CN109834732B - 机器人、模拟数字转换器以及固体摄像装置 - Google Patents

机器人、模拟数字转换器以及固体摄像装置 Download PDF

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Abstract

机器人、模拟数字转换电路以及固体摄像装置。模拟数字转换电路具有：规定的电容比的第1～第m+1电容元件，它们具有与比较电路的第1端子连接的一端；以及多个选择电路，它们分别与这些电容元件的另一端连接，各个电容元件具有：第1电极，其配置在半导体衬底内，与上述另一端电连接；第3电极，其以与第1电极对置的方式配置在半导体衬底的上方，与上述另一端电连接；第2电极，其在半导体衬底的上方以与第1电极和第3电极对置的方式配置在第1电极与第3电极之间，与上述一端电连接；以及第1绝缘膜和第2绝缘膜，它们配置在第1电极～第3电极之间。

Description

机器人、模拟数字转换器以及固体摄像装置
技术领域
本发明涉及根据使用固体摄像装置拍摄对象物而得的图像来进行作业的机器人。此外，本发明还涉及适合在这种机器人中使用的模拟数字转换器以及固体摄像装置等。
背景技术
近年来，正在研究和开发如下的机器人：该机器人使用固体摄像装置(图像传感器)拍摄对象物，并根据获得的图像来进行各种作业。例如，机器人具有基部和以能够相对于基部进行移动的方式被支承于基部的两个臂部，在基部和两个臂部上分别设置有图像传感器。
在这种情况下，设置于机器人的臂部的图像传感器比设置于机器人的基部的图像传感器更接近对象物，随着臂部的动作而导致图像的抖动变大。并且，为了对机器人的动作赋予反馈控制，设置于机器人臂部的图像传感器例如还要求帧频为1000帧/秒左右的高速拍摄。
在通常的数字摄像机的情况下，帧频为60帧/秒，因此机器人用的图像传感器需要高速读出图像信息并将模拟的像素信号转换成数字的像素数据。为此，要求使模拟数字转换器的转换速度高速化。
作为相关技术，在日本特开2009-5338号公报中公开了如下的模拟数字转换器：为了对模拟信号进行AD转换，以逐次比较的方式对高位m比特进行转换，以积分的方式对低位n比特进行转换。该模拟数字转换器具有比较电路，该比较电路对施加到第1端子的电压和施加到第2端子的电压进行比较。向比较电路的第1端子施加基准电压，经由多个电容元件向比较电路的第2端子选择性地供给模拟信号、上限基准电压或下限基准电压等。为了对模拟信号等进行分压，这些电容元件具有规定的电容比。
在日本特开2009-5338号公报所公开的模拟数字转换器中，当AD转换时所使用的多个电容元件被附加意料之外的寄生电容或者在制造工序中发生掩模偏差等而导致电容值出现偏差时，AD转换的精度会降低。并且，为了使模拟数字转换器的转换速度高速化，有效的是减小电容元件的电容值，但当减小电容元件的电容值时，寄生电容的影响变大，因此会妨碍转换速度的高速化。
发明内容
因此，鉴于上述情况，本发明的第1目的在于，在模拟数字转换器中，抑制AD转换时所使用的多个电容元件被附加意料之外的寄生电容或者在制造工序中发生掩模偏差等而导致电容值出现偏差的情况，从而提高AD转换的精度。并且，本发明的第2目的在于，在模拟数字转换器中，在保持AD转换时所使用的多个电容元件的电容值比的精度同时实现低电容化，从而缩短采样时间或AD转换时间。此外，本发明的第3目的在于，提供能够缩短采样时间和AD转换时间而进行高速拍摄的固体摄像装置、或者搭载了这种固体摄像装置的机器人等。
为了解决以上课题的至少一部分，本发明的第1方面的机器人具有：基部；以及臂部，其以能够相对于基部进行移动的方式被支承于基部，包含固体摄像装置，在该机器人中，固体摄像装置包含模拟数字转换器，该模拟数字转换器对通过从受光元件读出像素信息而生成的像素信号进行模拟数字转换，模拟数字转换器具有：比较电路，其将施加到第1端子的电压与施加到第2端子的基准电压进行比较，并从第3端子输出表示比较结果的输出信号；多个电容元件，它们分别具有经由第1布线与比较电路的第1端子连接的一端，并且所述多个电容元件包含具有规定的电容比的第1电容元件～第m电容元件(m为2以上的整数)、和具有与第1电容元件大致相等的电容的第(m+1)电容元件；以及多个选择电路，它们分别经由多个第2布线与多个电容元件的另一端连接，多个电容元件分别具有：第1电极，其配置在半导体衬底内，与上述另一端电连接；第3电极，其以与第1电极对置的方式配置在半导体衬底的上方，与上述另一端电连接；第2电极，其在半导体衬底的上方以与第1电极和第3电极对置的方式配置在所述第1电极与所述第3电极之间，与上述一端电连接；第1绝缘膜，其配置在第1电极与第2电极之间；以及第2绝缘膜，其配置在第3电极与第2电极之间。
本发明的第2方面的模拟数字转换器具有：比较电路，其将施加到第1端子的电压与施加到第2端子的基准电压进行比较，并从第3端子输出表示比较结果的输出信号；多个电容元件，它们分别具有经由第1布线与比较电路的第1端子连接的一端，并且所述多个电容元件包含具有规定的电容比的第1电容元件～第m电容元件(m为2以上的整数)、和具有与第1电容元件大致相等的电容的第(m+1)电容元件；以及多个选择电路，它们分别经由多个第2布线与多个电容元件的另一端连接，多个电容元件分别具有：第1电极，其配置在半导体衬底内，与上述另一端电连接；第3电极，其以与第1电极对置的方式配置在半导体衬底的上方，与上述另一端电连接；第2电极，其在半导体衬底的上方以与第1电极和第3电极对置的方式配置在所述第1电极与所述第3电极之间，与上述一端电连接；第1绝缘膜，其配置在第1电极与第2电极之间；以及第2绝缘膜，其配置在第3电极与第2电极之间。
根据本发明的第1或第2方面，在模拟数字转换器中进行AD转换时所使用的多个电容元件的第2电极被夹在第1电极与第3电极之间而被屏蔽，因此能够抑制在这些电容元件中附加意料之外的寄生电容。由此，能够提高多个电容元件的电容比的精度，从而提高AD转换的精度。或者，能够在保持多个电容元件的电容值比的精度同时实现低电容化，从而能够缩短采样时间和AD转换时间。此外，还能够提供搭载了可缩短采样时间和AD转换时间而进行高速拍摄的固体摄像装置的机器人。
这里，多个第2布线也可以配置在比第1布线靠上层的位置。由此，能够扩大第1布线与第2布线之间的距离，减小形成在第1布线与第2布线之间的寄生电容。
并且，所述多个电容元件也可以由电容单元阵列构成，在该电容单元阵列的多行和多列中包含关于对称轴呈线对称地配置的多个电容单元，第2电容元件～第m电容元件分别由配置在对称轴的一侧的至少1个电容单元、和配置在对称轴的另一侧的数量相同的电容单元构成。由此，能够将构成1个电容元件的多个电容单元分散配置，使这些电容单元的电容值的偏差平均化。
在该情况下，优选第2电容元件～第m电容元件分别由关于对称轴呈线对称地配置的多个电容单元构成。由此，在制造电容单元阵列时，即使用于形成任意电极的掩模的位置出现偏差，由于在呈线对称地配置的多个电容单元中电容误差被抵消，所以能够使第2～第m电容元件的电容比接近恒定。
此外，第1电容元件和第(m+1)电容元件也可以分别由关于对称轴呈线对称地配置的两个电容单元构成。由于第1电容元件和第(m+1)电容元件分别由1个电容单元构成，所以通过将第1电容元件和第(m+1)电容元件设为对称配置，能够容易使电容单元阵列中的其他电容元件对称配置。
并且，在规定的布线层中，多个第2布线也可以关于对称轴呈线对称地配置。由此，在电容单元阵列的布局中，容易扩大第1布线与第2布线之间的距离。
以上，在将模拟信号转换为数字信号时，第1电容元件～第m电容元件可以用于通过逐次比较AD转换来生成数字信号的高位m比特。由于逐次比较AD转换可以是高速AD转换，所以适合生成数字信号的高位比特。
在该情况下，在将模拟信号转换为数字信号时，第(m+1)电容元件可以用于通过积分AD转换来生成数字信号的第m比特之后的比特，将通过逐次比较AD转换生成的数字信号的高位m比特和通过积分AD转换生成的数字信号的第m比特之后的比特相加。由此，即使用于通过逐次比较AD转换来生成数字信号的第m比特的第1电容元件的电容值存在误差，也能够通过积分AD转换来降低误差的影响。
本发明的第3方面的固体摄像装置具有：受光元件，其具有光电转换功能；以及上述任意的模拟数字转换器，其对通过从受光元件读出像素信息而生成的像素信号进行模拟数字转换。根据本发明的第3方式，能够提供可缩短采样时间和AD转换时间而进行高速拍摄的固体摄像装置。
附图说明
图1是示出本发明一个实施方式的机器人的结构例的立体图。
图2是示出图1所示的图像传感器的结构例的俯视图。
图3是与DAC一起示出图2所示的列并行型ADC的结构例的电路图。
图4是示出图3所示的多个电容元件的第1布局例的俯视图。
图5是图4所示的V-V线的剖视图。
图6是示出图3所示的多个电容元件的布局的另一部分的俯视图。
图7是示出电容单元阵列的电容元件的配置例的俯视图。
图8是示出图3所示的多个电容元件的第2布局例的俯视图。
图9是图8所示的IX-IX线处的剖视图。
图10是图8所示的X-X线处的剖视图。
图11是示出第1布局例的非线性误差的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。另外，对相同的构成要素赋予相同的参照标号并省略重复的说明。
<机器人>
图1是示出本发明一个实施方式的机器人的结构例的立体图。机器人10具有：基部10a；以及至少1个臂(arm)部，其以能够相对于基部10a进行移动的方式被支承于基部10a，包含图像传感器20(参照图2)。
作为一例，在图1中示出了具有包含图像传感器21的第1臂部、和包含图像传感器22的第2臂部的双臂机器人。并且，机器人10还具有力传感器11和12、图像传感器23和24、旋转部30以及控制装置40。
第1臂部还包含第1支承部、机械手M1、末端执行器E1、多个致动器以及力传感器11。同样，第2臂部还包含第2支承部、机械手M2、末端执行器E2、多个致动器以及力传感器12。以下，将第1臂部的多个致动器统称为第1致动器，将第2臂部的多个致动器统称为第2致动器而进行说明。
第1臂部和第2臂部例如分别是7轴垂直多关节型的臂。具体来说，在第1臂部中，第1支承部、机械手M1以及末端执行器E1通过基于第1致动器的协同操作而按照7轴的自由度进行动作。同样，在第2臂部中，第2支承部、机械手M2以及末端执行器E2通过基于第2致动器的协同操作而按照7轴的自由度进行动作。末端执行器E1和E2分别具有能够把持物体的爪部。
第1和第2致动器、力传感器11和12以及图像传感器21～24能够与控制装置40进行通信。该通信例如可以通过依据以太网(注册商标)或USB(通用串行总线)等标准的有线通信来进行，也可以通过依据Wi-Fi(注册商标)等标准的无线通信来进行。
力传感器11设置在机械手M1与末端执行器E1之间，其检测作用于末端执行器E1的力和力矩的大小，并将包含检测值的第1力传感器信息发送到控制装置40。同样，力传感器12设置在机械手M2与末端执行器E2之间，其检测作用于末端执行器E2的力和力矩的大小，并将包含检测值的第2力传感器信息发送到控制装置40。
控制装置40根据第1力传感器信息，例如，通过阻抗控制等柔顺控制来生成用于控制第1臂部的控制信号并供给到第1致动器。第1致动器根据从控制装置40供给的控制信号，使机械手M1和末端执行器E1进行动作。
同样，控制装置40根据第2力传感器信息来生成用于控制第2臂部的控制信号并供给到第2致动器。第2致动器根据从控制装置40供给的控制信号，使机械手M2和末端执行器E2进行动作。
在图1所示的例子中，图像传感器21设置在机械手M1的一部分上，随着第1臂部的动作而进行移动，因此图像传感器21可拍摄的范围根据第1臂部的动作而发生变化。同样，图像传感器22设置在机械手M2的一部分上，随着第2臂部的动作而进行移动，因此图像传感器22可拍摄的范围根据第2臂部的动作而发生变化。图像传感器21和22例如分别以1000帧/秒左右的帧频高速拍摄对象物OB来生成像素信号，并将像素信号转换成像素数据而发送到控制装置40。
在第1和第2臂部中的至少1个上设置有标记MK。在图1所示的例子中，标记MK具有使两个三角形中的一方倒置而与另一方重合而成的形状。另外，关于标记MK，可以代替图1所示的形状而具有可由控制装置40识别的其他形状，也可以是字符、数字或符号等。
以下，对标记MK设置在第1臂部的末端执行器E1的表面上的情况进行说明。当在第1臂部上设置有标记MK的情况下，由于图像传感器21无法对标记MK进行拍摄，所以为了通过机器人10对标记MK进行拍摄，需要在机器人10上设置有图像传感器22～24中的至少1个图像传感器。
在本实施方式中，图像传感器23和24设置在旋转部30上。由于图像传感器23和24与旋转部30一起旋转，所以图像传感器23和24可拍摄的范围根据旋转部30的旋转而发生变化。并且，图像传感器23和24能够立体拍摄对象物OB。
内置于机器人10的控制装置40根据从图像传感器21～24接收的像素数据来生成控制信号，并向机器人10的各功能部发送控制信号，由此使机器人10进行各种作业。或者，除此之外或取而代之，机器人10的各功能部也可以构成为从设置在机器人10的外部的控制装置被供给控制信号而进行作业。
<图像传感器>
图2是示出图1所示的图像传感器的结构例的俯视图。如图2所示，图像传感器(固体摄像装置)20包含像素部50、列并行型CDS(correlated double sampling：相关双采样)电路60、列并行型ADC(模拟数字转换器)70、DAC(数字模拟转换器)80、水平扫描电路90、垂直扫描电路100、定时发生器110以及偏置电路120。
这里，像素部50～偏置电路120中的至少一部分可以内置于集成电路(IC)，在集成电路中也可以内置其他构成要素。在图2所示的例子中，列并行型CDS电路60、列并行型ADC70以及水平扫描电路90分散设置在像素部50的图中上下两侧。
在像素部50的多个像素中，具有光电转换功能的光电二极管等多个受光元件51以多行多列的方式配置。并且，像素部50包含从各个受光元件51读出像素信息并生成输出电压的读出电路。垂直扫描电路100例如包含移位寄存器等，该垂直扫描电路100依次选择受光元件51的多个行。读出电路从垂直扫描电路100选择出的行中的各个受光元件51读出像素信息，并将生成的输出电压输出到列并行型CDS电路60。
列并行型CDS电路60对读出电路的输出电压进行相关双采样处理。即，列并行型CDS电路60对读出电路刚复位之后的输出电压和曝光后的输出电压进行采样，根据它们的差分来生成像素信号。由此，能够消除多个像素之间的偏移电压的偏差，生成与光的强度对应的像素信号。
列并行型ADC 70包含多通道的模拟数字转换器，该多通道的模拟数字转换器分别对从列并行型CDS电路60供给的每1行的像素信号进行AD转换。各通道的模拟数字转换器将通过从受光元件51读出像素信息而生成的像素信号进行AD转换而生成像素数据。列并行型ADC 70相对于受光元件51的1个列具有1个通道的模拟数字转换器，一次能够进行1行的像素信号的AD转换处理。
相对于多通道的模拟数字转换器公共设置DAC 80，在对像素信号进行AD转换时使用DAC 80。水平扫描电路90例如包含移位寄存器等，依次选择由多通道的模拟数字转换器生成的像素数据，并将选择出的像素数据发送到控制装置40(图1)。
定时发生器110例如由包含组合电路和时序电路的逻辑电路的门阵列等构成，根据从外部供给的时钟信号和控制信号等对图像传感器20的各部分的动作定时进行控制。偏置电路120例如包含恒流电路和晶体管等，向图像传感器20的各部分的电路供给直流偏置电压和基准电压等。
<模拟数字转换器的结构例>
图3是与DAC一起示出图2所示的列并行型ADC的结构例的电路图。在图3中示出了列并行型ADC 70所包含的每1通道的模拟数字转换器，而逻辑电路73和DAC 80公共用于多通道。
在图3所示的结构例中，为了满足精度和转换速度(帧频)的要求，采用了逐次比较型ADC和积分型ADC的混合型的模拟数字转换器。逐次比较型ADC虽然转换速度较快，但线性精度不太高，因此适合生成数字信号的高位比特。
另一方面，积分型ADC虽然线性精度优异，但转换速度较慢，因此适合生成数字信号的低位比特。因此，通过将逐次比较型ADC和积分型ADC混合起来，能够用彼此的长处来弥补彼此的短处，能够同时满足转换速度和线性精度。
如图3所示，模拟数字转换器包含比较电路71、开关电路72、逻辑电路73、多个电容元件C1～C(m+1)(m为2以上的整数)以及多个选择电路S1～S(m+1)，该模拟数字转换器对从列并行型CDS电路60(图2)供给的模拟的像素信号进行AD转换而生成数字的像素数据。
比较电路71例如由运算放大器等构成，将施加到第1端子(反相输入端子)P1的输入电压VIN与施加到第2端子(同相输入端子)P2的基准电压VREF进行比较，将表示比较结果的输出信号OUT从第3端子(输出端子)P3输出。开关电路72连接在比较电路71的第1端子P1与第3端子P3之间。
逻辑电路73与从定时发生器110(图2)供给的时钟信号同步地进行动作，对开关电路72和多个选择电路S1～S(m+1)进行控制，并且生成表示斜坡波形的斜坡代码LAMP。DAC80对从逻辑电路73供给的斜坡代码LAMP进行DA转换而生成输出电压VDAC。
多个电容元件C1～C(m+1)分别具有经由第1布线与比较电路71的第1端子P1连接的一端。这里，一端与后述的第2电极对应。电容元件C1～Cm具有规定的电容比。电容元件C(m+1)具有与电容元件C1大致相等的电容。多个选择电路S1～S(m+1)分别经由多个第2布线与多个电容元件C1～C(m+1)的另一端连接。这里，另一端与后述的第1电极和第3电极对应。
在将模拟信号转换成数字信号时，第1电容元件C1～第m电容元件Cm用于通过逐次比较AD转换来生成数字信号的高位m比特。逐次比较AD转换可以实现高速AD转换，因此适合生成数字信号的高位比特。
并且，在将模拟信号转换成数字信号时，第(m+1)电容元件C(m+1)可以用于通过积分AD转换来生成数字信号的第m比特之后的比特。在该情况下，将通过逐次比较AD转换生成的数字信号的高位m比特与通过积分AD转换生成的数字信号的第m比特以后的比特相加。
由此，即使用于通过逐次比较AD转换来生成数字信号的第m比特的电容元件C1的电容值存在误差，也能够通过积分AD转换来降低误差的影响。另外，在本申请中，“第m比特”是指从最高位比特(MSB)起的第m个比特。
理想来说，电容元件C1～C(m)中的第i个电容元件Ci的电容值用2(i-1)×C来表示(i＝1、2、···、m)，电容元件C(m+1)的电容值是C。在图3中，作为一例，示出了m＝5的情况，电容元件C1的电容值是C，电容元件C2的电容值是2C，电容元件C3的电容值是4C，电容元件C4的电容值是8C，电容元件C5的电容值是16C。并且，施加到电容元件C1～C6的另一端的电压用电压VD1～VD6来表示。
如图3所示，选择电路S1～S5分别从像素信号的电压VCDS、上限基准电压VRP以及下限基准电压VRN中选择1个电压并施加到电容元件C1～C5的各自的另一端。并且，选择电路S6从像素信号的电压VCDS、DAC 80的输出电压VDAC以及下限基准电压VRN中选择1个电压并施加到电容元件C6的另一端。像素信号的电压VCDS为下限基准电压VRN以上，并且上限基准电压VRP以下。
<模拟数字转换器的动作例>
(1)采样时
逻辑电路73将开关电路72控制为接通状态，并且对选择电路S1～S6进行控制以选择像素信号的电压VCDS。由此，比较电路71的第1端子P1与第3端子P3连接，比较电路71作为输出基准电压VREF的电压跟随器来进行动作。向电容元件C1～C6的一端施加基准电压VREF，向电容元件C1～C6的另一端施加像素信号的电压VCDS，因此电容元件C1～C6的两端间的电位差为(VREF-VCDS)，在电容元件C1～C6中积蓄电荷。
(2)保持时
逻辑电路73在将开关电路72控制为断开状态之后，对选择电路S1～S6进行控制以选择下限基准电压VRN。由于积蓄在电容元件C1～C6中的电荷被保持，所以电容元件C1～C6的两端间的电位差一直是(VREF-VCDS)，比较电路71的输入电压VIN为(VREF-VCDS+VRN)。
(3)逐次比较AD转换时
与保持时同样，逻辑电路73将开关电路72控制为断开状态，并且对选择电路S6进行控制以选择下限基准电压VRN。另一方面，逻辑电路73使选择电路S1～S5的状态从MSB侧起依次变化。
比较电路71的输入电压VIN是通过由电容元件C1～C6对施加到电容元件C1～C6的另一端的电压进行分压而确定的，由此，比较电路71的输出信号OUT为高电平或低电平。逻辑电路73根据比较电路71的输出信号OUT来估计像素信号的电压VCDS，求出像素数据的高位5比特并锁存于移位寄存器等。
首先，逻辑电路73对选择电路S5进行切换以选择上限基准电压VRP。由此，向电容元件C5的另一端施加上限基准电压VRP，因此比较电路71的输入电压VIN为(VREF-VCDS+(VRP+VRN)/2)。因此，比较电路71判定像素信号的电压VCDS比(VRP+VRN)/2大还是小。
如果比较电路71的输出信号OUT为高电平，则逻辑电路73判定为像素数据的MSB为“1”，保持选择电路S5的状态。另一方面，如果比较电路71的输出信号OUT为低电平，则逻辑电路73判定为像素数据的MSB为“0”，对选择电路S5进行切换以再次选择下限基准电压VRN。
接着，逻辑电路73对选择电路S4进行切换以选择上限基准电压VRP。如果比较电路71的输出信号OUT为高电平，则逻辑电路73判定为像素数据的第2比特为“1”，保持选择电路S4的状态。另一方面，如果比较电路71的输出信号OUT为低电平，则逻辑电路73判定为像素数据的第2比特为“0”，对选择电路S4进行切换以再次选择下限基准电压VRN。
同样，逻辑电路73通过依次切换选择电路S3～S1来求出像素数据的第3比特～第5比特。在逐次比较AD转换结束的时间点，比较电路71的输入电压VIN比基准电压VREF低，因此比较电路71的输出信号OUT为高电平。
(4)积分AD转换时
在逐次比较AD转换之后进行积分AD转换。逻辑电路73将开关电路72保持为断开状态，并且将选择电路S1～S5保持为逐次比较AD转换结束的时间点的状态。另一方面，逻辑电路73对选择电路S6进行控制以选择DAC 80的输出电压VDAC。
逻辑电路73将表示斜坡波形(积分波形)的斜坡代码LAMP(以下为6比特)供给到DAC 80。DAC 80通过对斜坡代码LAMP进行DA转换，可以生成从下限基准电压VRN最大变化到上限基准电压VRP的输出电压VDAC，也可以生成从(VRN-ΔVR/2)最大变化到(VRP+ΔVR/2)的输出电压VDAC(ΔVR＝VRP-VRN)。以下，对后者的情况进行说明。
逻辑电路73通过将斜坡代码LAMP从“0”起每次增加1，DAC 80的输出电压VDAC每次上升一个阶段。由于DAC 80的输出电压VDAC被施加到电容元件C6的另一端，所以比较电路71的输入电压VIN也每次上升1个阶段。
逻辑电路73捕捉比较电路71的输出信号OUT从高电平变化为低电平时的斜坡代码LAMP，从该斜坡代码LAMP中减去规定的偏移值而求出像素数据的低位6比特。由于电容元件C6的电容值与电容元件C1的电容值大致相等，DAC 80的输出电压VDAC的最大变化幅度为2(VRP-VRN)，所以通过积分AD转换求出的像素数据的低位6比特中的最高位比特相当于像素数据的第5比特。
逻辑电路73将通过逐次比较AD转换求出的像素数据的第1～第5比特与通过积分AD转换求出的像素数据的第5～第10比特相加，从而生成10比特的像素数据。例如，在通过逐次比较AD转换求出的像素数据的第1～第5比特为“01010”、通过积分AD转换求出的像素数据的第5～第10比特为“101010”的情况下，生成像素数据“0101101010”。在该情况下，通过逐次比较AD转换求出的像素数据的第5比特“0”被校正为“1”。
在图3所示的模拟数字转换器中，以基准电压VREF、上限基准电压VRP以及下限基准电压VRN等在AD转换动作中不发生变动为前提，比较电路71的输入电压VIN是通过电容元件C1～C6和寄生电容的电容耦合来确定的。因此，模拟数字转换器的精度根据电容元件C1～C6的布局或布线的引绕等布局设计而较大程度地变化。
在本实施方式中，电容元件C1～C6分别由具有MOS构造的电容器件(MOS电容器)构成。例如，电容元件C1～C6分别由排列成电容单元阵列的1个电容单元或多个电容单元的组合而构成。通常，在图像传感器等中使用的电容单元的单位电容根据芯片面积或消耗电流的情况而被设计成几十fF(f(毫微微)为10-15)。
与电容元件C1～C6的电连接是通过使用铝(Al)等金属的多层布线和钨(W)等金属的接触插塞来进行的，其中，该多层布线在半导体衬底上隔着各个层间绝缘膜配置，该接触插塞设置在形成于层间绝缘膜的接触孔内。此时，在与电容元件C1～C6的一端连接的第1布线和与电容元件C1～C6的另一端连接的多个第2布线之间产生寄生电容。
当对被附加于1个电容单元的寄生电容进行合计时，有时为大致0.1fF以上，意料之外的寄生电容相对于电容单元的单位电容(几十fF)为百分之几的误差，AD转换的精度降低。并且，为了使模拟数字转换器的转换速度高速化，有效的是减小电容元件的电容值，但由于意料之外的寄生电容的影响增大，所以会妨碍转换速度的高速化。
<第1布局例>
图4是示出图3所示的多个电容元件的第1布局例的俯视图，图5是图4所示的V-V线处的剖视图。另外，在图4中，省略了绝缘膜，在图5中，省略了一部分绝缘膜。
作为一例，在图4中示出了构成图3所示的电容元件C3～C5的多个电容单元。电容元件C3由电容单元C31～C34(还参照图6)这4个电容单元构成，电容元件C4由包含电容单元C41和C42的8个电容单元构成，电容元件C5由包含电容单元C51和C52的16个电容单元构成。
如图4和图5所示，电容单元C51具有：第1电极131，其配置在半导体衬底130内；第2电极151，其以隔着第1绝缘膜140与第1电极131对置的方式配置在半导体衬底130的上方；以及第3电极171，其在第2电极151的与半导体衬底130侧相反的一侧，以隔着第2绝缘膜160与第2电极151对置的方式配置在半导体衬底130的上方，并且与第1电极131电连接。
并且，电容单元C52具有：第1电极132，其配置在半导体衬底130内；第2电极151，其以隔着第1绝缘膜140与第1电极132对置的方式配置在半导体衬底130的上方；以及第3电极172，其在第2电极151的与半导体衬底130侧相反的一侧，以隔着第2绝缘膜160与第2电极151对置的方式配置在半导体衬底130的上方，并且与第1电极132电连接。另外，在电容单元C51和电容单元C52中共用第2电极151。
例如，半导体衬底130由含有P型杂质的硅(Si)等构成，第1电极131和132由配置在半导体衬底130内的N型杂质区域构成。并且，第1绝缘膜140由配置在半导体衬底130上的栅绝缘膜构成，第2电极151由含有N型或P型杂质并且具有导电性的多晶硅等栅电极构成。
第3电极171和172设置在第1布线层ALA上，该第1布线层ALA在形成有栅电极等的半导体衬底130上隔着第2绝缘膜(层间绝缘膜)160配置。并且，在第1布线层ALA中设置有第1布线170，该第1布线170将第2电极151与比较电路71的第1端子P1(图3)电连接。
并且，在第1布线层ALA的上层，隔着各个层间绝缘膜配置有第2布线层ALB和第3布线层ALC。在第2布线层ALB中设置有中继布线181，该中继布线181与电容单元C51的第3电极171和电容单元C52的第3电极172电连接。在第3布线层ALC中设置有多个第2布线，该多个第2布线分别向图3所示的电容元件C1～C6的另一端供给电压VD1～VD6。
例如，供给电压VD5的第2布线经由第2布线层ALB的中继布线181，与电容单元C51的第1电极131和第3电极171以及电容单元C52的第1电极132和第3电极172电连接。这里，优选第2布线被配置成尽可能远离配置于第1布线层ALA的第1布线170。
图6是示出图3所示的多个电容元件的布局的另一部分的俯视图。另外，在图6中，省略了绝缘膜。在图6中示出了构成图3所示的电容元件C1～C3和C6的多个电容单元。电容元件C2由电容单元C21和C22这两个电容单元构成。另一方面，电容元件C1和C6分别由1个电容单元构成。
如图6所示，电容元件C1具有：第1电极133，其配置在半导体衬底130内；第2电极152，其以隔着第1绝缘膜与第1电极133对置的方式配置在半导体衬底130的上方；以及第3电极173，其在第2电极152的与半导体衬底130侧相反的一侧，以隔着第2绝缘膜与第2电极152对置的方式配置在半导体衬底130的上方，并且与第1电极133电连接。
并且，电容元件C6具有：第1电极134，其配置在半导体衬底130内；第2电极152，其以隔着第1绝缘膜与第1电极134对置的方式配置在半导体衬底130的上方；以及第3电极174，其在第2电极152的与半导体衬底130侧相反的一侧，以隔着第2绝缘膜与第2电极152对置的方式配置在半导体衬底130的上方，并且与第1电极134电连接。另外，在电容元件C1和电容元件C6中共用第2电极152。
在第1布线层中设置有第3电极173和174以及第1布线170，该第1布线170将第2电极152与比较电路71的第1端子P1(图3)电连接。在第2布线层中设置有中继布线183和中继布线184，其中，该中继布线183与电容元件C1的第3电极173电连接，该中继布线184与电容元件C6的第3电极174电连接。
供给电压VD1的第2布线经由第2布线层的中继布线183与电容元件C1的第1电极133和第3电极173电连接。并且，供给电压VD6的第2布线经由第2布线层的中继布线184与电容元件C6的第1电极134和第3电极174电连接。
这样，电容元件C1～C6分别具有：第1电极，其分别与多个选择电路S1～S6中的一个选择电路电连接；第2电极，其与比较电路71的第1端子P1电连接；第3电极，其与第1电极电连接。即，鉴于MOS电容器的偏置电压依赖性，与在比较电路71中总是被施加正的偏置电压的第1端子P1连接的第1布线与电容元件C1～C6的第2电极连接，分别与多个选择电路S1～S6连接的多个第2布线与电容元件C1～C6的第1电极和第3电极连接。
这里，多个电容元件C1～C6的形成在第1电极与第2电极之间的电容的值可以在设计时通过计算来求出。并且，由于形成在第2电极与第3电极之间的电容的值与形成在第1电极与第2电极之间的电容的值成正比，所以不会对多个电容元件C1～C6的电容比的精度造成影响。
根据本实施方式，在模拟数字转换器中进行AD转换时所使用的多个电容元件C1～C6的第2电极被夹在第1电极与第3电极之间而被屏蔽，因此能够抑制在这些电容元件C1～C6中附加意料之外的寄生电容。由此，能够提高多个电容元件C1～C6的电容比的精度，从而提高AD转换的精度。
并且，通过假设形成在第2电极与第3电极之间的电容的值而进行设计，能够缩小多个电容元件C1～C6的布局面积。或者，能够在保持多个电容元件C1～C6的电容值比的精度同时实现低电容化，从而能够缩短采样时间和AD转换时间。并且，还能够提供可缩短采样时间和AD转换时间而进行高速拍摄的固体摄像装置、或者搭载了这种固体摄像装置的机器人。
这里，通过将与多个电容元件C1～C6的第1电极和第3电极连接的多个第2布线配置在比与多个电容元件C1～C6的第2电极连接的第1布线靠上层的位置，能够扩大第1布线与第2布线之间的距离，减小形成在第1布线与第2布线之间的寄生电容。另外，优选第1布线和第2布线以外的信号布线也配置在比第1布线靠上层的位置。
图7是示出电容单元阵列中的电容元件的配置例的俯视图。在图7所示的例子中，多个电容元件C1～C6由电容单元阵列构成，在该电容单元阵列的多行和多列中包含关于对称轴A-A呈线对称地配置的多个电容单元。在这些电容元件中，电容元件C2～C5分别由配置在对称轴A-A的一侧的至少1个电容单元、和配置在对称轴A-A的另一侧的数量相同的电容单元构成。由此，将构成1个电容元件的多个电容单元分散配置，能够使这些电容单元的电容值的偏差平均化。
在该情况下，优选电容元件C2～C5分别由关于对称轴A-A呈线对称地配置的多个电容单元构成。由此，在制造电容单元阵列时，即使用于形成任意电极的掩模的位置出现偏差，但由于在呈线对称地配置的多个电容单元中电容误差被抵消，所以能够使电容元件C2～C5的电容比接近恒定。
例如，电容元件C2由配置在第8行的第1列的1个电容单元、和配置在第8行的第2列的1个电容单元构成。并且，电容元件C3由配置在第7行的第1列和第10行的第1列的两个电容单元以及配置在第7行的第2列和第10行的第2列的两个电容单元构成。
另一方面，电容元件C1和C6分别由关于对称轴A-A呈线对称地配置的两个电容单元构成。电容元件C1和C6分别由1个电容单元构成，因此通过将电容元件C1和电容元件C6设为对称配置，能够容易使电容单元阵列中的其他电容元件对称配置。并且，即使在逐次比较AD转换中使用的电容元件C1的电容值存在误差，也能够通过使用电容元件C6的积分AD转换来降低误差的影响。
随着这样的多个电容元件C1～C6的配置，优选与多个电容元件C1～C6的另一端连接的多个第2布线在规定的布线层中关于对称轴A-A呈线对称地配置。参照图4～图6，分别向多个电容元件C1～C6的另一端供给电压VD1～VD6的多个第2布线在第3布线层ALC中，关于穿过第1布线170的中心的对称轴呈线对称地配置，其中，该第1布线170与电容元件C1～C6的一端连接。由此，在电容单元阵列的布局中，容易扩大第1布线与第2布线之间的距离。
<第2布局例>
图8是示出图3所示的多个电容元件的第2布局例的俯视图。并且，图9是图8所示的IX-IX线处的剖视图，图10是图8所示的X-X线处的剖视图。另外，在图8中，省略了绝缘膜，在图9和图10中省略了一部分绝缘膜。
在第1布局例中，在沿行方向相邻的两个电容单元中共用第2电极，但在第2布局例中，每个电容单元的第2电极是分离的。作为一例，在图8～图10中示出了构成图3所示的电容元件C4的多个电容单元。电容元件C4由包含电容单元C41和C42在内的8个电容单元构成。
如图8～图10所示，电容单元C41具有：第1电极135，其配置在半导体衬底130内；第2电极155，其以隔着第1绝缘膜140与第1电极135对置的方式配置在半导体衬底130的上方；以及第3电极175，其在第2电极155的与半导体衬底130侧相反的一侧，以隔着第2绝缘膜160与第2电极155对置的方式配置在半导体衬底130的上方，并且与第1电极135电连接。另外，第3电极175在图8中被分离成上下两个部分。
并且，电容单元C42具有：第1电极136，其配置在半导体衬底130内；第2电极156，其以隔着第1绝缘膜140与第1电极136对置的方式配置在半导体衬底130的上方；以及第3电极176，其在第2电极156的与半导体衬底130侧相反的一侧，以隔着第2绝缘膜160与第2电极156对置的方式配置在半导体衬底130的上方，并且与第1电极136电连接。另外，第3电极176在图8中被分离成上下两个部分。
在第1布线层ALA中设置有中继布线177，该中继布线177与电容单元C41的第2电极155和电容单元C42的第2电极156电连接。在第2布线层ALB中设置有中继布线185和中继布线180，该中继布线185与电容单元C41的第3电极175和电容单元C42的第3电极176电连接，该中继布线180与第1布线层ALA的中继布线177电连接。在第3布线层ALC中设置有第1布线190和多个第2布线，其中，该第1布线190与第2布线层ALB的中继布线180电连接，该多个第2布线分别向电容元件C1～C6的另一端供给电压VD1～VD6。
例如，供给电压VD4的第2布线经由第2布线层ALB的中继布线185，与电容单元C41的第1电极135和第3电极175以及电容单元C42的第1电极136和第3电极176电连接。另一方面，电容单元C41的第2电极155和电容单元C42的第2电极156经由第1布线层ALA的中继布线177、第2布线层ALB的中继布线180以及第3布线层ALC的第1布线190与比较电路71的第1端子P1(图3)电连接。关于其他方面，第2布局例可以与第1布局例相同。
根据第2布局例，与第1布局例同样，在模拟数字转换器中进行AD转换时所使用的多个电容元件C1～C6的第2电极被夹在第1电极与第3电极之间而被屏蔽。进而，在制造电容单元阵列时，即使用于形成任意电极的掩模的位置出现偏差，也能够减少由单一的电容单元构成的电容元件C1和C6的电容的偏差。由此，能够提高电容元件的电容比的精度，从而提高AD转换的精度。
<非线性误差的模拟结果>
图11是示出采用了第1布局例的模拟数字转换器中的非线性误差的模拟结果的图。在图11中，横轴表示模拟输入电压[V]，纵轴表示数字输出信号相对于模拟输入电压的误差为LSB的几倍。
作为提取采用了第1布局例的模拟数字转换器的寄生电容而计算出的非线性误差，在图11中示出了DNL(Differential Non-Linearity：微分非线性误差)和INL(IntegralNon-Linearity：积分非线性误差)。如图11所示，根据第1布局例，由于DNL和INL被抑制得非常小，所以能够实现线性精度优异的模拟数字转换器。
本发明并不限定于以上说明的实施方式，在该技术领域中具有常规知识的技术人员能够在本发明的技术思想内进行多种变形。例如，也能够对从以上说明的实施方式中选择出的多个实施方式进行组合而实施。

Claims (9)

1.一种机器人，其具有：
基部；以及
臂部，其以能够相对于所述基部进行移动的方式被支承于所述基部，包含固体摄像装置，
在该机器人中，
所述固体摄像装置包含模拟数字转换器，该模拟数字转换器对通过从受光元件读出像素信息而生成的像素信号进行模拟数字转换，
所述模拟数字转换器具有：
比较电路，其将施加到第1端子的电压与施加到第2端子的基准电压进行比较，并从第3端子输出表示比较结果的输出信号；
多个电容元件，它们分别具有经由第1布线与所述比较电路的所述第1端子连接的一端，并且所述多个电容元件包含具有规定的电容比的第1电容元件～第m电容元件、和具有与所述第1电容元件大致相等的电容的第m+1电容元件，其中，m为2以上的整数；以及
多个选择电路，它们分别经由多个第2布线与所述多个电容元件的另一端连接，
所述多个电容元件分别具有：
第1电极，其配置在半导体衬底内，与所述另一端电连接；
第3电极，其以与所述第1电极对置的方式配置在所述半导体衬底的上方，与所述另一端电连接；
第2电极，其在所述半导体衬底的上方以与所述第1电极和所述第3电极对置的方式配置在所述第1电极与所述第3电极之间，与所述一端电连接；
第1绝缘膜，其配置在所述第1电极与所述第2电极之间；以及
第2绝缘膜，其配置在所述第3电极与所述第2电极之间，
所述多个电容元件由电容单元阵列构成，在该电容单元阵列的多行和多列中包含关于对称轴呈线对称地配置的多个电容单元，所述第1电容元件～所述第m电容元件中的第2电容元件～第m电容元件分别由配置在所述对称轴的一侧的至少1个电容单元、和配置在所述对称轴的另一侧的数量相同的电容单元构成。
2.一种模拟数字转换器，其中，该模拟数字转换器具有：
比较电路，其将施加到第1端子的电压与施加到第2端子的基准电压进行比较，并从第3端子输出表示比较结果的输出信号；
多个电容元件，它们分别具有经由第1布线与所述比较电路的所述第1端子连接的一端，并且所述多个电容元件包含具有规定的电容比的第1电容元件～第m电容元件和具有与所述第1电容元件大致相等的电容的第m+1电容元件，其中，m为2以上的整数；以及
多个选择电路，它们分别经由多个第2布线与所述多个电容元件的另一端连接，
所述多个电容元件分别具有：
第1电极，其配置在半导体衬底内，与所述另一端电连接；
第3电极，其以与所述第1电极对置的方式配置在所述半导体衬底的上方，与所述另一端电连接；
第2电极，其在所述半导体衬底的上方以与所述第1电极和所述第3电极对置的方式配置在所述第1电极与所述第3电极之间，与所述一端电连接；
第1绝缘膜，其配置在所述第1电极与所述第2电极之间；以及
第2绝缘膜，其配置在所述第3电极与所述第2电极之间，
所述多个电容元件由电容单元阵列构成，在该电容单元阵列的多行和多列中包含关于对称轴呈线对称地配置的多个电容单元，所述第1电容元件～所述第m电容元件中的第2电容元件～第m电容元件分别由配置在所述对称轴的一侧的至少1个电容单元、和配置在所述对称轴的另一侧的数量相同的电容单元构成。
3.根据权利要求2所述的模拟数字转换器，其中，
所述多个第2布线配置在比所述第1布线靠上层的位置。
4.根据权利要求2所述的模拟数字转换器，其中，
所述第2电容元件～所述第m电容元件分别由关于所述对称轴呈线对称地配置的多个电容单元构成。
5.根据权利要求2所述的模拟数字转换器，其中，
所述第1电容元件和所述第m+1电容元件分别由关于所述对称轴呈线对称地配置的两个电容单元构成。
6.根据权利要求2～5中的任意一项所述的模拟数字转换器，其中，
在规定的布线层中，所述多个第2布线关于所述对称轴呈线对称地配置。
7.根据权利要求2～5中的任意一项所述的模拟数字转换器，其中，
在将模拟信号转换成数字信号时，所述第1电容元件～所述第m电容元件用于通过逐次比较AD转换来生成所述数字信号的高位m比特。
8.根据权利要求7所述的模拟数字转换器，其中，
在将所述模拟信号转换成所述数字信号时，所述第m+1电容元件用于通过积分AD转换来生成所述数字信号的第m比特之后的比特，将通过逐次比较AD转换生成的所述数字信号的高位m比特和通过积分AD转换生成的所述数字信号的第m比特之后的比特相加。
9.一种固体摄像装置，该固体摄像装置具有：
受光元件，其具有光电转换功能；以及
权利要求2～8中的任意一项所述的模拟数字转换器，其对通过从所述受光元件读出像素信息而生成的像素信号进行模拟数字转换。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP7286963B2 (ja) * 2018-12-26 2023-06-06 セイコーエプソン株式会社 ロボットシステムおよびロボット制御方法
US11012653B2 (en) * 2019-10-14 2021-05-18 Pixart Imaging Inc. Image sensor apparatus and method capable of rapidly reading out and processing pixel voltages of pixel array

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000031824A (ja) * 1998-07-13 2000-01-28 Nec Corp Ａ／ｄコンバータ用オフセットキャンセルコンパレータ
JP2008067063A (ja) * 2006-09-07 2008-03-21 Canon Inc 固体撮像装置及び撮像システム
CN103023504A (zh) * 2012-12-18 2013-04-03 中国科学院微电子研究所 一种逐次逼近型adc版图结构
CN105208303A (zh) * 2014-06-18 2015-12-30 佳能株式会社 Ad转换装置、固态成像装置和成像系统

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2335320A (en) * 1998-03-14 1999-09-15 Sharp Kk Digital-to-analogue converters
US6473021B1 (en) * 2001-07-30 2002-10-29 Cirrlus Logic, Inc. Analog to digital conversion circuits, systems and methods with gain scaling switched-capacitor array
JP3843942B2 (ja) 2002-12-25 2006-11-08 株式会社デンソー Ｄ／ａ変換器およびａ／ｄ変換器
JP4021413B2 (ja) * 2004-01-16 2007-12-12 ファナック株式会社 計測装置
DE102006029734B4 (de) * 2006-06-28 2014-02-06 Lantiq Deutschland Gmbh Binäres Netzwerk für einen nach dem Prinzip der sukzessiven Approximation arbeitenden Analog-Digital-Wandler mit redundantem Gewicht
US7656338B2 (en) * 2007-05-23 2010-02-02 Seiko Epson Corporation Analog-digital converter and image sensor
JP5071212B2 (ja) 2007-05-23 2012-11-14 セイコーエプソン株式会社 アナログ−デジタル変換器及びこれを用いたイメージセンサ
JP2009169071A (ja) * 2008-01-16 2009-07-30 Sony Corp 表示装置
JP2010272800A (ja) 2009-05-25 2010-12-02 Mitsumi Electric Co Ltd デジタル−アナログ変換器及びこれを用いたアナログ−デジタル変換器
JP6007499B2 (ja) 2012-02-06 2016-10-12 ソニー株式会社 固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法、及び、電子機器
US9490373B2 (en) 2012-02-02 2016-11-08 Sony Corporation Solid-state imaging device and electronic apparatus with improved storage portion
JP6415190B2 (ja) * 2014-09-03 2018-10-31 キヤノン株式会社 ロボット装置、ロボット制御プログラム、記録媒体、およびロボット装置の制御方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000031824A (ja) * 1998-07-13 2000-01-28 Nec Corp Ａ／ｄコンバータ用オフセットキャンセルコンパレータ
JP2008067063A (ja) * 2006-09-07 2008-03-21 Canon Inc 固体撮像装置及び撮像システム
CN103023504A (zh) * 2012-12-18 2013-04-03 中国科学院微电子研究所 一种逐次逼近型adc版图结构
CN105208303A (zh) * 2014-06-18 2015-12-30 佳能株式会社 Ad转换装置、固态成像装置和成像系统

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