JP6619631B2 - 固体撮像装置および撮像システム - Google Patents
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Description
図1は第1実施形態における固体撮像装置のブロック図である。固体撮像装置は、画素部2、列増幅回路部3、アナログデジタル変換部4、デジタル回路部5、垂直走査回路6、TG(Timing Generator)回路7を備えるCMOSイメージセンサである。画素部2は2次元の行列状に配列された複数の画素20を備える。図1においては、説明を簡略化するため3行×4列の画素20が示されているが、画素20の数は限定されない。画素部2には、画像を出力する有効画素の他に、遮光画素、光電変換部を有さないダミー画素などのように画像を出力しない画素が含まれ得る。それぞれの画素20は、光電変換部PD、浮遊拡散部FD、転送トランジスタM1、リセットトランジスタM2、増幅トランジスタM3、選択トランジスタM4を備える。
図6は第2実施形態に係る固体撮像装置の模式図である。以下、第1実施形態と異なる点を中心に説明する。第1実施形態においては、接地配線10の配線部分10bの両側に凹部が形成されていたが、本実施形態においては、配線部分10bの一方の側部にのみ凹部が形成されている。本実施形態においても、配線部分10bの幅は、他の配線部分10a、10cの幅よりも狭い。アナログデジタル変換部4またはデジタル回路部5と接地配線10との寄生容量を低減することができ、他の列のアナログデジタル変換動作による影響を回避することが可能となる。
図7は第3実施形態に係る固体撮像装置の模式図である。本実施形態においては、接地配線10の配線部分10aの幅Wa’は第1および第2実施形態における幅Waよりも広い。配線部分10a〜10cのそれぞれの幅は、Wa’>Wc>Wbの関係を有している。このため、画素部2、列増幅回路部3における配線部分10aの抵抗を低くすることができる。また、配線部分10aの幅Wa’は、接地配線10、12、14の全体の幅と略等しい。本実施形態においても、第1および第2の実施形態における効果を奏することが可能である。すなわち、他の列のアナログデジタル変換動作による影響を回避し、画質の劣化を抑制することができる。
図8は第4実施形態に係る固体撮像装置の模式図である。配線部分10aはアナログデジタル変換部4の一部領域まで延在している。アナログデジタル変換部4において、入力容量402には画素信号が入力され、入力容量403にはランプ信号が入力される。入力容量402、403における電圧変化は緩やかであるため、入力容量402、403の上部の配線部分10aの幅を広くしたとしても、接地配線10の接地電位は寄生容量による影響を受け難いい。本実施形態においては、接地配線10において、幅の狭い配線部分10bの長さを極力短くすることができ、接地配線10の抵抗を低減することが可能となる。
図9は第5実施形態に係る固体撮像装置の模式図である。本実施形態に係る固体撮像装置は列増幅回路部3を備えておらず、画素部2からの信号が直接にアナログデジタル変換部4に入力されている。接地配線10の配線部分10aはプラグ10dを介して接地配線SGNDに電気的に接続されている。本実施形態においても、アナログデジタル変換部4およびデジタル回路部5の上部における配線部分10bの幅は他の配線部分よりも狭い。このため、アナログデジタル変換部4およびデジタル回路部5と接地配線10との寄生容量を低減することができ、他の列のアナログデジタル変換動作による影響を回避することが可能となる。
図10は第6実施形態に係る固体撮像装置の模式図である。本実施形態に係る固体撮像装置は、複数組の接地配線10、12、14を備えている。それぞれの接地配線10は第1実施形態の接地配線10と同様に構成されているが、第2〜第5の実施形態の接地配線10を用いても良い。複数の接地配線10は個別の電極パッド80に電気的に接続されても良く、共通の電極パッド80に電気的に接続されても良い。個別の電極パッドを設ける場合には、固体撮像装置の外部において複数の電極パッド80が電気的に接続され得る。接地配線12、14についても同様に個別または共通の電極パッド80に接続される。電極パッド80はワイヤボンディングによりチップの外部端子に電気的に接続される。
図11は第7実施形態に係る固体撮像装置の模式図である。本実施形態に係る固体撮像装置は接地配線10、12、14に加えて列方向の電源配線11、13、15をさらに備える。電源配線11は接地配線10と対をなし、画素部2の電源配線SVDD1、列増幅回路部3の電源配線SVDD2に電源電圧を供給する。電源配線11は接地配線10に隣接して配置され、配線部分11a、11b、11cを含む。配線部分11aは画素部2および列増幅回路部3の上部に位置し、画素部2および列増幅回路部3と対向している。配線部分11bはアナログデジタル変換部4およびデジタル回路部5の上部に位置し、アナログデジタル変換部4およびデジタル回路部5と対向している。配線部分11cは領域8の上部に位置している。電源配線11は配線部分11bにおいて凹部を形成し、配線部分11bの幅は他の配線部分11a、11cの幅よりも狭い。よって、アナログデジタル変換部4およびデジタル回路部5と電源配線11との寄生容量によるカップリングの影響を低減することができる。
上述の各実施形態で述べ固体撮像装置は、種々の撮像システムに適用可能である。撮像システムの一例としては、デジタルスチルカメラ、デジタルカムコーダー、監視カメラなどがあげられる。図12に、撮像システムの一例としてデジタルスチルカメラに、上述の実施形態のいずれかの撮像装置を適用した撮像システムの図を示す。
上述の実施形態は、いずれも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならない。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。例えば、本発明は接地配線、電源配線に限定されることなく、バイアス電圧、基準電圧などの所定の電圧を供給する配線に適用可能である。また、配線部分10aの長さが十分に短い場合には、配線部分10aの幅Waを配線部分10bの幅Wbと等しく形成しても良い。さらに、固体撮像装置はCMOSイメージセンサに限定されず、CCDイメージセンサであっても良い。
2 画素部
3 列増幅回路部
4 アナログデジタル変換部
5 デジタル回路部
10 接地配線
10a、10b、10c 配線部分
11 電源配線
11a、11b、11c 配線部分
Claims (14)
- 行列状に配置された複数の画素を含む画素部と、
前記画素部からの信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換部と、
前記アナログデジタル変換部からの前記デジタル信号を処理するデジタル回路部と、
前記画素部に電圧を供給する配線とを備え、
前記配線は、前記画素部に対向する第1の配線部分と、前記アナログデジタル変換部または前記デジタル回路部に対向する第2の配線部分と、前記第2の配線部分及び電極パッドに接続される部分との間の第3の配線部分と、を含み、前記第2の配線部分の幅は前記第1の配線部分および前記第3の配線部分のそれぞれの幅よりも狭いことを特徴とする固体撮像装置。 - 前記第1の配線部分の幅は前記第3の配線部分の幅よりも広いことを特徴とする請求項1に記載の固体撮像装置。
- 前記アナログデジタル変換部および前記デジタル回路部のそれぞれに電圧を供給する他の配線を備え、前記他の配線は前記画素部とは対向しないことを特徴とする請求項1または2に記載の固体撮像装置。
- 前記第1の配線部分の幅は、前記配線が前記第3の配線部分から前記第1の配線部分に延在する方向に垂直な方向における、前記第3の配線部分および前記他の配線の一端から他端までの距離と等しいことを特徴とする請求項3に記載の固体撮像装置。
- 前記第2の配線部分は、前記行列状に配置された複数の画素を含む面に対する平面視において、前記配線の一方の側部のみ凹部を有する部分であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の固体撮像装置。
- 前記第1の配線部分は、前記アナログデジタル変換部の一部と対向していることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の固体撮像装置。
- 複数の前記配線を備え、それぞれの前記配線は前記電極パッドを介して個別の外部端子に接続されていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の固体撮像装置。
- 複数の前記配線を備え、それぞれの前記配線は互いに電気的に接続されている請求項1乃至6のいずれか1項に記載の固体撮像装置。
- 前記配線は接地電位を供給する接地配線であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の固体撮像装置。
- 前記配線は電源電圧を供給する電源配線であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の固体撮像装置。
- 前記複数の配線は、接地電位を供給する接地配線および電源電圧を供給する電源配線を含むことを特徴とする請求項7に記載の固体撮像装置。
- 前記第2の配線部分の幅または長さは、前記接地配線と前記電源配線とにおいて互いに異なることを特徴とする請求項11に記載の固体撮像装置。
- 前記電源配線の前記第2の配線部分の幅は前記接地配線の前記第2の配線部分の幅よりも広いことを特徴とする請求項11に記載の固体撮像装置。
- 請求項1乃至13のいずれか1項に記載の固体撮像装置と、
固体撮像装置からの信号を処理する信号処理装置とを備えることを特徴とする撮像システム。
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