(57)【要約】【課題】信号転送線の寄生容量による電荷転送時の信号レベル劣化を軽減する。【解決手段】行列状に配置された複数の画素３と、複数の画素３の列ごとに対応して設けられ、対応する列の画素３からの画素信号を垂直方向に転送する垂直転送線４と、垂直転送線４により転送された画素信号を保持する保持回路５と、保持回路５で保持された画素信号を水平方向に転送する水平転送線８と、水平転送線８の下部に並設され、水平転送線８の電気信号が低インピーダンスで供給された水平補助線９とを有し、水平補助線９を水平転送線８とほぼ同等の信号で駆動することで、水平転送線８と半導体基板との間の寄生容量を遮蔽し、更に水平転送線８と水平補助線９との間の寄生容量への電荷の出入りを軽減することで、水平転送線８の対接地容量を低減する。【選択図】図１
2012257113.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
行列状に配置された複数の画素と、
前記複数の画素の列ごとに対応して設けられ、対応する列の前記画素からの出力信号を垂直方向に転送する垂直転送線と、
前記垂直転送線により転送された出力信号を保持する保持回路と、
前記保持回路で保持された出力信号を水平方向に転送する水平転送線と、
前記水平転送線より下層の配線で前記水平転送線と半導体基板との間にて前記水平転送線に対して平行に形成された水平補助線とを有し、
前記水平補助線の両線端には、前記水平転送線の同側の線端の信号がそれぞれバッファを介して印加された構成を有することを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
請求項１記載の固体撮像装置において、
前記水平転送線と前記半導体基板との間に、少なくとも１つのコンデンサを接続した構成を有することを特徴とする固体撮像装置。
【請求項３】
請求項１記載の固体撮像装置において、
前記水平転送線と前記半導体基板との間に、スイッチにより回路への接続又は切り離しがなされる少なくとも１つのコンデンサを接続した構成を有することを特徴とする固体撮像装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の固体撮像装置を用いた撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＯＳイメージセンサ等の固体撮像装置に関し、特にカラム方式の固体撮像装置及びそれを用いた撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のイメージセンサにおいて、画素からの信号を水平画素数と同数のカラムコンデンサにそれぞれ保持し、その後の水平転送時に各々選択スイッチを通して各カラムコンデンサの電荷を水平転送線に伝達し、その時に発生する水平転送線の電圧をバッファを通して外部に出力するものが知られている。
【０００３】
近年、イメージセンサの信号を取り出す経路でのＳＮ比の改善が求められている。ところが、従来のイメージセンサでは、水平転送線の寄生容量により出力信号レベルが低下したり、出力信号レベルのばらつきが増大したりするという課題があった。
【０００４】
一方、ある従来技術に係る電荷検出装置によれば、電荷転送元であるフローティングディフュージョンからの信号転送線に並設して、当該信号転送線の寄生容量をキャンセルするための補助線が設けられる。信号転送線はバッファとなるＭＯＳトランジスタのゲートに接続される一方、補助線は当該ＭＯＳトランジスタのソースに接続される（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平２−２４６１５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
多画素のイメージセンサでは、必然的に水平転送線が長くなる。したがって、選択スイッチを通してカラムコンデンサの電荷の供給を受ける水平転送線に上記特許文献１の技術を転用して水平補助線を設ける場合には、水平転送線の配線抵抗により、カラムコンデンサの接続位置に応じて信号転送時間に違いが生じるという副作用がある。
【０００７】
本発明の目的は、水平転送線における信号レベルの低下を軽減でき、かつ信号源となるカラムコンデンサの接続位置が異なっても信号転送時間の変動を軽減できる固体撮像装置及びそれを有する撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係る固体撮像装置は、行列状に配置された複数の画素と、前記複数の画素の列ごとに対応して設けられ対応する列の前記画素からの出力信号を垂直方向に転送する垂直転送線と、前記垂直転送線により転送された出力信号を保持する保持回路と、前記保持回路で保持された出力信号を水平方向に転送する水平転送線と、前記水平転送線より下層の配線で前記水平転送線と半導体基板との間にて前記水平転送線に対して平行に形成された水平補助線とを有し、前記水平補助線の両線端には前記水平転送線の同側の線端の信号がそれぞれバッファを介して印加された構成を有することを特徴とするものである。
【０００９】
これにより、信号転送時の水平転送線と水平補助線との間の電位差をほぼ一定に保つことで、水平転送線と水平補助線との間の線間容量への電荷の出入りをなくし、水平転送線での信号レベルが低下するのを軽減させる。つまり、固体撮像装置の水平転送に伴う、信号レベルの低下を軽減でき、かつ水平転送線への信号源電荷の接続位置による転送時間差を軽減できる。
【００１０】
また、本発明は、固体撮像装置として実現できるだけでなく、このような固体撮像装置を有する撮像装置としても実現できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、転送信号の減衰を軽減すると共に、水平転送線によるＳＮ比劣化を防ぐことができ、また転送ゲインのばらつきを軽減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置の回路図である。
【図２】図１中の水平補助線及び一方のバッファを備えない場合の水平転送線への悪影響を説明するためのチップ概略断面図である。
【図３】図１中の水平補助線及び両バッファの効果を説明するためのチップ概略断面図である。
【図４】図１の固体撮像装置の動作を示すタイミングチャートである。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る固体撮像装置の回路図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る固体撮像装置の回路図である。
【図７】本発明の第４の実施形態に係る撮像装置の構造図である。
【図８】図７の撮像装置の外観を示す斜視図である。
【図９】図７及び図８の撮像装置の変形例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明に係る固体撮像装置及び撮像装置の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１４】
《第１の実施形態》
図１は、本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置の回路図である。なお、一部の構成要素はブロックで示している。
【００１５】
図１に示す固体撮像装置１００は、行選択回路１、画素アレイ２、画素３、垂直転送線（Ｖ１〜Ｖｎ）４、保持回路５、列選択回路６、制御信号線７、水平転送線８、水平補助線９、列選択線（Ｈ１〜Ｈｎ）１０、バッファ１１，１２等を有する。
【００１６】
図１の固体撮像装置１００は、画素アレイ２として行列状に配置された複数の画素３と、複数の画素３の列ごとに対応して設けられ、対応する列の画素３からの出力信号を垂直方向に転送する垂直転送線４と、垂直転送線４により転送された出力信号を保持する保持回路５と、保持回路５で保持された出力信号を水平方向に転送する水平転送線８と、水平転送線８より下層の配線で水平転送線８と半導体基板との間にて水平転送線８に対して平行に形成された水平補助線９とを有し、水平補助線９の両線端には、水平転送線８の同側の線端の信号がそれぞれバッファ１１，１２を介して印加された構成を有することを特徴とするものである。
【００１７】
行選択回路１は、複数の画素３の行ごとに対応して設けられた制御信号線７を介して画素アレイ２に接続され、制御信号線７を介して制御信号ＳＥＬＥＣＴ，ＲＥＳＥＴ及びＴＲＡＮＳを出力することにより、複数の画素３を行単位で走査する。
【００１８】
画素３は、光電変換により電荷を生成するフォトダイオードＰＤと、行選択回路１から出力される制御信号ＴＲＡＮＳに応じてフォトダイオードＰＤで生成された電荷を転送する転送トランジスタＭ１と、行選択回路１から出力される制御信号ＲＥＳＥＴに応じて転送された電荷をリセットするリセットトランジスタＭ２と、転送された電荷に応じた電圧である画素信号を出力する出力トランジスタＭ３と、行選択回路１から出力される制御信号ＳＥＬＥＣＴに応じて画素信号を垂直転送線４に出力する選択トランジスタＭ４とを含む。この画素３の構成は、画素アレイ２に含まれる、縦横に複数配置されている複数の画素３において同一である。
【００１９】
垂直転送線４は、同じ列の画素３に接続され、画素３から出力される画素信号を保持回路５に転送する。言い換えると、垂直転送線４は、画素アレイ２の各行に対して垂直方向に画素信号を転送する。以下、第ｋ列の画素３に接続された垂直転送線４を垂直転送線Ｖｋ（ｋは１〜ｎ）として記載する場合がある。
【００２０】
保持回路５は、画素信号のオフセットのばらつきをキャンセルし、保持する回路である。具体的には、保持回路５は、複数の垂直転送線４のそれぞれに対応して設けられた、一端が対応する垂直転送線４に接続された相関二重サンプリング（Correlated Double Sampling：ＣＤＳ）用コンデンサＣｋ（ｋは１〜ｎのいずれか）と、ＣＤＳ用コンデンサＣｋの他端と接地電位との間に挿入された画素信号を保持する信号保持用コンデンサＣｈｋと、ＣＤＳ用コンデンサＣｋと信号保持用コンデンサＣｈｋとを接続している配線の電圧を制御信号ＣＤＳに応じて電圧ＶｂとするトランジスタＭ１０４と、制御信号ＨＳに応じて信号保持用コンデンサＣｈｋに画素信号を保持させるトランジスタＭ１０５と、列選択回路６から出力される列選択信号Ｈｋに応じて保持された画素信号を水平転送線８に出力する列選択トランジスタＭ１０６とを有する。なお、信号保持用コンデンサＣｈｋ、列選択トランジスタＭ１０６及び水平転送線８は、信号保持用コンデンサＣｈｋに保持された画素信号を水平方向に順次転送する水平転送部である。
【００２１】
列選択回路６は、複数の画素３の列ごとに対応して設けられた列選択線１０を介して保持回路５に接続され、列選択線１０を介して列選択信号Ｈｋを出力することにより、保持回路５で保持された画素信号を、水平転送線８を経由してバッファ１１から出力される。
【００２２】
水平補助線９は、水平転送線８とその下部半導体基板との中間位置に配置され、その長さは水平転送線８とほぼ同等で、幅については必要に応じて１倍から３倍程度の範囲で選択すればよく、水平補助線９の形状的な各両端には、水平転送線８の各形状的な両端に接続されたバッファ１１，１２を介してそれぞれの同じ側の水平転送線８の信号が印加され、水平転送線８と水平補助線９との間に存在する配線間容量を見かけ上ショートすることで、寄生容量を無くすことができ、信号源の電荷が水平転送線８に転送された時に、水平転送線８の対接地容量で減衰することを防ぐことが可能となる。
【００２３】
図２は、図１中の水平補助線９及び一方のバッファ１２を備えない場合の水平転送線８への悪影響を説明するためのチップ概略断面図である。図２にて、ＣＦＥＴは列選択トランジスタＭ１０６のドレイン又はソースの接合容量、ＣＳＵＢは水平転送線８と半導体基板との間の寄生容量である。図２では、水平転送線８に電荷が転送されてきた場合、電荷は寄生容量ＣＳＵＢに流れ込むことで、水平転送線８の信号レベルが低下してしまう。
【００２４】
図３は、図１中の水平補助線９及び両バッファ１１，１２の効果を説明するためのチップ概略断面図である。図３では、水平転送線８の信号が水平補助線９にバッファ１１，１２を通して加えられているために、水平転送線８と水平補助線９との間の電位差が常に一定差に保たれるため、水平転送線８と水平補助線９との間の寄生容量ＣＳ１への電荷の出入りが発生せず、信号電荷が水平転送線８に転送されてきた時の信号の減衰は発生しない。また、水平補助線９と半導体基板との間の寄生容量ＣＳ２はバッファ１１，１２で駆動されているため、信号レベルには影響しない。
【００２５】
水平転送線８には各々信号電荷転送用のＭＯＳＦＥＴである複数の列選択トランジスタＭ１０６が接続されているため、これらの列選択トランジスタＭ１０６のドレイン又はソースの寄生容量ＣＦＥＴが水平転送線８に接続されており、水平補助線９で無効化できる容量は水平転送線８と半導体基板との間の寄生容量成分のみであるが、画素数が大きい場合には水平転送線８と半導体基板との間の寄生容量のウェイトは大きく、場合によっては５０％以上になるため、信号レベルの向上効果は大きい。
【００２６】
また、このように水平転送線８から後段へ送られる信号レベルを大きくできるので、後段での信号増幅度を下げることができ、ＳＮ比を向上することができる。
【００２７】
更に、多層配線プロセスにおいては、水平転送線８の上部にも、水平補助線９を同様に配置してもよく、更には、左右にも同様な対策を施してもよい。
【００２８】
更に、水平補助線９は一直線に連続していなくてもよく、水平補助線９と同じレベルの配線層が水平補助線９を切断するような構造で横切る場合は、適時、水平補助線９の切断部分を別の層の配線で電気的接続を持たせればよい。
【００２９】
以上のように、本実施形態に係る固体撮像装置１００は、行列状に配置された複数の画素３と、複数の画素３の列ごとに対応して設けられ、対応する列の画素３からの画素信号を垂直方向に転送する垂直転送線４と、複数の垂直転送線４により転送された画素信号を保持する保持回路５と、保持回路５で保持された画素信号を水平方向に転送する水平転送線８と、水平転送線８とほぼ平行に水平転送線８と下部半導体基板との中間に配置され、かつ、水平転送線８とほぼ同じ長さを有する水平補助線９と、水平転送線８の信号を出力へ送る、又は、水平補助線９に転送するためのバッファ１１，１２とを有し、水平転送線８の信号を水平補助線９にも印加することで、水平転送線８での転送時の減衰を軽減することができる。
【００３０】
次に、以上のように構成された固体撮像装置１００の動作を詳細に説明する。
【００３１】
まず、フォトダイオードＰＤは入射光を光電変換し電荷として蓄え、出力トランジスタＭ３のゲートはフォトダイオードＰＤが光電変換中にリセットトランジスタＭ２がオンされることで、ＶＤＤにリセットされる。
【００３２】
その後、リセットトランジスタＭ２がオフし、転送トランジスタＭ１がオンすることで、フォトダイオードＰＤの電荷が出力トランジスタＭ３のゲート（一般的にはゲート、配線容量等で構成されるフローティングディフュージョン）に電気的に接続される。これにより、フォトダイオードＰＤで生成された電荷が電圧に変換され、更に選択トランジスタＭ４がオンすることでフローティングディフュージョンの電圧が各画素列に対応する垂直転送線４（Ｖ１〜Ｖｎ）に転送される。
【００３３】
このとき、事前にリセットトランジスタＭ２がオン、転送トランジスタＭ１がオフ、フォトダイオードＰＤが電荷蓄積状態にあるとき、制御信号ＣＤＳによりトランジスタＭ１０４がオン、制御信号ＨＳによりトランジスタＭ１０５がオンすることで、ＣＤＳ用コンデンサＣ１の他端はＶｂ、一端は画素３から出力された電圧に遷移する。ここで、画素３から出力された電圧は、出力トランジスタＭ３のゲート、すなわちフローティングディフュージョンがＶｄｄにリセットされたことにより垂直転送線Ｖ１に出力される、Ｖｄｄから出力トランジスタＭ３の閾値電圧分降下した電圧である。出力トランジスタＭ３の閾値電圧をＶｔｈとすると、ＣＤＳ用コンデンサＣ１の両端間の電位差が（Ｖｄｄ−Ｖｔｈ−Ｖｂ）となる。また、信号保持用コンデンサＣｈ１の電位はＶｂとなる。
【００３４】
次に、リセットトランジスタＭ２がオフし、同時にトランジスタＭ１０４もオフし、先に説明の転送トランジスタＭ１がオンすると、フローティングディフュージョンでフォトダイオードＰＤの電荷が電圧に変換され、その分垂直転送線Ｖ１の電位が変化し、その変化は信号保持用コンデンサＣｈ１に伝わる。
【００３５】
その後、トランジスタＭ１０５がオフすると、信号保持用コンデンサＣｈ１には、
［（Ｖｄｄ−Ｖｔｈ＋ΔＶ）−（Ｖｄｄ−Ｖｔｈ−Ｖｂ）］×Ｃ１／（Ｃ１＋Ｃｈ１）
＝（Ｖｂ＋ΔＶ）×Ｃ１／（Ｃ１＋Ｃｈ１）
が保持される。なお、ΔＶはフォトダイオードＰＤからの光電変換信号であるフローティングディフュージョンの電位変化分である。
【００３６】
このとき、垂直転送線４の１列目の画素３の出力のリセット時の出力トランジスタＭ３及び選択トランジスタＭ４のオフセットはＣＤＳ用コンデンサＣ１に吸収される。
【００３７】
このように、各列（横方向）の画素３の信号が各列に対応した信号保持用コンデンサＣｈ１〜Ｃｈｎに保持され、次に列選択回路６から出力される列選択信号Ｈ１〜Ｈｎにより順次コンデンサＣｈ１〜Ｃｈｎが水平転送線８に電気的に接続されることにより、水平転送線８に画素信号が出力される。更に、同様な動作で行選択回路１により、順次行を変え、次の行の画素３の画素信号を信号保持用コンデンサＣｈ１〜Ｃｈｎに保持し、列選択回路６により信号保持用コンデンサＣｈ１〜Ｃｈｎを水平転送線８に順次電気的に接続して信号を出力する動作を行う。
【００３８】
これらの、光電変換から信号転送及び出力を行う、動作及びタイミングは任意で、本発明はこれらのタイミングを限定したものではない。
【００３９】
図４は、図１の固体撮像装置１００の動作を示すタイミングチャートである。図４には、上から順に、制御信号ＳＥＬＥＣＴ，ＴＲＡＮＳ，ＲＥＳＥＴ，ＣＤＳ及びＨＳと、列選択信号Ｈ１，Ｈ２及びＨｎと、水平リセット信号ＨＲＳＴとの波形が示されている。
【００４０】
時刻ｔ１では、制御信号ＲＥＳＥＴをＬＯＷ（以下、Ｌ）に切り替えることによりリセットトランジスタＭ２をオフする。また、制御信号ＳＥＬＥＣＴをＨＩＧＨ（以下、Ｈ）に切り替えることにより選択トランジスタＭ４をオンさせ、画素アレイ２の１行目（図１に示す画素部２の最上段）を選択する。また、制御信号ＣＤＳをＨにすることによりトランジスタＭ１０４をオンし、ＣＤＳ用コンデンサＣ１〜Ｃｎに電圧Ｖｂを供給し、制御信号ＨＳをＨにすることによりトランジスタＭ１０５をオンし、信号保持用コンデンサＣｈ１〜ＣｈｎをＶｂにリセットする。以上の動作により、ＣＤＳの準備動作を行う。
【００４１】
時刻ｔ２では、制御信号ＣＤＳをＬに切り替えることによりトランジスタＭ１０４をオフし、１回目のＣＤＳを終了する。
【００４２】
時刻ｔ３では、制御信号ＴＲＡＮＳをＨに切り替えることにより転送トランジスタＭ１をオンし、フォトダイオードＰＤの電荷を出力トランジスタＭ３のゲートに転送し、信号電圧を生成する。このとき、選択トランジスタＭ４がオンしているので、各列の画素信号が出力トランジスタＭ３から各列に対応した垂直転送線Ｖ１〜Ｖｎを通じて、各列に対応した信号保持用コンデンサＣｈ１〜Ｃｈｎに伝えられる。
【００４３】
時刻ｔ４では、制御信号ＴＲＡＮＳをＬに切り替えることにより転送トランジスタＭ１をオフし、転送動作を終了する。
【００４４】
時刻ｔ５では、制御信号ＨＳをＬに切り替えることによりトランジスタＭ１０５をオフし、信号保持用コンデンサＣｈ１〜Ｃｈｎでの電荷の移動を固定する。
【００４５】
時刻ｔ６では、制御信号ＲＥＳＥＴをＨに切り替えることによりリセットトランジスタＭ２をオンし、フローティングディフュージョン（出力トランジスタＭ３のゲート）をリセットする。
【００４６】
時刻ｔ７では、制御信号ＴＲＡＮＳをＨに切り替えることにより転送トランジスタＭ１をオンし、フォトダイオードＰＤをリセットする。
【００４７】
時刻ｔ８では、水平リセット信号ＨＲＳＴをＨに切り替えることによりリセットトランジスタＭ１０７をオンし、水平転送線８の電位をＶｂにリセットする。その後、時刻ｔ８〜ｔ９において、水平リセット信号ＨＲＳＴをＬに切り替えることによりリセットトランジスタＭ１０７をオフする。
【００４８】
時刻ｔ９では、第１列に対応する列選択信号Ｈ１をＨに切り替えることにより、対応する列選択トランジスタＭ１０６をオンし、第１列の画素信号を保持している信号保持用コンデンサＣｈ１を水平転送線８に接続し、第１行、第１列の画素信号を出力する。
【００４９】
時刻ｔ１０以降では、水平リセット信号ＨＲＳＴを一端Ｈに切り替えた後にＬに切り替えることにより水平転送線８の電位をリセットし、列選択信号Ｈ２〜Ｈｎを順次変更しながらＨにする動作を繰り返すことで、信号保持用コンデンサＣｈ２〜Ｃｈｎを順次切り替えて、画素信号を出力する。
【００５０】
上記時刻ｔ１から時刻ｔ５までの動作を、行選択回路１の制御を第２行（図１に示す画素アレイ２の２段目）に対し行い、更に順次行を変えて行う。
【００５１】
このように、転送処理される過程での、水平転送線８で、従来は信号が減衰していたが、その減衰を軽減することができる。
【００５２】
なお、本実施形態に係る固体撮像装置１００の特徴は、水平方向の電荷転送に直接利用される形態の撮像装置の性能改善を行うことが目的であり、固体撮像装置１００の構成は特に限定されるものではない。
【００５３】
また、本実施形態で説明した、ＣＤＳの方法や実現するための回路構成は一例であり、他の方法及び構成も存在する。
【００５４】
また、画素３から信号保持用コンデンサＣｈ１〜Ｃｈｎまでの間にカラムアンプ等の増幅機能を持たせたものや、保持回路５にカラムアンプの機能を持たせた固体撮像装置の技術も知られており、本発明はそれらの固体撮像装置に適用することも可能である。
【００５５】
また、本実施形態では、水平転送線８が１つで、出力が１チャンネルである固体撮像装置１００を例として示したが、１画素アレイ当たりの画素出力が複数存在する多チャンネル出力の場合で、水平転送線が複数存在するようなときには、各水平転送線に対応して、それぞれに対応した水平補助線を設け、各対応した水平転送線の信号をバッファを通して印加すればよい。
【００５６】
《第２の実施形態》
図５は、本発明の第２の実施形態に係る固体撮像装置の回路図である。第２の実施形態に係る固体撮像装置２００は、第１の実施形態に係る固体撮像装置１００と比較して、水平転送線８に、新たに実体的な（寄生容量でない）コンデンサ１３を付け加えた点が異なる。具体的には、第１の実施形態の技術で回路特性上軽減された水平転送線８の寄生容量値に近い容量値のコンデンサ１３を付け加える。
【００５７】
第１の実施形態の技術は、水平転送線８の寄生容量による信号減衰を防ぐために実施するが、電荷転送後の水平転送線８に生じる信号電圧は、電荷転送元のコンデンサＣｈ１〜Ｃｈｎの初期電荷量とその容量値とに対し、水平転送線８と半導体基板との間の寄生容量と、水平転送線８に接続された複数個の接続を切り替える列選択トランジスタＭ１０６のドレイン又はソースの接合容量の合計容量値との合成演算で決まるが、信号転送元のコンデンサＣｈ１〜Ｃｈｎの容量値と水平転送線８の容量値すなわち半導体基板との間の寄生容量と列選択トランジスタＭ１０６のドレイン又はソース接合容量の値のばらつきには相関が無く、転送時の水平転送線８に生じる信号電圧のばらつきが大きい。このばらつきによる、信号の大きさのばらつき変動は、第１の実施形態による技術で、水平転送線８と半導体基板との間の寄生容量をなくしても、無くなるものではない。
【００５８】
そこで、第２の実施形態の固体撮像装置２００では、電荷転送元のコンデンサＣｈ１〜Ｃｈｎと同じ構造の同じプロセスばらつきを持つコンデンサ１３を水平転送線８に接続し、水平転送線８に付加される容量、すなわちコンデンサ１３と列選択トランジスタＭ１０６のドレイン又はソース接合容量の合計容量値の中の、電荷転送元のコンデンサＣｈ１〜Ｃｈｎと同じばらつき相関を持つコンデンサ１３の容量値の比率を上げることで、転送時に水平転送線８に生じる信号電圧のプロセスばらつきによる変動を軽減させるものである。
【００５９】
《第３の実施形態》
図６は、本発明の第３の実施形態に係る固体撮像装置の回路図である。第３の実施形態に係る固体撮像装置２１０は、第１の実施形態に係る固体撮像装置１００と比較して、水平転送線８に実体的なコンデンサ１３を付け加えると共に、このコンデンサ１３の接地を切り替えるトランジスタ１４を新たに付け加えた点が異なる。
【００６０】
第２の実施形態は、電荷転送時の信号レベルのプロセスばらつきによる変動を軽減させるものである。これに対して、第３の実施形態の固体撮像装置２１０においては、トランジスタ１４をオン／オフさせることでコンデンサ１３の接地への接続を切り離すことを可能にし、水平転送線８に付加される、寄生容量を含めた容量合計値を切り替えることで、転送時の信号レベルが変化することを利用して、出力信号の信号レベルの切り替えを可能にするものである。
【００６１】
なお、コンデンサ１３とトランジスタ１４との直列接続ペアを複数設け、又は第２の実施形態でのコンデンサ１３単体を複数個を組み合わせて配置することで、切り替えられる出力信号レベルの値を複数にすることも可能である。
【００６２】
《第４の実施形態》
図７は、本発明の第４の実施形態に係る撮像装置の構造図である。図７に示す撮像装置３００は、第１の実施形態に係る固体撮像装置１００を有する。具体的には、図７には、固体撮像装置１００が利用可能な多様なシステムの代表例として、デジタルカメラの構造図を示した。
【００６３】
この撮像装置３００は、固体撮像装置１００、カメラ筐体３０１及びレンズ３０２等を有し、撮像装置３００の前面からレンズ３０２を通過して入射する撮像光３０３を固体撮像装置１００で光電変換することにより電気信号に変換し、図には記載していないが、撮像装置３００に搭載され、又は外部に準備された信号処理回路により、画像データとして加工され、メモリ等に保存及びモニタに出力される。
【００６４】
以上のように、本実施形態に係る撮像装置３００は、図１に示す固体撮像装置１００を用いることで、ＳＮ比の向上した高画質な画像を得ることができる。固体撮像装置１００を前述の他の固体撮像装置２００，２１０に置き換えることも可能である。
【００６５】
なお、このような撮像装置３００は、図８に外観を示すようなデジタルカメラだけでなく、図９に外観を示すようなビデオカメラとして実現することもできる。
【００６６】
以上、本発明の第１〜第４の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が想到する各種変形を本実施形態に施したものや、異なる実施形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。
【００６７】
例えば、水平転送線８の出力をＡ／Ｄコンバータでデジタル信号化してから固体撮像装置１００より出力することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明に係る固体撮像装置は、デジタル一眼レフカメラ及び高級コンパクトカメラや、高画質、高機能が求められる撮像機器として有用である。
【符号の説明】
【００６９】
１  行選択回路
２  画素アレイ
３  画素
４  垂直転送線（Ｖ１〜Ｖｎ）
５  保持回路
６  列選択回路
７  制御信号線
８  水平転送線
９  水平補助線
１０  列選択線（Ｈ１〜Ｈｎ）
１１，１２  バッファ
１３  コンデンサ
１４  トランジスタ
１００，２００，２１０  固体撮像装置
３００  撮像装置
Ｃ１〜Ｃｎ  ＣＤＳ用コンデンサ
Ｃｈ１〜Ｃｈｎ  信号保持用コンデンサ
Ｍ１〜Ｍ４，Ｍ１０４〜Ｍ１０７  トランジスタ
ＰＤ  フォトダイオード
【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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