CN112019776B - 光电转换装置和设备 - Google Patents

光电转换装置和设备 Download PDF

Info

Publication number
CN112019776B
CN112019776B CN202010458871.3A CN202010458871A CN112019776B CN 112019776 B CN112019776 B CN 112019776B CN 202010458871 A CN202010458871 A CN 202010458871A CN 112019776 B CN112019776 B CN 112019776B
Authority
CN
China
Prior art keywords
pixel array
potential
photoelectric conversion
substrate
junction
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.)
Active
Application number
CN202010458871.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112019776A (zh
Inventor
小林秀央
乾文洋
吉田大介
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 CN112019776A publication Critical patent/CN112019776A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112019776B publication Critical patent/CN112019776B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
    • G01J1/44—Electric circuits
    • G01J1/46—Electric circuits using a capacitor
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
    • H04N25/67—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to fixed-pattern noise, e.g. non-uniformity of response
    • H04N25/671—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to fixed-pattern noise, e.g. non-uniformity of response for non-uniformity detection or correction
    • H04N25/677—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to fixed-pattern noise, e.g. non-uniformity of response for non-uniformity detection or correction for reducing the column or line fixed pattern noise
    • 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
    • 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
    • H01L27/14634—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
    • H01L27/14636—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
    • H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS imagers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/60—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise
    • H04N25/67—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to fixed-pattern noise, e.g. non-uniformity of response
    • H04N25/671—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to fixed-pattern noise, e.g. non-uniformity of response for non-uniformity detection or correction
    • 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
    • H04N25/78—Readout circuits for addressed sensors, e.g. output amplifiers or A/D converters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
    • G01J1/44—Electric circuits
    • G01J2001/4446—Type of detector
    • G01J2001/446—Photodiode

Landscapes

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

Abstract

本发明提供光电转换装置和设备。光电转换装置包括：包括像素阵列的第一基板；包括被构造为从像素阵列读出信号的读出电路的第二基板；以及从外部对其施加驱动电位的驱动端子。读出电路包括第一节点和第二节点，经由布置在像素阵列中的导电线将所述驱动电位从所述驱动端子供应至第一节点，而不经过像素阵列将所述驱动电位从驱动端子供应至第二节点。

Description

光电转换装置和设备
技术领域
本发明涉及光电转换装置和设备。
背景技术
日本特开2018-125620号公报描述了一种固态图像拍摄装置，其具有第一半导体基板、绝缘体和第二半导体基板堆叠于其中的结构。在第一半导体基板上布置像素、行选择信号线、垂直移位寄存器、垂直信号线、接地布线、接地垫等，并且在第二半导体基板上布置差分放大器电路、存储电容器等。提供第一通孔和第二通孔以将提供在第一半导体基板上的布线与提供在第二半导体基板上的布线连接。第一通孔布置在于第一半导体基板的像素阵列中布置的垂直信号线与第二半导体基板的差分放大器电路之间的电气路径中。第二通孔布置在于第一半导体基板的像素阵列中布置的接地线与第二半导体基板的存储电容器的一个端子之间的电气路径中。
在一种布置中，诸如接地电位等的电位从布置在一个基板的像素阵列中的诸如接地线等的导电线供应至布置在另一个基板上的读出电路，由于导电线的电位改变可能发生屏蔽。
发明内容
本发明提供了降低屏蔽的技术优势。
本发明的第一方面提供光电转换装置，其包括：包括像素阵列的第一基板；包括被构造为从像素阵列读出信号的读出电路的第二基板；以及从外部对其施加驱动电位的驱动端子，其中读出电路包括第一节点和第二节点，经由布置在像素阵列中的导电线将驱动电位从驱动端子供应至第一节点，而不经过像素阵列将驱动电位从驱动端子供应至第二节点。
本发明的第二方面提供设备，其包括：如本发明的第一方面所限定的光电转换装置；和连接至光电转换装置的装置。
通过参考附图对示例性实施例的以下描述，本发明的其他特征将变得显而易见。
附图说明
图1是示例性地示出根据实施例的形成光电转换装置的第一基板的布置的视图。
图2是示例性地示出根据实施例的形成光电转换装置的第二基板的布置的视图。
图3是示意性地示出根据实施例的光电转换装置的布置的视图。
图4是示例性地示出根据实施例的光电转换装置中的像素的布置的视图。
图5是示例性地示出根据实施例的形成光电转换装置的第二基板的另一布置的视图。
图6是示出根据实施例的设备的布置的框图。
图7A和图7B是示出了根据另一实施例的设备的布置的视图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述实施例。应当注意，以下实施例并不旨在限制要求保护的发明的范围。在实施例中描述了多个特征，但并非所有这些特征对于本发明而言都是限制，而是可以将多个这些特征适当地组合。此外，在附图中，相同的附图标记表示相同或类似的构造，并且将省略其重复描述。
在以下描述中，“驱动电位”是指接地电位或者电位高于接地电位的电源电位，并且“驱动端子”是指被提供以供应驱动电位的端子。“连接”是指电连接。除了两个元件之间的直接连接之外，两个元件之间的连接(电连接)可以包括经由其他元件的两个元件之间的连接。“接合点”提供电连接。
参考图1至图4，将描述根据实施例的光电转换装置1。如图3中示意性地示出，能够通过堆叠第一基板10和第二基板20形成根据实施例的光电转换装置1。提供在第一基板10上的接合点130和提供在第二基板20上的接合点131能够彼此接合。能够从驱动端子将施加至接合点130和131。提供在第一基板10上的接合点160和提供在第二基板20上的接合点161能够彼此接合。能够经由像素阵列中的导电线将驱动电位从驱动端子施加至接合点160和161。
图1示意性地示出第一基板10的布置示例，图2示意性地示出第二基板20的布置示例。第一基板10包括像素阵列110，像素阵列110包括多个像素100从而形成多个行和多个列。第二基板20包括从第一基板10的像素阵列110读出信号的读出电路200。多个列信号线170布置在像素阵列110中。可以将与像素阵列110的行数相对应数目的像素100连接至各个列信号线170。
列信号线170连接至接合点120。接合点120连接至提供在第二基板20上的接合点121。尽管在图3中没有示出接合点120和121，但是接合点120和121以类似于接合点160和161之间的接合的方式接合。接合点120和121可以用于将第一基板10的像素阵列110中的列信号线170连接至第二基板20的读出电路200。第一基板10可以包括施加有作为驱动电位示例的接地电位的接合点(第一接合点)130和施加有作为驱动电位示例的接地电位的接合点(第三接合点)160。第二基板20可以包括施加有作为驱动电位示例的接地电位的接合点(第二接合点)131和施加有作为驱动电位示例的接地电位的接合点(第四接合点)161。第一基板10的接合点130和第二基板20的接合点131可以彼此连接。第一基板10的接合点160和第二基板20的接合点161可以彼此连接。
接合点130布置在像素阵列110外部并且连接至导电线(接地线)140，并且接合点160布置在像素阵列110中并且连接至导电线140。也就是说，接合点130和接合点160通过导电线140彼此连接。电阻180和电阻184可以寄生在导电线140上。电阻180是像素阵列110外部的导电线140的电阻，并且电阻184是像素阵列110中位于像素阵列110的端部和接合点160之间的导电线140的电阻。第一基板10可以包括将多个导电线140彼此连接的连接线150。连接线150可以以与第一基板10正交投影的方式布置在(从其平面上看)像素阵列110的外部。
第二基板20包括从像素阵列110读出信号的读出电路200，读出电路200可以包括被提供为使得一列电路CC与一列信号线170相对应的多个列电路CC。在图2中，仅示出一个这样的列电路CC。第二基板20可以包括用于将接地电位作为驱动电位外部施加至接合点131的驱动端子(垫)190。此处，可以提供多个驱动端子190使得一个驱动端子190与一个接合点131相对应。
读出电路200(列电路CC)可以被构造为经由列信号线170以及接合点120和121从像素100读出信号。另一方面，读出电路200(列电路CC)可以被构造为处理经由列信号线170以及接合点120和121从像素100提供的信号。读出电路200(列电路CC)可以包括第一节点N1，驱动电位(接地电位)经由布置在像素阵列110中的导电线140(以及经由接合点131、130、160和161)从驱动端子190供应至第一节点N1。读出电路200还可以包括第二节点N2，驱动电位(接地电位)不经过像素阵列110从驱动端子190供应至第二节点N2。
例如，读出电路200可以被构造为用作AD转换器，该AD转换器生成与经由列信号线170以及接合点120和121从像素100提供的信号(模拟信号)相对应的数字信号。读出电路200可以包括例如电流源210、差分放大器(比较器)220、第一电容器230、第二电容器250和第三电容器240。读出电路200可以包括将斜坡信号作为基准电位供应至各个列电路CC的供应源260。
差分放大器220包括第一输入端子IN1和第二输入端子IN2。电流源210布置在连接像素阵列110的列信号线170(连接至列信号线170的接合点121)和接合点131的路径中。在一个示例中，布置电流源210使得连接至像素阵列110的列信号线170的接合点121直接连接至接合点131。第一电容器230布置在连接列信号线170(连接至列信号线170的接合点121)和第一输入端子IN1的路径中。第二电容器250布置在连接第一节点N1和第二输入端子IN2的路径中。供应源260可以将斜坡信号作为基准电位供应至差分放大器220的第二输入端子IN2。这里，可以将斜坡信号作为基准信号经由第三电容器240供应至第二输入端子IN2。尽管未示出，但是读出电路200包括计数器，该计数器在AD转换开始时开始计数并生成计数值。另外，列电路CC包括连接到差分放大器(比较器)220的输出端子并且来自计数器的计数值输入到的存储器。存储器根据差分放大器(比较器)220的输出的反转来保持计数值。该计数值用作与像素100的信号相对应的数字信号。需要注意的是，AD转换器的布置不限制于该示例并且，例如，可以在各个列电路CC中提供连接到差分放大器(比较器)220的输出端子的计数器。在这种情况下，计数器根据差分放大器(比较器)220的输出的反转来停止计数。因此，计数器生成与像素100的信号相对应的数字信号。
图4示出了布置在第一基板10的像素阵列110中的一个像素100的布置示例。像素100可以包括例如光电转换器400、转移晶体管410、电荷-电压转换器(浮动扩散)420、源极跟随器晶体管430和复位晶体管460。光电转换器400由例如阳极连接到接地线450的光电二极管形成，，并且可以光电转换入射光并累积生成的电荷。当由行驱动电路(未示出)驱动的读出信号READ被设置为有效电平时，转移晶体管410可以将累积在光电转换器400中的电荷转移至电荷-电压转换器420。与转移的电荷的量相对应的电位出现在电荷-电压转换器420中。源极跟随器晶体管430与连接到列信号线170的电流源210一起形成源极跟随器电路，并将与电荷-电压转换器420的电位相对应的信号输出至列信号线170。将源极跟随器晶体管430布置为使得电源线470连接到列信号线170。当将由行驱动电路驱动的复位信号RES设置为有效电平时，复位在晶体管460复位电荷-电压转换器420的电位。
像素100可进一步包括选择晶体管440。当将由行驱动电路驱动的选择信号SEL设置为有效电平时(即，当像素100被选择时)，选择晶体管440导通从而能够通过源极跟随器晶体管430驱动列信号线170。选择晶体管440可以被省略。当省略选择晶体管440时，可以通过控制由复位晶体管460复位的电荷-电压转换器420的电位将像素100控制为选择状态或非选择状态。
将参照图2描述从像素100读出信号的操作。将出现在列信号线170中的像素100的信号经由接合点120和121供应至列电路CC的第一电容器230。另一方面，通过供应源260生成的作为基准电位的斜坡信号被供应至列电路CC的第三电容器240。差分放大器220用作比较器。从供应源260供应至列电路CC的斜坡信号的斜率取决于第二电容器250和第三电容器240之间的电容比。第二电容器250的电容比第三电容器240的电容大的越多，供应至差分放大器220的斜坡信号的斜率越大。换句话说，第二电容器250的电容比第三电容器240的电容大的越多，AD转换的增益越大。通过使得第二电容器250和/或第三电容器240的电容值可变，使得AC转换的增益可变。
在一个示例中，生成斜坡信号使得其电位逐渐降低。当第二输入端子IN2的电位下降到低于第一输入端子IN1的电位时，作为比较器的差分放大器220的输出信号被反转，并且上述计数器停止计数。因此，像素100的信号被读出为数字信号。
下面将描述作为驱动电位的示例的接地电位的供应形式。驱动端子190可以被布置在第二基板20上。供应至驱动端子190的接地电位可以经由接合点131和130供应至第一基板10的导电线(接地线)140。此处，可以布置多个驱动端子190，并且可以相应地提供多个接合点131、多个接合点130和多个导电线140。多个导电线140可以通过连接线150彼此连接。供应至第一基板10的导电线140的接地电位被供应至像素100的接地线450(见图4)。另外，供应至像素阵列110的接地电位经由接合点160和161进一步供应至第二基板20，且供应至读出电路200的各个列电路CC的第二电容器250的一个端子。
根据该布置，当由于磁噪声在导电线140中感应的电位变化经由像素阵列110出现在列信号线170中时，类似的电位变化经由接合点160和161以及第二电容器250出现在差分放大器220的第二输入端子IN2处。即，由于磁噪声而在差分放大器220的第一输入端子IN1中出现的电位变化的影响通过由于磁噪声在差分放大器220的第一输入端子IN1中出现的电位变化而降低。如上所述，通过经由第一基板10的导电线140将接地电位供应给读出电路200的第二电容器250来降低磁噪声的影响，从而可以减少屏蔽。
考虑到降低磁噪声的影响，优选的是，像素阵列110外部的导电线140的电阻180的电阻值大于像素阵列110中的导电线140的电阻184的电阻值。这是因为，由于由磁噪声在电阻180中感应的电动势(噪声)影响像素阵列110的所有行中的像素100和读出电路200，所以在任何行中的像素100的信号的读出中磁噪声的影响可以被降低。另一方面，在像素阵列110中的电阻184中感应出的电动势对于布置了像素100的各个行是不同的，从而磁噪声的影响在各行之间是不同的。因此，为了降低行之间的磁噪声的影响的差异，在像素阵列110中的电阻184中感应的电动势应尽可能小。
在图2中所示的示例中，接地电位经由第二基板20的导电线而不经过第一基板10的导电线140从驱动端子190供应至电流源210。因此，有可能防止流过电流源210的电流流过第一基板10的导电线140。因此，有可能防止导电线140的电位被电阻184改变。另外，由于可以增加电阻180的电阻值，因此在减小磁噪声的影响方面是有利的。
这里，已经描述了将接地电位经由第二基板20的导电线而不经过第一基板10的导电线140从驱动端子190供应至电流源210的示例，但这仅是示例。通过例如将接地电位经由第二基板20的导电线而不经过第一基板10的导电线140从驱动端子190供应至差分放大器220也可以得到类似的效果。在图1和图2所示的示例中，接合点160和161对于每多个列布置，但是接合点160和161可以对于各列布置。通过使用相同的驱动端子190来将接地电位供应至电流源210并且将接地电位供应至导电线140，可以减少驱动端子190的数量。
驱动端子190可以提供在第一基板10上，但是优选提供在第二基板20上。后者在稳定将接地电位供应给电流源210的接地线的电位和降低磁噪声的影响方面是有利的。这是因为在像素阵列110外部的接合点130和131中生成的寄生电阻等于电阻180的增加。另一方面，像素阵列110中的接合点160和161的寄生电阻对于降低磁噪声的影响没有贡献。因此，接合点160和161的寄生电阻应该小于接合点130和131的寄生电阻。例如，可以通过增加接合点的数量和/或尺寸来减小接合点的寄生电阻。
连接多条导电线140的连接线150有利于防止从像素阵列110中的像素100观察的接地线的电阻根据列的位置而改变。另外，在第一基板10上提供连接线150有利于提高在第二基板20上驱动端子190的布置自由度。例如，易于在多个驱动端子190之间布置不同的接地端子和/或电源端子。
连接电流源210和第一电容器230的节点可以被理解为用于从像素阵列110至读出电路200(列电路CC)的信号的信号输入节点。实施例的概念可以被理解为使得提供给读出电路200的信号输入节点的信号的电位由于噪声而改变的方向与施加于第一节点N1的驱动电位(接地电位)由于噪声而改变的方向相同。
图5示出了实施例的另一布置示例。在图5所示的布置示例中，读出电路200被构造为增益放大器。更具体地，读出电路200包括差分放大器530、电流源210、第一电容器540、第二电容器520、第三电容器550和开关510。差分放大器530包括第一输入端子IN1和第二输入端子IN2。电流源210连接到像素阵列110的列信号线170。第一电容器(输入电容)540布置在连接列信号线170和第一输入端子IN1的路径中。第二电容器(保持电容)520布置在连接第一节点N1和第二输入端子IN2的路径中。第三电容器(反馈电容)550布置在差分放大器530的第一输入端子IN1与输出端子之间的路径中。供应源500将基准电位供应至第二输入端子IN2。接地电位经由布置在第二基板20上的导电线从驱动端子190供应到电流源210。供应源500生成固定电位作为基准电位，并且将该固定电位经由开关510供应至第二输入端子IN2。差分放大器530、第一电容器540和第三电容器550形成增益放大器。
在由第二电容器520保持基准电位的同时从列信号线170提供给接合点121(信号输入节点)的信号被由差分放大器530、第一电容器540和第三电容器550形成的增益放大器放大。在这种布置中，当由于磁噪声而在导电线140中感应的电位变化经由像素阵列110出现在列信号线170中时，类似的电位变化经由接合点160和161以及第二电容器520出现在差分放大器530的第二输入端子IN2中。即，由于磁噪声而在差分放大器220的第一输入端子IN1中出现的电位变化的影响通过由于磁噪声在差分放大器220的第一输入端子IN1中出现的电位变化而降低。
根据上述实施例的代表性光电转换装置1可以形成为检测作为电图像信号的光学图像或光强度分布的图像拍摄装置。作为形成为图像拍摄装置的光电转换装置1的应用，将举例说明诸如相机、智能电话或通用计算机等的电子设备或合并有图像拍摄装置的诸如汽车等的运输设备。相机在概念上不仅包括主要用途是摄像的装置，还包括另外提供有摄像功能的装置(例如，个人计算机或诸如平板电脑的移动终端)。需要注意的是，合并有图像拍摄装置的设备的示例是诸如复印机或扫描仪等的办公设备、用于放射线诊断或内窥镜观察等的医疗设备、诸如工业机器人等的工业设备以及诸如电子显微镜等的分析设备。
图6是示出安装有形成为图像拍摄装置ISD的光电转换装置1的设备EQP的示意图。设备EQP的示例是诸如相机或智能手机等的电子设备(信息设备)或诸如汽车、轮船或飞机等的运输设备。除了包括半导体基板(半导体芯片)的半导体器件IC之外，图像拍摄装置ISD还可以包括存储半导体器件IC的封装PKG。封装PKG可以包括：固定有半导体器件IC的基座；由玻璃等制成的面向半导体器件IC的盖；以及用于连接基座的端子和半导体器件IC的端子的诸如结合布线和凸块等的连接构件。设备EQP可以进一步包括光学系统OPT、控制装置CTRL、处理装置PRCS、显示装置DSPL和存储装置MMRY中的至少一个。光学系统OPT是在图像拍摄装置ISD上形成光学图像并且通过例如由透镜、快门和镜子等实现的系统。控制装置CTRL控制图像拍摄装置ISD的操作，并且是例如诸如ASIC等的半导体器件。处理装置PRCS处理从图像拍摄装置ISD输出的信号，并且是用于形成AFE(模拟前端)或DFE(数字前端)的诸如CPU或ASIC等的半导体器件。显示装置DSPL是EL显示装置或液晶显示装置，其显示由图像拍摄装置ISD获得的信息(图像)。存储装置MMRY是磁性器件或半导体器件，其存储由图像拍摄装置ISD获得的信息(图像)。存储装置MMRY是诸如SRAM或DRAM等的易失性存储器或者诸如闪存或硬盘驱动器等的非易失性存储器。机械装置MCHN包括运动或推进单元，诸如马达或发动机。相机中的机械装置MCHN可以驱动光学系统OPT的组件以进行变焦、对焦操作和快门操作。设备EQP在显示装置DSPL上显示从图像拍摄装置ISD输出的信号，并通过设备EQP的通信装置(未示出)进行外部传输。为此目的，除了包括可以合并图像拍摄装置ISD的控制/信号处理电路中的存储电路和运算电路之外，设备EQP还可以包括存储装置MMRY和处理装置PRCS。
如上所述，光电转换装置1有利于降低屏蔽。因此，合并有光电转换装置1的相机适合作为监视相机、安装在诸如汽车或有轨电车等的运输设备中的车载相机等。将举例说明将合并有光电转换装置1的相机应用于运输设备的示例。运输设备2100可以是例如包括如图7A和图7B所示的车载相机系统2101的汽车。图7A示意性地示出了运输设备2100的外观和主要内部结构。运输设备2100包括光电转换装置2102、图像拍摄系统集成电路(ASIC：专用集成电路)2103、警告装置2112和控制装置2113。
上述光电转换装置1用作各个光电转换装置2102。警告装置2112在从图像拍摄系统、车辆传感器、控制单元等接收到异常信号时警告驾驶员。控制装置2113全面地控制图像拍摄系统、车辆传感器、控制单元等的操作。需要注意的是，运输设备2100不需要包括控制装置2113。在这种情况下，图像拍摄系统、车辆传感器和控制单元各自单独地包括通信接口并且经由通信网络(例如CAN标准)发送/接收控制信号。
图7B是示出运输设备2100的系统布置的框图。运输设备2100包括第一光电转换装置2102和第二光电转换装置2102。即，根据本实施例的车载相机是立体相机。由在各个光电转换装置2102上的各个光学单元2114形成目标图像。从各个光电转换装置2102输出的像素信号由图像预处理器2115处理并发送至图像拍摄系统集成电路2103。图像预处理器2115进行诸如S-N计算和同步信号相加的处理。信号处理器对应于图像预处理器2115和图像拍摄系统集成电路2103的至少一部分。
图像拍摄系统集成电路2103包括图像处理器2104、存储器2105、光学距离测量单元2106、视差计算单元2107、目标识别单元2108、异常检测单元2109和外部接口(I/F)单元2116。图像处理器2104通过处理从各个光电转换装置2102的像素输出的信号来生成图像信号。图像处理器2104还进行图像信号的校正和异常像素的插值。存储器2105临时保持图像信号。存储器2105还可以在光电转换装置2102中存储已知异常像素的位置。光学距离测量单元2106使用图像信号以进行目标的聚焦或距离测量。视差计算单元2107进行视差图像的目标核对(立体匹配)。目标识别单元2108分析图像信号以识别诸如运输设备、人、路标和道路等的目标。异常检测单元2109检测光电转换装置2102的故障或错误操作。当检测到故障或错误操作时，异常检测单元2109将指示检测到异常的信号发送至控制装置2113。外部I/F单元2116传达在图像拍摄系统集成电路2103的单元与控制装置2113或者各种控制单元之间的信息交换。
运输设备2100包括车辆信息获取单元2110和驱动支持单元2111。车辆信息获取单元2110包括车辆传感器，诸如速度/加速度传感器、角速度传感器、转向角传感器、测距雷达和压力传感器等。
驱动支持单元2111包括碰撞确定单元。基于来自光学距离测量单元2106、视差计算单元2107和目标识别单元2108的信息，碰撞确定单元确定是否存在与目标碰撞的可能性。光学距离测量单元2106和视差计算单元2107是获取对象目标的距离信息的距离信息获取单元的示例。即，距离信息包括关于视差、散焦量、到对象目标的距离等的信息。碰撞确定单元可以使用这些距离信息之一确定碰撞的可能性。每个距离信息获取单元可以由专门设计的硬件或软件模块来实现。
已经描述了驱动支持单元2111控制运输设备2100以避免与其他目标碰撞的示例。但是，本发明也可适用于跟随其他车辆的自动驾驶或不偏离车道的自动驾驶的控制。
运输设备2100还包括用于运动或用于支持运动的驱动装置，诸如安全气囊、加速器、制动器、方向盘、变速器、发动机、马达、车轮和螺旋桨。运输设备2100还包括用于这些装置的控制单元。各个控制单元基于控制装置2113的控制信号来控制相应的驱动装置。
在该实施例中使用的图像拍摄系统不仅应用于汽车和有轨电车，而且还适用于诸如船、飞机或工业机器人等的设备。另外，图像拍摄系统不仅适用于运输设备，还适用于诸如ITS(智能运输系统)等的广泛使用目标识别的设备。
虽然已经参考示例性实施例描述了本发明，但是，应当理解，本发明不限于所公开的示例性实施例。下述权利要求的范围应被赋予最宽的解释，以涵盖所有这类修改以及等同的结构和功能。

Claims (12)

1.一种光电转换装置，其包括：
第一基板，其包括像素阵列；
第二基板，其包括被构造为从所述像素阵列读出像素信号的读出电路；以及
驱动端子，其提供在第一基板或第二基板上，其中，作为接地电位或电源电位的驱动电位从光电转换装置的外部施加到驱动端子，
其中，导电线和第一接合点布置在像素阵列中，第二接合点布置在第二基板中，且第一接合点和第二接合点彼此接合，
其中，所述读出电路包括第一节点和第二节点，经由导电线、第一接合点和第二接合点将所述驱动电位从所述驱动端子供应至所述第一节点，而不经过所述像素阵列将所述驱动电位从所述驱动端子供应至所述第二节点，
其中，所述读出电路包括信号输入节点，对所述信号输入节点提供来自所述像素阵列的信号，并且从所述像素阵列提供至所述信号输入节点的所述信号的电位由于噪声而改变的方向，与施加至所述第一节点的驱动电位由于所述噪声而改变的方向相同，
其中，所述读出电路包括：具有第一输入端子和第二输入端子的差分放大器，和布置在连接所述第一节点与所述第二输入端子的路径中的第二电容器。
2.根据权利要求1所述的光电转换装置，其中，所述驱动电位是接地电位。
3.根据权利要求2所述的光电转换装置，其中，所述读出电路还包括：布置在连接所述像素阵列的列信号线与所述第二节点的路径中的电流源，布置在连接所述列信号线与所述第一输入端子的路径中的第一电容器，以及被构造为将基准电位供应至所述第二输入端子的供应源。
4.根据权利要求3所述的光电转换装置，其中，所述供应源生成斜坡信号作为所述基准电位，并且所述斜坡信号经由第三电容器被供应至所述第二输入端子。
5.根据权利要求3所述的光电转换装置，其中，所述供应源生成固定电位作为所述基准电位，并且所述固定电位经由开关被供应至所述第二输入端子。
6.根据权利要求2所述的光电转换装置，其中，所述读出电路包括：包括第一输入端子和第二输入端子的差分放大器，连接至所述像素阵列的列信号线的电流源，布置在连接所述列信号线与所述第一输入端子的路径中的第一电容器，和被构造为将基准电位供应至所述第二输入端子的供应源，以及所述驱动电位从所述第二节点供应至所述差分放大器。
7.根据权利要求1所述的光电转换装置，其中，所述驱动电位是电源电位。
8.根据权利要求1所述的光电转换装置，其中，所述驱动端子布置在所述第二基板上。
9.根据权利要求1所述的光电转换装置，所述光电转换装置进一步包括：
多个导电线，其包括导电线；以及
连接线，其使多个导电线彼此连接，
其中，所述连接线以与所述第一基板正交投影的方式布置在所述像素阵列的外部。
10.根据权利要求1所述的光电转换装置，其中，
所述第一基板包括布置在所述像素阵列外部的第三接合点，以及所述第二基板包括供应有来自所述驱动端子的所述驱动电位并且被接合到所述第一接合点的第四接合点，
布置在所述像素阵列中的导电线延伸至所述第三接合点，
所述像素阵列外部的导电线的电阻值大于所述像素阵列中位于所述像素阵列的端部和所述第三接合点之间的导电线的电阻值。
11.根据权利要求9所述的光电转换装置，其中，
所述第一基板包括布置在所述像素阵列外部的第三接合点，而所述第二基板包括供应有来自所述驱动端子的所述驱动电位并且被接合到所述第三接合点的第四接合点，
布置在所述像素阵列中的导电线延伸至所述第三接合点，
所述像素阵列外部的所述导电线的电阻值大于所述像素阵列中位于所述像素阵列的端部和所述第三接合点之间的导电线的电阻值。
12.一种设备，其包括：
如权利要求1到11中任一项所限定的光电转换装置；以及
连接至所述光电转换装置的装置。
CN202010458871.3A 2019-05-30 2020-05-27 光电转换装置和设备 Active CN112019776B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019-101488 2019-05-30
JP2019101488A JP6986046B2 (ja) 2019-05-30 2019-05-30 光電変換装置および機器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112019776A CN112019776A (zh) 2020-12-01
CN112019776B true CN112019776B (zh) 2024-04-05

Family

ID=70921875

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010458871.3A Active CN112019776B (zh) 2019-05-30 2020-05-27 光电转换装置和设备

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11268851B2 (zh)
EP (1) EP3745709B1 (zh)
JP (1) JP6986046B2 (zh)
CN (1) CN112019776B (zh)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11463644B2 (en) 2018-08-31 2022-10-04 Canon Kabushiki Kaisha Imaging device, imaging system, and drive method of imaging device
US11056519B2 (en) 2019-02-25 2021-07-06 Canon Kabushiki Kaisha Photoelectric conversion device, imaging system, and mobile apparatus
JP6986046B2 (ja) * 2019-05-30 2021-12-22 キヤノン株式会社 光電変換装置および機器
JP7345301B2 (ja) * 2019-07-18 2023-09-15 キヤノン株式会社 光電変換装置および機器
JP7171649B2 (ja) 2020-05-15 2022-11-15 キヤノン株式会社 撮像装置および撮像システム
JP7474123B2 (ja) 2020-06-15 2024-04-24 キヤノン株式会社 光電変換装置、光電変換システム及び移動体
US11736813B2 (en) 2020-07-27 2023-08-22 Canon Kabushiki Kaisha Imaging device and equipment
JP2022119633A (ja) 2021-02-04 2022-08-17 キヤノン株式会社 光電変換装置、電子機器および基板
JP2022130037A (ja) 2021-02-25 2022-09-06 キヤノン株式会社 光電変換装置及び機器
JP2022144241A (ja) 2021-03-18 2022-10-03 キヤノン株式会社 光電変換装置、基板及び機器
JP2022158042A (ja) 2021-04-01 2022-10-14 キヤノン株式会社 光電変換装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102209212A (zh) * 2008-01-29 2011-10-05 索尼株式会社 固态图像传感装置、读出其信号的方法以及摄像装置
CN102209210A (zh) * 2010-03-30 2011-10-05 索尼公司 固态图像拾取设备、信号处理方法、和电子设备
JP2017055099A (ja) * 2015-09-10 2017-03-16 キヤノン株式会社 固体撮像素子、固体撮像素子の製造方法および撮像システム
EP3468169A1 (en) * 2016-05-31 2019-04-10 Sony Semiconductor Solutions Corporation Image capturing device, image capturing method, camera module, and electronic device

Family Cites Families (49)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3833125B2 (ja) 2002-03-01 2006-10-11 キヤノン株式会社 撮像装置
JP4455435B2 (ja) 2004-08-04 2010-04-21 キヤノン株式会社 固体撮像装置及び同固体撮像装置を用いたカメラ
EP1788797B1 (en) 2005-11-18 2013-06-26 Canon Kabushiki Kaisha Solid-state image pickup device
JP5123601B2 (ja) * 2006-08-31 2013-01-23 キヤノン株式会社 光電変換装置
JP5004775B2 (ja) 2007-12-04 2012-08-22 キヤノン株式会社 撮像装置及び撮像システム
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
JP2011238856A (ja) 2010-05-12 2011-11-24 Canon Inc 光電変換装置
JP5632660B2 (ja) 2010-06-18 2014-11-26 キヤノン株式会社 Ａｄ変換器及びそれを複数用いた固体撮像装置
JP5960961B2 (ja) 2010-11-16 2016-08-02 キヤノン株式会社 固体撮像素子及び撮像システム
JP2012147183A (ja) 2011-01-11 2012-08-02 Canon Inc 光電変換装置
JP6045136B2 (ja) 2011-01-31 2016-12-14 キヤノン株式会社 光電変換装置
JP6080447B2 (ja) 2011-12-01 2017-02-15 キヤノン株式会社 光電変換装置
JP5893573B2 (ja) 2012-02-09 2016-03-23 キヤノン株式会社 固体撮像装置
JP2013236222A (ja) 2012-05-08 2013-11-21 Shimadzu Corp アクティブマトリクス基板および放射線検出器
JP5922997B2 (ja) 2012-06-22 2016-05-24 キヤノン株式会社 固体撮像装置
JP2014216349A (ja) 2013-04-22 2014-11-17 キヤノン株式会社 光電変換装置
JP6223055B2 (ja) 2013-08-12 2017-11-01 キヤノン株式会社 光電変換装置
JP6148580B2 (ja) 2013-09-03 2017-06-14 キヤノン株式会社 撮像装置及びカメラ
JP6245997B2 (ja) 2014-01-16 2017-12-13 キヤノン株式会社 固体撮像装置及び撮像システム
JP6246004B2 (ja) 2014-01-30 2017-12-13 キヤノン株式会社 固体撮像装置
JP6261361B2 (ja) 2014-02-04 2018-01-17 キヤノン株式会社 固体撮像装置およびカメラ
JP6057931B2 (ja) 2014-02-10 2017-01-11 キヤノン株式会社 光電変換装置及びそれを用いた撮像システム
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
JP6548391B2 (ja) 2014-03-31 2019-07-24 キヤノン株式会社 光電変換装置および撮像システム
JP6412328B2 (ja) 2014-04-01 2018-10-24 キヤノン株式会社 固体撮像装置およびカメラ
JP6463000B2 (ja) 2014-05-02 2019-01-30 キヤノン株式会社 固体撮像装置及び撮像システム
JP2016005054A (ja) 2014-06-16 2016-01-12 キヤノン株式会社 固体撮像装置
JP2016144151A (ja) 2015-02-04 2016-08-08 キヤノン株式会社 固体撮像装置の駆動方法、固体撮像装置およびカメラ
JP2016201649A (ja) 2015-04-09 2016-12-01 キヤノン株式会社 撮像装置、撮像システム、および撮像装置の駆動方法
KR102422224B1 (ko) * 2015-07-31 2022-07-18 삼성전자주식회사 적층형 이미지 센서 및 이를 포함하는 시스템
US9900539B2 (en) 2015-09-10 2018-02-20 Canon Kabushiki Kaisha Solid-state image pickup element, and image pickup system
US9838637B2 (en) 2015-10-21 2017-12-05 Canon Kabushiki Kaisha Solid-state image sensor, method of controlling the same, image sensing system, and camera
JP6619631B2 (ja) 2015-11-30 2019-12-11 キヤノン株式会社 固体撮像装置および撮像システム
JP6619632B2 (ja) * 2015-11-30 2019-12-11 キヤノン株式会社 固体撮像装置及び固体撮像装置の駆動方法
JP2017117828A (ja) * 2015-12-21 2017-06-29 ソニー株式会社 固体撮像素子および電子装置
CN107277396B (zh) * 2016-03-30 2021-02-26 松下知识产权经营株式会社 摄像装置
US9838621B2 (en) * 2016-05-05 2017-12-05 Omnivision Technologies, Inc. Method and system for implementing H-banding cancellation in an image sensor
JP6738200B2 (ja) 2016-05-26 2020-08-12 キヤノン株式会社 撮像装置
CN107888807B (zh) * 2016-09-29 2020-07-24 普里露尼库斯股份有限公司 固体摄像装置、固体摄像装置的驱动方法以及电子设备
JP6833531B2 (ja) * 2017-01-30 2021-02-24 キヤノン株式会社 固体撮像装置
JP6889571B2 (ja) 2017-02-24 2021-06-18 キヤノン株式会社 撮像装置および撮像システム
WO2019130702A1 (ja) * 2017-12-27 2019-07-04 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
JP2020004888A (ja) * 2018-06-29 2020-01-09 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 撮像素子、撮像装置、及び、電子機器
JP7150504B2 (ja) 2018-07-18 2022-10-11 キヤノン株式会社 固体撮像装置及びその駆動方法
KR102587895B1 (ko) * 2018-09-13 2023-10-12 삼성전자주식회사 픽셀 어레이와 메모리 셀 어레이가 병합된 이미지 센서 및 이를 포함하는 전자 장치
US11393870B2 (en) 2018-12-18 2022-07-19 Canon Kabushiki Kaisha Photoelectric conversion device, imaging system, and mobile apparatus
US11056519B2 (en) 2019-02-25 2021-07-06 Canon Kabushiki Kaisha Photoelectric conversion device, imaging system, and mobile apparatus
JP6986046B2 (ja) * 2019-05-30 2021-12-22 キヤノン株式会社 光電変換装置および機器
JP7345301B2 (ja) * 2019-07-18 2023-09-15 キヤノン株式会社 光電変換装置および機器

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102209212A (zh) * 2008-01-29 2011-10-05 索尼株式会社 固态图像传感装置、读出其信号的方法以及摄像装置
CN102209210A (zh) * 2010-03-30 2011-10-05 索尼公司 固态图像拾取设备、信号处理方法、和电子设备
JP2017055099A (ja) * 2015-09-10 2017-03-16 キヤノン株式会社 固体撮像素子、固体撮像素子の製造方法および撮像システム
EP3468169A1 (en) * 2016-05-31 2019-04-10 Sony Semiconductor Solutions Corporation Image capturing device, image capturing method, camera module, and electronic device

Also Published As

Publication number Publication date
CN112019776A (zh) 2020-12-01
US11268851B2 (en) 2022-03-08
EP3745709A1 (en) 2020-12-02
US20200378828A1 (en) 2020-12-03
EP3745709B1 (en) 2022-03-09
JP6986046B2 (ja) 2021-12-22
JP2020195118A (ja) 2020-12-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112019776B (zh) 光电转换装置和设备
JP7345301B2 (ja) 光電変換装置および機器
US10804310B2 (en) Photoelectric conversion device and imaging system
US11297273B2 (en) Photoelectric conversion apparatus
CN112151561B (zh) 成像装置和设备
JP2019036843A (ja) 撮像装置、カメラおよび輸送機器
US11798970B2 (en) Semiconductor apparatus and equipment
US10425600B2 (en) Solid state imaging device
JP2019012905A (ja) 撮像装置、撮像システム、および、移動体
EP3890018A1 (en) Photoelectric conversion apparatus, photoelectric conversion system, and moving object
JP7102159B2 (ja) 光電変換装置、撮像システム、および、移動体
JP2018085645A (ja) 撮像装置、撮像システム、および、移動体
US11616925B2 (en) Photoelectric conversion apparatus and equipment
US20230154963A1 (en) Photoelectric conversion device, photoelectric conversion system, and moving body
US20220321824A1 (en) Circuit substrate, semiconductor apparatus, equipment, circuit substrate driving method, and semiconductor apparatus manufacturing method
US11832010B2 (en) Conversion apparatus, apparatus, and substrate
US20220208810A1 (en) Photoelectric conversion apparatus, photoelectric conversion system, moving body, and semiconductor substrate
US20240128285A1 (en) Photoelectric conversion device and equipment
US20210280627A1 (en) Semiconductor device and equipment
JP2024019960A (ja) 光電変換装置および機器
JP2024059085A (ja) 光電変換装置、機器
JP2023023218A (ja) 光電変換装置
JP2023072534A (ja) 光電変換装置及び機器
JP2023172505A (ja) 光電変換装置

Legal Events

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