固体摄影装置、固体摄影装置的制造方法以及电子机器制造方法及图纸

固体摄影装置(100)，具有感光部(210)，包含多个电荷转送部，以列单位转送行列状配置的多个光电变换器件的信号电荷；转换输出部(220)，将电荷转送部转送的信号电荷转换为电信号再输出；周边电路部(300)，对于转换输出部产生的电信号进行既定的处理；中继部(230)，对转换输出部产生的电信号往周边电路部的转送进行中继；第1基板(110)，形成感光部及转换输出部；以及，第2基板(120)，形成周边电路部，其中，第1基板与第2基板叠层，中继部(230)在感光部的感光区域外经由通过基板的连接部将第1基板上形成的转换输出部与第2基板上形成的周边电路部电连接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】固体摄影装置、固体摄影装置的制造方法以及电子机器
本专利技术涉及检测光并使用使电荷产生的光电转换器件的固体摄影装置、固体摄影装置的制造方法以及电子机器。
技术介绍
作为检测光并使用使电荷产生的光电转换器件的固体摄影装置(图像传感器)，实际使用提供CCD(电荷耦合器件)图像传感器或CMOS(互补式金属氧化半导体)图像传感器。CCD图像传感器及CMOS图像传感器，广泛应用为数字摄影机、影像摄影机、监视摄影机、医疗用内视镜、个人计算机(PC)、移动电话等的行动终端装置(可移动机器)等的各种电子机器的一部分。CCD图像传感器与CMOS图像传感器，将光电二极管用作光电转换器件，但光电转换的信号电荷的转送方式不同。CCD图像传感器中，垂直转送部(垂直CCD、VCCD)与水平转送部(水平CCD、HCCD)转送信号电荷至输出部之后转换为电信号并放大。相对于此，CMOS图像传感器中，放大按照包含光电二极管的每一像素转换得到的电荷并输出作为读出信号。以下，说明关于CCD图像传感器及CMOS图像传感器的基本构成。图1是表示行间转送(IT)型CCD图像传感器的基本构成的图。IT(行间转送)型CCD图像传感器1，基本上包括感光部2、水平转送部(水平CCD)3、及输出部4而构成。感光部2，具有多个像素部21，配置为行列状，将入射光转换为与其光量相应的电荷量的信号电荷；以及垂直转送部(垂直CCD)22，作为以列单位垂直转送多个像素部21的各信号电荷的被遮光的电荷转送部。水平CCD3，在水平扫描期间从多个垂直CCD22依序水平转送移位的1行的信号电荷。输出部4，包含将转送的信号电荷转换为信号电压的、作为电荷检测用浮动扩散层的FloatingDiffusion(FD：浮动扩散)，输出以FD得到的信号至未图示的信号处理系统。此IT型的CCD图像传感器1中，垂直CCD作用为模拟存储器，重复线性位移与CCD3的水平转送，从输出部4依序输出全像素的信号(帧信号)。此IT型CCD图像传感器1，能够进行循序读出(循序扫描)，但因为以水平CCD3转送信号电荷，成为难以高速转送的构造。图2是表示帧行间转送(FIT)型CCD图像传感器的基本构成图。FIT(帧行间转送)型CCD图像传感器1A，在IT型CCD图像传感器1的感光部2的垂直CCD22的输出段与水平CCD3之间，具有配置遮光的电荷蓄积部(储存部)5的构成。FIT型CCD图像传感器1A中，从接收来自像素部21的信号电荷(束)的感光部2的垂直CCD22，以高速帧转送同时转送全信号电荷至完全遮光的蓄积部5。而且，FIT型CCD图像传感器1A，因为由垂直CCD22同时转送感光部2中从像素部21读出的信号电荷至蓄积部5，相较于图1的IT型CCD图像传感器1，可以高速转送。但是，FIT型CCD图像传感器1A，因为形成蓄积部5，芯片面积变成IT型CCD图像传感器的约2倍左右大。另外，上述CCD图像传感器，具有能够进行全像素同时开始光电荷蓄积的全局快门读出的特征。图3是表示CMOS图像传感器的基本构成图。CMOS图像传感器1B，基本上包括作为感光部的像素阵列部6、行列译码器(RowDecoder或行扫描电路)7、列译码器(ColumnDecoder或是水平扫描电路)8、输出部(输出放大器)9及列切换CSW而构成。另外，图3中，分别表示LSL为行扫描线、LSG为信号读出线、LTR为转送线。CMOS图像传感器1B中，像素阵列部是以包含光电二极管的多个像素行列状配置而构成。CMOS图像传感器1B中，像素阵列部6的各像素PXL是由行列译码器7供给的列控制信号(脉冲信号)按行进行控制。从像素PXL输出至输出信号线LSG的信号，根据列译码器8的列扫描，经由列切换CSW传达至转送线LTR，从输出部9输出至外部。此CMOS图像传感器1B中，是虽然可以高速转送信号，但不能进行全局快门读出的构造。而且，CMOS图像传感器基本上为不能进行全局快门读出的构造，但提出了采用叠层构造，能够进行全局快门读出的CMOS图像传感器(例如，参照非专利文件1)。图4，是表示采用叠层构造的CMOS图像传感器的构成例的图。图4的CMOS图像传感器1C，采用以第1基板11与第2基板12夹住屏蔽层13的叠层构造。第1基板11上形成光电二极管(光电转换器件)阵列部6-1及行扫描电路7的一部分7-1。而且，第2基板12上，形成蓄积节点阵列6-2、行扫描电路7的其余部分7-2、列缓冲器CBUF、水平扫描电路(列译码器)8、输出部9等。此CMOS图像传感器1C，特征在于改善作为一般的CMOS图像传感器的缺点、即不能进行全局快门读出的缺点。[先行技术文件][非专利文件][非专利文件1]：ISSCC2013/SESSION27(第27节)/IMAGESENSORS(图像传感器)/27.3“ARolling-ShutterDistortion-Free3DStackedImageSensorwith-160dBParasiticLightSensitivityIn-PixelStorageNode”
技术实现思路
[专利技术所要解决的课题]以上，说明了CCD图像传感器及CMOS图像传感器的基本构成。上述的CCD图像传感器，具有能够进行全像素同时开始光电荷蓄积的全局读出的特征。不过，IT型CCD图像传感器1，虽然能够进行循序读出，但因为以水平CCD3转送信号电荷，具有难以高速转送的不利因素。FIT型CCD图像传感器1A，相较于IT型CCD图像传感器1，虽然能够高速转送，但因为形成蓄积部5，芯片面积为IT型CCD图像传感器的约2倍左右大。相对于此，图3的CMOS图像传感器1B，能够高速转送信号，但具有不能进行全局快门读出的不利因素。图4的CMOS图像传感器1C，具有改善不能进行全局快门读出的缺点的特征，但有以下所示的不利因素。CMOS图像传感器1C，如非专利文件1中所记载，因为是选择4像素读出的构成，没有能够实现严格意义上下的全局快门。而且，CMOS图像传感器1C，严格来说不能实现全局快门，因为不能实现同时读出，难以完全消去移动体拍摄时的拍摄物模糊。另外，CMOS图像传感器1C，由于结合像素寄生电容增大，引起检测增益下降。起因于此，CMOS图像传感器1C中，需要权衡全局快门读出与读出增益，难以连结众多的像素来读出。换言之，作为CMOS图像传感器1C，在像素相加上存在限制。CMOS图像传感器1C，为了形成叠层构造，像素阵列中必须形成凸块构造，可能引起布局上的限制、或暗电流、白缺陷等的像素特性恶化。另外，CMOS图像传感器1C，具有kTC噪声(电容噪声)增加的缺点。本专利技术在于提供一种能以小的芯片面积，能够高速读出，而且布局上的限制少且能够抑制白缺陷等的像素特性恶化的固体摄影装置、固体摄影装置的制造方法以及电子机器。[用以解决课题的手段]本专利技术的第1观点的固体摄影装置，包括：感光部，包含行列状配置的多个光电变换器件、以及以列或行单位转送上述多个光电转换器件的信号电荷的多个电荷转送部；转换输出部，对应列数或行数配置，并将上述电荷转送部转送的信号电荷转换为电信号再输出；周边电路部，对于上述转换输出部产生的上述电信号进行既定的处理；中继部，对上述转换输出部产生的上述电信号往上述周边电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固体摄影装置，其中，包括：感光部，包含行列状配置的多个光电变换器件、以及以列或行单位转送上述多个光电转换器件的信号电荷的多个电荷转送部；转换输出部，对应列数或行数配置，并将上述电荷转送部转送的信号电荷转换为电信号再输出；周边电路部，对于上述转换输出部产生的上述电信号进行既定的处理；中继部，对上述转换输出部产生的上述电信号往上述周边电路部的转送进行中继；第1基板，在该第1基板上形成有上述感光部及上述转换输出部；以及第2基板，在该第2基板上形成有上述周边电路部，至少上述第1基板与上述第2基板叠层，上述中继部在上述感光部的感光区域外经由通过基板的连接部，将上述第1基板上形成的上述转换输出部与上述第2基板上形成的上述周边电路部电连接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.15 JP 2014-1452551.一种固体摄影装置，其中，包括：感光部，包含行列状配置的多个光电变换器件、以及以列或行单位转送上述多个光电转换器件的信号电荷的多个电荷转送部；转换输出部，对应列数或行数配置，并将上述电荷转送部转送的信号电荷转换为电信号再输出；周边电路部，对于上述转换输出部产生的上述电信号进行既定的处理；中继部，对上述转换输出部产生的上述电信号往上述周边电路部的转送进行中继；第1基板，在该第1基板上形成有上述感光部及上述转换输出部；以及第2基板，在该第2基板上形成有上述周边电路部，至少上述第1基板与上述第2基板叠层，上述中继部在上述感光部的感光区域外经由通过基板的连接部，将上述第1基板上形成的上述转换输出部与上述第2基板上形成的上述周边电路部电连接。2.如权利要求1所述的固体摄影装置，其中，上述中继部，在上述第1基板及上述第2基板的相当于上述感光区域外的区域中至少一方，形成放大上述转换输出部产生的电信号的源极跟随器部。3.如权利要求2所述的固体摄影装置，其中，上述源极跟随器部，包含串联连接的放大部与电流源部，在上述第2基板上形成上述放大部及上述电流源部，从与上述电流源部连接的上述放大部的输出端侧输出放大过的信号至上述周边电路部；上述中继部，经由上述连接部连接上述第1基板上形成的上述转换输出部与上述第2基板上形成的源极跟随器部的上述放大部的输入端。4.如权利要求2所述的固体摄影装置，其中，上述源极跟随器部，包含串联连接的放大部与电流源部，在上述第1基板上形成上述放大部，在上述第2基板上形成上述电流源部，从与上述电流源部连接的上述放大部的输出端侧输出放大过的信号至上述周边电路部；上述中继部，连接上述第1基板上形成的上述转换输出部与上述源极跟随器部的上述放大部的输入端，并经由上述连接部连接上述放大部的输出端与上述第2基板上形成的电流源部。5.如权利要求2所述的固体摄影装置，其中，上述源极跟随器部，包含串联连接的放大部与电流源部，在上述第1基板上形成上述放大部及上述电流源部，从与上述电流源部连接的上述放大部的输出端侧输出放大过的信号；上述中继部，连接上述第1基板上形成的上述转换输出部与上述源极跟随器部的上述放大部的输入端，并经由上述连接部连接上述放大部的输出端侧与在上述第2基板上形成的上述周边电路部。6.如权利要求5所述的固体摄影装置，其中，上述第1基板中，在上述放大部的输出端侧与上述连接部之间，形成缓冲上述源极跟随器部输出的电信号的缓冲部。7.如权利要求5所述的的固体摄影装置，其中，上述连接部与上述第2基板上形成的上述周边电路部以AC结合电连接。8.如权利要求5所述的固体摄影装置，其中，在上述放大部的输出端与上述连接部之间，形成有转换由上述源极跟随器部放大过的电压信号为电流信号的电压-电流转换部。9.如权利要求5所述的固体摄影装置，其中，上述第1基板中，在上述放大部的输出端侧形成第1模拟数字转换器，将上述源极跟随器部的输出信号从模拟信号转换为数字信号；上述第2基板中，在上述周边电路部的输入段形成第2ADC，将经由上述连接部转送的上述源极跟随器部的输出信号从模拟信号转换为数字信号。10.如权利要求5所述的固体摄影装置，其中，上述第1基板中，上述放大部的输出端侧...

【专利技术属性】
技术研发人员：高柳功，田中俊介，盛一也，有吉胜彦，松尾慎一郎，
申请(专利权)人：普里露尼库斯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：开曼群岛,KY