JP2015046638A - 撮像素子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 撮像素子は、光電変換により生成された信号を、グローバル電子シャッター動作で出力する第1チップと、第1チップに接続され、第1チップから出力された信号を保持する保持部を有する第2チップと、を備え、保持部は、第1チップにより遮光されていることを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
第1実施形態は、第1チップに受光素子を配置し、第2チップに転送トランジスタなどを配置する。
第1チップ11側の受光素子PDは、入射光を光電変換して信号電荷を生成する。このとき、転送トランジスタQTを非導通に保つことにより、受光素子PDは信号電荷を蓄積する。
第1実施形態では、第1チップ11に受光素子PDおよび貫通配線20を配置し、第2チップ12に読み出し回路30を配置する。このように素子構造を2分割することにより、第1チップ11の製造工程では、読み出し回路30の形成工程が不要となる。そのため、受光素子PDの素子性能に特化した設計ルールや製造プロセスを採用することが可能になる。したがって、撮像性能の高い撮像素子10を実現することが可能になる。
第2実施形態は、第1チップに受光素子と転送トランジスタを配置し、第2チップにリセットトランジスタなどを配置する。なお、画像信号の読み出し手順については、第1実施形態と同様のため、ここでの説明を省略する。
第3実施形態は、第1チップに受光素子と転送トランジスタとリセットトランジスタを配置し、第2チップに増幅素子などを配置する。なお、画像信号の読み出し手順については、第1実施形態と同様のため、ここでの説明を省略する。
第4実施形態は、第1チップに受光素子と転送トランジスタとリセットトランジスタと増幅素子を配置し、第2チップに選択トランジスタなどを配置する。なお、画像信号の読み出し手順については、第1実施形態と同様のため、ここでの説明を省略する。
第5実施形態は、第1チップに受光素子と転送トランジスタとリセットトランジスタと増幅素子と選択トランジスタを配置し、第2チップに後段の処理回路などを配置する。なお、画像信号の読み出し手順については、第1実施形態と同様のため、ここでの説明を省略する。
第6実施形態は、複数の受光画素を貫通配線に共通接続する実施形態である。
第7実施形態は、第1チップと第2チップの層間にインターポーザを設ける実施形態である。
Claims (14)
- 光電変換により生成された信号を、グローバル電子シャッター動作で出力する第1チップと、
前記第1チップに接続され、前記第1チップから出力された前記信号を保持する保持部を有する第2チップと、を備え、
前記保持部は、前記第1チップにより遮光されていることを特徴とする撮像素子。 - 請求項1に記載の撮像素子において、
前記第1チップは、光を電荷に変換する光電変換部を有し、
前記第2チップは、前記光電変換部で光電変換された電荷を転送するための転送部を有することを特徴とする撮像素子。 - 請求項2に記載の撮像素子において、
前記第2チップは、前記転送部により前記光電変換部から電荷が転送される拡散部と、前記拡散部の電位をリセットするリセット部と、を有することを特徴とする撮像素子。 - 請求項1に記載の撮像素子において、
前記第1チップは、光を電荷に変換する光電変換部と、前記光電変換部で光電変換された電荷を転送するための転送部と、を有することを特徴とする撮像素子。 - 請求項4に記載の撮像素子において、
前記第1チップは、前記転送部により前記光電変換部から電荷が転送される拡散部と、前記拡散部の電位をリセットするリセット部と、を有することを特徴とする撮像素子。 - 請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記第2チップは、前記信号をデジタル信号に変換する変換部を有することを特徴とする撮像素子。 - 光電変換により生成された第1信号と光電変換により生成された第2信号とを、グローバル電子シャッター動作で出力する第1チップと、
前記第1チップに接続され、前記第1チップから出力された前記第1信号を保持する第1保持部と、前記第1チップから出力された前記第2信号を保持する第2保持部と、を有する第2チップと、を備え、
前記第1保持部及び前記第2保持部は、前記第1チップにより遮光されていることを特徴とする撮像素子。 - 請求項7に記載の撮像素子において、
前記第1チップは、光を電荷に変換する第1光電変換部と、光を電荷に変換する第2光電変換部と、を有し、
前記第2チップは、前記第1光電変換部で光電変換された電荷を転送するための第1転送部と、前記第2光電変換部で光電変換された電荷を転送するための第2転送部と、を有することを特徴とする撮像素子。 - 請求項8に記載の撮像素子において、
前記第2チップは、前記第1転送部により前記第1光電変換部から電荷が転送される第1拡散部と、前記第1拡散部の電位をリセットする第1リセット部と、前記第2転送部により前記第2光電変換部から電荷が転送される第2拡散部と、前記第2拡散部の電位をリセットする第2リセット部と、を有することを特徴とする撮像素子。 - 請求項9に記載の撮像素子において、
前記第1チップは、光を電荷に変換する第3光電変換部と、光を電荷に変換する第4光電変換部と、を有し、
前記第2チップは、前記第3光電変換部で光電変換された電荷を転送するための第3転送部と、前記第4光電変換部で光電変換された電荷を転送するための第4転送部と、を有し、
前記第1拡散部は、前記第3転送部により前記第3光電変換部から電荷が転送され、
前記第2拡散部は、前記第4転送部により前記第4光電変換部から電荷が転送されることを特徴とする撮像素子。 - 請求項7に記載の撮像素子において、
前記第1チップは、光を電荷に変換する第1光電変換部と、光を電荷に変換する第2光電変換部と、前記第1光電変換部で光電変換された電荷を転送するための第1転送部と、前記第2光電変換部で光電変換された電荷を転送するための第2転送部と、を有することを特徴とする撮像素子。 - 請求項11に記載の撮像素子において、
前記第1チップは、前記第1転送部により前記第1光電変換部から電荷が転送される第1拡散部と、前記第1拡散部の電位をリセットする第1リセット部と、前記第2転送部により前記第2光電変換部から電荷が転送される第2拡散部と、前記第2拡散部の電位をリセットする第2リセット部と、を有することを特徴とする撮像素子。 - 請求項12に記載の撮像素子において、
前記第1チップは、光を電荷に変換する第3光電変換部と、光を電荷に変換する第4光電変換部と、前記第3光電変換部で光電変換された電荷を転送するための第3転送部と、前記第4光電変換部で光電変換された電荷を転送するための第4転送部と、を有し、
前記第1拡散部は、前記第3転送部により前記第3光電変換部から電荷が転送され、
前記第2拡散部は、前記第4転送部により前記第4光電変換部から電荷が転送されることを特徴とする撮像素子。 - 請求項7から請求項13のいずれか一項に記載の撮像素子において、
前記第2チップは、前記第1信号及び前記第2信号をそれぞれデジタル信号に変換する変換部を有することを特徴とする撮像素子。
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