DE112021005467T5 - Bildgebungsvorrichtung und elektronische einrichtung - Google Patents

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Abstract

Eine Bildgebungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst Folgendes: ein erstes Substrat mit einem oder mehreren Sensorpixeln, die eine photoelektrische Umwandlung implementieren; und ein zweites Substrat, das auf das erste Substrat laminiert ist, mit dem ersten Substrat elektrisch verbunden ist und einen Transistor aufweist, der in einem vollständigen Verarmungsmodus arbeitet.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Bildgebungsvorrichtung mit einer dreidimensionalen Struktur und eine elektronische Einrichtung mit der Bildgebungsvorrichtung.
  • Stand der Technik
  • PTL 1 offenbart beispielsweise eine Bildgebungsvorrichtung, in der ein Wafer, der mit mehreren Festkörperbildgebungselementen versehen ist, und ein Wafer, der mit einer Arbeitsspeicherschaltung, einer Logikschaltung und dergleichen versehen ist, gestapelt sind.
  • Entgegenhaltungsliste
  • Patentliteratur
  • PTL 1: Internationale Veröffentlichung Nr. WO 2019/087764 Zusammenfassung der Erfindung
  • Es sei angemerkt, dass es erforderlich ist, dass eine Bildgebungsvorrichtung miniaturisiert wird.
  • Es ist erwünscht, eine Bildgebungsvorrichtung und eine elektronische Einrichtung zu schaffen, die es jeweils ermöglichen, eine Miniaturisierung zu erreichen.
  • Eine Bildgebungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst: ein erstes Substrat; und ein zweites Substrat. Das erste Substrat umfasst ein oder mehrere Sensorpixel, die jeweils eine photoelektrische Umwandlung durchführen. Das zweite Substrat ist auf das erste Substrat gestapelt und mit dem ersten Substrat elektrisch gekoppelt. Das zweite Substrat umfasst einen Transistor, der ein einem vollständigen Verarmungsmodus arbeitet.
  • Eine elektronische Einrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst die Bildgebungsvorrichtung gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • In der Bildgebungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung und der elektronischen Einrichtung gemäß der Ausführungsform wird der Transistor, der im vollständigen Verarmungsmodus arbeitet, als Transistor verwendet, der im zweiten Substrat vorgesehen ist, das auf das erste Substrat mit dem einen oder den mehreren Sensorpixeln gestapelt ist. Dies verringert eine Dicke des zweiten Substrats.
  • Figurenliste
    • [1] 1 ist ein schematisches Querschnittsdiagramm, das eine Konfiguration einer Bildgebungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • [2] 2 ist eine perspektivische Ansicht einer schematischen Konfiguration der in 1 dargestellten Bildgebungsvorrichtung in auseinandergezogener Anordnung.
    • [3A] 3A ist ein schematisches Querschnittsdiagramm, das ein Beispiel eines Schritts zur Herstellung der in 1 dargestellten Bildgebungsvorrichtung beschreibt.
    • [3B] 3B ist ein schematisches Querschnittsdiagramm, das einen Schritt im Anschluss an 3A darstellt.
    • [3C] 3C ist ein schematisches Querschnittsdiagramm, das einen Schritt im Anschluss an 3B darstellt.
    • [3D] 3D ist ein schematisches Querschnittsdiagramm, das einen Schritt im Anschluss an 3C darstellt.
    • [3E] 3E ist ein schematisches Querschnittsdiagramm, das einen Schritt im Anschluss an 3D darstellt.
    • [3F] 3F ist ein schematisches Querschnittsdiagramm, das einen Schritt im Anschluss an 3E darstellt.
    • [3G] 3G ist ein schematisches Querschnittsdiagramm, das einen Schritt im Anschluss an 3F darstellt.
    • [3H] 3H ist ein schematisches Querschnittsdiagramm, das einen Schritt im Anschluss an 3G darstellt.
    • [31] 31 ist ein schematisches Querschnittsdiagramm, das einen Schritt im Anschluss an 3H darstellt.
    • [3J] 3J ist ein schematisches Querschnittsdiagramm, das einen Schritt im Anschluss an 31 darstellt.
    • [4] 4 ist ein schematisches Querschnittsdiagramm, das ein Beispiel einer Konfiguration einer Bildgebungsvorrichtung gemäß einem Abwandlungsbeispiel 1 der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • [5] 5 ist eine perspektivische Ansicht eines Beispiels eines Transistors, der für die Bildgebungsvorrichtung gemäß dem Abwandlungsbeispiel 1 der vorliegenden Offenbarung verwendet wird.
    • [6] 6 ist ein schematisches Querschnittsdiagramm, das ein anderes Beispiel der Konfiguration der Bildgebungsvorrichtung gemäß dem Abwandlungsbeispiel 1 der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • [7] 7 ist ein schematisches Querschnittsdiagramm, das ein Beispiel einer Konfiguration einer Bildgebungsvorrichtung gemäß einem Abwandlungsbeispiel 2 der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • [8] 8 ist ein schematisches Querschnittsdiagramm, das ein Beispiel einer Konfiguration einer Bildgebungsvorrichtung gemäß einem Abwandlungsbeispiel 3 der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • [9A] 9A ist ein schematisches Querschnittsdiagramm, das ein Beispiel eines Schritts zur Herstellung der in 8 dargestellten Bildgebungsvorrichtung beschreibt.
    • [9B] 9B ist ein schematisches Querschnittsdiagramm, das einen Schritt im Anschluss an 9A darstellt.
    • [9C] 9C ist ein schematisches Querschnittsdiagramm, das einen Schritt im Anschluss an 9B darstellt.
    • [9D] 9D ist ein schematisches Querschnittsdiagramm, das einen Schritt im Anschluss an 9C darstellt.
    • [9E] 9E ist ein schematisches Querschnittsdiagramm, das einen Schritt im Anschluss an 9D darstellt.
    • [10] 10 ist ein schematisches Querschnittsdiagramm, das ein Beispiel einer Konfiguration einer Bildgebungsvorrichtung gemäß einem Abwandlungsbeispiel 4 der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • [11] 11 ist ein schematisches Querschnittsdiagramm, das ein anderes Beispiel der Konfiguration der Bildgebungsvorrichtung gemäß dem Abwandlungsbeispiel 4 der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • [12] 12 ist ein Ersatzschaltplan, der ein Beispiel einer Konfiguration einer NICHT-UND-Schaltung darstellt.
    • [13] 13 ist ein ebenes schematisches Diagramm, das ein Beispiel einer Verdrahtungsauslegung in einer typischen Bildgebungsvorrichtung darstellt.
    • [14] 14 ist ein ebenes schematisches Diagramm, das ein Beispiel einer Verdrahtungsauslegung in der in 11 dargestellten Bildgebungsvorrichtung darstellt.
    • [15] 15 ist ein schematisches Querschnittsdiagramm, das ein Beispiel einer Konfiguration einer Bildgebungsvorrichtung gemäß einem Abwandlungsbeispiel 5 der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • [16] 16 ist eine perspektivische Ansicht einer schematischen Konfiguration einer Bildgebungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung in auseinandergezogener Anordnung.
    • [17] 17 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Schaltungskonfiguration der in 16 dargestellten Bildgebungsvorrichtung darstellt.
    • [18A] 18A ist ein Diagramm, das beschreibt, dass ein Sensorpixel, eine analoge Schaltung eines zweiten Substrats und eine Logikschaltung eines dritten Substrats in der in 16 dargestellten Bildgebungsvorrichtung miteinander gekoppelt sind.
    • [18B] 18B ist ein Diagramm, das beschreibt, dass eine Logikschaltung des zweiten Substrats und die Logikschaltung und ein DRAM des dritten Substrats in der in 16 dargestellten Bildgebungsvorrichtung gekoppelt sind.
    • [19] 19 ist eine perspektivische Ansicht einer schematischen Konfiguration einer Bildgebungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung in auseinandergezogener Anordnung.
    • [20] 20 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer schematischen Konfiguration eines Bildgebungssystems mit der Bildgebungsvorrichtung gemäß irgendeiner der ersten bis dritten Ausführungsformen und den Abwandlungsbeispielen 1 bis 5, die vorstehend beschrieben sind, darstellt.
    • [21] 21 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Bildgebungsprozedur des Bildgebungssystems in 20 darstellt.
    • [22] 22 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer schematischen Konfiguration eines Fahrzeugsteuersystems darstellt.
    • [23] 23 ist ein Diagramm zur Unterstützung beim Erläutern eines Beispiels von Installationspositionen eines Fahrzeugaußeninformationsdetektionsabschnitts und eines Bildgebungsabschnitts.
    • [24] 24 ist eine Ansicht, die ein Beispiel einer schematischen Konfiguration eines Endoskopoperationssystems darstellt.
    • [25] 25 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer Funktionskonfiguration eines Kamerakopfs und einer Kamerasteuereinheit (CCU) darstellt.
  • Arten zur Ausführung der Erfindung
  • Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung im Einzelnen mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Die folgende Beschreibung ist ein spezielles Beispiel der vorliegenden Offenbarung, aber die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die folgenden Arten begrenzt. Außerdem ist die vorliegende Offenbarung auch nicht auf die Anordnung, Abmessungen, Abmessungsverhältnisse und dergleichen der jeweiligen Komponenten, die in den jeweiligen Diagrammen dargestellt sind, begrenzt. Es ist zu beachten, dass die Beschreibung in der folgenden Reihenfolge gegeben wird.
    • 1. Erste Ausführungsform (ein Beispiel einer Bildgebungsvorrichtung, in der eine analoge Schaltung, die in einem zweiten Substrat vorgesehen ist, einen Transistor umfasst, der in einem vollständigen Verarmungsmodus arbeitet)
    • 1-1. Konfiguration der Bildgebungsvorrichtung
    • 1-2. Verfahren zur Herstellung der Bildgebungsvorrichtung
    • 1-3. Arbeiten und Effekte
    • 2. Abwandlungsbeispiele
    • 2-1. Abwandlungsbeispiel 1 (ein anderes Beispiel einer Struktur eines Transistors, der in einem zweiten Substrat vorgesehen ist)
    • 2-2. Abwandlungsbeispiel 2 (ein Beispiel, in dem mehrere zweite Substrate gestapelt sind)
    • 2-3. Abwandlungsbeispiel 3 (ein Beispiel, in dem eines von mehreren zweiten Substraten mit einer Pixelschaltung versehen ist)
    • 2-4. Abwandlungsbeispiel 4 (ein Beispiel, in dem ein zweites Substrat mit einem Funktionselement versehen ist)
    • 2-5. Abwandlungsbeispiel 5 (ein Beispiel, in dem ein erstes Substrat und ein zweites Substrat Vorderseite an Vorderseite gebondet sind)
    • 3. Zweite Ausführungsform (ein Beispiel einer Bildgebungsvorrichtung, in der eine analoge Schaltung und eine Logikschaltung für jedes von Pixeln elektrisch miteinander gekoppelt sind)
    • 4. Dritte Ausführungsform (ein Beispiel für Wafer auf Wafer auf Wafer (WoWoW))
    • 5. Anwendungsbeispiel
    • 6. Praktische Anwendungsbeispiele
  • <1. Erste Ausführungsform>
  • 1 stellt schematisch ein Beispiel einer Querschnittskonfiguration einer Bildgebungsvorrichtung (Bildgebungsvorrichtung 1) gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung dar. 2 ist eine perspektivische Ansicht einer schematischen Konfiguration der in 1 dargestellten Bildgebungsvorrichtung 1 in auseinandergezogener Anordnung. Die Bildgebungsvorrichtung 1 weist eine dreidimensionale Struktur auf, in der drei Substrate mit einem ersten Substrat 100, einem zweiten Substrat 200 und einem dritten Substrat 300 in dieser Reihenfolge gestapelt sind. Die Bildgebungsvorrichtung 1 ist eine von hinten beleuchtete Bildgebungsvorrichtung, in der Licht von einer Seite einer hinteren Oberfläche des ersten Substrats 100 kommt. Die Bildgebungsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst einen Transistor, der in einem vollständigen Verarmungsmodus arbeitet, als Transistor des zweiten Substrats 200.
  • (1-1. Konfiguration der Bildgebungsvorrichtung)
  • In der Bildgebungsvorrichtung 1 sind das erste Substrat 100, das zweite Substrat 200 und das dritte Substrat 300 in dieser Reihenfolge gestapelt, wie vorstehend beschrieben. Das erste Substrat 100 umfasst eine Pixelanordnungseinheit 110, in der mehrere Sensorpixel 11 in einer Anordnung angeordnet sind. Das zweite Substrat 200 ist beispielsweise mit einer analogen Schaltung 210 versehen, die mit der Pixelanordnungseinheit 110 elektrisch gekoppelt ist. Diese analoge Schaltung 210 umfasst einen Transistor, der im vollständigen Verarmungsmodus arbeitet. Das dritte Substrat 300 ist beispielsweise mit Logikschaltungen (Logikschaltungen 310 und 320) und Arbeitsspeichern wie z. B. einem magnetoresistiven Direktzugriffsarbeitsspeicher (MRAM) 330 und einem dynamischen Direktzugriffsarbeitsspeicher (DRAM) 340 versehen, die mit der vorstehend beschriebenen analogen Schaltung 210 elektrisch gekoppelt sind.
  • Das erste Substrat 100 umfasst ein Halbleitersubstrat 10 und eine Verdrahtungsschicht 40. Das Halbleitersubstrat 10 weist eine erste Oberfläche (vordere Oberfläche) 10S1 und eine zweite Oberfläche (hintere Oberfläche oder Lichteinfallsoberfläche) 10S2 auf, die zueinander entgegengesetzt sind. Die Verdrahtungsschicht 40 ist auf der Seite der ersten Oberfläche 10S1 des Halbleitersubstrats 10 vorgesehen. Die Seite der zweiten Oberfläche 10S2 des Halbleitersubstrats 10 ist beispielsweise mit einem Farbfilter 51 und einer Lichtempfangslinse 52 versehen. Das zweite Substrat 200 umfasst ein Halbleitersubstrat 20 und Verdrahtungsschichten 60 und 70. Das Halbleitersubstrat 20 weist eine erste Oberfläche (vordere Oberfläche) 20S1 und eine zweite Oberfläche (hintere Oberfläche) 20S2 auf, die zueinander entgegengesetzt sind. Die Seite der ersten Oberfläche 20S1 und die Seite der zweiten Oberfläche 20S2 des Halbleitersubstrats 20 sind jeweils mit der Verdrahtungsschicht 70 und der Verdrahtungsschicht 60 versehen. Das erste Substrat 100 und das zweite Substrat 200 sind gestapelt, wobei die Verdrahtungsschicht 40 und die Verdrahtungsschicht 60 dazwischen eingefügt sind. Die Verdrahtungsschicht 40 ist auf der Seite der ersten Oberfläche 10S1 des Halbleitersubstrats 10 vorgesehen. Die Verdrahtungsschicht 60 ist auf der Seite der zweiten Oberfläche 20S2 des Halbleitersubstrats 20 vorgesehen. Mit anderen Worten, das erste Substrat 100 und das zweite Substrat 200 sind Vorderseite an Rückseite gestapelt. Im dritten Substrat 300 sind ein Halbleitersubstrat 30 und eine Verdrahtungsschicht 80 auf ein Trägersubstrat 350 in dieser Reihenfolge gestapelt. Das dritte Substrat 300 und das zweite Substrat 200 sind gestapelt, wobei die Verdrahtungsschicht 70 und die Verdrahtungsschicht 80 dazwischen eingefügt sind. Die Verdrahtungsschicht 70 ist auf der Seite der ersten Oberfläche 20S1 des Halbleitersubstrats 20 vorgesehen. Die Verdrahtungsschicht 80 ist auf einer Seite der ersten Oberfläche (vorderen Oberfläche) 30S1 des Halbleitersubstrats 30 vorgesehen. Mit anderen Worten, das zweite Substrat 200 und das dritte Substrat 300 sind Vorderseite an Vorderseite gestapelt.
  • Wie vorstehend beschrieben, umfasst das erste Substrat 100 die Pixelanordnungseinheit 110, in der die mehreren Sensorpixel 11 in einer Anordnung angeordnet sind. Photodioden PD (Lichtempfangselemente 12) sind beispielsweise in den mehreren Sensorpixeln 11 so ausgebildet, dass sie in das Halbleitersubstrat 10 vergraben sind. Die Photodioden PD (Lichtempfangselemente 12) führen jeweils eine photoelektrische Umwandlung durch. Obwohl nicht dargestellt, ist das Halbleitersubstrat 10 ferner beispielsweise mit einer schwebenden Diffusion FD, einem Übertragungstransistor TR oder dergleichen für jedes der Sensorpixel 11 versehen. Alternativ ist das Halbleitersubstrat 10 ferner mit der einen schwebenden Diffusion FD, dem einen Übertragungstransistor TR oder dergleichen für die mehreren Sensorpixel 11 versehen. In der Verdrahtungsschicht 40 sind beispielsweise eine Verdrahtungsleitung, die mit der schwebenden Diffusion FD gekoppelt ist, eine Verdrahtungsleitung mit einem Gate des Übertragungstransistors TR und dergleichen in einer Zwischenschichtisolationsschicht 42 ausgebildet. Eine oder mehrere Kontaktstellenelektroden 41 liegen auf einer Oberfläche (insbesondere einer Oberfläche der Zwischenschichtisolationsschicht 42) der Verdrahtungsschicht 40 frei. Die eine oder die mehreren Kontaktstellenelektroden 41 werden beispielsweise verwendet, um das erste Substrat 100 an das zweite Substrat 200 zu bonden und elektrisch damit zu koppeln. Obwohl nicht dargestellt, sind diese Kontaktstellenelektroden 41 jeweils mit der schwebenden Diffusion FD und dem Gate des Übertragungstransistors TR, beispielsweise durch ein Kontaktloch V1, gekoppelt.
  • Das zweite Substrat 200 ist mit der analogen Schaltung 210 versehen, wie vorstehend beschrieben. Die analoge Schaltung 210 ist beispielsweise ein Abschnitt eines Analog-Digital-Wandlers (ADC) der Bildgebungsvorrichtung 1, ein Steuerabschnitt, der jeden von Abschnitten in der Bildgebungsvorrichtung 1 steuert, oder dergleichen. Die analoge Schaltung 210 umfasst eine Schaltungskomponente, die mit einer Leistungsversorgungsspannung für die analoge Schaltung versorgt wird. Insbesondere umfasst die analoge Schaltung 210 eine Vielfalt von Transistoren (Pixelschaltungen), eine vertikale Ansteuerschaltung, einen Komparator und einen Zähler des ADC, einen Referenzspannungsversorgungsabschnitt, eine Phasenregelkreisschaltung (PLL-Schaltung) und dergleichen. Die Vielfalt von Transistoren (Pixelschaltungen) lesen analoge Pixelsignale aus den Sensorpixeln 11 aus. Die vertikale Ansteuerschaltung steuert die Sensorpixel 11 zeilenweise an. Die Sensorpixel 11 sind in einem Gitter in Zeilen- und Spaltenrichtungen zweidimensional angeordnet. Der Referenzspannungsversorgungsabschnitt versorgt den Komparator mit einer Referenzspannung.
  • In der vorliegenden Ausführungsform weist ein Transistor, der im zweiten Substrat 200 vorgesehen ist, eine Transistorstruktur auf, in der der Transistor im vollständigen Verarmungsmodus arbeitet. Beispiele des Transistors, der im vollständigen Verarmungsmodus arbeitet, umfassen einen Rippen-FET. Der Rippen-FET umfasst mehrere Rippen 211 und ein Gate 711. Die mehreren Rippen 211 umfassen beispielsweise das Halbleitersubstrat 20.
  • Die Rippen 221 weisen jeweils eine flache Plattenform auf. Die mehreren Rippen stehen beispielsweise 221 auf dem Halbleitersubstrat 20. Mit anderen Worten, die mehreren Rippen 221 sind jeweils durch das Halbleitersubstrat 20 abgestützt. Die mehreren Rippen 221 sind beispielsweise in einer X-Achsen-Richtung angeordnet und erstrecken sich jeweils in einer Y-Achsen-Richtung. Ein Isolationsfilm mit beispielsweise SiO2 ist auf dem Halbleitersubstrat 20 vorgesehen. Der Isolationsfilm ist in einem nachstehend beschriebenen Elementisolationsbereich 212 enthalten. Die Rippen 221 stehen so, dass sie diesen Isolationsfilm durchdringen. Mit anderen Worten, ein Abschnitt von jeder der Rippen 221 ist in den Isolationsfilm vergraben. Eine Seitenoberfläche und eine obere Oberfläche der Rippe 221, die vom Isolationsfilm freiliegen, sind mit einem Gate-Isolationsfilm (nicht dargestellt) mit beispielsweise HfSiO, HfSiON, TaO, TaON oder dergleichen bedeckt. Das Gate 711 erstreckt sich über die mehreren Rippen 221 in der X-Achsen-Richtung, die eine Erstreckungsrichtung (Y-Achsen-Richtung) der Rippen 221 schneidet. Ein Kanalbereich ist an einem Abschnitt von jeder der Rippen 221, an dem die Rippe 221 das Gate 711 schneidet, vorgesehen. Source/Drain-Bereiche sind an beiden Enden der Rippe 221 ausgebildet, wobei der Kanalbereich dazwischen eingefügt ist.
  • Das Halbleitersubstrat 20 ist in mehrere Abschnitte beispielsweise durch den Elementisolationsbereich 212 mit beispielsweise einer Flachgrabenisolationsstruktur (STI-Struktur), einer Tiefgrabenisolationsstruktur (DTI-Struktur) oder Vollgrabenisolationsstruktur (FTI-Struktur) unterteilt. Die jeweiligen Abschnitte des Halbleitersubstrats 20, die durch den Elementisolationsbereich 212 unterteilt sind, sind mit Transistoren versehen, die jeweils im vollständigen Verarmungsmodus arbeiten, wie der vorstehend beschrieben Rippen-FET. Eine Dicke (h) des Halbleitersubstrats 20, das die mehreren Rippen 221 miteinander koppelt, ist beispielsweise 1 µm oder weniger (1).
  • Es ist zu beachten, dass das Halbleitersubstrat 20, das sich in einer XY-Ebenen-Richtung erstreckt, zum Abstützen der mehreren Rippen 221 dient, wie vorstehend beschrieben. Die Dicke (h) des Halbleitersubstrats 20 ist daher nicht auf die Obige begrenzt. Die Dicke (h) des Halbleitersubstrats 20 kann beispielsweise 100 nm oder weniger sein. Alternativ kann die Dicke (h) des Halbleitersubstrats 20 20 nm oder weniger sein. In einem Fall, in dem das Halbleitersubstrat 20 eine Dicke von etwa 20 nm aufweist, ist es möglich, dass das Halbleitersubstrat 20 die mehreren Rippen ausreichend abstützt. Außerdem ist in der vorliegenden Ausführungsform kein Störstellenbereich im Halbleitersubstrat 20 ausgebildet, das sich in der XY-Ebenen-Richtung erstreckt, aber ein Störstellenbereich kann durch Implantieren von Ionen ausgebildet werden.
  • Eine oder mehrere Kontaktstellenelektroden 61 liegen auf einer Oberfläche der Verdrahtungsschicht 60 frei. Die eine oder die mehreren Kontaktstellenelektroden 61 werden beispielsweise verwendet, um das zweite Substrat 200 an das erste Substrat 100 zu bonden und elektrisch damit zu koppeln. In der Verdrahtungsschicht 70 ist eine Verdrahtungsleitung 71 oder dergleichen in einer Zwischenschichtisolationsschicht 73 ausgebildet. Die Verdrahtungsleitung 71 umfasst das Gate 711 des vorstehend beschriebenen Rippen-FET. Eine oder mehrere Kontaktstellenelektroden 72 liegen an einer Oberfläche (insbesondere einer Oberfläche der Zwischenschichtisolationsschicht 73) der Verdrahtungsschicht 70 frei. Die eine oder die mehreren Kontaktstellenelektroden 72 werden beispielsweise verwendet, um das zweite Substrat 200 an das dritte Substrat 300 zu bonden und elektrisch damit zu koppeln. Diese Kontaktstellenelektroden 61 und 72, die an den Oberflächen des zweiten Substrats 200 auf der Seite des ersten Substrats 100 und der Seite des dritten Substrats 300 freiliegen, sind durch ein Kontaktloch V2, die Verdrahtungsleitung 71 und ein Kontaktloch V3 elektrisch miteinander gekoppelt. Das Kontaktloch V2 durchdringt den Elementisolationsbereich 212. Die Verdrahtungsleitung 71 ist in derselben Schicht wie jener des Gates 711 vorgesehen. Das Kontaktloch V3 ist zwischen der Verdrahtungsleitung 71 und der Kontaktstellenelektrode 72 vorgesehen.
  • Wie vorstehend beschrieben, sind im dritten Substrat 300 das Halbleitersubstrat 30 und die Verdrahtungsschicht 80 auf das Trägersubstrat 350 in dieser Reihenfolge gestapelt. Die erste Oberfläche 30S1 des Halbleitersubstrats 30 ist beispielsweise mit den Logikschaltungen 310 und 320, dem MRAM 330, dem DRAM 340 und dergleichen versehen. Die Logikschaltungen 310 und 320 sind im Technologieknoten voneinander verschieden. Jede der Logikschaltungen ist mit einer Schaltung versehen, die verschiedene Arten von Signalverarbeitung an Daten, die sich aus der photoelektrischen Umwandlung ergeben, oder Daten, die sich aus einer Bildgebungsoperation durch die Bildgebungsvorrichtung 1 ergeben, durchführt. Außerdem kann die Logikschaltung eine Schaltungskomponente umfassen, die ein Abschnitt des ADC, des Steuerabschnitts oder dergleichen ist und mit einer Leistungsversorgungsspannung für die Logikschaltung versorgt wird.
  • Es ist zu beachten, dass die Leistungsversorgungsspannungen für die Schaltungen (z. B. die Logikschaltungen 310 und 320), die im dritten Substrat 300 vorgesehen sind, vorzugsweise niedriger sind als die Leistungsversorgungsspannung für die Schaltung (z. B. die analoge Schaltung 210), die im zweiten Substrat 200 vorgesehen ist. Mit anderen Worten, es ist bevorzugt, dass das dritte Substrat 300 mit den Logikschaltungen 310 und 320 versehen ist, von denen jede einen Transistor umfasst, der unter Verwendung einer Leistungsversorgungsspannung angesteuert wird, die niedriger ist als eine Leistungsversorgungsspannung eines Transistors, der in der analogen Schaltung 210 enthalten ist, die im zweiten Substrat 200 vorgesehen ist. Dies ist jedoch nicht begrenzend. Das dritte Substrat 300 kann ferner mit einer Schaltung (z. B. einer analogen Schaltung) mit einem Transistor versehen sein, der unter Verwendung einer höheren Leistungsversorgungsspannung als der Leistungsversorgungsspannung des im zweiten Substrats 200 vorgesehenen Transistors angesteuert wird. Alternativ kann eine Schaltung mit einem Transistor, der unter Verwendung einer niedrigeren Leistungsversorgungsspannung als der Leistungsversorgungsspannung des im dritten Substrat 300 vorgesehenen Transistors angesteuert wird, ferner im zweiten Substrat 200 ausgebildet sein.
  • Die Verdrahtungsschicht 80 ist auf der Seite der ersten Oberfläche 30S1 des Halbleitersubstrats 30 vorgesehen. Eine oder mehrere Kontaktstellenelektroden 81 liegen auf einer Oberfläche (insbesondere einer Oberfläche einer Zwischenschichtisolationsschicht 82) der Verdrahtungsschicht 80 frei. Die eine oder die mehreren Kontaktstellenelektroden 81 werden beispielsweise verwendet, um das dritte Substrat 300 an das zweite Substrat 200 zu bonden und damit elektrisch zu koppeln. Jede der mehreren Kontaktstellenelektroden 81 ist mit der Logikschaltung 310 oder 320, dem MRAM 330 oder dem DRAM 340 beispielsweise durch ein Kontaktloch V4 gekoppelt.
  • Das erste Substrat 100, das zweite Substrat 200 und das dritte Substrat 300 sind miteinander verbunden und durch Bondkontaktstellenelektroden miteinander elektrisch gekoppelt, die auf den Oberflächen freiliegen, die zueinander entgegengesetzt sind. Jede der Kontaktstellenelektroden (der Kontaktstellenelektroden 41, 61, 72 und 81) ist beispielsweise unter Verwendung von Metall wie z. B. Cu (Kupfer) ausgebildet. Mit anderen Worten, das erste Substrat 100 und das zweite Substrat 200 und das zweite Substrat 200 und das dritte Substrat 300 sind durch Metallbonden (z. B. Cu-Cu-Bonden) aneinander gebondet.
  • (1-2. Verfahren zur Herstellung der Bildgebungsvorrichtung)
  • Es ist möglich, die Bildgebungsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beispielsweise wie folgt herzustellen.
  • Wie in 3A dargestellt, wird zuerst ein Siliziumsubstrat (Si-Substrat) beispielsweise als Halbleitersubstrat 20 vorbereitet. Wie in 3B dargestellt, wird anschließend eine zerbrechliche Schicht 213 in einer vorbestimmten Tiefe im Halbleitersubstrat 20 beispielsweise durch Implantieren von Wasserstoffionen (H-Ionen) ausgebildet. Insbesondere wird die zerbrechliche Schicht 213 beispielsweise in einer Position ausgebildet, die etwa 30 nm bis 50 nm tiefer ist als untere Abschnitte der Rippen 211.
  • Wie in 3C dargestellt, wird als nächstes das Halbleitersubstrat 20 bearbeitet, um die mehreren Rippen 211 auszubilden. Wie in 3D dargestellt, werden anschließend der Elementisolationsbereich 212 und die Verdrahtungsschicht 70 auf der ersten Oberfläche 20S1 des Halbleitersubstrats 20 ausgebildet. Die Verdrahtungsschicht 70 umfasst die Verdrahtungsleitung 71, das Kontaktloch V3 und die Zwischenschichtisolationsschicht 73. Die Verdrahtungsleitung 71 umfasst das Gate 711. Die Kontaktstellenelektrode 72 liegt auf der vorderen Oberfläche der Zwischenschichtisolationsschicht 73 frei.
  • Wie in 3E dargestellt, wird als nächstes das dritte Substrat 300 separat auf dem Trägersubstrat 350 hergestellt. Das Halbleitersubstrat 30 und die Verdrahtungsschicht 80 werden im dritten Substrat 300 in dieser Reihenfolge gestapelt. Das Halbleitersubstrat 30 wird mit den Logikschaltungen 310 und 320, dem MEAM 330 und dem DRAM 340 versehen. Die Verdrahtungsschicht 80 umfasst die mehreren Kontaktstellenelektroden 81. Wie in 3E dargestellt, werden anschließend die Verdrahtungsschicht 70 des zweiten Substrats 200 und die Verdrahtungsschicht 80 des dritten Substrats 300 Vorderseite an Vorderseite angeordnet. Die Kontaktstellenelektroden 72 und 81, die an den jeweiligen Oberflächen freiliegen, werden gebondet.
  • Wie in 3F dargestellt, wird als nächstes das Halbleitersubstrat 20 über der zerbrechlichen Schicht 213 abgelöst. Wie in 3G dargestellt, wird das Halbleitersubstrat 20 anschließend im Dünnfilm auf eine vorbestimmte Dicke (z. B. 1 µm oder weniger), beispielsweise durch chemisch-mechanisches Polieren (CMP), verringert. Wie in 3H dargestellt, wird das Halbleitersubstrat 20 als nächstes in mehrere Abschnitte unterteilt. Der Elementisolationsbereich 212 wird zwischen den jeweiligen Abschnitten ausgebildet.
  • Wie in 31 dargestellt, wird anschließend das Kontaktloch V2 ausgebildet, das den Elementisolationsbereich 212 durchdringt und mit der Verdrahtungsleitung 71 in Kontakt kommt, und die Verdrahtungsschicht 60 mit der Kontaktstellenelektrode 61 wird dann auf der zweiten Oberfläche 20S2 des Halbleitersubstrats 20 mit dem Elementisolationsbereich 212 ausgebildet.
  • Wie in 3J dargestellt, wird als nächstes das erste Substrat 100 separat auf der ersten Oberfläche 10S1 des Halbleitersubstrats 10 hergestellt, in dem die Photodiode PD (Lichtempfangselement 12) so ausgebildet wird, dass sie vergraben ist. Das erste Substrat 100 wird mit der Verdrahtungsschicht 40 versehen. Die Verdrahtungsschicht 40 umfasst das Kontaktloch V1 und dergleichen darin. Außerdem umfasst die Verdrahtungsschicht 40 die Zwischenschichtisolationsschicht 42. Die Kontaktstellenelektrode 41 liegt auf der vorderen Oberfläche der Zwischenschichtisolationsschicht 42 frei. Wie in 3J dargestellt, werden die Verdrahtungsschicht 40 des ersten Substrats 100 und die Verdrahtungsschicht 60 des zweiten Substrats 200 anschließend Vorderseite an Vorderseite angeordnet. Die Kontaktstellenelektroden 41 und 61, die an den jeweiligen Oberflächen freiliegen, werden gebondet. Danach werden das Farbfilter 51 und die Lichtempfangslinse 52 auf der Seite der zweiten Oberfläche 10S2 des ersten Substrats 100 ausgebildet. Die in 1 dargestellte Bildgebungsvorrichtung 1 ist somit vollendet.
  • Es ist zu beachten, dass das vorstehend beschriebene Verfahren zur Herstellung der Bildgebungsvorrichtung 1 ein Beispiel ist, aber dies nicht begrenzend ist. Ein Substrat mit Silizium auf Isolator (SOI) kann beispielsweise als Halbleitersubstrat 20 verwendet werden. Eine Siliziumoxidschicht zwischen einem Si-Substrat und einer Si-Schicht einer Oberfläche kann als zerbrechliche Schicht 213 verwendet werden. Außerdem muss die zerbrechliche Schicht 213 nicht notwendigerweise bereitgestellt werden. Das Halbleitersubstrat 20 kann im Dünnfilm durch CMP allein verringert werden. Außerdem kann das Halbleitersubstrat 20 im Dünnfilm unter Verwendung von Trockenätzen, Nassätzen oder dergleichen verringert werden.
  • (1-3. Arbeiten und Effekte)
  • In der Bildgebungsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst die analoge Schaltung 210, die im zweiten Substrat 200 vorgesehen ist, einen Transistor, der im vollständigen Verarmungsmodus arbeitet. Das zweite Substrat 200 ist auf das erste Substrat 100 mit den mehreren Sensorpixeln 11 gestapelt und elektrisch damit gekoppelt. Dies verringert eine Dicke des zweiten Substrats 200. Das Folgende beschreibt dies.
  • In den letzten Jahren hat ein Bildsensor eine Struktur übernommen, in der ein Sensorabschnitt und ein Steuerschaltungsabschnitt (Logikschaltung) auf verschiedenen Wafern ausgebildet sind und die Wafer gestapelt sind. Aus diesem Grund hat der Sensor gewöhnlich eine größere Anzahl von Signalverarbeitungsschaltungen und dergleichen für die Korrektur enthalten und eine größere Anzahl von erforderlichen Arbeitsspeichern zum Halten von zu verarbeitenden Informationen enthalten. Um dies anzugehen, wurde eine Bildgebungsvorrichtung entwickelt, die eine Struktur aufweist, in der Chips in drei oder mehr Schichten gestapelt sind oder ein Wafer (ein Mehrfachchip, in dem eine Vielfalt von Funktionen in einen Chip integriert ist), der mit einer Arbeitsspeicherschaltung, einer Logikschaltung und dergleichen versehen ist, auf einen Wafer gestapelt ist, der mit mehreren Festkörperbildgebungselementen versehen ist, wie vorstehend beschrieben.
  • In einem Fall, in dem der Mehrfachchip auf den Bildsensor gestapelt ist, in dem der Wafer, der mit dem Sensorabschnitt versehen ist, und der Wafer, der mit dem vorstehend beschriebenen Steuerschaltungsabschnitt versehen ist, gestapelt sind, sind jedoch ein Zwischenwafer und ein oberer und ein unterer Wafer durch eine Durchgangselektrode (TSV) elektrisch miteinander gekoppelt. Die in einem typischen Bildsensor mit einer gestapelten Dreischichtstruktur vorgesehene TSV weist eine Tiefe von 10 µm oder mehr auf. Die TSV mit einer Tiefe von 10 µm oder mehr weist beispielsweise einen Durchmesser (cp) von 3 µm oder mehr auf. Dies führt zu einer Zunahme der Schaltungsfläche im Bildsensor. Alternativ verhindert die TSV mit einem Durchmesser (cp) von 3 µm oder mehr, dass ein Schaltungsrastermaß verringert wird. Außerdem durchdringt die TSV das Si-Substrat. Dies fügt eine parasitäre Kapazität hinzu. Diese Erhöhung der parasitären Kapazität kann die Charakteristiken des Sensorabschnitts und der Schaltung, die im Zwischenwafer vorgesehen sind, verringern.
  • Um eine TSV mit einem kleinen Durchmesser (φ) auszubilden oder ein Seitenverhältnis der TSV zu verringern, kann ein Substrat des Zwischenwafers im Dünnfilm verringert werden. Es ist jedoch erforderlich, eine Mulde zu halten, um einen Betrieb eines Transistors (Massetransistors) zu garantieren, der im Zwischenwafer vorgesehen ist. Ferner ist eine Filmdicke von etwa 10 µm typischerweise erforderlich, um einen Kurzschluss oder dergleichen, der durch einen Schaltungsbetrieb oder einen Substratgrenzflächendefekt, nachdem der Dünnfilm verringert ist, verursacht wird, zu vermeiden. Das Verringern des Substrats im Dünnfilm weist folglich eine Grenze auf.
  • Dagegen wird in der Bildgebungsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ein Transistor, der im vollständigen Verarmungsmodus arbeitet, oder ein Rippen-FET beispielsweise als Transistor verwendet, der in der analogen Schaltung 210 enthalten ist, die im zweiten Substrat 200 vorgesehen ist. Dies macht es möglich, die Dicke des Halbleitersubstrats 20, das sich in der XY-Ebenen-Richtung des zweiten Substrats 200 erstreckt, im Vergleich zu einem Fall, in dem der in der analogen Schaltung 210 vorgesehene Transistor ein typischer Transistor mit einer planaren Struktur oder ein sogenannter Massetransistor ist, zu verringern. Mit anderen Worten, es ist möglich, die Dicke des zweiten Substrats 200 zu verringern.
  • Folglich ist es möglich, die Ausbildungsfläche einer Durchgangsverdrahtungsleitung (z. B. TSV) zum elektrischen Koppeln beispielsweise des ersten Substrats 100 und des dritten Substrats 300 in der Bildgebungsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beträchtlich zu verringern. Dies macht es möglich, eine Miniaturisierung zu erreichen.
  • Außerdem ist es in der Bildgebungsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform möglich, die parasitäre Kapazität signifikant zu verringern, die durch die Durchgangsverdrahtungsleitung verursacht wird.
  • Das Folgende beschreibt Abwandlungsbeispiele (Abwandlungsbeispiele 1 bis 5) der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform und eine zweite und eine dritte Ausführungsform. Es ist zu beachten, dass die folgende Beschreibung dieselben Komponenten wie jene der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform mit denselben Zeichen bezeichnet und gegebenenfalls auf deren Beschreibungen verzichtet wird.
  • <2. Abwandlungsbeispiele>
  • (2-1. Abwandlungsbeispiel 1)
  • 4 stellt schematisch ein Beispiel einer Querschnittskonfiguration einer Bildgebungsvorrichtung (Bildgebungsvorrichtung 1A) gemäß dem Abwandlungsbeispiel 1 der vorliegenden Offenbarung dar. In der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform wurde das Beispiel beschrieben, in dem die mehreren Rippen 211 auf dem Halbleitersubstrat 20 als Transistor stehen, der in der analogen Schaltung 210 enthalten ist, die im zweiten Substrat 200 vorgesehen ist, und im vollständigen Verarmungsmodus arbeitet. Die mehreren Rippen 211 können jedoch voneinander unabhängig sein, wie in 4 dargestellt. Dies macht es möglich, die Dicke des zweiten Substrats 200 weiter zu verringern.
  • Außerdem wurde in der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform ein Transistor mit der Rippen-FET-Struktur als Transistor veranschaulicht, der im vollständigen Verarmungsmodus arbeitet, dies ist jedoch nicht begrenzend. Es ist möglich, einen Transistor mit einer anderen dreidimensionalen Struktur zu verwenden.
  • 5 stellt schematisch eine Struktur eines Transistors mit einer Rundum-Gate-Struktur (GAA-Struktur) als Beispiel des Transistors mit der anderen dreidimensionalen Struktur dar. Der Transistor mit der GAA-Struktur ist mit der Rippe 211 beispielsweise auf dem Halbleitersubstrat 20 versehen. Die Rippe 211 dient als Basis. Kanäle 213A und 213B mit jeweils einer Nanodrahtform sind über dieser Rippe 211 vorgesehen. Die Kanäle 213A und 213B erstrecken sich jeweils beispielsweise in der Y-Achsen-Richtung. Das Gate 711 ist um die Kanäle 213A und 213B vorgesehen, wobei ein Gate-Isolationsfilm (nicht dargestellt) dazwischen eingefügt ist. Es ist zu beachten, dass der Transistor mit der GAA-Struktur, die in 5 dargestellt ist, manchmal auch als Nanodraht, Nanoplatte oder Nanoband als anderer Name bezeichnet werden kann.
  • Ferner ist der Transistor, der in der analogen Schaltung 210 enthalten ist, die im zweiten Substrat 200 vorgesehen ist, nicht auf den Transistor mit der dreidimensionalen Struktur begrenzt. Es ist auch möglich, beispielsweise einen sogenannten planaren Transistor zu verwenden, solange der planare Transistor im vollständigen Verarmungsmodus arbeitet.
  • Noch ferner wurde in der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform das Beispiel beschrieben, in dem die Verdrahtungsleitung 71, die in der gleichen Schicht wie jener des Gates 711 eines Transistors (Rippen-FET in 1) vorgesehen ist, der in der analogen Schaltung 210 enthalten ist, die im zweiten Substrat 200 vorgesehen ist, als Abschnitt der Verdrahtungsleitung verwendet wird, die das erste Substrat 100 und das dritte Substrat 300 elektrisch koppelt, dies ist jedoch nicht begrenzend. Wie in 6 dargestellt, kann beispielsweise das Gate 711 eines Transistors, der in der analogen Schaltung 210 enthalten ist, erweitert sein, um zu bewirken, dass das Gate 711 und das Kontaktloch V2 gekoppelt sind. Das Kontaktloch V2 ist mit der Kontaktstellenelektrode 61 gekoppelt. Dies macht es möglich, die Anzahl von elektrischen Kopplungspunkten zwischen dem ersten Substrat 100 und dem zweiten Substrat 200 und zwischen dem zweiten Substrat 200 und dem dritten Substrat 300 zu erhöhen. Mit anderen Worten, feinere Kontakte sind möglich.
  • (2-2. Abwandlungsbeispiel 2)
  • 7 stellt schematisch ein Beispiel einer Querschnittskonfiguration einer Bildgebungsvorrichtung (Bildgebungsvorrichtung 1B) gemäß dem Abwandlungsbeispiel 2 der vorliegenden Offenbarung dar. In der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform wurde das Beispiel beschrieben, in dem das eine zweite Substrat 200 mit der analogen Schaltung 210 mit einem Transistor, der im vollständigen Verarmungsmodus arbeitet, zwischen dem ersten Substrat 100 und dem dritten Substrat 300 vorgesehen ist. Die zwei oder mehr zweiten Substrate 200 (zweiten Substrate 200A und 200B) können jedoch gestapelt sein, wie in 7 dargestellt. Dies macht es möglich, die Miniaturisierung weiter zu erleichtern.
  • (2-3. Abwandlungsbeispiel 3)
  • 8 stellt schematisch ein Beispiel einer Querschnittskonfiguration einer Bildgebungsvorrichtung (Bildgebungsvorrichtung 1C) gemäß dem Abwandlungsbeispiel 3 der vorliegenden Offenbarung dar. Im vorstehend beschriebenen Abwandlungsbeispiel 2 können die mehreren zweiten Substrate 200 gestapelt sein, aber eines der mehreren zweiten Substrate 200 kann mit einer Pixelschaltung als analoge Schaltung versehen sein.
  • Die Pixelschaltung gibt ein Pixelsignal auf der Basis einer elektrischen Ladung aus, die aus jedem der Sensorpixel 11 ausgegeben wird. Die Pixelschaltung umfasst beispielsweise drei Transistoren. Insbesondere umfasst die Pixelschaltung einen Verstärkungstransistor AMP, einen Rücksetztransistor RST und einen Auswahltransistor SEL. In jedem der Sensorpixel 11 ist beispielsweise eine Kathode der Photodiode PD (Lichtempfangselement 12) mit einer Source des Übertragungstransistors TR elektrisch gekoppelt. Eine Anode der Photodiode PD (Lichtempfangselement 12) ist mit einer Referenzpotentialleitung (z. B. einer Masseleitung GND) elektrisch gekoppelt. Ein Drain des Übertragungstransistors TR ist mit der schwebenden Diffusion FD elektrisch gekoppelt.
  • Die schwebende Diffusion FD ist mit einem Eingangsende der Pixelschaltung elektrisch gekoppelt. Insbesondere ist die schwebende Diffusion FD beispielsweise mit einem Gate des Verstärkungstransistors AMP und einer Source des Rücksetztransistors RST elektrisch gekoppelt. Ein Drain des Rücksetztransistors RST ist mit einer Leistungsversorgungsleitung VDD gekoppelt und ein Gate des Rücksetztransistors RST ist beispielsweise mit einer Ansteuersignalleitung gekoppelt. Ein Drain des Verstärkungstransistors AMP ist mit der Leistungsversorgungsleitung VDD gekoppelt und eine Source des Verstärkungstransistors AMP ist mit einem Drain des Auswahltransistors SEL gekoppelt. Eine Source des Auswahltransistors SEL ist mit einer vertikalen Signalleitung gekoppelt und ein Gate des Auswahltransistors SEL ist beispielsweise mit der Ansteuersignalleitung gekoppelt.
  • In einem Fall, in dem der Übertragungstransistor TR eingeschaltet wird, überträgt der Übertragungstransistor TR eine elektrische Ladung der Photodiode PD zur schwebenden Diffusion FD.
  • Der Rücksetztransistor RST setzt ein Potential der schwebenden Diffusion FD auf ein vorbestimmtes Potential zurück. In einem Fall, in dem der Rücksetztransistor RST eingeschaltet wird, setzt der Rücksetztransistor RST das Potential der schwebenden Diffusion FD auf die Leistungsversorgungsleitung VDD zurück.
  • Der Auswahltransistor SEL steuert einen Zeitpunkt, zu dem ein Pixelsignal aus der Pixelschaltung ausgegeben wird.
  • Der Verstärkungstransistor AMP erzeugt als Pixelsignal ein Signal mit einer Spannung, die einem Pegel der elektrischen Ladung entspricht, die in der schwebenden Diffusion FD gehalten wird. Der Verstärkungstransistor AMP ist in einem Verstärker vom Source-Folger-Typ enthalten. Der Verstärkungstransistor AMP gibt das Pixelsignal mit der Spannung aus, die dem Pegel der elektrischen Ladung entspricht, die in der Photodiode PD (Lichtempfangselement 12) erzeugt wird. In einem Fall, in dem der Auswahltransistor SEL eingeschaltet wird, verstärkt der Verstärkungstransistor AMP das Potential der schwebenden Diffusion FD und gibt eine Spannung, die dem Potential entspricht, beispielsweise an eine Logikschaltung durch die vertikale Signalleitung aus. Die Logikschaltung wird nachstehend beschrieben.
  • Der Verstärkungstransistor AMP, der Rücksetztransistor RST und der Auswahltransistor SEL sind auf einer ersten Oberfläche 20SA1 eines Halbleitersubstrats 20A vorgesehen. Das zweite Substrat 200A ist mit der ersten Oberfläche 20SA1 des Halbleitersubstrats 20A entgegengesetzt zum ersten Substrat 100 gestapelt. Mit anderen Worten, das erste Substrat 100 und das zweite Substrat 200A sind Vorderseite an Vorderseite gestapelt.
  • Es ist möglich, die Bildgebungsvorrichtung 1C beispielsweise wie folgt herzustellen. Es ist zu beachten, dass ein nachstehend beschriebenes Verfahren zur Herstellung der Bildgebungsvorrichtung 1 ein Beispiel ist, aber dies nicht begrenzend ist.
  • Wie in 9A dargestellt, wird zuerst das zweite Substrat 200A, das mit dem Verstärkungstransistor AMP, dem Rücksetztransistor RST und dem Auswahltransistor SEL versehen ist, wie in den Diagrammen bis zu 3D in der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform ausgebildet.
  • Wie in 9B dargestellt, wird anschließend das erste Substrat 100 separat auf der ersten Oberfläche 10S1 des Halbleitersubstrats 10 hergestellt, das auf einem Trägersubstrat 910 vorgesehen ist und die Photodiode PD (Lichtempfangselement 12) aufweist, die so ausgebildet wird, dass bewirkt wird, dass die Photodiode PD (Lichtempfangselement 12) darin vergraben wird. Das erste Substrat 100 wird mit der Verdrahtungsschicht 40 versehen. Die Verdrahtungsschicht 40 umfasst das Kontaktloch V1 und dergleichen. Außerdem umfasst die Verdrahtungsschicht 40 die Zwischenschichtisolationsschicht 42. Die Kontaktstellenelektrode 41 liegt auf der vorderen Oberfläche der Zwischenschichtisolationsschicht 42 frei. Wie in 9B dargestellt, werden anschließend die Verdrahtungsschicht 40 des ersten Substrats 100 und die Verdrahtungsschicht 70A des zweiten Substrats 200A Vorderseite an Vorderseite angeordnet. Die Kontaktstellenelektroden 41 und 72A, die an den jeweiligen Oberflächen freiliegen, werden gebondet.
  • Wie in 9C dargestellt, wird als nächstes das Halbleitersubstrat 20A über der zerbrechlichen Schicht 213 abgelöst und das Halbleitersubstrat 20A wird dann im Dünnfilm auf eine vorbestimmte Dicke (z. B. 1 µm oder weniger) beispielsweise durch CMP verringert. Als nächstes wird das Halbleitersubstrat 20A in mehrere Abschnitte unterteilt. Der Elementisolationsbereich 212 wird zwischen den jeweiligen Abschnitten ausgebildet. Wie in 9D dargestellt, wird anschließend ein Kontaktloch V2A ausgebildet, das den Elementisolationsbereich 212 durchdringt, und eine Verdrahtungsschicht 60A mit einer Kontaktstellenelektrode 61A wird dann auf einer zweiten Oberfläche 20AS2 des Halbleitersubstrats 20A mit dem Elementisolationsbereich 212 ausgebildet.
  • Wie in 9E dargestellt, wird das zweite Substrat 200B ausgebildet und dann an das separat ausgebildete dritte Substrat 300 an den Kontaktstellenelektroden 72B und 81 gebondet, die an den jeweiligen Oberflächen freiliegen, wie in den Diagrammen bis zu 3D in der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform. Danach werden die Kontaktstellenelektroden 61A und 61B, die an den jeweiligen Oberflächen des zweiten Substrats 200A und des zweiten Substrats 200B freiliegen, gebondet und das Trägersubstrat 910 wird dann abgelöst. Das Farbfilter 51 und die Lichtempfangslinse 52 werden auf der Seite der ersten Oberfläche 10S1 des ersten Substrats 100 ausgebildet. Die Bildgebungsvorrichtung 1C, die in 8 dargestellt ist, ist somit vollendet.
  • (2-4. Abwandlungsbeispiel 4)
  • 10 stellt schematisch ein Beispiel einer Querschnittskonfiguration einer Bildgebungsvorrichtung (Bildgebungsvorrichtung 1D) gemäß dem Abwandlungsbeispiel 4 der vorliegenden Offenbarung dar. Die Verdrahtungsschicht 60 auf der Seite der zweiten Oberfläche 20S2 des Halbleitersubstrats 20 kann ferner mit einem Funktionselement 610 versehen sein. Beispiele des Funktionselements 610 umfassen ein Kapazitätselement wie z. B. ein passives Element, ein Metall-Isolator-Metall (MIM), ein Metall-Oxid-Metall (MOM), einen ferroelektrischen Arbeitsspeicher (FeRAM) und einen DRAM, ein Induktorelement und ein variables Widerstandselement wie z. B. MRAM, einen Widerstandsdirektzugriffsarbeitsspeicher (ReRAM), und einen Phasenänderungsdirektzugriffsarbeitsspeicher (PCRAM). Außerdem kann die Verdrahtungsschicht 60 mit Verdrahtungsleitungen 62 wie z. B. der Leistungsversorgungsleitung VDD, der Masseleitung GND und der Signalleitung versehen sein. Jede der Verdrahtungsleitungen 62 kann in einer einzelnen Schicht vorgesehen sein oder kann über mehrere Schichten vorgesehen sein.
  • 11 stellt schematisch eine Querschnittskonfiguration, in der die Verdrahtungsschicht 60 mit der Leistungsversorgungsleitung VDD und der Masseleitung GND versehen ist, als anderes Beispiel des vorliegenden Abwandlungsbeispiels dar. In einer typischen Bildgebungsvorrichtung ist die Verdrahtungsschicht 70 mit einem Inverter Inv, einer NICHT-UND-Schaltung (12), einer NICHT-ODER-Schaltung oder einem Flip-Flop versehen, was durch Kombinieren derselben als Standardzelle (Logikschaltungsblock) erhalten wird. Insbesondere ist ein PMOS-Ausbildungsbereich 721, der in 13 dargestellt ist, beispielsweise mit einem Schaltungsabschnitt X1 versehen, der in 12 dargestellt ist und PMOS umfasst. Ein NMOS-Ausbildungsbereich 722, der in 13 dargestellt ist, ist beispielsweise mit einem Schaltungsabschnitt X2 versehen, der in 12 dargestellt ist und NMOS umfasst. Die Verdrahtungsschicht 70 ist ferner mit der Leistungsversorgungsleitung VDD, der Masseleitung GND, der Signalleitung und dergleichen versehen. Die Leistungsversorgungsleitung VDD und die Messeleitung GND sind jeweils an Enden des PMOS-Ausbildungsbereichs 721 und des NMOS-Ausbildungsbereichs angeordnet, wie in 13 dargestellt, in dem der IR-Abfall, ein Kontakt zwischen Verdrahtungsleitungen und dergleichen berücksichtigt werden. Dies ist eine Ursache für eine Grenze an der Verdrahtungsauslegung, eine Vergrößerung der Auslegungsfläche und eine Erhöhung der Kosten, die durch Vermehren von Verdrahtungsschichten verursacht wird.
  • Dagegen ist im vorliegenden Abwandlungsbeispiel, wie in 11 und 14 dargestellt, die Verdrahtungsschicht 60 auf der Seite des ersten Substrats 100 auch mit der Leistungsversorgungsleitung VDD und der Masseleitung GND als Verdrahtungsleitungen 62 versehen. Dies macht es möglich, eine Breite w2 einer Standardzelle, die in der Verdrahtungsschicht 70 vorgesehen ist, kleiner zu machen als eine Breite w1 (13) einer Standardzelle in einer typischen Bildgebungsvorrichtung. Mit anderen Worten, es ist möglich, die Miniaturisierung weiter zu erleichtern.
  • Das Versehen der Verdrahtungsschicht 60 mit der Leistungsversorgungsleitung VDD und der Masseleitung GND macht es außerdem möglich, eine Verdrahtungsleitungslänge einer Verdrahtungsleitung, die die Leistungsversorgungsleitung VDD und die Masseleitung GND und einen Transistor, der im zweiten Substrat 200 vorgesehen ist, elektrisch koppelt, im Vergleich zu einer typischen Bildgebungsvorrichtung zu verringern. Dies macht es möglich, den Einfluss des IR-Abfalls zu verringern und die Anzahl von Schichten für die Verdrahtungsleitungen, die beispielsweise in der Verdrahtungsschicht 70 vorgesehen sind, zu verringern.
  • Es ist zu beachten, dass 11 und 14 jeweils das Beispiel darstellen, in dem die Leistungsversorgungsleitung VDD und die Masseleitung GND sich nebeneinander erstrecken, aber dies ist nicht begrenzend. Eine Auslegung kann beispielsweise übernommen werden, in der die Leistungsversorgungsleitung VDD und die Masseleitung GND einander kreuzen. Mit anderen Worten, es ist möglich, einen Freiheitsgrad der Verdrahtungsauslegung zu erhöhen. Außerdem stellt 11 das Beispiel dar, in dem die Leistungsversorgungsleitung VDD und die Masseleitung GND in verschiedenen Schichten vorgesehen sind, dies ist jedoch nicht begrenzend. Die Leistungsversorgungsleitung VDD und die Masseleitung GND können in derselben Schicht vorgesehen sein. Dies macht es möglich, den Einfluss des IR-Abfalls weiter zu verringern und die Anzahl von Schichten für die Verdrahtungsleitungen weiter zu verringern.
  • (2-5. Abwandlungsbeispiel 5)
  • 15 stellt schematisch ein Beispiel einer Querschnittskonfiguration einer Bildgebungsvorrichtung (Bildgebungsvorrichtung 1E) gemäß dem Abwandlungsbeispiel 5 der vorliegenden Offenbarung dar. In der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform wurde das Beispiel beschrieben, in dem das erste Substrat 100 und das zweite Substrat 200 Vorderseite an Rückseite gestapelt sind und das zweite Substrat 200 und das dritte Substrat 300 Vorderseite an Vorderseite gestapelt sind, dies ist jedoch nicht begrenzend. Wie in 15 dargestellt, können das erste Substrat 100 und das zweite Substrat 200 Vorderseite an Vorderseite gestapelt sein und das zweite Substrat 200 und das dritte Substrat 300 können Vorderseite an Rückseite gestapelt sein.
  • Die vorstehend beschriebene Konfiguration macht es möglich, die parasitäre Kapazität zu verringern, die durch eine Verdrahtungsleitung (Durchgangsverdrahtungsleitung) verursacht wird, die das zweite Substrat 200 und das dritte Substrat 300 elektrisch koppelt und sich in einer Stapelrichtung (Z-Achsen-Richtung) erstreckt.
  • <3. Zweite Ausführungsform>
  • 16 ist eine perspektivische Ansicht einer schematischen Konfiguration einer Bildgebungsvorrichtung (Bildgebungsvorrichtung 2) gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung in auseinandergezogener Anordnung. 17 stellt ein Beispiel einer Schaltungskonfiguration der Bildgebungsvorrichtung 2 dar. In der Bildgebungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind die analoge Schaltung 210, die im zweiten Substrat 200 vorgesehen ist, und die Logikschaltung 310, die im dritten Substrat 300 vorgesehen ist, jeweils für jedes der Sensorpixel 11 durch eine Kontaktstellenelektrode gekoppelt.
  • In der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform wurde das Beispiel beschrieben, in dem die eine analoge Schaltung 210 mit den mehreren Sensorpixeln 11 durch die Kontaktstellenelektroden (2) gekoppelt ist. Die analoge Schaltung 210 umfasst jedoch einen Transistor, der im vollständigen Verarmungsmodus arbeitet, als Transistor, der in der analogen Schaltung 210 enthalten ist, die im zweiten Substrat 200 vorgesehen ist, wodurch es möglich gemacht wird, das erste Substrat 100 und das zweite Substrat 200 und das zweite Substrat 200 und das dritte Substrat 300 in feinen Rastermaßen durch Metallbonden aneinander zu bonden. Wie in 18A dargestellt, ist es insbesondere möglich, das eine Sensorpixel 11 und die analoge Schaltung 210, die im zweiten Substrat 200 vorgesehen ist, Metallbonden (z. B. Cu-Cu-Bonden) zu unterziehen, und diese eine analoge Schaltung 210, die im zweiten Substrat 200 vorgesehen ist, und die eine Logikschaltung 310, die im dritten Substrat 300 vorgesehen ist, Metallbonden (z. B.Cu-Cu-Bonden) zu unterziehen. Dies macht es möglich, in der Bildgebungsvorrichtung 2 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Steuerung in Einheiten von Sensorpixeln durchzuführen.
  • Es ist zu beachten, dass 16 das Beispiel darstellt, in dem das dritte Substrat 300 mit der Logikschaltung 320 und dem DRAM 340 versehen ist. Die Logikschaltung 320 ist von der Logikschaltung 310 im Technologieknoten verschieden. Die Logikschaltung 320 und der DRAM 340 und die Logikschaltung 310 können jedoch in einer Umverdrahtungsschicht (RDL) gekoppelt sein. Wie in 16 dargestellt, kann außerdem das zweite Substrat 200 mit einer Logikschaltung 220 versehen sein, die von der Logikschaltung 310 im Technologieknoten verschieden ist. In diesem Fall, wie in 18B dargestellt, können beispielsweise die Logikschaltung 220 des zweiten Substrats 200 und die Logikschaltung 320 und der DRAM 340, die im dritten Substrat 300 vorgesehen sind, durch Metallbonden (z. B.Cu-Cu-Bonden) elektrisch miteinander gekoppelt sein.
  • Außerdem stellt 17 das Beispiel dar, in dem ein Zwischenarbeitsspeicherabschnitt im dritten Substrat 300 vorgesehen ist. Der Zwischenarbeitsspeicherabschnitt kann jedoch beispielsweise einen MRAM umfassen und im zweiten Substrat 200 vorgesehen sein, beispielsweise wie im Abwandlungsbeispiel 4. Außerdem kann der Zwischenarbeitsspeicherabschnitt ein nichtflüchtiges Element wie z. B. ReRAM oder PCRAM umfassen.
  • <4. Dritte Ausführungsform>
  • 19 ist eine perspektivische Ansicht einer schematischen Konfiguration einer Bildgebungsvorrichtung (Bildgebungsvorrichtung 3) gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung in auseinandergezogener Anordnung. In irgendeiner der ersten und der zweiten Ausführungsform und den Abwandlungsbeispielen 1 bis 5, die vorstehend beschrieben sind, wurde das Beispiel beschrieben, in dem das dritte Substrat 300 eine Struktur mit Chip auf Wafer (CoW) aufweist, in der das dritte Substrat 300 ein Gemisch von mehreren Chips der Logikschaltungen 310 und 320, des MRAM 330, des DRAM 340 und dergleichen umfasst, dies ist jedoch nicht begrenzend. Wie in 19 dargestellt, kann das dritte Substrat 300 beispielsweise ein Wafer sein, der mit der Logikschaltung 310 allein versehen ist. Mit anderen Worten, die Bildgebungsvorrichtung 3 ist eine Bildgebungsvorrichtung mit einer Wafer-auf-Waferauf-Wafer-Struktur (WoWoW-Struktur).
  • <5. Anwendungsbeispiel>
  • 20 stellt ein Beispiel einer schematischen Konfiguration eines Bildgebungssystems 4 mit der Bildgebungsvorrichtung (z. B. der Bildgebungsvorrichtung 1) gemäß irgendeiner der ersten bis dritten Ausführungsformen und den Abwandlungsbeispielen 1 bis 5, die vorstehend beschrieben sind, dar.
  • Das Bildgebungssystem 4 ist eine elektronische Einrichtung mit beispielsweise einer Kamera wie z. B. einer digitalen Standbildkamera oder einer Videokamera, eine tragbare Endgeräteinrichtung wie z. B. ein Smartphone oder Endgerät vom Tablet-Typ oder dergleichen. Das Bildgebungssystem 4 umfasst beispielsweise die Bildgebungsvorrichtung (z. B. die Bildgebungsvorrichtung 1) gemäß irgendeiner der vorstehend beschriebenen ersten bis dritten Ausführungsformen und den Abwandlungsbeispielen davon, ein optisches System 241, eine Blendenvorrichtung 242, eine DSP-Schaltung 243, einen Rahmenarbeitsspeicher 244, einen Anzeigeabschnitt 245, einen Speicherabschnitt 246, einen Bedienungsabschnitt 247 und einen Leistungsversorgungsabschnitt 248. Im Bildgebungssystem 4 sind die Bildgebungsvorrichtung 1 gemäß irgendeiner der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen und den Abwandlungsbeispielen davon, die DSP-Schaltung 243, der Rahmenarbeitsspeicher 244, der Anzeigeabschnitt 245, der Speicherabschnitt 246, der Bedienungsabschnitt 247 und der Leistungsversorgungsabschnitt 248 durch eine Busleitung 249 miteinander gekoppelt.
  • Die Bildgebungsvorrichtung (z. B. die Bildgebungsvorrichtung 1) gemäß irgendeiner der vorstehend beschriebenen ersten bis dritten Ausführungsformen und den Abwandlungsbeispielen davon gibt Bilddaten aus, die einfallendem Licht entsprechen. Das optische System 241 umfasst eine oder mehrere Linsen. Das optische System 241 führt Licht (einfallendes Licht) von einem Objekt zur Bildgebungsvorrichtung 1, um ein Bild auf einer Lichtempfangsoberfläche der Bildgebungsvorrichtung 1 zu bilden. Die Blendenvorrichtung 242 ist zwischen dem optischen System 241 und der Bildgebungsvorrichtung 1 angeordnet. Die Blendenvorrichtung 242 steuert eine Periode, in der die Bildgebungsvorrichtung 1 mit Licht bestrahlt wird, und eine Periode, in der Licht blockiert wird, unter der Steuerung einer Ansteuerschaltung. Die DSP-Schaltung 243 ist eine Signalverarbeitungsschaltung, die ein Signal (Bilddaten) verarbeitet, das aus der Bildgebungsvorrichtung 1 ausgegeben wird. Der Rahmenarbeitsspeicher 244 hält vorübergehend die Bilddaten, die durch die DSP-Schaltung 243 verarbeitet werden, in Einheiten von Rahmen. Der Anzeigeabschnitt 245 umfasst beispielsweise eine Anzeigevorrichtung vom Feldtyp wie z. B. ein Flüssigkristallfeld oder ein organisches EL-Feld (Elektrolumineszenzfeld). Der Anzeigeabschnitt 245 zeigt ein Bewegtbild oder ein Standbild an, das durch die Bildgebungsvorrichtung 1 erfasst wird. Der Speicherabschnitt 246 zeichnet Bilddaten des Bewegtbildes oder des Standbildes, das durch die Bildgebungsvorrichtung 1 erfasst wird, in einem Aufzeichnungsmedium wie z. B. einem Halbleiterarbeitsspeicher oder einer Festplatte auf. Der Bedienungsabschnitt 247 gibt Bedienungsanweisungen für eine Vielfalt von Funktionen des Bildgebungssystems 4 gemäß einer Bedienung durch einen Benutzer aus. Der Leistungsversorgungsabschnitt 248 führt geeignet verschiedene Arten von Leistung für den Betrieb zur Bildgebungsvorrichtung 1, zur DSP-Schaltung 243, zum Rahmenarbeitsspeicher 244, zum Anzeigeabschnitt 245, zum Speicherabschnitt 246 und zum Bedienungsabschnitt 247 zu, die Zufuhrziele sind.
  • Als nächstes wird eine Bildgebungsprozedur des Bildgebungssystems 4 beschrieben.
  • 21 stellt ein Beispiel eines Ablaufplans der Bildgebungsoperation des Bildgebungssystems 4 dar. Ein Benutzer gibt eine Anweisung, um die Bildgebung zu starten, durch Bedienen des Bedienungsabschnitts 247 aus (Schritt S101). Der Bedienungsabschnitt 247 überträgt dann eine Bildgebungsanweisung zur Bildgebungsvorrichtung 1 (Schritt S102). Die Bildgebungsvorrichtung 1 (insbesondere eine Systemsteuerschaltung) führt die Bildgebung in einem vorbestimmten Bildgebungsverfahren beim Empfangen der Bildgebungsanweisung aus (Schritt S 103).
  • Die Bildgebungsvorrichtung 1 gibt Bilddaten, die durch Bildgebung erhalten werden, an die DSP-Schaltung 243 aus. Hier beziehen sich die Bilddaten auf Daten für alle Pixel von Pixelsignalen, die auf der Basis einer elektrischen Ladung erzeugt werden, die vorübergehend in den schwebenden Diffusionen FD gehalten werden. Die DSP-Schaltung 243 führt eine vorbestimmte Signalverarbeitung (z. B. einen Rauschverringerungsprozess oder dergleichen) auf der Basis der von der Bildgebungsvorrichtung 1 ausgegebenen Bilddaten durch (Schritt S104). Die DSP-Schaltung 243 bewirkt, dass der Rahmenarbeitsspeicher 244 die Bilddaten hält, die der vorbestimmten Signalverarbeitung unterzogen werden, und der Rahmenarbeitsspeicher 244 bewirkt, dass der Speicherabschnitt 246 die Bilddaten speichert (Schritt S105). In dieser Weise wird die Bildgebung des Bildgebungssystems 4 durchgeführt.
  • Im vorliegenden Anwendungsbeispiel wird die Bildgebungsvorrichtung (z. B. die Bildgebungsvorrichtung 1) gemäß irgendeiner der vorstehend beschriebenen ersten bis dritten Ausführungsformen und den Abwandlungsbeispielen davon auf das Bildgebungssystem 4 angewendet. Dies ermöglicht, dass die Bildgebungsvorrichtung 1 kleiner oder in der Auflösung höher ist. Folglich ist es möglich, das kleine oder hochauflösende Bildgebungssystem 4 zu schaffen.
  • <6. Praktische Anwendungsbeispiele>
  • (Beispiel einer praktischen Anwendung auf einen beweglichen Körper)
  • Die Technologie (die vorliegende Technologie) gemäß der vorliegenden Offenbarung ist auf eine Vielfalt von Produkten anwendbar. Die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung kann beispielsweise als Vorrichtung erreicht werden, die an irgendeinem Typ von beweglichem Körper wie z. B. einem Kraftfahrzeug, einem Elektrofahrzeug, einem Hybridelektrofahrzeug, einem Motorrad, einem Fahrrad, einer persönlichen Mobilitätseinrichtung, einem Flugzeug, einer Drohne, einem Schiff oder einem Roboter montiert ist.
  • 22 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer schematischen Konfiguration eines Fahrzeugsteuersystems als Beispiel eines Steuersystems eines beweglichen Körpers darstellt, auf das die Technologie gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung angewendet werden kann.
  • Das Fahrzeugsteuersystem 12000 umfasst mehrere elektronische Steuereinheiten, die über ein Kommunikationsnetz 12001 miteinander verbunden sind. In dem in 22 dargestellten Beispiel umfasst das Fahrzeugsteuersystem 12000 eine Antriebssystemsteuereinheit 12010, eine Karosseriesystemsteuereinheit 12020, eine Fahrzeugaußeninformationsdetektionseinheit 12030, eine Fahrzeuginneninformationsdetektionseinheit 12040 und eine integrierte Steuereinheit 12050. Außerdem sind ein Mikrocomputer 12051, ein Klang/Bild-Ausgabeabschnitt 12052 und eine am Fahrzeug montierte Netzschnittstelle (I/F) 12053 als Funktionskonfiguration der integrierten Steuereinheit 12050 dargestellt.
  • Die Antriebssystemsteuereinheit 12010 steuert den Betrieb von Vorrichtungen in Bezug auf das Antriebssystem des Fahrzeugs gemäß verschiedenen Arten von Programmen. Die Antriebssystemsteuereinheit 12010 funktioniert beispielsweise als Steuervorrichtung für eine Antriebskrafterzeugungsvorrichtung zum Erzeugen der Antriebskraft des Fahrzeugs, wie z. B. eine Brennkraftmaschine, einen Antriebsmotor oder dergleichen, einen Antriebskraftübertragungsmechanismus zum Übertragen der Antriebskraft auf Räder, einen Lenkmechanismus zum Einstellen des Lenkwinkels des Fahrzeugs, eine Bremsvorrichtung zum Erzeugen der Bremskraft des Fahrzeugs und dergleichen.
  • Die Karosseriesystemsteuereinheit 12020 steuert den Betrieb von verschiedenen Arten von Vorrichtungen, die für eine Fahrzeugkarosserie vorgesehen sind, gemäß verschiedenen Arten von Programmen. Die Karosseriesystemsteuereinheit 12020 funktioniert beispielsweise als Steuervorrichtung für ein schlüsselloses Zugangssystem, ein intelligentes Schlüsselsystem, eine elektrische Fensterhebervorrichtung oder verschiedene Arten von Lampen wie z. B. einen Scheinwerfer, eine Rückfahrleuchte, ein Bremslicht, einen Blinker, eine Nebelleuchte oder dergleichen. In diesem Fall können Funkwellen, die von einer mobilen Vorrichtung übertragen werden, als Alternative zu einem Schlüssel oder Signale von verschiedenen Arten von Schaltern in die Karosseriesystemsteuereinheit 12020 eingegeben werden. Die Karosseriesystemsteuereinheit 12020 empfängt diese eingegebenen Funkwellen oder Signale und steuert eine Türschlossvorrichtung, die elektrische Fensterhebervorrichtung, die Lampen oder dergleichen des Fahrzeugs.
  • Die Fahrzeugaußeninformationsdetektionseinheit 12030 detektiert Informationen über die Außenseite des Fahrzeugs mit dem Fahrzeugsteuersystem 12000. Die Fahrzeugaußeninformationsdetektionseinheit 12030 ist beispielsweise mit einem Bildgebungsabschnitt 12031 verbunden. Die Fahrzeugaußeninformationsdetektionseinheit 12030 veranlasst, dass der Bildgebungsabschnitt 12031 ein Bild der Außenseite des Fahrzeugs abbildet, und empfängt das abgebildete Bild. Auf der Basis des empfangenen Bildes kann die Fahrzeugaußeninformationsdetektionseinheit 12030 eine Verarbeitung zum Detektieren eines Objekts wie z. B. eines Menschen, eines Fahrzeugs, eines Hindernisses, eines Schildes, eines Zeichens auf einer Straßenoberfläche oder dergleichen oder eine Verarbeitung zum Detektieren eines Abstandes zu diesem durchführen.
  • Der Bildgebungsabschnitt 12031 ist ein optischer Sensor, der Licht empfängt und der ein elektrisches Signal ausgibt, das einer empfangenen Lichtmenge des Lichts entspricht. Der Bildgebungsabschnitt 12031 kann das elektrische Signal als Bild ausgeben oder kann das elektrische Signal als Informationen über einen gemessenen Abstand ausgeben. Außerdem kann das durch den Bildgebungsabschnitt 12031 empfangene Licht sichtbares Licht sein oder kann unsichtbares Licht wie z. B. Infrarotstrahlen oder dergleichen sein.
  • Die Fahrzeuginneninformationsdetektionseinheit 12040 detektiert Informationen über das Innere des Fahrzeugs. Die Fahrzeuginneninformationsdetektionseinheit 12040 ist beispielsweise mit einem Fahrerzustandsdetektionsabschnitt 12041 verbunden, der den Zustand eines Fahrers detektiert. Der Fahrerzustandsdetektionsabschnitt 12041 umfasst beispielsweise eine Kamera, die den Fahrer abbildet. Auf der Basis von Detektionsinformationen, die vom Fahrerzustandsdetektionsabschnitt 12041 eingegeben werden, kann die Fahrzeuginneninformationsdetektionseinheit 12040 einen Ermüdungsgrad des Fahrers oder einen Konzentrationsgrad des Fahrers berechnen oder kann bestimmen, ob der Fahrer döst.
  • Der Mikrocomputer 12051 kann einen Steuerzielwert für die Antriebskrafterzeugungsvorrichtung, den Lenkmechanismus oder die Bremsvorrichtung auf der Basis der Informationen über das Innere oder Äußere des Fahrzeugs berechnen, wobei die Informationen durch die Fahrzeugaußeninformationsdetektionseinheit 12030 oder die Fahrzeuginneninformationsdetektionseinheit 12040 erhalten werden, und einen Steuerbefehl an die Antriebssystemsteuereinheit 12010 ausgeben. Der Mikrocomputer 12051 kann beispielsweise eine kooperative Steuerung durchführen, die Funktionen eines fortschrittlichen Fahrerassistenzsystems (ADAS) durchführen soll, wobei die Funktionen eine Kollisionsvermeidung oder Aufprallmilderung für das Fahrzeug, Verfolgungsfahren auf der Basis eines Verfolgungsabstandes, Fahrzeuggeschwindigkeitshaltefahren, eine Warnung vor einer Kollision des Fahrzeugs, eine Warnung vor einer Abweichung des Fahrzeugs von einer Fahrspur oder dergleichen umfassen.
  • Außerdem kann der Mikrocomputer 12051 eine kooperative Steuerung, die für automatisiertes Fahren bestimmt ist, die veranlasst, dass das Fahrzeug automatisiert ohne Abhängigkeit von der Bedienung des Fahrers oder dergleichen fährt, durch Steuern der Antriebskrafterzeugungsvorrichtung, des Lenkmechanismus, der Bremsvorrichtung oder dergleichen auf der Basis der Informationen über das Äußere oder Innere des Fahrzeugs durchführen, wobei die Informationen durch die Fahrzeugaußeninformationsdetektionseinheit 12030 oder die Fahrzeuginneninformationsdetektionseinheit 12040 erhalten werden.
  • Außerdem kann der Mikrocomputer 12051 einen Steuerbefehl an die Karosseriesystemsteuereinheit 12020 auf der Basis der Informationen über das Äußere des Fahrzeugs ausgeben, wobei die Informationen durch die Fahrzeugaußeninformationsdetektionseinheit 12030 erhalten werden. Der Mikrocomputer 12051 kann beispielsweise eine kooperative Steuerung, die ein Blenden verhindern soll, durch Steuern des Scheinwerfers, um ihn beispielsweise von einem Fernlicht auf ein Abblendlicht zu ändern, gemäß der Position eines voranfahrenden Fahrzeugs oder eines entgegenkommenden Fahrzeugs, das durch die Fahrzeugaußeninformationsdetektionseinheit 12030 detektiert wird, durchführen.
  • Der KlangBild-Ausgabeabschnitt 12052 überträgt ein Ausgangssignal eines Klangs und/oder eines Bildes zu einer Ausgabevorrichtung, die in der Lage ist, Informationen an einen Insassen des Fahrzeugs oder an die Außenseite des Fahrzeugs visuell oder akustisch zu melden. In dem Beispiel von 57 sind ein Audiolautsprecher 12061, ein Anzeigeabschnitt 12062 und ein Instrumentenbrett 12063 als Ausgabevorrichtung dargestellt. Der Anzeigeabschnitt 12062 kann beispielsweise eine Bordanzeige und/oder eine Sichtfeldanzeige umfassen.
  • 23 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Installationsposition des Bildgebungsabschnitts 12031 darstellt.
  • In 23 umfasst der Bildgebungsabschnitt 12031 Bildgebungsabschnitte 12101, 12102, 12103, 12104 und 12105.
  • Die Bildgebungsabschnitte 12101, 12102, 12103, 12104 und 12105 sind beispielsweise in Positionen an einem vorderen Ende, Seitenspiegeln, einem hinteren Stoßfänger und einer Hecktür des Fahrzeugs 12100 sowie einer Position an einem oberen Abschnitt einer Windschutzscheibe innerhalb des Innenraums des Fahrzeugs angeordnet. Der Bildgebungsabschnitt 12101, der am vorderen Ende vorgesehen ist, und der Bildgebungsabschnitt 12105, der am oberen Abschnitt der Windschutzscheibe innerhalb des Innenraums des Fahrzeugs vorgesehen ist, erhalten hauptsächlich ein Bild der Vorderseite des Fahrzeugs 12100. Die Bildgebungsabschnitte 12102 und 12103, die an den Seitenspiegeln vorgesehen sind, erhalten hauptsächlich ein Bild der Seiten des Fahrzeugs 12100. Der Bildgebungsabschnitt 12104, der am hinteren Stoßfänger oder an der Hecktür vorgesehen ist, erhält hauptsächlich ein Bild der Rückseite des Fahrzeugs 12100. Der Bildgebungsabschnitt 12105, der am oberen Abschnitt der Windschutzscheibe innerhalb des Innenraums des Fahrzeugs vorgesehen ist, wird hauptsächlich verwendet, um ein voranfahrendes Fahrzeug, einen Fußfänger, ein Hindernis, ein Signal, ein Verkehrsschild, eine Fahrspur oder dergleichen zu detektieren.
  • Im Übrigen stellt 23 ein Beispiel von Photographierbereichen der Bildgebungsabschnitte 12101 bis 12104 dar. Ein Bildgebungsbereich 12111 stellt den Bildgebungsbereich des Bildgebungsabschnitts 12101 dar, der am vorderen Ende vorgesehen ist. Bildgebungsbereiche 12112 und 12113 stellen jeweils die Bildgebungsbereiche der Bildgebungsabschnitte 12102 und 12103 dar, die an den Seitenspiegeln vorgesehen sind. Ein Bildgebungsbereich 12114 stellt den Bildgebungsbereich des Bildgebungsabschnitts 12104 dar, der am hinteren Stoßfänger oder an der Hecktür vorgesehen ist. Ein Vogelperspektivenbild des Fahrzeugs 12100, wie von oben betrachtet, wird beispielsweise durch Überlagern von Bilddaten, die durch die Bildgebungsabschnitte 12101 bis 12104 abgebildet werden, erhalten.
  • Mindestens einer der Bildgebungsabschnitte 12101 bis 12104 kann eine Funktion zum Erhalten von Abstandsinformationen aufweisen. Mindestens einer der Bildgebungsabschnitte 12101 bis 12104 kann beispielsweise eine Stereokamera sein, die aus mehreren Bildgebungselementen besteht, oder kann ein Bildgebungselement mit Pixeln für die Phasendifferenzdetektion sein.
  • Der Mikrocomputer 12051 kann beispielsweise einen Abstand zu jedem dreidimensionalen Objekt innerhalb der Bildgebungsbereiche 12111 bis 12114 und eine zeitliche Änderung des Abstandes (relative Geschwindigkeit mit Bezug auf das Fahrzeug 12100) auf der Basis der Abstandsinformationen, die von den Bildgebungsabschnitten 12101 bis 12104 erhalten werden, bestimmen und dadurch als voranfahrendes Fahrzeug ein nächstes dreidimensionales Objekt extrahieren, das insbesondere auf einem Fahrpfad des Fahrzeugs 12100 vorhanden ist und das in im Wesentlichen derselben Richtung wie das Fahrzeug 12100 mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit (beispielsweise gleich oder mehr als 0 km/Stunde) fährt. Ferner kann der Mikrocomputer 12051 einen Verfolgungsabstand, der vor einem voranfahrenden Fahrzeug aufrechterhalten werden soll, im Voraus festlegen und eine automatische Bremssteuerung (einschließlich Verfolgungsstoppsteuerung), automatische Beschleunigungssteuerung (einschließlich Verfolgungsstartsteuerung) oder dergleichen durchführen. Folglich ist es möglich, eine kooperative Steuerung durchzuführen, die für das automatisierte Fahren bestimmt ist, die bewirkt, dass das Fahrzeug automatisiert ohne Abhängigkeit von der Bedienung des Fahrers oder dergleichen fährt.
  • Der Mikrocomputer 12051 kann beispielsweise Daten eines dreidimensionalen Objekts an dreidimensionalen Objekten in Daten eines dreidimensionalen Objekts eines zweirädrigen Fahrzeugs, eines Fahrzeugs mit Standardgröße, eines Fahrzeugs mit großer Größe, eines Fußgängers, eines Strommasts und anderer dreidimensionaler Objekte auf der Basis der Abstandsinformationen, die von den Bildgebungsabschnitten 12101 bis 12104 erhalten werden, klassifizieren, die klassifizierten Daten des dreidimensionalen Objekts extrahieren und die extrahierten Daten des dreidimensionalen Objekts für die automatische Meidung eines Hindernisses verwenden. Der Mikrocomputer 12051 identifiziert beispielsweise Hindernisse um das Fahrzeug 12100 als Hindernisse, die der Fahrer des Fahrzeugs 12100 visuell erkennen kann, und Hindernisse, die für den Fahrer des Fahrzeugs 12100 schwierig visuell zu erkennen sind. Dann bestimmt der Mikrocomputer 12051 ein Kollisionsrisiko, das ein Risiko einer Kollision mit jedem Hindernis angibt. In einer Situation, in der das Kollisionsrisiko gleich oder höher als ein festgelegter Wert ist und folglich eine Möglichkeit einer Kollision besteht, gibt der Mikrocomputer 12051 eine Warnung an den Fahrer über den Audiolautsprecher 12061 oder den Anzeigeabschnitt 12062 aus und führt eine erzwungene Verlangsamung oder Ausweichlenkung über die Antriebssystemsteuereinheit 12010 durch. Der Mikrocomputer 12051 kann dadurch beim Fahren unterstützen, um eine Kollision zu vermeiden.
  • Mindestens einer der Bildgebungsabschnitte 12101 bis 12104 kann eine Infrarotkamera sein, die Infrarotstrahlen detektiert. Der Mikrocomputer 12051 kann beispielsweise einen Fußgänger durch Bestimmen, ob sich ein Fußgänger in abgebildeten Bildern der Bildgebungsabschnitte 12101 bis 12104 befindet oder nicht, erkennen. Eine solche Erkennung eines Fußgängers wird beispielsweise durch eine Prozedur zum Extrahieren von charakteristischen Punkten in den abgebildeten Bildern der Bildgebungsabschnitte 12101 bis 12104 als Infrarotkameras und eine Prozedur zum Bestimmen, ob es sich um den Fußgänger handelt oder nicht, durch Durchführen einer Mustervergleichsverarbeitung an einer Reihe von charakteristischen Punkten, die die Kontur des Objekts darstellen, durchgeführt. Wenn der Mikrocomputer 12051 bestimmt, dass sich ein Fußgänger in den abgebildeten Bildern der Bildgebungsabschnitte 12101 bis 12104 befindet, und folglich den Fußgänger erkennt, steuert der Klang/Bild-Ausgabeabschnitt 12052 den Anzeigeabschnitt 12062, so dass eine quadratische Konturlinie für die Betonung angezeigt wird, so dass sie auf den erkannten Fußgänger überlagert wird. Der Klang/Bild-Ausgabeabschnitt 12052 kann auch den Anzeigeabschnitt 12062 so steuern, dass ein Bildsymbol oder dergleichen, das den Fußgänger darstellt, in einer gewünschten Position angezeigt wird.
  • Das Obige hat das Beispiel des Steuersystems für einen beweglichen Körper beschrieben, auf das die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung angewendet werden kann. Die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung kann auf den Bildgebungsabschnitt 12031 unter den vorstehend beschriebenen Komponenten angewendet werden. Insbesondere ist die Bildgebungsvorrichtung 1 gemäß irgendeiner der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen und den Abwandlungsbeispielen davon auf den Bildgebungsabschnitt 12031 anwendbar. Die Anwendung der Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung auf den Bildgebungsabschnitt 12031 macht es möglich, ein aufgenommenes Bild mit hoher Auflösung mit weniger Rauschen zu erhalten, und folglich ist es möglich, eine sehr genaue Steuerung unter Verwendung des aufgenommenen Bildes im Steuersystem für den beweglichen Körper durchzuführen.
  • (Beispiel einer praktischen Anwendung auf ein Endoskopoperationssystem)
  • Die Technologie (die vorliegende Technologie) gemäß der vorliegenden Offenbarung ist auf eine Vielfalt von Produkten anwendbar. Die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung kann beispielsweise auf ein Endoskopoperationssystem angewendet werden.
  • 24 ist eine Ansicht, die ein Beispiel einer schematischen Konfiguration eines Endoskopoperationssystems darstellt, auf das die Technologie gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung (vorliegende Technologie) angewendet werden kann.
  • In 24 ist ein Zustand dargestellt, in dem ein Chirurg (Arzt) 11131 ein Endoskopoperationssystem 11000 verwendet, um eine Operation für einen Patienten 11132 auf einem Patientenbett 11133 durchzuführen. Wie dargestellt, umfasst das Endoskopoperationssystem 11000 ein Endoskop 11100, andere chirurgische Instrumente 11110 wie z. B. einen Pneumoperitoneumtubus 11111 und eine Energievorrichtung 11112, eine Stützarmeinrichtung 11120, die das Endoskop 11100 daran abstützt, und einen Wagen 11200, an dem verschiedene Einrichtungen für die Endoskopoperation montiert sind.
  • Das Endoskop 11100 umfasst einen Linsentubus 11101 mit einem Bereich einer vorbestimmten Länge von einem distalen Ende davon, der in eine Körperhöhle des Patienten 11132 eingesetzt werden soll, und einen Kamerakopf 11102, der mit einem proximalen Ende des Linsentubus 11101 verbunden ist. In dem dargestellten Beispiel ist das Endoskop 11100 dargestellt, das ein starres Endoskop mit dem Linsentubus 11101 des harten Typs umfasst. Das Endoskop 11100 kann jedoch ansonsten als flexibles Endoskop mit dem Linsentubus 11101 des flexiblen Typs enthalten sein.
  • Der Linsentubus 11101 weist an einem distalen Ende davon eine Öffnung auf, in die eine Objektivlinse eingefügt ist. Eine Lichtquelleneinrichtung 11203 ist mit dem Endoskop 11100 verbunden, so dass Licht, das durch die Lichtquelleneinrichtung 11203 erzeugt wird, in ein distales Ende des Linsentubus 11101 durch einen Lichtleiter eingeführt wird, der sich im Inneren des Linsentubus 11101 erstreckt, und in Richtung eines Beobachtungsziels in einer Körperhöhle des Patienten 11132 durch die Objektivlinse abgestrahlt wird. Es ist zu beachten, dass das Endoskop 11100 ein Vorwärtsblickendoskop sein kann oder ein Schrägblickendoskop oder ein Seitenblickendoskop sein kann.
  • Ein optisches System und ein Bildaufnahmeelement sind im Inneren des Kamerakopfs 11102 vorgesehen, so dass reflektiertes Licht (Beobachtungslicht) vom Beobachtungsziel auf das Bildaufnahmeelement durch das optische System kondensiert wird. Das Beobachtungslicht wird durch das Bildaufnahmeelement photoelektrisch umgewandelt, um ein elektrisches Signal zu erzeugen, das dem Beobachtungslicht entspricht, nämlich ein Bildsignal, das dem Beobachtungsbild entspricht. Das Bildsignal wird als ROH-Daten zu einer CCU 11201 übertragen.
  • Die CCU 11201 umfasst eine Zentraleinheit (CPU), eine Graphikverarbeitungseinheit (GPU) oder dergleichen und steuert integral den Betrieb des Endoskops 11100 und einer Anzeigeeinrichtung 11202. Ferner empfängt die CCU 11201 ein Bildsignal vom Kamerakopf 11102 und führt für das Bildsignal verschiedene Bildprozesse zum Anzeigen eines Bildes auf der Basis des Bildsignals wie beispielsweise einen Entwicklungsprozess (Entmosaikprozess) durch.
  • Die Anzeigeeinrichtung 11202 zeigt darauf ein Bild auf der Basis eines Bildsignals, für das die Bildprozesse durch die CCU 11201 durchgeführt wurden, unter der Steuerung der CCU 11201 an.
  • Die Lichtquelleneinrichtung 11203 umfasst eine Lichtquelle wie beispielsweise eine Leuchtdiode (LED) und führt Bestrahlungslicht bei der Bildgebung eines Operationsbereichs zum Endoskop 11100 zu.
  • Eine Eingabeeinrichtung 11204 ist eine Eingabeschnittstelle für das Endoskopoperationssystem 11000. Ein Benutzer kann eine Eingabe von verschiedenen Arten von Informationen oder eine Anweisungseingabe in das Endoskopoperationssystem 11000 durch die Eingabeeinrichtung 11204 durchführen. Der Benutzer würde beispielsweise eine Anweisung oder dergleichen eingeben, um eine Bildaufnahmebedingung (Typ von Bestrahlungslicht, Vergrößerung, Brennweite oder dergleichen) durch das Endoskop 11100 zu ändern.
  • Eine Behandlungsinstrumentensteuereinrichtung 11205 steuert die Ansteuerung der Energievorrichtung 11112 für Kauterisation oder einen Einschnitt eines Gewebes, Abdichtung eines Blutgefäßes oder dergleichen. Eine Pneumoperitoneumeinrichtung 11206 führt Gas in eine Körperhöhle des Patienten 11132 durch den Pneumoperitoneumtubus 11111 zu, um die Körperhöhle aufzublasen, um das Blickfeld des Endoskops 11100 sicherzustellen und den Arbeitsraum für den Chirurgen sicherzustellen. Eine Aufzeichnungseinrichtung 11207 ist eine Einrichtung, die in der Lage ist, verschiedene Arten von Informationen in Bezug auf die Operation aufzuzeichnen. Ein Drucker 11208 ist eine Einrichtung, die in der Lage ist, verschiedene Arten von Informationen in Bezug auf die Operation in verschiedenen Formen wie z. B. als Text, Bild oder Graph auszudrucken.
  • Es ist zu beachten, dass die Lichtquelleneinrichtung 11203, die Bestrahlungslicht, wenn ein Operationsbereich abgebildet werden soll, zum Endoskop 11100 zuführt, eine Weißlichtquelle, die beispielsweise eine LED umfasst, eine Laserlichtquelle oder eine Kombination von ihnen umfassen kann. Wenn eine Weißlichtquelle eine Kombination einer roten, grünen und blauen (RGB) Laserlichtquelle umfasst, kann, da die Ausgabeintensität und der Ausgabezeitpunkt mit einem hohen Grad an Genauigkeit für jede Farbe (jede Wellenlänge) gesteuert werden können, die Einstellung des Weißabgleichs eines aufgenommenen Bildes durch die Lichtquelleneinrichtung 11203 durchgeführt werden. In diesem Fall kann, wenn ferner Laserstrahlen von den jeweiligen RGB-Laserlichtquellen zeitlich aufgeteilt auf ein Beobachtungsziel abgestrahlt werden, die Ansteuerung der Bildaufnahmeelemente des Kamerakopfs 11102 synchron mit den Bestrahlungszeitpunkten gesteuert werden. Dann können Bilder, die individuell den R-, G- und B-Farben entsprechen, auch zeitlich aufgeteilt aufgenommen werden. Gemäß diesem Verfahren kann ein Farbbild erhalten werden, selbst wenn Farbfilter nicht für das Bildaufnahmeelement vorgesehen sind.
  • Ferner kann die Lichtquelleneinrichtung 11203 derart gesteuert werden, dass die Intensität von auszugebendem Licht für jede vorbestimmte Zeit geändert wird. Durch Steuern der Ansteuerung des Bildaufnahmeelements des Kamerakopfs 11102 synchron mit dem Zeitpunkt der Änderung der Intensität von Licht, um Bilder zeitlich aufgeteilt zu erfassen, und Synthetisieren der Bilder kann ein Bild mit einem hohen dynamischen Bereich, das von unterbelichteten blockierten Schatten und überbelichteten Glanzlichtern frei ist, erzeugt werden.
  • Ferner kann die Lichtquelleneinrichtung 11203 dazu konfiguriert sein, Licht mit einem vorbestimmten Wellenlängenband, das für eine Speziallichtbeobachtung bereit ist, zuzuführen. Bei der Speziallichtbeobachtung wird beispielsweise unter Verwendung der Wellenlängenabhängigkeit der Absorption von Licht in einem Körpergewebe, um Licht mit einem schmalen Band abzustrahlen, im Vergleich zu Bestrahlungslicht bei einer gewöhnlichen Beobachtung (nämlich weißem Licht) eine Schmalbandbeobachtung (Schmalbandbildgebung) zur Bildgebung eines vorbestimmten Gewebes wie z. B. eines Blutgefäßes eines oberflächlichen Abschnitts der Schleimhaut oder dergleichen in einem hohen Kontrast durchgeführt. Bei der Speziallichtbeobachtung kann alternativ eine Fluoreszenzbeobachtung zum Erhalten eines Bildes von Fluoreszenzlicht, das durch Abstrahlung von Anregungslicht erzeugt wird, durchgeführt werden. Bei der Fluoreszenzbeobachtung ist es möglich, eine Beobachtung von Fluoreszenzlicht von einem Körpergewebe durch Abstrahlen von Anregungslicht auf das Körpergewebe (Autofluoreszenzbeobachtung) durchzuführen oder ein Fluoreszenzlichtbild durch lokales Injizieren eines Reagens wie z. B. Indocyaningrün (ICG) in ein Körpergewebe und Abstrahlen von Anregungslicht, das einer Fluoreszenzlichtwellenlänge des Reagens entspricht, auf das Körpergewebe zu erhalten. Die Lichtquelleneinrichtung 11203 kann dazu konfiguriert sein, ein solches Schmalbandlicht und/oder Anregungslicht zuzuführen, das für die Speziallichtbeobachtung geeignet ist, wie vorstehend beschrieben.
  • 25 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer Funktionskonfiguration des Kamerakopfs 11102 und der CCU 11201, die in 24 dargestellt sind, darstellt.
  • Der Kamerakopf 11102 umfasst eine Linseneinheit 11401, eine Bildaufnahmeeinheit 11402, eine Ansteuereinheit 11403, eine Kommunikationseinheit 11404 und eine Kamerakopfsteuerungseinheit 11405. Die CCU 11201 umfasst eine Kommunikationseinheit 11411, eine Bildverarbeitungseinheit 11412 und eine Steuereinheit 11413. Der Kamerakopf 11102 und die CCU 11201 sind für die Kommunikation miteinander durch ein Übertragungskabel 11400 verbunden.
  • Die Linseneinheit 11401 ist ein optisches System, das an einem Verbindungsort mit dem Linsentubus 11101 vorgesehen ist. Beobachtungslicht, das von einem distalen Ende des Linsentubus 11101 aufgenommen wird, wird zum Kamerakopf 11102 geführt und in die Linseneinheit 11401 eingeführt. Die Linseneinheit 11401 umfasst eine Kombination von mehreren Linsen mit einer Zoomlinse und einer Fokussierlinse.
  • Die Anzahl von Bildaufnahmeelementen, die von der Bildaufnahmeeinheit 11402 enthalten sind, kann eins (Einzelplattentyp) oder eine Mehrzahl (Mehrplattentyp) sein. Wenn die Bildaufnahmeeinheit 11402 als jene vom Mehrplattentyp konfiguriert ist, werden beispielsweise Bildsignale, die jeweiligen R, G und B entsprechen, durch die Bildaufnahmeelemente erzeugt, und die Bildsignale können synthetisiert werden, um ein Farbbild zu erhalten. Die Bildaufnahmeeinheit 11402 kann auch so konfiguriert sein, dass sie ein Paar von Bildaufnahmeelementen zum Erfassen von jeweiligen Bildsignalen für das rechte Auge und das linke Auge aufweist, die für eine dreidimensionale (3D) Anzeige bereit sind. Wenn eine 3D-Anzeige durchgeführt wird, dann kann die Tiefe eines lebenden Körpergewebes in einem Operationsbereich durch den Chirurgen 11131 genauer nachvollzogen werden. Es ist zu beachten, dass, wenn die Bildaufnahmeeinheit 11402 als jene vom stereoskopischen Typ konfiguriert ist, mehrere Systeme von Linseneinheiten 11401 vorgesehen sind, die den individuellen Bildaufnahmeelementen entsprechen.
  • Ferner kann die Bildaufnahmeeinheit 11402 nicht notwendigerweise am Kamerakopf 11102 vorgesehen sein. Die Bildaufnahmeeinheit 11402 kann beispielsweise unmittelbar hinter der Objektivlinse im Inneren des Linsentubus 11101 vorgesehen sein.
  • Die Ansteuereinheit 11403 umfasst einen Aktuator und bewegt die Zoomlinse und die Fokussierlinse der Linseneinheit 11401 um einen vorbestimmten Abstand entlang einer optischen Achse unter der Steuerung der Kamerakopfsteuerungseinheit 11405. Folglich können die Vergrößerung und der Brennpunkt eines aufgenommenen Bildes durch die Bildaufnahmeeinheit 11402 geeignet eingestellt werden.
  • Die Kommunikationseinheit 11404 umfasst eine Kommunikationseinrichtung zum Übertragen und Empfangen von verschiedenen Arten von Informationen zu und von der CCU 11201. Die Kommunikationseinheit 11404 überträgt ein Bildsignal, das von der Bildaufnahmeeinheit 11402 erfasst wird, als ROH-Daten zur CCU 11201 durch das Übertragungskabel 11400.
  • Außerdem empfängt die Kommunikationseinheit 11404 ein Steuersignal zum Steuern der Ansteuerung des Kamerakopfs 11102 von der CCU 11201 und führt das Steuersignal zur Kamerakopfsteuerungseinheit 11405 zu. Das Steuersignal umfasst Informationen in Bezug auf Bildaufnahmebedingungen wie beispielsweise Informationen, dass eine Rahmenrate eines aufgenommenen Bildes bezeichnet wird, Informationen, dass ein Belichtungswert bei der Bildaufnahme bezeichnet wird, und/oder Informationen, dass eine Vergrößerung und ein Brennpunkt eines aufgenommenen Bildes bezeichnet werden.
  • Es ist zu beachten, dass die Bildaufnahmebedingungen wie z. B. die Rahmenrate, der Belichtungswert, die Vergrößerung oder der Brennpunkt durch den Benutzer bezeichnet werden können oder automatisch durch die Steuereinheit 11413 der CCU 11201 auf der Basis eines erfassten Bildsignals festgelegt werden können. Im letzteren Fall sind eine Funktion für automatische Belichtung (AE), eine Funktion für automatischen Fokus (AF) und eine Funktion für automatischen Weißabgleich (AWB) in das Endoskop 11100 eingegliedert.
  • Die Kamerakopfsteuerungseinheit 11405 steuert die Ansteuerung des Kamerakopfs 11102 auf der Basis eines Steuersignals von der CCU 11201, das durch die Kommunikationseinheit 11404 empfangen wird.
  • Die Kommunikationseinheit 11411 umfasst eine Kommunikationseinrichtung zum Übertragen und Empfangen von verschiedenen Arten von Informationen zu und von dem Kamerakopf 11102. Die Kommunikationseinheit 11411 empfängt ein Bildsignal, das zu dieser vom Kamerakopf 11102 durch das Übertragungskabel 11400 übertragen wird.
  • Ferner überträgt die Kommunikationseinheit 11411 ein Steuersignal zum Steuern der Ansteuerung des Kamerakopfs 11102 zum Kamerakopf 11102. Das Bildsignal und das Steuersignal können durch elektrische Kommunikation, optische Kommunikation oder dergleichen übertragen werden.
  • Die Bildverarbeitungseinheit 11412 führt verschiedene Bildprozesse für ein Bildsignal in Form von ROH-Daten, die zu dieser vom Kamerakopf 11102 übertragen werden, durch.
  • Die Steuereinheit 11413 führt verschiedene Arten von Steuerung in Bezug auf die Bildaufnahme eines Operationsbereichs oder dergleichen durch das Endoskop 11100 und die Anzeige eines aufgenommenen Bildes, das durch Bildaufnahme des Operationsbereichs oder dergleichen erhalten wird, durch. Die Steuereinheit 11413 erzeugt beispielsweise ein Steuersignal zum Steuern der Ansteuerung des Kamerakopfs 11102.
  • Ferner steuert die Steuereinheit 11413 auf der Basis eines Bildsignals, für das Bildprozesse durch die Befehlsverarbeitungseinheit 11412 durchgeführt wurden, die Anzeigeeinrichtung 11202, um ein aufgenommenes Bild anzuzeigen, in dem der Operationsbereich oder dergleichen abgebildet ist. Daraufhin kann die Steuereinheit 11413 verschiedene Objekte im aufgenommenen Bild unter Verwendung von verschiedenen Bilderkennungstechnologien erkennen. Die Steuereinheit 11413 kann beispielsweise ein Operationsinstrument wie z. B. eine Zange, einen speziellen Bereich eines lebenden Körpers, eine Blutung, Dunst, wenn die Energievorrichtung 11112 verwendet wird, und so weiter durch Detektieren der Form, der Farbe und so weiter von Kanten von Objekten, die in einem aufgenommenen Bild enthalten sind, erkennen. Die Steuereinheit 11413 kann bewirken, wenn sie die Anzeigeeinrichtung 11202 steuert, um ein aufgenommenes Bild anzuzeigen, dass verschiedene Arten von Operationsunterstützungsinformationen in einer überlappenden Weise mit einem Bild des Operationsbereichs angezeigt werden, unter Verwendung eines Ergebnisses der Erkennung. Wenn Operationsunterstützungsinformationen in einer überlappenden Weise angezeigt werden und dem Chirurgen 11131 präsentiert werden, kann die Belastung für den Chirurgen 11131 verringert werden und der Chirurg 11131 kann mit der Operation mit Sicherheit fortfahren.
  • Das Übertragungskabel 11400, das den Kamerakopf 11102 und die CCU 11201 miteinander verbindet, ist ein elektrisches Signalkabel, das für die Kommunikation eines elektrischen Signals bereit ist, eine Lichtleitfaser, die für die optische Kommunikation bereit ist, oder ein Verbundkabel, das für sowohl elektrische als auch optische Kommunikationen bereit ist.
  • Während im dargestellten Beispiel eine Kommunikation durch verdrahtete Kommunikation unter Verwendung des Übertragungskabels 11400 durchgeführt wird, kann hier die Kommunikation zwischen dem Kamerakopf 11102 und der CCU 11201 durch drahtlose Kommunikation durchgeführt werden.
  • Das Obige hat das Beispiel des Endoskopoperationssystems beschrieben, auf das die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung angewendet werden kann. Die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung kann vorteilhaft auf die Bildaufnahmeeinheit 11402, die am Kamerakopf 11102 des Endoskops 11100 vorgesehen ist, unter den vorstehend beschriebenen Komponenten angewendet werden. Die Anwendung der Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung auf die Bildaufnahmeeinheit 11402 macht es möglich, die Bildaufnahmeeinheit 11402 kleiner oder in der Auflösung höher zu machen, und somit ist es möglich, das kleine oder hochauflösende Endoskop 11100 zu schaffen.
  • Obwohl die vorliegende Offenbarung vorstehend mit Bezug auf die ersten bis dritten Ausführungsformen und die Abwandlungsbeispiele 1 bis 5 und das Anwendungsbeispiel und die praktischen Anwendungsbeispiele beschrieben wurde, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die Ausführungsformen oder dergleichen, die vorstehend beschrieben sind, begrenzt. Eine Vielfalt von Abwandlungen ist möglich. In irgendeiner der Ausführungsformen und dergleichen, die vorstehend beschrieben sind, wurde beispielsweise das Beispiel beschrieben, in dem drei Substrate gestapelt sind, aber dies ist nicht begrenzend. Die Bildgebungsvorrichtung 1B gemäß dem Abwandlungsbeispiel 2, das vorstehend beschrieben ist, in dem das erste Substrat 100, das zweite Substrat 200A und das zweite Substrat 200B gestapelt sind, kann beispielsweise ferner mit dem dritten Substrat 300 auf dem zweiten Substrat 200B versehen sein.
  • Es ist zu beachten, dass die hier beschriebenen Effekte nur erläuternd sind. Die Effekte gemäß der vorliegenden Offenbarung sind nicht auf die hier beschriebenen Effekte begrenzt. Die vorliegende Offenbarung kann andere Effekte als die hier beschriebenen Effekte aufweisen.
  • Es ist zu beachten, dass die vorliegende Offenbarung auch Konfigurationen aufweisen kann, wie folgt. Gemäß der vorliegenden Technologie mit den folgenden Konfigurationen wird ein Transistor, der in einem vollständigen Verarmungsmodus arbeitet, als Transistor verwendet, der in einem zweiten Substrat vorgesehen ist, das auf ein erstes Substrat mit einem oder mehreren Sensorpixeln gestapelt ist. Dies macht es möglich, eine Dicke des zweiten Substrats zu verringern. Folglich ist es möglich, beispielsweise die Fläche einer Verdrahtungsleitung in einer Richtung in der Ebene zu verringern, wobei eine Miniaturisierung erreicht wird. Die Verdrahtungsleitung koppelt das erste Substrat und das zweite Substrat elektrisch.
    • (1) Eine Bildgebungsvorrichtung, die Folgendes umfasst:
      • ein erstes Substrat mit einem oder mehreren Sensorpixeln, die jeweils eine photoelektrische Umwandlung durchführen; und
      • ein zweites Substrat, das auf das erste Substrat gestapelt ist und mit dem ersten Substrat elektrisch gekoppelt ist, wobei das zweite Substrat einen Transistor umfasst, der in einem vollständigen Verarmungsmodus arbeitet.
    • (2) Die Bildgebungsvorrichtung gemäß (1), in der der Transistor eine dreidimensionale Struktur aufweist.
    • (3) Die Bildgebungsvorrichtung gemäß (1) oder (2), in der der Transistor eine Rippen-FET-Struktur aufweist, in der der Transistor mehrere Rippen umfasst.
    • (4) Die Bildgebungsvorrichtung gemäß (3), in der die mehreren Rippen durch eine Halbleiterschicht mit einer Dicke von 1 µm oder weniger miteinander gekoppelt sind.
    • (5) Die Bildgebungsvorrichtung gemäß (4), in der in die Halbleiterschicht kein Ion implantiert ist.
    • (6) Die Bildgebungsvorrichtung gemäß irgendeinem von (3) bis (5), in der die mehreren Rippen voneinander unabhängig sind.
    • (7) Die Bildgebungsvorrichtung gemäß irgendeinem von (1) bis (6), in der der Transistor eine Rundum-Gate-Struktur aufweist.
    • (8) Die Bildgebungsvorrichtung gemäß irgendeinem von (1) bis (7), in der das erste Substrat und das zweite Substrat durch ein Gate des Transistors oder eine Verdrahtungsleitung, die in derselben Schicht wie einer Schicht des Gates ausgebildet ist, elektrisch gekoppelt sind.
    • (9) Die Bildgebungsvorrichtung gemäß irgendeinem von (1) bis (8), in der das zweite Substrat eine erste Oberfläche, die mit einem Gate des Transistors versehen ist, und eine zweite Oberfläche entgegengesetzt zur ersten Oberfläche aufweist und das zweite Substrat mit dem ersten Substrat verbunden ist, wobei die zweite Oberfläche dazwischen eingefügt ist.
    • (10) Die Bildgebungsvorrichtung gemäß irgendeinem von (1) bis (8), in der das zweite Substrat eine erste Oberfläche, die mit einem Gate des Transistors versehen ist, und eine zweite Oberfläche entgegengesetzt zur ersten Oberfläche aufweist und das zweite Substrat mit dem ersten Substrat verbunden ist, wobei die erste Oberfläche dazwischen eingefügt ist.
    • (11) Die Bildgebungsvorrichtung gemäß irgendeinem von (1) bis (10), in der das zweite Substrat eine erste Oberfläche, die mit einem Gate des Transistors versehen ist, und eine zweite Oberfläche entgegengesetzt zur ersten Oberfläche aufweist und das zweite Substrat ferner mit einer mehrlagigen Verdrahtungsschicht auf der Seite der zweiten Oberfläche versehen ist.
    • (12) Die Bildgebungsvorrichtung gemäß (11), in der die mehrlagige Verdrahtungsschicht mit einer Leistungsversorgungsleitung, einer Masseleitung, einer Signalleitung, einem Widerstandselement, einem Kapazitätselement, einem Induktorelement und/oder einem Arbeitsspeicherelement versehen ist.
    • (13) Die Bildgebungsvorrichtung gemäß (11) oder (12), in der das zweite Substrat einen Logikschaltungsblock umfasst, und eine Leistungsversorgungsleitung und eine Masseleitung in der mehrlagigen Verdrahtungsschicht angeordnet sind, wobei die Leistungsversorgungsleitung und die Masseleitung im Logikschaltungsblock enthalten sind.
    • (14) Die Bildgebungsvorrichtung gemäß irgendeinem von (1) bis (13), in der zwei oder mehr Schichten, die jeweils mit dem Transistor versehen sind, im zweiten Substrat gestapelt sind.
    • (15) Die Bildgebungsvorrichtung gemäß irgendeinem von (1) bis (14), in der das zweite Substrat eine Pixelschaltung umfasst, die eine Pixelschaltung auf der Basis einer elektrischen Ladung ausgibt, die aus dem Sensorpixel ausgegeben wird, und die Pixelschaltung den Transistor umfasst.
    • (16) Die Bildgebungsvorrichtung gemäß irgendeinem von (1) bis (15), in der das zweite Substrat eine analoge Schaltung mit dem Transistor umfasst.
    • (17) Die Bildgebungsvorrichtung gemäß irgendeinem von (1) bis (16), die ferner ein drittes Substrat mit einer Logikschaltung umfasst.
    • (18) Die Bildgebungsvorrichtung gemäß (17), in der eine Schaltung mit dem Transistor des zweiten Substrats und der Logikschaltung des dritten Substrats jeweils für jedes der Sensorpixel vorgesehen sind.
    • (19) Die Bildgebungsvorrichtung gemäß (17) oder (18), in der die Logikschaltung mehrere Logikabschnitte mit verschiedenen Technologieknoten umfasst.
    • (20) Die Bildgebungsvorrichtung gemäß irgendeinem von (17) bis (19), in der die Logikschaltung einen Arbeitsspeicherabschnitt umfasst.
    • (21) Die Bildgebungsvorrichtung gemäß irgendeinem von (17) bis (20), in der die Logikschaltung einen Transistor umfasst, der unter Verwendung einer niedrigeren Leistungsversorgungsspannung als einer Leistungsversorgungsspannung des Transistors angesteuert wird.
    • (22) Die Bildgebungsvorrichtung gemäß (9) oder irgendeinem von (11) bis (21), die ferner ein drittes Substrat mit einer Logikschaltung umfasst, in der das dritte Substrat mit der ersten Oberfläche des zweiten Substrats durch Metallbonden verbunden ist.
    • (23) Die Bildgebungsvorrichtung gemäß irgendeinem von (10) bis (21), die ferner ein drittes Substrat mit einer Logikschaltung umfasst, in der das dritte Substrat mit der zweiten Oberfläche des zweiten Substrats durch Metallbonden verbunden ist.
    • (24) Eine elektronische Einrichtung, die Folgendes umfasst
      • eine Bildgebungsvorrichtung, die umfasst
        • ein erstes Substrat mit einem oder mehreren Sensorpixeln, die jeweils eine photoelektrische Umwandlung durchführen, und
        • ein zweites Substrat, das auf das erste Substrat gestapelt ist, wobei das zweite Substrat einen Transistor umfasst, der in einem vollständigen Verarmungsmodus arbeitet.
  • Diese Anmeldung beansprucht die Priorität auf der Basis der japanischen Patentanmeldung Nr. 2020-174497 , eingereicht beim japanischen Patentamt am 16. Oktober 2020, deren gesamte Inhalte durch den Hinweis in diese Anmeldung aufgenommen werden.
  • Für den Fachmann auf dem Gebiet sollte verständlich sein, dass verschiedene Abwandlungen, Kombinationen, Unterkombinationen und Veränderungen in Abhängigkeit von den Entwurfsanforderungen und anderen Faktoren vorkommen können, sofern sie innerhalb des Schutzbereichs der beigefügten Ansprüche oder der Äquivalente davon liegen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2019087764 [0003]
    • JP 2020174497 [0134]

Claims (24)

  1. Bildgebungsvorrichtung, die Folgendes umfasst: ein erstes Substrat mit einem oder mehreren Sensorpixeln, die jeweils eine photoelektrische Umwandlung durchführen; und ein zweites Substrat, das auf das erste Substrat gestapelt ist und mit dem ersten Substrat elektrisch gekoppelt ist, wobei das zweite Substrat einen Transistor umfasst, der in einem vollständigen Verarmungsmodus arbeitet.
  2. Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Transistor eine dreidimensionale Struktur aufweist.
  3. Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Transistor eine Rippen-FET-Struktur aufweist, in der der Transistor mehrere Rippen umfasst.
  4. Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die mehreren Rippen durch eine Halbleiterschicht mit einer Dicke von 1 µm oder weniger miteinander gekoppelt sind.
  5. Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei in die Halbleiterschicht kein Ion implantiert ist.
  6. Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die mehreren Rippen voneinander unabhängig sind.
  7. Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Transistor eine Rundum-Gate-Struktur aufweist.
  8. Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das erste Substrat und das zweite Substrat durch ein Gate des Transistors oder eine Verdrahtungsleitung, die in einer gleichen Schicht wie einer Schicht des Gates ausgebildet ist, elektrisch gekoppelt sind.
  9. Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das zweite Substrat eine erste Oberfläche, die mit einem Gate des Transistors versehen ist, und eine zweite Oberfläche entgegengesetzt zur ersten Oberfläche aufweist und das zweite Substrat mit dem ersten Substrat verbunden ist, wobei die zweite Oberfläche dazwischen eingefügt ist.
  10. Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das zweite Substrat eine erste Oberfläche, die mit einem Gate des Transistors versehen ist, und eine zweite Oberfläche entgegengesetzt zur ersten Oberfläche aufweist und das zweite Substrat mit dem ersten Substrat verbunden ist, wobei die erste Oberfläche dazwischen eingefügt ist.
  11. Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das zweite Substrat eine erste Oberfläche, die mit einem Gate des Transistors versehen ist, und eine zweite Oberfläche entgegengesetzt zur ersten Oberfläche aufweist und das zweite Substrat ferner mit einer mehrlagigen Verdrahtungsschicht auf der Seite der zweiten Oberfläche versehen ist.
  12. Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 11, wobei die mehrlagige Verdrahtungsschicht mit einer Leistungsversorgungsleitung, einer Masseleitung, einer Signalleitung, einem Widerstandselement, einem Kapazitätselement, einem Induktorelement und/oder einem Arbeitsspeicherelement versehen ist.
  13. Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 11, wobei das zweite Substrat ferner einen Logikschaltungsblock umfasst, und eine Leistungsversorgungsleitung und eine Masseleitung in der mehrlagigen Verdrahtungsschicht angeordnet sind, wobei die Leistungsversorgungsleitung und die Masseleitung im Logikschaltungsblock enthalten sind.
  14. Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei zwei oder mehr Schichten, die jeweils mit dem Transistor versehen sind, im zweiten Substrat gestapelt sind.
  15. Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das zweite Substrat eine Pixelschaltung umfasst, die eine Pixelschaltung auf der Basis einer elektrischen Ladung ausgibt, die aus dem Sensorpixel ausgegeben wird, und die Pixelschaltung den Transistor umfasst.
  16. Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das zweite Substrat eine analoge Schaltung mit dem Transistor umfasst.
  17. Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 1, die ferner ein drittes Substrat mit einer Logikschaltung umfasst.
  18. Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 17, wobei eine Schaltung mit dem Transistor des zweiten Substrats und die Logikschaltung des dritten Substrats jeweils für jedes der Sensorpixel vorgesehen sind.
  19. Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 17, wobei die Logikschaltung mehrere Logikabschnitte mit verschiedenen Technologieknoten umfasst.
  20. Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 17, wobei die Logikschaltung einen Arbeitsspeicherabschnitt umfasst.
  21. Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 17, wobei die Logikschaltung einen Transistor umfasst, der unter Verwendung einer niedrigeren Leistungsversorgungsspannung als einer Leistungsversorgungsspannung des Transistors angesteuert wird.
  22. Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 9, die ferner ein drittes Substrat mit einer Logikschaltung umfasst, wobei das dritte Substrat mit der ersten Oberfläche des zweiten Substrats durch Metallbonden verbunden ist.
  23. Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 10, die ferner ein drittes Substrat mit einer Logikschaltung umfasst, wobei das dritte Substrat mit der zweiten Oberfläche des zweiten Substrats durch Metallbonden verbunden ist.
  24. Elektronische Einrichtung, die Folgendes umfasst eine Bildgebungsvorrichtung, die Folgendes umfasst ein erstes Substrat mit einem oder mehreren Sensorpixeln, die jeweils eine photoelektrische Umwandlung durchführen, und ein zweites Substrat, das auf das erste Substrat gestapelt ist, wobei das zweite Substrat einen Transistor umfasst, der in einem vollständigen Verarmungsmodus arbeitet.
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