JP6048482B2 - 撮像素子 - Google Patents
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Description
本発明の他の例の撮像素子は、光を電荷に変換する光電変換部を有する画素が複数形成され、光電変換部で光電変換された電荷をグローバル電子シャッタ動作により出力する第1チップと、第1チップから出力された電荷を保持する保持部と、保持部で保持された電荷をフローティングディフュージョン領域に転送する転送部と、画素毎に設けられ、フローティングディフュージョン領域の電圧が供給されるゲート電極を有する増幅素子と、画素毎に設けられ、ゲート電極に供給される電圧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と、を有する第2チップと、を備え、保持部は、第1チップにより覆われている。
本発明のさらに他の例の撮像素子は、光を電荷に変換する光電変換部を有する画素が複数形成され、光電変換部で光電変換された電荷をグローバル電子シャッタ動作により出力する第1チップと、第1チップから出力された電荷を保持する保持部と、画素毎に設けられ、電荷により生成されるアナログ信号をデジタル信号に変換する変換部と、を有する第2チップと、を備え、変換部は、第1チップにより遮光されている。
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 (9)
- 光を電荷に変換する光電変換部を有する画素が複数形成され、前記光電変換部で光電変換された電荷をグローバル電子シャッタ動作により出力する第1チップと、
前記第1チップから出力された前記電荷を保持する保持部と、前記保持部で保持された前記電荷をフローティングディフュージョン領域に転送する転送部と、前記画素毎に設けられ、前記フローティングディフュージョン領域の電圧が供給されるゲート電極を有する増幅素子と、前記画素毎に設けられ、前記ゲート電極に供給される電圧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と、を有する第2チップと、を備え、
前記保持部は、前記第1チップにより遮光されている撮像素子。 - 請求項1に記載の撮像素子において、
前記転送部は、前記第1チップにより遮光されている撮像素子。 - 請求項1又は請求項2に記載の撮像素子において、
前記変換部は、前記第1チップにより遮光されている撮像素子。 - 光を電荷に変換する光電変換部を有する画素が複数形成され、前記光電変換部で光電変換された電荷をグローバル電子シャッタ動作により出力する第1チップと、
前記第1チップから出力された前記電荷を保持する保持部と、前記保持部で保持された前記電荷をフローティングディフュージョン領域に転送する転送部と、前記画素毎に設けられ、前記フローティングディフュージョン領域の電圧が供給されるゲート電極を有する増幅素子と、前記画素毎に設けられ、前記ゲート電極に供給される電圧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と、を有する第2チップと、を備え、
前記保持部は、前記第1チップにより覆われている撮像素子。 - 請求項4に記載の撮像素子において、
前記転送部は、前記第1チップにより覆われている撮像素子。 - 請求項4又は請求項5に記載の撮像素子において、
前記変換部は、前記第1チップにより覆われている撮像素子。 - 光を電荷に変換する光電変換部を有する画素が複数形成され、前記光電変換部で光電変換された電荷をグローバル電子シャッタ動作により出力する第1チップと、
前記第1チップから出力された前記電荷を保持する保持部と、前記画素毎に設けられ、前記電荷により生成されるアナログ信号をデジタル信号に変換する変換部と、を有する第2チップと、を備え、
前記変換部は、前記第1チップにより遮光されている撮像素子。 - 請求項7に記載の撮像素子において、
前記第2チップは、前記保持部に保持された前記電荷をフローティングディフュージョン領域に転送する転送部と、前記画素毎に設けられ、前記フローティングディフュージョン領域の電圧が供給されるゲート電極を有する増幅素子と、を有し、
前記変換部は、前記ゲート電極に供給される電圧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撮像素子。 - 請求項7又は請求項8に記載の撮像素子において、
前記転送部は、前記第1チップにより遮光されている撮像素子。
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