CN108702474A - 光电转换设备 - Google Patents

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Abstract

本发明实现了光电转换设备，其能够减小横向方向的尺寸。提供了具有宽矩形形状的光电转换设备(1)，其中，光电转换设备(1)提供有：像素块(10)，其中布置多个像素；多个信号处理块(20)，用于处理从像素块输出的信号；电源电压供应块(30)，用于供应电源电压到像素块和多个信号处理块；以及电极焊盘(40)，连接到电源电压供应块；并且多个像素(11)的每个被提供有电荷‑电压转换单元(FD)，其包括：光电转换元件，用于根据入射光执行光电转换；以及放大器，用于将光电转换的电荷转换为电压。在像素块中，每规定数量的像素被设置为一列(PU)，其是一批信号处理单元，多个列在光电转换设备的纵上方向上平行地布置，提供多个垂直电力馈送线(VL)，其使得从电源电压供应块输出的电源电压能够从横向方向被馈送到像素块的多个列的每列，并且提供多个水平电力馈送线(HL)，其使得从电源电压供应块输出的电源电压能够从纵向方向馈送到像素块和多个信号处理块，垂直电力馈送线和水平电力馈送线连接。

Description

光电转换设备
技术领域
本公开大体上涉及光电转换设备。
背景技术
光电转换设备由像素块以及用于处理从像素块输出的信号的多个信号处理单元配置，在像素块中像素以二维布置，每个像素被提供有用于根据入射光执行光电转换的光电转换元件以及用于将经过光电转换的电荷转换成电压的电荷电压转换单元。这种配置由有利于集成的CMOS(互补金属氧化物半导体)形成。
这种光电转换设备已经作为成像元件(图像传感器)被应用于各种成像装置，例如摄像机、数码相机或复印机。在被安装在成像装置中的图像传感器中，期望降低噪声以便实现高成像质量。然而，用于布置成像传感器的基板上的布局区域受到限制。
例如，专利文献1公开了一种配置，其中水平传输总线在列AD电路上方彼此相交，阻止布局区域增加，并且减小了由于从列AD电路到水平传输总线的串扰而导致的噪声的出现。
发明内容
本发明要解决的问题
在仅通过水平电力馈送为水平上长的光电转换设备执行电力馈送的情况下，如专利文献1中那样，作为针对IR降的措施，需要电源/接地区域，并且利用宽导线(金属)的电力馈送变得必要。也就是说，由于光电转换设备在横向方向的尺寸的增大以及每个晶片所获得的芯片数量的减少，一个芯片的制造成本增加。
因此，鉴于上述问题，本发明旨在提供一种其中横向方向的尺寸可以减小的光电转换设备。
解决问题的手段
为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种光电转换设备，具有水平上长的矩形形状，包括：
像素块，其中布置了多个像素；
多个信号处理块，沿所述光电转换设备的横向方向平行地布置，被配置为处理从所述像素块输出的信号；
电源电压供应块，被配置为向像素块和多个信号处理块供应电源电压；以及
电极焊盘，连接到所述电源电压供应块，
所述多个像素中的每一个包括：光电转换元件，被配置为根据入射光执行光电转换；以及电荷/电压转换单元，包括第一放大器，所述电荷/电压转换单元被配置为将从所述入射光转换的电荷转换为电压，
在所述像素块中，多个列沿所述光电转换设备的纵向方向平行地布置，每个列被设置为包括预定数量的像素作为整体的信号处理的单元，
布置多个垂直电力馈送线，所述垂直电力馈送线使得从所述电源电压供应块输出的电源电压能够从横向方向馈送到所述像素块的多个列中的每个，
布置多个水平电力馈送线，所述水平电力馈送线使得从所述电源电压供应块输出的电源电压能够从纵向方向馈送到所述像素块和多个信号处理块，并且
所述多个垂直电力馈送线和所述多个水平电力馈送线彼此连接。
发明的有益效果
根据本发明的一个方面，在光电转换设备中，横向方向尺寸可以被减小。
附图说明
图1是描绘根据本发明第一实施例的光电转换设备的图。
图2是描绘根据比较示例的光电转换设备的图。
图3是描述图1所示的光电转换设备的像素块10中的详细配置的图。
图4是描绘在图3所示的像素块中开关和放大器由晶体管配置的电路的图。
图5是描绘根据本发明第二实施例的光电转换设备的示例的图。
图6是描绘其中布置了多个电源电压供应块的光电转换设备的图。
图7是描绘其中布置了多个电极焊盘的光电转换设备的图。
图8是示意性描绘像素块中的电力馈送方法的图。
图9是示意性描绘在对于噪声源仅使用水平电力馈送的情况下的电力馈送方法的图。
图10是示意性描绘在信号处理块是循环型A/D转换器的情况下的电路的图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在说明书和附图中，相同的附图标记被分配给具有基本相同的功能配置的构件，并且重复的说明可以被省略。
<第一实施例>
图1是描绘根据本发明第一实施例的光电转换设备的图。根据本发明的光电转换设备充当CMOS传感器，该CMOS传感器被用于各种成像装置中，比如摄像机、数码相机或复印机中。
如图1所示，光电转换设备1包括像素块10、信号处理块20A至20Z、电源电压供应块30和电极焊盘(pad)40。
在像素块10中，将入射光的光量转换为像素信号的像素以二维布置。
信号处理块20A至20Z对从像素块10输出的信号执行处理。多个信号处理块20A至20Z在光电转换设备1的横向方向上排列(并行布置)。
如上所述，电源电压供应块30将电源电压提供给各个块。电极焊盘将电源电压馈送到电源电压供应块30。
此外，应用本发明的光电转换设备具有水平上长的矩形形状，具有一对长边和一对短边。在光电转换设备1中，像素块10、信号处理块20A至20Z、电源电压供应块30和电极焊盘40在短边方向上(图1中的垂直方向上)从顶部到底部按此顺序排列。
布置多个垂直电力馈送线VL1至VLn，其使得从电源电压供应块30输出的电源电压能够在光电转换设备1的短边方向上(横向方向，图1中的垂直方向)被馈送到像素块10的多个列(PU1至PUn)中的每一个。
在本说明书中，列表示信号处理系统的最小单元，其中多个光电转换元件被集合为整体(整体上是一个信号处理单元)。在本申请中，处理六个光电转换元件(对于R(红)、G(绿)和B(蓝)分别两个像素)的系统被定义为一列。注意，一列的像素数量不限于6，并且可以是其他数量。
在像素块10中，在光电转换设备1的长边方向上(图1中的水平方向上)排列(并行地布置)多个列PU1至PUn，每个列具有如上设置的信号处理单元。
布置多个水平电力馈送线HL，其使得从电源电压供应块30输出的电源电压能够在光电转换设备1的长边方向(纵向方向)上被馈送到像素块10以及多个信号处理块20A至20Z。
然后，从电源电压供应块30传送电源电压并在横向方向上延伸的垂直电力馈送线VL和在纵向方向上延伸的水平电力馈送线HL彼此连接。
在本说明书中，水平电力馈送意味着在光电转换设备的纵向方向(图1中的水平方向)上的电力馈送(电力从纵向方向馈送到每个块)，并且垂直电力馈送意味着在光电转换设备的横向方向(图1中的垂直方向)上的电力馈送(电力从横向方向馈送到每个块)。
在图1所示的本发明的第一实施例中，在具有网格形状的所有布线中，执行垂直电力馈送和水平电力馈送二者。
<比较示例>
图2是描绘根据比较示例的光电转换设备的图。在比较示例中，在水平上长的光电转换设备中，仅通过水平电力馈送来执行电力馈送。
光电转换设备的纵向方向尺寸由光电转换元件的安装数量和一个光电转换元件的尺寸确定。更详细地，为了减小纵向方向尺寸，需要减少光电转换元件的安装数量，或者需要减小一个光电转换元件的尺寸。
然而，当光电转换元件的安装数量减少时，分辨率可能降低。当光电转换元件的尺寸减小时，灵敏度降低。因此，减小光电转换设备的纵向方向尺寸是困难的。
因此，为了减小光电转换设备的面积，需要减小横向方向尺寸。例如，在不改变纵向方向尺寸的情况下减小整体尺寸，并且“纵向：横向”的纵横比变为10：1并且有时达到100：1。
如图2所示，当仅通过水平电力馈送为光电转换设备执行电力馈送时，发生IR降，该IR降是发生在电源线上的IR产物(product)的电压降。
因此，考虑到IR降，需要利用宽的(光电转换设备的横向方向尺寸大的)布线导体(布线金属)的电力馈送。例如，在考虑到IR降的目标电阻值为A(Ω)、薄层电阻值为C(Ω/□)(欧姆每平方)、并且光电转换设备的纵向方向长度为Dμm的情况下，所需的金属宽度Bμm为：
B(μm)>D(μm)×C(Ω/□)/A(Ωm)，
并且所需的布线金属宽度B与光电转换设备的纵向方向长度成比例。
换句话说，在图2所示的比较示例的配置中，当纵向方向长度增加时，布线金属的宽度需要加宽，并且光电转换设备的横向方向长度增加。
因此，为了减小横向方向长度，在如图1所示的本发明中，采用了垂直电力馈送与水平电力馈送结合使用的配置。更详细地，电源电压供应块30和电极焊盘40被布置在信号处理块20A至20Z下方，并且从电源电压供应块30和电极焊盘40对像素块10的每列和多个信号处理块20A至20Z执行垂直电力馈送，从而将垂直电力馈送与水平电力馈送结合使用。
在上述配置中，即使每个垂直电力馈送线VL的布线电阻是F(Ω)，当列数是E时，组合电阻是F/E，并因此可以根据列的数量减小电阻值。在图1中，因为连同地应用垂直馈送，通过垂直馈送可以相对容易地降低组合电阻，所以可以增加用于水平电力馈送的电阻值。也就是说，可以减小水平电力馈送线HL的电力馈送线宽度，并且可以减小光电转换设备的横向方向尺寸。因此，每个晶片获得的芯片数量增加，并且可以降低制造成本。
<像素块>
在下文中，将描述像素块中的列的配置。图3是详细描绘图1所示的光电转换设备的像素块10中的配置的图。
在图3中，六个像素单元RE、RO、GE、GO、BE和BO(每个像素单元由像素11和模拟存储器构成)将被描述为一个列PUx。然而，作为处理单元的列的数量不限于该数量。注意，RE和RO指示其中透射红光(R)的滤色器布置在光接收元件上的两个像素单元。此外，GE和GO指示其中布置了透射绿光(G)的滤色器的两个像素单元。此外，BE和BO指示其中布置有透射蓝光(B)的滤色器的两个像素单元。
像素单元RE、RO、GE、GO、BE和BO中的每一个设置有像素11和模拟存储器12。在下文中，将使用像素单元RO描述像素单元内部的配置。但是，认为其他像素单元具有相同的配置。
像素(像素电路)是在电路内部执行电荷-电压转换和放大的有源像素传感器。像素11设置有光电转换元件PD、浮置扩散区FD等。光电转换元件(光接收元件)PD累积由光的入射生成的电荷。浮置扩散区FD充当电荷/电压转换单元，当电荷被读取时，该浮置扩散区FD将电荷转移到像素11中的结浮置电容，并执行电荷-电压转换。
在像素11中，光电转换元件PD的阳极连接到地电压，并且光电转换元件PD的阴极连接到转移开关SW1的一端。转移开关SW1的另一端连接到第一放大器AMP1和复位开关SW2。
注意，转移开关SW1、第一放大器AMP1和复位开关SW2彼此连接的区域被称为浮置扩散区FD。第一放大器AMP1的一端连接到电流源13。
对未连接到转移开关SW1和第一放大器AMP1的复位开关的另一端施加作为复位电压的驱动信号Vrd。
在光电转换元件PD的上部分中，形成滤色器或微透镜(未示出)。上述构件、即转移开关SW1、复位开关SW2、光电转换元件PD、第一放大器AMP1、滤色器和微透镜作为整体被称为像素。注意，在某些情况下，不需要形成微透镜。
通过布置模拟存储器12，信号可以被临时存储，并且可以将存储在模拟存储器中的R/G/B信号电平和复位电平以期望的顺序读出(例如，R的复位电平→信号电平→G的复位电平→...)。
图3中所示的构件、即像素选择开关SW6、电容选择开关SW4和SW5、电容器C1和C2以及存储器写入选择开关SW3作为整体被称为模拟存储器。
在模拟存储器12中，电容选择开关SW4和SW5分别连接到电容器C1和C2的一端。电容器C1和C2的另一端连接到预定的存储器参考电压Vm。
像素11中的第一放大器AMP1的一端连接到第一电流源13，并经由存储器写入选择开关SW3，连接到用于选择电容器C1和C2的选择开关SW4和SW5以及用于选择像素的像素选择开关SW6。
多个模拟存储器12(图中六个存储器)的每一个中的像素选择开关SW6连接到第二放大器15和第二电流源14。此外，列信号处理单元16被连接到第二放大器15。
在各种产品中均使用相同芯片的情况下，在一产品中可能优先考虑图像特性，而在另一产品中可能优先考虑消耗电流。因此，其中到第一放大器AMP1或第二放大器15的电流是可变的系统将会是优选的。
在图3中，对于第一放大器AMP1的电源和第二放大器15的电源，将使用垂直电力馈送(例如，图5中所示的电力馈送2)。
另一方面，对于施加到每个像素11中的复位开关SW2的复位电压Vrd、第一电流源13、以及第二电流源14，将使用水平电力馈送(如图5所示的电力馈送1)。
连接到模拟存储器12中的电容器C1和C2的存储器参考电压Vm可以通过从接地端子汲取而生成，或者可以通过使用水平电力馈送而生成(如图5所示的电力馈送1)。
以这种方式，同样在一列中，通过组合了采用垂直电力馈送和水平电力馈送的配置，可以减小水平电力馈送线HL的线宽度，并且可以减小光电转换设备的横向方向尺寸。因此，每个晶片所获得的芯片数量增加，并且可以降低制造成本。
<像素块的细节>
图4是描绘其中图3所示的开关和放大器用晶体管配置的电路的图。
在图4所示的该配置中，开关SW1至SW6中的每一个用一个晶体管(Tr)配置。注意，作为用于实现图3所示的配置的电路，考虑到晶体管的导通电阻和电荷注入，可以采用使用了Nch型晶体管或Pch型晶体管的CMOS开关。此外，取决于电压，开关可以用Pch型晶体管来配置。例如，当复位电压Vrd高时，存储器写入选择晶体管SW3的电压也变高，并且通过使用Pch型开关而不是使用Nch型开关可以使导通电阻更低。
在模拟存储器12中，对于电容器C1和C2的电容，考虑到面积效率，优选使用MOS电容。具体地，施加到电容器C1和C2的电容选择开关SW4和SW5侧的电压是如下电平：相比于模拟存储器12接地侧的电压，该电平更接近模拟存储器12的电源电压侧的电压。因此，对于电容器C1和C2，优选使用Nch型MOS晶体管(MOS电容)。
因为MOS电容两端之间的电势差并不总是高到足以保持氧化膜电容，因此优选地使用低压(depression)型MOS电容。
电容器C1和C2的每个的一端处的存储器参考电压Vm可以与其他电路的地电压共用。然而，当存储器参考电压Vm波动时，取决于其时序，参考电压的波动直接出现在输出中。因此，存储器参考电压Vm优选地与其他电路的地电压分离。
图4是描绘由一个Nch型MOS晶体管构成的第二放大器15的示例的图。注意，考虑到背栅效应，构成第二放大器15的晶体管(称为第二放大器晶体管)的背栅优选地连接到源极。然而，背栅效应是与晶体管面积的折衷，并且不要求源极连接到背栅。在该实施例中，已经描述了Nch型MOS晶体管，但是第二放大器可以由Pch型晶体管构成。
在各种产品中使用相同芯片的情况下，在一产品中优先考虑图像特性，而在另一产品中优先考虑消耗电流。因此，在构成第一放大单元的晶体管AMP1(称为第一放大晶体管)中或第二放大晶体管15中流动的电流优选是可变的。
在每个像素11中，当第一放大晶体管AMP1的尺寸制造得过大时，FD区域中寄生的电容变大，并且电荷/电压转换增益降低(根据关系V＝Q/C)，因此第一放大晶体管AMP1不能制造得大。
相反，在列中共用的第二放大器晶体管15的尺寸不会像第一放大器晶体管AMP1那样严重影响转换增益。因此，考虑到噪声特性(闪变噪声、热噪声、RTS噪声等)，第二放大晶体管15的尺寸优选地尽可能大。此外，第二放大晶体管15的尺寸几乎不影响芯片的整体尺寸。因此，第二放大晶体管15的尺寸优选地大于第一放大晶体管AMP1的尺寸。
此外，第一电流源13和第二电流源14由多个晶体管配置。
在图4中，对于第一放大晶体管AMP1的电源和第二放大晶体管15的电源，使用垂直电力馈送(电力馈送2)(参见图5)。
相反，对于施加到每个像素11中的复位晶体管SW2的复位电压Vrd、第一电流源13和第二电流源14，使用水平电力馈送(电力馈送1)。
以这种方式，通过根据预期用途而不同地使用垂直电力馈送和水平电力馈送，可以控制与布线相关的噪声。
<第二实施例>
图5是描绘根据本发明第二实施例的光电转换设备的示例的图。
在该实施例中，对于每列，从电源电压供应块30到不同的块(可替换地，到像素块10和多个信号处理块20A到20Z)执行垂直电力馈送。也就是说，对于每列，经由不同的垂直电力馈送线VL对像素块10和多个信号处理块20A至20Z中的每一个馈送电力。
例如，经由对应于预定列(例如，列PU1、Pn)的垂直电力馈送布线VL1(VL1(p))向像素块10供应电源电压。另外，经由对应于与预定列(PU1)不同的列的垂直电力馈送线VL2(VL2(s))向信号处理块20A至20Z供应电源电压。
也就是说，在多个垂直电力馈送VL1至VLn中，分别要馈送到像素块10的垂直电力馈送(VLx(p)(例如VL1(p)、VLn(p)))和要馈送到多个信号处理块20A至20Z的垂直电力馈送(VLx(s)(例如，VL2(s)、VLn-1(s)))被预先分离。因此，对于每列，经由不同的垂直电力馈送线VLx(p)和VLx(s)向像素块10和多个信号处理块20A至20Z馈送电力。
在如以上配置的根据本实施例的光电转换设备中，像素块10和信号处理块20A至20Z不以如图1所示的网状样式共享垂直电力馈送和水平电力馈送，而是经由分离的布线独立地执行垂直电力馈送和水平电力馈送。因此，与第一实施例相比，噪声不会相互影响，并且可以进一步减小执行电力馈送时的噪声干扰。
例如，在信号处理块20A是噪声源的情况下，当块20A和像素块10共享电源时，噪声可以表现为供应给像素块10的电力的波动。
假设在垂直电力馈送线VL中，像素块10和电源电压供应块30之间的布线电阻是200Ω，信号处理块20A和电源电压供应块30之间的布线电阻是150Ω，并且信号处理块20A和像素块10之间的布线电阻是50Ω，则在图1所示的配置中噪声传播的路径的布线电阻将会是50Ω。
相反，如实施例中所述，当要经受垂直电力馈送的块按列改变时，噪声传播的路径的布线电阻是350Ω。电阻值变为原始电阻的350/50倍＝7倍，截止频率变为原始频率的1/7倍，并且噪声降低到原始噪声的1/7倍。
以这种方式，在布线中供应电力使得噪声和像素块彼此独立，从而可以进一步提高图像质量。
此外，为了避免在电路操作时来自直流电源的电压的波动，可以在电源电压供应块30中布置用于连接电源线和地(端子)的旁路电容器。
以这种方式，通过布置旁路电容器，可以进一步减少块之间发生的噪声。
接下来，将描述用于控制噪声的配置的具体示例。
对于如COMS传感器等的使用光电转换设备用于光电检测的情况，光电转换设备被设计使得在信号处理块20A至20Z中对于电源的噪声在10位输出转换的基础上相当于1LSB(最低有效位)或更低。
当1LSB的噪声经由共享电源进入像素块10中时，该噪声可能在像素块的输出中直接表现为1LSB的噪声。通常，因为从像素块10输出的信号以大约10倍的增益被放大，所以1LSB的原始噪声变为10LSB。
也就是说，考虑到增益放大的量，布线电阻被设置为使得噪声小于设计值的1/10，即截止频率小于频率的设计值的1/10。具体地，当从像素块10到电源电压供应块30的布线电阻是Y(Ω)，从信号处理块20A至20Z到电源电压供应块30的布线电阻是Z(Ω)，并且布线电阻满足关系“Z+Y>10*(Y-Z)”时，噪声对图像的影响变小。具体地，发现当如上设置布线电阻时，来自像素块10的输出中的噪声在10位转换的基础上变为1LSB或更小的噪声，并且对图像的影响很小。
此外，更优选地，当噪声减小到1/100时(当截止频率减小到1/100时)，来自像素块10的输出中的噪声在10位转换的基础上变为0.1LSB，并且不影响图像。也就是说，要求布线电阻满足关系Z+Y>100*(Y-Z)。通过该设置，噪声在10位转换的基础上变为0.1LSB或更小的噪声，并且不会可感知地影响图像。
下面，将通过将第二实施例中使用的对每列的不同块执行垂直电力馈送的方法应用于光电转换设备来描述第三至第五实施例。
<第三实施例>
图6是描绘在提供多个电源电压供应块30A和30B的情况下的光电转换设备的示例的图。如图6所示，电源电压供应块30不是必须限于单个块。
以这种方式，当对于要被馈送电力的各个类型的块、即对于像素块10和信号处理块20(20A至20Z)分别提供了两个或更多的电源供应块时，作为对应于各个块的电力馈送源的电源供应块30A和30B可以被分离。因此，光电转换设备不受电源电压值的差异的影响，并且当执行电力馈送时可以防止噪声进入像素块10的输出。
<第四实施例>
图7是描绘在提供多个电极焊盘40的情况下的光电转换设备的示例的图。如图7所示，电极焊盘40和电源电压供应块30不是必须分别限于单个焊盘和单个块。
此外，当对于要被馈送电力的各个类型的块、即对于像素块10和信号处理块20(20A至20Z)分别布置了两个或更多的电极焊盘并且将电源提供给各个电极焊盘时，作为用于馈送电力的电力馈送电源的电源供应块30A和30B以及电极焊盘40A和40B可以被分离。因此，光电转换设备不受电源电压值的差异的影响，并且当执行电力馈送时可以防止噪声进入像素块10的输出。
<第五实施例>
图8是示意性示出根据第五实施例的像素块10中的电力馈送方法的图。
根据该实施例的光电转换设备被预先假定为安装在一个芯片上。在安装在一个芯片上的情况下，当芯片边缘(CE)和像素之间的距离短时，如图8的(a)部分所示，像素11中的光电转换元件PD可能受到应力的影响，并且图像特性可能降低。
因此，如图8的(b)部分所示，在像素块10中，在包括设置有如图3所示的光电转换元件PD的像素11的像素区域A的上方，可以布置不包括像素11的空白(margin)区域B，从而使像素区域A可以与芯片边缘CE分离。
此时，当利用垂直电力馈送从电源电压供应块30向空白区域B供应电源电压时，垂直电力馈送信号穿过像素11，像素的开口变窄，并且灵敏度可能会降级。
因此，有效的是分离电力馈送方法，使得水平电力馈送被用于布置在包括像素11的像素区域A上方的块(空白区域B)(使用HL1的电力馈送1)，并且垂直电力馈送被用于该像素下方的块(空白区域C)(使用VL1(使用布线HL2)的电力馈送2)。
也就是说，在像素块10中，对于比至少多个像素11更靠近电源电压供应块30的部分，使用垂直电力馈送线VL1执行垂直电力馈送，以及使用水平电力馈送线HL1对比至少多个像素11更远离电源电压供应块30的部分馈送电力。
根据上述设置，经过垂直电力馈送线VL1的信号不穿过像素。因此，确保了像素的开口，并且可以确保光电灵敏度。
<第六实施例>
图9是示意性示出在对于噪声源仅使用水平电力馈送的情况下的电力馈送方法的图。在图9中，部分(a)示出光电转换设备，部分(b)是示出信号处理块A的放大图，并且部分(c)示出由循环型A/D转换器构成的信号处理块的示例。
在图1所示的本发明的基本配置中，根据垂直电力馈送，来自电源电压供应块30的电源电压经由公共垂直电力馈送线VL被馈送到信号处理块20A至20Z和像素块10二者。
然而，在该实施例中，在敏感电路21和噪声源22彼此分离的情况下，在信号处理块20A中，噪声源被设置为仅经受水平电力馈送。也就是说，对于信号处理块20A至20Z的噪声源，不执行垂直电力馈送。
具体地，作为部分(a)和部分(b)中所示的示例，在信号处理块20A中，使用水平电力馈送线HL3的电力馈送3被用于噪声源22，并且使用垂直电力馈送线VL2的电力馈送4被用于敏感电路21，其易受噪声影响。
将使用具体示例来详细描述电力馈送方法。图10是示意性描绘在信号处理块是循环型A/D转换器的情况下的电路的图。
在信号处理块20A是循环型A/D转换器(ADC)的情况下，控制逻辑26或D/A转换器(DAC)23落在噪声源22之下，并且电容器Cin1、Cin2和Cout、开关SW10至SW40、放大器24或比较器25落入敏感电路21内。注意，电容器Cin1、Cin2和Cout、开关SW10至SW40和放大器24用作开关电容器。
该电路是典型的循环A/D转换器。例如，对于从布置在高一级的块输入到开关SW10的输入信号，该电路利用开关SW10至SW40执行采样和保持，并且重复执行比较和放大，从而执行电压的转换，并将数字数据输出到低一级。
在该电路中，垂直电力馈送(电力馈送4)被用于向开关电容器中的放大器24和比较器25馈送电力，放大器24和比较器25时具有高灵敏度的元件。
相反，在DAC 23或控制逻辑26中，因为信号电平从GND放大到电源电压，所以当信号被发送时，信号容易包括噪声，并且DAC 23或控制逻辑26成为噪音源。因此，使用水平电力馈送HL(电力馈送3)，使得该电力馈送与到具有高灵敏度的其他元件的电力馈送分离。
在以上描述中，使用垂直电力馈送以便减小布线电阻。然而，利用相同的方法，除了电源电压之外，还可以使用垂直布线来提供用于时钟或放大器的参考电压等。
如上所述，基于各个实施例，已经描述了本发明。然而，本发明不限于实施例中所示的要求。关于这一点，在不脱离本发明的范围的情况下可以进行各种变型和修改，并且可以根据申请形式适当地确定各种变型和修改。
本申请基于并要求于2016年3月10日提交的日本优先权申请No.2016-047456的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
[附图标记列表]
1 光电转换设备
10 像素块
20 信号处理块
30 电源电压供应块
40、40A、40B 电极焊盘
PU1、PU2、...、PUx、Pun 列
RE、RO 红色像素单元
GE、GO 绿色像素单元
BE、BO 蓝色像素单元
11 像素
PD 光电转换元件
SW1 复位开关，复位晶体管
SW2 转移开关，转移晶体管
AMP1 第一放大器，第一放大器晶体管
FD 浮置扩散区域(电荷/电压转换单元)
12 模拟存储器
SW3 存储器写入选择开关，存储器写入选择晶体管
SW4、SW5 电容选择开关，电容选择晶体管
SW6 像素选择开关，像素选择晶体管
C1、C2 电容器(电容)，晶体管电容
13 第一电流源
14 第二电流源
15 第二放大器，第二放大器晶体管
16 列信号处理单元
Vrd 复位电压，复位训练电压
Vm 存储器参考电压
A 像素区域
B、C 空白区域
20A 循环A/D转换器
21 敏感电路
22 噪声源
23 D/A转换器(DAC)
25 控制逻辑
HL 水平电力馈送线
VL(VL1至VLn) 垂直电力馈送线
VLx(p) 用于像素块的垂直电力馈送线
VLx(s) 用于信号处理块的垂直电力馈送线
[引用列表]
[专利文献]
[PTL 1]日本未经审查的专利申请公开No.2009-200546

Claims (8)

1.一种光电转换设备，具有水平上长的矩形形状，包括：
像素块，其中布置多个像素；
多个信号处理块，沿所述光电转换设备的横向方向平行地布置，被配置为处理从所述像素块输出的信号；
电源电压供应块，被配置为向所述像素块和所述多个信号处理块供应电源电压；以及
电极焊盘，连接到所述电源电压供应块，
其中，所述多个像素的每个包括：光电转换元件，被配置为根据入射光执行光电转换；以及电荷/电压转换单元，包括第一放大器，所述电荷/电压转换单元被配置为将从所述入射光转换的电荷转换为电压，
其中，在所述像素块中，沿所述光电转换设备的纵向方向平行地布置多个列，每个列被设置为包括预定数量的像素作为整体的信号处理的单元，
其中，布置多个垂直电力馈送线，所述垂直电力馈送线使得从所述电源电压供应块输出的电源电压能够从横向方向馈送到所述像素块的多个列中的每个列，
其中，布置多个水平电力馈送线，所述多个水平电力馈送线使得从所述电源电压供应块输出的电源电压能够从纵向方向馈送到所述像素块和多个信号处理块，并且
其中，所述多个垂直电力馈送线和所述多个水平电力馈送线彼此连接。
2.根据权利要求1所述的光电转换设备，其中，所述像素块和所述多个信号处理块的每个块经由对于每列不同的垂直电力馈送线来馈送电力。
3.根据权利要求2所述的光电转换设备，其中，当从所述像素块到所述电源电压供应块的垂直电力馈送线的布线电阻为Y(Ω)，并且从沿所述横向方向平行地布置的所述多个信号处理块中的布置在最接近所述像素块的位置处的信号处理块到所述电源电压供应块的垂直电力馈送线的布线电阻为Z(Ω)时，所述布线电阻被设置为满足关系“Z+Y>10*(Y-Z)”。
4.根据权利要求2所述的光电转换设备，其中，当从所述像素块到所述电源电压供应块的垂直电力馈送线的布线电阻为Y(Ω)，并且从沿所述横向方向平行地布置的所述多个信号处理块中的布置在最接近所述像素块的位置处的信号处理块到所述电源电压供应块的垂直电力馈送线的布线电阻为Z(Ω)时，所述布线电阻被设置为满足关系“Z+Y>100*(Y-Z)”。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的光电转换设备，
其中，在元件布置在比所述多个像素更远离所述电源电压供应块的位置处的情况下，
在所述像素块中，对于比至少所述多个像素更靠近所述电源电压供应块的部分使用所述垂直电力馈送线馈送电力，并且对于比至少所述多个像素更远离所述电源电压供应块的部分使用所述水平电力馈送线馈送电力。
6.根据权利要求5所述的光电转换设备，其中，在所述列的每个中，模拟存储器被连接到所述多个像素中的对应像素，
其中，所述多个模拟存储器被连接到所述模拟存储器共用的电流源，并被连接到所述模拟存储器共用的第二放大器，并且
其中，使用所述水平电力馈送线执行向所述多个像素的每个中的第一放大器的电力馈送、所述光电转换元件的接地、向所述电流源的电力馈送以及向所述第二放大器的电力馈送。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的光电转换设备，其中，所述多个信号处理块中的至少一个信号处理块是循环型模拟/数字转换器，并且
其中，在所述循环型模拟/数字转换器中，数字/模拟转换器和控制逻辑经由所述水平电力馈送线被馈送电力，且其他元件经由所述垂直电力馈送线被馈送电力。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的光电转换设备，其中，旁路电容器被布置在所述电源电压供应块中以便连接电源线和地。
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