KR102572366B1 - 반도체 장치 및 전자 기기 - Google Patents

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Abstract

본 기술은, 신호에서의 노이즈의 발생을 억제할 수 있도록 하는 반도체 장치 및 전자 기기에 관한 것이다. 반도체 장치는, 제1의 도체 루프의 적어도 일부가 형성되는 제1의 반도체 기판과, 제2의 도체 루프를 형성하는, 도체를 갖는 제1의 도체층 및 제2의 도체층을 포함하는 제2의 반도체 기판을 구비하고, 제1의 도체층과 제2의 도체층은, 제2의 도체 루프로부터 자속이 발생하는 루프면의 방향과, 제1의 도체 루프에 유도 기전력을 발생시키는 루프면의 방향이 다르도록 구성된다. 본 기술은, 예를 들면, CMOS 이미지 센서에 적용할 수 있다.

Description

반도체 장치 및 전자 기기
본 기술은, 반도체 장치 및 전자 기기에 관한 것으로, 특히, 신호에 생길 수 있는 노이즈를 억제할 수 있도록 한 반도체 장치 및 전자 기기에 관한 것이다.
CMOS(complementary metal oxide semiconductor) 이미지 센서로 대표되는 고체 촬상 장치에서는, 각 화소가 생성하는 화소 신호에 대해, 고체 촬상 장치의 내부의 구성에 기인하여 노이즈가 생길 수 있다.
예를 들면, 고체 촬상 장치의 내부에 존재하는 트랜지스터나 다이오드 등의 능동 소자에는 미세한 핫 캐리어 발광이 생기는 것이 있고, 이 핫 캐리어 발광이 화소에 형성된 광전변환부에 누입된 경우, 화소 신호에 노이즈가 생기게 된다.
능동 소자로부터 생긴 핫 캐리어 발광에 기인하는 노이즈를 억제하는 방법으로서는, 능동 소자와 광전변환부 사이의 형성되어 있는 배선에 차광 구조를 갖게 하는 기술이 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).
또한, 예를 들면, 고체 촬상 장치의 내부의 구성에 기인하여 생긴 자계(磁界)에 의한 유도 기전력에 의해 화소 신호에 노이즈(유도성 노이즈)가 생기는 일이 있다. 구체적으로는, 어느 화소로부터 화소 신호를 판독할 때에, 화소 신호를 판독하는 화소를 선택하기 위한 제어 신호가 전달되는 제어선과, 선택된 화소로부터 판독된 화소 신호가 전달되는 신호선으로부터 도체 루프가 화소 어레이상(上)에 형성된다.
그리고, 제어선과 신호선으로 이루어지는 도체 루프의 근방에 배선이 존재하면, 그 배선에 흐르는 전류 변화에 의해 도체 루프를 통과하는 자속이 발생하고, 이에 의해 도체 루프에 유도 기전력이 발생하여 화소 신호에 유도성 노이즈가 생기는 일이 있다. 이하, 근방의 배선에 흐르는 전류 변화에 의해 자속이 발생하고, 그에 의해 유도 기전력이 발생하는 도체 루프를 Victim 도체 루프라고 칭하기로 한다.
전자 기기의 내부에서의 유도성 노이즈를 억제하는 방법으로서는, 전자 기기 내부에서 자속을 발생시키고 있던 배선을, 2층의 망목형상(網目狀) 배선으로 함에 의해, 발생하고 있던 자속을 지우는 방법이 존재한다(예를 들면, 특허 문헌 2 참조).
WO 2013/115075 일본 특개2014-57426호 공보
단, 상술한 특허 문헌 2에 기재된 발명에서는, 유도성 노이즈는 억제할 수 있지만, 핫 캐리어 발광을 차광하는 것에 관해서는 고려되어 있지 않았다.
본 기술은 이와 같은 상황을 감안하여 이루어진 것으로, 신호에서의 노이즈의 발생을 보다 효과적으로 억제할 수 있도록 하는 것이다.
본 기술의 제1의 측면의 반도체 장치는, 제1의 도체 루프의 적어도 일부가 형성되는 제1의 반도체 기판과, 제2의 도체 루프를 형성하는, 도체를 갖는 제1의 도체층 및 제2의 도체층을 포함하는 제2의 반도체 기판을 구비하고, 상기 제1의 도체층과 상기 제2의 도체층은, 상기 제2의 도체 루프로부터 자속이 발생하는 루프면의 방향과, 상기 제1의 도체 루프에 유도 기전력을 발생시키는 루프면의 방향이 다르도록 구성된다.
본 기술의 제2의 측면의 전자 기기는, 제1의 도체 루프의 적어도 일부가 형성되는 제1의 반도체 기판과, 제2의 도체 루프를 형성하는, 도체를 갖는 제1의 도체층 및 제2의 도체층을 포함하는 제2의 반도체 기판을 구비하고, 상기 제1의 도체층과 상기 제2의 도체층은, 상기 제2의 도체 루프로부터 자속이 발생하는 루프면의 방향과, 상기 제1의 도체 루프에 유도 기전력을 발생시키는 루프면의 방향이 다르도록 구성되는 반도체 장치를 구비한다.
본 기술의 제1 및 2의 측면에서는, 제1의 도체 루프의 적어도 일부가 형성되는 제1의 반도체 기판과, 제2의 도체 루프를 형성하는, 도체를 갖는 제1의 도체층 및 제2의 도체층을 포함하는 제2의 반도체 기판이 마련되고, 상기 제1의 도체층과 상기 제2의 도체층은, 상기 제2의 도체 루프로부터 자속이 발생하는 루프면의 방향과, 상기 제1의 도체 루프에 유도 기전력을 발생시키는 루프면의 방향이 다르도록 구성된다.
본 기술의 제1의 측면에 의하면, 신호에서의 노이즈의 발생을 억제할 수 있다.
본 기술의 제2의 측면에 의하면, 신호에서의 노이즈의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 여기에 기재된 효과는 반드시 한정되는 것이 아니고, 본 개시 중에 기재된 어느 하나의 효과라도 좋다.
도 1은 도체 루프의 변화에 의한 유도 기전력의 변화를 설명하는 도면.
도 2는 본 기술을 적용한 고체 촬상 장치의 구성례를 도시하는 블록도.
도 3은 화소·아날로그 처리부의 주된 구성 요소례를 도시하는 블록도.
도 4는 화소 어레이의 상세한 구성례를 도시하는 도면.
도 5는 화소의 구성례를 도시하는 회로도.
도 6은 고체 촬상 장치의 단면 구조례를 도시하는 블록도.
도 7은 능동 소자군이 형성된 영역으로 이루어지는 회로 블록의 평면 배치례를 도시하는 개략 구성도.
도 8은 차광 구조에 의한 차광 대상 영역과, 능동 소자군의 영역 및 완충 영역과의 위치 관계례를 도시하는 도면.
도 9는 도체층(A 및 B)의 제1의 비교례를 도시하는 도면.
도 10은 제1의 비교례에 흐르는 전류 조건을 도시하는 도면.
도 11은 제1의 비교례에 대응하는 유도성 노이즈의 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면.
도 12는 도체층(A 및 B)의 제1의 구성례를 도시하는 도면.
도 13은 제1의 구성례에 흐르는 전류 조건을 도시하는 도면.
도 14는 제1의 구성례에 대응하는 유도성 노이즈의 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면.
도 15는 도체층(A 및 B)의 제2의 구성례를 도시하는 도면.
도 16은 제2의 구성례에 흐르는 전류 조건을 도시하는 도면.
도 17은 제2의 구성례에 대응하는 유도성 노이즈의 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면.
도 18은 도체층(A 및 B)의 제2의 비교례를 도시하는 도면.
도 19는 제2의 비교례에 대응하는 유도성 노이즈의 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면.
도 20은 도체층(A 및 B)의 제3의 비교례를 도시하는 도면.
도 21은 제3의 비교례에 대응하는 유도성 노이즈의 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면.
도 22는 도체층(A 및 B)의 제3의 구성례를 도시하는 도면.
도 23은 제3의 구성례에 흐르는 전류 조건을 도시하는 도면.
도 24는 제3의 구성례에 대응하는 유도성 노이즈의 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면.
도 25는 도체층(A 및 B)의 제4의 구성례를 도시하는 도면.
도 26은 도체층(A 및 B)의 제5의 구성례를 도시하는 도면.
도 27은 도체층(A 및 B)의 제6의 구성례를 도시하는 도면.
도 28은 제4 내지 제6의 구성례에 대응하는 유도성 노이즈의 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면.
도 29는 도체층(A 및 B)의 제7의 구성례를 도시하는 도면.
도 30은 제7의 구성례에 흐르는 전류 조건을 도시하는 도면.
도 31은 제7의 구성례에 대응하는 유도성 노이즈의 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면.
도 32는 도체층(A 및 B)의 제8의 구성례를 도시하는 도면.
도 33은 도체층(A 및 B)의 제9의 구성례를 도시하는 도면.
도 34는 도체층(A 및 B)의 제10의 구성례를 도시하는 도면.
도 35는 제8 내지 제10의 구성례에 대응하는 유도성 노이즈의 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면.
도 36은 도체층(A 및 B)의 제11의 구성례를 도시하는 도면.
도 37은 제11의 구성례에 흐르는 전류 조건을 도시하는 도면.
도 38은 제11의 구성례에 대응하는 유도성 노이즈의 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면.
도 39는 도체층(A 및 B)의 제12의 구성례를 도시하는 도면.
도 40은 도체층(A 및 B)의 제13의 구성례를 도시하는 도면.
도 41은 제12 및 제13의 구성례에 대응하는 유도성 노이즈의 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면.
도 42는 반도체 기판에서의 패드의 제1의 배치례를 도시하는 평면도.
도 43은 반도체 기판에서의 패드의 제2의 배치례를 도시하는 평면도.
도 44는 반도체 기판에서의 패드의 제3의 배치례를 도시하는 평면도.
도 45는 X방향과 Y방향에서 저항치가 다른 도체의 예를 도시하는 도면.
도 46은 도체층(A 및 B)의 제2의 구성례의 X방향의 도체 주기를 1/2배로 변형한 변형례와 그 효과를 도시하는 도면.
도 47은 도체층(A 및 B)의 제5의 구성례의 X방향의 도체 주기를 1/2배로 변형한 변형례와 그 효과를 도시하는 도면.
도 48은 도체층(A 및 B)의 제6의 구성례의 X방향의 도체 주기를 1/2배로 변형한 변형례와 그 효과를 도시하는 도면.
도 49는 도체층(A 및 B)의 제2의 구성례의 Y방향의 도체 주기를 1/2배로 변형한 변형례와 그 효과를 도시하는 도면.
도 50은 도체층(A 및 B)의 제5의 구성례의 Y방향의 도체 주기를 1/2배로 변형한 변형례와 그 효과를 도시하는 도면.
도 51은 도체층(A 및 B)의 제6의 구성례의 Y방향의 도체 주기를 1/2배로 변형한 변형례와 그 효과를 도시하는 도면.
도 52는 도체층(A 및 B)의 제2의 구성례의 X방향의 도체폭을 2배로 변형한 변형례와 그 효과를 도시하는 도면.
도 53은 도체층(A 및 B)의 제5의 구성례의 X방향의 도체폭을 2배로 변형한 변형례와 그 효과를 도시하는 도면.
도 54는 도체층(A 및 B)의 제6의 구성례의 X방향의 도체폭을 2배로 변형한 변형례와 그 효과를 도시하는 도면.
도 55는 도체층(A 및 B)의 제2의 구성례의 Y방향의 도체폭을 2배로 변형한 변형례와 그 효과를 도시하는 도면.
도 56은 도체층(A 및 B)의 제5의 구성례의 Y방향의 도체폭을 2배로 변형한 변형례와 그 효과를 도시하는 도면.
도 57은 도체층(A 및 B)의 제6의 구성례의 Y방향의 도체폭을 2배로 변형한 변형례와 그 효과를 도시하는 도면.
도 58은 도체층(A 및 B)의 각 구성례를 형성하는 망목형상 도체의 변형례를 도시하는 도면.
도 59는 레이아웃 자유도의 향상을 설명하기 위한 도면.
도 60은 전압 강하(IR-Drop)의 저감을 설명하기 위한 도면.
도 61은 전압 강하(IR-Drop)의 저감을 설명하기 위한 도면.
도 62는 용량성 노이즈의 저감을 설명하기 위한 도면.
도 63은 고체 촬상 장치를 이루는 제1의 반도체 기판과 제2의 반도체 기판과의 패키지 적층례를 도시하는 도면.
도 64는 촬상 장치의 구성례를 도시하는 블록도.
도 65는 체내 정보 취득 시스템의 개략적인 구성의 한 예를 도시하는 블록도.
도 66은 내시경 수술 시스템의 개략적인 구성의 한 예를 도시하는 도면.
도 67은 카메라 헤드 및 CCU의 기능 구성의 한 예를 도시하는 블록도.
도 68은 차량 제어 시스템의 개략적인 구성의 한 예를 도시하는 블록도.
도 69는 차외 정보 검출부 및 촬상부의 설치 위치의 한 예를 도시하는 설명도.
이하, 본 기술을 실시하기 위한 최선의 형태(이하, 실시의 형태라고 칭한다)에 관해, 도면을 참조하면서 상세히 설명한다. 또한, 설명은, 이하의 순서로 행한다.
1. Victim 도체 루프와 자속
2. 본 기술의 실시의 형태인 고체 촬상 장치의 구성례
3. 핫 캐리어 발광에 대한 차광 구조
4. 도체층(A 및 B)의 구성례
5. 도체층(A 및 B)이 형성되는 반도체 기판에서의 전극의 배치례
6. 도체층(A 및 B)의 구성례의 변형례
7. 망목형상 도체의 변형례
8. 다양한 효과
9. 응용례
10. 촬상 장치의 구성례
11. 체내 정보 취득 시스템에의 응용례
12. 내시경 수술 시스템에의 응용례
13. 이동체에의 응용례
<1. Victim 도체 루프와 자속>
예를 들면, CMOS 이미지 센서 등의 고체 촬상 장치(반도체 장치)에서 전원 배선의 근방에 Victim 도체 루프가 형성되는 회로가 존재하는 경우, Victim 도체 루프의 루프면 내를 통과하는 자속이 변화하면, Victim 도체 루프에 발생하는 유도 기전력이 변화하여, 화소 신호에 노이즈가 발생하는 일이 있다. 또한, Victim 도체 루프는, 적어도 일부에 도체를 포함하여 형성되어 있으면 된다. 또한, Victim 도체 루프가 전부 도체로 형성되어 있어도 좋다.
여기서, Victim 도체 루프(제1의 도체 루프)란, 근방에서 생긴 자계 강도의 변화에 영향을 받는 측의 도체 루프를 가리킨다. 한편, Victim 도체 루프의 근방에 존재하고, 흐르는 전류의 변화에 의해 자계 강도에 변화를 발생시켜, Victim 도체 루프에 대해 영향을 미치는 측의 도체 루프를 Aggressor 도체 루프(제2의 도체 루프)라고 칭한다.
도 1은, Victim 도체 루프의 변화에 의한 유도 기전력의 변화를 설명하는 도면이다. 예를 들면, 도 1에 도시되는 CMOS 이미지 센서 등의 고체 촬상 장치는, 픽셀 기판(10)과 로직 기판(20)이, 위로부터 그 순서로 적층되어 구성된다. 도 1의 고체 촬상 장치에서는, 픽셀 기판(10)의 화소 영역에 Victim 도체 루프(11)(11A, 11B)의 적어도 일부가 형성되고, 그 픽셀 기판(10)에 적층되는 로직 기판(20)의, 이 Victim 도체 루프(11)의 근방에는, (디지털) 전원을 공급하기 위한 전원 배선(21)이 형성된다.
그리고, 픽셀 기판(10)상의 Victim 도체 루프(11)의 루프면 내에는, 이 배선(21)에 의한 자속이 통과하고, 그에 의해 Victim 도체 루프(11)에 유도 기전력이 발생한다.
또한, Victim 도체 루프(11)에 발생하는 유도 기전력(Vemf)은 다음 식(1) 및 (2)에 의해 산출할 수 있다. 또한, Φ는 자속, H는 자계 강도, μ는 투자율, S는 Victim 도체 루프(11)의 면적을 각각 나타낸다.
[수식 1]
[수식 2]
픽셀 기판(10)의 화소 영역에 형성되는 Victim 도체 루프(11)의 루프 경로는, 화소 신호를 판독하는 판독 대상 화소로서 선택되는 화소의 위치에 따라 변한다. 도 1의 예인 경우, 화소(A)가 선택된 때에 형성되는 Victim 도체 루프(11A)의 루프 경로는, 화소(A)와 다른 위치의 화소 B가 선택된 때에 형성되는 Victim 도체 루프(11B)의 루프 경로와 다르다. 환언하면, 선택된 화소의 위치에 의해, 도체 루프의 실효적인 형상이 변화한다.
이와 같이 Victim 도체 루프(11)의 루프 경로가 변화하면, Victim 도체 루프의 루프면 내를 통과하는 자속이 변화하고, 그에 의해 Victim 도체 루프에 발생하는 유도 기전력이 크게 변화하는 일이 있다. 또한, 그 유도 기전력의 변화에 의해, 화소로부터 판독되는 화소 신호에 노이즈(유도성 노이즈)가 생기는 일이 있다. 그리고, 이 유도성 노이즈에 의해, 촬상 화상에 줄무늬형상(縞狀)의 화상 노이즈가 발생하는 일이 있었다. 즉, 촬상 화상의 화질이 저감하는 일이 있다.
그래서, 본 개시에서는, Victim 도체 루프에서의 유도 기전력에 의한 유도성 노이즈의 발생을 억제하는 기술을 제안한다.
<2. 본 기술의 실시의 형태인 고체 촬상 장치(반도체 장치)의 구성례>
도 2는, 본 기술의 실시의 형태인 고체 촬상 장치의 주된 구성례를 도시하는 블록도이다.
도 2에 도시되는 고체 촬상 장치(100)는, 피사체로부터의 광을 광전변환하여 화상 데이터로서 출력하는 디바이스이다. 예를 들면, 고체 촬상 장치(100)는, CMOS를 이용한 이면 조사형 CMOS 이미지 센서 등으로서 구성된다.
도 2에 도시되는 바와 같이, 고체 촬상 장치(100)는, 제1의 반도체 기판(101)과 제2의 반도체 기판(102)이 적층되어 구성된다.
제1의 반도체 기판(101)에는, 화소나 아날로그 회로 등을 갖는 화소·아날로그 처리부(111)가 형성되어 있다. 제2의 반도체 기판(102)에는, 디지털 회로 등을 갖는 디지털 처리부(112)가 형성되어 있다.
제1의 반도체 기판(101) 및 제2의 반도체 기판(102)은, 서로 절연된 상태에서 중첩된다. 즉, 화소·아날로그 처리부(111)의 구성과 제2의 반도체 기판(102)의 구성은, 기본적으로 서로 절연되어 있다. 또한, 도시를 생략하고 있지만, 화소·아날로그 처리부(111)에 형성되는 구성과, 디지털 처리부(112)에 형성되는 구성은, 필요에 응하여(필요한 부분이), 예를 들면, 도체 비아(VIA), 실리콘 관통 비아(TSV), Cu-Cu 접합, Au-Au 접합, 또는, Al-Al 접합 등의 동종 금속 접합, Cu-Au 접합, Cu-Al 접합, 또는, Au-Al 접합 등의 이종 금속 접합, 또는, 본딩 와이어 등을 통하여 서로 전기적으로 접속된다.
또한, 도 2에서는, 적층된 2층의 기판으로 이루어지는 고체 촬상 장치(100)를 예로 설명하였지만, 고체 촬상 장치(100)를 구성하는 기판의 적층수는 임의이다. 예를 들면 단층이라도 좋고, 3층 이상이라도 좋다. 이하에서는, 도 2의 예와 같이 2층의 기판에 의해 구성되는 경우에 관해 설명한다.
도 3은, 화소·아날로그 처리부(111)에 형성된 주된 구성 요소례를 도시하는 블록도이다.
도 3에 도시되는 바와 같이, 화소·아날로그 처리부(111)에는, 화소 어레이(121), A/D 변환부(122), 및 수직 주사부(123) 등이 형성된다.
화소 어레이(121)는, 포토 다이오드 등의 광전변환 소자를 각각 갖는 복수의 화소(131)(도 4)가 종횡으로 배치되어 있다.
A/D 변환부(122)는, 화소 어레이(121)의 각 화소(131)로부터 판독된 아날로그 신호 등을 A/D 변환하고, 그 결과 얻어지는 디지털의 화소 신호를 출력한다.
수직 주사부(123)는, 화소 어레이(121)의 각 화소(131)의 트랜지스터(도 5의 전송 트랜지스터(142) 등)의 동작을 제어한다. 즉, 화소 어레이(121)의 각 화소(131)에 축적된 전하는, 수직 주사부(123)에 제어되어 판독되고, 화소 신호로서, 단위 화소의 칼럼마다 신호선(132)(도 4)을 통하여 A/D 변환부(122)에 공급되어, A/D 변환된다.
A/D 변환부(122)는, 그 A/D 변환 결과(디지털의 화소 신호)를, 화소(131)의 칼럼마다, 디지털 처리부(112)에 형성된 로직 회로(도시 생략)에 공급한다.
도 4는, 화소 어레이(121)의 상세한 구성례를 도시하는 도면이다. 화소 어레이(121)에는, 화소(131-11 내지 131-MN)가 형성되어 있다(M, N은 임의의 자연수). 즉, 화소 어레이(121)에는, M행N열의 화소(131)가 행렬형상(어레이형상)으로 배치되어 있다. 이하, 화소(131-11 내지 131-MN)를 개별적으로 구별할 필요가 없는 경우, 화소(131)라고 칭한다.
화소 어레이(121)에는, 신호선(132-1 내지 132-N)과, 제어선(133-1 내지 133-M)이 형성되어 있다. 이하, 신호선(132-1 내지 132-N)을 개별적으로 구별할 필요가 없는 경우, 신호선(132)이라고 칭하고, 제어선(133-1 내지 133-M)을 개별적으로 구별할 필요가 없는 경우, 제어선(133)이라고 칭한다.
화소(131)에는, 칼럼(열)마다, 그 칼럼에 대응하는 신호선(132)이 접속되어 있다. 또한, 화소(131)에는, 행마다, 그 행에 대응하는 제어선(133)에 접속되어 있다. 화소(131)에 대해서는, 제어선(133)을 통하여, 수직 주사부(123)로부터의 제어 신호가 전송된다.
화소(131)로부터는, 신호선(132)을 통하여, 아날로그의 화소 신호가 A/D 변환부(122)에 출력된다.
다음에, 도 5는, 화소(131)의 구성례를 도시하는 회로도이다. 화소(131)는, 광전변환 소자로서의 포토 다이오드(141), 전송 트랜지스터(142), 리셋 트랜지스터(143), 증폭 트랜지스터(144), 및 셀렉트 트랜지스터(145)를 갖는다.
포토 다이오드(141)는, 수광한 광을 그 광량에 응한 전하량의 광전하(여기서는, 광전자)로 광전변환하여 그 광전하를 축적한다. 포토 다이오드(141)의 애노드 전극은 GND에 접속되고, 캐소드 전극은 전송 트랜지스터(142)를 통하여 플로팅 디퓨전(FD)에 접속된다. 물론, 포토 다이오드(141)의 캐소드 전극이 전원에 접속되고, 애노드 전극이 전송 트랜지스터(142)를 통하여 플로팅 디퓨전에 접속되고, 광전하를 광정공으로서 판독하는 방식으로 하여도 좋다.
전송 트랜지스터(142)는, 포토 다이오드(141)로부터의 광전하의 판독을 제어한다. 전송 트랜지스터(142)는, 드레인 전극이 플로팅 디퓨전에 접속되고, 소스 전극이 포토 다이오드(141)의 캐소드 전극에 접속된다. 또한, 전송 트랜지스터(142)의 게이트 전극에는, 수직 주사부(123)(도 3)로부터 공급되는 전송 제어 신호(TRG)를 전송하는 전송 제어선이 접속된다. 전송 제어 신호(TRG)(즉, 전송 트랜지스터(142)의 게이트 전위)가 오프 상태일 때, 포토 다이오드(141)로부터의 광전하의 전송이 행하여지지 않는다(포토 다이오드(141)에서 광전하가 축적된다). 전송 제어 신호(TRG)(즉, 전송 트랜지스터(142)의 게이트 전위)가 온 상태일 때, 포토 다이오드(141)에 축적된 광전하가 플로팅 디퓨전에 전송된다.
리셋 트랜지스터(143)는, 플로팅 디퓨전의 전위를 리셋한다. 리셋 트랜지스터(143)는, 드레인 전극이 전원 전위에 접속되고, 소스 전극이 플로팅 디퓨전에 접속된다. 또한, 리셋 트랜지스터(143)의 게이트 전극에는, 수직 주사부(123)로부터 공급되는 리셋 제어 신호(RST)를 전송하는 리셋 제어선이 접속된다. 리셋 제어 신호(RST)(즉, 리셋 트랜지스터(143)의 게이트 전위)가 오프 상태일 때, 플로팅 디퓨전은 전원 전위와 절리(切離)되어 있다. 리셋 제어 신호(RST)(즉, 리셋 트랜지스터(143)의 게이트 전위)가 온 상태일 때, 플로팅 디퓨전의 전하가 전원 전위에 배출되어, 플로팅 디퓨전이 리셋된다.
증폭 트랜지스터(144)는, 플로팅 디퓨전의 전압에 응한 전기 신호(아날로그 신호)를 출력한다(전류를 흘린다). 증폭 트랜지스터(144)는, 게이트 전극이 플로팅 디퓨전에 접속되고, 드레인 전극이 (소스 팔로워) 전원 전압에 접속되고, 소스 전극이 셀렉트 트랜지스터(145)의 드레인 전극에 접속되어 있다. 예를 들면, 증폭 트랜지스터(144)는, 리셋 트랜지스터(143)에 의해 리셋된 플로팅 디퓨전의 전압에 응한 전기 신호로서의 리셋 신호(리셋 레벨)를 화소 신호로서 셀렉트 트랜지스터(145)에 출력한다. 또한, 증폭 트랜지스터(144)는, 전송 트랜지스터(142)에 의해 광전하가 전송된 플로팅 디퓨전의 전압에 응한 전기 신호로서의 광축적 신호(신호 레벨)를 화소 신호로서 셀렉트 트랜지스터(145)에 출력한다.
셀렉트 트랜지스터(145)는, 증폭 트랜지스터(144)로부터 공급되는 전기 신호의 신호선(VSL)(132)(즉, A/D 변환부(122))에의 출력을 제어한다. 셀렉트 트랜지스터(145)는, 드레인 전극이 증폭 트랜지스터(144)의 소스 전극에 접속되고, 소스 전극이 신호선(132)에 접속되어 있다. 또한, 셀렉트 트랜지스터(145)의 게이트 전극에는, 수직 주사부(123)로부터 공급되는 셀렉트 제어 신호(SEL)를 전송하는 셀렉트 제어선이 접속된다. 셀렉트 제어 신호(SEL)(즉, 셀렉트 트랜지스터(145)의 게이트 전위)가 오프 상태일 때, 증폭 트랜지스터(144)와 신호선(132)은 전기적으로 절리되어 있다. 따라서 이 상태일 때, 당해 화소(131)로부터 화소 신호로서의 리셋 신호나 광축적 신호가 출력되지 않는다. 셀렉트 제어 신호(SEL)(즉, 셀렉트 트랜지스터(145)의 게이트 전위)가 온 상태일 때, 당해 화소(131)가 선택 상태가 된다. 즉, 증폭 트랜지스터(144)와 신호선(132)이 전기적으로 접속되고, 증폭 트랜지스터(144)로부터 출력되는 화소 신호로서의 리셋 신호나 광축적 신호가, 수직 신호선(132)을 통하여 A/D 변환부(122)에 공급된다. 즉, 당해 화소(131)로부터 화소 신호로서의 리셋 신호나 광축적 신호가 판독된다.
또한, 화소(131)의 구성은 임의이고, 도 5의 예로 한정되지 않는다.
이상과 같이 구성된 화소·아날로그 처리부(111)에서는, 화소 신호로서의 아날로그 신호의 판독의 대상으로서 화소(131)가 선택되면, 상술한 각종 트랜지스터를 제어한 제어선(133)이나, 신호선(132), 전원 배선(아날로그 전원 배선, 디지털 전원 배선) 등에 의해, 다양한 Victim 도체 루프(루프 형상(환형상(環狀))의 도체)가 형성된다. 이 Victim 도체 루프의 루프면 내에, 근방의 배선 등으로부터 발생하는 자속이 통과함에 의해 유도 기전력이 발생한다.
Victim 도체 루프로서는, 제어선(133) 또는 신호선(132)의 적어도 일방의 일부의 배선을 포함하고 있으면 된다. 또한, 제어선(133)의 일부를 포함하는 Victim 도체 루프와, 신호선(132)의 일부를 포함하는 Victim 도체 루프가 각각 독립의 Victim 도체 루프로서 존재하여도 좋다. 또한, Victim 도체 루프는, 그 일부 또는 전부가 제2의 반도체 기판(102)에 포함되어 있어도 좋다. 또한, Victim 도체 루프는, 루프 경로가 가변이라도 좋고, 고정이라도 좋다.
Victim 도체 루프를 이루는 제어선(133)과 신호선(132)의 배선 방향은 서로 개략 직교하는 것이 바람직하지만, 서로 개략 평행하여도 좋다.
또한, 다른 도체 루프의 근방에 존재하는 도체 루프는, Victim 도체 루프가 될 수 있다. 예를 들면, 부근의 Aggressor 루프에 흐르는 전류의 변화에 의해 자계 강도에 변화가 생겨도, 영향을 받지 않는 도체 루프라도, Victim 도체 루프가 될 수 있다.
Victim 도체 루프에서는, 그 근방에 존재하는 배선(Aggressor 도체 루프)에 고주파 신호가 흐르고, Aggressor 도체 루프의 주변의 자계 강도가 변화하면, 그 영향에 의해 Victim 도체 루프에 유도 기전력이 생기고, Victim 도체 루프에 노이즈가 발생하는 일이 있다. 특히, Victim 도체 루프의 근방에, 서로 동일한 방향으로 전류가 흐르는 배선이 밀집하는 경우, 자계 강도의 변화가 커지고, Victim 도체 루프에 발생하는 유도 기전력(즉 노이즈)도 커진다.
그래서, 본 개시에서는, Aggressor 도체 루프의 루프면에서 생기는 자속의 방향을 조정하고, 그 자계가 Aggressor 도체 루프를 통과시키지 않도록 한다.
<3. 핫 캐리어 발광에 대한 차광 구조>
도 6은, 고체 촬상 장치(100)의 단면 구조례를 도시하는 도면이다.
상술한 바와 같이, 고체 촬상 장치(100)는, 제1의 반도체 기판(101)과, 제2의 반도체 기판(102)이 적층되어 구성된다.
제1의 반도체 기판(101)에는, 예를 들면, 광전변환부가 되는 포토 다이오드(141)와, 복수의 화소 트랜지스터(도 5의 전송 트랜지스터(142) 내지 셀렉트 트랜지스터(145))로 이루어지는 화소 단위가 2차원적으로 복수 배열된 화소 어레이가 형성된다.
포토 다이오드(141)는, 예를 들면, 반도체 기체(基體)(152)에 형성된 웰 영역 내에 n형 반도체 영역과 기체 표면측(도면 중, 하측)의 p형 반도체 영역을 갖고 형성된다. 반도체 기체(152)상에는, 복수의 화소 트랜지스터(도 5의 전송 트랜지스터(142) 내지 셀렉트 트랜지스터(145))가 형성된다.
반도체 기체(152)의 표면측에는, 층간 절연막을 통하여 복수층의 배선이 배치된 다층 배선층(153)이 형성된다. 배선은, 예를 들면 구리배선으로 형성된다. 화소 트랜지스터 및 수직 주사부(123) 등은, 다른 배선층의 배선끼리가, 배선층 사이를 관통하는 접속 도체에 의해 소요 부분에서 접속된다. 반도체 기체(152)의 이면(도면 중, 상측의 면)상에는, 예를 들면, 반사 방지막, 소정 영역을 차광하는 차광막, 및, 각 포토 다이오드(141)에 대응하는 위치에 마련된 컬러 필터나 마이크로 렌즈 등의 광학 부재(155)가 형성된다.
한편, 제2의 반도체 기판(102)에는, 디지털 처리부(112)(도 2)로서의 로직 회로가 형성된다. 로직 회로는, 예를 들면, 반도체 기체(162)의 p형의 반도체 웰 영역에 형성된, 복수의 MOS 트랜지스터(164)가 된다.
또한, 반도체 기체(162)상에는, 층간 절연막을 통하여 배선이 배치된 배선층을 복수 구비하는 다층 배선층(163)이 형성된다. 도 6에서는, 다층 배선층(163)을 형성하는 복수의 배선층 중의 2층의 배선층(배선층(165A, 165B))을 도시하고 있다.
고체 촬상 장치(100)에서는, 배선층(165A) 및 배선층(165B)에 의해 차광 구조(151)를 이루고 있다.
여기서, 제2의 반도체 기판(102)에서, MOS 트랜지스터(164) 등의 능동 소자가 형성되어 있는 영역을 능동 소자군(167)으로 한다. 제2의 반도체 기판(102)에서는, 예를 들면, 복수의 nMOS 트랜지스터나 pMOS 트랜지스터 등의 능동 소자를 조합시켜서 하나의 기능을 실현하기 위한 회로가 구성된다. 그리고, 이 능동 소자군(167)이 형성된 영역을, 회로 블록(도 7의 회로 블록(202 내지 204)에 상당)으로 한다. 또한, 제2의 반도체 기판(102)에 형성되는 능동 소자로서는, MOS 트랜지스터(164) 이외에 다이오드 등도 존재할 수 있다.
그리고, 제2의 반도체 기판(102)의 다층 배선층(163)에서, 배선층(165A)과 배선층(165B)로 이루어지는 차광 구조(151)가, 능동 소자군(167)과 포토 다이오드(141) 사이에 존재함에 의해, 능동 소자군(167)로부터 발생하는 핫 캐리어 발광이 포토 다이오드(141)에 누입되는 것을 억제하고 있다(상세는 후술한다).
이하, 차광 구조(151)를 이루는 배선층(165A)과 배선층(165B) 중, 포토 다이오드(141) 등이 형성된 제1의 반도체 기판(101)에 가까운 쪽의 배선층(165A)을 도체층(A)(제1의 도체층)으로 칭하기로 한다. 또한, 능동 소자군(167)에 가까운 쪽의 배선층(165B)을 도체층(B)(제2의 도체층)으로 칭하기로 한다.
단, 포토 다이오드(141) 등이 형성된 제1의 반도체 기판(101)에 가까운 쪽의 배선층(165A)을 도체층(B), 능동 소자군(167)에 가까운 쪽의 배선층(165B)을 도체층(A)으로 하여도 좋다. 또한, 도체층(A 및 B)의 사이에는, 절연층, 반도체층, 다른 도체층 등의 어느 하나가 마련되어 있어도 좋다. 또한, 도체층(A 및 B)의 사이 이외에도, 절연층, 반도체층, 다른 도체층 등의 어느 하나가 마련되어 있어도 좋다.
도체층(A)이나 도체층(B)은, 회로 기판이나 반도체 기판이나 전자 기기 중에서 가장 전류가 흐르기 쉬운 도체층인 것이 바람직하지만, 그것으로 한정되지 않는다.
도체층(A)과 도체층(B)의 일방이, 회로 기판이나 반도체 기판이나 전자 기기 중에서 1번째로 전류가 흐르기 쉬운 도체층이고, 타방이, 회로 기판이나 반도체 기판이나 전자 기기 중에서 2번째로 전류가 흐르기 쉬운 도체층인 것이 바람직하지만, 그것으로 한정되지 않는다.
도체층(A)과 도체층(B)의 일방이, 회로 기판이나 반도체 기판이나 전자 기기 중에서 가장 전류가 흐르기 어려운 도체층이 아닌 것이 바람직하지만, 그것으로 한정되지 않는다. 도체층(A)과 도체층(B)의 양방이, 회로 기판이나 반도체 기판이나 전자 기기 중에서 가장 전류가 흐르기 어려운 도체층이 아닌 것이 바람직하지만, 그것으로 한정되지 않는다.
예를 들면, 도체층(A)과 도체층(B)의 일방이, 제1의 반도체 기판(101) 중에서 1번째로 전류가 흐르기 쉬운 도체층이고, 타방이, 제1의 반도체 기판(101) 중에서 2번째로 전류가 흐르기 쉬운 도체층이라도 좋다.
예를 들면, 도체층(A)과 도체층(B)의 일방이, 제2의 반도체 기판(102) 중에서 1번째로 전류가 흐르기 쉬운 도체층이고, 타방이, 제2의 반도체 기판(102) 중에서 2번째로 전류가 흐르기 쉬운 도체층이라도 좋다.
예를 들면, 도체층(A)과 도체층(B)의 일방이, 제1의 반도체 기판(101) 중에서 1번째로 전류가 흐르기 쉬운 도체층이고, 타방이, 제2의 반도체 기판(102) 중에서 1번째로 전류가 흐르기 쉬운 도체층이라도 좋다.
예를 들면, 도체층(A)과 도체층(B)의 일방이, 제1의 반도체 기판(101) 중에서 1번째로 전류가 흐르기 쉬운 도체층이고, 타방이, 제2의 반도체 기판(102) 중에서 2번째로 전류가 흐르기 쉬운 도체층이라도 좋다.
예를 들면, 도체층(A)과 도체층(B)의 일방이, 제1의 반도체 기판(101) 중에서 2번째로 전류가 흐르기 쉬운 도체층이고, 타방이, 제2의 반도체 기판(102) 중에서 1번째로 전류가 흐르기 쉬운 도체층이라도 좋다.
예를 들면, 도체층(A)과 도체층(B)의 일방이, 제1의 반도체 기판(101) 중에서 2번째로 전류가 흐르기 쉬운 도체층이고, 타방이, 제2의 반도체 기판(102) 중에서 2번째로 전류가 흐르기 쉬운 도체층이라도 좋다.
예를 들면, 도체층(A)과 도체층(B)의 일방이, 제1의 반도체 기판(101) 또는 제2의 반도체 기판(102) 중에서 가장 전류가 흐르기 어려운 도체층이 아니라도 좋다.
예를 들면, 도체층(A)과 도체층(B)의 양방이, 제1의 반도체 기판(101) 또는 제2의 반도체 기판(102) 중에서 가장 전류가 흐르기 어려운 도체층이 아니라도 좋다.
또한, 상술한 1번째는, 3번째나 4번째나 N번째(N은 정수)로서 치환 가능하고, 상술한 2번째도, 3번째나 4번째나 N번째(N은 정수)로서 치환 가능하다.
또한, 상술한 회로 기판이나 반도체 기판이나 전자 기기 중에서 전류가 흐르기 쉬운 도체층은, 회로 기판 중에서 전류가 흐르기 쉬운 도체층, 반도체 기판 중에서 전류가 흐르기 쉬운 도체층, 전자 기기 중에서 전류가 흐르기 쉬운 도체층의 어느 하나라고 생각하여도 좋다. 또한, 상술한 회로 기판이나 반도체 기판이나 전자 기기 중에서 전류가 흐르기 어려운 도체층은, 회로 기판 중에서 전류가 흐르기 어려운 도체층, 반도체 기판 중에서 전류가 흐르기 어려운 도체층, 전자 기기 중에서 전류가 흐르기 어려운 도체층의 어느 하나라고 생각하여도 좋다. 또한, 상술한 전류가 흐르기 쉬운 도체층을 시트 저항이 낮은 도체층으로 하고, 전류가 흐르기 어려운 도체층을 시트 저항이 높은 도체층으로 하여도, 각각 치환 가능하다.
또한, 도체층(A 및 B)에 이용한 도체의 재료로서는, 구리, 알루미늄, 텅스텐, 크롬, 니켈, 탄타륨, 몰리브덴, 티탄, 금, 은, 철 등의 금속, 또는, 이들의 어느 하나를 적어도 포함하는 혼합물이나 화합물이 주로 사용된다. 또한, 실리콘, 게르마늄, 화합물 반도체, 유기 반도체 등의 반도체가 포함되어 있어도 좋다. 또한, 면(綿), 종이(紙), 폴리에틸렌, 폴리염화비닐, 천연고무, 폴리에스테르, 에폭시 수지, 멜라민 수지, 페놀 수지, 폴리우레탄, 합성수지, 운모, 석면, 글라스 섬유, 자기 등의 절연체가 포함되어 있어도 좋다.
차광 구조(151)를 이루는 도체층(A 및 B)은, 전류가 흘려짐에 의해 Aggressor 도체 루프가 될 수 있다.
다음에, 차광 구조(151)에 의해 차광되는 영역(차광 대상 영역)에 관해 설명한다.
도 7은, 반도체 기체(162)에서의, 능동 소자군(167)이 형성된 영역으로 이루어지는 회로 블록의 평면 배치례를 도시하는 개략 구성도이다.
도 7의 A는, 복수의 회로 블록(202 내지 204)이 일괄하여 차광 구조(151)에 의한 차광 대상 영역이 되는 경우의 예이고, 회로 블록(202, 203 및 204)의 전부를 포함하는 영역(205)이 차광 대상 영역이 된다.
도 7의 B는, 복수의 회로 블록(202 내지 204)이 개별적으로 차광 구조(151)에 의한 차광 대상 영역이 되는 경우의 예이고, 회로 블록(202, 203, 및 204)의 각각을 포함하는 영역(206, 207, 및 208)이 개별적으로 차광 대상 영역이 되고, 영역(206 내지 208) 이외의 영역(209)이 차광 비대상(非對象) 영역이 된다.
도 7의 B에 도시한 예인 경우, 차광 구조(151)를 이루는 도체층(A 및 B)의 레이아웃의 자유도가 제한되는 것을 회피할 수 있다. 그렇지만, 도체층(A 및 B)의 레이아웃이 복잡화하기 때문에, 도체층(A 및 B)의 레이아웃을 설계하기 위해 막대한 노력이 필요해진다.
차광 구조(151)를 이루는 도체층(A 및 B)의 레이아웃을 용이하게 설계하기 위해서는, 도 7의 A에 도시한 예를 채용하여, 복수의 회로 블록을 일괄하여 차광 대상 영역으로 하는 것이 바람직하다.
그래서, 본 개시에서는, 도체층(A 및 B)의 레이아웃의 자유도가 제한되는 것을 회피하면서, 레이아웃을 용이하게 설계할 수 있는 도체층(A 및 B)의 구조를 제안한다.
또한, 본 실시의 형태에서의 차광 대상 영역에는, 핫 캐리어 발광의 발광원이 되는 능동 소자군(167)의 영역을 도시하는 회로 블록에 더하여 회로 블록의 주변에도 차광 대상 영역이 되도록 완충 영역을 마련하도록 한다. 회로 블록의 주위에 완충 영역을 마련함에 의해, 회로 블록으로부터 경사 방향으로 사출되는 핫 캐리어 발광이 포토 다이오드(141)에 누입되는 것을 억제할 수 있다.
도 8은, 차광 구조(151)에 의한 차광 대상 영역과, 능동 소자군의 영역 및 완충 영역과의 위치 관계례를 도시하는 도면이다.
도 8에 도시하는 예에서는, 능동 소자군(167)이 형성된 영역과, 능동 소자군(167)의 주위의 완충 영역(191)을 차광 대상 영역(194)으로 하고 있고, 차광 대상 영역(194)에 대향하도록, 차광 구조(151)가 형성된다.
여기서, 능동 소자군(167)부터 차광 구조(151)까지의 길이를 층간 거리(192)로 한다. 또한, 능동 소자군(167)의 단부로부터 배선에 의한 차광 구조(151)의 단부까지의 길이를 완충 영역폭(193)으로 한다.
차광 구조(151)는, 완충 영역폭(193)이, 층간 거리(192)보다도 커지도록 형성한다. 이에 의해, 점광원으로서 발생하는 핫 캐리어 발광의 경사 성분에 대해서도 차광하는 것이 가능해진다.
또한, 완충 영역폭(193)의 적절한 값은, 차광 구조(151)와 능동 소자군(167)과의 층간 거리(192)에 의존하여 변한다. 예를 들면, 층간 거리(192)가 긴 경우, 능동 소자군(167)으로부터의 핫 캐리어 발광의 경사 성분을 충분히 차폐할 수 있도록 완충 영역(191)을 크게 마련할 필요가 있다. 한편, 층간 거리(192)가 짧은 경우, 완충 영역(191)을 크게 마련하지 않아도 능동 소자군(167)으로부터의 핫 캐리어 발광을 충분히 차광할 수 있다. 따라서, 다층 배선층(163)을 구성하는 복수의 배선층 중, 능동 소자군(167)에 가까운 배선층을 이용하여 차광 구조(151)를 형성하도록 하면, 도체층(A 및 B)의 레이아웃의 자유도를 향상시킬 수 있다. 단, 능동 소자군(167)에 가까운 배선층을 이용하여 차광 구조(151)를 형성하는 것은, 능동 소자군(167)에 가까운 배선층의 레이아웃 제약 등에 의해, 어려운 경우가 많다. 본 기술에서는, 능동 소자군(167)부터 먼 배선층을 이용하여 차광 구조(151)를 형성하는 경우에도, 높은 레이아웃 자유도를 얻을 수 있다.
<4. 도체층(A 및 B)의 구성례>
이하, 본 기술을 적용한 고체 촬상 장치(100)에서의 Aggressor 도체 루프가 될 수 있는, 차광 구조(151)를 이루는 도체층(A)(배선층(165A)) 및 도체층(B)(배선층(165B))의 구성례에 관해 설명하는데, 그 전에, 구성례의 비교 대상으로 하는 비교례에 관해 설명한다.
<제1의 비교례>
도 9는, 차광 구조(151)를 이루는 도체층(A 및 B)의, 후술하는 복수의 구성례와 비교하기 위한 제1의 비교례를 도시하는 평면도이다. 또한, 도 9의 A는 도체층(A)을, 도 9의 B는 도체층(B)을 도시하고 있다. 도 9에서 좌표계는, 횡방향을 X축, 종방향을 Y축, XY평면에 대해 수직한 방향을 Z축으로 한다.
제1의 비교례에서의 도체층(A)은, Y방향으로 길다란 직선형상 도체(211)가, X방향으로 도체 주기(FXA)로 주기적으로 배치되어 있다. 또한, 도체 주기(FXA)=X방향의 도체폭(WXA)+X방향의 간극폭(間隙幅)(GXA)이다. 각 직선형상 도체(211)는, 예를 들면, GND나 마이너스 전원에 접속되는 배선(Vss 배선)이다.
제1의 비교례에서의 도체층(B)은, Y방향으로 길다란 직선형상 도체(212)가, X방향으로 도체 주기(FXB)로 주기적으로 배치되어 있다. 또한, 도체 주기(FXB)=X방향의 도체폭(WXB)+X방향의 간극폭(GXB)이다. 각 직선형상 도체(212)는, 예를 들면, 플러스 전원에 접속되는 배선(Vdd 배선)이다. 여기서, 도체 주기(FXB)=도체 주기(FXA)이다.
또한, 각 직선형상 도체(211)를 Vdd 배선으로 하고, 각 직선형상 도체(212)를 Vss 배선으로 하도록, 도체층(A 및 B)의 접속처를 교체하여도 좋다.
도 9의 C는, 도 9의 A와 B에 각각 도시한 도체층(A 및 B)을 포토 다이오드(141) 측(이면측)에서 본 상태를 도시하고 있다. 제1의 비교례인 경우, 도 9의 C에 도시되는 바와 같이, 도체층(A)을 구성하는 직선형상 도체(211)와, 도체층(B)을 구성하는 직선형상 도체(212)를 겹쳐서 배치한 경우에, 도체부분이 중첩하는 중복 부분이 생기도록, 직선형상 도체(211, 212)가 형성되기 때문에, 능동 소자군(167)으로부터의 핫 캐리어 발광을 충분히 차광할 수 있다. 또한, 중복 부분의 폭을 중복폭(重複幅)이라고도 칭한다.
도 10은, 제1의 비교례(도 9)에 흐르는 전류 조건을 도시하는 도면이다.
도체층(A)을 구성하는 직선형상 도체(211)와, 도체층(B)을 구성하는 직선형상 도체(212)에 대해서는, 단부(端部)에서는 균등하게 AC 전류가 흐르는 것으로 한다. 단, 전류 방향은, 시간에 따라 변화하고, 예를 들면, Vdd 배선인 직선형상 도체(212)에, 전류가, 도면의 상측부터 하측으로 흐를 때, Vss 배선인 직선형상 도체(211)에, 전류가, 도면의 하측부터 상측으로 흐르는 것으로 한다.
제1의 비교례에, 도 10에 도시한 바와 같이 전류가 흐르는 경우, Vss 배선인 직선형상 도체(211)와, Vdd 배선인 직선형상 도체(212) 사이에는, 도 10의 평면도에서, 인접하는 직선형상 도체(211 및 212)를 포함하여 형성되는, 루프면이 XY평면에 거의 평행한 도체 루프에 의해, 개략 Z방향의 자속이 발생하기 쉽게 된다.
한편, 도체층(A 및 B)으로 이루어지는 차광 구조(151)가 형성된 제2의 반도체 기판(102)에 적층된 제1의 반도체 기판(101)의 화소 어레이(121)에서는, 도 10에 도시되는 바와 같이 신호선(132)과 제어선(133)으로 이루어지는 Victim 도체 루프가 XY평면에 형성된다. XY평면에 형성된 Victim 도체 루프는, Z방향의 자속에 의해 유도 기전력이 생기기 쉽고, 유도 기전력의 변화가 클수록, 고체 촬상 장치(100)로부터 출력되는 화상이 악화하게(유도성 노이즈가 증가하게) 된다.
또한, Aggressor 도체 루프의 구성에 따라서는, 유도 기전력은 Victim 도체 루프의 치수(寸法)에 비례하기 때문에, 화소 어레이(121)에서 선택 화소가 이동됨에 의해, 신호선(132)과 제어선(133)으로 이루어지는 Victim 도체 루프의 실효적인 치수가 변화되면, 유도 기전력의 변화가 현저해진다.
제1의 비교례인 경우, 도체층(A 및 B)으로 이루어지는 차광 구조(151)의 Aggressor 도체 루프의 루프면에서 생기는 자속의 방향(개략 Z방향)과, Victim 도체 루프에 유도 기전력을 발생시키기 쉬운 자속의 방향(Z방향)이 개략 일치하기 때문에, 고체 촬상 장치(100)로부터 출력되는 화상의 악화(유도성 노이즈의 발생)가 예상된다.
도 11은, 제1의 비교례를, 고체 촬상 장치(100)에 적용한 경우에 생기는 유도성 노이즈의 시뮬레이션 결과를 도시하고 있다.
도 11의 A는, 고체 촬상 장치(100)로부터 출력되는, 유도성 노이즈가 생긴 화상을 도시하고 있다. 도 11의 B는, 도 11의 A에 도시한 화상의 선분(X1-X2)에서의 화소 신호의 변화를 도시하고 있다. 도 11의 C는, 화상에 유도성 노이즈를 발생시킨 유도 기전력을 나타내는 실선(L1)을 도시하고 있다. 도 11의 C의 횡축은 화상의 X축 좌표, 종축은 유도 기전력의 크기를 나타내고 있다.
이하, 도 11의 C에 도시한 실선(L1)을, 차광 구조(151)를 이루는 도체층(A 및 B)의 구성례를 고체 촬상 장치(100)에 적용한 경우에 생기는 유도성 노이즈의 시뮬레이션 결과와의 비교에 이용하는 것으로 한다.
<제1의 구성례>
도 12는, 도체층(A 및 B)의 제1의 구성례를 도시하고 있다. 또한, 도 12의 A는 도체층(A)을, 도 12의 B는 도체층(B)을 도시하고 있다. 도 12에서의 좌표계는, 횡방향을 X축, 종방향을 Y축, XY평면에 대해 수직한 방향을 Z축으로 한다.
제1의 구성례에서의 도체층(A)은, 면형상 도체(213)로 이루어진다. 면형상 도체(213)는, 예를 들면, GND나 마이너스 전원에 접속되는 배선(Vss 배선)이다.
제1의 비교례에서의 도체층(B)은, 면형상 도체(214)로 이루어진다. 면형상 도체(214)는, 예를 들면, 플러스 전원에 접속되는 배선(Vdd 배선)이다.
또한, 면형상 도체(213)를 Vdd 배선으로 하고, 각 직선형상 도체(214)를 Vss 배선으로 하도록, 도체층(A 및 B)의 접속처를 교체하여도 좋다. 이후에 설명하는 각 구성례에 있어도 마찬가지로 한다.
도 12의 C는, 도 12의 A와 B에 각각 도시한 도체층(A 및 B)을 포토 다이오드(141) 측(이면측)에서 본 상태를 도시하고 있다. 단, 도 12의 C에서 사선이 교차하는 해칭의 영역(215)은, 도체층(A)의 면형상 도체(213)와, 도체층(B)의 면형상 도체(214)가 중복되는 영역을 도시하고 있다. 따라서 도 12의 C인 경우는, 도체층(A)의 면형상 도체(213)와, 도체층(B)의 면형상 도체(214)의 전면(全面)이 겹쳐져 있는 것을 나타내고 있다. 제1의 구성례인 경우, 도체층(A)의 면형상 도체(213)와, 도체층(B)의 면형상 도체(214)의 전면이 겹쳐지기 때문에, 능동 소자군(167)으로부터의 핫 캐리어 발광을 확실하게 차광할 수 있다.
도 13은, 제1의 구성례(도 12)에 흐르는 전류 조건을 도시하는 도면이다.
도체층(A)을 구성하는 면형상 도체(213)와, 도체층(B)을 구성하는 면형상 도체(214)에 대해서는, 단부에서는 균등하게 AC 전류가 흐르는 것으로 한다. 단, 전류 방향은, 시간에 따라 변화하고, 예를 들면, Vdd 배선인 면형상 도체(214)에, 전류가, 도면의 상측부터 하측으로 흐를 때, Vss 배선인 면형상 도체(213)에, 전류가, 도면의 하측부터 상측으로 흐르는 것으로 한다.
제1의 구성례에, 도 13에 도시한 바와 같이 전류가 흐르는 경우, Vss 배선인 면형상 도체(213)와, Vdd 배선인 면형상 도체(214) 사이에는, 면형상 도체(213 및 214)가 배치된 단면(斷面)에서, 면형상 도체(213 및 214)(의 단면(斷面))를 포함하여 형성되는, 루프면이 X축에 거의 수직한 도체 루프 및 루프면이 Y축에 거의 수직한 도체 루프에 의해, 개략 X방향 및 개략 Y방향의 자속이 발생하기 쉽게 된다.
한편, 도체층(A 및 B)으로 이루어지는 차광 구조(151)가 형성된 제2의 반도체 기판(102)에 적층된 제1의 반도체 기판(101)의 화소 어레이(121)에서는, 도 13에 도시되는 바와 같이 신호선(132)과 제어선(133)으로 이루어지는 Victim 도체 루프가 XY평면에 형성된다. XY평면에 형성된 Victim 도체 루프는, Z축방향의 자속에 의해 유도 기전력이 생기기 쉽고, 유도 기전력의 변화가 클수록, 고체 촬상 장치(100)로부터 출력되는 화상이 악화하게(유도성 노이즈가 증가하게) 된다.
또한, 화소 어레이(121)에서 선택 화소가 이동됨에 의해, 신호선(132)과 제어선(133)으로 이루어지는 Victim 도체 루프의 실효적인 치수가 변화되면, 유도 기전력의 변화가 현저해진다.
제1의 구성례인 경우, 도체층(A 및 B)으로 이루어지는 차광 구조(151)의 Aggressor 도체 루프의 루프면에서 생기는 자속의 방향(개략 X방향이나 개략 Y방향)과, Victim 도체 루프에 유도 기전력을 발생시키는 자속의 방향(Z방향)이 개략 직교하여 개략 90도 다르다. 환언하면, Aggressor 도체 루프로부터 자속이 발생하는 루프면의 방향과, Victim 도체 루프에 유도 기전력을 발생시키는 루프면의 방향이 개략 90도 다르다. 그때문에, 고체 촬상 장치(100)로부터 출력되는 화상의 악화(유도성 노이즈의 발생)는, 제1의 비교례인 경우에 비하여 적은 것이 예상된다.
도 14는, 제1의 구성례(도 12)를, 고체 촬상 장치(100)에 적용한 경우에 생기는 유도성 노이즈의 시뮬레이션 결과를 도시하고 있다.
도 14의 A는, 고체 촬상 장치(100)로부터 출력되는, 유도성 노이즈가 생길 수 있는 화상을 도시하고 있다. 도 14의 B는, 도 14의 A에 도시한 화상의 선분(X1-X2)에서의 화소 신호의 변화를 도시하고 있다. 도 14의 C는, 화상에 유도성 노이즈를 발생시킨 유도 기전력을 나타내는 실선(L11)을 도시하고 있다. 도 14의 C의 횡축은 화상의 X축 좌표, 종축은 유도 기전력의 크기를 나타내고 있다. 또한, 도 14의 C의 점선(L1)은, 제1의 비교례(도 9)에 대응하는 것이다.
도 14의 C에 도시한 실선(L11)과 점선(L1)을 비교하여 분명한 바와 같이, 제1의 구성례는, 제1의 비교례에 비하여, Victim 도체 루프에 생기게 하는 유도 기전력의 변화를 억제할 수 있다. 따라서, 고체 촬상 장치(100)로부터 출력되는 화상에서의 유도성 노이즈의 발생을 억제할 수 있다.
<제2의 구성례>
도 15는, 도체층(A 및 B)의 제2의 구성례를 도시하고 있다. 또한, 도 15의 A는 도체층(A)을, 도 15의 B는 도체층(B)을 도시하고 있다. 도 15에서의 좌표계는, 횡방향을 X축, 종방향을 Y축, XY평면에 대해 수직한 방향을 Z축으로 한다.
제2의 구성례에서의 도체층(A)은, 망목형상(網目狀) 도체(216)로 이루어진다. 망목형상 도체(216)에서의 X방향의 도체폭을 WXA, 간극폭을 GXA, 도체 주기를 FXA(=도체폭(WXA)+간극폭(GXA)), 단부폭(端部幅)을 EXA(=도체폭(WXA)/2)로 한다. 또한, 망목형상 도체(216)에서의 Y방향의 도체폭을 WYA, 간극폭을 GYA, 도체 주기를 FYA(=도체폭(WYA)+간극폭(GYA)), 단부폭을 EYA(=도체폭(WYA)/2)로 한다. 망목형상 도체(216)는, 예를 들면, GND나 마이너스 전원에 접속되는 배선(Vss 배선)이다.
제2의 구성례에서의 도체층(B)은, 망목형상 도체(217)로 이루어진다. 망목형상 도체(217)에서 X방향의 도체폭을 WXB, 간극폭을 GXB, 도체 주기를 FXB(=도체폭(WXB)+간극폭(GXB)), 단부폭을 EXB(=도체폭(WXB)/2)로 한다. 또한, 망목형상 도체(217)에서 Y방향의 도체폭을 WYB, 간극폭을 GYB, 도체 주기를 FYB(=도체폭(WYB)+간극폭(GYB)), 단부폭을 EYB(=도체폭(WYB)/2)로 한다. 망목형상 도체(217)는, 예를 들면, 플러스 전원에 접속되는 배선(Vdd 배선)이다.
또한, 망목형상 도체(216)와 망목형상 도체(217)는, 이하의 관계를 충족시키는 것이 바람직하다.
도체폭(WXA)=도체폭(WYA)=도체폭(WXB)=도체폭(WYB)
간극폭(GXA)=간극폭(GYA)=간극폭(GXB)=간극폭(GYB)
단부폭(EXA)=단부폭(EYA)=단부폭(EXB)=단부폭(EYB)
도체 주기(FXA)=도체 주기(FYA)=도체 주기(FXB)=도체 주기(FYB)
도 15의 C는, 도 15의 A와 B에 각각 도시한 도체층(A 및 B)을 포토 다이오드(141) 측(이면측)에서 본 상태를 도시하고 있다. 단, 도 15의 C에서 사선이 교차하는 해칭의 영역(218)은, 도체층(A)의 망목형상 도체(216)와, 도체층(B)의 망목형상 도체(217)가 중복되는 영역을 도시하고 있다. 제2의 구성례인 경우, 도체층(A)을 이루는 망목형상 도체(216)의 간극과 도체층(B)을 이루는 망목형상 도체(217)의 간극이 일치하기 때문에, 능동 소자군(167)으로부터의 핫 캐리어 발광을 충분히 차광할 수는 없다. 단, 후술하는 바와 같이, 유도성 노이즈의 발생을 억제할 수는 있다.
도 16은, 제2의 구성례(도 15)에 흐르는 전류 조건을 도시하는 도면이다.
도체층(A)을 구성하는 망목형상 도체(216)와, 도체층(B)을 구성하는 망목형상 도체(217)에 대해서는, 단부에서는 균등하게 AC 전류가 흐르는 것으로 한다. 단, 전류 방향은, 시간에 따라 변화하고, 예를 들면, Vdd 배선인 망목형상 도체(217)에, 전류가, 도면의 상측부터 하측으로 흐를 때, Vss 배선인 망목형상 도체(216)에, 전류가, 도면의 하측부터 상측으로 흐르는 것으로 한다.
제2의 구성례에, 도 16에 도시한 바와 같이 전류가 흐르는 경우, Vss 배선인 망목형상 도체(216)와, Vdd 배선인 망목형상 도체(217) 사이에는, 망목형상 도체(216 및 217)가 배치된 단면에서, 망목형상 도체(216 및 217)(의 단면)를 포함하여 형성되는, 루프면이 X축에 거의 수직한 도체 루프 및 루프면이 Y축에 거의 수직한 도체 루프에 의해, 개략 X방향 및 개략 Y방향의 자속이 발생하기 쉽게 된다.
한편, 도체층(A 및 B)으로 이루어지는 차광 구조(151)가 형성된 제2의 반도체 기판(102)에 적층된 제1의 반도체 기판(101)의 화소 어레이(121)에서는, 도 16에 도시되는 바와 같이 신호선(132)과 제어선(133)으로 이루어지는 Victim 도체 루프가 XY평면에 형성된다. XY평면에 형성된 Victim 도체 루프는, Z방향의 자속에 의해 유도 기전력이 생기기 쉽고, 유도 기전력의 변화가 클수록, 고체 촬상 장치(100)로부터 출력되는 화상이 악화하게(유도성 노이즈가 증가하게) 된다.
또한, 화소 어레이(121)에서 선택 화소가 이동됨에 의해, 신호선(132)과 제어선(133)으로 이루어지는 Victim 도체 루프의 실효적인 치수가 변화되면, 유도 기전력의 변화가 현저해진다.
제2의 구성례인 경우, 도체층(A 및 B)으로 이루어지는 차광 구조(151)의 Aggressor 도체 루프의 루프면에서 생기는 자속의 방향(개략 X방향이나 개략 Y방향)과, Victim 도체 루프에 유도 기전력을 발생시키는 자속의 방향(Z방향)이 개략 직교하여 개략 90도 다르다. 환언하면, Aggressor 도체 루프로부터 자속이 발생하는 루프면의 방향과, Victim 도체 루프에 유도 기전력을 발생시키는 루프면의 방향이 개략 90도 다르다. 그때문에, 고체 촬상 장치(100)로부터 출력되는 화상의 악화(유도성 노이즈의 발생)는, 제1의 비교례와 비교하여 적은 것이 예상된다.
도 17은, 제2의 구성례(도 15)를, 고체 촬상 장치(100)에 적용한 경우에 생기는 유도성 노이즈의 시뮬레이션 결과를 도시하고 있다.
도 17의 A는, 고체 촬상 장치(100)로부터 출력되는, 유도성 노이즈가 생길 수 있는 화상을 도시하고 있다. 도 17의 B는, 도 17의 A에 도시한 화상의 선분(X1-X2)에서의 화소 신호의 변화를 도시하고 있다. 도 17의 C는, 화상에 유도성 노이즈를 발생시킨 유도 기전력을 나타내는 실선(L21)을 도시하고 있다. 도 17의 C의 횡축은 화상의 X축 좌표, 종축은 유도 기전력의 크기를 나타내고 있다. 또한, 도 17의 C의 점선(L1)은, 제1의 비교례(도 9)에 대응하는 것이다.
도 17의 C에 도시한 실선(L21)과 점선(L1)을 비교하여 분명한 바와 같이, 제2의 구성례는, 제1의 비교례에 비하여, Victim 도체 루프에 생기게 하는 유도 기전력의 변화를 억제할 수 있다. 따라서, 고체 촬상 장치(100)로부터 출력되는 화상에서의 유도성 노이즈의 발생을 억제할 수 있다.
<제2의 비교례>
제2의 구성례(도 15)에서는, 도체층(A)을 이루는 망목형상 도체(216)와 도체층(B)을 이루는 망목형상 도체(217)의 관계로서, 도체 주기(FXA)=도체 주기(FYA)=도체 주기(FXB)=도체 주기(FYB)를 충족시키도록 하고 있다.
이와 같이, 도체층(A)의 X방향의 도체 주기(FXA)와, 도체층(A)의 Y방향의 도체 주기(FYA)와, 도체층(B)의 X방향의 도체 주기(FXB)와, 도체층(B)의 X방향의 도체 주기(FYB)를 일치시키면, 유도성 노이즈의 발생을 억제할 수 있다.
도 18 및 도 19는, 도체층(A)과 도체층(B)의 모든 도체 주기를 일치시키면, 유도성 노이즈의 발생을 억제할 수 있음을 설명하기 위한 도면이다.
도 18의 A는, 도 15에 도시한 제2의 구성례와 비교하기 위한, 제2의 구성례를 변형한 제2의 비교례를 도시하고 있고, 이 제2의 비교례는, 제2의 구성례에서의 도체층(A)을 이루는 망목형상 도체(216)의 X방향의 간극폭(GXA)과 Y방향의 간극폭(GYA)을 넓혀서, X방향의 도체 주기(FXA)와 Y방향의 도체 주기(FYA)를, 제2의 구성례의 5배로 한 것이다. 또한, 제2의 비교례에서의 도체층(B)을 이루는 망목형상 도체(217)는, 제2의 구성례와 같은 것으로 한다.
도 18의 B는, 도 15의 C에 도시한 제2의 구성례를 도 18의 A와 같은 배율로 도시한 것이다.
도 19는, 제2의 비교례(도 18의 A)와, 제2의 구성례(도 18의 B)를 고체 촬상 장치(100)에 적용한 경우의 시뮬레이션 결과로서, 화상에 유도성 노이즈를 발생시키는 유도 기전력의 변화를 도시하고 있다. 또한, 제2의 비교례에 흐르는 전류 조건은, 도 16에 도시한 경우와 마찬가지로 한다. 도 19의 횡축은 화상의 X축 좌표, 종축은 유도 기전력의 크기를 나타내고 있다.
도 19에서의 실선(L21)은, 제2의 구성례에 대응하고, 점선(L31)은 제2의 비교례에 대응하는 것이다.
실선(L21)과 점선(L31)을 비교하여 분명한 바와 같이, 제2의 구성례는, 제2의 비교례에 비하여, Victim 도체 루프에 생기게 하는 유도 기전력의 변화를 억제할 수 있고, 유도성 노이즈를 억제할 수 있음을 알 수 있다.
<제3의 비교례>
그런데, 제2의 비교례에서의 도체층(A)을 이루는 망목형상 도체의 도체폭을 넓힌 경우에도 유도성 노이즈의 발생을 억제할 수 있다.
도 20 및 도 21은, 도체층(A)을 이루는 망목형상 도체의 도체폭을 넓히면, 유도성 노이즈의 발생을 억제할 수 있음을 설명하기 위한 도면이다.
도 20의 A는, 도 18의 A에 도시한 제2의 비교례를 재게(再揭)한 것이다.
도 20의 B는, 제2의 비교례와 비교하기 위한, 제2의 구성례를 변형한 제3의 비교례를 도시하고 있고, 이 제3의 비교례는, 제2의 구성례에서의 도체층(A)을 이루는 망목형상 도체(216)의 X방향과 Y방향의 도체폭(WXA, WYA)을 제2의 구성례의 5배로 넓힌 것이다. 또한, 제3의 비교례에서의 도체층(B)을 이루는 망목형상 도체(217)는, 제2의 구성례와 같은 것으로 한다.
도 21은, 제3의 비교례와, 제2의 비교례를 고체 촬상 장치(100)에 적용한 경우의 시뮬레이션 결과로서, 화상에 유도성 노이즈를 발생시키는 유도 기전력의 변화를 도시하고 있다. 또한, 제3의 비교례에 흐르는 전류 조건은, 도 16에 도시한 경우와 마찬가지로 한다. 도 21의 횡축은 화상의 X축 좌표, 종축은 유도 기전력의 크기를 나타내고 있다.
도 21에서의 실선(L41)은, 제3의 비교례에 대응하고, 점선(L31)은 제2의 비교례에 대응하는 것이다.
실선(L41)과 점선(L31)을 비교하여 분명한 바와 같이, 제3의 비교례는, 제2의 비교례에 비하여, Victim 도체 루프에 생기게 하는 유도 기전력의 변화를 억제할 수 있고, 유도성 노이즈를 억제할 수 있음을 알 수 있다.
<제3의 구성례>
다음에, 도 22는, 도체층(A 및 B)의 제3의 구성례를 도시하고 있다. 또한, 도 22의 A는 도체층(A)을, 도 22의 B는 도체층(B)을 도시하고 있다. 도 22에서의 좌표계는, 횡방향을 X축, 종방향을 Y축, XY평면에 대해 수직한 방향을 Z축으로 한다.
제3의 구성례에서의 도체층(A)은, 면형상 도체(221)로 이루어진다. 면형상 도체(221)는, 예를 들면, GND나 마이너스 전원에 접속되는 배선(Vss 배선)이다.
제3의 구성례에서의 도체층(B)은, 망목형상 도체(222)로 이루어진다. 망목형상 도체(222)에서의 X방향의 도체폭을 WXB, 간극폭을 GXB, 도체 주기를 FXB(=도체폭(WXB)+간극폭(GXB))로 한다. 또한, 망목형상 도체(222)에서의 Y방향의 도체폭을 WYB, 간극폭을 GYB, 도체 주기를 FYB(=도체폭(WYB)+간극폭(GYB)), 단부폭을 EYB로 한다. 망목형상 도체(222)는, 예를 들면, 플러스 전원에 접속되는 배선(Vdd 배선)이다.
또한, 망목형상 도체(222)는, 이하의 관계를 충족시키는 것이 바람직하다.
도체폭(WXB)=도체폭(WYB)
간극폭(GXB)=간극폭(GYB)
단부폭(EYB)=도체폭(WYB)/2
도체 주기(FXB)=도체 주기(FYB)
상술한 관계와 같이, X방향과 Y방향에서 도체폭, 도체 주기, 간극폭을 정돈함에 의해, 망목형상 도체(222)의 X방향과 Y방향에서 배선 저항이나 배선 임피던스가 균일하게 되기 때문에, X방향과 Y방향에서 자계 내성(耐性)이나 전압 강하를 균등하게 할 수 있다.
또한, 단부폭(EYB)을 도체폭(WYB)의 1/2로 함에 의해, 망목형상 도체(222)의 단부 주변에서 발생하는 자계에 의해 Victim 도체 루프에 생기는 유도 기전력을 억제할 수 있다.
도 22의 C는, 도 22의 A와 B에 각각 도시한 도체층(A 및 B)을 포토 다이오드(141) 측(이면측)에서 본 상태를 도시하고 있다. 단, 도 22의 C에서 사선이 교차하는 해칭의 영역(223)은, 도체층(A)의 면형상 도체(221)와, 도체층(B)의 망목형상 도체(222)가 중복되는 영역을 도시하고 있다. 제3의 구성례인 경우, 도체층(A) 또는 도체층(B)의 적어도 일방에 의해 능동 소자군(167)이 덮여 있게 되기 때문에, 능동 소자군(167)으로부터의 핫 캐리어 발광을 차광할 수 있다.
도 23은, 제3의 구성례(도 22)에 흐르는 전류 조건을 도시하는 도면이다.
도체층(A)을 구성하는 면형상 도체(221)와, 도체층(B)을 구성하는 망목형상 도체(222)에 대해서는, 단부에서는 균등하게 AC 전류가 흐르는 것으로 한다. 단, 전류 방향은, 시간에 따라 변화하고, 예를 들면, Vdd 배선인 망목형상 도체(222)에, 전류가, 도면의 상측부터 하측으로 흐를 때, Vss 배선인 면형상 도체(221)에 흐르는 전류는, 도면의 하측부터 상측으로 흐르는 것으로 한다.
제3의 구성례에, 도 23에 도시한 바와 같이 전류가 흐르는 경우, Vss 배선인 면형상 도체(221)와, Vdd 배선인 망목형상 도체(222) 사이에는, 면형상 도체(221)와 망목형상 도체(222)가 배치된 단면에서, 면형상 도체(221)와 망목형상 도체(222)(의 단면)를 포함하여 형성되는, 루프면이 X축에 거의 수직한 도체 루프 및 루프면이 Y축에 거의 수직한 도체 루프에 의해, 개략 X방향 및 개략 Y방향의 자속이 발생하기 쉽게 된다.
한편, 도체층(A 및 B)으로 이루어지는 차광 구조(151)가 형성된 제2의 반도체 기판(102)에 적층된 제1의 반도체 기판(101)의 화소 어레이(121)에서는, 신호선(132)과 제어선(133)으로 이루어지는 Victim 도체 루프가 XY평면에 형성된다. XY평면에 형성된 Victim 도체 루프는, Z방향의 자속에 의해 유도 기전력이 생기기 쉽고, 유도 기전력의 변화가 클수록, 고체 촬상 장치(100)로부터 출력되는 화상이 악화하게(유도성 노이즈가 증가하게) 된다.
또한, 화소 어레이(121)에서 선택 화소가 이동됨에 의해, 신호선(132)과 제어선(133)으로 이루어지는 Victim 도체 루프의 실효적인 치수가 변화되면, 유도 기전력의 변화가 현저해진다.
제3의 구성례인 경우, 도체층(A 및 B)으로 이루어지는 차광 구조(151)의 Aggressor 도체 루프의 루프면에서 생기는 자속의 방향(개략 X방향이나 개략 Y방향)과, Victim 도체 루프에 유도 기전력을 발생시키는 자속의 방향(Z방향)이 개략 직교하여 개략 90도 다르다. 환언하면, Aggressor 도체 루프로부터 자속이 발생하는 루프면의 방향과, Victim 도체 루프에 유도 기전력을 발생시키는 루프면의 방향이 개략 90도 다르다. 그때문에, 고체 촬상 장치(100)로부터 출력되는 화상의 악화(유도성 노이즈의 발생)는, 제1의 비교례와 비교하여 적은 것이 예상된다.
도 24는, 제3의 구성례(도 22)를, 고체 촬상 장치(100)에 적용한 경우에 생기는 유도성 노이즈의 시뮬레이션 결과를 도시하고 있다.
도 24의 A는, 고체 촬상 장치(100)로부터 출력되는, 유도성 노이즈가 생길 수 있는 화상을 도시하고 있다. 도 24의 B는, 도 24의 A에 도시한 화상의 선분(X1-X2)에서의 화소 신호의 변화를 도시하고 있다. 도 24의 C는, 화상에 유도성 노이즈를 발생시킨 유도 기전력을 나타내는 실선(L51)을 도시하고 있다. 도 24의 C의 횡축은 화상의 X축 좌표, 종축은 유도 기전력의 크기를 나타내고 있다. 또한, 도 24의 C의 점선(L1)은, 제1의 비교례(도 9)에 대응하는 것이다.
도 24의 C에 도시한 실선(L51)과 점선(L1)을 비교하여 분명한 바와 같이, 제3의 구성례는, 제1의 비교례에 비하여, Victim 도체 루프에 생기게 하는 유도 기전력의 변화를 억제할 수 있다. 따라서, 고체 촬상 장치(100)로부터 출력되는 화상에서의 유도성 노이즈의 발생을 억제할 수 있다.
<제4의 구성례>
다음에, 도 25는, 도체층(A 및 B)의 제4의 구성례를 도시하고 있다. 또한, 도 25의 A는 도체층(A)을, 도 25의 B는 도체층(B)을 도시하고 있다. 도 25에서의 좌표계는, 횡방향을 X축, 종방향을 Y축, XY평면에 대해 수직한 방향을 Z축으로 한다.
제4의 구성례에서의 도체층(A)은, 망목형상 도체(231)로 이루어진다. 망목형상 도체(231)에서의 X방향의 도체폭을 WXA, 간극폭을 GXA, 도체 주기를 FXA(=도체폭(WXA)+간극폭(GXA)), 단부폭을 EXA(=도체폭(WXA)/2)로 한다. 또한, 망목형상 도체(215)에서의 Y방향의 도체폭을 WYA, 간극폭을 GYA, 도체 주기를 FYA(=도체폭(WYA)+간극폭(GYA))로 한다. 망목형상 도체(231)는, 예를 들면, GND나 마이너스 전원에 접속되는 배선(Vss 배선)이다.
제4의 구성례에서의 도체층(B)은, 망목형상 도체(232)로 이루어진다. 망목형상 도체(232)에서의 X방향의 도체폭을 WXB, 간극폭을 GXB, 도체 주기를 FXB(=도체폭(WXB)+간극폭(GXB))로 한다. 또한, 망목형상 도체(232)에서의 Y방향의 도체폭을 WYB, 간극폭을 GYB, 도체 주기를 FYB(=도체폭(WYB)+간극폭(GYB)), 단부폭을 EYB(=도체폭(WYB)/2)로 한다. 망목형상 도체(232)는, 예를 들면, 플러스 전원에 접속되는 배선(Vdd 배선)이다.
또한, 망목형상 도체(231)와 망목형상 도체(232)는, 이하의 관계를 충족시키는 것이 바람직하다.
도체폭(WXA)=도체폭(WYA)=도체폭(WXB)=도체폭(WYB)
간극폭(GXA)=간극폭(GYA)=간극폭(GXB)=간극폭(GYB)
단부폭(EXA)=단부폭(EYB)
도체 주기(FXA)=도체 주기(FYA)=도체 주기(FXB)=도체 주기(FYB)
도체폭(WYA)=2×중복폭+간극폭(GYA), 도체폭(WXA)=2×중복폭+간극폭(GXA)
도체폭(WYB)=2×중복폭+간극폭(GYB), 도체폭(WXB)=2×중복폭+간극폭(GXB)
여기서, 중복폭이란, 도체층(A)의 망목형상 도체(231)와, 도체층(B)의 망목형상 도체(232)를 겹쳐서 배치한 경우에, 도체부분이 중복되는 중복 부분의 폭이다.
상술한 관계와 같이, 망목형상 도체(231)와 망목형상 도체(232)의 X방향과 Y방향의 도체 주기를 전부 정돈함에 의해, 망목형상 도체(231)의 전류 분포와, 망목형상 도체(232)의 전류 분포를 개략 균등, 또한, 역특성(逆特性)으로 할 수 있기 때문에, 망목형상 도체(231)의 전류 분포에 의해 생기는 자계와, 망목형상 도체(232)의 전류 분포에 의해 생기는 자계를 효과적으로 상쇄할 수 있다.
또한, 망목형상 도체(231)와 망목형상 도체(232)의 X방향과 Y방향의 도체 주기, 도체폭, 간극폭을 전부 정돈함에 의해, 망목형상 도체(231)와 망목형상 도체(232)의 X방향과 Y방향으로 배선 저항이나 배선 임피던스가 균일하게 되기 때문에, X방향과 Y방향으로 자계 내성이나 전압 강하를 균등하게 할 수 있다.
또한, 망목형상 도체(231)의 단부폭(EXA)을 도체폭(WXA)의 1/2로 함에 의해, 망목형상 도체(231)의 단부 주변에서 발생하는 자계에 의해 Victim 도체 루프에 생기는 유도 기전력을 억제할 수 있다. 또한, 망목형상 도체(232)의 단부폭(EYB)을 도체폭(WYB)의 1/2로 함에 의해, 망목형상 도체(231)의 단부 주변에서 발생하는 자계에 의해 Victim 도체 루프에 생기는 유도 기전력을 억제할 수 있다.
또한, 도체층(A)의 망목형상 도체(231)의 X방향으로 단부를 마련하는 대신에, 도체층(B)의 망목형상 도체(232)의 X방향의 단부를 마련하도록 하여도 좋다. 또한, 도체층(B)의 망목형상 도체(232)의 Y방향의 단부를 마련하는 대신에, 도체층(A)의 망목형상 도체(231)의 Y방향으로 단부를 마련하도록 하여도 좋다.
도 25의 C는, 도 25의 A와 B에 각각 도시한 도체층(A 및 B)을 포토 다이오드(141) 측(이면측)에서 본 상태를 도시하고 있다. 단, 도 25의 C에서 사선이 교차하는 해칭의 영역(233)은, 도체층(A)의 망목형상 도체(231)와, 도체층(B)의 망목형상 도체(232)가 중복되는 영역을 도시하고 있다. 제4의 구성례인 경우, 도체층(A) 또는 도체층(B)의 적어도 일방에 의해 능동 소자군(167)이 덮여 있게 되기 때문에, 능동 소자군(167)으로부터의 핫 캐리어 발광을 차광할 수 있다.
단, 도체층(A)의 망목형상 도체(231)와, 도체층(B)의 망목형상 도체(232)에 의해, 완전하게 핫 캐리어 발광을 차광하기 위해서는, 이하의 관계를 충족시킬 필요가 있다.
도체폭(WYA)≥간극폭(GYA)
도체폭(WXA)≥간극폭(GXA)
도체폭(WYB)≥간극폭(GYB)
도체폭(WXB)≥간극폭(GXB)
이 경우, 이하의 관계가 충족되게 된다.
도체폭(WYA)=2×중복폭+간극폭(GYA)
도체폭(WXA)=2×중복폭+간극폭(GXA)
도체폭(WYB)=2×중복폭+간극폭(GYB)
도체폭(WXB)=2×중복폭+간극폭(GXB)
제4의 구성례에, 도 23에 도시한 경우와 마찬가지로 전류가 흐르는 경우, Vss 배선인 망목형상 도체(231)와, Vdd 배선인 망목형상 도체(232) 사이에는, 망목형상 도체(231 및 232)가 배치된 단면에서, 망목형상 도체(231 및 232)(의 단면)를 포함하여 형성되는, 루프면이 X축에 거의 수직한 도체 루프 및 루프면이 Y축에 거의 수직한 도체 루프에 의해, 개략 X방향 및 개략 Y방향의 자속이 발생하기 쉽게 된다.
<제5의 구성례>
다음에, 도 26은, 도체층(A 및 B)의 제5의 구성례를 도시하고 있다. 또한, 도 26의 A는 도체층(A)을, 도 26의 B는 도체층(B)을 도시하고 있다. 도 26에서의 좌표계는, 횡방향을 X축, 종방향을 Y축, XY평면에 대해 수직한 방향을 Z축으로 한다.
제5의 구성례에서의 도체층(A)은, 망목형상 도체(241)로 이루어진다. 망목형상 도체(241)는, 제4의 구성례(도 25)에서의 도체층(A)을 이루는 망목형상 도체(231)를 Y방향으로 도체 주기(FYA)/2만큼 이동한 것이다. 망목형상 도체(241)는, 예를 들면, GND나 마이너스 전원에 접속되는 배선(Vss 배선)이다.
제5의 구성례에서의 도체층(B)은, 망목형상 도체(242)로 이루어진다. 망목형상 도체(242)는, 제4의 구성례(도 25)에서의 도체층(B)을 이루는 망목형상 도체(232)와 같은 형상을 갖기 때문에, 그 설명은 생략한다. 망목형상 도체(242)는, 예를 들면, 플러스 전원에 접속되는 배선(Vdd 배선)이다.
또한, 망목형상 도체(241)와 망목형상 도체(242)는, 이하의 관계를 충족시키는 것이 바람직하다.
도체폭(WXA)=도체폭(WYA)=도체폭(WXB)=도체폭(WYB)
간극폭(GXA)=간극폭(GYA)=간극폭(GXB)=간극폭(GYB)
단부폭(EXA)=단부폭(EYB)
도체 주기(FXA)=도체 주기(FYA)=도체 주기(FXB)=도체 주기(FYB)
도체폭(WYA)=2×중복폭+간극폭(GYA), 도체폭(WXA)=2×중복폭+간극폭(GXA)
도체폭(WYB)=2×중복폭+간극폭(GYB), 도체폭(WXB)=2×중복폭+간극폭(GXB)
여기서, 중복폭이란, 도체층(A)의 망목형상 도체(241)와, 도체층(B)의 망목형상 도체(242)를 겹쳐서 배치한 경우에, 도체부분이 중복되는 중복 부분의 폭이다.
도 26의 C는, 도 26의 A와 B에 각각 도시한 도체층(A 및 B)을 포토 다이오드(141) 측(이면측)에서 본 상태를 도시하고 있다. 단, 도 26의 C에서 사선이 교차하는 해칭의 영역(243)은, 도체층(A)의 망목형상 도체(241)와, 도체층(B)의 망목형상 도체(242)가 중복되는 영역을 도시하고 있다. 제5의 구성례인 경우, 도체층(A) 또는 도체층(B)의 적어도 일방에 의해 능동 소자군(167)이 덮여 있게 되기 때문에, 능동 소자군(167)으로부터의 핫 캐리어 발광을 차광할 수 있다.
또한, 제5의 구성례인 경우, 망목형상 도체(241)와 망목형상 도체(242)의 중복되는 영역(243)이 X방향으로 연결된다. 망목형상 도체(241)와 망목형상 도체(242)의 중복되는 영역(243)에서는, 망목형상 도체(241)와 망목형상 도체(242)에 서로 극성이 다른 전류가 흐르기 때문에, 영역(243)로부터 생기는 자계가 서로 지워지게 된다. 따라서, 영역(243) 부근에서의 유도성 노이즈의 발생을 억제할 수 있다.
제5의 구성례에, 도 23에 도시한 경우와 마찬가지로 전류가 흐르는 경우, Vss 배선인 망목형상 도체(241)와, Vdd 배선인 망목형상 도체(242) 사이에는, 망목형상 도체(241 및 242)가 배치된 단면에서, 망목형상 도체(241 및 242)(의 단면)를 포함하여 형성되는, 루프면이 X축에 거의 수직한 도체 루프 및 루프면이 Y축에 거의 수직한 도체 루프에 의해, 개략 X방향 및 개략 Y방향의 자속이 발생하기 쉽게 된다.
<제6의 구성례>
다음에, 도 27은, 도체층(A 및 B)의 제6의 구성례를 도시하고 있다. 또한, 도 27의 A는 도체층(A)을, 도 27의 B는 도체층(B)을 도시하고 있다. 도 27에서 좌표계는, 횡방향을 X축, 종방향을 Y축, XY평면에 대해 수직한 방향을 Z축으로 한다.
제6의 구성례에서의 도체층(A)은, 망목형상 도체(251)로 이루어진다. 망목형상 도체(251)는, 제4의 구성례(도 25)에서의 도체층(A)을 이루는 망목형상 도체(231)와 같은 형상을 갖기 때문에, 그 설명은 생략한다. 망목형상 도체(251)는, 예를 들면, GND나 마이너스 전원에 접속되는 배선(Vss 배선)이다.
제6의 구성례에서의 도체층(B)은, 망목형상 도체(252)로 이루어진다. 망목형상 도체(252)는, 제4의 구성례(도 25)에서의 도체층(B)을 이루는 망목형상 도체(232)를 X방향으로 도체 주기(FXB)/2만큼 이동한 것이다. 망목형상 도체(252)는, 예를 들면, 플러스 전원에 접속되는 배선(Vdd 배선)이다.
또한, 망목형상 도체(251)와 망목형상 도체(252)는, 이하의 관계를 충족시키는 것이 바람직하다.
도체폭(WXA)=도체폭(WYA)=도체폭(WXB)=도체폭(WYB)
간극폭(GXA)=간극폭(GYA)=간극폭(GXB)=간극폭(GYB)
단부폭(EXA)=단부폭(EYB)
도체 주기(FXA)=도체 주기(FYA)=도체 주기(FXB)=도체 주기(FYB)
도체폭(WYA)=2×중복폭+간극폭(GYA), 도체폭(WXA)=2×중복폭+간극폭(GXA)
도체폭(WYB)=2×중복폭+간극폭(GYB), 도체폭(WXB)=2×중복폭+간극폭(GXB)
여기서, 중복폭이란, 도체층(A)의 망목형상 도체(251)와, 도체층(B)의 망목형상 도체(252)를 겹쳐서 배치한 경우에, 도체부분이 중복되는 중복 부분의 폭이다.
도 27의 C는, 도 27의 A와 B에 각각 도시한 도체층(A 및 B)을 포토 다이오드(141) 측(이면측)에서 본 상태를 도시하고 있다. 단, 도 27의 C에서 사선이 교차하는 해칭의 영역(253)은, 도체층(A)의 망목형상 도체(251)와, 도체층(B)의 망목형상 도체(252)가 중복되는 영역을 도시하고 있다. 제6의 구성례인 경우, 도체층(A) 또는 도체층(B)의 적어도 일방에 의해 능동 소자군(167)이 덮여 있게 되기 때문에, 능동 소자군(167)으로부터의 핫 캐리어 발광을 차광할 수 있다.
제6의 구성례에, 도 23에 도시한 경우와 마찬가지로 전류가 흐르는 경우, Vss 배선인 망목형상 도체(251)와, Vdd 배선인 망목형상 도체(252) 사이에는, 망목형상 도체(251 및 252)가 배치된 단면에서, 망목형상 도체(251 및 252)(의 단면)를 포함하여 형성되는, 루프면이 X축에 거의 수직한 도체 루프 및 루프면이 Y축에 거의 수직한 도체 루프에 의해, 개략 X방향 및 개략 Y방향의 자속이 발생하기 쉽게 된다.
또한, 제6의 구성례인 경우, 망목형상 도체(251)와 망목형상 도체(252)가 중복되는 영역(253)이 Y방향으로 연결된다. 이 망목형상 도체(251)와 망목형상 도체(252)의 중복되는 영역(253)에서는, 망목형상 도체(251)와 망목형상 도체(252)에 서로 극성이 다른 전류가 흐르기 때문에, 영역(253)로부터 생기는 자계가 서로 지워지게 된다. 따라서, 영역(253) 부근에서의 유도성 노이즈의 발생을 억제할 수 있다.
<제4 내지 제6의 구성례의 시뮬레이션 결과>
도 28은, 제4 내지 제6의 구성례(도 25 내지 도 27)를 고체 촬상 장치(100)에 적용한 경우의 시뮬레이션 결과로서, 화상에 유도성 노이즈를 발생시키는 유도 기전력의 변화를 도시하고 있다. 또한, 제4 내지 제6의 구성례에 흐르는 전류 조건은, 도 23에 도시한 경우와 마찬가지로 한다. 도 28의 횡축은 화상의 X축 좌표, 종축은 유도 기전력의 크기를 나타내고 있다.
도 28의 A에서의 실선(L52)은, 제4의 구성례(도 25)에 대응하는 것이고, 점선(L1)은 제1의 비교례(도 9)에 대응하는 것이다. 실선(L52)과 점선(L1)을 비교하여 분명한 바와 같이, 제4의 구성례는, 제1의 비교례에 비하여, Victim 도체 루프에 생기게 하는 유도 기전력의 변화를 억제할 수 있고, 유도성 노이즈를 억제할 수 있음을 알 수 있다.
도 28의 B에서의 실선(L53)은, 제5의 구성례(도 26)에 대응하는 것이고, 점선(L1)은 제1의 비교례(도 9)에 대응하는 것이다. 실선(L53)과 점선(L1)을 비교하여 분명한 바와 같이, 제5의 구성례는, 제1의 비교례에 비하여, Victim 도체 루프에 생기게 하는 유도 기전력의 변화를 억제할 수 있고, 유도성 노이즈를 억제할 수 있음을 알 수 있다.
도 28의 C에서의 실선(L54)은, 제6의 구성례(도 27)에 대응하는 것이고, 점선(L1)은 제1의 비교례(도 9)에 대응하는 것이다. 실선(L54)과 점선(L1)을 비교하여 분명한 바와 같이, 제6의 구성례는, 제1의 비교례에 비하여, Victim 도체 루프에 생기게 하는 유도 기전력의 변화를 억제할 수 있고, 유도성 노이즈를 억제할 수 있음을 알 수 있다.
또한, 실선(L52 내지 L54)을 비교하여 분명한 바와 같이, 제6의 구성례는, 제4의 구성례 및 제5의 구성례에 비하여, Victim 도체 루프에 생기게 하는 유도 기전력의 변화를 보다 억제할 수 있고, 유도성 노이즈를 보다 억제할 수 있음을 알 수 있다.
<제7의 구성례>
다음에, 도 29는, 도체층(A 및 B)의 제7의 구성례를 도시하고 있다. 또한, 도 29의 A는 도체층(A)을, 도 29의 B는 도체층(B)을 도시하고 있다. 도 29에서 좌표계는, 횡방향을 X축, 종방향을 Y축, XY평면에 대해 수직한 방향을 Z축으로 한다.
제7의 구성례에서의 도체층(A)은, 면형상 도체(261)로 이루어진다. 면형상 도체(261)는, 예를 들면, GND나 마이너스 전원에 접속되는 배선(Vss 배선)이다.
제7의 구성례에서의 도체층(B)은, 망목형상 도체(262)와 중계(中繼) 도체(301)로 이루어진다. 망목형상 도체(262)는, 제3의 구성례(도 22)에서의 도체층(B)의 망목형상 도체(222)와 같은 형상을 갖기 때문에, 그 설명은 생략한다. 망목형상 도체(262)는, 예를 들면, 플러스 전원에 접속되는 배선(Vdd 배선)이다.
중계 도체(다른 도체)(301)는, 망목형상 도체(262)의 도체가 아닌 간극 영역에 배치되고 망목형상 도체(262)와 전기적으로 절연되어 있고, 도체층(A)의 면형상 도체(261)가 접속된 Vss에 접속된다.
중계 도체(301)의 형상은 임의이고, 회전 대칭 또는 경면(鏡面) 대칭 등과 같이 대칭의 원형 또는 다각형이 바람직하다. 중계 도체(301)는, 망목형상 도체(262)의 간극 영역의 중앙 그 밖의 임의의 위치에 배치할 수 있다. 중계 도체(301)는, 도체층(A)과는 다른 Vss 배선으로서의 도체층에 접속되도록 하여도 좋다. 중계 도체(301)는, 도체층(B)보다도 능동 소자군(167)에 가까운 측의 Vss 배선으로서의 도체층에 접속되도록 하여도 좋다. 중계 도체(301)는, Z방향으로 연신된 도체 비아(VIA)를 통하여, 도체층(A)과는 다른 도체층이나, 도체층(B)보다도 능동 소자군(167)에 가까운 측의 도체층 등에 접속할 수 있다.
도 29의 C는, 도 29의 A와 B에 각각 도시한 도체층(A 및 B)을 포토 다이오드(141) 측(이면측)에서 본 상태를 도시하고 있다. 단, 도 29의 C에서 사선이 교차하는 해칭의 영역(263)은, 도체층(A)의 면형상 도체(261)와, 도체층(B)의 망목형상 도체(262)가 중복되는 영역을 도시하고 있다. 제7의 구성례인 경우, 도체층(A) 또는 도체층(B)의 적어도 일방에 의해 능동 소자군(167)이 덮여 있게 되기 때문에, 능동 소자군(167)으로부터의 핫 캐리어 발광을 차광할 수 있다.
또한, 제7의 구성례인 경우, 중계 도체(301)를 마련함에 의해, Vss 배선인 면형상 도체(261)를 개략 최단 거리 또는 단거리로 능동 소자군(167)과 접속할 수 있다. 면형상 도체(261)와 능동 소자군(167)을 개략 최단 거리 또는 단거리로 접속함에 의해, 면형상 도체(261)와 능동 소자군(167) 사이의 전압 강하, 에너지 손실, 또는, 유도성 노이즈를 저감할 수 있다.
도 30은, 제7의 구성례(도 29)에 흐르는 전류 조건을 도시하는 도면이다.
도체층(A)을 구성하는 면형상 도체(261)와, 도체층(B)을 구성하는 망목형상 도체(262)에 대해서는, 단부에서는 균등하게 AC 전류가 흐르는 것으로 한다. 단, 전류 방향은, 시간에 따라 변화하고, 예를 들면, Vdd 배선인 망목형상 도체(262)에, 전류가, 도면의 상측부터 하측으로 흐를 때, Vss 배선인 면형상 도체(261)에, 전류가, 도면의 하측부터 상측으로 흐르는 것으로 한다.
제7의 구성례에, 도 30에 도시한 바와 같이 전류가 흐르는 경우, Vss 배선인 면형상 도체(261)와, Vdd 배선인 망목형상 도체(262) 사이에는, 면형상 도체(261)와 망목형상 도체(262)가 배치된 단면에서, 면형상 도체(261)와 망목형상 도체(262)(의 단면)를 포함하여 형성되는, 루프면이 X축에 거의 수직한 도체 루프 및 루프면이 Y축에 거의 수직한 도체 루프에 의해, 개략 X방향 및 개략 Y방향의 자속이 발생하기 쉽게 된다.
한편, 도체층(A 및 B)으로 이루어지는 차광 구조(151)가 형성된 제2의 반도체 기판(102)에 적층된 제1의 반도체 기판(101)의 화소 어레이(121)에서는, 신호선(132)과 제어선(133)으로 이루어지는 Victim 도체 루프가 XY평면에 형성된다. XY평면에 형성된 Victim 도체 루프는, Z방향의 자속에 의해 유도 기전력이 생기기 쉽고, 유도 기전력의 변화가 클수록, 고체 촬상 장치(100)로부터 출력되는 화상이 악화하게(유도성 노이즈가 증가하게) 된다.
또한, 화소 어레이(121)에서 선택 화소가 이동됨에 의해, 신호선(132)과 제어선(133)으로 이루어지는 Victim 도체 루프의 실효적인 치수가 변화되면, 유도 기전력의 변화가 현저해진다.
제7의 구성례인 경우, 도체층(A 및 B)으로 이루어지는 차광 구조(151)의 Aggressor 도체 루프의 루프면에서 생기는 자속의 방향(개략 X방향이나 개략 Y방향)과, Victim 도체 루프에 유도 기전력을 발생시키는 자속의 방향(Z방향)이 개략 직교하여 개략 90도 다르다. 환언하면, Aggressor 도체 루프로부터 자속이 발생하는 루프면의 방향과, Victim 도체 루프에 유도 기전력을 발생시키는 루프면의 방향이 개략 90도 다르다. 그때문에, 고체 촬상 장치(100)로부터 출력되는 화상의 악화(유도성 노이즈의 발생)는, 제1의 비교례와 비교하여 적은 것이 예상된다.
도 31은, 제7의 구성례(도 29)를, 고체 촬상 장치(100)에 적용한 경우에 생기는 유도성 노이즈의 시뮬레이션 결과를 도시하고 있다.
도 31의 A는, 고체 촬상 장치(100)로부터 출력되는, 유도성 노이즈가 생길 수 있는 화상을 도시하고 있다. 도 31의 B는, 도 31의 A에 도시한 화상의 선분(X1-X2)에서의 화소 신호의 변화를 도시하고 있다. 도 31의 C는, 화상에 유도성 노이즈를 발생시킨 유도 기전력을 나타내는 실선(L61)을 도시하고 있다. 도 31의 C의 횡축은 화상의 X축 좌표, 종축은 유도 기전력의 크기를 나타내고 있다. 또한, 도 31의 C의 점선(L51)은, 제3의 구성례(도 22)에 대응하는 것이다.
도 31의 C에 도시한 실선(L61)과 점선(L51)을 비교하여 분명한 바와 같이, 제7의 구성례는, 제3의 구성례에 비하여, Victim 도체 루프에 생기게 하는 유도 기전력의 변화를 악화시키지 않음을 알 수 있다. 즉, 도체층(B)의 망목형상 도체(262)의 간극에 중계 도체(301)가 배치된 제7의 구성례라도, 고체 촬상 장치(100)로부터 출력되는 화상에서의 유도성 노이즈의 발생을, 제3의 구성례와 같은 정도로 억제할 수 있다. 단, 이 시뮬레이션 결과는, 면형상 도체(261)가 능동 소자군(167)과 접속되지 않고, 또한, 망목형상 도체(262)가 능동 소자군(167)과 접속되지 않은 경우의 시뮬레이션 결과이다. 예를 들면, 면형상 도체(261)와 능동 소자군(167)의 적어도 일부가 도체 비아 등을 통하여 개략 최단 거리 또는 단거리로 접속되어 있는 경우나, 망목형상 도체(262)와 능동 소자군(167)의 적어도 일부가 도체 비아 등을 통하여 개략 최단 거리 또는 단거리로 접속되어 있는 경우에는, 면형상 도체(261)나 망목형상 도체(262)에 흐르는 전류량이 위치에 응하여 서서히 작아진다. 이와 같은 경우에는, 중계 도체(301)를 마련함에 의해, 전압 강하나 에너지 손실이나 유도성 노이즈가 반분 이하로 대폭적으로 개선되는 조건도 있다.
<제8의 구성례>
다음에, 도 32는, 도체층(A 및 B)의 제8의 구성례를 도시하고 있다. 또한, 도 32의 A는 도체층(A)을, 도 32의 B는 도체층(B)을 도시하고 있다. 도 32에서의 좌표계는, 횡방향을 X축, 종방향을 Y축, XY평면에 대해 수직한 방향을 Z축으로 한다.
제8의 구성례에서의 도체층(A)은, 망목형상 도체(271)로 이루어진다. 망목형상 도체(271)는, 제4의 구성례(도 25)에서의 도체층(A)의 망목형상 도체(231)와 같은 형상을 갖기 때문에, 그 설명은 생략한다. 망목형상 도체(271)는, 예를 들면, GND나 마이너스 전원에 접속되는 배선(Vss 배선)이다.
제8의 구성례에서의 도체층(B)은, 망목형상 도체(272)와 중계 도체(302)로 이루어진다. 망목형상 도체(272)는, 제4의 구성례(도 25)에서의 도체층(B)의 망목형상 도체(232)와 같은 형상을 갖기 때문에, 그 설명은 생략한다. 망목형상 도체(232)는, 예를 들면, 플러스 전원에 접속되는 배선(Vdd 배선)이다.
중계 도체(다른 도체)(302)는, 망목형상 도체(272)의 도체가 아닌 간극 영역에 배치되고, 망목형상 도체(272)와 전기적으로 절연되어 있고, 도체층(A)의 망목형상 도체(271)가 접속된 Vss에 접속된다.
또한, 중계 도체(302)의 형상은 임의이고, 회전 대칭 또는 경면 대칭 등과 같이 대칭의 원형 또는 다각형이 바람직하다. 중계 도체(302)는, 망목형상 도체(272)의 간극 영역의 중앙 그 밖의 임의의 위치에 배치할 수 있다. 중계 도체(302)는, 도체층(A)과는 다른 Vss 배선으로서의 도체층에 접속되도록 하여도 좋다. 중계 도체(302)는, 도체층(B)보다도 능동 소자군(167)에 가까운 측의 Vss 배선으로서의 도체층에 접속되도록 하여도 좋다. 중계 도체(302)는, Z방향으로 연신된 도체 비아(VIA)를 통하여, 도체층(A)과는 다른 도체층이나, 도체층(B)보다도 능동 소자군(167)에 가까운 측의 도체층 등에 접속할 수 있다.
도 32의 C는, 도 32의 A와 B에 각각 도시한 도체층(A 및 B)을 포토 다이오드(141) 측(이면측)에서 본 상태를 도시하고 있다. 단, 도 32의 C에서 사선이 교차하는 해칭의 영역(273)은, 도체층(A)의 망목형상 도체(271)와, 도체층(B)의 망목형상 도체(272)가 중복되는 영역을 도시하고 있다. 제8의 구성례인 경우, 도체층(A) 또는 도체층(B)의 적어도 일방에 의해 능동 소자군(167)이 덮여 있게 되기 때문에, 능동 소자군(167)으로부터의 핫 캐리어 발광을 차광할 수 있다.
제8의 구성례에, 도 30에 도시한 경우와 마찬가지로 전류가 흐르는 경우, Vss 배선인 망목형상 도체(271)와, Vdd 배선인 망목형상 도체(272) 사이에는, 망목형상 도체(271 및 272)가 배치된 단면에서, 망목형상 도체(271 및 272)(의 단면)를 포함하여 형성되는, 루프면이 X축에 거의 수직한 도체 루프 및 루프면이 Y축에 거의 수직한 도체 루프에 의해, 개략 X방향 및 개략 Y방향의 자속이 발생하기 쉽게 된다.
또한, 제8의 구성례인 경우, 중계 도체(302)를 마련함에 의해, Vss 배선인 망목형상 도체(271)를 개략 최단 거리 또는 단거리로 능동 소자군(167)과 접속할 수 있다. 망목형상 도체(271)와 능동 소자군(167)을 개략 최단 거리 또는 단거리로 접속함에 의해, 망목형상 도체(271)와 능동 소자군(167) 사이의 전압 강하, 에너지 손실, 또는, 유도성 노이즈를 저감할 수 있다.
<제9의 구성례>
다음에, 도 33은, 도체층(A 및 B)의 제9의 구성례를 도시하고 있다. 또한, 도 33의 A는 도체층(A)을, 도 33의 B는 도체층(B)을 도시하고 있다. 도 33에서 좌표계는, 횡방향을 X축, 종방향을 Y축, XY평면에 대해 수직한 방향을 Z축으로 한다.
제9의 구성례에서의 도체층(A)은, 망목형상 도체(281)로 이루어진다. 망목형상 도체(281)는, 제5의 구성례(도 26)에서의 도체층(A)의 망목형상 도체(241)와 같은 형상을 갖기 때문에, 그 설명은 생략한다. 망목형상 도체(281)는, 예를 들면, GND나 마이너스 전원에 접속되는 배선(Vss 배선)이다.
제9의 구성례에서의 도체층(B)은, 망목형상 도체(282)와 중계 도체(303)로 이루어진다. 망목형상 도체(282)는, 제5의 구성례(도 26)에서의 도체층(B)의 망목형상 도체(242)와 같은 형상을 갖기 때문에, 그 설명은 생략한다. 망목형상 도체(282)는, 예를 들면, 플러스 전원에 접속되는 배선(Vdd 배선)이다.
중계 도체(다른 도체)(303)는, 망목형상 도체(282)의 도체가 아닌 간극 영역에 배치되고, 망목형상 도체(282)와 전기적으로 절연되어 있고, 도체층(A)의 망목형상 도체(281)가 접속된 Vss에 접속된다.
또한, 중계 도체(303)의 형상은 임의이고, 회전 대칭 또는 경면 대칭 등과 같이 대칭의 원형 또는 다각형이 바람직하다. 중계 도체(303)는, 망목형상 도체(282)의 간극 영역의 중앙 그 밖의 임의의 위치에 배치할 수 있다. 중계 도체(303)는, 도체층(A)과는 다른 Vss 배선으로서의 도체층에 접속되도록 하여도 좋다. 중계 도체(303)는, 도체층(B)보다도 능동 소자군(167)에 가까운 측의 Vss 배선으로서의 도체층에 접속되도록 하여도 좋다. 중계 도체(303)는, Z방향으로 연신된 도체 비아(VIA)를 통하여, 도체층(A)과는 다른 도체층이나, 도체층(B)보다도 능동 소자군(167)에 가까운 측의 도체층 등에 접속할 수 있다.
도 33의 C는, 도 33의 A와 B에 각각 도시한 도체층(A 및 B)을 포토 다이오드(141) 측(이면측)에서 본 상태를 도시하고 있다. 단, 도 33의 C에서 사선이 교차하는 해칭의 영역(283)은, 도체층(A)의 망목형상 도체(281)와, 도체층(B)의 망목형상 도체(282)가 중복되는 영역을 도시하고 있다. 제9의 구성례인 경우, 도체층(A) 또는 도체층(B)의 적어도 일방에 의해 능동 소자군(167)이 덮여 있게 되기 때문에, 능동 소자군(167)으로부터의 핫 캐리어 발광을 차광할 수 있다.
제9의 구성례에, 도 30에 도시한 경우와 마찬가지로 전류가 흐르는 경우, Vss 배선인 망목형상 도체(281)와, Vdd 배선인 망목형상 도체(282) 사이에는, 망목형상 도체(281 및 282)가 배치된 단면에서, 망목형상 도체(281 및 282)(의 단면)를 포함하여 형성되는, 루프면이 X축에 거의 수직한 도체 루프 및 루프면이 Y축에 거의 수직한 도체 루프에 의해, 개략 X방향 및 개략 Y방향의 자속이 발생하기 쉽게 된다.
또한, 제9의 구성례인 경우, 중계 도체(303)를 마련함에 의해, Vss 배선인 망목형상 도체(281)를 개략 최단 거리 또는 단거리로 능동 소자군(167)과 접속할 수 있다. 망목형상 도체(281)와 능동 소자군(167)을 개략 최단 거리 또는 단거리로 접속함에 의해, 망목형상 도체(281)와 능동 소자군(167) 사이의 전압 강하, 에너지 손실, 또는, 유도성 노이즈를 저감할 수 있다.
<제10의 구성례>
다음에, 도 34는, 도체층(A 및 B)의 제10의 구성례를 도시하고 있다. 또한, 도 34의 A는 도체층(A)을, 도 34의 B는 도체층(B)을 도시하고 있다. 도 34에서 좌표계는, 횡방향을 X축, 종방향을 Y축, XY평면에 대해 수직한 방향을 Z축으로 한다.
제10의 구성례에서의 도체층(A)은, 망목형상 도체(291)로 이루어진다. 망목형상 도체(291)는, 제6의 구성례(도 27)에서의 도체층(A)의 망목형상 도체(251)와 같은 형상을 갖기 때문에, 그 설명은 생략한다. 망목형상 도체(291)는, 예를 들면, GND나 마이너스 전원에 접속되는 배선(Vss 배선)이다.
제10의 구성례에서의 도체층(B)은, 망목형상 도체(292)와 중계 도체(304)로 이루어진다. 망목형상 도체(292)는, 제6의 구성례(도 27)에서의 도체층(B)의 망목형상 도체(252)와 같은 형상을 갖기 때문에, 그 설명은 생략한다. 망목형상 도체(292)는, 예를 들면, 플러스 전원에 접속되는 배선(Vdd 배선)이다.
중계 도체(다른 도체)(304)는, 망목형상 도체(292)의 도체가 아닌 간극 영역에 배치되고, 망목형상 도체(292)와 전기적으로 절연되어 있고, 도체층(A)의 망목형상 도체(291)가 접속된 Vss에 접속된다.
또한, 중계 도체(304)의 형상은 임의이고, 회전 대칭 또는 경면 대칭 등과 같이 대칭의 원형 또는 다각형이 바람직하다. 중계 도체(304)는, 망목형상 도체(292)의 간극 영역의 중앙 그 밖의 임의의 위치에 배치할 수 있다. 중계 도체(304)는, 도체층(A)과는 다른 Vss 배선으로서의 도체층에 접속되도록 하여도 좋다. 중계 도체(304)는, 도체층(B)보다도 능동 소자군(167)에 가까운 측의 Vss 배선으로서의 도체층에 접속되도록 하여도 좋다. 중계 도체(304)는, Z방향으로 연신된 도체 비아(VIA)를 통하여, 도체층(A)과는 다른 도체층이나, 도체층(B)보다도 능동 소자군(167)에 가까운 측의 도체층 등에 접속할 수 있다.
도 34의 C는, 도 34의 A와 B에 각각 도시한 도체층(A 및 B)을 포토 다이오드(141) 측(이면측)에서 본 상태를 도시하고 있다. 단, 도 34의 C에서 사선이 교차하는 해칭의 영역(293)은, 도체층(A)의 망목형상 도체(291)와, 도체층(B)의 망목형상 도체(292)가 중복되는 영역을 도시하고 있다. 제10의 구성례인 경우, 도체층(A) 또는 도체층(B)의 적어도 일방에 의해 능동 소자군(167)이 덮여 있게 되기 때문에, 능동 소자군(167)으로부터의 핫 캐리어 발광을 차광할 수 있다.
제10의 구성례에, 도 30에 도시한 경우와 마찬가지로 전류가 흐르는 경우, Vss 배선인 망목형상 도체(291)와, Vdd 배선인 망목형상 도체(292) 사이에는, 망목형상 도체(291 및 292)가 배치된 단면에서, 망목형상 도체(291 및 292)(의 단면)를 포함하여 형성되는, 루프면이 X축에 거의 수직한 도체 루프 및 루프면이 Y축에 거의 수직한 도체 루프에 의해, 개략 X방향 및 개략 Y방향의 자속이 발생하기 쉽게 된다.
또한, 제10의 구성례인 경우, 중계 도체(304)를 마련함에 의해, Vss 배선인 망목형상 도체(291)를 개략 최단 거리 또는 단거리로 능동 소자군(167)과 접속할 수 있다. 망목형상 도체(291)와 능동 소자군(167)을 개략 최단 거리 또는 단거리로 접속함에 의해, 망목형상 도체(291)와 능동 소자군(167) 사이의 전압 강하, 에너지 손실, 또는, 유도성 노이즈를 저감할 수 있다.
<제8 내지 제10의 구성례의 시뮬레이션 결과>
도 35는, 제8 내지 제10의 구성례(도 32 내지 도 34)를 고체 촬상 장치(100)에 적용한 경우의 시뮬레이션 결과로서, 화상에 유도성 노이즈를 발생시키는 유도 기전력의 변화를 도시하고 있다. 또한, 제8 내지 제10의 구성례에 흐르는 전류 조건은, 도 30에 도시한 경우와 마찬가지로 한다. 도 35의 횡축은 화상의 X축 좌표, 종축은 유도 기전력의 크기를 나타내고 있다.
도 35의 A에서의 실선(L62)은, 제8의 구성례(도 32)에 대응하는 것이고, 점선(L52)은, 제4의 구성례(도 25)에 대응하는 것이다. 실선(L62)과 점선(L52)을 비교하여 분명한 바와 같이, 제8의 구성례는, 제4의 구성례에 비하여, Victim 도체 루프에 생기게 하는 유도 기전력의 변화를 악화시키지 않음을 알 수 있다. 즉, 도체층(B)의 망목형상 도체(272)의 간극에 중계 도체(302)가 배치된 제8의 구성례라도, 고체 촬상 장치(100)로부터 출력되는 화상에서의 유도성 노이즈의 발생을 제4의 구성례와 같은 정도로 억제할 수 있다. 단, 이 시뮬레이션 결과는, 망목형상 도체(271)가 능동 소자군(167)과 접속되지 않고, 또한, 망목형상 도체(272)가 능동 소자군(167)과 접속되지 않은 경우의 시뮬레이션 결과이다. 예를 들면, 망목형상 도체(271)와 능동 소자군(167)의 적어도 일부가 도체 비아 등을 통하여 개략 최단 거리 또는 단거리로 접속되어 있는 경우나, 망목형상 도체(272)와 능동 소자군(167)의 적어도 일부가 도체 비아 등을 통하여 개략 최단 거리 또는 단거리로 접속되어 있는 경우에는, 망목형상 도체(271)나 망목형상 도체(272)에 흐르는 전류량이 위치에 응하여 서서히 작아진다. 이와 같은 경우에는, 중계 도체(302)를 마련함에 의해, 전압 강하나 에너지 손실이나 유도성 노이즈가 반분 이하로 대폭적으로 개선되는 조건도 있다.
도 35의 B에서의 실선(L63)은, 제9의 구성례(도 33)에 대응하는 것이고, 점선(L53)은, 제5의 구성례(도 26)에 대응하는 것이다. 실선(L63)과 점선(L53)을 비교하여 분명한 바와 같이, 제9의 구성례는, 제5의 구성례에 비하여, Victim 도체 루프에 생기게 하는 유도 기전력의 변화를 악화시키지 않음을 알 수 있다. 즉, 도체층(B)의 망목형상 도체(282)의 간극에 중계 도체(303)가 배치된 제9의 구성례라도, 고체 촬상 장치(100)로부터 출력되는 화상에서의 유도성 노이즈의 발생을 제5의 구성례와 같은 정도로 억제할 수 있다. 단, 이 시뮬레이션 결과는, 망목형상 도체(281)가 능동 소자군(167)과 접속되지 않고, 또한, 망목형상 도체(282)가 능동 소자군(167)과 접속되지 않은 경우의 시뮬레이션 결과이다. 예를 들면, 망목형상 도체(281)와 능동 소자군(167)의 적어도 일부가 도체 비아 등을 통하여 개략 최단 거리 또는 단거리로 접속되어 있는 경우나, 망목형상 도체(282)와 능동 소자군(167)의 적어도 일부가 도체 비아 등을 통하여 개략 최단 거리 또는 단거리로 접속되어 있는 경우에는, 망목형상 도체(281)나 망목형상 도체(282)에 흐르는 전류량이 위치에 응하여 서서히 작아진다. 이와 같은 경우에는, 중계 도체(303)를 마련함에 의해, 전압 강하나 에너지 손실이나 유도성 노이즈가 반분 이하로 대폭적으로 개선되는 조건도 있다.
도 35의 C에서의 실선(L64)은, 제10의 구성례(도 34)에 대응하는 것이고, 점선(L54)은, 제6의 구성례(도 27)에 대응하는 것이다. 실선(L64)과 점선(L54)을 비교하여 분명한 바와 같이, 제10의 구성례는, 제6의 구성례에 비하여, Victim 도체 루프에 생기게 하는 유도 기전력의 변화를 악화시키지 않음을 알 수 있다. 즉, 도체층(B)의 망목형상 도체(292)의 간극에 중계 도체(304)가 배치된 제10의 구성례라도, 고체 촬상 장치(100)로부터 출력되는 화상에서의 유도성 노이즈의 발생을 제6의 구성례와 같은 정도로 억제할 수 있다. 단, 이 시뮬레이션 결과는, 망목형상 도체(291)가 능동 소자군(167)과 접속되지 않고, 또한, 망목형상 도체(292)가 능동 소자군(167)과 접속되지 않은 경우의 시뮬레이션 결과이다. 예를 들면, 망목형상 도체(291)와 능동 소자군(167)의 적어도 일부가 도체 비아 등을 통하여 개략 최단 거리 또는 단거리로 접속되어 있는 경우나, 망목형상 도체(292)와 능동 소자군(167)의 적어도 일부가 도체 비아 등을 통하여 개략 최단 거리 또는 단거리로 접속되어 있는 경우에는, 망목형상 도체(291)나 망목형상 도체(292)에 흐르는 전류량이 위치에 응하여 서서히 작아진다. 이와 같은 경우에는, 중계 도체(304)를 마련함에 의해, 전압 강하나 에너지 손실이나 유도성 노이즈가 반분 이하로 대폭적으로 개선되는 조건도 있다.
또한, 실선(L62 내지 L64)을 비교하여 분명한 바와 같이, 제10의 구성례는, 제8의 구성례 및 제9의 구성례에 비하여, Victim 도체 루프에 생기게 하는 유도 기전력의 변화를 보다 억제할 수 있고, 유도성 노이즈를 보다 억제할 수 있음을 알 수 있다.
<제11의 구성례>
다음에, 도 36은, 도체층(A 및 B)의 제11의 구성례를 도시하고 있다. 또한, 도 36의 A는 도체층(A)을, 도 36의 B는 도체층(B)을 도시하고 있다. 도 36에서의 좌표계는, 횡방향을 X축, 종방향을 Y축, XY평면에 대해 수직한 방향을 Z축으로 한다.
제11의 구성례에서의 도체층(A)은, X방향(제1의 방향)의 저항치와 Y방향(제2의 방향)의 저항치가 다른 망목형상 도체(311)로 이루어진다. 망목형상 도체(311)는, 예를 들면, GND나 마이너스 전원에 접속되는 배선(Vss 배선)이다.
망목형상 도체(311)에서의 X방향의 도체폭을 WXA, 간극폭을 GXA, 도체 주기를 FXA(=도체폭(WXA)+간극폭(GXA)), 단부폭을 EXA(=도체폭(WXA)/2)로 한다. 또한, 망목형상 도체(311)에서의 Y방향의 도체폭을 WYA, 간극폭을 GYA, 도체 주기를 FYA(=도체폭(WYA)+간극폭(GYA)), 단부폭을 EYA(=도체폭(WYA)/2)로 한다. 망목형상 도체(311)에서는, 간극폭(GYA)>간극폭(GXA)이 충족된다. 따라서 망목형상 도체(311)의 간극 영역은, Y방향이 X방향보다도 길다란 형상을 갖고 있고, X방향과 Y방향에서 저항치가 다르고, Y방향의 저항치가 X방향의 저항치보다도 작아진다.
제11의 구성례에서의 도체층(B)은, X방향의 저항치와 Y방향의 저항치가 다른 망목형상 도체(312)로 이루어진다. 망목형상 도체(312)는, 예를 들면, 플러스 전원에 접속되는 배선(Vdd 배선)이다.
망목형상 도체(312)에서의 X방향의 도체폭을 WXB, 간극폭을 GXB, 도체 주기를 FXB(=도체폭(WXB)+간극폭(GXB))로 한다. 또한, 망목형상 도체(312)에서의 Y방향의 도체폭을 WYB, 간극폭을 GYB, 도체 주기를 FYB(=도체폭(WYB)+간극폭(GYB)), 단부폭을 EYB(=도체폭(WYB)/2)로 한다. 망목형상 도체(312)에서는, 간극폭(GYB)>간극폭(GXB)이 충족된다. 따라서 망목형상 도체(312)의 간극 영역은, Y방향이 X방향보다도 길다란 형상을 갖고 있고, X방향과 Y방향에서 저항치가 다르고, Y방향의 저항치가 X방향의 저항치보다도 작아진다.
또한, 망목형상 도체(311)의 시트 저항치가 망목형상 도체(312)의 시트 저항치보다도 큰 경우, 망목형상 도체(311)와 망목형상 도체(312)는, 이하의 관계를 충족시키는 것이 바람직하다.
도체폭(WYA)≥도체폭(WYB)
도체폭(WXA)≥도체폭(WXB)
간극폭(GXA)≤간극폭(GXB)
간극폭(GYA)≤간극폭(GYB)
반대로, 망목형상 도체(311)의 시트 저항치가 망목형상 도체(312)의 시트 저항치보다도 작은 경우, 망목형상 도체(311)와 망목형상 도체(312)는, 이하의 관계를 충족시키는 것이 바람직하다.
도체폭(WYA)≤도체폭(WYB)
도체폭(WXA)≤도체폭(WXB)
간극폭(GXA)≥간극폭(GXB)
간극폭(GYA)≥간극폭(GYB)
또한, 망목형상 도체(311, 312)의 시트 저항치와 도체폭에 관해서는, 이하의 관계를 충족시키는 것이 바람직하다.
(망목형상 도체(311)의 시트 저항치)/(망목형상 도체(312)의 시트 저항치)
≒ 도체폭(WYA)/도체폭(WYB)
(망목형상 도체(311)의 시트 저항치)/(망목형상 도체(312)의 시트 저항치)
≒ 도체폭(WXA)/도체폭(WXB)
본 명세서에서 개시하는 치수 관계에 관한 한정은 필수가 아니라, 망목형상 도체(311)의 전류 분포와, 망목형상 도체(312)의 전류 분포가, 개략 균등, 개략 동일, 또는, 개략 유사한 전류 분포이고, 또한, 역특성의 전류 분포가 되도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.
예를 들면, 망목형상 도체(311)의 X방향의 배선 저항과 망목형상 도체(311)의 Y방향의 배선 저항과의 비와, 망목형상 도체(312)의 X방향의 배선 저항과 망목형상 도체(312)의 Y방향의 배선 저항과의 비가, 개략 동일하게 되도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 망목형상 도체(311)의 X방향의 배선 인덕턴스와 망목형상 도체(311)의 Y방향의 배선 인덕턴스와의 비와, 망목형상 도체(312)의 X방향의 배선 인덕턴스와 망목형상 도체(312)의 Y방향의 배선 인덕턴스와의 비가, 개략 동일하게 되도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 망목형상 도체(311)의 X방향의 배선 커패시턴스와 망목형상 도체(311)의 Y방향의 배선 커패시턴스와의 비와, 망목형상 도체(312)의 X방향의 배선 커패시턴스와 망목형상 도체(312)의 Y방향의 배선 커패시턴스와의 비가, 개략 동일하게 되도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 망목형상 도체(311)의 X방향의 배선 임피던스와 망목형상 도체(311)의 Y방향의 배선 임피던스와의 비와, 망목형상 도체(312)의 X방향의 배선 임피던스와 망목형상 도체(312)의 Y방향의 배선 임피던스와의 비가, 개략 동일하게 되도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.
환언하면, (망목형상 도체(311)의 X방향의 배선 저항×망목형상 도체(312)의 Y방향의 배선 저항)≒(망목형상 도체(312)의 X방향의 배선 저항×망목형상 도체(311)의 Y방향의 배선 저항),
(망목형상 도체(311)의 X방향의 배선 인덕턴스×망목형상 도체(312)의 Y방향의 배선 인덕턴스)≒(망목형상 도체(312)의 X방향의 배선 인덕턴스×망목형상 도체(311)의 Y방향의 배선 인덕턴스),
(망목형상 도체(311)의 X방향의 배선 커패시턴스×망목형상 도체(312)의 Y방향의 배선 커패시턴스)≒(망목형상 도체(312)의 X방향의 배선 커패시턴스×망목형상 도체(311)의 Y방향의 배선 커패시턴스), 또는,
(망목형상 도체(311)의 X방향의 배선 임피던스×망목형상 도체(312)의 Y방향의 배선 임피던스)≒(망목형상 도체(312)의 X방향의 배선 임피던스×망목형상 도체(311)의 Y방향의 배선 임피던스),
의 어느 하나의 관계를 충족시키는 것이 바람직하지만, 이 관계를 충족시키는 것이 필수는 아니다.
또한, 상술한 배선 저항, 배선 인덕턴스, 배선 커패시턴스, 및, 배선 임피던스는, 각각, 도체 저항, 도체 인덕턴스, 도체 커패시턴스, 및, 도체 임피던스로, 치환 가능하다.
또한, 상술한 임피던스(Z), 저항 R, 인덕턴스(L), 커패시턴스(C)의 사이에는, 각 주파수(ω) 및 허수 단위(j)에 의해 Z=R+jωL+1÷(jωC)의 관계가 있다.
또한, 이들의 비의 관계는, 망목형상 도체(311) 및 망목형상 도체(312)의 전체로서 충족되어 있어도 좋고, 망목형상 도체(311) 및 망목형상 도체(312)에서의 일부의 범위 내에서 충족되어 있어도 좋고, 임의의 범위 내에서 충족되어 있으면 된다.
또한, 전류 분포가 개략 균등 또는 개략 동일 또는 거의 유사, 또한, 역특성이 되도록 조정하는 회로가 마련되어 있어도 좋다.
상술한 관계를 충족시킴에 의해, 망목형상 도체(311)의 전류 분포와, 망목형상 도체(312)의 전류 분포를 개략 균등, 또한, 역특성으로 할 수 있기 때문에, 망목형상 도체(311)의 전류 분포에 의해 생기는 자계와, 망목형상 도체(312)의 전류 분포에 의해 생기는 자계를 효과적으로 상쇄할 수 있다.
도 36의 C는, 도 36의 A와 B에 각각 도시한 도체층(A 및 B)을 포토 다이오드(141) 측(이면측)에서 본 상태를 도시하고 있다. 단, 도 36의 C에서 사선이 교차하는 해칭의 영역(313)은, 도체층(A)의 망목형상 도체(311)와, 도체층(B)의 망목형상 도체(312)가 중복되는 영역을 도시하고 있다. 제11의 구성례인 경우, 도체층(A) 또는 도체층(B)의 적어도 일방에 의해 능동 소자군(167)이 덮여 있게 되기 때문에, 능동 소자군(167)으로부터의 핫 캐리어 발광을 차광할 수 있다.
또한, 제11의 구성례인 경우, 망목형상 도체(311)와 망목형상 도체(312)의 중복되는 영역(313)이 X방향으로 연결된다. 망목형상 도체(311)와 망목형상 도체(312)의 중복되는 영역(313)에서는, 망목형상 도체(311)와 망목형상 도체(312)에 서로 극성이 다른 전류가 흐르기 때문에, 영역(313)로부터 생기는 자계가 서로 지워지게 된다. 따라서, 영역(313) 부근에서의 유도성 노이즈의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 제11의 구성례인 경우, 망목형상 도체(311)의 Y방향의 간극폭(GYA)과 X방향의 간극폭(GXA)이 다르도록 형성됨과 함께, 망목형상 도체(312)의 Y방향의 간극폭(GYB)과 X방향의 간극폭(GXB)이 다르도록 형성된다.
이와 같이, 망목형상 도체(311, 312)를 X방향과 Y방향의 간극폭에 차이를 마련한 형상으로 함에 의해, 실제로 도체층을 설계, 제조할 때의, 배선 영역의 치수, 공극 영역의 치수, 각 도체층에서의 배선 영역의 점유율 등에 제약을 지킬 수가 있고, 배선 레이아웃의 설계의 자유도를 높일 수 있다. 또한, 간극폭에 차이를 마련하지 않는 경우에 비교하여, 전압 강하(IR-Drop)나 유도성 노이즈 등의 관점에서 유리한 레이아웃으로 배선을 설계할 수 있다.
도 37은, 제11의 구성례(도 36)에 흐르는 전류 조건을 도시하는 도면이다.
도체층(A)을 구성하는 망목형상 도체(311)와, 도체층(B)을 구성하는 망목형상 도체(312)에 대해서는, 단부에서는 균등하게 AC 전류가 흐르는 것으로 한다. 단, 전류 방향은, 시간에 따라 변화하고, 예를 들면, Vdd 배선인 망목형상 도체(312)에, 전류가, 도면의 상측부터 하측으로 흐를 때, Vss 배선인 망목형상 도체(311)에, 전류가, 도면의 하측부터 상측으로 흐르는 것으로 한다.
제11의 구성례에, 도 37에 도시한 바와 같이 전류가 흐르는 경우, Vss 배선인 망목형상 도체(311)와, Vdd 배선인 망목형상 도체(312) 사이에는, 망목형상 도체(311 및 312)가 배치된 단면에서, 망목형상 도체(311 및 312)(의 단면)를 포함하여 형성되는, 루프면이 X축에 거의 수직한 도체 루프 및 루프면이 Y축에 거의 수직한 도체 루프에 의해, 개략 X방향 및 개략 Y방향의 자속이 발생하기 쉽게 된다.
한편, 도체층(A 및 B)으로 이루어지는 차광 구조(151)가 형성된 제2의 반도체 기판(102)에 적층된 제1의 반도체 기판(101)의 화소 어레이(121)에서는, 신호선(132)과 제어선(133)으로 이루어지는 Victim 도체 루프가 XY평면에 형성된다. XY평면에 형성된 Victim 도체 루프는, Z방향의 자속에 의해 유도 기전력이 생기기 쉽고, 유도 기전력의 변화가 클수록, 고체 촬상 장치(100)로부터 출력되는 화상이 악화하게(유도성 노이즈가 증가하게) 된다.
또한, 화소 어레이(121)에서 선택 화소가 이동됨에 의해, 신호선(132)과 제어선(133)으로 이루어지는 Victim 도체 루프의 실효적인 치수가 변화되면, 유도 기전력의 변화가 현저해진다.
제11의 구성례인 경우, 도체층(A 및 B)으로 이루어지는 차광 구조(151)의 Aggressor 도체 루프의 루프면에서 생기는 자속의 방향(개략 X방향이나 개략 Y방향)과, Victim 도체 루프에 유도 기전력을 발생시키는 자속의 방향(Z방향)이 개략 직교하여 개략 90도 다르다. 환언하면, Aggressor 도체 루프로부터 자속이 발생하는 루프면의 방향과, Victim 도체 루프에 유도 기전력을 발생시키는 루프면의 방향이 개략 90도 다르다. 그때문에, 고체 촬상 장치(100)로부터 출력되는 화상의 악화(유도성 노이즈의 발생)는, 제1의 비교례와 비교하여 적은 것이 예상된다.
도 38은, 제11의 구성례(도 36)를, 고체 촬상 장치(100)에 적용한 경우에 생기는 유도성 노이즈의 시뮬레이션 결과를 도시하고 있다.
도 38의 A는, 고체 촬상 장치(100)로부터 출력되는, 유도성 노이즈가 생길 수 있는 화상을 도시하고 있다. 도 38의 B는, 도 38의 A에 도시한 화상의 선분(X1-X2)에서의 화소 신호의 변화를 도시하고 있다. 도 38의 C는, 화상에 유도성 노이즈를 발생시킨 유도 기전력을 나타내는 실선(L71)을 도시하고 있다. 도 38의 C의 횡축은 화상의 X축 좌표, 종축은 유도 기전력의 크기를 나타내고 있다. 또한, 도 38의 C의 점선(L1)은, 제1의 비교례(도 9)에 대응하는 것이다.
도 38의 C에 도시한 실선(L71)과 점선(L1)을 비교하여 분명한 바와 같이, 제11의 구성례는, 제1의 비교례에 비하여, Victim 도체 루프에 생기게 하는 유도 기전력의 변화를 억제할 수 있고, 유도성 노이즈를 억제할 수 있음을 알 수 있다.
또한, 제11의 구성례는, XY평면상에서 90도 회전시켜서 이용하여도 좋다. 또한, 90도로 한하지 않고 임의의 각도로 회전시켜서 이용하여도 좋다. 예를 들면, X축이나 Y축에 대해 비스듬하게 구성하여도 좋다.
<제12의 구성례>
다음에, 도 39는, 도체층(A 및 B)의 제12의 구성례를 도시하고 있다. 또한, 도 39의 A는 도체층(A)을, 도 39의 B는 도체층(B)을 도시하고 있다. 도 39에서 좌표계는, 횡방향을 X축, 종방향을 Y축, XY평면에 대해 수직한 방향을 Z축으로 한다.
제12의 구성례에서의 도체층(A)은, 망목형상 도체(321)로 이루어진다. 망목형상 도체(321)는, 제11의 구성례(도 36)에서의 도체층(A)의 망목형상 도체(311)과 같은 형상을 갖기 때문에, 그 설명은 생략한다. 망목형상 도체(321)는, 예를 들면, GND나 마이너스 전원에 접속되는 배선(Vss 배선)이다.
제12의 구성례에서의 도체층(B)은, 망목형상 도체(322)와 중계 도체(305)로 이루어진다. 망목형상 도체(322)는, 제11의 구성례(도 36)에서의 도체층(B)의 망목형상 도체(312)와 같은 형상을 갖기 때문에, 그 설명은 생략한다. 망목형상 도체(322)는, 예를 들면, 플러스 전원에 접속되는 배선(Vdd 배선)이다.
중계 도체(다른 도체)(305)는, 망목형상 도체(322)의 도체가 아닌 Y방향으로 길다란 장방형의 간극 영역에 배치되고, 망목형상 도체(322)와 전기적으로 절연되어 있고, 도체층(A)의 망목형상 도체(321)가 접속된 Vss에 접속된다.
또한, 중계 도체(305)의 형상은 임의이고, 회전 대칭 또는 경면 대칭 등과 같이 대칭의 원형 또는 다각형이 바람직하다. 중계 도체(305)는, 망목형상 도체(322)의 간극 영역의 중앙 그 밖의 임의의 위치에 배치할 수 있다. 중계 도체(305)는, 도체층(A)과는 다른 Vss 배선으로서의 도체층에 접속되도록 하여도 좋다. 중계 도체(305)는, 도체층(B)보다도 능동 소자군(167)에 가까운 측의 Vss 배선으로서의 도체층에 접속되도록 하여도 좋다. 중계 도체(305)는, Z방향으로 연신된 도체 비아(VIA)를 통하여, 도체층(A)과는 다른 도체층이나, 도체층(B)보다도 능동 소자군(167)에 가까운 측의 도체층 등에 접속할 수 있다.
도 39의 C는, 도 39의 A와 B에 각각 도시한 도체층(A 및 B)을 포토 다이오드(141) 측(이면측)에서 본 상태를 도시하고 있다. 단, 도 39의 C에서 사선이 교차하는 해칭의 영역(323)은, 도체층(A)의 망목형상 도체(321)와, 도체층(B)의 망목형상 도체(322)가 중복되는 영역을 도시하고 있다. 제12의 구성례인 경우, 도체층(A) 또는 도체층(B)의 적어도 일방에 의해 능동 소자군(167)이 덮여 있게 되기 때문에, 능동 소자군(167)으로부터의 핫 캐리어 발광을 차광할 수 있다.
제12의 구성례에, 도 37에 도시한 경우와 마찬가지로 전류가 흐르는 경우, Vss 배선인 망목형상 도체(321)와, Vdd 배선인 망목형상 도체(322) 사이에는, 망목형상 도체(321 및 322)가 배치된 단면에서, 망목형상 도체(321 및 322)(의 단면)를 포함하여 형성되는, 루프면이 X축에 거의 수직한 도체 루프 및 루프면이 Y축에 거의 수직한 도체 루프에 의해, 개략 X방향 및 개략 Y방향의 자속이 발생하기 쉽게 된다.
또한, 제12의 구성례인 경우, 망목형상 도체(321)와 망목형상 도체(322)의 중복되는 영역(323)이 X방향으로 연결된다. 망목형상 도체(321)와 망목형상 도체(322)의 중복되는 영역(323)에서는, 망목형상 도체(321)와 망목형상 도체(322)에 서로 극성이 다른 전류가 흐르기 때문에, 영역(323)로부터 생기는 자계가 서로 지워지게 된다. 따라서, 영역(323) 부근에서의 유도성 노이즈의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 제12의 구성례인 경우, 중계 도체(305)를 마련함에 의해, Vss 배선인 망목형상 도체(321)를 개략 최단 거리 또는 단거리로 능동 소자군(167)과 접속할 수 있다. 망목형상 도체(321)와 능동 소자군(167)을 개략 최단 거리 또는 단거리로 접속함에 의해, 망목형상 도체(321)와 능동 소자군(167) 사이의 전압 강하, 에너지 손실, 또는, 유도성 노이즈를 저감할 수 있다.
또한, 제12의 구성례는, XY평면상에서 90도 회전시켜서 이용하여도 좋다. 또한, 90도에 한하지 않고 임의의 각도로 회전시켜서 이용하여도 좋다. 예를 들면, X축이나 Y축에 대해 비스듬하게 구성하여도 좋다.
<제13의 구성례>
다음에, 도 40은, 도체층(A 및 B)의 제13의 구성례를 도시하고 있다. 또한, 도 40의 A는 도체층(A)을, 도 40의 B는 도체층(B)을 도시하고 있다. 도 40에서의 좌표계는, 횡방향을 X축, 종방향을 Y축, XY평면에 대해 수직한 방향을 Z축으로 한다.
제13의 구성례에서의 도체층(A)은, 망목형상 도체(331)로 이루어진다. 망목형상 도체(331)은, 제11의 구성례(도 36)에서의 도체층(A)의 망목형상 도체(311)와 같은 형상을 갖기 때문에, 그 설명은 생략한다. 망목형상 도체(331)은, 예를 들면, GND나 마이너스 전원에 접속되는 배선(Vss 배선)이다.
제13의 구성례에서의 도체층(B)은, 망목형상 도체(332)와 중계 도체(306)로 이루어진다. 망목형상 도체(332)은, 제11의 구성례(도 36)에서의 도체층(B)의 망목형상 도체(312)와 같은 형상을 갖기 때문에, 그 설명은 생략한다. 망목형상 도체(332)은, 예를 들면, 플러스 전원에 접속되는 배선(Vdd 배선)이다.
중계 도체(다른 도체)(306)은, 제12의 구성례(도 39)에서의 중계 도체(305)를, 간격을 비워서 복수(도 40의 경우는 10)로 분할한 것이다. 중계 도체(306)는, 망목형상 도체(332)의 Y방향으로 길다란 장방형의 간극 영역에 배치되고, 망목형상 도체(332)와 전기적으로 절연되어 있고, 도체층(A)의 망목형상 도체(331)가 접속된 Vss에 접속된다. 중계 도체의 분할수나 Vss에의 접속의 유무는, 영역에 의해 다르게 할 수 있어도 좋다. 이 경우에는, 설계시에 전류 분포를 미조정할 수 있기 때문에, 유도성 노이즈 억제나 전압 강하(IR-Drop) 저감에 이어질 수 있다.
또한, 중계 도체(306)의 형상은 임의이고, 회전 대칭 또는 경면 대칭 등과 같이 대칭의 원형 또는 다각형이 바람직하다. 중계 도체(306)의 분할수는, 임의로 변경할 수 있다. 중계 도체(306)는, 망목형상 도체(332)의 간극 영역의 중앙 그 밖의 임의의 위치에 배치할 수 있다. 중계 도체(306)는, 도체층(A)과는 다른 Vss 배선으로서의 도체층에 접속되도록 하여도 좋다. 중계 도체(306)는, 도체층(B)보다도 능동 소자군(167)에 가까운 측의 Vss 배선으로서의 도체층에 접속되도록 하여도 좋다. 중계 도체(306)는, Z방향으로 연신된 도체 비아(VIA)를 통하여, 도체층(A)과는 다른 도체층이나, 도체층(B)보다도 능동 소자군(167)에 가까운 측의 도체층 등에 접속할 수 있다.
도 40의 C는, 도 40의 A와 B에 각각 도시한 도체층(A 및 B)을 포토 다이오드(141) 측(이면측)에서 본 상태를 도시하고 있다. 단, 도 40의 C에서 사선이 교차하는 해칭의 영역(333)은, 도체층(A)의 망목형상 도체(331)와, 도체층(B)의 망목형상 도체(332)가 중복되는 영역을 도시하고 있다. 제13의 구성례인 경우, 도체층(A) 또는 도체층(B)의 적어도 일방에 의해 능동 소자군(167)이 덮여 있게 되기 때문에, 능동 소자군(167)으로부터의 핫 캐리어 발광을 차광할 수 있다.
제13의 구성례에, 도 37에 도시한 경우와 마찬가지로 전류가 흐르는 경우, Vss 배선인 망목형상 도체(331)와, Vdd 배선인 망목형상 도체(332) 사이에는, 망목형상 도체(331 및 332)가 배치된 단면에서, 망목형상 도체(331 및 332)(의 단면)를 포함하여 형성되는, 루프면이 X축에 거의 수직한 도체 루프 및 루프면이 Y축에 거의 수직한 도체 루프에 의해, 개략 X방향 및 개략 Y방향의 자속이 발생하기 쉽게 된다.
또한, 제13의 구성례인 경우, 망목형상 도체(331)와 망목형상 도체(332)의 중복되는 영역(333)이 X방향으로 연결된다. 영역(333)에서는, 망목형상 도체(331)와 망목형상 도체(332)에 서로 극성이 다른 전류가 흐르기 때문에, 영역(333)로부터 생기는 자계가 서로 지워지게 된다. 따라서, 영역(333) 부근에서의 유도성 노이즈의 발생을 억제할 수 있다.
또한, 제13의 구성례인 경우, 중계 도체(306)를 마련함에 의해, Vss 배선인 망목형상 도체(331)를 개략 최단 거리 또는 단거리로 능동 소자군(167)과 접속할 수 있다. 망목형상 도체(331)와 능동 소자군(167)을 개략 최단 거리 또는 단거리로 접속함에 의해, 망목형상 도체(331)와 능동 소자군(167) 사이의 전압 강하, 에너지 손실, 또는, 유도성 노이즈를 저감할 수 있다.
또한, 제13의 구성례에서는, 중계 도체(306)가 복수로 분할되어 있음에 의해, 도체층(A)에서의 전류 분포와, 도체층(B)에서의 전류 분포를, 개략 균일, 또한, 역극성으로 할 수 있기 때문에, 도체층(A)으로부터 생기는 자계와 도체층(B)으로부터 생기는 자계를 서로 지울 수 있다. 따라서 제13의 구성례에서는, 외적 요인에 의한 Vdd 배선과 Vss 배선과의 전류 분포차를 발생시키기 어렵게 할 수 있다. 따라서, 제16의 구성례는, XY평면의 전류 분포가 복잡한 경우나, 망목형상 도체(331, 332)에 접속된 도체의 임피던스가 Vdd 배선과 Vss 배선에서 다른 경우에 알맞다.
또한, 제13의 구성례는, XY평면상에서 90도 회전시켜서 이용하여도 좋다. 또한, 90도에 한하지 않고 임의의 각도로 회전시켜서 이용하여도 좋다. 예를 들면, X축이나 Y축에 대해 비스듬하게 구성하여도 좋다.
<제12 및 제13의 구성례의 시뮬레이션 결과>
도 41은, 제12의 구성례(도 39) 및 제13의 구성례(도 40)를 고체 촬상 장치(100)에 적용한 경우의 시뮬레이션 결과로서, 화상에 유도성 노이즈를 발생시키는 유도 기전력의 변화를 도시하고 있다. 또한, 제12 및 제13의 구성례에 흐르는 전류 조건은, 도 37에 도시한 경우와 마찬가지로 한다. 도 41의 횡축은 화상의 X축 좌표, 종축은 유도 기전력의 크기를 나타내고 있다.
도 41의 A에서의 실선(L72)은, 제12의 구성례(도 39)에 대응하는 것이고, 점선(L1)은, 제1의 비교례(도 9)에 대응하는 것이다. 실선(L72)과 점선(L1)을 비교하여 분명한 바와 같이, 제12의 구성례는, 제1의 비교례에 비하여, Victim 도체 루프에 생기게 하는 유도 기전력을 변화시키지 않음을 알 수 있다. 따라서, 제12의 구성례는, 제1의 비교례에 비하여, 고체 촬상 장치(100)로부터 출력되는 화상에서의 유도성 노이즈를 억제할 수 있다. 단, 이 시뮬레이션 결과는, 망목형상 도체(321)가 능동 소자군(167)과 접속되지 않고, 또한, 망목형상 도체(322)가 능동 소자군(167)과 접속되지 않은 경우의 시뮬레이션 결과이다. 예를 들면, 망목형상 도체(321)와 능동 소자군(167)의 적어도 일부가 도체 비아 등을 통하여 개략 최단 거리 또는 단거리로 접속되어 있는 경우나, 망목형상 도체(322)와 능동 소자군(167)의 적어도 일부가 도체 비아 등을 통하여 개략 최단 거리 또는 단거리로 접속되어 있는 경우에는, 망목형상 도체(321)나 망목형상 도체(322)에 흐르는 전류량이 위치에 응하여 서서히 작아진다. 이와 같은 경우에는, 중계 도체(305)를 마련함에 의해, 전압 강하나 에너지 손실이나 유도성 노이즈가 반분 이하로 대폭적으로 개선되는 조건도 있다.
도 41의 B에서의 실선(L73)은, 제13의 구성례(도 40)에 대응하는 것이고, 점선(L1)은, 제1의 비교례(도 9)에 대응하는 것이다. 실선(L73)과 점선(L1)을 비교하여 분명한 바와 같이, 제13의 구성례는, 제1의 비교례에 비하여, Victim 도체 루프에 생기게 하는 유도 기전력을 변화시키지 않음을 알 수 있다. 따라서, 제13의 구성례는, 제1의 비교례에 비하여, 고체 촬상 장치(100)로부터 출력되는 화상에서의 유도성 노이즈를 억제할 수 있다. 단, 이 시뮬레이션 결과는, 망목형상 도체(331)가 능동 소자군(167)과 접속되지 않고, 또한, 망목형상 도체(332)가 능동 소자군(167)과 접속되지 않은 경우의 시뮬레이션 결과이다. 예를 들면, 망목형상 도체(331)와 능동 소자군(167)의 적어도 일부가 도체 비아 등을 통하여 개략 최단 거리 또는 단거리로 접속되어 있는 경우나, 망목형상 도체(332)와 능동 소자군(167)의 적어도 일부가 도체 비아 등을 통하여 개략 최단 거리 또는 단거리로 접속되어 있는 경우에는, 망목형상 도체(331)나 망목형상 도체(332)에 흐르는 전류량이 위치에 응하여 서서히 작아진다. 이와 같은 경우에는, 중계 도체(306)를 마련함에 의해, 전압 강하나 에너지 손실이나 유도성 노이즈가 반분 이하로 대폭적으로 개선되는 조건도 있다.
<5. 도체층(A 및 B)이 형성되는 반도체 기판에서의 전극의 배치례>
다음에, 상술한 도체층(A 및 B)의 제11 내지 제13의 구성례와 같이, X방향과 Y방향에서 저항치가 다른 도체가 형성되는 반도체 기판에서의 전극의 배치에 관해 설명한다.
또한, 이하의 설명에서는, Y방향의 저항치가 X방향의 저항치보다도 작은 도체(망목형상 도체(331, 332))를 포함하는 도체층(A 및 B)으로 이루어지는 제13의 구성례(도 40)가 반도체 기판에 형성되는 경우를 예로하여 설명한다. 단, Y방향의 저항치가 X방향의 저항치보다도 작은 도체를 포함하는 도체층(A 및 B)의 제11 및 제12의 구성례가 반도체 기판에 형성되는 경우에 대해서도 마찬가지로 한다.
반도체 기판에 형성된 도체층(A 및 B)의 제13의 구성례에서는, 도체(망목형상 도체(331, 332))의 Y방향의 저항치가 X방향의 저항치보다도 작기 때문에, Y방향으로 전류가 흐르기 쉽다. 따라서 도체층(A 및 B)의 제13의 구성례의 도체에서의 전압 강하(IR-Drop)를 가능한 한 작게 하기 위해서는, 반도체 기판에 배치하는 복수의 패드(전극)를, 저항치가 작은 방향인 Y방향보다도, 저항치가 큰 방향인 X방향으로 조밀하게 배치하는 것이 바람직하지만, X방향보다도 Y방향으로 조밀하게 배치하여도 좋다.
<반도체 기판에서의 패드의 제1의 배치례>
도 42는, 반도체 기판에서 Y방향보다도 X방향으로 조밀하게 패드를 배치한 제1의 배치례를 도시하는 평면도이다. 또한, 도 42에서의 좌표계는, 횡방향을 X축, 종방향을 Y축, XY평면에 대해 수직한 방향을 Z축으로 한다.
도 42의 A는, 도체층(A 및 B)으로 이루어지는 제13의 구성례(도 40)가 복수 형성되는 배선 영역(400)의 1변(邊)에 패드를 배치한 경우를 도시하고 있다. 도 42의 B는, 도체층(A 및 B)으로 이루어지는 제13의 구성례(도 40)가 복수 형성되는 배선 영역(400)의 Y방향에서 대향하는 2변에 패드를 배치한 경우를 도시하고 있다. 또한, 도면 중의 점선 화살표는, 그곳에 흐르는 전류 방향의 한 예를 도시하고 있고, 사각형 파선(411)은, 점선 화살표로 도시한 전류에 의한 전류 루프(411)가 생긴다. 점선 화살표로 도시한 전류의 방향은, 시시각각으로 변화한다.
도 42의 C는, 도체층(A 및 B)으로 이루어지는 제13의 구성례(도 40)가 복수 형성되는 배선 영역(400)의 3변에 패드를 배치한 경우를 도시하고 있다. 도 42의 D는, 도체층(A 및 B)으로 이루어지는 제13의 구성례(도 40)가 복수 형성되는 배선 영역(400)의 4변에 패드를 배치한 경우를 도시하고 있다. 도 42의 E는 배선 영역(400)에 복수 형성된 도체층(A 및 B)의 제13의 구성례 방향을 도시하고 있다.
배선 영역(400)에 배치된 패드(401)는 Vdd 배선에 접속되고, 패드(402)는, 예를 들면, GND나 마이너스 전원에 접속되는 배선(Vss 배선)이다.
도 42에 도시한 제1의 배치례인 경우, 패드(401 및 402)는, 각각, 1 또는 인접하여 배치된 복수(도 42의 경우, 2)의 패드로 이루어진다. 패드(401과 402)는, 인접하여 배치된다. 하나의 패드로 이루어지는 패드(401)와 하나의 패드로 이루어지는 패드(402)는, 인접하여 배치되고, 2의 패드로 이루어지는 패드(401)와 2의 패드로 이루어지는 패드(402)는, 인접하여 배치된다. 패드(401과 402)의 극성(접속처가 Vdd 배선 또는 Vss 배선)은 역극성으로 되어 있다. 배선 영역(400)에 배치하는 패드(401)의 수와, 패드(402)의 수는 개략 같은 수로 한다.
이에 의해, 배선 영역(400)에 형성되는 도체층(A 및 B)의 각각에 흐르는 전류 분포를 개략 균일, 또한, 역극성으로 할 수 있기 때문에, 도체층(A 및 B)의 각각으로부터 생기는 자계와 그에 의거한 유도 기전력을 효과적으로 상쇄할 수 있다.
또한, 도 42의 B, C, D에 도시되는 바와 같이, 배선 영역(400)의 2변 이상에 패드를 형성한 경우, 대향하는 변에서 마주 대하는 패드의 극성이 역극성으로 되어 있다. 이에 의해, 도 42의 B에 점선 화살표로 도시한 바와 같이, 배선 영역(400)의 X좌표가 공통이고 Y좌표가 다른 위치에는, 같은 방향의 전류가 분포하기 쉽게 된다.
<반도체 기판에서의 패드의 제2의 배치례>
다음에, 도 43은, 반도체 기판에서 Y방향보다도 X방향으로 조밀하게 패드를 배치한 제2의 배치례를 도시하는 평면도이다. 또한, 도 43에서 좌표계는, 횡방향을 X축, 종방향을 Y축, XY평면에 대해 수직한 방향을 Z축으로 한다.
도 43의 A는, 도체층(A 및 B)으로 이루어지는 제13의 구성례(도 40)가 복수 형성되는 배선 영역(400)의 Y방향에서 대향하는 2변에 패드를 배치한 경우를 도시하고 있다. 또한, 도면 중의 점선 화살표는, 그곳에 흐르는 전류 방향을 나타내고 있고, 사각형 파선(412)은, 점선 화살표로 도시한 전류에 의한 전류 루프(412)가 생긴다. 점선 화살표로 도시한 전류의 방향은, 시시각각으로 변화한다.
도 43의 B는, 도체층(A 및 B)으로 이루어지는 제13의 구성례(도 40)가 복수 형성되는 배선 영역(400)의 3변에 패드를 배치한 경우를 도시하고 있다. 도 43의 C는, 도체층(A 및 B)으로 이루어지는 제13의 구성례(도 40)가 복수 형성되는 배선 영역(400)의 4변에 패드를 배치한 경우를 도시하고 있다. 도 43의 D는, 배선 영역(400)에 복수 형성된 도체층(A 및 B)의 제13의 구성례 방향을 도시하고 있다.
배선 영역(400)에 배치된 패드(401)는 Vdd 배선에 접속되고, 패드(402)는, 예를 들면, GND나 마이너스 전원에 접속되는 배선(Vss 배선)이다.
도 43에 도시한 제2의 배치례인 경우, 패드(401 및 402)는, 인접하여 배치된 복수(도 43의 경우, 2)의 패드로 이루어진다. 패드(401과 402)는, 인접하여 배치된다. 하나의 패드로 이루어지는 패드(401)와 하나의 패드로 이루어지는 패드(402)는, 인접하여 배치되고, 2의 패드로 이루어지는 패드(401)와 2의 패드로 이루어지는 패드(402)는, 인접하여 배치된다. 패드(401과 402)의 극성(접속처가 Vdd 배선 또는 Vss 배선)은 역극성으로 되어 있다. 배선 영역(400)에 배치한 패드(401)의 수와, 패드(402)의 수는 개략 같은 수로 한다.
이에 의해, 배선 영역(400)에 형성되는 도체층(A 및 B)의 각각에 흐르는 전류 분포를 개략 균일, 또한, 역극성으로 할 수 있기 때문에, 도체층(A 및 B)의 각각으로부터 생기는 자계와 그에 의거한 유도 기전력을 효과적으로 상쇄할 수 있다.
또한, 제2의 배치례에서는, 대향하는 변에서 마주 대하는 패드의 극성을 동극성으로 하고 있다. 단, 대향하는 변에서 마주 대하는 패드의 일부는 극성이 역극성이라도 좋다. 이에 의해, 배선 영역(400)에는, 도 42의 B에 도시한 전류 루프(411)에 비하여 작은 전류 루프(412)가 생기게 된다. 전류 루프는, 그 크기가 자계의 분포 범위에 영향을 주고, 전계 루프가 작을수록, 자계의 분포 범위가 좁아진다. 따라서 제2의 배치례는, 제1의 배치례에 비하여, 자계의 분포 범위가 좁아진다. 따라서, 제2의 배치례는, 제1의 배치례에 비하여, 생기는 유도 기전력과, 그에 의거한 유도성 노이즈를 작게 할 수 있다.
<반도체 기판에서의 패드의 제3의 배치례>
다음에, 도 44는, 반도체 기판에서 Y방향보다도 X방향으로 조밀하게 패드를 배치한 제3의 배치례를 도시하는 평면도이다. 또한, 도 44에서 좌표계는, 횡방향을 X축, 종방향을 Y축, XY평면에 대해 수직한 방향을 Z축으로 한다.
도 44의 A는, 도체층(A 및 B)으로 이루어지는 제13의 구성례(도 40)가 복수 형성되는 배선 영역(400)의 1변에 패드를 배치한 경우를 도시하고 있다. 도 44의 B는, 도체층(A 및 B)으로 이루어지는 제13의 구성례(도 40)가 복수 형성되는 배선 영역(400)의 Y방향에서 대향하는 2변에 패드를 배치한 경우를 도시하고 있다. 또한, 도면 중의 점선 화살표는, 그곳에 흐르는 전류 방향을 나타내고 있고, 사각형 파선(413)은, 점선 화살표로 도시한 전류에 의한 전류 루프(413)가 생긴다.
도 44의 C는, 도체층(A 및 B)으로 이루어지는 제13의 구성례(도 40)가 복수 형성되는 배선 영역(400)의 3변에 패드를 배치한 경우를 도시하고 있다. 도 44의 D는, 도체층(A 및 B)으로 이루어지는 제13의 구성례(도 40)가 복수 형성되는 배선 영역(400)의 4변에 패드를 배치한 경우를 도시하고 있다. 도 44의 E는, 배선 영역(400)에 복수 형성된 도체층(A 및 B)의 제13의 구성례 방향을 도시하고 있다.
배선 영역(400)에 배치된 패드(401)는 Vdd 배선에 접속되고, 패드(402)는, 예를 들면, GND나 마이너스 전원에 접속되는 배선(Vss 배선)이다.
도 44에 도시한 제3의 배치례인 경우, 인접하여 배치한 복수(도 44의 경우, 2)의 패드로 이루어지는 패드 군을 이루는 각 패드의 극성(접속처가 Vdd 배선 또는 Vss 배선)가 역극성으로 되어 있다. 배선 영역(400)의 1변 또는 모든 변에 배치한 패드(401)의 수와, 패드(402)의 수는 개략 같은 수로 한다.
또한, 제3의 배치례에서는, 대향하는 변에서 마주 대하는 패드의 극성을 동극성으로 하고 있다. 단, 대향하는 변에서 마주 대하는 패드의 일부는, 극성이 역극성이라도 좋다.
이에 의해, 배선 영역(400)에는, 도 43의 A에 도시한 전류 루프(412)보다도 작은 전류 루프(413)가 생기게 된다. 따라서 제3의 배치례는, 제2의 배치례에 비하여, 자계의 분포 범위가 좁아진다. 따라서, 제3의 배치례는, 제2의 배치례에 비하여, 생기는 유도 기전력과, 그에 의거한 유도성 노이즈를 작게 할 수 있다.
<Y방향의 저항치와 X방향의 저항치가 다른 도체의 예>
도 45는, 도체층(A 및 B)을 구성하는 도체의 다른 예를 도시하는 평면도이다. 즉, 도 45는, Y방향의 저항치와 X방향의 저항치가 다른 도체의 예를 도시하는 평면도이다. 또한, 도 45의 A 내지 C는, Y방향의 저항치가 X방향의 저항치보다도 작은 예를 도시하고, 도 45의 D 내지 F는, X방향의 저항치가 Y방향의 저항치보다도 작은 예를 도시하고 있다.
도 45의 A는, X방향의 도체폭(WX)과 Y방향의 도체폭(WY)이 동등하고, X방향의 간극폭(GX)이 Y방향의 간극폭(GY)보다도 좁은 망목형상 도체를 도시하고 있다. 도 45의 B는, X방향의 도체폭(WX)이 Y방향의 도체폭(WY)보다도 넓고, X방향의 간극폭(GX)이 Y방향의 간극폭(GY)보다도 좁은 망목형상 도체를 도시하고 있다. 도 45의 C는, X방향의 도체폭(WX)과 Y방향의 도체폭(WY)이 동등하고, X방향의 간극폭(GX)이 Y방향의 간극폭(GY)과 동등하고, 도체폭(WY)을 갖는 X방향으로 길다란 부분의, 도체폭(WX)을 갖는 Y방향으로 길다란 부분과 교차하지 않는 영역에 구멍이 마련된 망목형상 도체를 도시하고 있다.
도 45의 D는, X방향의 도체폭(WX)과 Y방향의 도체폭(WY)이 동등하고, X방향의 간극폭(GX)이 Y방향의 간극폭(GY)보다도 넓은 망목형상 도체를 도시하고 있다. 도 45의 E는, X방향의 도체폭(WX)이 Y방향의 도체폭(WY)보다도 좁고, X방향의 간극폭(GX)이 Y방향의 간극폭(GY)보다도 넓은 망목형상 도체를 도시하고 있다. 도 45의 F는, X방향의 도체폭(WX)과 Y방향의 도체폭(WY)이 동등하고, X방향의 간극폭(GX)이 Y방향의 간극폭(GY)과 동등하고, 도체폭(WX)을 갖는 Y방향으로 길다란 부분의, 도체폭(WY)을 갖는 X방향으로 길다란 부분과 교차하지 않는 영역에 구멍이 마련된 망목형상 도체를 도시하고 있다.
도 42 내지 도 44에 도시한 배선 영역(400)에서의 패드의 제1 내지 제3의 배치례는, 도 45의 A 내지 C에 도시한 바와 같은 Y방향의 저항치가 X방향의 저항치보다도 작고, Y방향으로 전류가 흐르기 쉬운 도체를 배선 영역(400)에 형성한 경우에, 그 도체에서의 전압 강하(IR-Drop)를 억제하는 효과가 있다.
또한, 도 42 내지 도 44에 도시한 배선 영역(400)에서의 패드의 제1 내지 제3의 배치례는, 도 45의 D 내지 F에 도시한 바와 같은 X방향의 저항치가 Y방향의 저항치보다도 작고, X방향으로 전류가 흐르기 쉬운 도체를 배선 영역(400)에 형성한 경우에, 전류가 X방향으로 확산하기 쉽게 되고, 배선 영역(400)의 변에 배치된 패드의 부근에서의 자계가 집중하기 어려워지기 때문에, 유도성 노이즈의 발생을 억제할 수 있는 효과가 기대될 수 있다.
<6. 도체층(A 및 B)의 구성례의 변형례>
다음에, 상술한 도체층(A 및 B)의 제1 내지 제13의 구성례 중의 몇가지의 구성례에 관한 변형례에 관해 설명한다.
도 46은, 도체층(A 및 B)의 제2의 구성례(도 15)의 X방향의 도체 주기를 1/2배로 변형한 변형례와 그 효과를 도시하는 도면이다. 또한, 도 46의 A는 도체층(A 및 B)의 제2의 구성례, 도 46의 B는 도체층(A 및 B)의 제2의 구성례의 변형례를 도시하고 있다.
도 46의 C는, 도 46의 B에 도시한 변형례를 고체 촬상 장치(100)에 적용한 경우의 시뮬레이션 결과로서, 화상에 유도성 노이즈를 발생시키는 유도 기전력의 변화를 도시하고 있다. 또한, 이 변형례에 흐르는 전류 조건은, 도 13에 도시한 경우와 마찬가지로 한다. 도 46의 횡축은 화상의 X축 좌표, 종축은 유도 기전력의 크기를 나타내고 있다.
도 46의 C에서의 실선(L81)은, 도 46의 B에 도시한 변형례에 대응하는 것이고, 점선(L21)은 제2의 구성례(도 15)에 대응하는 것이다. 실선(L81)과 점선(L21)을 비교하여 분명한 바와 같이, 이 변형례는, 제2의 구성례에 비하여, Victim 도체 루프에 생기게 하는 유도 기전력의 변화가 약간 적다. 따라서, 이 변형례는, 제2의 구성례에 비교하여 유도성 노이즈를 약간 억제할 수 있음을 알 수 있다.
도 47은, 도체층(A 및 B)의 제5의 구성례(도 26)의 X방향의 도체 주기를 1/2배로 변형한 변형례와 그 효과를 도시하는 도면이다. 또한, 도 47의 A는 도체층(A 및 B)의 제5의 구성례, 도 47의 B는 도체층(A 및 B)의 제5의 구성례의 변형례를 도시하고 있다.
도 47의 C는, 도 47의 B에 도시한 변형례를 고체 촬상 장치(100)에 적용한 경우의 시뮬레이션 결과로서, 화상에 유도성 노이즈를 발생시키는 유도 기전력의 변화를 도시하고 있다. 또한, 이 변형례에 흐르는 전류 조건은, 도 23에 도시한 경우와 마찬가지로 한다. 도 47의 횡축은 화상의 X축 좌표, 종축은 유도 기전력의 크기를 나타내고 있다.
도 47의 C에서의 실선(L82)은, 도 47의 B에 도시한 변형례에 대응하는 것이고, 점선(L53)은 제5의 구성례(도 26)에 대응하는 것이다. 실선(L82)과 점선(L53)을 비교하여 분명한 바와 같이, 이 변형례는, 제5의 구성례에 비하여, Victim 도체 루프에 생기게 하는 유도 기전력의 변화가 매우 적다. 따라서, 이 변형례는, 제5의 구성례에 비교하여 유도성 노이즈를 보다 한층 억제할 수 있음을 알 수 있다.
도 48은, 도체층(A 및 B)의 제6의 구성례(도 27)의 X방향의 도체 주기를 1/2배로 변형한 변형례와 그 효과를 도시하는 도면이다. 또한, 도 48의 A는 도체층(A 및 B)의 제6의 구성례, 도 48의 B는 도체층(A 및 B)의 제6의 구성례의 변형례를 도시하고 있다.
도 48의 C는, 도 48의 B에 도시한 변형례를 고체 촬상 장치(100)에 적용한 경우의 시뮬레이션 결과로서, 화상에 유도성 노이즈를 발생시키는 유도 기전력의 변화를 도시하고 있다. 또한, 이 변형례에 흐르는 전류 조건은, 도 23에 도시한 경우와 마찬가지로 한다. 도 48의 횡축은 화상의 X축 좌표, 종축은 유도 기전력의 크기를 나타내고 있다.
도 48의 C에서의 실선(L83)은, 도 48의 B에 도시한 변형례에 대응하는 것이고, 점선(L54)은 제6의 구성례(도 27)에 대응하는 것이다. 실선(L83)과 점선(L54)을 비교하여 분명한 바와 같이, 이 변형례는, 제6의 구성례에 비하여, Victim 도체 루프에 생기게 하는 유도 기전력의 변화가 적다. 따라서, 이 변형례는, 제6의 구성례에 비교하여 유도성 노이즈를 보다 억제할 수 있음을 알 수 있다.
도 49는, 도체층(A 및 B)의 제2의 구성례(도 15)의 Y방향의 도체 주기를 1/2배로 변형한 변형례와 그 효과를 도시하는 도면이다. 또한, 도 49의 A는 도체층(A 및 B)의 제2의 구성례, 도 49의 B는 도체층(A 및 B)의 제2의 구성례의 변형례를 도시하고 있다.
도 49의 C는, 도 49의 B에 도시한 변형례를 고체 촬상 장치(100)에 적용한 경우의 시뮬레이션 결과로서, 화상에 유도성 노이즈를 발생시키는 유도 기전력의 변화를 도시하고 있다. 또한, 이 변형례에 흐르는 전류 조건은, 도 13에 도시한 경우와 마찬가지로 한다. 도 49의 횡축은 화상의 X축 좌표, 종축은 유도 기전력의 크기를 나타내고 있다.
도 49의 C에서의 실선(L111)은, 도 49의 B에 도시한 변형례에 대응하는 것이고, 점선(L21)은 제2의 구성례에 대응하는 것이다. 실선(L111)과 점선(L21)을 비교하여 분명한 바와 같이, 이 변형례는, 제2의 구성례에 비하여, Victim 도체 루프에 생기게 하는 유도 기전력의 변화가 약간 적다. 따라서, 이 변형례는, 제2의 구성례에 비교하여 유도성 노이즈를 약간 억제할 수 있음을 알 수 있다.
도 50은, 도체층(A 및 B)의 제5의 구성례(도 26)의 Y방향의 도체 주기를 1/2배로 변형한 변형례와 그 효과를 도시하는 도면이다. 또한, 도 50의 A는 도체층(A 및 B)의 제5의 구성례, 도 50의 B는 도체층(A 및 B)의 제5의 구성례의 변형례를 도시하고 있다.
도 50의 C는, 도 50의 B에 도시한 변형례를 고체 촬상 장치(100)에 적용한 경우의 시뮬레이션 결과로서, 화상에 유도성 노이즈를 발생시키는 유도 기전력의 변화를 도시하고 있다. 또한, 이 변형례에 흐르는 전류 조건은, 도 23에 도시한 경우와 마찬가지로 한다. 도 50의 횡축은 화상의 X축 좌표, 종축은 유도 기전력의 크기를 나타내고 있다.
도 50의 C에서의 실선(L112)은, 도 50의 B에 도시한 변형례에 대응하는 것이고, 점선(L53)은 제5의 구성례에 대응하는 것이다. 실선(L112)과 점선(L53)을 비교하여 분명한 바와 같이, 이 변형례는, 제5의 구성례에 비하여, Victim 도체 루프에 생기게 하는 유도 기전력의 변화가 매우 적다. 따라서, 이 변형례는, 제5의 구성례에 비교하여 유도성 노이즈를 보다 한층 억제할 수 있음을 알 수 있다.
도 51은, 도체층(A 및 B)의 제6의 구성례(도 27)의 Y방향의 도체 주기를 1/2배로 변형한 변형례와 그 효과를 도시하는 도면이다. 또한, 도 51의 A는 도체층(A 및 B)의 제6의 구성례, 도 51의 B는 도체층(A 및 B)의 제6의 구성례의 변형례를 도시하고 있다.
도 51의 C는, 도 51의 B에 도시한 변형례를 고체 촬상 장치(100)에 적용한 경우의 시뮬레이션 결과로서, 화상에 유도성 노이즈를 발생시키는 유도 기전력의 변화를 도시하고 있다. 또한, 이 변형례에 흐르는 전류 조건은, 도 23에 도시한 경우와 마찬가지로 한다. 도 51의 횡축은 화상의 X축 좌표, 종축은 유도 기전력의 크기를 나타내고 있다.
도 51의 C에서의 실선(L113)은, 도 51의 B에 도시한 변형례에 대응하는 것이고, 점선(L54)은 제6의 구성례에 대응하는 것이다. 실선(L113)과 점선(L54)을 비교하여 분명한 바와 같이, 이 변형례는, 제6의 구성례에 비하여, Victim 도체 루프에 생기게 하는 유도 기전력의 변화가 적다. 따라서, 이 변형례는, 제6의 구성례에 비교하여 유도성 노이즈를 보다 억제할 수 있음을 알 수 있다.
도 52는, 도체층(A 및 B)의 제2의 구성례(도 15)의 X방향의 도체폭을 2배로 변형한 변형례와 그 효과를 도시하는 도면이다. 또한, 도 52의 A는 도체층(A 및 B)의 제2의 구성례, 도 52의 B는 도체층(A 및 B)의 제2의 구성례의 변형례를 도시하고 있다.
도 52의 C는, 도 52의 B에 도시한 변형례를 고체 촬상 장치(100)에 적용한 경우의 시뮬레이션 결과로서, 화상에 유도성 노이즈를 발생시키는 유도 기전력의 변화를 도시하고 있다. 또한, 이 변형례에 흐르는 전류 조건은, 도 13에 도시한 경우와 마찬가지로 한다. 도 52의 횡축은 화상의 X축 좌표, 종축은 유도 기전력의 크기를 나타내고 있다.
도 52의 C에서의 실선(L121)은, 도 52의 B에 도시한 변형례에 대응하는 것이고, 점선(L21)은 제2의 구성례에 대응하는 것이다. 실선(L121)과 점선(L21)을 비교하여 분명한 바와 같이, 이 변형례는, 제2의 구성례에 비하여, Victim 도체 루프에 생기게 하는 유도 기전력의 변화가 약간 적다. 따라서, 이 변형례는, 제2의 구성례에 비교하여 유도성 노이즈를 약간 억제할 수 있음을 알 수 있다.
도 53은, 도체층(A 및 B)의 제5의 구성례(도 26)의 X방향의 도체폭을 2배로 변형한 변형례와 그 효과를 도시하는 도면이다. 또한, 도 53의 A는 도체층(A 및 B)의 제5의 구성례, 도 53의 B는 도체층(A 및 B)의 제5의 구성례의 변형례를 도시하고 있다.
도 53의 C는, 도 53의 B에 도시한 변형례를 고체 촬상 장치(100)에 적용한 경우의 시뮬레이션 결과로서, 화상에 유도성 노이즈를 발생시키는 유도 기전력의 변화를 도시하고 있다. 또한, 이 변형례에 흐르는 전류 조건은, 도 23에 도시한 경우와 마찬가지로 한다. 도 53의 횡축은 화상의 X축 좌표, 종축은 유도 기전력의 크기를 나타내고 있다.
도 53의 C에서의 실선(L122)은, 도 53의 B에 도시한 변형례에 대응하는 것이고, 점선(L53)은 제5의 구성례에 대응하는 것이다. 실선(L122)과 점선(L53)을 비교하여 분명한 바와 같이, 이 변형례는, 제5의 구성례에 비하여, Victim 도체 루프에 생기게 하는 유도 기전력의 변화가 매우 적다. 따라서, 이 변형례는, 제5의 구성례에 비교하여 유도성 노이즈를 보다 한층 억제할 수 있음을 알 수 있다.
도 54는, 도체층(A 및 B)의 제6의 구성례(도 27)의 X방향의 도체폭을 2배로 변형한 변형례와 그 효과를 도시하는 도면이다. 또한, 도 54의 A는 도체층(A 및 B)의 제6의 구성례, 도 54의 B는 도체층(A 및 B)의 제6의 구성례의 변형례를 도시하고 있다.
도 54의 C는, 도 54의 B에 도시한 변형례를 고체 촬상 장치(100)에 적용한 경우의 시뮬레이션 결과로서, 화상에 유도성 노이즈를 발생시키는 유도 기전력의 변화를 도시하고 있다. 또한, 이 변형례에 흐르는 전류 조건은, 도 23에 도시한 경우와 마찬가지로 한다. 도 54의 횡축은 화상의 X축 좌표, 종축은 유도 기전력의 크기를 나타내고 있다.
도 54의 C에서의 실선(L123)은, 도 54의 B에 도시한 변형례에 대응하는 것이고, 점선(L54)은 제6의 구성례에 대응하는 것이다. 실선(L123)과 점선(L54)을 비교하여 분명한 바와 같이, 이 변형례는, 제6의 구성례에 비하여, Victim 도체 루프에 생기게 하는 유도 기전력의 변화가 적다. 따라서, 이 변형례는, 제6의 구성례에 비교하여 유도성 노이즈를 보다 억제할 수 있음을 알 수 있다.
도 55는, 도체층(A 및 B)의 제2의 구성례(도 15)의 Y방향의 도체폭을 2배로 변형한 변형례와 그 효과를 도시하는 도면이다. 또한, 도 55의 A는 도체층(A 및 B)의 제2의 구성례, 도 55의 B는 도체층(A 및 B)의 제2의 구성례의 변형례를 도시하고 있다.
도 55의 C는, 도 55의 B에 도시한 변형례를 고체 촬상 장치(100)에 적용한 경우의 시뮬레이션 결과로서, 화상에 유도성 노이즈를 발생시키는 유도 기전력의 변화를 도시하고 있다. 또한, 이 변형례에 흐르는 전류 조건은, 도 13에 도시한 경우와 마찬가지로 한다. 도 55의 횡축은 화상의 X축 좌표, 종축은 유도 기전력의 크기를 나타내고 있다.
도 55의 C에서의 실선(L131)은, 도 55의 B에 도시한 변형례에 대응하는 것이고, 점선(L21)은 제2의 구성례에 대응하는 것이다. 실선(L131)과 점선(L21)을 비교하여 분명한 바와 같이, 이 변형례는, 제2의 구성례에 비하여, Victim 도체 루프에 생기게 하는 유도 기전력의 변화가 약간 적다. 따라서, 이 변형례는, 제2의 구성례에 비교하여 유도성 노이즈를 약간 억제할 수 있음을 알 수 있다.
도 56은, 도체층(A 및 B)의 제5의 구성례(도 26)의 Y방향의 도체폭을 2배로 변형한 변형례와 그 효과를 도시하는 도면이다. 또한, 도 56의 A는 도체층(A 및 B)의 제5의 구성례, 도 56의 B는 도체층(A 및 B)의 제5의 구성례의 변형례를 도시하고 있다.
도 56의 C는, 도 56의 B에 도시한 변형례를 고체 촬상 장치(100)에 적용한 경우의 시뮬레이션 결과로서, 화상에 유도성 노이즈를 발생시키는 유도 기전력의 변화를 도시하고 있다. 또한, 이 변형례에 흐르는 전류 조건은, 도 23에 도시한 경우와 마찬가지로 한다. 도 56의 횡축은 화상의 X축 좌표, 종축은 유도 기전력의 크기를 나타내고 있다.
도 56의 C에서의 실선(L132)은, 도 56의 B에 도시한 변형례에 대응하는 것이고, 점선(L53)은 제5의 구성례에 대응하는 것이다. 실선(L132)과 점선(L53)을 비교하여 분명한 바와 같이, 이 변형례는, 제5의 구성례에 비하여, Victim 도체 루프에 생기게 하는 유도 기전력의 변화가 매우 적다. 따라서, 이 변형례는, 제5의 구성례에 비교하여 유도성 노이즈를 보다 한층 억제할 수 있음을 알 수 있다.
도 57은, 도체층(A 및 B)의 제6의 구성례(도 27)의 Y방향의 도체폭을 2배로 변형한 변형례와 그 효과를 도시하는 도면이다. 또한, 도 57의 A는 도체층(A 및 B)의 제6의 구성례, 도 57의 B는 도체층(A 및 B)의 제6의 구성례의 변형례를 도시하고 있다.
도 57의 C는, 도 57의 B에 도시한 변형례를 고체 촬상 장치(100)에 적용한 경우의 시뮬레이션 결과로서, 화상에 유도성 노이즈를 발생시키는 유도 기전력의 변화를 도시하고 있다. 또한, 이 변형례에 흐르는 전류 조건은, 도 23에 도시한 경우와 마찬가지로 한다. 도 57의 횡축은 화상의 X축 좌표, 종축은 유도 기전력의 크기를 나타내고 있다.
도 57의 C에서의 실선(L133)은, 도 57의 B에 도시한 변형례에 대응하는 것이고, 점선(L54)은 제6의 구성례에 대응하는 것이다. 실선(L133)과 점선(L54)을 비교하여 분명한 바와 같이, 이 변형례는, 제6의 구성례에 비하여, Victim 도체 루프에 생기게 하는 유도 기전력의 변화가 적다. 따라서, 이 변형례는, 제6의 구성례에 비교하여 유도성 노이즈를 보다 억제할 수 있음을 알 수 있다.
<7. 망목형상 도체의 변형례>
다음에, 도 58은, 상술한 도체층(A 및 B)의 각 구성례에 적용할 수 있는 망목형상 도체의 변형례를 도시하는 평면도이다.
도 58의 A는, 상술한 도체층(A 및 B)의 각 구성례에 채용되어 있는 망목형상 도체의 형상을 간략화하여 도시한 것이다. 상술한 도체층(A 및 B)의 각 구성례에 채용되어 있는 망목형상 도체는, 간극 영역이 사각형이고, 사각형의 각 간극 영역이 X방향과 Y방향으로 각각 직선형상으로 배치되어 있다.
도 58의 B는, 망목형상 도체의 제1의 변형례를 간략화하여 도시한 것이다. 망목형상 도체의 제1의 변형례는, 간극 영역이 사각형이고, 각 간극 영역이 X방향으로는 직선형상으로 배치되고, Y방향으로는 단(段)마다 어긋내어 배치된다.
도 58의 C는, 망목형상 도체의 제2의 변형례를 간략화하여 도시한 것이다. 망목형상 도체의 제2의 변형례는, 간극 영역이 능형(菱形)이고, 각 간극 영역이 경사 방향으로는 직선형상으로 배치된다.
도 58의 D는, 망목형상 도체의 제3의 변형례를 간략화하여 도시한 것이다. 망목형상 도체의 제3의 변형례는, 간극 영역이 사각형 이외의 원형 또는 다각형(도 58의 D의 경우, 8각형)이고, 각 간극 영역이 X방향과 Y방향으로 각각 직선형상으로 배치된다.
도 58의 E는, 망목형상 도체의 제4의 변형례를 간략화하여 도시한 것이다. 망목형상 도체의 제4의 변형례는, 간극 영역이 사각형 이외의 원형 또는 다각형(도 58의 E의 경우, 8각형)이고, 각 간극 영역이 X방향으로는 직선형상으로 배치되고, Y방향으로는 단마다 어긋내어 배치된다.
도 58의 F는, 망목형상 도체의 제5의 변형례를 간략화하여 도시한 것이다. 망목형상 도체의 제5의 변형례는, 간극 영역이 사각형 이외의 원형 또는 다각형(도 58의 F의 경우, 8각형)이고, 각 간극 영역이 경사 방향으로 직선상으로 배치된다.
또한, 도체층(A 및 B)의 각 구성례에 적용할 수 있는 망목형상 도체의 형상은, 도 58에 도시한 변형례로 한하지 않고, 망목형상이라면 좋다.
<8. 다양한 효과>
<레이아웃 설계 자유도의 향상>
상술한 바와 같이, 도체층(A 및 B)의 각 구성례에서는, 면형상 도체 또는 망목형상 도체를 채용하고 있다. 일반적으로, 망목형상 도체(격자형상 도체)는, X방향 및 Y방향에 대해 주기적인 배선 구조를 갖고 있다. 따라서, 주기 구조의 단위(1주기분)가 되는 기본 주기 구조를 갖는 망목형상 도체를 설계하면, 그 기본 주기 구조를 X방향이나 Y방향으로 반복하여 배치함에 의해, 직선형상 도체를 이용하는 경우에 비교하여, 간단하게 배선의 레이아웃이 설계될 수 있다. 환언하면, 망목형상 도체를 이용한 경우, 직선형상 도체를 이용하는 것보다도 레이아웃 자유도가 향상한다. 따라서 레이아웃 설계에 필요로 하는 공수나 시간이나 비용을 압축할 수 있다.
도 59는, 소정의 조건을 충족시키는 회로 배선의 레이아웃을, 직선형상 도체를 이용하여 설계하는 경우의 설계 공수와, 망목형상 도체(격자형상 도체)를 이용하여 설계하는 경우의 설계 공수를 시뮬레이션한 결과를 도시하는 도면이다.
도 59의 경우, 직선형상 도체를 이용하여 설계한 경우의 설계 공수를 100%로 하면, 망목형상 도체(격자형상 도체)를 이용하여 설계한 때의 설계 공수는 40% 정도가 되고, 대폭적으로 설계 공수를 줄일 수 있음을 알 수 있다.
<전압 강하(IR-drop)의 저감>
도 60은, XY평면에 배치된 동일 재질로서 형상이 다른 도체에 대해 같은 조건으로 DC 전류를 Y방향으로 흘린 경우에 있어서의 전압 변화를 도시하는 도면이다.
도 60의 A는 직선형상 도체, 도 60의 B는 망목형상 도체, 도 60의 C는 면형상 도체의 각각에 대응하고, 색의 농담이 전압을 나타내고 있다. 도 60의 A, B, C를 비교하면, 전압 변화는, 직선형상 도체가 가장 크고, 다음에 망목형상 도체, 면형상 도체의 순서임을 알 수 있다.
도 61은, 도 60의 A에 도시한 직선형상 도체의 전압 강하를 100%로 하여, 망목형상 도체와 면형상 도체의 전압 강하를 상대적으로 그래프화하여 도시하는 도면이다.
도 61로부터도 분명한 바와 같이, 면형상 도체 및 망목형상 도체는, 직선형상 도체에 비교하여, 반도체 장치의 구동에 있어서 치명적인 장애가 될 수 있는 전압 강하(IR-Drop)를 저감할 수 있음을 알 수 있다.
단, 현재의 반도체 기판의 가공 프로세스에서는, 면형상 도체를 제조할 수 없는 경우가 많은 것이 알려져 있다. 따라서, 도체층(A 및 B)에는, 모두 망목형상 도체를 이용하는 구성례를 채용하는 것이 현실적이다. 단, 반도체 기판의 가공 프로세스가 진화하여 면형상 도체를 제조할 수 있게 된 경우에는, 그것으로 한정되지 않는다. 메탈층 중에서도 최상층 메탈이나 최하층 메탈에 관해서는, 면형상 도체를 제조할 수 있는 경우도 있다.
<용량성 노이즈의 저감>
도체층(A 및 B)을 형성하는 도체(면형상 도체 또는 망목형상 도체)는, 신호선(132) 및 제어선(133)으로 이루어지는 Victim 도체 루프에 대해 유도성 노이즈뿐만 아니라, 용량성 노이즈를 발생시키는 것이 생각된다.
여기서, 용량성 노이즈란, 도체층(A 및 B)을 형성하는 도체에 전압이 인가된 경우에, 그 도체와 신호선(132)나 제어선(133) 사이의 용량 결합에 의해, 신호선(132)이나 제어선(133)에 전압이 발생하고, 또한, 인가 전압이 변화함에 의해, 신호선(132)나 제어선(133)에 전압 노이즈가 생기는 것을 가리킨다. 이 전압 노이즈는, 화소 신호의 노이즈가 된다.
용량성 노이즈의 크기는, 도체층(A 및 B)을 형성하는 도체와, 신호선(132)이나 제어선(133) 등의 배선 사이의 정전용량이나 전압에 거의 비례 한다고 생각된다. 정전용량에 관해서는, 2장의 도체(일방이 도체, 타방이 배선이라도 좋다)의 겹치는 면적이 S이고, 2장의 도체의 간격이 d로 평행하게 배치되고, 도체의 사이에 유전율ε의 유전체가 균일하게 충전되어 있는 경우, 2장의 도체 사이의 정전용량(C)=ε*S/d이다. 따라서 2장의 도체의 겹침 면적(S)이 넓을 수록, 용량성 노이즈는 커지는 것을 알 수 있다.
도 62는, XY평면에 배치된 동일 재질로서 형상이 다른 도체와, 다른 도체(배선)와의 정전용량의 차이를 설명하기 위한 도면이다.
도 62의 A는, Y방향으로 길다란 직선형상 도체와, 그 직선형상 도체와 Z방향으로 간격을 비우고 Y방향으로 직선형상으로 형성되어 있는 배선(501, 502)(신호선(132)이나 제어선(133)에 상당한다)를 도시하고 있다. 단, 배선(501)은, 그 전체가 직선형상 도체의 도체 영역과 겹치지만, 배선(502)은, 그 전체가 직선형상 도체의 간극 영역과 겹치고, 도체 영역과 겹치는 면적을 갖고 있지 않다.
도 62의 B는, 망목형상 도체와, 그 망목형상 도체와 Z방향으로 간격을 비우고 Y방향으로 직선형상으로 형성되어 있는 배선(501, 502)을 도시하고 있다. 단, 배선(501)은, 그 전체가 망목형상 도체의 도체 영역과 겹치지만, 배선(502)은, 그 개략 반분이 망목형상 도체의 도체 영역과 겹친다.
도 62의 C는, 면형상 도체와, 그 면형상 도체와 Z방향으로 간격을 비우고 Y방향으로 직선형상으로 형성되어 있는 배선(501, 502)을 도시하고 있다. 단, 배선(501, 502)은, 그 전체가 면형상 도체의 도체 영역과 겹친다.
도 62의 A, B, C에서 도체(직선형상 도체, 망목형상 도체, 또는 면형상 도체)와 배선(501)의 정전용량과, 도체(직선형상 도체, 망목형상 도체, 또는 면형상 도체)와 배선(502)의 정전용량과의 차분을 비교한 경우, 직선형상 도체가 가장 크고, 다음으로, 망목형상 도체, 면형상 도체의 순서가 된다.
즉, 직선형상 도체에서는, 배선의 XY좌표의 차이에 의한, 직선형상 도체와 배선과의 정전용량의 차가 크고, 용량성 노이즈의 발생도 크게 다른 것이 된다. 따라서, 화상에서는 시인성이 높은 화소 신호의 노이즈가 될 가능성이 있다.
이에 대해, 망목형상 도체나 면형상 도체에서는, 직선형상 도체에 비교하여, 배선의 XY좌표의 차이에 의한, 도체와 배선과의 정전용량의 차가 작기 때문에, 용량성 노이즈의 발생을 보다 작게 할 수 있다. 따라서, 용량성 노이즈에 기인하는 화소 신호의 노이즈를 억제할 수 있다.
<방사성 노이즈의 저감>
상술한 바와 같이, 도체층(A 및 B)의 각 구성례 중, 제1의 구성례 이외의 구성례에서는, 망목형상 도체를 이용하고 있다. 망목형상 도체에는, 방사성 노이즈를 저감하는 효과가 기대될 수 있다. 여기서, 방사성 노이즈는, 고체 촬상 장치(100)의 내부로부터 외부로의 방사성 노이즈(불필요 복사)와, 고체 촬상 장치(100)의 외부로부터 내부로의 방사성 노이즈(전달된 노이즈)를 포함하는 것으로 한다.
고체 촬상 장치(100)의 외부로부터 내부로의 방사성 노이즈는, 신호선(132) 등에서의 전압 노이즈나 화소 신호의 노이즈를 발생시킬 수 있기 때문에, 도체층(A 및 B)의 적어도 일방에 망목형상 도체를 이용한 구성례를 채용한 경우, 전압 노이즈나 화소 신호의 노이즈를 억제하는 효과를 기대할 수 있다.
망목형상 도체의 도체 주기는, 망목형상 도체가 저감할 수 있는 방사성 노이즈의 주파수대에 영향을 주기 때문에, 도체층(A 및 B)의 각각에 도체 주기가 다른 망목형상 도체를 이용한 경우, 도체층(A 및 B)에 같은 도체 주파수의 망목형상 도체를 이용한 경우에 비하여, 보다 넓은 주파수대의 방사성 노이즈를 저감시킬 할 수 있다.
또한, 상술한 효과는 어디까지나 예시이고 한정되는 것이 아니고, 다른 효과가 있어도 좋다.
<9. 응용례>
본 개시에 의한 기술은, 상기 각 실시의 형태, 및, 그 변형례 또는 응용 예의 설명으로 한정되지 않고 여러가지의 변형 실시가 가능하다. 상기 각 실시의 형태, 및, 그 변형례 또는 응용례에서의 각 구성 요소는, 그 일부가 생략되어 있어도 좋고, 그 일부 또는 전부가 변화하여 있어도 좋고, 그 일부 또는 전부가 변경되어 있어도 좋고, 그 일부가 다른 구성 요소로 치환되어 있어도 좋고, 그 일부 또는 전부에 다른 구성 요소가 추가되어 있어도 좋다. 또한, 상기 각 실시의 형태, 및, 그 변형례 또는 응용례에서의 각 구성 요소, 그 일부 또는 전부가 복수로 분할되어 있어도 좋고, 그 일부 또는 전부가 복수로 분리되어 있어도 좋고, 분할 또는 분리된 복수의 구성 요소의 적어도 일부에서 기능이나 특징을 다르게 할 수 있어도 좋다. 또한, 상기 각 실시의 형태 및, 그 변형례 또는 응용례에서의 각 구성 요소의 적어도 일부를 조합시켜서, 다른 실시의 형태로 하여도 좋다. 또한, 상기 각 실시의 형태, 및, 그 변형례 또는 응용례에서의 각 구성 요소의 적어도 일부를 이동시켜서, 다른 실시의 형태로 하여도 좋다. 또한, 상기 각 실시의 형태, 및, 그 변형례 또는 응용례에서의 각 구성 요소의 적어도 일부의 조합에 결합 요소나 중계 요소를 가하여, 다른 실시의 형태로 하여도 좋다. 또한, 상기 각 실시의 형태, 및, 그 변형례 또는 응용례에서의 각 구성 요소의 적어도 일부의 조합에 전환 요소나 전환 기능을 가하여, 다른 실시의 형태로 하여도 좋다.
본 실시의 형태인 고체 촬상 장치(100)에서 Aggressor 도체 루프가 될 수 있는 도체층(A 및 B)을 각각 형성하는 도체는, Vdd 배선 또는 Vss 배선으로 되어 있다. 즉, 도체층(A 및 B)에는, 적어도 일부의 영역에서 서로 역방향으로 전류가 흐르고 있고, 어느 시각에서, 도체층(A)에는 도면 중 위로부터 하방향으로 전류가 흐를 때, 도체층(B)에는 도면 중 아래로부터 상방향으로 전류가 흐르고 있다. 또한, 전류의 크기는 서로 동일한 것이 바람직하다. 또한, 도체층(A 및 B)을 형성하는 도체가 제2의 반도체 기판 내에 구성되는 예를 이용하여 설명하였지만, 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 제1의 반도체 기판 내에 구성되어 있어도 좋고, 일부 또는 전부가 제2의 반도체 기판 이외에 구성되어 있어도 좋다.
도체층(A 및 B)에 흐르는 신호로서는, 시간 방향으로 전류의 방향이 변화하는 차동 신호라면, Vdd나 Vss 이외의 어떤 신호가 흐르도록 하여도 좋다. 즉, 도체층(A 및 B)은, 시간(t)에 응하여 전류(I)가 변화하는(미소 시간(dt)의 미소 전류 변화가 dI이다) 신호가 흐르고 있으면 된다. 또한, 도체층(A 및 B)에 기본적으로는 DC 전류가 흐르고 있어도, 전류의 상승, 전류의 시간 천이, 전류가 하강, 등이 있는 경우는, 시간(t)에 응하여 전류(I)가 변화하고 있다.
예를 들면, 도체층(A)에 흐르는 전류의 크기와, 도체층(B)에 흐르는 전류의 크기가 서로 동일하지 않아도 좋다. 역으로, 도체층(A)에 흐르는 전류의 크기와, 도체층(B)에 흐르는 전류의 크기가 서로 동일하도록(도체층(A 및 B)에, 시간에 응하여 변화하는 전류가 개략 동일한 타이밍에서 흐르도록) 하여도 좋다. 일반적으로는, 도체층(A 및 B)에, 시간에 응하여 변화하는 전류가 개략 동일한 타이밍에서 흐르는 경우의 쪽이, 도체층(A)에 흐르는 전류의 크기와, 도체층(B)에 흐르는 전류의 크기가 서로 동일하지 않은 경우보다도, Victim 도체 루프에 발생하는 유도 기전력의 크기를 보다 억제할 수 있다. 한편, 도체층(A 및 B)에 흐르는 신호가 차동 신호가 아니라도 좋다. 예를 들면, 양방 모두 Vdd 배선, 양방 모두 Vss 배선, 양방 모두 GND 배선, 같은 종류의 신호선, 다른 종류의 신호선, 등의 어느 것이라도 좋다. 또한, 도체층(A 및 B)을 형성하는 도체가, 전원이나 신호원과는 접속되지 않는 도체라도 좋다. 이러한 경우에는, 유도성 노이즈를 억제할 수 있다는 효과가 저하되는 것이지만, 그 이외의 발명 효과는 얻어진다.
또한, 도체층(A 및 B)에는, 예를 들면 클록 신호와 같은, 소정의 주파수의 주파수 신호가 흐르도록 하여도 좋다. 또한, 도체층(A 및 B)에는, 예를 들면, 교류 전원 전류가 흐르도록 하여도 좋다. 또한, 도체층(A 및 B)에는, 예를 들면, 동일한 주파수 신호가 흐르도록 하여도 좋다. 또한, 도체층(A 및 B)에는, 복수의 주파수 성분을 포함하는 신호가 흐르도록 하여도 좋다. 한편, 시간(t)에 응하여 전류(I)가 전혀 변화하지 않는 DC 신호가 흐르고 있어도 좋다. 이 경우에는, 유도성 노이즈를 억제할 수 있다는 효과는 얻어지지 않지만, 그 이외의 발명 효과는 얻어진다. 한편, 신호가 흐르지 않도록 하여도 좋다. 이 경우에는, 유도성 노이즈 억제, 용량성 노이즈 억제, 전압 강하(IR-Drop) 저감의 효과는 얻어지지 않지만, 그 이외의 발명 효과는 얻어진다.
<고체 촬상 장치(100)를 이루는 제1의 반도체 기판(101)과 제2의 반도체 기판(102)의 패키지 적층례>
도 63은, 고체 촬상 장치(100)를 이루는 제1의 반도체 기판(101)과 제2의 반도체 기판(102)과의 적층례를 도시하는 도면이다.
제1의 반도체 기판(101)과 제2의 반도체 기판(102)은, 패키지로서, 서로 어떻게 적층되어 있어도 좋다.
예를 들면, 도 63의 A에 도시되는 바와 같이, 제1의 반도체 기판(101)과 제2의 반도체 기판(102)을 각각 개별적으로 봉지재를 이용하여 봉지하고, 그 결과 얻어지는 패키지(601)과 패키지(602)를 적층하여도 좋다.
또한, 도 63의 B 또는 C에 도시되는 바와 같이, 제1의 반도체 기판(101)과 제2의 반도체 기판(102)을 적층한 상태에서 봉지재에 의해 봉지하고, 패키지(603)를 생성하여도 좋다. 이 경우, 본딩 와이어(604)는, 도 63의 B에 도시되는 바와 같이, 제2의 반도체 기판(102)에 접속하여도 좋고, 도 63의 C에 도시되는 바와 같이, 제1의 반도체 기판(101)에 접속하여도 좋다.
또한, 패키지로서는, 어떤 형태라도 좋다. 예를 들면, CSP(Chip Size Package)나 WL-CSP(Wafer Level Chip Size Package)라도 좋고, 패키지로 인터포저 기판이나 재 배선층이 이용되고 있어도 좋다. 또한, 패키지가 없는 어떤 형태라도 좋다. 예를 들면, COB(Chip On Board)로서 반도체 기판이 실장되어 있어도 좋다. 예를 들면, BGA(Ball Grid Array), COB(Chip On Board), COT(Chip On Tape), CSP(Chip Size Package/Chip Scale Package), DIMM(Dual In-line Memory Module), DIP(Dual In-line Package), FBGA(Fine-pitch Ball Grid Array), FLGA(Fine-pitch Land Grid Array), FQFP(Fine-pitch Quad Flat Package), HSIP(Single In-line Package with Heatsink), LCC(Leadless Chip Carrier), LFLGA(Low profile Fine pitch Land Grid Array), LGA(Land Grid Array), LQFP(Low-profile Quad Flat Package), MC-FBGA(Multi-Chip Fine-pitch Ball Grid Array), MCM(Multi-Chip Module), MCP(Multi-Chip Package), M-CSP(Molded Chip Size Package), MFP(Mini Flat Package), MQFP(Metric Quad Flat Package), MQUAD(Metal Quad), MSOP(Micro Small Outline Package), PGA(Pin Grid Array), PLCC(Plastic Leaded Chip Carrie), PLCC(Plastic Leadless Chip Carrie), QFI(Quad Flat I-leaded Package), QFJ(Quad Flat J-leaded Package), QFN(Quad Flat non-leaded Package), QFP(Quad Flat Package), QTCP(Quad Tape Carrier Package), QUIP(Quad In-line Package), SDIP(Shrink Dual In-line Package), SIMM(Single In-line Memory Module), SIP(Single In-line Package), S-MCP(Stacked Multi Chip Package), SNB(Small Outline Non-leaded Board), SOI(Small Outline I-leaded Package), SOJ(Small Outline J-leaded Package), SON(Small Outline Non-leaded Package), SOP(Small Outline Package), SSIP(Shrink Single In-line Package), SSOP(Shrink Small Outline Package), SZIP(Shrink Zigzag In-line Package), TAB(Tape-Automated Bonding), TCP(Tape Carrier Package), TQFP(Thin Quad Flat Package), TSOP(Thin Small Outline Package), TSSOP(Thin Shrink Small Outline Package), UCSP(Ultra Chip Scale Package), UTSOP(Ultra Thin Small Outline Package), VSO(Very Short Pitch Small Outline Package), VSOP(Very Small Outline Package), WL-CSP(Wafer Level Chip Size Package), ZIP(Zigzag In-line Package), μMCP(Micro Multi-Chip Package)의 어느 형태라도 좋다.
본 기술은, 예를 들면, CCD(Charge-Coupled Device) 이미지 센서, CCD 센서, CMOS 센서, MOS 센서, IR(Infrared) 센서, UV(Ultraviolet) 센서, ToF(Time of Flight) 센서, 거리측정 센서와 같은 어느 센서나 회로 기판이나 장치나 전자 기기 등에도 적용할 수 있다.
또한, 본 기술은, 트랜지스터나 다이오드나 안테나와 같은 어떠한 디바이스를 어레이 배치한 센서나 회로 기판이나 장치나 전자 기기로 알맞고, 어떠한 디바이스를 개략 동일 평면상에 어레이 배치한 센서나 회로 기판이나 장치나 전자 기기로 특히 알맞지만, 그것으로 한정되지 않는다.
본 기술은, 예를 들면, 메모리 디바이스가 관계되는 각종의 메모리 센서, 메모리용 회로 기판, 메모리 장치, 또는, 메모리를 포함하는 전자 기기, CCD가 관계되는 각종의 CCD 센서, CCD용 회로 기판, CCD 장치, 또는, CCD를 포함하는 전자 기기, CMOS가 관계되는 각종의 CMOS 센서, CMOS용 회로 기판, CMOS 장치, 또는, CMOS를 포함하는 전자 기기, MOS가 관계되는 각종의 MOS 센서, MOS용 회로 기판, MOS 장치, 또는, MOS를 포함하는 전자 기기, 발광 디바이스가 관계되는 각종의 디스플레이 센서, 디스플레이용 회로 기판, 디스플레이 장치, 또는, 디스플레이를 포함하는 전자 기기, 발광 디바이스가 관계되는 각종의 레이저 센서, 레이저용 회로 기판, 레이저 장치, 또는, 레이저를 포함하는 전자 기기, 안테나 디바이스가 관계되는 각종의 안테나 센서, 안테나용 회로 기판, 안테나 장치, 또는, 안테나를 포함하는 전자 기기, 등에도 적용할 수 있다. 이들 중에서도, 루프 경로가 가변인 Victim 도체 루프를 포함하는 센서, 회로 기판, 장치, 또는, 전자 기기, 제어선 또는 신호선을 포함하는 센서, 회로 기판, 장치, 또는, 전자 기기, 수평 제어선 또는 수직 신호선을 포함하는 센서, 회로 기판, 장치, 또는, 전자 기기 등으로 알맞지만, 그것으로 한정되지 않는다.
또한, 고체 촬상 장치(100)를 이루는 제1의 반도체 기판(101)과 제2의 반도체 기판(102)을 적층하지 않고, 인접하여 배치하거나, 동일 평면에 배치하거나 하여도 좋다.
<Victim 도체 루프와 Aggressor 도체 루프의 구조적 응용례>
Victim 도체 루프의 루프면을 통과하는 자속을 발생시키는 Aggressor 도체 루프는, Victim 도체 루프와 중첩하고 있어도 좋고, 중첩하지 않아도 좋다. 또한, Aggressor 도체 루프는, Victim 도체 루프가 형성되는 반도체 기판에 적층된 복수의 반도체 기판에 형성되도록 하여도 좋고, Victim 도체 루프와 동일한 반도체 기판에 형성되도록 하여도 좋다.
또한, Aggressor 도체 루프는, 반도체 기판이 아니라, 예를 들면 프린트 기판, 플렉시블 프린트 기판, 인터포저 기판, 패키지 기판, 무기 기판, 또는, 유기 기판 등, 다양한 기판이 생각되는데, 도체를 포함하는 또는 도체를 형성할 수 있는 어떠한 기판이면 좋고, 반도체 기판이 봉지된 패키지 등의 반도체 기판 이외의 회로에 존재하여도 좋다. 일반적으로, Victim 도체 루프에 대한 Aggressor 도체 루프의 거리는, Aggressor 도체 루프가 반도체 기판에 형성된 경우, Aggressor 도체 루프가 패키지에 형성된 경우, Aggressor 도체 루프가 프린트 기판에 형성된 경우의 순서로 짧아진다. Victim 도체 루프에 생길 수 있는 유도성 노이즈나 용량성 노이즈는, Victim 도체 루프에 대한 Aggressor 도체 루프의 거리가 짧을수록 증대하기 쉽게 되기 때문에, 본 기술은, Victim 도체 루프에 대한 Aggressor 도체 루프의 거리가 짧을수록 효과를 이룰 수 있다. 또한, 기판만으로 한정되지 않고, 본딩 와이어나 리드선이나 안테나선이나 전력선이나 GND선이나 동축선이나 더미선이나 금속판 등과 같은, 도선이나 도판(導板)으로 대표되는 도체 자체에 대해서도, 본 기술을 적용할 수 있다.
<10. 촬상 장치의 구성례>
상술한 고체 촬상 장치(100)는, 예를 들면, 디지털 카메라나 비디오 카메라 등의 카메라 시스템, 촬상 기능을 갖는 휴대 전화, 촬상 기능을 구비한 다른 기기, 또는, 플래시 메모리 등의 고감도 아날로그 소자를 갖는 반도체 장치를 구비하는 전자 기기에 적용할 수 있다.
도 64는, 전자 기기의 한 예로서, 촬상 장치(700)의 구성례를 도시하는 블록도이다.
촬상 장치(700)는, 고체 촬상 소자(701), 고체 촬상 소자(701)에 입사광을 유도하는 광학계(702), 고체 촬상 소자(701)와 및 광학계(702) 사이에 마련된 셔터 기구(703)와, 고체 촬상 소자(701)를 구동하는 구동 회로(704)를 갖는다. 또한, 촬상 장치(700)는, 고체 촬상 소자(701)의 출력 신호를 처리하는 신호 처리 회로(705)를 갖는다.
고체 촬상 소자(701)는, 상술한 고체 촬상 장치(100)에 상당한다. 광학계(702)는, 광학 렌즈군 등으로 이루어지고, 피사체로부터의 상광(입사광)을 고체 촬상 소자(701)에 입사시킨다. 이에 의해, 고체 촬상 소자(701) 내에, 일정 기간, 신호 전하가 축적된다. 셔터 기구(703)는, 입사광의 고체 촬상 소자(701)에의 광조사 기간 및 차광 기간을 제어한다.
구동 회로(704)는, 고체 촬상 소자(701) 및 셔터 기구(703)에 구동 신호를 공급한다. 그리고, 구동 회로(704)는, 공급한 구동 신호에 의해, 고체 촬상 소자(701)의 신호 처리 회로(705)에의 신호 출력 동작, 및, 셔터 기구(703)의 셔터 동작을 제어한다. 즉, 이 예에서는, 구동 회로(704)로부터 공급된 구동 신호(타이밍 신호)에 의해, 고체 촬상 소자(701)로부터 신호 처리 회로(705)에의 신호 전송 동작을 행한다.
신호 처리 회로(705)는, 고체 촬상 소자(701)로부터 전송된 신호에 대해, 각종의 신호 처리를 시행한다. 그리고, 각종 신호 처리가 시행된 신호(영상 신호)는, 메모리 등의 기억 매체(부도시)에 기억되거나, 또는, 모니터(부도시)에 출력된다.
상술한 촬상 장치(700) 등의 전자 기기에 의하면, 고체 촬상 소자(701)에서, 주변 회로부에서의 동작시의 MOS 트랜지스터, 다이오드 등의 능동 소자로부터의 핫 캐리어 발광 등의 광의 수광 소자에 누입에 의한 노이즈 발생을 억제할 수 있다. 따라서, 화질이 향상한 고품질의 전자 기기를 제공할 수 있다.
<11. 체내 정보 취득 시스템에의 응용례>
본 개시에 관한 기술(본 기술)은, 다양한 제품에 응용할 수 있다. 예를 들면, 본 개시에 관한 기술은, 캡슐 형상 내시경을 이용한 환자의 체내 정보 취득 시스템에 적용되어도 좋다.
도 65는, 본 개시에 관한 기술이 적용될 수 있는, 캡슐 형상 내시경을 이용한 환자의 체내 정보 취득 시스템의 개략적인 구성의 한 예를 도시하는 블록도이다.
체내 정보 취득 시스템(10001)은, 캡슐 형상 내시경(10100)과, 외부 제어 장치(10200)로 구성된다.
캡슐 형상 내시경(10100)은, 검사시에, 환자에 의해 삼켜진다. 캡슐 형상 내시경(10100)은, 촬상 기능 및 무선 통신 기능을 가지며, 환자로부터 자연 배출될 때까지의 사이, 위나 장 등의 장기의 내부를 연동운동 등에 의해 이동하면서, 당해 장기의 내부의 화상(이하, 체내 화상이라고도 한다)을 소정의 간격으로 순차적으로 촬상하고, 그 체내 화상에 관한 정보를 체외의 외부 제어 장치(10200)에 순차적으로 무선 송신한다.
외부 제어 장치(10200)는, 체내 정보 취득 시스템(10001)의 동작을 통괄적으로 제어한다. 또한, 외부 제어 장치(10200)는, 캡슐 형상 내시경(10100)으로부터 송신되어 오는 체내 화상에 관한 정보를 수신하고, 수신한 체내 화상에 관한 정보에 의거하여, 표시 장치(도시 생략)에 당해 체내 화상을 표시하기 위한 화상 데이터를 생성한다.
체내 정보 취득 시스템(10001)에서는, 이와 같이 하여, 캡슐 형상 내시경(10100)이 삼켜지고 나서 배출될 때까지의 사이, 환자의 체내의 양상을 촬상한 체내 화상을 수시로 얻을 수 있다.
캡슐 형상 내시경(10100)과 외부 제어 장치(10200)의 구성 및 기능에 관해보다 상세히 설명한다.
캡슐 형상 내시경(10100)은, 캡슐형의 몸체(10101)를 가지며, 그 몸체(10101) 내에는, 광원부(10111), 촬상부(10112), 화상 처리부(10113), 무선 통신부(10114), 급전부(10115), 전원부(10116), 및 제어부(10117)가 수납되어 있다.
광원부(10111)는, 예를 들면 LED(Light Emitting Diode) 등의 광원으로 구성되고, 촬상부(10112)의 촬상 시야에 대해 광을 조사한다.
촬상부(10112)는, 촬상 소자, 및 당해 촬상 소자의 전단에 마련된 복수의 렌즈로 이루어지는 광학계로 구성된다. 관찰 대상인 체조직에 조사된 광의 반사광(이하, 관찰광이라고 한다)는, 당해 광학계에 의해 집광되고, 당해 촬상 소자에 입사한다. 촬상부(10112)에서는, 촬상 소자에서, 그곳에 입사한 관찰광이 광전변환되고, 그 관찰광에 대응하는 화상 신호가 생성된다. 촬상부(10112)에 의해 생성된 화상 신호는, 화상 처리부(10113)에 제공된다.
화상 처리부(10113)는, CPU(Central Processing Unit)나 GPU(Graphics Processing Unit) 등의 프로세서에 의해 구성되고, 촬상부(10112)에 의해 생성된 화상 신호에 대해 각종의 신호 처리를 행한다. 화상 처리부(10113)는, 신호 처리를 시행한 화상 신호를, RAW 데이터로서 무선 통신부(10114)에 제공한다.
무선 통신부(10114)는, 화상 처리부(10113)에 의해 신호 처리가 시행된 화상 신호에 대해 변조 처리 등의 소정의 처리를 행하고, 그 화상 신호를, 안테나(10114A)를 통하여 외부 제어 장치(10200)에 송신한다. 또한, 무선 통신부(10114)는, 외부 제어 장치(10200)로부터, 캡슐 형상 내시경(10100)의 구동 제어에 관한 제어 신호를, 안테나(10114A)를 통하여 수신한다. 무선 통신부(10114)는, 외부 제어 장치(10200)로부터 수신한 제어 신호를 제어부(10117)에 제공한다.
급전부(10115)는, 수전용의 안테나 코일, 당해 안테나 코일에 발생한 전류로부터 전력을 재생하는 전력 재생 회로, 및 승압 회로 등으로 구성된다. 급전부(10115)에서는, 이른바 비접촉 충전의 원리를 이용하여 전력이 생성된다.
전원부(10116)는, 2차 전지에 의해 구성되고, 급전부(10115)에 의해 생성된 전력을 축전한다. 도 65에서는, 도면이 복잡해지는 것을 피하기 위해, 전원부(10116)로부터의 전력의 공급처를 나타내는 화살표 등의 도시를 생략하고 있지만, 전원부(10116)에 축전된 전력은, 광원부(10111), 촬상부(10112), 화상 처리부(10113), 무선 통신부(10114), 및 제어부(10117)에 공급되어, 이들의 구동에 이용될 수 있다.
제어부(10117)는, CPU 등의 프로세서에 의해 구성되고, 광원부(10111), 촬상부(10112), 화상 처리부(10113), 무선 통신부(10114), 및, 급전부(10115)의 구동을, 외부 제어 장치(10200)로부터 송신된 제어 신호에 따라 적절히 제어한다.
외부 제어 장치(10200)는, CPU, GPU 등의 프로세서, 또는 프로세서와 메모리 등의 기억 소자가 혼재된 마이크로 컴퓨터 또는 제어 기판 등으로 구성된다. 외부 제어 장치(10200)는, 캡슐 형상 내시경(10100)의 제어부(10117)에 대해 제어 신호를, 안테나(10200A)를 통하여 송신함에 의해, 캡슐 형상 내시경(10100)의 동작을 제어한다. 캡슐 형상 내시경(10100)에서는, 예를 들면, 외부 제어 장치(10200)로부터의 제어 신호에 의해, 광원부(10111)에서의 관찰 대상에 대한 광의 조사 조건이 변경될 수 있다. 또한, 외부 제어 장치(10200)로부터의 제어 신호에 의해, 촬상 조건(예를 들면, 촬상부(10112)에서의 프레임 레이트, 노출치 등)이 변경될 수 있다. 또한, 외부 제어 장치(10200)로부터의 제어 신호에 의해, 화상 처리부(10113)에서 처리의 내용이나, 무선 통신부(10114)가 화상 신호를 송신하는 조건(예를 들면, 송신 간격, 송신 화상수 등)이 변경되어도 좋다.
또한, 외부 제어 장치(10200)는, 캡슐 형상 내시경(10100)으로부터 송신된 화상 신호에 대해, 각종의 화상 처리를 시행하여, 촬상된 체내 화상을 표시 장치에 표시하기 위한 화상 데이터를 생성한다. 당해 화상 처리로서는, 예를 들면 현상 처리(디모자이크 처리), 고화질화 처리(대역 강조 처리, 초해상 처리, NR(Noise reduction) 처리 및/또는 손떨림 보정 처리 등), 및/또는 확대 처리(전자 줌 처리) 등, 각종의 신호 처리를 행할 수가 있다. 외부 제어 장치(10200)는, 표시 장치의 구동을 제어하고, 생성한 화상 데이터에 의거하여 촬상된 체내 화상을 표시시킨다. 또는, 외부 제어 장치(10200)는, 생성한 화상 데이터를 기록 장치(도시 생략)에 기록시키거나, 인쇄 장치(도시 생략)에 인쇄 출력시켜도 좋다.
이상, 본 개시에 관한 기술이 적용될 수 있는 체내 정보 취득 시스템의 한 예에 관해 설명하였다. 본 개시에 관한 기술은, 이상 설명한 구성 중, 촬상부(10112)에 적용할 수 있다. 구체적으로는, 촬상부(10112)로서, 상술한 고체 촬상 장치(100)를 적용할 수 있다. 촬상부(10112)에 본 개시에 관한 기술을 적용함에 의해, 노이즈의 발생이 억제되고, 보다 선명한 수술부 화상을 얻을 수 있기 때문에, 검사의 정밀도가 향상한다.
<12. 내시경 수술 시스템에의 응용례>
본 개시에 관한 기술(본 기술)은, 다양한 제품에 응용할 수 있다. 예를 들면, 본 개시에 관한 기술은, 내시경 수술 시스템에 적용되어도 좋다.
도 66은, 본 개시에 관한 기술(본 기술)이 적용될 수 있는 내시경 수술 시스템의 개략적인 구성의 한 예를 도시하는 도면이다.
도 66에서는, 수술자(의사)(11131)가, 내시경 수술 시스템(11000)을 이용하여, 환자 베드(11133)상의 환자(11132)에게 수술을 행하고 있는 양상이 도시되어 있다. 도시하는 바와 같이, 내시경 수술 시스템(11000)은, 내시경(11100)과, 기복 튜브(11111)나 에너지 처치구(11112) 등의, 그 밖의 수술구(11110)와, 내시경(11100)을 지지하는 지지암 장치(11120)와, 내시경하 수술을 위한 각종의 장치가 탑재된 카트(11200)로 구성된다.
내시경(11100)은, 선단부터 소정 길이의 영역이 환자(11132)의 체강 내에 삽입되는 경통(11101)과, 경통(11101)의 기단에 접속된 카메라 헤드(11102)로 구성된다. 도시하는 예에서는, 경성의 경통(11101)을 갖는 이른바 경성경으로서 구성된 내시경(11100)을 도시하고 있지만, 내시경(11100)은, 연성의 경통을 갖는 이른바 연성경으로서 구성되어도 좋다.
경통(11101)의 선단에는, 대물 렌즈가 감입된 개구부가 마련되어 있다. 내시경(11100)에는 광원 장치(11203)가 접속되어 있고, 당해 광원 장치(11203)에 의해 생성된 광이, 경통(11101)의 내부에 연설되는 라이트 가이드에 의해 당해 경통의 선단까지 도광되고, 대물 렌즈를 통하여 환자(11132)의 체강 내의 관찰 대상을 향하여 조사된다. 또한, 내시경(11100)은, 직시경(直視鏡)이라도 좋고, 사시경(斜視鏡) 또는 측시경(側視鏡)이라도 좋다.
카메라 헤드(11102)의 내부에는 광학계 및 촬상 소자가 마련되어 있고, 관찰 대상으로부터의 반사광(관찰광)은 당해 광학계에 의해 당해 촬상 소자에 집광된다. 당해 촬상 소자에 의해 관찰광이 광전변환되고, 관찰광에 대응하는 전기 신호, 즉 관찰상에 대응하는 화상 신호가 생성된다. 당해 화상 신호는, RAW 데이터로서 카메라 컨트롤 유닛(CCU : Camera Control Unit)(11201)에 송신된다.
CCU(11201)는, CPU(Central Processing Unit)나 GPU(Graphics Processing Unit) 등에 의해 구성되고, 내시경(11100) 및 표시 장치(11202)의 동작을 통괄적으로 제어한다. 또한, CCU(11201)는, 카메라 헤드(11102)로부터 화상 신호를 수취하고, 그 화상 신호에 대해, 예를 들면 현상 처리(디모자이크 처리) 등의, 당해 화상 신호에 의거한 화상을 표시하기 위한 각종의 화상 처리를 시행한다.
표시 장치(11202)는, CCU(11201)로부터의 제어에 의해, 당해 CCU(11201)에 의해 화상 처리가 행하여진 화상 신호에 의거한 화상을 표시한다.
광원 장치(11203)는, 예를 들면 LED(Light Emitting Diode) 등의 광원으로 구성되고, 수술부 등을 촬영할 때의 조사광을 내시경(11100)에 공급한다.
입력 장치(11204)는, 내시경 수술 시스템(11000)에 대한 입력 인터페이스이다. 유저는, 입력 장치(11204)를 통하여, 내시경 수술 시스템(11000)에 대해 각종의 정보의 입력이나 지시 입력을 행할 수가 있다. 예를 들면, 유저는, 내시경(11100)에 의한 촬상 조건(조사광의 종류, 배율 및 초점 거리 등)을 변경하는 취지의 지시 등을 입력한다.
처치구 제어 장치(11205)는, 조직의 소작(燒灼), 절개 또는 혈관의 봉지 등을 위한 에너지 처치구(11112)의 구동을 제어한다. 기복 장치(11206)는, 내시경(11100)에 의한 시야의 확보 및 수술자의 작업 공간의 확보의 목적으로, 환자(11132)의 체강을 팽창시키기 위해, 기복 튜브(11111)를 통하여 당해 체강 내에 가스를 보낸다. 레코더(11207)는, 수술에 관한 각종의 정보를 기록 가능한 장치이다. 프린터(11208)는, 수술에 관한 각종의 정보를, 텍스트, 화상 또는 그래프 등 각종의 형식으로 인쇄 가능한 장치이다.
또한, 내시경(11100)으로 수술부를 촬영할 때의 조사광을 공급하는 광원 장치(11203)는, 예를 들면 LED, 레이저광원 또는 이들의 조합에 의해 구성되는 백색광원으로 구성할 수 있다. RGB 레이저광원의 조합에 의해 백색광원이 구성되는 경우에는, 각 색(각 파장)의 출력 강도 및 출력 타이밍을 고정밀도로 제어할 수 있기 때문에, 광원 장치(11203)에서 촬상 화상의 화이트 밸런스의 조정을 행할 수가 있다. 또한, 이 경우에는, RGB 레이저광원 각각으로부터의 레이저광을 시분할로 관찰 대상에 조사하고, 그 조사 타이밍에 동기하여 카메라 헤드(11102)의 촬상 소자의 구동을 제어함에 의해, RGB 각각에 대응하는 화상을 시분할로 촬상하는 것도 가능하다. 당해 방법에 의하면, 당해 촬상 소자에 컬러 필터를 마련하지 않아도, 컬러 화상을 얻을 수 있다.
또한, 광원 장치(11203)는, 출력하는 광의 강도를 소정의 시간마다 변경하도록 그 구동이 제어되어도 좋다. 그 광의 강도의 변경의 타이밍에 동기하여 카메라 헤드(11102)의 촬상 소자의 구동을 제어하여 시분할로 화상을 취득하고, 그 화상을 합성함에 의해, 이른바 흑바램(underexposed blocked up shadow) 및 백바램(overexposed highlight)이 없는 고다이내믹 레인지의 화상을 생성할 수 있다.
또한, 광원 장치(11203)는, 특수광 관찰에 대응하는 소정의 파장 대역의 광을 공급 가능하게 구성되어도 좋다. 특수광 관찰에서는, 예를 들면, 체조직에서의 광의 흡수의 파장 의존성을 이용하여, 통상의 관찰시에 있어서의 조사광(즉, 백색광)에 비하여 협대역의 광을 조사함에 의해, 점막 표층의 혈관 등의 소정의 조직을 고콘트라스트로 촬영하는, 이른바 협대역광 관찰(Narrow Band Imaging)가 행하여진다. 또는, 특수광 관찰에서는, 여기광을 조사함에 의해 발생하는 형광에 의해 화상을 얻는 형광 관찰이 행하여져도 좋다. 형광 관찰에서는, 체조직에 여기광을 조사하고 당해 체조직으로부터의 형광을 관찰하는 것(자가(自家) 형광 관찰), 또는 인도시아닌그린(ICG) 등의 시약을 체조직에 국주(局注)함과 함께 당해 체조직에 그 시약의 형광 파장에 대응하는 여기광을 조사하여 형광상을 얻는 것 등을 행할 수가 있다. 광원 장치(11203)는, 이와 같은 특수광 관찰에 대응하는 협대역광 및/또는 여기광을 공급 가능하게 구성될 수 있다.
도 67은, 도 66에 도시하는 카메라 헤드(11102) 및 CCU(11201)의 기능 구성의 한 예를 도시하는 블록도이다.
카메라 헤드(11102)는, 렌즈 유닛(11401)과, 촬상부(11402)와, 구동부(11403)와, 통신부(11404)와, 카메라 헤드 제어부(11405)를 갖는다. CCU(11201)는, 통신부(11411)와, 화상 처리부(11412)와, 제어부(11413)를 갖는다. 카메라 헤드(11102)와 CCU(11201)는, 전송 케이블(11400)에 의해 서로 통신 가능하게 접속되어 있다.
렌즈 유닛(11401)은, 경통(11101)과의 접속부에 마련되는 광학계이다. 경통(11101)의 선단부터 받아들여진 관찰광은, 카메라 헤드(11102)까지 도광되고, 당해 렌즈 유닛(11401)에 입사한다. 렌즈 유닛(11401)은, 줌렌즈 및 포커스 렌즈를 포함하는 복수의 렌즈가 조합되어 구성된다.
촬상부(11402)는, 촬상 소자로 구성된다. 촬상부(11402)를 구성하는 촬상 소자는, 1개(이른바 단판식)라도 좋고, 복수(이른바 다판식)라도 좋다. 촬상부(11402)가 다판식으로 구성된 경우에는, 예를 들면 각 촬상 소자에 의해 RGB 각각에 대응하는 화상 신호가 생성되고, 그들이 합성됨에 의해 컬러 화상이 얻어져도 좋다. 또는, 촬상부(11402)는, 3D(Dimensional) 표시에 대응하는 우안용 및 좌안용의 화상 신호를 각각 취득하기 위한 한 쌍의 촬상 소자를 갖도록 구성되어도 좋다. 3D 표시가 행하여짐에 의해, 수술자(11131)는 수술부에서의 생체조직의 깊이를 보다 정확하게 파악하는 것이 가능해진다. 또한, 촬상부(11402)가 다판식으로 구성된 경우에는, 각 촬상 소자에 대응하여, 렌즈 유닛(11401)도 복수 계통 마련될 수 있다.
또한, 촬상부(11402)는, 반드시 카메라 헤드(11102)에 마련되지 않아도 좋다. 예를 들면, 촬상부(11402)는, 경통(11101)의 내부에, 대물 렌즈의 직후에 마련되어도 좋다.
구동부(11403)는, 액추에이터에 의해 구성되고, 카메라 헤드 제어부(11405)로부터의 제어에 의해, 렌즈 유닛(11401)의 줌렌즈 및 포커스 렌즈를 광축에 따라 소정의 거리만큼 이동시킨다. 이에 의해, 촬상부(11402)에 의한 촬상 화상의 배율 및 초점이 적절히 조정될 수 있다.
통신부(11404)는, CCU(11201)와의 사이에서 각종의 정보를 송수신하기 위한 통신 장치에 의해 구성된다. 통신부(11404)는, 촬상부(11402)로부터 얻은 화상 신호를 RAW 데이터로서 전송 케이블(11400)을 통하여 CCU(11201)에 송신한다.
또한, 통신부(11404)는, CCU(11201)로부터, 카메라 헤드(11102)의 구동을 제어하기 위한 제어 신호를 수신하고, 카메라 헤드 제어부(11405)에 공급한다. 당해 제어 신호에는, 예를 들면, 촬상 화상의 프레임 레이트를 지정하는 취지의 정보, 촬상시의 노출치를 지정하는 취지의 정보, 및/또는 촬상 화상의 배율 및 초점을 지정하는 취지의 정보 등, 촬상 조건에 관한 정보가 포함된다.
또한, 상기한 프레임 레이트나 노출치, 배율, 초점 등의 촬상 조건은, 유저에 의해 적절히 지정되어도 좋고, 취득된 화상 신호에 의거하여 CCU(11201)의 제어부(11413)에 의해 자동적으로 설정되어도 좋다. 후자인 경우에는, 이른바 AE(Auto Exposure) 기능, AF(Auto Focus) 기능 및 AWB(Auto White Balance) 기능이 내시경(11100)에 탑재되어 있게 된다.
카메라 헤드 제어부(11405)는, 통신부(11404)를 통하여 수신한 CCU(11201)로부터의 제어 신호에 의거하여, 카메라 헤드(11102)의 구동을 제어한다.
통신부(11411)는, 카메라 헤드(11102)와의 사이에서 각종의 정보를 송수신하기 위한 통신 장치에 의해 구성된다. 통신부(11411)는, 카메라 헤드(11102)로부터, 전송 케이블(11400)을 통하여 송신된 화상 신호를 수신한다.
또한, 통신부(11411)는, 카메라 헤드(11102)에 대해, 카메라 헤드(11102)의 구동을 제어하기 위한 제어 신호를 송신한다. 화상 신호나 제어 신호는, 전기통신이나 광통신 등에 의해 송신할 수 있다.
화상 처리부(11412)는, 카메라 헤드(11102)로부터 송신된 RAW 데이터인 화상 신호에 대해 각종의 화상 처리를 시행한다.
제어부(11413)는, 내시경(11100)에 의한 수술부 등의 촬상, 및, 수술부 등의 촬상에 의해 얻어지는 촬상 화상의 표시에 관한 각종의 제어를 행한다. 예를 들면, 제어부(11413)는, 카메라 헤드(11102)의 구동을 제어하기 위한 제어 신호를 생성한다.
또한, 제어부(11413)는, 화상 처리부(11412)에 의해 화상 처리가 시행된 화상 신호에 의거하여, 수술부 등이 찍힌 촬상 화상을 표시 장치(11202)에 표시시킨다. 이때, 제어부(11413)는, 각종의 화상 인식 기술을 이용하여 촬상 화상 내에서의 각종의 물체를 인식하여도 좋다. 예를 들면, 제어부(11413)는, 촬상 화상에 포함되는 물체의 에지의 형상이나 색 등을 검출함에 의해, 겸자(鉗子) 등의 수술구, 특정한 생체 부위, 출혈, 에너지 처치구(11112)의 사용시의 미스트 등을 인식할 수 있다. 제어부(11413)는, 표시 장치(11202)에 촬상 화상을 표시시킬 때에, 그 인식 결과를 이용하여, 각종의 수술 지원 정보를 당해 수술부의 화상에 중첩 표시시켜도 좋다. 수술 지원 정보가 중첩 표시되어, 수술자(11131)에게 제시됨에 의해, 수술자(11131)의 부담을 경감하는 것이나, 수술자(11131)가 확실하게 수술을 진행하는 것이 가능해진다.
카메라 헤드(11102) 및 CCU(11201)를 접속하는 전송 케이블(11400)은, 전기 신호의 통신에 대응하는 전기 신호 케이블, 광통신에 대응하는 광파이버, 또는 이들의 복합 케이블이다.
여기서, 도시한 예에서는, 전송 케이블(11400)을 이용하여 유선으로 통신이 행하여지고 있지만, 카메라 헤드(11102)와 CCU(11201) 사이의 통신은 무선으로 행하여져도 좋다.
이상, 본 개시에 관한 기술이 적용될 수 있는 내시경 수술 시스템의 한 예에 관해 설명하였다. 본 개시에 관한 기술은, 이상 설명한 구성 중, 예를 들면, 카메라 헤드(11102)의 촬상부(11402)에 적용할 수 있다. 구체적으로는, 촬상부(11402)로서, 상술한 고체 촬상 장치(100)를 적용할 수 있다. 촬상부(11402)에 본 개시에 관한 기술을 적용함에 의해, 노이즈의 발생이 억제되어, 보다 선명한 수술부 화상을 얻을 수 있기 때문에, 수술자가 수술부를 확실하게 확인하는 것이 가능해진다.
또한, 여기서는, 한 예로서 내시경 수술 시스템에 관해 설명하였지만, 본 개시에 관한 기술은, 그 밖에, 예를 들면, 현미경 수술 시스템 등에 적용되어도 좋다.
<13. 이동체에의 응용례>
또한, 본 개시에 관한 기술은, 예를 들면, 자동차, 전기 자동차, 하이브리드 전기 자동차, 자동 이륜차, 자전거, 퍼스널모빌리티, 비행기, 드론, 선박, 로봇 등의 어느 한 종류의 이동체에 탑재된 장치로서 실현되어도 좋다.
도 68은, 본 개시에 관한 기술이 적용될 수 있는 이동체 제어 시스템의 한 예인 차량 제어 시스템의 개략적인 구성례를 도시하는 블록도이다.
차량 제어 시스템(12000)은, 통신 네트워크(12001)를 통하여 접속된 복수의 전자 제어 유닛을 구비한다. 도 68에 도시한 예에서는, 차량 제어 시스템(12000)은, 구동계 제어 유닛(12010), 바디계 제어 유닛(12020), 차외 정보 검출 유닛(12030), 차내 정보 검출 유닛(12040), 및 통합 제어 유닛(12050)을 구비한다. 또한, 통합 제어 유닛(12050)의 기능 구성으로서, 마이크로 컴퓨터(12051), 음성 화상 출력부(12052), 및 차량탑재 네트워크 I/F(interface)(12053)가 도시되어 있다.
구동계 제어 유닛(12010)은, 각종 프로그램에 따라 차량의 구동계에 관련되는 장치의 동작을 제어한다. 예를 들면, 구동계 제어 유닛(12010)은, 내연 기관 또는 구동용 모터 등의 차량의 구동력을 발생시키기 위한 구동력 발생 장치, 구동력을 차륜에 전달하기 위한 구동력 전달 기구, 차량의 타각을 조절하는 스티어링 기구, 및, 차량의 제동력을 발생시키는 제동 장치 등의 제어 장치로서 기능한다.
바디계 제어 유닛(12020)은, 각종 프로그램에 따라 차체에 장비된 각종 장치의 동작을 제어한다. 예를 들면, 바디계 제어 유닛(12020)은, 키레스 엔트리 시스템, 스마트 키 시스템, 파워 윈도우 장치, 또는, 헤드 램프, 백 램프, 브레이크 램프, 윙커 또는 포그램프 등의 각종 램프의 제어 장치로서 기능한다. 이 경우, 바디계 제어 유닛(12020)에는, 키를 대체하는 휴대기로부터 발신되는 전파 또는 각종 스위치의 신호가 입력될 수 있다. 바디계 제어 유닛(12020)은, 이들의 전파 또는 신호의 입력을 접수하여, 차량의 도어 로크 장치, 파워 윈도우 장치, 램프 등을 제어한다.
차외 정보 검출 유닛(12030)은, 차량 제어 시스템(12000)을 탑재한 차량의 외부의 정보를 검출한다. 예를 들면, 차외 정보 검출 유닛(12030)에는, 촬상부(12031)가 접속된다. 차외 정보 검출 유닛(12030)은, 촬상부(12031)에 차외의 화상을 촬상시킴과 함께, 촬상된 화상을 수신한다. 차외 정보 검출 유닛(12030)은, 수신한 화상에 의거하여, 사람, 차, 장애물, 표지 또는 노면상의 문자 등의 물체 검출 처리 또는 거리 검출 처리를 행하여도 좋다.
촬상부(12031)는, 광을 수광하고, 그 광의 수광량에 응한 전기 신호를 출력하는 광센서이다. 촬상부(12031)는, 전기 신호를 화상으로서 출력할 수도 있고, 거리측정의 정보로서 출력할 수도 있다. 또한, 촬상부(12031)가 수광하는 광은, 가시광이라도 좋고, 적외선 등의 비가시광이라도 좋다.
차내 정보 검출 유닛(12040)은, 차내의 정보를 검출한다. 차내 정보 검출 유닛(12040)에는, 예를 들면, 운전자의 상태를 검출하는 운전자 상태 검출부(12041)가 접속된다. 운전자 상태 검출부(12041)는, 예를 들면 운전자를 촬상하는 카메라를 포함하고, 차내 정보 검출 유닛(12040)은, 운전자 상태 검출부(12041)로부터 입력된 검출 정보에 의거하여, 운전자의 피로 정도 또는 집중 정도를 산출하여도 좋고, 운전자가 앉아서 졸고 있지 않는지를 판별하여도 좋다.
마이크로 컴퓨터(12051)는, 차외 정보 검출 유닛(12030) 또는 차내 정보 검출 유닛(12040)에서 취득된 차내외의 정보에 의거하여, 구동력 발생 장치, 스티어링 기구 또는 제동 장치의 제어 목표치를 연산하고, 구동계 제어 유닛(12010)에 대해 제어 지령을 출력할 수 있다. 예를 들면, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 차량의 충돌 회피 또는 충격 완화, 차간 거리에 의거한 추종 주행, 차속 유지 주행, 차량의 충돌 경고, 또는 차량의 레인 일탈 경고 등을 포함하는 ADAS(Advanced Driver Assistance System)의 기능 실현을 목적으로 한 협조 제어를 행할 수가 있다.
또한, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 차외 정보 검출 유닛(12030) 또는 차내 정보 검출 유닛(12040)에서 취득된 차량의 주위의 정보에 의거하여 구동력 발생 장치, 스티어링 기구 또는 제동 장치 등을 제어함에 의해, 운전자의 조작에 근거하지 않고 자율적으로 주행하는 자동 운전 등을 목적으로 한 협조 제어를 행할 수가 있다.
또한, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 차외 정보 검출 유닛(12030)에서 취득된 차외의 정보에 의거하여, 바디계 제어 유닛(12020)에 대해 제어 지령을 출력할 수 있다. 예를 들면, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 차외 정보 검출 유닛(12030)에서 검지한 선행차 또는 대향차의 위치에 응하여 헤드 램프를 제어하여, 하이 빔을 로우 빔으로 전환하는 등의 눈부심 방지를 도모하는 것을 목적으로 한 협조 제어를 행할 수가 있다.
음성 화상 출력부(12052)는, 차량의 탑승자 또는 차외에 대해, 시각적 또는 청각적으로 정보를 통지하는 것이 가능한 출력 장치에 음성 및 화상 중의 적어도 일방의 출력 신호를 송신한다. 도 68의 예에서는, 출력 장치로서, 오디오 스피커(12061), 표시부(12062) 및 인스트루먼트 패널(12063)이 예시되어 있다. 표시부(12062)는, 예를 들면, 온 보드 디스플레이 및 헤드 업 디스플레이의 적어도 하나를 포함하고 있어도 좋다.
도 69는, 촬상부(12031)의 설치 위치의 예를 도시하는 도면이다.
도 69에서는, 차량(12100)은, 촬상부(12031)로서, 촬상부(12101, 12102, 12103, 12104, 12105)를 갖는다.
촬상부(12101, 12102, 12103, 12104, 12105)는, 예를 들면, 차량(12100)의 프런트 노우즈, 사이드 미러, 리어 범퍼, 백 도어 및 차실내의 프론트글라스의 상부 등의 위치에 마련된다. 프런트 노우즈에 구비되는 촬상부(12101) 및 차실내의 프론트글라스의 상부에 구비되는 촬상부(12105)는, 주로 차량(12100)의 전방의 화상을 취득한다. 사이드 미러에 구비되는 촬상부(12102, 12103)는, 주로 차량(12100)의 측방의 화상을 취득한다. 리어 범퍼 또는 백 도어에 구비되는 촬상부(12104)는, 주로 차량(12100)의 후방의 화상을 취득한다. 촬상부(12101 및 12105)에서 취득된 전방의 화상은, 주로 선행 차량 또는, 보행자, 장애물, 신호기, 교통 표지 또는 차선 등의 검출에 이용된다.
또한, 도 69에는, 촬상부(12101 내지 12104)의 촬영 범위의 한 예가 도시되어 있다. 촬상 범위(12111)는, 프런트 노우즈에 마련된 촬상부(12101)의 촬상 범위를 나타내고, 촬상 범위(12112, 12113)는, 각각 사이드 미러에 마련된 촬상부(12102, 12103)의 촬상 범위를 나타내고, 촬상 범위(12114)는, 리어 범퍼 또는 백 도어에 마련된 촬상부(12104)의 촬상 범위를 나타낸다. 예를 들면, 촬상부(12101 내지 12104)로 촬상된 화상 데이터가 중합시켜짐에 의해, 차량(12100)을 상방에서 본 부감(俯瞰) 화상을 얻을 수 있다.
촬상부(12101 내지 12104)의 적어도 하나는, 거리 정보를 취득하는 기능을 갖고 있어도 좋다. 예를 들면, 촬상부(12101 내지 12104)의 적어도 하나는, 복수의 촬상 소자로 이루어지는 스테레오 카메라라도 좋고, 위상차 검출용의 화소를 갖는 촬상 소자라도 좋다.
예를 들면, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 촬상부(12101 내지 12104)로부터 얻어진 거리 정보를 기초로, 촬상 범위(12111 내지 12114) 내에서의 각 입체물까지의 거리와, 이 거리의 시간적 변화(차량(12100)에 대한 상대 속도)를 구함에 의해, 특히 차량(12100)의 진행로상에 있는 가장 가까운 입체물로, 차량(12100)과 개략 같은 방향으로 소정의 속도(예를 들면, 0㎞/h 이상)로 주행하는 입체물을 선행차로서 추출할 수 있다. 또한, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 선행차와 내차와의 사이에 미리 확보하여야 할 차간 거리를 설정하고, 자동 브레이크 제어(추종 정지 제어도 포함한다)나 자동 가속 제어(추종 발진 제어도 포함한다) 등을 행할 수가 있다. 이와 같이 운전자의 조작에 근거하지 않고 자율적으로 주행하는 자동 운전 등을 목적으로 한 협조 제어를 행할 수가 있다.
예를 들면, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 촬상부(12101 내지 12104)로부터 얻어진 거리 정보를 기초로, 입체물에 관한 입체물 데이터를, 2륜차, 보통 차량, 대형 차량, 보행자, 전신주 등 그 밖의 입체물로 분류하여 추출하고, 장애물의 자동 회피에 이용할 수 있다. 예를 들면, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 차량(12100)의 주변의 장애물을, 차량(12100)의 드라이버가 시인 가능한 장애물과 시인 곤란한 장애물로 식별한다. 그리고, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 각 장애물과의 충돌의 위험도를 나타내는 충돌 리스크를 판단하고, 충돌 리스크가 설정치 이상으로 충돌 가능성이 있는 상황인 때에는, 오디오 스피커(12061)나 표시부(12062)를 이용하여 드라이버에 경보를 출력하는 것이나, 구동계 제어 유닛(12010)을 이용하여 강제 감속이나 회피 조타를 행함으로써, 충돌 회피를 위한 운전 지원을 행할 수가 있다.
촬상부(12101 내지 12104)의 적어도 하나는, 적외선을 검출하는 적외선 카메라라도 좋다. 예를 들면, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 촬상부(12101 내지 12104)의 촬상 화상중에 보행자가 존재하는지의 여부를 판정함으로써 보행자를 인식할 수 있다. 이러한 보행자의 인식은, 예를 들면 적외선 카메라로서의 촬상부(12101 내지 12104)의 촬상 화상에서의 특징점을 추출하는 순서와, 물체의 윤곽을 나타내는 일련의 특징점에 패턴 매칭 처리를 행하여 보행자인지의 여부를 판별하는 순서에 의해 행하여진다. 마이크로 컴퓨터(12051)가, 촬상부(12101 내지 12104)의 촬상 화상 중에 보행자가 존재한다고 판정하고, 보행자를 인식하면, 음성 화상 출력부(12052)는, 당해 인식된 보행자에게 강조를 위한 사각형 윤곽선을 중첩 표시하도록, 표시부(12062)를 제어한다. 또한, 음성 화상 출력부(12052)는, 보행자를 나타내는 아이콘 등을 소망하는 위치에 표시하도록 표시부(12062)를 제어하여도 좋다.
이상, 본 개시에 관한 기술이 적용될 수 있는 차량 제어 시스템의 한 예에 관해 설명하였다. 본 개시에 관한 기술은, 이상 설명한 구성 중, 예를 들면, 촬상부(12031)에 적용할 수 있다. 구체적으로는, 촬상부(12031)로서, 상술한 고체 촬상 장치(100)를 적용할 수 있다. 촬상부(12031)에 본 개시에 관한 기술을 적용함에 의해, 노이즈의 발생이 억제되어, 보다 보기 쉬운 촬영 화상을 얻을 수 있기 때문에, 드라이버에 의한 운전을 적절하게 지원하는 것이 가능해진다.
본 기술의 실시의 형태는, 상술한 실시의 형태로 한정되는 것이 아니고, 본 기술의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러가지의 변경이 가능하다.
본 기술은, 이하와 같은 구성도 취할 수 있다.
(1)
제1의 도체 루프의 적어도 일부가 형성되는 제1의 반도체 기판과,
제2의 도체 루프를 형성하는, 도체를 갖는 제1의 도체층 및 제2의 도체층을 포함하는 제2의 반도체 기판을 구비하고,
상기 제1의 도체층과 상기 제2의 도체층은, 상기 제2의 도체 루프로부터 자속이 발생하는 루프면의 방향과, 상기 제1의 도체 루프에 유도 기전력을 발생시키는 루프면의 방향이 다르도록 구성되는 반도체 장치.
(2)
상기 제1의 도체층과 상기 제2의 도체층은, 상기 제2의 도체 루프로부터 자속이 발생하는 루프면의 방향과, 상기 제1의 도체 루프에 유도 기전력을 발생시키는 루프면의 방향이 개략 90도 다르도록 구성되는 상기 (1)에 기재된 반도체 장치.
(3)
상기 제1의 도체층과 상기 제2의 도체층은, 적어도 일부의 영역에서 차광 구조를 이루는 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 반도체 장치.
(4)
상기 제1의 도체층을 형성하는 도체 또는 상기 제2의 도체층을 형성하는 도체의 적어도 일방의 도체는, 플러스의 전원에 접속되는 배선을 포함하고, 타방의 도체는, 마이너스의 전원 또는 GND에 접속되는 배선을 포함하는 상기 (1)부터 (3)의 어느 하나에 기재된 반도체 장치.
(5)
상기 제1의 도체층을 형성하는 도체 또는 상기 제2의 도체층을 형성하는 도체의 적어도 일방의 도체는, 면형상 도체를 포함하는 상기 (1)부터 (4)의 어느 하나에 기재된 반도체 장치.
(6)
상기 제1의 도체층을 형성하는 도체 또는 상기 제2의 도체층을 형성하는 도체의 적어도 일방의 도체는, 망목형상 도체를 포함하는 상기 (1)부터 (4)의 어느 하나에 기재된 반도체 장치.
(7)
상기 제1의 도체층을 형성하는 도체는 면형상 도체를 포함하고,
상기 제2의 도체층을 형성하는 도체는 망목형상 도체를 포함하고,
상기 제1의 도체층은, 상기 제2의 도체층보다도 상기 제1의 반도체 기판에 가까운 위치 관계인 상기 (6)에 기재된 반도체 장치.
(8)
상기 망목형상 도체의 적어도 일부의 영역에서, 도체 영역의 도체폭과 간극 영역의 간극폭이,
도체폭≥간극폭의 관계인
상기 (6)에 기재된 반도체 장치.
(9)
상기 제1의 도체층을 형성하는 도체가 제1의 망목형상 도체를 포함하고,
상기 제2의 도체층을 형성하는 도체가 제2의 망목형상 도체를 포함하고,
상기 제1의 망목형상 도체의 도체 주기와 상기 제2의 망목형상 도체의 도체 주기가 개략 동일한 상기 (6) 또는 (8)에 기재된 반도체 장치.
(10)
상기 제1의 망목형상 도체의 도체폭과 상기 제2의 망목형상 도체의 도체폭이 다른 상기 (9)에 기재된 반도체 장치.
(11)
상기 망목형상 도체의, 도체가 아닌 간극 영역의 적어도 일부에, 다른 도체가 배치된 상기 (6)부터 (10)의 어느 하나에 기재된 반도체 장치.
(12)
상기 제2의 도체층은, 상기 간극 영역의 적어도 일부에, 상기 다른 도체가 배치된 상기 망목형상 도체를 가지며,
상기 다른 도체가, 상기 제1의 도체층을 형성하는 도체의 적어도 일부에 접속된 상기 (11)에 기재된 반도체 장치.
(13)
상기 망목형상 도체의 제1의 방향의 저항치와, 상기 제1의 방향에 직교하는 제2의 방향의 저항치가 다른 상기 (6)부터 (12)의 어느 하나에 기재된 반도체 장치.
(14)
상기 제1의 도체 루프의 실효적인 형상이 변화할 수 있는 상기 (1)부터 (13)의 어느 하나에 기재된 반도체 장치.
(15)
상기 제1의 반도체 기판은, 광을 수광하는 화소를 가지며,
상기 제1의 도체 루프는, 상기 화소, 상기 화소가 출력하는 화소 신호가 흐르는 신호선, 및, 상기 화소에 대한 제어 신호가 흐르는 제어선을 포함하는 도체 루프인 상기 (1)부터 (14)의 어느 하나에 기재된 반도체 장치.
(16)
상기 제1의 방향의 저항치보다도 상기 제2의 방향의 저항치가 낮은 상기 망목형상 도체에 접속되는 전극인 복수의 패드를 또한 구비하고,
상기 복수의 패드는, 상기 제1의 방향으로 조밀하게 배치되는 상기 (13)부터 (15)의 어느 하나에 기재된 반도체 장치.
(17)
상기 제1의 방향의 저항치보다도 상기 제2의 방향의 저항치가 낮은 상기 망목형상 도체에 접속되는 전극인 복수의 패드를 또한 구비하고,
상기 복수의 패드는, 상기 제2의 방향으로 조밀하게 배치되는 상기 (13)부터 (15)의 어느 하나에 기재된 반도체 장치.
(18)
인접하여 배치된 적어도 일부의 상기 패드끼리의 극성이 다른 상기 (16) 또는 (17)에 기재된 반도체 장치.
(19)
대향하여 배치된 적어도 일부의 상기 패드끼리의 극성이 같은 상기 (16) 또는 (17)에 기재된 반도체 장치.
(20)
제1의 도체 루프의 적어도 일부가 형성되는 제1의 반도체 기판과,
제2의 도체 루프를 형성하는, 도체를 갖는 제1의 도체층 및 제2의 도체층을 포함하는 제2의 반도체 기판을 구비하고,
상기 제1의 도체층과 상기 제2의 도체층은, 상기 제2의 도체 루프로부터 자속이 발생하는 루프면의 방향과, 상기 제1의 도체 루프에 유도 기전력을 발생시키는 루프면의 방향이 다르도록 구성되는 반도체 장치를 구비하는 전자 기기.
10 : 픽셀 기판
11 : Victim 도체 루프
20 : 로직 기판
21 : 전원 배선
100 : 고체 촬상 장치
101 : 제1의 반도체 기판
102 : 제2의 반도체 기판
111 : 화소·아날로그 처리부
112 : 디지털 처리부
121 : 화소 어레이
122 : A/D 변환부
123 : 수직 주사부
131 : 화소
132 : 신호선
133 : 제어선
141 : 포토 다이오드
142 : 전송 트랜지스터
143 : 리셋 트랜지스터
144 : 증폭 트랜지스터
145 : 셀렉트 트랜지스터
151 : 차광 구조
152 : 반도체 기체
153 : 다층 배선층
155 : 광학 부재
162 : 반도체 기체
163 : 다층 배선층
164 : MOS 트랜지스터
165 : 배선층
167 : 능동 소자군
191 : 완충 영역
192 : 층간 거리
193 : 완충 영역폭
194 : 차광 대상 영역
202 내지 204 : 회로 블록
205 내지 208 : 차광 대상 영역
209 : 차광 비대상 영역
211, 212 : 직선형상 도체
213, 214 : 면형상 도체
216, 217 : 망목형상 도체
221 : 면형상 도체
222 : 망목형상 도체
231, 232 : 망목형상 도체
241, 242 : 망목형상 도체
251, 252 : 망목형상 도체
261 : 면형상 도체
262 : 망목형상 도체
271, 272 : 망목형상 도체
281, 282 : 망목형상 도체
291, 292 : 망목형상 도체
301 내지 306 : 중계 도체
311, 312 : 망목형상 도체
321, 322 : 망목형상 도체
331, 332 : 망목형상 도체
400 : 배선 영역
401, 402 : 패드
501, 502 : 배선
601 내지 603 : 패키지
604 : 본딩 와이어
700 : 촬상 장치
701 : 고체 촬상 소자
702 : 광학계
703 : 셔터 기구
704 : 구동 회로
705 : 신호 처리 회로

Claims (20)

  1. 제1의 도체 루프의 적어도 일부가 형성되는 제1의 반도체 기판과,
    제2의 도체 루프를 형성하는, 도체를 갖는 제1의 도체층 및 제2의 도체층을 포함하는 제2의 반도체 기판을 구비하고,
    상기 제1의 도체층과 상기 제2의 도체층은, 상기 제2의 도체 루프로부터 자속이 발생하는 루프면의 방향과, 상기 제1의 도체 루프에 유도 기전력을 발생시키는 루프면의 방향이 90도 다르도록 구성되고,
    상기 제1의 도체층을 형성하는 도체 또는 상기 제2의 도체층을 형성하는 도체의 적어도 일방의 도체는, 면형상 도체를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1의 도체층과 상기 제2의 도체층은, 적어도 일부의 영역에서 차광 구조를 이루는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1의 도체층을 형성하는 도체 또는 상기 제2의 도체층을 형성하는 도체의 적어도 일방의 도체는, 플러스의 전원에 접속되는 배선을 포함하고, 타방의 도체는, 마이너스의 전원 또는 GND에 접속되는 배선을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1의 도체층을 형성하는 도체 또는 상기 제2의 도체층을 형성하는 도체의 적어도 일방의 도체는, 망목형상 도체를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1의 도체층을 형성하는 도체는 면형상 도체를 포함하고,
    상기 제2의 도체층을 형성하는 도체는 망목형상 도체를 포함하고,
    상기 제1의 도체층은, 상기 제2의 도체층보다도 상기 제1의 반도체 기판에 가까운 위치 관계인 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 망목형상 도체의 적어도 일부의 영역에서, 도체 영역의 도체폭과 간극 영역의 간극폭이,
    도체폭≥간극폭
    의 관계인 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 제1의 도체층을 형성하는 도체가 제1의 망목형상 도체를 포함하고,
    상기 제2의 도체층을 형성하는 도체가 제2의 망목형상 도체를 포함하고,
    상기 제1의 망목형상 도체의 도체 주기와 상기 제2의 망목형상 도체의 도체 주기가 개략 동일한 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1의 망목형상 도체의 도체폭과 상기 제2의 망목형상 도체의 도체폭이 다른 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 망목형상 도체의, 도체가 아닌 간극 영역의 적어도 일부에, 다른 도체가 배치된 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제2의 도체층은, 상기 간극 영역의 적어도 일부에, 상기 다른 도체가 배치된 상기 망목형상 도체를 가지며,
    상기 다른 도체가, 상기 제1의 도체층을 형성하는 도체의 적어도 일부에 접속된 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  13. 제6항에 있어서,
    상기 망목형상 도체의 제1의 방향의 저항치와, 상기 제1의 방향에 직교하는 제2의 방향의 저항치가 다른 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제1의 도체 루프의 실효적인 형상이 변화할 수 있는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1의 반도체 기판은, 광을 수광하는 화소를 가지며,
    상기 제1의 도체 루프는, 상기 화소, 상기 화소가 출력하는 화소 신호가 흐르는 신호선, 및, 상기 화소에 대한 제어 신호가 흐르는 제어선을 포함하는 도체 루프인 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 제1의 방향의 저항치보다도 상기 제2의 방향의 저항치가 낮은 상기 망목형상 도체에 접속되는 전극인 복수의 패드를 또한 구비하고,
    상기 복수의 패드는, 상기 제1의 방향으로 조밀하게 배치되는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 제1의 방향의 저항치보다도 상기 제2의 방향의 저항치가 낮은 상기 망목형상 도체에 접속되는 전극인 복수의 패드를 또한 구비하고,
    상기 복수의 패드는, 상기 제2의 방향으로 조밀하게 배치되는 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  18. 제16항에 있어서,
    인접하여 배치된 적어도 일부의 상기 패드끼리의 극성이 다른 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  19. 제16항에 있어서,
    대향하여 배치된 적어도 일부의 상기 패드끼리의 극성이 같은 것을 특징으로 하는 반도체 장치.
  20. 제1의 도체 루프의 적어도 일부가 형성되는 제1의 반도체 기판과,
    제2의 도체 루프를 형성하는, 도체를 갖는 제1의 도체층 및 제2의 도체층을 포함하는 제2의 반도체 기판을 구비하고,
    상기 제1의 도체층과 상기 제2의 도체층은, 상기 제2의 도체 루프로부터 자속이 발생하는 루프면의 방향과, 상기 제1의 도체 루프에 유도 기전력을 발생시키는 루프면의 방향이 90도 다르도록 구성되고,
    상기 제1의 도체층을 형성하는 도체 또는 상기 제2의 도체층을 형성하는 도체의 적어도 일방의 도체는, 면형상 도체를 포함하는 반도체 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 전자 기기.
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