连接。由此，形成图像传感器10内含有的多个电路。
对于布线91，使用例如铝（Al）布线、波形花纹构造的铜（Cu）布线。在层间绝缘膜90内，设置有由与布线91相同材料构成的虚拟层、遮光膜。通过虚拟层，层间绝缘膜的覆盖率（单位面积内的布线图案的比率）被调整成规定的值。通过遮光膜，抑制相对于光电二极管21所不需要的光的入射。
这样，通过多层布线技术，层叠了的层间绝缘膜90包括设置于各布线水平面的多层构造的布线91。
在最上层的层间绝缘膜90上，设置有支承基板85。通过支承基板85，支承背面照射式图像传感器10。支承基板85例如，隔着粘接层（保护层、平整层）88，层叠在层间绝缘膜90上。对于支承基板85，使用例如硅基板、绝缘基板。通过重布线技术形成的布线（未图示）也可以设置于支承基板85与层间绝缘膜90之间。
例如，最上层的层间绝缘膜90内的导电层（布线）91或者支承基板85上（或者内部）的金属层（未图示）作为图像传感器10的表面侧的衬垫而使用。
在半导体基板30的背面侧，在相对于半导体基板30的主面垂直的方向与像素阵列12重叠的区域内，设置有彩色过滤器CF以及微透镜阵列ML。由此，对各光电二极管（像素）照射规定波长区域的光。彩色过滤器CF具有例如拜耳图案、RGBW图案等的色素膜的排列图案。
在半导体基板30内，设置有贯通电极83。通过贯通电极83，半导体基板30的表面侧的布线/插塞91、92与半导体基板30的背面侧的布线/衬垫81连接。贯通电极83通过TSV（ThroughSiliconVia）技术形成，贯通电极83由例如含有高浓度的杂质的多晶硅或者金属构成。贯通电极83以充满在半导体基板30的内部形成的贯通孔的方式，埋入半导体基板30内。
例如，在半导体基板30的背面侧，设置有覆盖单位单元UCX的遮光膜81X。像素阵列12内的被遮光膜81X所覆盖的区域129是光学黑体区域（以下，表述为OB区域或者遮光区域）129。遮光膜81X使用与背面侧的布线以及衬垫81相同的材料，能够实质上同时形成。例如，在OB区域129中，颜色不同的多个滤色片的层叠膜CFX也可以设置于该膜CFX与遮光膜81X上下重合的位置。由此，提高相对OB区域129的遮光性。
通过OB区域129内的单位单元UCX，生成像素阵列12（例如，复位晶体管或者放大晶体管）的基准电位（黑电平）或者用于有效区域内的单位单元UC中的暗电流的修正的电位（或者电流）。在下面，将像素阵列12内的OB区域129以外的区域叫做有效区域。
图3为示意性地表示本实施方式的图像传感器10的像素阵列以及其附近的电路的等效电路图。
如图3所示，在本实施方式的图像传感器的像素阵列12内，多个像素21A、21B配置成矩阵状。
在本实施方式中，图像传感器10的像素阵列12具有2像素1单元构造。2像素1单元构造具有1个单位单元UC包括2个像素的电路结构。
多个单位单元UC在像素阵列12内配置成矩阵状。各单位单元UC设置于像素阵列12内的控制线RDA、RDB、RST、ADR与信号线VSL的交叉位置。为了将用于控制单位单元UC的动作（导通/截止）的信号供给至单位单元UC，控制线RDA、RDB、RST、ADR设置于像素阵列12内。为了将通过光电二极管（像素）21A、21B进行光电转换了的信号输出至单位单元UC的外部，信号线（第一布线）VSL设置于像素阵列12内。
在2像素1单元构造的单位单元UC中，作为像素（单位单元）的信号检测部6的1个浮动传播区6相对2个光电二极管21A、21B被共有化。单位单元UC除了光电二极管21A、21B以及浮动传播区6，还包括例如2个读出晶体管22A、22B、复位晶体管24、寻址晶体管25以及放大晶体管26。通过光电二极管21A、21B与多个晶体管22A、22B、24、25、26，形成像素电路。
在2像素1单元构造的单位单元UC中，以各读出晶体管22A、22B分别与各光电二极管21A、21B对应的方式，2个读出晶体管22A、22B设置于单位单元UC内。在2像素1单元构造的单位单元UC中，复位晶体管24、寻址晶体管25以及放大晶体管26被2个光电二极管21A、21B共有。
光电二极管21A、21B的阳极与固定电位连接，例如，被接地。光电二极管21A、21B的阴极经由读出晶体管22A、22B的电流路径，分别与浮动传播区6连接。
光电二极管21A、21B将从微透镜以及彩色过滤器通过且入射到光电二极管的光转换成信号电荷（电信号），并积聚该电荷。在下面，对于不区分光电二极管21A、21B的情况，表述为光电二极管21。
各读出晶体管22A、22B控制各光电二极管21A、21B的信号电荷的积聚以及传送。读出晶体管22A、22B的栅极分别与读取控制线RDA、RDB连接。读出晶体管22A、22B的电流路径的一端分别与光电二极管21A、21B的阴极连接。读出晶体管22A、22B的电流路径的另一端与浮动传播区6连接。在下面，对于不区分读出晶体管22A、22B的情况，表述为读出晶体管22。
复位晶体管24将浮动传播区6的电位（放大晶体管5的栅极电位）复位。复位晶体管24的栅极与复位控制线RST连接。复位晶体管24的电流路径的一端与浮动传播区6连接。复位晶体管24的电流路径的另一端与例如电源线（电源端子）VDD连接。
寻址晶体管25作为用于选择（激活）单位单元UC的选择元件而发挥作用。寻址晶体管25的栅极与地址控制线ADR连接。寻址晶体管25的电流路径的一端与放大晶体管26的电流路径的另一端连接，寻址晶体管25的电流路径的另一端与垂直信号线VSL连接。
放大晶体管26放大浮动传播区6保持的来自光电二极管21的信号。放大晶体管26的栅极与浮动传播区6连接。放大晶体管26的电流路径的一端与电源线VDD连接，放大晶体管26的电流路径的另一端与寻址晶体管25的电流路径的一端连接。通过放大晶体管26放大的信号经由导通状态的寻址晶体管25，作为单位单元（或者像素）UC的信号而被输出至垂直信号线VSL。放大晶体管26作为源极跟随器而发挥作用。
将在浮动传播区6经由读出晶体管22保持从光电二极管传送的信号电荷时，基于积聚信号电荷的浮动传播区6的检测信号而从单位单元UC输出的信号，叫做像素信号或者像素电压。将在浮动传播区6通过复位晶体管24而成复位状态时，基于复位状态的浮动传播区6的检测信号而从单位单元UC输出的信号叫做复位信号（或者复位电压）。
垂直移位寄存器13与2根读取控制线RDA、RDB、地址控制线ADR以及复位控制线RST连接。垂直移位寄存器13控制读取控制线RDA、RDB、地址控制线ADR以及复位控制线RST的电位（信号电平），以行单位控制以及选择像素阵列12内的多个单位单元UC（以及像素）。
CDS电路16的处理单元（CDS单元）160以及ADC电路的处理单元（ADC单元）170分别与垂直信号线VSL连接。
垂直信号线VSL通过水平移位寄存器（未图示）被依次扫描，因此，由各处理单元160、170保持的信号经由水平信号线（未图示）被传送至行存储器18以及信号处理电路11。
负载晶体管29作为相对垂直信号线VSL的电流源而使用。负载晶体管29的电流路径的一端经由垂直信号线VSL与寻址晶体管25的电流路径的一端连接。负载晶体管29的电流路径的另一端与接地线Vss连接。负载晶体管29的栅极与控制线47连接。负载晶体管29作为恒流源而发挥作用。
在具有这样的电路结构的图像传感器中，通过以与垂直信号线VSL连接的方式形成的源极跟随器电路，浮动传播区6的电位的变化几乎保持不变，作为垂直信号线的电位的变化而表现。
在本实施方式的图像传感器中，电容元件40A与浮动传播区6连接。
如图3所示，相对各单位单元UC设置有1个电容元件40A。电容元件40A的一端与浮动传播区6连接，电容元件40A的另一端与布线（在下面，叫做电容布线）40连接。电容布线40在例如与垂直信号线VSL平行的方向上延伸。电容布线40设置于层间绝缘膜90内。
在电容布线40的末端侧（像素阵列12的端部），在电容布线40与垂直信号线VSL之间连接有作为开关元件的场效应晶体管（例如，n型MOS晶体管）42。场效应晶体管42的电流路径连接于电容布线40与垂直信号线VSL之间。场效应晶体管42的栅极与供给有控制信号Vshunt的控制线41连接。在场效应晶体管42导通的情况下，电容布线40与垂直信号线VSL导通。
在下面，将为了使电容布线40与垂直信号线VSL成为导通状态的控制信号Vshunt叫做分流控制信号Vshunt。
另外，经由作为开关元件的场效应晶体管（例如，p型MOS晶体管）43，输出电压Vboost的电压端子与各电容布线40连接。来自电压端子的电压Vboost经由导通状态的场效应晶体管43，施加于各电容布线40，控制电容布线40的电位。例如，通过电压Vboost被供给至电容布线40，升压电容布线40。在下面，将用于升压电容布线40的电压Vboost叫做升压电压Vboost。
例如，定时控制电路15的控制电路150控制分流控制信号Vshunt的信号电平、升压电压Vboost的电位以及晶体管43的动作（升压电压的输出）。
电容元件40A与浮动传播区6连接，由此，提高图像传感器的动态范围。
使用图4以及图5，对本实施方式的图像传感器的与浮动传播区连接的电容元件以及电容布线的构造进行说明。
图4以及图5为用于说明本实施方式的图像传感器10的像素阵列12内的构造的图。图4为示意性地表示本实施方式的图像传感器10的像素阵列12的平面构造的俯视图。图5为示意性地表示本实施方式的图像传感器10的像素阵列12的截面构造的剖视图。
在图4中，提取本实施方式的图像传感器10的像素阵列12的一部分，并进行图示。图5示出了图4的沿V－V线的截面。另外，在图5中，为了使图示更清楚，省略了层间绝缘膜的图示。
如图4以及图5所示，图像传感器10的垂直信号线VSL以在Y方向（列方向）延伸的方式，设置于像素阵列12内。读取控制线RDA、RDB、复位控制线RST、地址控制线ADR以在X方向（行方向）延伸的方式，设置于像素阵列12内。
在如图4所示的2像素1单元构造的图像传感器的像素阵列12的布局中，单位单元UC内的2个光电二极管（PD）21A、21B的形成区域（在下面，叫做光电二极管形成区域）在Y方向上排列。
读出晶体管22设置于各读出晶体管22对应的光电二极管21的光电二极管形成区域的拐角。在2像素1单元构造的单位单元UC中，单位单元UC内的2个读出晶体管22A、22B以在列方向相邻的方式，设置于单位单元形成区域内。
以读出晶体管22A、22B的栅极电极222A、222B相对于对于半导体基板30的表面为水平方向上的X方向以及Y方向具有倾斜角度的方式，读出晶体管22A、22B的栅极电极222A、222B经由栅极绝缘膜（未图示）设置于半导体基板30上。读出晶体管22A、22B的栅极电极222A、222B分别经由接触插塞CP1、CP2，与读取控制线RDA、RDB连接。
作为信号检测部40的浮动传播区（FD）6，以浮动传播区6的形成区域（在下面，叫做浮动传播区形成区域）与读出晶体管22的沟道区域连接的方式，设置于半导体基板30内。
浮动传播区形成区域经由读出晶体管22的沟道区域与光电二极管形成区域连接。浮动传播区形成区域以及光电二极管形成区域是连续的半导体区域。
作为浮动传播区6的扩散层60设置于浮动传播区形成区域内。作为浮动传播区（FD）的扩散层60经由接触插塞CP3与信号检测线FDL连接。
复位晶体管24的沟道区域与浮动传播区6连接。即，复位晶体管24的沟道区域以及浮动传播区形成区域是连续的半导体区域。
复位晶体管24的栅极电极242经由接触插塞CP4与复位控制线RST连接。复位晶体管24的与浮动传播区侧相反一侧的源极/漏极扩散层243经由接触插塞CP5与电源线VDD连接。
寻址晶体管25的形成区域以及放大晶体管26的形成区域在Y方向上与光电二极管形成区域相邻。寻址晶体管25以及放大晶体管26的形成区域通过元件分离区域（例如，元件分离杂质层），与光电二极管形成区域以及浮动传播区形成区域分离。
寻址晶体管25的栅极电极252以及放大晶体管26的栅极电极262经由栅极绝缘膜（未图示），分别设置于共有的半导体基板30上。寻址晶体管25的栅极电极252经由插塞CP6、VP以及引出布线，与地址控制线ADR连接。寻址晶体管25的一方的源极/漏极扩散层253与垂直信号线VSL连接。
放大晶体管26的栅极电极262经由接触插塞CP8，与信号检测线FDL连接。通过信号检测线FDL，放大晶体管26的栅极电极262与浮动传播区6。
放大晶体管26的一方的源极/漏极扩散层与寻址晶体管25的另一方的源极/漏极扩散层254被共有。放大晶体管26的另一方的源极/漏极扩散层263经由接触插塞CP9、VP以及第二布线水平面内的中间布线59，与电源线VDD连接。
如图5所示，垂直信号线VSL以及电源线VDD设置于第一布线水平面M1。读取控制线RDA、RDB、复位控制线RST以及地址控制线ADR设置于第二布线水平面M2。另外，与第二布线水平面M2相比，第一布线水平面M1位于半导体基板30侧。
如图4以及图5所示，电容布线40设置于第一布线水平面M1内。电容布线40例如，沿着Y方向，相对垂直信号线VSL平行地延伸。电容布线40相对半导体基板30的表面且在平行方向上，布置于信号检测线FDL与垂直信号线VSL之间。与电容布线40相邻的垂直信号线VSL是与相对该电容布线40所连接的单位单元而在行方向上相邻的其他单位单元连接的垂直信号线。
电容布线（也叫做升压布线）40在相对于半导体基板30的主面平行的方向上，与浮动传播区6所连接的信号检测线FDL相邻。在夹着绝缘体（层间绝缘膜）且互相相邻的电容布线40与信号检测线FDL之间，产生电容耦合40A。该电容耦合40A作为与浮动传播区6所连接的电容元件40A而发挥作用。通过调整信号检测线FDL与电容布线40的间隔，以及信号检测线FDL与电容布线40的对置面积（2个布线40、FDL相邻的长度）的任意一方，调整由电容耦合构成的电容元件40A的静电电容CC的大小。
信号检测线FDL与各单位单元UC电分离。因此，即使电容布线40被多个单位单元（像素）共有化，电容元件40A也与各单位单元UC的浮动传播区6连接。
如上所述，电容布线40经由晶体管43与升压电压Vboost的电压端子连接。电容布线40经由晶体管42的沟道区域与垂直信号线VSL连接。晶体管42、43设置于像素阵列12的端部或者外围电路区域125内。
在本实施方式中，使用布线FDL、布线40间的电容耦合，形成与浮动传播区6连接的电容元件40A。由此，与浮动传播区6连接的电容元件40A，与从MOS电容器等的半导体区域上所设置的元件来形成的情况相比较，能够抑制半导体基板30上的元件的形成区域的增加。但是，考虑到电容元件40A的特性的均匀性等，MOS电容器等的电容元件也可以以与浮动传播区6连接的方式，形成于像素阵列12内或者外围电路区域125内的半导体基板30上。
如上所述，通过像素电路（单位单元）形成的源极跟随器电路，浮动传播区的电位的变化作为垂直信号线的电位的变化而表现。
优选为，图像传感器具有能够以对暗的被摄体进行摄像时的S/N比良好、并且在对充分明亮的被摄体的摄像时确保输出分辨率的方式，在宽广的动态范围对图像进行摄像的特性。通过图像传感器具有宽广的动态范围，图像传感器能够获得与人眼看到的图像相同的图像。
在近年，为了缩小相机尺寸，要求缩小摄像光学系统设备的尺寸，并且，相对高分辨率的要求也变高，所以，具有缩小图像传感器的像素尺寸的趋势。在这种情况下，获得具有宽广的动态范围的图像变得困难。
像素的尺寸被缩小时，能够以光电二极管受光的光量减少，因此灵敏度降低。在这种情况下，为了维持所期望的S/N比，尽量减少在像素电路或其后级的电路产生的噪声。
例如，尽量减小浮动传播区的电容，增大每1个信号电子的浮动传播区的输出电压。由此，相对在包括放大晶体管的后级的输出电路产生的噪声，信号电压变得较大，S/N比被提高。
这样，通过减小浮动传播区的电容，能够改善信号电荷的数量少的低照度下的暗的被摄体的摄像时的S/N比。
但是，在对高亮度下的明亮的被摄体进行摄像时，相对光电二极管的入射光量大，所以，在光电二极管产生的信号电荷的数量变多，在浮动传播区必须积聚的信号电荷的数量变多。
在浮动传播区的电容小的情况下，每1个电子的电位的变化变大。因此，从光电二极管向浮动传播区传送了大量的信号电荷时，具有传送了信号电荷的浮动传播区的电位，与信号电荷（电子）的读取后的光电二极管的耗尽状态的电位相比低的情况。作为该结果是，从光电二极管到浮动传播区，可能不传送在光电二极管积聚的所有电子。
在这种情况下，产生在被显示的图像中输出信号的线性丧失等的问题，图像的品质有可能下降。
作为为了抑制上述问题的技术的一个例子，执行如下动作：在复位晶体管导通时，向垂直信号线流动的电流（源极跟随器贯通电流）的电流值增大，在CDS动作时的黑电平被钳位时，在垂直信号线内流动的电流的电流值减小的动作。通过该动作，在复位晶体管导通时，垂直信号线的电位向正侧变化，通过垂直信号线与浮动传播区之间的电容耦合，浮动传播区的电位被提高。但是，在该动作中，可能因向垂直信号线内流动的电流暂时变大而图像传感器的消耗功率等变大。
在本实施方式的图像传感器中，如下所述，浮动传播区6的电位被升压。
即，在通过复位晶体管24导通，浮动传播区6的电位复位时，通过将垂直信号线VSL与电容布线（升压布线）40分离，垂直信号线VSL被固定在较低的电位。
之后，在复位信号被后级的电路160、170钳位前的定时，使垂直信号线VSL与电容布线40连接。由此，垂直信号线VSL的电位从上述的被固定的较低的电位变化成与浮动传播区的电位对应的较高的电位。在此时，利用设置于电容布线40与浮动传播区6之间的电容元件40A，与垂直信号线VSL的电位变化对应地将浮动传播区6的电位升压至较高的电压。
由此，在本实施方式中，浮动传播区6的复位信号的钳位时、以及从光电二极管21到浮动传播区6传送信号电荷前的浮动传播区的电位能够设成比一般的图像传感器高。
因此，例如，即使在如对明亮的被摄体（亮度高的被摄体）进行摄像的情况那样，大量的信号电荷从光电二极管21传送到浮动传播区6时，也能够抑制因被传送了的信号电荷引起的浮动传播区6的电位的过度的下降，几乎不产生光电二极管21内的信号电荷的残留以及从浮动传播区6到光电二极管21的信号电荷的反流。
因此，根据本实施方式的图像传感器，能够遍及宽广的范围维持输出信号的线性，能够形成动态范围宽广的图像。
因此，本实施方式的图像传感器不产生在垂直信号线中流动的电流的增加等所引起的图像传感器的消耗功率的增大，并且能够提高浮动传播区的动态范围以及源极跟随器（放大晶体管）的输出的动态范围。
在本实施方式的图像传感器中，在来自单位单元（像素）的作为基准信号的复位信号的钳位时，以及从来自被摄体的光生成的来自光电二极管21的信号电荷所引起的浮动传播区6的电位（像素信号）的检测时，使电容布线40与垂直信号线VSL短路。由此，光电二极管的像素信号的输出时，电容元件40A的静电电容从浮动传播区的静电电容移除，附加有电容元件40A的静电电容的浮动传播区6的有效电容减少。作为该结果，防止用于使动态范围提高的电容元件40A所引起的转换增益的下降。
另外，例示了背面照射式图像传感器，并说明了本实施方式的图像传感器的结构，具有电容元件与浮动传播区连接的电路结构的图像传感器也能应用到表面照射式图像传感器，获得上述的效果。
如上所述，根据第一实施方式的固体摄像装置，能够提高通过图像传感器形成的图像的品质。
（b）动作例
参照图6，对第一实施方式的固体摄像装置（图像传感器）的动作例进行说明。另外，在此，除图6以外，也适当使用图1～图5，对本实施方式的图像传感器的动作例进行说明。
图6为用于说明第一实施方式的图像传感器的动作例的定时图。图6的横轴表示时间，图6的纵轴表示各信号的电位（信号电平）。
实施方式的图像传感器中的像素阵列12的来自单位单元UC的信号（电荷）的读取动作例如以如下方式执行。
来自被摄体的光入射至图像传感器，入射的光通过光电二极管21被光电转换。通过读出晶体管22截止，由光电二极管21的光电转换生成的信号电荷积聚于光电二极管21内。
基于从定时控制电路15指示的动作定时，被选择的像素阵列12的行所对应的地址控制线ADR的信号电平通过垂直移位寄存器13被设定为H电平。由此，寻址晶体管25导通。经由导通状态的寻址晶体管25，放大晶体管26的电流路径与垂直信号线VSL连接。
由此，选择属于某行的单位单元，检测复位状态的浮动传播区6的电位。此时，通过定时控制电路15的控制，控制信号Voff设定为H（高）电平，作为控制元件的N型MOS晶体管43导通。另外，供给至控制线41的控制信号Vshunt的信号电平设定为L（低）电平。作为开关元件的N型晶体管42截止。通过截止状态的晶体管42，电容布线40从垂直信号线VSL电分离。由此，电容元件（电容耦合）40A与浮动传播区6连接，规定的静电电容被附加至浮动传播区6。此时，例如，升压电压Vboost设定为L（低）电平。此时，垂直信号线VSL的电位被固定在较低的电位。
基于从定时控制电路15指示的动作定时，像素阵列12内的所选择的行所对应的复位控制线RST的信号电平（电位）Vrst通过垂直移位寄存器13被设定为H电平，复位晶体管24导通。由此，浮动传播区6的电位FD复位到从电源线VDD供给的电位。此时，读出晶体管22截止。
复位状态的浮动传播区6的电位FD施加于放大晶体管26的栅极。根据浮动传播区6的电位FD的大小，放大晶体管26进行驱动。根据施加了复位状态的浮动传播区6的电位FD的放大晶体管26的驱动力，垂直信号线VSL的电位进行变动。
之后，复位控制信号Vrst从H电平设定为L电平。
复位信号被输出至垂直信号线VSL后，在钳位控制信号CLP被设定为H电平前的期间，控制信号Voff从H电平转变成L电平，晶体管43截止。用于供给升压电压Vboost的电源端子从电容布线40电分离。
在升压电压端子Vboost从电容布线40分离开始到钳位控制信号CLP设定为H电平为止的期间，控制信号Vshunt从L电平转变成H电平，晶体管42截止。由此，复位信号输出后，电容布线40与垂直信号线VSL电连接。此时，垂直信号线VSL的电位从较低的电位变化成与浮动传播区6的电位FD对应的较高的电位。
控制信号Vshunt被设定为H电平后（布线40与垂直信号线VSL连接后）的电容布线40的电位，通过供给了复位后的浮动传播区6的电位FD的放大晶体管26的输出电压（垂直信号线VSL的电位），变成比控制信号Vshunt变成L电平时的电容布线40的电压高的电位。电容布线40的电压在控制信号Vshunt从L电平转变成H电平的定时，从低电压升压至高电压，与电容布线40进行电容耦合的浮动传播区的电位FD与电容布线40的升压对应地变化为高的电位。
这样，浮动传播区6以及来自单位单元UC的输出（复位信号）的动态范围变大。另外，图像传感器的动态范围变大，供给至垂直信号线VSL的电流不变大。
通过定时控制电路131的控制，用于将单位单元UC的复位信号钳位至CDS电路16的钳位信号设定为H电平，以浮动传播区被升压了的状态被输出至垂直信号线VSL的复位信号通过CDS电路（CDS单元）16被钳位。
在到钳位控制信号CLP设定为H电平为止的期间，在光电二极管21内，来自被摄体的光所引起的信号电荷被积聚。
进而，基于从定时控制电路131指示的动作定时，H电平的读取控制信号Vread被供给至读取控制线RD。由此，读出晶体管21成为导通状态，经由导通状态的读出晶体管22的电流路径（通道），从光电二极管21向浮动传播区6传送在光电二极管积聚的信号电荷。
另外，在包括2像素1单元构造的单位单元的图像传感器中，单位单元UC内的2个读出晶体管22A、22B之中任意一方设成导通状态，从单位单元UC内的2个光电二极管21A、21B之中与导通状态的读出晶体管22连接的光电二极管21向浮动传播区6传送信号电荷。
与来自光电二极管21的信号电荷的量对应，浮动传播区6的电位FD变化。例如，传送了信号电荷时的浮动传播区6的电位比复位状态时以及复位信号的钳位时的浮动传播区6的电位低。
浮动传播区6的变化后的电位被施加至放大晶体管26的栅极。以与浮动传播区6的电位FD的大小（来自光电二极管21的信号电荷量）对应的驱动力，放大晶体管26进行驱动。与施加了信号电荷量所对应的浮动传播区6的电位FD的放大晶体管26的驱动力对应地，垂直信号线VSL的电位变动。
这样，通过信号电荷的保持状态的浮动传播区6的电位FD驱动的来自放大晶体管26的输出作为单位单元UC的输出（像素信号），被输出至垂直信号线VSL。
基于定时控制电路131指示的动作定时，控制信号（采样保持信号）S/H设成H电平，输出至垂直信号线VSL的像素信号被CDS电路16采样。
来自单位单元UC的复位信号与像素信号通过CDS电路16的CDS单元160进行CDS处理，通过ADC电路17的ADC单元170进行AD转换。由此，单位单元UC的输出信号（像素信号）的噪声被去除，单位单元UC的输出信号从模拟信号转换成数字数据（数字信号）。被转换的数字数据被输出至信号处理电路11。
通过与此相同的动作，基于定时控制电路15以及垂直移位寄存器13的控制，像素阵列12的行被依次切换，获得与属于被选择的行的单位单元UC的复位信号以及像素信号相对的数字数据。取得的数据被向图像传感器10的后级的信号处理电路11输出。
来自图像传感器10的数字数据通过信号处理电路11，实施例如镜头阴影修正、缺陷修正、噪声减少处理。由此，形成像素阵列12的1帧量的图像。
在此，示出了1个单位单元UC内的2个光电二极管21A、21B在不同的动作定时，与浮动传播区6导通的例子。但是，也可以以根据各自的光电二极管21A、21B的特性（例如，光灵敏度）以及彩色过滤器的布局、使光电二极管21A、21B同时与浮动传播区6导通的方式，控制2个读取控制线RDA、RDB的电位。
另外，在本实施方式中所述的图像传感器的动作仅是一个例子，当电容布线40以及电容元件40A如上述方式那样被控制时，根据单位单元UC的电路结构、像素阵列12以及外围电路的结构，图像传感器的动作可以适当变更。
通过如上所述的本实施方式的图像传感器的动作，获得如下那样的效果。
在本实施方式的图像传感器的动作中，来自单位单元UC的复位信号的输出时，电容布线40从垂直信号线VSL电分离，电容布线40与浮动传播区6之间的电容元件（电容耦合）40A的静电电容被附加至浮动传播区6。
在浮动传播区6的复位信号的检测时，通过由浮动传播区6与电容布线40的电容耦合而形成的电容元件40A，增加浮动传播区6的有效的静电电容。
在单位单元的复位信号被钳位前的定时，通过从垂直信号线VSL分离的电容布线40与某电位的垂直信号线VSL连接，电容布线40的电位被升压。作为该结果，在本实施方式的图像传感器的动作中，通过在电容布线40与浮动传播区6之间连接的电容元件40A，能够使作为信号检测部的浮动传播区6的电位FD升压。
因此，在本实施方式中，复位信号的钳位时，以及从光电二极管21向浮动传播区6传送信号电荷前的浮动传播区的电位，与一般的图像传感器进行比较，变成高的电位。
因此，例如，在为了提高暗的被摄体的摄像时的S/N比而使浮动传播区的静电电容（面积）减小的图像传感器中，即使对明亮的被摄体（亮度高的被摄体）进行摄影，大量的信号电荷从光电二极管21被传送至浮动传播区6时，也几乎不产生由大量的信号电荷导致的浮动传播区6的电位的过度下降所引起的从浮动传播区6到光电二极管21的信号电荷的反流、光电二极管21内的信号电荷的残留。
作为该结果，根据本实施方式的图像传感器，能够遍及宽范围地维持输出信号的线性，能够形成动态范围宽的图像。
因此，根据本实施方式的图像传感器的动作，能够不增大图像传感器10的消耗功率，而使浮动传播区6升压，并且能够扩大图像传感器中的浮动传播区6的动态范围以及源极跟随器的输出的动态范围。
在本实施方式的图像传感器中，在来自单位单元（像素）的作为基准信号的复位信号的输出时（钳位时）以及像素信号的输出时，电容布线40与垂直信号线VSL短路。在本实施方式中，通过电容布线40与垂直信号线VSL的短路，电容布线40与浮动传播区6之间的有效静电电容减小，附加有电容元件40A的静电电容CC的浮动传播区6的静电电容有效地减小。电容元件40A的静电电容CC从浮动传播区6的静电电容被移除。
由此，根据本实施方式的图像传感器的动作，防止与浮动传播区6连接的电容元件（电容耦合）所引起的转换增益的下降。
因此，根据第一实施方式的图像传感器的动作例，能够提高通过图像传感器形成的图像的品质。
（2）第二实施方式
参照图7，对第二实施方式的固体摄像装置进行说明。
在此，也适当使用图1～图6，对第二实施方式进行说明。另外，关于第二实施方式的结构要素，对与第一实施方式相同的结构要素，标记相同的符号，并省略相同的结构要素的说明。
本实施方式的固体摄像装置包括的图像传感器的电路结构与第一实施方式相同。
图7为表示第二实施方式的固体摄像装置（例如，图像传感器）的动作例的定时图。图7的横轴表示时间，图7的纵轴表示各信号的电位（信号电平）。
如图7所示，本实施方式的图像传感器为，光电二极管21所取得的像素信号的检测/输出时的升压电压Vboost设定成H电平，这与第一实施方式的图像传感器的动作例不同。
如图7所示，在本实施方式的图像传感器中，与读取控制信号Vread设定成H电平的定时实质上同步，晶体管43导通，并且，升压电压Vboost从L电平转变成H电平（或者，规定的电平）。H电平的升压电压Vboost经由导通状态的晶体管43被供给至与垂直信号线VSL短路的电容布线40。
由此，电容布线40的电位上升，经由电容元件40A，浮动传播区6的电位上升。
另外，升压电压Vboost的大小不限于H电平（VDD），也可以是H电平与L电平（VSS）的中间电位。
在本实施方式中，对读出晶体管22的栅极施加H电平，从光电二极管21向浮动传播区6传送信号电荷时，浮动传播区6的电位上升。
因此，由于在光电二极管21与浮动传播区6之间产生较大的电位差，所以光电二极管21内的信号电荷的滞留消失。
作为该结果是，在本实施方式中，能够抑制在光电二极管残留的电荷所引起的残留图像那样的、相对于图像的噪声在形成的图像中产生的情况。
即使在第二实施方式的图像传感器以及其动作中，也与第一实施方式相同，来自单位单元UC的像素信号的检测/读取时，电容布线40与垂直信号线VSL短路，因此能够抑制与浮动传播区6连接的电容元件40A所引起的转换增益的下降。
如上所述，根据第二实施方式，与第一实施方式相同，能够提高通过图像传感器形成的图像的品质。
（3）第三实施方式
参照图8以及图9，对第三实施方式的固体摄像装置（例如，图像传感器）进行说明。
另外，关于第三实施方式的结构要素，对与第一以及第二实施方式相同的结构要素，标记相同的符号，并省略相同的结构要素的说明。
第三实施方式的图像传感器为，用于形成与浮动传播区连接的电容元件的布线的结构与第一以及第二实施方式不同。
图8以及图9为表示第三实施方式的图像传感器的构造例的图。
图8为表示第三实施方式的图像传感器的平面构造的俯视图。图9为表示第三实施方式的图像传感器的截面构造的剖视图。图9示出了图8的沿IX－IX线的截面构造。在图9中，省略半导体基板上的层间绝缘膜的图示。
第三实施方式的图像传感器为，以电容布线40在相对于半导体基板的表面垂直的方向上与信号检测线FDL相邻的方式，电容布线40设置于层间绝缘膜90内，这与第一实施方式的图像传感器不同。
例如，电容布线40设置于信号检测线FDL所设置的第一布线水平面上方的第三布线水平面M3。
以电容布线40在相对于半导体基板30的表面垂直的方向上与信号检测线FDL重叠的方式，电容布线40设置于第三布线水平面M3内。
中间布线50设置于电容布线40与信号检测线FDL之间。中间布线50设置于第二布线水平面M2内。像素阵列12内的中间布线50的配置位置为，在相对于半导体基板30的表面垂直的方向上与信号检测线FDL及电容布线40重叠。中间布线50经由插塞VP，与电容布线40连接。基于导电体（例如、插塞）的中间布线50与信号检测线FDL之间的连接不存在。
在中间布线50与信号检测线FDL之间，产生电容耦合。中间布线50与信号检测线FDL之间的电容耦合作为在浮动传播区6与电容布线40之间连接的电容元件40A而发挥作用。
为了在中间布线50与信号检测线FDL之间形成规定大小的静电电容CC的电容耦合，只要中间布线50与信号检测线FDL重叠，则与中间布线50连接的电容布线40的整体也可以不与信号检测线FDL重叠。也可以以不设置中间布线50、电容布线40在相对于半导体基板30的表面垂直的方向上与信号检测线FDL重叠的方式，将电容布线40设置于第二布线水平面M2内。在这种情况下，在第一布线水平面M1内的信号检测线FDL与第二布线水平面M2内的电容布线40之间，产生作为电容元件40A的电容耦合。
通过将电容布线40设置为与设置有信号检测线的布线水平面不同的布线水平面，能够削减设置有信号检测线的布线水平面（例如，第一布线水平面）内的布线数，能够提高布线的设计布局的自由度。
例如，电容布线40设置成与第一布线水平面内的垂直信号线VSL不同的布线水平面，电容布线40从垂直信号线VSL离开。因此，能够减少电容布线40与垂直信号线VSL之间的寄生电容。由此，能够抑制由电容布线40与垂直信号线VSL之间的寄生电容引起的在垂直信号线VSL中产生噪声的情况。
另外，本实施方式的图像传感器能够应用在第一以及第二实施方式所述的图像传感器的动作。
如上所述，根据第三实施方式的固体摄像装置，能够与第一实施方式的固体摄像装置相同地提高通过图像传感器形成的图像的品质。
（4）变形例
参照图10以及图11，对实施方式的固体摄像装置的变形例进行说明。另外，对本变形例的固体摄像装置包括的结构要素，标记与第一以及第二实施方式相同的结构要素相同的参考符号，根据需要进行该结构要素的说明。
图像传感器的像素阵列的电路结构也可以是1像素1单元构造。
图10以及图11为表示在本实施方式的图像传感器的变形例中的、1像素1单元构造的像素阵列的电路结构的等效电路图。
如图10所示，1像素1单元构造的单位单元UC内含有的光电二极管21的个数为1个。另外，以与光电二极管21对应的方式，1个读出晶体管22设置于单位单元内。
另外，如图11所示，放大晶体管26与寻址晶体管25的连接顺序也可以与图10所示的例子相反。
图11的图像传感器10为，放大晶体管26的电流路径的一端与垂直信号线VSL直接连接，放大晶体管26的电流路径的另一端经由寻址晶体管25的电流路径与电源端子VDD连接。寻址晶体管25的电流路径经由放大晶体管26的电流路径与垂直信号线VSL连接。
另外，各单位单元UC也可以不包括寻址晶体管5。在单位单元UC不包括寻址晶体管5的情况下，也可以不设置地址信号线ADR。
单位单元UC也可以如4像素1单元构造或8像素1单元构造那样，为1个单位单元包括3个以上的像素（光电二极管）的电路结构（多像素1单元构造）。在包括多个像素的单位单元内，3个以上的光电二极管共有1个浮动传播区以及复位晶体管、放大晶体管以及寻址晶体管。在包括多个像素的单位单元中，对各光电二极管，设置有1个读出晶体管。
即使在如图10以及图11所示的图像传感器中，电容布线40设置于图像传感器10内，电容元件40A连接于电容布线40与各浮动传播区6之间。
如图10以及图11所示的图像传感器的动作时，来自单位单元UC的复位信号的输出时，电容布线40从垂直信号线VSL电分离。由此，通过与浮动传播区6连接的电容元件40A，能够使浮动传播区6升压，提高动态范围。
进而，来自单位单元UC的像素信号的输出时，电容布线40与垂直信号线VSL电连接。由此，防止与浮动传播区6连接的电容元件40A所引起的转换增益的下降。
如上所述，即使如图10以及图11所示的变形例的图像传感器那样，单位单元的内部结构变化，也能够与上述的实施方式相同地提高图像传感器的画质。
（5）应用例
使用图12，对实施方式涉及的固体摄像装置的应用例进行说明。
图12为用于说明本实施方式的固体摄像装置的应用例的示意图。
图12为表示包括本实施方式的固体摄像装置（例如、图像传感器）10的相机模块以及数码相机的结构例的框图。
各实施方式的图像传感器10被模块化，并搭载于数码相机900内。在下面，将包括本实施方式的图像传感器10的模块叫做相机模块。
如图12所示，包含本实施方式的图像传感器10（以及信号处理电路）的相机模块CM搭载于数码相机900内。
数码相机900包括图像处理电路（ISP）102、存储器103、显示器104以及控制器105。
图12的相机模块CM除图像传感器10之外，还包括光学透镜单元（摄像光学系统）101。
光学透镜单元101将入射光（来自被摄体的光）会聚到本实施方式的图像传感器10，使与入射光对应的被摄体图像在图像传感器10上成像。光学透镜单元101包括多个透镜。通过相对各透镜的机械性或者电气性的控制，能够控制光学透镜单元101的光学特性（例如，焦距）。
ISP102处理通过相机模块CM的摄像而得到的图像信号。存储器103存储来自ISP102的信号。存储器103也能够存储从外部给予的信号以及数据。由ISP102信号处理后的数据在相机模块CM内被反馈控制。图1的信号处理电路11也可以设置于ISP102内。
在显示器（例如、液晶显示器）104中，显示来自ISP102的信号或者来自存储器103的信号。从ISP102以及存储器103输出至显示器104的信号为图像传感器10所取得的与来自被摄体的光对应的图像数据（静态图像数据或者动态图像数据）。控制器105控制相机模块内的各构成部101～104的动作。
相机模块CM除数码相机900以外，还能够应用到例如带相机的便携终端、带相机的个人计算机以及车载相机等的电子设备中。
如上所述，实施方式的固体摄像装置能够应用到相机模块以及数码相机中。
对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式是仅作为例子而提出的，并没有意图限定发明的范围。实际上，这些实施方式可以以其他各种方式进行实施，进而在不超出发明主旨的范围内，可进行各种省略、置换以及变更。这些实施方式及其变形包括在发明的范围和主旨内，同样，也包括在权利要求书和与其等同的范围内。

Claims (20)

1.一种固体摄像装置，具备：
单位单元，该单位单元包括根据入射的光生成信号电荷的光电转换元件和检测上述光电转换元件的信号的信号检测部；
垂直信号线，被供给上述信号检测部的复位状态下的上述单位单元的复位信号及上述信号检测部的上述信号电荷的保持状态下的上述单位单元的像素信号；以及
第一布线，经由电容元件与上述信号检测部连接，
在上述复位信号从上述单位单元向上述垂直信号线供给时，上述第一布线从上述垂直信号线电分离，
在上述复位信号被采样前，上述第一布线与上述垂直信号线连接，
在上述第一布线与上述垂直信号线连接的状态下，上述像素信号从上述单位单元向上述垂直信号线供给，供给至上述垂直信号线的上述像素信号被采样。
2.如权利要求1所述的固体摄像装置，其中，
在上述信号电荷向上述信号检测部供给时，
对上述第一布线施加比基准电位大的电压。
3.如权利要求1所述的固体摄像装置，其中，
在从上述单位单元向上述垂直信号线供给上述像素信号时，
对上述第一布线施加基准电位。
4.如权利要求1所述的固体摄像装置，其中，
上述单位单元包括第一晶体管，该第一晶体管具有经由上述第二布线与上述信号检测部连接的栅极以及与上述垂直信号线连接的电流路径。
5.如权利要求4所述的固体摄像装置，其中，
上述电容元件由上述第一布线与上述第二布线之间的电容耦合而形成。
6.如权利要求1所述的固体摄像装置，其中，
在上述第一布线从上述垂直信号线电分离的情况下，上述电容元件的静电电容被附加到上述信号检测部。
7.如权利要求1所述的固体摄像装置，其中，
在上述第一布线与上述垂直信号线电连接的情况下，上述电容元件的静电电容从上述信号检测部移除。
8.一种固体摄像装置，具备：
单位单元，该单位单元包括设置于半导体基板内且根据入射的光生成信号电荷的光电转换元件和设置于上述半导体基板内且检测上述光电转换元件的信号的信号检测部；
垂直信号线，被供给上述信号检测部的复位状态下的上述单位单元的复位信号及上述信号检测部的上述信号电荷的保持状态下的上述单位单元的像素信号，并且该垂直信号线设置于半导体基板上的层间绝缘膜；
电容元件，连接于上述信号检测部与第一布线之间；以及
第二布线，与上述信号检测部连接。
9.如权利要求8所述的固体摄像装置，其中，
上述电容元件为上述第一布线与上述第二布线之间的电容耦合。
10.如权利要求8所述的固体摄像装置，其中，
上述第二布线设在与上述第一布线相同的布线水平面内，且在相对于上述半导体基板的表面平行的方向上与上述第一布线相邻。
11.如权利要求8所述的固体摄像装置，其中，
上述第二布线设置于与上述第一布线不同的布线水平面内，且在相对于上述半导体基板的表面垂直的方向上与上述第一布线相邻。
12.如权利要求11所述的固体摄像装置，其中，
在相对于上述半导体基板的表面垂直的方向上，在上述第一布线与上述第二布线之间设置有第三布线，上述第三布线与上述第二布线连接。
13.如权利要求12所述的固体摄像装置，其中，
上述电容元件为上述第一布线与上述第三布线之间的电容耦合。
14.如权利要求8所述的固体摄像装置，其中，
包括第一晶体管，该第一晶体管具有经由上述第二布线与上述信号检测部连接的栅极以及与上述垂直信号线连接的电流路径。
15.一种固体摄像装置的控制方法，包括：
在单位单元内所包含的光电转换元件内积聚信号电荷，上述信号电荷基于入射到光电转换元件的光而生成；
以电容元件的静电电容被附加到上述单位单元内所包含的信号检测部的状态，将上述单位单元的复位信号向上述单位单元所连接的垂直信号线输出，上述复位信号为上述信号检测部的复位状态下的上述单位单元的信号；
在上述复位信号被信号处理单元采样前，将上述电容元件的静电电容从浮动传播区移除；以及
在上述复位信号被上述信号处理单元采样后，将从上述信号检测部去除了上述电容元件的静电电容的状态下的上述单位单元的像素信号向上述垂直信号线供给，上述像素信号与上述信号检测部所保持的上述信号电荷的量对应。
16.如权利要求15所述的固体摄像装置的控制方法，其中，
在上述电容元件的静电电容从上述浮动传播区移除后，上述像素信号从上述光电转换元件输出至上述信号检测部。
17.如权利要求15所述的固体摄像装置的控制方法，其中，
在从上述信号检测部去除了上述电容元件的电容时，上述信号检测部的电位被升压。
18.如权利要求15所述的固体摄像装置的控制方法，其中，
在上述信号电荷从上述光电转换元件向上述信号检测部供给时，对电容元件的一端施加基准电位以上的电压。
19.如权利要求15所述的固体摄像装置的控制方法，其中，
上述电容元件由从上述垂直信号线分离的第一布线与上述垂直信号线所连接的第二布线之间的电容耦合而形成。
20.如权利要求19所述的固体摄像装置的控制方法，其中，
在上述电容元件的静电电容从上述信号检测部移除时，上述垂直信号线经由导通状态的开关与上述第一布线连接。
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