JP2015142114A5 - - Google Patents

Description

本発明は、光電変換部と、増幅トランジスタと、前記光電変換部の信号を前記増幅トランジスタの入力ノードに転送する転送トランジスタと、前記入力ノードに対し、接続状態、非接続状態のいずれかを切り替え可能な付加容量と、前記入力ノードの電位を所定の電位とするリセットトランジスタとを各々が有する複数の画素を有する固体撮像装置であって、前記複数の画素の各々は、活性領域内に第１の方向に沿って順に配され、互いに同じ導電型である、第３半導体領域、第１半導体領域、第２半導体領域、第４半導体領域を有し、前記複数の画素の各々はさらに、前記第３半導体領域と前記第１半導体領域との間に配された第１導電パターンと、前記第１半導体領域と前記第２半導体領域との間に配された第２導電パターンと、前記第２半導体領域と前記第４半導体領域との間に配された第３導電パターンとを有し、前記第１導電パターン、前記第２導電パターン、前記第３導電パターンは互いに電気的に分離されており、前記転送トランジスタは、前記第１半導体領域、前記第３半導体領域、前記第１導電パターンを有し、前記付加容量は、前記第１半導体領域、前記第２半導体領域、前記第２導電パターンを有し、前記リセットトランジスタは、前記第２半導体領域、前記第４半導体領域、前記第３導電パターンを有することを特徴とする。

Claims (20)

1. 光電変換部と、増幅トランジスタと、前記光電変換部の信号を前記増幅トランジスタの入力ノードに転送する転送トランジスタと、前記入力ノードに対し、接続状態、非接続状態のいずれかを切り替え可能な付加容量と、前記入力ノードの電位を所定の電位とするリセットトランジスタとを各々が有する複数の画素を有する固体撮像装置であって、
   前記複数の画素の各々は、活性領域内に第１の方向に沿って順に配され、互いに同じ導電型である、第３半導体領域、第１半導体領域、第２半導体領域、第４半導体領域を有し、
   前記複数の画素の各々はさらに、前記第３半導体領域と前記第１半導体領域との間に配された第１導電パターンと、前記第１半導体領域と前記第２半導体領域との間に配された第２導電パターンと、前記第２半導体領域と前記第４半導体領域との間に配された第３導電パターンとを有し、前記第１導電パターン、前記第２導電パターン、前記第３導電パターンは互いに電気的に分離されており、
   前記転送トランジスタは、前記第１半導体領域、前記第３半導体領域、前記第１導電パターンを有し、
   前記付加容量は、前記第１半導体領域、前記第２半導体領域、前記第２導電パターンを有し、
   前記リセットトランジスタは、前記第２半導体領域、前記第４半導体領域、前記第３導電パターンを有することを特徴とする固体撮像装置。
2. 前記増幅トランジスタのソース領域およびドレイン領域は、前記活性領域との間に素子分離部を介して配された別の活性領域に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
3. 前記増幅トランジスタは、複数の前記光電変換部で共有されていることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の固体撮像装置。
4. 前記増幅トランジスタを共有する複数の光電変換部のそれぞれに対応して複数の前記転送トランジスタの各々が配され、
   各々が、前記複数の転送トランジスタの各々のゲートである複数の第１導電パターンは、互いに電気的に分離されていることを特徴とする請求項３に記載の固体撮像装置。
5. 前記複数の光電変換部で共有された前記増幅トランジスタの入力ノードの電位を所定の電位にするリセットトランジスタは、間に素子分離部を介して配された複数のチャネルを有することを特徴とする請求項３または４のいずれかに記載の固体撮像装置。
6. 前記複数のチャネル上には、前記素子分離部を介して、各々が電気的に分離された複数の前記第３導電パターンが配されていることを特徴とする請求項５に記載の固体撮像装置。
7. 前記増幅トランジスタを共有する前記複数の光電変換部の各々にそれぞれが対応して配される複数の前記付加容量を有し、当該複数の付加容量の第２導電パターンは、各々が電気的に分離されていることを特徴とする請求項３〜６のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
8. 前記増幅トランジスタを共有する前記複数の光電変換部の各々にそれぞれが対応して配される複数の前記付加容量を有し、当該複数の付加容量の第２導電パターンは、一の導電パターンにより構成されていることを特徴とする請求項３〜６のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
9. 各々が、前記増幅トランジスタのソースおよびドレインを構成する、同じ導電型の複数の半導体領域が、前記活性領域に配されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
10. 各画素は、前記増幅トランジスタと信号線との電気的導通を制御する選択トランジスタを有し、
    各々が前記選択トランジスタのソースおよびドレインを構成する、同じ導電型の複数の半導体領域が、前記活性領域に配されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
11. 前記第３導電パターンの下部の活性領域の、前記リセットトランジスタのチャネル幅方向に平行な方向の長さは、前記第２導電パターンの下部の活性領域の、前記第１半導体領域から前記第２半導体領域に向かう方向と交差する方向の長さよりも長いことを特徴とする請求項９または１０のいずれかに記載の固体撮像装置。
12. 前記第３導電パターンの下部の活性領域の、前記リセットトランジスタのチャネル幅方向に平行な方向の長さをＷ１、前記第２導電パターンの下部の活性領域の、前記第１半導体領域から前記第２半導体領域に向かう方向と交差する方向の長さをＷ２、Ｗ３とした時、
    ０．９×（Ｗ１＋Ｗ２）≦Ｗ３
    となることを特徴とする請求項１１に記載の固体撮像装置。
13. 更に、０．９×（Ｗ１＋Ｗ２）≦Ｗ３≦１．１×（Ｗ１＋Ｗ２）であることを特徴とする請求項１２に記載の固体撮像装置。
14. 前記第１導電パターン、前記第２導電パターン、前記第３導電パターンは前記活性領域に対して各々平行に配置されていることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
15. 前記第１導電パターン、前記第２導電パターン、前記第３導電パターンが、前記活性領域に対して直交していることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
16. 前記第１導電パターンを挟んで、前記活性領域の前記転送トランジスタのチャネル幅に平行な方向の幅が、前記第１半導体領域側が前記第３半導体領域側よりも小さいことを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
17. 前記活性領域の、前記第１導電パターンを挟んで前記第３半導体領域から前記第１半導体領域に至る領域の前記転送トランジスタのチャネル幅に平行な方向の幅が、連続的にもしくは段階的に狭くなることを特徴とする請求項１６に記載の固体撮像装置。
18. 前記第２半導体領域は、間に絶縁部材を介して積層された前記第２導電パターンを含んで構成された容量に電気的に接続されていることを特徴とする請求項１〜１７のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
19. 光電変換部と、増幅トランジスタと、前記光電変換部の信号を前記増幅トランジスタの入力ノードに転送する転送トランジスタと、前記入力ノードに対し、接続状態、非接続状態のいずれかを切り替え可能な付加容量とを各々が有する複数の画素を有する固体撮像装置であって、
    前記複数の画素の各々は、活性領域内に第１の方向に沿って順に配され、互いに同じ導電型である、第３半導体領域、第１半導体領域、第２半導体領域、第４半導体領域を有し、
    前記複数の画素の各々はさらに、前記第３半導体領域と前記第１半導体領域との間に配された第１導電パターンと、前記第１半導体領域と前記第２半導体領域との間に配された第２導電パターンと、前記第２半導体領域と前記第４半導体領域との間に配された第３導電パターンとを有し、前記第１導電パターン、前記第２導電パターン、前記第３導電パターンは互いに電気的に分離されており、
    前記転送トランジスタは、前記第１半導体領域、前記第３半導体領域、前記第１導電パターンを有し、
    前記付加容量は、前記第１半導体領域、前記第２半導体領域、前記第２導電パターンを有し、
    前記付加容量が前記入力ノードに接続されている期間に、前記第３導電パターンの下部の活性領域にチャネルが形成されない電圧が、前記第３導電パターンに供給されていることを特徴とする固体撮像装置。
20. 請求項１〜１９に記載の固体撮像装置と、
    前記固体撮像装置の前記付加容量の接続状態、非接続状態とを切り替える制御部と、
    を有する撮像システム。