摄像装置的制作方法

本发明涉及摄像装置。

背景技术

近年来，在摄像机、数字静像相机、监视相机及车载相机等各种各样的领域中广泛地使用摄像装置(摄像元件)。作为摄像装置的例子，可以举出ccd(chargecoupleddevice)型固体摄像装置或cmos(complementarymetaloxidesemiconductor)型固体摄像装置。特别是cmos型固体摄像装置被广泛地使用。cmos型固体摄像装置由于能够使用通用的cmos工艺制造，所以能够利用已有的设备。由此，有能够稳定地供给摄像装置的优点。此外，在cmos型固体摄像装置中，由于能够将周边电路安装到同一芯片内，所以能够从摄像装置高速地读出信号。由此，有能实现高速化及高分辨率化的优点。

这些图像传感器具有形成在半导体基板上的光电二极管。在具有光电二极管的cmos型固体摄像装置中，广泛地利用例如在专利文献1中公开的相关双采样(correlateddoublesampling(cds))技术。

另一方面，提出了一种将具有光电变换层的光电变换部配置在半导体基板的上方的构造(例如参照专利文献2)。具有这样的构造的摄像装置被称作层叠型的摄像装置。在层叠型的摄像装置中，通过光电变换产生的电荷被积蓄到作为电荷积蓄区域的fd(浮动扩散层)中。与积蓄在电荷积蓄区域中的电荷量对应的信号经由形成在半导体基板上的ccd电路或cmos电路被读出。

专利文献1：日本特开2010－129705号公报

专利文献2：日本特开2009－164604号公报

技术实现要素：

在摄像装置的领域中，要求噪声减小及传感器的小面积化。

有关本发明的一技术方案的摄像装置具备：半导体基板；多个像素，在上述半导体基板上沿着行方向及列方向二维地配置；以及1层以上的布线层，包括沿着上述列方向延伸的第1信号线和被施加多值的信号的第2信号线，位于上述半导体基板上；上述多个像素中包含的第1像素具备：光电变换部，将入射光变换为信号电荷；电荷积蓄区域，积蓄上述信号电荷；第1布线，电连接于上述电荷积蓄区域；以及第1晶体管，包括第1扩散层及第2扩散层，将与上述信号电荷的量对应的信号向上述第1信号线输出，上述第1扩散层电连接于上述第1信号线，上述第2扩散层电连接于上述第2信号线上；上述第1信号线、上述第2信号线及上述第1布线配置于上述1层以上的布线层所包含的第1布线层；当从与上述半导体基板垂直的方向观察时，上述第2信号线位于上述第1布线与上述第1信号线之间。

发明效果

本发明能够提供一种能够实现噪声减小及传感器的小面积化的摄像装置。

附图说明

图1是表示有关实施方式的摄像装置的例示性的结构的示意图。

图2是表示有关实施方式的像素的例示性的电路结构的示意图。

图3是表示有关实施方式的像素的例示性的电路结构的示意图。

图4是示意地表示有关实施方式的像素的各元件的布局的一例的平面图。

图5是示意地表示有关实施方式的像素的各元件的布局的另一例的平面图。

图6是示意地表示有关实施方式的像素的截面的一例的剖视图。

图7是示意地表示有关实施方式的像素的截面的另一例的剖视图。

图8是示意地表示有关实施方式的像素的截面的另一例的剖视图。

图9是示意地表示有关实施方式的像素的截面的另一例的剖视图。

图10是用来说明有关实施方式的读出电路的动作的一例的时间图。

图11是示意地表示有关实施方式的像素的截面的另一例的剖视图。

标号说明

100摄像装置

101、101a像素

102垂直扫描电路

103列信号处理电路

104水平信号读出电路

105a、105b恒流源

111、111a、111b输出信号线

112积蓄控制线

113水平信号共通线

121光电变换部

122读出电路

123频带控制部

124电荷积蓄区域

125选择晶体管

126放大晶体管

127光电二极管

128、130、157a、157b、157c布线

129节点

131复位晶体管

132频带控制晶体管

133、134电容元件

141fd布线

151半导体基板

152、152a、152b、152c、152d层间绝缘层

153第1电极

154光电变换膜

155第2电极

156受光面

158a、158b、158c、158d导通孔

161、162传输晶体管

con1、con2控制信号线

con3复位信号线

con4、con4a、con4b多值信号线

vp基准电压

具体实施方式

(达到本发明的认识)

在不能实施相关双采样的情况下或不实施的情况下，有在复位时发生的复位噪声即ktc噪声的影响变大的问题。此外，在层叠型的摄像装置中，与使用埋入型光电二极管的情况不同，不能进行电荷的完全传输。因而，在进行全局快门动作的cmos型固体摄像装置或层叠型的摄像装置中，通仅仅使用相关双采样，并不能充分地抑制噪声。

此外，起因于布线间的寄生电容的噪声也成为问题。作为减小该噪声的方法，有在布线间设置屏蔽线、将一方的布线从另一方的布线屏蔽的方法。但是，在仅为了屏蔽而新设置了屏蔽线的情况下，发生摄像装置的面积增加的问题。

在本发明中，对能够在抑制面积的增加的同时减小噪声的摄像装置进行说明。

有关本发明的一技术方案的摄像装置具备：半导体基板；多个像素，在上述半导体基板上沿着行方向及列方向二维地配置；以及1层以上的布线层，包括沿着上述列方向延伸的第1信号线和被施加多值的信号的第2信号线，位于上述半导体基板上；上述多个像素中包含的第1像素具备：光电变换部，将入射光变换为信号电荷；电荷积蓄区域，积蓄上述信号电荷；第1布线，电连接于上述电荷积蓄区域；以及第1晶体管，包括第1扩散层及第2扩散层，将与上述信号电荷的量对应的信号向上述第1信号线输出，上述第1扩散层电连接于上述第1信号线，上述第2扩散层电连接于上述第2信号线上；上述第1信号线、上述第2信号线及上述第1布线配置于上述1层以上的布线层所包含的第1布线层；当从与上述半导体基板垂直的方向观察时，上述第2信号线位于上述第1布线与上述第1信号线之间。

由此，能够使用被施加多值的信号的第2信号线作为第1布线与第1信号线之间的屏蔽线。由此，能够减少电荷积蓄区域与第1信号线之间的寄生电容的耦合。这样，该摄像装置能够在抑制面积的增加的同时减小噪声。

例如，上述摄像装置也可以是，上述1层以上的布线层包括被施加上述多值的信号、并配置于上述第1布线层的第3信号线；当从与上述半导体基板垂直的方向观察时，上述第1布线位于上述第2信号线与上述第3信号线之间。

由此，能够使用第2信号线及第3信号线将第1布线从两侧屏蔽。由此，能够进一步减小对于电荷积蓄区域的噪声。

例如，上述第3信号线也可以电连接于上述第2扩散层。

例如，也可以是，上述多个像素包括与上述第1像素不同的第2像素；上述第3信号线电连接于上述第2像素。

例如，上述第1像素也可以具有使上述信号向上述电荷积蓄区域负反馈的反馈路径。

由此，在对于电荷积蓄区域的由耦合带来的噪声的影响较大的具有反馈路径的摄像装置中，能够在抑制面积的增加的同时减小噪声。

例如，也可以是，上述第1像素具备：第2晶体管，包括上述电荷积蓄区域及第3扩散层；第3晶体管，包括第4扩散层及第5扩散层，上述第4扩散层电连接于上述第1扩散层，上述第5扩散层电连接于上述第3扩散层；以及电容元件，电连接于上述电荷积蓄区域与上述第3扩散层之间；上述反馈路径包括上述电荷积蓄区域、上述第1晶体管、上述第3晶体管及上述电容元件。

例如，也可以是，上述第1像素具备：第4晶体管，包括第6扩散层及第7扩散层，上述第7扩散层电连接于上述第1信号线；第2布线，将上述第1扩散层与上述第6扩散层电连接；以及第3布线，将上述第4扩散层与上述第6扩散层电连接；上述第2布线及上述第3布线的至少一方、上述第2信号线、以及上述第1布线配置于上述1层以上的布线层所包含的第2布线层；当从与上述半导体基板垂直的方向观察时，上述第2信号线位于上述第2布线及上述第3布线的上述至少一方与上述第1布线之间。

由此，能够减少电荷积蓄区域与第2布线或第3布线之间的寄生电容的耦合。

例如，上述第2布线层也可以与上述第1布线层不同。

例如，上述第1布线及上述第2信号线也可以分别配置于上述第1布线层及第3布线层双方，该第3布线层是包含于上述1层以上的布线层、并且与上述第1布线层相邻的布线层。

由此，被用作屏蔽线的第2信号线配置在多层中，所以能够进一步减小噪声的影响。

例如，也可以是，上述光电变换部包括第1电极、第2电极、以及上述第1电极与上述第2电极之间的光电变换膜；上述第1布线将上述第2电极与上述电荷积蓄区域电连接。

由此，在对于电荷积蓄区域的由耦合带来的噪声的影响较大的层叠型的摄像装置中，能够在抑制面积的增加的同时减小噪声。

例如，也可以是，在上述电荷积蓄区域被复位的复位期间中，第1电压被施加到上述第2信号线上，在从上述电荷积蓄区域读出上述信号的读出期间中，与上述第1电压不同的第2电压被施加到上述第2信号线上。

例如，也可以还具备对上述第2信号线供给上述多值的信号的信号生成电路。

例如，上述第2信号线也可以通过被施加上述多值的信号，电流流动的方向变化。

另外，这些总括性或具体的形态也可以由系统、方法、集成电路、计算机程序或计算机可读取的cd－rom等的记录介质实现，也可以由系统、方法、集成电路、计算机程序及记录介质的任意的组合实现。

以下，参照附图说明本发明的实施方式。以下说明的实施方式都表示总括性或具体的例子。本发明并不限定于以下的实施方式。此外，在不脱离起到本发明效果的范围的范围中能够适当变更。进而，也可以将一个实施方式与其他实施方式组合。在以下的说明中，有对于相同或类似的构成要素赋予相同的标号而省略说明的情况。

在以下说明的实施方式中，除了一部分晶体管以外，原则上假设信号读出电路的各晶体管是nmos晶体管。当然，也可以使用pmos晶体管作为信号读出电路的各晶体管，在此情况下，各控制信号的极性反转。或者，也可以将nmos晶体管和pmos晶体管组合为信号读出电路的各晶体管而使用。

(第1实施方式)

以下，对第1实施方式进行说明。图1是表示有关本实施方式的摄像装置100的构造的图。参照图1说明摄像装置100的构造。

摄像装置100作为一例是层叠型的摄像装置，具有层叠于半导体基板的光电变换膜。摄像装置100具备多个像素101和周边电路。

二维地配置的多个像素101形成像素区域。另外，多个像素101也可以被一维地排列。在此情况下，摄像装置100是线传感器。

像素101是单位像素单元。在图示的例子中，多个像素101在行方向及列方向上排列。在本实施方式中，行方向及列方向是指行及列分别延伸的方向。即，垂直方向是列方向，水平方向是行方向。

摄像装置100具备按每个行配置的控制信号线con1、控制信号线con2及复位信号线con3、按每个列配置的输出信号线111、多值信号线con4和积蓄控制线112。

像素101分别连接于配置在对应的列中的输出信号线111。对于像素101，经由控制信号线con1、控制信号线con2、复位信号线con3及多值信号线con4供给控制信号。另外，像素101的详细的说明后述。

周边电路包括垂直扫描电路102、列信号处理电路103、水平信号读出电路104、恒流源105a和恒流源105b。另外，垂直扫描电路102、列信号处理电路103及水平信号读出电路104分别也被称作行扫描电路、行信号积蓄电路及列扫描电路。

列信号处理电路103、恒流源105a及恒流源105b例如按被二维排列的像素101的每个列配置。

以下，说明周边电路的结构的一例。垂直扫描电路102连接于控制信号线con1、控制信号线con2和复位信号线con3。垂直扫描电路102通过对控制信号线con1施加规定的电压，以行单位选择配置在各行中的多个像素101。由此，执行所选择的像素101的信号电压的读出和后述的像素电极的复位。

配置在各列中的像素101经由对应于各列的输出信号线111电连接于列信号处理电路103。列信号处理电路103进行以相关双采样为代表的噪声抑制信号处理及模拟－数字变换(也称作ad变换)等。在与多个列对应而设置的多个列信号处理电路103上，电连接着水平信号读出电路104。水平信号读出电路104将从多个列信号处理电路103输出的信号向水平信号共通线113依次读出。

对于多值信号线con4施加多值的信号。在本说明书中，多值的信号是指电压在相互不同的多个电压间变化的信号。例如，该多值的信号由连接于多值信号线con4的信号生成电路200生成。另外，该信号生成电路200既可以设置在摄像装置100的内部，也可以设置在摄像装置100的外部。

图2是表示有关本实施方式的摄像装置100内的像素101的例示性的结构的电路图。像素101具备光电变换部121和读出电路122。

光电变换部121是光检测器，将作为光信号的入射光变换为作为电信号的信号电荷。读出电路122将由光电变换部121变换后的电信号读出。

读出电路122具备频带控制部123、电荷积蓄区域124、选择晶体管(第4晶体管)125和放大晶体管(第1晶体管)126。电荷积蓄区域124是将由光电变换部121检测到的信号电荷积蓄的节点的一部分。电荷积蓄区域124也被称作浮动扩散层(fd)。

例如，光电变换部121具有第1电极、第2电极和光电变换膜。光电变换膜位于第1电极与第2电极之间。光电变换膜例如是有机光电变换膜。第1电极被施加基准电压vp。形成电荷积蓄区域124的节点的一端连接于第2电极。由此，由光电变换部121生成的信号电荷被积蓄到电荷积蓄区域124中。

具体地说明在使用具有光电变换膜的光电变换部121的情况下将信号电荷向电荷积蓄区域124积蓄的方法。如果光入射到光电变换膜中，则通过光电变换而产生电子－空穴对。在第1电极与第2电极之间有电位差的情况下，产生的电子或空穴的一方移动到第2电极。例如，在被施加在第1电极上的基准电压vp比第2电极的电压(例如复位电压)高的情况下，空穴向第2电极移动。空穴经由布线向电荷积蓄区域124移动。由此，能够将空穴作为信号电荷利用。也可以将电子作为信号电荷使用。

作为光电变换部121，可以广泛地利用具有光电变换功能的元件。作为另一例，也可以如图3所示的像素101a那样，作为光电变换部121而使用光电二极管127。在光电二极管127的一端上被施加接地电位或基准电压vp。形成电荷积蓄区域124的节点的一端连接于光电二极管127的另一端。由此，由光电二极管127生成的信号电荷被积蓄到电荷积蓄区域124中。另外，在作为光电变换部121而使用光电二极管127的情况下，也可以在光电二极管127与电荷积蓄区域124之间设置传输晶体管。在此情况下，由光电二极管127变换后的信号电荷经由传输晶体管被向电荷积蓄区域124传输。

再次参照图2。电荷积蓄区域124经由布线层而与光电变换部121连接。电荷积蓄区域124连接于放大晶体管126的栅极。放大晶体管126将与积蓄在电荷积蓄区域124中的信号电荷的量对应的信号向频带控制部123及选择晶体管125输出。

频带控制部123包括用来将电荷积蓄区域124复位的复位晶体管(第2晶体管)131、用来限制从电荷积蓄区域124经过放大晶体管126而反馈的反馈信号的频带的频带控制晶体管(第3晶体管)132、电容元件133(第1电容元件)和电容元件134(第2电容元件)。

电荷积蓄区域124的电荷被复位晶体管131复位。在后述的“噪声抑制期间”中，从电荷积蓄区域124读出的信号被放大晶体管126放大，在被频带控制晶体管132施以频带限制后被反馈给电荷积蓄区域124。

即，读出电路122具有将从放大晶体管126输出的、与信号电荷的量对应的信号向电荷积蓄区域124负反馈的反馈路径。该反馈路径包括电荷积蓄区域124、放大晶体管126、频带控制晶体管132和电容元件134

选择晶体管125连接于由至少2个像素共用的输出信号线111。将输出信号线111共用的像素也可以属于相同的列。输出信号线111也可以不是对应于各列而各配置1根。例如，也可以对多个列配置一根输出信号线111，由多个列共用一根输出信号线111。或者，也可以在1个列中配置多个输出信号线111。例如，也可以在1个列中配置第1输出信号线及第2输出信号线，将位于奇数行的像素的信号输出给第1输出信号线，将位于偶数行的像素的信号输出给第2输出信号线。在后述的“读出期间及复位读出”中，由放大晶体管126放大后的信号经由选择晶体管125被向输出信号线111输出。在该期间中，没有形成反馈路径。

在本说明书中所谓“电容元件”，是指在电极之间夹着绝缘膜等的电介体的构造。此外，“电极”并不限定于由金属形成的电极，而以广泛地包含聚硅层等的方式解释。本说明书中的“电极”也可以是半导体基板的一部分。

图4是示意地表示像素101中的电荷积蓄区域124、输出信号线111及多值信号线con4的布局的一例的平面图。

在图4所例示的结构中，多值信号线con4配置在与作为连接于电荷积蓄区域124的布线的fd布线141(第1布线)和输出信号线111相邻的位置。具体而言，多值信号线con4在平面视的情况下、即当从与半导体基板垂直的方向观察时，位于fd布线141与输出信号线111之间。此外，输出信号线111及多值信号线con4在列方向上延伸。

此外，多值信号线con4也可以是如图1所示相对于全部像素共通地使用的信号线。在此情况下，多值信号线con4至少具有在列方向上延伸的布线部分。例如，多值信号线con4具有在像素区域内沿列方向延伸的多个布线部分，各布线部分按每个列设置。此外，多个布线部分在像素区域外或像素区域的周边电连接。

在进行后述的低噪声化的“噪声抑制期间”的电路动作中，有可能受起因于fd布线141和输出信号线111的寄生电容的影响。通过采取图4中例示的结构，能够使用多值信号线con4作为屏蔽线。由此，不用新设置屏蔽线就能够抑制由寄生电容带来的电容耦合。

此外，作为另一例也可以使用图5所例示的结构。在图5所示的例子中，fd布线141配置在1组多值信号线con4a与con4b之间。即，fd布线141当从与光电变换部121垂直的方向观察时位于多值信号线con4a(第2信号线)与多值信号线con4b(第3信号线)之间。此外，多值信号线con4a当从与光电变换部121垂直的方向观察时位于fd布线141与输出信号线111a之间。多值信号线con4b当从与光电变换部121垂直的方向观察时位于fd布线141与输出信号线111b之间。

例如，输出信号线111a和输出信号线111b是配置在相互相邻的列中的输出信号线111。此外，多值信号线con4a和多值信号线con4b是配置在相同的列中的多值信号线con4。即，多值信号线con4a与多值信号线con4b在像素区域内电连接。换言之，多值信号线con4a和多值信号线con4b连接于相同的像素101。具体而言，多值信号线con4a和多值信号线con4b电连接于某个像素101中包含的放大晶体管126的源极或漏极的一方。

另外，多值信号线con4a和多值信号线con4b也可以至少在像素区域内不电连接。换言之，多值信号线con4a和多值信号线con4b连接于不同的像素101。具体而言，多值信号线con4a和多值信号线con4b电连接于不同的像素101中包含的放大晶体管126的源极或漏极的一方。例如，多值信号线con4a和多值信号线con4b也可以是设置在不同的列中的多值信号线con4。或者，也可以按每个列设置多个多值信号线con4。例如，也可以是，相同列的上下相邻的像素101连接于设置在该列中的多个多值信号线con4中的不同的多值信号线con4。在这样的情况下，多值信号线con4a及con4b包含于设置在某个列中的多个con4。

通过图5所示的结构，能够更有效地进行布线间的屏蔽。因而，能够更有效地抑制电容耦合。

图6是示意地表示图4所示的a0－a1线的截面的剖视图。像素101排列在半导体基板151上。这里，说明作为半导体基板151而使用p型硅(si)基板的例子。

光电变换部121形成在半导体基板151上。在图示的例子中，在半导体基板151上形成有层间绝缘层152。层间绝缘层152包括层间绝缘层152a、152b、152c及152d。在层间绝缘层152之上形成有光电变换部121。

光电变换部121具备第1电极153、光电变换膜154和第2电极155。第1电极153设置在光电变换膜154的、作为来自被摄体的光入射的一侧的面的受光面156上。第2电极155设置于受光面156的相反侧的面。第2电极155在多个像素101之间被电分离。

放大晶体管126形成在半导体基板151上(在图6中未图示)。fd布线141包括形成在层间绝缘层152内的布线157a～157c和导通孔158a～158d。布线157a～157c形成在相互不同的布线层。

如图6所示，输出信号线111、多值信号线con4和作为fd布线141的至少一部分的布线157b配置在相同的布线层。此外，在输出信号线111与布线157b之间配置有多值信号线con4。由此，能够抑制由fd布线141和输出信号线111的寄生电容带来的电容耦合。

图7是示意地表示图4所示的a0－a1线的截面的变形例的剖视图。在图7所示的例子中，多值信号线con4被多层化。即，fd布线141的一部分和多值信号线con4跨多个布线层而配置。另外，在图7中，表示了多值信号线con4形成在3层中的例子，但多值信号线con4只要配置在多个布线层中就可以。由此，能够抑制例如布线157c那样位于与输出信号线111不同的布线层中的fd布线141与输出信号线111之间的电容耦合。因而，能够进一步抑制由fd布线141与输出信号线111的寄生电容带来的电容耦合。

图8及图9是作为光电变换部121而使用光电二极管127的情况下的图4所示的a0－a1线的剖视图。在图8中，由电荷积蓄区域124和半导体基板151形成光电二极管127。如图8所示，在此情况下也同样，输出信号线111、多值信号线con4、以及作为fd布线141的至少一部分的布线157a配置在相同的布线层中。在输出信号线111与布线157b之间配置有多值信号线con4。由此，能够抑制由fd布线141与输出信号线111的寄生电容带来的电容耦合。

图9是作为光电变换部121而使用光电二极管127、并且使用传输晶体管的情况下的图4所示的a0－a1线的剖视图。在图9所示的例子中，光电二极管127和电荷积蓄区域124经由传输晶体管161及162而电连接。在图9中表示了使用2个传输晶体管的形态，但也可以仅使用1个传输晶体管，或者使用3个以上。

以下，说明读出电路122内的电连接关系。另外，晶体管的漏极及源极严格地讲是由施加电压决定的，有在构造上不能区别的情况。因此，在本实施方式中，将它们记作漏极及源极的一方、或漏极及源极的另一方。此外，为了方便，将图2中的下侧的端子记作漏极及源极的一方，将上侧的端子记作漏极及源极的另一方。此外，漏极及源极分别由扩散层构成。

如图2所示，在放大晶体管126的栅极上连接着电荷积蓄区域124。放大晶体管126的漏极及源极的另一方连接于频带控制晶体管132的漏极及源极的另一方和选择晶体管125的漏极及源极的一方。此外，频带控制晶体管132的漏极及源极的一方连接于电容元件133的一端。此外，电容元件133的另一端被施加基准电压vr1。由此，由频带控制晶体管132和电容元件133形成rc滤波电路。

频带控制晶体管132的漏极及源极的一方还与电容元件134的一端连接。此外，电容元件134的另一端连接于电荷积蓄区域124。

在频带控制晶体管132的栅极上连接着控制信号线con2。由控制信号线con2的电压决定频带控制晶体管132的导通、截止。例如，当控制信号线con2的电压为高电平时，频带控制晶体管132导通。结果，由电荷积蓄区域124、放大晶体管126、频带控制晶体管132和电容元件134形成反馈路径。

如果控制信号线con2的电压变低，则频带控制晶体管132的电阻成分变大。因此，频带控制晶体管132的频带变窄，反馈的信号的频域变窄。

当形成了反馈路径时，频带控制晶体管132输出的信号被由电容元件134及电荷积蓄区域124的寄生电容形成的衰减电路衰减，被衰减后的信号被反馈至电荷积蓄区域124。如果设电容元件134的电容为cc，电荷积蓄区域124的寄生电容为cfd，则衰减率b用cc/(cc+cfd)表示。

如果控制信号线con2的电压进一步变低而成为低电平，则频带控制晶体管132截止，不形成反馈路径。

电荷积蓄区域124还连接于复位晶体管131的漏极及源极的一方。另外，复位晶体管131的漏极及源极的一方也可以作为电荷积蓄区域124发挥功能。即，复位晶体管131的漏极及源极的一方也可以是电荷积蓄区域124。

复位晶体管131的漏极及源极的另一方连接于节点129。复位晶体管131的栅极与复位信号线con3连接。由复位信号线con3的电压决定复位晶体管131的状态。例如，当复位信号线con3的电压是高电平时，复位晶体管131导通。由此，电荷积蓄区域124被复位为节点129的电压。

选择晶体管125的源极或漏极的另一方连接于输出信号线111。选择晶体管125的栅极连接于控制信号线con1。由控制信号线con1的电压决定选择晶体管125的导通、截止。例如，当控制信号线con1的电压是高电平时，选择晶体管125导通。由此，放大晶体管126和输出信号线111电连接。当控制信号线con1的电压是低电平时，选择晶体管125截止。结果，选择晶体管125和输出信号线111电分离。

在放大晶体管126的漏极及源极的一方上连接着多值信号线con4。在电荷积蓄区域124被复位的复位期间中，放大晶体管126的漏极及源极的一方上被从多值信号线con4施加电压va1。此外，在从电荷积蓄区域124将电荷读出的读出期间中，放大晶体管126的漏极及源极的一方上被从多值信号线con4施加电压va2。

通过控制向多值信号线con4施加的电压，向放大晶体管126的漏极及源极的一方施加的电压被切换为电压va1或电压va2。例如，电压va1是gnd，电压va2是vdd。另外，包括多值信号线con4和放大晶体管126的放大电路既可以按每个像素设置，也可以由多个像素共用。通过由多个像素共用放大电路，能够削减每1个像素的元件数。

在输出信号线111上连接着恒流源105a及105b。在选择晶体管125导通时，由选择晶体管125、放大晶体管126及恒流源105a或105b形成源极跟随器电路。与积蓄在电荷积蓄区域124中的信号电荷对应的信号被输出到输出信号线111，被读出到外部。具体而言，在后述的复位期间及噪声抑制期间中，恒流源105a连接于输出信号线111。在读出期间及复位读出期间中，恒流源105b连接于输出信号线111。

接着，说明读出电路122的动作。图10是表示读出电路122的动作的一例的时间图。各曲线图的横轴表示时间，纵轴从上起分别表示控制信号线con1的电压电平、控制信号线con2的电压电平、复位信号线con3的电压电平及多值信号线con4的电压电平。

(曝光/读出期间)

在比时刻t1靠前的期间中，由于控制信号线con1的电压是低电平，所以选择晶体管125截止。此外，在该期间中，对应于入射光而生成的信号电荷被积蓄到电荷积蓄区域124中。在时刻t1控制信号线con1的电压成为高电平，从而选择晶体管125导通。此外，多值信号线con4的电压电平是电压va2(例如vdd)。在该状态下，放大晶体管126和恒流源105b形成源极跟随器电路。由此，与积蓄在电荷积蓄区域124中的信号电荷对应的信号被向输出信号线111输出。此时，源极跟随器电路的放大率例如是1倍左右。

(复位期间)

在时刻t2，控制信号线con2的电压成为高电平，从而频带控制晶体管132导通。此外，多值信号线con4的电压电平成为电压va1(例如gnd)，放大晶体管126的漏极及源极的一方被施加电压va1。进而，通过复位信号线con3的电压成为高电平，复位晶体管131导通。由此，电荷积蓄区域124的电压被复位为基准电压vr2。

在时刻t3，复位信号线con3的电压成为低电平，从而复位晶体管131截止。此时，读出电路122以－a×b的放大率形成反馈路径。因此，使复位晶体管131截止时的电荷积蓄区域124的ktc噪声被抑制为1/(1+a×b)倍。通过设定控制信号线con2的电压以使频带控制晶体管132的动作频带成为作为宽频带的第1频带，能够高速地抑制噪声。

(噪声抑制期间)

在从时刻t4到时刻t5的期间中，控制信号线con2的电压被设定为高电平和低电平的中间的电压。在此情况下，频带控制晶体管132的动作频带为比第1频带窄的第2频带。

通过使第2频带变低，噪声抑制效果变大。另一方面，从时刻t4到时刻t5的时间变长。根据作为从时刻t4到时刻t5的时间能够容许的时间，设计者能够任意地设计第2频带。以下，将第2频带作为与放大晶体管126的动作频带相比足够低的频带处置。另外，即使第2频带比放大晶体管126的动作频带高，也能得到噪声抑制效果。

在第2频带比放大晶体管126的动作频带低的状态下，由频带控制晶体管132产生的热噪声被抑制为1/(1+a×b)^1/2倍。在该状态下，在时刻t5，控制信号线con2的电压成为低电平，从而频带控制晶体管132截止。当将频带控制晶体管132截止时，残留在电荷积蓄区域124中的ktc噪声为将起因于复位晶体管131的ktc噪声与起因于频带控制晶体管132的ktc噪声进行平方和的值。

设电容元件133的电容为cs。在此情况下，在没有由反馈带来的抑制的状态下发生的频带控制晶体管132的ktc噪声为在没有由反馈带来的抑制的状态下发生的复位晶体管131的ktc噪声的(cfd/cs)^1/2倍。如果考虑这一点，则有反馈的情况下的ktc噪声相对于没有反馈的情况被抑制为〔{1+(1+a×b)×cfd/cs}/(1+a×b)〕^1/2倍。

(复位读出期间)

在时刻t5，多值信号线con4的电压电平成为电压va2(例如vdd)。由此，放大晶体管126的漏极及源极的一方被施加电压va2。在该状态下，放大晶体管126和恒流源105b形成源极跟随器电路。由此，与复位电压(vr2)对应的信号被输出到输出信号线111。例如，在后段的电路中，进行算出在该复位读出期间中被读出的信号与在读出期间中被读出的信号的差分的相关双采样处理。并且，将得到的差分作为像素信号向摄像装置100的外部输出。

随机噪声意味着由光电变换部121变换后的电信号是0时的输出的起伏，即ktc噪声。ktc噪声在噪声抑制期间中被抑制为〔{1+(1+a×b)×cfd/cs}/(1+a×b)〕^1/2倍。结果，能够取得随机噪声被抑制的良好的图像数据。

另外，电容元件133的电容cs优选的是比电容元件134的电容cc大。通常，如果使电荷积蓄区域124的电容变大，则随机噪声减小。但是，当在电荷积蓄区域124中将电荷信号变换为电压信号时，信号变小。因而，通过仅仅使电荷积蓄区域124自身的电容变大，结果不能改善s/n。另一方面，在本实施方式中，在电荷积蓄区域124上连接电容元件133，并且电荷积蓄区域124和节点129被电容元件134分离。因而，即使使电容元件133的电容变大，也不易发生电荷积蓄区域124中的信号的降低。因此，能够在抑制信号的降低的同时，有效地抑制随机噪声。由此，能够有效地改善s/n。

此外，在本实施方式中，在读出期间中，由于电荷积蓄区域124的信号被源极跟随器电路读出，所以放大率是1倍左右。但是，并不限定于此，设计者也可以根据系统所需要的s/n或电路范围来改变放大率。

此外，根据本实施方式，在各像素内进行用于噪声消除的反馈。由此，例如与经由输出信号线111进行反馈的情况相比，能够减小输出信号线111的时间常数带来的影响。因此，能够高速地进行噪声消除。进而，通过使配置在像素101内的电容元件的电容变大，能得到更大的噪声抑制效果。

这里，在电荷积蓄区域124与输出信号线111之间存在寄生电容的情况下，在噪声消除动作中或噪声消除动作后，与电荷积蓄区域124中的电容、和电荷积蓄区域124及输出信号线111之间的寄生电容的电容分割比相应地被放大的信号、即被放大的噪声叠加到电荷积蓄区域124。即，当设电荷积蓄区域124中的电容为c1，电荷积蓄区域124与输出信号线111之间的寄生电容为c2时，被放大c1/(c1+c2)后的噪声叠加到电荷积蓄区域124。由此，不能得到希望的噪声抑制效果。相对于此，在本实施方式中，将电荷积蓄区域124与输出信号线111之间的寄生电容使用多值信号线con4屏蔽。向多值信号线con4施加2值以上的电压，但在噪声抑制期间、读出期间和复位读出期间的各自中，多值信号线con4的电压被固定为电压va1或va2。因此，多值信号线con4的电压的变化对噪声消除动作及读出动作不造成影响。换言之，在噪声消除动作及读出动作时，在输出信号线111中不发生起因于多值信号线con4的电压变动。因此，能够使用多值信号线con4作为屏蔽线。进而，通过使用多值信号线con4作为屏蔽线，不需要新设置屏蔽线，所以能够抑制面积的增加。

这样，在本实施方式中，固体摄像装置100能够以少量的布线根数进行寄生电容耦合的减少。结果，能够兼顾低噪声化和小面积化。

此外，在上述说明中，叙述了将多值信号线con4配置在输出信号线111与fd布线141之间的例子，但也可以在将放大晶体管126与选择晶体管125连接的布线128(第2布线)或将选择晶体管125与频带控制晶体管132连接的布线130(第3布线)的至少一方与fd布线141之间配置多值信号线con4。

图11是表示该情况下的截面的剖视图。如图11所示，布线128、多值信号线con4的一部分和作为fd布线141的一部分的布线157a形成在同一个布线层中。此外，多值信号线con4的一部分在从与半导体基板151垂直的方向观察时位于布线157a与布线128之间。由此，能够抑制由布线128与fd布线141之间的寄生电容带来的电容耦合。

另外，图11所示的输出信号线111与布线128的位置关系是一例，并不限定于此。例如，输出信号线111和布线128也可以形成在相同的布线层中。此外，也可以对于布线130也使用同样的配置。即，多值信号线con4的一部分、fd布线141的一部分和输出信号线111配置在第1布线层中，多值信号线con4的一部分、fd布线141的一部分、以及布线128或布线130的一部分也可以配置在与第1布线层相同或不同的第2布线层中。

如以上这样，摄像装置100具备半导体基板151、在半导体基板151上以矩阵状配置的多个像素101、按每个列配置的多个输出信号线111(第1信号线)、和被施加多值的信号的多值信号线con4(第2信号线)。多个像素101包括第1像素。第1像素具备将入射光变换为电荷的光电变换部121、积蓄电荷的电荷积蓄区域124、电连接于电荷积蓄区域124的fd布线141(第1布线)、和放大晶体管126(第1晶体管)。放大晶体管126具备漏极及源极的另一方(第1扩散层)和漏极及源极的一方(第2扩散层)。放大晶体管126将与上述电荷的量对应的信号向输出信号线111输出。漏极及源极的另一方电连接于对应的输出信号线111。漏极及源极的一方电连接于多值信号线con4。如图6所示，fd布线141、输出信号线111和多值信号线con4配置在第1布线层中。如图4所示，多值信号线con4当从与半导体基板151垂直的方向观察时位于fd布线141与输出信号线111之间。

由此，能够使用被施加多值的信号的多值信号线con4作为fd布线141与输出信号线111之间的屏蔽线。由此，能够减少电荷积蓄区域124与输出信号线111之间的寄生电容的耦合。这样，摄像装置100能够在抑制面积的增加的同时降低噪声。

此外，如图5所示，摄像装置100还具备被施加上述多值的信号并配置在上述第1布线层中的多值信号线con4b。当从与半导体基板151垂直的方向观察时，fd布线141位于多值信号线con4a与多值信号线con4b之间。

由此，能够使用多值信号线con4a及多值信号线con4b从两侧屏蔽fd布线141。由此，能够进一步减少对于电荷积蓄区域124的噪声。

例如，多值信号线con4b电连接于第1像素的放大晶体管126的漏极及源极的一方。例如，多个像素101包括与第1像素不同的第2像素。多值信号线con4b电连接于第2像素的放大晶体管126的漏极及源极的一方。

此外，如图2所示，第1像素具有使上述信号向电荷积蓄区域124负反馈的反馈路径。由此，在对于电荷积蓄区域124的由耦合带来的噪声的影响较大的、具有反馈路径的摄像装置100中，能够在抑制面积的增加的同时减小噪声。

此外，如图2所示，第1像素具备：复位晶体管131(第2晶体管)，具备电荷积蓄区域124和漏极及源极的另一方(第3扩散层)；频带控制晶体管132(第3晶体管)，具备漏极及源极的另一方(第4扩散层)和漏极及源极的一方(第5扩散层)；以及电容元件134，电连接于电荷积蓄区域124与复位晶体管131的漏极及源极的另一方之间。频带控制晶体管132的漏极及源极的另一方电连接于放大晶体管126的漏极及源极的另一方。频带控制晶体管132的漏极及源极的一方电连接于复位晶体管131的漏极及源极的另一方。反馈路径包括电荷积蓄区域124、放大晶体管126、频带限制晶体管132和电容元件134。

此外，如图2所示，第1像素具备：选择晶体管125(第4晶体管)，具备漏极及源极的一方(第6扩散层)和漏极及源极的另一方(第7扩散层)；布线128(第2布线)，将放大晶体管126的漏极及源极的另一方与选择晶体管125的漏极及源极的一方电连接；以及布线130(第3布线)，将频带控制晶体管132的漏极及源极的另一方与选择晶体管125的漏极及源极的一方电连接。选择晶体管125的漏极及源极的另一方电连接于输出信号线111。多值信号线con4、fd布线141、以及布线128及布线130的至少一方配置在第2布线层中。例如，第2布线层与第1布线层相同或不同。当从与半导体基板151垂直的方向观察时，多值信号线con4位于fd布线141与布线128及布线130的上述至少一方之间。

由此，能够减少电荷积蓄区域124与布线128或布线130之间的寄生电容的耦合。

此外，如图7所示，fd布线141及多值信号线con4配置在第1布线层及相邻于第1布线层的第3布线层中。

由此，被用作屏蔽线的多值信号线con4配置在多层中。因此，能够进一步减小噪声的影响。

此外，如图6所示，光电变换部121包括光电变换膜154。fd布线141将光电变换部121的第2电极155与电荷积蓄区域124电连接。

由此，在对于电荷积蓄区域124的由耦合带来的噪声的影响较大的层叠型的摄像装置100中，能够在抑制面积的增加的同时减小噪声。

此外，如图10所示，对于多值信号线con4，在电荷积蓄区域124被复位的复位期间中施加第1电压va1，在从电荷积蓄区域124读出电荷的读出期间中施加与第1电压va1不同的第2电压va2。此时，流到多值信号线中的电流的方向也可以变化。

以上，对有关实施方式的摄像装置进行了说明，但本发明并不限定于该实施方式。

例如，框图中的功能块的划分是一例，也可以将多个功能块作为一个功能块实现，或将一个功能块划分为多个，或将一部分的功能转移到其他的功能块中。

此外，有关上述实施方式的摄像装置中包含的各处理部典型的是作为集成电路即lsi实现。它们既可以单独地形成1个芯片，也可以以包含一部分或全部的方式形成1个芯片。

此外，集成电路化并不限于lsi，也可以由专用电路或通用处理器实现。也可以利用在lsi制造后能够编程的fpga(fieldprogrammablegatearray)、或能够重构lsi内部的电路单元的连接及设定的可重构处理器。

此外，在上述各实施方式中，各构成要素的一部分也可以通过执行适合于该构成要素的软件程序来实现。构成要素也可以通过由cpu或处理器等的程序执行部将记录在硬盘或半导体存储器等的记录介质中的软件程序读出并执行来实现。

以上，基于实施方式对有关一个或多个技术方案的摄像装置进行了说明，但本发明并不限定于该实施方式。只要不脱离本发明的主旨，对本实施方式实施了本领域技术人员想到的各种变形后的形态、将不同的实施方式的构成要素组合而构建的形态也可以包含在一个或多个技术方案的范围内。

有关本发明的摄像装置能够应用到数字静像相机、监视用相机、车载用相机、数字单反相机及数字无反相机等各种各样的相机系统及传感器系统中。