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고체 촬상 장치, 고체 촬상 장치의 구동 방법, 및 전자 기기 document_id A220517017620

분류
의약학
라벨 상태 (label_status)
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문맥 (context)
CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 이미지 센서(이하, CIS)는, 고기능 및 저소비 전력을 얻기 위해 종래의 CCD(Charge Coupled Device) 이미지 센서의 대안으로서 점점 더 많이 사용되고 있다. 또한, 최근의 CIS 분야에서 화소의 미세화와 함께 화소수를 증가시키는 기술이 급속히 진행되고 있다. CIS 분야는 CMOS LSI에 사용되는 진보된 프로세스 기술을 채용함으로써 보다 작은 치수의 화소 개발이 행해지고 있어, 화소 치수의 미세화에 있어서 CIS 분야를 앞서 있었던 CCD 이미지 센서 분야를 추월하였다. CIS는 CCD 이미지 센서와 비교하여 화소 내의 디바이스 요소가 많고, 또한 동작도 단순하지 않기 때문에, 논리 회로를 위한 금속층에 사용된 것과 유사한 신호선 배열이 화소 내에서도 행해진다. 그러나, 광전 변환 소자로서 사용되는 포토다이오드(PD)에 입사하는 광을 위해 입사 경로를 설치할 필요가 있으므로, 한정된 영역에 신호선이 조밀하게 배치되어야 할 것이다. 이러한 구성에서 화소수가 증가되면, 신호선이 길어져야 할뿐만 아니라, 인접 신호선 간의 신호 전송 거리 또한 길어진다. 그 결과, 신호선의 저항과 신호선 간의 용량이 모두 증대하는 경향이 있어, 서로 인접한 신호선 사이의 신호의 크로스토크가 커진다. 도 1을 참조하여, 서로 인접한 신호선 간의 거리가 짧은 경우에 발생한 크로스토크에 대하여 설명한다. 도 1은 고체 촬상 장치의 행방향으로 설치되는 2개의 신호선을 도시한 것이며, 위쪽의 신호선(100)은, 전송 신호선, 선택 신호선, 리셋 신호선 중의 어느 하나를 나타내며, 아래 쪽의 신호선(101)은 위쪽의 신호 배선(100)에 인접하여 설치된 인접 신호선이다. 이와 같이 신호선(100, 101)이 서로 인접하여 설치되면, 도 1에 나타낸 바와 같이, 구동 회로(102)로부터 떨어진 부분에서의 저항 R이 증가하고, 신호선(100, 101) 사이의 용량 C가 증가한다. 그러면, 위쪽의 신호선(100)에 요구된 펄스 신호 φSig가 구동 회로(102)로부터 입력되었을 때, 그 신호 배선(100)에 인접하고 있는 신호 배선(101)에도, 그 펄스 신호 φSig의 미분 성분(미분 펄스)이 생성된다. 생성된 미분 펄스가 전송되어 신호선(101)에서의 오프-상태의 전송 게이트를 턴온시키면, 본래 구동되고 있지 않은 신호선(101)에 혼신이 발생한다. 이러한 현상이 "크로스토크"이다. 크로스토크의 영향을 받는 신호선(101)이, 특히 전송 신호선인 경우에는, 포토다이오드로부터의 신호 전하의 누락이 발생할 것이다. 신호선 사이에서 발생되는 크로스토크를 억제하기 위해서는, 신호선 저항 R과 신호선 사이의 용량 C를 감소시키는 것이 필요하다. 그러나, 각각의 신호 배선폭 또는 신호 배선 간격을 확대하여, 신호 배선 저항 R과 신호 배선간 용량 C를 낮추는 방법은, 광전 변환 소자로서 사용되는 포토다이오드에의 집광을 방해하므로 바람직하지 않다. 또한, 구동 회로(102)의 출력 임피던스를 감소시키는 것도, 신호 배선의 저항이 너무 커서 출력 임피던스를 감소시킬 수 없기 때문에, 효과가 없다. 전술한 방법의 관점에서, 신호 배선 저항 R과 신호 배선간 용량 C를 외관상 증가 또는 감소시키는 방법으로서, 신호 배선(100, 101)의 양단에 구동 회로를 배치하여 신호 배선(100, 101)의 양쪽으로부터 구동하는 것이 고려된다. 그렇게 함으로써, 각각의 구동 회로에 작용하는 부하가 절반으로 감소되므로, 신호 배선 저항 R 및 신호 배선간 용량 C를 모두 감소시킬 수 있다. 그러나, 전술한 바와 같이, 신호 배선(100, 101)의 양단에 구동 회로를 배치한 경우, 구동 회로에 입력되는 제어 신호는 동기를 취할 필요가 있을 것이다. 제어 신호가 동기되지 않으면, 신호 천이가 지연될 것이다. 특히, CMOS형의 구동 회로의 경우, 상기한 방법은, 양단으로부터의 제어 신호의 타이밍의 어긋남이 크면, 신호 전하 리크의 원인으로 되므로, 바람직하지 않다. 동기되지 않은 제어 신호로 인한 전술한 신호 전하 리크의 점에서, 일본 특허출원 공개번호 2006-217905호 공보는 특히 신호 배선 사이에서 발생하는 크로스토크를 조절하기 위해 출력 임피던스를 제어하는 방법을 개시하고 있다. 이 공보는 신호 배선의 일단으로부터 제공된 원래의 신호를 재사용함으로써 크로스토크가 저하되는 종단 트랜지스터의 임피던스를 제어하는 회로 구성을 개시하고 있다. 이 구성에서, 종단 트랜지스터의 임피던스는, 다른 신호가 신호 배선의 일단으로부터 제공된 원래의 신호의 피드백을 이용하여 입력될 때에, 낮아지도록 설정된다. 종단 트랜지스터의 임피던스가 낮아지게 되므로, 신호 배선의 신호 전기 전위가 고정된다. 따라서, 크로스토크로 인한 신호 변동이 억제될 수 있다.
지시문 (instruction)
주어진 원문을 읽고 필요한 정보를 파악하여, 원문에 근거해 질문에 답하라.
질문 (question)
신호 배선의 양단에 구동 회로를 배치하여 양쪽으로부터 구동할 경우, 신호 배선 저항 R과 신호 배선간 용량 C가 감소하는 이유는 무엇인가?
추론 과정 (compact_reasoning)
  1. 1과제 해석task_interpretation

    신호 배선 양단에 구동 회로를 배치하는 방식이 저항(R)과 용량(C)을 감소시키는 인과 관계를 파악해야 한다.

  2. 2정보 추출information_extraction

    양단 구동 방식의 작동 원리와 그에 따른 부하 변화 정보를 추출한다.

    • 신호 배선(100, 101)의 양단에 구동 회로를 배치하여 신호 배선(100, 101)의 양쪽으로부터 구동하는 것이 고려된다. 그렇게 함으로써, 각각의 구동 회로에 작용하는 부하가 절반으로 감소되므로, 신호 배선 저항 R 및 신호 배선간 용량 C를 모두 감소시킬 수 있다.
  3. 3근거 선택evidence_selection

    부하 감소가 저항과 용량 감소로 이어지는 핵심 근거를 선별한다.

    • 각각의 구동 회로에 작용하는 부하가 절반으로 감소되므로, 신호 배선 저항 R 및 신호 배선간 용량 C를 모두 감소시킬 수 있다.
  4. 4논리 통합logical_integration

    양단 구동 -> 구동 회로의 부하 절반 감소 -> 저항 및 용량 감소의 논리 구조를 통합한다.

  5. 5결론 도출conclusion_formulation

    부하가 절반으로 감소하기 때문에 저항과 용량이 감소한다는 결론을 도출한다.

    • 각각의 구동 회로에 작용하는 부하가 절반으로 감소되므로, 신호 배선 저항 R 및 신호 배선간 용량 C를 모두 감소시킬 수 있다.
  6. 6답변 생성answer_generation

    질문에 대해 부하 감소를 핵심 이유로 명시하여 답변을 작성한다.

    • 각각의 구동 회로에 작용하는 부하가 절반으로 감소
최종 답변 (final_answer)
신호 배선의 양단에 구동 회로를 배치하여 양쪽으로부터 구동하게 되면, 각각의 구동 회로에 작용하는 부하가 절반으로 감소하기 때문에 신호 배선 저항 R과 신호 배선간 용량 C를 모두 감소시킬 수 있다.
핵심 해석 (core_interpretation)
신호 배선의 양단에 구동 회로를 배치하여 양쪽에서 구동하는 방식은 각 구동 회로에 작용하는 부하를 감소시켜 신호 배선 저항과 신호 배선 간 용량을 감소시킨다.