JP5049861B2 - 半導体装置 - Google Patents
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Description
本実施の形態1では、画像を撮影する撮像装置について図面を参照しながら説明する。まず、撮像装置を構成する撮像素子の構成について説明する。撮像素子は、撮像素子に入力された光を電気信号に変換する素子である。図1は、撮像素子において、光を電気信号に変換する様子を示す模式図である。例えば、図1に示すように、対象物から発せられた光はレンズRに入射し結像する。このレンズRの結像位置に撮像素子ISが配置されており、レンズRによって結像された画像が撮像素子ISに照射される。撮像素子ISでは、光が照射されると、その光を電気信号に変換する。そして、撮像素子ISから出力された電気信号を信号処理することにより画像が生成される。このように撮像素子ISは、入射した光を電気信号に変換して出力する機能を有する。
本実施の形態2における半導体装置では、前記実施の形態1における半導体装置よりも、さらに、積層された複数の半導体チップにそれぞれ入力するアナログ画像信号間でのクロストークを低減できる技術的思想について説明する。
A1 アナログ領域
A2 アナログ領域
AFE アナログフロントエンド
AGC 増幅回路
ADC A/D変換器
BP1 電極
BP2 電極
C セル
C1 セル
C2 セル
C3 セル
CD CCDセンサ
CDS ノイズ低減回路
CF カラーフィルタ
CHP1 半導体チップ
CHP2 半導体チップ
CK1 クロック領域
CK2 クロック領域
CM CMOSイメージセンサ
CS 行選択部
D1a デジタル領域
D1b デジタル領域
D2a デジタル領域
D2b デジタル領域
DR ドレイン領域
e 電子
EW 電位井戸
G ゲート電極
GOX ゲート絶縁膜
h 正孔
HB 半田ボール
HS 水平転送部
IP 画像処理LSI
IS 撮像素子
ME1 金属電極
ME2 金属電極
ME3 金属電極
ME4 金属電極
ME5 金属電極
MR 樹脂
L ランド
L1 列ライン
L2 列ライン
L3 列ライン
LG1 基準電位用ランド
LG2 基準電位用ランド
OUT 出力経路
OUT1 出力経路
OUT2 出力経路
OUT3 出力経路
OR オンチップレンズ
OX 絶縁膜
PD フォトダイオード
PD1 パッド
PD2 パッド
PDA フォトダイオード
PDB フォトダイオード
PDC フォトダイオード
Qs1 MOSFET
Qs2 MOSFET
Qs3 MOSFET
Qt 転送用MOSFET
Qt1 転送用MOSFET
Qt2 転送用MOSFET
Qt3 転送用MOSFET
R レンズ
RC 受光面
RS 列選択部
S 半導体基板
SP スペーサ
SR ソース領域
TG タイミングジェネレータ
VD 垂直ドライバ
VG 逆方向電圧
VS 垂直転送部
W1 ワイヤ
W2 ワイヤ
WL1 行ライン
WL2 行ライン
WL3 行ライン
X1 配置方向
X2 配置方向
Y1 配置方向
Y2 配置方向
Claims (20)
- (a)配線基板と、
(b)前記配線基板上に配置された矩形形状の第1半導体チップと、
(c)前記第1半導体チップ上に配置された矩形形状の第2半導体チップとを備え、
前記配線基板は、
(a1)前記配線基板の第1領域に配置された第1電極および第2電極とを有し、
前記第1半導体チップは、
(b1)前記第1半導体チップの第1辺に沿って配置され、かつ、撮像素子から出力された第1チャネルのアナログ画像信号を入力する第1パッドと、
(b2)前記第1パッドに入力した前記第1チャネルのアナログ画像信号を信号処理することにより前記第1チャネルのデジタル画像信号を出力する第1アナログ回路とを有し、
前記第2半導体チップは、
(c1)前記第2半導体チップの第2辺に沿って配置され、かつ、前記撮像素子から出力された第2チャネルのアナログ画像信号を入力する第2パッドと、
(c2)前記第2パッドに入力した前記第2チャネルのアナログ画像信号を信号処理することにより前記第2チャネルのデジタル画像信号を出力する第2アナログ回路とを有し、
前記第1半導体チップの前記第1辺の外側領域と、前記第2半導体チップの前記第2辺の外側領域とは同じ前記第1領域を示している半導体装置であって、
前記配線基板の前記第1領域に形成された前記第1電極と前記第1半導体チップの前記第1辺に沿って形成された前記第1パッドとは、第1ワイヤで接続され、
前記配線基板の前記第1領域に形成された前記第2電極と前記第2半導体チップの前記第2辺に沿って形成された前記第2パッドとは、第2ワイヤで接続され、
前記第1ワイヤと前記第2ワイヤとは、電気的に接続されず、かつ、平面的に交差する方向に配置されていることを特徴とする半導体装置。 - 請求項1記載の半導体装置であって、
前記第1ワイヤと前記第2ワイヤとは、平面的に直交するように配置されていることを特徴とする半導体装置。 - 請求項1記載の半導体装置であって、
前記第1半導体チップと前記第2半導体チップは、平面的に一致するように配置されていることを特徴とする半導体装置。 - 請求項3記載の半導体装置であって、
前記第1半導体チップの前記第1辺と前記第2半導体チップの前記第2辺は、平面的に一致するように配置されていることを特徴とする半導体装置。 - 請求項1記載の半導体装置であって、
前記第1半導体チップと前記第2半導体チップは、部分的に平面的な重なりを有するように配置されていることを特徴とする半導体装置。 - 請求項5記載の半導体装置であって、
前記第1半導体チップと前記第2半導体チップは、前記第1半導体チップの前記第1辺の延長方向にずれて配置され、かつ、前記第1半導体チップの前記第1辺と前記第2半導体チップの前記第2辺とは、一直線状に配置されていることを特徴とする半導体装置。 - 請求項1記載の半導体装置であって、
前記第2パッドと前記第2電極との距離は、前記第1パッドと前記第1電極との距離よりも大きいことを特徴とする半導体装置。 - 請求項7記載の半導体装置であって、
前記第2ワイヤの長さは、前記第1ワイヤの長さよりも長いことを特徴とする半導体装置。 - 請求項1記載の半導体装置であって、
(a2)前記配線基板は前記第1領域とは異なる第2領域に第3電極および第4電極を有し、
前記第1半導体チップは、
(b3)前記第1辺と交差する第3辺に沿って配置され、かつ、前記第1アナログ回路で生成された前記第1チャネルのデジタル画像信号を出力する第3パッドを有し、
前記第2半導体チップは、
(c3)前記第2辺と交差する第4辺に沿って配置され、かつ、前記第2アナログ回路で生成された前記第2チャネルのデジタル画像信号を出力する第4パッドを有し、
前記第1半導体チップの前記第3辺の外側領域と、前記第2半導体チップの前記第4辺の外側領域とは同じ前記第2領域を示しており、
前記配線基板の前記第2領域に形成された前記第3電極と前記第1半導体チップの前記第3辺に沿って形成された前記第3パッドとは、第3ワイヤで接続され、
前記配線基板の前記第2領域に形成された前記第4電極と前記第2半導体チップの前記第4辺に沿って形成された前記第4パッドとは、第4ワイヤで接続されていることを特徴とする半導体装置。 - 請求項9記載の半導体装置であって、
前記第1ワイヤと前記第2ワイヤのなす角は、前記第3ワイヤと前記第4ワイヤのなす角よりも大きいことを特徴とする半導体装置。 - 請求項1記載の半導体装置であって、
前記第1半導体チップと前記第2半導体チップの間にはスペーサが存在することを特徴とする半導体装置。 - 請求項11記載の半導体装置であって、
前記スペーサの厚さは、前記第1半導体チップの厚さおよび前記第2半導体チップの厚さよりも厚いことを特徴とする半導体装置。 - 請求項1記載の半導体装置であって、
前記第1アナログ回路は、
(b4)前記撮像素子から入力した前記第1チャネルのアナログ画像信号に含まれるノイズを低減する第1ノイズ低減回路と、
(b5)前記第1ノイズ低減回路でノイズを低減した前記第1チャネルのアナログ画像信号を増幅する第1増幅回路と、
(b6)前記第1増幅回路で増幅された前記第1チャネルのアナログ画像信号を前記第1チャネルのデジタル画像信号に変換する第1A/D変換回路とを有し、
前記第2アナログ回路は、
(c4)前記撮像素子から入力した前記第2チャネルのアナログ画像信号に含まれるノイズを低減する第2ノイズ低減回路と、
(b5)前記第2ノイズ低減回路でノイズを低減した前記第2チャネルのアナログ画像信号を増幅する第2増幅回路と、
(b6)前記第2増幅回路で増幅された前記第2チャネルのアナログ画像信号を前記第2チャネルのデジタル画像信号に変換する第2A/D変換回路とを有することを特徴とする半導体装置。 - 請求項1記載の半導体装置であって、
前記配線基板の前記第1領域には、複数の前記第1電極と複数の前記第2電極が形成され、
前記第1半導体チップの前記第1辺には複数の前記第1パッドが形成され、
前記第2半導体チップの前記第2辺には複数の前記第2パッドが形成され、
複数の前記第1電極と複数の前記第1パッドは、複数の前記第1ワイヤで接続され、
複数の前記第2電極と複数の前記第2パッドは、複数の前記第2ワイヤで接続されていることを特徴とする半導体装置。 - 請求項14記載の半導体装置であって、
前記第1ワイヤと前記第2ワイヤのなす角は、複数の前記第1ワイヤ間のなす角や複数の前記第2ワイヤ間のなす角よりも大きいことを特徴とする半導体装置。 - 請求項15記載の半導体装置であって、
複数の前記第1ワイヤおよび複数の前記第2ワイヤは、すべてアナログ信号の伝達に使用されるものであり、デジタル信号の伝達には使用されないことを特徴とする半導体装置。 - 請求項16記載の半導体装置であって、
複数の前記第1パッドのうち1つの前記第1パッドは、前記第1アナログ回路に基準電位を供給する第1基準電位用パッドであり、
複数の前記第2パッドのうち1つの前記第2パッドは、前記第2アナログ回路に基準電位を供給する第2基準電位用パッドであり、
前記第1基準電位用パッドと前記第2基準電位用パッドとは電気的に独立していることを特徴とする半導体装置。 - 請求項17記載の半導体装置であって、
前記配線基板に形成された複数の前記第1電極のうち、前記第1基準電位用パッドと電気的に接続される第1基準電位用電極と、
前記配線基板に形成された複数の前記第2電極のうち、前記第2基準電位用パッドと電気的に接続される第2基準電位用電極とは、電気的に独立していることを特徴とする半導体装置。 - 請求項1記載の半導体装置であって、
前記撮像素子は、CMOSイメージセンサであることを特徴とする半導体装置。 - 請求項19記載の半導体装置であって、
前記CMOSイメージセンサは、2チャネル以上のアナログ画像信号を出力するように構成されていることを特徴とする半導体装置。
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