JP2008263072A - Solid-state imaging apparatus - Google Patents

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Hisato Ishimoto
久人 石本
Kenji Watanabe
研二 渡邉
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solid-state imaging apparatus wherein capacity coupling of signal lines provided in adjacent columns with each other is reduced even when pixel and column signal output circuit is refined and the degradation of image characteristics is suppressed. <P>SOLUTION: The first signal line VLA1 and second signal line VLB1 of the first column are respectively connected to capacitance electrodes CTA1 and CLA1. The interval of the second signal line VLB1 of the first column and the first signal line VLA2 of the second column is set such that an interval D2 between a second wiring part WP2 and the first signal line VLA2 is larger than an interval D1 between a first wiring part WP1 and the first signal line VLA2. By this configuration, parasitic capacitance CcA1 between the second signal line VLB1 of the first column and the first signal line VLA2 of the second column is reduced and interference between respective column signals is suppressed. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、固体撮像装置に関し、より特定的には、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等に用いられる固体撮像装置に関するものである。   The present invention relates to a solid-state imaging device, and more particularly to a solid-state imaging device used for a digital still camera, a digital video camera, or the like.

近年、CMOSイメージセンサの信号読み出し方式には様々なものが提案されている。その中でも一般的な方式として、画素アレイから1行分の画素を選択し、選択された1行分の画素で生成された信号を同時に列方向へと読み出す「列並列出力方式」が知られている。   In recent years, various signal readout methods for CMOS image sensors have been proposed. Among them, as a general method, a “column parallel output method” is known in which pixels for one row are selected from the pixel array, and signals generated by the selected pixels for one row are simultaneously read in the column direction. Yes.

更に、列並列出力方式には、CMOSイメージセンサに含まれる信号出力回路の構成に応じて様々なバリエーションがあり、画素出力をスイッチド・キャパシタでサンプリングする方式や、画素信号を列毎に設けたアンプを用いる方式や列毎に設けたADコンバータを用いる方式などが知られている。例えば、特許文献1には、列毎にアンプ(シングルエンドアンプ)を有する固体撮像装置が記載されている。   Furthermore, there are various variations in the column parallel output method depending on the configuration of the signal output circuit included in the CMOS image sensor. The pixel output is sampled with a switched capacitor, and the pixel signal is provided for each column. A method using an amplifier and a method using an AD converter provided for each column are known. For example, Patent Document 1 describes a solid-state imaging device having an amplifier (single-end amplifier) for each column.

また、近年、CMOSイメージセンサの画素サイズは微細化の一途を辿っている。画素サイズが微細になるにつれて、各画素から得られる画素出力レベルも小さくなるので、撮影感度の低下を防止するために、画素出力を増幅するアンプのゲインを大きくする必要性もある。例えば、特許文献1には、画素出力を増幅するために、列毎に設けられるカラムアンプと、出力アンプとを用いて画素出力を増幅する固体撮像装置が開示されている。   In recent years, the pixel size of CMOS image sensors has been continually miniaturized. As the pixel size becomes finer, the pixel output level obtained from each pixel also becomes smaller. Therefore, it is necessary to increase the gain of an amplifier that amplifies the pixel output in order to prevent a reduction in photographing sensitivity. For example, Patent Document 1 discloses a solid-state imaging device that amplifies pixel output using a column amplifier provided for each column and an output amplifier in order to amplify the pixel output.

以下、図面を参照しながら、上記の特許文献1に記載される従来の固体撮像装置について簡単に説明する。   Hereinafter, the conventional solid-state imaging device described in Patent Document 1 will be briefly described with reference to the drawings.

図9は、特許文献1に記載される従来の固体撮像装置の概略構成を示す図である。   FIG. 9 is a diagram illustrating a schematic configuration of a conventional solid-state imaging device described in Patent Document 1. In FIG.

図9に示される固体撮像装置は、画素アレイ91と、タイミングジェネレータ92と、垂直走査回路93と、カラム読出部95と、出力回路94と、水平走査回路96とを備えている。   The solid-state imaging device shown in FIG. 9 includes a pixel array 91, a timing generator 92, a vertical scanning circuit 93, a column reading unit 95, an output circuit 94, and a horizontal scanning circuit 96.

画素アレイ91は、CMOSセンサよりなる画素GSが行方向列方向に複数配列されたCMOSセンサアレイである。画素アレイ91には、図示しないレンズ系によって集光された被写体からの光が入射する。   The pixel array 91 is a CMOS sensor array in which a plurality of pixels GS made of CMOS sensors are arranged in the column direction. Light from a subject condensed by a lens system (not shown) is incident on the pixel array 91.

垂直走査回路93は、タイミングジェネレータ92から供給されるアドレス信号及び制御信号に基づいて、画素アレイ91を走査する。図9の例では、列並列方式に従って有効領域に配置される画素から1行分の画素信号を読み出すために、垂直走査回路93は、水平信号線L1〜Lnを駆動して画素アレイ1の各行を順に選択する。   The vertical scanning circuit 93 scans the pixel array 91 based on the address signal and control signal supplied from the timing generator 92. In the example of FIG. 9, the vertical scanning circuit 93 drives the horizontal signal lines L1 to Ln to read out the pixel signals for one row from the pixels arranged in the effective area according to the column parallel method. Select in order.

より具体的には、まず、垂直走査回路93は、選択した行の水平信号線への供給パルスを制御して、各画素GSから垂直信号線VL1〜VLmの各々へとリセットレベルの信号を出力する(いわゆる、P相読み出し)。次に、垂直走査回路93は、水平信号線への供給パルスを制御して、フォトダイオードの蓄積電荷に応じた画素信号を垂直信号線VL1〜VLmに出力する(いわゆる、D相読み出し)。垂直走査回路93は、画素アレイ91の各行について、順に同様の読み出し処理を実行する。   More specifically, first, the vertical scanning circuit 93 controls a supply pulse to the horizontal signal line of the selected row, and outputs a reset level signal from each pixel GS to each of the vertical signal lines VL1 to VLm. (So-called P-phase reading). Next, the vertical scanning circuit 93 controls the supply pulse to the horizontal signal line and outputs pixel signals corresponding to the accumulated charges of the photodiodes to the vertical signal lines VL1 to VLm (so-called D-phase reading). The vertical scanning circuit 93 sequentially performs the same readout process for each row of the pixel array 91.

尚、選択された1行分の画素GSからの画素信号の読み出しは、1水平期間内の水平ブランキング期間に行われる。すなわち、各水平ブランキング期間においては、垂直走査回路93によって選択された各行の画素GSから、各垂直信号線VL1〜VLmへと並列的に画素信号が出力される。   Note that pixel signals are read from the selected pixels GS for one row during a horizontal blanking period within one horizontal period. That is, in each horizontal blanking period, pixel signals are output in parallel from the pixels GS in each row selected by the vertical scanning circuit 93 to the vertical signal lines VL1 to VLm.

1行分の画素GSから出力された信号は、垂直信号線VL1〜VLmを経由して、カラム読出部95へ出力される。   Signals output from the pixels GS for one row are output to the column readout unit 95 via the vertical signal lines VL1 to VLm.

カラム読出部95は、垂直信号線VL1〜VLmの各々に対応して設けられる複数のアンプAP、リミッタLM及びスイッチSWを含んでいる。アンプAPは、例えば、容量素子やスイッチ素子と、シングルエンドアンプを含む電荷積分アンプである。アンプAPは、CDS(Correlated Double Sampling:相関二重サンプリング)回路として機能し、画素信号のサンプリングを行う。具体的には、アンプAPは、P相読出レベル(リセットレベル)と、D相読出レベル(データレベル)との差を、画素信号としてサンプリングし、サンプリングした画素信号を出力する。アンプAPの出力電圧は、リミッタLMによって所定のレベルに制御されている。   The column reading unit 95 includes a plurality of amplifiers AP, limiters LM, and switches SW provided corresponding to the vertical signal lines VL1 to VLm. The amplifier AP is, for example, a charge integration amplifier including a capacitive element, a switch element, and a single end amplifier. The amplifier AP functions as a CDS (Correlated Double Sampling) circuit and samples a pixel signal. Specifically, the amplifier AP samples the difference between the P-phase read level (reset level) and the D-phase read level (data level) as a pixel signal, and outputs the sampled pixel signal. The output voltage of the amplifier AP is controlled to a predetermined level by the limiter LM.

水平期間内の水平転送期間において、水平走査回路96がスイッチSWを順に選択すると、カラム読出部95によってサンプリングされた1行分の画素信号は、マルチプレクサMPXで多重化された水平信号線HL1〜HL3のいずれか1本を通じて、順に出力回路4に出力される。   In the horizontal transfer period within the horizontal period, when the horizontal scanning circuit 96 sequentially selects the switch SW, the pixel signals for one row sampled by the column reading unit 95 are the horizontal signal lines HL1 to HL3 multiplexed by the multiplexer MPX. Are sequentially output to the output circuit 4 through any one of these.

尚、3本の水平信号線HL1〜HL3が設けられているのは、列毎に配置されたアンプAPの駆動能力が比較的小さい場合でも、3本の水平信号線HL1〜HL3を順に用いることによって、画素信号を並列的に水平転送できるようにするためである。   The three horizontal signal lines HL1 to HL3 are provided because the three horizontal signal lines HL1 to HL3 are used in order even when the driving capability of the amplifier AP arranged for each column is relatively small. Therefore, the pixel signals can be horizontally transferred in parallel.

出力回路4は、カラム読出部95から出力された信号にAGC処理やクランプ処理等を施して、1行分のシリアルな画像信号を生成したり、カラム読出部95から出力された信号にA/D変換等を施し、デジタル画像信号を生成したりする。また、出力回路94は、デジタル信号処理として、デジタルゲイン処理、ホワイトバランス処理等を行う場合もある。   The output circuit 4 performs an AGC process, a clamp process, or the like on the signal output from the column reading unit 95 to generate a serial image signal for one row, or outputs an A / A signal to the signal output from the column reading unit 95. D conversion or the like is performed to generate a digital image signal. The output circuit 94 may perform digital gain processing, white balance processing, and the like as digital signal processing.

図9に示される固体撮像装置は、タイミングジェネレータ92から供給される信号に従って、垂直走査回路93と、水平走査回路96と、カラム読出部95と、出力回路94とが上記のように動作することによって、撮像画像信号が後続の回路に出力する。
特開2005−252529号公報
In the solid-state imaging device shown in FIG. 9, the vertical scanning circuit 93, the horizontal scanning circuit 96, the column reading unit 95, and the output circuit 94 operate as described above in accordance with the signal supplied from the timing generator 92. As a result, the captured image signal is output to the subsequent circuit.
JP 2005-252529 A

上述したように、画像の高品質化や機器サイズの縮小化等に対する要求性から、CMOSイメージセンサの画素サイズの微細化が急速に進んでいる。ただし、他の用途の半導体装置とは異なり、固体撮像装置に特有の要件として、画素サイズの縮小率に合わせて、画素列毎に設けられる列回路のサイズも小さくすることが必要である。以下、この点について具体的に説明する。   As described above, the pixel size of the CMOS image sensor is rapidly miniaturized due to the demand for higher image quality and reduced device size. However, unlike semiconductor devices for other applications, as a requirement unique to the solid-state imaging device, it is necessary to reduce the size of the column circuit provided for each pixel column in accordance with the reduction rate of the pixel size. Hereinafter, this point will be specifically described.

図10は、図9に示される”Y”部分の構成例であって、列回路の単位セル幅XH1が画素の単位セル幅XPより大きい場合のレイアウトを示す図である。尚、図10においては、説明を容易にするために、水平信号線HL1〜HL3を1本のラインで示している。   FIG. 10 is a configuration example of the “Y” portion shown in FIG. 9 and shows a layout when the unit cell width XH1 of the column circuit is larger than the unit cell width XP of the pixel. In FIG. 10, the horizontal signal lines HL <b> 1 to HL <b> 3 are shown as a single line for ease of explanation.

画素サイズのみを縮小した結果、列回路の単位セル幅XH1が画素の単位セル幅XPより大きくなると、図10に示されるように、垂直信号線VL1及びVL2の配線長が相違し、FPN(Fixed Pattern Noise:固定パターンノイズ)の原因となる。   When the unit cell width XH1 of the column circuit becomes larger than the unit cell width XP of the pixel as a result of reducing only the pixel size, as shown in FIG. 10, the wiring lengths of the vertical signal lines VL1 and VL2 are different, and FPN (Fixed (Pattern Noise: fixed pattern noise).

図11は、図9に示される”Y”部分の他の構成例であって、列回路の単位セル幅XH2が画素の単位セル幅XP以下である場合のレイアウトを示す図である。   FIG. 11 is a diagram illustrating another layout example of the “Y” portion shown in FIG. 9 and showing a layout when the unit cell width XH2 of the column circuit is equal to or smaller than the unit cell width XP of the pixel.

上述したように、列回路の単位セル幅XH1を変えることなく、画素GSの単位セル幅XPのみを縮小することは、固体撮像装置の画質面で好ましくない。そこで、図11に示されるように、画素GSの縮小率に合わせて列回路の単位セル幅XH2を小さくする必要がある。列回路の単位セル幅XH2が画素GSの単位セル幅XP以下であれば、垂直信号線VL1及びVL2の配線長を同一にすることができる。   As described above, it is not preferable in terms of image quality of the solid-state imaging device to reduce only the unit cell width XP of the pixel GS without changing the unit cell width XH1 of the column circuit. Therefore, as shown in FIG. 11, it is necessary to reduce the unit cell width XH2 of the column circuit in accordance with the reduction ratio of the pixel GS. If the unit cell width XH2 of the column circuit is equal to or smaller than the unit cell width XP of the pixel GS, the wiring lengths of the vertical signal lines VL1 and VL2 can be made the same.

しかしながら、列回路に含まれる素子の素子定数が一定である場合、列回路の単位セル幅XH2を単純に小さくすると、必然的に列回路のレイアウトは列方向に伸びることになる(L2>L1)。そうすると、列回路の単位セル幅XH2の縮小に伴って隣接する垂直信号線VL1及びVL2同士の間隔が狭くなるだけでなく、隣接する垂直信号線VL1及びVL2同士が並走する距離も長くなる。この結果、隣接する垂直信号線同士の容量結合に起因して、ある列の画素信号が隣の列の画素信号からの干渉を受けてしまい、画像特性の劣化に繋がる。   However, when the element constants of the elements included in the column circuit are constant, if the unit cell width XH2 of the column circuit is simply reduced, the layout of the column circuit inevitably extends in the column direction (L2> L1). . Then, as the unit cell width XH2 of the column circuit is reduced, not only the interval between the adjacent vertical signal lines VL1 and VL2 is narrowed, but also the distance in which the adjacent vertical signal lines VL1 and VL2 run in parallel is increased. As a result, due to capacitive coupling between adjacent vertical signal lines, a pixel signal in a certain column receives interference from a pixel signal in the adjacent column, leading to degradation of image characteristics.

それ故に、本発明は、画素及び列回路を微細化した場合でも、画像特性に優れる固体撮像装置を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a solid-state imaging device having excellent image characteristics even when pixels and column circuits are miniaturized.

本発明に係る固体撮像装置は、行列状に配列される複数の画素と、画素列毎に設けられる複数の列信号出力回路と、列信号出力回路に含まれる回路素子に接続される複数の第1信号線と、同じ列の回路素子に接続される第1配線部と、隣の列の第1信号線に沿って延びる第2配線部とを含む複数の第2信号線とを備える。そして、列信号出力回路の境界を挟んで隣接する第1信号線と第2配線部との間隔は、境界を挟んで隣接する第1信号線と第1配線部との間隔より大きい点に特徴を有する。   A solid-state imaging device according to the present invention includes a plurality of pixels arranged in a matrix, a plurality of column signal output circuits provided for each pixel column, and a plurality of first elements connected to circuit elements included in the column signal output circuit. A plurality of second signal lines including one signal line, a first wiring portion connected to a circuit element in the same column, and a second wiring portion extending along the first signal line in the adjacent column. The distance between the first signal line and the second wiring part adjacent to each other across the boundary of the column signal output circuit is larger than the distance between the first signal line and the first wiring part adjacent to each other across the boundary. Have

第1及び第2配線部は、第1信号線と平行に延び、第2信号線は、第1及び第2配線部を接続する接続部を更に含でいても良い。   The first and second wiring portions may extend in parallel with the first signal line, and the second signal line may further include a connection portion that connects the first and second wiring portions.

回路素子の各々は、一対の電極を含んでいても良い。この場合、第1信号線は、電極の一方にコンタクトを介して接続され、第2信号線に含まれる第1配線部は、第1信号線及び電極の一方との接続点から所定距離離れた位置において、コンタクトを介して電極の他方に接続されても良い。   Each circuit element may include a pair of electrodes. In this case, the first signal line is connected to one of the electrodes via a contact, and the first wiring portion included in the second signal line is separated from the connection point with one of the first signal line and the electrode by a predetermined distance. In position, it may be connected to the other of the electrodes via a contact.

第1及び第2配線部と、接続部とは、第1信号線と同一の配線層に形成されても良い。   The first and second wiring portions and the connection portion may be formed in the same wiring layer as the first signal line.

あるいは、第1及び第2配線部と、接続部とは、第1信号線とは異なる配線層に形成されても良い。   Alternatively, the first and second wiring portions and the connection portion may be formed in a wiring layer different from the first signal line.

この場合、第1及び第2配線部と、接続部とは、第1信号線が形成される配線層の1つ上の配線層に形成されても良い。   In this case, the first and second wiring portions and the connection portion may be formed in a wiring layer one above the wiring layer in which the first signal line is formed.

また、第1及び第2配線部と、接続部とは、第1信号線が形成される配線層の2つ上の配線層に形成されても良い。   The first and second wiring portions and the connection portion may be formed in a wiring layer two above the wiring layer in which the first signal line is formed.

回路素子は、容量であっても良い。   The circuit element may be a capacitor.

画素毎に設けられる複数のカラーフィルタを更に備えていても良い。   A plurality of color filters provided for each pixel may be further provided.

カラーフィルタの配列は、赤、青、緑の3色が市松状に配置されたベイヤ配列であっても良い。   The color filter array may be a Bayer array in which three colors of red, blue, and green are arranged in a checkered pattern.

本発明によれば、列信号出力回路の境界を挟んで隣接する第1信号線及び第2信号線の容量結合が軽減されるので、画素や列信号出力回路のサイズが微細化され、かつ、画像特性の劣化が抑制された固体撮像装置を実現することが可能となる。   According to the present invention, since the capacitive coupling between the first signal line and the second signal line adjacent to each other across the boundary of the column signal output circuit is reduced, the size of the pixel and the column signal output circuit is reduced, and It is possible to realize a solid-state imaging device in which deterioration of image characteristics is suppressed.

(各実施形態に共通の構成)
図1は、本発明の各実施形態に係る固体撮像装置の概略構成の一例を示す図である。
(Configuration common to each embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration of a solid-state imaging device according to each embodiment of the present invention.

図1に示される固体撮像装置10は、行方向及び列方向に配列された複数の画素PXを含む画素アレイ1と、画素列毎に設けられる複数の列信号出力回路S1〜Smと、画素列毎に設けられる複数の第1信号線VLA1〜VLAmと、第1信号線VLA1〜VLAmの各々に電気的に接続される複数の第2信号線VLB1〜VLBmとを備える。   A solid-state imaging device 10 illustrated in FIG. 1 includes a pixel array 1 including a plurality of pixels PX arranged in a row direction and a column direction, a plurality of column signal output circuits S1 to Sm provided for each pixel column, and a pixel column A plurality of first signal lines VLA1 to VLAm provided for each, and a plurality of second signal lines VLB1 to VLBm electrically connected to each of the first signal lines VLA1 to VLAm.

また、固体撮像装置10は、画素アレイ1内の複数の画素行を順に選択する垂直走査回路3と、列信号出力回路S1〜Smを順に選択する水平走査回路8と、水平走査回路8の各々に接続される水平信号線HLと、水平信号線HLに出力された信号に増幅処理等を施し、後段の回路に出力する出力回路4と、垂直走査回路3、水平走査回路8、出力回路4に制御パルスを供給するタイミングジェネレータと、画素毎に設けられる複数のカラーフィルタ(図示せず)とを備える。尚、垂直走査回路3、水平走査回路8、出力回路4、タイミングジェネレータ2の機能は従来と同様であるので、ここでの説明を省略する。   Further, the solid-state imaging device 10 includes a vertical scanning circuit 3 that sequentially selects a plurality of pixel rows in the pixel array 1, a horizontal scanning circuit 8 that sequentially selects column signal output circuits S1 to Sm, and a horizontal scanning circuit 8. The horizontal signal line HL connected to the output signal, the signal output to the horizontal signal line HL is subjected to amplification processing, etc., and output to the subsequent circuit, the vertical scanning circuit 3, the horizontal scanning circuit 8, and the output circuit 4 A timing generator for supplying control pulses to the pixel and a plurality of color filters (not shown) provided for each pixel. The functions of the vertical scanning circuit 3, the horizontal scanning circuit 8, the output circuit 4, and the timing generator 2 are the same as those in the prior art, and thus description thereof is omitted here.

図2は、図1に示される”X”部分の構成例を示す図である。   FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of the “X” portion shown in FIG.

図2に示されるように、列信号出力回路S1は、画素信号を増幅するカラムアンプ5と、カラムアンプ5によって増幅された信号にノイズ除去処理を施すノイズキャンセル部6と、水平走査回路8からの制御に従って、ノイズキャンセル部6で処理された信号を順に水平信号線HLに出力するための水平読出部7とを含んでいる。尚、図2においては、説明の便宜上、カラムアンプ5、ノイズキャンセル部6、信号読出部7に含まれる代表的な回路素子のみを示しているが、これらの回路には様々な構成が適用できる。   As shown in FIG. 2, the column signal output circuit S <b> 1 includes a column amplifier 5 that amplifies the pixel signal, a noise cancellation unit 6 that performs noise removal processing on the signal amplified by the column amplifier 5, and a horizontal scanning circuit 8. And a horizontal readout unit 7 for sequentially outputting signals processed by the noise canceling unit 6 to the horizontal signal line HL. In FIG. 2, only representative circuit elements included in the column amplifier 5, the noise canceling unit 6, and the signal reading unit 7 are shown for convenience of explanation, but various configurations can be applied to these circuits. .

1列目に設けられる第1信号線VLA1は、1列目に整列する画素PXの各々に電気的に接続されると共に、1列目の列信号出力回路S1に含まれる容量CA1に接続されている。また、1列目に設けられる第2信号線VLB1は、同じ列の列信号出力回路S1に含まれる容量CA1とノイズキャンセル部6とに接続されている。   The first signal line VLA1 provided in the first column is electrically connected to each of the pixels PX aligned in the first column, and is connected to the capacitor CA1 included in the column signal output circuit S1 in the first column. Yes. The second signal line VLB1 provided in the first column is connected to the capacitor CA1 and the noise cancellation unit 6 included in the column signal output circuit S1 in the same column.

尚、他の列に設けられる列信号出力回路S2〜Sm、第1信号線VLA2〜VLAm、第2信号線VLB2_2〜VLBmの構成は、1列目に設けられるものと同一であるので、繰り返しの説明を省略する。   The configuration of the column signal output circuits S2 to Sm, the first signal lines VLA2 to VLAm, and the second signal lines VLB2_2 to VLBm provided in the other columns is the same as that provided in the first column, so that Description is omitted.

また、本実施形態に係る固体撮像装置10のカラーフィルタ配列は、赤、青、緑の3色のフィルタが市松状に配置されたベイヤ配列である。以下では、説明を容易にするために、赤、青、緑の各フィルタを有する画素をそれぞれ「R画素」、「B画素」、「G画素」といい、特に、行方向においてR画素に挟まれる画素をGr画素、行方向においてB画素に挟まれる画素をGb画素という。   The color filter array of the solid-state imaging device 10 according to the present embodiment is a Bayer array in which filters of three colors of red, blue, and green are arranged in a checkered pattern. In the following, for ease of explanation, pixels having red, blue, and green filters are referred to as “R pixel”, “B pixel”, and “G pixel”, respectively, and are particularly sandwiched between R pixels in the row direction. A pixel that is sandwiched between B pixels in the row direction is referred to as a Gb pixel.

(比較例)
ここで、本発明の理解を容易にするため、各実施形態の詳細な説明に先立って、一般的に考えられる固体撮像装置の配線レイアウトについて説明する。
(Comparative example)
Here, in order to facilitate understanding of the present invention, a wiring layout of a solid-state imaging device that is generally considered will be described prior to detailed description of each embodiment.

図3は、比較例に係る固体撮像装置の配線構造を示す模式図であり、図2に示されるコンデンサCA1及びCA2と、これらに接続される第1信号線VLA1及びVLA2並びに第2信号線VLB1及びVLB2を示したものである。尚、図3においては、説明のために、列信号出力回路S1及びS2の境界が二点鎖線で示されている。   FIG. 3 is a schematic diagram showing a wiring structure of a solid-state imaging device according to a comparative example. Capacitors CA1 and CA2 shown in FIG. 2, and first signal lines VLA1 and VLA2 and second signal lines VLB1 connected thereto. And VLB2 are shown. In FIG. 3, the boundary between the column signal output circuits S1 and S2 is indicated by a two-dot chain line for explanation.

1列目の列信号出力回路S1に含まれるコンデンサCA1は、一対の容量電極CTA1及びCLA1を有している。一方の容量電極CTA1は、容量電極CLA1の表面のうち、隣の列信号処理回路S2との境界に沿った部分を空けて、他方の容量電極CLA1の表面を部分的に覆うように形成されている。   The capacitor CA1 included in the first column signal output circuit S1 has a pair of capacitance electrodes CTA1 and CLA1. One capacitive electrode CTA1 is formed so as to leave a portion along the boundary with the adjacent column signal processing circuit S2 on the surface of the capacitive electrode CLA1, and partially cover the surface of the other capacitive electrode CLA1. Yes.

1列目の第1信号線VLA1は、画素アレイ1から列信号出力回路S1へと列方向に延び、コンタクトCWA1を介して、容量電極CTA1に接続されている。一方、1列目の第2信号線VLB1は、コンタクトCWB1を介して容量電極CLA1に接続され、列信号出力回路S1及びS2間の境界に沿って、列方向に延びている。   The first signal line VLA1 in the first column extends in the column direction from the pixel array 1 to the column signal output circuit S1, and is connected to the capacitor electrode CTA1 via the contact CWA1. On the other hand, the second signal line VLB1 in the first column is connected to the capacitor electrode CLA1 through the contact CWB1 and extends in the column direction along the boundary between the column signal output circuits S1 and S2.

尚、2列目に設けられるコンデンサCA2と、第1信号線VLA2及び第2信号線VLB2は、1列目に設けられるものと同一の構成を有している。すなわち、2列目の第1信号線VLA2は、列信号出力回路S2に沿って列方向に延び、コンデンサCA2の一方の容量電極CTA2に接続され、第2信号線VLB2は、コンデンサCA2の他方の容量電極CLA2に接続され、列信号出力回路S2と3列目の列信号出力回路(図示せず)との境界に沿って列方向に延びている。   The capacitor CA2 provided in the second column, the first signal line VLA2, and the second signal line VLB2 have the same configuration as that provided in the first column. That is, the first signal line VLA2 in the second column extends in the column direction along the column signal output circuit S2, is connected to one capacitance electrode CTA2 of the capacitor CA2, and the second signal line VLB2 is connected to the other of the capacitor CA2. It is connected to the capacitor electrode CLA2 and extends in the column direction along the boundary between the column signal output circuit S2 and the third column signal output circuit (not shown).

第1信号線VLA1及びVLA2と、第2信号線VLB1及びVLB2とを上記のように構成すると、列信号出力回路S1及びS2間の境界を挟んで配置される一対の信号線が部分的に近接して配置される。すなわち、1列目の第2信号線VLB1の一部(コンタクトCWA2を介してコンデンサCA1に接続される部分)と、2列目の第1信号線VLA2の一部(コンタクトCWA2を介してコンデンサCA2に接続される部分)とが、列信号出力回路S1及びS2間の境界を挟んで列方向に並走してレイアウトされる。   When the first signal lines VLA1 and VLA2 and the second signal lines VLB1 and VLB2 are configured as described above, a pair of signal lines arranged with the boundary between the column signal output circuits S1 and S2 in between are partially adjacent to each other. Arranged. That is, a part of the second signal line VLB1 in the first column (part connected to the capacitor CA1 through the contact CWA2) and a part of the first signal line VLA2 in the second column (the capacitor CA2 through the contact CWA2). Are connected in parallel in the column direction across the boundary between the column signal output circuits S1 and S2.

したがって、並走する部分において、1列目の第2信号線VLB1及び2列目の第1信号線VLA2間の寄生容量CcArを介して、各列信号間で容量結合が生じやすい。   Accordingly, in the parallel running portion, capacitive coupling is likely to occur between the column signals via the parasitic capacitance CcAr between the second signal line VLB1 in the first column and the first signal line VLA2 in the second column.

上述したように、各画素の単位セル幅XPを微細化する場合、単位セル幅XPの縮小率に合わせて、列信号出力回路S1〜Smの単位セル幅XHも小さくする必要がある。また、列信号出力回路S1〜Smに含まれる回路素子の素子定数を変更しない場合には、列信号出力回路S1〜Smのレイアウトは列方向に伸びるため、隣接する信号線の並走距離が長くなり、隣接する各列信号線間の容量結合が顕著に生じる。   As described above, when the unit cell width XP of each pixel is miniaturized, it is necessary to reduce the unit cell width XH of the column signal output circuits S1 to Sm in accordance with the reduction rate of the unit cell width XP. When the element constants of the circuit elements included in the column signal output circuits S1 to Sm are not changed, the layout of the column signal output circuits S1 to Sm extends in the column direction, so that the parallel running distance between adjacent signal lines is long. Thus, capacitive coupling between adjacent column signal lines is remarkably generated.

尚、図2に示されるように、ノイズキャンセル部6がコンデンサCB1及びCB2を含んでいる場合、コンデンサCB1及びCB2に接続される信号線についても、同様の問題が生じ得る。すなわち、ノイズキャンセル部6内のコンデンサ(CB1、CB2)に接続される信号線(VLC1、VLC2、VLD1、VLD2)が、図3に示される第1信号線VLA1及び第2信号線VLB1と同様に構成されている場合、1列目のコンデンサCB1に接続される信号線VLD1と、2列目のコンデンサCB2に接続される信号線VLC2との間の寄生容量CcBを介した容量結合が生じやすい。   As shown in FIG. 2, when the noise canceling unit 6 includes capacitors CB1 and CB2, the same problem may occur for the signal lines connected to the capacitors CB1 and CB2. That is, the signal lines (VLC1, VLC2, VLD1, VLD2) connected to the capacitors (CB1, CB2) in the noise cancellation unit 6 are the same as the first signal line VLA1 and the second signal line VLB1 shown in FIG. If configured, capacitive coupling is likely to occur between the signal line VLD1 connected to the capacitor CB1 in the first column and the signal line VLC2 connected to the capacitor CB2 in the second column via the parasitic capacitance CcB.

図4は、比較例に係る配線の構成において、隣接配線間の容量結合に起因して生じる分光感度特性のずれを示す図である。   FIG. 4 is a diagram illustrating a shift in spectral sensitivity characteristics caused by capacitive coupling between adjacent wirings in the wiring configuration according to the comparative example.

固体撮像装置のカラーフィルタとして、一般的に用いられるベイヤ配列が採用される場合、行方向においてR画素に隣接するGr画素の分光感度特性と、同方向においてB画素に隣接するGb画素の分光感度特性とが一致することが理想的である。   When a commonly used Bayer array is employed as the color filter of the solid-state imaging device, the spectral sensitivity characteristic of the Gr pixel adjacent to the R pixel in the row direction and the spectral sensitivity of the Gb pixel adjacent to the B pixel in the same direction Ideally, the characteristics should match.

しかしながら、上記のような列信号同士の容量結合が生じた場合、Gr画素の出力信号は、隣の列のR画素の出力信号からの干渉を受け、Gb画素の出力信号は、隣の列のB画素の出力信号からの干渉を受けてしまう。この結果、図4に示されるように、Gr画素の出力信号とGb画素の出力信号とが、異なる分光感度特性を持つようになる。Gr画素とGb画素とで分光感度が異なると、カメラシステム上でホワイトバランスの調整が難しくなり、色再現性が劣化してしまう。   However, when the capacitive coupling between the column signals as described above occurs, the output signal of the Gr pixel receives interference from the output signal of the R pixel of the adjacent column, and the output signal of the Gb pixel is Interference from the output signal of the B pixel is received. As a result, as shown in FIG. 4, the output signal of the Gr pixel and the output signal of the Gb pixel have different spectral sensitivity characteristics. If the spectral sensitivity is different between the Gr pixel and the Gb pixel, it is difficult to adjust the white balance on the camera system, and the color reproducibility deteriorates.

以下では、上記の比較例に係る配線構造及びこれに起因して生じる課題を踏まえつつ、本発明の各実施形態に係る固体撮像装置の特徴について詳細に説明する。   Hereinafter, features of the solid-state imaging device according to each embodiment of the present invention will be described in detail, taking into consideration the wiring structure according to the comparative example and problems caused by the wiring structure.

(第1の実施形態)
図5は、本発明の第1の実施形態に係る固体撮像装置の配線構造を示す模式図であり、図2に示されるコンデンサCA1及びCA2と、これらに接続される第1信号線VLA1及びVLA2並びに第2信号線VLB1及びVLB2を示したものである。尚、図5においては、説明のために、列信号出力回路S1及びS2の境界が二点鎖線で示されている。
(First embodiment)
FIG. 5 is a schematic diagram showing a wiring structure of the solid-state imaging device according to the first embodiment of the present invention. Capacitors CA1 and CA2 shown in FIG. 2 and first signal lines VLA1 and VLA2 connected thereto are shown. The second signal lines VLB1 and VLB2 are also shown. In FIG. 5, the boundary between the column signal output circuits S1 and S2 is indicated by a two-dot chain line for explanation.

1列目の列信号出力回路S1に含まれるコンデンサCA1は、一対の容量電極CTA1及びCLA1を有している。一方の容量電極CTA1は、容量電極CLA1の表面のうち、隣の列信号処理回路S2との境界に沿った部分を空けて、他方の容量電極CLA1の表面を部分的に覆うように形成されている。2列目のコンデンサCA2も同様に、一対の容量電極CTA2及びCLA2を有している。   The capacitor CA1 included in the first column signal output circuit S1 has a pair of capacitance electrodes CTA1 and CLA1. One capacitive electrode CTA1 is formed so as to leave a portion along the boundary with the adjacent column signal processing circuit S2 on the surface of the capacitive electrode CLA1, and partially cover the surface of the other capacitive electrode CLA1. Yes. Similarly, the capacitor CA2 in the second column has a pair of capacitive electrodes CTA2 and CLA2.

1列目の第1信号線VLA1は、画素アレイから列信号出力回路S1へと列方向に延び、コンタクトCWA1を介して、容量電極CTA1に接続されている。   The first signal line VLA1 in the first column extends in the column direction from the pixel array to the column signal output circuit S1, and is connected to the capacitor electrode CTA1 via the contact CWA1.

一方、1列目の第2信号線VLB1は、第1配線部WP1と、第2配線部WP2と、これらを接続する接続部CPとを含んでいる。第1配線部WP1は、コンタクトCWB1を介して1列目のコンデンサCA1の容量電極CLA1に接続され、かつ、2列目の第1信号線VLA2に沿って列方向に延びるように形成されている。第2配線部WP2は、その一部が2列目の第1信号線VLA2に沿って列方向に延びるように形成されている。本実施形態においては、第1配線部WP1と、接続部CPと、第2配線部WP2とは、第1信号線VLA1と同一の配線層に形成されている。   On the other hand, the second signal line VLB1 in the first column includes a first wiring part WP1, a second wiring part WP2, and a connection part CP connecting them. The first wiring portion WP1 is connected to the capacitance electrode CLA1 of the capacitor CA1 in the first column via the contact CWB1, and is formed to extend in the column direction along the first signal line VLA2 in the second column. . The second wiring portion WP2 is formed so that a part thereof extends in the column direction along the first signal line VLA2 of the second column. In the present embodiment, the first wiring part WP1, the connection part CP, and the second wiring part WP2 are formed in the same wiring layer as the first signal line VLA1.

尚、2列目の第1信号線VLA2及び第2信号線VLB2の構造は、1列目の第1信号線VLA1及び第2信号線VLB1と同一であるので、繰り返しの説明を省略する。   Note that the structure of the first signal line VLA2 and the second signal line VLB2 in the second column is the same as that of the first signal line VLA1 and the second signal line VLB1 in the first column, and thus the repeated description is omitted.

列信号出力回路S1及びS2の境界を挟んで隣接する一対の信号線、すなわち、1列目の第2信号線VLB1と、2列目の第1信号線VLA2との間隔は、第1配線部WP1及び第1信号線VLA2間の間隔D1に比べて、第2配線部WP2及び第1信号線VLA2間の間隔D2がより大きくなるように設定されている。言い換えれば、第2信号線VLB2は、コンタクトCWB1を介して容量電極CLA1に接続される部分(第1配線部WP1)を除いて、同じ列の第1信号線VLA1により近い位置を通過するように配線されている。   The distance between the pair of signal lines adjacent to each other across the boundary between the column signal output circuits S1 and S2, that is, the second signal line VLB1 in the first column and the first signal line VLA2 in the second column is the first wiring section. The distance D2 between the second wiring portion WP2 and the first signal line VLA2 is set to be larger than the distance D1 between the WP1 and the first signal line VLA2. In other words, the second signal line VLB2 passes through a position closer to the first signal line VLA1 in the same column except for a portion (first wiring portion WP1) connected to the capacitor electrode CLA1 through the contact CWB1. Wired.

このような配線構造によれば、隣接する第1信号線VLA2及び第2信号線VLB1間の寄生容量CcA1の値を、図3の比較例に係る寄生容量CcArより小さくすることが可能となる。したがって、本実施形態によれば、画素及び列信号出力回路のサイズが微細化される場合でも、容量結合に起因する各列信号間の干渉が抑制された固体撮像装置を実現することができる。   According to such a wiring structure, the value of the parasitic capacitance CcA1 between the adjacent first signal line VLA2 and second signal line VLB1 can be made smaller than the parasitic capacitance CcAr according to the comparative example of FIG. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to realize a solid-state imaging device in which interference between column signals due to capacitive coupling is suppressed even when the sizes of the pixel and the column signal output circuit are miniaturized.

また、隣接する列間で画素信号同士の干渉が抑制されると、ベイヤ配列におけるGr画素の分光感度特性とGb画素の分光感度特性とを一致させることができる。したがって、本実施形態によれば、画素及び列信号出力回路のサイズが微細化される場合でも、列信号出力回路に含まれる素子の素子定数を変更することなく、色再現性に優れた固体撮像装置を実現することが可能となる。   In addition, when interference between pixel signals between adjacent columns is suppressed, the spectral sensitivity characteristics of the Gr pixels and the Gb pixels in the Bayer array can be matched. Therefore, according to the present embodiment, even when the size of the pixel and the column signal output circuit is miniaturized, the solid-state imaging excellent in color reproducibility without changing the element constants of the elements included in the column signal output circuit An apparatus can be realized.

尚、一般的には、特に必要のない限り、設計の容易性等を考慮して、配線は直線にレイアウトされる。従来の画素ピッチ(例えば、2.2μmセルまで)を有する固体撮像装置では、上記の比較例(図3)のように直線に列配線を形成しても、隣接列配線間の容量結合が、Gr画素及びGb画素の分光特性劣化(いわゆる、分光割れ)を引き起こすほどの悪影響を及ぼすことはなかった。それ故、従来の画素ピッチで構成される固体撮像装置では、隣接列配線間の容量結合による画質への悪影響を考慮する必要はなかった。   In general, the wiring is laid out in a straight line in consideration of ease of design and the like unless otherwise required. In a solid-state imaging device having a conventional pixel pitch (for example, up to 2.2 μm cell), even if the column wiring is formed in a straight line as in the comparative example (FIG. 3), capacitive coupling between adjacent column wirings is It did not adversely affect the spectral characteristics of the Gr and Gb pixels (so-called spectral cracking). Therefore, in a conventional solid-state imaging device configured with a pixel pitch, there is no need to consider the adverse effect on image quality due to capacitive coupling between adjacent column wirings.

しかしながら、従来と比べて画素ピッチの微細化を実際に行った結果(例えば、1.75μmセル)、図4で示したように、Gr画素及びGb画素の分光特性劣化(分光割れ)が顕著に生じるという問題が生じた。   However, as a result of actually reducing the pixel pitch compared to the conventional case (for example, 1.75 μm cell), as shown in FIG. 4, the spectral characteristic deterioration (spectral cracking) of the Gr pixel and the Gb pixel is remarkable. The problem that occurred.

画素ピッチを微細化した際に生じた分光割れの原因を解析した結果、既に課題及び比較例で説明したような原因が判明した。そこで、本発明のように第1及び第2信号線を構成したところ、本発明に係るレイアウトが分光割れの改善に有効であることが、シミュレーション及び実デバイスにおいて確認された。   As a result of analyzing the cause of the spectral crack that occurred when the pixel pitch was made fine, the cause as already described in the problem and the comparative example was found. Therefore, when the first and second signal lines were configured as in the present invention, it was confirmed in simulations and actual devices that the layout according to the present invention is effective in improving spectral cracking.

加えて、本発明に係る第1及び第2信号線のレイアウトは、画素アレイ上の配線レイアウト変更を必要としない。したがって、本発明のように第1及び第2信号線をレイアウトしても、当該配線レイアウトによって受光部上の開口面積は全く減少しないので、受光部への到達光量の低下に繋がることはない。すなわち、本発明によれば、色再現性のみならず、(絶対)感度特性の面でも優れた固体撮像装置を実現することができる。   In addition, the layout of the first and second signal lines according to the present invention does not require a wiring layout change on the pixel array. Therefore, even if the first and second signal lines are laid out as in the present invention, the opening area on the light receiving portion is not reduced at all by the wiring layout, so that the amount of light reaching the light receiving portion is not reduced. That is, according to the present invention, it is possible to realize a solid-state imaging device that is excellent not only in color reproducibility but also in terms of (absolute) sensitivity characteristics.

(第2の実施形態)
図6は、本発明の第2の実施形態に係る固体撮像装置の配線構造を示す模式図であり、図2に示されるコンデンサCA1及びCA2と、これらに接続される第1信号線VLA1及びVLA2並びに第2信号線VLB1及びVLB2を示したものである。
(Second Embodiment)
FIG. 6 is a schematic diagram showing a wiring structure of a solid-state imaging device according to the second embodiment of the present invention. Capacitors CA1 and CA2 shown in FIG. 2 and first signal lines VLA1 and VLA2 connected thereto are shown. The second signal lines VLB1 and VLB2 are also shown.

本実施形態に係る固体撮像装置の配線構造は、第1の実施形態に係るものと同一であるので、以下では本実施形態と第1の実施形態との相違点を中心に説明する。   Since the wiring structure of the solid-state imaging device according to the present embodiment is the same as that according to the first embodiment, the following description focuses on the differences between the present embodiment and the first embodiment.

本実施形態に係る固体撮像装置は、列信号出力回路に含まれる容量として、拡散容量CA1及びCA2を備えている。1列目の第1信号線VLA1は、コンタクトCWA1を介して拡散容量電極CTA1に接続され、1列目の第1配線部WP1は、コンタクトCWB1を介して同じ列の拡散容量電極CLA2に接続されている。   The solid-state imaging device according to the present embodiment includes diffusion capacitors CA1 and CA2 as capacitors included in the column signal output circuit. The first signal line VLA1 in the first column is connected to the diffusion capacitor electrode CTA1 through the contact CWA1, and the first wiring portion WP1 in the first column is connected to the diffusion capacitor electrode CLA2 in the same column through the contact CWB1. ing.

本実施形態によれば、固体撮像装置の列信号出力回路S1及びS2に拡散容量CA1及びCA2が含まれる場合でも、第1の実施形態と同様に、隣接する第1信号線VLA2及び第2信号線VLB1間の寄生容量CcA2の値を、図3の比較例に係る寄生容量CcArより小さくすることが可能となる。それ故に、容量結合に起因する各列信号間の干渉が抑制され、色再現性に優れた固体撮像装置を実現することができる。   According to the present embodiment, even when the column signal output circuits S1 and S2 of the solid-state imaging device include the diffusion capacitors CA1 and CA2, as in the first embodiment, the adjacent first signal line VLA2 and the second signal are adjacent to each other. The value of the parasitic capacitance CcA2 between the lines VLB1 can be made smaller than the parasitic capacitance CcAr according to the comparative example of FIG. Therefore, interference between the column signals due to capacitive coupling is suppressed, and a solid-state imaging device excellent in color reproducibility can be realized.

(第3の実施形態)
図7は、本発明の第3の実施形態に係る固体撮像装置の配線構造を示す模式図であり、図2に示されるコンデンサCA1及びCA2と、これらに接続される第1信号線VLA1及びVLA2並びに第2信号線VLB1及びVLB2を示したものである。
(Third embodiment)
FIG. 7 is a schematic diagram showing a wiring structure of a solid-state imaging device according to the third embodiment of the present invention. Capacitors CA1 and CA2 shown in FIG. 2 and first signal lines VLA1 and VLA2 connected thereto are shown. The second signal lines VLB1 and VLB2 are also shown.

本実施形態に係る固体撮像装置の基本的な配線構造は、第1の実施形態に係るものと同様であるので、以下では本実施形態と第1の実施形態との相違点を中心に説明する。   Since the basic wiring structure of the solid-state imaging device according to the present embodiment is the same as that according to the first embodiment, the following description will focus on the differences between the present embodiment and the first embodiment. .

本実施形態に係る固体撮像装置は、第1配線部WP1、第2配線部WP2及び接続部CPが、第1信号線VLA1の1つ上の配線層に形成されている点で、第1の実施形態と異なっている。第1配線部WP1は、1層目のコンタクトCWB1_1と、第1信号線VLA1_1と同じ配線層に形成される配線部WP3と、2層目のコンタクトCWB1_2とを介して、容量電極CLA1に接続されている。   In the solid-state imaging device according to the present embodiment, the first wiring portion WP1, the second wiring portion WP2, and the connection portion CP are formed in a wiring layer that is one layer above the first signal line VLA1. It is different from the embodiment. The first wiring portion WP1 is connected to the capacitor electrode CLA1 via the first layer contact CWB1_1, the wiring portion WP3 formed in the same wiring layer as the first signal line VLA1_1, and the second layer contact CWB1_2. ing.

図7に示されるように、列信号出力回路S1及びS2の境界を挟んで並走する1列目の第2信号線VLB1と2列目の第1信号線VLA2との間隔(基板の主面方向と平行な方向における間隔)は、第1の実施形態と同様に、D2>D1の関係を満たすように設定されている。従って、本実施形態においても、第1の実施形態と同様に、隣接する第1信号線VLA2及び第2信号線VLB1間の寄生容量CcA3の値を、図3の比較例に係る寄生容量CcArより小さくすることが可能となる。   As shown in FIG. 7, the distance between the second signal line VLB1 in the first column and the first signal line VLA2 in the second column that run in parallel across the boundary between the column signal output circuits S1 and S2 (the main surface of the substrate). The interval in the direction parallel to the direction is set so as to satisfy the relationship of D2> D1, as in the first embodiment. Therefore, also in the present embodiment, as in the first embodiment, the value of the parasitic capacitance CcA3 between the adjacent first signal line VLA2 and second signal line VLB1 is calculated from the parasitic capacitance CcAr according to the comparative example of FIG. It can be made smaller.

更に、本実施形態においては、第1信号線VLA1〜VLAmと、第2信号線VLB1〜VLB2が2つの配線層にわたって形成されているので、第1の実施形態と比べて、隣接する第1信号線及び第2信号線間の容量結合を更に抑制することができる。   Further, in the present embodiment, the first signal lines VLA1 to VLAm and the second signal lines VLB1 to VLB2 are formed over two wiring layers, so that the first signals adjacent to each other are compared with the first embodiment. Capacitive coupling between the line and the second signal line can be further suppressed.

それ故に、本実施形態によれば、画素及び列信号出力回路のサイズが微細化される場合でも、容量結合に起因する各列信号間の干渉が抑制され、色再現性に優れた固体撮像装置を実現することができる。   Therefore, according to this embodiment, even when the size of the pixel and column signal output circuit is miniaturized, interference between the column signals due to capacitive coupling is suppressed, and the solid-state imaging device excellent in color reproducibility Can be realized.

(第4の実施形態)
図8は、本発明の第3の実施形態に係る固体撮像装置の配線構造を示す模式図であり、図2に示されるコンデンサCA1及びCA2と、これらに接続される第1信号線VLA1及びVLA2並びに第2信号線VLB1及びVLB2を示したものである。
(Fourth embodiment)
FIG. 8 is a schematic diagram showing a wiring structure of a solid-state imaging device according to the third embodiment of the present invention. Capacitors CA1 and CA2 shown in FIG. 2 and first signal lines VLA1 and VLA2 connected thereto are shown. The second signal lines VLB1 and VLB2 are also shown.

本実施形態に係る固体撮像装置の基本的な配線構造は、第3の実施形態に係るものと同様であるので、以下では本実施形態と第3の実施形態との相違点を中心に説明する。   Since the basic wiring structure of the solid-state imaging device according to the present embodiment is the same as that according to the third embodiment, the following description will focus on the differences between the present embodiment and the third embodiment. .

本実施形態に係る固体撮像装置は、第1配線部WP1、第2配線部WP2及び接続部CPが、第1信号線VLA1の2つ上の配線層に形成されている点で、第3の実施形態と異なっている。第1配線部WP1は、1層目のコンタクトCWB1_1と、1層目の配線部WP3_1と、2層目のコンタクトCWB1_2と、第1信号線VLA1の1つ上の配線層に形成される2層目の配線部WP3_2と、3層目のコンタクトCWB1_3とを介して、容量電極CLA1に接続されている。尚、本実施形態においても、列信号出力回路S1及びS2の境界を挟んで並走する第1信号線VLA2及び第2信号線VLB1との間隔(基板の主面方向と平行な方向における間隔)は、第1の実施形態と同様に、D2>D1の関係を満たすように設定されている。   In the solid-state imaging device according to the present embodiment, the first wiring part WP1, the second wiring part WP2, and the connection part CP are formed in a wiring layer two above the first signal line VLA1. It is different from the embodiment. The first wiring portion WP1 includes two layers formed in a wiring layer one layer above the first signal line VLA1 and the first layer wiring portion WP3_1, the second layer contact CWB1_2, and the first signal line VLA1. It is connected to the capacitor electrode CLA1 through the wiring part WP3_2 of the eye and the contact CWB1_3 of the third layer. In the present embodiment, the distance between the first signal line VLA2 and the second signal line VLB1 that run in parallel across the boundary between the column signal output circuits S1 and S2 (the distance in the direction parallel to the main surface direction of the substrate). Is set so as to satisfy the relationship of D2> D1, as in the first embodiment.

第1配線部WP1、第2配線部WP2及び接続部CPを、第1信号線VLA1及びVLA2が形成される配線層より上の配線層に形成することによって、列信号出力回路の境界を挟んで隣接する第1信号線VLA2及び第2信号線VLB1間の間隔を大きくすることができる。したがって、本実施形態においても、第1の実施形態と同様に、隣接する第1信号線VLA2及び第2信号線VLB1間の寄生容量CcA4の値を、図3の比較例に係る寄生容量CcArより小さくすることが可能となる。   By forming the first wiring part WP1, the second wiring part WP2, and the connection part CP in a wiring layer above the wiring layer in which the first signal lines VLA1 and VLA2 are formed, the boundary of the column signal output circuit is sandwiched between them. The interval between the adjacent first signal line VLA2 and second signal line VLB1 can be increased. Therefore, also in the present embodiment, as in the first embodiment, the value of the parasitic capacitance CcA4 between the adjacent first signal line VLA2 and the second signal line VLB1 is obtained from the parasitic capacitance CcAr according to the comparative example of FIG. It can be made smaller.

更に、本実施形態においては、第2信号線VLB1〜VLBmが、第1信号線VLA1〜VLAmが形成される配線層より2つ上の配線層に形成されているので、第3の実施形態と比べて、隣接する第1信号線及び第2信号線間の容量結合を更に抑制することができる。   Furthermore, in the present embodiment, the second signal lines VLB1 to VLBm are formed in the wiring layer two above the wiring layer in which the first signal lines VLA1 to VLAm are formed. In comparison, capacitive coupling between the adjacent first signal line and second signal line can be further suppressed.

それ故に、本実施形態によれば、画素及び列信号出力回路のサイズが微細化される場合でも、容量結合に起因する各列信号間の干渉が抑制され、色再現性に優れた固体撮像装置を実現することができる。   Therefore, according to this embodiment, even when the size of the pixel and column signal output circuit is miniaturized, interference between the column signals due to capacitive coupling is suppressed, and the solid-state imaging device excellent in color reproducibility Can be realized.

尚、上記の各実施形態では、第1及び第2信号線が接続される回路素子が容量である例について説明したが、第1及び第2信号線が容量以外の素子を介して接続される場合にも、本発明を同様に適用することができる。   In each of the above embodiments, an example in which the circuit element to which the first and second signal lines are connected is a capacitor has been described. However, the first and second signal lines are connected via an element other than the capacitor. Even in this case, the present invention can be similarly applied.

また、上記の各実施形態では、第2信号線の接続部は、第1及び第2配線部の延伸方向と直交する方向に延びるように形成されているが、第1及び第2配線部を接続する限り、接続部の延びる方向は特に限定されるものではない。   In each of the above embodiments, the connection portion of the second signal line is formed to extend in a direction perpendicular to the extending direction of the first and second wiring portions. As long as it connects, the direction in which a connection part is extended is not specifically limited.

更に、上記の各実施形態に係る第1及び第2信号線の構造及びレイアウトは、図2に示される信号線VLC1及びVLD1にも同様に適用できる。第1及び第2信号線以外にも、隣接する列信号出力回路の境界部分を挟んで並走する一対の信号線の各々に本発明の構成を適用すれば、当該信号線間の寄生容量(例えば、図2のCcB)を低減することができるので、列信号間の干渉を更に抑制することが可能となる。特に、カラーフィルタを備える固体撮像装置にあっては、各色の分光感度特性の理想値からのずれを更に小さくし、色再現性を更に向上することができる。   Furthermore, the structure and layout of the first and second signal lines according to the above embodiments can be similarly applied to the signal lines VLC1 and VLD1 shown in FIG. In addition to the first and second signal lines, if the configuration of the present invention is applied to each of a pair of signal lines that run in parallel across a boundary portion between adjacent column signal output circuits, the parasitic capacitance between the signal lines ( For example, since CcB) in FIG. 2 can be reduced, interference between column signals can be further suppressed. In particular, in a solid-state imaging device including a color filter, the deviation from the ideal value of the spectral sensitivity characteristics of each color can be further reduced, and color reproducibility can be further improved.

更に、上記の各実施形態では、カラーフィルタ配列がベイヤ配列である例について説明したが、本発明は、例えば補色フィルタ等のベイヤ配列以外のカラーフィルタを有する固体撮像装置にも同様に適用できる。この場合でも、上記の各実施形態と同様に、隣接する列の信号線間の容量結合を低減できるので、画素信号同士の干渉が抑制された固体撮像装置を実現することができる。   Furthermore, in each of the above-described embodiments, an example in which the color filter array is a Bayer array has been described. However, the present invention can be similarly applied to a solid-state imaging device having a color filter other than the Bayer array, such as a complementary color filter. Even in this case, the capacitive coupling between the signal lines in adjacent columns can be reduced as in the above embodiments, so that a solid-state imaging device in which interference between pixel signals is suppressed can be realized.

更に、上記の各実施形態では、カラーフィルタを備える固体撮像装置に本発明を適用した例について説明したが、カラーフィルタを備えない固体撮像装置にも同様に適用できることは言うまでもない。この場合でも、隣接する信号線間の容量結合の低減によって、画像信号同士の干渉を抑制することができるので、画像特性に優れた固体撮像装置を適用することができる。   Furthermore, in each of the above-described embodiments, the example in which the present invention is applied to a solid-state imaging device including a color filter has been described. Even in this case, interference between image signals can be suppressed by reducing capacitive coupling between adjacent signal lines, so that a solid-state imaging device having excellent image characteristics can be applied.

更に、上記の第2及び第3の実施形態では、第2信号線の一部(第1及び第2配線部、接続部)が第1信号線が形成される配線層より2つまたは3つ上の配線層に形成される例について説明したが、第2信号線の一部を第1信号線が形成される配線層より4つ以上上の配線層に形成しても良い。   Further, in the second and third embodiments described above, two or three of the second signal lines (first and second wiring portions, connection portions) are two or three from the wiring layer in which the first signal lines are formed. Although an example of forming in the upper wiring layer has been described, a part of the second signal line may be formed in four or more wiring layers above the wiring layer in which the first signal line is formed.

本発明は、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等に用いられる固体撮像装置として利用できる。   The present invention can be used as a solid-state imaging device used for a digital still camera, a digital video camera, or the like.

本発明の各実施形態に係る固体撮像装置の概略構成の一例を示す図The figure which shows an example of schematic structure of the solid-state imaging device which concerns on each embodiment of this invention 図1に示されるX部分の構成例を示す図The figure which shows the structural example of X part shown by FIG. 比較例に係る固体撮像装置の配線構造を示す模式図Schematic diagram showing the wiring structure of a solid-state imaging device according to a comparative example 比較例に係る配線の構成において、隣接配線間の容量結合に起因して生じる分光感度特性のずれを示す図The figure which shows the shift | offset | difference of the spectral sensitivity characteristic resulting from the capacitive coupling between adjacent wiring in the structure of the wiring which concerns on a comparative example 本発明の第1の実施形態に係る固体撮像装置の配線構造を示す模式図1 is a schematic diagram showing a wiring structure of a solid-state imaging device according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施形態に係る固体撮像装置の配線構造を示す模式図Schematic diagram showing a wiring structure of a solid-state imaging device according to a second embodiment of the present invention 本発明の第3の実施形態に係る固体撮像装置の配線構造を示す模式図Schematic diagram showing a wiring structure of a solid-state imaging device according to a third embodiment of the present invention 本発明の第4の実施形態に係る固体撮像装置の配線構造を示す模式図Schematic diagram showing the wiring structure of a solid-state imaging device according to the fourth embodiment of the present invention 従来の固体撮像装置の概略構成を示す図The figure which shows schematic structure of the conventional solid-state imaging device 図9に示される”Y”部分の構成例を示す図The figure which shows the structural example of the "Y" part shown by FIG. 図9に示される”Y”部分の他の構成例を示す図The figure which shows the other structural example of the "Y" part shown by FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 画素アレイ
10 固体撮像装置
PX 画素
S1〜Sm 列信号出力回路
VLA1〜VLAm 第1信号線
VLB1〜VLBm 第2信号線
CA1、CA2 コンデンサ
CTA1、CTA2、CLA1、CLA2 電極(容量電極、拡散容量電極)
CWA1、CWA2、CWB1、CWB2 コンタクト
WP1 第1配線部
WP2 第2配線部
CP 接続部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pixel array 10 Solid-state imaging device PX Pixel S1-Sm Column signal output circuit VLA1-VLAm 1st signal line VLB1-VLBm 2nd signal line CA1, CA2 Capacitor CTA1, CTA2, CLA1, CLA2 Electrode (capacitance electrode, diffusion capacity electrode)
CWA1, CWA2, CWB1, CWB2 Contact WP1 First wiring portion WP2 Second wiring portion CP Connection portion

Claims (10)

固体撮像装置であって、
行列状に配列される複数の画素と、
画素列毎に設けられる複数の列信号出力回路と、
前記列信号出力回路に含まれる回路素子に接続される複数の第1信号線と、
同じ列の前記回路素子に接続される第1配線部と、隣の列の前記第1信号線に沿って延びる第2配線部とを含む複数の第2信号線とを備え、
前記列信号出力回路の境界を挟んで隣接する前記第1信号線と第2配線部との間隔は、前記境界を挟んで隣接する前記第1信号線と第1配線部との間隔より大きいことを特徴とする、固体撮像装置。
A solid-state imaging device,
A plurality of pixels arranged in a matrix;
A plurality of column signal output circuits provided for each pixel column;
A plurality of first signal lines connected to circuit elements included in the column signal output circuit;
A plurality of second signal lines including a first wiring portion connected to the circuit element in the same column and a second wiring portion extending along the first signal line in an adjacent column;
An interval between the first signal line and the second wiring portion adjacent to each other across the boundary of the column signal output circuit is larger than an interval between the first signal line and the first wiring portion adjacent to each other across the boundary. A solid-state imaging device.
前記第1及び第2配線部は、前記第1信号線と平行に延び、
前記第2信号線は、前記第1及び第2配線部を接続する接続部を更に含む、請求項1記載の固体撮像装置。
The first and second wiring portions extend in parallel with the first signal line,
The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the second signal line further includes a connection unit that connects the first and second wiring units.
前記回路素子の各々は、一対の電極を含み、
前記第1信号線は、前記電極の一方にコンタクトを介して接続され、
前記第2信号線に含まれる前記第1配線部は、前記第1信号線及び前記電極の一方との接続点から所定距離離れた位置において、コンタクトを介して前記電極の他方に接続されることを特徴とする、請求項2記載の固体撮像装置。
Each of the circuit elements includes a pair of electrodes,
The first signal line is connected to one of the electrodes via a contact;
The first wiring portion included in the second signal line is connected to the other of the electrodes through a contact at a position away from a connection point between the first signal line and one of the electrodes. The solid-state imaging device according to claim 2, wherein:
前記第1及び第2配線部と、前記接続部とは、前記第1信号線と同一の配線層に形成されることを特徴とする、請求項2または3記載の固体撮像装置。   4. The solid-state imaging device according to claim 2, wherein the first and second wiring parts and the connection part are formed in the same wiring layer as the first signal line. 5. 前記第1及び第2配線部と、前記接続部とは、前記第1信号線とは異なる配線層に形成されることを特徴とする、請求項2または3記載の固体撮像装置。   4. The solid-state imaging device according to claim 2, wherein the first and second wiring parts and the connection part are formed in a wiring layer different from the first signal line. 5. 前記第1及び第2配線部と、前記接続部とは、前記第1信号線が形成される配線層の1つ上の配線層に形成されることを特徴とする、請求項5記載の固体撮像装置。   6. The solid according to claim 5, wherein the first and second wiring parts and the connection part are formed in a wiring layer that is one layer above the wiring layer in which the first signal line is formed. Imaging device. 前記第1及び第2配線部と、前記接続部とは、前記第1信号線が形成される配線層の2つ上の配線層に形成されることを特徴とする、請求項5記載の固体撮像装置。   6. The solid according to claim 5, wherein the first and second wiring parts and the connection part are formed in a wiring layer two above the wiring layer in which the first signal line is formed. Imaging device. 前記回路素子は、容量であることを特徴とする、請求項1から請求項7のいずれかに記載の固体撮像装置。   The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the circuit element is a capacitor. 前記画素毎に設けられる複数のカラーフィルタを更に備える、請求項1から請求項8のいずれかに記載の固体撮像装置。   The solid-state imaging device according to claim 1, further comprising a plurality of color filters provided for each pixel. 前記カラーフィルタの配列は、赤、青、緑の3色が市松状に配置されたベイヤ配列であることを特徴とする、請求項9記載の固体撮像装置。   The solid-state imaging device according to claim 9, wherein the color filter array is a Bayer array in which three colors of red, blue, and green are arranged in a checkered pattern.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10218337B2 (en) 2016-01-29 2019-02-26 Canon Kabushiki Kaisha Semiconductor device and electronic apparatus
CN109801932A (en) * 2017-11-16 2019-05-24 三星电子株式会社 Imaging sensor and electronic device including it
US10958857B2 (en) 2018-10-25 2021-03-23 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Imaging device and imaging system
WO2022080467A1 (en) * 2020-10-14 2022-04-21 株式会社ニコン Imaging element and imaging device

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10218337B2 (en) 2016-01-29 2019-02-26 Canon Kabushiki Kaisha Semiconductor device and electronic apparatus
CN109801932A (en) * 2017-11-16 2019-05-24 三星电子株式会社 Imaging sensor and electronic device including it
CN109801932B (en) * 2017-11-16 2024-03-05 三星电子株式会社 Image sensor and electronic device including the same
US10958857B2 (en) 2018-10-25 2021-03-23 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Imaging device and imaging system
US11553147B2 (en) 2018-10-25 2023-01-10 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Imaging device and imaging system
WO2022080467A1 (en) * 2020-10-14 2022-04-21 株式会社ニコン Imaging element and imaging device

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