CN103140926A - 固态成像装置 - Google Patents

固态成像装置 Download PDF

Info

Publication number
CN103140926A
CN103140926A CN2011800461981A CN201180046198A CN103140926A CN 103140926 A CN103140926 A CN 103140926A CN 2011800461981 A CN2011800461981 A CN 2011800461981A CN 201180046198 A CN201180046198 A CN 201180046198A CN 103140926 A CN103140926 A CN 103140926A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pixel
substrate
light
adjunct circuit
image pickup
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2011800461981A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103140926B (zh
Inventor
山崎和男
板野哲也
远藤信之
渡边杏平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Publication of CN103140926A publication Critical patent/CN103140926A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103140926B publication Critical patent/CN103140926B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/1462—Coatings
    • H01L27/14623—Optical shielding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14603—Special geometry or disposition of pixel-elements, address-lines or gate-electrodes
    • H01L27/14607—Geometry of the photosensitive area
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/1463—Pixel isolation structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14634—Assemblies, i.e. Hybrid structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/1464—Back illuminated imager structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14641—Electronic components shared by two or more pixel-elements, e.g. one amplifier shared by two pixel elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/148—Charge coupled imagers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/50—Control of the SSIS exposure
    • H04N25/57—Control of the dynamic range
    • H04N25/59—Control of the dynamic range by controlling the amount of charge storable in the pixel, e.g. modification of the charge conversion ratio of the floating node capacitance
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/71—Charge-coupled device [CCD] sensors; Charge-transfer registers specially adapted for CCD sensors
    • H04N25/75—Circuitry for providing, modifying or processing image signals from the pixel array
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
    • H04N25/77—Pixel circuitry, e.g. memories, A/D converters, pixel amplifiers, shared circuits or shared components
    • H04N25/771—Pixel circuitry, e.g. memories, A/D converters, pixel amplifiers, shared circuits or shared components comprising storage means other than floating diffusion
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
    • H04N25/77—Pixel circuitry, e.g. memories, A/D converters, pixel amplifiers, shared circuits or shared components
    • H04N25/772—Pixel circuitry, e.g. memories, A/D converters, pixel amplifiers, shared circuits or shared components comprising A/D, V/T, V/F, I/T or I/F converters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS imagers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

在固态成像装置中，在像素构成要素中，光电转换单元、传送晶体管和电荷保持单元的至少一部分被设置在第一半导体基板上。被配置为处理传送到电荷保持单元的信号电荷或由放大单元放大的信号的像素附加电路被设置在第二半导体基板上。并且其中，在第一基板上设置第一遮光部件，所述第一遮光部件被配置为减少透过光电转换单元而入射到像素附加电路的光。

Description

固态成像装置
技术领域
本发明涉及固态成像装置，更特别地，涉及包括单独地设置在不同的基板上的光电转换单元和像素电路的固态成像装置。
背景技术
已知存在包括单独地设置在不同的基板上并且通过例如微凸块（microbump）而相互电连接的光电转换单元和像素电路的固态成像装置。
日本专利申请公开No.2009-170448讨论了这样的配置，在该配置中，构成像素电路的放大晶体管和选择晶体管被设置在第二半导体基板上，或者仅选择晶体管被设置在第二半导体基板上。
另外，日本专利申请公开No.2008-235478讨论了包含第一芯片和第二芯片的固态成像装置。第一芯片的多个受光像素被布置于受光表面上，并且根据入射光而产生电信号。然后，受光像素的电信号通过贯通布线被传送到受光表面的背面。在第二芯片上形成读出电路。读出电路通过贯通布线读出电信号，并且作为图像信号输出所述电信号。在该固态成像装置中，第一芯片和第二芯片以使得第一芯片的背面与第二芯片的读出电路相互面对的取向被设置，并且，贯通布线和读出电路的端子相互电连接。日本专利申请公开No.2008-235478还讨论了通过对于每个像素设置例如用于存储信号电荷的存储区域而实现全局电子快门，并且，通过向各像素添加模拟/数字（AD）转换电路而输出数字图像信号。
但是，在日本专利申请公开No.2009-170448中讨论的配置不足以满足近年来日益多样化的固态成像装置的功能性。例如，为了扩展动态范围、获得电子快门功能并在各像素实现AD转换，应设置像素附加电路。
另一方面，日本专利申请公开No.2008-235478讨论了对于各像素设置诸如存储区域和AD转换电路的像素附加电路。此外，日本专利申请公开No.2008-235478讨论了设置在第二芯片上的读出电路被遮光。
但是，日本专利申请公开No.2008-235478没有清楚地描述遮光结构的具体细节。相反，日本专利申请公开No.2008-235478甚至讨论了，由于读出电路的上部被第一芯片覆盖，因此，可以省略遮光层或减小遮光层的厚度。但是，使得能够扩展动态范围、获得电子快门功能并在各像素实现AD转换的像素附加电路的添加需要建立更安全的遮光结构。
发明内容
本发明针对包括具有有效的遮光结构的像素附加电路的固态成像装置。
根据本发明的一个方面，一种固态成像装置包括：光电转换单元；被配置为向浮置节点传送光电转换单元的信号电荷的传送单元；被配置为将浮置节点的电势设定为基准电势的复位单元；被配置为放大基于传送到浮置节点的信号电荷产生的信号的放大单元；和包含多个像素的像素陈列，每个像素包含被配置为处理传送到浮置节点的信号电荷或由放大单元放大的信号的像素附加电路。在该固态成像装置中，光电转换单元、传送单元和浮置节点被设置于第一基板上，像素附加电路被设置于第二基板上，并且，第一遮光部件被设置于第一基板上。第一遮光部件被配置为减少透过光电转换单元而入射到像素附加电路的光。
根据本发明的示例性实施例，能够在不减少光电转换区域的面积的情况下在各像素执行先进的信号处理。
参照附图阅读示例性实施例的以下详细描述，本发明的其它特征和方面将变得清晰。
附图说明
包含于说明书中并构成其一部分的附图示出本发明的示例性实施例、特征和方面，并与描述一起用于解释本发明的原理。
[图1]图1是根据本发明的第一示例性实施例的像素的等效电路图。
[图2A]图2A示出供给到根据第一示例性实施例的像素的驱动脉冲的例子。
[图2B]图2B示出供给到根据第一示例性实施例的像素的驱动脉冲的例子。
[图3]图3是根据第一示例性实施例的固态成像装置的截面图。
[图4A]图4A示出根据第一示例性实施例的固态成像装置的平面图的第一例子。
[图4B]图4B示出根据第一示例性实施例的固态成像装置的平面图的第一例子。
[图5A]图5A示出根据第一示例性实施例的固态成像装置的平面图的第二例子。
[图5B]图5B示出根据第一示例性实施例的固态成像装置的平面图的第二例子。
[图6A]图6A示出根据第一示例性实施例的固态成像装置的平面图的第三例子。
[图6B]图6B示出根据第一示例性实施例的固态成像装置的平面图的第三例子。
[图7A]图7A示出根据第一示例性实施例的固态成像装置的平面图的第四例子。
[图7B]图7B示出根据第一示例性实施例的固态成像装置的平面图的第四例子。
[图8A]图8A示出根据第一示例性实施例的第一变型的驱动脉冲的例子。
[图8B]图8B示出根据第一示例性实施例的第一变型的驱动脉冲的例子。
[图9]图9是根据第一示例性实施例的第二变型的像素的等效电路图。
[图10A]图10A示出根据第一示例性实施例的第二变型的驱动脉冲的例子。
[图10B]图10B示出根据第一示例性实施例的第二变型的驱动脉冲的例子。
[图11]图11是根据本发明的第二示例性实施例的像素的等效电路图。
[图12]图12是根据本发明的第三示例性实施例的像素的等效电路图。
具体实施方式
以下将参照附图描述本发明的各示例性实施例、特征和方面。
本发明涉及固态成像装置，该固态成像装置包含上面设置有光电转换单元的第一基板和上面设置有像素附加电路的第二基板。更具体而言，第一基板具有用于减少透过光电转换单元而入射到像素附加电路的光的第一遮光部件。像素附加电路是对于在光电转换单元产生的信号或对于从该信号放大的信号运用特定信号处理的电路。
图1是根据本发明的第一示例性实施例的像素的等效电路图。图1仅示出一个像素，但是，在实际使用中，多个像素被组合而构成像素阵列。本示例性实施例包括用于切换灵敏度的电容作为像素附加电路。
光电转换单元101对于光的入射执行光电转换，并产生空穴和电子。光电转换单元101例如由光电二极管实现。
传送单元102将光电转换单元101的电荷传送到作为用于读出信号的单元的浮置节点103。传送单元102例如由金属氧化物半导体（MOS）晶体管（传送MOS晶体管）实现。
浮置节点103是用于读出信号的单元。浮置节点103包含例如浮置扩散（以下，称为“FD”）。
复位单元104至少将浮置节点103的电势设定为基准电势。此外，同时接通复位单元104和传送单元102可将光电转换单元101的电势设定为基准电势。复位单元104例如由MOS晶体管（复位MOS晶体管）实现。
放大单元105放大基于在光电转换单元101产生的电荷对中的一个而产生的信号，并且输出放大的信号。放大电路105例如由MOS晶体管（放大MOS晶体管）实现。图1所示的例子被配置为使得放大MOS晶体管的栅极与浮置节点103相互电连接。
传送控制线106被用于控制传送单元102的操作。
复位控制线107被用于控制复位单元104的操作。如果传送单元102和复位单元104是MOS晶体管，那么控制线106和107是用于将用于接通/关断对应的MOS晶体管的脉冲传送到MOS晶体管的栅极的布线。
共用输出线108是向其输出在放大单元105放大的信号的线。来自包含于像素阵列中的多个像素的信号被读出到该线。如果对于各像素行设置共用输出线108，那么各共用输出线108可被称为垂直输出线，并且，从包含于像素行中的多个像素依次读出信号。
像素的配置与电流源109连接。电流源109向放大单元105供给偏压电流。在该电路配置中，电流源109供给用于使放大单元105的MOS晶体管执行源极跟随器操作的偏压电流。
像素的配置还包含像素附加电路110。像素附加电路110包含开关111和电容112。像素附加电路110被配置为使得电容112的节点中的一个可通过开关111与浮置节点103连接。在本例子中为地电势的预定的电压被供给到电容112的另一节点。
此外，可在像素附加电路110与共用输出线108之间设置用于控制像素的选择的选择晶体管（未示出）。
控制布线113被用于控制开关111的导通。电压V1是供给到分别构成放大单元105和复位单元104的MOS晶体管的漏极的电压。在本例子中，电压V1被描述为共用电压，但可通过设置电压供给布线的单独的系统由不同的电源实现。电压V2是供给到电流源109的电压。
在构成像素的元件中，区（zone）pixA表示设置在第一基板上的元件，区pixB表示设置在第二基板上的元件。像素pix由区pixA和pixB构成。更具体而言，光电转换单元101、传送单元102和构成浮置节点103的一部分的FD被设置在第一基板上。另一方面，像素附加电路110被设置在第二基板上。此外，复位单元104、放大单元105、共用输出线108和电流源109被设置在第二基板上。FD与放大MOS晶体管的栅极和复位MOS晶体管的源极电连接。
已在前面的段落中具体描述了像素的配置，但是，像素的配置不限于所描述的配置。例如，构成放大单元105的晶体管可由结型栅极场效应晶体管（JFET）实现。此外，像素可被配置为使得空穴被用作信号电荷。可通过采用正沟道MOS（PMOS）晶体管作为传送MOS晶体管来实现这一点。此外，像素可被配置为使得放大单元105和复位单元104被多个光电转换单元101共享。
此外，像素的各构成元件可以按与上述的布置不同的方式被分割到多个基板。除了上述的布置以外，复位单元104和放大单元105也可被布置于第一基板上。但是，像素附加电路110应被布置于第二基板上。
下面，将描述像素附加电路110的具体操作。假定传送单元102、复位单元104和放大单元105由MOS晶体管实现，并且电子被用作信号电荷，则将给出以下的描述。
光电转换单元101、构成传送单元102的传送MOS晶体管和FD被设置在第一基板上。复位MOS晶体管、放大晶体管和像素附加电路110被设置在第二基板上。在光电转换单元101产生的信号电荷通过传送单元102被传送到浮置节点103。传送到浮置节点103的信号电荷根据浮置节点103的电容被转换成电压。该电压的变化量V具有由等式V=q/C表达的关系，其中，“C”代表浮置节点的电容值，“q”代表信号电荷的量。因此，浮置节点103的电容值减小导致电压变化量V增大，由此导致灵敏度提高。另一方面，浮置节点103的电容值增大导致灵敏度下降。
像素附加电路110用于切换该像素灵敏度。开关111与电容112的组合使得能够切换浮置节点103的电容值。更具体而言，当高电平脉冲被供给到控制线113以接通开关111时，电容112被加到浮置节点103的电容。结果，浮置节点103的总电容值增大，从而导致像素灵敏度下降（低灵敏度模式）。当低电平脉冲被供给到控制布线113以关断开关111时，电容112与浮置节点103分离。结果，浮置节点103的总电容值减小，从而导致像素灵敏度提高（高灵敏度模式）。在适当地在高灵敏度模式与低灵敏度模式之间切换灵敏度的同时捕获图像使得能够扩展构成图像的信号的动态范围。此外，电容112可被用作光电转换单元101保持饱和之后的溢出电荷的区域。
图2A和图2B分别示出供给到像素的驱动脉冲的例子。特别地，图2A示出高灵敏度模式的驱动脉冲，图2B示出低灵敏度模式的驱动脉冲。在所有的单元和电路处，高电平脉冲的供给建立导通状态，而低电平脉冲的供给导致非导通状态。
由高灵敏度模式的驱动序列和低灵敏度模式的驱动序列共享的共用部分如下。首先，供给到复位控制线107的脉冲从高电平变为低电平。这使得向浮置节点103供给基准电势的复位操作停止。
然后，供给到传送控制线106的脉冲从低电平变为高电平，从而使得光电转换单元101的信号电荷被传送到浮置节点103。在这些操作期间，选择的像素维持高电压作为V1，并且处于能够向共用输出线108输出信号的状态。另一方面，未选择的像素具有低电压作为V1。
高灵敏度模式的驱动序列与低灵敏度模式的驱动序列之间的不同在于供给到控制线113的脉冲。在高灵敏模式中，该脉冲维持在低电平，而在低灵敏度模式中，该脉冲维持在高电平。该操作导致这样的状态，即，在高灵敏度模式中，电容112与浮置节点103分离，而在低灵敏度模式中，电容112与浮置节点103连接。
图3是示出设置在第一基板上的元件与设置在第二基板上的元件之间的电连接的示意性截面图。图3示出两个像素的截面，以便于更好地理解重复布置像素单元的事实。
该截面图示出上面设置有光电转换单元101的第一基板201A和上面设置有像素附加电路的第二基板201B。
第一基板201A包含第一半导体基板202A和设置在第一半导体基板202A上的第一绝缘膜203A。第一绝缘膜203A是层间绝缘膜，用于在多个布线层之间提供绝缘。可通过层叠多个绝缘膜来构成第一绝缘膜203A。
第二基板201B包含第二半导体基板202B和设置在第二半导体基板202B上的第二绝缘膜203B。与第一绝缘膜203A类似，第二绝缘膜203B是层间绝缘膜。可通过层叠多个绝缘膜来构成第二绝缘膜203B。
该截面图中的与图1所示的等效电路图中的元件对应的元件由与图1中的附图标记相同的附图标记表示，并且将不被详细描述。
第一半导体基板202A包含负（N）型半导体区域101a。该区域可存储作为信号电荷的电子。第一半导体基板202A还包含第一正（P）型半导体区域101b和第二P型半导体区域101c。N型半导体区域101a、第一P型半导体区域101b和第二P型半导体区域101c构成用作光电转换单元101的光电二极管。第二P型半导体区域101c还用作提供传送MOS晶体管的沟道的阱。图3中的箭头表示入射光。本示例性实施例是其中光从第一P型半导体区域101b所处的表面（即，具有例如布线的表面）的另一侧的表面入射的后侧照射型固态成像装置。
第三P型半导体区域210被用于向第一P型半导体区域101b和第二P型半导体区域101c供给基准电压。基准电压通过接触插头和电源线被供给到第三P型半导体区域210。第三P型半导体区域210的杂质浓度比第一P型半导体区域101b和第二P型半导体区域101c的杂质浓度高。供给的基准电压为例如地电势。
通过电连接设置在第一绝缘膜203A和第二绝缘膜203B上的导体建立第一基板201A与第二基板201B之间的电连接。可在不使用延伸通过第一半导体基板202A和第二半导体基板202B的贯通布线的情况下建立电连接。
构成像素附加电路110的开关111和电容112不是被设置在其中设置了光电转换单元101的第一基板201A上，而是被设置在其中没有设置光电转换单元101的第二基板201B上。该布置使得光电转换单元101能够具有足够大的开口，由此提高灵敏度。此外，该布置使得电容112能够占据大的面积，由此使得能够进一步减小低灵敏度模式中的灵敏度。结果，变得即使响应于具有大的光量的光的入射也能够输出具有优异的线性的信号。
此外，根据本示例性实施例的配置，能够提高像素附加电路110的遮光性能。当光入射于构成像素附加电路110的开关111和电容112以及与开关111和电容112连接的半导体区域上时，这可改变保持于电容112中的信号的电平。由于第一基板201A包含设置在其上面的光电转换单元101，因此，如果像素附加电路110被设置于第一基板201A上，那么将难以减少入射于上述的半导体区域等上的光。相反，在没有设置光电转换单元101的第二基板201B上设置像素附加电路110使得能够充分地减少入射于上述的半导体区域等上的光。此外，本示例性实施例被配置为使得像素附加电路110通过使用设置于第一基板201A上的遮光部件的至少一部分而被完全平坦地覆盖。将参照图4A和图4B至图7A和图7B来更详细地具体描述该平坦的配置。
此外，在本示例性实施例中，使用第一基板201A的布线和第二基板201B的布线来对开关111、电容112和与开关111、电容112连接的半导体区域遮光。作为替代方案，本示例性实施例还可包括专用于遮光的部件。
图4A和图4B是与图3对应的平面图。特别地，图4A和图4B示出提取部分，以便于更好地理解与本示例性实施例相关的各电路元件和遮光部件之间的位置关系。图4A是从上面观看的第一基板201A的透视图，图4B是从上面观看的第二基板201B的透视图。
图4A和图4B所示的配置包括光电转换单元301、包含于传送单元中的传送栅极302和包含于浮置节点中的FD303。导电图案304构成用于电连接像素的放大MOS晶体管的栅极与FD303的布线。导电图案305构成向第三P型半导体区域101c供给基准电压的布线。图4A和图4B中所示的配置还包含像素电路布置区域306和像素附加电路布置区域307。导电图案308构成用于连接FD303、放大MOS晶体管的栅极和复位MOS晶体管的源极的布线。导电图案309构成用于电连接像素附加电路的开关与电容的布线。导电图案304和305用作设置在第一基板201A上的第一遮光部件。导电图案308和309用作设置在第二基板201B上的第二遮光部件。第一遮光部件和第二遮光部件可减少光向至少像素附加电路区域307的一部分的入射。在一些实施例中，第一遮光部件和第二遮光部件可减少光向整个像素附加电路区域307的入射。
现在，将描述第二遮光部件的位置和形状。在图4A和图4B中，通过将第一遮光部件垂直投影到第二基板侧所限定的区域不完全平坦地覆盖像素附加电路布置区域307。这是由于，在导电图案304和305之间存在空间。在这种情况下，第二遮光部件可被设置在与该空间对应的位置，以能够有效地阻挡透过该空间的光。
将参照图5A和图5B至图7A和图7B来描述遮光部件的其它例子。图5A和图5B示出根据本示例性实施例的固态成像装置的平面图的第二例子。图5A是从上面观看的第一基板的透视图，图5B是从上面观看的第二基板的透视图。虽然图5A和图5B示出2×2个像素，但是，固态成像装置可包括数量更多的像素。
图5A和图5B所示的配置包含设置在第一基板上的第一遮光部件400a和作为通过将第一遮光部件400a垂直投影到第二基板侧所限定的区域的投影区域400b。图5A和图5B所示的配置还包含光电转换单元401、传送单元402和包含于浮置节点中的FD403。图5A和图5B所示的配置还包含像素电路布置区域404和像素附加电路布置区域405。第二基板不具有设置在其上面的遮光部件。
像素附加电路布置区域405位于通过将第一遮光部件400a垂直投影到第二基板侧所限定的投影区域400b内，而不位于投影区域400b之外。第一遮光部件400a平坦地覆盖光电转换单元401的一部分，并且，其投影区域400b覆盖整个像素附加电路布置区域405。此外，投影区域400b还平坦地覆盖像素电路布置区域404的一部分。
该布置使得透过光电转换单元401的光能够被反射到光电转换单元401，由此提高灵敏度，同时使得能够减少入射到像素附加电路的光。
图6A和图6B示出根据本示例性实施例的固态成像装置的平面图的第三例子。图6A是从上面观看的第一基板的透视图，图6B是从上面观看的第二基板的透视图。与图4A和图4B以及图5A和图5B所示的布置的不同在于，第一遮光部件的投影区域平坦地覆盖整个像素附加电路，但不覆盖像素电路。
图6A和图6B所示的配置包含设置在第一基板上的第一遮光部件500a和通过将第一遮光部件500a垂直投影到第二基板侧所限定的投影区域500b。该配置还包含光电转换单元501、传送单元502、包含于浮置节点中的FD503、像素电路布置区域504和像素附加电路布置区域505。
与像素电路相比，可能需要像素附加电路具有更高的遮光性能。特别地，占据大的面积的包含电容的像素附加电路需要具有还更高的遮光性能。在这种情况下，如本例子这样仅平坦地遮蔽像素附加电路的配置是一个可能的方案。但是，由于构成像素电路的布线的导电图案被设置在像素电路区域上，因此，该导电图案可具有预定的遮光能力，以便也用作遮光部件。
图7A和图7B示出本示例性实施例的固态成像装置的平面图的第四例子。图7A是从上面观看的第一基板的透视图，图7B是从上面观看的第二基板的透视图。虽然图7A和图7B示出的是2×2像素，但是，固态成像装置可包括数量更多的像素。第四例子与第二和第三例子的不同在于，第二遮光部件被设置在第二基板上。
图7A和图7B所示的配置包含光电转换单元601、传送单元602和包含于浮置节点中的FD603。该配置还包含像素电路布置区域604和像素附加电路布置区域605。
该配置还包含设置在第一基板上的遮光部件600a、设置在第二基板上的遮光部件600b和通过将遮光部件600a垂直投影到第二基板侧所限定的投影区域600c。在本例子中，作为设置于第一基板上的遮光部件600a的投影的第二基板侧的投影区域600c部分平坦地覆盖像素附加电路区域605。设置在第二基板上的遮光部件600b覆盖像素附加电路区域605的剩余部分。以这种方式，根据本例子的固态成像装置被配置为使得整个像素附加电路区域605可被遮光部件600b和投影区域600c平坦地覆盖。
该配置还可减少入射到像素附加电路区域605的光。
可通过与布线层在同一层中设置专用于遮光的部件，或者通过设置也可用作遮光部件的布线，实现遮光部件。
特别地，根据第四例子，可通过使用由多个布线层构成的遮光部件来对像素附加电路布置区域605遮光，由此改进遮光性能。此外，与图7A和图7B所示的配置类似，如果像素附加电路布置区域605位于通过将光电转换单元601垂直投影到第二基板上所限定的投影区域之外，那么通过使用由多个布线层构成的遮光部件将像素附加电路布置区域605遮光是有效的。
下面将描述第一示例性实施例的第一变型。在该变型中，与上述的第一示例性实施例的情况同样，像素附加电路110包含开关和电容作为其构成元件。但是，该变型被配置为使得像素附加电路110可被用作用于电子快门功能、特别是用于全局电子快门功能的部件。在这种情况下，一帧中最后读出的像素将长时间保持于像素附加电路110中，因此，应向像素附加电路110提供高的遮光性能。
图8A和图8B分别示出根据本变型的驱动脉冲的例子。图8A示出供给到第n行中的像素的驱动脉冲，图8B示出供给到第（n+1）行中的像素的驱动脉冲。
首先，在时间T1之前，供给到复位控制线107（n）和107（n+1）的脉冲维持于高电平，并且，V1（n）和V1（n+1）维持于高电平。因此，浮置节点103的电势被复位到基准电势。
然后，在时间T1，供给到复位控制线107（n）和107（n+1）的驱动脉冲从高电平变为低电平，并且，V（n+1）变为低电平。结果，浮置节点103的电势被设定于浮置状态，并且，第（n+1）行的放大MOS晶体管的漏极电势被设定于关断状态。因此，第（n+1）行中的像素被设定于未选择状态。
然后，在时间T2，供给到所有像素的传送控制线106和控制线113的脉冲一并从低电平变为高电平。随后，在时间T3，供给到所有像素的传送控制线106和控制线113的脉冲一并从高电平变为低电平。结果，所有像素中的光电转换单元处的蓄积时段可同时终止。传送的信号电荷保持于电容112中。
然后，在时间T4，供给到控制线113（n）的脉冲从低电平变为高电平。随后，在时间T5，供给到控制线113（n）的脉冲从高电平变为低电平。结果，保持于第n行的电容112中的信号被传送到浮置节点103。然后，第n行中的像素的信号通过放大单元105被读出到共用输出线108。
然后，在时间T6，V1（n）从高电平变为低电平，并且，V1（n+1）从低电平变为高电平。结果，第n行中的像素被设定于未选择状态，并且，第（n+1）行中的像素被设定于选择状态。
然后，在时间T7，供给到复位控制线107（n）和107（n+1）的脉冲从低电平变为高电平。随后，在时间T8，供给到复位控制线107（n）和107（n+1）的脉冲从高电平变为低电平。结果，第（n+1）行的浮置节点103的电势被设定于基准电势。在从时间T7到时间T8的时段期间，供给到复位控制线107（n）的脉冲可维持于低电平，而不变为高电平。但是，使供给到复位控制线107（n）的脉冲变为高电平更有效，原因是这可确保第n行中的像素处于非选择状态。但是，如果对于放大MOS晶体管的漏极和复位MOS晶体管的漏极中的每一个单独地准备供给布线并且放大MOS晶体管的漏极电势保持恒定，那么应如上面提到的那样向复位控制线107（n）供给高电平脉冲。
然后，在时间T9，供给到控制线113（n+1）的脉冲从低电平变为高电平。随后，在时间T10，供给到控制线113（n+1）的脉冲从高电平变为低电平。结果，保持于第（n+1）行中的像素的电容112中的信号被传送到浮置节点103。然后，第（n+1）行中的像素的信号通过放大单元105被读出到共用输出线108。
该操作允许像素附加电路110被用作用于电子快门功能的信号保持单元。此外，可以设置控制单元，以允许像素附加电路110被切换以执行灵敏度切换操作或电子快门操作，由此通过发出控制信号而选择性地驱动这些操作。
下面，将描述第一示例性实施例的第二变型。与第一示例性实施例及其第一变型类似，第二变型包括开关和电容作为像素附加电路。此外，第一变型和第二变型共享这样的共同特征：即，像素附加电路用作用于电子快门功能的信号保持单元。第一变型与第二变型之间的不同是电路之间的连接关系。
图9是根据第二变型的两个像素的等效电路图。图10A和图10B分别示出根据第二变型的驱动脉冲的例子。
第二变型包含光电转换单元801。此外，第二变型包含第一传送单元802、第一浮置节点803、复位单元804、放大单元805、选择单元806和第二浮置节点807。此外，第二变型包含共用输出线808、电流源809和像素附加电路810。像素附加电路810包含开关811和电容812。此外，第二变型包含用于溢漏（overflow drain）的开关813。
脉冲
Figure BDA00002963112400141
被供给到用于控制第一传送单元802的导通的第一传送控制线，并且，脉冲
Figure BDA00002963112400142
被供给到用于控制由开关811构成的第二传送单元的导通的第二传送控制线。脉冲
Figure BDA00002963112400143
被供给到用于控制复位单元804的导通的复位控制线。脉冲
Figure BDA00002963112400144
被供给到用于控制选择单元806的导通的选择控制线。脉冲
Figure BDA00002963112400151
被供给到用于控制溢漏的导通的OFD控制线。
将参照图10A和图10B描述本变型的操作。图10A示出第n行的脉冲，图10B示出第（n+1）行的脉冲。首先，在时间T1，第n行的脉冲
Figure BDA00002963112400152
从高电平变为低电平。这使得第n行的第二浮置节点807的电势被设定于浮置状态。
然后，在时间T2，所有行的脉冲
Figure BDA00002963112400153
从低电平变为高电平。随后，在时间T3，所有行的脉冲
Figure BDA00002963112400154
从高电平变为低电平。结果，所有像素的光电转换单元801的信号被传送到电容812以保持于其中。
然后，在时间T4，所有行的脉冲
Figure BDA00002963112400155
从低电平变为高电平。这使得在时间T4之后在光电转换单元801产生的电荷被排出到溢漏。
然后，在时间T5，第n行的脉冲
Figure BDA00002963112400156
从低电平变为高电平，并且，在时间T6，第n行的脉冲
Figure BDA00002963112400157
从高电平变为低电平。结果，保持于第n行中的像素的电容812中的信号被传送到第二浮置节点807。第二浮置节点807与构成放大单元805的放大MOS晶体管的栅极电连接。传送到第二浮置节点807的信号通过放大单元805被放大，并且被输出到共用输出线808。
然后，在时间T7，第n行的脉冲从高电平变为低电平。这使得第n行中的像素被设定于非选择状态。同时，第（n+1）行的脉冲
Figure BDA00002963112400159
从高电平变为低电平。这使得第（n+1）行中的像素的第二浮置节点807的电势被设定于浮置状态。
然后，在时间T8，第（n+1）行的脉冲
Figure BDA000029631124001510
从低电平变为高电平。这使得第（n+1）行的像素被设定于选择状态。
然后，在时间T9，第（n+1）行的脉冲
Figure BDA000029631124001511
从低电平变为高电平，并且，在时间T10，第（n+1）行的脉冲
Figure BDA000029631124001512
从高电平变为低电平。结果，保持于第（n+1）行中的像素的电容812中的信号被传送到第二浮置节点807。第二浮置节点807与构成放大单元805的放大MOS晶体管的栅极电连接。传送到第二浮置节点807的信号通过放大单元805被放大，并且被输出到共用输出线808。
如上所述，根据第一示例性实施例的本变型，能够在不减小光电转换单元810的受光面积的情况下通过设置像素附加电路810执行电子快门操作，或者，特别地，执行全局电子快门操作。此外，通过使用图4A和图4B到图7A和图7B所示的遮光配置将该像素附加电路810遮光可减少透过光电转换单元而入射到像素附加电路的光。
图11是根据本发明的第二示例性实施例的像素的等效电路图。第二示例性实施例与第一示例性实施例的不同在于像素附加电路及其布线连接关系。在以下的描述中，以与第一示例性实施例中相同或类似的方式起作用的要素将由与第一示例性实施例中的附图标记相同的附图标记表示，并且，将不被重复地详细描述。对附图标记添加后缀以清楚地表示这些要素与具有相同的功能的多个地设置的其它要素不同。
与第一示例性实施例类似，区pixA表示设置在第一基板上的元件，区pixB表示设置在第二基板上的元件。根据本示例性实施例的截面配置中的主要部分与根据第一示例性实施例的那些相同，因此将不被重复描述。
本示例性实施例被配置为包含由两个光电转换单元101和与其对应的两个传送单元102构成的组，并包含用于一个组的共用放大单元和共用复位单元。图11示出四个像素，但是，在实际使用中，可以组合更多数量的像素以构建像素阵列。
像素附加电路1001是用于控制浮置节点103-1和浮置节点103-2的电连接的开关。
当供给到控制布线1002的脉冲变为高电平时，像素附加电路1001被设定于接通（ON）状态，并且，建立浮置节点103-1的导通和浮置节点103-2的导通。此时，例如，供给到传送控制线106-1和106-3的脉冲变为高电平，从而使得传送单元102-1和102-3被设定于接通状态。这允许光电转换单元101-1的信号电荷和光电转换单元101-3的信号电荷分别被加在浮置节点103-1和103-2处。
根据本示例性实施例，像素附加电路1001被设置于第二基板上，因此，能够防止光电转换单元101的受光面积减小。此外，由于该像素附加电路1001是与浮置节点103电连接的元件，因此，该区域中的光入射将影响得到的图像质量。为了解决该问题，根据本示例性实施例，像素附加电路1001被设置于第二基板上，并且，与包含设置于第一基板上的像素附加电路的固态成像装置相比，该布置可增大入射光穿过基板的半导体区域的距离。因此，变得能够增大由半导体基板吸收的光的比率，由此提高遮光性能。此外，如图4A和图4B到图7A和图7B所示，可另外提供遮光部件以减少入射到像素附加电路1001的光以由此提高得到的图像质量。
此外，根据本示例性实施例，对于由希望数量的光电转换单元和传送单元构成的每个组设置像素附加电路1001，由此使得能够任意地改变相加的数量。
此外，根据本示例性实施例，对于两个光电转换单元和两个传送单元准备一个放大单元和一个复位单元，以被它们共享。但是，共享一个放大单元和一个复位单元的光电转换单元和传送单元的数量不限于此。
如上所述，根据本示例性实施例，能够在防止光电转换单元101的受光面积减小的同时将浮置节点103处的信号相加。此外，能够减少入射到像素附加电路1001的光，由此能够减少噪声。
图12是根据本发明的第三示例性实施例的像素的等效电路图。图12仅示出一个像素，但在实际使用中，组合多个像素以构建像素阵列。第三示例性实施例与第一和第二示例性实施例的不同在于像素附加电路1101及其连接关系。更具体而言，本示例性实施例中的像素附加电路1101用作模拟/数字（AD）转换电路。在以下的描述中，以与第一和第二示例性实施例中相同或类似的方式起作用的要素将由与第一和第二示例性实施例中的附图标记相同的附图标记表示，并且，将不被重复地详细描述。
像素附加电路110用作AD转换器。像素附加电路1100包含：负沟道金属氧化物半导体（NMOS）晶体管1101、1102和1105，PMOS晶体管1103和1104，以及存储器1109。
电源V3向PMOS晶体管1103和1104的源极供给电力。
放大单元105、NMOS晶体管1102、以及PMOS晶体管1103和1104构成差分放大电路。差分放大电路具有输出节点1108。来自输出节点1108的信号保持于存储器1109中。
开关1105被用于将保持于存储器1109中的在AD转换之后的信号输出到后级处的总线。
基准信号供给布线1106被用于向PMOS晶体管的栅极供给基准信号。
偏压布线1107向NMOS晶体管1101的栅极供给预定的偏压。这使得NMOS晶体管1101能够作为电流源操作以供给尾电流（tailcurrent）。
控制布线1111被用于控制开关1105的操作。该差分放大电路1101被设定以执行比较器操作，由此可提供AD转换操作。例如，向基准信号供给布线1106供给具有预定的斜坡的斜坡电压信号导致差分放大电路的输出节点1108的输出电平从高电平变为低电平。更具体而言，输出节点1108在供给到基准信号供给布线1106的信号电平比浮置节点103低时提供高的输出，同时，输出节点1108在供给到基准信号供给布线1106的信号电平比浮置节点103高时提供低的输出。
这样的变化的定时通过未示出的计数器被计数，并且，该计数值保持于存储器1109中，这于是实现输出计数值作为数字数据的AD转换。
与前面的示例性实施例类似，本示例性实施例包括设置于第二基板上的像素附加电路1100，因此，可防止光电转换单元101的受光面积减小。此外，由于像素附加电路1100包含存储器1109，因此，很显然，该区域的光入射将影响得到的图像质量。当光入射于与存储器1109电连接的像素附加电路1100时，也预计得到这样的结果。为了解决该问题，在本示例性实施例中，包含存储器1109的像素附加电路1100被设置于第二基板上，这对于确保充分的遮光性能是有效的。此外，本示例性实施例利用图4A和图4B到图7A和图7B所示的遮光配置，这可进一步提高遮光性能。
本示例性实施例被配置为使得提供AD转换功能的像素附加电路1100包含比较器。作为替代方案，像素附加电路1100可通过向基准信号供给布线1106供给希望的恒定信号而被用作模拟差分放大电路。再作为替代方案，像素附加电路1100可被配置为通过向差分放大电路添加模拟电容而用作例如开关电容器电路。在这种情况下，可通过在第二基板上设置模拟电容来提高遮光性能。
在参照本发明的具体的实施例详细描述了本发明之后，显然，在不背离本发明的技术思想或主要特征的情况下，修改和变型是可能的。可以以各种方式组合上述的示例性实施例。
更具体而言，在具有被多个光电转换单元共享的共用放大单元的配置中，像素附加电路可被配置为被用于扩展动态范围、实现电子快门功能或提供AD转换功能。根据该配置，元件可被更自由地布置于第二基板上。此外，固态成像装置可被配置为通过增加MOS晶体管的栅极面积而减少1/f噪声。
虽然已参照示例性实施例描述了本发明，但应理解，本发明不限于公开的示例性实施例。所附权利要求的范围应被赋予最宽的解释以包含所有变更方式、等同的结构和功能。
本申请要求在2010年9月30日提交的日本专利申请No.2010-222590的优先权，在此通过引用将其全部内容并入本文。

Claims (11)

1.一种固态成像装置，包括：
像素阵列，包含多个像素，每个像素包含
光电转换单元；
传送单元，被配置为向浮置节点传送光电转换单元的信号电荷；
复位单元，被配置为将浮置节点的电势设定为基准电势；
放大单元，被配置为放大基于传送到浮置节点的信号电荷所产生的信号；以及
像素附加电路，被配置为处理传送到浮置节点的信号电荷或由放大单元放大的信号，
其中，光电转换单元、传送单元和浮置节点被设置于第一基板上，像素附加电路被设置于第二基板上，以及
其中，第一遮光部件被设置于第一基板上，所述第一遮光部件被配置为减少透过光电转换单元而入射到像素附加电路的光。
2.根据权利要求1的固态成像装置，其中，第一基板包含第一半导体基板和设置于第一半导体基板上的第一绝缘膜，
其中，第二基板包含第二半导体基板和设置于第二半导体基板上的第二绝缘膜，以及
其中，第一基板与第二基板之间的电连接是通过连接被设置于第一绝缘膜和第二绝缘膜上的导体而建立的。
3.根据权利要求1或2的固态成像装置，其中，像素附加电路包含用于保持信号电荷或由放大单元放大的信号的电容。
4.根据权利要求1或2的固态成像装置，其中，像素附加电路包含差分放大电路。
5.根据权利要求1或2的固态成像装置，其中，像素附加电路具有模拟/数字转换功能。
6.根据权利要求1或2的固态成像装置，其中，像素附加电路使在多个光电转换单元处产生的电荷相加。
7.根据权利要求1～6中的任一项的固态成像装置，其中，复位单元和放大单元被设置于第二基板上。
8.根据权利要求1～7中的任一项的固态成像装置，其中，对于多个光电转换单元中的每一个，设置复位单元、放大单元和像素附加电路的组。
9.根据权利要求1～8中的任一项的固态成像装置，其中，在第二基板上设置第二遮光部件，所述第二遮光部件被配置为减少透过光电转换单元而入射到像素附加电路的光。
10.根据权利要求1～9中的任一项的固态成像装置，其中，整个像素附加电路位于通过将第一遮光部件垂直投影到第二基板侧所限定的投影区域内。
11.根据权利要求9的固态成像装置，其中，像素附加电路的一部分位于通过将第一遮光部件垂直投影到第二基板侧所限定的投影区域之外，
其中，第一遮光部件减少入射到像素附加电路的位于所述投影区域内的部分的光，以及
其中，第二遮光部件减少入射到像素附加电路的位于所述投影区域之外的部分的光。
CN201180046198.1A 2010-09-30 2011-09-20 固态成像装置 Active CN103140926B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010-222590 2010-09-30
JP2010222590A JP5570377B2 (ja) 2010-09-30 2010-09-30 固体撮像装置
PCT/JP2011/005269 WO2012042782A1 (en) 2010-09-30 2011-09-20 Solid-state imaging device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103140926A true CN103140926A (zh) 2013-06-05
CN103140926B CN103140926B (zh) 2016-01-20

Family

ID=45892276

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201180046198.1A Active CN103140926B (zh) 2010-09-30 2011-09-20 固态成像装置

Country Status (5)

Country Link
US (4) US8963271B2 (zh)
EP (1) EP2622637B1 (zh)
JP (1) JP5570377B2 (zh)
CN (1) CN103140926B (zh)
WO (1) WO2012042782A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104425531A (zh) * 2013-08-21 2015-03-18 瑞萨电子株式会社 半导体器件及其制造方法
CN113853782A (zh) * 2019-06-26 2021-12-28 索尼半导体解决方案公司 摄像装置
US11284033B2 (en) 2017-10-13 2022-03-22 Sony Semiconductor Solutions Corporation Solid-state image sensor, method of driving solid-state image sensor, and electronic apparatus

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5810493B2 (ja) * 2010-09-03 2015-11-11 ソニー株式会社 半導体集積回路、電子機器、固体撮像装置、撮像装置
JP5570377B2 (ja) * 2010-09-30 2014-08-13 キヤノン株式会社 固体撮像装置
JP5980615B2 (ja) * 2012-08-03 2016-08-31 オリンパス株式会社 固体撮像装置および撮像装置
JP6042737B2 (ja) 2013-01-31 2016-12-14 オリンパス株式会社 固体撮像装置および撮像装置
JP6184240B2 (ja) 2013-08-08 2017-08-23 オリンパス株式会社 固体撮像装置および撮像装置
JP6494263B2 (ja) * 2014-02-19 2019-04-03 キヤノン株式会社 撮像素子及び電子機器
JP6541347B2 (ja) 2014-03-27 2019-07-10 キヤノン株式会社 固体撮像装置および撮像システム
CN111327846B (zh) * 2014-07-14 2022-05-17 索尼公司 成像器件
JP6406912B2 (ja) 2014-07-24 2018-10-17 キヤノン株式会社 撮像装置並びにその駆動方法
CN110649050B (zh) 2014-12-18 2022-11-18 索尼公司 固态图像传感器、成像装置和电子设备
JP2016139660A (ja) * 2015-01-26 2016-08-04 株式会社東芝 固体撮像装置
US9819882B2 (en) * 2015-06-05 2017-11-14 Caeleste Cvba Global shutter high dynamic range sensor
US10014333B2 (en) 2015-08-26 2018-07-03 Semiconductor Components Industries, Llc Back-side illuminated pixels with interconnect layers
CN113099140A (zh) 2015-09-30 2021-07-09 株式会社尼康 摄像元件及电子相机
JP6915608B2 (ja) * 2016-03-29 2021-08-04 ソニーグループ株式会社 固体撮像装置、及び電子機器
US10075663B2 (en) * 2017-01-20 2018-09-11 Semiconductor Components Industries, Llc Phase detection pixels with high speed readout
JP7002889B2 (ja) * 2017-08-25 2022-01-20 キヤノン株式会社 撮像素子及び撮像装置
JP7072362B2 (ja) * 2017-09-26 2022-05-20 ブリルニクス シンガポール プライベート リミテッド 固体撮像装置、固体撮像装置の駆動方法、および電子機器
JP7102119B2 (ja) 2017-09-29 2022-07-19 キヤノン株式会社 半導体装置および機器
JP7100439B2 (ja) * 2017-10-20 2022-07-13 ブリルニクス シンガポール プライベート リミテッド 固体撮像装置、固体撮像装置の駆動方法、および電子機器
JP2019140237A (ja) * 2018-02-09 2019-08-22 キヤノン株式会社 光電変換装置および撮像システム
JP7327916B2 (ja) * 2018-09-11 2023-08-16 キヤノン株式会社 光電変換装置および機器
JP2020096225A (ja) * 2018-12-10 2020-06-18 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 撮像装置及び電子機器
JP2021064722A (ja) * 2019-10-16 2021-04-22 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 固体撮像装置及び電子機器
EP3952289A1 (en) 2020-08-06 2022-02-09 Gpixel NV Pixel and global shutter image sensor
WO2023210194A1 (ja) * 2022-04-28 2023-11-02 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 固体撮像装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005328493A (ja) * 2004-04-12 2005-11-24 Shigetoshi Sugawa 固体撮像装置、光センサおよび固体撮像装置の動作方法
JP2006041866A (ja) * 2004-07-27 2006-02-09 Sony Corp 固体撮像装置
JP2006120921A (ja) * 2004-10-22 2006-05-11 Fuji Film Microdevices Co Ltd 光電変換膜積層型カラー固体撮像装置
US20070069258A1 (en) * 2005-09-29 2007-03-29 Samsung Electronics Co., Ltd. Pixel having two semiconductor layers, image sensor including the pixel, and image processing system including the image sensor
WO2009123693A1 (en) * 2008-03-31 2009-10-08 Eastman Kodak Company Active pixel sensor having two wafers
US7714904B2 (en) * 2004-12-20 2010-05-11 Sony Corporation Solid-state imaging device and method for driving the same
JP2010530633A (ja) * 2007-06-19 2010-09-09 シリコンファイル・テクノロジーズ・インコーポレイテッド 単位ピクセル間のクロストークを防止するピクセルアレイ及びこのピクセルを用いたイメージセンサー

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3434740B2 (ja) 1999-06-30 2003-08-11 Ｎｅｃエレクトロニクス株式会社 固体撮像装置
JP4031901B2 (ja) 2000-07-19 2008-01-09 株式会社東芝 固体撮像装置
JP2003168794A (ja) * 2001-11-30 2003-06-13 Canon Inc 放射線検出素子、放射線撮像装置、放射線検出方法、及び放射線撮像方法
JP2004356537A (ja) 2003-05-30 2004-12-16 Canon Inc 半導体装置及びその製造方法
JP4349232B2 (ja) 2004-07-30 2009-10-21 ソニー株式会社 半導体モジュール及びｍｏｓ型固体撮像装置
KR100610481B1 (ko) 2004-12-30 2006-08-08 매그나칩 반도체 유한회사 수광영역을 넓힌 이미지센서 및 그 제조 방법
JP4940667B2 (ja) 2005-06-02 2012-05-30 ソニー株式会社 固体撮像素子及びその製造方法
US8049293B2 (en) 2005-03-07 2011-11-01 Sony Corporation Solid-state image pickup device, electronic apparatus using such solid-state image pickup device and method of manufacturing solid-state image pickup device
JP2008235478A (ja) 2007-03-19 2008-10-02 Nikon Corp 撮像素子
JP5089289B2 (ja) * 2007-08-22 2012-12-05 浜松ホトニクス株式会社 測距センサ及び測距装置
JP5223343B2 (ja) 2008-01-10 2013-06-26 株式会社ニコン 固体撮像素子
JP5198150B2 (ja) 2008-05-29 2013-05-15 株式会社東芝 固体撮像装置
US7965329B2 (en) * 2008-09-09 2011-06-21 Omnivision Technologies, Inc. High gain read circuit for 3D integrated pixel
JP4564559B2 (ja) * 2008-10-20 2010-10-20 株式会社半導体理工学研究センター 差分増幅回路とそれを用いたａｄ変換装置
JP5521312B2 (ja) 2008-10-31 2014-06-11 ソニー株式会社 固体撮像装置及びその製造方法、並びに電子機器
JP4835710B2 (ja) * 2009-03-17 2011-12-14 ソニー株式会社 固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法、固体撮像装置の駆動方法、及び電子機器
JP5985136B2 (ja) 2009-03-19 2016-09-06 ソニー株式会社 半導体装置とその製造方法、及び電子機器
US8227288B2 (en) 2009-03-30 2012-07-24 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Image sensor and method of fabricating same
JP5104812B2 (ja) 2009-05-07 2012-12-19 ソニー株式会社 半導体モジュール
US9369621B2 (en) * 2010-05-03 2016-06-14 Invisage Technologies, Inc. Devices and methods for high-resolution image and video capture
JP5810493B2 (ja) * 2010-09-03 2015-11-11 ソニー株式会社 半導体集積回路、電子機器、固体撮像装置、撮像装置
JP2012064709A (ja) * 2010-09-15 2012-03-29 Sony Corp 固体撮像装置及び電子機器
JP5570377B2 (ja) * 2010-09-30 2014-08-13 キヤノン株式会社 固体撮像装置
US8878325B2 (en) * 2012-07-31 2014-11-04 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Elevated photodiode with a stacked scheme

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005328493A (ja) * 2004-04-12 2005-11-24 Shigetoshi Sugawa 固体撮像装置、光センサおよび固体撮像装置の動作方法
JP2006041866A (ja) * 2004-07-27 2006-02-09 Sony Corp 固体撮像装置
JP2006120921A (ja) * 2004-10-22 2006-05-11 Fuji Film Microdevices Co Ltd 光電変換膜積層型カラー固体撮像装置
US7714904B2 (en) * 2004-12-20 2010-05-11 Sony Corporation Solid-state imaging device and method for driving the same
US20070069258A1 (en) * 2005-09-29 2007-03-29 Samsung Electronics Co., Ltd. Pixel having two semiconductor layers, image sensor including the pixel, and image processing system including the image sensor
JP2010530633A (ja) * 2007-06-19 2010-09-09 シリコンファイル・テクノロジーズ・インコーポレイテッド 単位ピクセル間のクロストークを防止するピクセルアレイ及びこのピクセルを用いたイメージセンサー
WO2009123693A1 (en) * 2008-03-31 2009-10-08 Eastman Kodak Company Active pixel sensor having two wafers

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104425531A (zh) * 2013-08-21 2015-03-18 瑞萨电子株式会社 半导体器件及其制造方法
CN104425531B (zh) * 2013-08-21 2019-04-23 瑞萨电子株式会社 半导体器件及其制造方法
US11284033B2 (en) 2017-10-13 2022-03-22 Sony Semiconductor Solutions Corporation Solid-state image sensor, method of driving solid-state image sensor, and electronic apparatus
US11659300B2 (en) 2017-10-13 2023-05-23 Sony Semiconductor Solutions Corporation Solid-state image sensor, method of driving solid-state image sensor, and electronic apparatus
CN113853782A (zh) * 2019-06-26 2021-12-28 索尼半导体解决方案公司 摄像装置

Also Published As

Publication number Publication date
US8963271B2 (en) 2015-02-24
WO2012042782A1 (en) 2012-04-05
EP2622637A1 (en) 2013-08-07
EP2622637B1 (en) 2015-11-18
US11948952B2 (en) 2024-04-02
US10811451B2 (en) 2020-10-20
JP5570377B2 (ja) 2014-08-13
JP2012079861A (ja) 2012-04-19
US9666621B2 (en) 2017-05-30
US20200411577A1 (en) 2020-12-31
CN103140926B (zh) 2016-01-20
US20130175652A1 (en) 2013-07-11
EP2622637A4 (en) 2014-03-05
US20170236862A1 (en) 2017-08-17
US20150115136A1 (en) 2015-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103140926B (zh) 固态成像装置
US9991306B2 (en) Hybrid bonded image sensor and method of operating such image sensor
US9602750B2 (en) Image sensor pixels having built-in variable gain feedback amplifier circuitry
JP5358136B2 (ja) 固体撮像装置
US9456157B2 (en) Image sensor pixels having p-channel source follower transistors and increased photodiode charge storage capacity
US7928484B2 (en) Small pixel for CMOS image sensors with vertically integrated set and reset diodes
US8937272B2 (en) Vertical JFET source follower for small pixel CMOS image sensors
US8802472B2 (en) Small pixel for image sensors with JFET and vertically integrated reset diode
CN108878462B (zh) 摄像装置及照相机系统
CN108511471B (zh) 固体摄像装置、固体摄像装置的制造方法以及电子设备
US8174601B2 (en) Image sensor with controllable transfer gate off state voltage levels
US8390712B2 (en) Image sensing pixels with feedback loops for imaging systems
KR100820520B1 (ko) 고체촬상장치
CN110300272B (zh) 堆叠芯片图像传感器和操作能够同时积聚电子和空穴的图像传感器的方法
US20230307480A1 (en) Image sensing device
US20150123173A1 (en) 3d stacked image sensor with pmos components
CN112135072A (zh) 图像传感器
US20150122971A1 (en) 3d stacked image sensor
KR100701768B1 (ko) 시모스 이미지 센서
CN117941068A (zh) 成像装置
KR20240087814A (ko) 촬상 장치

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant