(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の列をなすように配置され、各々が画素信号を出力する複数の画素と、
前記複数の列の各々に対応して設けられ、前記画素信号が伝達される信号線と、
前記複数の列の各々に対応して設けられ、ドレインが前記信号線に接続され、前記画素及び前記信号線とともに反転増幅回路を構成する負荷トランジスタと、
前記複数の列の各々に対応して設けられ、前記信号線から前記画素信号を読み出す読み出し回路と、
前記複数の列の各々に対応して設けられる制御部であって、前記制御部の制御端子の電位に応じて前記負荷トランジスタを流れる電流を制御する制御部と、を有し、
前記読み出し回路の基準電位に対して相対的に前記画素の基準電位が変動する際に、前記負荷トランジスタのソースの電位に対する前記制御端子の電位を前記変動と同位相で変化させる、
ことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
第１ウェルを含む第１領域と、第２領域と、第２ウェルを含む第３領域と、を含む半導体基板と、
複数の列をなすように前記第１領域の前記第１ウェルに配置され、各々が画素信号を出力する複数の画素と、
前記複数の列の各々に対応して設けられ、前記画素信号が伝達される信号線と、
前記複数の列の各々に対応して前記第２領域に設けられ、ドレインが前記信号線に接続され、前記画素及び前記信号線とともに反転増幅回路を構成する負荷トランジスタと、
前記複数の列の各々に対応して前記第３領域に設けられ、前記信号線から前記画素信号を読み出す読み出し回路と、
前記複数の列の各々に対応して設けられる制御部であって、前記制御部の制御端子の電位に応じて前記負荷トランジスタを流れる電流を制御する制御部と、
基準電位を供給する基準電位配線と、を有し、
前記第２領域及び前記第３領域は、前記第１領域と前記半導体基板の一辺との間に配置され、
前記第２領域は、前記第３領域と前記第１領域の間に配置され、
前記第１ウェルは、第１ウェルコンタクトを介して前記基準電位配線と接続され、
前記複数の列のうちの第１の列に対応する前記制御部の前記制御端子は、接続点Ａにおいて前記基準電位配線と接続され、
前記第１の列に対応する前記負荷トランジスタのソースは、接続点Ｂにおいて前記基準電位配線と接続され、
前記第１の列に対応する前記読み出し回路の少なくとも一部は、前記第２ウェルに配置され、
前記第２ウェルは、第２ウェルコンタクトを介して接続点Ｃにおいて前記基準電位配線と接続され、
前記接続点Ａと前記接続点Ｂの間の抵抗値は、前記接続点Ｂと前記接続点Ｃの間の抵抗値よりも大きい、
ことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項３】
第１ウェルを含む第１領域と、第２領域と、第２ウェルを含む第３領域と、第４領域と、第５領域と、を含む半導体基板と、
複数の列をなすように前記第１領域の前記第１ウェルに配置され、各々が画素信号を出力する複数の画素と、
前記複数の列の各々に対応して設けられ、前記画素信号が伝達される信号線と、
前記複数の列の各々に対応して前記第２領域及び前記第４領域のいずれかに設けられ、ドレインが前記信号線に接続され、前記画素及び前記信号線とともに反転増幅回路を構成する負荷トランジスタと、
前記複数の列の各々に対応して前記第３領域及び前記第５領域のいずれかに設けられ、前記信号線から前記画素信号を読み出す読み出し回路と、
前記複数の列の各々に対応して前記第２領域及び前記第４領域のいずれかに設けられる制御部であって、前記制御部の制御端子の電位に応じて前記負荷トランジスタを流れる電流を制御する制御部と、
基準電位を供給する基準電位配線と、を有し、
前記第２領域及び前記第３領域は、前記第１領域と前記半導体基板の一辺との間に配置され、
前記第４領域及び前記第５領域は、前記第１領域と前記半導体基板の前記一辺に対向する別の一辺との間に配置され、
前記第２領域は、前記第３領域と前記第１領域の間に配置され、
前記第４領域は、前記第５領域と前記第１領域の間に配置され、
前記第１ウェルは、第１ウェルコンタクトを介して前記基準電位配線と接続され、
前記第２領域に設けられ、前記複数の列のうちの第１の列に対応する前記制御部の前記制御端子は、接続点Ａにおいて前記基準電位配線と接続され、
前記第２領域に設けられ、前記第１の列に対応する、前記負荷トランジスタのソースは、接続点Ｂにおいて前記基準電位配線と接続され、
前記第１の列に対応する前記読み出し回路は、前記第５領域に設けられ、
前記複数の列のうちの前記第１の列とは異なる第２の列に対応する前記読み出し回路は、前記第３領域に設けられ、
前記第３領域の前記読み出し回路の少なくとも一部は、前記第２ウェルに配置され、
前記第２ウェルは、第２ウェルコンタクトを介して接続点Ｃにおいて前記基準電位配線と接続され、
前記接続点Ａと前記接続点Ｂの間の抵抗値は、前記接続点Ａと前記接続点Ｃの間の抵抗値よりも大きい、
ことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項４】
第１領域と、第２領域と、第３領域と、を含む半導体基板と、
複数の列をなすように前記第１領域に配置され、各々が画素信号を出力する複数の画素と、
前記複数の列の各々に対応して設けられ、前記画素信号が伝達される信号線と、
前記複数の列の各々に対応して前記第２領域に設けられ、ドレインが前記信号線に接続され、前記画素及び前記信号線とともに反転増幅回路を構成する負荷トランジスタと、
前記複数の列の各々に対応して前記第３領域に設けられ、前記信号線から前記画素信号を読み出す読み出し回路と、
前記複数の列の各々に対応して設けられる制御部であって、前記制御部の制御端子の電位に応じて前記負荷トランジスタを流れる電流を制御する制御部と、
前記画素に基準電位を供給する第１基準電位配線と、
前記読み出し回路に基準電位を供給する第２基準電位配線と、を有し、
前記第２領域及び前記第３領域は、前記第１領域と前記半導体基板の一辺との間に配置され、
前記第１基準電位配線と前記第２基準電位配線は、前記第１基準電位配線と前記第２基準電位配線が設けられた層内において分離されており、
前記負荷トランジスタのソースは前記第２基準電位配線に接続され、
前記制御部の前記制御端子は前記第１基準電位配線に接続される、
ことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項５】
第１領域と、第２領域と、第３領域と、を含む半導体基板と、
複数の列をなすように前記第１領域に配置され、各々が画素信号を出力する複数の画素と、
前記複数の列の各々に対応して設けられ、前記画素信号が伝達される信号線と、
前記複数の列の各々に対応して前記第２領域に設けられ、ドレインが前記信号線に接続され、前記画素及び前記信号線とともに反転増幅回路を構成する負荷トランジスタと、
前記複数の列の各々に対応して前記第３領域に設けられ、前記信号線から前記画素信号を読み出す読み出し回路と、
前記複数の列の各々に対応して設けられる制御部であって、前記制御部の制御端子の電位に応じて前記負荷トランジスタを流れる電流を制御する制御部と、
前記画素に基準電位を供給する第１基準電位配線と、
前記読み出し回路に基準電位を供給する第２基準電位配線と、を有し、
前記第２領域及び前記第３領域の間に、前記第１領域が配置され、
前記第１基準電位配線と前記第２基準電位配線は、前記第１基準電位配線と前記第２基準電位配線が設けられた層内において分離されており、
前記負荷トランジスタのソースは前記第１基準電位配線に接続され、
前記制御部の前記制御端子は前記第２基準電位配線に接続される、
ことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項６】
前記画素の前記基準電位の変動は、磁界の変動により生じる誘導起電力に起因するものであることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記負荷トランジスタのゲートの電位を制御することにより前記負荷トランジスタを流れる電流を制御することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記負荷トランジスタのバックゲートの電位を制御することにより前記負荷トランジスタを流れる電流を制御することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項９】
前記負荷トランジスタが形成される第３ウェルと、
前記第３ウェルに接続される、複数の第３ウェルコンタクトと、をさらに有し、
前記複数の第３ウェルコンタクトのうち、前記負荷トランジスタに対して最も近くに配された第３ウェルコンタクトが前記制御部の前記制御端子に対応することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項１０】
前記制御部は、
所定の電圧を供給する電圧配線と、
前記負荷トランジスタのゲートと前記電圧配線の間に設けられ、前記負荷トランジスタのゲートと前記電圧配線の接続、非接続を切り替えるスイッチと、
前記負荷トランジスタのゲートに一端が接続された容量と、を有し、
前記容量の他端が前記制御端子に対応することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項１１】
前記複数の画素は、複数の行及び複数の列をなすように前記第１ウェルに配置され、
前記第１ウェルは、複数の第１ウェルコンタクトを介して前記基準電位配線と接続され、
前記第１の列に対応する前記負荷トランジスタに最も近い位置にある前記第１の列の前記画素について、複数の第１ウェルコンタクトのうち当該画素に最も近い第１ウェルコンタクトと前記基準電位配線の接続点を接続点Ｈとし、
前記第１の列に対応する前記負荷トランジスタに最も遠い位置にある前記第１の列の前記画素について、複数の第１ウェルコンタクトのうち当該画素に最も近い第１ウェルコンタクトと前記基準電位配線の接続点を接続点Ｊとしたとき、
前記接続点Ｈと前記接続点Ｊの間の抵抗値は、前記接続点Ｃと前記接続点Ｈの間の抵抗値よりも小さい、
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の固体撮像装置。
【請求項１２】
前記基準電位配線は、
前記第１領域の上に配された第１基準電位配線と、
前記第３領域の上に配された第２基準電位配線と、
前記第１基準電位配線と前記第２基準電位配線とを接続する中間配線と、を含み
前記中間配線は、前記複数の列に沿う方向又は交差する方向に蛇行している
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の固体撮像装置。
【請求項１３】
前記基準電位配線は、
前記第１領域の上に配された第１基準電位配線と、
前記第３領域の上に配された第２基準電位配線と、
前記第１基準電位配線と前記第２基準電位配線とを接続する中間配線と、を含み
前記中間配線の長さは、前記第１基準電位配線と前記第２基準電位配線との間の間隔よりも長い
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の固体撮像装置。
【請求項１４】
前記基準電位配線は、
前記第１領域の上に配された第１基準電位配線と、
前記第３領域の上に配された第２基準電位配線と、
前記第１基準電位配線と前記第２基準電位配線とを接続する中間配線と、を含み
前記中間配線は、ポリシリコンを含んで形成される
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の固体撮像装置。
【請求項１５】
前記基準電位配線は、
前記第１領域の上に配された第１基準電位配線と、
前記第３領域の上に配された第２基準電位配線と、
前記第１基準電位配線と前記第２基準電位配線とを接続する中間配線と、を含み
前記中間配線は、異なる層の間を接続するコンタクトを含み、
前記接続点Ａと前記接続点Ｂの間の経路に前記コンタクトが含まれる
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の固体撮像装置。
【請求項１６】
前記基準電位配線は、
前記第１領域の上に配された第１基準電位配線と、
前記第３領域の上に配された第２基準電位配線と、
前記第１基準電位配線と前記第２基準電位配線とを接続する中間配線と、を含み
前記中間配線は、前記半導体基板に配された半導体領域を含む、
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の固体撮像装置。
【請求項１７】
前記基準電位配線は、
前記第１領域の上に配された第１基準電位配線と、
前記第３領域の上に配された第２基準電位配線と、
中継部と、
前記第１基準電位配線と前記中継部とを接続する第１の中間配線と、
前記中継部と前記第２基準電位配線とを接続する第２の中間配線と、を含み
前記接続点Ａは前記中継部にある
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の固体撮像装置。
【請求項１８】
請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の固体撮像装置と、
前記固体撮像装置から出力された信号を処理する信号処理部と、
を備えることを特徴とする撮像システム。
【請求項１９】
被写体からの光を前記固体撮像装置に結像する光学部と、
前記光学部を駆動するモータと、
をさらに備えることを特徴とする請求項１８に記載の撮像システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像装置及び撮像システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１において、電流源のグラウンド配線上の電位差によるノイズをキャンセルする固体撮像装置が開示されている。特許文献１の固体撮像装置は、画素から信号を読み出す信号線に接続された電流源のゲート電位を所定の電位に保持する保持容量を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−０１０００８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１においては、画素領域のグラウンド配線に生じる電位差は考慮されていない。固体撮像装置の周囲の磁界が時間的に変動する場合、グラウンド配線が固体撮像装置の内部又は外部を経由してループを形成していると、そのループを貫く磁束の時間変化量に比例した誘導起電力がグラウンド配線に発生し得る。これにより画素領域を含む固体撮像装置内のグラウンド配線に生じる電位差がノイズの原因となり得る。しかしながら、特許文献１には、このような磁界変動により発生するノイズについては開示されておらず、その低減手段についても言及されていない。
【０００５】
本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであって、ノイズが低減された固体撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一観点によれば、複数の列をなすように配置され、各々が画素信号を出力する複数の画素と、前記複数の列の各々に対応して設けられ、前記画素信号が伝達される信号線と、前記複数の列の各々に対応して設けられ、ドレインが前記信号線に接続され、前記画素及び前記信号線とともに反転増幅回路を構成する負荷トランジスタと、前記複数の列の各々に対応して設けられ、前記信号線から前記画素信号を読み出す読み出し回路と、前記複数の列の各々に対応して設けられる制御部であって、前記制御部の制御端子の電位に応じて前記負荷トランジスタを流れる電流を制御する制御部と、を有し、前記読み出し回路の基準電位に対して相対的に前記画素の基準電位が変動する際に、前記負荷トランジスタのソースの電位に対する前記制御端子の電位を前記変動と同位相で変化させる、ことを特徴とする固体撮像装置が提供される。
【０００７】
本発明の他の観点によれば、第１ウェルを含む第１領域と、第２領域と、第２ウェルを含む第３領域と、を含む半導体基板と、複数の列をなすように前記第１領域の前記第１ウェルに配置され、各々が画素信号を出力する複数の画素と、前記複数の列の各々に対応して設けられ、前記画素信号が伝達される信号線と、前記複数の列の各々に対応して前記第２領域に設けられ、ドレインが前記信号線に接続され、前記画素及び前記信号線とともに反転増幅回路を構成する負荷トランジスタと、前記複数の列の各々に対応して前記第３領域に設けられ、前記信号線から前記画素信号を読み出す読み出し回路と、前記複数の列の各々に対応して設けられる制御部であって、前記制御部の制御端子の電位に応じて前記負荷トランジスタを流れる電流を制御する制御部と、基準電位を供給する基準電位配線と、を有し、前記第２領域及び前記第３領域は、前記第１領域と前記半導体基板の一辺との間に配置され、前記第２領域は、前記第３領域と前記第１領域の間に配置され、前記第１ウェルは、第１ウェルコンタクトを介して前記基準電位配線と接続され、前記複数の列のうちの第１の列に対応する前記制御部の前記制御端子は、接続点Ａにおいて前記基準電位配線と接続され、前記第１の列に対応する前記負荷トランジスタのソースは、接続点Ｂにおいて前記基準電位配線と接続され、前記第１の列に対応する前記読み出し回路の少なくとも一部は、前記第２ウェルに配置され、前記第２ウェルは、第２ウェルコンタクトを介して接続点Ｃにおいて前記基準電位配線と接続され、前記接続点Ａと前記接続点Ｂの間の抵抗値は、前記接続点Ｂと前記接続点Ｃの間の抵抗値よりも大きい、ことを特徴とする固体撮像装置が提供される。
【０００８】
本発明の他の観点によれば、第１ウェルを含む第１領域と、第２領域と、第２ウェルを含む第３領域と、第４領域と、第５領域と、を含む半導体基板と、複数の列をなすように前記第１領域の前記第１ウェルに配置され、各々が画素信号を出力する複数の画素と、前記複数の列の各々に対応して設けられ、前記画素信号が伝達される信号線と、前記複数の列の各々に対応して前記第２領域及び前記第４領域のいずれかに設けられ、ドレインが前記信号線に接続され、前記画素及び前記信号線とともに反転増幅回路を構成する負荷トランジスタと、前記複数の列の各々に対応して前記第３領域及び前記第５領域のいずれかに設けられ、前記信号線から前記画素信号を読み出す読み出し回路と、前記複数の列の各々に対応して前記第２領域及び前記第４領域のいずれかに設けられる制御部であって、前記制御部の制御端子の電位に応じて前記負荷トランジスタを流れる電流を制御する制御部と、基準電位を供給する基準電位配線と、を有し、前記第２領域及び前記第３領域は、前記第１領域と前記半導体基板の一辺との間に配置され、前記第４領域及び前記第５領域は、前記第１領域と前記半導体基板の前記一辺に対向する別の一辺との間に配置され、前記第２領域は、前記第３領域と前記第１領域の間に配置され、前記第４領域は、前記第５領域と前記第１領域の間に配置され、前記第１ウェルは、第１ウェルコンタクトを介して前記基準電位配線と接続され、前記第２領域に設けられ、前記複数の列のうちの第１の列に対応する前記制御部の前記制御端子は、接続点Ａにおいて前記基準電位配線と接続され、前記第２領域に設けられ、前記第１の列に対応する、前記負荷トランジスタのソースは、接続点Ｂにおいて前記基準電位配線と接続され、前記第１の列に対応する前記読み出し回路は、前記第５領域に設けられ、前記複数の列のうちの前記第１の列とは異なる第２の列に対応する前記読み出し回路は、前記第３領域に設けられ、前記第３領域の前記読み出し回路の少なくとも一部は、前記第２ウェルに配置され、前記第２ウェルは、第２ウェルコンタクトを介して接続点Ｃにおいて前記基準電位配線と接続され、前記接続点Ａと前記接続点Ｂの間の抵抗値は、前記接続点Ａと前記接続点Ｃの間の抵抗値よりも大きい、ことを特徴とする固体撮像装置が提供される。
【０００９】
本発明の他の観点によれば、第１領域と、第２領域と、第３領域と、を含む半導体基板と、複数の列をなすように前記第１領域に配置され、各々が画素信号を出力する複数の画素と、前記複数の列の各々に対応して設けられ、前記画素信号が伝達される信号線と、前記複数の列の各々に対応して前記第２領域に設けられ、ドレインが前記信号線に接続され、前記画素及び前記信号線とともに反転増幅回路を構成する負荷トランジスタと、前記複数の列の各々に対応して前記第３領域に設けられ、前記信号線から前記画素信号を読み出す読み出し回路と、前記複数の列の各々に対応して設けられる制御部であって、前記制御部の制御端子の電位に応じて前記負荷トランジスタを流れる電流を制御する制御部と、前記画素に基準電位を供給する第１基準電位配線と、前記読み出し回路に基準電位を供給する第２基準電位配線と、を有し、前記第２領域及び前記第３領域は、前記第１領域と前記半導体基板の一辺との間に配置され、前記第１基準電位配線と前記第２基準電位配線は、前記第１基準電位配線と前記第２基準電位配線が設けられた層内において分離されており、前記負荷トランジスタのソースは前記第２基準電位配線に接続され、前記制御部の前記制御端子は前記第１基準電位配線に接続される、ことを特徴とする固体撮像装置が提供される。
【００１０】
本発明の他の観点によれば、第１領域と、第２領域と、第３領域と、を含む半導体基板と、複数の列をなすように前記第１領域に配置され、各々が画素信号を出力する複数の画素と、前記複数の列の各々に対応して設けられ、前記画素信号が伝達される信号線と、前記複数の列の各々に対応して前記第２領域に設けられ、ドレインが前記信号線に接続され、前記画素及び前記信号線とともに反転増幅回路を構成する負荷トランジスタと、前記複数の列の各々に対応して前記第３領域に設けられ、前記信号線から前記画素信号を読み出す読み出し回路と、前記複数の列の各々に対応して設けられる制御部であって、前記制御部の制御端子の電位に応じて前記負荷トランジスタを流れる電流を制御する制御部と、前記画素に基準電位を供給する第１基準電位配線と、前記読み出し回路に基準電位を供給する第２基準電位配線と、を有し、前記第２領域及び前記第３領域の間に、前記第１領域が配置され、前記第１基準電位配線と前記第２基準電位配線は、前記第１基準電位配線と前記第２基準電位配線が設けられた層内において分離されており、前記負荷トランジスタのソースは前記第１基準電位配線に接続され、前記制御部の前記制御端子は前記第２基準電位配線に接続される、ことを特徴とする固体撮像装置が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ノイズが低減された固体撮像装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施形態に係る固体撮像装置の構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態に係る固体撮像装置の点Ａと点Ｂ近傍の構造を示す平面図及び断面図である。
【図３】第１の実施形態に係る固体撮像装置の点Ｃ近傍の構造を示す平面図及び断面図である。
【図４】第１の実施形態に係る固体撮像装置の接続部の構造を示す平面図である。
【図５】第１の実施形態に係る固体撮像装置の信号線及びグラウンドループの回路図である。
【図６】第１の実施形態の効果を示すグラフである。
【図７】第１の実施形態に係る固体撮像装置の信号線及びグラウンドループの回路図である。
【図８】第２の実施形態に係る固体撮像装置の構成を示す図である。
【図９】第２の実施形態に係る固体撮像装置の信号線及びグラウンドループの回路図である。
【図１０】第３の実施形態に係る固体撮像装置の構成を示す図である。
【図１１】第３の実施形態に係る固体撮像装置の点Ａと点Ｂ近傍の構造を示す平面図及び断面図である。
【図１２】第３の実施形態に係る固体撮像装置の信号線及びグラウンドループの回路図である。
【図１３】第４の実施形態に係る固体撮像装置の構成を示す図である。
【図１４】第４の実施形態に係る固体撮像装置の信号線及びグラウンドループの回路図である。
【図１５】第４の実施形態の変形例に係る固体撮像装置の構成を示す図である。
【図１６】第５の実施形態に係る固体撮像装置の構成を示す図である。
【図１７】第５の実施形態に係る固体撮像装置の信号線及びグラウンドループの回路図である。
【図１８】第５の実施形態の変形例に係る固体撮像装置の構成を示す図である。
【図１９】第５の実施形態の変形例に係る固体撮像装置の構成を示す図である。
【図２０】第５の実施形態の変形例に係る固体撮像装置の信号線及びグラウンドループの回路図である。
【図２１】第５の実施形態の変形例に係る固体撮像装置の構成を示す図である。
【図２２】第６の実施形態に係る撮像システムの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態の固体撮像装置の構成を示す図である。固体撮像装置は、半導体基板に形成される、画素領域１０、領域１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、電圧生成回路７ａ、７ｂ及び垂直走査回路８を有する。画素領域１０（第１領域）には、複数の画素１が複数の行及び複数の列をなすように配置されて構成される画素アレイが設けられる。画素１は、入射光量に応じた電荷を発生する光電変換部と、光電変換部で発生した電荷に基づく電圧を画素信号として出力する増幅部とを含む。複数の画素１は共通のウェル（第１ウェル）１３の中に形成される。共通のウェル１３は画素領域１０に含まれる。画素領域１０には、画素アレイの列ごとに形成された信号線２が配されている。各列の信号線２は対応する列の複数の画素１に接続されており、画素１から出力された画素信号を伝達する。
【００１４】
領域１１ａ（第２領域）は、画素領域１０の一辺側に設けられる。つまり、領域１１ａは画素領域１０と半導体基板の一辺との間に設けられる。領域１１ｂ（第４領域）は、画素領域１０を間に挟んで当該一辺と向かい合う他辺側に設けられる。領域１２ａ（第３領域）は領域１１ａに隣接して設けられ、領域１２ｂ（第５領域）は領域１１ｂに隣接して設けられる。つまり、領域１２ａは画素領域１０と半導体基板の一辺との間に設けられる。複数の信号線２のうちの一部は、複数の画素１から領域１１ａ及び領域１２ａに向かって延在し、複数の信号線２のうちの他の一部は、複数の画素１から領域１１ｂ及び領域１２ｂに向かって延在する。電圧生成回路７ａは、領域１１ａに対して電圧配線を介して電圧を供給する。電圧生成回路７ｂは、領域１１ｂに対して電圧配線を介して電圧を供給する。画素領域１０の一辺側に設けられた領域１１ａ、１２ａ及び電圧生成回路７ａと、他辺側に設けられた領域１１ｂ、１２ｂ及び電圧生成回路７ｂとは同様の構成及び機能を有する。そのため、本実施形態の以下の説明では、主として領域１１ａ、１２ａ及び電圧生成回路７ａについて述べるものとし、領域１１ｂ、１２ｂ及び電圧生成回路７ｂについての説明は簡略化又は省略することがある。
【００１５】
領域１１ａは、信号線２に対応して設けられた負荷トランジスタ３、容量５、スイッチ６を有する。領域１２ａは、信号線２に対応して設けられた読み出し回路４を有する。領域１１ａはＰ型ウェルとＮ型ウェルとを含む。図１はＰ型ウェルをウェル１４ａとして示している。負荷トランジスタ３は、領域１１ａに含まれるウェル１４ａに形成されたＮＭＯＳトランジスタにより構成され得る。負荷トランジスタ３は、画素１に流れる電流を制御する電流源として機能する。負荷トランジスタ３のドレインは信号線２に接続される。図１においては容量５とスイッチ６がウェル１４ａの中に含まれているが、必ずしもウェル１４ａの中に形成される必要はなく、別のウェル、例えばＮ型ウェルに形成されていてもよい。信号線２は、読み出し回路４の入力端子に接続され、読み出し回路４は、信号線２に出力された画素１からの信号に対し増幅、ＡＤ変換等の処理を行って出力する。領域１２ａは、Ｐ型ウェルとＮ型ウェルとを含みうる。図１は、Ｐ型ウェルあるいはＮ型ウェルの一方を、ウェル１５ａとして示している。読み出し回路４の少なくとも一部は、ウェル１５ａに配置される。
【００１６】
負荷トランジスタ３のゲートには容量５の一端が接続される。さらに負荷トランジスタ３のゲートにはスイッチ６の一端が接続される。スイッチ６の他端には、画素１に流すべき電流量に応じた電圧を負荷トランジスタ３のゲートに供給する電圧生成回路７ａが電圧配線を介して接続される。スイッチ６がオン（接続状態）になると、電圧生成回路７ａで生成された所定の電圧が容量５に印加される。その後、スイッチ６がオフ（非接続状態）になると、負荷トランジスタ３のゲートが電圧生成回路７ａと非導通になり、負荷トランジスタ３のゲート電圧を所定の電圧に保持することができる。これにより電圧生成回路７ａで発生するノイズが負荷トランジスタ３のゲートに伝達するのを抑制することができる。以上のように、電圧生成回路７ａから電圧が供給される電圧配線、容量５及びスイッチ６は、負荷トランジスタ３を流れる電流を制御する制御部として機能する。
【００１７】
垂直走査回路８は、信号線２に接続する画素１の行を順次切り替えることで、読み出し対象となる行の走査を行う。なお、固体撮像装置は、複数の画素１の列ごとに設けられる列メモリ（不図示）及び水平走査回路（不図示）を有し得る。各列の列メモリは、対応する列の読み出し回路４の出力値を保持する。水平走査回路は、各列メモリを水平方向に走査し、列メモリに保持された信号が順次出力される。
【００１８】
画素領域１０の上にはグラウンド配線２０（第１基準電位配線）が配置される。グラウンド配線２０は、コンタクト（第１ウェルコンタクト）を介して複数の画素１が形成されるウェル１３と接続され、ウェル１３にグラウンド電位（基準電位）を供給する。領域１１ａ、１２ａ上にはグラウンド配線２１ａ（第２基準電位配線）が配置され、領域１１ｂ、１２ｂ上にはグラウンド配線２１ｂが配置される。グラウンド配線２１ａは、コンタクトを介してウェル１４ａ、１５ａと接続され、ウェル１４ａ、１５ａにグラウンド電位を供給する。グラウンド配線２１ｂは、コンタクトを介してウェル１４ｂ、１５ｂと接続され、ウェル１４ｂ、１５ｂにグラウンド電位を供給する。負荷トランジスタ３のソースは、点Ｂ（接続点Ｂ）でグラウンド配線２１ａに接続される。読み出し回路４のグラウンド端子は、点Ｃ（接続点Ｃ）でグラウンド配線２１ａに接続される。グラウンド配線２１ａにはパッド２３が接続され、グラウンド配線２１ｂには、パッド２４が接続される。パッド２３、２４には固体撮像装置の外部からグラウンド電位が供給される。グラウンド配線２０とグラウンド配線２１ａは接続部２２ａにより接続される（これらを合わせて基準電位配線とも呼ぶ。）。グラウンド配線２０とグラウンド配線２１ｂは接続部２２ｂにより接続される。接続部２２ａ、２２ｂは、後述のように、グラウンド配線２０、２１ａ、２１ｂに比べて高抵抗な配線により構成される。容量５の２つの端子のうち、負荷トランジスタ３のゲートに接続されていない方の端子（制御端子）は、点Ａ（接続点Ａ）においてグラウンド配線２０に接続される。なお、簡略化のためグラウンド配線２０、２１ａ、２１ｂは領域として図示されているが、実際にはグラウンド配線２０、２１ａ、２１ｂは各画素１のグラウンド端子間に配置される。
【００１９】
図２（ａ）、図２（ｂ）及び図２（ｃ）を参照して図１における点Ａと点Ｂ近傍の構造について説明する。図２（ａ）は、負荷トランジスタ３と容量５の平面レイアウト図である。図１と同じ機能を有する部分には同じ符号が付されている。図２（ａ）において、負荷トランジスタ３のゲート２０１は、コンタクト２０９、配線２１０、コンタクト２１１を順に介して容量５の一端２０５に接続される。負荷トランジスタ３のソース２０２は、コンタクト２０４を介して配線２０３に接続される。配線２０３は、図１に示されるグラウンド配線２１ａに接続される。容量５の他端２０６は、コンタクト２０８を介して配線２０７に接続される。配線２０７は、図１に示されるグラウンド配線２０に接続される。図２（ｂ）は、図２（ａ）のｘ−ｘ’線における断面図である。図２（ｂ）に示されるように、コンタクト２０４と配線２０３の接続点が図１における点Ｂに対応する。図２（ｃ）は、図２（ａ）のｙ−ｙ’線における断面図である。図２（ｃ）に示されるように、コンタクト２０８と配線２０７の接続点が図１における点Ａに対応する。なお、図２（ａ）に示されるように、コンタクト２０４、２０８はそれぞれ複数個であってもよいが、１つでもよい。コンタクト２０４、２０８のそれぞれが複数個である場合には、図２（ａ）に示されるように点Ａと点Ｂの距離が最短となるような接続点を点Ａ及び点Ｂとして選択する。
【００２０】
図３（ａ）及び図３（ｂ）を参照して図１における点Ｃ近傍の構造について詳細に説明する。図３（ａ）は、読み出し回路４を構成するトランジスタの１つであるトランジスタ３０１と隣接するウェルコンタクトの平面レイアウト図である。トランジスタ３０１は図１に示すウェル１５ａ、１５ｂに形成される。トランジスタ３０１に隣接する領域３０２は、トランジスタ３０１が形成されるウェル（第２ウェル）にグラウンド電位を供給する領域である。そのため、領域３０２は、ウェルと同じ導電型であり、かつ高い不純物濃度を有する不純物拡散領域である。領域３０２は、コンタクト３０４（第２ウェルコンタクト）を介して配線３０３に接続される。配線３０３は図１に示されたグラウンド配線２１ａに接続される。このような接続関係によりトランジスタ３０１が形成されるウェルにグラウンド電位が供給される。図３（ｂ）は、図３（ａ）のｚ−ｚ’線における断面図である。図３（ｂ）に示されるように、コンタクト３０４と配線３０３の接続点が、図１における点Ｃに対応する。なお、コンタクト３０４は複数個であってもよいが、１つでもよい。コンタクト３０４が複数個ある場合には、点Ｂとの距離が最も近い接続点を点Ｃとして選択する。
【００２１】
図４（ａ）、図４（ｂ）及び図４（ｃ）は接続部２２ａの構造を示す平面図である。図１と同じ機能を有する部分には同じ符号が付されている。図４（ａ）は、接続部２２ａの構造の一例を示す図である。接続部２２ａは、左右（複数の画素１の列に沿う方向）に蛇行した中間配線４０３を含む。中間配線４０３は、グラウンド配線２０とグラウンド配線２１ａを接続する配線である。中間配線４０３の形状は、左右に蛇行する構成に限定されず、例えば上下（複数の画素１の行に沿う方向、あるいは、複数の画素１の列に対して交差する方向）に蛇行していてもよい。このような構造とすることにより、例えば中間配線４０３がグラウンド配線２０とグラウンド配線２１ａとを最短距離で結ぶ直線状である場合に比べて、接続部２２ａの抵抗が大きくなる。
【００２２】
図４（ｂ）は、接続部２２ａの構造の他の例を示す図である。接続部２２ａは、パッド２３近傍で分岐した中間配線４０４を含む。この構成では、グラウンド配線２０とグラウンド配線２１ａの間の間隔に比べ、グラウンド配線２０とパッド２３の距離が長い。すなわち、中間配線４０４の長さは、グラウンド配線２０とグラウンド配線２１ａの間の間隔よりも長い。そのため、例えば中間配線４０４がグラウンド配線２０とグラウンド配線２１ａとを最短距離で結ぶ直線状である場合に比べて、接続部２２ａの抵抗が大きくなる。
【００２３】
図４（ｃ）は、接続部２２ａの構造の他の例を示す例である。接続部２２ａは、領域４０１、コンタクト４０２、４０６及び中間配線４０５、４０７を含む。グラウンド配線２０と接続された中間配線４０５は、コンタクト４０２を介して領域４０１と接続される。領域４０１は、コンタクト４０６を介して、グラウンド配線２１ａと接続された中間配線４０７と接続される。領域４０１は、半導体基板に配された半導体領域であるウェル、あるいは、半導体基板上に配されたポリシリコンにより形成される。すなわち、領域４０１は中間配線４０５、４０７と異なる層に配される。ウェル及びポリシリコンは金属配線に比べ抵抗率が高いため、領域４０１をウェル又はポリシリコンとすることにより、接続部２２ａを金属配線により形成した場合と比べて抵抗値が大きくなる。また、コンタクト４０２は抵抗を有するため、コンタクト４０２も接続部２２ａの抵抗を大きくすることに寄与する。そのため、領域４０１がウェル又はポリシリコンではなく金属で形成されていてもよい。この場合であっても、コンタクト４０２の抵抗により、接続部２２ａを金属配線のみで形成した場合と比べれば接続部２２ａの抵抗は大きくなる。
【００２４】
本実施形態において、接続部２２ａの構造は、図４（ａ）、図４（ｂ）、図４（ｃ）のいずれであってもよく、これらの複合であってもよい。点Ａから点Ｂに至る経路は接続部２２ａを経由するのに対し、点Ｂから点Ｃへの経路は接続部２２ａを経由しない。そのため、図４（ａ）、図４（ｂ）、図４（ｃ）に示されるように接続部２２ａの抵抗を大きくすることで、点Ａと点Ｂの間の抵抗は点Ｂと点Ｃの間の抵抗よりも大きくなる。つまり（点Ａと点Ｂの間の抵抗値）＞（点Ｂと点Ｃの間の抵抗値）の関係が成り立つ。なお、図１においてはグラウンド配線２０とグラウンド配線２１ａとが接続部２２ａにより一か所で接続されているが、接続部２２ａを複数個として、グラウンド配線２０とグラウンド配線２１ａとが複数個所で並列に接続される構成としてもよい。グラウンド配線２０とグラウンド配線２１ａの接続箇所を複数とすることにより、各素子間に付加されるグラウンド配線２０、２１ａの抵抗値の差を小さくすることができる。
【００２５】
また図１において、点Ｈ（接続点Ｈ）は、信号線２に接続された複数の画素１のうち、負荷トランジスタ３に最も近い画素１について、当該画素１に最も近い位置にあるウェルコンタクトとグラウンド配線２０との接続点である。点Ｊ（接続点Ｊ）は、信号線２に接続された複数の画素１のうち、負荷トランジスタ３に最も遠い画素１について、当該画素１に最も近い位置にあるウェルコンタクトとグラウンド配線２０との接続点である。このとき、（点Ｈと点Ｊの間の抵抗値）＜（点Ｃと点Ｈの間の抵抗値）の関係が成り立つ。
【００２６】
図５は、第１の実施形態に係る固体撮像装置の信号線及びグラウンドループの回路図である。図５において、図１と同じ機能を有する部分には同じ符号が付されている。また、注目する画素１とグラウンド配線２０の接続点を点Ｐとする。さらに、グラウンド配線等の寄生抵抗を抵抗の回路記号により示している。ここで、抵抗５０１、５０２は、グラウンド配線２０の寄生抵抗を示している。抵抗５０１は点Ｐと接続部２２ｂとの間の寄生抵抗であり、抵抗５０２は点Ｐと接続部２２ａ（又は点Ａ）との間の寄生抵抗である。抵抗５０１と抵抗５０２の間の抵抗値の配分は、信号線２に接続される画素１の位置によって変化する。グラウンド配線２０の全体の寄生抵抗をＲ０とすると、０≦ｘ≦１を満たすｘを用いて、抵抗５０１と抵抗５０２の抵抗値は、それぞれＲ０×（１−ｘ）、Ｒ０×ｘと表される。ｘは画素１の位置によって変わり、信号線２に接続された複数の画素のうち、画素１が読み出し回路４に最も近い画素である場合にｘ＝０、最も遠い画素である場合にｘ＝１とする。
【００２７】
接続部２２ａ、２２ｂの抵抗は、図４に例示される手法により意図的に設けられた抵抗である。ここでは、接続部２２ａ、２２ｂの抵抗値をいずれもＲ１とする。また、グラウンド配線２１ａ、２１ｂの抵抗は、接続部２２ａ、２２ｂの抵抗に比べ十分小さいとして無視する。パッド２３、２４が接続されるグラウンド配線５０３は、固体撮像装置が実装された基板又はパッケージ内のグラウンド配線を表す。グラウンド配線５０３の抵抗は、説明の簡略化のため無視する。グラウンド配線５０３によってパッド２３とパッド２４が接続されることにより、グラウンド配線２０、２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂ、５０３がループ５０４（グラウンドループ）を形成する。固体撮像装置の周辺の磁界が変動しループ５０４を貫く磁束が時間的に変化すると、電磁誘導の法則に従ってループ５０４に誘導起電力が生じる。誘導起電力の大きさＶは、ループ５０４を貫く磁束をΦとすると、Ｖ＝−ｄΦ／ｄｔと表される。磁界が変動するような状況は、例えば固体撮像装置の周辺にコイルが存在し、コイルに流れる電流が時間的に変化する場合に生じる。より具体的には、固体撮像装置をカメラなどの撮像システムに搭載した場合に、例えば、カメラのレンズを駆動するためのモータに含まれるコイルが上述の磁界の変化を生じさせ得る。
【００２８】
図５を参照しつつ本実施形態の効果を説明する。ループ５０４を貫く磁束が時間的に変化し、図の矢印の向きに誘導起電力Ｖが生じるものとする。この誘導起電力Ｖに起因して、ループ５０４には矢印の向きに誘導電流Ｉが流れ、各抵抗において電圧降下が生じる。Ｉの大きさは、誘導起電力Ｖ、及び抵抗Ｒ０、Ｒ１を用いて、Ｉ＝Ｖ／（Ｒ０＋２×Ｒ１）と表される。
【００２９】
読み出し回路４の基準グラウンド（基準電位）である点Ｃの電位に対して、画素１が接続される点Ｐの電位は、抵抗５０２と接続部２２ａにおける電圧降下量Ｉ×（Ｒ０×ｘ＋Ｒ１）＝Ｖ×（Ｒ０×ｘ＋Ｒ１）／（Ｒ０＋２×Ｒ１）だけ高い。点Ｃに対する点Ｐのグラウンド電位の相対的な変動は、画素１から信号線２への伝達関数Ｓに従って信号線２に伝達される。そのため、信号線２の電位は、上述の電位変動がない場合に比べて、Ｖｎｐｉｘ＝Ｓ×Ｖ×（Ｒ０×ｘ＋Ｒ１）／（Ｒ０＋２×Ｒ１）だけ高くなる。すなわち、点Ｃに対して点Ｐのグラウンド電位が変動することにより信号線２にノイズＶｎｐｉｘが発生する。このように画素１のグラウンドを通じて信号線２に伝達されるノイズＶｎｐｉｘは、点Ｃに対する点Ｐのグラウンド電位変動と同位相で変化する。
【００３０】
また、点Ｂに対する点Ａの電位は、接続部２２ａにおける電圧降下量Ｉ×Ｒ１＝Ｖ×Ｒ１／（Ｒ０＋２×Ｒ１）だけ高い。点Ａの電位の変動は負荷トランジスタ３のゲートに伝達される。簡単のため、点Ａから負荷トランジスタ３のゲートへの伝達量は１００％とする。この場合、負荷トランジスタ３のソース電位に対して、ゲート電位は、Ｖ×Ｒ１／（Ｒ０＋２×Ｒ１）だけ高くなる。ここで、画素１、信号線２、負荷トランジスタ３は、負荷トランジスタ３のゲートを入力とし、画素１を負荷とするソース接地増幅回路と考えることができる。このソース接地増幅回路のゲインの大きさは、負荷トランジスタ３の相互コンダクタンスをＧｍ、画素１の出力抵抗をＲｏｕｔとすると、Ｇｍ×Ｒｏｕｔと表される。ソース接地増幅回路は反転増幅回路であるから、信号線２の電位は、Ｖｎｔｒ＝Ｇｍ×Ｒｏｕｔ×Ｖ×Ｒ１／（Ｒ０＋２×Ｒ１）だけ低くなる。すなわち、点Ｂに対する点Ａのグラウンド電位の変動により信号線２にノイズＶｎｔｒが発生する。このようにして負荷トランジスタ３を通じて信号線２に伝達されるノイズＶｎｔｒは、点Ｂに対する点Ａのグラウンド電位変動と逆位相で変化する。また、ノイズＶｎｔｒはＧｍ及びＲｏｕｔの値を調整することで制御可能である。Ｒｏｕｔは、例えば、画素１内の増幅部を構成するトランジスタの相互コンダクタンスを変えることで調整可能である。また、相互コンダクタンスはトランジスタのチャネル長又はチャネル幅を変えることで調整可能である。
【００３１】
上述のように、グラウンド電位の変動は誘導電流Ｉによって生じるので、点Ｃに対する点Ｐのグラウンド電位の変動と、点Ｂに対する点Ａのグラウンド電位の変動とは同位相である。そのため、画素１を経由して信号線２に伝達されるノイズＶｎｐｉｘと、負荷トランジスタ３を経由して信号線２に伝達されるノイズＶｎｔｒとは互いに逆位相である。したがって、ノイズＶｎｐｉｘとノイズＶｎｔｒとは互いに打ち消し合うため、信号線２に生じるノイズを低減することができる。
【００３２】
一方、グラウンド配線２０とグラウンド配線２１ａが短絡しており接続部２２ａが設けられていない場合、あるいは接続部２２ａが非常に小さい抵抗値である場合、Ｒ１＝０となる。このような比較例において、負荷トランジスタ３経由のノイズＶｎｔｒは０になるため、信号線２に伝達されるノイズは、画素１を経由したもののみとなる。このとき、信号線２に伝達されるノイズはＶｎ＝Ｓ×Ｖ×ｘと表される。
【００３３】
図６は本実施形態のノイズ低減効果を示すグラフである。横軸は画素１の位置を表すｘであり、縦軸はノイズの大きさである。一点鎖線は、上述の比較例において信号線２に伝達されるノイズＶｎを表す。ノイズＶｎは、ｘ＝１において最大値となり、このときの値は、Ｓ×Ｖである。他方、ｘ＝０においてはＶｎ＝０であるため、ノイズは発生しない。しかしながら、ノイズの画質劣化への影響度の観点では最大値が重要なパラメータであるため、ｘ＝１における最大値を低減することが重要である。破線は本実施形態の構成において、画素１から信号線２に伝達するノイズＶｎｐｉｘである。ノイズＶｎｐｉｘは、ｘ＝１で最大値となり、このときの値はＳ×Ｖ×（Ｒ０＋Ｒ１）／（Ｒ０＋２×Ｒ１）である。すなわち、ノイズＶｎｐｉｘの最大値はノイズＶｎの最大値よりも小さい。このように、グラウンド配線２０とグラウンド配線２１ａの間に抵抗Ｒ１を有する接続部２２ａを設けることにより、画素１から信号線２に伝達するノイズによる画質劣化の影響を低減させることができる。
【００３４】
さらに、図６の実線は、負荷トランジスタ３を経由して信号線２に伝達されるノイズＶｎｔｒを調整することにより、ノイズを最小化した本実施形態のノイズ（Ｖｎｐｉｘ−Ｖｎｔｒ）を表す。ノイズ（Ｖｎｐｉｘ−Ｖｎｔｒ）のレンジを最小にするためには、ｘ＝０．５において（Ｖｎｐｉｘ−Ｖｎｔｒ）がゼロになるようにＶｎｔｒを調整する。すなわち、ｘ＝０．５において、Ｖｎｐｉｘ＝Ｖｎｔｒとなるように、Ｇｍ×Ｒｏｕｔ＝Ｓ×（Ｒ０＋２×Ｒ１）／（２×Ｒ１）とする。このとき、ｘ＝１でノイズは最大となるが、ノイズはＳ×Ｖ×Ｒ０／（Ｒ０＋２×Ｒ１）／２にまで低減できる。このｘ＝１におけるノイズの式より、Ｒ０に対してＲ１が大きいほどノイズの低減効果が大きいことがわかる。接続部２２ａの抵抗Ｒ１を十分大きくし、Ｒ０＜＜Ｒ１とできる場合、本実施形態の固体撮像装置に生じるノイズはゼロに近づく。
【００３５】
以上のように、本実施形態によれば、負荷トランジスタ３のソース（点Ｂ）に対する負荷トランジスタ３のゲート（点Ａ）の電位変動は、読み出し回路４のグラウンド（点Ｃ）に対する画素１のグラウンド（点Ｐ）の電位変動と同位相である。ここで、画素１、信号線２、負荷トランジスタ３は、反転増幅回路を構成している。そのため、点Ｂに対する点Ａの電位変動により信号線２に生じるノイズＶｎｔｒは、点Ｃに対する点Ｐの電位変動により生じるノイズＶｎｐｉｘと逆位相となる。これにより、ノイズＶｎｔｒと、ノイズＶｎｐｉｘとが信号線２上でキャンセルされ、固体撮像装置の周辺の磁界により生じうるノイズを低減あるいはゼロにすることができる。
【００３６】
なお、接続部２２ａの抵抗Ｒ１を大きくしすぎると、画素領域のグラウンド抵抗が大きくなりすぎる場合がある。この場合、画素の駆動パルスとのカップリング等により、画素領域のグラウンド電位の変動が収束せず、シェーディング等の画質劣化を招く可能性がある。このような理由から、上述のように寄生抵抗の発生源としてグラウンド配線のみを考慮する設計では、ノイズを低減させることはできてもゼロに近づけることは困難な場合もある。しかしながら、信号線２の寄生抵抗も考慮して設計することにより、Ｒ１をそれほど大きくしなくてもノイズをゼロにできる可能性もある。以下、信号線２の寄生抵抗を考慮した設計について説明する。
【００３７】
図７は、図５においてさらに信号線２の寄生抵抗を考慮した場合の、信号線及びグラウンドループの回路図である。図５と同じ機能を有する部分には同じ符号が付されている。抵抗７０１と抵抗７０２が信号線２の寄生抵抗を示している。抵抗７０２は、画素１と負荷トランジスタ３のドレインとの間の信号線２の寄生抵抗である。抵抗７０１は、上述の区間を除いた部分の信号線２の寄生抵抗である。信号線２の全体の寄生抵抗値をｒとすると、画素１の位置を表すｘを用いて、抵抗７０１と抵抗７０２の抵抗値は、それぞれｒ×（１−ｘ）、ｒ×ｘと表される。画素１の出力抵抗Ｒｏｕｔに対してｒが無視できない場合、画素１、信号線２、負荷トランジスタ３をソース接地増幅回路とみた場合のゲインの大きさは、Ｇｍ×（Ｒｏｕｔ＋ｒ×ｘ）となる。そのため、信号線２に伝達するノイズは、Ｖｎｔｒ＝Ｇｍ×（Ｒｏｕｔ＋ｒ×ｘ）×Ｖ×Ｒ１／（Ｒ０＋２×Ｒ１）となり、Ｖｎｔｒもｘに対する依存性を持つ。したがって、信号線２の寄生抵抗ｒを考慮して、ＶｎｐｉｘとＶｎｔｒのｘに依存する部分同士とｘに依存しない部分同士が互いに打ち消し合うように設計することで、Ｒ１をそれほど大きくしなくてもノイズをゼロにし得る。
【００３８】
（第２の実施形態）
第２の実施形態は、グラウンド配線２０と２１ａの間に中継部８０１ａが設けられており、容量５のグラウンド側の端子が中継部８０１ａ上の点Ａに接続されている点が第１の実施形態と異なる。本実施形態の説明において、第１の実施形態と同様の事項については説明を簡略化又は省略する場合もある。
【００３９】
図８は、本実施形態の固体撮像装置の構成を示す図である。図１と同じ機能を有する部分には同じ符号が付されている。本実施形態では、グラウンド配線２０と２１ａの間には中継部８０１ａが設けられており、グラウンド配線２０と２１ｂの間には中継部８０１ｂが設けられている。グラウンド配線２１ａと中継部８０１ａは接続部２２ａを介して接続され、中継部８０１ａとグラウンド配線２０は接続部８０２ａを介して接続される。グラウンド配線２１ｂと中継部８０１ｂは接続部２２ｂを介して接続され、中継部８０１ｂとグラウンド配線２０は接続部８０２ｂを介して接続される。接続部２２ａ、２２ｂ、８０２ａ、８０２ｂの構造は、例えば、図４（ａ）、図４（ｂ）、図４（ｃ）のいずれであってもよく、これらの複合であってもよい。
【００４０】
図８においては、中継部８０１ａは接続部２２ａ、８０２ａにより一か所でグラウンド配線２０、２１ａにそれぞれ接続されているが、複数箇所で接続されていてもよい。容量５の２つの端子のうち、負荷トランジスタ３のゲートに接続されていない方の端子が点Ａにおいて中継部８０１ａに接続される。
【００４１】
図９は、第２の実施形態に係る固体撮像装置の信号線及びグラウンドループの回路図である。図５と同じ機能を有する部分には同じ符号が付されている。図９の回路が図５の回路と異なる点は、接続部８０２ａ、８０２ｂに対応する抵抗が追加されている点と、点Ａが接続部２２ａと８０２ａの間の中継部８０１ａにある点である。ここで、接続部２２ａと接続部８０２ａの抵抗値の和をＲ１とする。０≦ｙ≦１を満たすｙを用いて接続部２２ａと接続部８０２ａの抵抗値は、それぞれＲ１×（１−ｙ）、Ｒ１×ｙと表される。
【００４２】
図９を参照しつつ本実施形態の効果を説明する。ループ５０４を貫く磁束が時間的に変化し、図の矢印の向きに誘導起電力Ｖが生じるものとする。このとき、画素１を経由して信号線２に伝達されるノイズＶｎｐｉｘは、第１の実施形態と同じであり、Ｖｎｐｉｘ＝Ｓ×Ｖ×（Ｒ０×ｘ＋Ｒ１）／（Ｒ０＋２×Ｒ１）となる。これに対し、負荷トランジスタ３を経由して信号線２に伝達されるノイズＶｎｔｒは、点Ａと点Ｂの間に生じる電圧降下がｙ×Ｖ×Ｒ１／（Ｒ０＋２×Ｒ１）となることから、Ｖｎｔｒ＝ｙ×Ｇｍ×Ｒｏｕｔ×Ｖ×Ｒ１／（Ｒ０＋２×Ｒ１）である。したがって、ノイズＶｎｔｒは、第１の実施形態の場合と比べ、１以下の係数ｙを乗じたことにより小さくなる。すなわち、本実施形態では、接続部で生じる電圧降下の一部のみを負荷トランジスタ３のソースとゲートの間に加える回路構成であることにより、負荷トランジスタ３を経由して信号線２に伝達されるノイズを小さくすることができる。よって、ノイズＶｎｐｉｘとノイズＶｎｔｒの少なくとも一部が互いに打ち消し合うようにパラメータを決める際に、Ｇｍ×Ｒｏｕｔを第１の実施形態よりも大きくすることができ、設計の自由度を向上させることができる。
【００４３】
以上のように、本実施形態によれば、第１の実施形態と同様のノイズ低減効果が得られる。これに加え、本実施形態では、設計の自由度を向上させることができる。
【００４４】
（第３の実施形態）
第１の実施形態及び第２の実施形態では、容量５の２つの端子のうち、負荷トランジスタ３のゲートに接続されていない方の端子が点Ａにおいてグラウンド配線２０あるいは中継部８０１ａに接続されている。これに対し、第３の実施形態は、負荷トランジスタ３のバックゲート（制御端子）が点Ａにおいてグラウンド配線２０に接続されている点で第１の実施形態及び第２の実施形態と異なる。本実施形態の説明において、第１の実施形態又は第２の実施形態と同様の事項については説明を簡略化又は省略する場合もある。
【００４５】
図１０は、本実施形態の固体撮像装置の構成を示す図である。図１と同じ機能を有する部分には同じ符号が付されている。容量５の２つの端子のうち、負荷トランジスタ３のゲートに接続されていない方の端子は、コンタクトを介してグラウンド配線２１ａに接続される。負荷トランジスタ３はバックゲートを有しており、バックゲートは、点Ａにおいてグラウンド配線２０に接続される。
【００４６】
図１１（ａ）、図１１（ｂ）及び図１１（ｃ）を参照して図１０における点Ａと点Ｂ近傍の構造について説明する。図２と同じ機能を有する部分には同じ符号が付されている。また、図２の説明と重複する説明は省略又は簡略化する。図１１（ａ）は、負荷トランジスタ３と隣接するウェルコンタクトの平面図である。領域１１０１は、負荷トランジスタ３が形成されるウェルにグラウンド電位を供給する領域である。負荷トランジスタ３は図１０に示されたウェル１４ａ、１４ｂの中に形成される。そのため、領域１１０１は、ウェル１４ａ、１４ｂと同じ導電型であり、かつ高い不純物濃度を有する不純物拡散領域である。領域１１０１は、コンタクト１１０３を介して配線１１０２に接続される。配線１１０２は図１０に示されたグラウンド配線２０に接続され、グラウンド配線２０からウェル１４ａ、１４ｂにグラウンド電位が供給される。図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のｘ−ｘ’線における断面図である。図１１（ｃ）は、図１１（ａ）のｗ−ｗ’線における断面図である。図１１（ｂ）に示されるように、コンタクト２０４と配線２０３の接続点が図１０における点Ｂに対応する。また、図１１（ｃ）に示されるように、コンタクト１１０３と配線１１０２の接続点が図１０における点Ａに対応する。なお、図１１（ａ）に示されるように、コンタクト２０４、１１０３はそれぞれ複数個であってもよいが、１つでもよい。コンタクト２０４、１１０３のそれぞれが複数個である場合は、図１１（ａ）に示されるように点Ａと点Ｂの距離が最短となるような接続点を点Ａ及び点Ｂとして選択する。
【００４７】
図１２は、第３の実施形態に係る固体撮像装置の信号線及びグラウンドループの回路図である。図５と同じ機能を有する部分には同じ符号が付されている。図１２の回路と図５の回路とが相違する点は、負荷トランジスタ３のバックゲートが、グラウンド配線２０上にある、抵抗５０２と接続部２２ａの間の点Ａに接続されている点である。容量５とスイッチ６は、図５と同様に負荷トランジスタ３のゲートに接続されるが、図１２では効果の説明に不要なため図示を省略した。
【００４８】
図１２を参照しつつ本実施形態の効果を説明する。ループ５０４を貫く磁束が時間的に変化し、図の矢印の向きに誘導起電力Ｖが生じるものとする。このとき、画素１を経由して信号線２に伝達されるノイズＶｎｐｉｘは、第１の実施形態と同じであり、Ｖｎｐｉｘ＝Ｓ×Ｖ×（Ｒ０×ｘ＋Ｒ１）／（Ｒ０＋２×Ｒ１）となる。本実施形態では、点Ａと点Ｂの間の電圧降下分の電圧がバックゲートに印加される。この場合、画素１、信号線２、負荷トランジスタ３は、画素１を負荷とし、負荷トランジスタ３のバックゲートを入力とするソース接地増幅回路と考えることができる。このソース接地増幅回路のゲインの大きさは、バックゲートを入力とした時の負荷トランジスタ３の相互コンダクタンスをＧｍｂ、画素１の出力抵抗をＲｏｕｔとすると、Ｇｍｂ×Ｒｏｕｔと表される。なお、Ｉｄをドレイン電流、Ｖｂｓをソース−バックゲート間電圧とすると、Ｇｍｂ＝ｄ（Ｉｄ）／ｄ（Ｖｂｓ）である。したがって、負荷トランジスタ３を経由して信号線２に伝達されるノイズの大きさは、Ｖｎｔｒ＝Ｇｍｂ×Ｒｏｕｔ×Ｖ×Ｒ１／（Ｒ０＋２×Ｒ１）と表される。ノイズＶｎｐｉｘとノイズＶｎｔｒは互いに逆位相であるため、第１の実施形態と同じ方法によりＧｍｂ×Ｒｏｕｔを調整することで、信号線２に生じるノイズを低減することができる。
【００４９】
なお、本実施形態においても、第２の実施形態のように中継部を設けることで、接続部で生じる電圧降下の一部のみがバックゲートに印加されるように回路構成を変形してもよい。このように構成することにより、Ｇｍｂ×Ｒｏｕｔを大きくすることができ、第２の実施形態の説明と同様の理由により、設計の自由度が向上し得る。
【００５０】
また、本実施形態は、第１の実施形態の容量５の一端を点Ａに接続する構成と併用するように変形してもよい。この場合、負荷トランジスタ３を経由して信号線２に伝達されるノイズＶｎｔｒは、容量５を介してゲート側から伝達する成分とバックゲート側から伝達する成分の和になる。本変形例では、この和と画素１から伝達するノイズＶｎｐｉｘの少なくとも一部が打ち消し合うように設計パラメータを調整する。
【００５１】
以上のように、本実施形態においては第１又は第２の実施形態とは異なる構成により、磁界変動により生じるノイズを低減することができる。
【００５２】
（第４の実施形態）
本実施形態は、１列の信号線２に接続される負荷トランジスタ３と読み出し回路４が画素領域１０を間に挟んで反対側に配置されている点で第１乃至第３の実施形態と異なる。本実施形態の説明において、第１乃至第３の実施形態と同様の事項については説明を簡略化又は省略する場合もある。
【００５３】
図１３は、本実施形態の固体撮像装置の構成を示す図である。図１と同じ機能を有する部分には同じ符号が付されている。１列の信号線２に対応する負荷トランジスタ３、容量５及びスイッチ６は領域１１ａに設けられており、同じ列の信号線２に接続される読み出し回路４は領域１２ｂに設けられている。すなわち、負荷トランジスタ３、容量５及びスイッチ６が画素領域１０を間に挟んで読み出し回路４の反対側に配置されている。容量５の端子のうち、負荷トランジスタ３のゲートに接続されていない方の端子が点Ａにおいてグラウンド配線２１ａに接続される。負荷トランジスタ３のソースは点Ｂにおいてグラウンド配線２０に接続される。この負荷トランジスタ３と同じ列の信号線２に接続される読み出し回路４のグラウンド端子は点Ｃ’においてグラウンド配線２１ｂに接続される。読み出し回路４’は、負荷トランジスタ３と画素領域１０に対して同じ側の領域１２ａに配置される。読み出し回路４’は、信号線２と異なる列の信号線２’（図１３では、信号線２に隣接する列）に接続される。読み出し回路４’のグラウンド端子は、点Ｃにおいてグラウンド配線２１ａに接続される。
【００５４】
本実施形態において、接続部２２ａ、２２ｂの構造は、図４（ａ）、図４（ｂ）、図４（ｃ）のいずれであってもよく、これらの複合であってもよい。上述のように点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｃ’を設定すると、点Ａから点Ｂに至る経路は接続部２２ａを経由するのに対し、点Ａから点Ｃへの経路は接続部２２ａを経由しない。そのため、図４（ａ）、図４（ｂ）、図４（ｃ）の形状によりに示されるように接続部２２ａの抵抗を大きくすることで、点Ａと点Ｂの間の抵抗は点Ａと点Ｃの間の抵抗よりも大きくなる。つまり（点Ａと点Ｂの間の抵抗値）＞（点Ａと点Ｃの間の抵抗値）の関係が成り立つ。なお、図１３においてはグラウンド配線２０とグラウンド配線２１ａとが接続部２２ａにより一か所で接続されているが、接続部２２ａを複数個として、グラウンド配線２０とグラウンド配線２１ａとが複数個所で並列に接続される構成としてもよい。
【００５５】
図１４は、第４の実施形態に係る固体撮像装置の信号線及びグラウンドループの回路図である。図１４において、図５と同じ機能を有する部分には同じ符号が付されている。図１４が図５と相違する点は、信号線２上において、読み出し回路４が画素１に対して負荷トランジスタ３と反対側にある点と、グラウンドループ上において、点Ａと点Ｂの位置が逆になっている点とである。
【００５６】
図１４を参照しつつ本実施形態の効果を説明する。ループ５０４を貫く磁束が時間的に変化し、図の矢印の向きに誘導起電力Ｖが生じるものとする。このとき、本実施形態においても点Ｃ’に対する点Ｐの電位変動と点Ｂに対する点Ａの電位変動が同位相である。そのため、画素１を経由して信号線２に伝達されるノイズＶｎｐｉｘと、負荷トランジスタ３を経由して信号線２に伝達されるノイズＶｎｔｒとは互いに逆位相である。ノイズＶｎｐｉｘとノイズＶｎｔｒの大きさは第１の実施形態と同様の式で表されるため、第１の実施形態と同様の方法により、ノイズＶｎｐｉｘとノイズＶｎｔｒは互いに打ち消し合う。これにより、ノイズによる画質劣化の影響を低減させることができる。
【００５７】
図１５は、第４の実施形態の変形例に係る固体撮像装置の構成を示す図である。本変形例では、第３の実施形態と同様に、負荷トランジスタ３のバックゲート（制御端子）が点Ａにおいてグラウンド配線２１ａに接続されている。図１５においても、図１と同じ機能を有する部分には同じ符号が付されている。図１５が図１３と相違する点は、容量５の端子のうち、負荷トランジスタ３のゲートに接続されていない方の端子がグラウンド配線２０に接続され、負荷トランジスタ３のバックゲートが点Ａにおいてグラウンド配線２１ａに接続される点である。第３の実施形態の説明及び図１４についての説明と同様の理由により、画素１を経由して信号線２に伝達されるノイズＶｎｐｉｘと負荷トランジスタ３を経由して信号線２に伝達されるノイズＶｎｔｒとは互いに逆位相となる。また、ノイズＶｎｐｉｘとノイズＶｎｔｒの大きさは第３の実施形態と同様の式で表される。そのため、第３の実施形態と同様の方法でノイズによる画質劣化の影響を低減させることができる。
【００５８】
本実施形態は、図１３に示す構成と、図１５に示す構成を併用した形態として変形してもよい。すなわち、容量５の端子のうち、負荷トランジスタ３のゲートに接続されていない方の端子と、負荷トランジスタ３のバックゲートを両方とも点Ａでグラウンド配線２１ａに接続してもよい。こうすることで、負荷トランジスタ３を経由して信号線２に伝達されるノイズＶｎｔｒは、容量５を介してゲート側から伝達する成分とバックゲート側から伝達する成分の和になる。本変形例では、この和と画素１から伝達するノイズＶｎｐｉｘの少なくとも一部が打ち消し合うように設計パラメータを調整する。
【００５９】
また、本実施形態は、第２の実施形態のように中継部を設けることで、接続部で生じる電圧降下の一部のみがゲート又はバックゲートに印加されるように回路構成を変形してもよい。このように構成することにより、第２の実施形態の説明と同様の理由により、設計の自由度が向上し得る。
【００６０】
本実施形態においては、信号線２のうちの画素１と読み出し回路４の間に配される部分には電流が流れない。そのため、信号線２の寄生抵抗は、画素１、信号線２、負荷トランジスタ３で構成されるソース接地増幅回路の出力抵抗としては影響しない。そのため、設計パラメータを調整する際、信号線２の寄生抵抗を考慮しなくてもよい。
【００６１】
以上のように、本実施形態及びその変形例のように負荷トランジスタ３と読み出し回路４が画素領域１０を間に挟んで反対側に配置されている場合であっても磁界変動により生じるノイズを低減することができる。
【００６２】
（第５の実施形態）
本実施形態では、接続部２２ａ、２２ｂが設けられておらず、グラウンド配線２０と、グラウンド配線２１ａ、２１ｂとが分離されていることが第１乃至第４の実施形態と異なる。本実施形態の説明において、第１乃至第４の実施形態と同様の事項については説明を簡略化又は省略する場合もある。
【００６３】
図１６を用いて本実施形態を説明する。図１と同じ機能を有する部分には同じ符号が付されている。図１６が図１と相違する点は、接続部２２ａ、２２ｂが設けられていない点と、グラウンド配線２０にパッド２５が接続されている点である。グラウンド配線２０と２１ａ、２１ｂとは、グラウンド配線が設けられる層内において分離されており、グラウンド配線２０にはパッド２５を介して固体撮像装置の外部からグラウンド電位が供給される。
【００６４】
図１７は、第５の実施形態に係る固体撮像装置の信号線及びグラウンドループの回路図である。図１７において、図５と同じ機能を有する部分には同じ符号を付されている。図１７が図５と相違する点は、接続部２２に対応する抵抗がない点とグラウンド配線２０にパッド２５が接続されている点である。パッド２５は外部のグラウンド配線５０３を介してパッド２３及び２４と接続される。また、グラウンド配線２０とグラウンド配線２１ａの対向する端点をそれぞれ点Ｄ、点Ｅとする。
【００６５】
図１７を参照しつつ本実施形態の効果を説明する。ループ１７０１を貫く磁束が時間的に変化し、図の矢印の向きに誘導起電力Ｖ’が生じるものとする。ループ１７０１は点Ｄと点Ｅの間で分断されているため、誘導電流は流れない。しかしながら、点Ｅと点Ｄの間には誘導起電力Ｖ’に相当する電位差が生じていると考えられる。そのため、点Ｃに対する点Ｐの電位は誘導起電力Ｖ’だけ高い。これにより、画素１を経由して、ノイズＶｎｐｉｘ＝Ｓ×Ｖ’が信号線２に伝達される。点Ｂに対する点Ａの電位も誘導起電力Ｖ’だけ高い。そのため、負荷トランジスタ３を経由して、ノイズＶｎｔｒ＝Ｇｍ×Ｒｏｕｔ×Ｖ’が信号線２に伝達される。ノイズＶｎｐｉｘとノイズＶｎｔｒとは互いに逆位相であるため、Ｖｎｐｉｘ＝Ｖｎｔｒ、すなわち、Ｓ＝Ｇｍ×ＲｏｕｔとなるようにＧｍとＲｏｕｔを設計することで、ノイズをキャンセルすることができる。これにより、ノイズによる画質劣化の影響を低減させることができる。
【００６６】
なお、信号線２の寄生抵抗ｒが無視できない場合、第１の実施形態で説明したように、画素１、信号線２、負荷トランジスタ３で構成されるソース接地増幅回路のゲインは、Ｇｍ×（Ｒｏｕｔ＋ｒ×ｘ）となる。そのため、負荷トランジスタ３を経由して信号線２に伝達されるノイズＶｎｔｒは、Ｖｎｔｒ＝Ｇｍ×（Ｒｏｕｔ＋ｒ×ｘ）×Ｖ’となる。したがって、信号線２の寄生抵抗ｒが無視できない場合には、このノイズＶｎｔｒと画素１を経由して伝達されるノイズＶｎｐｉｘとの和が最小になるように設計することで、ノイズをキャンセルすることができる。
【００６７】
図１８は、本実施形態の変形例に係る固体撮像装置の構成を示す図である。図１８が図１６と相違する点は、第３の実施形態と同様に、負荷トランジスタ３のバックゲート（制御端子）が点Ａにおいてグラウンド配線２０に接続されている点である。すなわち、容量５の端子のうち、負荷トランジスタ３のゲートに接続されていない方の端子がグラウンド配線２１ａに接続され、負荷トランジスタ３のバックゲートが点Ａにおいてグラウンド配線２０に接続されている。第３の実施形態の説明及び図１７についての説明と同様の理由により、画素１を経由してノイズＶｎｐｉｘ＝Ｓ×Ｖ’が信号線２に伝達され、負荷トランジスタ３を経由してノイズＶｎｔｒ＝Ｇｍｂ×Ｒｏｕｔ×Ｖ’が信号線２に伝達される。ノイズＶｎｐｉｘとノイズＶｎｔｒとは互いに逆位相となる。そのため、Ｖｎｐｉｘ＝Ｖｎｔｒ、すなわち、Ｓ＝Ｇｍｂ×ＲｏｕｔとなるようにＧｍｂとＲｏｕｔを設計することで、ノイズをキャンセルすることができる。信号線２の寄生抵抗ｒが無視できない場合も上述の図１６の構成と同様に考えることができる。
【００６８】
本実施形態は、図１６に示す構成と図１８に示す構成を併用した形態として変形してもよい。この場合、負荷トランジスタ３を経由して信号線２に伝達されるノイズＶｎｔｒは、Ｖｎｔｒ＝（Ｇｍ＋Ｇｍｂ）×Ｒｏｕｔ×Ｖ’となる。このノイズＶｎｔｒと、画素１を経由して伝達されるノイズＶｎｐｉｘとがキャンセルされるように設計パラメータを調整することで、ノイズを低減することができる。
【００６９】
図１９は本実施形態の別の変形例に係る固体撮像装置の構成を示す図である。図１９が図１６と相違する点は、信号線２に接続される負荷トランジスタ３と読み出し回路４が画素領域１０を間に挟んで反対側に配置されている点である。容量５の端子のうち、負荷トランジスタ３のゲートに接続されていない方の端子は、点Ａにおいてグラウンド配線２１ａに接続される。負荷トランジスタ３のソースは、点Ｂにおいてグラウンド配線２０に接続される。この負荷トランジスタ３と同じ列の信号線２に接続される読み出し回路４のグラウンド端子は点Ｃ’においてグラウンド配線２１ｂに接続される。読み出し回路４’は、負荷トランジスタ３と画素領域１０に対して同じ側の領域１２ａに配置される。読み出し回路４’は、信号線２と異なる列の信号線２’に接続される。読み出し回路４’のグラウンド端子は、点Ｃにおいてグラウンド配線２１ａに接続される。
【００７０】
図２０は、図１９に示す変形例に係る固体撮像装置の信号線及びグラウンドループの回路図である。図２０において、図１７と同じ機能を有する部分には同じ符号が付されている。図２０が図１７と相違する点は、信号線２上において、読み出し回路４が画素１に対して負荷トランジスタ３と反対側にある点と、グラウンドループ上において、点Ａと点Ｂの位置が逆になっている点とである。ここで、グラウンド配線２０と、グラウンド配線２１ｂの対向する端点をそれぞれ点Ｆ、点Ｇとする。
【００７１】
図２０を参照しつつ本変形例の効果を説明する。本変形例では、パッド２５によりグラウンド配線２０とグラウンド配線５０３とが接続されているので、２つのループ１７０１、２００１が生じる。ループ１７０１、２００１を貫く磁束が時間的に変化し、図の矢印の向きにそれぞれ誘導起電力Ｖ’、Ｖ’’が生じるものする。このとき、ループ１７０１は点Ｄと点Ｅの間で分断されており、ループ２００１は点Ｆと点Ｇの間で分断されているため、誘導電流は流れない。しかしながら、点Ｅ−点Ｄ間、点Ｆ−点Ｇ間にはそれぞれ誘導起電力Ｖ’、Ｖ’’に相当する電位差が生じていると考えられる。そのため、点Ｃ’に対する点Ｐの電位は誘導起電力Ｖ’’だけ低い。これにより、画素１を経由してノイズＶｎｐｉｘ＝Ｓ×Ｖ’’が信号線２に伝達される。また、点Ｂに対する点Ａの電位は誘導起電力Ｖ’だけ低い。そのため、負荷トランジスタ３を経由してノイズＶｎｔｒ＝Ｇｍ×Ｒｏｕｔ×Ｖ’が信号線２に伝達される。ノイズＶｎｐｉｘとノイズＶｎｔｒとは互いに逆位相であるため、Ｖｎｐｉｘ＝Ｖｎｔｒ、すなわち、Ｓ×Ｖ’’＝Ｇｍ×Ｒｏｕｔ×Ｖ’となるようにＧｍとＲｏｕｔを設計することで、ノイズをキャンセルすることができる。これにより、ノイズによる画質劣化の影響を低減させることができる。ここで、誘導起電力Ｖ’と誘導起電力Ｖ’’の大きさの比は、仮にループ１７０１、２００１を貫く磁界が場所によらず均一と近似できる場合、ループ１７０１とループ２００１の面積比に等しい。
【００７２】
図２１は本実施形態のさらに別の変形例に係る固体撮像装置の構成を示す図である。図２１が図１９と相違する点は、容量５の端子のうち、負荷トランジスタ３のゲートに接続されていない方の端子がグラウンド配線２０に接続され、負荷トランジスタ３のバックゲートが点Ａにおいてグラウンド配線２１ａに接続される点である。第４の実施形態等の他の実施形態及び図１９についての説明と同様の理由により、画素１を経由してノイズＶｎｐｉｘ＝Ｓ×Ｖ’’が信号線２に伝達され、負荷トランジスタ３を経由してノイズＶｎｔｒ＝Ｇｍｂ×Ｒｏｕｔ×Ｖ’が信号線２に伝達される。ＶｎｐｉｘとＶｎｔｒは逆位相であるから、Ｖｎｐｉｘ＝Ｖｎｔｒ、すなわち、Ｓ×Ｖ’’＝Ｇｍｂ×Ｒｏｕｔ×Ｖ’となるようにＧｍｂとＲｏｕｔを設計することで、ノイズをキャンセルすることができる。
【００７３】
図１９に示す構成と図２１に示す構成とを併用するように変形してもよい。この場合、負荷トランジスタ３を経由して信号線２に伝達されるノイズＶｎｔｒは、Ｖｎｔｒ＝（Ｇｍ＋Ｇｍｂ）×Ｒｏｕｔ×Ｖ’となる。このＶｎｔｒと画素１を経由して信号線２に伝達されるノイズＶｎｐｉｘとをキャンセルするように設計パラメータを調整することでノイズを低減することができる。
【００７４】
図１９又は図２１の構成では、画素１と読み出し回路４の間の信号線２に電流が流れない。そのため、信号線２の寄生抵抗が、画素１、信号線２、負荷トランジスタ３で構成されるソース接地増幅回路の出力抵抗としては影響しない。そのため、設計パラメータを調整する際、信号線２の寄生抵抗を考慮しなくてもよい。
【００７５】
以上のように、本実施形態及びその変形例のように、グラウンド配線２０と２１が分離されている場合であっても磁界変動により生じるノイズを低減することができる。
【００７６】
（第６の実施形態）
以下、本実施形態に係る撮像システムを、図２２を用いて説明する。図２２は、本発明の第６の実施形態に係る撮像システムの構成を示す図である。本実施形態では、第１乃至第５の実施形態で示した構成の固体撮像装置を適用した撮像システムの例について説明する。
【００７７】
図２２に示す撮像システム８００は、例えば、光学部８１０、撮像装置８２０、記録・通信部８４０、タイミング制御部８５０、システム制御部８６０、及び再生・表示部８７０を有して構成される。ここで、撮像装置８２０は、固体撮像装置８８０及び映像信号処理部８３０（信号処理部）を有し、固体撮像装置８８０には、第１乃至第５の実施形態として述べた固体撮像装置が用いられる。
【００７８】
レンズ等の光学系である光学部８１０は、被写体からの光を、固体撮像装置８８０の複数の画素１が２次元状に配列された画素アレイに結像させ、被写体の像を形成する。固体撮像装置８８０は、タイミング制御部８５０からの信号に基づくタイミングで、画素アレイに結像された光に応じた信号を出力する。固体撮像装置８８０から出力された信号は、映像信号処理部８３０に入力され、映像信号処理部８３０が、プログラム等によって定められた方法に従って信号処理を行う。映像信号処理部８３０での処理によって得られた信号は、画像データとして記録・通信部８４０に送られる。記録・通信部８４０は、画像を形成するための信号を再生・表示部８７０に送り、再生・表示部８７０に動画や静止画像を再生・表示させる。記録・通信部８４０は、また、映像信号処理部８３０からの信号を受けて、システム制御部８６０と通信を行うほか、不図示の記録媒体に、画像を形成するための信号を記録する動作も行う。
【００７９】
システム制御部８６０は、撮像システム８００の動作を統括的に制御するものであり、光学部８１０、タイミング制御部８５０、記録・通信部８４０、及び再生・表示部８７０の駆動を制御する。光学部８１０は、例えば不図示のモータによって駆動され、手振れ補正、焦点位置等の調整を行う。第１乃至第５の実施形態において、グラウンド配線に誘導起電力を生じさせる磁気ノイズ源としては、例えば、このモータが発生する磁界が挙げられる。
【００８０】
また、システム制御部８６０は、例えば記録媒体である不図示の記憶装置を備え、ここに撮像システムの動作を制御するのに必要なプログラム等が記録される。また、システム制御部８６０は、例えばユーザの操作に応じて駆動モードを切り替える信号を撮像システム内に供給する。具体的な例としては、読み出す行やリセットする行の変更、電子ズームに伴う画角の変更や、電子防振に伴う画角のずらし等である。タイミング制御部８５０は、システム制御部８６０による制御に基づいて固体撮像装置８８０及び映像信号処理部８３０の駆動タイミングを制御する。
【００８１】
本実施形態によれば、第１乃至第５の実施形態で述べた固体撮像装置を用いた撮像システムが提供される。第１乃至第５の実施形態で述べた固体撮像装置は磁界変動により生じるノイズが低減されている。そのため、本実施形態によれば、ノイズの少ない撮像システムが提供され得る。また、撮像システムに光学部の駆動のためのモータが設けられている場合であっても、モータが発生させる磁界により固体撮像装置で生じるノイズの影響を少なくすることができ、ノイズの少ない撮像システムが提供され得る。
【符号の説明】
【００８２】
１  画素
２  信号線
３  負荷トランジスタ
４  読み出し回路
５  容量
６  スイッチ
１０  画素領域
１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ  領域
２０、２１ａ、２１ｂ  グラウンド配線
２２ａ、２２ｂ  接続部
【図１】
0006674219.tif 000002
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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