CN104737290A - 固体摄像装置、摄像装置以及信号读出方法 - Google Patents

固体摄像装置、摄像装置以及信号读出方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104737290A
CN104737290A CN201280076595.8A CN201280076595A CN104737290A CN 104737290 A CN104737290 A CN 104737290A CN 201280076595 A CN201280076595 A CN 201280076595A CN 104737290 A CN104737290 A CN 104737290A
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrode pad
substrate
signal
solid camera
pads
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
CN201280076595.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104737290B (zh
Inventor
竹本良章
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.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Corp
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 Olympus Corp filed Critical Olympus Corp
Publication of CN104737290A publication Critical patent/CN104737290A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104737290B publication Critical patent/CN104737290B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • 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
    • 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
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/10—Bump connectors ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L24/17—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of a plurality of bump connectors
    • 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
    • H01L27/14609—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements
    • H01L27/14612—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements involving a transistor
    • 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
    • H01L27/14636—Interconnect 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
    • 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
    • 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
    • H04N25/778—Pixel circuitry, e.g. memories, A/D converters, pixel amplifiers, shared circuits or shared components comprising amplifiers shared between a plurality of pixels, i.e. at least one part of the amplifier must be on the sensor array itself
    • 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
    • H04N25/79—Arrangements of circuitry being divided between different or multiple substrates, chips or circuit boards, e.g. stacked image sensors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/12—Passive devices, e.g. 2 terminal devices
    • H01L2924/1204—Optical Diode
    • H01L2924/12043—Photo diode

Landscapes

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

Abstract

在该固体摄像装置、摄像装置以及信号读出方法中，能够得到更高质量的图像，能够减少信号质量的劣化并且抑制芯片面积的增大，固体摄像装置具有：第1电极焊盘，其设置于第1基板，所述第1基板配置有多个包含在像素中的光电转换元件；第2电极焊盘，其设置于第2基板，所述第2基板具有读出像素的信号的读出部；以及连接部，其通过使一端与第1电极焊盘接合、另一端与第2电极焊盘接合，对第1电极焊盘和第2电极焊盘进行电连接，按照单位像素单元或汇总多个像素后的每个单元将多个像素划分为多个区域，在该划分而成的各个划分区域中分配有第1～第n第1电极焊盘、以及第1～第m第2电极焊盘，被分配到同一划分区域的第1～第n第1电极焊盘、以及第1～第m第2电极焊盘构成为经由多个连接部而被电连接。

Description

固体摄像装置、摄像装置以及信号读出方法
技术领域
本发明涉及固体摄像装置、摄像装置以及信号读出方法。
背景技术
近年来，摄像机或电子静态照相机等已普遍广泛普及。在这些照相机中使用CCD(Charge Coupled Device：电荷耦合器件)型或放大型的固体摄像装置。放大型的固体摄像装置将供光入射的像素的光电转换部所生成并蓄积的信号电荷引导至在像素中设置的放大部，并从像素输出由放大部放大后的信号。在放大型的固体摄像装置中，呈二维矩阵状地配置有多个这样的像素。放大型的固体摄像装置例如有采用CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor：互补金属氧化物半导体)晶体管的CMOS型固体摄像装置等。
以往，通常的CMOS型固体摄像装置采用按照每行依次读出呈二维矩阵状排列的各个像素的光电转换部所生成的信号电荷的方式。在此方式中，根据信号电荷读出的开始与结束来决定各个像素的光电转换部的曝光定时，所以曝光定时依据每行而不同。因此，当采用这样的CMOS型固体摄像装置拍摄快速移动的被摄体时，在所拍摄的图像内，被摄体失真。
为了消除该被摄体的失真，提出了实现信号电荷蓄积的同时性的同时摄像功能(全局快门功能)。另外，具有全局快门功能的CMOS型固体摄像装置的用途正在变多。在具有全局快门功能的CMOS型固体摄像装置中，通常为了在进行读出之前预先蓄积光电转换部所生成的信号电荷，而需要具有带遮光性的蓄积电容部。这样的现有CMOS型固体摄像装置在同时曝光全部像素之后，将各光电转换部所生成的信号电荷在全部像素中同时传输到各个蓄积电容部进行暂时蓄积，在规定的读出定时将该信号电荷依次转换为像素信号并读出。
但是，在现有的具备全局快门功能的CMOS型固体摄像装置中，必须在同一基板的同一平面上制作光电转换部和蓄积电容部，从而无法避免芯片面积的增大。而且，在读出蓄积电容部所蓄积的信号电荷之前的待机期间中，由于光引起的噪声或蓄积电容部所产生的漏电流(暗电流)引起的噪声而导致信号的品质劣化。
在专利文献1中公开了如下这样的固体摄像装置，该固体摄像装置利用微凸起来连接按照每个单位元件在布线层侧形成了微型焊盘的MOS图像传感器芯片、和在与MOS图像传感器芯片的微型焊盘对应的位置的布线层侧形成了微型焊盘的信号处理芯片而成。另外，在专利文献2中公开了如下这样的方法：利用将形成有光电转换部的第1基板和形成有多个MOS晶体管的第2基板粘合而成的固体摄像装置来防止芯片面积增大。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2006-49361号公报
专利文献2：日本特开2010-219339号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是，当前通常用于数码照相机的固体摄像元件的像素尺寸较大，为几μm见方。因此，在以往公知的如下固体摄像装置中，必须将电连接点设为与1个像素对应的面积、或与多个对应的面积那样的较小面积，其中，该固体摄像装置利用微凸起来连接按照每个单位元件在布线层侧形成了微型焊盘的MOS图像传感器芯片、和在与MOS图像传感器芯片的微型焊盘对应的位置的布线层侧形成了微型焊盘的信号处理芯片而成。因此，非常难以将电连接确保为高质量，导致连接不良的产生比例变得非常高。此外，产生了连接不良的像素成为像素缺陷。其结果，所得到的图像质量劣化。
本发明正是鉴于上述问题而完成的，其目的在于能够得到更高质量的图像，减少信号质量的劣化并且抑制芯片面积的增大。
用于解决课题的手段
本发明的第1方式的固体摄像装置具有：第1电极焊盘，其设置于第1基板，所述第1基板配置有多个包含在像素中的光电转换元件；第2电极焊盘，其设置于第2基板，所述第2基板具有读出所述像素的信号的读出部；以及连接部，其通过使一端与所述第1电极焊盘接合、另一端与所述第2电极焊盘接合，将所述第1电极焊盘和所述第2电极焊盘电连接，按照单位像素单元或汇总多个像素后的单元将多个所述像素划分为多个区域，在该划分而成的各个划分区域中分配有第1～第n所述第1电极焊盘、以及第1～第m所述第2电极焊盘(n和m为1以上的整数)，被分配到同一所述划分区域的第1～第n所述第1电极焊盘、以及第1～第m所述第2电极焊盘构成为经由多个所述连接部而被电连接。
本发明的第2方式的摄像装置具有：第1电极焊盘，其设置于第1基板，所述第1基板配置有多个包含在像素中的光电转换元件；第2电极焊盘，其设置于第2基板，所述第2基板具有读出所述像素的信号的读出部；以及连接部，其通过使一端与所述第1电极焊盘接合、另一端与所述第2电极焊盘接合，将所述第1电极焊盘和所述第2电极焊盘电连接，按照单位像素单元或汇总多个像素后的单元将多个所述像素划分为多个区域，在该划分而成的各个划分区域中分配有第1～第n所述第1电极焊盘、以及第1～第m所述第2电极焊盘(n和m为1以上的整数)，被分配到同一所述划分区域的第1～第n所述第1电极焊盘、以及第1～第m所述第2电极焊盘构成为经由多个所述连接部而被电连接。
本发明的第3方式的信号读出方法是从固体摄像装置的像素中读出信号的信号读出方法，所述固体摄像装置具有：第1电极焊盘，其设置于第1基板，所述第1基板配置有多个包含在所述像素中的光电转换元件；第2电极焊盘，其设置于第2基板，所述第2基板具有读出所述像素的信号的读出部；以及连接部，其通过使一端与所述第1电极焊盘接合、另一端与所述第2电极焊盘接合，将所述第1电极焊盘和所述第2电极焊盘电连接，按照单位像素单元或汇总多个像素后的单元将多个所述像素划分为多个区域，在该划分而成的各个划分区域中分配有第1～第n所述第1电极焊盘、以及第1～第m所述第2电极焊盘(n和m为1以上的整数)，被分配到同一所述划分区域的第1～第n所述第1电极焊盘、以及第1～第m所述第2电极焊盘构成为经由多个所述连接部而被电连接，所述信号读出方法具有读出步骤，在所述读出步骤中，所述读出部经由所述第1电极焊盘、所述连接部和所述第2电极焊盘读出配置于所述第1基板的所述光电转换元件所产生的信号。
发明的效果
本发明的固体摄像装置、摄像装置以及信号读出方法有如下优点：能够得到更高质量的图像，减少信号质量的劣化并且抑制芯片面积的增大。
附图说明
图1是示出本发明第1实施方式的摄像装置的结构的框图。
图2是本发明第1实施方式的摄像装置具备的固体摄像装置的结构的框图。
图3A是本发明第1实施方式的固体摄像装置的剖视图和俯视图。
图3B是本发明第1实施方式的固体摄像装置的剖视图和俯视图。
图4A是示出本发明第1实施方式的像素单元的平面构造和截面构造的概略图。
图4B是示出本发明第1实施方式的像素单元的平面构造和截面构造的概略图。
图5是示出本发明第1实施方式的像素单元的结构的框图。
图6是示出本发明第1实施方式的像素单元的电路结构的电路图。
图7是示出本发明第1实施方式的固体摄像装置的动作的时序图。
图8A是示出本发明第2实施方式的像素单元的平面构造和截面构造的概略图。
图8B是示出本发明第2实施方式的像素单元的平面构造和截面构造的概略图。
图9A是示出本发明第2实施方式的像素单元的平面构造和截面构造的概略图。
图9B是示出本发明第2实施方式的像素单元的平面构造和截面构造的概略图。
图10A是示出本发明第3实施方式的像素单元的平面构造和截面构造的概略图。
图10B是示出本发明第3实施方式的像素单元的平面构造和截面构造的概略图。
图11A是示出本发明第4实施方式的像素单元的平面构造和截面构造的概略图。
图11B是示出本发明第4实施方式的像素单元的平面构造和截面构造的概略图。
具体实施方式
(第1实施方式)
以下，参照附图来说明本发明的第1实施方式。以下的详细说明作为一例而包含特定的详细内容。显然，本领域技术人员能够理解即使在以下的详细内容中增加各种变形或变更，增加该变形或变更后的内容也不超出本发明的范围。因此，以下说明的各种实施方式没有失去请求权利的发明的一般性，另外也没有对请求权利的发明施加任何限定。
图1示出本实施方式的摄像装置的结构。本发明的一个方式中的摄像装置是具有摄像功能的电子设备即可，除了数码照相机之外，还可以是数码摄像机、内窥镜等。
图1所示的摄像装置具备镜头201、固体摄像装置202、图像处理部203、显示部204、驱动控制部205、镜头控制部206、照相机控制部207和照相机操作部208。图1还示出了存储卡209，由于将该存储卡209构成为可相对于摄像装置拆装，因而存储卡209可以不是在摄像装置中固有的结构。
图1所示的各个块在硬件上可由计算机的CPU、存储器等电路部件、镜头等光学部件以及按钮、开关等操作部件等各种部件来实现，在软件上可由计算机程序等来实现，但这里描述为经由它们的协作而实现的功能块。因此，只要是本领域技术人员就当然能够理解可通过硬件、软件的组合以各种方式来实现这些功能块。
镜头201是用于使被摄体的光学像在固体摄像装置202(固体摄像元件)的摄像面上成像的摄影镜头。固体摄像装置202具备多个像素单元，通过光电转换将镜头201所形成的被摄体的光学像转换为数字图像信号后输出。图像处理部203对从固体摄像装置202输出的图像信号实施各种数字的图像处理。
显示部204根据图像处理部203为了显示而进行图像处理后的图像信号来显示图像。该显示部204能够再现显示静态图像，并且能够进行实时显示被摄像范围的图像的动态图像(实时取景)显示。驱动控制部205根据来自照相机控制部207的指示，控制固体摄像装置202的动作。驱动控制部205可设置在固体摄像装置202内。镜头控制部206根据来自照相机控制部207的指示，控制镜头201的光圈以及焦点位置。
照相机控制部207控制整个摄像装置。由在摄像装置内置的ROM中存储的程序来规定照相机控制部207的动作。照相机控制部207读出该程序，根据程序所规定的内容来进行各种控制。照相机操作部208具有用于由用户对摄像装置进行各种操作输入的操作用的各种部件，并将基于操作输入结果的信号输出到照相机控制部207。作为照相机操作部208的具体例，可举出用于接通/断开摄像装置电源的电源开关、用于指示静态图像摄影的释放按钮、用于在单拍模式与连拍模式之间切换静态图像摄影模式的静态图像摄影模式开关等。存储卡209是用于保存图像处理部203为了记录而进行处理后的图像信号的记录介质。
图2示出了固体摄像装置202的结构。固体摄像装置202具有：具有多个像素单元30和垂直信号线电流源31的像素阵列部2、垂直扫描电路3、列处理电路4、水平扫描电路5、输出放大器6。像素单元30具有多个像素。像素具有光电转换部和存储器。在本实施方式中，光电转换部的数量与固体摄像装置202的像素数对应。另外，像素所输出的像素信号是以固体摄像装置202拍摄图像时提取数字信号的单位划分的信号。图2所示的各电路要素的配置位置并非必须与实际的配置位置一致。
在像素阵列部2中，呈二维的矩阵状地排列有多个像素单元30。在图2中排列有3行×3列共9个像素单元30，但图2所示的像素单元30的排列仅为一例，行数以及列数只要是1个以上即可。另外，图2是示意性示出呈矩阵状地排列有各个像素单元30的情形的图，如图2所示，并非分离地配置各个像素单元30。
另外，在本实施方式中，将由固体摄像装置202具有的全部像素构成的区域作为像素信号的读出对象区域，但也可以将由固体摄像装置202具有的全部像素构成的区域的一部分作为读出对象区域。读出对象区域优选至少包含有效像素区域的全部像素。另外，读出对象区域可包含配置在有效像素区域的外侧的光学黑像素(始终被遮光的像素)。例如在暗电流成分的校正中使用从光学黑像素中读出的像素信号。
垂直扫描电路3例如由移位寄存器构成，驱动控制具有多个像素的像素单元30，并将像素所输出的信号即像素信号输出到垂直信号线9。在该驱动控制中包含像素的复位动作、蓄积动作、信号读出动作等。
为了进行该驱动控制，垂直扫描电路3经由按照每个像素单元30设置的控制信号线8向各个像素单元30输出控制信号(控制脉冲)，并按照每行独立地控制像素单元30。在图示的例子中，从垂直扫描电路3到1行的像素单元30的控制信号线8表现为了1根，但实际上是多根。
列处理电路4与每列的垂直信号线9连接，对从像素单元30输出的像素信号进行噪声去除或放大等的信号处理。水平扫描电路5例如由移位寄存器构成，选择要读出像素信号的像素单元30的列，并依次选择已选择的像素单元30的列所涉及的列处理电路4，从列处理电路4依次对输出放大器6输出像素信号，由此读出像素信号。输出放大器6对从水平扫描电路5输入的像素信号进行信号处理，并经由输出端子11向外部输出像素信号。
图3A和图3B示出了固体摄像装置202的截面构造(图3A)和平面构造(图3B)。固体摄像装置202具有如下构造：配置有构成像素单元30的电路要素(光电转换元件、晶体管以及电容等)的两片基板(第1基板20、第2基板21)重叠。在第1基板20与第2基板21上分散地配置构成像素单元30的电路要素。为了在像素单元30的驱动时能够在两片基板之间收发电信号，而将第1基板20和第2基板21电连接。
在第1基板20的两个主面(表面积与侧面相比相对较大的表面)中的、被照射光L侧的主面侧形成有光电转换元件，照射到第1基板20的光入射到光电转换元件。在第1基板20的两个主面中的、与被照射光L侧的主面相反侧的主面上，形成作为与第2基板21连接用的电极的多个微型焊盘22(第1电极焊盘)。在本实施方式中，针对每1个像素单元30配置有两个微型焊盘22。另外，在第2基板21的两个主面中的、与第1基板20相对侧的主面上，在与微型焊盘22对应的位置处，形成有作为与第1基板20连接用的电极的多个微型焊盘23(第2电极焊盘)。
在微型焊盘22与微型焊盘23之间形成微凸起24(连接部)。以使微型焊盘22与微型焊盘23相互对置的方式，重叠地配置第1基板20和第2基板21，以微型焊盘22与微型焊盘23之间经由微凸起24电连接的方式一体化。基于在第1基板20上配置的光电转换元件所产生的信号电荷的信号经由微型焊盘22、微凸起24、微型焊盘23而被输出到第2基板21。
在第1基板20的两个主面中的、与被照射光L侧的主面相反侧的主面的周边部，形成具有与微型焊盘22同样的构造的微型焊盘25。在第2基板21的两个主面中的、与第1基板20相对侧的主面上，在与微型焊盘25对应的位置处，形成具有与微型焊盘23同样的构造的微型焊盘26。在微型焊盘25与微型焊盘26之间形成微凸起27。用于驱动在第1基板20上配置的电路要素或在第2基板21上配置的电路要素的电源电压等经由微型焊盘25、微凸起27、微型焊盘26从第1基板20被提供到第2基板21或者从第2基板21被提供到第1基板20。
在第2基板21的两个主面中的一个主面的周边部形成有焊盘28，该焊盘28作为与第1基板20、第2基板21以外的系统的接口来使用。可取代焊盘28，设置贯通第2基板21的贯通电极，并将贯通电极作为外部连接用的电极来使用。在图3A和图3B所示的例子中，第1基板20与第2基板21的主面的面积不同，但第1基板20与第2基板21的主面的面积也可以相同。另外，可以不设置微凸起，而是通过直接粘合在第1基板20的表面上设置的微型焊盘(第1电极)和在第2基板21的表面上设置的微型焊盘(第2电极)来连接第1基板20和第2基板21。
在第1基板20与第2基板21上分散地配置构成像素单元30的电路要素。关于像素单元30以外的垂直扫描电路3、列处理电路4、水平扫描电路5、输出放大器6，可分别配置在第1基板20与第2基板21中的任意一方。
另外，可以在第1基板20与第2基板21上分散地配置分别构成垂直扫描电路3、列处理电路4、水平扫描电路5、输出放大器6的电路要素。但是，关于像素单元30以外的结构，有时也需要在第1基板20与第2基板21之间进行信号收发，能够与像素单元30同样地使用微型焊盘和微凸起来连接第1基板20和第2基板21，或者通过直接连接微型焊盘彼此之间来连接第1基板20和第2基板21。
图4A和图4B示出了像素单元30的平面构造(图4A)和截面构造(图4B)。如图4A所示，在各像素单元30的第1基板20上形成有两个微型焊盘22，在各像素单元30的第2基板21上形成有两个微型焊盘23。在本实施方式中，微型焊盘22和微型焊盘23的大小相同。此外，在将微型焊盘22和微型焊盘23投影到了与第1基板20以及第2基板21平行的假想水平面的情况下，成为相同的投影。如图4B所示，微型焊盘22和微型焊盘23经由微凸起24进行了电连接。在图示的例子中，微凸起24的形状为圆柱状，但是不限于此，也可以是球状等，只要能够将微型焊盘22和微型焊盘23电连接，则可以是任何形状。此外，在图示的例子中，在各像素单元30的第1基板20和第2基板21上形成了两个微型焊盘22、23，但是不限于此，也可以形成3个以上的微型焊盘22、23。
图5示出了像素单元30的结构。在图示的例子中，像素单元30具有光电转换部311-1～311-4、多路复用器321、微凸起24-1、24-2、多路解复用器341、存储器351-1～351-4和行选择电路361。光电转换部311-1～311-4和多路复用器321被配置在第1基板20上。此外，多路解复用器341、存储器351-1～351-4和行选择电路361被配置在第2基板21上。
光电转换部311-1～311-4例如由光电二极管等构成，将所入射的光转换为电信号。多路复用器321经由微凸起24-1、24-2，对多路解复用器341依次输出光电转换部311-1～311-4转换后的电信号。在本实施方式中，像素单元30具有微凸起24-1和微凸起24-2这两个微凸起24。因此，例如即使微凸起24-1为连接不良，也能够经由微凸起24-2，从第1基板20的多路复用器321向第2基板21的多路解复用器341传输电信号。
多路解复用器341将从多路复用器321输入的电信号依次存储到存储器351-1～351-4中。行选择电路361将存储器351-1～351-4所存储的电信号依次输出到垂直信号线9。像素单元30具有的各部件由图2所示的垂直扫描电路3进行控制。
图6示出了图5所示的像素单元30的具体电路结构。在图6所示的例子中，用虚线围起了与图5中的各部件对应的结构。具体而言，光电二极管PD1～PD4与光电转换部311-1～311-4对应。此外，第1传输晶体管431～434、浮置扩散部451(FD)、第1复位晶体管439以及第1放大晶体管461(SF1)与多路复用器321对应。此外，钳位电容425和第2传输晶体管435～438与多路解复用器341对应。此外，模拟存储器421～424、第2复位晶体管440～443以及第2传输晶体管462～465与存储器351-1～351-4对应。
将所入射的光转换为电荷的光电二极管PD1～PD4的一端被接地。此外，光电二极管PD1～PD4的另一端分别与对应的4个第1传输晶体管431～434的漏极端子连接。第1传输晶体管431～434的栅极端子与垂直扫描电路3连接，提供传输脉冲ΦTX1-1～ΦTX1-4。
浮置扩散部451的一端与第1传输晶体管431～434的源极端子连接，浮置扩散部451的另一端被接地。第1复位晶体管439的漏极端子与电源电压VDD连接，第1复位晶体管439的源极端子与第1传输晶体管431～434的源极端子连接。第1复位晶体管439的栅极端子与垂直扫描电路3连接，提供复位脉冲ΦRST1。
第1放大晶体管461的漏极端子与电源布线VDD连接。第1放大晶体管461的栅极端子与第1传输晶体管431～434的源极端子连接。第1放大晶体管461的源极端子与形成于第1基板20的微型焊盘22连接。
形成于第1基板20的微型焊盘22和形成于第2基板21的微型焊盘23利用微凸起24-1、24-2进行了连接。微型焊盘23与电流源491以及钳位电容425的一端连接。利用该结构，将电流源491的一端、钳位电容425的一端以及第1放大晶体管461的源极端子进行了连接。电流源491的另一端被接地。
第2传输晶体管435～438的漏极端子与钳位电容425的另一端连接。第2传输晶体管435～438的栅极端子与垂直扫描电路3连接，提供传输脉冲ΦTX2-1～ΦTX2-4。
第2复位晶体管440～443的漏极端子与电源电压VDD连接，第2复位晶体管440～443的源极端子与第2传输晶体管435～438的源极端子连接。第2复位晶体管440～443的栅极端子与垂直扫描电路3连接，提供复位脉冲ΦRST2-1～ΦRST2-4。
由电容元件构成的模拟存储器421～424的一端与第2传输晶体管435～438的源极端子连接，模拟存储器421～424的另一端被接地。第2放大晶体管462～465的漏极端子与电源电压VDD连接。构成第2放大晶体管462～465的输入部的栅极端子与第2传输晶体管435～438的源极端子连接。行选择晶体管471～474的漏极端子与第2放大晶体管462～465的源极端子连接，行选择晶体管471～474的源极端子与垂直信号线9连接。行选择晶体管471～474的栅极端子与垂直扫描电路3连接，提供选择脉冲ΦSEL1～ΦSEL4。关于上述各个晶体管，也可以使极性相反，使源极端子和漏极端子与上述相反。
光电二极管PD1～PD4生成(产生)基于所入射的光的信号电荷，保持并蓄积所生成(产生)的信号电荷。第1传输晶体管431～434是将光电二极管PD1～PD4所蓄积的信号电荷传输到浮置扩散部451的晶体管。利用来自垂直扫描电路3的传输脉冲ΦTX1-1～ΦTX1-4来控制第1传输晶体管431～434的导通/截止。浮置扩散部451是暂时保持并蓄积从光电二极管PD1～PD4传输来的信号电荷的电容。
第1复位晶体管439是使浮置扩散部451复位的晶体管。利用来自垂直扫描电路3的复位脉冲ΦRST1来控制第1复位晶体管439的导通/截止。还可以通过使第1复位晶体管439与第1传输晶体管431～434同时导通，使光电二极管PD1～PD4复位。浮置扩散部451/光电二极管PD1～PD4的复位是指，控制浮置扩散部451/光电二极管PD1～PD4所蓄积的电荷量，将浮置扩散部451/光电二极管PD1～PD4的状态(电位)设定为基准状态(基准电位、复位电平)。
第1放大晶体管461是从源极端子输出放大信号的晶体管，该放大信号是将输入到栅极端子的、基于浮置扩散部451所蓄积的信号电荷的信号放大后的信号。电流源491作为第1放大晶体管461的负载发挥功能，将驱动第1放大晶体管461的电流提供到第1放大晶体管461。第1放大晶体管461和电流源491构成源极跟随电路。
钳位电容425是对从第1放大晶体管461输出的放大信号的电压电平进行钳位(固定)的电容。第2传输晶体管435～438是采样保持钳位电容425的另一端的电压电平并蓄积到模拟存储器421～424中的晶体管。利用来自垂直扫描电路3的传输脉冲ΦTX2-1～ΦTX2-4来控制第2传输晶体管435～438的导通/截止。
第2复位晶体管440～443是使模拟存储器421～424复位的晶体管。模拟存储器421～424的复位是指，控制模拟存储器421～424所蓄积的电荷量，将模拟存储器421～424的状态(电位)设定为基准状态(基准电位、复位电平)。模拟存储器421～424保持并蓄积通过第2传输晶体管435～438采样保持的模拟信号。
将模拟存储器421～424的电容设定为比浮置扩散部451的电容大的电容。模拟存储器421～424更优选使用作为每个单位面积的漏电流(暗电流)少的电容的MIM(Metal Insulator Metal：金属绝缘体金属)电容或MOS(Metal Oxide Semiconductor：金属氧化物半导体)电容。由此，对噪声的耐受性提高，可获得高品质的信号。
第2传输晶体管462～465是从源极端子输出放大信号的晶体管，该放大信号是将输入到栅极端子的、基于模拟存储器421～424所蓄积的信号电荷的信号放大后的信号。第2传输晶体管462～465和与垂直信号线9连接的作为负载的电流源31构成源极跟随电路。行选择晶体管471～474是选择像素并将第2传输晶体管462～465的输出传递至垂直信号线9的晶体管。利用来自垂直扫描电路3的选择脉冲ΦSEL1～ΦSEL4来控制行选择晶体管471～474的导通/截止。
在图6所示的例子中，在第1基板20上配置有光电二极管PD1～PD4、第1传输晶体管431～434、浮置扩散部451、第1复位晶体管439和第1放大晶体管461。在第2基板21上配置有电流源491、钳位电容425、第2传输晶体管435～438、第2复位晶体管440～443、模拟存储器421～424、第2传输晶体管462～465和行选择晶体管471～474。
从第1基板20的第1放大晶体管461输出的放大信号经由微型焊盘22、微凸起24-1、24-2以及微型焊盘23被输出到第2基板21。另外，经由微型焊盘25、微凸起27以及微型焊盘26在第1基板20与第2基板21之间收发电源电压VDD。
在图6中，在第1放大晶体管461的源极端子与电流源491的一端以及钳位电容425的一端之间的路径上配置微型焊盘22、微凸起24-1、24-2、微型焊盘23，但不仅仅限于此。也可以在从光电二极管PD1～PD4到模拟存储器421～424的、被电连接的路径上的某处配置微型焊盘22、微凸起24、微型焊盘23。
接着，参照图7来说明固体摄像装置202的动作。图7示出按照每行从垂直扫描电路3提供到像素单元30的控制信号。以下，说明1个像素单元30具有4个光电二极管PD1～PD4的像素单元30的动作。
在多个像素单元30的各个中，动作的开始定时(图7的期间T1的开始定时)相同。
[期间T1的动作]
期间T1是复位期间，在该期间内进行各光电二极管PD1～PD4的复位。首先，在将复位脉冲ΦRST1设为高电平的同时，将各像素单元30的传输脉冲ΦTX1-1设为高电平。由此，使光电二极管PD1的电压复位到与电源电压相同的电位。
接着，在将传输脉冲ΦTX1-1设为低电平后，将传输脉冲ΦTX1-2设为高电平。由此，使光电二极管PD2的定位复位到与电源电压相同的电位。同样，通过将传输脉冲ΦTX1-3、ΦTX1-4也依次设为高电平，使光电二极管PD3、PD4复位。在期间T1的复位期间中，复位脉冲ΦRST1可以始终为高电平，也可以按照传输脉冲ΦTX1-1～ΦTX1-4变为高电平的定时来设为高电平。在该复位动作结束时，各个光电二极管PD1～PD4开始曝光。
[期间T2的动作]
期间T2是在经过期望的曝光期间后进行钳位动作和存储动作的期间。在经过期望的曝光期间后，将复位脉冲ΦRST1、ΦRST2-1和传输脉冲ΦTX2-1设为高电平。由此，浮置扩散部451被复位时的电压信号被钳位电容425钳位。接着，将复位脉冲ΦRST1、ΦRST2-1设为低电平、传输脉冲ΦTX1-1设为高电平。由此，将与光电二极管PD1所蓄积的电荷对应的信号电荷传输到浮置扩散部451。浮置扩散部451蓄积从光电二极管PD1传输的电荷，并输出与所蓄积的电荷对应的电压。此时，在模拟存储器421中存储与浮置扩散部451所蓄积的电荷对应的电压。在将传输脉冲ΦTX1-1设为低电平后，将传输脉冲ΦTX2-1设为低电平，并结束存储动作。
针对传输脉冲ΦTX1-2、ΦTX2-2、复位脉冲ΦRST2-2，传输脉冲ΦTX1-3、ΦTX2-3、复位脉冲ΦRST2-3以及传输脉冲ΦTX1-4、ΦTX2-4、复位脉冲ΦRST2-4也进行相同的动作，将与光电二极管PD2～PD4所蓄积的电荷对应的电压分别存储到模拟存储器422～424中。
[期间T3的动作]
期间T3是读出期间。在读出电信号时，从同一行的像素单元30同时向各列的垂直信号线9输出电信号。在期间T3中，首先，将行选择脉冲ΦSEL1设为高电平，经由垂直信号线9将基于模拟存储器421所存储的电压的信号输入到列处理电路4。将复位脉冲ΦRST2-1设为高电平，经由垂直信号线9将基于使模拟存储器421复位时的电压的信号输入到列处理电路4。列处理电路4使用所输入的信号生成电信号，该电信号是基于光电二极管PD1所蓄积的信号电荷而生成的，且进行了噪声抑制等。此外，列处理电路4对水平扫描电路5输入所生成的电信号。水平扫描电路5对输出放大器6依次输出所输入的电信号。由此，能够读出基于光电二极管PD1所蓄积的信号电荷的电信号。
针对行选择脉冲ΦSEL2、复位脉冲ΦRST2-2，行选择脉冲ΦSEL3、复位脉冲ΦRST2-3以及行选择脉冲ΦSEL4、复位脉冲ΦRST2-4也进行相同的动作，依次读出基于光电二极管PD2～PD4所蓄积的信号电荷的电信号。由此，固体摄像装置202能够拍摄减少了信号质量的劣化的图像。
如上所述，固体摄像装置202将构成具有多个像素的像素单元30的电路要素分别配置到两片基板，在1个像素单元30中，共有将两片基板电连接的多个连接部(微凸起24、24-1、24-2)。利用该结构，例如即使切断了多个连接部中的任意一个连接部的连接，由于另一连接部被连接，因此也可确保两片基板间的电连接。因此，通过在1个像素单元30中共有多个连接部，能够提高两片基板间的电连接的可靠性，而不需要连接部的细微化技术的进步。此外，固体摄像装置202将构成具有多个像素的像素单元30的电路要素分别配置到两个基板，并使两片基板重合，因此能够抑制芯片面积的增大。
因此，本实施方式中的固体摄像装置202能够得到更高质量的图像，能够减少信号质量的劣化并且抑制芯片面积的增大。
(第2实施方式)
接着，参照附图来说明本发明的第2实施方式。本实施方式中的摄像装置的结构是与第1实施方式中的摄像装置的结构相同的结构。此外，本实施方式中的固体摄像装置202的结构是与第1实施方式中的固体摄像装置202相同的结构。本实施方式与第1实施方式的不同点为：各像素单元30的形成于第1基板20的微型焊盘22的位置与形成于第2基板21的微型焊盘23的位置之间的关系。
图8A和图8B示出了像素单元30的平面构造(图8A)和截面构造(图8B)。如图8A所示，在各像素单元30的第1基板20上形成有两个微型焊盘22，在各像素单元30的第2基板21上形成有两个微型焊盘23。在本实施方式中，微型焊盘22和微型焊盘23的大小相同。此外，在将微型焊盘22和微型焊盘23投影到了与第1基板20以及第2基板21平行的假想水平面的情况下，成为部分重叠的投影。
图8B所示的距离a是从像素单元30具有的两个微凸起24的中间点到形成于第1基板20的各个微型焊盘22之间的距离。距离b是从像素单元30具有的两个微凸起24的中间点到形成于第2基板21的各个微型焊盘23之间的距离。在本实施方式中，以距离a和距离b不同的方式形成微型焊盘22、23。在图示的例子中，是a＞b，但也可以是b＞a。
此外，如图8B所示，微型焊盘22和微型焊盘23经由微凸起24进行了电连接。在图示的例子中，微凸起24的形状为球状，但是不限于此，也可以是圆柱状等，只要能够将微型焊盘22和微型焊盘23电连接，则可以是任何形状。
图9A和图9B示出本实施方式中在各像素单元30的第1基板20和第2基板21上形成了3个微型焊盘22、23的情况下的、像素单元30的平面构造(图9A)和截面构造(图9B)。如图9A所示，在各像素单元30的第1基板20上形成有3个微型焊盘22，在各像素单元30的第2基板21上形成有3个微型焊盘23。在本实施方式中，微型焊盘22和微型焊盘23的大小相同。此外，在将微型焊盘22和微型焊盘23投影到了与第1基板20以及第2基板21平行的假想水平面的情况下，成为部分重叠的投影。此外，3个微型焊盘22和3个微型焊盘23分别以构成正三角形的方式形成。
图9B中的距离a是从像素单元30具有的3个微凸起24的中间点到形成于第1基板20的各个微型焊盘22之间的距离。距离b是从像素单元30具有的3个微凸起24的中间点到形成于第2基板21的各个微型焊盘23之间的距离。在本实施方式中，以距离a和距离b不同的方式形成微型焊盘22、23。在附图中，是a＞b，但也可以是b＞a。
此外，如图9B所示，微型焊盘22和微型焊盘23经由微凸起24进行了电连接。另外，在图示的例子中，微凸起24的形状为球状，但是不限于此，也可以是圆柱状等，只要能够将微型焊盘22和微型焊盘23电连接，则可以是任何形状。
在图示的例子中，在各像素单元30的第1基板20和第2基板21上形成了3个微型焊盘22、23，但是不限于此，也可以形成4个以上的n个微型焊盘22、23。该情况下，n个微型焊盘22和n个微型焊盘23分别以构成正n边形的方式形成。
如上所述，根据本实施方式，从像素单元30具有的两个以上的多个微凸起24的中间点到形成于第1基板20的各个微型焊盘22之间的距离与从像素单元30具有的两个以上的多个微凸起24的中间点到形成于第2基板21的各个微型焊盘22之间的距离不同。利用该结构，即使在将第1基板20和第2基板21接合时由于接合精度而产生了位置偏差的情况下，总的连接面积也不易发生变化。例如，在一方的微型焊盘22、23与微凸起24的连接面积增大、而另一方的微型焊盘22、23与微凸起24的连接面积减小的情况下，总的连接面积也不易发生变化。
因此，能够抑制第1基板20与第2基板21之间的连接面积的波动。因此，本实施方式中的固体摄像装置202能够得到更高质量的图像，能够减少信号质量的劣化并且抑制芯片面积的增大。
(第3实施方式)
接着，参照附图来说明本发明的第3实施方式。本实施方式中的摄像装置的结构是与第1实施方式中的摄像装置的结构相同的结构。此外，本实施方式中的固体摄像装置202的结构是与第1实施方式中的固体摄像装置202相同的结构。本实施方式与第1实施方式的不同点为：形成于各像素单元30的第1基板20的微型焊盘22的大小与形成于第2基板21的微型焊盘23的大小不同。
图10A示出了像素单元30的平面构造(图10A)和截面构造(图10B)。如图10A所示，在各像素单元30的第1基板20上形成有两个微型焊盘22，在各像素单元30的第2基板21上形成有两个微型焊盘23。在本实施方式中，微型焊盘22与微型焊盘23的大小不同。此外，在将微型焊盘22和微型焊盘23投影到了与第1基板20以及第2基板21平行的假想水平面的情况下，成为微型焊盘22中包含微型焊盘23的投影。在图示的例子中，是微型焊盘22的大小＞微型焊盘23的大小，但也可以是微型焊盘23的大小＞微型焊盘22的大小。该情况下，在将微型焊盘22和微型焊盘23投影到了与第1基板20以及第2基板21平行的假想水平面的情况下，成为微型焊盘23中包含微型焊盘22的投影。
如图10B所示，微型焊盘22和微型焊盘23经由微凸起24进行了电连接。在图示的例子中，微凸起24的形状为球状，但是不限于此，也可以是球状等，只要能够将微型焊盘22和微型焊盘23电连接，则可以是任何形状。此外，在图示的例子中，在各像素单元30的第1基板20和第2基板21上形成了两个微型焊盘22、23，但是不限于此，也可以形成3个以上的微型焊盘22、23。
如上所述，根据本实施方式，微型焊盘22的大小与微型焊盘23的大小不同。利用该结构，即使在将第1基板20和第2基板21接合时由于接合精度而产生了位置偏差的情况下，连接面积也不发生变化。因此，能够抑制第1基板20与第2基板21之间的连接面积的波动。因此，本实施方式中的固体摄像装置202能够得到更高质量的图像，能够减少信号质量的劣化并且抑制芯片面积的增大。
(第4实施方式)
接着，参照附图来说明本发明的第4实施方式。本实施方式中的摄像装置的结构是与第1实施方式中的摄像装置的结构相同的结构。此外，本实施方式中的固体摄像装置202的结构是与第1实施方式中的固体摄像装置202相同的结构。本实施方式与第1实施方式的不同点为：形成于各像素单元30的第1基板20的微型焊盘22的大小和个数不同。
图11A和图11B示出了像素单元30的平面构造(图11A)和截面构造(图11B)。如图11A所示，在各像素单元30的第1基板20上形成有1个微型焊盘22，在各像素单元30的第1基板21上形成有两个微型焊盘23。在本实施方式中，微型焊盘22与微型焊盘23的大小不同。此外，在将微型焊盘22和微型焊盘23投影到了与第1基板20以及第2基板21平行的假想水平面的情况下，成为1个微型焊盘22中包含两个微型焊盘23的投影。
在图示的例子中，形成了两个微型焊盘23，但也可以形成3个以上的微型焊盘23。此外，在图示的例子中，形成了1个微型焊盘22，形成了两个微型焊盘23，且微型焊盘22的大小＞微型焊盘23的大小，但也可以是，形成了两个以上微型焊盘22，形成了1个微型焊盘23，且微型焊盘23的大小＞微型焊盘22的大小。该情况下，在将微型焊盘22和微型焊盘23投影到了与第1基板20以及第2基板21平行的假想水平面的情况下，成为1个微型焊盘23中包含两个以上微型焊盘22的投影。
此外，如图11B所示，微型焊盘22和微型焊盘23经由微凸起24进行了电连接。在图示的例子中，微凸起24的形状为球柱，但是不限于此，也可以是圆柱状等，只要能够将微型焊盘22和微型焊盘23电连接，则可以是任何形状。
如上所述，根据本实施方式，微型焊盘22与微型焊盘23的个数不同，微型焊盘22的大小与微型焊盘23的大小不同。此外，在将微型焊盘22和微型焊盘23投影到了与第1基板20以及第2基板21平行的假想水平面的情况下，成为1个微型焊盘22中包含两个微型焊盘23的投影，或者，在将微型焊盘22和微型焊盘23投影到了与第1基板20以及第2基板21平行的假想水平面的情况下，成为1个微型焊盘23中包含两个微型焊盘22的投影。
利用该结构，即使在将第1基板20和第2基板21接合时由于接合精度而产生了位置偏差的情况下，连接面积也不发生变化。因此，能够抑制第1基板20与第2基板21之间的连接面积的波动。此外，在形成了较大的微型焊盘22、23的基板侧，基板的接合时的应力被分散，因此可减轻对光电转换部311-1～311-4以及晶体管等器件的影响。因此，本实施方式中的固体摄像装置202能够得到更高质量的图像，能够减少信号质量的劣化并且抑制芯片面积的增大。在第1基板20侧构成了光电转换部311-1～311-4，因此优选增大第1基板20侧的微型焊盘22。
以上参照附图对本发明的实施方式详细地进行了描述，但具体的结构不限于上述实施方式，还包括在不脱离本发明的主旨的范围内的设计变更等。
例如，本实施方式的固体摄像装置可以利用微型焊盘和微凸起将两片基板连接，也可以利用微型焊盘和微凸起将3片以上的基板连接。此外，在利用微型焊盘和微凸起将3片以上的基板连接的固体摄像装置的情况下，其中的两片基板与权利要求的第1基板和第2基板对应。
并且例如，也可以是，本发明的一个方式的固体摄像装置具有：第1电极单元，其设置于第1基板，所述第1基板配置有多个包含在像素中的光电转换元件；第2电极单元，其设置于第2基板，所述第2基板具有读出所述像素的信号的读出部；以及连接单元，其通过使一端与所述第1电极单元接合、另一端与所述第2电极单元接合，对所述第1电极单元和所述第2电极单元进行电连接，按照单位像素单元或汇总多个像素后的每个单元将多个所述像素划分为多个区域，在该划分而成的各个划分区域中分配第1～第n所述第1电极单元、以及第1～第m所述第2电极单元(n和m为1以上的整数)，分配到了同一所述划分区域的第1～第n所述第1电极单元、以及第1～第m所述第2电极单元构成为经由多个所述连接单元而被电连接。
另外，实现上述各个构成要素或各个处理工艺的任意组合的计算机程序产品作为本发明的方式也是有效的。所谓计算机程序产品是指记录有程序代码的记录介质(DVD介质、硬盘介质、存储介质等)、记录有程序代码的计算机、记录有程序代码的互联网系统(例如，包含服务器和客户终端的系统)等已装入程序代码的记录介质、装置、设备或系统。在此情况下，以各个模块的方式来安装上述各个构成要素或各个处理工艺，在计算机程序产品内记录有由该安装的模块构成的程序代码。
例如，也可以是，本发明的一个方式的计算机程序产品记录有用于使计算机执行从固体摄像装置的所述像素中读出信号的处理的程序代码，所述固体摄像装置具有：第1电极焊盘，其设置于第1基板，所述第1基板配置有多个包含在像素中的光电转换元件；第2电极焊盘，其设置于第2基板，所述第2基板具有读出所述像素的信号的读出部；以及连接部，其通过使一端与所述第1电极焊盘接合、另一端与所述第2电极焊盘接合，对所述第1电极焊盘和所述第2电极焊盘进行电连接，按照单位像素单元或汇总多个像素后的每个单元将多个所述像素划分为多个区域，在该划分而成的各个划分区域中分配第1～第n所述第1电极焊盘、以及第1～第m所述第2电极焊盘(n和m为1以上的整数)，分配到了同一所述划分区域的第1～第n所述第1电极焊盘、以及第1～第m所述第2电极焊盘构成为经由多个所述连接部而被电连接，在所述计算机程序产品中，记录有包含读出步骤的程序代码，在所述读出步骤中，所述读出部经由所述第1电极焊盘、所述连接部和所述第2电极焊盘读出配置于所述第1基板的所述光电转换元件所产生的信号。
用于实现上述实施方式的各个构成要素或各个处理工艺的任意组合的程序作为本发明的方式也是有效的。通过在计算机可读取的记录介质中记录该程序、使计算机读入并执行在该记录介质中记录的程序，能够达到本发明的目的。
这里，“计算机”在利用WWW系统的情况下还包含主页提供环境(或者显示环境)。另外，所谓“计算机可读取的记录介质”是指软盘、光磁盘、ROM、CD-ROM等可移动介质或者内置于计算机中的硬盘等存储装置。此外，所谓“计算机可读取的记录介质”还包含在一定时间内保持程序的介质，比如经由互联网等网络或电话线路等通信线路发送程序时的作为服务器或客户机的计算机系统内部的易失性存储器(RAM)。
另外，上述程序可以从在存储装置等内存储有该程序的计算机中经由传输介质、或者利用传输介质中的载波传输至其它计算机。此处，传输程序的“传输介质”是指如互联网等网络(通信网)或电话线路等通信线路(通信线)那样具有传输信息的功能的介质。此外，上述程序可以是用于实现上述功能的一部分的程序。并且，还可以是能够通过与已经记录在计算机中的程序的组合来实现上述功能的程序、即所谓的差分文件(差分程序)。
以上，说明了本发明的优选实施方式，但作为上述各个构成要素或各个处理工艺，可采用各种替代物、变形物、等效物。在本说明书所公开的实施方式中，为了执行1个或多个功能，可以将一个部件置换为多个部件，还可以利用一个部件来置换多个部件。这样的置换去除了未适当作用以达到本发明的目的情况，这样的置换在本发明的范围内。因此，本发明的范围不是参照上述说明来决定的，应该是根据权利要求来决定的，还包含等同物的全部范围。在权利要求中只要未明确地排除，各个构成要素就是1个或1个以上的数量。在权利要求中除了采用“用于～的手段”这样的语句进行明确记载的情况以外，权利要求不能理解为包含手段加功能的限定。
本说明书所使用的术语仅仅是以说明特定实施方式的情况为目的的，不意在限制本发明。在本说明书中，即使以单数形式使用术语时，只要在上下文中没有明确表示排除复数形式，则该术语也同样地包含复数形式。
产业上的可利用性
根据本发明的固体摄像装置、摄像装置以及信号读出方法，能够得到更高质量的图像。
标号说明
2：像素阵列部；3：垂直扫描电路；4：列处理电路；5：水平扫描电路；6：输出放大器；8：控制信号线；9：垂直信号线；20：第1基板；21：第2基板；22、23、25、26：微型焊盘；24、24-1、24-2、27：微凸起；28：焊盘；30：像素单元；31：垂直信号线电流源；201：镜头；202：固体摄像装置；203：图像处理部；204：显示部；205：驱动控制部；206：镜头控制部；207：照相机控制部；208：照相机操作部；209：存储卡；311-1～311-4：光电转换部；321：多路复用器；341：多路解复用器；351-1～351-4：存储器；361：行选择电路；421～424：模拟存储器；425：钳位电容；431～434：第1传输晶体管；435～438：第2传输晶体管；439：第1复位晶体管；440～443：第2复位晶体管；451：浮置扩散部；461：第1放大晶体管；462～465：第2传输晶体管；491：电流源。

Claims (24)

1.一种固体摄像装置，其具有：
第1电极焊盘，其设置于第1基板，所述第1基板配置有多个包含在像素中的光电转换元件；
第2电极焊盘，其设置于第2基板，所述第2基板具有读出所述像素的信号的读出部；以及
连接部，其通过使一端与所述第1电极焊盘接合、另一端与所述第2电极焊盘接合，将所述第1电极焊盘和所述第2电极焊盘电连接，
按照单位像素单元或汇总多个像素后的单元将多个所述像素划分为多个区域，在该划分而成的各个划分区域中分配有第1～第n所述第1电极焊盘、以及第1～第m所述第2电极焊盘(n和m为1以上的整数)，被分配到同一所述划分区域的第1～第n所述第1电极焊盘、以及第1～第m所述第2电极焊盘构成为经由多个所述连接部而被电连接。
2.根据权利要求1所述的固体摄像装置，其中，
在所述第1基板上设置有多个所述第1电极焊盘，
在所述第2基板上设置有数量与所述第1电极焊盘相同的所述第2电极焊盘，
所述第1基板中的多个所述第1电极焊盘的中间点的位置与所述第2基板中的多个所述第2电极焊盘的中间点的位置相同，多个所述第1电极焊盘彼此的距离与多个所述第2电极焊盘彼此的距离不同。
3.根据权利要求2所述的固体摄像装置，其中，
设置于所述第1基板的n个(n为3以上的整数)所述第1电极焊盘被配置成，在从所述第1基板上表面投影的投影图中为正n边形，
设置于所述第2基板的n个所述第2电极焊盘被配置成，在从所述第2基板上表面投影的投影图中为正n边形，
所述第1电极焊盘形成的所述正n边形的边的长度与所述第2电极焊盘形成的所述正n边形的边的长度不同。
4.根据权利要求3所述的固体摄像装置，其中，
被配置成在从所述第1基板上表面投影的投影图中为正n边形的所述第1电极焊盘形成的所述正n边形的中心位置、与被配置成在从所述第2基板上表面投影的投影图中为正n边形的所述第2电极焊盘形成的所述正n边形的中心位置相同。
5.根据权利要求1所述的固体摄像装置，其中，
所述第1电极焊盘与所述第2电极焊盘的大小不同。
6.根据权利要求1所述的固体摄像装置，其中，
在同一所述划分区域内，所述第1电极焊盘的数量与所述第2电极焊盘的数量不同。
7.根据权利要求6所述的固体摄像装置，其中，
在同一所述划分区域内，所述第1电极焊盘的数量比所述第2电极焊盘的数量多。
8.根据权利要求6所述的固体摄像装置，其中，
在同一所述划分区域内，所述第1电极焊盘的数量比所述第2电极焊盘的数量少。
9.根据权利要求1所述的固体摄像装置，其中，
所述第1基板和所述第2基板被层叠，
以如下方式配置所述第1电极焊盘和所述第2电极焊盘：将由所述第1电极焊盘和所述第2电极焊盘构成的一组电极焊盘投影到与所述第1基板面和所述第2基板面平行的假想水平面的情况下，所述一组电极焊盘中的一方的电极焊盘的投影像包含另一方的电极焊盘的投影像，其中，所述第1电极焊盘和所述第2电极焊盘与所述连接部的两端接合。
10.根据权利要求9所述的固体摄像装置，其中，
所述一组电极焊盘通过一个所述第1电极焊盘和一个所述第2电极焊盘的组合而构成。
11.根据权利要求9所述的固体摄像装置，其中，
所述一组电极焊盘通过多个所述第1电极焊盘和一个所述第2电极焊盘的组合而构成，
所述一方的电极焊盘是一个第2电极焊盘，
所述另一方的电极焊盘是多个第1电极焊盘。
12.根据权利要求9所述的固体摄像装置，其中，
所述一组电极焊盘通过一个所述第1电极焊盘和多个所述第2电极焊盘的组合而构成，
所述一方的电极焊盘是一个第1电极焊盘，
所述另一方的电极焊盘是多个第2电极焊盘。
13.根据权利要求1所述的固体摄像装置，其中，
所述像素具有：
所述第1基板所包含的光电转换元件；
信号蓄积电路，其包含在所述第2基板中，蓄积由所述光电转换元件产生并经由所述连接部后的信号；以及
输出电路，其输出所述信号蓄积电路所蓄积的信号。
14.根据权利要求1所述的固体摄像装置，其中，
所述像素还具有：
信号蓄积电路，其包含在所述第2基板中，蓄积由所述光电转换元件产生的信号；以及
放大电路，其放大由所述光电转换元件产生的信号，
所述信号蓄积电路蓄积由所述放大电路放大后的放大信号。
15.根据权利要求14所述的固体摄像装置，其中，
所述像素还具有降低所述放大信号中的噪声的噪声降低电路，
所述信号蓄积电路蓄积降低所述噪声后的放大信号。
16.根据权利要求15所述的固体摄像装置，其中，
所述放大电路包含放大晶体管，所述放大晶体管通过栅极接收由所述光电转换元件产生的信号，对所述栅极接收到的信号进行放大，并从源极和漏极中的一方输出放大信号。
17.根据权利要求16所述的固体摄像装置，其中，
所述噪声降低电路还具有：
钳位电容，其对从所述放大晶体管输出的所述放大信号进行钳位；以及
晶体管，其通过源极和漏极中的一方接收与由所述钳位电容钳位后的所述放大信号对应的信号，对该源极和漏极中的一方接收到的信号进行采样保持，并蓄积到所述信号蓄积电路中。
18.根据权利要求17所述的固体摄像装置，其中，
在从所述光电转换元件到所述信号蓄积电路的被电连接的路径中，所述连接部被配置在所述光电转换元件与所述放大晶体管之间、所述放大晶体管与所述钳位电容之间、所述钳位电容与所述晶体管之间、或者所述晶体管与所述信号蓄积电路之间。
19.根据权利要求1所述的固体摄像装置，其中，
所述连接部是凸起。
20.根据权利要求1所述的固体摄像装置，其中，
所述连接部具有：形成于所述第1基板的表面的第1电极；以及第2电极，其形成于所述第2基板的表面，与所述第1电极贴合。
21.根据权利要求1所述的固体摄像装置，其中，
所述第2基板与所述第1基板的被光照射的表面的相反侧的表面连接，其中，所述光入射到所述光电转换元件。
22.根据权利要求14所述的固体摄像装置，其中，所述固体摄像装置还具有：
第1复位电路，其对所述光电转换元件进行复位；
第2复位电路，其对所述放大电路的输入部进行复位；
传输电路，其将由所述多个光电转换元件分别产生的信号依次传输到所述放大电路的输入部；
第2放大电路，其对所述信号蓄积电路所蓄积的所述放大信号进行放大而输出第2放大信号；以及
第3复位电路，其对所述第2放大电路的输入部进行复位。
23.一种摄像装置，其具有：
第1电极焊盘，其设置于第1基板，所述第1基板配置有多个包含在像素中的光电转换元件；
第2电极焊盘，其设置于第2基板，所述第2基板具有读出所述像素的信号的读出部；以及
连接部，其通过使一端与所述第1电极焊盘接合、另一端与所述第2电极焊盘接合，将所述第1电极焊盘和所述第2电极焊盘电连接，
按照单位像素单元或汇总多个像素后的单元将多个所述像素划分为多个区域，在该划分而成的各个划分区域中分配有第1～第n所述第1电极焊盘、以及第1～第m所述第2电极焊盘(n和m为1以上的整数)，被分配到同一所述划分区域的第1～第n所述第1电极焊盘、以及第1～第m所述第2电极焊盘构成为经由多个所述连接部而被电连接。
24.一种信号读出方法，从固体摄像装置的像素中读出信号，所述固体摄像装置具有：
第1电极焊盘，其设置于第1基板，所述第1基板配置有多个包含在所述像素中的光电转换元件；
第2电极焊盘，其设置于第2基板，所述第2基板具有读出所述像素的信号的读出部；以及
连接部，其通过使一端与所述第1电极焊盘接合、另一端与所述第2电极焊盘接合，将所述第1电极焊盘和所述第2电极焊盘电连接，
按照单位像素单元或汇总多个像素后的单元将多个所述像素划分为多个区域，在该划分而成的各个划分区域中分配有第1～第n所述第1电极焊盘、以及第1～第m所述第2电极焊盘(n和m为1以上的整数)，被分配到同一所述划分区域的第1～第n所述第1电极焊盘、以及第1～第m所述第2电极焊盘构成为经由多个所述连接部而被电连接，
所述信号读出方法具有读出步骤，在所述读出步骤中，所述读出部经由所述第1电极焊盘、所述连接部和所述第2电极焊盘读出配置于所述第1基板的所述光电转换元件所产生的信号。
CN201280076595.8A 2012-10-26 2012-10-26 固体摄像装置、摄像装置以及信号读出方法 Active CN104737290B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2012/077741 WO2014064837A1 (ja) 2012-10-26 2012-10-26 固体撮像装置、撮像装置および信号読み出し方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104737290A true CN104737290A (zh) 2015-06-24
CN104737290B CN104737290B (zh) 2017-09-19

Family

ID=50544230

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201280076595.8A Active CN104737290B (zh) 2012-10-26 2012-10-26 固体摄像装置、摄像装置以及信号读出方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9560303B2 (zh)
CN (1) CN104737290B (zh)
WO (1) WO2014064837A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI734558B (zh) * 2020-01-14 2021-07-21 友達光電股份有限公司 顯示面板

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
US9774801B2 (en) * 2014-12-05 2017-09-26 Qualcomm Incorporated Solid state image sensor with enhanced charge capacity and dynamic range
US11153515B2 (en) * 2015-04-24 2021-10-19 Sony Corporation Solid state image sensor comprising stacked substrates, semiconductor device, and electronic device
US9667895B2 (en) * 2015-05-08 2017-05-30 Omnivision Technologies, Inc. Stacked chip shared pixel architecture
KR102548551B1 (ko) * 2015-09-30 2023-06-28 가부시키가이샤 니콘 촬상 소자 및 전자 카메라
JP7078821B2 (ja) * 2017-04-28 2022-06-01 東北マイクロテック株式会社 固体撮像装置
US11438486B2 (en) 2019-08-26 2022-09-06 Qualcomm Incorporated 3D active depth sensing with laser pulse train bursts and a gated sensor

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020016022A1 (en) * 2000-06-28 2002-02-07 Susumu Shintani Semiconductor device and manufacturing method thereof
CN1728397A (zh) * 2004-07-30 2006-02-01 索尼株式会社 半导体模块、固态图像拾取器件、摄像机及其制造方法
CN101744625A (zh) * 2008-12-19 2010-06-23 佳能株式会社 摄像装置和摄像系统
JP2012156374A (ja) * 2011-01-27 2012-08-16 Fujitsu Ltd 基板の接続構造、基板セット、光センサアレイ装置及び基板を接続する方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06112463A (ja) 1992-09-25 1994-04-22 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置及びその実装方法
JP3328157B2 (ja) * 1997-03-06 2002-09-24 シャープ株式会社 液晶表示装置
JP3921320B2 (ja) 2000-01-31 2007-05-30 日本電気株式会社 熱型赤外線検出器およびその製造方法
JP4724313B2 (ja) 2001-05-18 2011-07-13 キヤノン株式会社 撮像装置、放射線撮像装置及びそれを用いた放射線撮像システム
JP2007214191A (ja) 2006-02-07 2007-08-23 Sumitomo Heavy Ind Ltd 放射線検出器および放射線検査装置
JP2007220866A (ja) * 2006-02-16 2007-08-30 Sony Corp 半導体装置
JP2010147834A (ja) * 2008-12-19 2010-07-01 Panasonic Corp 固体撮像素子、撮像装置及び固体撮像素子の制御方法
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
JP2011004390A (ja) * 2009-05-18 2011-01-06 Canon Inc 撮像装置、撮像システム、及び撮像装置の駆動方法
JP2011243612A (ja) * 2010-05-14 2011-12-01 Sony Corp 半導体装置及びその製造方法並びに電子機器
JP5500007B2 (ja) * 2010-09-03 2014-05-21 ソニー株式会社 固体撮像素子およびカメラシステム
JP5953028B2 (ja) * 2011-11-02 2016-07-13 オリンパス株式会社 固体撮像装置、撮像装置、および信号読み出し方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020016022A1 (en) * 2000-06-28 2002-02-07 Susumu Shintani Semiconductor device and manufacturing method thereof
CN1728397A (zh) * 2004-07-30 2006-02-01 索尼株式会社 半导体模块、固态图像拾取器件、摄像机及其制造方法
CN101744625A (zh) * 2008-12-19 2010-06-23 佳能株式会社 摄像装置和摄像系统
JP2012156374A (ja) * 2011-01-27 2012-08-16 Fujitsu Ltd 基板の接続構造、基板セット、光センサアレイ装置及び基板を接続する方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI734558B (zh) * 2020-01-14 2021-07-21 友達光電股份有限公司 顯示面板

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014064837A1 (ja) 2014-05-01
US20150229861A1 (en) 2015-08-13
CN104737290B (zh) 2017-09-19
US9560303B2 (en) 2017-01-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5963421B2 (ja) 固体撮像装置および撮像装置
CN104737290B (zh) 固体摄像装置、摄像装置以及信号读出方法
JP5791571B2 (ja) 撮像素子及び撮像装置
JP5965674B2 (ja) 固体撮像装置および撮像装置
US9153616B2 (en) Solid-state imaging device and imaging device with circuit elements distributed on multiple substrates, method of controlling solid-state imaging device, and imaging device with circuit elements distributed on multiple substrates
JP6071315B2 (ja) 固体撮像装置および撮像装置
JP5802432B2 (ja) 固体撮像装置、撮像装置および信号読み出し方法
US8023025B2 (en) Photoelectric conversion apparatus and image pickup system using the same
US20130092820A1 (en) Solid-state imaging device and imaging device
JP5881324B2 (ja) 固体撮像装置、固体撮像装置の制御方法、および撮像装置
JPWO2018207731A1 (ja) 固体撮像装置、固体撮像装置の駆動方法、および電子機器
JP6176990B2 (ja) 固体撮像装置および撮像装置
JP2012034350A (ja) 固体撮像装置及び撮像システム
JP2010141928A (ja) 固体撮像装置
JP5930158B2 (ja) 固体撮像装置、固体撮像装置の制御方法、および撮像装置
JP2013009301A (ja) 固体撮像装置、撮像装置、および信号読み出し方法
WO2016052219A1 (ja) 固体撮像装置、信号処理方法、及び、電子機器
JP5791982B2 (ja) 固体撮像装置、撮像装置、および信号読み出し方法
JP2007166600A (ja) 固体撮像装置
JP6907358B2 (ja) 撮像素子及び撮像装置
JP6083977B2 (ja) 固体撮像装置および撮像装置
JP5893372B2 (ja) 固体撮像装置、撮像装置、および信号読み出し方法
JP5835963B2 (ja) 固体撮像装置、撮像装置、および信号読み出し方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant