开关电路、采样保持电路以及固体摄像装置的制造方法_3

文档序号:9553559阅读:来源:国知局
r>[0068](第2实施方式)
[0069] 接着,对本发明的第2实施方式进行说明。图5示出了作为本实施方式的开关电 路的一例的开关电路200的结构。在图5中,示出了在与构成开关电路200的半导体基板 的主面垂直的方向上俯视观察(从上方观察半导体基板的主面)开关电路200的状态。在 图5中使用的各结构中,对与图1中使用的结构相同的结构赋予相同的标号,并省略说明。 以下,以与第1实施方式的不同点为中心对本实施方式的结构和动作进行说明。
[0070] 在图5所示的结构中,与图1示出的结构的不同点在于,将栅极布线33布线至栅 极电极GA的下侧,并配置于漏极布线31和源极布线32之间。栅极布线33与漏极布线31 和源极布线32这两者对置。根据该结构,栅极布线33能够兼起到去耦布线的作用,可以不 另行配置去耦布线。即,本实施方式的去耦布线与栅极布线33相同,与栅极电极GA相连接, 并将栅极电压(控制信号OSH的电压)提供给栅极电极GA。
[0071] 接着,对本实施方式的动作进行说明。本实施方式的动作与第1实施方式中的图4 所示出的动作相同。即,由于在第2期间内,作为去耦布线而发挥功能的栅极布线33的电 压是恒定的,因此,源极布线32的电压一直是电压V2,电压值没有产生偏差。
[0072] 如上所述,根据图5所示的结构,由于栅极布线33兼用作去耦布线,因此不需要另 行配置地线GND或电源电压的布线来用作去耦布线。因此,能够容易地进行布局。
[0073] 另外,在本实施方式中,开关电路200是NM0S晶体管,但并不限于此。例如,开关 电路200也可以由PM0S晶体管或NM0S晶体管与PM0S晶体管的组合构成。在开关电路200 由PM0S晶体管构成的情况下,开关电路200相对于控制信号?SH的动作(状态)与开关 电路200由NM0S晶体管构成的情况下的动作(状态)相反,但效果相同。例如,根据栅极 电极的电压,在第1期间内源极区域和漏极区域处于0N状态(导通状态),在与第1期间不 同的第2期间内,源极区域和漏极区域处于OFF状态(非导通状态)。另外,源极布线的电 压在第2期间内变化,去耦布线101的电压在第2期间内是恒定的。
[0074] 另外,在本实施方式中,开关电路200构成为将漏极区域D作为输入,将源极区域S 作为输出,但并不限于此。例如,开关电路200也可以构成为将源极区域S作为输入,将漏 极区域D作为输出。
[0075] 另外,在本实施方式中,构成开关电路200的布线的金属层只是第1金属层,但并 不限于此。在半导体制造工艺中,一般而言,金属层有多层。当在作为第1金属层的上一层 的金属层的第2金属层以上的金属层上也形成有漏极布线和源极布线的情况下,去耦布线 只要形成在与漏极布线和源极布线相同的金属层上即可。
[0076](第3实施方式)
[0077] 接着,对本发明的第3实施方式进行说明。图6示出了作为本实施方式的开关电 路的一例的开关电路300的结构。在图6中使用的各结构中,对与图5中使用的结构相同 的结构赋予相同的标号,并省略说明。以下,以与第2实施方式的不同点为中心对本实施方 式的结构和动作进行说明。
[0078] 在图6所示的结构中,与图5示出的结构不同的是栅极布线33的布局。具体而言, 栅极布线33在栅极触点CAG的位置处呈直角向左侧弯曲(漏极区域D侧),并通过漏极区 域D上而布线至漏极区域D的下侧。即,在本实施方式中,栅极布线33没有配置于栅极电 极GA上,而是配置于漏极区域D上。在本实施方式中,栅极布线33也与漏极布线31和源 极布线32这两者对置。
[0079]由于本实施方式的动作与上述第1实施方式和第2实施方式的动作相同,所以省 略说明。
[0080] 在通道上配置有布线的情况下,由于在半导体的制造过程中,与在通道上没有配 置布线的情况相比,晶体管的特性(阈值电压)不同,因此可能无法确保设计时的特性。然 而,根据图6示出的结构,由于在通道上没有配置布线,因此,在半导体的制造过程中,晶体 管的特性(阈值电压)没有产生偏差,能够确保设计时的特性。
[0081] 在本实施方式中,栅极布线33配置于漏极区域D上,但并不限于此。例如,栅极布 线33也可以配置在源极区域S上。
[0082] 另外,在本实施方式中,开关电路200是NM0S晶体管,但并不限于此。例如,开关 电路200也可以由PM0S晶体管或NM0S晶体管与PM0S晶体管的组合构成。在开关电路200 由PM0S晶体管构成的情况下,开关电路200相对于控制信号?SH的动作(状态)与开关 电路200由NM0S晶体管构成的情况下的动作(状态)相反,但效果相同。例如,根据栅极 电极的电压,在第1期间内源极区域和漏极区域处于0N状态(导通状态),在与第1期间不 同的第2期间内,源极区域和漏极区域处于OFF状态(非导通状态)。另外,源极布线的电 压在第2期间内变化,去耦布线101的电压在第2期间内是恒定的。
[0083] 另外,在本实施方式中,开关电路200构成为将漏极区域D作为输入,将源极区域S 作为输出,但并不限于此。例如,开关电路200也可以构成为将源极区域S作为输入,将漏 极区域D作为输出。
[0084] 另外,在本实施方式中,构成开关电路200的布线的金属层只是第1金属层,但并 不限于此。在半导体制造程序中,一般而言,金属层有多层。当在作为第1金属层的上一层 的金属层的第2金属层以上的金属层上形成有漏极布线和源极布线的情况下,去耦布线只 要形成在与漏极布线和源极布线相同的金属层上即可。
[0085](第4实施方式)
[0086] 接着,对本发明的第4实施方式进行说明。图7示出了作为本实施方式的采样保 持电路的一例的采样保持电路400的结构。以下,对本例的结构进行说明。
[0087]图7所示的采样保持电路400具有输入端子401、输出端子402、开关电路403以 及电容Csh。输入端子401与开关电路403的输入相连接,开关电路403的输出与输出端子 402和电容Csh的一端相连接。电容Csh的另一端与地线GND相连接。开关电路403和电 容Csh形成在半导体基板上。
[0088]开关电路403由上述第1实施方式至第3实施方式的任意的开关电路构成。因此, 本实施方式的采样保持电路400具有开关电路403、输入端子401、输出端子402以及电容 Csh。源极布线和漏极布线的一方(图7所示的例子中为漏极布线)与输入端子401相连 接。源极布线和漏极布线的另一方(图7所示的例子中为源极布线)与输出端子402相连 接。在输出端子402和具有规定的恒定电压的点(图7所示的例子中为地线GND)之间连 接有电容Csh。
[0089] 在开关电路403中,由于漏极布线和源极布线之间配置有去耦布线,因此在漏极 布线和源极布线之间不容易形成寄生电容。开关电路403被输入控制信号?SH。在控制信 号?SH处于High状态(逻辑值"1")的情况下,开关电路403处于输入和输出导通的0N 状态(导通状态)。另外,在控制信号?SH处于Low状态(逻辑值"0")的情况下,开关电 路403处于输入和输出不导通(输入和输出被切断)的OFF状态(非导通状态)。
[0090] 在图7所示的例子中,开关电路403由第1实施方式的开关电路100构成。在开 关电路403中,由于漏极布线和与地线GND相连接的去耦布线101对置,因此,在漏极布线 和地线GND之间形成第1寄生电容Cdg。同样,在开关电路403中,源极布线和与地线GND 相连接的去耦布线对置,因此,在源极布线和地线GND之间形成第2寄生电容Csg。
[0091] 在开关电路403由第2实施方式的开关电路200或第3实施方式的开关电路300 构成的情况下,在开关电路403中,由于漏极布线和与栅极电压相连接的去耦布线对置,因 此,在漏极布线和栅极电压之间形成第1寄生电容Cdg。同样,在开关电路403中,源极布线 和与栅极电压相连接的去耦布线对置,因此,在源极布线和栅极电压之间形成第2寄生电 容Csg〇
[0092] 由于本实施方式的动作与上述第1实施方式至第3实施方式的动作相同,所以省 略说明。
[0093] 如上所述,根据图7示出的结构,开关电路403具有去耦布线,由此,在漏极布线和 源极布线之间不容易形成寄生电容。因此,在公式(1)中寄生电容Cp的值C2大致为0,由 此,ΔVN〇。即,能够抑制电容Csh保持电压期间的电压值的偏差(串扰)。
[0094] 在本实施方式中,在栅极电极上没有配置开关电路403的栅极布线(去耦布线) 的情况下(第3实施方式的情况),通过将栅极布线(去耦布线)配置于输入侧(第3实施 方式的图6中的漏极区域D上),能够使第2寄生电容Csg小于第1寄生电容Cdg。因此, 能够抑制采样保持电路400的输出负载(电容Csh与第2寄生电容Csg的和)的增加。 [0095] 如上所述,通过将栅极布线(去耦布线)配置在输入侧,则与第1寄生电容Cdg相 比,第2寄生电容Csg较小,其中,第1寄生电容Cdg形成于去耦布线与源极布线和漏极布 线中的与输入端子401相连接的一方的布线之间,第2寄生电容Csg形成于去耦布线与源 极布线和漏极布线中的与输出端子402相连接的另一方的布线之间。
[0096] 将栅极布线(去耦布线)配置于输入侧是使第2寄生电容Csg小于第1寄生电容 Cdg的方法的一个例子。例如,通过使栅极布线(去耦布线)和输入侧的布线(漏极布线) 的互相对置的边之间的距离小于栅极布线(去耦布线)和输出侧的布线(源极布线)的互 相对置的边之间的距离,能够使第2寄生电容Csg小于第1寄生电容Cdg。或者,在栅极布 线(去耦布线)和输入侧的布线(漏极布线)、输出侧的布线(源极布线)的各自的距离大 致相同的情况下,通过使与栅极布线(去耦布线)对置的输入侧的布线(漏极布线)的边 的长度长于与栅极布线(去耦布线)对置的输出侧的布线(源极布线)的边的长度,能够 使第2寄生
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