JP5562953B2 - 複数のセンシング層を有するイメージセンサ - Google Patents
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Description
11 撮像ステージ
12 レンズ
13 減光フィルタブロック
14 絞りブロック
16 輝度センサブロック
18 シャッターブロック
20 イメージセンサ
22 アナログ信号プロセッサ
24 アナログ−デジタル(A/D)変換回路
26 タイミング発生装置
28 イメージセンサステージ
30 バス
32 メモリ
36 デジタル信号プロセッサ(DSP)
38 処理ステージ
40 露光制御装置
50 システム制御装置
52 バス
54 プログラムメモリ
56 システムメモリ
57 ホストインターフェース
60 メモリカードインターフェース
62 ソケット
64 メモリカード
70 ビューファインダディスプレイ
72 露光ディスプレイ
74 ユーザー入力
76 状態ディスプレイ
80 ビデオエンコーダ
82 表示制御装置
88 イメージディスプレイ
101 第一のセンサ層
102 第二のセンサ層
103 第三のセンサ層
110 画素
111 第一の画素アレイ
112 第二の画素アレイ
120 回路層
122 サポート回路
124 リセットゲート
126 ソースフォロワ入力
128 ソースフォロワ出力
130 層間接続体
132 行回路及び列回路
140 フォトダイオード
142 トランスファゲート
144 浮遊拡散
150 画素カーネル
152 シリコン層
154 金属層
160 カラーフィルタアレイ
T1 第一の厚さ
T2 第二の厚さ
T3 第三の厚さ
VDD 電圧源
Claims (12)
- 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関する、浮遊拡散,リセットゲート,ソースフォロワ入力及びソースフォロワ出力を含む、回路層;
前記第一のセンサ層及び前記第二のセンサ層の画素と、前記浮遊拡散,リセットゲート,ソースフォロワ入力及びソースフォロワ出力との間の層間接続体;及び
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。
- 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関する、浮遊拡散,リセットゲート,ソースフォロワ入力及びソースフォロワ出力を含み、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、前記浮遊拡散,リセットゲート,ソースフォロワ入力及びソースフォロワ出力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7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7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であって、前記第一の画素カーネルは、第一の電荷−電圧変換機構を含む、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であって、前記第二の層は、第二の電荷−電圧変換機構を含み、前記第一の層と同じ構成要素でできている、工程;
前記第一の画素カーネルの画素から前記第一の電荷−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前記第二の電荷−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、層間接続体を介して、前記第一の電荷−電圧変換素子及び前記第二の電荷−電圧変換素子から、前記第一の層の下の回路層上に形成された共通の電荷−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10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10に記載の方法。
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