JP2012212940A - 光電変換装置および光電変換装置を用いた撮像システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 光電変換装置は、入射光を電荷に変換する光電変換素子と、その電荷をフローティングノードに転送するための転送用MOSトランジスタと、電荷に基づく信号を増幅して出力するための増幅用MOSトランジスタと、を複数有する。その増幅された信号は出力信号線に出力される。このような光電変換装置において、少なくとも2つのフローティングノードが電気的に接続され、その接続は、増幅用MOSトランジスタのゲート電極と同じ材料からなる配線によって行われる。
【選択図】 図1
Description
第1の実施形態の説明図を図1および図2に示す。まず、図3(A)は、本実施形態の光電変換装置の回路図を模式的に示したものであり、図3(B)にその駆動パルスの一例を示す。図1(A)は、図3(A)にて点線で囲われた回路部分のレイアウトを模式的に示したものであり、図1(B)は、図1(A)のA−A’線の断面模式図を示している。
本実施形態ではFD部の活性層と配線405fとの接続方法について、第1の実施形態とは別の形態について示すものである。同一の構成については、同一の符号を付し詳細な説明を省略する。図4は、第1の実施形態の図1(A)に対応する断面図である。本実施形態では、コンタクト405bによってFD部の活性層405aと配線405fとを接続する。コンタクト405bは、配線405fのポリシリコンを直接、活性層405aに接触させることで接続している。このようなコンタクトをシェアードコンタクトと称する。
このような構成のコンタクトによって、コンタクトと周囲の配線の容量結合が発生することを抑制することができる。また、図1(B)における平坦化層112が不要となるため、配線部分の高さを更に低くすることが可能となり、コンタクト413を形成する工程も容易となる。
第3の実施形態の特徴的な部分は、4つの光電変換素子の各FD部を接続し、共有化していることである。つまりFD部は各光電変換素子に独立に設けられ、これらを共通の増幅用MOSトランジスタに接続する構成となっている。図5に本実施形態の構造レイアウトを記す。4つの光電変換素子にてFD部以降の回路の共有化を行った場合、光電変換素子を大きく設計できる利点がある。しかし、FD容量が増大してしまう。本実施形態の構成によれば、光電変換素子を大きく設計することが可能となり、且つ、FD容量の低減を図ることが可能となる。
第4の実施形態では、第3の実施形態の構成において、4つの光電変換素子がそれぞれ有したFD部を複数の光電変換素子間で共有化している。具体的には、図6に示す構造である。第3の実施形態と同様の機能を有するものは同様の符号を付し、詳細な説明は省略する。
本実施形態においては、配線のレイアウト方法に関して説明する。本実施形態で特徴的な部分は、ダミー配線を配した点である。第1の実施形態の構成に、ダミー配線を配した例を、図7を用いて説明する。また、別のレイアウトの例として第3の実施形態にて示した図5にダミー配線を配したレイアウトを図8に示す。
図9は、各実施形態にて説明した光電変換装置を、撮像システムの一例であるカムコーダへ適用した場合のブロック図である。他の撮像システムとしては、デジタルスチルカメラ等がある。以下、図9を元に詳細に説明する。
103、104 転送用MOSトランジスタのゲート電極
105a FD部
105b コンタクト
105f FD部を接続する配線
107 信号出力線
109 電源線
Claims (7)
- 入射光を電荷に変換する光電変換素子と、
前記電荷をフローティングノードに転送するための転送用MOSトランジスタと、前記電荷に基づく信号を増幅して出力するための増幅用MOSトランジスタと、を複数有し、
前記増幅された信号が出力される出力信号線と、を有する光電変換装置において、
少なくとも2つの前記フローティングノードが電気的に接続され、
前記電気的な接続は、前記増幅用MOSトランジスタのゲート電極と同一配線層に含まれる配線で行われること特徴とする光電変換装置。 - 前記フローティングノードは、複数の前記光電変換素子から前記電荷が転送されることを特徴とする請求項1に記載の光電変換装置。
- 前記電気的に接続されるフローティングノードは、前記出力信号線の方向に平行に配列した光電変換素子のフローティングノードであることを特徴とするとする請求項1または2に記載の光電変換装置。
- 前記配線は、前記出力信号線に重ならないことを特徴とする請求項3に記載の光電変換装置。
- 前記フローティングノードと前記配線との接続はシェアードコンタクトによることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の光電変換装置。
- 前記配線の前記入射光側に、前記入射光の開口を規定するダミー配線を有することを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の光電変換装置。
- 請求項1から6のいずれか1項に記載の光電変換装置と、
前記光電変換装置に結像するための光学系と、
前記光電変換装置からの出力信号を処理する信号処理回路と、を有することを特徴とする撮像システム。
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