JP2013085103A - 光電変換装置 - Google Patents
光電変換装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013085103A JP2013085103A JP2011223297A JP2011223297A JP2013085103A JP 2013085103 A JP2013085103 A JP 2013085103A JP 2011223297 A JP2011223297 A JP 2011223297A JP 2011223297 A JP2011223297 A JP 2011223297A JP 2013085103 A JP2013085103 A JP 2013085103A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- photoelectric conversion
- circuit
- signal processing
- conductor
- 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.)
- Granted
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims abstract description 99
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 62
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 9
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 11
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 11
- 230000015654 memory Effects 0.000 claims description 9
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 230000006870 function Effects 0.000 description 8
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 6
- SGZRFMMIONYDQU-UHFFFAOYSA-N n,n-bis(2-methylpropyl)-2-[octyl(phenyl)phosphoryl]acetamide Chemical compound CCCCCCCCP(=O)(CC(=O)N(CC(C)C)CC(C)C)C1=CC=CC=C1 SGZRFMMIONYDQU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 208000009989 Posterior Leukoencephalopathy Syndrome Diseases 0.000 description 3
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 3
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 3
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 2
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 2
- 101000622137 Homo sapiens P-selectin Proteins 0.000 description 1
- 102100023472 P-selectin Human genes 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/14603—Special geometry or disposition of pixel-elements, address-lines or gate-electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
- H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
- H04N25/767—Horizontal readout lines, multiplexers or registers
Abstract
【解決手段】 本発明の光電変換装置は、画素駆動部と、所定の信号処理を行うデジタル回路を有する信号処理部と、が同一半導体基板に配された光電変換装置であって、前記画素駆動部のデジタル回路には第1電圧と前記第1電圧と値の異なる第2電圧とが供給され、前記信号処理部のデジタル回路には第3電圧と前記第3電圧と値の異なる第4電圧とが供給され、前記画素駆動部のデジタル回路に第1電圧を供給する第1導電体の主たる部分と前記信号処理部のデジタル回路に第3電圧を供給する第2導電体の主たる部分とが分離されていることを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
本発明は、上記課題を解決する手段を提供するものである。
図1を用いて本発明の第1の実施例に係る光電変換装置100の概略構成を説明する。図1は光電変換装置の概略構成を説明することを目的としており、実際の半導体基板上の配置を示すものではない。実際は画素アレイの面積がチップ面積の大半を占める場合が多い。したがって画素アレイ外部にある周辺回路は互いに近接して配される。
増幅トランジスタ117のドレインは画素電源線118に接続され、増幅トランジスタ117のソースは列信号線113に接続される。リセットスイッチ116のゲートは、行制御線112の1つ、リセット線PRESに接続される。また、転送スイッチ115のゲートは、行制御線の1つ、転送線PTXに接続される。画素電源線118は、パルスPVSELで駆動される電源選択スイッチ119によって、VRESH、またはVRESHよりも低電圧であるVRESLに接続される。リセットスイッチ116の動作と、電源選択スイッチ119の動作の組み合わせによって、読みだす画素行の選択または非選択の設定を行うが、詳細は後述する。このタイプの画素回路は、増幅トランジスタ117のソースと列信号線113の間にスイッチを設けるタイプの画素回路に比べて、単位画素中のトランジスタ数が削減できるので、微細な画素を実現するのに好適である。画素回路はこれに限られるものではないが好ましくは画素内で信号を増幅する機能を有する構成がよい。
図5の時刻t0〜t0‘は、ある一行(添え字として“1”で示す行)に含まれる画素111の信号がA/D変換器130でデジタル信号に変換され、信号処理部190に伝達されるまでの動作を示すタイミング図である。以下のパルス図ではハイレベルで各スイッチが導通することとする。
まず垂直走査回路140に関して説明する。N型半導体基板210の表面側に、P型ウェル211aが配されている、さらにP型ウェル211aに包含されるように、N型ウェル212aが配されている。P型ウェル211aにはN型トランジスタが配され、N型ウェル212aにはP型トランジスタが配される。以下ではトランジスタとしてMOSトランジスタを例にとり説明を行なう。
P型ウェル211aにはNMOSトランジスタ214aが、N型ウェル212aにはPMOSトランジスタ213aがそれぞれ配されている。P型半導体領域215aはPMOSトランジスタ213aのソースもしくはドレインである。N型半導体領域216aはN型ウェル212aに第1電圧を供給するための半導体領域である。P型半導体領域217aはPウェル211aに第2電圧を供給するための半導体領域である。
このような構成とすることで半導体基板中を介したノイズ伝播が抑制されるため、誤動作防止にはさらに効果的である。このことにより、垂直走査回路140と信号処理部190に対して第1電圧を供給する導電体間の共通インピーダンスが小さいため、垂直走査回路140において発生した電圧変動の信号処理部190への影響を低減できる。もしくは垂直走査回路140と信号処理部190に対して第2電圧を供給する導電体間の共通インピーダンスが小さいため、垂直走査回路140において発生した電圧変動の信号処理部190への影響を低減できる。本実施例においては第1電圧を伝達する導電体、第2電圧を伝達する導電体の両者を分離した。しかしながらいずれか一方をやることでも本発明の効果を得ることはできる。
図6を用いて、本発明の第2の実施例に係わる光電変換装置の概略構成について説明する。本実施例は第1実施例と多くの点で類似しているが、A/D変換器130に第1電圧を供給する導電体の主たる部分が信号処理部に第1電圧を供給する導電体の主たる部分と分離されている点が異なる。第2電圧を供給する導電体においても同様である。
110 画素アレイ
111 画素
118 画素電源線
130 A/D変換器
140 垂直走査回路
190 信号処理部
200 電源パッド
201 グラウンドパッド
Claims (18)
- 複数の画素と、
前記複数の画素に駆動信号を供給するデジタル回路を有する画素駆動部と、
前記画素からのアナログ信号をデジタル信号に変換する複数のA/D変換回路と、
前記複数のA/D変換回路からのデジタル信号を順次受け、信号処理を行うデジタル回路を有する信号処理部と、が同一半導体基板に配された光電変換装置であって、
前記画素駆動部のデジタル回路には第1電圧と前記第1電圧と値の異なる第2電圧とが供給され、
前記信号処理部のデジタル回路には第3電圧と前記第3電圧と値の異なる第4電圧とが供給され、
前記画素駆動部のデジタル回路に第1電圧を供給する第1導電体の主たる部分と前記信号処理部のデジタル回路に第3電圧を供給する第2導電体の主たる部分とが分離されていることを特徴とする光電変換装置。 - 複数の画素と、
前記画素からのアナログ信号をデジタル信号に変換する複数のA/D変換回路と、
前記複数のA/D変換回路からのデジタル信号を順次受け、信号処理を行うデジタル回路を有する信号処理部と、が同一半導体基板に配された光電変換装置であって、
前記A/D変換回路には第1電圧と前記第1電圧と値の異なる第2電圧とが供給され、
前記信号処理部のデジタル回路には第3電圧と前記第3電圧と値の異なる第4電圧とが供給され、
前記A/D変換回路に第1電圧を供給する第1導電体の主たる部分と前記信号処理部に第3電圧を供給する第2導電体の主たる部分とが分離されていることを特徴とする光電変換装置。 - 前記各A/D変換回路は、AD変換後のデジタル信号を保持する第1メモリと、前記第1メモリからのデータ出力を受け、前記信号処理部にデータを出力する第2メモリとを有し、
複数の前記第1メモリに対し同時に初期値を設定する初期化手段を有することを特徴とする請求項2記載の光電変換装置。 - 前記第1のメモリに設定される初期値は、前記A/D変換回路のフルスケール以上の値であることを特徴とする請求項3記載の光電変換装置
- 前記分離されている導電体の主たる部分が同一配線層に配されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の光電変換装置。
- 前記分離されている導電体の主たる部分が異なる配線層に配されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の光電変換装置。
- 前記分離されている導電体間の共通インピーダンスが1Ω以下であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の光電変換装置。
- 前記第1電圧と前記第3電圧が等しく、前記第2電圧と前記第4電圧とが等しいことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の光電変換装置。
- 前記分離されている導電体は同一の入力パッドに電気的に接続されていることを特徴とする請求項8に記載の光電変換装置。
- 前記複数の画素は行列状に配され、
前記画素駆動部は、各画素で保持された信号をリセットするリセットパルスを複数の画素行に含まれる複数の画素に同時に供給することを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の光電変換装置。 - 前記リセットパルスは、読出し領域の全画素に対して同時に供給されることを特徴とする請求項10に記載の光電変換装置。
- 前記複数の画素は行列状に配され、
各画素は、光電変換素子と、画素増幅部と、前記光電変換素子で生じた電荷を前記画素増幅部の入力ノードに転送する転送部とを有し、
前記画素駆動部は、複数の画素行に含まれる複数の画素の転送部に同時に前記転送部が導通する転送パルスを供給することを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の光電変換装置。 - 前記転送パルスは、読出し領域の全画素に対して同時に供給されることを特徴とする請求項12に記載の光電変換装置。
- 前記信号処理部での処理後の信号を外部に70MHz以上の周波数で読み出すことを特徴とする請求項1〜13のいずれか1項に記載の光電変換装置。
- 前記A/D変換回路での変換後のデジタル信号を前記信号処理部に順次出力する水平走査回路を有し、
前記水平走査回路には前記第3電圧と前記第4電圧とが供給され、
前記第3導電体の主たる部分と前記水平走査回路に前記第3電圧を供給する第5導電体の主たる部分とが分離されていない、もしくは、前記第4導電体の主たる部分と前記水平走査回路に前記第4電圧を供給する第6導電体の主たる部分とが分離されていないことを特徴とする請求項1に記載の光電変換装置。 - 前記画素駆動部のデジタル回路に第2電圧を供給する第3導電体の主たる部分と前記信号処理部に第4電圧を供給する第4導電体の主たる部分とが分離されてい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A/D変換回路に第2電圧を供給する第3導電体の主たる部分と前記信号処理部のデジタル回路に第4電圧を供給する第4導電体の主たる部分とが分離されていることを特徴とする請求項2に記載の光電変換装置。
- 複数の画素と、
前記複数の画素に駆動信号を供給するデジタル回路を有する画素駆動部と、
前記画素からのアナログ信号をデジタル信号に変換する複数のA/D変換回路と、
前記A/D変換回路からのデジタル信号を順次受け信号処理を行うデジタル回路を有する信号処理部と、が同一半導体基板に配された光電変換装置であって、
前記画素駆動部のデジタル回路は、複数の第1のP型トランジスタと複数の第1のN型トランジスタとを含んで構成され、前記複数の第1のP型トランジスタが配される第1のN型ウェルには第1電圧が供給され、前記複数の第1のN型トランジスタが配される第1のP型ウェルには前記第1電圧よりも低い第2電圧が供給され、
前記信号処理部のデジタル回路は、複数の第2のP型トランジスタと複数の第2のN型トランジスタとを含んで構成され、前記複数の第2のP型トランジスタが配される第2のN型ウェルには前記第1電圧が供給され、前記複数の第2のN型トランジスタが配される第2のP型ウェルには前記第2電圧が供給され、
前記A/D変換回路は、複数の第3のP型トランジスタと複数の第3のN型トランジスタとを含んで構成され、前記複数の第3のP型トランジスタが配される第3のN型ウェルには前記第1電圧が供給され、前記複数の第3のN型トランジスタが配される第3のP型ウェルには前記第2電圧が供給され、
前記画素駆動部のデジタル回路に前記第1電圧を供給する導電体の主たる部分と、前記信号処理部に第1電圧を供給する導電体の主たる部分と、前記A/D変換回路に前記第1電圧を供給する導電体の主たる部分とが互いに分離されており、
前記画素駆動部のデジタル回路に前記第2電圧を供給する導電体の主たる部分と前記信号処理部に前記第2電圧を供給する導電体の主たる部分と前記A/D変換回路に前記第2電圧を供給する導電体の主たる部分とが互いに分離されており、
前記第1のN型ウェルと前記第2のN型ウェルと前記第3のN型ウェルとが互いに分離され、
前記第1のP型ウェルと前記第2のP型ウェルと前記第3のP型ウェルとが互いに分離されていることを特徴とする光電変換装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011223297A JP6025316B2 (ja) | 2011-10-07 | 2011-10-07 | 光電変換装置 |
US13/612,443 US9077918B2 (en) | 2011-10-07 | 2012-09-12 | Photoelectric conversion apparatus with first and second conductors that respectively supply corresponding voltages to digital circuits of a vertical scanning circuit and signal processing unit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011223297A JP6025316B2 (ja) | 2011-10-07 | 2011-10-07 | 光電変換装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013085103A true JP2013085103A (ja) | 2013-05-09 |
JP6025316B2 JP6025316B2 (ja) | 2016-11-16 |
Family
ID=48041469
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011223297A Expired - Fee Related JP6025316B2 (ja) | 2011-10-07 | 2011-10-07 | 光電変換装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9077918B2 (ja) |
JP (1) | JP6025316B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016189581A (ja) * | 2015-03-30 | 2016-11-04 | キヤノン株式会社 | 固体撮像装置およびカメラ |
US9787932B2 (en) | 2015-10-22 | 2017-10-10 | Canon Kabushiki Kaisha | Solid-state imaging device with correction of a lower count value or upper count value |
WO2020017115A1 (ja) * | 2018-07-19 | 2020-01-23 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 固体撮像素子、および、撮像装置 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5790387B2 (ja) * | 2011-10-06 | 2015-10-07 | 富士通セミコンダクター株式会社 | 半導体装置 |
US10785436B1 (en) * | 2019-09-11 | 2020-09-22 | Pixart Imaging Incorporation | Image sensor and transfer circuit and transfer method thereof |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01196982A (ja) * | 1988-02-01 | 1989-08-08 | Hitachi Ltd | 固体撮像素子 |
JP2003258228A (ja) * | 2002-02-27 | 2003-09-12 | Canon Inc | 光電変換装置及び撮像装置 |
JP2005347691A (ja) * | 2004-06-07 | 2005-12-15 | Canon Inc | 固体撮像素子 |
JP2009164836A (ja) * | 2007-12-28 | 2009-07-23 | Canon Inc | 撮像装置及び撮像システム |
JP2011015365A (ja) * | 2009-07-06 | 2011-01-20 | Panasonic Corp | 固体撮像装置および駆動方法 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0595099A (ja) | 1991-10-01 | 1993-04-16 | Fuji Electric Co Ltd | イメージセンサ組み込み集積回路装置 |
JP2010114550A (ja) * | 2008-11-05 | 2010-05-20 | Sony Corp | 撮像素子、撮像素子の駆動方法およびカメラ |
-
2011
- 2011-10-07 JP JP2011223297A patent/JP6025316B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2012
- 2012-09-12 US US13/612,443 patent/US9077918B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01196982A (ja) * | 1988-02-01 | 1989-08-08 | Hitachi Ltd | 固体撮像素子 |
JP2003258228A (ja) * | 2002-02-27 | 2003-09-12 | Canon Inc | 光電変換装置及び撮像装置 |
JP2005347691A (ja) * | 2004-06-07 | 2005-12-15 | Canon Inc | 固体撮像素子 |
JP2009164836A (ja) * | 2007-12-28 | 2009-07-23 | Canon Inc | 撮像装置及び撮像システム |
JP2011015365A (ja) * | 2009-07-06 | 2011-01-20 | Panasonic Corp | 固体撮像装置および駆動方法 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016189581A (ja) * | 2015-03-30 | 2016-11-04 | キヤノン株式会社 | 固体撮像装置およびカメラ |
US9787932B2 (en) | 2015-10-22 | 2017-10-10 | Canon Kabushiki Kaisha | Solid-state imaging device with correction of a lower count value or upper count value |
WO2020017115A1 (ja) * | 2018-07-19 | 2020-01-23 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 固体撮像素子、および、撮像装置 |
US11558571B2 (en) | 2018-07-19 | 2023-01-17 | Sony Semiconductor Solutions Corporation | Solid-state imaging element and imaging device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20130087687A1 (en) | 2013-04-11 |
US9077918B2 (en) | 2015-07-07 |
JP6025316B2 (ja) | 2016-11-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102277597B1 (ko) | 촬상 장치, 전자 기기 | |
JP6226254B2 (ja) | 固体撮像装置及びスイッチング回路 | |
EP2552105B1 (en) | Solid-state imaging apparatus | |
JP4524652B2 (ja) | Ad変換装置並びに半導体装置 | |
JP4818018B2 (ja) | 光電変換装置及びそれを用いた撮像システム | |
JP6439983B2 (ja) | 変換装置、撮像装置、電子機器、変換方法 | |
JP5489681B2 (ja) | 固体撮像装置 | |
CN107888853B (zh) | 固体摄像装置 | |
JP6025316B2 (ja) | 光電変換装置 | |
JP2009164836A (ja) | 撮像装置及び撮像システム | |
JP2014165396A (ja) | 固体撮像装置および電子機器 | |
CN109155831B (zh) | 固体摄像装置和摄像设备 | |
JP7462247B2 (ja) | 撮像装置 | |
CN109906605B (zh) | 摄像装置和电子设备 | |
JP6029352B2 (ja) | 固体撮像装置 | |
JP6062185B2 (ja) | 固体撮像装置 | |
JP2017055370A (ja) | 固体撮像装置 | |
JP5177198B2 (ja) | 物理情報取得方法および物理情報取得装置 | |
WO2011064921A1 (ja) | 固体撮像装置、その駆動方法、及び撮像装置 | |
WO2023171133A1 (ja) | 固体撮像素子、および電子機器 | |
JP5429345B2 (ja) | 固体撮像装置、固体撮像装置の駆動方法、及び電子機器 | |
JP2015211234A (ja) | 固体撮像装置及びカメラ | |
JP4655785B2 (ja) | 固体撮像素子の駆動方法 | |
JP2022180871A (ja) | 撮像素子及び撮像装置 | |
JP2017050762A (ja) | 撮像装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20141007 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20151005 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20151013 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20151214 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160315 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160510 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160913 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20161011 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6025316 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |