(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換された電荷を増幅するためのアンプ用電界効果トランジスタと、
前記アンプ用電界効果トランジスタのソース電極に接続される信号線と、
前記信号線に接続される電流源の負荷を構成する電界効果トランジスタと、
前記電流源の負荷を構成する電界効果トランジスタのゲート電極に接続されるコンデンサとを有し、
前記コンデンサは、互いに隣接する複数の前記信号線ごとに１つが前記電流源の負荷を構成する電界効果トランジスタのゲート電極に接続されていることを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
前記コンデンサは、ＭＯＳ構造によって形成されていることを特徴とする請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記アンプ用電界効果トランジスタ、前記信号線及び前記電流源の負荷を構成する電界効果トランジスタは複数配置され、
前記コンデンサは、前記各信号線ごとに前記電流源の負荷を構成する電界効果トランジスタのゲート電極に接続されていることを特徴とする請求項１又は２記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記コンデンサの容量は、１〜１００ｆＦであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記信号線と前記電流源の負荷を構成する電界効果トランジスタとの間にスイッチを設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項６】
さらに、電荷を蓄積し、前記アンプ用電界効果トランジスタのゲート電極に接続される画素コンデンサを有し、
前記画素コンデンサの電位制御は、前記信号線を介して行われることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項７】
さらに、電荷を蓄積し、前記アンプ用電界効果トランジスタのゲート電極に接続される画素コンデンサを有し、
前記画素コンデンサの電位制御は、前記アンプ用電界効果トランジスタのドレイン電極に接続された供給線を介して行われることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項８】
前記アンプ用電界効果トランジスタ、前記信号線及び前記電流源の負荷を構成する電界効果トランジスタは複数配置され、
前記コンデンサは、２本の前記信号線ごとに１つが前記電流源の負荷を構成する電界効果トランジスタのゲート電極に接続されていることを特徴とする請求項１又は２記載の固体撮像装置。
【請求項９】
前記アンプ用電界効果トランジスタ、前記信号線及び前記電流源の負荷を構成する電界効果トランジスタは複数配置され、
前記コンデンサは、４本の前記信号線ごとに１つが前記電流源の負荷を構成する電界効果トランジスタのゲート電極に接続されていることを特徴とする請求項１又は２記載の固体撮像装置。
【請求項１０】
さらに、光電変換により電荷を生成する光電変換手段と、
電荷を蓄積し、前記アンプ用電界効果トランジスタのゲート電極に接続される画素コンデンサと、
前記光電変換手段の電荷を前記画素コンデンサに転送するための転送手段と
を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項１１】
前記画素コンデンサ及び前記アンプ用電界効果トランジスタは、複数個の前記光電変換手段ごとに１つが設けられ、
前記転送手段は、前記各光電変換手段ごとに１つが設けられることを特徴とする請求項１０記載の固体撮像装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の固体撮像装置と、
前記固体撮像装置へ光を結像する光学系と、
前記固体撮像装置からの出力信号を処理する信号処理回路と
を有することを特徴とする撮像システム。
【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】
今日、ＭＯＳトランジスタを利用した撮像素子であるＣＭＯＳエリアセンサの開発が盛んである。ＣＭＯＳエリアセンサの詳細は、特許文献１などに開示されている。また特許文献２には、ＭＯＳ型のイメージセンサの信号読み出し動作及びその回路構成が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３２０５９２号公報
【特許文献２】特開２００３−０４６８６４号公報（図１、２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＣＭＯＳエリアセンサにおいて、特許文献１などに開示されている垂直信号線は、画素領域中でアナログ信号が通る特に大事な配線である。ノイズや信号切り替えによる垂直信号線の電位の変動を最小限に抑えることが、信頼性のあるＣＭＯＳセンサを提供する上で必要である。これを具体的に説明する。特許文献２の図１の構成において、画素アンプ５と共にソースフォロワ回路を構成するためのロードトランジスタ６のゲート電極に接続されている定電流を供給するための配線ＬＧＣＥＬ，ＳＣＥＬの電位が変動する。この電圧変動によって、層間絶縁膜を介して生じる寄生容量を介して、信号出力線１０の電位が変動する。この信号出力線の電位変動を低減することが望まれている。
【０００５】
本発明は、このような課題に鑑み、垂直信号線の外来ノイズに起因する電位の変動を最小限に抑え、高品位画像を撮像できる固体撮像装置及び撮像システム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】
本発明の固体撮像装置は、光電変換された電荷を増幅するためのアンプ用電界効果トランジスタと、前記アンプ用電界効果トランジスタのソース電極に接続される信号線と、前記信号線に接続される電流源の負荷を構成する電界効果トランジスタと、前記電流源の負荷を構成する電界効果トランジスタのゲート電極に接続されるコンデンサとを有し、前記コンデンサは、互いに隣接する複数の前記信号線ごとに１つが前記電流源の負荷を構成する電界効果トランジスタのゲート電極に接続されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
コンデンサを設けることにより、アンプ用電界効果トランジスタのソース電極に接続される信号線の電位の変動を防止することができる。信号線の外来ノイズに起因する電位の変動を最小限に抑え、高品位画像を撮像することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に好ましい実施形態を挙げて説明するが、この形態の内容の任意の組み合わせも本発明の範囲内である。
【０００９】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態による固体撮像装置の周辺回路領域を示す回路図である。以下、電界効果トランジスタを単にトランジスタという。図中、１は画素領域、２は垂直信号線、３は水平走査回路、４はカレントミラー構成回路、５は電流源の負荷を構成する最終段ＭＯＳトランジスタの共通ゲート線、６は輝度信号用水平信号線である。８は信号読み出し回路、９はＦＤ電位生成回路、１０は電流源の負荷を構成する最終段ＭＯＳトランジスタ、１２は負荷電流源遮断用ＭＯＳトランジスタ、１６はノイズレベル用水平信号線、１７はメインアンプ、１９は外部信号端子である。本実施形態では、負荷電流源の最終段のＭＯＳ電界効果トランジスタ１０のゲート電極にコンデンサ７を取り付ける。そして、このコンデンサ７は、垂直信号線２ごとにトランジスタ１０のゲート電極に接続される。
【００１０】
第１の実施形態では、負荷電流源最終段ＭＯＳトランジスタ１０のゲート電極とつながった一方の電極と、半導体基板を使った他方の電極と、両者間の酸化膜で、コンデンサ７を構成する。図３は、この構成を示す平面図（ａ）と断面図（ｂ）である。断面図（ｂ）は、平面図（ａ）のＡＡ’線での断面図である。図中、１３はｎ型シリコン基板、１４はｐ型ウエル、１５はｎ型不純物領域、１８は酸化膜を表す。他の符号は、以前に説明した部品と同じである。以下、これらの部品の関係について、詳述する。
【００１１】
ｎ型シリコン基板１３の表面にｐ型ウエル１４を形成し、ｐ型ウエル１４中にｎ型不純物領域１５を形成する。ｎ型不純物領域１５のない部分の直上には、コンデンサ７を作る一方の電極、負荷電流源最終段ＭＯＳトランジスタ１０のゲート電極、負荷電流源遮断用ＭＯＳトランジスタ１２のゲート電極が、酸化膜１８を介して存在する。これらコンデンサ７を作る一方の電極、負荷電流源最終段ＭＯＳトランジスタ１０のゲート電極、負荷電流源遮断用ＭＯＳトランジスタ１２のゲート電極は、ポリシリコンで形成されるのが望ましい。負荷電流源遮断用ＭＯＳトランジスタ１２の役割については後述する。この構成では、コンデンサ７を、ＭＯＳトランジスタ１０、１２などと同じプロセスで形成するため、コンデンサ７を形成することによるコストアップ要因はない。コンデンサ７は、ＭＯＳ構造によって形成されている。このコンデンサ７の望ましい容量は、１〜１００ｆＦの範囲である。また、図３（ｂ）の断面図では、コンデンサ７の下部には、ｎ型不純物領域１５のないように構成しているが、電極形成前にイオン打ち込みをしてｎ型不純物領域を形成してもよい。なお、この構成では、ｐ型ウェル１４がｎ型シリコン基板１３中にあるとして説明したが、ｐ型ウェル１４が無くて、基板がｐ型シリコン基板であってもよい。また、ＭＯＳトランジスタ１０、１２はｎチャンネルＭＯＳトランジスタであるとして説明したが、ｐ型ウエル１４をｎ型ウエルまたはｎ型シリコン基板として、ｐチャンネルＭＯＳトランジスタとしてもよい。
【００１２】
さらには、コンデンサ７の他方の電極をもポリシリコンで形成してもよい。このとき、コンデンサ７の一方の電極もポリシリコンで形成しているが、その一方の電極の上に絶縁層を介してポリシリコンからなる他方の電極を形成するのである。この構成においても、上記と同様の効果を得ることができる。
【００１３】
図２は、画素領域１と垂直走査回路１１を示す回路図である。図中、１１は垂直走査回路である。ＰＤ１−１、ＰＤ２−１などはフォトダイオード、ＦＤ１、ＦＤ２、ＦＤ３はフローティングディフュージョン、Ｍ１とＭ２は転送ＭＯＳトランジスタ、Ｍ３とＭ５はリセットＭＯＳトランジスタ、Ｍ４はアンプ用ＭＯＳトランジスタである。他の符号は、以前に説明した部品と同じである。なお、以降はフローティングディフュージョンをＦＤと略す。第１の実施形態の場合、１画素（１個のフォトダイオード）ごとに一つの転送ＭＯＳトランジスタがあり、２画素（２個のフォトダイオード）ごとに一つのＦＤ、リセットＭＯＳトランジスタ、アンプ用ＭＯＳトランジスタがある。また、ＦＤは、フォトダイオードから転送された電荷を蓄積する画素コンデンサとしての役割もある。
【００１４】
フォトダイオードＰＤ１−１等は、光電変換により電荷を生成する光電変換手段である。転送ＭＯＳトランジスタＭ１及びＭ２は、それぞれフォトダイオードＰＤ１−１及びＰＤ１−２の電荷をＦＤ１に転送するための転送手段である。アンプ用ＭＯＳトランジスタＭ４は、ゲート電極がＦＤ１に接続され、ソース電極が垂直信号線２に接続され、ドレイン電極が電源電圧（ＶＤＤ）に接続され、ＦＤ１の電荷を増幅し、垂直信号線２に出力する。
【００１５】
図４の駆動タイミングチャートを使って、第１の実施形態の駆動方法を説明する。図中のφＲｅｓ１、φＴＸ１、φＴＸ２、φＲｅｓ２は、図２の画素領域１に通じる配線の電圧のタイミングを表しており、その配線位置については図２に記述している。φＲｅｓ１とφＲｅｓ２は、それぞれリセットＭＯＳトランジスタＭ３、Ｍ５のオン／オフを制御する。また、φＴＸ１、φＴＸ２は、それぞれ転送ＭＯＳトランジスタＭ１、Ｍ２のオン／オフを制御する。また、φＶＲ１とφＶＲ２は、図１のＦＤ電位生成回路９に通じる配線の電圧のタイミングを表しており、その配線位置については図１に記述している。
【００１６】
まず、１行目の走査について説明する。タイミングｔ１で、φＲｅｓ１のハイレベルによってリセットＭＯＳトランジスタＭ３をオンし、ＦＤ１の電位をＶＲＨとし、ＦＤ１、ＦＤ２、ＦＤ３を活性化する。このとき、ＦＤ電位生成回路９は、φＶＲ１のハイレベルとφＶＲ２のハイレベルによって垂直信号線２に電位ＶＲＨを供給している。つぎに、タイミングｔ２で、φＶＲ１のローレベルにより、負荷電流源遮断用ＭＯＳトランジスタ１２がオンし、垂直信号線２は負荷電流源構成回路４と負荷電流源最終段ＭＯＳトランジスタ１０に接続される。これにより、ＦＤ１、ＦＤ２、ＦＤ３のノイズレベルがアンプＭＯＳトランジスタＭ４と垂直信号線２を通じて読み出し回路８に読み出される。つぎに、タイミングｔ３で、φＴＸ１のハイレベルにより転送ＭＯＳトランジスタＭ１がオンとなり、光照射によりＰＤ１−１に貯まった電荷がＦＤ１に転送される。同時に、光照射によりＰＤ２−１、ＰＤ３−１に貯まった電荷が、それぞれＦＤ２、ＦＤ３に転送される。つぎに、タイミングｔ４で、転送ＭＯＳトランジスタＭ１がオフとなり、光照射によるＰＤ１−１、ＰＤ２−１、ＰＤ３−１の電荷発生量がアンプＭＯＳトランジスタＭ４と垂直信号線２を通じ、輝度信号として読み出し回路８に読み出される。つぎに、タイミングｔ５で、φＲｅｓ１のハイレベルによって、リセットＭＯＳトランジスタＭ３がオンし、ＦＤ１、ＦＤ２、ＦＤ３の電位をグランド（ＧＮＤ）とし、ＦＤ１、ＦＤ２、ＦＤ３をオフする。このとき、ＦＤ電位生成回路９は、φＶＲ１のハイレベルとφＶＲ２のローレベルによって垂直信号線２にＧＮＤを供給している。
【００１７】
つぎに、タイミングｔ６で、水平走査回路３により読み出し回路８に蓄えられたノイズレベルと輝度信号が読み出され、それぞれノイズレベル用水平信号線１６と輝度信号用水平信号線６を通じてメインアンプ１７に送られる。このとき、図示していないが、水平走査回路３から複数の読み出し回路８に順々にパルスが送られ、左の列から順に、輝度信号とノイズレベルが読み出される。メインアンプ１７は、輝度信号用水平信号線６から入った輝度信号から、ノイズレベル用水平信号線１６から入ったノイズレベルを引き算し、真の輝度信号を、外部信号端子１９に送り、１行目の走査が終わる。
【００１８】
２行目も、タイミング期間ｔ７の間で、転送ＭＯＳトランジスタＭ２をオンすること以外は、１行目と同様の走査をする。つまり、２行目を選択するために、φＴＸ２のハイレベルにより転送ＭＯＳトランジスタＭ２がオンとなり、光照射によりＰＤ１−２に貯まった電荷がＦＤ１に転送される。同時に、光照射によりＰＤ２−２、ＰＤ３−２に貯まった電荷が、それぞれＦＤ２、ＦＤ３に転送される。
【００１９】
３行目は、タイミングｔ８でφＲｅｓ２をハイレベルにすることによって、リセットＭＯＳトランジスタＭ５をオンして、３行目用と４行目用のＦＤの電位をＶＲＨにして活性化する。このとき、φＲｅｓ１はローレベルであるため、リセットＭＯＳトランジスタＭ３はオフであるため、１行目用と２行目用のＦＤの電位はＧＮＤのままである。同様に、３行目用と４行目用以外の行のリセットＭＯＳトランジスタはオフのため、これらの行のＦＤの電位はＧＮＤのままである。
【００２０】
これらの走査を全行繰り返すことによって、１フレームの輝度信号が外部に読み出される。第１の実施形態では、負荷電流源の最終段のＭＯＳトランジスタ１０のゲート電極にコンデンサ７を取り付ける。そして、このコンデンサ７は、垂直信号線２ごとにあるが、ＭＯＳトランジスタの形成と同じプロセスで製造できるため、低コストである。また、第１の実施形態では、垂直信号線２でＦＤ電位を供給するが、前述のコンデンサ７を付加したため、信号転送時の電位の変動が小さい。
【００２１】
本実施形態は、周辺回路領域に配する負荷電流源の最終段のＭＯＳトランジスタ１０のゲート電極に、電気的に接続されたコンデンサ７を形成するものである。この最終段のＭＯＳトランジスタ１０は、画素領域から信号が出力される垂直信号線２に接続されている。このことによって、垂直信号線２の電位の変動を最小限に抑え、高品位画像を撮像できるＣＭＯＳセンサを提供することができる。
【００２２】
（第２の実施形態）
図５は、第２の実施形態による固体撮像装置の周辺回路領域を示す回路図である。図中、２０はＦＤ電位供給線であり、他の符号は、以前に説明した部品と同じである。第１の実施形態ではＦＤの電位制御は垂直信号線２を介して行われていたが、第２の実施形態では、ＦＤの電位制御はＦＤ電位供給線２０を介して行われる。本実施形態では、ＦＤ電位の供給を垂直方向に走るＦＤ電位供給線２０から行う。また、第１の実施形態と同様に、負荷電流源の最終段のＭＯＳトランジスタ１０のゲート電極にコンデンサ７を取り付ける。そして、このコンデンサ７は、垂直信号線２ごとにある。
【００２３】
図６は、第２の実施形態の画素領域と垂直走査回路を示す回路図である。図中の符号は、以前に説明した部品と同じである。第２の実施形態では、画素領域のリセットＭＯＳトランジスタＭ３、Ｍ５は、そのドレインがＦＤ電位供給線２０に接続されている。また、画素領域のアンプＭＯＳトランジスタＭ４は、そのドレインがＦＤ電位供給線２０に接続されている。これは、ＦＤ電位供給線２０が、アンプＭＯＳトランジスタＭ４の電源電圧（ＶＤＤ）をも供給しているからである。
【００２４】
図７の駆動タイミングチャートを使って、第２の実施形態の駆動を説明する。図中のφＲｅｓ１、φＴＸ１、φＴＸ２、φＲｅｓ２、φＶＦＤは、図６の画素領域１に通じる配線の電圧のタイミングを表しており、その配線位置については図６に記述している。φＶＦＤは、ＦＤ電位供給線２０の電位である。
【００２５】
まず、１行目の走査について説明する。タイミングｔ１で、φＲｅｓ１のハイレベルによってリセットＭＯＳトランジスタＭ３をオンし、ＦＤ１の電位をＶＤＤとし、ＦＤ１、ＦＤ２、ＦＤ３を活性化する。このとき、φＶＦＤは電源電圧（ＶＤＤ）となっている。つぎに、タイミングｔ２で、信号読み出し回路８内の駆動によって、ＦＤ１、ＦＤ２、ＦＤ３のノイズレベルがアンプＭＯＳトランジスタＭ４と垂直信号線２を通じて読み出し回路８に読み出される。つぎに、タイミングｔ３で、φＴＸ１のハイレベルにより転送ＭＯＳトランジスタＭ１がオンとなり、光照射によりＰＤ１−１に貯まった電荷がＦＤ１に転送される。同時に、光照射によりＰＤ２−１、ＰＤ３−１に貯まった電荷が、それぞれＦＤ２、ＦＤ３に転送される。つぎに、タイミングｔ４で、転送ＭＯＳトランジスタＭ１がオフとなり、光照射によるＰＤ１−１、ＰＤ２−１、ＰＤ３−１の電荷発生量がアンプＭＯＳトランジスタＭ４と垂直信号線２を通じ、輝度信号として読み出し回路８に読み出される。つぎに、タイミングｔ５で、φＲｅｓ１のハイレベルによって、リセットＭＯＳトランジスタＭ３がオンし、ＦＤ１、ＦＤ２、ＦＤ３の電位をグランド（ＧＮＤ）とし、ＦＤ１、ＦＤ２、ＦＤ３をオフする。このとき、φＶＦＤはグランド（ＧＮＤ）となっている。
【００２６】
つぎに、タイミングｔ６で、水平走査回路３により読み出し回路８に蓄えられたノイズレベルと輝度信号が読み出され、それぞれノイズレベル用水平信号線１６と輝度信号用水平信号線６を通じてメインアンプ１７に送られる。このとき、図示していないが、水平走査回路３から複数の読み出し回路８に順々にパルスが送られ、左の列から順に、輝度信号とノイズレベルが読み出される。メインアンプ１７は、輝度信号用水平信号線６から入った輝度信号から、ノイズレベル用水平信号線１６から入ったノイズレベルを引き算し、真の輝度信号を、外部信号端子１９に送り、１行目の走査が終わる。
【００２７】
２行目も、タイミング期間ｔ７の間で、転送ＭＯＳトランジスタＭ２をオンすること以外は、１行目と同様の走査をする。つまり、２行目を選択するために、φＴＸ２のハイレベルにより転送ＭＯＳトランジスタＭ２がオンとなり、光照射によりＰＤ１−２に貯まった電荷がＦＤ１に転送される。同時に、光照射によりＰＤ２−２、ＰＤ３−２に貯まった電荷が、それぞれＦＤ２、ＦＤ３に転送される。
【００２８】
３行目は、タイミングｔ８でφＲｅｓ２をハイレベルにすることによって、リセットＭＯＳトランジスタＭ５をオンして、３行目用と４行目用のＦＤの電位を電源電圧（ＶＤＤ）にして活性化する。このとき、φＲｅｓ１はローレベルであるため、リセットＭＯＳトランジスタＭ３はオフであり、１行目用と４行目用のＦＤの電位はグランド（ＧＮＤ）のままである。同様に、３行目用と４行目用以外の行のリセットＭＯＳトランジスタはオフのため、これらの行のＦＤの電位はグランド（ＧＮＤ）のままである。
【００２９】
これらの走査を全行繰り返すことによって、１フレームの輝度信号が外部に読み出される。
【００３０】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態は、負荷電流源の最終段のＭＯＳトランジスタ１０のゲート電極にコンデンサ７を取り付ける。そして、このコンデンサ７は、２本の垂直信号線２ごとに１つある。他の回路と駆動方法は、第１の実施形態と同様である。
【００３１】
（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態は、負荷電流源の最終段のＭＯＳトランジスタ１０のゲート電極にコンデンサ７を取り付ける。そして、このコンデンサ７は、４本の垂直信号線２ごとに１つある。他の回路と駆動方法は、第１の実施形態と同様である。
【００３２】
（第５の実施形態）
本発明の第５の実施形態は、４画素（４個のフォトダイオード）に一つのＦＤ、リセットＭＯＳトランジスタ、アンプ用ＭＯＳトランジスタがある。各画素（各フォトダイオード）には、一つずつ転送ＭＯＳトランジスタがある。このため、トランジスタ数が削減できる。
【００３３】
(第６の実施形態)
本発明の第６の実施形態は、第１の実施形態の負荷電流源にスイッチを加える形態である。図９は、第６の実施形態の周辺回路領域を示す回路図である。図中、２１は負荷電流源スイッチ、２２は負荷電流源スイッチのゲート線であり、他の部品番号は前述のとおりである。図１０の駆動タイミングチャートを使って、負荷電流源スイッチ２１の使い方を説明する。図９の負荷電流源スイッチのゲート線は、図１０のφＰＶＬのタイミングでオンオフ動作される。つまり、画素選択の時間はオンにするが、それ以外の時間はオフにするのである。
【００３４】
この駆動により、必要のないときに負荷電流源最終段ＭＯＳトランジスタ１０に電流が流れるのを防止できながら、コンデンサ７の効果で、必要なときの垂直信号線２の電位を安定させることができる。
【００３５】
（デジタルカメラに適用した実施形態）
図８は、本発明の第１〜第６の実施形態に記載の固体撮像装置をカメラ（撮像システム）に適用した際の構成例を示す回路ブロック図である。本実施形態は、上記実施形態の固体撮像装置をカメラに応用する場合の例を示したものである。上記実施形態の固体撮像装置は、固体撮像素子５４に対応する。撮影レンズ（光学系）５２の手前にはシャッター５１があり、露出を制御する。絞り５３により必要に応じ光量を制御し、撮影レンズ５２は固体撮像素子５４に光を結像させる。固体撮像素子５４から出力された撮像信号は信号処理回路５５で処理され、Ａ／Ｄ変換部５６によりアナログ信号からディジタル信号に変換される。出力されるディジタル信号はさらに信号処理部５７で演算処理される。処理されたディジタル信号はメモリ部６０に蓄えられたり、外部Ｉ／Ｆ部６３を通して外部の機器に送られる。固体撮像素子５４、撮像信号処理回路５５、Ａ／Ｄ変換部５６、信号処理部５７はタイミング発生部５８により制御される他、システム全体は全体制御部・演算部５９で制御される。記録媒体６２に画像を記録するために、出力ディジタル信号は全体制御部・演算部５９で制御される記録媒体制御Ｉ／Ｆ部６１を通して、記録される。
【００３６】
以上のように、第１〜第６の実施形態によれば、光電変換された電荷を増幅するアンプ用ＭＯＳトランジスタを備えた画素領域１と、少なくとも、前記アンプ用ＭＯＳトランジスタのソース電極に垂直信号線２を介して電気的に接続された負荷電流源４，１０を備えた周辺回路領域と、を有する光電変換装置において、負荷電流源を構成する最終段のＭＯＳトランジスタ１０があり、最終段のＭＯＳトランジスタ１０のゲート電極がコンデンサ７の一方の電極が、垂直信号線２ごとに電気的に接続されている。また、コンデンサ７の他方の電極は、半導体基板内にある。
【００３７】
コンデンサ７を設けることにより、画素領域１にあって、光電変換された電荷を増幅するアンプ用ＭＯＳトランジスタＭ４のソース電極に接続された垂直信号線２の電位の変動を防止することができる。すなわち、垂直信号線２の外来ノイズに起因する電位の変動を最小限に抑え、高品位画像を撮像できるＣＭＯＳセンサを提供することができる。
【００３８】
本実施形態の光電変換装置は、スチルカメラや、ビデオカメラなどの、撮像用の撮像装置として、利用することができる。
【００３９】
なお、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第１の実施形態による固体撮像装置の周辺回路領域を示す回路図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の画素領域と垂直走査回路を示す回路図である。
【図３】図３（ａ）及び（ｂ）は本発明の第１の実施形態の負荷電源最終段ＭＯＳトランジスタと負荷電流源遮断用ＭＯＳトランジスタとコンデンサの平面図及び断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態の駆動タイミングチャートである。
【図５】本発明の第２の実施形態による固体撮像装置の周辺回路領域を示す回路図である。
【図６】本発明の第２の実施形態の画素領域と垂直走査回路を示す回路図である。
【図７】本発明の第２の実施形態の駆動タイミングチャートである。
【図８】本発明の第４の実施形態によるカメラ（撮像システム）の構成例を示す回路ブロック図である。
【図９】本発明の第６の実施形態による固体撮像装置の周辺回路領域を示す回路図である。
【図１０】本発明の第６の実施形態の駆動タイミングチャートである。
【符号の説明】
【００４１】
１      画素領域
２      垂直信号線
３      水平走査回路
４      負荷電流源構成回路
５      電流源最終段ＭＯＳトランジスタの共通ゲート線
６      輝度信号用水平信号線
７      コンデンサ
８      信号読み出し回路
９      ＦＤ電位生成回路
１０    負荷電流源最終段ＭＯＳトランジスタ
１１    垂直走査回路
１２    負荷電流源遮断用ＭＯＳトランジスタ
１３    ｎ型シリコン基板
１４    ｐ型ウエル
１５    ｎ型領域
１６    ノイズレベル用水平信号線
１７    メインアンプ
１８    酸化膜
１９    外部信号端子
２０    ＦＤ電位供給線
【図１】
0004746962.tif 000002
【図２】
0004746962.tif 000003
【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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