JP6813971B2 - 光電変換装置及び撮像システム - Google Patents
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Description
前記第1転送トランジスタ及び前記第2転送トランジスタにより、前記電荷が転送されるフローティングディフュージョンと、前記第1制御電極及び前記第2制御電極よりも上に配された複数の配線層と、前記複数の配線層のうち最も前記基板に近い配線層である金属よりなる第1配線層が含む第1配線と、前記第1配線層よりも上に配された第2配線層が含む駆動配線と、前記第1転送トランジスタを制御する制御信号を出力する走査回路と、を有し、前記制御信号は前記駆動配線と前記第1配線とを介して前記第1制御電極に伝送され、かつ、前記第1配線の少なくとも一部が、平面視において、前記第1制御電極の少なくとも一部と重なるように配され、かつ、前記第1配線の端部の少なくとも一部が、平面視において、前記第1制御電極の前記第1光電変換部に面する側の端部に沿うように配されており、平面視において、前記第1配線の少なくとも一部は、前記第2転送トランジスタの前記第2制御電極の少なくとも一部と重なるように配されていることを特徴とする。
図1は、本実施形態に係る固体撮像装置の概略構成を示すブロック図である。固体撮像装置は、例えば、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサ等とも呼ばれ得る。固体撮像装置は、本発明が適用され得る光電変換装置の1つの形態である。光電変換装置は、例えば、焦点検出センサ、光量センサ等をも包含し得る。
図5は、第2の実施形態に係る平面視による画素10の模式図である。本実施形態においては、第1の実施形態の接続配線201に対応する接続配線401(第1配線)が、平面視において、光電変換部101の外周を囲うように配されている。接続配線401は、第1配線層に形成される。接続配線401以外の要素については、第1の実施形態と同様であるため説明を省略する。
図6は、第3の実施形態に係る平面視による画素10の模式図である。本実施形態においては、第1配線層がダミー配線502(第2配線)を更に含む。そして、第1の実施形態の接続配線201に対応する接続配線501(第1配線)及びダミー配線502を含む第1配線層上の配線が、平面視において、光電変換部101の外周を囲うように配されている。これら以外の要素については、第1の実施形態と同様であるため説明を省略する。
図7は、第4の実施形態に係る画素11の回路図であり、図8は、第4の実施形態に係る平面視による画素11の模式図である。図7を参照して本実施形態の画素11の回路構成を説明する。第1の実施形態と同様の構成については説明を省略する。
図9は、第5の実施形態に係る平面視による画素11の模式図である。本実施形態の画素11の回路図は第4の実施形態と同様である。同様の構成については説明を省略する。
図10は、第6の実施形態に係る平面視による画素11の模式図である。本実施形態の画素11の回路図は第4又は第5の実施形態と同様である。同様の構成については説明を省略する。
図11は、第7の実施形態に係る画素12の回路図であり、図12は、第7の実施形態に係る平面視による画素12の模式図である。図11を参照して本実施形態の画素12の回路構成を説明する。第1乃至第6の実施形態と同様の構成については説明を省略する。
図13は、第8の実施形態に係る平面視による画素の模式図である。本実施形態においては、接続配線401に加えて、第1の実施形態の駆動配線202に対応する駆動配線1302(第4配線)も、平面視において、光電変換部101の外周を囲うように配されている。駆動配線1302は、第2配線層に形成される。駆動配線1302以外の要素については、第2の実施形態と同様であるため説明を省略する。
本発明の第9の実施形態による撮像システムについて、図14を用いて説明する。図14は、本実施形態による撮像システムの概略構成を示すブロック図である。本実施形態の撮像システム1400は、第1乃至第8の実施形態による光電変換装置の一例である固体撮像装置1401を有する。
なお、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ものである。すなわち、本発明はその技術思想、又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、いずれかの実施形態の一部の構成を、他の実施形態に追加した実施形態、あるいは他の実施形態の一部の構成と置換した実施形態も本発明を適用し得る実施形態であると理解されるべきである。
103 転送トランジスタ
201 接続配線
202 駆動配線
300 半導体基板
Claims (26)
- 基板と、
前記基板に形成され、入射光を光電変換して電荷を生成する第1光電変換部と、
前記基板に形成され、入射光を光電変換して電荷を生成する第2光電変換部と、
前記基板の上に形成されたポリシリコンよりなる第1制御電極を含み、前記第1光電変換部から前記電荷を転送する第1転送トランジスタと、
前記基板の上に形成されたポリシリコンよりなる第2制御電極を含み、前記第2光電変換部から前記電荷を転送する第2転送トランジスタと、
前記第1転送トランジスタ及び前記第2転送トランジスタにより、前記電荷が転送されるフローティングディフュージョンと、
前記第1制御電極及び前記第2制御電極よりも上に配された複数の配線層と、
前記複数の配線層のうち最も前記基板に近い配線層である金属よりなる第1配線層が含む第1配線と、
前記第1配線層よりも上に配された第2配線層が含む駆動配線と、
前記第1転送トランジスタを制御する制御信号を出力する走査回路と、を有し、
前記制御信号は前記駆動配線と前記第1配線とを介して前記第1制御電極に伝送され、かつ、
前記第1配線の少なくとも一部が、平面視において、前記第1制御電極の少なくとも一部と重なるように配され、かつ、前記第1配線の端部の少なくとも一部が、平面視において、前記第1制御電極の前記第1光電変換部に面する側の端部に沿うように配されており、
平面視において、前記第1配線の少なくとも一部は、前記第2転送トランジスタの前記第2制御電極の少なくとも一部と重なるように配されている
ことを特徴とする光電変換装置。 - 前記第1配線の端部の少なくとも一部が、平面視において、前記第1光電変換部の端部の少なくとも一部に沿うように配されている
ことを特徴とする請求項1に記載の光電変換装置。 - 前記第1配線は、可視光を透過しない材料で形成されている
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の光電変換装置。 - 前記第1配線層は、第2配線を更に含み、
前記第2配線の端部の少なくとも一部が、平面視において、前記第1光電変換部の端部の少なくとも一部に沿うように配されている
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の光電変換装置。 - 前記第2配線は、平面視において、前記第1配線に対して前記第1光電変換部を間に挟んで対向する位置に配されている
ことを特徴とする請求項4に記載の光電変換装置。 - 前記第2配線は、フローティング状態であるか、又は所定の電位が与えられている、ダミー配線である
ことを特徴とする請求項4又は5に記載の光電変換装置。 - 前記第1配線層は、第3配線を更に含み、
前記第3配線の少なくとも一部が、平面視において、前記第2制御電極と重なるように配されている
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の光電変換装置。 - 前記第3配線の端部の少なくとも一部が、平面視において、前記第2制御電極の前記第2光電変換部に面する側の端部の少なくとも一部に沿うように配されている
ことを特徴とする請求項7に記載の光電変換装置。 - 前記第1配線及び前記第3配線のうちの少なくとも一方の少なくとも一部が、平面視において、前記第1制御電極と前記第2制御電極の間の領域の少なくとも一部に配されている
ことを特徴とする請求項7又は8に記載の光電変換装置。 - 前記第1配線は、前記第1制御電極に接続され、
前記第3配線は、前記第2制御電極に接続され、
前記第1配線の面積と前記第3配線の面積が異なる
ことを特徴とする請求項7乃至9のいずれか1項に記載の光電変換装置。 - 前記基板に形成され、入射光を光電変換して電荷を生成する第3光電変換部と、
前記基板に形成され、入射光を光電変換して電荷を生成する第4光電変換部と、
前記基板の上に形成されたポリシリコンよりなる第3制御電極を含み、前記第3光電変換部から前記電荷を転送する第3転送トランジスタと、
前記基板の上に形成されたポリシリコンよりなる第4制御電極を含み、前記第4光電変換部から前記電荷を転送する第4転送トランジスタと、
を更に有し、
前記第3転送トランジスタ及び前記第4転送トランジスタにより、前記電荷が前記フローティングディフュージョンに転送されるように構成されており、
前記第1光電変換部、前記第2光電変換部、前記第3光電変換部、前記第4光電変換部が、平面視において、前記第1配線層上の配線により2個ずつ外周を囲われている
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の光電変換装置。 - 前記駆動配線の端部の少なくとも一部が、平面視において、前記第1制御電極の前記第1光電変換部に面する側の端部に沿うように配されている
ことを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載の光電変換装置。 - 前記第1配線と前記駆動配線とを接続するコンタクト部を更に有し、
平面視において、前記第1配線は、前記コンタクト部と前記第1光電変換部との間に配された第1の部分を有する
ことを特徴とする請求項1に記載の光電変換装置。 - 平面視において、前記第1の部分は、前記第1制御電極の少なくとも一部と重なるように配されている
ことを特徴とする請求項13に記載の光電変換装置。 - 平面視において、前記第1光電変換部と前記第2光電変換部とは第1方向に隣り合って配されており、
平面視において、前記第1配線は、前記第1方向に延在する第1の部分と、前記第1方向と直交する第2方向に延在する第2の部分とを有し、
平面視において、前記第1の部分は、前記第1制御電極の少なくとも一部及び前記第2制御電極の少なくとも一部と重なるように配されている
ことを特徴とする請求項1に記載の光電変換装置。 - 平面視において、前記第1配線は、前記駆動配線と重ならないように配されている第1の部分を有する
ことを特徴とする請求項1に記載の光電変換装置。 - 前記第1配線と前記駆動配線とを接続するコンタクト部を更に有し、
平面視において、前記第1の部分は、前記コンタクト部と前記第1光電変換部との間に配される
ことを特徴とする請求項16に記載の光電変換装置。 - 前記第1光電変換部からの信号と、前記第2光電変換部からの信号とは、位相差検出方式による焦点検出に用いられる
ことを特徴とする請求項1、15、16及び17のいずれか1項に記載の光電変換装置。 - 第1光電変換部と、
前記第1光電変換部と隣り合って配された第2光電変換部と、
ポリシリコンよりなる第1制御電極を含み、前記第1光電変換部から電荷を転送する第1転送トランジスタと、
ポリシリコンよりなる第2制御電極を含み、前記第2光電変換部から電荷を転送する第2転送トランジスタと、
金属よりなる第1配線層及び第2配線層を有する複数の配線層であって、前記複数の配線層は、前記第1制御電極及び前記第2制御電極よりも上に配されており、前記第1配線層は基板に最も近く、前記第2配線層は前記第1配線層よりも上に配されている、複数の配線層と、
前記第1転送トランジスタを制御する制御信号を出力する走査回路と、を有し、
前記制御信号は、前記第2配線層が含む駆動配線と、前記第1配線層が含む第1配線とを介して、前記第1制御電極に伝送され、
平面視において、前記第1配線は、前記第1制御電極及び前記第2制御電極と重なるように配されている
ことを特徴とする光電変換装置。 - 前記第1配線層は、第2配線を更に含み、
前記第2配線は、平面視において、前記第1制御電極と重なる前記第1配線に対して前記第1光電変換部を間に挟んで対向する位置に配されている
ことを特徴とする請求項19に記載の光電変換装置。 - 前記第2配線は、平面視において、前記第2制御電極と重なる前記第1配線に対して前記第2光電変換部を間に挟んで対向する位置に配されている
ことを特徴とする請求項20に記載の光電変換装置。 - 前記第2配線は、前記第1光電変換部及び前記第2光電変換部が並んで配置されている方向である第1方向に延在するように配されている
ことを特徴とする請求項21に記載の光電変換装置。 - 前記第2配線は、前記第1方向と交差する第2方向に延在するように配されている
ことを特徴とする請求項22に記載の光電変換装置。 - 第1光電変換部と、
第1方向において、前記第1光電変換部と隣り合って配された第2光電変換部と、
前記第1光電変換部に対して、前記第1方向と交差する第2方向に配された第3光電変換部と、
前記第1方向において、前記第3光電変換部と隣り合って配された第4光電変換部と、
ポリシリコンよりなる第1制御電極を含み、前記第1光電変換部からフローティングディフュージョンに電荷を転送する第1転送トランジスタと、
ポリシリコンよりなる第2制御電極を含み、前記第2光電変換部から前記フローティングディフュージョンに電荷を転送する第2転送トランジスタと、
ポリシリコンよりなる第3制御電極を含み、前記第3光電変換部から前記フローティングディフュージョンに電荷を転送する第3転送トランジスタと、
ポリシリコンよりなる第4制御電極を含み、前記第4光電変換部から前記フローティングディフュージョンに電荷を転送する第4転送トランジスタと、
金属よりなる第1配線層及び第2配線層を有する複数の配線層であって、前記複数の配線層は、前記第1制御電極、前記第2制御電極、前記第3制御電極及び前記第4制御電極よりも上に配されており、前記第1配線層は基板に最も近く、前記第2配線層は前記第1配線層よりも上に配されている、複数の配線層と、
前記第1転送トランジスタを制御する第1制御信号と、前記第3転送トランジスタを制御する第2制御信号と、を出力する走査回路と、を有し、
前記第1制御信号は、前記第2配線層が含む第1駆動配線と、前記第1配線層が含む第1配線とを介して、前記第1制御電極に伝送され、
前記第2制御信号は、前記第2配線層が含む第2駆動配線と、前記第1配線層が含む第3配線とを介して、前記第3制御電極に伝送され、
前記第1配線は、平面視において、前記第1制御電極と重なり、前記第1方向に延在するように配されており、
前記第3配線は、平面視において、前記第3制御電極と重なり、前記第1方向に延在するように配されており、
前記第1配線層が含む第2配線は、平面視において、前記第1制御電極と重なる前記第1配線に対して前記第1光電変換部を間に挟んで対向する位置に配されており、
前記第1配線層が含む第4配線は、平面視において、前記第3制御電極と重なる前記第3配線に対して前記第3光電変換部を間に挟んで対向する位置に配されており、
前記第2配線は、前記第1方向に延在するように配されており、
前記第4配線は、前記第1方向に延在するように配されており、
前記第1配線は、平面視において、前記第2制御電極と重なるように配されており、
前記第3配線は、平面視において、前記第4制御電極と重なるように配されている
ことを特徴とする光電変換装置。 - 前記第2配線は、平面視において、前記第2制御電極と重なる前記第1配線に対して前記第2光電変換部を間に挟んで対向する位置に配されており、
前記第4配線は、平面視において、前記第4制御電極と重なる前記第3配線に対して前記第2光電変換部を間に挟んで対向する位置に配されている
ことを特徴とする請求項24に記載の光電変換装置。 - 請求項1乃至25のいずれか1項に記載の光電変換装置と、
前記光電変換装置から出力される信号を処理する信号処理部と、
を備えることを特徴とする撮像システム。
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