JP2018011304A - 撮像素子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】撮像素子10は、光を電荷に変換する光電変換部を含む受光画素1を複数有する第1チップ11と、画素毎に設けられ、光電変換部で変換された電荷により生成されたアナログ信号をデジタル信号に変換する変換部を有する第2チップ12と、を備える。第2チップ12には読み出し回路30が形成される。読み出し回路30の上方は、第1チップ11で覆われて遮光される。
【選択図】図1
Description
第1実施形態は、第1チップに受光素子を配置し、第2チップに転送トランジスタなどを配置する。
第1チップ11側の受光素子PDは、入射光を光電変換して信号電荷を生成する。このとき、転送トランジスタQTを非導通に保つことにより、受光素子PDは信号電荷を蓄積する。
第1実施形態では、第1チップ11に受光素子PDおよび貫通配線20を配置し、第2チップ12に読み出し回路30を配置する。このように素子構造を2分割することにより、第1チップ11の製造工程では、読み出し回路30の形成工程が不要となる。そのため、受光素子PDの素子性能に特化した設計ルールや製造プロセスを採用することが可能になる。したがって、撮像性能の高い撮像素子10を実現することが可能になる。
第2実施形態は、第1チップに受光素子と転送トランジスタを配置し、第2チップにリセットトランジスタなどを配置する。なお、画像信号の読み出し手順については、第1実施形態と同様のため、ここでの説明を省略する。
第3実施形態は、第1チップに受光素子と転送トランジスタとリセットトランジスタを配置し、第2チップに増幅素子などを配置する。なお、画像信号の読み出し手順については、第1実施形態と同様のため、ここでの説明を省略する。
第4実施形態は、第1チップに受光素子と転送トランジスタとリセットトランジスタと増幅素子を配置し、第2チップに選択トランジスタなどを配置する。なお、画像信号の読み出し手順については、第1実施形態と同様のため、ここでの説明を省略する。
第5実施形態は、第1チップに受光素子と転送トランジスタとリセットトランジスタと増幅素子と選択トランジスタを配置し、第2チップに後段の処理回路などを配置する。なお、画像信号の読み出し手順については、第1実施形態と同様のため、ここでの説明を省略する。
第6実施形態は、複数の受光画素を貫通配線に共通接続する実施形態である。
第7実施形態は、第1チップと第2チップの層間にインターポーザを設ける実施形態である。
Claims (11)
- 光を電荷に変換する光電変換部を含む画素を複数有する第1チップと、
前記画素毎に設けられ、前記光電変換部で変換された電荷により生成されたアナログ信号をデジタル信号に変換する変換部を有する第2チップと、
を備える撮像素子。 - 前記第2チップは、前記光電変換部で変換された電荷を読み出すための読出部を有し、
前記読出部は、前記第1チップにより遮光されている請求項1に記載の撮像素子。 - 前記読出部は、前記光電変換部の電荷が転送されるフローティングディフュージョン領域を含む請求項2に記載の撮像素子。
- 前記読出部は、前記フローティングディフュージョン領域に接続されるゲート電極を有する増幅素子を有し、
前記増幅素子は、前記ゲート電極に供給される電圧に基づく前記アナログ信号を出力する請求項3に記載の撮像素子。 - 前記読出部は、前記光電変換部からの電荷を保持する保持部を含む請求項2から請求項4のいずれか一項に記載の撮像素子。
- 前記保持部は、グローバル電子シャッタ動作による前記光電変換部からの電荷を保持する請求項5に記載の撮像素子。
- 前記第2チップは、前記光電変換部で変換された電荷を読み出すための読出部を有し、
前記読出部は、前記第1チップにより覆われている請求項1に記載の撮像素子。 - 前記読出部は、前記光電変換部の電荷が転送されるフローティングディフュージョン領域を含む請求項7に記載の撮像素子。
- 前記読出部は、前記フローティングディフュージョン領域に接続されるゲート電極を有する増幅素子を有し、
前記増幅素子は、前記ゲート電極に供給される電圧に基づく前記アナログ信号を出力する請求項8に記載の撮像素子。 - 前記読出部は、前記光電変換部からの電荷を保持する保持部を含む請求項7から請求項9のいずれか一項に記載の撮像素子。
- 前記保持部は、グローバル電子シャッタ動作による前記光電変換部からの電荷を保持する請求項10に記載の撮像素子。
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