JP6016434B2 - 固体撮像装置、その製造方法、及びカメラ - Google Patents
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Description
図1及び2を参照しながら、第1実施形態の固体撮像装置10を説明する。図1は、第1基板11と第2基板12とを結合して構成された固体撮像装置10を示している。図1(a)は、固体撮像装置10の上面図を模式的に示している。図1(b)は、固体撮像装置10の側面図を模式的に示している。第1基板11の電極Nmと第2基板12の電極Nmとは、例えば、導電体(ここでは、マイクロバンプ15)を介して接触している。第1基板11の電極Nmと第2基板12の電極Nmとは、直に(直接)接触していてもよく、電気的に導通する状態であればよい。また、第1基板11の電極N1と第2基板12の電極N2とは、これら2つの電極により形成された容量によって電気的に接続されている。別の観点で言えば、電極N1と電極N2との間で容量性結合(Capacitive Coupling)により信号が伝達される。このような容量による接続は、後述のように、複数の画素が配された撮像部30において用いられうる。このようにして、第1基板11と第2基板12とは結合しているが、固体撮像装置10は、この結合を補助するための部材、又は第1基板11と第2基板12との間に接着性を有する充填剤をさらに含んでもよい。以下、図2を参照しながら、固体撮像装置10の回路構成について述べる。
図3を参照しながら、第2実施形態の固体撮像装置20を説明する。固体撮像装置20は、第1実施形態と同様にして、第1基板21と第2基板22とを結合して構成される。本実施形態は、FD容量CFDの電位をリセットするためのトランジスタとして、トランジスタMRES1(MOSFET)ではなく、トランジスタJRES1(J−FET)を用いる点で第1実施形態と異なる。これにより、第1基板21においては、MOSFETは転送トランジスタMTX1及びMTX2にのみ用いられうる。よって、第1基板21におけるMOSFETの設計については、光電変換部において生じた電荷を転送するための設計に特化できる点で有利である。例えば、転送トランジスタMTX1及びMTX2は、その導通状態における抵抗値と光電変換部PD1及びPD2の容量値との関係から、画素信号の読み出しに要する時間が目標値に収まるように設計されればよい。よって、例えば、転送トランジスタMTX1及びMTX2のゲートの幅及び長さや、そのゲート絶縁膜の膜厚及び材料等を、固体撮像装置20の仕様にしたがって設計すればよい。このように、本実施形態によると、固体撮像装置20の高画素化に有利である。また、本実施形態においては、リセットトランジスタJRES1(J−FET)のゲートとドレインとがショートされている。これにより、リセットトランジスタの駆動に必要な配線の数を低減することが可能である。前述の第1実施形態においても、同様にして、リセットトランジスタのゲートとドレインとがショートされてもよく、リセットトランジスタの駆動に必要な配線の数を低減することが可能である。
Claims (11)
- 複数の画素および前記複数の画素から信号を読み出すための信号線を有し、第1基板と第2基板とを結合して構成された固体撮像装置であって、
前記複数の画素のそれぞれは、
前記第1基板に配された光電変換部と、
前記第1基板に配され、電荷を保持するための保持部と、
前記第1基板に配され、前記光電変換部において生じた電荷を前記保持部に転送する転送部と、
前記第1基板に配され、前記保持部に所定の電圧を供給して前記保持部の電位をリセットする第1リセットトランジスタと、
前記第1基板に配され、前記保持部に接続された第1電極と、
前記第2基板に配され、前記第1電極とは異なる第2電極と、
前記第2基板に配され且つ前記第2電極に接続された増幅部であって、前記保持部の信号を増幅する増幅部と、
前記第2基板に配され、所定の電圧が供給された電源線から前記増幅部の入力ノードに該所定の電圧を供給して前記入力ノードの電位をリセットする第2リセットトランジスタと、
を含んでおり、
前記保持部と前記増幅部とは、前記第1電極と前記第2電極とにより形成された容量によって電気的に接続されている、
ことを特徴とする固体撮像装置。 - 複数の画素および前記複数の画素からの信号を出力するための信号線を有し、第1基板と第2基板とを結合して構成された固体撮像装置であって、
前記複数の画素のそれぞれは、
前記第1基板に配された光電変換部と、
前記第1基板に配され、電荷を保持するための保持部と、
前記第1基板に配され、前記光電変換部において生じた電荷を前記保持部に転送する転送部と、
前記第1基板に配され、前記保持部に所定の電圧を供給して前記保持部の電位をリセットする第1リセットトランジスタと、
前記第1基板に配され、前記保持部に接続された第1電極と、
前記第2基板に配され、前記第1電極とは異なる第2電極と、
前記第2基板に配され且つ前記第2電極に接続された増幅部であって、前記保持部の信号を増幅する増幅部と、
前記第2基板に配され、所定の電圧が供給された電源線から前記増幅部の入力ノードに該所定の電圧を供給して前記入力ノードの電位をリセットする第2リセットトランジスタと、
を含んでおり、
前記第1電極と前記第2電極との間では、これらの容量性結合によって、前記転送部により前記保持部に転送された電荷に基づく信号が伝達される、
ことを特徴とする固体撮像装置。 - 前記第1基板は、前記転送部を制御するための制御信号を伝搬する第1配線を有し、
前記第2基板は、前記制御信号を伝搬する第2配線を有し、
前記第1配線に接続された電極と前記第2配線に接続された電極とは、直接又は導電体を介して接触している、
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の固体撮像装置。 - 前記第1基板は、前記複数の画素を駆動するための駆動信号を伝搬する第3配線を有し、
前記第2基板は、前記駆動信号を伝搬する第4配線を有し、
前記第3配線に接続された電極と前記第4配線に接続された電極とは、直接又は導電体を介して接触している
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の固体撮像装置。 - 前記第1電極と前記第2電極との間には絶縁体が配されている、
ことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の固体撮像装置。 - 前記第1基板及び前記第2基板のうちの前記第2基板は、前記転送部と前記増幅部と前記第1リセットトランジスタと前記第2リセットトランジスタとをそれぞれ制御するための制御部を有する、
ことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の固体撮像装置。 - 前記第1基板及び前記第2基板のうちの前記第2基板は、前記複数の画素からの信号を処理する信号処理部を有する、
ことを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の固体撮像装置。 - 前記第1基板において、前記転送部はMOSFETで構成され、前記第1リセットトランジスタはJ−FETで構成されている、
ことを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の固体撮像装置。 - 請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の固体撮像装置を備える
ことを特徴とするカメラ。 - 複数の画素および前記複数の画素からの信号を出力するための信号線を有し、第1基板と第2基板とを結合して構成された固体撮像装置の製造方法であって、
前記複数の画素のそれぞれは、
前記第1基板に配された光電変換部と、
前記第1基板に配され、電荷を保持するための保持部と、
前記第1基板に配され、前記光電変換部において生じた電荷を前記保持部に転送する転送部と、
前記第1基板に配され、前記保持部に所定の電圧を供給して前記保持部の電位をリセットする第1リセットトランジスタと、
前記第1基板に配され、前記保持部に接続された第1電極と、
前記第2基板に配され、前記第1電極とは異なる第2電極と、
前記第2基板に配され且つ前記第2電極に接続された増幅部であって、前記保持部の信号を増幅する増幅部と、
前記第2基板に配され、所定の電圧が供給された電源線から前記増幅部の入力ノードに該所定の電圧を供給して前記入力ノードの電位をリセットする第2リセットトランジスタと、
を含んでおり、
固体撮像装置の製造方法は、前記第1基板と前記第2基板とを結合し、前記第1電極と前記第2電極とが容量を形成することによって、前記保持部と前記増幅部とを電気的に接続する接続工程を含む、
ことを特徴とする固体撮像装置の製造方法。 - 前記接続工程は、前記第1基板の前記第1電極が配された面及び前記第2基板の前記第2電極が配された面の少なくともいずれか一方に絶縁体を堆積してから為される、
ことを特徴とする請求項10に記載の固体撮像装置の製造方法。
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