(57)【要約】【課題】  画質を向上させることができる。【解決手段】  複数の単位セルを有する撮像装置である。撮像装置は、複数の第１の転送トランジスタのゲートに電気的に接続された第１の導電部材と、複数の第２の転送トランジスタのゲートに電気的に接続された第２の導電部材と、第１の導電部材と同じ配線層において、第１の導電部材と隣り合って配され、複数の単位セルのそれぞれに含まれるノードを互いに電気的に接続する第３の導電部材と、第２の導電部材と同じ配線層において、第２の導電部材と隣り合って配された第４の導電部材とを有する。第１および第３の導電部材の対向長が、第２および第４の導電部材の対向長よりも長い。第１の導電部材の幅Ｗ１、第１の導電部材と第３の導電部材との間隔Ｄ１、第２の導電部材の幅Ｗ２、および、第２の導電部材と第４の導電部材との間隔Ｄ２が、Ｗ１×Ｄ１＞Ｗ２×Ｄ２の関係を満たす。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の光電変換部と、第２の光電変換部と、前記第１の光電変換部の電荷を転送するための第１の転送トランジスタと、前記第２の光電変換部の電荷を転送するための第２の転送トランジスタと、前記第１および第２の光電変換部に共有された少なくとも１つのトランジスタとを、それぞれが含む複数の単位セルと、
複数の前記第１の転送トランジスタのゲートに電気的に接続された第１の導電部材と、
複数の前記第２の転送トランジスタのゲートに電気的に接続された第２の導電部材と、
前記第１の導電部材と同じ配線層において、前記第１の導電部材と隣り合って配され、前記複数の単位セルのそれぞれに含まれるノードを互いに電気的に接続する第３の導電部材と、
前記第２の導電部材と同じ配線層において、前記第２の導電部材と隣り合って配された第４の導電部材と、を有し、
前記第１の導電部材と前記第３の導電部材との、当該第１および第３の導電部材の配された配線層における対向長が、前記第２の導電部材と前記第４の導電部材との、当該第２および第４の導電部材の配された配線層における対向長よりも長く、
前記第１の導電部材の幅Ｗ１、前記第１の導電部材と前記第３の導電部材との、当該第１および第３の導電部材の配された配線層における間隔Ｄ１、前記第２の導電部材の幅Ｗ２、および、前記第２の導電部材と前記第４の導電部材との、当該第２および第４の導電部材の配された配線層における間隔Ｄ２が、Ｗ１×Ｄ１＞Ｗ２×Ｄ２の関係を満たすことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記第１の導電部材および前記第３の導電部材の組、または、前記第２の導電部材および前記第４の導電部材の組のいずれか一方の組が、前記第１の光電変換部と前記第２の光電変換部の間の領域の上に配され、
他方の組が、前記第１の光電変換部または前記第２の光電変換部のいずれかと、前記第１の光電変換部および前記第２の光電変換部とは別の光電変換部との間の領域の上に配されたことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
複数の配線層を有し、
前記第１の導電部材と、前記第２の導電部材とが、同じ配線層に含まれることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記単位セルのそれぞれが、増幅トランジスタを含み、
前記第３の導電部材が電気的に接続された前記ノードが、前記増幅トランジスタに電源電圧を供給する電源ノードであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記単位セルのそれぞれが、増幅トランジスタと、前記増幅トランジスタの入力ノードをリセットするリセットトランジスタとを含み、
前記第３の導電部材が電気的に接続される前記ノードが、前記リセットトランジスタの制御ノードであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記単位セルのそれぞれが、選択トランジスタを含み、
前記第３の導電部材が電気的に接続される前記ノードが、前記選択トランジスタの制御ノードであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記第４の導電部材は前記同じ配線層において島形状であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記第４の導電部材は、前記単位セルの内部での電気的接続のための配線を構成することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記第４の導電部材は、前記第４の導電部材より上層の配線層に配された導電部材と、前記第４の導電部材より下層の配線層に配された導電部材、または、半導体領域、または、ゲート電極との電気的接続を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記第１および第３の導電部材の配された配線層において、前記第３の導電部材の、前記第１の導電部材が延在する方向に沿った長さは、光電変換部の配されるピッチよりも長く、
前記第２および第４の導電部材の配された配線層において、前記第４の導電部材の、前記第２の導電部材が延在する方向に沿った長さは、前記ピッチよりも短いことを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記第１の導電部材と前記第３の導電部材との前記対向長Ｌ１と、前記第２の導電部材と前記第４の導電部材との前記対向長Ｌ２との比が、Ｌ１：Ｌ２＝Ｗ１×Ｄ１：Ｗ２×Ｄ２となっていることを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記第１の導電部材の幅Ｗ１と前記第２の導電部材の幅Ｗ２とが等しいことを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項１３】
裏面照射型であることを特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項１４】
前記第１乃至第４の導電部材は、前記撮像装置の表面側に配され、
前記第１乃至第４の導電部材の一部が、前記第１あるいは前記第２の光電変換部と重なる位置に配されたことを特徴とする請求項１３に記載の撮像装置。
【請求項１５】
第１の光電変換部と、第２の光電変換部と、増幅トランジスタと、前記第１の光電変換部の電荷を前記増幅トランジスタの入力ノードに転送するための第１の転送トランジスタと、前記第２の光電変換部の電荷を前記増幅トランジスタの入力ノードに転送するための第２の転送トランジスタとを、それぞれが含む複数の単位セルと、
複数の前記第１の転送トランジスタのゲートに電気的に接続された第１の導電部材と、
複数の前記第２の転送トランジスタのゲートに電気的に接続された第２の導電部材と、
前記第１の導電部材と同じ配線層において、前記第１の導電部材と隣り合って配され、前記複数の単位セルのそれぞれに含まれるノードを互いに電気的に接続する第３の導電部材と、
前記第２の導電部材と同じ配線層において、前記第２の導電部材と隣り合って配された第４の導電部材と、を有し、
前記第１の導電部材と前記第３の導電部材との、当該第１および第３の導電部材の配された配線層における対向長が、前記第２の導電部材と前記第４の導電部材との、当該第２および第４の導電部材の配された配線層における対向長よりも長く、
前記第１の導電部材の幅Ｗ１、前記第１の導電部材と前記第３の導電部材との、当該第１および第３の導電部材の配された配線層における間隔Ｄ１、前記第２の導電部材の幅Ｗ２、および、前記第２の導電部材と前記第４の導電部材との、当該第２および第４の導電部材の配された配線層における間隔Ｄ２が、Ｗ１×Ｄ１＞Ｗ２×Ｄ２の関係を満たすことを特徴とする撮像装置。
【請求項１６】
第１の光電変換部と、第２の光電変換部と、前記第１の光電変換部の電荷を転送するための第１の転送トランジスタと、前記第２の光電変換部の電荷を転送するための第２の転送トランジスタと、前記第１および第２の光電変換部に共有された少なくとも１つのトランジスタとを、それぞれが含む複数の単位セルと、
複数の前記第１の転送トランジスタのゲートに電気的に接続される第１の導電部材と、
複数の前記第２の転送トランジスタのゲートに電気的に接続される第２の導電部材と、
前記第１の導電部材と同じ配線層において、前記第１の導電部材と隣り合って配され、前記複数の単位セルにそれぞれ含まれる複数のノードに電気的に接続される第３の導電部材と、
前記第２の導電部材と同じ配線層において、前記第２の導電部材と隣り合って配された第４の導電部材と、を有し、
前記第１の導電部材と前記第３の導電部材との、当該第１および第３の導電部材の配された配線層における対向長が、前記第２の導電部材と前記第４の導電部材との、当該第２および第４の導電部材の配された配線層における対向長よりも長く、
前記第１の導電部材の前記第３の導電部材とは反対側の端から、前記第３の導電部材までの距離が、前記第２の導電部材の前記第４の導電部材とは反対側の端から、前記第４の導電部材までの距離よりも長いことを特徴とする撮像装置。
【請求項１７】
請求項１乃至請求項１６のいずれか一項に記載の撮像装置と、
前記撮像装置から出力される信号を処理する信号処理装置と、を備えた撮像システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は撮像装置、および撮像システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像装置において、複数の光電変換部が増幅トランジスタを共有する撮像装置が提案されている。特許文献１に開示された撮像装置では、第１および第２の光電変換部が、それぞれ対応する第１および第２の転送トランジスタを介して、１つの増幅トランジスタＳＦに接続されている。つまり、２つの光電変換部が１つの増幅トランジスタを共有している。
【０００３】
特許文献１の図４に示されたレイアウトでは、第１の光電変換部ＰＤ１と第２の光電変換部ＰＤ２との間に、第１の転送トランジスタのゲートに接続された第１の制御線Ｔｘ１が配されている。第２の光電変換部ＰＤ２の図面上の下側に、第２の転送トランジスタのゲートに接続された第２の制御線Ｔｘ２が配されている。そして、第１の光電変換部ＰＤ１の図面上の上側に、リセットトランジスタのゲートに接続された第３の制御線ＲＥＳが配されている。このレイアウトが、繰り返し配されれば、第１の制御線Ｔｘ１に近接した位置には他の配線が配されず、一方で、第２の制御線Ｔｘ２と第３の制御線ＲＥＳとが互いに近接して配される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２０６１７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
複数の光電変換部が画素回路に含まれるトランジスタを共有する撮像装置では、第１の転送トランジスタの制御線と隣りあって配される配線のレイアウトと、第２の転送トランジスタの制御線と隣り合って配される配線のレイアウトとが非対称となる場合がある。本発明者は、このような非対称なレイアウトが、偶数行の画素に生じるノイズと、奇数行の画素に生じるノイズとに差が生じる原因となりうることを見出した。
【０００６】
特許文献１に開示された撮像装置では、複数の光電変換部が増幅トランジスタを共有しているため、配線のレイアウトに上述の非対称性が生じうる。具体的には、第１の制御線Ｔｘ１を構成する導電部材とその隣に配された導電部材との、同じ配線層における対向長が、第２の制御線Ｔｘ２を構成する導電部材とその隣に配された導電部材との、同じ配線層における対向長と異なる。したがって、特許文献１に開示された撮像装置においては、配線のレイアウトに起因して、偶数行と奇数行との間でノイズに差が生じうる。
【０００７】
行ごとのノイズの違いは、ストライプ状のノイズとなって画像に現れうる。ストライプ状のノイズは目立つため、行ごとのノイズの違いは画質の低下につながりやすい。
【０００８】
上記の課題に鑑み、本発明は、行ごとのノイズの差を低減し得る配線レイアウトを提供することにより、撮像装置の画質を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の１つの側面に係る実施形態である撮像装置は、第１の光電変換部と、第２の光電変換部と、前記第１の光電変換部の電荷を転送するための第１の転送トランジスタと、前記第２の光電変換部の電荷を転送するための第２の転送トランジスタと、前記第１および第２の光電変換部に共有された少なくとも１つのトランジスタとを、それぞれが含む複数の単位セルと、複数の前記第１の転送トランジスタのゲートに電気的に接続された第１の導電部材と、複数の前記第２の転送トランジスタのゲートに電気的に接続された第２の導電部材と、前記第１の導電部材と同じ配線層において、前記第１の導電部材と隣り合って配され、前記複数の単位セルのそれぞれに含まれるノードを互いに電気的に接続する第３の導電部材と、前記第２の導電部材と同じ配線層において、前記第２の導電部材と隣り合って配された第４の導電部材と、を有し、前記第１の導電部材と前記第３の導電部材との、当該第１および第３の導電部材の配された配線層における対向長が、前記第２の導電部材と前記第４の導電部材との、当該第２および第４の導電部材の配された配線層における対向長よりも長く、前記第１の導電部材の幅Ｗ１、前記第１の導電部材と前記第３の導電部材との、当該第１および第３の導電部材の配された配線層における間隔Ｄ１、前記第２の導電部材の幅Ｗ２、および、前記第２の導電部材と前記第４の導電部材との、当該第２および第４の導電部材の配された配線層における間隔Ｄ２が、Ｗ１×Ｄ１＞Ｗ２×Ｄ２の関係を満たすことを特徴とする。
【００１０】
本発明の別の側面に係る実施形態である撮像装置は、第１の光電変換部と、第２の光電変換部と、増幅トランジスタと、前記第１の光電変換部の電荷を前記増幅トランジスタの入力ノードに転送するための第１の転送トランジスタと、前記第２の光電変換部の電荷を前記増幅トランジスタの入力ノードに転送するための第２の転送トランジスタとを、それぞれが含む複数の単位セルと、複数の前記第１の転送トランジスタのゲートに電気的に接続された第１の導電部材と、複数の前記第２の転送トランジスタのゲートに電気的に接続された第２の導電部材と、前記第１の導電部材と同じ配線層において、前記第１の導電部材と隣り合って配され、前記複数の単位セルのそれぞれに含まれるノードを互いに電気的に接続する第３の導電部材と、前記第２の導電部材と同じ配線層において、前記第２の導電部材と隣り合って配された第４の導電部材と、を有し、前記第１の導電部材と前記第３の導電部材との、当該第１および第３の導電部材の配された配線層における対向長が、前記第２の導電部材と前記第４の導電部材との、当該第２および第４の導電部材の配された配線層における対向長よりも長く、前記第１の導電部材の幅Ｗ１、前記第１の導電部材と前記第３の導電部材との、当該第１および第３の導電部材の配された配線層における間隔Ｄ１、前記第２の導電部材の幅Ｗ２、および、前記第２の導電部材と前記第４の導電部材との、当該第２および第４の導電部材の配された配線層における間隔Ｄ２が、Ｗ１×Ｄ１＞Ｗ２×Ｄ２の関係を満たすことを特徴とする。
【００１１】
本発明のさらに別の側面に係る実施形態である撮像装置は、第１の光電変換部と、第２の光電変換部と、前記第１の光電変換部の電荷を転送するための第１の転送トランジスタと、前記第２の光電変換部の電荷を転送するための第２の転送トランジスタと、前記第１および第２の光電変換部に共有された少なくとも１つのトランジスタとを、それぞれが含む複数の単位セルと、複数の前記第１の転送トランジスタのゲートに電気的に接続される第１の導電部材と、複数の前記第２の転送トランジスタのゲートに電気的に接続される第２の導電部材と、前記第１の導電部材と同じ配線層において、前記第１の導電部材と隣り合って配され、前記複数の単位セルにそれぞれ含まれる複数のノードに電気的に接続される第３の導電部材と、前記第２の導電部材と同じ配線層において、前記第２の導電部材と隣り合って配された第４の導電部材と、を有し、前記第１の導電部材と前記第３の導電部材との、当該第１および第３の導電部材の配された配線層における対向長が、前記第２の導電部材と前記第４の導電部材との、当該第２および第４の導電部材の配された配線層における対向長よりも長く、前記第１の導電部材の前記第３の導電部材とは反対側の端から、前記第３の導電部材までの距離が、前記第２の導電部材の前記第４の導電部材とは反対側の端から、前記第４の導電部材までの距離よりも長いことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、画質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】撮像装置の等価回路を示す図。
【図２】撮像装置の平面レイアウトの模式図。
【図３】撮像装置の平面レイアウトの模式図。
【図４】撮像装置の平面レイアウトの模式図。
【図５】撮像装置の駆動信号を示す図。
【図６】撮像装置の平面レイアウトの模式図。
【図７】撮像装置の断面構造の模式図。
【図８】撮像装置の平面レイアウトの模式図。
【図９】撮像システムのブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明に係る１つまたはいくつかの実施形態は、複数の光電変換部が少なくとも１つのトランジスタを共有するように構成された撮像装置である。第１の光電変換部に対して第１の光電変換部から電荷を転送するための第１の転送トランジスタが配される。第２の光電変換部に対して第２の光電変換部から電荷を転送するための第２の転送トランジスタが配される。そして、第１の光電変換部および第２の光電変換部が、画素からの信号を読み出すための回路の少なくとも一部を共有する。画素からの信号を読み出すための回路は、例えば増幅トランジスタ、リセットトランジスタ、選択トランジスタを含みうる。つまり、第１の光電変換部および第２の光電変換部は、増幅トランジスタ、リセットトランジスタ、および選択トランジスタの一部または全部を共有する。画素からの信号を読み出すための回路に他のトランジスタが含まれてもよい。
【００１５】
第１の転送トランジスタの制御線は第１の導電部材を含んで構成される。第２の転送トランジスタの制御線は第２の導電部材を含んで構成される。第１の導電部材と、当該第１の導電部材に隣り合って配された第３の導電部材との対向長Ｌ１が、第２の導電部材と、当該第２の導電部材に隣り合って配された第４の導電部材との対向長Ｌ２より長い。つまり、第１の転送トランジスタの制御線に隣り合って配された配線のレイアウトと、第２の転送トランジスタの制御線に隣り合って配された配線のレイアウトとが非対称である。
【００１６】
なお、第１の導電部材と第３の導電部材の対向長は、当該第１および第３の導電部材の両方が配された配線層のレイアウトパターンで見たときの、第１の導電部材が延在する方向に沿った、第３の導電部材の長さである。また第２の導電部材と第４の導電部材の対向長は、当該第２および第４の導電部材の両方が配された配線層のレイアウトパターンで見たときの、第２の導電部材が延在する方向に沿った、第４の導電部材の長さである。
【００１７】
本発明に係るいくつかの実施形態では、上述したようなレイアウトでも、転送トランジスタの制御線を構成する第１の導電部材の幅、及び、当該制御線を構成する導電部材とその隣の導電部材との間隔を適当に設定することで偶奇行でのノイズの差を小さくできる。具体的には、対向長の長い第１の転送トランジスタの制御線を構成する第１の導電部材の幅Ｗ１、第１の導電部材とその隣に配された第３の導電部材との間隔Ｄ１、対向長の短い第２の転送トランジスタの制御線を構成する第２の導電部材の幅Ｗ２、第２の導電部材とその隣に配された第４の導電部材との間隔Ｄ２を、Ｗ１×Ｄ１＞Ｗ２×Ｄ２とする。
【００１８】
なお、いくつかの実施形態では、間隔Ｄ１、Ｄ２は、第１または第２の導電部材の部分に応じて変わってもよい。第１または第２の導電部材の所定の部分に着目したときの間隔は、当該所定の部分から隣に配された導電部材までの最短距離である。また、幅Ｗ１、Ｗ２は、第１または第２の導電部材の部分に応じて変わってもよい。間隔や幅が一定でない場合であっても、第１の導電部材の少なくとも一部の幅Ｗ１、当該一部と第３の導電部材との間隔Ｄ１、第２の導電部材の少なくとも一部の幅Ｗ２、および、当該一部と第４の導電部材との間隔Ｄ２が、Ｗ１×Ｄ１＞Ｗ２×Ｄ２の関係を満たす。このようなレイアウトによれば、ノイズの差を小さくすることができる。
【００１９】
以上に述べた構成により、偶奇行でのノイズの差を小さくできる。配線のレイアウトが、行ごとのノイズの違いを引き起こす理由としては、様々なメカニズムが考えられる。しかし、上述のＷ１×Ｄ１＞Ｗ２×Ｄ２の関係を満たすことにより、レイアウトの非対称性に起因する行ごとのノイズを低減することができる。
【００２０】
行ごとのノイズの違いの一例として、偶数行と奇数行との間でシェーディングの量が異なることが挙げられる。撮像領域の全面に一様な光が入射した際に、偶数行における第ｎ列の画素の信号値と第ｍ列の画素の信号値との差が、奇数行における第ｎ列の画素の信号値と第ｍ列の画素の信号値との差と異なりうるのである。
【００２１】
第１の転送トランジスタの制御線Ｔｘ１の時定数と、第２の転送トランジスタの制御線Ｔｘ２の時定数とが互いに異なる場合に、このようなシェーディングの量の差が生じうる。例えば、特許文献１の図４のレイアウトでは、第１の制御線Ｔｘ１の寄生容量と、第２の制御線Ｔｘ２の寄生容量とが異なり得るため、両者の時定数が異なり得る。
【００２２】
転送トランジスタの制御線の時定数の違いによって、転送トランジスタがオンからオフに変化したときに生じる戻り電子の量が変化しうる。戻り電子の量は、転送トランジスタのゲートの電圧が変化するスピードに応じて変化する。そのため、転送トランジスタの制御線の時定数が大きいほど、その電圧が変化するのに長い時間がかかり、戻り電子の量が少なくなる。つまり、転送トランジスタの制御線の時定数の違いによって、戻り電子の量に差が生じうるのである。
【００２３】
同じ駆動力の制御回路によって、複数の制御線を駆動する場合には特に顕著である。制御回路の駆動力を変えることでは、このような時定数の差を低減することは難しい。
【００２４】
戻り電子の量は制御回路から画素までの距離によって変化しうるため、戻り電子によってシェーディング形状のノイズが生じる可能性がある。そのため、偶数行と奇数行とで異なる形状のシェーディングが生じることで、画像処理による補正が困難なノイズが画像に現れる可能性がある。
【００２５】
これに対して、本発明に係るいくつかの実施形態によれば、上述の配線のレイアウトによって、行ごとのノイズの差を低減することができる。
【００２６】
また、本発明に係る１つまたはいくつかの実施形態では、対向長の長いほうの制御線の隣接する配線から遠い方の端から、当該隣接する配線までの距離が、他方の制御線の隣接する島形状の配線から遠い方の端から、当該島形状の配線までの距離よりも大きい。このような配線のレイアウトによれば、行ごとのノイズの差を低減することができる。
【００２７】
また、いくつかの実施形態では、画素に含まれるトランジスタの制御線や、電源配線、接地用の配線など、複数の画素に共通に接続される配線が、第１の配線群と、第２の配線群とに分けて配されうる。２つの配線群の一方が、第１の光電変換部と第２の光電変換部との間の領域の上に配され、他方が第１の光電変換部または第２の光電変換部とそれらとは別の光電変換部との間の領域の上に配される。そして、第１および第２の転送トランジスタの制御線が、互いに別々の配線群に配置される。このような配線レイアウトにおいては、転送トランジスタの制御線と隣り合う配線のレイアウトが非対称となりやすい。したがって、ノイズの差を低減の効果がより顕著である。
【００２８】
以下では、本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明する。本発明は以下に説明される実施例のみに限定されない。本発明の趣旨を超えない範囲で以下に説明される実施例の一部の構成が変更された変形例も、本発明の実施例である。また、以下のいずれかの実施例の一部の構成を、他の実施例に追加した例、あるいは他の実施例の一部の構成と置換した例も本発明の実施例である。
【実施例１】
【００２９】
図１は、本実施例の撮像装置の等価回路を示す図である。撮像装置１００は、撮像領域に配された複数の画素を有している。複数の画素は画素アレイを構成しうる。画素には少なくとも光電変換部が含まれる。本実施例の撮像装置１００では、１つの単位セルに含まれる複数の画素が、増幅部を共有している。図１では、４画素が示されているが、実際にはさらに多くの画素が配されうる。
【００３０】
単位セルは、第１および第２の光電変換部１０１ａ、１０１ｂと、第１および第２の光電変換部１０１ａ、１０１ｂにそれぞれ対応する、第１および第２の転送トランジスタ１０２ａ、１０２ｂと、増幅トランジスタ１０３とが含まれる。光電変換部１０１ａ、１０１ｂは、例えば埋め込み型フォトダイオードである。第１および第２の転送トランジスタ１０２ａ、１０２ｂは、それぞれ対応する第１および第２の光電変換部１０１ａ、１０１ｂで生じた電荷を、増幅トランジスタ１０３の入力ノードに転送する。増幅トランジスタ１０３は、光電変換部１０１ａ、１０１ｂで発生した電荷に基づく信号を出力する。単位セルは、さらに、増幅トランジスタ１０３の入力ノードの電圧を所定の電圧にリセットするリセットトランジスタ１０５、および、増幅トランジスタ１０３のソースと出力線１０７との導通を制御する選択トランジスタ１０６を備えている。増幅トランジスタ１０３、リセットトランジスタ１０５、および、選択トランジスタ１０６は、第１および第２の光電変換部１０１ａ、１０１ｂに共有されている。各トランジスタの制御ノードは、垂直走査部１２３に電気的に接続される。垂直走査部１２３は各トランジスタを制御する。なお、本実施例では、各トランジスタはＭＯＳトランジスタである。各トランジスタの制御ノードはゲートである。
【００３１】
それぞれの出力線１０７には、列回路が配される。列回路は、列アンプ１２０、帰還容量１２１、クランプ容量１０８、帰還スイッチ１０９を含む。これらの回路により、出力線１０７に出力された信号が増幅され、後段の回路に出力される。また、列回路は、信号保持容量１１２ａ、１１２ｂ、スイッチ１１０ａ、１１０ｂを含む。これらの回路により、列アンプ１２０から出力された信号が保持される。信号保持容量１１２ａ、１１２ｂは、それぞれスイッチ１１４ａ、１１４ｂを介して水平出力線１１６ａ、１１６ｂに接続される。水平出力線１１６ａ、１１６ｂは、出力部１１８に接続される。列アンプ１２０の後段に、２つの信号経路があるため、出力部１１８で差分処理を行うことにより列ごとのオフセットノイズを除去することができる。スイッチ１１４ａ、１１４ｂのゲートは、水平走査部１１９に電気的に接続される。水平走査部１１９はスイッチ１１４ａ、１１４ｂのオンとオフを制御する。
【００３２】
次に、本実施例の撮像装置１００のレイアウトについて説明する。図２は、本実施例のレイアウトを示す概略図である。図１と対応する部分には、同じ符号が付されている。なお、図１のトランジスタに付された符号と同じ符号が、図２の対応するトランジスタのゲート電極に付されている。
【００３３】
撮像装置１００は半導体基板を用いて１つのチップで構成することができる。半導体基板の撮像領域に、光電変換部１０１ａ、１０１ｂ、各トランジスタが形成されている。トランジスタのゲート電極は例えばポリシリコンで形成されうる。撮像領域には、電荷が転送される浮遊拡散領域１０４ａ，１０４ｂが配される。浮遊拡散領域１０４ａ，１０４ｂは、増幅トランジスタ１０３のゲート電極に電気的に接続され、増幅トランジスタ１０３の入力ノードを構成する。
【００３４】
撮像装置１００は、半導体基板の上に配された複数の配線層を有する。図２では、第１の配線層と、第２の配線層が示されている。第１の配線層には、浮遊拡散領域１０４ａ、１０４ｂと増幅トランジスタ１０３のゲート電極とを電気的に接続する導電部材、出力線１０７を構成する導電部材、電源配線を構成する導電部材が含まれる。また、第１の配線層には、第２の配線層と半導体領域あるいはゲート電極とを中継する導電部材２０１ａ、２０１ｂが含まれる。
【００３５】
第２の配線層には、各トランジスタのゲートの制御線を構成する導電部材が含まれる。導電部材３０１ａ、３０１ｂは、それぞれ転送トランジスタ１０２ａ、１０２ｂのゲート電極に電気的に接続される。転送トランジスタ１０２ａ、１０２ｂを動作させる制御パルスは、導電部材３０１ａ、３０１ｂを介して転送トランジスタ１０２ａ、１０２ｂのゲートに入力される。導電部材３０３は、選択トランジスタ１０６のゲート電極に電気的に接続される。導電部材３０５は、リセットトランジスタ１０５のゲート電極に電気的に接続される。各トランジスタのゲートの制御線を構成する導電部材は、複数の画素のトランジスタのゲートに電気的に接続される。
【００３６】
さらに第２の配線層には、電源配線を構成する導電部材３０２、接地用の配線を構成する導電部材３０４、および、遮光用の導電部材３０６、３０７ａ、３０７ｂが含まれる。電源配線を構成する導電部材３０２は、複数の画素に電源電圧を供給するための半導体領域に電気的に接続される。なお、接地用の配線を構成し、導電部材３０４に電気的に接続された導電部材を含む第３の配線層が配されてもよい。遮光用の導電部材３０６、３０７ａ、３０７ｂは、電気的にフローティングとされてもよいし、所定の電圧が供給されてもよい。
【００３７】
第２の配線層に含まれる導電部材のうち、第１のグループは第１の光電変換部１０１ａと第２の光電変換部１０１ｂとの間に配される。本実施例では、第１のグループに、導電部材３０１ａ、３０２、３０３が含まれる。第２の配線層に含まれる導電部材のうち、第２のグループは第２の光電変換部１０１ｂと不図示の光電変換部との間に配される。本実施例では、第２のグループに、導電部材３０１ｂ、３０４、３０５、３０６が含まれる。第１のグループが第１の光電変換部１０１ａと不図示の光電変換部との間に配され、第２のグループが第１の光電変換部１０１ａと第２の光電変換部１０１ｂとの間に配されてもよい。
【００３８】
図３は第２の配線層に含まれる導電部材のみを示したレイアウトの概略図である。第１の転送トランジスタ１０２ａの制御線を構成する導電部材３０１ａは、電源配線を構成する導電部材３０２と隣り合って配される。導電部材３０２は、複数の画素の電源ノードに電気的に接続されるように、第２の配線層において複数の画素に渡って、あるいは撮像領域全体に渡って延在している。そのため、導電部材３０１ａと導電部材３０２との対向長が長い。導電部材３０１ａと導電部材３０２との対向長は、導電部材３０２の、導電部材３０１ａが延在する方向に沿った長さである。
【００３９】
第２の転送トランジスタ１０２ｂの制御線を構成する導電部材３０１ｂは、導電部材３０４、３０６と隣り合って配される。以下では、導電部材３０４について説明するが、導電部材３０６についても同様である。第２の配線層のレイアウトパターンで見たときに、導電部材３０４の、導電部材３０１ｂが延在する方向に沿った長さは、画素ピッチよりも短くてもよい。また、導電部材３０４は、第２の配線層において島形状を有しうる。島形状の導電部材とは、例えば、画素の内部での電気的接続あるいは単位セルの内部での電気的接続のための配線を構成する導電部材や、上層の配線層の導電部材と、半導体領域あるいはゲート電極、もしくは、下層の配線層の導電部材とを中継する導電部材である。このような導電部材は、撮像領域全体に渡って延在せず、第２の配線層において島形状を有しうる。そのため、導電部材３０１ｂと、島形状の導電部材３０４との対向長は短い。導電部材３０１ｂと導電部材３０４との対向長は、導電部材３０４の、導電部材３０１ｂが延在する方向に沿った長さである。なお、本実施例では、１つの画素または単位セルが配された領域内において、導電部材３０１ｂの隣に複数の導電部材３０４、３０６が配されている。この場合に、導電部材３０１ｂの対向長は、複数の導電部材の、導電部材３０１ｂが延在する方向に沿った長さの合計であってもよい。
【００４０】
このように、本実施例では、導電部材３０１ａと導電部材３０２との対向長は、導電部材３０１ｂと、導電部材３０４との対向長よりも長い。導電部材どうしの間隔が同じであれば、対向長の長さが長いほど寄生容量が増える。ここで、本実施例では、導電部材３０１ａの幅Ｗ１、導電部材３０１ａと導電部材３０２との間隔Ｄ１、導電部材３０２ｂの幅Ｗ２、および、導電部材３０２ｂと導電部材３０４との間隔Ｄ２が、次の式（１）を満たすようなレイアウトとなっている。
【００４１】
［数１］
Ｗ１×Ｄ１＞Ｗ２×Ｄ２  ・・・（１）
たとえば、導電部材３０１ａの幅Ｗ１と、導電部材３０２ｂの幅Ｗ２とが等しい場合には、導電部材３０１ａと導電部材３０２との間隔Ｄ１が、導電部材３０２ｂと導電部材３０４との間隔Ｄ２よりも長い。また、他の例として、間隔Ｄ１と間隔Ｄ２が等しい場合には、幅Ｗ１が幅Ｗ２より大きい。
【００４２】
別の観点では、本実施例では、導電部材３０１ａの隣接する導電部材３０２とは反対側の端から、当該隣接する導電部材３０２までの距離が、導電部材３０１ｂの隣接する導電部材３０４とは反対側の端から、当該隣接する導電部材３０４までの距離よりも長い。つまりＷ１＋Ｄ１＞Ｗ２＋Ｄ２となっている。
【００４３】
このようなレイアウトによれば、偶数行と奇数行との間で発生した画像のシェーディングを抑制できる。この１つの理由として考えられるのは、第１の転送トランジスタ１０２ａの制御線の時定数と、第２の転送トランジスタ１０２ｂの制御線の時定数との差を小さくする、あるいは、両者を等しくしているためである。
【００４４】
図４は、本実施例を説明するための模式図である。図４（ａ）は、２つの同じ長さＬの導電部材が並んで配されたレイアウトを示している。図４（ａ）の左側の組において、導電部材３０２には、所定の電圧Ｖ１が供給されている。導電部材３０１ａの電圧を変化させるときの時定数Ｔ１は、導電部材３０１ａの抵抗Ｒ１および寄生容量Ｃ１を用いて、次の式（２）で与えられる。
【００４５】
［数２］
Ｔ１＝Ｒ１×Ｃ１  ・・・（２）
導電部材３０１ａの抵抗Ｒ１は、導電部材３０１ａの長さＬ、高さＨ、幅Ｗ１、および比抵抗ρを用いて、次の式（３）で与えられる。
【００４６】
［数３］
Ｒ１＝（ρ×Ｌ）／（Ｗ１×Ｈ）  ・・・（３）
導電部材３０１ａの寄生容量Ｃ１は、導電部材３０１ａの長さＬ、高さＨ、導電部材３０１ａと導電部材３０２との間隔Ｄ１、および、両者の間にある部材の誘電率εを用いて、次の式（４）で与えられる。
【００４７】
［数４］
Ｃ１＝（ε×Ｌ×Ｈ）／Ｄ１  ・・・（４）
式（２）〜式（４）より、時定数Ｔ１は次の式（５）で表される。
【００４８】
［数５］
Ｔ１＝（ε×ρ×Ｌ２）／（Ｗ１×Ｄ１）  ・・・（５）
図４（ａ）の右側の組では、導電部材３０４’に所定の電圧Ｖ２が供給されている。導電部材３０１ｂの電圧を変化させるときの時定数Ｔ２は、導電部材３０１ｂの幅Ｗ２、および、導電部材３０１ｂと導電部材３０４’との間隔Ｄ２を用いて、次の式（６）で与えられる。
【００４９】
［数６］
Ｔ２＝（ε×ρ×Ｌ２）／（Ｗ２×Ｄ２）  ・・・（６）
式（５）と式（６）とを比較するとわかる通り、導電部材の長さが同じ場合には、幅Ｗと間隔Ｄの積が大きいほうが、時定数は小さくなる。つまり、幅Ｗと間隔Ｄの積が大きいほうが、電圧が速く変化する。図４（ａ）では、Ｗ１×Ｄ１＞Ｗ２×Ｄ２であるため、導電部材３０１ａの時定数Ｔ１のほうが、導電部材３０１ｂの時定数Ｔ２より小さい。
【００５０】
次に図４（ｂ）では、２つの導電部材３０１ａ、３０１ｂのそれぞれの隣に、異なる長さＬ１、Ｌ２の導電部材３０２、３０４が配されたレイアウトを示している。導電部材３０１ａ、３０１ｂは、いずれも同じ長さＬ、および同じ幅Ｗを有する。また、導電部材３０１ａと導電部材３０２の間隔Ｄと、導電部材３０１ｂと導電部材３０４の間隔Ｄは等しい。このとき、導電部材３０１ａの時定数Ｔ１、および、導電部材３０２ｂの時定数Ｔ２は、それぞれ次の式（７）、および、式（８）で与えられる。
【００５１】
［数７］
Ｔ１＝（ε×ρ×Ｌ×Ｌ１）／（Ｗ×Ｄ）  ・・・（７）
［数８］
Ｔ２＝（ε×ρ×Ｌ×Ｌ２）／（Ｗ×Ｄ）  ・・・（８）
ここで、Ｌ１＞Ｌ２である。そのため、図４（ｂ）のレイアウトでは、式（７）と式（８）との比較から、導電部材３０１ａの時定数Ｔ１のほうが、導電部材３０１ｂの時定数Ｔ２よりも大きくなる。つまり、幅と間隔が同じであれば、隣の配線の長さ、つまり対向長が長いほど、時定数が大きくなる。
【００５２】
図４（ｃ）は、本実施例に対応する導電部材のレイアウトを示す模式図である。図４（ｃ）では、導電部材３０１ａの隣り合う配線との対向長が、導電部材３０１ｂの隣り合う配線との対向長より長い。対向長だけをみると、導電部材３０１ａの時定数Ｔ１が大きくなるようなレイアウトになっている。一方で、幅と間隔の関係は、Ｗ１×Ｄ１＞Ｗ２×Ｄ２となっている。つまり、導電部材３０１ａは対向長が長い分、幅Ｗ１と間隔Ｄ１の積が、導電部材３０２ｂの幅Ｗ１と間隔Ｄ２の積よりも大きくなっている。
【００５３】
このようなレイアウトにより、導電部材３０１ａの時定数Ｔ１と、導電部材３０１ｂの時定数Ｔ２との差を小さくできる。あるいは、対向長の長さによる時定数の差分をほぼキャンセルするように、Ｗ１×Ｄ１とＷ２×Ｄ２との比を決定することで、両者の時定数をほぼ等しくすることができる。具体的には、対向長の長さの比に基づいて、Ｗ１×Ｄ１とＷ２×Ｄ２との比を決定すればよい。例えば、Ｗ１×Ｄ１とＷ２×Ｄ２との比が、対向長の比Ｌ１：Ｌ２となっていてもよい。
【００５４】
なお、以上の説明では、比抵抗ρや誘電率εが定数であり、導電部材の高さＨが一定であることを前提としている。異なる材料であれば、比抵抗ρや誘電率εは異なりうる。また、同じ材料であっても比抵抗ρや誘電率εは位置に応じたばらつきがあってもよい。導電部材の高さＨについても、導電部材ごとにばらつきがあってもよい。さらに、導電部材の抵抗は、コンタクト抵抗や、導電部材の形状などの影響により、式（３）と一致しない場合がある。また導電部材の寄生容量は、図４では示されていない他の導電部材との間の寄生容量などの影響により、式（３）あるいは式（４）と一致しない場合がある。しかしながら、これらの条件がどのような場合であっても、Ｗ１×Ｄ１＞Ｗ２×Ｄ２とすることで、対向長の違いが時定数に与える影響を低減することができる。
【００５５】
また、本発明者の検討によれば、導電部材３０１ａの少なくとも一部分と、導電部材３０１ｂの少なくとも一部分とが、Ｗ１×Ｄ１＞Ｗ２×Ｄ２の関係を満たしていれば、時定数の差を低減する効果を得ることができる。
【００５６】
導電部材３０１ａ、３０１ｂと隣り合う導電部材は、電圧が供給される配線を構成する部材であればよい。例えば、導電部材３０１ａの隣に、リセットトランジスタ１０５の制御線を構成する導電部材３０５、あるいは、選択トランジスタ１０６の制御線を構成する導電部材３０３が配されてもよい。これらの導電部材は複数の画素のトランジスタのゲートに接続されるため、導電部材３０１ａとの対向長が長くなりやすい。一方で、導電部材３０１ｂの隣に島形状の配線が配されてもよい。
【００５７】
続いて、本実施例の効果をさらに説明するために、比較例について説明する。比較例では、転送トランジスタの制御線を構成する導電部材３０１ａ，３０１ｂの幅は同じであり、導電部材３０１ａ，３０１ｂと隣接する同層の導電部材３０２、３０４との距離は等しく配置されている。導電部材３０１ａ，３０１ｂの配線抵抗は等しいが、隣接する導電部材と対向長の違いにより導電部材３０１ａ，３０１ｂの寄生容量は異なる。隣接する導電部材との対向長がより長い導電部材３０１ａの寄生容量の方が、導電部材３０１ｂの寄生容量より大きくなる。よって、導電部材３０１ａ，３０１ｂの時定数の差が生じ、同一列の画素でパルス波形を比較すると鈍り具合が異なることになる。転送トランジスタ１０２ａ、１０２ｂを駆動させるパルス波形によって戻り電子の量が異なるため、導電部材３０１ａ，３０１ｂの転送特性差（戻り電子数差）が暗出力の偶奇行シェーディング形状差として現れ、画質を低下させる可能性がある。このように比較例の撮像装置では、偶奇行間で時定数の差を低減させることが難しいため、画質が低下する可能性がある。
【００５８】
次に、本実施例の撮像装置１００の動作を図５が示す駆動パルスのタイミング図を用いて説明する。読み出し動作に先だって、所定の露光時間が経過し、光電変換部１０１ａ、１０１ｂには電荷が蓄積されているものとする。
【００５９】
図５（ａ）は光電変換部１０１ａが含まれる所定の奇数行（第２ｎ−１行）の読み出し動作を示すタイミング図である。図１に示すように、垂直走査部１２３が駆動パルスを供給する。信号を読み出す行に対して、まずリセットパルスＰＲＥＳがハイレベルからローレベルとなり、増幅トランジスタ１０３のゲートのリセットが解除される。このとき、ゲートに接続された浮遊拡散領域の容量Ｃｆｄに、暗時（リセット時）に対応する電圧が保持される。つづいて行選択パルスＰＳＥＬがハイレベルとなると、暗時出力が出力線１０７に現れる。このとき列アンプ１２０は電圧フォロワとして動作し、列アンプ１２０の出力はほぼ基準電圧ＶＲＥＦに等しい。所定の時間経過後、クランプパルスＰＣ０Ｒがハイレベルからローレベルとなり、出力線１０７上の暗時出力がクランプされる。つづいて、パルスＰＴＮがハイレベルとなりスイッチ１１０ａがオンし、列アンプ１２０のオフセットを含む形で、暗時信号が信号保持容量１１２ａに保持される。
【００６０】
その後、転送パルスＰＴＸ１によって、転送トランジスタ１０２ａが一定期間オンとなり、光電変換部１０１ａに蓄積された電荷が増幅トランジスタ１０３の入力ノードに転送される。一方、転送トランジスタ１０２ｂは、オフしたままで光電変換部１０１ｂの電荷は保持された状態で待機している。ここで転送電荷は電子であり、転送された電荷量の絶対値をＱとすると、増幅トランジスタ１０３の入力ノードの電圧はＱ／Ｃｆｄだけ低下する。これに対応して、出力線１０７上には明時出力が現れる。この明時出力はパルスＰＴＳがハイレベルとなりスイッチ１１０ｂがオンとなっている期間中に、もう一方の信号保持容量１１２ｂに保持される。
【００６１】
その後、水平走査部１１９によって発生される走査パルスＨ１、Ｈ２・・・によってスイッチ１１４ｂ、１１４ａが順番に選択される。これにより、信号保持容量１１２ｂ、１１２ａに保持されていた信号が水平出力線１１６ｂ、１１６ａに読み出されたあと、出力部１１８に入力され差動出力される。ここまでで、光電変換部１０１ａが配置されている奇数行の一行の読み出しが完了する。
【００６２】
次にほぼ同様な読み出し動作が、所定の偶数行（第２ｎ行）の光電変換部１０１ｂについて、繰り返される。奇数行との差異は、図５（ｂ）に示すように、転送パルスＰＴＸ１のかわりに転送パルスＰＴＸ２がハイレベルとなり転送トランジスタ１０２ｂがオンされる点である。偶数行に配置された光電変換部１０１ｂの光電荷読み出しが終了した時点で、２行分の画素出力が読み出されており、この動作が、第２ｎ＋１行、第２ｎ＋２行というように画面全体にわたり繰り返し行われ、１枚の画像を出力する。
【００６３】
以上に説明した通り、本実施例では、単位セルに第１の転送トランジスタと、第２の転送トランジスタが含まれる。第１の導電部材が、第１の転送トランジスタの制御線を構成し、第２の導電部材が、第２の転送トランジスタ制御線を構成する。第１の導電部材と同じ配線層において、第１の導電部材と隣り合うように第３の導電部材が配され、第２の導電部材と同じ配線層において、第２の導電部材と隣り合うように第４の導電部材が配される。第１および第３の導電部材が配された配線層における両者の対向長は、第２および第４の導電部材が配された配線層における両者の対向長よりも長い。そして、対向長が長い第１の導電部材の幅Ｗ１と、互いに隣接する第１の導電部材および第３の導電部材との間隔Ｄ１との積が、対向長が短い第２の導電部材の幅Ｗ２と、互いに隣接する第２の導電部材および第３の導電部材との間隔Ｄ２との積よりも大きい。つまり、Ｗ１×Ｄ１＞Ｗ２×Ｄ２となっている。このような構成によれば、非対称なレイアウトに起因する行ごとのノイズの差を低減する、あるいは、両者を等しくすることができる。その結果、画質を向上させることができる。
【００６４】
また、本実施例では、導電部材３０２が導電部材３０３に近づくように配置されることで、導電部材３０１ａと導電部材３０２との間隔Ｄ１が、導電部材３０１ｂと導電部材３０４との間隔Ｄ２よりも大きくなっている。このような構成によれば、光電変換部の開口を大きくすることができるため、感度を向上させることができる。
【実施例２】
【００６５】
本発明の別の実施例を説明する。本実施例の撮像装置の等価回路は、実施例１と同様である。つまり、図１が本実施例の等価回路図である。
【００６６】
図６は、本実施例の画素のレイアウトを示す模式図である。図６において、実施例１と同様の機能を有する部分には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。本実施例において、導電部材３０１ａの幅Ｗ１、導電部材３０１ａと導電部材３０２との間隔Ｄ１、導電部材３０２ｂの幅Ｗ２、および、導電部材３０２ｂと導電部材３０４との間隔Ｄ２が、Ｗ１×Ｄ１＞Ｗ２×Ｄ２を満たすようなレイアウトとなっている。
【００６７】
本実施例では、導電部材３０１ａに隣接する導電部材３０２の幅が、導電部材３０１ｂに隣接する導電部材３０４の幅より小さい。導電部材３０２の幅を小さくすることで、導電部材３０１ａと導電部材３０２との間隔Ｄ１を大きくしている。そのため、導電部材３０２と導電部材３０３との間隔と、導電部材３０４と導電部材３０５との間隔がほぼ等しい。つまり、導電部材３０２と導電部材３０３との間隔が他と比べて極端に狭くなることはない。
【００６８】
導電部材間距離が狭いと、製造過程で混入した異物が配線間ショートを引き起こす可能性が高くなる。本実施例の構成によれば、配線間距離を狭めることなく転送トランジスタの制御線の寄生容量を調整することは製品良品率低下のリスクを下げる効果がある。
【００６９】
また、本実施例では、導電部材３０２の幅を狭くすることで、導電部材３０１ａと導電部材３０２との間隔Ｄ１が、導電部材３０１ｂと導電部材３０４との間隔Ｄ２よりも大きくなっている。このような構成によれば、光電変換部の開口を大きくすることができるため、感度を向上させることができる。
【実施例３】
【００７０】
本発明の別の実施例を説明する。本実施例の撮像装置の等価回路は、実施例１と同様である。つまり、図１が本実施例の等価回路図である。
【００７１】
図７は、本実施例の断面構造の模式図である。図７において、実施例１または実施例２と同様の機能を有する部分には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００７２】
図７には、図２または図６の第１の光電変換部１０１ａを通り、電荷の転送方向に沿った断面が模式的に示されている。本実施例は、いわゆる裏面照射型の撮像装置である。半導体基板の第１の主面側（表面側）に、転送トランジスタ１０２ａのゲート電極および、当該ゲート電極に接続された導電部材２０１ａが配される。なお、図７では省略されているが、図２または図６に示された導電部材は、いずれも半導体基板の第１の主面側（表面側）に配されている。そして、半導体基板の第２の主面側（裏面側）から光が入射する。
【００７３】
本実施例は、裏面照射型の撮像装置であるため、偶奇行の光電変換部１０１ａ，１０１ｂの間で感度差が生じないように光電変換部上の配線開口を等しく保つという制約と関係なく導電部材を配置できる。つまり、Ｗ１×Ｄ１＞Ｗ２×Ｄ２となるレイアウトを自由に設計することができる。したがって、表面照射型の場合にくらべて、より容易にノイズの差を低減することができる。
【００７４】
特に、裏面照射型の撮像装置においては、導電部材３０１ａ、３０１ａおよびそれらと隣接する導電部材のいずれかまたは全部が、光電変換部と重なるようにレイアウトされるとよい。このような構成によれば、さらに時定数の差を低減することができる。
【実施例４】
【００７５】
本発明の別の実施例を説明する。本実施例は、実施例１〜３における導電部材のパターンの変形例である。本実施例の撮像装置の等価回路は、実施例１と同様である。つまり、図１が本実施例の等価回路図である。また、本実施例において、実施例１〜３と同じ部分については同じ符号を付し、説明を省略する。
【００７６】
図８（ａ）は本実施例のレイアウトを示す模式図である。図８は、第１の転送トランジスタ１０２ａの制御線を構成する導電部材３０１ａと、同じ配線層において導電部材３０１ａと隣接して配される導電部材３０２が示される。導電部材３０１ａは、その少なくとも一部の幅がＷ１であり、当該一部と導電部材３０２との間隔はＤ１である。
【００７７】
第２の転送トランジスタ１０２ａの制御線を構成する導電部材３０１ｂの幅はＷ２である。また、導電部材３０１ｂと、導電部材３０１ｂに隣接して配された導電部材３０４との間隔はＤ２である。導電部材３０１ｂと導電部材３０４との対向長は、導電部材３０１ａと導電部材３０２との対向長より短い。
【００７８】
図８（ｂ）〜（ｅ）は、図８（ａ）の導電部材３０１ａと導電部材３０２において、点線８００で囲まれた部分のバリエーションである。図８（ｂ）に示されるレイアウトでは、導電部材３０１ａの幅Ｗ１が、他の導電部材の幅よりも大きい。そのため、Ｄ１＜Ｄ２となっている。図８（ｂ）に示されるレイアウトにおいても、Ｗ１×Ｄ１＞Ｗ２×Ｄ２となっている。その結果、行ごとのノイズの差を低減できる。また、導電部材３０１ａと導電部材３０１ｂとの間の時定数の差を小さくできる。なお、導電部材３０１ａの点線８００の外側の部分の幅がＷ１であってもよい。
【００７９】
図８（ｃ）に示されるレイアウトでは、導電部材３０１ａの幅Ｗ１が、他の導電部材の幅よりも小さい。一方で、Ｄ１＞Ｄ２となっている。そのため、図８（ｂ）に示されるレイアウトにおいても、Ｗ１×Ｄ１＞Ｗ２×Ｄ２となっている。その結果、行ごとのノイズの差を低減できる。また、導電部材３０１ａと導電部材３０１ｂとの間の時定数の差を小さくできる。なお、導電部材３０１ａの点線８００の外側の部分の幅がＷ１であってもよい。
【００８０】
図８（ｄ）に示されるレイアウトでは、導電部材３０１ａの一部が、導電部材３０１ａの他の部分に比べて、隣接する導電部材から離れて配置される。そして、導電部材３０１ａの、隣接する導電部材から離れて配された一部が、Ｗ１×Ｄ１＞Ｗ２×Ｄ２の関係を満たしている。例えば、隣接する導電部材から離れて配された一部は、隣接する導電部材との間隔がもっとも大きい部分であってもよい。図８（ｄ）のレイアウトにおいても、行ごとのノイズの差を低減することができる。また、導電部材３０１ａと導電部材３０１ｂとの間の時定数の差を小さくできる。
【００８１】
図８（ｅ）に示されるレイアウトでは、導電部材３０１ａの一部の幅が、他の部分の幅よりも大きい。そして、導電部材３０１ａの幅の太い部分が、Ｗ１×Ｄ１＞Ｗ２×Ｄ２の関係を満たしている。このようなレイアウトにおいても、行ごとのノイズの差を低減することができる。また、導電部材３０１ａと導電部材３０１ｂとの間の時定数の差を小さくできる。
【００８２】
本実施例によれば、様々なバリエーションのレイアウトを採用することにより、他の導電部材の配置によりレイアウトに制約を受ける場合であっても、行ごとのノイズの差を低減することができる。その結果、画質を向上させることができる。
【実施例５】
【００８３】
本発明に係る撮像システムの実施例について説明する。撮像システムとして、デジタルスチルカメラ、デジタルカムコーダ、複写機、ファックス、携帯電話、車載カメラ、観測衛星などがあげられる。図９に、撮像システムの例としてデジタルスチルカメラのブロック図を示す。
【００８４】
図９において、１００１はレンズの保護のためのバリア、１００２は被写体の光学像を撮像装置１００４に結像させるレンズ、１００３はレンズ１００２を通った光量を可変するための絞りである。１００４は上述の各実施例で説明した撮像装置であって、レンズ１００２により結像された光学像を画像データとして変換する。ここで、撮像装置１００４の半導体基板にはＡＤ変換部が形成されているものとする。１００７は撮像装置１００４より出力された撮像データに各種の補正やデータを圧縮する信号処理部である。そして、図９において、１００８は撮像装置１００４および信号処理部１００７に、各種タイミング信号を出力するタイミング発生部、１００９はデジタルスチルカメラ全体を制御する全体制御部である。１０１０は画像データを一時的に記憶する為のフレームメモリ部、１０１１は記録媒体に記録または読み出しを行うためのインターフェース部、１０１２は撮像データの記録または読み出しを行う為の半導体メモリ等の着脱可能な記録媒体である。そして、１０１３は外部コンピュータ等と通信する為のインターフェース部である。ここで、タイミング信号などは撮像システムの外部から入力されてもよく、撮像システムは少なくとも撮像装置１００４と、撮像装置１００４から出力された撮像信号を処理する信号処理部１００７とを有すればよい。
【００８５】
本実施例では、撮像装置１００４とＡＤ変換部とが同一の半導体基板に形成されている構成を説明した。しかし、撮像装置１００４とＡＤ変換部とが別の半導体基板に設けられていてもよい。また、撮像装置１００４と信号処理部１００７とが同一の基板上に形成されていてもよい。
【００８６】
本実施例において、撮像装置１００４には、実施例１乃至実施例４のいずれかの撮像装置が用いられる。このように、撮像システムにおいて本発明に係る実施例を適用することにより、行ごとのノイズの差を低減することができる。
【符号の説明】
【００８７】
１０１ａ、１０１ｂ  光電変換部
１０２ａ、１０１ｂ  転送トランジスタ
１０３  増幅トランジスタ
１０５  リセットトランジスタ
１０６  選択トランジスタ
３０１ａ、３０１ｂ、３０２、３０４、３０６  導電部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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