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JPH11122533A - Semiconductor amplifier circuit and solid-state image pickup element using it - Google Patents

Semiconductor amplifier circuit and solid-state image pickup element using it

Info

Publication number
JPH11122533A
JPH11122533A JP9285386A JP28538697A JPH11122533A JP H11122533 A JPH11122533 A JP H11122533A JP 9285386 A JP9285386 A JP 9285386A JP 28538697 A JP28538697 A JP 28538697A JP H11122533 A JPH11122533 A JP H11122533A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode layer
semiconductor substrate
circuit
solid
imaging device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9285386A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Naohiro Suyama
尚宏 須山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP9285386A priority Critical patent/JPH11122533A/en
Publication of JPH11122533A publication Critical patent/JPH11122533A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an excellent image automatically by providing a low resistance electrode layer between a signal read line and a substrate and connecting the layer to a power supply having a stable output voltage characteristic so as to fix/stabilize a voltage applies to the signal read line and also to a stray capacitance of a photo diode thereby stabilizing and uniformizing the output characteristic over entire pixels. SOLUTION: A contact region 6 made of a low resistance material is formed on an inter-layer film 5, and the contact region 6 connects electrically to a drain 4c of a MOS transistor 4 through a hole 7 made to the inter-layer film 5. An electrode layer 8 made of a low resistance material is formed on the inter-layer film 5 separately from the contact region 6. A signal read line 10 on an insulation layer 9 on the semiconductor substrate 1 connects electrically to the contact region 6 through a hole 11 made to the insulation layer 9 so as to be overlapped with the electrode layer 8. Then the electrode layer 8 in the actual operation connects to a constant voltage source at the outside of a pixel region.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体増幅回路及
びそれを用いた固体撮像素子に関し、特に、CMOS型
の信号読出回路を有し、画素領域全面にわたり安定した
信号読出特性を有する固体撮像素子に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor amplifier circuit and a solid-state image pickup device using the same, and more particularly to a solid-state image pickup device having a CMOS type signal readout circuit and having stable signal readout characteristics over the entire pixel region. It is about.

【0002】[0002]

【従来の技術】固体撮像素子として、その信号読出回路
に、CMOSのトランジスター(FET)を用いたCM
OSイメージャと呼ばれるものが知られている。このC
MOSイメージャは、その製造を種々の集積回路の作製
に利用されるCMOS工程を利用するので、同一基板上
に他の機能回路、例えばADコンバーターであるとか、
信号圧縮回路などを組み込むことが可能であり、高機能
素子を低価格で提供できるという特徴を持っている。
2. Description of the Related Art As a solid-state imaging device, a CM using a CMOS transistor (FET) for a signal readout circuit is used.
A so-called OS imager is known. This C
Since the MOS imager uses a CMOS process used for manufacturing various integrated circuits, the MOS imager can be used for other functional circuits such as an AD converter on the same substrate.
A signal compression circuit and the like can be incorporated, and high-performance elements can be provided at a low price.

【0003】また、そのように作製した回路は、すべて
CMOSの動作電圧で駆動することが可能であり、5V
以下の低電圧動作が可能である上に、CMOSイメージ
ャの画素領域では、信号を読み出す部分のみの回路を動
作させればよいといった特徴などによって、現在広く用
いられているCCDイメージャに比べ大幅な低消費電力
化が可能であるという特徴を有しており、電池動作が主
となるような小型携帯機器用の画像読み取り装置として
大きな可能性を有している。
Further, all the circuits manufactured in this way can be driven by the operating voltage of CMOS,
The following low-voltage operation is possible, and in the pixel region of the CMOS imager, the circuit only needs to operate a circuit for reading out signals. It has the feature that power consumption can be reduced, and has great potential as an image reading device for small portable devices that mainly operate on batteries.

【0004】このようなCMOSイメージャの信号読出
法(回路)としては、いくつかの方法が知られている
が、それらの中で、図7に示すような回路を用いたもの
が知られている。ただし、以降の説明の簡略化のため、
本発明に関係する主要部分の基本構成しか示していな
い。この信号読出回路では、受光した光を電気信号に変
える光電変換素子としてフォトダイオード101を用い
ており、このフォトダイオード101の一方の端子はグ
ランドに接続され、他方の端子は、信号読み出し画素を
選択するためのスイッチとしてのMOSトランジスター
102のソース102aに接続している。そして、前記
MOSトランジスター102のドレイン102bは、信
号読出線104に接続している。
Several methods are known as a signal reading method (circuit) for such a CMOS imager. Among them, a method using a circuit as shown in FIG. 7 is known. . However, for simplicity of the following explanation,
Only the basic configuration of the main parts related to the present invention is shown. In this signal readout circuit, a photodiode 101 is used as a photoelectric conversion element that converts received light into an electric signal. One terminal of the photodiode 101 is connected to the ground, and the other terminal selects a signal readout pixel. To the source 102a of the MOS transistor 102 as a switch for performing the operation. The drain 102b of the MOS transistor 102 is connected to a signal read line 104.

【0005】図7においては簡略化のため、1画素(フ
ォトダイオード)相当分の回路しか示していないが、通
常は図9に示すように、1つの信号読出線34には、M
OSトランジスター32を介して、複数のフォトダイオ
ード31が接続されている。信号読出線104は、積分
回路110に接続されている。上記信号読出線104
は、図9の信号読出線34に相当し、上記積分回路11
0は、図9の水平走査回路及び出力増幅系回路39に設
けられている。
In FIG. 7, for simplification, only a circuit corresponding to one pixel (photodiode) is shown. However, as shown in FIG.
A plurality of photodiodes 31 are connected via the OS transistor 32. The signal read line 104 is connected to the integration circuit 110. The signal read line 104
Corresponds to the signal readout line 34 in FIG.
0 is provided in the horizontal scanning circuit and the output amplification circuit 39 in FIG.

【0006】図7の信号読出回路には少なくとも3つの
容量、フォトダイオード101の浮遊容量101a(容
量:C1)、配線104の浮遊容量103(容量:C
2)、積分回路110の帰還容量106(容量:C3)
が存在しており、帰還容量106は、意図的に積分回路
内に形成するものであるのに対し、浮遊容量101aと
103は、回路形成に伴い自動的に形成される。このよ
うな回路構成において、フォトダイオード101が光を
受けることにより発生する信号は、以下のような動作に
よって積分回路110の出力108に出力される(通常
この出力はさらにここに示されていない別の回路に接続
される)。
In the signal reading circuit shown in FIG. 7, at least three capacitors, a stray capacitor 101a (capacitance: C1) of the photodiode 101, and a stray capacitor 103 (capacitance: C) of the wiring 104 are provided.
2), feedback capacitance 106 of integration circuit 110 (capacity: C3)
And the feedback capacitance 106 is intentionally formed in the integration circuit, whereas the stray capacitances 101a and 103 are automatically formed as the circuit is formed. In such a circuit configuration, a signal generated when the photodiode 101 receives light is output to the output 108 of the integrating circuit 110 by the following operation (this output is usually not shown separately. Connected to the circuit).

【0007】以下、この信号読出回路の動作について説
明する。なお、ここでは原理的な事項の説明を目的とし
ているので回路の動作は理想的であるとする。この信号
読出回路における動作の進行を図5に示す。オペアンプ
105の+側の入力端子105aは、常時、基準電圧V
refに接続している。その状態で、まず、光強度に対
応した信号を発生するために基準となる状態を形成する
ために、トランジスター102と107とをオンにし
て、ここに示されている回路の全域を基準電位Vrefに
リセットする。次に、トランジスター102と107と
をオフ状態として、フォトダイオード101に発生した
キャリヤを、フォトダイオード101の浮遊容量101
aに蓄積する。このとき、この部分の電圧、即ち、図7
の電圧V1は、基準電圧Vrefからフォトダイオード1
01で発生した電荷量ΔQ1とするに対応した電圧変化
量ΔV1とすると、電圧変化量ΔV1=ΔQ1/C1だ
け変化することになる。
The operation of the signal read circuit will be described below. Note that the operation of the circuit is assumed to be ideal because the purpose is to explain the principle matters. FIG. 5 shows the progress of the operation in the signal readout circuit. The + input terminal 105a of the operational amplifier 105 is always connected to the reference voltage V
ref. In that state, first, in order to form a reference state for generating a signal corresponding to the light intensity, the transistors 102 and 107 are turned on, and the entire area of the circuit shown here is set to the reference potential Vref. Reset to. Next, the transistors 102 and 107 are turned off, and carriers generated in the photodiode 101 are transferred to the stray capacitance 101 of the photodiode 101.
a. At this time, the voltage of this portion, that is, FIG.
Of the photodiode 1 from the reference voltage Vref
Assuming that the voltage change amount ΔV1 corresponds to the charge amount ΔQ1 generated in 01, the voltage change amount ΔV1 = ΔQ1 / C1.

【0008】信号を読み出すためには、このキャリヤの
生成/蓄積状態をある時間保持した後、トランジスター
102のゲート102cに所定の電圧を印加して、この
トランジスター102をオン状態とするが、このとき、
オペアンプ105の−側の端子105bは、オペアンプ
105の理想的動作により基準電圧Vrefであるので、
この操作によりフォトダイオード101の電圧V1は、
基準電圧Vrefに復帰することになる。また、配線10
4の浮遊容量103の電圧、即ち、図7の電圧V2は、
リセット時と同じ基準電圧Vrefを維持している。
In order to read a signal, the carrier generation / accumulation state is held for a certain period of time, and then a predetermined voltage is applied to the gate 102c of the transistor 102 to turn on the transistor 102. ,
Since the negative terminal 105b of the operational amplifier 105 is at the reference voltage Vref due to the ideal operation of the operational amplifier 105,
With this operation, the voltage V1 of the photodiode 101 becomes
It will return to the reference voltage Vref. The wiring 10
4, that is, the voltage V2 in FIG.
The same reference voltage Vref as at the time of reset is maintained.

【0009】従って、このときの浮遊容量101a及
び、103蓄積されている容量は、リセット動作完了時
と同じになる。この状態において、オペアンプ105の
−側の端子105bが、接続した領域が閉じていること
により、フォトダイオード101で発生したキャリヤ
は、すべて帰還容量106に蓄積されることになり、V
=Q/Cの関係より、オペアンプ105の出力は、リセ
ット状態の電圧から、電圧変化量ΔV3=−ΔQ1/C
3だけ変化することになる。通常、キャリヤ蓄積時間に
比べ信号読出時間は十分に短いので、単純化のためにこ
の信号読出期間中にフォトダイオード101で発生した
電荷は無視している。
Therefore, the capacitances stored in the floating capacitances 101a and 103 at this time are the same as those at the time of completion of the reset operation. In this state, the carrier connected to the negative side terminal 105b of the operational amplifier 105 is closed, so that all the carriers generated in the photodiode 101 are accumulated in the feedback capacitor 106.
= Q / C, the output of the operational amplifier 105 changes from the voltage in the reset state to the voltage change amount ΔV3 = −ΔQ1 / C
It will change by three. Normally, the signal read time is sufficiently shorter than the carrier accumulation time, and thus, for simplicity, the charge generated in the photodiode 101 during this signal read period is ignored.

【0010】つまり、フォトダイオード101の光吸収
による電圧変化量ΔV1=ΔQ1/C1は、電圧変化量
ΔV3=−ΔQ1/C3だけの出力電圧の変化を与える
ことになる。実際の撮像素子では、1つのアンプ回路に
よって複数の画素の信号を読み出すので、以上に述べた
リセット動作と信号読み出し動作を繰り返して、複数の
画素の信号を順次読み出すことになる。そして、このよ
うな理想的状態においては、すべての画素について同じ
動作状態が得られることになるので、同じ強度の光を照
射した場合に、画素領域全面にわたり同じ出力が得られ
ることになる。
That is, the voltage change ΔV1 = ΔQ1 / C1 due to the light absorption of the photodiode 101 gives a change in the output voltage by the voltage change ΔV3 = −ΔQ1 / C3. In an actual image sensor, signals from a plurality of pixels are read out by one amplifier circuit, so that the reset operation and the signal readout operation described above are repeated to sequentially read out the signals from the plurality of pixels. Then, in such an ideal state, the same operation state is obtained for all the pixels. Therefore, when light of the same intensity is irradiated, the same output is obtained over the entire pixel region.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】図8に、図7に示す回
路構成を有する従来の固体撮像素子の、1つの画素のフ
ォトダイオード近傍の断面構造図の一例を示す。図8
(a)は、信号の読み出しをon/offするスイッチ
としてのMOSトランジスター(図7の102)を含む
領域の断面図で、図8(b)は、MOSトランジスター
を含まない領域の断面図である。
FIG. 8 shows an example of a cross-sectional structure near the photodiode of one pixel of a conventional solid-state imaging device having the circuit configuration shown in FIG. FIG.
8A is a cross-sectional view of a region including a MOS transistor (102 in FIG. 7) as a switch for turning on / off signal reading, and FIG. 8B is a cross-sectional view of a region not including a MOS transistor. .

【0012】この従来例においては、p型半導体基板1
上に、イオン注入によってn型領域2が形成され、これ
によって、光電変換領域としてのフォトダイオード3が
形成されている。フォトダイオード3のn型領域2の一
部は、信号読み出しやリセット動作のon/offのス
イッチとして機能するMOSトランジスター4のソース
4aに連続的に接続している。このMOSトランジスタ
ー4は、ソース4aに隣接して、ゲート酸化膜(図示せ
ず)を介してpoly−Si等からなるゲート4bが形
成され、このゲート4bを挟んでソース領域4aの反対
側に、ドレイン4cが形成されている。このフォトダイ
オード3とMOSトランジスター4が形成された1つの
画素領域の周辺には、画素分離領域としてフィールド酸
化膜12が形成されている。
In this conventional example, the p-type semiconductor substrate 1
An n-type region 2 is formed thereon by ion implantation, thereby forming a photodiode 3 as a photoelectric conversion region. Part of the n-type region 2 of the photodiode 3 is continuously connected to the source 4a of the MOS transistor 4 functioning as an on / off switch for signal reading and reset operation. In the MOS transistor 4, a gate 4b made of poly-Si or the like is formed adjacent to the source 4a via a gate oxide film (not shown). On the opposite side of the source region 4a across the gate 4b, The drain 4c is formed. A field oxide film 12 is formed as a pixel isolation region around one pixel region where the photodiode 3 and the MOS transistor 4 are formed.

【0013】以上のようにフォトダイオード3、MOS
トランジスター4およびフィールド酸化膜12が形成さ
れた半導体基板1上には、PSG(ポリ・シリケート・
ガラス)等からなる層間膜5が積層されている。この層
間膜5上には、金属材料等の低抵抗材料からなる信号読
出線20が形成され、この信号読出線20は、層間膜5
に形成された穴17を介して、MOSトランジスター4
のドレイン4cと電気的に接続している。信号読出線2
0が形成された半導体基板1上には、SiO2等からな
る絶縁層9が積層され、さらにその上には、保護膜13
としてシリコン窒化膜等が形成されている。
As described above, the photodiode 3 and the MOS
On the semiconductor substrate 1 on which the transistor 4 and the field oxide film 12 are formed, a PSG (poly silicate
An interlayer film 5 made of glass or the like is laminated. A signal read line 20 made of a low-resistance material such as a metal material is formed on the interlayer film 5.
Through the hole 17 formed in the MOS transistor 4
Electrically connected to the drain 4c. Signal read line 2
0 is formed on the semiconductor substrate 1 on which an insulating layer 9 made of SiO 2 or the like is laminated.
A silicon nitride film or the like is formed.

【0014】このような素子構造においては、フォトダ
イオード3では、そこに形成されるpn接合により、ま
た信号読出線20では、半導体基板1との間で浮遊容量
(それぞれ図7の101a、103)が形成されること
になる。そして、図9に示すように、信号読出線34
は、多数の画素(実際には数百)の信号を読みとれるよ
うに配線されているために、かなり長い配線を必要とす
る。そのため、この信号読出線34の浮遊容量(図7の
103)は、かなり大きな値となる。
In such an element structure, the photodiode 3 has a pn junction formed therein, and the signal readout line 20 has a floating capacitance with the semiconductor substrate 1 (101a and 103 in FIG. 7, respectively). Is formed. Then, as shown in FIG.
Is wired so that signals of a large number of pixels (actually hundreds) can be read, and therefore requires a considerably long wiring. Therefore, the stray capacitance (103 in FIG. 7) of the signal read line 34 has a considerably large value.

【0015】そして、より現実的な回路図を、図10に
示す。フォトダイオード101の浮遊容量101aや信
号読出線104の浮遊容量103は、半導体基板を介し
て電源のグランドと接続されることになる。実際には、
浮遊容量101aと浮遊容量103につながる抵抗値は
異なるが、ここでは以降の説明に簡略化のため、同じ抵
抗109につながっているとしたので、この半導体基板
の抵抗成分やそこに流れる電流に起因する電位変動の影
響を受け、基板内を電流が流れることによって基板の各
点においてその位置に応じた電位Vxを発生することる
ことになる。
FIG. 10 shows a more realistic circuit diagram. The floating capacitance 101a of the photodiode 101 and the floating capacitance 103 of the signal readout line 104 are connected to the ground of the power supply via the semiconductor substrate. actually,
Although the resistance value connected to the stray capacitance 101a and the resistance value connected to the stray capacitance 103 are different, for the sake of simplicity in the following description, it is assumed that they are connected to the same resistor 109. Under the influence of the potential fluctuation, a current flows through the substrate, so that a potential Vx corresponding to the position is generated at each point on the substrate.

【0016】このような状態においても、その電位が時
間的に安定で一定値を保持しているならば、図7の考察
において浮遊容量101a,および浮遊容量103に印
加される電圧が、図7で考察した電圧に対して抵抗10
9の部分にかかる電圧Vxだけ小さくなり、そこに蓄積
される電荷量がそれに応じて変化することにはなるもの
の、フォトダイオード101の光吸収/キャリヤ生成に
対応して発生するフォトダイオード101の電圧変化量
ΔV1および、出力108の電圧変化量ΔV3は、飽和
領域に達するまでの範囲内において、図7での説明の場
合と変わらない。
In such a state, if the potential is temporally stable and maintains a constant value, the voltage applied to the floating capacitance 101a and the floating capacitance 103 in the consideration of FIG. Resistance 10 against the voltage considered in
The voltage of the photodiode 101 generated in response to the light absorption / carrier generation of the photodiode 101 although the amount of charge stored therein decreases according to the voltage Vx applied to the portion 9 The change amount ΔV1 and the voltage change amount ΔV3 of the output 108 are the same as those described with reference to FIG.

【0017】しかしながら、実際の回路動作時において
は、水平、垂直の走査回路や出力系のアンプ動作のため
のクロック動作などにより、基板内を流れる電流は刻々
変化しており、それに伴って基板内の各点の電位も、そ
の位置や時間に依存して変化することになり、出力電圧
もその影響を大きく受けることになる。以下でその影響
について説明する。
However, during the actual circuit operation, the current flowing in the substrate changes every moment due to the horizontal and vertical scanning circuits and the clock operation for the amplifier operation of the output system. The potential at each point varies depending on the position and time, and the output voltage is greatly affected by the potential. The effect will be described below.

【0018】図10において、浮遊容量103と基板/
配線抵抗の接続点112の電位Vxが時間の関数であっ
て、それが、信号を読み出そうとする画素の信号読み出
しの直前のリセット動作終了時刻t=t1の電位Vxo
であるとする。この場合にフォトダイオード101の浮
遊容量101aに蓄積されている電荷Q10は、 Q10=C1・(Vref−Vxo) 信号読出線104の浮遊容量103に蓄積されている電
荷Q20は、 Q20=C2・(Vref−Vxo) また、帰還容量106に蓄積されている電荷Q30は、
帰還容量106の両端の電圧がともに基準電圧Vrefで
あることより0である。
In FIG. 10, the floating capacitance 103 and the substrate /
The potential Vx at the connection point 112 of the wiring resistance is a function of time, and this is the potential Vxo at the reset operation end time t = t1 immediately before the signal reading of the pixel from which the signal is to be read.
And In this case, the charge Q10 stored in the floating capacitance 101a of the photodiode 101 is: Q10 = C1 · (Vref−Vxo) The charge Q20 stored in the floating capacitance 103 of the signal readout line 104 is Q20 = C2 · ( Vref−Vxo) The charge Q30 stored in the feedback capacitor 106 is
Since both the voltages at both ends of the feedback capacitor 106 are the reference voltage Vref, the voltage is zero.

【0019】この状態で、MOSトランジスター102
によるスイッチがoffとなって、フォトダイオード1
01によってキャリヤが生成され、それがフォトダイオ
ード101の浮遊容量101aに蓄積される。t=t2
の信号読み出し時までに、フォトダイオード101で生
成された電荷量をΔQ1、浮遊容量103と基板/配線
抵抗の接続点112の電位Vxが、VxoからΔVxだ
け変化(増加)していたとする。MOSトランジスター
102によるスイッチがonとなって、信号読み出しが
開始すると、ある時間の後、信号読出線の電位は基準電
圧Vrefになるので、t=t2のとき、フォトダイオー
ド101の浮遊容量101aに蓄積される電荷Q11
は、 Q11=C1・(Vref−Vxo−△Vx)=Q10−
C1・△Vx 信号読出線104の浮遊容量103に蓄積される電荷Q
21は、 Q21=C2・(Vref−Vxo−△Vx)=Q20−
C2・△Vx となる。
In this state, the MOS transistor 102
Is turned off and the photodiode 1
01 generates a carrier, which is stored in the stray capacitance 101 a of the photodiode 101. t = t2
It is assumed that the amount of charge generated by the photodiode 101 is ΔQ1 and the potential Vx at the connection point 112 between the stray capacitance 103 and the substrate / wiring resistance has changed (increased) from Vxo by ΔVx by the time of the signal readout. When the switch by the MOS transistor 102 is turned on and the signal reading is started, the potential of the signal reading line becomes the reference voltage Vref after a certain time. Therefore, when t = t2, the potential is accumulated in the floating capacitance 101a of the photodiode 101. Charge Q11
Q11 = C1 · (Vref−Vxo− △ Vx) = Q10−
C1 △ Vx Charge Q stored in the floating capacitance 103 of the signal readout line 104
21, Q21 = C2 · (Vref−Vxo− △ Vx) = Q20−
C2 · △ Vx.

【0020】以上より、このとき帰還容量106に蓄積
される電荷Q31は、 Q31=△Q31+(C1+C2)・△Vx となるので、これに対応する回路の出力108の電圧変
化量ΔV3は、 △V3=−△Q1/C3−(C1+C2)・△Vx/C
3 となり、上記電位Vxの変化量ΔVxが0の場合に比
べ、(C1+C2)ΔVx/C3だけ変化量が大きいこ
とになる。ここで、浮遊容量101a及び、103と帰
還容量106の容量(C1+C2)/C3における容量
C1,C2,C3の関係を見ると、一般的に、C1<<
C2であるので、基本的にはこの変化量は、信号読出線
104の浮遊容量103の容量C2に大きく依存する。
さらに、この回路を半導体基板上に形成する場合に、帰
還容量106の容量C3を大きくすることは、そのため
に大きな面積を必要とすることになるので、通常C2>
>C3の関係が成り立っていると考えられ、上記電位V
xの変化量ΔVxのわずかの変化に対して大きな出力電
圧の変化、つまり特性の不安定性を発生することにな
る。より現実的に、フォトダイオード101の浮遊容量
101aの容量C1と、配線104の浮遊容量103の
容量C2の電位変化量ΔVx1、ΔVx2が異なる場合
であっても原理的には同じである。
From the above, the electric charge Q31 stored in the feedback capacitor 106 at this time is as follows: Q31 = △ Q31 + (C1 + C2) · △ Vx, and the voltage change ΔV3 of the output 108 of the corresponding circuit is ΔV3 =-△ Q1 / C3- (C1 + C2) △△ Vx / C
3 and the change amount is larger by (C1 + C2) ΔVx / C3 than when the change amount ΔVx of the potential Vx is 0. Here, looking at the relationship between the capacitances C1, C2, and C3 in the capacitance (C1 + C2) / C3 of the stray capacitances 101a and 103 and the feedback capacitance 106, generally, C1 <<
Basically, the amount of change largely depends on the capacitance C2 of the stray capacitance 103 of the signal readout line 104 because it is C2.
Further, when this circuit is formed on a semiconductor substrate, increasing the capacitance C3 of the feedback capacitor 106 requires a large area for this purpose, so that usually C2>
> C3, the potential V
A small change in the change amount ΔVx of x causes a large change in the output voltage, that is, instability of the characteristics. More realistically, even if the potential change amounts ΔVx1 and ΔVx2 of the capacitance C1 of the stray capacitance 101a of the photodiode 101 and the capacitance C2 of the stray capacitance 103 of the wiring 104 are different in principle, they are the same.

【0021】素子においては、半導体基板の抵抗成分と
そこを流れる電流によって、信号読出線(の位置)によ
って、電位変化量ΔVxが異なってくると考えられ、信
号読出線によって出力電圧値が異なることになる。たと
えば、容量C2=1pF、容量C3=0.1pFとする
と、ある信号読出線の電位変化量ΔVxが1mV、それ
とは別の信号読出線の電位変化量ΔVxが、2mVあっ
たとすると、その差は1mVであるが、それぞれの出力
においては、10mVの出力差を与えることになり、こ
れは画質を損なうのに十分な値となる。
In the element, it is considered that the potential change amount ΔVx differs depending on (the position of) the signal readout line due to the resistance component of the semiconductor substrate and the current flowing therethrough, and the output voltage value differs depending on the signal readout line. become. For example, assuming that the capacitance C2 is 1 pF and the capacitance C3 is 0.1 pF, assuming that the potential change ΔVx of one signal read line is 1 mV and the potential change ΔVx of another signal read line is 2 mV, the difference is as follows. Although it is 1 mV, each output gives an output difference of 10 mV, which is a value sufficient to impair image quality.

【0022】実際、我々が図7の回路用いて作製した固
体撮像素子においては図11に示すような出力電圧の面
内分布や、CMOSイメージャでよく知られている固定
パターン雑音(FPN)などが現れ画質を大きく損なっ
ていた。従って、良好な画質を得る、言い換えると、回
路の出力108の電圧変化量ΔV3を安定させるには、
電位変化量ΔVxを低減する。これは浮遊容量の両端の
電圧を安定化させることが必要なことを意味する。電位
変化量ΔVxを低減するには、信号読出線の浮遊容量の
基板側の電位を場所的、時間的に安定させればよいと考
えられる。また、さらに特性を改善するためには、フォ
トダイオードの浮遊容量の基板側の電位を安定させるこ
とが望ましい。
In fact, in the solid-state imaging device manufactured by using the circuit shown in FIG. 7, the in-plane distribution of the output voltage as shown in FIG. 11 and the fixed pattern noise (FPN) well known in CMOS imagers are shown. Appearance had greatly impaired image quality. Therefore, in order to obtain good image quality, in other words, to stabilize the voltage change amount ΔV3 of the output 108 of the circuit,
The potential change amount ΔVx is reduced. This means that it is necessary to stabilize the voltage across the stray capacitance. It is considered that the potential change ΔVx can be reduced by stabilizing the potential of the stray capacitance of the signal readout line on the substrate side in terms of location and time. In order to further improve the characteristics, it is desirable to stabilize the potential of the floating capacitance of the photodiode on the substrate side.

【0023】[0023]

【課題を解決するための手段】本発明の固体撮像素子
は、信号読出線と基板との間に低抵抗の電極層を設け、
これを安定な出力電圧特性を有する電源と接続すること
を特徴としている。回路図で示すと図4のようになり、
浮遊容量の両端の電圧は、基準電圧Vrefと出力電圧V
aに固定されることになる。ただし、Va=0、つまり
電極層は安定なグランド電位に接続してもよい。また、
このような手段を講じた上で、さらに、受光領域のフォ
トダイオードのグランド側の電位を安定させることをも
う一つの特徴としている。
According to the present invention, there is provided a solid-state imaging device comprising a low-resistance electrode layer provided between a signal readout line and a substrate;
This is characterized in that it is connected to a power supply having stable output voltage characteristics. The circuit diagram is as shown in FIG.
The voltage across the stray capacitance is the reference voltage Vref and the output voltage V
a. However, Va = 0, that is, the electrode layer may be connected to a stable ground potential. Also,
Another feature is that after taking such measures, the potential of the photodiode in the light receiving area on the ground side is stabilized.

【0024】本発明によれば、基板の電位が場所的、時
間的に変化している場合においても、信号読出線の浮遊
容量の両端の電圧は、それぞれ、基準電圧Vrefと新し
く設けた電極層の電位に固定/安定化されるので、信号
読出線の浮遊容量に蓄えられる電荷量が安定し、回路の
出力特性、つまりはCMOSイメージャの画質は大幅に
改善されることになる。さらに、フォトダイオードの浮
遊容量のグランド側の電位を固定/安定化することによ
り、信号読み出し時にフォトダイオードの浮遊容量に蓄
積される電荷量も安定化され、イメージャの画質はさら
に改善されることになる。
According to the present invention, even when the potential of the substrate changes spatially and temporally, the voltages at both ends of the stray capacitance of the signal readout line are respectively equal to the reference voltage Vref and the newly provided electrode layer. Is fixed / stabilized, the amount of charge stored in the stray capacitance of the signal readout line is stabilized, and the output characteristics of the circuit, that is, the image quality of the CMOS imager is greatly improved. Further, by fixing / stabilizing the ground potential of the stray capacitance of the photodiode, the amount of charge accumulated in the stray capacitance of the photodiode during signal reading is also stabilized, and the image quality of the imager is further improved. Become.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】以下、図面にもとづいて本発明の
固体撮像素子の実施形態を詳細について説明する。 [実施形態1]図1に本発明の固体撮像素子の実施形態
1に係る1画素部(及びその周辺)の断面構造図を模式
的に示す。図1(a)は、信号の読み出しをon/of
fするスイッチとしてのMOSトランジスター(図4の
102)を含む領域の断面図で、図1(b)はMOSト
ランジスターを含まない領域の断面図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The embodiments of the solid-state imaging device of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. [Embodiment 1] FIG. 1 schematically shows a sectional structure view of one pixel portion (and its periphery) according to Embodiment 1 of the solid-state imaging device of the present invention. FIG. 1A shows that signal reading is on / off.
FIG. 1B is a cross-sectional view of a region including a MOS transistor (102 in FIG. 4) as a switch that performs f. FIG. 1B is a cross-sectional view of a region not including the MOS transistor.

【0026】この実施形態においては、p型半導体基板
1上にイオン注入によってn型領域2が形成され、これ
によって光電変換領域としてのフォトダイオード3が形
成されている。フォトダイオード3のn型領域2の一部
は、信号読み出しやリセット動作のon/offのスイ
ッチとして機能するMOSトランジスター4のソース4
aに連続的に接続している。このMOSトランジスター
4は、ソース4aに隣接してゲート酸化膜(図示せず)
を介してpoly−Si等からなるゲート4bが形成さ
れ、このゲート4bを挟んでソース領域4aの反対側に
ドレインc4cが形成されている。このフォトダイオー
ド3とMOSトランジスター4が形成された1つの画素
領域の周辺には、画素分離領域としてフィールド酸化膜
12が形成されている。
In this embodiment, an n-type region 2 is formed on a p-type semiconductor substrate 1 by ion implantation, thereby forming a photodiode 3 as a photoelectric conversion region. A part of the n-type region 2 of the photodiode 3 has a source 4 of a MOS transistor 4 functioning as an on / off switch for signal reading and reset operation.
a. The MOS transistor 4 has a gate oxide film (not shown) adjacent to the source 4a.
, A gate 4b made of poly-Si or the like is formed, and a drain c4c is formed on the opposite side of the source region 4a across the gate 4b. A field oxide film 12 is formed as a pixel isolation region around one pixel region where the photodiode 3 and the MOS transistor 4 are formed.

【0027】以上のようにフォトダイオード3、MOS
トランジスター4およびフィールド酸化膜12が形成さ
れた半導体基板1上にはPSG(ポリ・シリケート・ガ
ラス)等からなる層間膜5が積層されている。この層間
膜5上には、金属材料等の低抵抗材料からなるコンタク
ト領域6が形成され、このコンタクト領域6は、層間膜
5に形成された穴7を介して、MOSトランジスター4
のドレイン4cと電気的に接続している。また、層間膜
5上には、前記コンタクト領域6とは分離して金属材料
等の低抵抗材料からなる電極層8が形成されている。
As described above, the photodiode 3 and the MOS
On the semiconductor substrate 1 on which the transistor 4 and the field oxide film 12 are formed, an interlayer film 5 made of PSG (polysilicate glass) or the like is laminated. A contact region 6 made of a low-resistance material such as a metal material is formed on the interlayer film 5, and the contact region 6 is formed through a hole 7 formed in the interlayer film 5 through a MOS transistor 4.
Electrically connected to the drain 4c. An electrode layer 8 made of a low-resistance material such as a metal material is formed on the interlayer film 5 separately from the contact region 6.

【0028】本実施形態においては、この電極層8の幅
は図1(b)に示すようにMOSトランジスター4のな
い領域において信号読出線10の幅と同等にしている。
電極層8の幅は、これに限定されるものではないが、電
極層8と信号読出線10との重なりが小さくなると、電
極層8の効果も小さくなるので、作製時の加工誤差によ
る電極層8と信号読出線10との位置ずれ等も考慮し
て、電極層8の幅は、信号読出線10の幅の50%以上
は必要である。
In this embodiment, the width of the electrode layer 8 is made equal to the width of the signal readout line 10 in a region where the MOS transistor 4 is not provided, as shown in FIG.
The width of the electrode layer 8 is not limited to this. However, when the overlap between the electrode layer 8 and the signal readout line 10 is reduced, the effect of the electrode layer 8 is reduced. The width of the electrode layer 8 needs to be at least 50% of the width of the signal read line 10 in consideration of the displacement between the signal read line 10 and the signal read line 10.

【0029】コンタクト領域6、および電極層8が形成
された半導体基板1上にはSiO2等からなる絶縁層9
が積層され、この絶縁層9の上には、信号読出線10
が、電極層8と重なるようにして、絶縁層9に形成され
た穴11を介してコンタクト領域6と電気的に接続する
ように形成されている。以上のように各部が形成された
半導体基板1上には、保護膜13としてシリコン窒化膜
等が形成されている。以上のような構成において、実動
作時においては、電極層8は、図2に符号35で示すよ
うに、画素領域外において定電圧電源36に接続され
る。
An insulating layer 9 made of SiO 2 or the like is formed on the semiconductor substrate 1 on which the contact region 6 and the electrode layer 8 are formed.
Are stacked, and a signal readout line 10 is provided on the insulating layer 9.
Is formed so as to overlap with the electrode layer 8 and to be electrically connected to the contact region 6 through the hole 11 formed in the insulating layer 9. As described above, a silicon nitride film or the like is formed as the protective film 13 on the semiconductor substrate 1 on which the components are formed. In the configuration described above, during the actual operation, the electrode layer 8 is connected to the constant voltage power supply 36 outside the pixel region, as indicated by reference numeral 35 in FIG.

【0030】次に図3を用いてこの固体撮像素子の製造
方法について述べる。まず、図3(a)に示すように、
p型半導体基板1に、画素分離領域となるフィールド酸
化膜12を選択的熱酸化により形成する。次に半導体基
板1のフィールド酸化膜12領域以外の領域に、薄いゲ
ート酸化膜(図示せず)を形成した後、MOSトランジ
スター4のゲート4bとなるpoly−Si等を半導体
基板1全面に積層し、これに、図3(b)に示すよう
に、フォトリソグラフィ法等を用いてゲート4bを形成
する。
Next, a method for manufacturing this solid-state image sensor will be described with reference to FIG. First, as shown in FIG.
A field oxide film 12 serving as a pixel isolation region is formed on a p-type semiconductor substrate 1 by selective thermal oxidation. Next, after a thin gate oxide film (not shown) is formed in a region other than the field oxide film 12 region of the semiconductor substrate 1, poly-Si or the like to be the gate 4b of the MOS transistor 4 is laminated on the entire surface of the semiconductor substrate 1. Then, as shown in FIG. 3B, a gate 4b is formed using a photolithography method or the like.

【0031】次に、図3(c)に示すように、イオン注
入法によりフォトダイオード3のn型領域2、およびM
OSトランジスター4のソース4a、ドレイン4cを形
成する。これらのn型領域は、同時に形成することが可
能である。その後、図3(d)に示すように、半導体基
板1の表面に層間膜5を形成し、フォトリソグラフィ法
等を用いてコンタクト領域6とドレイン4cを接続する
ための穴7を形成する。その上からコンタクト領域6お
よび電極層8となる金属材料を堆積し、再びォトリソグ
ラフィ法等を用いてコンタクト領域6と電極層8を形成
する。
Next, as shown in FIG. 3C, the n-type region 2 of the photodiode 3 and M
The source 4a and the drain 4c of the OS transistor 4 are formed. These n-type regions can be formed simultaneously. Thereafter, as shown in FIG. 3D, an interlayer film 5 is formed on the surface of the semiconductor substrate 1, and a hole 7 for connecting the contact region 6 and the drain 4c is formed by photolithography or the like. A metal material to be the contact region 6 and the electrode layer 8 is deposited thereon, and the contact region 6 and the electrode layer 8 are formed again by using the photolithography method or the like.

【0032】図3(e)に示すように、層間膜5上には
酸化膜等からなる絶縁膜9を形成し、フォトリソグラフ
ィ法等を用いて信号読出線10とコンタクト領域6とを
接続するための穴11を形成した後、信号読出線10と
なる金属材料を堆積させ、再びフォトリソグラフィ法等
により信号読出線10を電極層8と重なるように形成す
る。最後にシリコン窒化膜等からなる保護膜13を形成
する。以上の工程は画素領域の作製方法ついて述べてい
るが、同じ工程の中で画素領域周辺の垂直走査回路や水
平走査回路、出力増幅系回路等も同時に作製される。
As shown in FIG. 3E, an insulating film 9 made of an oxide film or the like is formed on the interlayer film 5, and the signal read line 10 and the contact region 6 are connected by using a photolithography method or the like. Is formed, a metal material to be the signal readout line 10 is deposited, and the signal readout line 10 is formed again by photolithography or the like so as to overlap the electrode layer 8. Finally, a protective film 13 made of a silicon nitride film or the like is formed. Although the above steps describe a method for manufacturing a pixel region, a vertical scanning circuit, a horizontal scanning circuit, an output amplification circuit, and the like around the pixel region are simultaneously manufactured in the same process.

【0033】本実施形態においては、信号読出線の浮遊
容量に加わる電圧が、基準電圧Vrefと電極層8に加え
る出力電圧Vaとの差に固定されるので、基板の画素領
域の電位が変動した場合においても、それは出力特性に
は影響を与えることはなく、安定した出力特性、つまり
は良好な画質が得られることになる。
In this embodiment, the voltage applied to the stray capacitance of the signal readout line is fixed to the difference between the reference voltage Vref and the output voltage Va applied to the electrode layer 8, so that the potential of the pixel region on the substrate fluctuates. Even in such a case, it does not affect the output characteristics, and stable output characteristics, that is, good image quality can be obtained.

【0034】なお、本実施形態の信号読出線部の配線構
造は、本実施形態のような固体撮像素子以外において
も、図12に示すように、積分回路110に接続される
回路の出力信号が、何か低レベルのアナログ信号である
ような回路系においても同様の効果を得ることができ
る。そして、それは積分回路110を形成するための帰
還容量106の容量C3と、この積分回路110の入力
につながる信号線116の浮遊容量115の容量C4と
の比が、C4/C3>1の場合に効果が大きい。
Note that the wiring structure of the signal readout line portion of the present embodiment has a structure in which an output signal of a circuit connected to the integrating circuit 110 is provided as shown in FIG. The same effect can be obtained in a circuit system that is a low-level analog signal. This is because when the ratio of the capacitance C3 of the feedback capacitance 106 for forming the integration circuit 110 to the capacitance C4 of the floating capacitance 115 of the signal line 116 connected to the input of the integration circuit 110 is C4 / C3> 1. Great effect.

【0035】[実施形態2]実施形態2は、図6に示す
ように、実施形態1を基本構造として、それに各画素領
域の基板領域が低抵抗でグランドと接続するように、グ
ランド配線20とグランドコンタクト21を形成してい
る。そして、このグランド配線20は、低抵抗で電源の
グランドと接続している。このグランドコンタクト21
は、各画素領域に形成してもよいが、その場合にはそれ
だけ受光面積が減少することになり全体的な感度特性が
低下することになる。図6よりわかるように、各グラン
ドコンタクト21は基板1を介して接続しており、各画
素領域にグランドコンタクト21を形成しなくともフォ
トダイオードを低抵抗でグランドと接続するという目的
は達成される。たとえば、ある1つの画素にグランドコ
ンタクト21を形成すれば、その画素とその画素を囲む
画素は十分に低抵抗でグランドと接続されると考えられ
る。
[Embodiment 2] In Embodiment 2, as shown in FIG. 6, the basic structure of Embodiment 1 is used, and the ground wiring 20 is connected to the ground so that the substrate region of each pixel region is connected to the ground with low resistance. A ground contact 21 is formed. The ground wiring 20 is connected to the power supply ground with low resistance. This ground contact 21
May be formed in each pixel region, but in that case, the light receiving area is reduced accordingly, and the overall sensitivity characteristics are reduced. As can be seen from FIG. 6, each ground contact 21 is connected via the substrate 1, and the object of connecting the photodiode to the ground with low resistance is achieved without forming the ground contact 21 in each pixel region. . For example, if the ground contact 21 is formed in a certain pixel, it is considered that the pixel and the pixel surrounding the pixel are connected to the ground with sufficiently low resistance.

【0036】本実施形態は実施形態1の作製方法と同じ
手順で作製可能である。本実施形態によれば、信号読出
線の浮遊容量に印加される電圧が、固定/安定化される
ことに加えて、フォトダイオードの浮遊容量に加わる電
圧も固定/安定化されるので、実施形態1よりもさらに
安定な出力特性が実現される。
This embodiment can be manufactured by the same procedure as the manufacturing method of the first embodiment. According to the present embodiment, in addition to fixing / stabilizing the voltage applied to the stray capacitance of the signal readout line, the voltage applied to the stray capacitance of the photodiode is also fixed / stabilized. Output characteristics more stable than 1 are realized.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、C
MOS型の固体撮像素子において信号読出線、さらには
フォトダイオードの浮遊容量に加わる電圧が固定/安定
化されることによって、出力特性が画素全面にわたり安
定化、および均一化される。これによって良好な画像特
性が達成される。
As described above, according to the present invention, C
By fixing / stabilizing the voltage applied to the signal readout line and the stray capacitance of the photodiode in the MOS solid-state imaging device, the output characteristics are stabilized and uniformed over the entire pixel. Thereby, good image characteristics are achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の固体撮像素子の実施形態1に係る1画
素部近傍の断面構造図であり、(a)はスイッチ用MO
Sトランジスターを含む領域、(b)はMOSトランジ
スターを含まない領域である。
FIGS. 1A and 1B are cross-sectional structural views of a vicinity of one pixel unit according to a first embodiment of a solid-state imaging device of the present invention, and FIG.
A region including the S transistor, and (b) is a region not including the MOS transistor.

【図2】本発明の固体撮像素子の実施形態1の全体構成
図である。
FIG. 2 is an overall configuration diagram of Embodiment 1 of the solid-state imaging device of the present invention.

【図3】本発明の固体撮像素子の実施形態1に係る1画
素部の作製工程図である。
FIG. 3 is a manufacturing process diagram of one pixel unit according to Embodiment 1 of the solid-state imaging device of the present invention.

【図4】本発明の固体撮像素子の実施形態に係る1画素
部およびその信号読出回路図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating one pixel unit and a signal readout circuit thereof according to an embodiment of the solid-state imaging device of the present invention.

【図5】従来例、および本発明の固体撮像素子の信号読
み出し手順である。
FIG. 5 shows a conventional example and a signal reading procedure of the solid-state imaging device of the present invention.

【図6】本発明の固体撮像素子の実施形態2に係る1画
素部近傍の断面構造図であり、(a)はスイッチ用MO
Sトランジスターを含む領域、(b)はグランドコンタ
クトを含む領域である。
FIGS. 6A and 6B are cross-sectional structural diagrams of a vicinity of one pixel portion according to a second embodiment of the solid-state imaging device of the present invention, and FIG.
A region including the S transistor, and (b) is a region including the ground contact.

【図7】本発明の固体撮像素子に係る信号読出系回路の
理想例である。
FIG. 7 is an ideal example of a signal reading system circuit according to the solid-state imaging device of the present invention.

【図8】従来の固体撮像素子の1画素部近傍の断面構造
図であり、(a)はスイッチ用MOSトランジスターを
含む領域、(b)はそれを含まない領域である。
FIGS. 8A and 8B are cross-sectional structural views of a conventional solid-state imaging device in the vicinity of one pixel portion, where FIG. 8A is a region including a switching MOS transistor, and FIG. 8B is a region not including the switching MOS transistor.

【図9】従来の固体撮像素子の全体構成図である。FIG. 9 is an overall configuration diagram of a conventional solid-state imaging device.

【図10】従来の固体撮像素子の問題点を説明するため
の現実的回路図である。
FIG. 10 is a practical circuit diagram for explaining a problem of a conventional solid-state imaging device.

【図11】従来の固体撮像素子の特性例である。FIG. 11 is a characteristic example of a conventional solid-state imaging device.

【図12】本発明の半導体増幅回路の実施形態に係る信
号読出系回路図である。
FIG. 12 is a circuit diagram of a signal readout system according to an embodiment of the semiconductor amplifier circuit of the present invention.

【符号の説明】 31 フォトダイオード 32 MOSトランジスター 33 水平駆動線 34 信号読出線 35 電極層 36 定電圧電源 37 信号読出線と電極層との間で形成される浮遊容量 111 電極層と定電圧電源との接続点 115 浮遊容量 116 信号読出線 117 定電圧電源[Description of Signs] 31 Photodiode 32 MOS transistor 33 Horizontal drive line 34 Signal readout line 35 Electrode layer 36 Constant voltage power supply 37 Floating capacitance formed between signal readout line and electrode layer 111 Electrode layer and constant voltage power supply Connection point 115 stray capacitance 116 signal readout line 117 constant voltage power supply

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 アナログ信号を伝搬する配線と、 上記配線と直接的に接続された帰還容量を有する積分回
路を含む回路とが、半導体基板上に集積された半導体増
幅回路であって、 上記配線が、上記半導体基板表面の上部に形成され、か
つ、上記配線と上記半導体基板との間に、低抵抗の電極
層が、上記配線とは絶縁状態で形成され、上記半導体増
幅回路の動作時には、上記電極層に定電圧が印加される
ことを特徴とする半導体増幅回路。
1. A semiconductor amplification circuit integrated on a semiconductor substrate, comprising: a wiring for transmitting an analog signal; and a circuit including an integration circuit having a feedback capacitance directly connected to the wiring. Is formed on the upper surface of the semiconductor substrate, and between the wiring and the semiconductor substrate, a low-resistance electrode layer is formed in an insulated state from the wiring, and during operation of the semiconductor amplifier circuit, A semiconductor amplifier circuit, wherein a constant voltage is applied to the electrode layer.
【請求項2】 請求項1記載の半導体増幅回路におい
て、 上記電極層が、半導体基板と絶縁状態で形成されること
を特徴とする半導体増幅回路。
2. The semiconductor amplifier circuit according to claim 1, wherein said electrode layer is formed in an insulated state with respect to a semiconductor substrate.
【請求項3】 請求項1又は、2記載の半導体増幅回路
において、 上記電極層に印加される電圧が、半導体基板の接地電圧
以上、半導体基板に回路駆動のために供給されている最
大電圧以下であることを特徴とする半導体増幅回路。
3. The semiconductor amplifier circuit according to claim 1, wherein a voltage applied to the electrode layer is equal to or higher than a ground voltage of the semiconductor substrate and equal to or lower than a maximum voltage supplied to the semiconductor substrate for driving the circuit. A semiconductor amplifier circuit characterized by the following.
【請求項4】 請求項1乃至3記載の半導体増幅回路に
おいて、 上記電極層の幅が、上記配線の幅の50%以上あるとと
もに、上記電極層は、上記配線と少なくとも一部で重な
り領域を有していることを特徴とする半導体増幅回路。
4. The semiconductor amplifier circuit according to claim 1, wherein a width of said electrode layer is at least 50% of a width of said wiring, and said electrode layer has a region at least partially overlapping said wiring. A semiconductor amplifier circuit comprising:
【請求項5】 半導体基板上に形成された、複数の光電
変換領域と、 上記複数の光電変換領域のそれぞれの近傍に形成され、
上記光電変換領域と1対1に接続され、上記光電変換領
域の信号を選択的に読み出するための複数のスイッチン
グ素子と、 上記複数のスイッチング素子を列単位で接続する複数の
信号読出線と、 上記信号読出線に1対1で接続された複数の信号読出用
の増幅回路と、を備えた固体撮像素子において、 上記増幅回路の上記信号読出線に接続する部分が、積分
型の回路で形成され、かつ、上記信号読出線と上記半導
体基板との間に、低抵抗の電極層が、上記信号読出線と
は絶縁状態で形成され、回路動作時には、上記電極層に
定電圧が印加されることを特徴とする固体撮像素子。
5. A plurality of photoelectric conversion regions formed on a semiconductor substrate, and formed near each of the plurality of photoelectric conversion regions.
A plurality of switching elements that are connected one-to-one with the photoelectric conversion area and selectively read out signals of the photoelectric conversion area; a plurality of signal readout lines that connect the plurality of switching elements in column units; A plurality of signal readout amplifier circuits connected one-to-one to the signal readout line, wherein a portion of the amplifier circuit connected to the signal readout line is formed by an integrating circuit. A low-resistance electrode layer is formed between the signal read line and the semiconductor substrate in an insulated state from the signal read line, and a constant voltage is applied to the electrode layer during circuit operation A solid-state imaging device characterized by the above-mentioned.
【請求項6】 請求項5記載の固体撮像素子において、 上記電極層が上記半導体基板と絶縁されていることを特
徴とする固体撮像素子。
6. The solid-state imaging device according to claim 5, wherein said electrode layer is insulated from said semiconductor substrate.
【請求項7】 請求項5又は、6記載の固体撮像素子に
おいて、 上記電極層に印加される電圧が、上記半導体基板の接地
電圧以上、半導体基板に回路駆動のために供給されてい
る最大電圧以下であることを特徴とする固体撮像素子。
7. The solid-state imaging device according to claim 5, wherein a voltage applied to the electrode layer is equal to or higher than a ground voltage of the semiconductor substrate and a maximum voltage supplied to the semiconductor substrate for driving a circuit. A solid-state imaging device characterized by the following.
【請求項8】 請求項5乃至7記載の固体撮像素子にお
いて、 上記電極層の幅が、上記信号読出線の幅の50%以上で
あるとともに、上記電極層は、上記信号読出線と少なく
ともその一部に、重なり領域を有していることを特徴と
する固体撮像素子。
8. The solid-state imaging device according to claim 5, wherein a width of the electrode layer is 50% or more of a width of the signal readout line, and the electrode layer is formed of the signal readout line and at least the signal readout line. A solid-state imaging device having an overlap region in part.
【請求項9】 請求項5乃至8記載の固体撮像素子にお
いて、 上記半導体基板の表面上に、上記固体撮像素子の電源回
路のグランドと電気的に低抵抗で接続した低抵抗のグラ
ンド配線を有し、上記複数の光電変換領域のそれぞれ
が、上記低抵抗のグランド配線と接続する接地領域を有
するか、あるいは上記接地領域と隣接していることを特
徴とする固体撮像素子。
9. The solid-state imaging device according to claim 5, further comprising a low-resistance ground wiring electrically connected to a ground of a power supply circuit of the solid-state imaging device at a low resistance on a surface of the semiconductor substrate. A solid-state imaging device wherein each of the plurality of photoelectric conversion regions has a ground region connected to the low-resistance ground wiring or is adjacent to the ground region.
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