JP2013183197A - 光電変換装置、および光電変換装置を用いた撮像システム - Google Patents

Abstract

【課題】 ノイズを低減した積層型の光電変換装置を提供する。
【解決手段】 光電変換領域と、周辺領域とを含む第１基板と、光電変換領域からの信号を処理する回路を含み第１基板に重なる第２基板と、を有する光電変換装置において、光電変換領域からの信号を処理する回路は、第１回路と、第１回路よりも高い駆動周波数の第２回路とを含み、第２基板の主面における光電変換領域の正射影の領域のみに、第２回路が設けられている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、積層型の光電変換装置に関する。

近年、小型化と特性向上のために複数の基板（いわゆるチップ）を積層したＣＭＯＳ型の光電変換装置が検討されている。
特許文献１では、積層型の光電変換装置にて、第１チップには画素とアナログ特性やノイズ特性が求められる回路を設け、第２チップには低電圧で高速動作する回路を設けることが開示されている。

特開２０１１−１５９９５８号公報

本発明者らは、特許文献１の構成において、各回路で熱が発生することによって、ノイズが増大し画質が低下することを見出した。これは、回路の熱が重なるように設けられた光電変換領域の暗時ノイズを増大させるためである。
そこで、本発明では、ノイズを低減した積層型の光電変換装置を提供することを目的とする。

本発明の光電変換装置は、光電変換領域と、周辺領域とを含む第１基板と、前記光電変換領域からの信号を処理する回路を含み、前記第１基板に重なり、前記光電変換領域と前記周辺領域の正射影を含む主面を有する第２基板と、を含む光電変換装置において、前記光電変換領域からの信号を処理する回路は、第１回路と、前記第１回路よりも高い駆動周波数の第２回路とを含み、前記第２回路は、前記第２基板の主面において前記周辺領域の正射影の領域のみに設けられている。

本発明の光電変換装置によって、ノイズを低減した積層型の光電変換装置を提供することが可能となる。

（ａ）第１実施形態の光電変換装置の全体を説明するためのブロック図、（ｂ）第１実施形態の光電変換装置の第１基板を説明するためのブロック図、（ｃ）第１実施形態の光電変換装置の第２基板を説明するためのブロック図、（ｄ）第１実施形態の光電変換装置の全体を説明するための断面模式図である。 （ａ）第２実施形態の光電変換装置の全体を説明するためのブロック図、（ｂ）第２実施形態の光電変換装置の第１基板を説明するためのブロック図、（ｃ）第２実施形態の光電変換装置の第２基板を説明するためのブロック図である。 （ａ）第３実施形態の光電変換装置の全体を説明するためのブロック図、（ｂ）第３実施形態の光電変換装置の第１基板を説明するためのブロック図、（ｃ）第３実施形態の光電変換装置の第２基板を説明するためのブロック図である。 （ａ）第４実施形態の光電変換装置の全体を説明するためのブロック図、（ｂ）第４実施形態の光電変換装置の第１基板を説明するためのブロック図、（ｃ）第４実施形態の光電変換装置の第２基板を説明するためのブロック図である。 （ａ）第５実施形態の光電変換装置の全体を説明するためのブロック図、（ｂ）第５実施形態の光電変換装置の第１基板を説明するためのブロック図、（ｃ）第５実施形態の光電変換装置の第２基板を説明するためのブロック図である。 （ａ）第６実施形態の光電変換装置の全体を説明するためのブロック図、（ｂ）第６実施形態の光電変換装置の第１基板を説明するためのブロック図、（ｃ）第６実施形態の光電変換装置の第２基板を説明するためのブロック図、（ｄ）第６実施形態の光電変換装置の第３基板を説明するためのブロック図、（ｅ）第６実施形態の光電変換装置の全体を説明するための断面模式図である。 （ａ）第７実施形態の光電変換装置の全体を説明するためのブロック図、（ｂ）第７実施形態の光電変換装置の第１基板を説明するためのブロック図、（ｃ）第７実施形態の光電変換装置の第２基板を説明するためのブロック図、（ｄ）第７実施形態の光電変換装置の第３基板を説明するためのブロック図である。

本発明の光電変換装置は、第１基板と第２基板とを含む。第１基板は、光電変換領域と周辺領域とを含む。第２基板は、光電変換領域からの信号を処理する回路を含み、第１基板に重なる。ここで、第２基板の主面は、光電変換領域と周辺領域の正射影を含む光電変換領域からの信号を処理する回路は、第１回路と、第１回路よりも高い駆動周波数の第２回路とを含む。そして、第２回路は、周辺領域の正射影の領域に設けられる。

このような構成によって、熱源となる回路を光電変換領域外に設けるため、ノイズの増大を抑制することが可能となる。

また、発熱する回路の配置が光電変換領域の面内で偏ると、画像に大きなムラが生じてしまう場合がある。これは、光電変換領域の面内における熱分布が生じ、暗時ノイズに分布が生じるためである。これに対して、回路を光電変換領域に対して均一に設けることで、ノイズのムラを低減することが可能となる。

光電変換領域とは、光電変換素子を含む画素が複数設けられた領域であり、光電変換領域は撮像領域ともいえる。光電変換領域の信号は、撮像の他、焦点検出や光量検出に用いてもよい。例えば、ＣＭＯＳ型の光電変換装置においては、光電変換素子であるフォトダイオードを含む画素や複数の光電変換素子を含む画素セルなどが配列している領域である。例えば、列ごとに設けられた電流源や、行ごとに設けられた画素駆動回路等は、光電変換領域には含まない。

周辺領域は、光電変換領域が設けられた第１基板の光電変換領域以外の領域である。この周辺領域には、第２基板と同様に光電変換領域からの信号を処理する回路が設けられていてもよい。

第１基板と第２基板は、半導体基板と、配線層と、絶縁膜と、をそれぞれ含む。基板の配線層側の面を表面、その反対側を裏面とする。また、基板において、半導体基板の素子が設けられる面、例えばＭＯＳトランジスタのゲート絶縁膜との界面を主面とする。以下の実施形態において、正射影は、第２基板の主面に対して行われるものとし、回路がある領域と重なる、回路がある領域に設けられるとは、第２基板の主面における正射影の領域にある回路が設けられるという意味を示す。あるいは、第２基板の主面に対する回路と領域の正射影が重なることを示す。また、半導体基板の素子が設けられる面、つまり主面における素子形成範囲を回路が形成される範囲とみなす。また、以下の実施形態において、第１基板と第２基板は、第１基板の表面と、第２基板の表面とが向いあうように重なっているものとする。しかし、第１基板と第２基板は、いかなる面が向かい合うように重なっていてもよい。

以下、図面を用いて具体的に説明する。

（第１実施形態）
本実施形態の光電変換装置を、図１を用いて説明する。まず、図１（ａ）を用いて、本実施形態の光電変換装置の全体を説明する。

図１（ａ）は、光電変換装置の全体を説明するためのブロック図である。光電変換装置は、光電変換領域１０３を有する。光電変換領域１０３は、光電変換素子を含む画素が複数配されており、撮像のための光電変換を行う。光電変換領域１０３には、各画素からの信号を出力するための列信号線が配されている。つまり、光電変換領域は、画素と列信号線を含む領域である。また、各画素は、本実施形態においては、転送用のトランジスタと、リセット用のトランジスタと、ソースフォロワ回路を構成するソースフォロワ用のトランジスタと、を含んでいるが、その構成は任意である。

光電変換装置は、更に、列回路１０４、比較回路１０５、参照電源回路１０６、カウンタ回路１０７、タイミングジェネレータ回路（以下、ＴＧ回路）１０８、信号保持回路１０９、水平走査回路１１０、垂直走査回路１１１、画素駆動回路１１２を含む。列回路１０４は、列信号線ごとに設けられ、ソースフォロワ回路を構成する電流源を含む。また、列回路１０４は、列ごとに設けられた増幅部を有していてもよい。比較回路１０５と、参照電源回路１０６と、カウンタ回路１０７と、信号保持回路１０９とで、アナログ信号である光電変換領域１０３からの信号に対して、デジタル信号に変換することが可能である。つまり、これらはアナログ‐デジタル変換器として機能しうる。なお、比較回路１０５はコンパレータとも称する。参照電源回路は、ランプ（ＲＡＭＰ）波形の参照電圧を供給することが出来るが、参照電源回路はデジタル‐アナログ変換器（ＤＡＣ）を有していてもよい。ＴＧ回路１０８は、垂直走査回路１１１、列回路１０４、参照電源回路１０６、および水平走査回路１１０等の動作を制御する制御信号などを生成する。画素駆動回路１１２は、垂直走査回路１１１からの信号に基づき、画素のトランジスタを駆動するための信号を生成する回路である。水平走査回路１１０は、並列に処理された複数の信号線（ここでは列信号線）に基づく信号を順次、共通信号線へ読み出す動作を制御する。本実施形態においては、信号保持回路１０９が共通信号線を含む。また、信号保持回路１０９はいわゆるメモリ等の信号保持素子を複数含む。信号保持回路１０９には加算素子が含まれていてもよい。光電変換領域からの信号を処理する回路としては、信号を増幅、変換する回路であり、列回路１０４、比較回路１０５、信号保持回路１０９、アナログ‐デジタル変換器等が挙げられる。

そして、本実施形態の光電変換装置は、画像信号処理部１１３を有する。画像信号処理部１１３は、画像信号処理回路１１４やマイクロプロセッサ１１５や信号保持回路１１６を有する。信号保持回路１１６は、信号保持回路１０９と同様に、メモリ、いわゆる信号保持素子を複数含む。また、光電変換装置は、入力インターフェース（以下、入力ＩＦ）１１７を有し、出力インターフェース（以下、出力ＩＦ）１１８を有する。

本実施形態の光電変換装置において、各構成は２つの基板に設けられる。

図１（ｄ）は、本実施形態の光電変換装置の２つの基板の断面を模式的に示したものである。表面１２０と裏面１９０とを有する第１基板１０１と、表面１２１と裏面１２２とを有する第２基板１０２とが重ねられている。第１基板１０１の表面１２０と第２基板１０２の表面１２１とが向いあうように、２つの基板を接合、あるいは接着することで図１（ｄ）の構成が得られる。これら２つの基板は、貫通電極やバンプによって電気的に接続することが可能である。本実施形態の光電変換装置は、第１基板１０１の裏面１１９側に光１２３が入射する、いわゆる裏面照射型の光電変換装置である。

図１（ｂ）、および図１（ｃ）は、第１基板と第２基板を説明するためのブロック図である。図１（ｂ）、および図１（ｃ）は、各基板の構成を第２基板の主面に投影した時の概略図であり、いわゆる各基板における平面レイアウトともいえる。ここで、投影は、図１（ｄ）に示す光１２３に示す方向から行われてものとする。

第１基板１０１には、図１（ｂ）に示すように、光電変換領域１０３と、列回路１０４の一部である電流源１０４ａが設けられている。電流源１０４ａは、光電変換領域１０３ではない領域である周辺領域１２９に設けられている。周辺領域１２９は、光電変換領域１０３を挟む第１部分１２９ａと第２部分１２９ｂとを有する。電流源１０４ａは、２つ設けられており、光電変換領域１０３を挟むように設けられている。言い換えると、Ｘ軸方向の辺とＹ軸方向の辺からなる長方形の光電変換領域１０３のＸ軸方向の２辺のそれぞれに、電流源１０４ａが設けられている。この時、２つの電流源１０４ａは、対象性を高めるため、互いに等価な回路であることが好ましい。

第２基板１０２には、図１（ｃ）に示すように、光電変換領域１０３と電流源１０４ａ以外の構成が設けられている。具体的には、列回路１０４の一部である増幅部１０４ｂ、比較回路１０５、参照電源回路１０６、カウンタ回路１０７、ＴＧ回路１０８、信号保持回路１０９、水平走査回路１１０、垂直走査回路１１１、画素駆動回路１１２である。また、第２基板１０２には、入力ＩＦ１１７と出力ＩＦ１１８も設けられている。第１基板１０１と第２基板１０２とが重ねられた時に光電変換領域１０３と重なる領域１３０は、第１クロックで駆動する第１回路を含む。第１回路は、増幅部１０４ｂ、比較回路１０５、ＴＧ回路１０８、垂直走査回路１１１、画素駆動回路１１２を含む。これらの回路が光電変換領域１０３と重なる。換言すると、第２基板１０２の主面における光電変換領域１０３の正射影の領域に、第１回路が設けられている。他の領域１３１は、第１クロックよりも高い周波数の第２クロックで駆動する第２回路を含む。つまり、第２回路は第１回路よりも高い駆動周波数で駆動している。この第２回路は、参照電源回路１０６、カウンタ回路１０７、信号保持回路１０９、水平走査回路１１０、画像信号処理部１１３、入力ＩＦ１１７、出力ＩＦ１１８を含む。これらの回路は、第２基板１０２の主面における光電変換領域１０３の正射影の領域に設けられておらず、周辺領域１２９の正射影の領域のみに設けられる。本実施形態において第２回路は、カウンタ回路１０７、および水平走査回路１１０を含む。このような構成によって、ノイズを低減した積層型の光電変換装置を提供することが可能となる。

第２回路は、第１回路よりも駆動周波数が高く、消費電力が高いため、発熱量が多い。よって、このような熱源となる回路が光電変換領域１０３に重なって設けられていると、光電変換領域１０３へ熱が伝わり、ノイズを増大させてしまう。例えば、一部でも光電変換領域１０３の正射影の領域に設けられていると、光電変換領域１０３の一部に熱が伝わり、画像にムラが生じてしまう可能性がある。よって、第２基板１０２の少なくとも第２回路は、第２基板１０２の主面における周辺領域１２９の正射影の領域のみに設けられていることが望ましい。

ここで、例えば、第１クロックは垂直走査の速度に関連するものであり、第２クロックは水平走査に関連するものである。例えば、第１クロックは信号、あるは動作をパラレル処理をしている部分の駆動のためのクロックであり、第２クロックは信号、あるいは動作をパラレス処理からシリアル処理に変換した時の処理をしている部分の駆動のためのクロックである。よって、第１クロックは第２クロックの方が高い周波数を有する。具体的には、第１クロックの周波数の１００倍以上、例えば、５００倍、更には１２００倍程度、第２クロックの周波数は高い。

なお、カウンタ回路１０７の面積は、一般に光電変換領域１０３の面積の１００分の１以下の場合があり、光電変換領域１０３に対して均一に配置することが困難である。また、カウンタ回路１０７を列ごとに設ける場合には、信号に応じて消費電流が異なる場合があり、熱分布を生じさせる原因となり得る。また、水平走査回路１１０は、例えばシフトレジスタ回路やデコーダーであるが、これらも、光電変換領域１０３の面積の４分の１以下の面積である場合があり、光電変換領域１０３に対して均一に配置することが困難である。均一に配置出来ない場合には、ムラや筋状のノイズとなって画質が低下する可能性がある。よって、第２回路であり、且つ、その正射影の面積が光電変換領域の正射影の面積の２分の１以下である回路については、第１基板１０１の周辺領域１２９に重なるように配置することがより望ましい。

本実施形態では、周辺領域１２９が第１部分１２９ａと第２部分１２９ｂとを含み、重なる領域１３１も第１部分１２９ａに対応して重なる第３部分１３１ａと、第２部分１２９ｂに対応して重なる第４部分１３１ｂと、を含む。更に、第１部分１２９ａと第２部分１２９ｂに設けられる回路はいずれも電流源１０４ａであり、等価な回路となっている。そして、第３部分１３１ａと第４部分１３１ｂに設けられる回路も、それぞれ参照電源回路１０６、カウンタ回路１０７、信号保持回路１０９、水平走査回路１１０、画像信号処理部１１３、出力ＩＦ１１８であり、等価な回路となっている。このような構成によって、信号出力経路の対象性を良くすることが可能となり、画質の向上が可能となる。

また、本実施形態では、参照電源回路１０６も領域１３１に設けている。参照電源回路１０６は、例えば、ＤＡＣの場合や抵抗を多く有する形態の場合にも、熱源となる可能性がある。また、参照電源回路１０６は、一般に光電変換領域１０３の１０分の１以下の面積を有するため、光電変換領域１０３に対して均一に配置することが困難である。このような回路を領域１３１に設けることで、光電変換装置のノイズをより低減することが可能となる。

また、領域１３０では、増幅部１０４ｂを挟むように２つの比較回路１０５が設けられ、増幅部１０４ｂを挟むように、ＴＧ回路１０８と垂直走査回路１１１とが設けられている。比較回路１０５が２つ設けられることで、対象性良く、２つの出力ＩＦ１１８から信号を出力することが可能となり、読み出し速度を向上させることが可能となる。

なお、画像信号処理部１１３は第１クロックよりも高い周波数で駆動するマイクロプロセッサ１１５や画像信号処理回路１１４を含んでいるため、その他の領域１３１に設けられていることが望ましい。しかし、大きな面積を有する画像信号処理部１１３は、その発熱箇所が画像信号処理部１１３内で均一になるように回路を配置することで、第２基板の主面における光電変換領域の正射影の領域に設けることが可能となる。または、光電変換装置の外部に画像信号処理部１１３が設けられていてもよい。

なお、周辺領域１２９は光電変換領域１０３ではない部分であればよく、本実施形態の領域に限定されるものではない。

（第２実施形態）
本実施形態の光電変換装置を、図２を用いて説明する。図２は図１と対応した図面であり、図２（ａ）は図１（ａ）に、図２（ｂ）は図１（ｂ）に、図２（ｃ）は図１（ｃ）にそれぞれ対応している。同一の構成には同一の符号を付し、説明を省略する。本実施形態の光電変換装置は、第１実施形態の光電変換装置とは、光電変換領域１０３と重なる領域２３０の回路の配置と、第１基板１０１の周辺領域２２９に設けられる回路が異なる。

本実施形態の光電変換装置は、図２（ａ）、および図２（ｂ）に示すように、第１基板１０１には、光電変換領域１０３と、第１実施形態の電流源１０４ａに加え増幅部１０４ｂの両方を有する列回路１０４と、が含まれる。つまり、本実施形態の周辺領域２２９は、列回路１０４を含む。そして、図２（ｃ）に示すように、第２基板１０２の光電変換領域１０３に重なる領域２３０には、比較回路１０５、ＴＧ回路１０８、垂直走査回路１１１、画素駆動回路１１２、無回路部２２４を含む。無回路部２２４は、回路が設けられていない部分である。このような無回路部２２４が光電変換領域１０３と重なるように配置されていることで、光電変換領域１０３のノイズを低減することが可能となる。

なお、本実施形態においても、垂直走査回路１１１、画素駆動回路１１２は、光電変換領域１０３のＹ軸方向の辺に対応して設けられている。光電変換領域１０３のＹ軸方向の辺から画素を駆動させるための信号が供給される。よって、このような構成によって、画素を駆動させるための信号を最短距離で光電変換領域１０３に供給することが可能となる。

また、領域２２０および領域２２１において、比較回路１０５、信号保持回路１０９等がＹ軸方向に（上下方向に）２つずつ設けられていることで、光電変換領域１０３からの信号をＹ軸方向に（上下方向）に振り分けて処理することが可能である。つまり、第１実施形態と同様に読み出し速度を向上することも可能である。

（第３実施形態）
本実施形態の光電変換装置を、図３を用いて説明する。図３は図１、および図２と対応した図面である。ここでは、図３を第２実施形態（図２）と比較しながら説明する。図３（ａ）は図２（ａ）に、図３（ｂ）は図２（ｂ）に、図３（ｃ）は図２（ｃ）にそれぞれ対応している。同一の構成には同一の符号を付し、説明を省略する。本実施形態の光電変換装置は、第２実施形態の光電変換装置とは、光電変換領域１０３と重なる領域３３０の回路の配置が異なる。つまり、図３（ａ）と図３（ｂ）は、図２（ａ）と図２（ｂ）と同様であるので説明を省略する。

本実施形態の光電変換装置は、図３（ｃ）に示すように、第２基板１０２の光電変換領域１０３に重なる領域３３０には、比較回路１０５がなく、ＴＧ回路１０８、垂直走査回路１１１、画素駆動回路１１２、無回路部２２４を含む。つまり、第１回路は比較回路１０５がなく、ＴＧ回路１０８、垂直走査回路１１１、画素駆動回路１１２、無回路部２２４を含む。このような構成によって、本実施形態においても、光電変換装置のノイズを低減することが可能となる。

また、Ｙ軸方向において２つの領域３３１は領域３３０を挟んで設けられている。この領域３３１のそれぞれは対象性の高い回路配置をしており、光電変換領域１０３からの信号をＹ軸方向に（上下方向）に振り分けて処理することが可能である。

なお、信号保持回路は、その面積が光電変換領域１０３の面積と同等である場合がある。その際には、無回路部２２４に設けることが好ましい。

（第４実施形態）
本実施形態の光電変換装置を、図４を用いて説明する。図４は図１乃至図３と対応した図面である。ここでは、図４を第２実施形態（図２）と比較しながら説明する。図４（ａ）は図２（ａ）に、図４（ｂ）は図２（ｂ）に、図４（ｃ）は図２（ｃ）にそれぞれ対応している。同一の構成には同一の符号を付し、説明を省略する。本実施形態の光電変換装置は、第２実施形態の光電変換装置とは、光電変換領域１０３と重なる領域４３０の回路の配置と、第１基板１０１の周辺領域４２９に設けられる回路が異なる。

本実施形態の光電変換装置は、図４（ａ）、および図４（ｂ）に示すように、第１基板１０１には、光電変換領域１０３、列回路１０４、垂直走査回路１１１、画素駆動回路１１２が含まれる。つまり、本実施形態の周辺領域２２９は、列回路１０４、垂直走査回路１１１、画素駆動回路１１２を含む。そして、図４（ｃ）に示すように、第２基板１０２の光電変換領域１０３に重なる領域４３０には、比較回路１０５とＴＧ回路１０８のみを配置している。つまり、第１回路は比較回路１０５とＴＧ回路１０８とを含む。このような構成によって、本実施形態においても、光電変換装置のノイズを低減することが可能となる。

また、本実施形態においては、出力ＩＦ１１８が１つとなっており、端子数を削減することが可能である。

（第５実施形態）
本実施形態の光電変換装置を、図５を用いて説明する。図５は図１乃至図４と対応した図面である。ここでは、図５を第４実施形態（図４）と比較しながら説明する。図５（ａ）は図４（ａ）に、図５（ｂ）は図４（ｂ）に、図５（ｃ）は図４（ｃ）にそれぞれ対応している。同一の構成には同一の符号を付し、説明を省略する。本実施形態の光電変換装置は、第４実施形態の光電変換装置とは、光電変換領域１０３と重なる領域５３０の回路の配置と、第１基板１０１の周辺領域５２９に設けられる回路が異なる。

本実施形態の光電変換装置は、図５（ａ）、および図５（ｂ）に示すように、第１基板１０１には、光電変換領域１０３、垂直走査回路１１１、画素駆動回路１１２が含まれる。本実施形態の周辺領域２２９は、垂直走査回路１１１、画素駆動回路１１２を含む。つまり、第４実施形態とは第１基板１０１に列回路１０４が設けられていない点で異なる。そして、図５（ｃ）に示すように、第２基板１０２の光電変換領域１０３に重なる領域５３０には、列回路１０４、比較回路１０５、ＴＧ回路１０８を配置している。つまり、第１回路は、列回路１０４、比較回路１０５、ＴＧ回路１０８を含む。このような構成によって、本実施形態においても、光電変換装置のノイズを低減することが可能となる。

（第６実施形態）
本実施形態の光電変換装置を、図６を用いて説明する。ここでは、図６を第１実施形態（図１）と比較しながら説明する。図６（ａ）は図１（ａ）に、図６（ｂ）は図１（ｂ）に、図６（ｃ）は図１（ｃ）に、図６（ｅ）は図１（ｅ）にそれぞれ対応している。図６（ｄ）は、本実施形態で新たに設ける第３の基板を説明するブロック図である。同一の構成には同一の符号を付し、説明を省略する。本実施形態の光電変換装置は、第１実施形態の光電変換装置とは、第３基板６０３を有する点で、大きく異なる。

図６（ａ）に示すように、本実施形態の第３基板６０３には、画像信号処理部１１３と、出力ＩＦ１１８とが設けられている。この第３基板６０３は、第１基板１０１と第２基板１０２と重なるように配置されている。図６（ｅ）に示すように、表面６２６と裏面６２７を有する第３基板６０３の表面６２６が第２基板１０２の裏面１２２に接するように設けられている。

このような光電変換装置において、第１基板１０１には、光電変換領域１０３のみが設けられており、周辺領域６２９には回路等が設けられていない。第２基板１０２は、列回路１０４、比較回路１０５、ＴＧ回路１０８、垂直走査回路１１１、画素駆動回路１１２、参照電源回路１０６、カウンタ回路１０７、信号保持回路１０９、水平走査回路１１０、入力ＩＦ１１７を含む。ここで、光電変換領域１０３と重なる領域６３０には、第１回路に含まれる、列回路１０４、比較回路１０５、ＴＧ回路１０８、垂直走査回路１１１、画素駆動回路１１２、が設けられる。第２回路を含むその他の領域６３１は周辺領域６２９と重なっている。そして、第３基板６０３には、画像信号処理部１１３と出力ＩＦ１１８が設けられている。ここで、画像信号処理部１１３は第２クロックよりも高い周波数のクロックに同期して信号を処理するマイクロプロセッサ１１５や画像信号処理回路１１４を含んでいる場合が多い。しかし、光電変換領域１０３が設けられた第１基板１０１とは第２基板１０２を介しているため、熱の影響が少ない。よって、光電変換領域１０３と画像信号処理部１１３とが重なるように配置されていてもよい。このような構成によって、本実施形態においても、光電変換装置のノイズを低減することが可能となる。

（第７実施形態）
本実施形態の光電変換装置を、図７を用いて説明する。ここでは、図７を第６実施形態（図６）と比較しながら説明する。図７（ａ）は図６（ａ）に、図７（ｂ）は図６（ｂ）に、図７（ｃ）は図６（ｃ）に、図７（ｄ）は図６（ｄ）にそれぞれ対応している。同一の構成には同一の符号を付し、説明を省略する。本実施形態の光電変換装置は、第６実施形態の光電変換装置とは、第１基板１０１に設ける回路と、光電変換領域１０３と重なる領域７３０の回路が異なる。本実施形態の光電変換装置の第３基板６０３については、第６実施形態と同様であるため、説明を省略する。

図７（ａ）、および図７（ｂ）に示すように、本実施形態の第１基板１０１には、光電変換領域１０３と、列回路１０４とが設けられている。つまり、周辺領域７２９に列回路１０４が設けられている。そして、第２基板１０２の領域７３０は、回路が配置されていない無回路部７２４となっている。このような構成によっても、光電変換装置のノイズを低減することが可能となる。

以下、説明してきた光電変換装置の応用例として、該光電変換装置が組み込まれた撮像システムについて例示的に説明する。撮像システムの概念には、撮影を主目的とする装置（例えば、スチルカメラ、カムコーダ）のみならず、撮影機能を補助的に備える装置（例えば、パーソナルコンピュータ、携帯端末）も含まれる。撮像システムは、上記の実施形態として例示された本発明に係る光電変換装置と、該光電変換装置から出力される信号を処理する処理部とを含む。あるいは、本発明に係る光電変換装置に結像するための光学系（例えば、レンズ）を有する。

以上の実施形態にて説明してきたように、本発明の光電変換装置によれば、ノイズの低減が可能となり、高画質の画像を得ることが可能となる。

本発明の光電変換装置は、上述の実施形態に限定されない。例えば、各実施形態は、適宜変更、組み合わせが可能である。

１０１ 第１基板
１０２ 第２基板
１０３ 光電変換領域
１０４ 列回路（電流源＋列アンプ）
１０６ 参照電源回路
１０７ カウンタ回路
１０８ タイミング発生回路
１０９ 信号保持回路
１１０ 水平走査回路
１１１ 垂直走査回路

Claims (8)

1. 光電変換領域と、周辺領域とを含む第１基板と、前記光電変換領域からの信号を処理する回路を含み、前記第１基板に重なり、前記光電変換領域と前記周辺領域の正射影を含む主面を有する第２基板と、を含む光電変換装置において、
   前記光電変換領域からの信号を処理する回路は、第１回路と、前記第１回路よりも高い駆動周波数の第２回路とを含み、
   前記第２回路は、前記第２基板の主面において前記周辺領域の正射影の領域のみに設けられている
   ことを特徴とする光電変換装置。
2. 前記光電変換領域は、複数の画素と、前記複数の画素からの信号を出力するための複数の信号線とを含み、
   前記第２回路は、
   前記複数の信号線の信号を共通信号線へ出力するための走査回路を含む
   ことを特徴とする請求項１に記載の光電変換装置。
3. 前記光電変換領域からの信号はアナログ信号であり、
   前記第２回路は、
   前記アナログ信号をデジタル信号に変換するアナログ‐デジタル変換器のカウンタ回路を含む
   ことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の光電変換装置。
4. 前記周辺領域は、前記光電変換領域を間に挟む第１部分と第２部分とを含み、
   前記第２回路は、前記第２基板の主面における前記第１部分の正射影の領域に設けられた第３部分と、前記第２基板の主面における前記第２部分の正射影の領域に設けられ、前記第３部分と等価な回路を有する第４部分とを含む
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光電変換装置。
5. 前記第１回路は、信号保持回路を含み、
   前記信号保持回路は、前記第２基板の主面における前記光電変換領域の正射影の領域に設けられ、
   前記光電変換領域が有する複数の画素と、前記信号保持回路が有する複数の信号保持素子とが対応して配置されている
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光電変換装置。
6. 前記第２基板の主面における前記光電変換領域の正射影の領域には、回路が設けられていない
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光電変換装置。
7. 前記光電変換装置は、前記第２基板から出力される信号を処理する回路を含み、前記第２基板を間に挟んで、前記第１基板と前記第２基板と重なる第３基板とを含む
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光電変換装置。
8. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の光電変換装置と、
   前記光電変換装置からの信号を処理する処理回路と、を有する
   ことを特徴とする撮像システム。

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