JP2000049325A - Output amplifier of solid-state image-pickup device - Google Patents

Output amplifier of solid-state image-pickup device

Info

Publication number
JP2000049325A
JP2000049325A JP10214334A JP21433498A JP2000049325A JP 2000049325 A JP2000049325 A JP 2000049325A JP 10214334 A JP10214334 A JP 10214334A JP 21433498 A JP21433498 A JP 21433498A JP 2000049325 A JP2000049325 A JP 2000049325A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wiring
transistor
gate
output amplifier
source
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10214334A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomohiro Sakamoto
智洋 坂本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Holdings Corp
Fujifilm Microdevices Co Ltd
Original Assignee
Fujifilm Microdevices Co Ltd
Fuji Photo Film Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujifilm Microdevices Co Ltd, Fuji Photo Film Co Ltd filed Critical Fujifilm Microdevices Co Ltd
Priority to JP10214334A priority Critical patent/JP2000049325A/en
Publication of JP2000049325A publication Critical patent/JP2000049325A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an output amplifier of a solid-state image-pickup device which can convert electric charges into voltage with high sensitivity. SOLUTION: This output amplifier of a solid-state image-pickup device includes the source having sufficient diffusion capacitance for storing electric charges, a first transistor Tr1 for releasing the electric charges stored in the diffusion capacitance to the drain according to the gate voltage, and a second transistor Tr2 using the gate as an input terminal and the source as an output terminal. Also included in this device are an amplifier (Tr2, Tr3, Tr4, Tr5) which is inputted with voltage according to the electric charges stored in the diffusion capacitance and amplifies the voltage, an interconnection 13 for connecting the gate of the second transistor and the source of the first transistor, and a shield line 18 connected to the source of the second transistor, being arranged along the interconnection.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像素子に関
し、特に固体撮像素子内で生成された電荷の量に応じた
電圧を出力する出力アンプに関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a solid-state imaging device, and more particularly, to an output amplifier that outputs a voltage corresponding to the amount of charge generated in the solid-state imaging device.

【0002】[0002]

【従来の技術】図6は、固体撮像素子1の平面図であ
る。
FIG. 6 is a plan view of a solid-state imaging device 1. FIG.

【0003】光電変換素子2は、例えばフォトダイオー
ドであり、2次元行列状に多数配列される。フォトダイ
オード2は、例えば、垂直方向に492個、水平方向に
660個配列される。
The photoelectric conversion elements 2 are, for example, photodiodes, and are arranged in a large number in a two-dimensional matrix. For example, 492 photodiodes 2 are arranged in the vertical direction and 660 in the horizontal direction.

【0004】フォトダイオード2は、受光した光を電荷
に変換する。垂直電荷転送路(VCCD)3は、フォト
ダイオード2から電荷を読み出し、その電荷を垂直方向
に転送する。具体的には、4相駆動パルスφV1〜φV
4に応じて電荷を上から下の方向に転送する。
[0004] The photodiode 2 converts received light into electric charge. The vertical charge transfer path (VCCD) 3 reads out charges from the photodiode 2 and transfers the charges in the vertical direction. Specifically, the four-phase drive pulses φV1 to φV
The charge is transferred from the top to the bottom according to (4).

【0005】水平電荷転送路(HCCD)4は、垂直電
荷転送路3から電荷を受け取り、その電荷を水平方向に
転送する。具体的には、2相駆動パルスφH1,φH2
に応じて、電荷を右から左の方向に転送する。
A horizontal charge transfer path (HCCD) 4 receives charges from the vertical charge transfer paths 3 and transfers the charges in the horizontal direction. Specifically, the two-phase driving pulses φH1 and φH2
, The charge is transferred from right to left.

【0006】出力アンプ5は、水平電荷転送路4から電
荷を受け、その電荷量に応じた電圧を出力する。出力ア
ンプ5からは、画像信号が出力される。2次元配列され
たフォトダイオード2は、画像を構成する画素に相当す
る。
The output amplifier 5 receives charges from the horizontal charge transfer path 4 and outputs a voltage corresponding to the charge amount. The output amplifier 5 outputs an image signal. The photodiodes 2 arranged two-dimensionally correspond to pixels forming an image.

【0007】近年、固体撮像素子1の多画素化が進んで
いる。固体撮像素子1が形成される半導体チップの面積
を変えずに画素数を増やすと、フォトダイオード2の受
光面積(開口面積)が小さくなる。一方、固体撮像素子
1が形成される半導体チップの小型化が進んでいる。画
素数が同じであっても、半導体チップの面積を小さくす
ると、やはり、フォトダイオード2の受光面積が小さく
なる。
In recent years, the number of pixels of the solid-state imaging device 1 has been increased. If the number of pixels is increased without changing the area of the semiconductor chip on which the solid-state imaging device 1 is formed, the light receiving area (opening area) of the photodiode 2 decreases. On the other hand, miniaturization of a semiconductor chip on which the solid-state imaging device 1 is formed is progressing. Even if the number of pixels is the same, if the area of the semiconductor chip is reduced, the light receiving area of the photodiode 2 is also reduced.

【0008】フォトダイオード2の受光面積が小さくな
ると、フォトダイオード2の受光する光量が減り、出力
アンプ5の出力電圧が小さくなってしまう。出力電圧を
大きくするには、出力アンプ5の感度を上げる必要があ
る。
When the light receiving area of the photodiode 2 decreases, the amount of light received by the photodiode 2 decreases, and the output voltage of the output amplifier 5 decreases. To increase the output voltage, it is necessary to increase the sensitivity of the output amplifier 5.

【0009】図7は、図6に示す出力アンプ5の等価回
路図である。容量C1は、トランジスタTr1のpn接
合部に形成されるフローティングディフュージョンFD
であり、水平電荷転送路4から転送された電荷を蓄積す
る。n型MOSトランジスタTr1のドレインには、リ
セットドレイン電圧RD(例えば15V)が印加され
る。
FIG. 7 is an equivalent circuit diagram of the output amplifier 5 shown in FIG. The capacitance C1 is equal to the floating diffusion FD formed at the pn junction of the transistor Tr1.
And stores the charges transferred from the horizontal charge transfer path 4. A reset drain voltage RD (for example, 15 V) is applied to the drain of the n-type MOS transistor Tr1.

【0010】トランジスタTr1のゲートにリセットパ
ルスRSが印加されると、トランジスタTr1がオン
し、フローティングディフュージョンFDに蓄積されて
いる電荷がトランジスタTr1のドレインに排出され、
出力アンプ5は初期化される。初期化後、水平電荷転送
路4から転送された電荷がフローティングディフュージ
ョンFDに蓄積される。
When the reset pulse RS is applied to the gate of the transistor Tr1, the transistor Tr1 is turned on, and the electric charge accumulated in the floating diffusion FD is discharged to the drain of the transistor Tr1,
The output amplifier 5 is initialized. After the initialization, the charges transferred from the horizontal charge transfer path 4 are accumulated in the floating diffusion FD.

【0011】トランジスタTr2及びTr3は、ノーマ
リオフのn型MOSトランジスタであり、両ドレインに
はドレイン電圧OD(例えば15V)が印加される。ト
ランジスタTr4及びTr5は、ノーマリオンのp型M
OSトランジスタであり、抵抗として機能する。
The transistors Tr2 and Tr3 are normally-off n-type MOS transistors, and a drain voltage OD (for example, 15 V) is applied to both drains. The transistors Tr4 and Tr5 are normally-on p-type M
It is an OS transistor and functions as a resistor.

【0012】トランジスタTr2,Tr3,Tr4,T
r5は、ソースフォロアアンプを構成する。トランジス
タTr2のゲートに入力された電圧は、電流増幅され
て、トランジスタTr3のソースから電圧Voutとし
て出力される。
Transistors Tr2, Tr3, Tr4, T
r5 constitutes a source follower amplifier. The voltage input to the gate of the transistor Tr2 is current-amplified and output as the voltage Vout from the source of the transistor Tr3.

【0013】配線13は、トランジスタTr1のソース
とトランジスタTr2のゲートとを接続する配線であ
り、配線容量C2を有する。トランジスタTr2のゲー
トとソースとの間には、僅かなゲート容量C3が存在す
る。
The wiring 13 is a wiring connecting the source of the transistor Tr1 and the gate of the transistor Tr2, and has a wiring capacitance C2. A slight gate capacitance C3 exists between the gate and the source of the transistor Tr2.

【0014】出力アンプ5は、容量C1,C2,C3を
有する。電荷は、主に容量C1に蓄積される。容量C1
に電荷Qが蓄積されると、次式の電圧Vinがトランジ
スタTr2のゲートに印加される。
The output amplifier 5 has capacitors C1, C2, C3. Electric charges are mainly stored in the capacitor C1. Capacity C1
When the electric charge Q is accumulated in the transistor Tr2, a voltage Vin of the following equation is applied to the gate of the transistor Tr2.

【0015】Vin=Q/C1 この電圧Vinがソースフォロアアンプにより増幅され
て、電圧Voutとして出力される。
Vin = Q / C1 This voltage Vin is amplified by a source follower amplifier and output as a voltage Vout.

【0016】電荷Qは、フォトダイオード2(図6)が
受光した光量に応じて生成される。電荷Qが所定値の場
合、入力電圧Vinを大きくするには(出力アンプ5の
感度を上げるには)、容量C1,C2,C3を小さくす
る必要がある。
The charge Q is generated according to the amount of light received by the photodiode 2 (FIG. 6). When the charge Q has a predetermined value, it is necessary to reduce the capacitances C1, C2, and C3 in order to increase the input voltage Vin (to increase the sensitivity of the output amplifier 5).

【0017】図8は、図7に示す出力アンプ5の動作を
説明するためのタイミングチャートである。
FIG. 8 is a timing chart for explaining the operation of output amplifier 5 shown in FIG.

【0018】2相駆動パルスφH1,φH2は、水平電
荷転送路4(図6)を駆動するためのパルスである。水
平電荷転送路4の最終段には、例えばパルスφH2が供
給される。パルスφH2がローレベルのときに、水平電
荷転送路4と出力アンプ5との間のゲートは閉じられ
る。
The two-phase driving pulses φH1 and φH2 are pulses for driving the horizontal charge transfer path 4 (FIG. 6). For example, a pulse φH2 is supplied to the last stage of the horizontal charge transfer path 4. When the pulse φH2 is at a low level, the gate between the horizontal charge transfer path 4 and the output amplifier 5 is closed.

【0019】リセットパルスRSがハイレベルになる
と、図7に示すトランジスタTr1がオンし、容量C
1,C2,C3はドレイン電圧RDに充電される。トラ
ンジスタTr2のゲートには、トランジスタTr1のド
レイン電圧RDが供給される。出力電圧Voutは、ド
レイン電圧RDとほぼ同じになる。例えばドレイン電圧
RDが15Vであると、電圧V1も15Vになる。
When the reset pulse RS goes high, the transistor Tr1 shown in FIG.
1, C2 and C3 are charged to the drain voltage RD. The drain voltage RD of the transistor Tr1 is supplied to the gate of the transistor Tr2. The output voltage Vout is substantially equal to the drain voltage RD. For example, if the drain voltage RD is 15V, the voltage V1 is also 15V.

【0020】次に、リセットパルスRSがローレベルに
なると、トランジスタTr1がオフする。トランジスタ
Tr2のゲートには、電圧V2が印加される。例えば、
ドレイン電圧RDが15Vであると、電圧V2は14V
になる。出力電圧Voutも、電圧V2(例えば14
V)になる。
Next, when the reset pulse RS goes low, the transistor Tr1 turns off. The voltage V2 is applied to the gate of the transistor Tr2. For example,
If the drain voltage RD is 15V, the voltage V2 is 14V
become. The output voltage Vout is also the voltage V2 (for example, 14
V).

【0021】次に、駆動パルスφH2がハイレベルにな
ると、水平電荷転送路4と出力アンプ5との間のゲート
が開き、水平電荷転送路4から容量C1,C2及びC3
に電荷(電子)が供給される。容量C1,C2及びC3
は放電し、出力電圧Voutは電圧V2からV3へ下が
る。電圧V3は、例えば12Vである。電圧V2とV3
との差は、フォトダイオード2が光電変換した電荷量
(画素値)に相当する。
Next, when the drive pulse φH2 goes high, the gate between the horizontal charge transfer path 4 and the output amplifier 5 opens, and the capacitors C1, C2 and C3
Is supplied with electric charges (electrons). Capacities C1, C2 and C3
Is discharged, and the output voltage Vout falls from the voltage V2 to V3. The voltage V3 is, for example, 12V. Voltages V2 and V3
Is equivalent to the charge amount (pixel value) photoelectrically converted by the photodiode 2.

【0022】図9は、図7に示す出力アンプ5の平面図
であり、図10は、図9の出力アンプ5のA−A線に沿
う断面図である。
FIG. 9 is a plan view of the output amplifier 5 shown in FIG. 7, and FIG. 10 is a sectional view of the output amplifier 5 of FIG. 9 taken along the line AA.

【0023】図9に示すように、水平電荷転送路(HC
CD)4は、半導体基板内のn型領域として形成され、
トランジスタTr1に接続される。トランジスタTr1
は、ソースS、ゲートG及びドレインDを有する。ドレ
インDには配線16が接続され、配線16を介してドレ
インDにリセットドレイン電圧RDが供給される。ゲー
トGには配線17が接続され、配線17を介してリセッ
トパルスRSがゲートGに供給される。ソースSには配
線13が接続され、そのソースSは配線13を介してト
ランジスタTr2のゲートGに接続される。
As shown in FIG. 9, the horizontal charge transfer path (HC
CD) 4 is formed as an n-type region in the semiconductor substrate,
Connected to transistor Tr1. Transistor Tr1
Has a source S, a gate G and a drain D. The wiring 16 is connected to the drain D, and the reset drain voltage RD is supplied to the drain D via the wiring 16. A wiring 17 is connected to the gate G, and a reset pulse RS is supplied to the gate G via the wiring 17. The wiring 13 is connected to the source S, and the source S is connected to the gate G of the transistor Tr2 via the wiring 13.

【0024】トランジスタTr2は、ドレインD、ゲー
トG及びソースSを有する。ドレインDには配線15が
接続され、配線15を介してドレインDにドレイン電圧
ODが供給される。ソースSには配線14が接続され、
ソースSは配線14を介してトランジスタTr3及びT
r4(図7)に接続される。
The transistor Tr2 has a drain D, a gate G and a source S. The wiring 15 is connected to the drain D, and the drain voltage OD is supplied to the drain D via the wiring 15. A wiring 14 is connected to the source S,
The source S is connected to the transistors Tr3 and T
r4 (FIG. 7).

【0025】図10に示すように、半導体基板(Si基
板)のp型ウエル領域11は接地される。p型ウエル領
域11内には、n型領域からなるソースSが形成され
る。このソースSは、トランジスタTr1のソースであ
る。このn型領域のソースSとp型ウエル領域11との
間には、拡散容量C1が形成される。拡散容量C1は、
いわゆるフローティングディフュージョンFDである。
As shown in FIG. 10, a p-type well region 11 of a semiconductor substrate (Si substrate) is grounded. In the p-type well region 11, a source S composed of an n-type region is formed. This source S is the source of the transistor Tr1. A diffusion capacitor C1 is formed between the source S of the n-type region and the p-type well region 11. The diffusion capacitance C1 is
This is a so-called floating diffusion FD.

【0026】トランジスタTr2のゲートGは、配線1
3に接続され、ゲート絶縁膜(SiO2 膜)12aを介
してp型ウエル領域11に結合される。このゲートGと
p型ウエル領域11との間には、ゲート容量C3が形成
される。
The gate G of the transistor Tr2 is connected to the wiring 1
3 and is coupled to the p-type well region 11 via a gate insulating film (SiO 2 film) 12a. A gate capacitance C3 is formed between the gate G and the p-type well region 11.

【0027】配線13は、トランジスタTr2のゲート
GとトランジスタTr1のソースSとを接続する。配線
13は、絶縁膜12を介してp型ウエル領域11に結合
される。配線13とp型ウエル領域11との間には、配
線容量C2が形成される。
The wiring 13 connects the gate G of the transistor Tr2 and the source S of the transistor Tr1. Wiring 13 is coupled to p-type well region 11 via insulating film 12. A wiring capacitance C2 is formed between the wiring 13 and the p-type well region 11.

【0028】[0028]

【発明が解決しようとする課題】配線13の配線長(図
の横方向の距離)及び配線幅(図の奥行き方向の距離)
が大きいほど、配線容量C2が大きくなる。そこで、配
線長及び配線幅を小さくすることにより、配線容量C2
を小さくすることが考えられる。配線容量C2を小さく
すれば、V=Q/Cの関係から、出力電圧Voutの感
度を上げることができる。すなわち、図8において、電
圧V2とV3との差を大きくすることができる。
The wiring length of the wiring 13 (the distance in the horizontal direction in the figure) and the wiring width (the distance in the depth direction in the figure)
Is larger, the wiring capacitance C2 is larger. Therefore, by reducing the wiring length and the wiring width, the wiring capacitance C2
Can be reduced. If the wiring capacitance C2 is reduced, the sensitivity of the output voltage Vout can be increased from the relationship of V = Q / C. That is, in FIG. 8, the difference between the voltages V2 and V3 can be increased.

【0029】しかし、配線13の配線長及び配線幅を小
さくするには限界があり、配線容量C2は所定値より小
さくすることは困難である。その結果、出力電圧の感度
向上にも限界がある。
However, there is a limit in reducing the length and width of the wiring 13, and it is difficult to make the wiring capacitance C2 smaller than a predetermined value. As a result, there is a limit in improving the sensitivity of the output voltage.

【0030】本発明の目的は、電荷量を高感度で電圧に
変換することができる固体撮像素子の出力アンプを提供
することである。
An object of the present invention is to provide an output amplifier of a solid-state imaging device capable of converting a charge amount into a voltage with high sensitivity.

【0031】[0031]

【課題を解決するための手段】本発明の一観点によれ
ば、電荷を蓄積可能な拡散容量を有するソースを含み、
該拡散容量に蓄積された電荷をゲート電圧に応じてドレ
インに排出することができる第1のトランジスタと、ゲ
ートを入力端子としてソースを出力端子とする第2のト
ランジスタを含み、前記拡散容量に蓄積された電荷に応
じた電圧を入力して増幅するためのアンプと、前記第2
のトランジスタのゲートと前記第1のトランジスタのソ
ースとを接続する配線と、前記第2のトランジスタのソ
ースに接続され、前記配線に沿って配設されるシールド
線とを有する固体撮像素子の出力アンプが提供される。
According to one aspect of the present invention, there is provided a source having a diffusion capacitance capable of storing electric charges,
A first transistor capable of discharging charges accumulated in the diffusion capacitor to a drain according to a gate voltage, and a second transistor having a gate as an input terminal and a source as an output terminal, and An amplifier for inputting and amplifying a voltage corresponding to the received electric charge,
Output amplifier of a solid-state imaging device, comprising: a wiring connecting the gate of the first transistor to the source of the first transistor; and a shielded line connected to the source of the second transistor and arranged along the wiring. Is provided.

【0032】配線は、第2のトランジスタのゲートと第
1のトランジスタのソースとを接続する。この配線に沿
ってシールド線を設けることにより、配線の容量を実質
的になくすことができる。配線の容量をなくすことによ
り、電荷が所定量の場合、電圧を大きくすることができ
るので、出力アンプの感度を向上させることができる。
The wiring connects the gate of the second transistor and the source of the first transistor. By providing the shield line along the wiring, the capacitance of the wiring can be substantially eliminated. By eliminating the capacitance of the wiring, the voltage can be increased when the charge is a predetermined amount, so that the sensitivity of the output amplifier can be improved.

【0033】[0033]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施例による固
体撮像素子の出力アンプ5の等価回路図である。
FIG. 1 is an equivalent circuit diagram of an output amplifier 5 of a solid-state imaging device according to an embodiment of the present invention.

【0034】本実施例では、配線13に沿ってシールド
線18を設ける。シールド線18は、トランジスタTr
2のソースに接続される。シールド線18により、配線
13は、半導体基板(図6の水平電荷転送路4)からシ
ールドされる。配線13をシールドすることにより、出
力アンプの感度を向上させることができる。以下、出力
アンプ5の具体的な構成を説明する。
In this embodiment, a shield line 18 is provided along the wiring 13. The shield line 18 is connected to the transistor Tr
2 sources. The wiring 13 is shielded from the semiconductor substrate (the horizontal charge transfer path 4 in FIG. 6) by the shield line 18. By shielding the wiring 13, the sensitivity of the output amplifier can be improved. Hereinafter, a specific configuration of the output amplifier 5 will be described.

【0035】トランジスタTr1のソースには、拡散容
量C1が存在する。拡散容量C1は、いわゆるフローテ
ィングディフュージョンFDであり、水平電荷転送路4
(図6)から転送された電荷を蓄積する。n型MOSト
ランジスタTr1のドレインには、リセットドレイン電
圧RD(例えば15V)が印加される。
The diffusion capacitance C1 exists at the source of the transistor Tr1. The diffusion capacitance C1 is a so-called floating diffusion FD,
The charge transferred from FIG. 6 is accumulated. A reset drain voltage RD (for example, 15 V) is applied to the drain of the n-type MOS transistor Tr1.

【0036】トランジスタTr1のゲートにリセットパ
ルスRSが印加されると、トランジスタTr1がオン
し、フローティングディフュージョンFDに蓄積されて
いる電荷(電子)がトランジスタTr1のドレインに排
出され、フローティングディフュージョンFD(出力ア
ンプ5)は初期化される。初期化後、水平電荷転送路4
から転送された電荷がフローティングディフュージョン
FDに蓄積される。
When the reset pulse RS is applied to the gate of the transistor Tr1, the transistor Tr1 is turned on, and the charges (electrons) accumulated in the floating diffusion FD are discharged to the drain of the transistor Tr1, and the floating diffusion FD (output amplifier) 5) is initialized. After initialization, the horizontal charge transfer path 4
Are transferred to the floating diffusion FD.

【0037】トランジスタTr2及びTr3は、ノーマ
リオフのn型MOSトランジスタであり、両ドレインに
はドレイン電圧OD(例えば15V)が印加される。ト
ランジスタTr4及びTr5は、ノーマリオンのp型M
OSトランジスタであり、抵抗として機能する。
The transistors Tr2 and Tr3 are normally-off n-type MOS transistors, and a drain voltage OD (for example, 15 V) is applied to both drains. The transistors Tr4 and Tr5 are normally-on p-type M
It is an OS transistor and functions as a resistor.

【0038】トランジスタTr2,Tr3,Tr4,T
r5は、ソースフォロアアンプを構成する。ソースフォ
ロアアンプは、入力端子がトランジスタTr2のゲート
であり、出力端子がトランジスタTr3のソースであ
る。出力端子からは、出力電圧Voutが出力される。
すなわち、トランジスタTr2のゲートに入力された電
圧は、電流増幅されて、トランジスタTr3のソースか
ら電圧Voutとして出力される。
Transistors Tr2, Tr3, Tr4, T
r5 constitutes a source follower amplifier. In the source follower amplifier, the input terminal is the gate of the transistor Tr2, and the output terminal is the source of the transistor Tr3. An output voltage Vout is output from the output terminal.
That is, the voltage input to the gate of the transistor Tr2 is current-amplified and output as the voltage Vout from the source of the transistor Tr3.

【0039】トランジスタTr2のゲートとソースとの
間には、僅かなゲート容量C3が存在する。
There is a slight gate capacitance C3 between the gate and the source of the transistor Tr2.

【0040】配線13は、トランジスタTr1のソース
とトランジスタTr2のゲートとを接続する配線であ
る。シールド線18は、一端がトランジスタTr2のソ
ースに接続され、かつ配線13に沿って配設され、配線
13をシールドする。
The wiring 13 is a wiring connecting the source of the transistor Tr1 and the gate of the transistor Tr2. One end of the shield line 18 is connected to the source of the transistor Tr2, and is disposed along the wiring 13 to shield the wiring 13.

【0041】配線13とシールド線18との間には容量
C4が存在し、シールド線18とグランドレベルとの間
には容量C5が存在する。トランジスタTr2の特性に
より、トランジスタTr2のゲートとソースとはほぼ同
電位になる。
A capacitance C4 exists between the wiring 13 and the shield line 18, and a capacitance C5 exists between the shield line 18 and the ground level. Due to the characteristics of the transistor Tr2, the gate and the source of the transistor Tr2 have substantially the same potential.

【0042】トランジスタTr2のゲートは配線13に
接続され、トランジスタTr2のソースはシールド線1
8に接続される。したがって、配線13とシールド線1
8もほぼ同電位になる。配線13とシールド線18が同
電位であれば、両者間の容量C4に電荷が蓄積されない
ので、容量C4を無視することができる。
The gate of the transistor Tr2 is connected to the wiring 13, and the source of the transistor Tr2 is the shield line 1.
8 is connected. Therefore, the wiring 13 and the shield wire 1
8 also has substantially the same potential. If the wiring 13 and the shield line 18 have the same potential, no charge is accumulated in the capacitor C4 between the two, so that the capacitor C4 can be ignored.

【0043】容量C5は、シールド線18に接続される
ものであり、配線13に影響を与えることはない。すな
わち、容量C5は、トランジスタTr2のゲート電圧に
影響を及ぼさない。
The capacitance C5 is connected to the shield line 18 and does not affect the wiring 13. That is, the capacitance C5 does not affect the gate voltage of the transistor Tr2.

【0044】容量C4及びC5は、出力電圧Voutに
影響を与えないので、無視することができる。出力電圧
Voutは、フローティングディフュージョンFD(C
1)及びゲート容量C3により決まる。
Since the capacitors C4 and C5 do not affect the output voltage Vout, they can be ignored. The output voltage Vout is equal to the floating diffusion FD (C
1) and the gate capacitance C3.

【0045】出力アンプ5は、容量C1及びC3を有す
る。容量C1及びC3には、水平電荷転送路から転送さ
れた電荷が蓄積される。容量C3は、容量C1に比べて
極めて小さい。容量C1に電荷Qが蓄積されると、次式
の電圧VinがトランジスタTr2のゲートに印加され
る。
The output amplifier 5 has capacitors C1 and C3. Charges transferred from the horizontal charge transfer path are accumulated in the capacitors C1 and C3. The capacitance C3 is extremely smaller than the capacitance C1. When the charge Q is accumulated in the capacitor C1, a voltage Vin represented by the following equation is applied to the gate of the transistor Tr2.

【0046】Vin=Q/C1 この電圧Vinがソースフォロアアンプにより増幅され
て、電圧Voutとして出力される。
Vin = Q / C1 This voltage Vin is amplified by a source follower amplifier and output as voltage Vout.

【0047】図7の出力アンプ5は、容量C1,C2及
びC3を有する。本実施例の出力アンプ5(図1)は、
容量C1及びC3を有するので、図7の出力アンプ5の
容量C1,C2,C3よりも小さい。本実施例の出力ア
ンプ5では、配線容量C2が実質的になくなる。
The output amplifier 5 of FIG. 7 has capacitors C1, C2 and C3. The output amplifier 5 of this embodiment (FIG. 1)
Since it has the capacitances C1 and C3, it is smaller than the capacitances C1, C2 and C3 of the output amplifier 5 of FIG. In the output amplifier 5 of the present embodiment, the wiring capacitance C2 is substantially eliminated.

【0048】電圧V、電荷Q及び容量Cは、V=Q/C
の関係を有する。水平電荷転送路から所定量の電荷Qが
供給されると、容量Cが小さいほど、電圧Vを大きくす
ることができる。したがって、本実施例では、配線容量
C2をなくし、出力アンプ内の容量を小さくすることに
より、出力電圧Voutの感度を向上させることができ
る。
The voltage V, the charge Q and the capacitance C are given by V = Q / C
Has the relationship When a predetermined amount of charge Q is supplied from the horizontal charge transfer path, the voltage V can be increased as the capacitance C decreases. Therefore, in this embodiment, the sensitivity of the output voltage Vout can be improved by eliminating the wiring capacitance C2 and reducing the capacitance in the output amplifier.

【0049】図8を参照しながら、出力アンプ5の動作
を説明する。リセットパルスRSがハイレベルになる
と、図1に示すように、トランジスタTr1がオンし、
容量C1,C3はドレイン電圧RDに充電される。
The operation of the output amplifier 5 will be described with reference to FIG. When the reset pulse RS goes high, the transistor Tr1 turns on, as shown in FIG.
The capacitors C1 and C3 are charged to the drain voltage RD.

【0050】トランジスタTr2のゲートには、ドレイ
ン電圧RDが供給される。出力電圧Voutは、ドレイ
ン電圧RDとほぼ同じ電圧V1になる。例えばドレイン
電圧RDが15Vであると、電圧V1も15Vになる。
The drain voltage RD is supplied to the gate of the transistor Tr2. The output voltage Vout becomes substantially the same voltage V1 as the drain voltage RD. For example, if the drain voltage RD is 15V, the voltage V1 is also 15V.

【0051】次に、リセットパルスRSがローレベルに
なると、トランジスタTr1がオフする。トランジスタ
Tr2のゲートには、電圧V2が印加される。ゲート容
量C3は、容量C1に比べて極めて小さい。例えば、ド
レイン電圧RDが15Vであると、電圧V2は14Vに
なる。出力電圧Voutも、電圧V2になる。
Next, when the reset pulse RS goes low, the transistor Tr1 turns off. The voltage V2 is applied to the gate of the transistor Tr2. The gate capacitance C3 is extremely smaller than the capacitance C1. For example, if the drain voltage RD is 15V, the voltage V2 will be 14V. The output voltage Vout also becomes the voltage V2.

【0052】次に、駆動パルスφH2がハイレベルにな
ると、水平電荷転送路4と出力アンプ5との間のゲート
が開き、水平電荷転送路4から容量C1及びC3に電荷
(電子)が供給される。容量C1及びC3は放電し、出
力電圧Voutは電圧V2からV3へ下がる。電圧V3
は、例えば11Vである。電圧V2とV3との差は、フ
ォトダイオード2が光電変換した電荷量(画素値)に相
当する。
Next, when the drive pulse φH2 goes high, the gate between the horizontal charge transfer path 4 and the output amplifier 5 opens, and charges (electrons) are supplied from the horizontal charge transfer path 4 to the capacitors C1 and C3. You. The capacitors C1 and C3 discharge, and the output voltage Vout decreases from the voltage V2 to V3. Voltage V3
Is, for example, 11V. The difference between the voltages V2 and V3 corresponds to the amount of charge (pixel value) photoelectrically converted by the photodiode 2.

【0053】配線容量C2(図7)がないので、容量C
1の放電量が大きくなり、電圧V2とV3との差を大き
くすることができる。すなわち、出力アンプ5(出力電
圧Vout)の感度を向上させることができる。
Since there is no wiring capacitance C2 (FIG. 7), the capacitance C
1 increases, and the difference between the voltages V2 and V3 can be increased. That is, the sensitivity of the output amplifier 5 (output voltage Vout) can be improved.

【0054】出力アンプ5の感度を向上させれば、固体
撮像素子の画素数を増やしたり、固体撮像素子を小型化
(半導体チップ面積を狭小化)することができる。画素
数を増やしたり、固体撮像素子を小型化すると、フォト
ダイオード2(図6)の受光面積が小さくなる。フォト
ダイオード2により生成される電荷量が少なくても、出
力アンプ5の感度が良いので、電荷量を十分大きな電圧
(V2−V3)に変換することができる。
If the sensitivity of the output amplifier 5 is improved, the number of pixels of the solid-state imaging device can be increased, and the size of the solid-state imaging device can be reduced (the semiconductor chip area can be reduced). When the number of pixels is increased or the size of the solid-state imaging device is reduced, the light receiving area of the photodiode 2 (FIG. 6) decreases. Even if the amount of charge generated by the photodiode 2 is small, the sensitivity of the output amplifier 5 is good, so that the amount of charge can be converted to a sufficiently large voltage (V2−V3).

【0055】図2は、図1に示す出力アンプ5の平面図
である。図3は、図2の出力アンプ5のA−A線に沿う
断面図である。
FIG. 2 is a plan view of the output amplifier 5 shown in FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view of the output amplifier 5 of FIG. 2 along the line AA.

【0056】本実施例は、配線13の下に絶縁膜22
(図3)を介してシールド線18を設けることにより、
出力電圧の感度を向上させることができる。シールド線
18は、トランジスタTr2のソースSに接続される。
以下、出力アンプ5の具体的な構成を説明する。
In this embodiment, the insulating film 22 is
By providing the shield wire 18 via (FIG. 3),
The output voltage sensitivity can be improved. The shield line 18 is connected to the source S of the transistor Tr2.
Hereinafter, a specific configuration of the output amplifier 5 will be described.

【0057】図2に示すように、水平電荷転送路(HC
CD)4は、半導体基板内のn型領域として形成され、
トランジスタTr1に接続される。n型MOSトランジ
スタTr1は、ソースS、ゲートG及びドレインDを有
する。ドレインDには配線16が接続され、配線16を
介してリセットドレイン電圧RDがドレインDに供給さ
れる。ゲートGには配線17が接続され、配線17を介
してリセットパルスRSがゲートGに供給される。ソー
スSには配線13が接続され、そのソースSは配線13
を介してトランジスタTr2のゲートGに接続される。
As shown in FIG. 2, the horizontal charge transfer path (HC
CD) 4 is formed as an n-type region in the semiconductor substrate,
Connected to transistor Tr1. The n-type MOS transistor Tr1 has a source S, a gate G, and a drain D. The wiring 16 is connected to the drain D, and the reset drain voltage RD is supplied to the drain D via the wiring 16. A wiring 17 is connected to the gate G, and a reset pulse RS is supplied to the gate G via the wiring 17. The wiring 13 is connected to the source S, and the source S is connected to the wiring 13
To the gate G of the transistor Tr2.

【0058】n型MOSトランジスタTr2は、ドレイ
ンD、ゲートG及びソースSを有する。ドレインDには
配線15が接続され、配線15を介してドレイン電圧O
DがドレインDに供給される。ソースSには配線14が
接続され、ソースSは配線14を介してトランジスタT
r3及びTr4(図1)に接続される。
The n-type MOS transistor Tr2 has a drain D, a gate G and a source S. A wiring 15 is connected to the drain D, and the drain voltage O
D is supplied to the drain D. A wiring 14 is connected to the source S, and the source S is connected to the transistor T via the wiring 14.
r3 and Tr4 (FIG. 1).

【0059】シールド線18は、トランジスタTr2の
ソースSに接続され、配線13の下に絶縁層22(図
3)を介して設けられる。シールド線18は、配線13
をグランドレベルからシールドする。
The shield line 18 is connected to the source S of the transistor Tr2, and is provided below the wiring 13 via an insulating layer 22 (FIG. 3). The shield wire 18 is
From the ground level.

【0060】シールド線18は、配線13が下に投影さ
れる部分のなるべく多くの面積を覆うことが好ましい。
ただし、トランジスタTr1及びTr2の特性上の理由
又は製造工程上の制約から、トランジスタTr1及びT
r2の近辺にはシールド線18を設けないことが好まし
い。
It is preferable that the shield wire 18 covers as much area as possible of the portion where the wiring 13 is projected downward.
However, for reasons of the characteristics of the transistors Tr1 and Tr2 or restrictions on the manufacturing process, the transistors Tr1 and Tr2
It is preferable that the shield wire 18 is not provided near r2.

【0061】図3に示すように、半導体基板(例えばS
i基板)のp型ウエル領域11は接地される。p型ウエ
ル領域11内には、n型領域からなるソースSが形成さ
れる。このソースSは、トランジスタTr1のソースで
ある。このn型領域のソースSとp型ウエル領域11と
の間には、拡散容量C1が存在する。拡散容量C1は、
いわゆるフローティングディフュージョンFDである。
As shown in FIG. 3, a semiconductor substrate (for example, S
The p-type well region 11 of the (i-substrate) is grounded. In the p-type well region 11, a source S composed of an n-type region is formed. This source S is the source of the transistor Tr1. A diffusion capacitance C1 exists between the source S of the n-type region and the p-type well region 11. The diffusion capacitance C1 is
This is a so-called floating diffusion FD.

【0062】トランジスタTr2のゲートGは、配線1
3に接続され、ゲート絶縁膜(例えばSiO2 膜)12
aを介してp型ウエル領域11に結合される。このゲー
トGとp型ウエル領域11との間には、ゲート容量C3
が存在する。
The gate G of the transistor Tr2 is connected to the wiring 1
3 and a gate insulating film (eg, SiO 2 film) 12
It is coupled to p-type well region 11 through a. A gate capacitance C3 is provided between the gate G and the p-type well region 11.
Exists.

【0063】配線13は、トランジスタTr2のゲート
GとトランジスタTr1のソースSとを接続する。配線
13は、絶縁膜22を介してシールド線18に結合され
る。配線13とシールド線18との間には、容量C4が
存在する。
The wiring 13 connects the gate G of the transistor Tr2 and the source S of the transistor Tr1. Wiring 13 is coupled to shield line 18 via insulating film 22. A capacitance C4 exists between the wiring 13 and the shield line 18.

【0064】図1を参照しながら説明したように、トラ
ンジスタTr2のゲートGとソースSとはほぼ同電位に
なる。そのゲートGは配線13に接続され、そのソース
Sはシールド線18に接続されているので、配線13と
シールド線18とはほぼ同電位である。
As described with reference to FIG. 1, the gate G and the source S of the transistor Tr2 have substantially the same potential. Since the gate G is connected to the wiring 13 and the source S is connected to the shield line 18, the wiring 13 and the shield line 18 have substantially the same potential.

【0065】両者が同電位であれば、容量C4には電荷
が蓄積されないので、容量C4を無視することができ
る。水平電荷転送路4(図2)から電荷が転送されてき
ても、容量C4に電荷が蓄積されることはない。
If both are at the same potential, no charge is stored in the capacitor C4, so that the capacitor C4 can be ignored. Even if charges are transferred from the horizontal charge transfer path 4 (FIG. 2), no charges are accumulated in the capacitor C4.

【0066】シールド線18は、絶縁膜12を介してp
型ウエル領域11に結合される。シールド線18とp型
ウエル領域11との間には、容量C5が存在する。容量
C5は、シールド線18に接続されるものであるである
ので、配線13に影響を及ぼさない。出力アンプ5の出
力は、容量C5に影響されない。出力アンプ5の出力に
関して、容量C4及びC5は影響を及ぼさないので、容
量C4及びC5を無視することができる。
The shield wire 18 is connected to the p
It is coupled to the mold well region 11. A capacitance C5 exists between the shield line 18 and the p-type well region 11. Since the capacitor C5 is connected to the shield line 18, it does not affect the wiring 13. The output of the output amplifier 5 is not affected by the capacitance C5. The capacitances C4 and C5 have no effect on the output of the output amplifier 5, so that the capacitances C4 and C5 can be ignored.

【0067】図10の出力アンプ5では、配線13は配
線容量C2を有しているが、図3の出力アンプ5では、
配線13の容量を実質的になくすことができる。配線容
量13の容量をなくすことにより、出力アンプの感度を
向上させることができる。
In the output amplifier 5 of FIG. 10, the wiring 13 has the wiring capacitance C2, but in the output amplifier 5 of FIG.
The capacitance of the wiring 13 can be substantially eliminated. By eliminating the capacitance of the wiring capacitance 13, the sensitivity of the output amplifier can be improved.

【0068】図3において、配線13上にマイクロレン
ズ層23が形成される。マイクロレンズ層23は、例え
ば合成樹脂で形成される。次に、マイクロレンズ層23
により形成されるマイクロレンズについて説明する。
In FIG. 3, a microlens layer 23 is formed on wiring 13. The microlens layer 23 is formed of, for example, a synthetic resin. Next, the micro lens layer 23
The microlens formed by will be described.

【0069】図4(A)は、図6に示す固体撮像素子の
フォトダイオード2及びその両側の垂直電荷転送路3を
拡大した平面図であり、図4(B)は図4(A)の3B
−3B線に沿う断面図である。
FIG. 4A is an enlarged plan view of the photodiode 2 of the solid-state imaging device shown in FIG. 6 and the vertical charge transfer paths 3 on both sides thereof. FIG. 4B is a plan view of FIG. 3B
It is sectional drawing which follows the -3B line.

【0070】p型ウエル領域11の表面部分に、フォト
ダイオード2を構成するn型領域24、及び垂直電荷転
送路3を構成するn型領域25が形成される。n型領域
24とその左隣のn型領域25との間には、チャンネル
ストップ領域を構成するp+型領域20が形成される。
チャンネルストップ領域20は、フォトダイオード2で
生成された電荷が左隣の垂直電荷転送路3に漏れること
を防止する。
On the surface of the p-type well region 11, an n-type region 24 forming the photodiode 2 and an n-type region 25 forming the vertical charge transfer path 3 are formed. Between the n-type region 24 and the n-type region 25 to the left of the n-type region 24, ap + -type region 20 constituting a channel stop region is formed.
The channel stop region 20 prevents the charge generated by the photodiode 2 from leaking to the left vertical charge transfer path 3.

【0071】垂直電荷転送路3を構成するn型領域25
の上には、絶縁膜27を介してシフトゲート電極28が
形成される。シフトゲート電極28に正電位が印加され
ると、フォトダイオード2で生成された電荷は右隣の垂
直電荷転送路3に転送される。
N-type region 25 constituting vertical charge transfer path 3
A shift gate electrode 28 is formed on the substrate with an insulating film 27 interposed therebetween. When a positive potential is applied to the shift gate electrode 28, the charges generated by the photodiode 2 are transferred to the vertical charge transfer path 3 on the right.

【0072】第1メタル層29及び第2メタル層30
は、遮光膜である。遮光膜30は、フォトダイオード2
の開口部31以外の部分を覆う。遮光膜30は薄い膜で
あるので、遮光膜29が垂直電荷転送路3の遮光を強化
する。
First metal layer 29 and second metal layer 30
Is a light shielding film. The light shielding film 30 is formed of the photodiode 2
Cover other than the opening 31. Since the light shielding film 30 is a thin film, the light shielding film 29 enhances the light shielding of the vertical charge transfer path 3.

【0073】マイクロレンズ層23は、固体撮像素子の
表面に形成され、フォトダイオード2の上方にマイクロ
レンズ23aを生成する。マイクロレンズ23aは、外
光32を集光して開口部31に導く。フォトダイオード
2は、開口部31を介して外光32を受光し、電荷を生
成する。
The microlens layer 23 is formed on the surface of the solid-state image sensor, and forms a microlens 23 a above the photodiode 2. The micro lens 23a condenses the external light 32 and guides it to the opening 31. The photodiode 2 receives the external light 32 via the opening 31 and generates an electric charge.

【0074】シフトゲート電極28に正電位が供給され
ると、フォトダイオード2で生成された電荷は垂直電荷
転送路3に転送される。垂直電荷転送路3上の電荷は、
水平電荷転送路を介して、出力アンプに供給される。
When a positive potential is supplied to the shift gate electrode 28, charges generated by the photodiode 2 are transferred to the vertical charge transfer path 3. The charge on the vertical charge transfer path 3 is
It is supplied to an output amplifier via a horizontal charge transfer path.

【0075】図3のマイクロレンズ層23は、図4
(B)のマイクロレンズ層23と同一の層である。図3
において、マイクロレンズ層23は例えば合成樹脂であ
るので、その表面が帯電することがある。すると、マイ
クロレンズ層23が容量C6を持つことになる。容量C
6は、配線13に接続されるので、出力アンプ5の感度
が低下してしまう。
The microlens layer 23 shown in FIG.
This is the same layer as the microlens layer 23 of FIG. FIG.
Since the microlens layer 23 is made of, for example, a synthetic resin, its surface may be charged. Then, the microlens layer 23 has the capacitance C6. Capacity C
6 is connected to the wiring 13, so that the sensitivity of the output amplifier 5 is reduced.

【0076】フォトダイオード2上のマイクロレンズ2
3aを残し、配線13上のマイクロレンズ層23b(図
の破線内の領域)を除去すれば、容量C6がなくなり、
出力アンプ5の感度を向上させることができる。次に、
マイクロレンズ層23を除去することなく、出力アンプ
5の感度を向上させる方法を示す。
Micro lens 2 on photodiode 2
If the microlens layer 23b (the area within the broken line in the drawing) on the wiring 13 is removed while leaving 3a, the capacitance C6 disappears,
The sensitivity of the output amplifier 5 can be improved. next,
A method for improving the sensitivity of the output amplifier 5 without removing the microlens layer 23 will be described.

【0077】図5は、本発明の他の実施例による出力ア
ンプ5の断面図である。本実施例の出力アンプ5におい
て、配線13及びそれより下の部分は、図3に示す出力
アンプ5と同じであるので、説明を省略する。配線13
の表面は、絶縁膜41で覆われる。
FIG. 5 is a sectional view of an output amplifier 5 according to another embodiment of the present invention. In the output amplifier 5 of the present embodiment, the wiring 13 and the portion below it are the same as the output amplifier 5 shown in FIG. Wiring 13
Is covered with an insulating film 41.

【0078】シールド線42は、絶縁膜41を介して配
線13に結合され、配線13をマイクロレンズ層23か
らシールドする。シールド線42は、シールド線18と
同様に、トランジスタTr2のソースS(図2)に接続
されるので、シールド線42と配線13もほぼ同電位に
なる。
The shield line 42 is coupled to the wiring 13 via the insulating film 41, and shields the wiring 13 from the microlens layer 23. Since the shield line 42 is connected to the source S (FIG. 2) of the transistor Tr2, similarly to the shield line 18, the shield line 42 and the wiring 13 have substantially the same potential.

【0079】マイクロレンズ層23は、シールド線42
の表面を覆う。配線13とシールド線42との間には、
容量C7が存在する。シールド線42とマイクロレンズ
層23の表面との間には、容量C8が存在する。
The microlens layer 23 has a shield wire 42
Cover the surface. Between the wiring 13 and the shield wire 42,
There is a capacitance C7. A capacitance C8 exists between the shield line 42 and the surface of the microlens layer 23.

【0080】配線13とシールド線42とはほぼ同電位
であり、容量C7には電荷が蓄積されないので、容量C
7を無視することができる。
The wiring 13 and the shield line 42 have substantially the same potential, and no charge is stored in the capacitor C7.
7 can be ignored.

【0081】容量C8は、シールド線42に接続される
ものであるので、配線13に影響を及ぼさない。出力ア
ンプ5の出力に関して、容量C7及びC8を無視するこ
とができる。
Since the capacitor C8 is connected to the shield line 42, it does not affect the wiring 13. Regarding the output of the output amplifier 5, the capacitors C7 and C8 can be ignored.

【0082】本実施例によれば、2つのシールド線18
及び42が配線13をシールドする。シールド線18
は、接地されたp型ウエル領域11から配線13をシー
ルドする。シールド線42は、マイクロレンズ層23の
表面電位から配線13をシールドする。配線13をシー
ルドすることにより、配線13の容量を実質的になく
し、出力アンプ5の感度を向上させることができる。
According to this embodiment, the two shielded wires 18
And 42 shield the wiring 13. Shield wire 18
Shields the wiring 13 from the grounded p-type well region 11. The shield line 42 shields the wiring 13 from the surface potential of the microlens layer 23. By shielding the wiring 13, the capacitance of the wiring 13 can be substantially eliminated, and the sensitivity of the output amplifier 5 can be improved.

【0083】マイクロレンズ23aを形成するためのマ
イクロレンズ層23は、必ずしも必要ではないが、光学
的感度を上げるためには、マイクロレンズ23aを形成
することが好ましい。
The microlens layer 23 for forming the microlenses 23a is not always necessary, but it is preferable to form the microlenses 23a in order to increase the optical sensitivity.

【0084】マイクロレンズ層23の代わりに、カラー
フィルタ層を設けてもよいし、マイクロレンズ層及びカ
ラーフィルタ層の両者を設けてもよい。カラーフィルタ
層は、所定波長の光のみを通過させるフィルタである。
カラーフィルタ層を形成することにより、カラー画像を
撮像することができる。カラーフィルタ層を形成する場
合にも、マイクロレンズ層23の場合と同様に、出力ア
ンプ5の感度を向上させることができる。
Instead of the microlens layer 23, a color filter layer may be provided, or both a microlens layer and a color filter layer may be provided. The color filter layer is a filter that allows only light of a predetermined wavelength to pass.
By forming the color filter layer, a color image can be captured. Also in the case of forming the color filter layer, the sensitivity of the output amplifier 5 can be improved as in the case of the micro lens layer 23.

【0085】次に、図5に示す出力アンプ5の製造方法
を説明する。SiO2 膜12は、例えばCVD法により
膜を形成し、フォトリソグラフィ及びエッチングにより
パターニングすることにより形成される。SiO2 膜1
2の膜厚は、例えば600nmである。
Next, a method of manufacturing the output amplifier 5 shown in FIG. 5 will be described. The SiO 2 film 12 is formed, for example, by forming a film by a CVD method and patterning the film by photolithography and etching. SiO 2 film 1
The film thickness of No. 2 is, for example, 600 nm.

【0086】シールド線18は、第1ポリシリコン層で
あり、CVD法により形成される。シールド線18の膜
厚は、370nmである。
The shield line 18 is a first polysilicon layer and is formed by a CVD method. The film thickness of the shield wire 18 is 370 nm.

【0087】SiO2 膜22は、シールド線18の表面
を熱酸化することにより形成される。SiO2 膜22の
膜厚は、例えば150nmである。
The SiO 2 film 22 is formed by thermally oxidizing the surface of the shield wire 18. The thickness of the SiO 2 film 22 is, for example, 150 nm.

【0088】配線層13は、第2ポリシリコン層であ
り、CVD法により形成される。配線層13の膜厚は、
例えば370nmである。第1ポリシリコン層18及び
第2ポリシリコン層13は、垂直電荷転送路上の2層重
ね合わせ電極の形成と同一の工程で形成される。
The wiring layer 13 is a second polysilicon layer and is formed by a CVD method. The thickness of the wiring layer 13 is
For example, it is 370 nm. The first polysilicon layer 18 and the second polysilicon layer 13 are formed in the same step as the formation of the two-layer superposed electrode on the vertical charge transfer path.

【0089】絶縁膜41は、配線層13の表面を熱酸化
することにより形成されるSiO2膜(150nm)と
CVD法により形成されるPSG膜(400nm)との
積層膜である。
The insulating film 41 is a laminated film of a SiO 2 film (150 nm) formed by thermally oxidizing the surface of the wiring layer 13 and a PSG film (400 nm) formed by the CVD method.

【0090】シールド線42は、Al又はW等の第1メ
タル層であり、例えばスパッタ法により形成される。第
1メタル層42は、図4(B)の第1メタル層29の形
成工程と同一工程で形成される。
The shield wire 42 is a first metal layer such as Al or W, and is formed by, for example, a sputtering method. The first metal layer 42 is formed in the same step as the step of forming the first metal layer 29 in FIG.

【0091】マイクロレンズ層23は、合成樹脂をスピ
ナーにより回転塗布することにより形成される。マイク
ロレンズ層23の厚さは、例えば基板(p型ウエル領域
11)表面から2μmである。
The microlens layer 23 is formed by spin-coating a synthetic resin with a spinner. The thickness of the microlens layer 23 is, for example, 2 μm from the surface of the substrate (p-type well region 11).

【0092】以上は、図5に示す出力アンプ5の製造方
法を説明したが、図3に示す出力アンプ5も同様な方法
により製造することができる。
Although the method of manufacturing the output amplifier 5 shown in FIG. 5 has been described above, the output amplifier 5 shown in FIG. 3 can be manufactured by a similar method.

【0093】本実施例によれば、配線13をシールド線
18及び/又は42でシールドすることにより、配線1
3の容量を実質的になくすことができ、出力アンプ5の
感度を向上させることができる。
According to the present embodiment, the wiring 1 is shielded by the shield wires 18 and / or 42, so that the wiring 1
3 can be substantially eliminated, and the sensitivity of the output amplifier 5 can be improved.

【0094】出力アンプ5の感度が向上すれば、固体撮
像素子の画素数を増やすことができ、また、固体撮像素
子を小型化(半導体チップ面積を狭小化)することもで
きる。
If the sensitivity of the output amplifier 5 is improved, the number of pixels of the solid-state imaging device can be increased, and the size of the solid-state imaging device can be reduced (the semiconductor chip area can be reduced).

【0095】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に
自明であろう。
The present invention has been described in connection with the preferred embodiments.
The present invention is not limited to these. For example, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, combinations, and the like can be made.

【0096】[0096]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
第2のトランジスタのゲートと第1のトランジスタのソ
ースとを接続する配線に沿ってシールド線を設けること
により、配線の容量を実質的になくすことができる。配
線の容量をなくすことにより、電荷が所定量の場合、電
圧を大きくすることができるので、出力アンプの感度を
向上させることができる。
As described above, according to the present invention,
By providing a shield line along a wiring connecting the gate of the second transistor and the source of the first transistor, the capacitance of the wiring can be substantially eliminated. By eliminating the capacitance of the wiring, the voltage can be increased when the charge is a predetermined amount, so that the sensitivity of the output amplifier can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例による固体撮像素子の出力アン
プの等価回路図である。
FIG. 1 is an equivalent circuit diagram of an output amplifier of a solid-state imaging device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本実施例による固体撮像素子の出力アンプの平
面図である。
FIG. 2 is a plan view of an output amplifier of the solid-state imaging device according to the embodiment.

【図3】図2に示す固体撮像素子の出力アンプのA−A
線に沿う断面図である。
FIG. 3 is an AA diagram of an output amplifier of the solid-state imaging device shown in FIG. 2;
It is sectional drawing which follows a line.

【図4】図4(A)はフォトダイオード及び垂直電荷転
送路の平面図であり、図4(B)は図4(A)の3B−
3B線に沿う断面図である。
FIG. 4A is a plan view of a photodiode and a vertical charge transfer path, and FIG. 4B is a plan view of FIG.
It is sectional drawing which follows the 3B line.

【図5】本発明の他の実施例による固体撮像素子の出力
アンプの断面図である。
FIG. 5 is a sectional view of an output amplifier of a solid-state imaging device according to another embodiment of the present invention.

【図6】固体撮像素子の平面図である。FIG. 6 is a plan view of the solid-state imaging device.

【図7】従来技術による固体撮像素子の出力アンプの等
価回路図である。
FIG. 7 is an equivalent circuit diagram of an output amplifier of a conventional solid-state imaging device.

【図8】固体撮像素子の出力アンプの動作を説明するた
めのタイミングチャートである。
FIG. 8 is a timing chart for explaining the operation of the output amplifier of the solid-state imaging device.

【図9】従来技術による固体撮像素子の出力アンプの平
面図である。
FIG. 9 is a plan view of an output amplifier of a conventional solid-state imaging device.

【図10】図9に示す固体撮像素子の出力アンプのA−
A線に沿う断面図である。
10 is a diagram illustrating A- of the output amplifier of the solid-state imaging device illustrated in FIG. 9;
It is sectional drawing which follows the A line.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 固体撮像素子 2 フォトダイオード 3 垂直電荷転送路 4 水平電荷転送路 5 出力アンプ 11 p型ウエル領域 12 絶縁膜 13,14,15,16,17 配線 18 シールド線 20 p+ 型領域 22 絶縁膜 23 マイクロレンズ層 23a マイクロレンズ 24,25 n型領域 27 絶縁膜 28 シフトゲート電極 29 第1メタル層(遮蔽膜) 30 第2メタル層(遮蔽膜 31 開口部 32 外光 41 絶縁膜 42 シールド線REFERENCE SIGNS LIST 1 solid-state imaging device 2 photodiode 3 vertical charge transfer path 4 horizontal charge transfer path 5 output amplifier 11 p-type well region 12 insulating film 13, 14, 15, 16, 17 wiring 18 shield line 20 p + type region 22 insulating film 23 Microlens layer 23a Microlens 24, 25 n-type region 27 Insulating film 28 Shift gate electrode 29 First metal layer (shielding film) 30 Second metal layer (shielding film 31 Opening 32 External light 41 Insulating film 42 Shield wire

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4M118 AA10 AB01 BA10 CA03 DB06 DB08 DC05 DD09 DD12 FA06 FA35 GB11 GB15 GB17 GD04 5C024 AA00 CA12 DA01 EA04 EA08 FA01 GA01 GA03 GA11 GA23 GA26 GA27 GA31 GA41  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 4M118 AA10 AB01 BA10 CA03 DB06 DB08 DC05 DD09 DD12 FA06 FA35 GB11 GB15 GB17 GD04 5C024 AA00 CA12 DA01 EA04 EA08 FA01 GA01 GA03 GA11 GA23 GA26 GA27 GA31 GA41

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】電荷を蓄積可能な拡散容量を有する第1の
ソースを含み、該拡散容量に蓄積された電荷を第1のゲ
ートの電圧に応じてドレインに排出することができる第
1のトランジスタと、 第2のゲートを入力端子として第2のソースを出力端子
とする第2のトランジスタを含み、前記拡散容量に蓄積
された電荷に応じた電圧を入力して増幅するためのアン
プと、 前記第2のトランジスタの第2のゲートと前記第1のト
ランジスタの第1のソースとを接続する配線と、 前記第2のトランジスタの第2のソースに接続され、前
記配線に沿って配設されるシールド線とを有する固体撮
像素子の出力アンプ。
1. A first transistor including a first source having a diffusion capacitance capable of accumulating charge, and discharging the charge accumulated in the diffusion capacitance to a drain according to a voltage of a first gate. An amplifier including a second transistor having a second gate as an input terminal and a second source as an output terminal, for inputting and amplifying a voltage corresponding to the charge accumulated in the diffusion capacitance; A wiring connecting the second gate of the second transistor to the first source of the first transistor; and a wiring connected to the second source of the second transistor and arranged along the wiring. An output amplifier of a solid-state imaging device having a shield line.
【請求項2】前記シールド線は、前記配線の下又は前記
配線の上及び下に形成される請求項1記載の固体撮像素
子の出力アンプ。
2. The output amplifier of a solid-state imaging device according to claim 1, wherein said shield line is formed below said wiring or above and below said wiring.
JP10214334A 1998-07-29 1998-07-29 Output amplifier of solid-state image-pickup device Pending JP2000049325A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10214334A JP2000049325A (en) 1998-07-29 1998-07-29 Output amplifier of solid-state image-pickup device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10214334A JP2000049325A (en) 1998-07-29 1998-07-29 Output amplifier of solid-state image-pickup device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000049325A true JP2000049325A (en) 2000-02-18

Family

ID=16654047

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10214334A Pending JP2000049325A (en) 1998-07-29 1998-07-29 Output amplifier of solid-state image-pickup device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000049325A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013055448A (en) * 2011-09-02 2013-03-21 National Institute Of Information & Communication Technology Photodetecting apparatus
JP2017139281A (en) * 2016-02-02 2017-08-10 三菱電機株式会社 Solid-state imaging apparatus and method for manufacturing the same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013055448A (en) * 2011-09-02 2013-03-21 National Institute Of Information & Communication Technology Photodetecting apparatus
JP2017139281A (en) * 2016-02-02 2017-08-10 三菱電機株式会社 Solid-state imaging apparatus and method for manufacturing the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111799285B (en) Image forming apparatus
KR101105617B1 (en) Solid-state imagine device, line sensor, optical sensor, and method for operating solid-state imaging device
US6278142B1 (en) Semiconductor image intensifier
US9654713B2 (en) Image sensors, methods, and pixels with tri-level biased transfer gates
EP2253017B1 (en) Circuit and photo sensor overlap for backside illumination image sensor
US8772844B2 (en) Solid-state imaging device
US20090201400A1 (en) Backside illuminated image sensor with global shutter and storage capacitor
JP2008205638A (en) Solid-state imaging device and its operation method
JPH09181976A (en) Solid-state image pickup element
JP3892112B2 (en) Active pixel sensor with punch-through reset and crosstalk suppression
US7259361B2 (en) Producing method for solid-state image pickup device including formation of a carrier accumulating region
WO2017057278A1 (en) Imaging element and imaging device
JP4006207B2 (en) Charge detection device, MOS solid-state imaging device including the same, and CCD solid-state imaging device
JP2006278539A (en) Mos solid state imaging device
TWI701823B (en) Image sensor and method of manufacturing the same
JP2007115787A (en) Solid-state imaging element
JP2005268643A (en) Solid-state image pickup element, camera module, and electronic equipment module
CN108231810B (en) Pixel unit structure for increasing suspended drain capacitance and manufacturing method
JP2914496B2 (en) Solid-state imaging device
JP2002110953A (en) Solid-state imaging device
JP2000049325A (en) Output amplifier of solid-state image-pickup device
US7944020B1 (en) Reverse MIM capacitor
US20080265297A1 (en) CMOS image sensor and method for manufacturing the same
JP4631661B2 (en) Solid-state image sensor
JPH0951085A (en) Photoelectric converter

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040708

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20060621

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20060831

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20061214

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20061221

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070216

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080122

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20080527