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JP5595380B2 - Solid-state imaging device - Google Patents
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Description

本発明は、入射した光を電気信号に変換し、映像信号として出力する固体撮像装置に関する。   The present invention relates to a solid-state imaging device that converts incident light into an electrical signal and outputs it as a video signal.

従来、入射した光を電気信号に変換し、映像信号として出力する固体撮像装置が知られており、この固体撮像装置から得た映像信号に基づいて画像を表示するデジタルスチルカメラ(Digital Still Camera,DSC)が知られている。近年では、固体撮像装置を用いたカメラは、画質および機能のさらなる向上が要望され、高画素化に伴う、画素の微細化が進んでいる。   Conventionally, a solid-state imaging device that converts incident light into an electrical signal and outputs it as a video signal is known, and a digital still camera (Digital Still Camera, which displays an image based on a video signal obtained from the solid-state imaging device) DSC) is known. In recent years, a camera using a solid-state imaging device has been demanded to further improve image quality and functions, and pixel miniaturization is progressing as the number of pixels increases.

このような固体撮像装置において、映像信号の出力スピードを向上させるために、信号電荷を読み出す画素の間引きや、複数の信号電荷の混合により、出力映像信号の画素数を減らす方法が提案されている。具体的には、画素の間引きや混合を実現するために、垂直転送部と水平転送部との間において、信号電荷の転送を制御する方法が提案されている。あるいは、水平転送部を複数設けることにより、映像信号の出力スピードを向上させる方法も提案されている。   In such a solid-state imaging device, in order to improve the output speed of the video signal, a method of reducing the number of pixels of the output video signal by thinning out pixels for reading signal charges or mixing a plurality of signal charges has been proposed. . Specifically, a method of controlling the transfer of signal charges between the vertical transfer unit and the horizontal transfer unit has been proposed in order to realize pixel thinning and mixing. Alternatively, a method of improving the output speed of the video signal by providing a plurality of horizontal transfer units has been proposed.

例えば、特許文献1では、垂直転送部と水平転送部との間に、ホールドゲート部と信号電荷を間引くための電荷排出部とを設け、列方向の間引きを行っている。また、特許文献2では、垂直転送部と水平転送部との間に、列ごとに独立に制御する独立電極を有する振り分け転送部を設け、垂直転送部から水平転送部への信号電荷の転送を制御している。さらに、特許文献3では、並列に水平転送部を2本配置した出力方式を取り、2ライン分の信号電荷を同時に水平転送することにより、高速駆動を実現している。   For example, in Patent Document 1, a hold gate unit and a charge discharging unit for thinning out signal charges are provided between a vertical transfer unit and a horizontal transfer unit, and thinning is performed in the column direction. In Patent Document 2, a distribution transfer unit having an independent electrode that is controlled independently for each column is provided between the vertical transfer unit and the horizontal transfer unit, and signal charges are transferred from the vertical transfer unit to the horizontal transfer unit. I have control. Further, Patent Document 3 uses an output method in which two horizontal transfer units are arranged in parallel, and realizes high-speed driving by simultaneously transferring signal charges for two lines horizontally.

図14は、従来の固体撮像装置の概略構成を示す構成図である。   FIG. 14 is a configuration diagram showing a schematic configuration of a conventional solid-state imaging device.

同図に示す固体撮像装置801は、画素部802と、振り分け転送部805と、水平転送部806aと、出力部807と、シャント配線808とを備える。具体的には、固体撮像装置801は、垂直転送電極V1〜V6と、水平転送電極H1及びH2と、振り分け転送電極V7L、V8L、V7C、V8C、V7R及びV8Rとを有する電荷結合素子(Charge Coupled Device,CCD)を備え、駆動パルスφV1〜φV6、φH1、φH2、φV7L、φV8L、φV7C、φV8C、φV7R及びφV8Rにより駆動される。ここで、垂直転送電極V1〜V6は画素部2の全列にわたり共通の電極である。また、振り分け転送電極V7L、V8L、V7C、V8C、V7R及びV8Rは、画素部802の各列において島状に分離した独立の電極であり、振り分け転送電極V7L及びV8Lが同一列、振り分け転送電極V7C及びV8Cが同一列、振り分け転送電極V7R及びV8Rが同一列の電極である。   The solid-state imaging device 801 illustrated in FIG. 1 includes a pixel unit 802, a distribution transfer unit 805, a horizontal transfer unit 806a, an output unit 807, and a shunt wiring 808. Specifically, the solid-state imaging device 801 is a charge coupled device (Charge Coupled) having vertical transfer electrodes V1 to V6, horizontal transfer electrodes H1 and H2, and distributed transfer electrodes V7L, V8L, V7C, V8C, V7R, and V8R. Device, CCD) and is driven by drive pulses φV1 to φV6, φH1, φH2, φV7L, φV8L, φV7C, φV8C, φV7R, and φV8R. Here, the vertical transfer electrodes V <b> 1 to V <b> 6 are electrodes common to all the columns of the pixel unit 2. In addition, the distribution transfer electrodes V7L, V8L, V7C, V8C, V7R, and V8R are independent electrodes separated in an island shape in each column of the pixel portion 802, and the distribution transfer electrodes V7L and V8L are the same column and the distribution transfer electrode V7C. And V8C are electrodes in the same column, and the sorting transfer electrodes V7R and V8R are electrodes in the same column.

画素部802は、入射した光を電気信号に変換する光電変換部803と、得られた信号電荷を駆動パルスφV1〜φV6に応じて垂直方向(図中、下方向)に転送する垂直転送部804とを含む。垂直転送部804により垂直方向に転送された信号電荷は、水平転送部806aへ移動する際に、垂直転送部804の最終段を含む振り分け転送部805にて、水平転送部806aへの信号の転送及び保持を制御されている。振り分け転送部805から水平転送部806aへ転送された信号電荷は、水平転送部806aにより水平方向(図中、左方向)へ転送され、信号電荷を電圧に変換して出力する出力部807へ読み出される。   The pixel unit 802 includes a photoelectric conversion unit 803 that converts incident light into an electric signal, and a vertical transfer unit 804 that transfers the obtained signal charges in the vertical direction (downward in the figure) according to the drive pulses φV1 to φV6. Including. When the signal charge transferred in the vertical direction by the vertical transfer unit 804 moves to the horizontal transfer unit 806a, the distribution transfer unit 805 including the final stage of the vertical transfer unit 804 transfers the signal to the horizontal transfer unit 806a. And the holding is controlled. The signal charge transferred from the distribution transfer unit 805 to the horizontal transfer unit 806a is transferred in the horizontal direction (left direction in the figure) by the horizontal transfer unit 806a, and is read out to the output unit 807 that converts the signal charge into a voltage and outputs it. It is.

ここで、振り分け転送部805は、シャント配線808に印加される駆動パルスφV7L、φV8L、φV7C、φV8C、φV7R及びφV8Rに応じて、信号電荷を保持する、又は水平転送部806aへ転送する。   Here, the distribution transfer unit 805 holds a signal charge or transfers it to the horizontal transfer unit 806a in accordance with the drive pulses φV7L, φV8L, φV7C, φV8C, φV7R, and φV8R applied to the shunt wiring 808.

図15は、固体撮像装置801の配線レイアウトの詳細を示す図である。なお、同図は水平転送部806a付近を中心に図示されている。   FIG. 15 is a diagram illustrating details of the wiring layout of the solid-state imaging device 801. This figure is illustrated around the horizontal transfer unit 806a.

画素部802は、垂直転送部804上に、垂直転送電極811が配置されている。この垂直転送電極811は、コンタクト815を介してシャント配線821と電気的に接続され、シャント配線821を伝達する駆動パルスφV1〜φV6が印加される。   In the pixel portion 802, the vertical transfer electrode 811 is disposed on the vertical transfer portion 804. The vertical transfer electrode 811 is electrically connected to the shunt wiring 821 through the contact 815, and drive pulses φV1 to φV6 that transmit the shunt wiring 821 are applied.

振り分け転送部805は、垂直転送部804の最終段上に、振り分け転送電極812が配置されている。この振り分け転送部805は、コンタクト815及びシャント配線808を介して、バスライン配線814と電気的に接続され、バスライン配線814を伝達する駆動パルスφV7L、φV8L、φV7C、φV8C、φV7R及びφV8Rが印加される。   In the distribution transfer unit 805, the distribution transfer electrode 812 is disposed on the final stage of the vertical transfer unit 804. The distribution transfer unit 805 is electrically connected to the bus line wiring 814 via the contact 815 and the shunt wiring 808, and is applied with drive pulses φV7L, φV8L, φV7C, φV8C, φV7R, and φV8R that transmit the bus line wiring 814. Is done.

バスライン配線814は、振り分け転送部805に対して、水平転送部806aを跨いだ部分に配置されている。   The bus line wiring 814 is arranged at a portion across the horizontal transfer unit 806a with respect to the distribution transfer unit 805.

特開2008−193050号公報JP 2008-193050 A 特開2006−13176号公報JP 2006-13176 A 特許第2996050号Japanese Patent No. 29996050

しかしながら、水平転送部806aを跨いだシャント配線808を用いる場合、シャント配線808は、水平転送電極813上方に配置されることにより、水平転送電極813との間でカップリング容量を持つ。これにより、シャント配線808を伝達する信号、すなわち駆動パルスφV7L、φV8L、φV7C、φV8C、φV7R及びφV8Rに、高速駆動する水平転送電極813の駆動パルスφH1及びφH2がノイズとして乗るという、クロストークが発生する。以下、駆動パルスφH1及びφH2からのクロストークの影響が駆動パルスφV7L、φV8L、φV7C、φV8C、φV7R及びφV8Rへ与える影響について説明する。   However, when the shunt wiring 808 straddling the horizontal transfer unit 806a is used, the shunt wiring 808 has a coupling capacity with the horizontal transfer electrode 813 by being disposed above the horizontal transfer electrode 813. As a result, crosstalk occurs in which the signals transmitted through the shunt wiring 808, that is, the driving pulses φV7L, φV8L, φV7C, φV8C, φV7R, and φV8R, are driven as noise by the driving pulses φH1 and φH2 of the horizontal transfer electrode 813 that is driven at high speed To do. Hereinafter, the influence of the crosstalk from the drive pulses φH1 and φH2 on the drive pulses φV7L, φV8L, φV7C, φV8C, φV7R, and φV8R will be described.

図16は、図15の水平転送部6aのレイアウトを抜粋した図である。なお、図16には水平転送部6aと重なるシャント配線831〜836も示されている。   FIG. 16 is an excerpt of the layout of the horizontal transfer unit 6a of FIG. FIG. 16 also shows shunt wirings 831 to 836 overlapping the horizontal transfer unit 6a.

このシャント配線831〜836は、図15に示したシャント配線808と同様であり、シャント配線831には駆動パルスφV7L、シャント配線832には駆動パルスφV8L、シャント配線833には駆動パルスφV7C、シャント配線834には駆動パルスφV8C、シャント配線835には駆動パルスφV7R、シャント配線836には駆動パルスφV8Rが印加されている。   The shunt wirings 831 to 836 are the same as the shunt wiring 808 shown in FIG. 15. The shunt wiring 831 has a driving pulse φV7L, the shunt wiring 832 has a driving pulse φV8L, the shunt wiring 833 has a driving pulse φV7C, and the shunt wiring. A driving pulse φV8C is applied to 834, a driving pulse φV7R is applied to the shunt wiring 835, and a driving pulse φV8R is applied to the shunt wiring 836.

水平転送部806aが2相駆動の場合、水平転送電極813は第1相目の水平転送電極H1と第2相目の水平転送電極H2とのいずれかに対応する。第1相目の水平転送電極H1と第2相目の水平転送電極H2とは、交互に並んで配置され、駆動パルスφH1及びφH2により駆動されている。   When the horizontal transfer unit 806a is two-phase driven, the horizontal transfer electrode 813 corresponds to either the first-phase horizontal transfer electrode H1 or the second-phase horizontal transfer electrode H2. The first-phase horizontal transfer electrodes H1 and the second-phase horizontal transfer electrodes H2 are alternately arranged and driven by drive pulses φH1 and φH2.

シャント配線831〜836はそれぞれ、水平転送電極H1及びH2のいずれかと重なって配置されている。例えば、駆動パルスφV7Lが印加されているシャント配線831は第2相目の水平転送電極H2の上を、駆動パルスφV8Lが印加されているシャント配線832は第1相目の水平転送電極H1の上を跨っている。   Each of the shunt wirings 831 to 836 is disposed so as to overlap with one of the horizontal transfer electrodes H1 and H2. For example, the shunt wiring 831 to which the driving pulse φV7L is applied is above the second phase horizontal transfer electrode H2, and the shunt wiring 832 to which the driving pulse φV8L is applied is above the first phase horizontal transfer electrode H1. Straddling.

図17は、駆動パルスφH1、φH2、φV7L及びφV8Lの波形を示すタイミングチャートである。なお、水平転送部806aは2相駆動であるので、駆動パルスφH1と駆動パルスφH2とは逆相となる。   FIG. 17 is a timing chart showing waveforms of drive pulses φH1, φH2, φV7L, and φV8L. Since the horizontal transfer unit 806a is two-phase driven, the driving pulse φH1 and the driving pulse φH2 are in opposite phases.

時刻t4において、駆動パルスφH1及びφH2は、直前の立ち上がり及び立ち下がりから十分に時間が経過し、安定状態になっている。よって、駆動パルスφV7L及びφV8Lはクロストークの影響を受けず、所定の電圧値(例えば、φV7Lは0[V]、φV8Lは3.3[V])をとる。   At time t4, the drive pulses φH1 and φH2 are in a stable state after a sufficient amount of time has passed since the previous rise and fall. Therefore, the drive pulses φV7L and φV8L are not affected by the crosstalk, and take a predetermined voltage value (for example, φV7L is 0 [V] and φV8L is 3.3 [V]).

その後、駆動パルスφH1は立ち上がり、駆動パルスφH2は立ち下がる。   Thereafter, the drive pulse φH1 rises and the drive pulse φH2 falls.

この立ち上がり及び立ち下がり直後の時刻t5において、駆動パルスφV7Lが駆動パルスφH2からクロストークによる影響を受け、所定の電圧より低くなる。また、駆動パルスφV8Lが駆動パルスφH1からクロストークによる影響を受け、所定の電圧より高くなる。   At time t5 immediately after the rise and fall, the drive pulse φV7L is affected by the crosstalk from the drive pulse φH2, and becomes lower than a predetermined voltage. Further, the drive pulse φV8L is affected by the crosstalk from the drive pulse φH1, and becomes higher than a predetermined voltage.

その後、駆動パルスφH1及びφH2が安定状態になるに従い、駆動パルスφV7L及びφV8Lへのクロストークによる影響も低減する。次に、駆動パルスφH1は立ち下がり、駆動パルスφH2は立ち上がる。   Thereafter, as the drive pulses φH1 and φH2 become stable, the influence of crosstalk on the drive pulses φV7L and φV8L is reduced. Next, the drive pulse φH1 falls and the drive pulse φH2 rises.

この立ち上がり及び立ち下がり直後の時刻t6において、駆動パルスφV7L及びφV8Lは、再び駆動パルスφH1及びφH2からクロストークによる影響を受け、所定の電圧と異なった電圧となる。ただし、時刻t4と比較して駆動パルスφH1及びφH2の立ち上がりと立ち下がりと反転しているので、駆動パルスφV7Lは所定の電圧より高くなり、駆動パルスφV8Lは所定の電圧より低くなる。   At time t6 immediately after the rise and fall, the drive pulses φV7L and φV8L are affected again by the crosstalk from the drive pulses φH1 and φH2, and become voltages different from the predetermined voltage. However, since the rising and falling edges of the driving pulses φH1 and φH2 are inverted compared to the time t4, the driving pulse φV7L becomes higher than a predetermined voltage, and the driving pulse φV8L becomes lower than the predetermined voltage.

このように、駆動パルスφH1及びφH2の立ち上がり及び立ち下がり時において、クロストークの影響により、駆動パルスφV7L及びφV8Lが所定の電圧とは異なる電圧となる。   Thus, at the rise and fall of the drive pulses φH1 and φH2, the drive pulses φV7L and φV8L are different from the predetermined voltage due to the influence of crosstalk.

なお、同図においては、駆動パルスφV7L及びφV8Lのみ図示しているが、振り分け転送部805を駆動する他の駆動パルスφV7C、φV8C、φV7R及びφV8Rも同様に、駆動パルスφH1及びφH2からクロストークによる影響を受け、それぞれの所定の電圧とは異なる電圧となる時刻がある。   Although only the drive pulses φV7L and φV8L are shown in the figure, the other drive pulses φV7C, φV8C, φV7R, and φV8R that drive the distribution transfer unit 805 are similarly caused by crosstalk from the drive pulses φH1 and φH2. There is a time when the voltage becomes different from each predetermined voltage.

このように、クロストークが発生し駆動パルスφV7L、φV8L、φV7C、φV8C、φV7R及びφV8Rの電圧が所定の電圧とは異なる電圧となることで、例えば、振り分け転送部5で飽和が減ったり、あるいは、本来振り分け転送部805で信号電荷を保持しておかなければならない部分が保持できずに、信号電荷が前段又は後段へ漏れたりすることが発生し得る。この信号電荷の漏れについて、以下で詳細に述べる。   In this way, crosstalk occurs and the voltages of the drive pulses φV7L, φV8L, φV7C, φV8C, φV7R, and φV8R become different from the predetermined voltage, for example, saturation is reduced in the distribution transfer unit 5, or In other words, it may occur that the signal charge leaks to the preceding stage or the subsequent stage without being able to hold the part that the signal transfer part 805 originally needs to hold the signal charge. This leakage of signal charge will be described in detail below.

図18は、図17の各時刻(t4〜t6)における振り分け転送部805のポテンシャルを示す図である。   FIG. 18 is a diagram illustrating the potential of the distribution transfer unit 805 at each time (t4 to t6) in FIG.

横方向は、画素部802の最終段の垂直転送電極811である垂直転送電極V6と、駆動パルスφV7Lが印加される振り分け転送電極812と、駆動パルスφV8Lが印加される振り分け転送電極812と、水平転送電極813であるHCCD(水平転送部)との位置を示す。また、縦方向は、電位(下が高い)を示す。なお、信号電荷は図中右から左へ転送される。   In the horizontal direction, the vertical transfer electrode V6 that is the vertical transfer electrode 811 at the final stage of the pixel portion 802, the distribution transfer electrode 812 to which the drive pulse φV7L is applied, the distribution transfer electrode 812 to which the drive pulse φV8L is applied, The position of the transfer electrode 813 with the HCCD (horizontal transfer unit) is shown. The vertical direction indicates a potential (lower is higher). Signal charges are transferred from right to left in the figure.

時刻t4(水平駆動パルスが印加される直前の電圧安定時)において、振り分け転送電極V7Lに印加されている駆動パルスφV7Lは所定の電圧であり、振り分け転送電極V7L下の垂直転送部4には信号電荷Qが蓄積されている。   At time t4 (when the voltage is stable just before the horizontal drive pulse is applied), the drive pulse φV7L applied to the distribution transfer electrode V7L is a predetermined voltage, and a signal is sent to the vertical transfer unit 4 below the distribution transfer electrode V7L. Charge Q is accumulated.

次に、時刻t5(水平駆動パルスが印加された直後)において、駆動パルスφV7Lは、駆動パルスφH2からクロストークによる影響を受け、所定の電圧よりも低くなる。また、駆動パルスφV8Lは、駆動パルスφH1からクロストークによる影響を受け、所定の電圧よりも高くなる。したがって、振り分け転送電極V7L下の垂直転送部804に蓄積されていた信号電荷の一部が、振り分け転送電極V8L下の垂直転送部804へ漏れる。つまり、振り分け転送電極V7L下の垂直転送部804の飽和電荷量が、所定の電圧が印加されている場合と比較して減少する。   Next, at time t5 (immediately after the horizontal drive pulse is applied), the drive pulse φV7L is affected by crosstalk from the drive pulse φH2, and becomes lower than a predetermined voltage. Further, the drive pulse φV8L is affected by the crosstalk from the drive pulse φH1, and becomes higher than a predetermined voltage. Accordingly, a part of the signal charge stored in the vertical transfer unit 804 below the distribution transfer electrode V7L leaks to the vertical transfer unit 804 below the distribution transfer electrode V8L. That is, the saturation charge amount of the vertical transfer unit 804 below the distribution transfer electrode V7L is reduced as compared with the case where a predetermined voltage is applied.

この後、駆動パルスφH1及びφH2が安定状態になるに従い、駆動パルスφV7L及びφV8Lは所定の電圧まで戻る。   Thereafter, as the drive pulses φH1 and φH2 become stable, the drive pulses φV7L and φV8L return to a predetermined voltage.

次に、時刻t6(次の水平駆動パルスが印加されたとき)において、駆動パルスφV7Lは所定の電圧より高くなり、駆動パルスφV8Lは所定の電圧より低くなるので、振り分け転送電極V7Lの下の垂直転送部804の飽和電荷量が、所定の電圧が印加されている場合と比較して増加する。   Next, at time t6 (when the next horizontal drive pulse is applied), the drive pulse φV7L becomes higher than a predetermined voltage, and the drive pulse φV8L becomes lower than the predetermined voltage. The saturation charge amount of the transfer unit 804 increases as compared with the case where a predetermined voltage is applied.

このように、従来の固体撮像装置801は、振り分け転送部805に印加する駆動パルスφV7L、φV8L、φV7C、φV8C、φV7R及びφV8Rを伝達するシャント配線808と、水平転送部806aの水平転送電極813との間のカップリング容量により発生したクロストークの影響で、t5において駆動パルスφV7LやφV8Lの電位が変動し、振り分け転送部805下の垂直転送部804の飽和電荷量が減少する。その結果、正しい階調が得られず、画質が劣化するという問題がある。   As described above, the conventional solid-state imaging device 801 includes the shunt wiring 808 that transmits the drive pulses φV7L, φV8L, φV7C, φV8C, φV7R, and φV8R applied to the distribution transfer unit 805, and the horizontal transfer electrode 813 of the horizontal transfer unit 806a. The potential of the drive pulses φV7L and φV8L fluctuates at t5 due to the influence of crosstalk generated by the coupling capacitance between them, and the saturation charge amount of the vertical transfer unit 804 below the distribution transfer unit 805 decreases. As a result, there is a problem that correct gradation cannot be obtained and image quality deteriorates.

ところで、例えば特許文献3に記載されている構成のように高速駆動を実現する構成としては、以下のような構成が考えられる。   By the way, for example, the following configuration is conceivable as a configuration for realizing high-speed driving as in the configuration described in Patent Document 3.

図19は、互いに並列な2つの水平転送部を配置した2ch出力方式の固体撮像装置の構成例を示す構成図である。図19に示す固体撮像装置901は、光電変換部903及び垂直転送部904を有する画素部902と、第1の水平転送部906aと、第2の水平転送部906bと、水平間振り分け転送部905と、第1の出力部907aと、第2の出力部907bとを備える。   FIG. 19 is a configuration diagram illustrating a configuration example of a solid-state imaging device of a 2ch output method in which two horizontal transfer units arranged in parallel with each other are arranged. A solid-state imaging device 901 illustrated in FIG. 19 includes a pixel unit 902 including a photoelectric conversion unit 903 and a vertical transfer unit 904, a first horizontal transfer unit 906a, a second horizontal transfer unit 906b, and a horizontal distribution transfer unit 905. And a first output unit 907a and a second output unit 907b.

この固体撮像装置901の動作について簡単に説明する。   The operation of the solid-state imaging device 901 will be briefly described.

2ライン分の信号を2つの水平転送部を用いて同時に転送する構造を有する場合、光電変換部903で発生した信号電荷は、読み出し部を介して垂直転送部904に読み出され、垂直転送部904内を順次転送されて、第1の水平転送部906aに転送される。その後、第1の水平転送部906aと第2の水平転送部906bとの間の水平間振り分け転送部905に電圧を印加し、第1の水平転送部906aから第2の水平転送部906bへ信号電荷を転送する。次に、次ラインの信号電荷を垂直転送部904から第1の水平転送部906aに転送した後、第1の水平転送部906aと、第2の水平転送部906bの電荷を同時に水平方向に転送し、各出力部(第1の出力部907a及び第2の出力部907b)で信号電荷を検出して電圧に変換し、2ライン分の信号が出力される。以上のように、並列に配置された水平転送部の構成により、信号電荷を2ライン分ずつ同時に出力して高速駆動を実現している。   In the case of a structure in which signals for two lines are transferred simultaneously using two horizontal transfer units, the signal charges generated in the photoelectric conversion unit 903 are read out to the vertical transfer unit 904 via the reading unit, and the vertical transfer unit The data is sequentially transferred in the 904 and transferred to the first horizontal transfer unit 906a. Thereafter, a voltage is applied to the horizontal distribution transfer unit 905 between the first horizontal transfer unit 906a and the second horizontal transfer unit 906b, and a signal is transmitted from the first horizontal transfer unit 906a to the second horizontal transfer unit 906b. Transfer charge. Next, after transferring the signal charge of the next line from the vertical transfer unit 904 to the first horizontal transfer unit 906a, the charges of the first horizontal transfer unit 906a and the second horizontal transfer unit 906b are simultaneously transferred in the horizontal direction. Then, each output unit (first output unit 907a and second output unit 907b) detects the signal charge and converts it into a voltage to output a signal for two lines. As described above, the configuration of the horizontal transfer units arranged in parallel realizes high-speed driving by simultaneously outputting signal charges for two lines.

ここで、水平転送部を並列に設ける場合でも、水平転送電極を単層で形成しようとする場合、図19に示すように、水平間振り分け転送部905が第1の水平転送部906aと第2の水平転送部906bとの間に存在する。よって、第1の水平転送部と第2の水平転送部のそれぞれの水平転送電極に直接、駆動パルスを印加する必要がある。そのために、例えば、図20のように、第2の水平転送部906bを跨いで、第1の水平転送部906aへシャント配線908を配置することで、第1の水平転送部906aにも駆動パルスを印加することが可能となる。   Here, even when the horizontal transfer units are provided in parallel, when the horizontal transfer electrode is to be formed in a single layer, as shown in FIG. 19, the horizontal distribution transfer unit 905 is connected to the first horizontal transfer unit 906a and the second horizontal transfer unit 906a. To the horizontal transfer unit 906b. Therefore, it is necessary to apply the drive pulse directly to the horizontal transfer electrodes of the first horizontal transfer unit and the second horizontal transfer unit. For this purpose, for example, as shown in FIG. 20, a driving pulse is also applied to the first horizontal transfer unit 906a by arranging the shunt wiring 908 across the second horizontal transfer unit 906b to the first horizontal transfer unit 906a. Can be applied.

しかし、例えば、第1の水平転送部906aと第2の水平転送部906bの電極構成が図21Aのように同じ並びで繰り返し形成されているのではなく、図21Bのように、第1の水平転送部906aと第2の水平転送部906bとで、その電極構成がいくつかずれているような場合、シャント配線908を斜めに配置する必要が出てくるが、他の転送電極の上を跨ぐことになってしまうため、シャント配線と転送電極との間のカップリング容量によるクロストーク発生の懸念がある。   However, for example, the electrode configurations of the first horizontal transfer unit 906a and the second horizontal transfer unit 906b are not repeatedly formed in the same arrangement as shown in FIG. 21A, but as shown in FIG. 21B. When the transfer unit 906a and the second horizontal transfer unit 906b have some electrode configurations that are different from each other, the shunt wiring 908 needs to be disposed obliquely, but straddles over other transfer electrodes. Therefore, there is a concern that crosstalk may occur due to the coupling capacitance between the shunt wiring and the transfer electrode.

そこで本発明は、クロストークによる影響を低減し、入射光量に応じた正しい階調が得られる固体撮像装置を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a solid-state imaging device that can reduce the influence of crosstalk and obtain a correct gradation according to the amount of incident light.

上記の目的を達成するために、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光電変換部と、前記複数の光電変換部の列ごとに対応して設けられ、対応する光電変換部から読み出した複数の信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送部と、複数の水平転送電極を有し、前記複数の水平転送電極それぞれに印加される水平駆動信号により複数の信号電荷を水平方向に転送する水平転送部と、各垂直転送部から転送された複数の信号電荷をホールドする、または前記水平転送部へ転送するホールド部とを備え、前記ホールド部は、各垂直転送部に対応して設けられた制御電極を有し、対応する前記制御電極に印加される電圧に応じて前記複数の信号電荷をホールドする、または前記水平転送部へ転送し、前記固体撮像装置は、さらに、前記制御電極に対応して設けられ、対応する制御電極に電気的に接続された配線を備え、前記複数の水平転送電極は、少なくとも第1の水平転送電極と第2の水平転送電極とを含み、前記配線は、前記第1の水平転送電極及び前記第2の水平転送電極に重なって配置され、前記第1の水平転送電極に印加される前記水平駆動信号の位相と、前記第2の水平転送電極に印加される前記水平駆動信号の位相とは異なる。   In order to achieve the above object, a solid-state imaging device according to the present invention is provided corresponding to each of a plurality of photoelectric conversion units arranged in a matrix and each column of the plurality of photoelectric conversion units. A vertical transfer unit that transfers a plurality of signal charges read from the conversion unit in a vertical direction and a plurality of horizontal transfer electrodes, and a plurality of signal charges are horizontally generated by a horizontal drive signal applied to each of the plurality of horizontal transfer electrodes. A horizontal transfer unit that transfers in the direction, and a hold unit that holds or transfers a plurality of signal charges transferred from each vertical transfer unit, and the hold unit corresponds to each vertical transfer unit The plurality of signal charges are held or transferred to the horizontal transfer unit according to the voltage applied to the corresponding control electrode, and the solid-state imaging device further includes: Previous A wiring provided corresponding to the control electrode and electrically connected to the corresponding control electrode, wherein the plurality of horizontal transfer electrodes include at least a first horizontal transfer electrode and a second horizontal transfer electrode; The wiring is arranged so as to overlap the first horizontal transfer electrode and the second horizontal transfer electrode, and the phase of the horizontal drive signal applied to the first horizontal transfer electrode and the second horizontal transfer The phase of the horizontal drive signal applied to the electrodes is different.

これにより、配線は、第1の水平転送電極及び第2の水平転送電極のいずれともカップリング容量を持つ。ここで、第1の水平転送電極に印加される水平駆動信号の位相と、第2の水平転送電極に印加される水平駆動信号の位相とは異なる。よって、第1の水平転送電極に印加される水平駆動信号及び第2の水平転送電極に印加される水平駆動信号からの配線を伝達する信号へのクロストークによる影響は、互いに打ち消し合い、低減される。   Thus, the wiring has a coupling capacitance with both the first horizontal transfer electrode and the second horizontal transfer electrode. Here, the phase of the horizontal drive signal applied to the first horizontal transfer electrode is different from the phase of the horizontal drive signal applied to the second horizontal transfer electrode. Therefore, the influence of crosstalk on the signal transmitted through the wiring from the horizontal drive signal applied to the first horizontal transfer electrode and the horizontal drive signal applied to the second horizontal transfer electrode cancels each other and is reduced. The

その結果、制御電極に印加される電圧は所定の電圧に保たれるので、本発明に係る固体撮像装置は、入射光量に応じた正しい階調が得られる。   As a result, the voltage applied to the control electrode is kept at a predetermined voltage, so that the solid-state imaging device according to the present invention can obtain a correct gradation according to the amount of incident light.

また、前記配線と前記第1の水平転送電極とが重なる面積と、前記配線と前記第2の水平転送電極とが重なる面積とは、実質的に等しくてもよい。   In addition, the area where the wiring and the first horizontal transfer electrode overlap and the area where the wiring and the second horizontal transfer electrode overlap may be substantially equal.

これにより、第1の水平転送電極に印加される水平駆動信号からのクロストークによる影響と、第2の水平転送電極に印加される水平駆動信号からのクロストークによる影響とをほぼ同じにできるので、クロストークによる影響をより一層打ち消し合うことができる。   As a result, the influence of the crosstalk from the horizontal drive signal applied to the first horizontal transfer electrode can be made substantially the same as the influence of the crosstalk from the horizontal drive signal applied to the second horizontal transfer electrode. , The effects of crosstalk can be further counteracted.

また、前記水平転送部は、N(Nは3以上の整数)相駆動であり、前記複数の水平転送電極は、N枚の水平転送電極を含み、前記配線は、前記N枚の水平転送電極に重なって配置され、前記N枚の水平転送電極それぞれに印加される前記水平駆動信号の位相は互いに異なり、前記配線と前記N枚の水平転送電極それぞれとが重なる面積は、実質的に等しくてもよい。   Further, the horizontal transfer unit is N (N is an integer of 3 or more) phase drive, the plurality of horizontal transfer electrodes include N horizontal transfer electrodes, and the wiring is the N horizontal transfer electrodes. The horizontal drive signals applied to each of the N horizontal transfer electrodes are different in phase from each other, and the areas where the wiring and the N horizontal transfer electrodes overlap are substantially equal. Also good.

これにより、N(Nは3以上の整数)相駆動の場合においても、各水平転送電極に印加される水平駆動信号からの影響を相殺することで、クロストークによる影響を低減できる。例えば、水平転送部が3相駆動の場合において、配線が水平駆動信号の第1相目が印加されている水平転送電極のみと重なっている場合と比較して、配線が水平駆動信号の全ての異なる位相が印加されている複数の水平転送電極と重なる場合は、以下のようにクロストークによる影響が低減できる。   Thereby, even in the case of N (N is an integer of 3 or more) phase driving, the influence of the crosstalk can be reduced by offsetting the influence from the horizontal driving signal applied to each horizontal transfer electrode. For example, in the case where the horizontal transfer unit is in three-phase driving, all the lines of the horizontal drive signal are compared with the case where the wiring overlaps only with the horizontal transfer electrode to which the first phase of the horizontal drive signal is applied. When overlapping with a plurality of horizontal transfer electrodes to which different phases are applied, the influence of crosstalk can be reduced as follows.

まず、第1相目の水平駆動信号のクロストークにより、配線を伝達する信号が所定の電圧とは異なる電圧に変化している。しかし、この配線を伝達する信号に生じる電圧変化は、最大差分電圧に到達する前に、第3相目の水平駆動信号により発生するクロストークにより、逆方向へ変化する。なお、最大差分電圧とは、電極が第1相目の水平駆動信号が印加されている水平転送電極のみと重なって配置されている場合の、所定の電圧値と、クロストークによる影響を受けた電圧値との差分の最大値である。   First, due to the crosstalk of the horizontal driving signal of the first phase, the signal transmitted through the wiring is changed to a voltage different from the predetermined voltage. However, the voltage change generated in the signal transmitted through the wiring changes in the reverse direction due to the crosstalk generated by the horizontal driving signal of the third phase before reaching the maximum differential voltage. Note that the maximum differential voltage was affected by a predetermined voltage value and crosstalk when the electrodes are arranged so as to overlap only the horizontal transfer electrode to which the horizontal driving signal of the first phase is applied. This is the maximum value of the difference from the voltage value.

このように、配線を伝達する信号に生じる第K(Kは1〜3のいずれか)相目の水平駆動信号のクロストークによる影響は、第L(Lは1〜3のうちK以外のいずれか)相目の水平駆動信号のクロストークにより、逆方向へと引っ張られる。したがって、配線が1つの水平転送電極のみと重なっている場合と比較して、クロストークによる影響が低減できる。   As described above, the crosstalk of the horizontal drive signal of the Kth (K is any one of 1 to 3) phase generated in the signal transmitted through the wiring is Lth (L is any of 1 to 3 other than K). I) Pulled in the opposite direction due to the crosstalk of the horizontal drive signal of the phase. Therefore, the influence of crosstalk can be reduced as compared with the case where the wiring overlaps with only one horizontal transfer electrode.

また、前記配線は、前記ホールド部から前記水平転送部への電荷転送方向に対して斜めに配置されていてもよい。   The wiring may be arranged obliquely with respect to a charge transfer direction from the hold unit to the horizontal transfer unit.

これにより、配線レイアウトが容易に設計できる。   Thereby, the wiring layout can be designed easily.

また、前記水平転送部は2相駆動であり、前記配線は、前記水平転送部の電荷転送方向と垂直方向に配置され、隣り合う前記第1の水平転送電極の一部及び前記第2の水平転送電極の一部に重なっていてもよい。   The horizontal transfer unit is two-phase driven, and the wiring is arranged in a direction perpendicular to the charge transfer direction of the horizontal transfer unit, and a part of the adjacent first horizontal transfer electrode and the second horizontal transfer electrode are arranged. It may overlap with a part of the transfer electrode.

また、前記第1の水平転送電極に印加される前記水平駆動信号の位相と、前記第2の水平転送電極に印加される前記水平駆動信号の位相とは、逆相であってもよい。   The phase of the horizontal drive signal applied to the first horizontal transfer electrode may be opposite to the phase of the horizontal drive signal applied to the second horizontal transfer electrode.

このように逆相の水平駆動信号が印加されている水平転送電極と重なって配置されることで、互いに逆相の水平駆動信号から配線へのクロストークによる影響を相殺できる。   In this way, by being arranged so as to overlap with the horizontal transfer electrode to which the reverse-phase horizontal drive signal is applied, it is possible to cancel the influence of the cross-talk from the opposite-phase horizontal drive signal to the wiring.

また、本発明に係る固体撮像装置は、基板と、固体撮像素子と、基板上の第1の配線層に形成され、前記固体撮像素子を制御する信号が印加された第1の信号線と、前記第1の配線層に形成され、前記固体撮像素子を制御する信号が印加された第2の信号線と、前記第1の配線層上方の第2の配線層に形成され、前記第1の信号線及び前記第2の信号線に重なって配置され、前記固体撮像素子を制御する信号が印加される第3の信号線とを備え、前記第1の信号線に印加される信号と、前記第2の信号線に印加される信号とは逆相であり、前記第3の信号線が前記第1の信号線と重なる面積と、前記第3の信号線が前記第2の信号線と重なる面積とは、実質的に等しい。   The solid-state imaging device according to the present invention includes a substrate, a solid-state imaging device, a first signal line formed on a first wiring layer on the substrate, to which a signal for controlling the solid-state imaging device is applied, A second signal line formed on the first wiring layer, to which a signal for controlling the solid-state imaging device is applied; and a second wiring layer above the first wiring layer; A signal line and a third signal line arranged to overlap the second signal line and to which a signal for controlling the solid-state imaging device is applied, and a signal applied to the first signal line, The signal applied to the second signal line is opposite in phase, the area where the third signal line overlaps with the first signal line, and the third signal line overlaps with the second signal line. The area is substantially equal.

これにより、第1の信号線及び第2の信号線から第3の信号線へのクロストークによる影響が相殺し合うので、第3の信号線に印加されている信号は、クロストークによる影響を受けず所定の電圧となるので、固体撮像素子の制御が適切に行える。   As a result, the effects of crosstalk from the first signal line and the second signal line to the third signal line cancel each other, so that the signal applied to the third signal line is not affected by the crosstalk. Therefore, the solid-state imaging device can be controlled appropriately.

また、本発明に係る固体撮像装置は、固体撮像装置であって、行列状に配置された複数の光電変換部と、前記複数の光電変換部の列ごとに対応して設けられ、対応する光電変換部から読み出した複数の信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送部と、複数の第1電極を有し、前記複数の第1電極それぞれに印加される水平駆動信号により各垂直転送部から転送された複数の信号電荷の一部を水平方向に転送する第1の水平転送部と、前記第1の水平転送部と並列に配置され、各垂直転送部から転送された複数の信号電荷の他部を水平方向に転送する第2の水平転送部と、前記第1の水平転送部と前記第2の水平転送部との間に配置され、前記複数の信号電荷の他部を前記第1の水平転送部から前記第2の水平転送部に選択的に転送する水平間転送部と、前記第1電極に対応して設けられ、対応する第1電極に電気的に接続された配線とを備え、前記第2の水平転送部は、少なくとも第1の水平転送電極と第2の水平転送電極とを含む複数の第2電極を有し、前記複数の第2電極それぞれに印加される水平駆動信号により前記複数の信号電荷の他部を転送し、前記配線は、前記第1の水平転送電極及び前記第2の水平転送電極に重なって配置され、前記第1の水平転送電極に印加される前記水平駆動信号の位相と、前記第2の水平転送電極に印加される前記水平駆動信号の位相とは異なる。   The solid-state imaging device according to the present invention is a solid-state imaging device, and is provided corresponding to each of the plurality of photoelectric conversion units arranged in a matrix and the columns of the plurality of photoelectric conversion units. A vertical transfer unit that transfers a plurality of signal charges read from the conversion unit in the vertical direction and a plurality of first electrodes, and is transferred from each vertical transfer unit by a horizontal drive signal applied to each of the plurality of first electrodes. A first horizontal transfer unit that transfers a part of the plurality of signal charges in the horizontal direction, and a plurality of signal charges that are arranged in parallel with the first horizontal transfer unit and transferred from each vertical transfer unit A second horizontal transfer unit that transfers a portion in the horizontal direction, and is disposed between the first horizontal transfer unit and the second horizontal transfer unit, and the other part of the plurality of signal charges is transferred to the first horizontal transfer unit. Horizontal transfer selectively transferred from the horizontal transfer unit to the second horizontal transfer unit And a wiring provided corresponding to the first electrode and electrically connected to the corresponding first electrode, wherein the second horizontal transfer unit includes at least the first horizontal transfer electrode and the second horizontal transfer electrode. A plurality of second electrodes including a plurality of horizontal transfer electrodes, the other part of the plurality of signal charges being transferred by a horizontal drive signal applied to each of the plurality of second electrodes, Of the horizontal drive signal applied to the first horizontal transfer electrode and the horizontal applied to the second horizontal transfer electrode. It is different from the phase of the drive signal.

これにより、配線は、第1の水平転送電極及び第2の水平転送電極のいずれともカップリング容量を持つ。ここで、第1の水平転送電極に印加される水平駆動信号の位相と、第2の水平転送電極に印加される水平駆動信号の位相とは異なる。よって、第1の水平転送電極に印加される水平駆動信号及び第2の水平転送電極に印加される水平駆動信号からの配線を伝達する信号へのクロストークによる影響は、互いに打ち消し合い、低減される。   Thus, the wiring has a coupling capacitance with both the first horizontal transfer electrode and the second horizontal transfer electrode. Here, the phase of the horizontal drive signal applied to the first horizontal transfer electrode is different from the phase of the horizontal drive signal applied to the second horizontal transfer electrode. Therefore, the influence of crosstalk on the signal transmitted through the wiring from the horizontal drive signal applied to the first horizontal transfer electrode and the horizontal drive signal applied to the second horizontal transfer electrode cancels each other and is reduced. The

その結果、第1電極に印加される電圧は所定の電圧に保たれるので、本発明に係る固体撮像装置は、入射光量に応じた正しい階調が得られる高速駆動を実現できる。   As a result, since the voltage applied to the first electrode is maintained at a predetermined voltage, the solid-state imaging device according to the present invention can realize high-speed driving that can obtain a correct gradation according to the amount of incident light.

また、前記配線と前記第1の水平転送電極とが重なる面積と、前記配線と前記第2の水平転送電極とが重なる面積とは、実質的に等しくてもよい。   In addition, the area where the wiring and the first horizontal transfer electrode overlap and the area where the wiring and the second horizontal transfer electrode overlap may be substantially equal.

これにより、第1の水平転送電極に印加される水平駆動信号からのクロストークによる影響と、第2の水平転送電極に印加される水平駆動信号からのクロストークによる影響とをほぼ同じにできるので、クロストークによる影響をより一層打ち消し合うことができる。   As a result, the influence of the crosstalk from the horizontal drive signal applied to the first horizontal transfer electrode can be made substantially the same as the influence of the crosstalk from the horizontal drive signal applied to the second horizontal transfer electrode. , The effects of crosstalk can be further counteracted.

また、前記第1及び第2の水平転送部は、N(Nは3以上の整数)相駆動であり、前記第1及び第2電極のそれぞれは、N枚の水平転送電極を含み、前記配線は、前記N枚の水平転送電極に重なって配置され、前記N枚の水平転送電極それぞれに印加される前記水平駆動信号の位相は互いに異なり、前記配線と前記N枚の水平転送電極それぞれとが重なる面積は、実質的に等しくてもよい。   The first and second horizontal transfer units may be N (N is an integer of 3 or more) phase drive, each of the first and second electrodes may include N horizontal transfer electrodes, and the wiring Are arranged so as to overlap the N horizontal transfer electrodes, the phases of the horizontal drive signals applied to the N horizontal transfer electrodes are different from each other, and the wiring and the N horizontal transfer electrodes are respectively The overlapping areas may be substantially equal.

これにより、N(Nは3以上の整数)相駆動の場合においても、各水平転送電極に印加される水平駆動信号からの影響を相殺することで、クロストークによる影響を低減できる。   Thereby, even in the case of N (N is an integer of 3 or more) phase driving, the influence of the crosstalk can be reduced by offsetting the influence from the horizontal driving signal applied to each horizontal transfer electrode.

また、前記配線は、前記第1の水平転送部から前記水平間転送部を介して前記第2の水平転送部への電荷転送方向に対して斜めに配置されてもよい。 Further, the wiring may be arranged obliquely to the first charge transfer direction from the horizontal transfer unit to the second horizontal transfer section via the horizontal Maten feed unit.

これにより、配線レイアウトが容易に設計できる。   Thereby, the wiring layout can be designed easily.

本発明によれば、クロストークによる影響を低減し、正しい階調が得られる固体撮像装置を提供できる。   According to the present invention, it is possible to provide a solid-state imaging device capable of reducing the influence of crosstalk and obtaining a correct gradation.

図1は、第1の実施形態に係る固体撮像装置の概略構成を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a schematic configuration of the solid-state imaging device according to the first embodiment. 図2は、固体撮像装置の配線レイアウトを示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a wiring layout of the solid-state imaging device. 図3は、水平転送部とそれに重なるシャント配線とのレイアウトを抜粋した図である。FIG. 3 is an excerpt of the layout of the horizontal transfer unit and the shunt wiring that overlaps the horizontal transfer unit. 図4は、駆動パルスφH1及びφH2と、駆動パルスφV7Lとの波形を示すタイミングチャートである。FIG. 4 is a timing chart showing waveforms of the drive pulses φH1 and φH2 and the drive pulse φV7L. 図5は、水平転送部とそれに重なるシャント配線との他のレイアウトを示す図である。FIG. 5 is a diagram showing another layout of the horizontal transfer unit and the shunt wiring overlapping therewith. 図6は、第2の実施形態に係る固体撮像装置の概略構成を示す構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram illustrating a schematic configuration of the solid-state imaging device according to the second embodiment. 図7は、固体撮像装置の配線レイアウトを示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a wiring layout of the solid-state imaging device. 図8は、駆動パルスφH1、φH2、φH3及びφH4と、駆動パルスφV7Lとの波形を示すタイミングチャートである。FIG. 8 is a timing chart showing waveforms of the drive pulses φH1, φH2, φH3, and φH4 and the drive pulse φV7L. 図9は、第3の実施形態に係る固体撮像装置の概略構成を示す構成図である。FIG. 9 is a configuration diagram illustrating a schematic configuration of a solid-state imaging apparatus according to the third embodiment. 図10は、配線レイアウトを示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a wiring layout. 図11は、第4の実施形態に係る固体撮像装置の概略構成を示す構成図である。FIG. 11 is a configuration diagram illustrating a schematic configuration of a solid-state imaging apparatus according to the fourth embodiment. 図12は、配線レイアウトを示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a wiring layout. 図13は、水平転送部が3相駆動の場合の駆動パルスφH1〜φH3と、駆動パルスφV7Lの波形を示すタイミングチャートである。FIG. 13 is a timing chart showing waveforms of the drive pulses φH1 to φH3 and the drive pulse φV7L when the horizontal transfer unit is three-phase drive. 図14は、従来の固体撮像装置の概略構成を示す構成図である。FIG. 14 is a configuration diagram showing a schematic configuration of a conventional solid-state imaging device. 図15は、配線レイアウトの詳細を示す図である。FIG. 15 is a diagram showing details of the wiring layout. 図16は、水平転送部とそれに重なるシャント配線とのレイアウトを抜粋した図である。FIG. 16 is an excerpt of the layout of the horizontal transfer unit and the shunt wiring that overlaps the horizontal transfer unit. 図17は、駆動パルスφH1、φH2、φV7L及びφV8Lの波形を示すタイミングチャートである。FIG. 17 is a timing chart showing waveforms of drive pulses φH1, φH2, φV7L, and φV8L. 図18は、各時刻(t4〜t6)における振り分け転送部のポテンシャルを示す図である。FIG. 18 is a diagram illustrating the potential of the distribution transfer unit at each time (t4 to t6). 図19は、互いに並列な2つの水平転送部を配置した2ch出力方式の固体撮像装置の構成例を示す構成図である。FIG. 19 is a configuration diagram illustrating a configuration example of a solid-state imaging device of a 2ch output method in which two horizontal transfer units arranged in parallel with each other are arranged. 図20は、水平転送部が単層電極で構成された場合の固体撮像装置の構成例を示す構成図である。FIG. 20 is a configuration diagram illustrating a configuration example of the solid-state imaging device when the horizontal transfer unit is configured by a single layer electrode. 図21Aは、水平転送電極の配置の一例を示す図である。FIG. 21A is a diagram illustrating an example of the arrangement of horizontal transfer electrodes. 図21Bは、水平転送電極の配置の他の例を示す図である。FIG. 21B is a diagram illustrating another example of the arrangement of the horizontal transfer electrodes.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

(第1の実施形態)
本実施形態に係る固体撮像装置は、行列状に配置された複数の光電変換部と、前記複数の光電変換部の列ごとに対応して設けられ、対応する光電変換部から読み出した複数の信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送部と、複数の水平転送電極を有し、前記複数の水平転送電極それぞれに印加される水平駆動信号により複数の信号電荷を水平方向に転送する水平転送部と、各垂直転送部から転送された複数の信号電荷をホールドする、または前記水平転送部へ転送するホールド部とを備え、前記ホールド部は、各垂直転送部に対応して設けられた制御電極を有し、対応する前記制御電極に印加される電圧に応じて前記複数の信号電荷をホールドする、または前記水平転送部へ転送し、前記固体撮像装置は、さらに、前記制御電極に対応して設けられ、対応する制御電極に電気的に接続された配線を備え、前記複数の水平転送電極は、少なくとも第1の水平転送電極と第2の水平転送電極とを含み、前記配線は、前記第1の水平転送電極及び前記第2の水平転送電極に重なって配置され、前記第1の水平転送電極に印加される前記水平駆動信号の位相と、前記第2の水平転送電極に印加される前記水平駆動信号の位相とは異なる。
(First embodiment)
The solid-state imaging device according to the present embodiment is provided corresponding to each of the plurality of photoelectric conversion units arranged in a matrix and each column of the plurality of photoelectric conversion units, and a plurality of signals read from the corresponding photoelectric conversion unit A vertical transfer unit that transfers charges in the vertical direction; a horizontal transfer unit that has a plurality of horizontal transfer electrodes, and that transfers a plurality of signal charges in the horizontal direction by a horizontal drive signal applied to each of the plurality of horizontal transfer electrodes; Holding a plurality of signal charges transferred from each vertical transfer unit or transferring to the horizontal transfer unit, the hold unit includes a control electrode provided corresponding to each vertical transfer unit And holding the plurality of signal charges according to a voltage applied to the corresponding control electrode, or transferring the signal charge to the horizontal transfer unit, and further providing the solid-state imaging device corresponding to the control electrode And the plurality of horizontal transfer electrodes include at least a first horizontal transfer electrode and a second horizontal transfer electrode, and the wiring includes the first horizontal transfer electrode and the first horizontal transfer electrode. Of the horizontal drive signal applied to the first horizontal transfer electrode and the horizontal applied to the second horizontal transfer electrode. It is different from the phase of the drive signal.

これにより、配線は、第1の水平転送電極及び第2の水平転送電極のいずれともカップリング容量を持つ。ここで、第1の水平転送電極に印加される水平駆動信号の位相と、第2の水平転送電極に印加される水平駆動信号の位相とは異なる。よって、第1の水平転送電極に印加される水平駆動信号及び第2の水平転送電極に印加される水平駆動信号からの配線を伝達する信号へのクロストークによる影響は、互いに打ち消し合い、低減される。   Thus, the wiring has a coupling capacitance with both the first horizontal transfer electrode and the second horizontal transfer electrode. Here, the phase of the horizontal drive signal applied to the first horizontal transfer electrode is different from the phase of the horizontal drive signal applied to the second horizontal transfer electrode. Therefore, the influence of crosstalk on the signal transmitted through the wiring from the horizontal drive signal applied to the first horizontal transfer electrode and the horizontal drive signal applied to the second horizontal transfer electrode cancels each other and is reduced. The

その結果、制御電極に印加される電圧は所定の電圧に保たれるので、本実施形態に係る固体撮像装置は、入射光量に応じた正しい階調が得られる。   As a result, the voltage applied to the control electrode is maintained at a predetermined voltage, so that the solid-state imaging device according to the present embodiment can obtain a correct gradation according to the amount of incident light.

図1は、本実施形態に係る固体撮像装置の概略構成を示す構成図である。   FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a schematic configuration of a solid-state imaging device according to the present embodiment.

本実施形態に係る固体撮像装置1aは、画素部2と、振り分け転送部5と、水平転送部6aと、出力部7と、シャント配線8aとを備え、具体的には、単層で形成された垂直転送電極V1〜V6と、同じく単層の水平転送電極H1及びH2と、単層の振り分け転送電極V7L、V8L、V7C、V8C、V7R及びV8Rとを有するCCDを備え、駆動パルスφV1〜φV6、φH1、φH2、φV7L、φV8L、φV7C、φV8C、φV7R及びφV8Rにより駆動される。   The solid-state imaging device 1a according to the present embodiment includes a pixel unit 2, a distribution transfer unit 5, a horizontal transfer unit 6a, an output unit 7, and a shunt wiring 8a, and specifically, is formed of a single layer. Provided with CCDs having vertical transfer electrodes V1 to V6, single horizontal transfer electrodes H1 and H2, and single transfer transfer electrodes V7L, V8L, V7C, V8C, V7R and V8R, and driving pulses φV1 to φV6. , ΦH1, φH2, φV7L, φV8L, φV7C, φV8C, φV7R and φV8R.

画素部2は、2次元的に配列された光電変換部3と、光電変換部3で生成された信号電荷を垂直方向(図中、下方向)に転送する垂直転送部4の一部とを備え、光電変換部3で生成された信号電荷を振り分け転送部5へ転送する。   The pixel unit 2 includes two-dimensionally arranged photoelectric conversion units 3 and a part of the vertical transfer unit 4 that transfers signal charges generated by the photoelectric conversion unit 3 in the vertical direction (downward in the figure). The signal charge generated by the photoelectric conversion unit 3 is transferred to the distribution transfer unit 5.

光電変換部3は、入射された光に応じた信号電荷を生成する、例えばフォトダイオードである。光電変換部3の各々には、赤(R)、緑(G)、および青(B)の3色のカラーフィルタが配列されている。本実施形態では、垂直・水平方向に2画素おきにRGBのそれぞれのフィルタが周期的に配置されている。   The photoelectric conversion unit 3 is, for example, a photodiode that generates signal charges corresponding to incident light. In each of the photoelectric conversion units 3, three color filters of red (R), green (G), and blue (B) are arranged. In the present embodiment, RGB filters are periodically arranged every two pixels in the vertical and horizontal directions.

垂直転送部4は、光電変換部3の列ごとに対応して設けられ、対応する光電変換部3から読み出した複数の信号電荷を垂直方向に転送する。垂直転送部4は、例えば6相駆動であり、駆動パルスφV1〜φV6、φV7L、φV7C、φV7R、φV8L、φV8C及びφV8Rに応じて、光電変換部3で生成された複数の信号電荷を垂直方向に転送する。この垂直転送部4のうち、垂直転送電極V1〜V6を備える部分が画素部2に含まれ、振り分け転送電極V7L、V7C、V7R、V8L、V8C及びV8Rを備える部分が振り分け転送部5に含まれる。   The vertical transfer unit 4 is provided for each column of the photoelectric conversion units 3 and transfers a plurality of signal charges read from the corresponding photoelectric conversion units 3 in the vertical direction. The vertical transfer unit 4 is, for example, a six-phase drive, and in the vertical direction, a plurality of signal charges generated by the photoelectric conversion unit 3 according to the driving pulses φV1 to φV6, φV7L, φV7C, φV7R, φV8L, φV8C, and φV8R. Forward. Of the vertical transfer unit 4, a part including the vertical transfer electrodes V 1 to V 6 is included in the pixel unit 2, and a part including the distribution transfer electrodes V 7 L, V 7 C, V 7 R, V 8 L, V 8 C, and V 8 R is included in the distribution transfer unit 5. .

振り分け転送部5は、画素部2から転送された複数の信号電荷をホールドする、または水平転送部6aへ転送する、水平方向に分離した独立の転送電極が形成されたダミー画素部である。具体的には、振り分け転送部5は、垂直転送部4の一部を備え、シャント配線8aを介して印加された駆動パルスφV7L、φV7C、φV7R、φV8L、φV8CおよびφV8Rに応じて、複数の信号電荷をホールドする、または水平転送部6aへ転送する。なお、この振り分け転送部5は本発明のホールド部である。   The distribution transfer unit 5 is a dummy pixel unit in which a plurality of signal charges transferred from the pixel unit 2 are held or transferred to the horizontal transfer unit 6a and formed with independent transfer electrodes separated in the horizontal direction. Specifically, the distribution transfer unit 5 includes a part of the vertical transfer unit 4 and a plurality of signals according to drive pulses φV7L, φV7C, φV7R, φV8L, φV8C, and φV8R applied via the shunt wiring 8a. The charge is held or transferred to the horizontal transfer unit 6a. The distribution transfer unit 5 is a hold unit of the present invention.

水平転送部6aは、2相駆動であり、振り分け転送部5から転送された複数の信号電荷を、駆動パルスφH1及びφH2に応じて水平方向に転送する。   The horizontal transfer unit 6a is a two-phase drive, and transfers a plurality of signal charges transferred from the distribution transfer unit 5 in the horizontal direction according to the drive pulses φH1 and φH2.

出力部7は、水平転送部6aから転送された複数の信号電荷を電圧に変換して出力する。   The output unit 7 converts the plurality of signal charges transferred from the horizontal transfer unit 6a into voltages and outputs the voltages.

シャント配線8aは、振り分け転送部5に接続され、駆動パルスφV7L、φV8L、φV7C、φV8C、φV7R及びφV8Rを伝達する。このシャント配線8aは、図14に示した従来の固体撮像装置801のシャント配線808と異なり、水平転送部6a上に斜めに配置されている。   The shunt wiring 8a is connected to the distribution transfer unit 5 and transmits drive pulses φV7L, φV8L, φV7C, φV8C, φV7R, and φV8R. Unlike the shunt wiring 808 of the conventional solid-state imaging device 801 shown in FIG. 14, the shunt wiring 8a is arranged obliquely on the horizontal transfer unit 6a.

図2は、固体撮像装置1aの配線レイアウトを示す図である。同図には、画素部2と、振り分け転送部5と、水平転送部6aと、シャント配線8aと、バスライン配線14との配線レイアウトが示されている。   FIG. 2 is a diagram illustrating a wiring layout of the solid-state imaging device 1a. In the figure, a wiring layout of the pixel unit 2, the distribution transfer unit 5, the horizontal transfer unit 6a, the shunt wiring 8a, and the bus line wiring 14 is shown.

画素部2の各垂直転送電極11は、光電変換部3の行ごとに設けられ、コンタクト15を介して電気的に接続された垂直転送電極用のシャント配線21に印加される駆動パルスφV1〜φV6が印加される。すなわち、各垂直転送電極11は、垂直転送電極V1〜V6のいずれか1つに対応する。   Each vertical transfer electrode 11 of the pixel unit 2 is provided for each row of the photoelectric conversion unit 3 and is applied to the vertical transfer electrode shunt wiring 21 electrically connected via the contact 15. Is applied. That is, each vertical transfer electrode 11 corresponds to any one of the vertical transfer electrodes V1 to V6.

振り分け転送部5は振り分け転送電極12を有し、振り分け転送電極12は、水平転送部6aを跨いで設置されたシャント配線8a及びコンタクト15を介して、水平転送部6aを跨いだ領域(図中、下方)にあるバスライン配線14と電気的に接続されている。なお、振り分け転送電極12は例えば単層のポリシリコン、バスライン配線14は例えばアルミニウム、シャント配線8aは例えばタングステンから成る。この振り分け転送電極12は、振り分け転送電極V7L、V7C、V7R、V8L、V8CおよびV8Rのいずれかに対応し、駆動パルスφV7L、φV7C、φV7R、φV8L、φV8CおよびφV8Rの印加に応じて、信号電荷を垂直方向に転送し、信号電荷の転送を列ごとに独立に制御する。なお、振り分け転送電極V7L及びV8Lが同一、振り分け転送電極V7C及びV8Cが同一、振り分け転送電極V7R及びV8Rが同一の垂直転送部4に対応し、振り分け転送電極V8L、V8C及びV8Rが垂直転送部4の最終段に相当する。なお、この振り分け転送電極12は、本発明の制御電極である。   The distribution transfer unit 5 includes a distribution transfer electrode 12, and the distribution transfer electrode 12 is a region that straddles the horizontal transfer unit 6 a via a shunt wiring 8 a and a contact 15 that are disposed across the horizontal transfer unit 6 a (in the drawing). And the bus line wiring 14 on the lower side). The distribution transfer electrode 12 is made of, for example, a single layer of polysilicon, the bus line wiring 14 is made of, for example, aluminum, and the shunt wiring 8a is made of, for example, tungsten. The distribution transfer electrode 12 corresponds to any one of the distribution transfer electrodes V7L, V7C, V7R, V8L, V8C, and V8R, and in response to the application of the drive pulses φV7L, φV7C, φV7R, φV8L, φV8C, and φV8R, Transfer is performed in the vertical direction, and signal charge transfer is controlled independently for each column. The distribution transfer electrodes V7L and V8L are the same, the distribution transfer electrodes V7C and V8C are the same, the distribution transfer electrodes V7R and V8R correspond to the same vertical transfer unit 4, and the distribution transfer electrodes V8L, V8C, and V8R are the vertical transfer unit 4. This corresponds to the last stage. The distribution transfer electrode 12 is a control electrode of the present invention.

水平転送部6aは、2相駆動であり、行方向に複数の水平転送電極13を備える。この各水平転送電極13は、駆動パルスφH1が印加される水平転送電極H1、又は駆動パルスφH2が印加される水平転送電極H2に対応し、水平転送電極H1及び水平転送電極H2は交互に配置されている。なお、水平転送電極H1は本発明の第1の水平転送電極であり、水平転送電極H2は本発明の第2の水平転送電極である。   The horizontal transfer unit 6a is a two-phase drive and includes a plurality of horizontal transfer electrodes 13 in the row direction. Each horizontal transfer electrode 13 corresponds to the horizontal transfer electrode H1 to which the drive pulse φH1 is applied or the horizontal transfer electrode H2 to which the drive pulse φH2 is applied, and the horizontal transfer electrodes H1 and the horizontal transfer electrodes H2 are alternately arranged. ing. The horizontal transfer electrode H1 is the first horizontal transfer electrode of the present invention, and the horizontal transfer electrode H2 is the second horizontal transfer electrode of the present invention.

ここで、シャント配線8aは、水平転送電極13を跨ぐときに、異なる駆動パルスφH1及びφH2が印加されている水平転送電極13、すなわち水平転送電極H1及びH2のいずれとも重なるように、水平転送電極13に対して斜めに配置されている。   Here, when the shunt wiring 8a straddles the horizontal transfer electrode 13, the horizontal transfer electrode 13 overlaps with the horizontal transfer electrode 13 to which different drive pulses φH1 and φH2 are applied, that is, the horizontal transfer electrodes H1 and H2. 13 is disposed obliquely.

図3は、図2に示した水平転送部6aのレイアウトを抜粋した図である。   FIG. 3 is an excerpt of the layout of the horizontal transfer unit 6a shown in FIG.

水平転送電極H1及びH2は、図2に示した各水平転送電極13と同一であり、水平転送電極H1は駆動パルスφH1が印加され、水平転送電極H2は駆動パルスφH2が印加される。シャント配線31a〜36aは、図2に示したシャント配線8aと同一であり、シャント配線31a〜36aにはそれぞれ、駆動パルスφV7L、φV7C、φV7R、φV8L、φV8CおよびφV8Rのいずれかが印加される。例えば、シャント配線31aには駆動パルスφV7l、シャント配線32aには駆動パルスφV8L、シャント配線33aには駆動パルスφ7C、シャント配線34aには駆動パルスφV8C、シャント配線35aには駆動パルスφV7R、シャント配線36aには駆動パルスφ8Rが印加される。   The horizontal transfer electrodes H1 and H2 are the same as the horizontal transfer electrodes 13 shown in FIG. 2, the drive pulse φH1 is applied to the horizontal transfer electrode H1, and the drive pulse φH2 is applied to the horizontal transfer electrode H2. The shunt lines 31a to 36a are the same as the shunt line 8a shown in FIG. 2, and any one of the drive pulses φV7L, φV7C, φV7R, φV8L, φV8C, and φV8R is applied to the shunt lines 31a to 36a, respectively. For example, the driving pulse φV7l for the shunt wiring 31a, the driving pulse φV8L for the shunt wiring 32a, the driving pulse φ7C for the shunt wiring 33a, the driving pulse φV8C for the shunt wiring 34a, the driving pulse φV7R for the shunt wiring 35a, and the shunt wiring 36a. Is applied with a drive pulse φ8R.

ここで、シャント配線31a〜36aはそれぞれ、水平転送電極H1及びH2のいずれとも重なるように配置されている。   Here, the shunt wirings 31a to 36a are disposed so as to overlap with both the horizontal transfer electrodes H1 and H2.

なお、各シャント配線31a〜36aにおいて、当該シャント配線と水平転送電極H1とが重なる面積と、当該シャント配線と水平転送電極H2とが重なる面積とは、実質的に等しいことが望ましい。言い換えると、シャント配線8aと水平転送電極H1とが重なる面積と、シャント配線8aと水平転送電極H2とが重なる面積とは、実質的に等しいことが望ましい。ここで、実質的に等しいとは、例えばシャント配線8aと水平転送電極H1との重なり面積と、シャント配線8aと水平転送電極H2との重なり面積との差が、10%以下であり、より厳密には5%以下であり、さらに特定的には1%以下である。   In each of the shunt lines 31a to 36a, it is desirable that the area where the shunt line and the horizontal transfer electrode H1 overlap is substantially equal to the area where the shunt line and the horizontal transfer electrode H2 overlap. In other words, it is desirable that the area where the shunt wiring 8a and the horizontal transfer electrode H1 overlap is substantially equal to the area where the shunt wiring 8a and the horizontal transfer electrode H2 overlap. Here, “substantially equal” means that, for example, the difference between the overlapping area of the shunt wiring 8a and the horizontal transfer electrode H1 and the overlapping area of the shunt wiring 8a and the horizontal transfer electrode H2 is 10% or less. Is 5% or less, more specifically 1% or less.

次に、このように構成された固体撮像装置1aの奏する効果について説明する。   Next, effects produced by the solid-state imaging device 1a configured as described above will be described.

図4は、駆動パルスφH1及びφH2と、駆動パルスφV7Lとの波形を示すタイミングチャートである。   FIG. 4 is a timing chart showing waveforms of the drive pulses φH1 and φH2 and the drive pulse φV7L.

同図に示すように水平転送部6aが2相駆動の場合、駆動パルスφH1と駆動パルスφH2とは逆相となるので、駆動パルスφH1が立ち上がり始める時刻と、駆動パルスφH2が立ち下がり始める時刻とが同一(t1)であり、駆動パルスφH1からのクロストークによる影響ct1(時刻t1を起点に電圧がプラス側のクロストーク)と、駆動パルスφH2からのクロストークによる影響ct2(同時刻を起点に電圧がマイナス側のクロストーク)とが同時に発生することになる。なお、クロストークによる影響とは、当該クロストークにより発生する電圧のことである。   As shown in the figure, when the horizontal transfer unit 6a is in the two-phase drive, the drive pulse φH1 and the drive pulse φH2 are in opposite phases, so that the time when the drive pulse φH1 starts rising and the time when the drive pulse φH2 starts falling Are the same (t1), and the effect ct1 (crosstalk on the positive side of the voltage starting from time t1) due to the crosstalk from the drive pulse φH1 and the effect ct2 (beginning at the same time from the time t1) (Crosstalk on the minus side of the voltage) occurs at the same time. Note that the influence of crosstalk is a voltage generated by the crosstalk.

この駆動パルスφH1からのクロストークによる影響ct1と、駆動パルスφH2からのクロストークによる影響ct2とは同振幅かつ逆相であるので、駆動パルスφV7Lにおいては駆動パルスφH1からのクロストークによる影響ct1と、駆動パルスφH2からのクロストークによる影響ct2とが打ち消し合う。   Since the influence ct1 due to the crosstalk from the drive pulse φH1 and the influence ct2 from the crosstalk from the drive pulse φH2 have the same amplitude and opposite phase, the influence ct1 due to the crosstalk from the drive pulse φH1 in the drive pulse φV7L The influence ct2 due to the crosstalk from the drive pulse φH2 cancels out.

このように、駆動パルスφV7Lには駆動パルスφH1及びφH2からのクロストークによる影響がない。なお、図4においては駆動パルスφV7L、φV8L、φV7C、φV8C、φV7R及びφV8Rのうち駆動パルスφV7Lのみ図示したが、駆動パルスφV8L、φV7C、φV8C、φV7R及びφV8Rについても同様に、駆動パルスφH1及びφH2からのクロストークによる影響がない。   Thus, the drive pulse φV7L is not affected by the crosstalk from the drive pulses φH1 and φH2. In FIG. 4, only the driving pulse φV7L is shown among the driving pulses φV7L, φV8L, φV7C, φV8C, φV7R, and φV8R. However, the driving pulses φH1 and φH2 are similarly applied to the driving pulses φV8L, φV7C, φV8C, φV7R, and φV8R. There is no influence from crosstalk from.

このように、本実施形態の固体撮像装置1aは、行列状に配置された複数の光電変換部3と、複数の光電変換部3の列ごとに対応して設けられ、対応する光電変換部3から読み出した複数の信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送部4と、複数の水平転送電極13を有し、複数の水平転送電極13それぞれに印加される駆動パルスφH1及びφH2により複数の信号電荷を水平方向に転送する水平転送部6aと、各垂直転送部4から転送された複数の信号電荷をホールドする、または水平転送部6aへ転送する振り分け転送部5とを備え、振り分け転送部5は、各垂直転送部4に対応して設けられた振り分け転送電極12を有し、対応する振り分け転送電極12に印加される電圧に応じて複数の信号電荷をホールドする、または水平転送部6aへ転送し、固体撮像装置1aは、さらに、制振り分け転送電極12に対応して設けられ、対応する振り分け転送電極12に電気的に接続されたシャント配線8aを備え、複数の水平転送電極13は、少なくとも水平転送電極H1と水平転送電極H2とを含み、シャント配線8aは、水平転送電極H1及び水平転送電極H2に重なって配置され、水平転送電極H1に印加される駆動パルスφH1の位相と、水平転送電極H2に印加される駆動パルスφH2の位相とは異なる。   Thus, the solid-state imaging device 1a of the present embodiment is provided corresponding to each of the plurality of photoelectric conversion units 3 arranged in a matrix and the columns of the plurality of photoelectric conversion units 3, and the corresponding photoelectric conversion units 3 are provided. The vertical transfer unit 4 that transfers a plurality of signal charges read from the vertical direction and a plurality of horizontal transfer electrodes 13, and a plurality of signal charges by drive pulses φH 1 and φH 2 applied to the plurality of horizontal transfer electrodes 13, respectively. The horizontal transfer unit 6a for transferring the signal in the horizontal direction and the distribution transfer unit 5 for holding or transferring a plurality of signal charges transferred from each vertical transfer unit 4 to the horizontal transfer unit 6a. The distribution transfer electrode 12 provided corresponding to each vertical transfer unit 4 has a plurality of signal charges depending on the voltage applied to the corresponding distribution transfer electrode 12, or the horizontal transfer unit 6a. The solid-state imaging device 1a further includes a shunt wiring 8a provided corresponding to the distribution / transfer electrode 12 and electrically connected to the corresponding distribution / transfer electrode 12, and the plurality of horizontal transfer electrodes 13 include , Including at least the horizontal transfer electrode H1 and the horizontal transfer electrode H2, and the shunt wiring 8a is disposed so as to overlap the horizontal transfer electrode H1 and the horizontal transfer electrode H2, and the phase of the drive pulse φH1 applied to the horizontal transfer electrode H1; It is different from the phase of the drive pulse φH2 applied to the horizontal transfer electrode H2.

これにより、シャント配線8aは、水平転送電極H1及び水平転送電極H2のいずれともカップリング容量を持つ。ここで、水平転送電極H1に印加される駆動パルスφH1の位相と、水平転送電極H2に印加される駆動パルスφH2の位相とは異なる。よって、駆動パルスφH1及びH2からシャント配線8aを伝達する信号へのクロストークによる影響は互いに打ち消し合い、低減される。その結果、振り分け転送電極12に印加される電圧は所定の電圧に保たれるので、入射光量に応じた正しい階調を得ることができる。   As a result, the shunt wiring 8a has a coupling capacitance with both the horizontal transfer electrode H1 and the horizontal transfer electrode H2. Here, the phase of the drive pulse φH1 applied to the horizontal transfer electrode H1 is different from the phase of the drive pulse φH2 applied to the horizontal transfer electrode H2. Therefore, the influence of crosstalk on the signals transmitted from the drive pulses φH1 and H2 to the shunt wiring 8a cancels each other and is reduced. As a result, the voltage applied to the distribution transfer electrode 12 is maintained at a predetermined voltage, so that a correct gradation according to the amount of incident light can be obtained.

また、シャント配線8aを水平転送部6a上に斜めに配置することで、配線レイアウトが容易に設計できる。   Also, the wiring layout can be easily designed by arranging the shunt wiring 8a obliquely on the horizontal transfer portion 6a.

また、シャント配線8aと、水平転送電極H1及びH2との重なり面積を実質的に等しくすることで、駆動パルスφH1からのクロストークによる影響と、駆動パルスφH2からのクロストークによる影響とをほぼ同じにできるので、これらのクロストークによる駆動パルスφV7L、φV8L、φV7C、φV8C、φV7R及びφV8Rへの影響を打ち消し合うことができる。   Further, by making the overlapping area of the shunt wiring 8a and the horizontal transfer electrodes H1 and H2 substantially equal, the influence of the crosstalk from the drive pulse φH1 and the influence of the crosstalk from the drive pulse φH2 are substantially the same. Therefore, the influence on the drive pulses φV7L, φV8L, φV7C, φV8C, φV7R and φV8R due to the crosstalk can be canceled out.

なお、本実施形態において、シャント配線8aは斜めに配置したが、図5に示すように、駆動パルスφH1の水平転送電極H1と、駆動パルスφH2の水平転送電極H2とのギャップの中心から左右対称に広がるように配置することも有効である。つまり、水平転送部6aが2相駆動の場合、シャント配線31a’〜36a’は、水平転送部6aの電荷転送方向と垂直方向に配置され、隣り合う水平転送電極H1の一部及び水平転送電極H2の一部に重なって配置され、シャント配線31a’〜36a’それぞれが水平転送電極H1と重なる面積と、当該シャント配線31a’〜36a’が水平転送電極H2と重なる面積とが実質的に等しくてもよい。   In the present embodiment, the shunt wiring 8a is disposed obliquely, but as shown in FIG. 5, it is symmetrical from the center of the gap between the horizontal transfer electrode H1 of the drive pulse φH1 and the horizontal transfer electrode H2 of the drive pulse φH2. It is also effective to arrange it so as to spread. That is, when the horizontal transfer unit 6a is two-phase driven, the shunt wirings 31a ′ to 36a ′ are arranged in a direction perpendicular to the charge transfer direction of the horizontal transfer unit 6a, and a part of the adjacent horizontal transfer electrode H1 and the horizontal transfer electrode. The area where the shunt wirings 31a 'to 36a' each overlap with the horizontal transfer electrode H1 and the area where the shunt wirings 31a 'to 36a' overlap with the horizontal transfer electrode H2 are substantially equal. May be.

(第2の実施形態)
本実施形態の固体撮像装置は、第1の実施形態に係る固体撮像装置1aと比較して、水平転送部が4相駆動である点が異なるが、第1の実施形態に係る固体撮像装置1aと同様に、水平転送電極に印加される駆動パルスからのクロストークの影響を低減し、入射光量に応じた正しい階調が得られる。
(Second Embodiment)
The solid-state imaging device according to the present embodiment is different from the solid-state imaging device 1a according to the first embodiment in that the horizontal transfer unit is a four-phase drive, but the solid-state imaging device 1a according to the first embodiment. Similarly to the above, the influence of crosstalk from the drive pulse applied to the horizontal transfer electrode is reduced, and a correct gradation according to the amount of incident light can be obtained.

図6は、本実施形態に係る固体撮像装置の概略構成を示す構成図である。   FIG. 6 is a configuration diagram illustrating a schematic configuration of the solid-state imaging device according to the present embodiment.

同図に示す固体撮像装置1bは、第1の実施形態の固体撮像装置1aとほぼ同じであるが、水平転送部6bが4相駆動であり、シャント配線8bが隣接する互いに位相の異なる4つの水平転送電極と重なって配置されている点が異なる。以下、第1の実施形態と異なる点について説明する。   The solid-state imaging device 1b shown in the figure is substantially the same as the solid-state imaging device 1a of the first embodiment, but the horizontal transfer unit 6b is four-phase driven, and the shunt wirings 8b are adjacent to each other in four different phases. The difference is that they are arranged overlapping the horizontal transfer electrodes. Hereinafter, differences from the first embodiment will be described.

水平転送部6bは、4相駆動であり、駆動パルスφH1〜φH4に応じて、信号電荷を水平方向に転送する。以下では、複数の水平転送電極13のうち、駆動パルスφH1が印加される水平転送電極13を水平転送電極H1、駆動パルスφH2が印加される水平転送電極13を水平転送電極H2、駆動パルスφH3が印加される水平転送電極13を水平転送電極H3、駆動パルスφH4が印加される水平転送電極13を水平転送電極H4と記載する場合がる。なお、第1の実施形態と同様、水平転送電極13は単層で形成されている。   The horizontal transfer unit 6b is a four-phase drive, and transfers signal charges in the horizontal direction according to the drive pulses φH1 to φH4. In the following, among the plurality of horizontal transfer electrodes 13, the horizontal transfer electrode 13 to which the drive pulse φH1 is applied is the horizontal transfer electrode H1, the horizontal transfer electrode 13 to which the drive pulse φH2 is applied is the horizontal transfer electrode H2, and the drive pulse φH3 is the drive pulse φH3. The applied horizontal transfer electrode 13 may be referred to as a horizontal transfer electrode H3, and the horizontal transfer electrode 13 to which the drive pulse φH4 is applied may be referred to as a horizontal transfer electrode H4. As in the first embodiment, the horizontal transfer electrode 13 is formed of a single layer.

図7は、固体撮像装置1bの配線レイアウトを示す図である。同図には、画素部2と、振り分け転送部5と、水平転送部6bと、シャント配線8bと、バスライン配線14とが示されている。   FIG. 7 is a diagram illustrating a wiring layout of the solid-state imaging device 1b. In the figure, a pixel unit 2, a distribution transfer unit 5, a horizontal transfer unit 6b, a shunt wiring 8b, and a bus line wiring 14 are shown.

また、図7に示されるように、振り分け転送電極12は、シャント配線8b及びコンタクト15を介して、水平転送部6bの下方にあるバスライン配線14と電気的に接続されている。   Further, as shown in FIG. 7, the distribution transfer electrode 12 is electrically connected to the bus line wiring 14 below the horizontal transfer portion 6 b through the shunt wiring 8 b and the contact 15.

水平転送部6bは、4相駆動であり、複数の水平転送電極13を備える。各水平転送電極13は、水平転送電極H1〜H4のいずれかに対応し、水平転送電極H1、H2、H3及びH4は、この並びで繰り返し配置されている。   The horizontal transfer unit 6 b is a four-phase drive and includes a plurality of horizontal transfer electrodes 13. Each horizontal transfer electrode 13 corresponds to one of the horizontal transfer electrodes H1 to H4, and the horizontal transfer electrodes H1, H2, H3, and H4 are repeatedly arranged in this arrangement.

シャント配線8bは、振り分け転送部5から水平転送部6bへの電荷転送方向に対して斜めに配置され、異なる駆動パルスφH1〜φH4が印加されている水平転送電極13、すなわち水平転送電極H1〜H4それぞれに重なっている。ここで、シャント配線8bと、水平転送電極H1〜H4それぞれとが重なる面積は、実質的に等しい。   The shunt wiring 8b is arranged obliquely with respect to the charge transfer direction from the distribution transfer unit 5 to the horizontal transfer unit 6b, and the horizontal transfer electrode 13 to which different drive pulses φH1 to φH4 are applied, that is, the horizontal transfer electrodes H1 to H4. Overlapping each other. Here, the areas where the shunt wiring 8b and the horizontal transfer electrodes H1 to H4 overlap each other are substantially equal.

図8は、駆動パルスφH1〜φH4と、駆動パルスφV7Lとの波形を示すタイミングチャートである。   FIG. 8 is a timing chart showing waveforms of drive pulses φH1 to φH4 and drive pulse φV7L.

同図に示すように4相駆動の場合、駆動パルスφH1〜φH4は、互いに位相が90度ずれた波形となる。したがって、駆動パルスφH1と駆動パルスφH3、また、駆動パルスφH2と駆動パルスφH4は、互いに逆相となる。つまり、シャント配線8bは、互いに逆相となる駆動パルスが印加されている水平転送電極13を2組跨ぐ。   As shown in the figure, in the case of four-phase driving, the driving pulses φH1 to φH4 have waveforms that are 90 degrees out of phase with each other. Therefore, the drive pulse φH1 and the drive pulse φH3, and the drive pulse φH2 and the drive pulse φH4 are out of phase with each other. That is, the shunt wiring 8b straddles two sets of horizontal transfer electrodes 13 to which driving pulses having opposite phases are applied.

よって、駆動パルスφH1が立ち上がり始める時刻と、駆動パルスφH3が立ち下がり始める時刻とは同一(時刻t2)であるので、駆動パルスφH1からのクロストークによる影響と、駆動パルスφH3からのクロストークによる影響とが同時に発生する。   Therefore, the time when the drive pulse φH1 starts to rise and the time when the drive pulse φH3 starts to fall are the same (time t2). Occur at the same time.

ここで、駆動パルスφH1からのクロストークによる影響と、駆動パルスφH3からのクロストークによる影響とは、同振幅かつ逆相であるので、駆動パルスφV7Lにおいては、駆動パルスφH1からのクロストークによる影響と駆動パルスφH3からのクロストークによる影響とが打ち消し合う。   Here, since the influence of the crosstalk from the driving pulse φH1 and the influence of the crosstalk from the driving pulse φH3 have the same amplitude and opposite phase, the influence of the crosstalk from the driving pulse φH1 in the driving pulse φV7L. And the influence of crosstalk from the drive pulse φH3 cancel each other.

同様に、駆動パルスφH2が立ち上がり始める時刻と、駆動パルスφH4が立ち下がり始める時刻とは同一(時刻t3)であり、駆動パルスφH2と駆動パルスφH2とは同振幅かつ逆相であるので、駆動パルスφV7Lにおいては、駆動パルスφH2からのクロストークによる影響と駆動パルスφH4からのクロストークによる影響とが打ち消し合う。   Similarly, the time when drive pulse φH2 begins to rise and the time when drive pulse φH4 begins to fall are the same (time t3), and drive pulse φH2 and drive pulse φH2 have the same amplitude and opposite phase. In φV7L, the effects of crosstalk from drive pulse φH2 and the effects of crosstalk from drive pulse φH4 cancel each other.

このように、本実施形態に係る固体撮像装置1bは、水平転送部6bが4相駆動であり、複数の水平転送電極13が、水平転送電極H1、水平転送電極H2、水平転送電極H3及び水平転送電極H4を含み、シャント配線8bが互いに位相が反転する駆動パルスφH1及びφH3と、駆動パルスφH2及びφH4が印加されている水平転送電極H1〜H4と重なるように配置されている。これにより、水平転送部6bが4相駆動の場合においても、駆動パルスφH1〜φH4から駆動パルスφV7L、φV7C、φV7R、φV8L、φV8CおよびφV8Rへのクロストークによる影響を低減でき、入射光量に応じた正しい階調が得られる。   As described above, in the solid-state imaging device 1b according to the present embodiment, the horizontal transfer unit 6b is four-phase driven, and the plurality of horizontal transfer electrodes 13 are the horizontal transfer electrode H1, the horizontal transfer electrode H2, the horizontal transfer electrode H3, and the horizontal. Including the transfer electrode H4, the shunt wiring 8b is disposed so as to overlap the drive pulses φH1 and φH3 whose phases are inverted with each other and the horizontal transfer electrodes H1 to H4 to which the drive pulses φH2 and φH4 are applied. As a result, even when the horizontal transfer unit 6b is driven in four phases, the influence of crosstalk from the drive pulses φH1 to φH4 to the drive pulses φV7L, φV7C, φV7R, φV8L, φV8C, and φV8R can be reduced. Correct gradation can be obtained.

(第3の実施形態)
本実施形態の固体撮像装置は、基板と、固体撮像素子と、基板上の第1の配線層に形成され、固体撮像素子を制御する信号が印加された第1の信号線と、第1の配線層に形成され、固体撮像素子を制御する信号が印加された第2の信号線と、第1の配線層上方の第2の配線層に形成され、第1の信号線及び第2の信号線に重なって配置され、固体撮像素子を制御する信号が印加される第3の信号線とを備え、第1の信号線に印加される信号と、第2の信号線に印加される信号とは逆相であり、第3の信号線が第1の信号線と重なる面積と、第3の信号線が第2の信号線と重なる面積とは、実質的に等しい。
(Third embodiment)
The solid-state imaging device of the present embodiment includes a substrate, a solid-state imaging device, a first signal line formed on a first wiring layer on the substrate, to which a signal for controlling the solid-state imaging device is applied, and a first A second signal line formed in the wiring layer and applied with a signal for controlling the solid-state imaging device, and a second signal line formed above the first wiring layer, the first signal line and the second signal A signal line applied to the first signal line and a signal applied to the second signal line. Are in reverse phase, and the area where the third signal line overlaps the first signal line is substantially equal to the area where the third signal line overlaps the second signal line.

図9は、本実施形態に係る固体撮像装置の概略構成を示す構成図である。   FIG. 9 is a configuration diagram illustrating a schematic configuration of the solid-state imaging device according to the present embodiment.

本実施形態に係る固体撮像装置100は、固体撮像素子101の駆動を制御する配線が多数用意されており、例えば、配線102は、垂直転送を制御する配線として、配線103は、水平転送を制御する配線として用いられている。配線には、例えばアルミニウムが用いられる。また、同じく固体撮像素子101を制御する配線104は、一部で配線103を跨ぐように設置されている。   The solid-state imaging device 100 according to the present embodiment has a large number of wirings for controlling the driving of the solid-state imaging device 101. For example, the wiring 102 is a wiring that controls vertical transfer, and the wiring 103 controls horizontal transfer. It is used as wiring. For example, aluminum is used for the wiring. Similarly, a part of the wiring 104 that controls the solid-state imaging device 101 is installed so as to straddle the wiring 103.

図10は、図9のX部を拡大し、配線レイアウトを示す図である。なお、図10において、配線111は図9に示した配線103の一例であり、配線112は図9に示した配線103の他の一例であり、配線113及びジャンパー配線114は図9に示した配線104の一例である。   FIG. 10 is an enlarged view of a portion X in FIG. 9 and shows a wiring layout. 10, the wiring 111 is an example of the wiring 103 shown in FIG. 9, the wiring 112 is another example of the wiring 103 shown in FIG. 9, and the wiring 113 and the jumper wiring 114 are shown in FIG. 2 is an example of a wiring 104;

配線111は基板上の第1の配線層に形成され、配線112は第1の配線層に形成されている。配線113は、ジャンパー配線114及びコンタクト115を介して、配線111及び配線112との2つの配線を跨いでいる。ジャンパー配線114は第1の配線層上方の第2の配線層に形成され、配線111及び配線112に重なって配置され、ジャンパー配線114が配線111と重なる面積と、ジャンパー配線114が配線112と重なる面積とは、実質的に等しい。   The wiring 111 is formed in the first wiring layer on the substrate, and the wiring 112 is formed in the first wiring layer. The wiring 113 straddles the two wirings of the wiring 111 and the wiring 112 through the jumper wiring 114 and the contact 115. The jumper wiring 114 is formed in the second wiring layer above the first wiring layer, and is disposed so as to overlap the wiring 111 and the wiring 112. The jumper wiring 114 overlaps the wiring 111 and the jumper wiring 114 overlaps the wiring 112. The area is substantially equal.

ここで、配線111及び配線112には、例えば、図4の2相駆動の駆動パルスφH1及びφH2が印加されており、配線111に駆動パルスφH1、配線112に駆動パルスφH2が印加されている。駆動パルスφH1及び駆動パルスφH2は、固体撮像素子101を制御する信号である。   Here, for example, the driving pulses φH1 and φH2 of the two-phase driving in FIG. 4 are applied to the wiring 111 and the wiring 112, the driving pulse φH1 is applied to the wiring 111, and the driving pulse φH2 is applied to the wiring 112. The drive pulse φH1 and the drive pulse φH2 are signals for controlling the solid-state imaging device 101.

ジャンパー配線114には、例えばタングステンが用いられており、配線111及び配線112と、ジャンパー配線114との間でカップリング容量を持ち、クロストークが発生する。   For example, tungsten is used for the jumper wiring 114, and has a coupling capacitance between the wiring 111 and the wiring 112 and the jumper wiring 114, and crosstalk occurs.

しかしながら、配線111と配線112には、互いに逆相の駆動パルスφH1及びφH2が印加されているため、配線111の駆動パルスφH1の立ち上がり始める時刻と、配線112の駆動パルスφH2の立ち下がり始める時刻が同時刻となる。ジャンパー配線114を伝達する信号には、配線111の駆動パルスφH1からのクロストークによる影響と、配線112の駆動パルスφH2からのクロストークによる影響とが入るが、それぞれ相殺し合うことによって、ジャンパー配線114を伝達する信号へのクロストークによる影響を低減することができる。なお、配線111は本発明の第1の信号線であり、配線112は本発明の第2の信号線であり、ジャンパー配線114は本発明の第3の信号線である。   However, since the driving pulses φH1 and φH2 having opposite phases are applied to the wiring 111 and the wiring 112, the time when the driving pulse φH1 of the wiring 111 starts rising and the time when the driving pulse φH2 of the wiring 112 starts falling At the same time. The signal transmitted through the jumper wiring 114 includes an influence due to the crosstalk from the driving pulse φH1 of the wiring 111 and an influence due to the crosstalk from the driving pulse φH2 of the wiring 112. By canceling each other, the jumper wiring It is possible to reduce the influence of crosstalk on the signal transmitted through 114. Note that the wiring 111 is a first signal line of the present invention, the wiring 112 is a second signal line of the present invention, and the jumper wiring 114 is a third signal line of the present invention.

このように、本実施形態に係る固体撮像装置100は、基板と、固体撮像素子101と、基板上の第1の配線層に形成され、固体撮像素子101を制御する駆動パルスφH1が印加された配線111と、第1の配線層に形成され、固体撮像素子101を制御する駆動パルスφH2が印加された配線112と、第1の配線層上方の第2の配線層に形成され、配線111及び配線112に重なって配置され、固体撮像素子101を制御する信号が印加される配線113とを備え、配線111に印加される駆動パルスφH1と、配線112に印加される駆動パルスφH2とは逆相であり、ジャンパー配線114が配線111と重なる面積と、ジャンパー配線114が配線112と重なる面積とは、実質的に等しい。   Thus, the solid-state imaging device 100 according to the present embodiment is formed on the substrate, the solid-state imaging device 101, and the first wiring layer on the substrate, and the drive pulse φH1 that controls the solid-state imaging device 101 is applied. The wiring 111, the wiring 112 formed in the first wiring layer, to which the driving pulse φH2 for controlling the solid-state imaging device 101 is applied, and the second wiring layer above the first wiring layer are formed. The wiring 113 is disposed so as to overlap the wiring 112 and to which a signal for controlling the solid-state imaging device 101 is applied. The driving pulse φH1 applied to the wiring 111 and the driving pulse φH2 applied to the wiring 112 are in reverse phase. Therefore, the area where the jumper wiring 114 overlaps the wiring 111 and the area where the jumper wiring 114 overlaps the wiring 112 are substantially equal.

これにより、配線111及び配線112からジャンパー配線114へのクロストークによる影響が相殺し合うので、ジャンパー配線114を伝達している信号はクロストークによる影響を受けず所定の電圧となるので、固体撮像素子101の制御が適切に行える。   As a result, the effects of crosstalk from the wiring 111 and the wiring 112 to the jumper wiring 114 cancel each other, so that the signal transmitted through the jumper wiring 114 is not affected by the crosstalk and becomes a predetermined voltage. The element 101 can be controlled appropriately.

(第4の実施形態)
本実施形態の固体撮像装置は、実施形態1に係る固体撮像装置1aと比較して、振り分け転送部5及び水平転送部6aに代わり、4相駆動の第1の水平転送部及び第2の水平転送部と、第1の水平転送部と第2の水平転送部との間に配置された水平間転送部とを備える。具体的には、本実施形態に係る固体撮像装置は、行列状に配置された複数の光電変換部と、複数の光電変換部の列ごとに対応して設けられ、対応する光電変換部から読み出した複数の信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送部と、複数の第1電極を有し、複数の第1電極それぞれに印加される水平駆動信号により各垂直転送部から転送された複数の信号電荷の一部を水平方向に転送する第1の水平転送部と、第1の水平転送部と並列に配置され、各垂直転送部から転送された複数の信号電荷の他部を水平方向に転送する第2の水平転送部と、第1の水平転送部と第2の水平転送部との間に配置され、複数の信号電荷の他部を第1の水平転送部から第2の水平転送部に選択的に転送する水平間転送部と、第1電極に対応して設けられ、対応する第1電極に電気的に接続された配線とを備え、第2の水平転送部は、少なくとも第1の水平転送電極と第2の水平転送電極とを含む複数の第2電極を有し、複数の第2電極それぞれに印加される水平駆動信号により複数の信号電荷の他部を転送し、配線は、第1の水平転送電極及び第2の水平転送電極に重なって配置され、第1の水平転送電極に印加される水平駆動信号の位相と、第2の水平転送電極に印加される水平駆動信号の位相とは異なる。
(Fourth embodiment)
Compared with the solid-state imaging device 1a according to the first embodiment, the solid-state imaging device according to the present embodiment replaces the sorting transfer unit 5 and the horizontal transfer unit 6a with a four-phase first horizontal transfer unit and a second horizontal transfer unit. A transfer unit, and an inter-horizontal transfer unit disposed between the first horizontal transfer unit and the second horizontal transfer unit. Specifically, the solid-state imaging device according to the present embodiment is provided corresponding to each of the plurality of photoelectric conversion units arranged in a matrix and the columns of the plurality of photoelectric conversion units, and is read from the corresponding photoelectric conversion unit. And a plurality of signals transferred from each vertical transfer unit by a horizontal drive signal applied to each of the plurality of first electrodes. The vertical transfer unit transfers a plurality of signal charges in the vertical direction and a plurality of first electrodes. A first horizontal transfer unit that transfers a part of the charges in the horizontal direction, and the other parts of the plurality of signal charges transferred from each vertical transfer unit are transferred in the horizontal direction in parallel with the first horizontal transfer unit. And a second horizontal transfer unit disposed between the first horizontal transfer unit and the first horizontal transfer unit and the second horizontal transfer unit. Are provided corresponding to the first electrode and the inter-horizontal transfer unit for selectively transferring to And a second horizontal transfer unit having a plurality of second electrodes including at least a first horizontal transfer electrode and a second horizontal transfer electrode, and a plurality of second electrodes. The other part of the plurality of signal charges is transferred by a horizontal drive signal applied to each of the second electrodes, and the wiring is arranged so as to overlap the first horizontal transfer electrode and the second horizontal transfer electrode. The phase of the horizontal drive signal applied to the electrode is different from the phase of the horizontal drive signal applied to the second horizontal transfer electrode.

これにより、配線は、第1の水平転送電極及び第2の水平転送電極のいずれともカップリング容量を持つ。ここで、第1の水平転送電極に印加される水平駆動信号の位相と、第2の水平転送電極に印加される水平駆動信号の位相とは異なる。よって、第1の水平転送電極に印加される水平駆動信号及び第2の水平転送電極に印加される水平駆動信号からの配線を伝達する信号へのクロストークによる影響は互いに打ち消し合い、低減される。その結果、第1電極に印加される電圧は所定の電圧に保たれるので、本実施形態に係る固体撮像装置は、入射光量に応じた正しい階調が得られる高速駆動を実現できる。   Thus, the wiring has a coupling capacitance with both the first horizontal transfer electrode and the second horizontal transfer electrode. Here, the phase of the horizontal drive signal applied to the first horizontal transfer electrode is different from the phase of the horizontal drive signal applied to the second horizontal transfer electrode. Therefore, the influence of crosstalk on the signal transmitted through the wiring from the horizontal drive signal applied to the first horizontal transfer electrode and the horizontal drive signal applied to the second horizontal transfer electrode cancels each other and is reduced. . As a result, the voltage applied to the first electrode is maintained at a predetermined voltage, so that the solid-state imaging device according to the present embodiment can realize high-speed driving that can obtain a correct gradation according to the amount of incident light.

図11は、本実施形態に係る固体撮像装置の概略構成を示す構成図である。   FIG. 11 is a configuration diagram illustrating a schematic configuration of the solid-state imaging device according to the present embodiment.

本実施形態に係る固体撮像装置301は、実施形態1に係る固体撮像装置1aと比較して、水平転送部6a、振り分け転送部5、出力部7及びシャント配線8aに代わり、第1の水平転送部306aと、第2の水平転送部306bと、水平間振り分け転送部305と、第1の出力部307aと、第2の出力部307bと、シャント配線308とを備える。   Compared with the solid-state imaging device 1a according to the first embodiment, the solid-state imaging device 301 according to the present embodiment replaces the horizontal transfer unit 6a, the distribution transfer unit 5, the output unit 7, and the shunt wiring 8a with the first horizontal transfer. A unit 306a, a second horizontal transfer unit 306b, an inter-horizontal distribution transfer unit 305, a first output unit 307a, a second output unit 307b, and a shunt wiring 308.

第1の水平転送部306a及び第2の水平転送電極は、単層の水平転送電極H1、H2、H3及びH4を有するCCDを備え、駆動パルスφH1〜φH4により駆動される。   The first horizontal transfer unit 306a and the second horizontal transfer electrode include a CCD having single-layer horizontal transfer electrodes H1, H2, H3, and H4, and are driven by drive pulses φH1 to φH4.

水平間振り分け転送部305は、本発明の水平間転送部であって、水平間振り分け転送電極を有するCCDを備え、駆動パルスφHHTにより駆動される。   The horizontal distribution transfer unit 305 is a horizontal transfer unit according to the present invention, includes a CCD having a horizontal distribution transfer electrode, and is driven by a drive pulse φHHT.

また、第1の実施形態のように、画素部2と第1の水平転送部306aとの間に、振り分け転送部を設けることも可能だが、ここでは省略する。さらに、第1の出力部307a及び第2の出力部307bの役割は、第1の実施形態に係る固体撮像装置1aの出力部7と同一のため、ここでは説明を省略する。   Further, as in the first embodiment, a distribution transfer unit may be provided between the pixel unit 2 and the first horizontal transfer unit 306a, but is omitted here. Furthermore, since the roles of the first output unit 307a and the second output unit 307b are the same as those of the output unit 7 of the solid-state imaging device 1a according to the first embodiment, description thereof is omitted here.

次に、本実施形態に係る固体撮像装置301の動作について、簡単に説明する。   Next, the operation of the solid-state imaging device 301 according to this embodiment will be briefly described.

2ライン分の信号を2つの水平転送部を用いて同時に転送する構造を有する場合、まず、垂直転送部4を垂直方向に転送された信号電荷は、第1の水平転送部306aに転送される。さらに、水平間振り分け転送部305を通じて、第2の水平転送部306bに転送される。   In the case of a structure in which signals for two lines are transferred simultaneously using two horizontal transfer units, first, the signal charges transferred in the vertical direction by the vertical transfer unit 4 are transferred to the first horizontal transfer unit 306a. . Further, the data is transferred to the second horizontal transfer unit 306b through the horizontal distribution transfer unit 305.

続いて、垂直転送部4を垂直方向に転送された信号電荷は、第1の水平転送部306aに転送される。このとき、水平間振り分け転送部305は、信号が転送されない状態にある。   Subsequently, the signal charges transferred in the vertical direction by the vertical transfer unit 4 are transferred to the first horizontal transfer unit 306a. At this time, the horizontal distribution transfer unit 305 is in a state where no signal is transferred.

この状態で、第1の水平転送部306a及び第2の水平転送部306bは、垂直転送部4から転送された信号電荷を、駆動パルスφH1〜H4に応じて水平方向に2ライン同時に転送する。   In this state, the first horizontal transfer unit 306a and the second horizontal transfer unit 306b simultaneously transfer the signal charges transferred from the vertical transfer unit 4 in two horizontal directions in accordance with the drive pulses φH1 to H4.

これにより、本実施形態に係る固体撮像装置301は、高速駆動を実現できる。   Thereby, the solid-state imaging device 301 according to the present embodiment can realize high-speed driving.

図12は、固体撮像装置の配線レイアウトを示す図である。同図には、画素部2と、第1の水平転送部306aと、水平間振り分け転送部305と、第2の水平転送部306bと、シャント配線308と、バスライン配線314との配線レイアウトが示されている。   FIG. 12 is a diagram illustrating a wiring layout of the solid-state imaging device. In the figure, the wiring layout of the pixel unit 2, the first horizontal transfer unit 306a, the horizontal distribution transfer unit 305, the second horizontal transfer unit 306b, the shunt wiring 308, and the bus line wiring 314 is shown. It is shown.

第1の水平転送部306aは、複数の水平転送電極313aを有し、複数の水平転送電極313aそれぞれに印加される駆動パルスφH1〜φH4により各垂直転送部4から転送された複数の信号電荷の一部を水平方向に転送する。なお、水平転送電極313aは、本発明の第1電極である。   The first horizontal transfer unit 306a includes a plurality of horizontal transfer electrodes 313a, and a plurality of signal charges transferred from each vertical transfer unit 4 by drive pulses φH1 to φH4 applied to the plurality of horizontal transfer electrodes 313a. Transfer part horizontally. The horizontal transfer electrode 313a is the first electrode of the present invention.

水平間振り分け転送部305は、水平間振り分け転送電極312を有し、第1の水平転送部306aに転送された複数の信号電荷の他部を第2の水平転送部306bに選択的に転送する。   The horizontal distribution transfer unit 305 has a horizontal distribution transfer electrode 312, and selectively transfers other portions of the plurality of signal charges transferred to the first horizontal transfer unit 306a to the second horizontal transfer unit 306b. .

第2の水平転送部306bは、第1の水平転送部306aと並列に配置され、各垂直転送部4から転送された複数の信号電荷の他部を水平方向に転送する。この第2の水平転送部306bは、複数の水平転送電極313bを有し、複数の水平転送電極313bそれぞれに印加される駆動パルスφH1〜φH4により複数の信号電荷の他部を転送する。なお、水平転送電極313bは、本発明の第2電極である。   The second horizontal transfer unit 306b is arranged in parallel with the first horizontal transfer unit 306a, and transfers other portions of the plurality of signal charges transferred from the vertical transfer units 4 in the horizontal direction. The second horizontal transfer unit 306b includes a plurality of horizontal transfer electrodes 313b, and transfers other portions of the plurality of signal charges by drive pulses φH1 to φH4 applied to the plurality of horizontal transfer electrodes 313b. The horizontal transfer electrode 313b is the second electrode of the present invention.

第1の水平転送部306aの水平転送電極313aは、第2の水平転送部306bを跨いで設置されたシャント配線308及びコンタクト315を介して、第2の水平転送部306bを跨いだ領域(図中、下方)にあるバスライン配線314と電気的に接続されている。なお、水平転送電極313a、水平転送電極313b及び水平間振り分け転送電極312は例えば単層のポリシリコン、バスライン配線314は例えばアルミニウム、シャント配線308は例えばタングステンから成る。   The horizontal transfer electrode 313a of the first horizontal transfer unit 306a is a region straddling the second horizontal transfer unit 306b via a shunt wiring 308 and a contact 315 installed across the second horizontal transfer unit 306b (see FIG. It is electrically connected to the bus line wiring 314 located in the middle and bottom). The horizontal transfer electrode 313a, the horizontal transfer electrode 313b, and the horizontal distribution transfer electrode 312 are made of, for example, a single layer of polysilicon, the bus line wiring 314 is made of, for example, aluminum, and the shunt wiring 308 is made of, for example, tungsten.

第1の水平転送部306a及び第2の水平転送部306bは、4相駆動である。ここで、第1の水平転送部306aが有する複数の水平転送電極313a及び第2の水平転送部306bが有する複数の水平転送電極313bのうち、駆動パルスφH1が印加される水平転送電極313aを水平転送電極H1、駆動パルスφH2が印加される水平転送電極313aを水平転送電極H2、駆動パルスφH3が印加される水平転送電極313aを水平転送電極H3、駆動パルスφH4が印加される水平転送電極313aを水平転送電極H4とする。このとき、第1の水平転送部306a及び第2の水平転送部306bのいずれでも、水平転送電極H1、水平転送電極H2、水平転送電極H3、及び水平転送電極H4は順に配置されている。しかし、第1の水平転送部306aと第2の水平転送部306bとでは、その並びが2電極ずれて配置されている。つまり、第1の水平転送部306aの水平転送電極H1と同じ列にある第2の水平転送部306bの水平転送電極は水平転送電極H3である。   The first horizontal transfer unit 306a and the second horizontal transfer unit 306b are four-phase drive. Here, among the plurality of horizontal transfer electrodes 313a included in the first horizontal transfer unit 306a and the plurality of horizontal transfer electrodes 313b included in the second horizontal transfer unit 306b, the horizontal transfer electrode 313a to which the drive pulse φH1 is applied is horizontally set. The transfer electrode H1, the horizontal transfer electrode 313a to which the drive pulse φH2 is applied, the horizontal transfer electrode H2, the horizontal transfer electrode 313a to which the drive pulse φH3 is applied to the horizontal transfer electrode H3, and the horizontal transfer electrode 313a to which the drive pulse φH4 is applied. The horizontal transfer electrode H4 is used. At this time, in both the first horizontal transfer unit 306a and the second horizontal transfer unit 306b, the horizontal transfer electrode H1, the horizontal transfer electrode H2, the horizontal transfer electrode H3, and the horizontal transfer electrode H4 are sequentially arranged. However, the first horizontal transfer unit 306a and the second horizontal transfer unit 306b are arranged so that their arrangement is shifted by two electrodes. That is, the horizontal transfer electrode of the second horizontal transfer unit 306b in the same column as the horizontal transfer electrode H1 of the first horizontal transfer unit 306a is the horizontal transfer electrode H3.

ここで、シャント配線308は、第2の水平転送部306bの水平転送電極313bを跨ぐときに、駆動パルスφH1、φH2、φH3及びφH4が印加されている水平転送電極313a、すなわち水平転送電極H1、H2、H3及びH4のいずれとも重なるように、水平転送電極313bに対して斜めに配置されている。言い換えると、シャント配線308は、第1の水平転送部306aから水平間振り分け転送部305を介して第2の水平転送部306bへの信号電荷の転送方向に対して斜めに配置されている。   Here, when the shunt wiring 308 straddles the horizontal transfer electrode 313b of the second horizontal transfer unit 306b, the horizontal transfer electrode 313a to which the drive pulses φH1, φH2, φH3, and φH4 are applied, that is, the horizontal transfer electrode H1, It is arranged obliquely with respect to the horizontal transfer electrode 313b so as to overlap with any of H2, H3 and H4. In other words, the shunt wiring 308 is arranged obliquely with respect to the signal charge transfer direction from the first horizontal transfer unit 306a to the second horizontal transfer unit 306b via the horizontal distribution transfer unit 305.

なお、シャント配線308と、第2の水平転送部306bが有する水平転送電極H1、H2、H3及びH4のそれぞれとの重なり面積は、実質的に等しいことが望ましい。   It is desirable that the overlapping areas of the shunt wiring 308 and the horizontal transfer electrodes H1, H2, H3, and H4 included in the second horizontal transfer unit 306b are substantially equal.

以上のように、本実施形態に係る固体撮像装置301は、行列状に配置された複数の光電変換部3と、複数の光電変換部3の列ごとに対応して設けられ、対応する光電変換部3から読み出した複数の信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送部4と、複数の水平転送電極313aを有し、複数の水平転送電極313aそれぞれに印加される駆動パルスφH1、φH2、φH3及びφH4により各垂直転送部4から転送された複数の信号電荷の一部を水平方向に転送する第1の水平転送部306aと、第1の水平転送部306aと並列に配置され、各垂直転送部4から転送された複数の信号電荷の他部を水平方向に転送する第2の水平転送部306bと、第1の水平転送部306aと第2の水平転送部306bとの間に配置され、複数の信号電荷の他部を第1の水平転送部306aから第2の水平転送部306bに選択的に転送する水平間振り分け転送部305と、水平転送電極313aに対応して設けられ、対応する水平転送電極313aに電気的に接続されたシャント配線308とを備え、第2の水平転送部306bは、少なくとも水平転送電極H1及びH2を含む複数の水平転送電極313bを有し、複数の水平転送電極313bそれぞれに印加される駆動パルスφH1、φH2、φH3及びφH4により複数の信号電荷の他部を転送し、シャント配線308は、水平転送電極H1及びH2に重なって配置され、水平転送電極H1に印加される駆動パルスφH1の位相と、第2の水平転送電極に印加される駆動パルスφH2の位相とは異なる。   As described above, the solid-state imaging device 301 according to the present embodiment is provided corresponding to each of the plurality of photoelectric conversion units 3 arranged in a matrix and the columns of the plurality of photoelectric conversion units 3, and corresponding photoelectric conversions. The vertical transfer unit 4 that transfers a plurality of signal charges read from the unit 3 in the vertical direction and a plurality of horizontal transfer electrodes 313a, and drive pulses φH1, φH2, φH3 applied to the plurality of horizontal transfer electrodes 313a, and A first horizontal transfer unit 306a that transfers a part of a plurality of signal charges transferred from each vertical transfer unit 4 by φH4 in the horizontal direction and a first horizontal transfer unit 306a are arranged in parallel, and each vertical transfer unit 4 is arranged between the second horizontal transfer unit 306b that transfers the other part of the plurality of signal charges transferred from 4 in the horizontal direction, the first horizontal transfer unit 306a, and the second horizontal transfer unit 306b. Of signal charge Are arranged in correspondence with the horizontal transfer electrode 313a and the horizontal transfer electrode 313a, and the horizontal transfer electrode 313a is electrically connected to the horizontal transfer electrode 313a. The second horizontal transfer unit 306b has a plurality of horizontal transfer electrodes 313b including at least the horizontal transfer electrodes H1 and H2, and is applied to each of the plurality of horizontal transfer electrodes 313b. The other portions of the plurality of signal charges are transferred by the driving pulses φH1, φH2, φH3, and φH4, and the shunt wiring 308 is disposed to overlap the horizontal transfer electrodes H1 and H2, and is applied to the horizontal transfer electrode H1. And the phase of the drive pulse φH2 applied to the second horizontal transfer electrode are different.

これにより、シャント配線308は、水平転送電極H1及び水平転送電極H2のいずれともカップリング容量を持つ。ここで、水平転送電極H1に印加される駆動パルスφH1の位相と、第2の水平転送電極に印加される駆動パルスφH2の位相とは異なる。よって、水平転送電極H1に印加される駆動パルスφH1及び第2の水平転送電極に印加される駆動パルスφH2からのシャント配線308を伝達する信号へのクロストークによる影響は互いに打ち消し合い、低減される。その結果、水平転送電極313aに印加される電圧は所定の電圧に保たれるので、本実施形態に係る固体撮像装置301は、入射光量に応じた正しい階調が得られる高速駆動を実現できる。   As a result, the shunt wiring 308 has a coupling capacitance for both the horizontal transfer electrode H1 and the horizontal transfer electrode H2. Here, the phase of the drive pulse φH1 applied to the horizontal transfer electrode H1 is different from the phase of the drive pulse φH2 applied to the second horizontal transfer electrode. Therefore, the influence of the crosstalk on the signal transmitted through the shunt wiring 308 from the drive pulse φH1 applied to the horizontal transfer electrode H1 and the drive pulse φH2 applied to the second horizontal transfer electrode cancels each other and is reduced. . As a result, the voltage applied to the horizontal transfer electrode 313a is kept at a predetermined voltage, so that the solid-state imaging device 301 according to the present embodiment can realize high-speed driving that can obtain a correct gradation according to the amount of incident light.

また、本実施形態に係る固体撮像装置301において、第1の水平転送部306a及び第2の水平転送部306bは4相駆動であり、水平転送電極313bは4枚の水平転送電極H1、H2、H3及びH4を含み、シャント配線308は、4枚の水平転送電極H1、H2、H3及びH4それぞれに印加される駆動パルスφH1、φH2、φH3及びφH4の位相は互いに異なり、シャント配線308と4枚の水平転送電極H1、H2、H3及びH4それぞれとが重なる面積は、実質的に等しい。   In the solid-state imaging device 301 according to the present embodiment, the first horizontal transfer unit 306a and the second horizontal transfer unit 306b are four-phase drive, and the horizontal transfer electrode 313b includes four horizontal transfer electrodes H1, H2, H3 and H4 are included, and the shunt wiring 308 has four driving pulses φH1, φH2, φH3, and φH4 applied to the four horizontal transfer electrodes H1, H2, H3, and H4, respectively. The areas where the horizontal transfer electrodes H1, H2, H3 and H4 overlap each other are substantially equal.

すると、本実施形態に係る固体撮像装置301においても、第2の実施形態と同様、駆動パルスφH1〜φH4は、互いに位相が90度ずれた波形であり、つまり、シャント配線308は、互いに逆相となる駆動パルスが印加されている水平転送電極313bを2組跨ぐことから、第2の水平転送部306bの駆動パルスから第1の水平転送部306bの駆動パルスへのクロストークによる影響を低減でき、入射光量に応じた正しい階調が得られる。   Then, also in the solid-state imaging device 301 according to the present embodiment, as in the second embodiment, the drive pulses φH1 to φH4 have waveforms that are 90 degrees out of phase with each other. Since two sets of horizontal transfer electrodes 313b to which a drive pulse is applied are straddled, the influence of crosstalk from the drive pulse of the second horizontal transfer unit 306b to the drive pulse of the first horizontal transfer unit 306b can be reduced. A correct gradation corresponding to the amount of incident light can be obtained.

以上、本発明の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これら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、当業者が思いつく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。   As mentioned above, although demonstrated based on embodiment of this invention, this invention is not limited to these embodiment. Unless it deviates from the meaning of this invention, the form which made | forms this embodiment the various deformation | transformation which those skilled in the art think, and the form constructed | assembled combining the component in different embodiment are also contained in the scope of the present invention.

例えば、水平転送部が奇数相の場合などでは、逆相のクロストークが同時刻に発生しないこともある。しかしながら、ある時刻で発生したクロストークが消滅する前に、そのクロストークを打ち消す方向のクロストークが発生すれば、本発明の効果はあるため、必ずしも、同時刻に2つ以上のクロストークが発生する必要はない。   For example, when the horizontal transfer unit has an odd phase, reverse-phase crosstalk may not occur at the same time. However, if crosstalk in the direction that cancels the crosstalk before the crosstalk that occurred at a certain time disappears, the effect of the present invention is obtained, so two or more crosstalks are not necessarily generated at the same time. do not have to.

図13は、水平転送部が3相駆動の場合の駆動パルスφH1〜φH3と、駆動パルスφV7Lの波形を示すタイミングチャートである。   FIG. 13 is a timing chart showing waveforms of the drive pulses φH1 to φH3 and the drive pulse φV7L when the horizontal transfer unit is three-phase drive.

なお、駆動パルスφH1〜φH3は、互いに位相が120°異なり、駆動パルスφV7Lが印加されているシャント配線は異なる位相が印加されている水平転送電極全てと重なって配置されている。また、駆動パルスφH1が印加されている水平転送電極のみとシャント配線とが重なっている場合の駆動パルスφV7Lの波形は、波形121となり、全ての駆動パルスφH1〜φH3が印加されている複数の水平転送電極とシャント配線とが重なっている場合の駆動パルスφV7Lの波形は、波形122となる。   The drive pulses φH1 to φH3 are 120 ° out of phase with each other, and the shunt wiring to which the drive pulse φV7L is applied is arranged so as to overlap all the horizontal transfer electrodes to which the different phases are applied. When only the horizontal transfer electrode to which the drive pulse φH1 is applied and the shunt wiring overlap, the waveform of the drive pulse φV7L is a waveform 121, and a plurality of horizontal pulses to which all the drive pulses φH1 to φH3 are applied. The waveform of the drive pulse φV7L when the transfer electrode and the shunt wiring overlap each other is a waveform 122.

まず、駆動パルスφH1とのクロストークにより、波形121及び122のいずれも所定の電圧より除々に高い電圧へと変化する。   First, due to crosstalk with the drive pulse φH1, both of the waveforms 121 and 122 change gradually to a voltage higher than a predetermined voltage.

しかし、駆動パルスφH3が立ち下がると、波形122は、駆動パルスφH3からのクロストークによる影響を受けて、低電圧側へと引っ張られる。一方、波形121は、駆動パルスφH3からのクロストークによる影響を受けないので、駆動パルスφH1からのクロストークにより、引き続き高電圧側へと引っ張られる。   However, when the drive pulse φH3 falls, the waveform 122 is pulled to the low voltage side due to the influence of crosstalk from the drive pulse φH3. On the other hand, since the waveform 121 is not affected by the crosstalk from the drive pulse φH3, it is continuously pulled to the high voltage side by the crosstalk from the drive pulse φH1.

次に、駆動パルスφH2が立ち上がると、波形122は、駆動パルスφH2からのクロストークによる影響を受けて、高電圧側へと引っ張られる。一方、波形121は、駆動パルスφH2からのクロストークによる影響を受けないので、駆動パルスφH1が安定状態となるにしたがって、所定の電圧へと戻る。   Next, when the drive pulse φH2 rises, the waveform 122 is pulled to the high voltage side under the influence of crosstalk from the drive pulse φH2. On the other hand, the waveform 121 is not affected by the crosstalk from the drive pulse φH2, and therefore returns to a predetermined voltage as the drive pulse φH1 becomes stable.

ここで、波形121の所定の電圧と、駆動パルスφH1からのクロストークによる影響を受けて変化した最大電圧との差分を最大差分電圧とすると、波形122に生じる差分電圧が最大差分電圧に到達する前に、波形122は、異なる位相の駆動パルスφH1〜φH3からのクロストークによる影響を受けて逆方向へ変化する。   Here, when the difference between the predetermined voltage of the waveform 121 and the maximum voltage changed due to the influence of the crosstalk from the driving pulse φH1 is the maximum difference voltage, the difference voltage generated in the waveform 122 reaches the maximum difference voltage. Before, the waveform 122 changes in the opposite direction under the influence of crosstalk from the driving pulses φH1 to φH3 of different phases.

したがって、逆相のクロストークが同時刻に発生しない場合であっても、シャント配線が1つの水平転送電極のみと重なっている場合と比較して、クロストークにより振り分け転送電極12下の垂直転送部4での飽和の減少を低減し、画質の劣化を防止できる。   Accordingly, even when reverse-phase crosstalk does not occur at the same time, the vertical transfer unit below the transfer electrode 12 is distributed by crosstalk as compared with the case where the shunt wiring overlaps with only one horizontal transfer electrode. 4 can reduce the decrease in saturation and prevent deterioration of image quality.

また、本実施形態では、シャント配線8a及び8bは直線形状であったが、曲線でもよいし、ジグザグ形状でもよい。   In the present embodiment, the shunt wires 8a and 8b are linear, but may be curved or zigzag.

本発明は、ビデオカメラ、デジタルカメラ及びカメラ付き携帯電話等を代表とする画像入力装置などに用いられる固体撮像装置に有用である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is useful for a solid-state imaging device used for an image input device such as a video camera, a digital camera, and a camera-equipped mobile phone.

1a、1b、100、301、801、901 固体撮像装置
2、802、902 画素部
3、803、903 光電変換部
4、804、904 垂直転送部
5、805 振り分け転送部
6a、6b、806a 水平転送部
7、807 出力部
8a、8b、21、31a〜36a、31a’〜36a’、308、808、821、831〜836、908 シャント配線
11、311、V1〜V6 垂直転送電極
12、812、V7L、V8L、V7C、V8C、V7R、V8R 振り分け転送電極
13、813、313a、313b、H1、H2、H3、H4 水平転送電極
14、314,814 バスライン配線
15、115、315、815 コンタクト
101 固体撮像素子
102、103、104、111、112、113 配線
114 ジャンパー配線
305、905 水平間振り分け転送部
306a、906a 第1の水平転送部
306b、906b 第2の水平転送部
307a、907a 第1の出力部
307b、907b 第2の出力部
312 水平間振り分け転送電極
ct1 駆動パルスφH1からのクロストークによる影響
ct2 駆動パルスφH2からのクロストークによる影響
Q 信号電荷
φV1〜φV6、φH1、φH2、φV7L、φV8L、φV7C、φV8C、φV7R、φV8R 駆動パルス
1a, 1b, 100, 301, 801, 901 Solid-state imaging device 2, 802, 902 Pixel unit 3, 803, 903 Photoelectric conversion unit 4, 804, 904 Vertical transfer unit 5, 805 Distribution transfer unit 6a, 6b, 806a Horizontal transfer Part 7, 807 output part 8a, 8b, 21, 31a-36a, 31a'-36a ', 308, 808, 821, 831-836, 908 shunt wiring 11, 311, V1-V6 vertical transfer electrodes 12, 812, V7L , V8L, V7C, V8C, V7R, V8R Sorting transfer electrode 13, 813, 313a, 313b, H1, H2, H3, H4 Horizontal transfer electrode 14, 314, 814 Bus line wiring 15, 115, 315, 815 Contact 101 Solid-state imaging Element 102, 103, 104, 111, 112, 113 Wiring 114 Jumper wiring 3 5,905 Horizontal distribution transfer unit 306a, 906a First horizontal transfer unit 306b, 906b Second horizontal transfer unit 307a, 907a First output unit 307b, 907b Second output unit 312 Horizontal distribution transfer electrode ct1 drive Influence of crosstalk from pulse φH1 ct2 Influence of crosstalk from drive pulse φH2 Q Signal charges φV1 to φV6, φH1, φH2, φV7L, φV8L, φV7C, φV8C, φV7R, φV8R Drive pulse

Claims (11)

固体撮像装置であって、
行列状に配置された複数の光電変換部と、
前記複数の光電変換部の列ごとに対応して設けられ、対応する光電変換部から読み出した複数の信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送部と、
複数の水平転送電極を有し、前記複数の水平転送電極それぞれに印加される水平駆動信号により複数の信号電荷を水平方向に転送する水平転送部と、
各垂直転送部から転送された複数の信号電荷をホールドする、または前記水平転送部へ転送するホールド部とを備え、
前記ホールド部は、
各垂直転送部に対応して設けられた制御電極を有し、
対応する前記制御電極に印加される電圧に応じて前記複数の信号電荷をホールドする、または前記水平転送部へ転送し、
前記固体撮像装置は、さらに、前記制御電極に対応して設けられ、対応する制御電極に電気的に接続された配線を備え、
前記複数の水平転送電極は、少なくとも第1の水平転送電極と第2の水平転送電極とを含み、
前記配線は、前記第1の水平転送電極及び前記第2の水平転送電極に重なって配置され、
前記第1の水平転送電極に印加される前記水平駆動信号の位相と、前記第2の水平転送電極に印加される前記水平駆動信号の位相とは異なる
固体撮像装置。
A solid-state imaging device,
A plurality of photoelectric conversion units arranged in a matrix;
A vertical transfer unit that is provided corresponding to each column of the plurality of photoelectric conversion units and transfers a plurality of signal charges read from the corresponding photoelectric conversion units in the vertical direction;
A horizontal transfer unit having a plurality of horizontal transfer electrodes and transferring a plurality of signal charges in a horizontal direction by a horizontal drive signal applied to each of the plurality of horizontal transfer electrodes;
Holding a plurality of signal charges transferred from each vertical transfer unit, or holding to transfer to the horizontal transfer unit,
The hold unit is
It has a control electrode provided corresponding to each vertical transfer unit,
Hold the plurality of signal charges according to the voltage applied to the corresponding control electrode, or transfer to the horizontal transfer unit,
The solid-state imaging device further includes a wiring provided corresponding to the control electrode and electrically connected to the corresponding control electrode,
The plurality of horizontal transfer electrodes include at least a first horizontal transfer electrode and a second horizontal transfer electrode,
The wiring is disposed to overlap the first horizontal transfer electrode and the second horizontal transfer electrode,
The phase of the horizontal drive signal applied to the first horizontal transfer electrode is different from the phase of the horizontal drive signal applied to the second horizontal transfer electrode.
前記配線と前記第1の水平転送電極とが重なる面積と、前記配線と前記第2の水平転送電極とが重なる面積とは、実質的に等しい
請求項1記載の固体撮像装置。
The solid-state imaging device according to claim 1, wherein an area where the wiring and the first horizontal transfer electrode overlap is substantially equal to an area where the wiring and the second horizontal transfer electrode overlap.
前記水平転送部は、N(Nは3以上の整数)相駆動であり、
前記複数の水平転送電極は、N枚の水平転送電極を含み、
前記配線は、前記N枚の水平転送電極に重なって配置され、
前記N枚の水平転送電極それぞれに印加される前記水平駆動信号の位相は互いに異なり、
前記配線と前記N枚の水平転送電極それぞれとが重なる面積は、実質的に等しい
請求項2記載の固体撮像装置。
The horizontal transfer unit is N (N is an integer of 3 or more) phase drive,
The plurality of horizontal transfer electrodes include N horizontal transfer electrodes,
The wiring is disposed so as to overlap the N horizontal transfer electrodes,
The phases of the horizontal drive signals applied to the N horizontal transfer electrodes are different from each other,
The solid-state imaging device according to claim 2, wherein areas where the wiring and the N horizontal transfer electrodes overlap are substantially equal.
前記配線は、前記ホールド部から前記水平転送部への電荷転送方向に対して斜めに配置されている
請求項2又は3記載の固体撮像装置。
The solid-state imaging device according to claim 2, wherein the wiring is disposed obliquely with respect to a charge transfer direction from the hold unit to the horizontal transfer unit.
前記水平転送部は2相駆動であり、
前記配線は、前記水平転送部の電荷転送方向と垂直方向に配置され、隣り合う前記第1の水平転送電極の一部及び前記第2の水平転送電極の一部に重なっている
請求項2記載の固体撮像装置。
The horizontal transfer unit is a two-phase drive,
The wiring is disposed in a direction perpendicular to a charge transfer direction of the horizontal transfer unit, and overlaps a part of the first horizontal transfer electrode and a part of the second horizontal transfer electrode adjacent to each other. Solid-state imaging device.
前記第1の水平転送電極に印加される前記水平駆動信号の位相と、前記第2の水平転送電極に印加される前記水平駆動信号の位相とは、逆相である
請求項1記載の固体撮像装置。
The solid-state imaging according to claim 1, wherein the phase of the horizontal drive signal applied to the first horizontal transfer electrode and the phase of the horizontal drive signal applied to the second horizontal transfer electrode are opposite in phase. apparatus.
基板と、
固体撮像素子と、
基板上の第1の配線層に形成され、前記固体撮像素子を制御する信号が印加された第1の信号線と、
前記第1の配線層に形成され、前記固体撮像素子を制御する信号が印加された第2の信号線と、
前記第1の配線層上方の第2の配線層に形成され、前記第1の信号線及び前記第2の信号線に重なって配置され、前記固体撮像素子を制御する信号が印加される第3の信号線とを備え、
前記第1の信号線に印加される信号と、前記第2の信号線に印加される信号とは逆相であり、
前記第3の信号線が前記第1の信号線と重なる面積と、前記第3の信号線が前記第2の信号線と重なる面積とは、実質的に等しい
固体撮像装置。
A substrate,
A solid-state image sensor;
A first signal line formed on a first wiring layer on the substrate and applied with a signal for controlling the solid-state imaging device;
A second signal line formed in the first wiring layer and applied with a signal for controlling the solid-state imaging device;
A third wiring layer formed on the second wiring layer above the first wiring layer, arranged to overlap the first signal line and the second signal line, and applied with a signal for controlling the solid-state imaging device; Signal line,
The signal applied to the first signal line and the signal applied to the second signal line are in reverse phase,
The area where the third signal line overlaps with the first signal line is substantially equal to the area where the third signal line overlaps with the second signal line.
固体撮像装置であって、
行列状に配置された複数の光電変換部と、
前記複数の光電変換部の列ごとに対応して設けられ、対応する光電変換部から読み出した複数の信号電荷を垂直方向に転送する垂直転送部と、
複数の第1電極を有し、前記複数の第1電極それぞれに印加される水平駆動信号により各垂直転送部から転送された複数の信号電荷の一部を水平方向に転送する第1の水平転送部と、
前記第1の水平転送部と並列に配置され、各垂直転送部から転送された複数の信号電荷の他部を水平方向に転送する第2の水平転送部と、
前記第1の水平転送部と前記第2の水平転送部との間に配置され、前記複数の信号電荷の他部を前記第1の水平転送部から前記第2の水平転送部に選択的に転送する水平間転送部と、
前記第1電極に対応して設けられ、対応する第1電極に電気的に接続された配線とを備え、
前記第2の水平転送部は、少なくとも第1の水平転送電極と第2の水平転送電極とを含む複数の第2電極を有し、前記複数の第2電極それぞれに印加される水平駆動信号により前記複数の信号電荷の他部を転送し、
前記配線は、前記第1の水平転送電極及び前記第2の水平転送電極に重なって配置され、
前記第1の水平転送電極に印加される前記水平駆動信号の位相と、前記第2の水平転送電極に印加される前記水平駆動信号の位相とは異なる
固体撮像装置。
A solid-state imaging device,
A plurality of photoelectric conversion units arranged in a matrix;
A vertical transfer unit that is provided corresponding to each column of the plurality of photoelectric conversion units and transfers a plurality of signal charges read from the corresponding photoelectric conversion units in the vertical direction;
A first horizontal transfer having a plurality of first electrodes and transferring a part of the plurality of signal charges transferred from each vertical transfer unit in a horizontal direction by a horizontal drive signal applied to each of the plurality of first electrodes. And
A second horizontal transfer unit arranged in parallel with the first horizontal transfer unit and transferring the other part of the plurality of signal charges transferred from each vertical transfer unit in the horizontal direction;
The other part of the plurality of signal charges is selectively transferred from the first horizontal transfer unit to the second horizontal transfer unit, between the first horizontal transfer unit and the second horizontal transfer unit. A horizontal transfer section to transfer,
A wiring provided corresponding to the first electrode and electrically connected to the corresponding first electrode;
The second horizontal transfer unit includes a plurality of second electrodes including at least a first horizontal transfer electrode and a second horizontal transfer electrode, and a horizontal drive signal applied to each of the plurality of second electrodes. Transferring the other part of the plurality of signal charges,
The wiring is disposed to overlap the first horizontal transfer electrode and the second horizontal transfer electrode,
The phase of the horizontal drive signal applied to the first horizontal transfer electrode is different from the phase of the horizontal drive signal applied to the second horizontal transfer electrode.
前記配線と前記第1の水平転送電極とが重なる面積と、前記配線と前記第2の水平転送電極とが重なる面積とは、実質的に等しい
請求項8記載の固体撮像装置。
The solid-state imaging device according to claim 8, wherein an area where the wiring and the first horizontal transfer electrode overlap is substantially equal to an area where the wiring and the second horizontal transfer electrode overlap.
前記第1及び第2の水平転送部は、N(Nは3以上の整数)相駆動であり、
前記第1及び第2電極のそれぞれは、N枚の水平転送電極を含み、
前記配線は、前記N枚の水平転送電極に重なって配置され、
前記N枚の水平転送電極それぞれに印加される前記水平駆動信号の位相は互いに異なり、
前記配線と前記N枚の水平転送電極それぞれとが重なる面積は、実質的に等しい
請求項9記載の固体撮像装置。
The first and second horizontal transfer units are N (N is an integer of 3 or more) phase drive,
Each of the first and second electrodes includes N horizontal transfer electrodes,
The wiring is disposed so as to overlap the N horizontal transfer electrodes,
The phases of the horizontal drive signals applied to the N horizontal transfer electrodes are different from each other,
The solid-state imaging device according to claim 9, wherein areas where the wiring and the N horizontal transfer electrodes overlap are substantially equal.
前記配線は、前記第1の水平転送部から前記水平間転送部を介して前記第2の水平転送部への電荷転送方向に対して斜めに配置されている
請求項9又は10記載の固体撮像装置。
Wherein the wiring, the first horizontal transfer portion of the horizontal Maten feeding portion and the second according to claim 9 is disposed obliquely to the direction of charge transfer in the horizontal transfer section via the solid Imaging device.
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