JP2011530165A5

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Publication number: JP2011530165A5
Application number: JP2011521091A
Authority: JP
Filing date: 2009-07-13
Publication date: 2012-06-28
Anticipated expiration: 2029-07-13

Claims

第一の画素アレイを有する第一のセンサ層であって、前記画素の各々は入射光に応答して電荷を収集するフォトディクテクタ、電荷−電圧変換機構及び前記フォトディテクタから前記電荷−電圧変換機構まで電荷を選択的に輸送するトランスファゲートを含み、当該第一のセンサ層は第一の予め選択された領域の波長を有する光を集光する厚みを有し、当該第一のセンサ層は、当該第一のセンサ層上の前記トランスファゲートに接続された１つ以上の金属層を更に含む、第一のセンサ層；
前記第一のセンサ層の上に位置する第二のセンサ層であって、当該第二のセンサ層は第二の画素アレイを有し、前記画素の各々は入射光に応答して電荷を収集するフォトディクテクタ、電荷−電圧変換機構及び前記フォトディテクタから前記電荷−電圧変換機構まで電荷を選択的に輸送するトランスファゲートを含み、当該第二のセンサ層は第二の予め選択された領域の波長を有する光を集光する厚みを有し、当該第二のセンサ層は、当該第二のセンサ層上の前記トランスファゲートに接続された１つ以上の金属層を更に含む、第二のセンサ層；
前記第一のセンサ層の下に位置する回路層であって、当該回路層は前記第一のセンサ層及び前記第二のセンサ層の画素に対するサポート回路を有する、回路層；及び
前記第一のセンサ層及び前記第二のセンサ層の画素と、前記サポート回路との間の層間接続体：
を含む、イメージセンサ。
前記回路層は、前記第一のセンサ層及び前記第二のセンサ層の電荷−電圧変換機構と結合される電荷−電圧変換機構を含む、請求項１に記載のイメージセンサ。
前記回路層は画素アレイをさらに含み、前記画素の各々は入射光に応答して電荷を収集するフォトディテクタ、電荷−電圧変換機構及び前記フォトディテクタから前記電荷−電圧変換機構まで電荷を選択的に輸送するトランスファゲートを含む、請求項１に記載のイメージセンサ。
複数のフォトダイオードが、共通の電荷−電圧変換機構に接続される、請求項１に記載のイメージセンサ。
前記回路層は電荷−電圧変換機構を含み、前記層間接続体は更に、前記第一のセンサ層と前記第二のセンサ層の電荷−電圧変換機構と、前記回路層の電荷−電圧変換機構との間に接続される、請求項１に記載のイメージセンサ。
前記層間接続体を供する行及び列選択回路をさらに含む、請求項１に記載のイメージセンサ。
前記第二のセンサ層の上に位置するカラーフィルタアレイをさらに含む、請求項１に記載のイメージセンサ。
前記第二のセンサ層の上に位置する第三のセンサ層をさらに含み、前記第三のセンサ層は、第三の画素アレイを有し、前記画素の各々は入射光に応答して電荷を収集するフォトディクテクタ、電荷−電圧変換機構及び前記フォトディテクタから前記電荷−電圧変換機構まで電荷を選択的に輸送するトランスファゲートを含み、前記第三のセンサ層は第三の予め選択された領域の波長を有する光を集光する厚みを有し、前記第三のセンサ層は、当該第三のセンサ層上の前記トランスファゲートに接続された１つ以上の金属層を更に含む、請求項１に記載のイメージセンサ。
前記第三のセンサ層の上に位置する第四のセンサ層をさらに含み、前記第四のセンサ層はある厚みを有し、第四の予め選択された領域の波長を有する光を集光し、前記第一の予め選択された領域の波長、前記第二の予め選択された領域の波長、前記第三の予め選択された領域の波長又は前記第四の予め選択された領域の波長の少なくとも１つは、可視周波数領域の外側にある、請求項８に記載のイメージセンサ。
第一の画素アレイを有する第一のセンサ層であって、前記画素の各々は入射光に応答して電荷を収集するフォトディクテクタ、電荷−電圧変換機構及び前記フォトディテクタから前記電荷−電圧変換機構まで電荷を選択的に輸送するトランスファゲートを含み、当該第一のセンサ層は第一の予め選択された領域の波長を有する光を集光する厚みを有し、当該第一のセンサ層は、当該第一のセンサ層上の前記トランスファゲートに接続された１つ以上の金属層を更に含む、第一のセンサ層；
前記第一のセンサ層の上に位置する回路層であって、当該回路層は第二の画素アレイを有し、前記画素の各々は入射光に応答して電荷を収集するフォトディクテクタ、電荷−電圧変換機構及び前記フォトディテクタから前記電荷−電圧変換機構まで電荷を選択的に輸送するトランスファゲートを含み、当該回路層は前記第一の画素アレイ及び前記第二の画素アレイに対するサポート回路を有し、当該回路層は第二の予め選択された領域の波長を有する光を集光する厚みを有する、回路層；
前記第一のセンサ層及び前記回路層の画素と、前記サポート回路との間の層間接続体；及び
前記第一のセンサ層の上に位置するカラーフィルタアレイ：
を含む、イメージセンサ。
前記層間接続体は、前記第一のセンサ層の電荷−電圧変換機構と、前記回路層の電荷−電圧変換機構との間に接続される、請求項１０に記載のイメージセンサ。
前記層間接続体を供する行及び列選択回路をさらに含む、請求項１０に記載のイメージセンサ。
第一の層の中に位置する第一の画素カーネルを供する工程；
前記第一の層の上の第二の層の中に位置する第二の画素カーネルを供する工程；
前記第一の画素カーネルの画素から第一の電荷−電圧変換機構まで第一の電荷を輸送する工程；
前記第二の画素カーネルの画素から第二の電荷−電圧変換機構まで第二の電荷を輸送する工程；及び
前記第一の電荷及び前記第二の電荷を、共通の電荷−電圧変換機構まで輸送する工程：
を含む、イメージセンサの画素をビニングする方法。
前記第二の層の上の第三の層の中に位置する第三の画素カーネルを供する工程；
前記第三の画素カーネルの画素から第三の電荷−電圧変換機構まで第三の電荷を輸送する工程；
前記第一の電荷、前記第二の電荷及び前記第三の電荷を、前記共通の電荷−電圧変換機構まで輸送する工程：
をさらに含む、請求項１３に記載の方法。
前記第一の電荷を輸送する工程は、複数の画素から前記第一の電荷−電圧変換機構まで複数の電荷を輸送する工程を含む、請求項１３に記載の方法。