特許ウォッチ

公開番号2024059085
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-30
出願番号2023169953
出願日2023-09-29
発明の名称光電変換装置、機器
出願人キヤノン株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類H01L 27/146 20060101AFI20240422BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】歩留まりの向上とクロストークの抑制を両立する。
【解決手段】画素基板を備える光電変換装置であって、画素基板に、入射光に応じた信号電荷を生成する光電変換部と、信号電荷が入力されるフローティングディフュージョン部と、フローティングディフュージョン部を含む画素トランジスタ領域と、フローティングディフュージョン部の電位に応じた信号を出力する第1出力線と、第1出力線に電気的に接続された第2出力線と、が配され、画素基板の主面に対する平面視において、第1出力線が画素トランジスタ領域の少なくとも一部と重なる第1領域が存在し、主面に対する平面視において、第1領域の外部であって、第2出力線が光電変換部の少なくとも一部と重なる第2領域が存在し、主面に対する平面視において、第2出力線の長手方向に対して交差する第2出力線の端部は、第2領域の少なくとも一部と重なる位置に配されることを特徴とする光電変換装置。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
画素基板を備える光電変換装置であって、
前記画素基板に、
入射光に応じた信号電荷を生成する光電変換部と、
前記信号電荷が入力されるフローティングディフュージョン部と、
前記フローティングディフュージョン部を含む画素トランジスタ領域と、
前記フローティングディフュージョン部の電位に応じた信号を出力する第１出力線と、
前記第１出力線に電気的に接続された第２出力線と、が配され、
前記画素基板の主面に対する平面視において、前記第１出力線が前記画素トランジスタ領域の少なくとも一部と重なる第１領域が存在し、
前記主面に対する平面視において、前記第１領域の外部であって、前記第２出力線が前記光電変換部の少なくとも一部と重なる第２領域が存在し、
前記主面に対する平面視において、前記第２出力線の長手方向に対して交差する前記第２出力線の端部は、前記第２領域の少なくとも一部と重なる位置に配される
ことを特徴とする光電変換装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記主面に対する平面視において、前記フローティングディフュージョン部は前記第１領域の少なくとも一部と重なる位置に配されることを特徴とする請求項１に記載の光電変換装置。
【請求項３】
前記画素トランジスタ領域は、前記信号電荷をフローティングディフュージョン部へ転送する転送トランジスタと、前記信号を増幅する増幅トランジスタと、前記フローティングディフュージョン部をリセットするリセットトランジスタと、を含むことを特徴とする請求項１に記載の光電変換装置。
【請求項４】
前記画素トランジスタ領域は、前記信号を出力する前記第１出力線を複数の前記第１出力線から選択する選択トランジスタと、前記フローティングディフュージョン部の容量を切り替えるフローティングディフュージョン容量切り替えトランジスタと、を含むことを特徴とする請求項３に記載の光電変換装置。
【請求項５】
前記主面に対する平面視において、前記フローティングディフュージョン部と、前記フローティングディフュージョン部と前記増幅トランジスタのゲートとを接続する配線と、は前記第１領域の少なくとも一部と重なる位置に配されることを特徴とする請求項３に記載の光電変換装置。
【請求項６】
前記主面に対する平面視において、前記フローティングディフュージョン部と、前記フローティングディフュージョン部と前記増幅トランジスタのゲートとを接続する配線と、前記増幅トランジスタのゲートと、前記フローティングディフュージョン容量切り替えトランジスタと、は前記第１領域の少なくとも一部と重なる位置に配されることを特徴とする請求項４に記載の光電変換装置。
【請求項７】
前記主面に対する平面視において、前記フローティングディフュージョン部と、前記フローティングディフュージョン部と前記増幅トランジスタのゲートとを接続する配線と、前記増幅トランジスタと、前記リセットトランジスタと、前記選択トランジスタと、前記フローティングディフュージョン容量切り替えトランジスタと、は前記第１領域の少なくとも一部と重なる位置に配されることを特徴とする請求項４に記載の光電変換装置。
【請求項８】
前記主面に対する平面視において、前記第２出力線は前記第１出力線の少なくとも一部と重なる位置に配されることを特徴とする請求項１に記載の光電変換装置。
【請求項９】
前記主面に対する断面視において、前記第２出力線は前記第１出力線と前記光電変換部との間に配されることを特徴とする請求項１に記載の光電変換装置。
【請求項１０】
前記主面に対する断面視において、前記第１出力線と前記画素トランジスタ領域との間にシールド配線が配されることを特徴とする請求項９に記載の光電変換装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換装置、機器に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
光電変換部で発生した信号電荷をＦＤ（ＦｌｏａｔｉｎｇＤｉｆｆｕｓｉｏｎ：フローティングディフュージョン）部へ転送し、増幅トランジスタで増幅した信号を各々が出力する複数の画素を有する光電変換装置が知られている。信号を伝送する出力線の本数を増加させることで、複数の画素からの信号の読み出しを高速化させることができる。出力線の本数を増やした構成の一例として、特許文献１には、画素列毎に複数の出力線を設けた構成の固体撮像装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１５－１３８８６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のように出力線を増加させた場合は、製造過程において、いずれかの出力線に断線が発生する確率が高くなる。その結果、歩留まりが低下してしまう。また、複数の出力線を備える構成では、ＦＤ部と複数の出力線との間に寄生容量が生じることがある。その結果、並行して読み出す複数の画素からの信号の間でクロストークが生じることになる。
【０００５】
本発明は、歩留まりの向上とクロストークの抑制とを両立可能な光電変換装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書の一開示によれば、画素基板を備える光電変換装置であって、前記画素基板に、入射光に応じた信号電荷を生成する光電変換部と、前記信号電荷が入力されるフローティングディフュージョン部と、前記フローティングディフュージョン部を含む画素トランジスタ領域と、前記フローティングディフュージョン部の電位に応じた信号を出力する第１出力線と、前記第１出力線に電気的に接続された第２出力線と、が配され、前記画素基板の主面に対する平面視において、前記第１出力線が前記画素トランジスタ領域の少なくとも一部と重なる第１領域が存在し、前記主面に対する平面視において、前記第１領域の外部であって、前記第２出力線が前記光電変換部の少なくとも一部と重なる第２領域が存在し、前記主面に対する平面視において、前記第２出力線の長手方向に対して交差する前記第２出力線の端部は、前記第２領域の少なくとも一部と重なる位置に配されることを特徴とする光電変換装置が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、出力線を備える構成の光電変換装置において、歩留まりの向上とクロストークの抑制との両立が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
実施形態に係る光電変換装置を説明するブロック図
実施形態に係る光電変換装置を説明する回路図
実施形態に係る光電変換装置を説明する駆動タイミングチャート図
第１実施形態に係る光電変換装置を説明する平面図
第１実施形態の変形例に係る光電変換装置を説明する平面図
第２実施形態に係る光電変換装置を説明する平面図
第３実施形態に係る光電変換装置を説明する平面図
第４実施形態に係る光電変換装置を説明する平面図
第５実施形態に係る光電変換装置を説明する回路図
第５実施形態に係る光電変換装置を説明する平面図
第６実施形態に係る機器を説明する模式図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら各実施形態を説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。また、以下に述べる各実施形態では、光電変換装置の一例として、撮像向けのセンサを中心に説明する。ただし、各実施形態は、撮像向けのセンサに限られるものではなく、光電変換装置の他の例にも適用可能である。例えば、撮像装置、測距装置（焦点検出やＴＯＦ（ＴｉｍｅＯｆＦｌｉｇｈｔ）を用いた距離測定等の装置）、測光装置（入射光量の測定等の装置）などがある。
【００１０】
本明細書において、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、「右」、「左」および、それらの用語を含む別の用語）を用いる。それらの用語の使用は図面を参照した実施形態の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が限定されるものではない。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許