JP2020014255A - 撮像素子及び撮像装置 - Google Patents
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Abstract
Description
前記課題を解決するための手段として、以下の各態様も提示する。第1の面による撮像素子は、光を電荷に変換する第1光電変換部に接続される第1ノード部と、前記第1ノードとは異なる第2ノード部と、前記第1ノード部と前記第2ノード部との間の接続を制御する第1スイッチ部と、前記第2ノード部と、光を電荷に変換する第2光電変換部に接続される前記第1ノード部とは異なるノード部と、の間の接続を制御する第2スイッチ部と、前記第2ノード部と、所定電位が供給される供給部と、の間の接続を制御する第3スイッチ部と、を備えるものである。
第2の面による撮像素子は、光を電荷に変換する第1光電変換部に接続される第1ノード部と、前記第1ノードとは異なる第2ノード部と、前記第1ノード部と前記第2ノード部とを接続するための第1スイッチ部と、前記第1スイッチ部と、光を電荷に変換する第2光電変換部に接続される前記第1ノード部とは異なるノード部と、を接続するための第2スイッチ部と、前記第2ノード部と、所定電位が供給される供給部と、を接続するための第3スイッチ部と、を備えるものである。
第3の面による撮像素子は、前記第1又は第2の面による撮像素子において、前記第1ノード部は、前記第1光電変換部で変換された電荷が転送される拡散領域を有し、前記第1スイッチ部は、前記第1ノード部と前記第2ノード部とに接続されるトランジスタを有し、前記第2スイッチ部は、前記第1スイッチ部と前記第2光電変換部に接続される前記ノード部とに接続されるトランジスタを有し、前記第1スイッチ部が有するトランジスタのゲート電極は、前記拡散領域までの距離が、前記第2スイッチ部が有するトランジスタのゲート電極から前記拡散領域までの距離よりも短い位置に配置されるものである。
第4の面による撮像素子は、前記第1乃至第3のいずれかの面による撮像素子において、前記第1ノード部は、前記第1光電変換部で変換された電荷が転送される拡散領域を有し、前記第1スイッチ部は、前記第1ノード部と前記第2ノード部とに接続されるトランジスタを有し、前記第2スイッチ部は、前記第1スイッチ部と前記第2光電変換部に接続される前記ノード部とに接続されるトランジスタを有し、前記第1スイッチ部が有するトランジスタのゲート電極から記拡散領域までの距離は、前記第2スイッチ部が有するトランジスタのゲート電極から前記拡散領域までの距離よりも短いものである。
第5の面による撮像素子は、前記第1乃至第4のいずれかの面による撮像素子において、前記第1ノード部は、前記第1光電変換部で変換された電荷が転送される拡散領域を有し、前記第1スイッチ部は、前記第1ノード部と前記第2ノード部とに接続されるトランジスタを有し、前記第3スイッチ部は、前記第2ノード部と前記供給部とに接続されるトランジスタを有し、前記第1スイッチ部が有するトランジスタのゲート電極は、前記拡散領域までの距離が、前記第3スイッチ部が有するトランジスタのゲート電極から前記拡散領域までの距離よりも短い位置に配置されるものである。
第6の面による撮像素子は、前記第1乃至第4のいずれかの面による撮像素子において、前記第1ノード部は、前記第1光電変換部で変換された電荷が転送される拡散領域を有し、前記第1スイッチ部は、前記第1ノード部と前記第2ノード部とに接続されるトランジスタを有し、前記第3スイッチ部は、前記第2ノード部と前記供給部とに接続されるトランジスタを有し、前記第1スイッチ部が有するトランジスタのゲート電極から記拡散領域までの距離は、前記第3スイッチ部が有するトランジスタのゲート電極から前記拡散領域までの距離よりも短いものである。
第7の面による撮像素子は、前記第1乃至第6のいずれかの面による撮像素子において、前記第1ノード部に接続されるゲート電極を有する増幅トランジスタを備え、前記第1ノード部は、前記第1光電変換部で変換された電荷が転送される拡散領域を有し、前記第1スイッチ部は、前記第1ノード部と前記第2ノード部とに接続されるトランジスタを有し、前記第1スイッチ部が有するトランジスタのゲート電極は、前記拡散領域までの距離が、前記増幅トランジスタのゲート電極から前記拡散領域までの距離よりも短い位置に配置されるものである。
第8の面による撮像素子は、前記第1乃至第6のいずれかの面による撮像素子において、前記第1ノード部に接続されるゲート電極を有する増幅トランジスタを備え、前記第1ノード部は、前記第1光電変換部で変換された電荷が転送される拡散領域を有し、前記第1スイッチ部は、前記第1ノード部と前記第2ノード部とに接続されるトランジスタを有し、前記第1スイッチ部が有するトランジスタのゲート電極から前記拡散領域までの距離は、前記増幅トランジスタのゲート電極から前記拡散領域までの距離よりも短いものである。
第9の面による撮像素子は、前記第1乃至第8のいずれかの面による撮像素子において、前記第1光電変換部で変換された電荷に基づく信号を信号線に出力するための選択トランジスタを備え、前記第1ノード部は、前記第1光電変換部で変換された電荷が転送される拡散領域を有し、前記第1スイッチ部は、前記第1ノード部と前記第2ノード部とに接続されるトランジスタを有し、前記第1スイッチ部が有するトランジスタのゲート電極は、前記拡散領域までの距離が、前記選択トランジスタのゲート電極から前記拡散領域までの距離よりも短い位置に配置されるものである。
第10の面による撮像素子は、前記第1乃至第8のいずれかの面による撮像素子において、前記第1光電変換部で変換された電荷に基づく信号を信号線に出力するための選択トランジスタを備え、前記第1ノード部は、前記第1光電変換部で変換された電荷が転送される拡散領域を有し、前記第1スイッチ部は、前記第1ノード部と前記第2ノード部とに接続されるトランジスタを有し、前記第1スイッチ部が有するトランジスタのゲート電極から前記拡散領域までの距離は、前記選択トランジスタのゲート電極から前記拡散領域までの距離よりも短いものである。
第11の面による撮像素子は、前記第1乃至第10のいずれかの面による撮像素子において、前記第1スイッチ部は、直列に接続された複数のトランジスタを有するものである。
第12の面による撮像素子は、前記第1乃至第11のいずれかの面による撮像素子において、前記第2スイッチ部は、直列に接続された複数のトランジスタを有するものである。
第13の面による撮像素子は、前記第1乃至第12のいずれかの面による撮像素子において、前記第3スイッチ部は、直列に接続された複数のトランジスタを有するものである。
第14の面による撮像素子は、前記第1乃至第13のいずれかの面による撮像素子において、前記第1スイッチ部は、前記第1スイッチ部を制御するための制御信号が出力される制御線に接続され、前記第2スイッチ部は、前記第2スイッチ部を制御するための制御信号が出力される、前記第1スイッチ部に接続される制御線とは異なる制御線に接続されるものである。
第15の面による撮像素子は、前記第14の面による撮像素子において、前記第3スイッチ部は、前記第3スイッチ部を制御するための制御信号が出力される、前記第1スイッチ部及び前記第2スイッチ部にそれぞれ接続される制御線とは異なる制御線に接続されるものである。
第16の面による撮像素子は、前記第1乃至第13のいずれかの面による撮像素子において、前記第1スイッチ部は、前記第1スイッチ部を制御するための制御信号が出力される制御線に接続され、前記第3スイッチ部は、前記第3スイッチ部を制御するための制御信号が出力される、前記第1スイッチ部に接続される制御線とは異なる制御線に接続されるものである。
第17の面による撮像素子は、前記第1乃至第16のいずれかの面による撮像素子において、前記第2ノード部は、前記第1スイッチ部と前記第2スイッチ部とを接続する配線を有するものである。
第18の面による撮像素子は、前記第1乃至第17のいずれかの面による撮像素子において、前記第2ノード部は、前記第1スイッチ部と前記第3スイッチ部とを接続する配線を有するものである。
第19の面による撮像素子は、前記第1乃至第18のいずれかの面による撮像素子において、前記第1ノード部は、複数の前記第1光電変換部に接続されるものである。
第20の面による撮像装置は、前記第1乃至第19のいずれかの面による撮像素子を備えるものである。
図1は、本発明の第1の実施の形態による電子カメラ1を模式的に示す概略ブロック図である。
図13は、本発明の第2の実施の形態による電子カメラの固体撮像素子84の概略構成を示す回路図であり、図2に対応している。図13において、図2中の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複する説明は省略する。
BL 画素ブロック
PX 画素
PD フォトダイオード
TXA,TXB 転送トランジスタ
Pa 第1のノード
Pb 第2のノード
AMP 増幅トランジスタ
SWA 第1のトランジスタ
SWB 第2のトランジスタ
RST リセットトランジスタ(第3のトランジスタ)
前記課題を解決するための手段として、以下の各態様も提示する。第1の面による撮像素子は、列方向において並んで配置される複数の画素ブロックを備える撮像素子であって、前記画素ブロックは、光を電荷に変換する複数の光電変換部と、前記複数の光電変換部からの電荷が転送される第1ノード部と、前記第1ノード部とは異なる第2ノード部と、前記第1ノード部と前記第2ノード部との間の接続を制御する第1スイッチ部と、前記第2ノード部と前記複数の画素ブロックのうち隣りに配置される他の前記画素ブロックが有する前記第2ノード部との間の接続を制御する第2スイッチ部と、前記第2ノード部と所定電圧が供給される供給部との間の接続を制御する第3スイッチ部と、を有するものである。
第2の面による撮像素子は、前記第1の面による撮像素子において、前記第1ノード部は、前記第1スイッチ部および前記第3スイッチ部を介して前記供給部に接続されるものである。
第3の面による撮像素子は、前記第1又は第2の面による撮像素子において、前記第2ノード部は、前記第1スイッチ部および前記第2スイッチ部に接続される配線を有するものである。
第4の面による撮像素子は、前記第1乃至第3のいずれかの面による撮像素子において、前記第1スイッチ部は、前記第1スイッチ部を制御するための制御信号が出力される第1制御線に接続され、前記第2スイッチ部は、前記第2スイッチ部を制御するための制御信号が出力される第2制御線に接続され、前記第3スイッチ部は、前記第3スイッチ部を制御するための制御信号が出力される第3制御線に接続されるものである。
第5の面による撮像素子は、前記第4の面による撮像素子において、前記第1ノード部は、前記複数の光電変換部からの電荷が転送される拡散領域を有し、前記第1スイッチ部は、前記第1制御線に接続されるゲート電極を含む第1トランジスタを有し、前記第2スイッチ部は、前記第2制御線に接続されるゲート電極を含む第2トランジスタを有し、前記第1トランジスタのゲート電極は、前記拡散領域までの距離が、前記第2トランジスタのゲート電極から前記拡散領域までの距離よりも短い位置に配置されるものである。
第6の面による撮像素子は、前記第5の面による撮像素子において、前記第3スイッチ部は、前記第3制御線に接続されるゲート電極を含む第3トランジスタを有し、前記第1トランジスタのゲート電極は、前記拡散領域までの距離が、前記第3トランジスタのゲート電極から前記拡散領域までの距離よりも短い位置に配置されるものである。
第7の面による撮像素子は、前記第5又は第6の面による撮像素子において、前記画素ブロックは、前記第1ノード部に接続されるゲート電極を含む増幅トランジスタを有し、前記第1トランジスタのゲート電極は、前記拡散領域までの距離が、前記増幅トランジスタのゲート電極から前記拡散領域までの距離よりも短い位置に配置されるものである。
第8の面による撮像素子は、前記第5乃至第7のいずれかの面による撮像素子において、前記画素ブロックは、前記第1ノード部の電荷に基づく信号を出力する信号線との間の接続を制御する選択トランジスタを有し、前記第1トランジスタのゲート電極は、前記拡散領域までの距離が、前記選択トランジスタのゲート電極から前記拡散領域までの距離よりも短い位置に配置されるものである。
第9の面による撮像素子は、前記第4の面による撮像素子において、前記第1ノード部は、前記複数の光電変換部からの電荷が転送される拡散領域を有し、前記第1スイッチ部は、前記第1制御線に接続されるゲート電極を含む第1トランジスタを有し、前記第3スイッチ部は、前記第3制御線に接続されるゲート電極を含む第3トランジスタを有し、前記第1トランジスタのゲート電極は、前記拡散領域までの距離が、前記第3トランジスタのゲート電極から前記拡散領域までの距離よりも短い位置に配置されるものである。
第10の面による撮像素子は、前記第9の面による撮像素子において、前記画素ブロックは、前記第1ノード部に接続されるゲート電極を含む増幅トランジスタを有し、前記第1トランジスタのゲート電極は、前記拡散領域までの距離が、前記増幅トランジスタのゲート電極から前記拡散領域までの距離よりも短い位置に配置されるものである。
第11の面による撮像素子は、前記第9又は第10の面による撮像素子において、前記画素ブロックは、前記第1ノード部の電荷に基づく信号を出力する信号線との間の接続を制御する選択トランジスタを有し、前記第1トランジスタのゲート電極は、前記拡散領域までの距離が、前記選択トランジスタのゲート電極から前記拡散領域までの距離よりも短い位置に配置されるものである。
第12の面による撮像素子は、前記第4の面による撮像素子において、前記画素ブロックは、前記第1ノード部に接続されるゲート電極を含む増幅トランジスタを有し、前記第1ノード部は、前記複数の光電変換部からの電荷が転送される拡散領域を有し、前記第1スイッチ部は、前記第1制御線に接続されるゲート電極を含む第1トランジスタを有し、前記第1トランジスタのゲート電極は、前記拡散領域までの距離が、前記増幅トランジスタのゲート電極から前記拡散領域までの距離よりも短い位置に配置されるものである。
第13の面による撮像素子は、前記第12の面による撮像素子において、前記画素ブロックは、前記第1ノード部の電荷に基づく信号を出力する信号線との間の接続を制御する選択トランジスタを有し、前記第1トランジスタのゲート電極は、前記拡散領域までの距離が、前記選択トランジスタのゲート電極から前記拡散領域までの距離よりも短い位置に配置されるものである。
第14の面による撮像素子は、前記第4の面による撮像素子において、前記画素ブロックは、前記第1ノード部の電荷に基づく信号を出力する信号線との間の接続を制御する選択トランジスタを有し、前記第1ノード部は、前記複数の光電変換部からの電荷が転送される拡散領域を有し、前記第1スイッチ部は、前記第1制御線に接続されるゲート電極を含む第1トランジスタを有し、前記第1トランジスタのゲート電極は、前記拡散領域までの距離が、前記選択トランジスタのゲート電極から前記拡散領域までの距離よりも短い位置に配置されるものである。
第15の面による撮像装置は、前記第1乃至第14のいずれかの面による撮像素子を備えるものである。
Claims (20)
- 光を電荷に変換する第1光電変換部に接続される第1ノード部と、
前記第1ノードとは異なる第2ノード部と、
前記第1ノード部と前記第2ノード部との間の接続を制御する第1スイッチ部と、
前記第2ノード部と、光を電荷に変換する第2光電変換部に接続される前記第1ノード部とは異なるノード部と、の間の接続を制御する第2スイッチ部と、
前記第2ノード部と、所定電位が供給される供給部と、の間の接続を制御する第3スイッチ部と、
を備える撮像素子。 - 光を電荷に変換する第1光電変換部に接続される第1ノード部と、
前記第1ノードとは異なる第2ノード部と、
前記第1ノード部と前記第2ノード部とを接続するための第1スイッチ部と、
前記第1スイッチ部と、光を電荷に変換する第2光電変換部に接続される前記第1ノード部とは異なるノード部と、を接続するための第2スイッチ部と、
前記第2ノード部と、所定電位が供給される供給部と、を接続するための第3スイッチ部と、
を備える撮像素子。 - 請求項1または請求項2に記載の撮像素子において、
前記第1ノード部は、前記第1光電変換部で変換された電荷が転送される拡散領域を有し、
前記第1スイッチ部は、前記第1ノード部と前記第2ノード部とに接続されるトランジスタを有し、
前記第2スイッチ部は、前記第1スイッチ部と前記第2光電変換部に接続される前記ノード部とに接続されるトランジスタを有し、
前記第1スイッチ部が有するトランジスタのゲート電極は、前記拡散領域までの距離が、前記第2スイッチ部が有するトランジスタのゲート電極から前記拡散領域までの距離よりも短い位置に配置される撮像素子。 - 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記第1ノード部は、前記第1光電変換部で変換された電荷が転送される拡散領域を有し、
前記第1スイッチ部は、前記第1ノード部と前記第2ノード部とに接続されるトランジスタを有し、
前記第2スイッチ部は、前記第1スイッチ部と前記第2光電変換部に接続される前記ノード部とに接続されるトランジスタを有し、
前記第1スイッチ部が有するトランジスタのゲート電極から記拡散領域までの距離は、前記第2スイッチ部が有するトランジスタのゲート電極から前記拡散領域までの距離よりも短い撮像素子。 - 請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記第1ノード部は、前記第1光電変換部で変換された電荷が転送される拡散領域を有し、
前記第1スイッチ部は、前記第1ノード部と前記第2ノード部とに接続されるトランジスタを有し、
前記第3スイッチ部は、前記第2ノード部と前記供給部とに接続されるトランジスタを有し、
前記第1スイッチ部が有するトランジスタのゲート電極は、前記拡散領域までの距離が、前記第3スイッチ部が有するトランジスタのゲート電極から前記拡散領域までの距離よりも短い位置に配置される撮像素子。 - 請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記第1ノード部は、前記第1光電変換部で変換された電荷が転送される拡散領域を有し、
前記第1スイッチ部は、前記第1ノード部と前記第2ノード部とに接続されるトランジスタを有し、
前記第3スイッチ部は、前記第2ノード部と前記供給部とに接続されるトランジスタを有し、
前記第1スイッチ部が有するトランジスタのゲート電極から記拡散領域までの距離は、前記第3スイッチ部が有するトランジスタのゲート電極から前記拡散領域までの距離よりも短い撮像素子。 - 請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記第1ノード部に接続されるゲート電極を有する増幅トランジスタを備え、
前記第1ノード部は、前記第1光電変換部で変換された電荷が転送される拡散領域を有し、
前記第1スイッチ部は、前記第1ノード部と前記第2ノード部とに接続されるトランジスタを有し、
前記第1スイッチ部が有するトランジスタのゲート電極は、前記拡散領域までの距離が、前記増幅トランジスタのゲート電極から前記拡散領域までの距離よりも短い位置に配置される撮像素子。 - 請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記第1ノード部に接続されるゲート電極を有する増幅トランジスタを備え、
前記第1ノード部は、前記第1光電変換部で変換された電荷が転送される拡散領域を有し、
前記第1スイッチ部は、前記第1ノード部と前記第2ノード部とに接続されるトランジスタを有し、
前記第1スイッチ部が有するトランジスタのゲート電極から前記拡散領域までの距離は、前記増幅トランジスタのゲート電極から前記拡散領域までの距離よりも短い撮像素子。 - 請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記第1光電変換部で変換された電荷に基づく信号を信号線に出力するための選択トランジスタを備え、
前記第1ノード部は、前記第1光電変換部で変換された電荷が転送される拡散領域を有し、
前記第1スイッチ部は、前記第1ノード部と前記第2ノード部とに接続されるトランジスタを有し、
前記第1スイッチ部が有するトランジスタのゲート電極は、前記拡散領域までの距離が、前記選択トランジスタのゲート電極から前記拡散領域までの距離よりも短い位置に配置される撮像素子。 - 請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記第1光電変換部で変換された電荷に基づく信号を信号線に出力するための選択トランジスタを備え、
前記第1ノード部は、前記第1光電変換部で変換された電荷が転送される拡散領域を有し、
前記第1スイッチ部は、前記第1ノード部と前記第2ノード部とに接続されるトランジスタを有し、
前記第1スイッチ部が有するトランジスタのゲート電極から前記拡散領域までの距離は、前記選択トランジスタのゲート電極から前記拡散領域までの距離よりも短い撮像素子。 - 請求項1から請求項10のいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記第1スイッチ部は、直列に接続された複数のトランジスタを有する撮像素子。 - 請求項1から請求項11のいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記第2スイッチ部は、直列に接続された複数のトランジスタを有する撮像素子。 - 請求項1から請求項12のいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記第3スイッチ部は、直列に接続された複数のトランジスタを有する撮像素子。 - 請求項1から請求項13のいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記第1スイッチ部は、前記第1スイッチ部を制御するための制御信号が出力される制御線に接続され、
前記第2スイッチ部は、前記第2スイッチ部を制御するための制御信号が出力される、前記第1スイッチ部に接続される制御線とは異なる制御線に接続される撮像素子。 - 請求項14に記載の撮像素子において、
前記第3スイッチ部は、前記第3スイッチ部を制御するための制御信号が出力される、前記第1スイッチ部及び前記第2スイッチ部にそれぞれ接続される制御線とは異なる制御線に接続される撮像素子。 - 請求項1から請求項13のいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記第1スイッチ部は、前記第1スイッチ部を制御するための制御信号が出力される制御線に接続され、
前記第3スイッチ部は、前記第3スイッチ部を制御するための制御信号が出力される、前記第1スイッチ部に接続される制御線とは異なる制御線に接続される撮像素子。 - 請求項1から請求項16のいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記第2ノード部は、前記第1スイッチ部と前記第2スイッチ部とを接続する配線を有する撮像素子。 - 請求項1から請求項17のいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記第2ノード部は、前記第1スイッチ部と前記第3スイッチ部とを接続する配線を有する撮像素子。 - 請求項1から請求項18のいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記第1ノード部は、複数の前記第1光電変換部に接続される撮像素子。 - 請求項1から請求項19のいずれか一項に記載の撮像素子を備える撮像装置。
Priority Applications (3)
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