KR20210129066A - 촬상 센서 - Google Patents

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KR20210129066A
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토모미 이토
카즈요시 야마시타
아츠시 마사가키
시노부 아사야마
신야 이토오
하루유키 나카가와
쿄헤이 미즈타
스스무 오오키
오사무 오카
카즈토 카미무라
타쿠지 마츠모토
켄쥬 니시키도
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소니 세미컨덕터 솔루션즈 가부시키가이샤
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Abstract

센서 회로가 제공된다. 상기 센서 회로는 복수의 화소, 및 그 일측에 복수의 수직 신호선과 복수의 제1 배선층을 포함하는 제1 기판과, 그 일측에 복수의 제2 배선층을 포함하는 제2 기판을 포함한다. 상기 제1 및 제2 기판은 상기 복수의 제1 및 제2 배선층 사이에 함께 고정된다. 상기 제1 패드는 상기 복수의 제1 배선층 중 하나와 상기 복수의 제2 배선층 중 하나 사이에 제공되고 제2 패드는 상기 복수의 제1 배선층 중 다른 하나와 상기 복수의 제2 배선층 중 다른 하나 사이에 제공된 다. 제1 비아 및 제2 비아는 상기 제1 패드와 상기 복수의 제1 배선층 중 하나와 상기 복수의 제2 배선층 중 하나를 함께 접속한다.

Description

촬상 센서
우선권 주장
본 출원은 일본에서 2O19년 2월 28일에 출원된 일본국 특허출원 제2O19-036818호를 기초로 하여 우선권을 주장한 것이고, 이 출원은 참조함에 의해 본 출원에 원용된다.
본 개시는, 고체 촬상 장치, 및, 촬상 시스템에 관한 것으로서, 상세하게는, 암전류에 의한 노이즈가 생기는 고체 촬상 장치, 및, 촬상 시스템에 관한 것이다.
종래부터, 반도체 기판 당의 회로의 규모나 면적을 삭감하기 위해, 복수의 반도체 기판을 적층하여 접합하는 기술이, 고체 촬상 장치에서 이용되고 있다. 예를 들면, 한 쌍의 반도체 기판의 각각의 접합면에서 구리의 전극 패드를 노출시키고, 전극 패드끼리를 접합하여 전기적 도통도 행하는 고체 촬상 장치가 제안되어 있다(예를 들면, 일본국 특개2012-164870호 공보 참조.). 이와 같이, 구리의 전극 패드끼리를 접합하는 접합 방법은, Cu(Cupper)-Cu 접합이라고 불린다. 또한, 상술한 고체 촬상 장치에서는, 복수의 화소 회로의 하부의 접합면에서, 전극 패드 외에, 전기적 도통에 이용되지 않는 패드가, 더미 패드로서 또한 마련된다.
특허문헌 1 일본국 특개2012-164870호 공보
상술한 종래 기술에서는, 전극 패드에 더하여, 더미 패드끼리도 접합함에 의해, 접합 강도의 향상을 도모하고 있다. 그렇지만, 전극 패드상의 화소 회로의 암전류와, 더미 패드상의 화소 회로의 암전류 사이에 차이가 생기고, 그 차이에 기인하여 화상 데이터에 노이즈가 발생하여 화질이 저하되어 버린다는 문제가 있다. 이와 같이 암전류에 차이가 생기는 것은, 전극 패드상의 화소 회로에의 수소 공급량과, 더미 패드상의 화소 회로에의 수소 공급량에 차이가 있는 것이 원인의 하나라고 추측되고 있다.
본 개시는 이와 같은 상황을 감안하여 만들어진 것으로, 복수의 반도체 기판을 적층하고, 더미 패드를 마련한 고체 촬상 장치에서, 화상 데이터의 화질의 저하를 억제하는 것을 목적으로 한다.
본 개시의 제1 측면에 따르면, 복수의 화소, 및 그 일측에 복수의 수직 신호선과 복수의 제1 배선층을 포함하는 제1 기판과, 그 일측에 복수의 제2 배선층을 포함하는 제2 기판을 포함하고, 상기 제1 및 제2 기판은 상기 복수의 제1 및 제2 배선층 사이에서 접합면과 함께 고정되고, 상기 접합면의 각 측상에서 상기 복수의 제1 배선층 중 하나와 상기 복수의 제2 배선층 중 하나 사이에 제공된 제1 패드와, 상기 접합면의 각 측상에서 상기 복수의 제1 배선층 중 다른 하나와 상기 복수의 제2 배선층 중 다른 하나 사이에 제공된 제2 패드와, 상기 복수의 제1 배선층 중 하나와 상기 제1 기판 상에 제공된 상기 제1 패드를 접속하는 제1 비아와, 상기 복수의 제2 배선층 중 하나와 상기 제2 기판 상에 제공된 제1 패드를 연결하는 제2 비아를 포함하고, 상기 제1 기판 상에 제공된 상기 제1 패드와 상기 제2 기판 상에 제공된 상기 제2 패드는 서로 접속되고, 상기 복수의 제1 배선층 중 다른 하나를 접속하는 제3 비아와, 상기 복수의 제2 배선층 중 다른 하나를 접속하는 제4 비아를 포함하고, 상기 제3 비아 및 제4 비아 중 적어도 하나는 상기 제2 패드와 상기 복수의 제1 및 제2 배선층 중 다른 하나의 적어도 하나를 함께 접속하고, 상기 제1 패드는 상기 복수의 제1 배선층 중 하나와 상기 복수의 제2 배선 층 중 하나 사이의 전기적 접속을 제공하고, 상기 제1 패드는 상기 복수의 수직 신호선 중 하나에 전기적으로 접속되고, 상기 제2 패드는 상기 복수의 수직 신호선에 전기적으로 접속하지 않는 촬상 센서가 제공된다.
또한, 제1 측면에 있어서, 상기 제1 기판은 화소 회로를 더 포함하고 상기 제2 기판은 후단 회로를 더 포함한다.
또한, 제1 측면에 있어서, 상기 화소 회로로부터의 화소 신호는 상기 화소 회로로부터 상기 후단 회로로 전달된다.
또한, 제1 측면에 있어서, 상기 더미 패드는 전기적으로 플로팅 된다.
또한, 제1 측면에 있어서, 상기 더미 패드는 고정 전위에 접속된다.
또한, 제1 측면에 있어서, 상기 제1 패드는 전극 패드이고 상기 제2 패드는 더미 패드이다.
또한, 제1 측면에 있어서, 상기 제1 및 제2 비아의 수는 상기 제3 및 제4 비아의 수와 동일하다.
또한, 제1 측면에 있어서, 상기 제1 및 제2 비아의 수는 상기 제3 및 제4 비아의 수보다 더 크다.
또한, 제1 측면에 있어서, 상기 제1 및 제2 비아의 수는 상기 제3 및 제4 비아의 수보다 더 적다.
또한, 제1 측면에 있어서, 상기 제3 비아 및 제4 비아는 제2 패드 및 상기 복수의 제1 배선층 중 다른 하나와 상기 복수의 제2 배선층 중 다른 하나를 함께 접속한다.
또한, 제1 측면에 있어서, 상기 제3 비아는 상기 제2 패드 및 상기 복수의 제1 배선층 중 다른 하나를 함께 접속한다.
또한, 제1 측면에 있어서, 상기 제1 및 제2 비아는 제3 및 제4 비아와 상이한 크기를 갖는다.
또한, 제1 측면에 있어서, 상기 제1, 제2, 제3, 및 제4 비아의 단면 형상은 직사각형, 원형 또는 타원형이다.
또한, 제1 측면에 있어서, 상기 제3 비아의 수는 제4 비아의 수와 상이하다.
본 개시의 제2 측면에 따르면, 제1 기판과, 상기 제1 기판 하부에 제공된 제2기판을 포함하고, 상기 제1 기판은 전극 패드를 포함하는 제1 본딩 영역 및 더미 패드를 포함하는 제2 본딩 영역을 포함하고, 상기 제1 기판의 상기 제1 본딩 영역으로부터 연장되어 상기 전극 패드에 접속되는 복수의 제1 비아와, 상기 제1 기판의 상기 제2 본딩 영역으로부터 연장되어 상기 더미 패드에 접속되는 복수의 제2 비아를 포함하고, 상기 복수의 제1 비아의 수는 상기 복수의 제2 비아의 수보다 많은 촬상 센서가 제공된다.
또한, 제2 측면에 있어서, 상기 전극 패드는 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이의 전기적 접속을 제공한다.
또한, 제2 측면에 있어서, 상기 전극 패드는 제1 본딩 영역 내에 제공된다.
또한, 제2 측면에 있어서, 상기 더미 패드는 제2 본딩 영역 내에 제공된다.
또한, 제2 측면에 있어서, 상기 더미 패드는 전기적으로 플로팅 된다.
또한, 제2 측면에 있어서, 상기 더미 패드는 고정 전위에 접속된다.
본 개시의 제3 측면에 따르면, 제1 기판과, 상기 제1기판 하부에 제공된 제2 기판을 포함하고, 상기 제1 기판은 전극 패드를 포함하는 한 쌍의 제1 본딩 영역과 더미 패드를 포함하는 한 쌍의 제1 본딩 영역 사이에 제공되는 적어도 하나의 제2 본딩 영역을 포함하고, 상기 제1 기판의 한 쌍의 제1 본딩 영역으로부터 연장되어 상기 전극 패드에 접속되는 복수의 제1 비아와, 상기 제1 기판의 적어도 하나의 제2 본딩 영역으로부터 연장되어 상기 더미 패드에 접속되는 복수의 제2 비아를 포함하는 촬상 센서가 제공된다.
또한, 제3 측면에 있어서, 상기 적어도 하나의 제2 본딩 영역은 상기 제1 기판의 중앙 부분에 제공된다.
또한, 제3 측면에 있어서, 상기 촬상 센서는 상기 한 쌍의 제1 본딩 영역 중 하나 위에 제공된 다른 제2 본딩 영역, 및 상기 한 쌍의 제1 본딩 영역 중 또 다른 하나의 아래에 제공된 또 다른 제2 본딩 영역을 더 포함한다.
또한, 제3 측면에 있어서, 상기 제2 기판은 복수 쌍의 회로 부품을 포함한다.
또한, 제3 측면에 있어서, 상기 복수 쌍의 회로 부품은 한 쌍의 상기 제1 및 제2 회로 부품이, 인접한 다른 쌍의 회로 부품에서 전치(transposing)되도록 배열된다.
도 1은 본 개시의 제1 실시예에서의 촬상 시스템의 한 구성례를 도시하는 블록도.
도 2는 본 개시의 제1 실시예에서의 고체 촬상 장치의 적층 구조의 한 예를 도시하는 도면.
도 3은 본 개시의 제1 실시예에서의 고체 촬상 장치의 한 구성례를 도시하는 블록도.
도 4는 본 개시의 제1 실시예에서의 수광 기판의 접합면의 한 예를 도시하는 평면도.
도 5는 본 개시의 제1 실시예에서의 VSL(Vertical Signal Line) 접합 영역상의 화소 회로의 한 구성례를 도시하는 회로도.
도 6은 본 개시의 제1 실시예에서의 더미 영역상의 화소 회로의 한 구성례를 도시하는 회로도.
도 7은 본 개시의 제1 실시예에서의 VSL 접합 영역 및 더미 영역의 한 예를 도시하는 평면도.
도 8은 본 개시의 제1 실시예에서의 고체 촬상 장치의 단면도의 한 예.
도 9는 비교례의 고체 촬상 장치의 단면도의 한 예.
도 10의 a와 b는 본 개시의 제1 실시예 및 비교례에서의 접합면 근방의 한 예를 각각 도시하는 확대도.
도 11의 a와 b는 본 개시의 제1 실시예 및 비교례에서의 화상 데이터의 한 예를 각각 도시하는 도면.
도 12는 본 개시의 제1 실시예의 제1 변형례에서의 VSL 접합 영역 및 더미 영역의 한 예를 도시하는 평면도.
도 13은 본 개시의 제1 실시예의 제2 변형례에서의 VSL 접합 영역 및 더미 영역의 한 예를 도시하는 평면도.
도 14는 본 개시의 제1 실시예의 제2 변형례에서의 고체 촬상 장치의 단면도의 한 예.
도 15는 본 개시의 제1 실시예의 제3 변형례에서의 VSL 접합 영역 및 더미 영역의 한 예를 도시하는 평면도.
도 16은 본 개시의 제1 실시예의 제3 변형례에서의 고체 촬상 장치의 단면도의 한 예.
도 17은 본 개시의 제2 실시예에서의 VSL 접합 영역 및 더미 영역의 한 예를 도시하는 평면도.
도 18의 a, b, 및 c는 본 개시의 제2 실시예의 제1 변형례, 제2 변형례, 및 제3 변형례에서의 더미 영역의 한 예를 각각 도시하는 평면도.
도 19는 본 개시의 제3 실시예에서의 VSL 접합 영역 및 더미 영역의 한 예를 도시하는 평면도.
도 20은 본 개시의 제3 실시예에서의 고체 촬상 장치의 단면도의 한 예.
도 21은 본 개시의 제4 실시예에서의 VSL 접합 영역 및 더미 영역의 한 예를 도시하는 평면도.
도 22는 본 개시의 제5 실시예에서의 고체 촬상 장치의 단면도의 한 예.
도 23은 본 개시의 제6 실시예에서의 고체 촬상 장치의 단면도의 한 예.
도 24는 본 개시의 제7 실시예에서의 고체 촬상 장치의 단면도의 한 예.
도 25는 본 개시의 제8 실시예에서의 고체 촬상 장치의 단면도의 한 예.
도 26은 본 개시의 제9 실시예에서의 고체 촬상 장치의 단면도의 한 예.
도 27은 본 개시의 제10 실시예에서의 수광 기판의 접합면의 한 예를 도시하는 평면도.
도 28은 본 개시의 제11 실시예에서의 고체 촬상 장치의 구성에 관해 설명하기 위한 도면.
도 29는 본 개시의 제11 실시예에서의 수광 기판과 회로 기판에 배치되는 회로에 관해 설명하기 위한 도면.
도 30은 본 개시의 제11 실시예에서의 수광 기판의 접합면의 한 예를 도시하는 평면도.
도 31은 본 개시의 제11 실시예에서의 고체 촬상 장치의 회로 구성을 도시하는 도면.
도 32는 본 개시의 제12 실시예에서의 고체 촬상 장치의 단면도의 한 예.
도 33은 본 개시의 제13 실시예에서의 고체 촬상 장치의 단면도의 한 예.
도 34는 본 개시의 제14 실시예에서의 고체 촬상 장치의 사시도의 한 예.
도 35는 본 개시의 제14 실시예에서의 수광 기판의 접합면의 한 예를 도시하는 평면도.
도 36은 본 개시의 제14 실시예에서의 고체 촬상 장치의 사시도의 다른 예.
도 37은 본 개시의 제14 실시예에서의 수광 기판의 접합면의 다른 예를 도시하는 평면도.
도 38은 본 개시의 제14 실시예에서의 고체 촬상 장치의 사시도의 다른 한 예.
도 39는 본 개시의 제14 실시예에서의 고체 촬상 장치의 사시도의 다른 예.
도 40의 a와 b는 본 개시의 실시예 및 비교례에서의 접합면 근방의 한 예를 각각 도시하는 확대도.
도 41은 본 개시의 제15 실시예에서의 고체 촬상 장치의 단면도의 한 예.
도 42는 본 개시의 제16 실시예에서의 고체 촬상 장치의 단면도의 한 예.
도 43은 본 개시의 제16 실시예에서의 고체 촬상 장치의 단면도의 다른 예.
도 44는 차량 제어 시스템의 개략적인 구성례를 도시하는 블록도.
도 45는 촬상부의 설치 위치의 한 예를 도시하는 설명도.
이하, 본 개시를 실시하기 위한 실시예들(이하, 실시예라고 칭한다)에 관해 설명한다. 설명은 이하의 순서에 의해 행한다.
1. 제1 실시예(비아를 통하여 수소를 균일하게 공급하는 예)
2. 제2 실시예(더미 패드의 일부에 비아를 접속하고, 수소를 균일하게 공급하는 예)
3. 제3 실시예(단면적이 다른 복수의 비아를 통하여 수소를 균일하게 공급하는 예)
4. 제4 실시예(원형의 비아를 통하여 수소를 균일하게 공급하는 예)
5. 제5 실시예(비아를 통하여 회로측에 수소를 균일하게 공급하는 예)
6. 제6 실시예(수광측 및 회로측의 비아를 통하여 수소를 균일하게 공급하는 예)
7. 제7 실시예(매체와 비아를 통하여 수소를 균일하게 공급하는 예)
8. 제8 실시예(접합면을 관통하는 비아를 통하여 수소를 균등하게 공급하는 예)
9.제9 실시예(화소 영역 이외에도 비아를 통하여 수소를 균일하게 공급하는 예)
10. 제10 실시예(화소 영역 내에 더미 패드를 배치하고, 비아를 통하여 수소를 균일하게 공급하는 예)
11. 제11 실시예(에어리어마다 아날로그 디지털 변환하고, 비아를 통하여 수소를 균일하게 공급하는 예)
12. 제12 실시예(메모리 기판을 포함하는 3층 적층 구조에서, 비아를 통하여 수소를 균일하게 공급하는 예)
13. 제13 실시예(화소 기판을 포함하는 3층 적층 구조에서, 비아를 통하여 수소를 균일하게 공급하는 예)
14. 제14 실시예(복수의 수직 구동 회로를 배치하고, 비아를 통하여 수소를 균일하게 공급하는 예)
15. 제15 실시예(화소 어레이부 이외에도 전극 패드를 배치하고, 비아를 통하여 수소를 균일하게 공급하는 예)
16. 제16 실시예(3층 적층 구조에서, 비아를 통하여 수소를 균일하게 공급하는 예)
17. 이동체에의 응용례
<1. 제1 실시예>
[촬상 장치의 구성례]
도 1은, 본 개시의 제1 실시예에서의 촬상 시스템(100)의 한 구성례를 도시하는 블록도이다. 이 촬상 시스템(100)은, 화상 데이터를 촬상하기 위한 것이고, 광학부(110), 고체 촬상 장치(200) 및 DSP(Digital Signal Processing) 회로(120)를 구비한다. 또한 촬상 시스템(100)은, 표시부(130), 조작부(140), 버스(150), 프레임 메모리(160), 기억부(170) 및 전원부(180)를 구비한다. 촬상 시스템(100)으로서는, 스마트폰에 탑재되는 카메라나, 차량 탑재 카메라 등이 상정된다.
광학부(110)는, 피사체로부터의 광을 집광하여 고체 촬상 장치(200)에 유도하는 것이다. 고체 촬상 장치(200)는, 광전 변환에 의해 화상 데이터를 생성하는 것이다. 이 고체 촬상 장치(200)는, 생성한 화상 데이터를 DSP 회로(120)에 신호선(209)을 통하여 공급한다.
DSP 회로(120)는, 화상 데이터에 대해 소정의 신호 처리를 실행하는 것이다. 이 DSP 회로(120)는, 처리 후의 화상 데이터를 버스(150)를 통하여 프레임 메모리(160) 등에 출력하다. 또한, DSP 회로(120)는, 특허 청구의 범위에 기재된 신호 처리 회로의 한 예이다.
표시부(130)는, 화상 데이터를 표시하는 것이다. 표시부(130)로서는, 예를 들면, 액정 패널이나 유기 EL(Electro Luminescence) 패널이 상정된다. 조작부(140)는, 유저의 조작에 따라 조작 신호를 생성하는 것이다.
버스(150)는, 광학부(110), 고체 촬상 장치(200), DSP 회로(120), 표시부(130), 조작부(140), 프레임 메모리(160), 기억부(170) 및 전원부(180)가 서로 데이터를 주고 받기 위한 공통의 경로이다.
프레임 메모리(160)는, 화상 데이터를 유지하는 것이다. 기억부(170)는, 화상 데이터 등의 다양한 데이터를 기억하는 것이다. 전원부(180)는, 고체 촬상 장치(200), DSP 회로(120)나 표시부(130) 등에 전원을 공급하는 것이다.
[고체 촬상 장치의 구성례]
도 2는, 본 개시의 제1 실시예에서의 고체 촬상 장치(200)의 적층 구조의 한 예를 도시하는 도면이다. 이 고체 촬상 장치(200)는, 회로 기판(202)과, 그 회로 기판(202)에 적층된 수광 기판(201)을 구비한다.
이하, 수광 기판(201) 및 회로 기판(202)의 기판 평면에 평행한 소정의 축을 X축으로 하고, 기판 평면에 수직인 축을 Z축으로 한다. 또한, X축 및 Z축에 수직인 축을 Y축으로 한다.
수광 기판(201)에는, Y축 방향을 따라 복수의 수직 신호선(VSL)이 배선된다. 이러한 수직 신호선(VSL)은, 비아를 통하여, Cu-Cu 접합에 의해 회로 기판(202) 내의 회로와 전기적으로 접속된다.
도 3은, 본 개시의 제1 실시예에서의 고체 촬상 장치(200)의 한 구성례를 도시하는 블록도이다. 이 고체 촬상 장치(200)는, 수직 구동 회로(210), 타이밍 제어 회로(220), 북측 수평 구동 회로(231), 북측 칼럼 신호 처리 회로(241), 화소 어레이부(250), 남측 칼럼 신호 처리 회로(242) 및 남측 수평 구동 회로(232)를 구비한다. 또한, 고체 촬상 장치(200), 전원 공급 회로(270) 및 출력부(280)를 또한 구비한다.
화소 어레이부(250)에는, 복수의 화소 회로(260)가 2차원 격자형상으로 배열된다. X축 방향으로 배열된 화소 회로(260)의 집합을 이하, 「행」이라고 칭하고, Y축 방향으로 배열된 화소 회로(260)의 집합을 이하, 「열」이라고 칭한다.
화소 회로(260)는, 입사광에 대한 광전 변환에 의해 화소 신호를 생성하는 것이다.
수직 구동 회로(210)는, 행을 순차적으로 선택하여 구동하고, 화소 신호를 출력시키는 것이다. 홀수행 및 짝수행의 일방(홀수행 등)의 화소 회로(260)는, 북측 칼럼 신호 처리 회로(241)에 화소 신호를 출력하고, 타방(짝수행 등)의 화소 회로(260)는, 남측 칼럼 신호 처리 회로(242)에 화소 신호를 출력한다.
타이밍 제어 회로(220)는, 수직 구동 회로(210), 북측 수평 구동 회로(231), 북측 칼럼 신호 처리 회로(241), 남측 칼럼 신호 처리 회로(242) 및 남측 수평 구동 회로(232)의 각각의 동작 타이밍을 제어하는 것이다.
북측 칼럼 신호 처리 회로(241)는, 대응하는 행(홀수행 등)으로부터의 화소 신호에 대해, AD(Analog to Digital) 변환 처리나 CDS(Correlated Double Sampling) 처리 등의 신호 처리를 열마다 행하는 것이다. 이 북측 칼럼 신호 처리 회로(241)는, 처리 후의 화소 신호를 북측 수평 구동 회로(231)의 제어에 따라 출력부(280)에 출력한다.
남측 칼럼 신호 처리 회로(242)는, 대응하는 행(짝수행 등)으로부터의 화소 신호에 대해, AD 변환 처리나 CDS 처리 등의 신호 처리를 열마다 행하는 것이다. 이 남측 칼럼 신호 처리 회로(242)는, 처리 후의 화소 신호를 남측 수평 구동 회로(232)의 제어에 따라 출력부(280)에 출력한다.
북측 수평 구동 회로(231)는, 북측 칼럼 신호 처리 회로(241)를 제어하여 행 내의 화소 신호를 순차적으로 출력시키는 것이다. 남측 수평 구동 회로(232)는, 남측 칼럼 신호 처리 회로(242)를 제어하여 행 내의 화소 신호를 순차적으로 출력시키는 것이다.
전원 공급 회로(270)는, 화소 어레이부(250) 등에 전원을 공급하는 것이다. 출력부(280)는, 화소 신호를 배열한 화상 데이터를 DSP 회로(120)에 출력하는 것이다.
또한, 화소 어레이부(250)는, 수광 기판(201)에 배치되고, 그 이외의 수직 구동 회로(210) 등의 회로는, 회로 기판(202)에 배치된다. 동 도면에서의 1점 쇄선은, 그러한 기판의 접합면을 나타낸다. 또한, 화소 어레이부(250)를 수광 기판(201)에, 그 이외의 회로를 회로 기판(202)에 배치하고 있는데, 각각의 기판에 배치하는 회로는, 이 구성으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 북측 칼럼 신호 처리 회로(241)나 남측 칼럼 신호 처리 회로(242) 내의 비교기까지를 수광 기판(201)에 배치할 수도 있다.
또한, 북측 칼럼 신호 처리 회로(241) 및 남측 칼럼 신호 처리 회로(242)의 양쪽을 배치하고 있는데, 일방만을 배치할 수도 있다. 이 경우에는, 북측 수평 구동 회로(231) 및 남측 수평 구동 회로(232)에 대해서도, 대응하는 일방만이 배치된다.
도 4는, 본 개시의 제1 실시예에서의 수광 기판(201)의 접합면의 한 예를 도시하는 평면도이다. 여기서, 수광 기판(201)의 양면 중, 접합면에 대향하는 면을 이하, 「수광면」이라고 한다. 이 수광면에, 전술한 복수의 화소 회로(260)가 배열된다.
수광 기판(201)의 접합면에는, 구동선 접합 영역(311 및 312)과, 전원선 접합 영역(313 및 316)과, VSL 접합 영역(314)과, 더미 영역(321 및 322)이 마련된다. VSL 접합 영역(314)은 더미 영역(321 및 322) 사이에 배치된다. 또한, 수광면측을 상측으로 하여, 화소 어레이부(250)의 하부에, VSL 접합 영역(314)과, 더미 영역(321 및 322)이 배치된다. 회로 기판(202)의 접합면의 구성은, 수광 기판(201)의 접합면과 같다.
VSL 접합 영역(314)에는, 예를 들면, 구리제의 복수의 전극 패드(431)가 배열된다. 각각의 전극 패드(431)는, 서로 다른 화소 회로(260)의 하부에 배치된다. 또한, 전극 패드(431)는, 수직 신호선 및 전원선과 비아를 통하여 접속된다. 또한 전극 패드(431)는, 회로 기판(202)측의 전극 패드와 접합되고, 이러한 전극 패드를 통하여, 수광 기판(201)과 회로 기판(202)이 전기적으로 접속된다. 북측 칼럼 신호 처리 회로(241) 및 남측 칼럼 신호 처리 회로(242)는, VSL 접합 영역(314)의 전극 패드(431)에 접속된다. 또한, 전극 패드의 재료는, 구리로 한정되지 않고, 금 등의 다른 금속 재료, 도전성 재료라도 좋다. 또한, X방향에서 본 동 도면에서 패드보다도 비아의 지름 쪽이 작지만, 이 구성으로 한정되지 않는다. X방향이나 Y방향에서 보아, 패드보다도 비아의 지름이 커도, 동일해도 좋고, 작아도 좋다.
구동선 접합 영역(311 및 312)에도 복수의 전극 패드가 형성되고, 그러한 전극 패드는, 구동선과 비아를 통하여 접속된다. 여기서, 구동선은, 화소 회로(260)를 구동하기 위한 구동 신호를 전송하는 신호선이다.
전원선 접합 영역(313 및 316)에도 복수의 전극 패드가 형성되고, 그러한 전극 패드는, 전원선 및 접지선과 비아를 통하여 접속된다.
더미 영역(321 및 322)의 각각에는, 구리제의 복수의 더미 패드(441)가 배열된다. 각각의 더미 패드(441)는, 서로 다른 화소 회로(260)의 하부에 배치된다. 또한, 더미 패드(441)는, 회로 기판(202)측의 더미 패드와 접합되지만, 전극 패드(431)와 다르고, 수광 기판(201)과 회로 기판(202)의 전기적 접속에는 이용되지 않는다. 더미 패드(441)는 VDD나 그라운드 전원이라는 VSL 이외의 전위에 고정되는 것도 가능하고, 전기적으로 플로팅 상태도 가능하다. 더미 패드(441)는, 전기적 접속에는 이용되지 않지만, 전극 패드(431)에 더하여, 더미 패드(441)끼리를 접합함에 의해, 접합 강도를 향상시키고, 기판의 휘어짐을 방지할 수 있다.
[화소 회로의 구성례]
도 5는, 본 개시의 제1 실시예에서의 VSL 접합 영역(314)상의 화소 회로(260)의 한 구성례를 도시하는 회로도이다. 이 화소 회로(260)는, 광전 변환 소자(261), 전송 트랜지스터(262), 리셋 트랜지스터(263), 부유 확산층(264), 증폭 트랜지스터(265) 및 선택 트랜지스터(266)를 구비한다.
또한, 화소 어레이부(250)의 수광면에는, 열마다 Y축 방향을 따라 한 쌍의 수직 신호선(VSL)이 배선된다. 한 쌍의 수직 신호선(VSL)의 일방은, 홀수행에 접속되고, 타방은 짝수행에 접속된다. 또한, 화소 어레이부(250)의 수광면에는, 행마다 X축 방향을 따라, 구동선(217 내지 219)이 배선된다.
광전 변환 소자(261)는, 입사광을 광전 변환하여 전하를 생성하는 것이다. 전송 트랜지스터(262)는, 구동 신호(TRG)에 따라, 광전 변환 소자(261)로부터 부유 확산층(264)에 전하를 전송하는 것이다. 이 구동 신호(TRG)는, 구동선(218)을 통하여 수직 구동 회로(210)로부터 공급된다.
리셋 트랜지스터(263)는, 구동 신호(RST)에 따라, 부유 확산층(264)으로부터 전하를 뽑아내서 초기화하는 것이다. 이 구동 신호(RST)는, 구동선(217)을 통하여 수직 구동 회로(210)로부터 공급된다.
부유 확산층(264)은, 전하를 축적하고, 전하량에 응한 전압을 생성하는 것이다. 증폭 트랜지스터(265)는, 부유 확산층(264)의 전압을 증폭하는 것이다.
선택 트랜지스터(266)는, 구동 신호(SEL)에 따라, 증폭된 전압의 신호를 화소 신호로서, 북측 칼럼 신호 처리 회로(241)나 남측 칼럼 신호 처리 회로(242)에 수직 신호선(VSL)을 통하여 출력하는 것이다. 이 구동 신호(SEL)는, 구동선(219)을 통하여 수직 구동 회로(210)로부터 공급된다.
또한, VSL 접합 영역(314)상의 화소 회로(260)는, 수직 신호선(VSL) 및 비아를 통하여 전극 패드(431)에 접속된다. 이 전극 패드(431)는, 회로 기판(202)측의 전극 패드(432)와 접합된다. 이러한 패드나 비아를 통하여, 한 쌍의 수직 신호선(VSL)의 일방은, 북측 칼럼 신호 처리 회로(241)에 접속되고, 타방은, 남측 칼럼 신호 처리 회로(242)에 접속된다. 또한, 북측 칼럼 신호 처리 회로(241) 및 남측 칼럼 신호 처리 회로(242)의 일방만을 마련하는 경우에는, 수직 신호선(VSL)은 열마다 1개만 배선된다.
또한, 전원 전압(VDD)을 공급하는 전원선(279)과 화소 회로(260)의 접속 노드는, 비아와 전극 패드(431) 및 전극 패드(432)를 통하여, 회로 기판(202)측의 전원 공급 회로(270)와 접속된다.
도 6은, 본 개시의 제1 실시예에서의 더미 영역(322)상의 화소 회로(260)의 한 구성례를 도시하는 회로도이다. 이 더미 영역(322)의 상부의 화소 회로(260)와 수직 신호선(VSL)의 접속 노드에도 비아가 배치되어 있다. 그러나, 이 더미 영역(322)의 비아는, VSL 접합 영역(314)의 비아와 다르고, 회로 기판(202)에 전기적으로 접속되어 있지 않다.
또한, 더미 영역(322)상의 화소 회로(260)는, 전원선(279) 및 비아를 통하여 더미 패드(441)와 접속된다. 이 더미 패드(441)는, 회로 기판(202)측의 더미 패드(442)와 접합된다. 또한, 화소 회로(260)의 구성은, 도 5나 도 6에 예시한 회로로 한정되지 않는다. 예를 들면, 화소 회로(260) 내에 선택 트랜지스터를 배치하지 않는 구성으로 할 수도 있다.
도 7은, 본 개시의 제1 실시예에서의 VSL 접합 영역(314) 및 더미 영역(322)의 한 예를 도시하는 평면도이다. VSL 접합 영역(314)에는, 복수의 전극 패드(431)가 배열되고, 각각의 전극 패드(431)에는, 소정수(예를 들면, 4개)의 비아(423)가 접속된다. 또한, 전극 패드(431)마다의 비아(423)의 개수는, 4개로 한정되지 않는다.
한편, 더미 영역(322)에는, 복수의 더미 패드(441)가 배열되고, 각각의 더미 패드(441)에는, 전극 패드(431)와 다른 개수(2개 등)의 비아(424)가 접속된다.
또한, 모든 더미 패드(441)에 관해, 접속하는 비아 수는 동일하다. 또한, 비아(423 및 424)의 각각의 단면적 및 단면 형상은 동일하다. 예를 들면, 단면 형상은, 전부 사각형이다.
수광 기판(201)에서 복수의 막을 적층할 때, 그 막 자체가 수소를 포함하는 일이 있다. 또한, 수소 신터 공정에서 수소가 혼입되는 일이 있다. 그러한 상황에 응하여, 전극 패드(431)나 더미 패드(441)의 비아 수는, 복수의 화소 회로(260)의 각각에의 수소 공급량이 균등해지도록 조정된다.
도 8은, 본 개시의 제1 실시예에서의 고체 촬상 장치(200)의 단면도의 한 예이다. 도 8의 단면도는, 도 7의 선분 Y1-Y2에 따라 고체 촬상 장치(200)를 절단할 때의 단면도이다.
수광 기판(201)에서, 수광면측을 상측으로 하여, 전극 패드(431)의 상부에는 배선층(420)이 마련된다. 배선층(420)은, 단층 또는 복수층의 절연막과, 단층 또는 복수층의 배선으로 이루어진다. 전극 패드끼리가 접합되어 있지 않는 영역에서는, 상하의 절연막끼리가 접속된다. 또한, 배선층(420)에서, Y축 방향을 따라 수직 신호선이나 전원선 등의 메탈 배선(421)이 배선되고, 또한, 전송 트랜지스터 등의 트랜지스터(417)가 배치된다. 또한, 수직 신호선 등과 전극 패드(431)가 비아(423)에 의해 접속된다. 또한, 비아(423)의 상부에는, 포토 다이오드(415)가 형성되고, 그 상부에 컬러 필터(413)가 형성된다. 컬러 필터(413)의 상부에는 온 칩 렌즈(411)가 형성된다. 포토 다이오드(415)나 트랜지스터(417)에 의해 화소 회로(260)가 형성된다.
한편, 더미 패드(441)의 상부에도 배선층(420)이 마련된다. 이 배선층(420)에서, Y축 방향이나 X축 방향을 따라 전원선 등의 메탈 배선(422)이 배선되고, 전송 트랜지스터 등의 트랜지스터(418)가 배치된다. 또한, 전원선과 더미 패드(441)가 비아(424)에 의해 접속된다. 또한, 비아(424)의 상부에는, 포토 다이오드(416)가 형성되고, 그 상부에 컬러 필터(414)가 형성된다. 컬러 필터(414)의 상부에는 온 칩 렌즈(412)가 형성된다. 포토 다이오드(416)나 트랜지스터(418)에 의해 화소 회로(260)가 형성된다.
회로 기판(202)에서, 수광면측을 상측으로 하여, 전극 패드(432)의 하부에는 배선층(450)이 마련된다. 이 배선층(450)에서, 메탈 배선(451)이 배선되고, 트랜지스터(456)가 마련된다. 전극 패드(432)에는 비아(453)가 접속된다. 또한, 비아(453)의 하부에, 북측 칼럼 신호 처리 회로(241) 내의 ADC 등의 후단 회로(461)가 배치된다. 비아(453)는, 전극 패드(432)와 후단 회로(461) 등의 회로를 접속한다.
한편, 더미 패드(442)의 하부에도 배선층(450)이 마련된다. 이 배선층(450)에서, 메탈 배선(452)이 배선되고, 트랜지스터(456) 및 비아(454)가 배치된다. 단, 비아(454)는, 더미 패드(442)에 접속되지 않는다. 또한, 비아(454)의 하부에, 북측 칼럼 신호 처리 회로(241) 내의 ADC 등의 후단 회로(462)가 배치된다.
상술한 바와 같이, 수광 기판(201)의 양면 중 접합면에 대향하는 수광면에는, 복수의 화소 회로(260)가 배열된다. 여기서, 수광 기판(201)과 회로 기판(202)을 접합할 때의 공정(수소 신터 공정 등)에 의해, 접합면의 근방에 수소 등이 혼입되는 일이 있다. 이 수소 등은, 특개 2001-267547호 공보에 기재되어 있는 바와 같이, 실리콘의 댕글링 본드를 종단시키는 것이 알려져 있다. 이 성질에 의해, 화소 회로(260) 내의 반도체 소자(광전 변환 소자나 트랜지스터)에 수소 등이 공급되면, 그 화소 회로(260)에서 생기는 암전류가, 그 공급량에 응하여 억제된다.
그리고, 동 도면에 예시한 바와 같이, 비아(423)는, 전극 패드(431)와, 그 상부의 화소 회로(260)를 접속하여 화소 신호를 전송하고, 비아(424)는, 더미 패드(441)와, 그 상부의 화소 회로(260)를 접속한다. 환언하면, 비아(423)는, 전극 패드(431)를 통하여, 그 상부의 화소 회로(260)와 접합면의 VSL 접합 영역(314)을 접속하고, 비아(424)는, 더미 패드(441)를 통하여, 그 상부의 화소 회로(260)와 접합면의 더미 영역(322)을 접속한다.
접합면의 근방에는 접합 시의 공정에 의해 수소가 포함되기 때문에, 비아(423)를 통하여 전극 패드(431)의 상부의 화소 회로(260)에 수소가 공급되고, 또한, 비아(424)를 통하여 더미 패드(441)의 상부의 화소 회로(260)에도 수소가 공급된다. 이에 의해, 복수의 화소 회로(260)의 각각의 수소 공급량이 균일하게 되고, 각각의 회로의 암전류의 발생량이 균일해진다. 또한, 비아(424)도 더미 패드(441)에 접속함에 의해, 비아의 개구의 균일성이 향상하고, 프로세스 편차를 억제할 수 있다. 또한, 플라즈마 데미지를 억제하고, 수율을 향상시킬 수 있다.
또한, 더미 접합용의 전극 패드는, 비아를 마련하지 않으면, 플로팅이 된다. 비아를 추가 배치함으로써, 더미 접합용의 전극 패드(더미 패드(441) 등)를 예를 들어 고정 전위(VDD)나 임의의 전위, 접지 전위(GND) 등에 접속하는 것이 가능해진다. 이에 의해, 더미 접합용의 전극도 전위적으로 안정시킬 수 있고, 전기적 특성도 개선된다. 고정 전위나 임의의 전위, 접지 전위와 접속하는 방법으로서는, 비아가 직접 그러한 전위에 접속되어도 좋다. 또한, 비아를 추가 배치함으로써, 비아를 통하여 전극 패드를 다른 배선과 접속할 수 있다. 비아의 콘택트 단자 중, 전극 패드와 반대측의 단자에 접속된 배선이 임의의 전위에 접속됨으로써, 비아를 통하여 전극 패드가 그러한 전위에 접속되는 구성도 가능하다.
또한, 수광 기판(201)은, 특허 청구의 범위에 기재된 제1 반도체 기판의 한 예이고, 회로 기판(202)은, 특허 청구의 범위에 기재된 제2 반도체 기판의 한 예이다. 화소 회로(260)는, 특허 청구의 범위에 기재된 제1 회로의 한 예이다. 후단 회로(461)는, 특허 청구의 범위에 기재된 제2 회로의 한 예이다. 전극 패드(431)는, 특허 청구의 범위에 기재된 제1 전극 패드의 한 예이고, 더미 패드(441)는, 제2 전극 패드의 한 예이다. 전극 패드(432)는, 특허 청구의 범위에 기재된 제3 전극 패드의 한 예이고, 더미 패드(442)는, 제4 전극 패드의 한 예이다. 배선층(420)은, 특허 청구의 범위에 기재된 제1 배선층의 한 예이고, 배선층(450)은, 제2 배선층의 한 예이다. 비아(423)는, 특허 청구의 범위에 기재된 제1 비아의 한 예이고, 비아(453)는, 특허 청구의 범위에 기재된 제2 비아의 한 예이다. 비아(424)는, 특허 청구의 범위에 기재된 제3 비아의 한 예이다.
또한, 실리콘의 댕글링 본드를 종단시키는 원자로서 수소를 상정하고 있는데, 수소 이외의 원자가 실리콘의 댕글링 본드를 종단시키는 성질을 갖는 일도 있다. 이 때문에, 실리콘의 댕글링 본드를 종단 시키는, 수소 이외의 원자의 공급량이 균일해지도록 비아 수를 조정할 수도 있다. 실리콘의 댕글링 본드를 종단시키는 원자로서, 예를 들면, 수소(H), 불소(F), 질소(N), 산소(O), 탄소(C) 등의 원소를 들 수 있다. 그 외에도, 원소 주기표 13족 내지 17족의 원소 등을 들 수 있는데, 이들로 한정되지 않는다.
다음으로, 비아(424)가 더미 패드(441)에 접속되어 있지 않는 비교례에 관해 생각한다.
도 9는, 비교례의 고체 촬상 장치의 단면도의 한 예이다. 동 도면에 예시한 바와 같이, 비아(424)가 더미 패드(441)에 접속되어 있지 않는 경우, 더미 패드(441)의 상부의 화소 회로(260)에의 수소의 공급량이, 전극 패드(431)의 상부와 비교하여 적어진다. 이 때문에, 복수의 화소 회로(260)의 각각의 수소 공급량이 불균일하게 되고, 각각의 회로의 암전류의 발생량에 차이가 생긴다. 이 결과, 암전류의 차이에 기인하는 노이즈가 생겨 화상 데이터의 화질이 저하된다.
도 10은, 본 개시의 제1 실시예와 비교례에서의 접합면 근방의 한 예를 도시하는 확대도이다. 동 도면에서의 a는, 본 개시의 제1 실시예에서의 접합면 근방의 한 예를 도시하는 확대도이고, 동 도면에서의 b는, 비교례에서의 접합면 근방의 한 예를 도시하는 확대도이다.
동 도면에서의 a에 예시하는 바와 같이, 수광측의 접합면에는, 수광 기판(201)의 휘어짐을 방지하기 위해 SiN(Silicon Nitride)막(471)이 형성된다. 전극 패드(431)는, SiN막(471)을 브레이크 스루하여 형성된다. 환언하면, 전극 패드(431)는, SiN막(471)을 관통하고 있다.
회로측에서도 마찬가지로 SiN막(472)이 형성되고, 전극 패드(432)는, SiN막(472)을 브레이크 스루하여 형성된다.
특개 2018-078305호 공보에 기재되어 있는 바와 같이, SiN막(471 및 472)은, 휘어짐을 방지하기 위해 이용된다. 그러나, 이 SiN막(471) 등은, 특개 2004-165236호 공보에 기재되어 있는 바와 같이, 수소를 블록하는 성질을 가진다. 이 때문에, 동 도면에서의 b에 예시하는 바와 같이, SiN막(472) 등을 브레이크 스루하지 않는 구성으로 한 경우, 수소가 화소 회로(260)에 공급되지 않고, 암전류가 충분히 억제되지 않을 우려가 있다. 따라서, SiN막을 형성하는 경우에는, 전극 패드가, 그 SiN막을 브레이크 스루하는 것이 바람직하다.
도 11은, 본 개시의 제1 실시예 및 비교례에서의 화상 데이터의 한 예를 도시하는 도면이다. 동 도면에서의 a는, 본 개시의 제1 실시예에서의, 암 상태에서 촬상된 화상 데이터(500)의 한 예를 도시하는 도면이다. 동 도면에서의 b는, 비아가 더미 패드에 접속되어 있지 않는 비교례에서의, 암 상태에서 촬상된 화상 데이터(501)의 한 예를 도시하는 도면이다.
비아가 더미 패드에 접속되는 경우, 비아를 통하여, 그 상부의 화소 회로(260)에도 수소가 공급되기 때문에, 복수의 화소 회로(260)의 각각의 수소 공급량이 균일하게 되고, 각각의 회로의 암전류의 발생량이 균일해진다. 이에 의해, 동 도면에서의 a에 예시하는 바와 같이, 화상 데이터(500)에 줄(streaking)이 생기지 않고, 화질을 향상시킬 수 있다.
이것에 대해, 비아가 더미 패드에 접속되지 않는 경우, 그 상부의 화소 회로(260)에는 수소가 공급되지 않기 때문에, 복수의 화소 회로(260)의 각각의 수소 공급량이 불균일하게 되고, 각각의 회로의 암전류의 발생량이 불균일해진다. 이에 의해, 동 도면에서의 b에 예시하는 바와 같이, 화상 데이터(501)에, VSL 접합 영역(314)의 개소에 줄형상의 노이즈(streaking noise)가 생기고, 화질이 저하되어 버린다.
이와 같이, 본 개시의 제1 실시예에 의하면, 비아(424)가 더미 패드(441)를 통하여, 그 상부의 화소 회로(260)와 접합면의 더미 영역(322)을 접속하기 때문에, 복수의 화소 회로(260)의 각각에의 수소 공급량을 균일하게 할 수 있다. 이에 의해, 암전류의 발생량이 균일하게 되고, 화상 데이터의 화질을 향상시킬 수 있다.
[제1 변형례]
상술한 제1 실시예에서는, 더미 패드(441)의 비아 수를 2개로 하여 수소 공급량을 균일하게 하고 있었는데, 비아 수가 2개로는, 수소 공급량이 과잉으로 되는 일이 있다. 이 제1 실시예의 제1 변형례에서의 고체 촬상 장치(200)는, 더미 패드(441)의 비아 수를 삭감하여 수소 공급량을 감소시킨 점에서 제1 실시예와 다르다.
도 12는, 본 개시의 제1 실시예의 제1 변형례에서의 VSL 접합 영역(314) 및 더미 영역(322)의 한 예를 도시하는 평면도이다. 이 제1 실시예의 변형례의 고체 촬상 장치(200)는, 더미 패드(441)의 비아 수가 1개인 점에서 다르다. 더미 패드(441)의 비아 수를 1개 삭감함에 의해, 그 위의 화소 회로(260)에의 수소 공급량을 감소시킬 수 있다.
이와 같이, 본 개시의 제1 실시예의 제1 변형례에 의하면, 더미 패드(441)의 비아 수를 삭감했기 때문에, 더미 패드(441)의 상부의 화소 회로(260)에의 수소 공급량을 감소시킬 수 있다.
[제2 변형례]
상술한 제1 실시예에서는, 더미 패드(441)의 비아 수를 2개로 하여 수소 공급량을 균일하게 하고 있었는데, 비아 수가 2개로는, 수소 공급량이 부족하는 일이 있다. 이 제1 실시예의 제2 변형례에서의 고체 촬상 장치(200)는, 더미 패드(441)의 비아 수를 증가하여 수소 공급량을 증대시킨 점에서 제1 실시예와 다르다.
도 13은, 본 개시의 제1 실시예의 제2 변형례에서의 VSL 접합 영역(314) 및 더미 영역(322)의 한 예를 도시하는 평면도이다.
도 14는, 본 개시의 제1 실시예의 제2 변형례에서의 고체 촬상 장치(200)의 단면도의 한 예이다.
도 13 및 도 14에 예시한 바와 같이, 제1 실시예의 제2 변형례의 고체 촬상 장치(200)는, 더미 패드(441)의 비아 수가, 전극 패드(431)와 마찬가지로 4개인 점에서 다르다. 더미 패드(441)의 비아 수를 증가함에 의해, 그 위의 화소 회로(260)에의 수소 공급량을 증대시킬 수 있다.
또한, 더미 패드(441)당의 비아 수는, 1개, 2개나 4개로 한정되지 않고, 3개라도 좋다.
이와 같이, 본 개시의 제1 실시예의 제2 변형례에 의하면, 더미 패드(441)의 비아 수를 증가했기 때문에, 더미 패드(441)의 상부의 화소 회로(260)에의 수소 공급량을 증대시킬 수 있다.
[제3 변형례]
상술한 제1 실시예의 제2 변형례에서는, 더미 패드(441)의 비아 수를 4개로 증대하고 있었는데, 비아 수가 4개로는, 수소 공급량이 부족하는 일이 있다. 이 제1 실시예의 제3 변형례에서의 고체 촬상 장치(200)는, 더미 패드(441)의 비아 수를 더욱 증가한 점에서 제1 실시예의 제2 변형례와 다르다.
도 15는, 본 개시의 제1 실시예의 제3 변형례에서의 VSL 접합 영역(314) 및 더미 영역(322)의 한 예를 도시하는 평면도이다.
도 16은, 본 개시의 제1 실시예의 제3 변형례에서의 고체 촬상 장치(200)의 단면도의 한 예이다.
도 15 및 도 16에 예시한 바와 같이, 제1 실시예의 변형례의 고체 촬상 장치(200)는, 더미 패드(441)의 비아 수가, 9개인 점에서 다르다. 더미 패드(441)의 비아 수를 증가함에 의해, 그 위의 화소 회로(260)에의 수소 공급량을 증대시킬 수 있다.
또한, 더미 패드(441)당의 비아 수는, 1개 내지 4개나 9개로 한정되지 않고, 5개 내지 8개 등이라도 좋다.
이와 같이, 본 개시의 제1 실시예의 제3 변형례에 의하면, 더미 패드(441)의 비아 수를 더욱 증가했기 때문에, 더미 패드(441)의 상부의 화소 회로(260)에의 수소 공급량을 더욱 증대시킬 수 있다.
<2. 제2 실시예>
상술한 제1 실시예에서는, 모든 더미 패드(441)에 관해 접속하는 비아 수를 동일하게 하고 있었는데, 더미 패드의 위치에 따라서는, 비아가 불필요한 일도 있다. 이 제2 실시예에서의 고체 촬상 장치(200)는, 비아가 접속되지 않는 더미 패드와 비아가 접속되는 더미 패드를 배치한 점에서 제1 실시예와 다르다.
도 17은, 본 개시의 제2 실시예에서의 VSL 접합 영역(314) 및 더미 영역(322)의 한 예를 도시하는 평면도이다. 이 제2 실시예의 더미 영역(322)은, 복수의 더미 패드(441)와 복수의 더미 패드(442)가 배열되는 점에서 제1 실시예와 다르다.
더미 패드(441)의 위치는, 수소 공급이 불필요하고, 이 패드에는 비아가 접속되지 않는다. 한편, 더미 패드(442)의 위치는 수소 공급을 필요로 하고, 이 패드의 비아 수는, 4개 등이다. 이와 같이, 비아 수를 조정함에 의해, 수소 공급량을 균일하게 할 수 있다.
또한, 더미 패드(441)는, 특허 청구의 범위에 기재된 제1 더미 패드의 한 예이고, 더미 패드(442)는, 특허 청구의 범위에 기재된 제2 더미 패드의 한 예이다.
이와 같이, 본 개시의 제2 실시예에 의하면, 비아가 접속되지 않는 더미 패드(441)와, 비아가 접속되는 더미 패드(442)를 배열했기 때문에, 수소 공급량을 조정하여 균일하게 할 수 있다.
[변형례]
상술한 제2 실시예에서는, 비아가 접속되지 않는 더미 패드와, 비아가 접속되는 더미 패드를 배열하고 있었는데, 비아가 접속되지 않는 더미 패드의 수소 공급량이 부족할 우려가 있다. 이 제2 실시예의 변형례에서의 고체 촬상 장치(200)는, 서로 비아 수가 다른 2종류 이상의 더미 패드를 배열한 점에서 제2 실시예와 다르다.
도 18은, 본 개시의 제2 실시예의 변형례에서의 더미 영역(321, 322 및 323)의 한 예를 도시하는 평면도이다. 동 도면에서의 a는, 더미 영역(321)의 한 예를 도시하는 평면도이다. 동 도면에서의 b는, 더미 영역(322)의 한 예를 도시하는 평면도이다. 동 도면에서의 c는, 더미 영역(323)의 한 예를 도시하는 평면도이다.
더미 패드마다의 비아 수는, 수소 공급량이 균일해지도록 조정된다. 예를 들면, 동 도면에서의 a에 예시하는 바와 같이, 더미 영역(321)에는, 더미 패드(441 및 442)가 배열된다. 더미 패드(441)에 접속되는 비아 수는 예를 들면, 4개이고, 더미 패드(442)에 접속되는 비아 수는, 그것과 다른 개수(1개 등)이다.
또한, 더미 패드(441)는, 특허 청구의 범위에 기재된 제1 더미 패드의 한 예이고, 더미 패드(442)는, 특허 청구의 범위에 기재된 제2 더미 패드의 한 예이다.
동 도면에서의 b에 예시하는 바와 같이, 더미 영역(322)에는, 더미 패드(443 및 444)가 배열된다. 더미 패드(443)에 접속되는 비아 수는 예를 들면, 1개이고, 더미 패드(444)에 접속되는 비아 수는, 그것과 다른 개수(2개 등)이다.
동 도면에서의 c에 예시하는 바와 같이, 더미 영역(323)에는, 더미 패드(445 및 446)가 배열된다. 더미 패드(445)에는 비아가 접속되지 않고, 더미 패드(446)의 비아 수는, 1개 등이다.
이와 같이, 본 개시의 제2 실시예의 변형례에 의하면, 서로 다른 개수의 비아가 접속되는 복수의 종류의 더미 패드를 배열했기 때문에, 비아 수의 조정에 의해 수소 공급량을 균일하게 할 수 있다.
<3. 제3 실시예>
상술한 제1 실시예에서는, 전극 패드(431)의 비아(423)의 단면적과, 더미 패드(441)의 비아(424)의 단면적을 동일하게 하고 있었는데, 이 구성에서는, 각각의 수소 공급량이 불균일하게 되는 일이 있다. 이 제3 실시예의 고체 촬상 장치(200)는, 전극 패드(431)의 비아(423)의 단면적과, 더미 패드(441)의 비아(424)의 단면적이 다른 점에서 제1 실시예와 다르다.
도 19는, 본 개시의 제3 실시예에서의 VSL 접합 영역(314) 및 더미 영역(322)의 한 예를 도시하는 평면도이다.
도 20은, 본 개시의 제3 실시예에서의 고체 촬상 장치(200)의 단면도의 한 예이다.
도 19 및 도 20에 예시한 바와 같이, 전극 패드(431)의 비아(423)의 단면적과, 더미 패드(441)의 비아(424)의 단면적이 다르다. 예를 들면, 비아(424) 쪽이 비아(423)보다 단면적이 크다. 또한, 전극 패드(431)의 비아 수는 4개이고, 더미 패드(441)의 비아 수는 1개이다. 비아(423 및 424)의 각각의 개수나 단면적은, 수소 공급량이 균일해지도록 조정된다.
이와 같이, 본 개시의 제3 실시예에 의하면, 전극 패드(431)의 비아(423)의 단면적과, 더미 패드(441)의 비아(424)의 단면적이 다르기 때문에, 단면적의 조정에 의해 수소 공급량을 균일하게 할 수 있다.
<4. 제4 실시예>
상술한 제1 실시예에서는, 단면 형상이 사각형의 비아를 이용하고 있었는데, 비아의 단면 형상은 사각형으로 한정되지 않고, 원형이라도 좋다. 이 제4 실시예의 고체 촬상 장치(200)는, 단면 형상이 원형인 비아를 이용하는 점에서 제1 실시예와 다르다.
도 21은, 본 개시의 제4 실시예에서의 VSL 접합 영역(314) 및 더미 영역(322)의 한 예를 도시하는 평면도이다. 이 제4 실시예의 비아(423 및 424)는, 그러한 단면 형상이 원형인 점에서 제1 실시예와 다르다. 또한, 비아의 단면 형상은, 원형이나 사각형으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 타원 형상이라도 좋다.
이와 같이, 본 개시의 제4 실시예에 의하면, 비아의 단면 형상이 원형이기 때문에, 원형의 비아에 의해 수소를 공급하여 암전류를 균일하게 할 수 있다.
<5. 제5 실시예>
상술한 제1 실시예에서는, 수광측의 복수의 화소 회로(260)의 각각의 암전류를 균일하게 하고 있었는데, 회로측의 복수의 회로(ADC 등)의 암전류가 불균일하게 되는 일도 있다. 이 제5 실시예의 고체 촬상 장치(200)는, 회로측의 비아와 더미 패드를 접속하여 회로측의 암전류를 균일하게 하는 점에서 제1 실시예와 다르다.
도 22는, 본 개시의 제5 실시예에서의 고체 촬상 장치(200)의 단면도의 한 예이다. 이 제5 실시예의 고체 촬상 장치(200)는, 수광측의 더미 패드(441)에 비아(424)가 접속되지 않고, 회로측의 더미 패드(442)에 비아(454)가 접속되는 점에서 제1 실시예와 다르다. 또한, 수광측의 더미 패드(441)에 비아(424)를 접속하지 않아도, 수광측의 암전류는 균일하다.
회로 기판(202)의 양면 중, 접합면에 대향하는 평면에는, 전술한 바와 같이 후단 회로(461이나 462) 등의 복수의 회로가 배열된다. 비아(453)는, 후단 회로(461)와 전극 패드(432)를 접속하고, 비아(454)는, 후단 회로(462)와 더미 패드(442)를 접속한다. 후단 회로(461 및 462)는, 예를 들면, ADC이다. 이에 의해, 회로측의 후단 회로(461) 등의 각각에의 수소 공급량을 균일하게 하고, 회로측의 암전류를 균일하게 할 수 있다.
이와 같이, 본 개시의 제5 실시예에 의하면, 회로측의 비아(454)가, 후단 회로(462)와 더미 패드(442)를 접속하기 때문에, 회로측의 복수의 회로의 각각에의 수소 공급량을 균일하게 할 수 있다. 이에 의해, 암전류의 발생량이 균일하게 되고, 화상 데이터의 화질을 향상시킬 수 있다.
<6. 제6 실시예>
상술한 제1 실시예에서는, 회로측의 더미 패드는 비아에 접속되어 있지 않았는데, 이 구성에서는, 수소 공급량이 부족할 우려가 있다. 이 제6 실시예의 고체 촬상 장치(200)는, 회로측의 더미 패드에 또한 비아를 접속하여 수소 공급량을 증대시키는 점에서 제1 실시예와 다르다.
도 23은, 본 개시의 제6 실시예에서의 고체 촬상 장치(200)의 단면도의 한 예이다. 이 제6 실시예의 고체 촬상 장치(200)는, 회로측의 더미 패드(442)에도 비아(454)가 접속되는 점에서 제1 실시예와 다르다. 단, 비아(454)는, 전원 공급 회로(270)에 접속되어 있지 않고, 더미 패드(441 및 442)는 전기적 접속에 이용되고 있지 않다.
동 도면에 예시한 바와 같이, 수광측의 더미 패드(441)뿐만 아니라, 회로측의 더미 패드(442)에도 비아를 접속함에 의해, 회로 기판(202) 내의 수소도, 그 상부의 화소 회로(260)에 공급할 수 있다. 이에 의해, 수광측의 더미 패드(441)에만 비아를 접속하는 경우와 비교하여, 수소 공급량을 증대할 수 있다.
또한, 더미 패드(441)는, 특허 청구의 범위에 기재된 수광측 더미 패드의 한 예이고, 더미 패드(442)는, 특허 청구의 범위에 기재된 회로측 더미 패드의 한 예이다. 또한, 비아(454)는, 특허 청구의 범위에 기재된 제4 비아의 한 예이다.
이와 같이, 본 개시의 제6 실시예에 의하면, 회로측의 더미 패드(442)에도 비아를 접속했기 때문에, 수광측의 더미 패드(441)에만 비아를 접속하는 경우와 비교하여, 수소 공급량을 증대할 수 있다.
<7. 제7 실시예>
상술한 제1 실시예에서는, 비아(424)를 직접 더미 패드(441)에 접속하고 있었는데, 수소는 기화하기 때문에, 공동(空洞)의 경로를 통하여 공급할 수도 있다. 이 제7 실시예의 고체 촬상 장치(200)는, 공동의 경로를 통하여 수소를 공급하는 점에서 제1 실시예와 다르다.
도 24는, 본 개시의 제7 실시예에서의 고체 촬상 장치(200)의 단면도의 한 예이다. 이 제7 실시예의 고체 촬상 장치(200)는, 비아(424)와, 더미 패드(441)가, 공동의 경로인 공동부(425)에 의해 접속되어 있는 점에서 제1 실시예와 다르다. 환언하면, 비아(424)는, 공동부(425) 내의 공기(수소를 전송하는 매체)와 더미 패드(441)를 통하여 접합면과 화소 회로(260)를 접속한다. 이에 의해, 공동부(425)만큼, 비아(424)의 길이를 짧게 할 수 있다. 또한, 공동부(425)에는, 수소를 전송할 수 있는 매체라면, 유기물 등의 충전물을 충전할 수도 있다.
이와 같이, 본 개시의 제7 실시예에 의하면, 비아(424)가, 공동부(425)와 더미 패드(441)를 통하여 접합면과 화소 회로(260)를 접속하기 때문에, 공동부(425)만큼, 비아(424)의 길이를 짧게 할 수 있다.
<8. 제8 실시예>
상술한 제1 실시예에서는, 화소 회로(260)마다 패드를 접합면에 마련하여 패드끼리를 접합하고 있었는데, 첩합하는 위치의 정밀도가 충분히 높은 경우에는, 패드가 불필요하게 된다. 이 제8 실시예의 고체 촬상 장치(200)는, 접합면을 관통하는 비아에 의해, 수소를 공급함에 의해 패드를 불필요로 한 점에서 제1 실시예와 다르다.
도 25는, 본 개시의 제8 실시예에서의 고체 촬상 장치(200)의 단면도의 한 예이다. 이 제8 실시에서, 수광측의 비아(424)는, 더미 패드를 통하지 않고, 회로측의 비아(454)와 접속된다. 단, 비아(424)의 일단은, 수광측의 전원선에 접속되지만, 타단에는 회로가 접속되지 않고, 이 비아는 전기적인 접속에 이용되지 않는다.
또한, 수광측의 비아(423)도, 전극 패드를 통하지 않고 회로측의 비아(453)와 접속된다.
더미 영역(322) 및 VSL 접합 영역(314)의 각각에 비아가 배치되기 때문에, 그러한 비아를 통하여 상부의 복수의 화소 회로(260)에 수소를 균일하게 공급할 수 있다.
이와 같이, 본 개시의 제8 실시예에 의하면, 수광측의 비아와 회로측의 비아가 직접 접속되기 때문에, 패드를 이용하지 않고 수소의 공급량을 균일하게 할 수 있다.
<9. 제9 실시예>
상술한 제1 실시예에서는, 화소 회로(260)를 배치하는 화소 영역 내에 더미 패드(441) 및 비아(424)를 배치하고 있었는데, 그것들을 화소 영역 외에도 배치할 수 있다. 이 제9 실시예의 고체 촬상 장치(200)는, 화소 영역 외에도 더미 패드(441) 및 비아(424)를 배치하는 점에서 제1 실시예와 다르다.
도 26은, 본 개시의 제9 실시예에서의 고체 촬상 장치의 단면도의 한 예이다. 제9 실시예의 화소 영역의 구성은, 제1 실시예와 마찬가지이다. 동 도면에 예시하는 바와 같이, 제9 실시예의 고체 촬상 장치(200)는, 화소 영역 외에도 더미 패드(441) 및 비아(424)가 배치되는 점에서 제1 실시예와 다르다.
이와 같이, 본 개시의 제9 실시예에서는, 화소 영역 외에도 더미 패드(441) 및 비아(424)가 배치된다.
<10. 제10 실시예>
상술한 제1 실시예에서는, VSL 접합 영역(314)이, 화소 회로(260)를 배치한 화소 영역 내에 배치되어 있었는데, 이 구성으로 한정되지 않는다. 이 제10 실시예의 고체 촬상 장치(200)는, VSL 접합 영역(314)을, 화소 영역 외에 배치한 점에서 제1 실시예와 다르다.
도 27은, 본 개시의 제10 실시예에서의 수광 기판의 접합면의 한 예를 도시하는 평면도이다. 제10 실시예의 수광 기판(201)의 접합면에는, 전원선·구동선 접합 영역(318 및 319)과, VSL 접합 영역(314 및 315)과, 더미 영역(321)이 마련된다. 또한, 수광면측을 상측으로 하여, 화소 어레이부(250)(화소 영역)의 하부에, 더미 영역(321)이 배치된다. 회로 기판(202)의 접합면의 구성은, 수광 기판(201)의 접합면과 같다.
또한, VSL 접합 영역(314 및 315)은, 화소 영역 외에 마련된다.
이와 같이, 본 개시의 제10 실시예에서는, VSL 접합 영역(314 및 315)이 화소 영역 외에 배치된다.
<11. 제11 실시예>
상술한 제1 실시예에서는, 칼럼마다 AD 변환을 행하고 있었는데, 복수의 화소 회로(260)로 이루어지는 에어리어마다 AD 변환을 행할 수도 있다. 이 제11 실시예의 고체 촬상 장치(200)는, 에어리어마다 AD 변환을 행하는 점에서 제1 실시예와 다르다.
도 28은, 본 개시의 제11 실시예에서의 고체 촬상 장치(200)의 구성을 도시하는 도면이다. 본 개시는, 적층형의 촬상 장치에 적용할 수 있다. 적층형의 촬상 장치는, 화소의 부분의 지지 기판 대신에 신호 처리 회로가 형성된 칩을 이용하고, 그 위에 화소 부분을 맞겹치는 구조로 되어 있다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 촬상 장치의 소형화가 가능해진다.
동 도면에 도시하는 바와 같이, 수광 기판(10)에는, 화소(21)가 매트릭스형상으로 배치되고, 각각의 화소(21)를 구동하기 위한 화소 구동 회로(22)가 배치되어 있다. 하기판(11)에는, 화소(21)에 대응하는 위치에, ADC(A/D Converter)(31)가 매트릭스형상으로 배치되어 있다. 동 도면에 도시한 예에서는, 2×2=4개의 화소를 1블록(에어리어)으로 하고, 1개의 ADC(31)는, 1블록 분량의 4개의 화소(21)를 처리하는 구성을 나타내고 있다. 이와 같은 구성인 경우, ADC(31)를 병렬 동작시키고, 각 ADC(31)는, 4개의 화소를 주사하면서 AD 변환한다.
회로 기판(11)에는, 출력 회로(32), 센스 앰프(33), V 주사 회로(34), 타이밍 생성 회로(35), 및 DAC(D/A Converter)도 탑재되어 있다. ADC(31)로부터의 출력은, 센스 앰프(33)와 출력 회로(32)를 통하여, 외부에 출력되도록 구성되어 있다. 화소(21)로부터의 판독에 관한 처리는, 화소 구동 회로(22)와 V 주사 회로(34)에 의해 행해지고, 타이밍 생성 회로(35)에 의해 발생되는 타이밍에 의해 제어된다. 또한 DAC(36)는, 램프 신호를 생성하는 회로이다.
램프 신호는, ADC(31)의 비교기에 공급되는 신호이다. 도 2를 참조하여, ADC(31)의 내부 구성에 관해 설명한다. 도 29는, 1블록(에어리어) 분량의 화소(21)와, ADC(31)의 구성을 도시하는 블록도이다. 2×2의 4화소로 구성되는 1블록 분량의 화소(21)로부터의 신호는, ADC(31)의 비교기(51)에서, 램프 신호의 램프 전압과 비교된다.
램프 전압은, 소정의 전압으로부터, 서서히 작아지는 전압이고, 그 램프 전압의 강하가 시작되고, 화소(21)로부터의 신호가 가로질렀을 때(화소(21)로부터의 신호의 전압과 램프 전압이 동일한 전압이 되었을 때), 비교기(51)의 출력이 반전하도록 구성되어 있다. 비교기(51)의 출력은 래치 회로(52)에 입력된다. 래치 회로(52)에는, 그때의 시각을 나타내는 코드 값이 입력되고, 비교기(51)의 출력이 반전했을 때의 코드 값이 유지되고, 그 후 판독되는 구성으로 되어 있다.
도 30은, 본 개시의 제11 실시예에서의 수광 기판의 접합면의 한 예를 도시하는 평면도이다. 접합면에서 블록(에어리어)마다, 화소수와 같은 개수의 패드가 배치된다. 2×2화소를 1에어리어라고 하는 경우, 4개의 패드가 배치된다. 이 중 1개가 전극 패드(431)이고, 나머지 3개가 더미 패드(441)이다.
도 31에, ADC(31)를 포함하는 촬상 장치의 회로도를 도시한다. 도 3에서는, 도 1에 도시한 수광 기판(10)과 회로 기판(11)에 각각 포함되는 회로를 도시하고 있다. 수광 기판(10)에는, 화소(21)가 포함되고, 그 회로는, 도 3의 좌부에 도시하는 바와 같은 구성으로 되어 있다. 여기서는, 4화소로 1개의 FD(플로팅 디퓨전)를 공유하는 구성을 예로 들어 설명한다.
광전 변환부로서의 포토 다이오드(PD)(101-1 내지 101-4)는, 각각 전송 트랜지스터(Trf)(102-1 내지 102-4)에 접속되어 있다. 이하, 포토 다이오드(101-1 내지 101-4)를 개별로 구별할 필요가 없는 경우, 단지, 포토 다이오드(101)로 기술한다. 다른 부분에 관해서도 마찬가지로 기술한다.
전송 트랜지스터(102-1 내지 102-4)는, 각각 플로팅 디퓨전(FD)(103)에 접속되어 있다. 전송 트랜지스터(102)는, 포토 다이오드(101)에서 광전 변환되고, 축적된 신호 전하를, 전송 펄스가 주어진 타이밍에서, 플로팅 디퓨전(103)에 전송한다.
플로팅 디퓨전(103)은, 신호 전하를 전압 신호로 변환하는 전하 전압 변환부로서 기능한다. 리셋 트랜지스터(Rst)(104)는, 전원 전압(Vdd)의 화소 전원에 드레인 전극이, 플로팅 디퓨전(103)에 소스 전극이 각각 접속되어 있다. 리셋 트랜지스터(104)는, 포토 다이오드(101)로부터 플로팅 디퓨전(103)에의 신호 전하의 전송에 앞서, 게이트 전극에 리셋 펄스(RST)를 주어, 플로팅 디퓨전(103)의 전압을 리셋 전압으로 리셋한다.
증폭 트랜지스터(Amp)(105)는, 플로팅 디퓨전(103)에 게이트 전극이, 전원 전압(Vdd)의 화소 전원에 드레인 전극이 각각 접속되어 있다. 리셋 트랜지스터(104)에 의해 리셋된 후의 플로팅 디퓨전(103)의 전압을 리셋 레벨로서 출력하고, 또한 전송 트랜지스터(102)에 의해 신호 전하가 전송된 후의 플로팅 디퓨전(103)의 전압을 신호 레벨로서 출력한다.
증폭 트랜지스터(105)와 하기판(11)에 마련되어 있는 부하 MOS(121)의 조(組)로, 소스 팔로워로서 동작하고, 플로팅 디퓨전(103)의 전압을 나타내는 아날로그 신호를, 하기판(11)의 비교기(51)에 전송한다.
비교기(51)는, 차동 증폭 회로로 구성할 수 있다. 트랜지스터(141, 144)를 갖는 차동 트랜지스터 대부(對部)와, 차동 트랜지스터 대부의 출력 부하가 되는 트랜지스터(142, 143)를 갖는 전원측에 배치된 부하 트랜지스터 대부와, 일정한 동작 전류를 공급하는 접지(GND)측에 배치된 전류원부(145)를 구비하고 있다.
트랜지스터(141, 144)의 각 소스가 공통으로, 전류원부(145)의 트랜지스터의 드레인과 접속되고, 트랜지스터(141, 144)의 각 드레인(출력 단자)에 부하 트랜지스터 대부의 대응하는 트랜지스터(142, 143)의 드레인이 접속되어 있다.
차동 트랜지스터 대부의 출력(도시한 예에서는 트랜지스터(144)의 드레인)은, 버퍼(146)를 거쳐, 충분한 증폭이 이루어진 후, 래치 회로(52)에 출력되도록 되어 있다.
트랜지스터(141)의 게이트(입력 단자)에는, 화소(21)로부터 전송되어 오는 화소 신호가 공급되고, 트랜지스터(144)의 게이트(입력 단자)에는, DAC(36)로부터 램프 신호가 공급되도록 되어 있다.
래치 회로(52)는, 10개의 래치 열(161-1 내지 161-10)로 구성되어 있다. 래치 열(161-1 내지 161-10)에는, 각각 Code(D0 내지 D9)(이하, 코드 값(D)이라고 기술한다)가 입력된다. 이 코드 값(D0 내지 D9)은, 그때의 시각을 나타내는 코드 값이다.
각 래치 열(161)은, 소형화를 위해, 다이내믹 회로로 되어 있다. 또한 각 래치 열(161)을 온, 오프 하는 트랜지스터(171)의 게이트에는, 비교기(51)로부터의 출력이 출력된다. 이와 같은 래치 회로(52)에서는, 비교기(51)의 출력이 반전했을 때의 코드 값이 유지되고, 그 후 판독되고, 센스 앰프(33)(도 1)에 출력되도록 구성되어 있다.
이와 같은 구성에서는, 수광 기판(10)에 화소(21)가 배치되고, 회로 기판(11)에 회로가 배치되어 있다. 수광 기판(10)과 회로 기판(11)은, 예를 들면, Cu-Cu 접합에 의해 접합할 수 있다. 이 Cu-Cu 접합은, 본 출원인이 앞서 출원한 특개 2011 - 54637호 공보에서 개시되어 있는 기술을 이용할 수 있다.
이와 같이, 본 개시의 제11 실시예에서는, 에어리어마다 AD 변환을 행하기 때문에, 칼럼마다 AD 변환을 행하는 제1 실시예와 비교하여 화상 데이터의 판독 속도를 향상시킬 수 있다.
<12. 제12 실시예>
상술한 제1 실시예에서는, 고체 촬상 장치(200)는, 수광 기판(201) 및 회로 기판(202)에 회로를 배치하는 2층 적층 구조이었지만, 3층 적층 구조를 이용할 수도 있다. 이 제12 실시예의 고체 촬상 장치(200)는, 3층 적층 구조인 점에서 제1 실시예와 다르다.
도 32는, 본 개시의 제12 실시예에서의 고체 촬상 장치(200)의 단면도의 한 예이다. 제12 실시예에서는, 수광 기판(201) 및 회로 기판(202) 사이에, 메모리 기판(203)이 삽입된다. 더미 패드 및 전극 패드는, 수광 기판(201)과 메모리 기판(203)의 Cu-Cu 접속에 이용된다. 또한, 메모리 기판에는, 화상 데이터를 유지하는 메모리가 배치된다.
이와 같이, 본 개시의 제12 실시예에서는, 3층 적층 구조가 적용된다.
<13. 제13 실시예>
상술한 제1 실시예에서는, 고체 촬상 장치(200)는, 수광 기판(201) 및 회로 기판(202)에 회로를 배치하는 2층 적층 구조이었지만, 3층 적층 구조를 이용할 수도 있다. 이 제12 실시예의 고체 촬상 장치(200)는, 3층 적층 구조인 점에서 제1 실시예와 다르다.
도 33은, 본 개시의 제12 실시예에서의 고체 촬상 장치(200)의 단면도의 한 예이다. 제12 실시예에서는, 수광 기판(201) 및 회로 기판(202) 사이에, 화소 기판(204)이 삽입된다. 더미 패드 및 전극 패드는, 화소 기판(204)과 회로 기판(202)의 Cu-Cu 접속에 이용된다. 또한, 수광 기판(201)에는, 포토 다이오드(415)나 컬러 필터(413) 및 온 칩 렌즈(411) 등, 포토 다이오드와, 그 상부의 광학계가 배치된다. 화소 기판(204)에는, 화소 회로(260) 내의 포토 다이오드 이외의 각종의 트랜지스터가 배치된다. 포토 다이오드는, 동 도면에 예시하는 바와 같이 배선을 통하여 트랜지스터 등에 접속된다.
이와 같이, 본 개시의 제13 실시예에서는, 3층 적층 구조가 적용된다.
<14. 제14 실시예>
상술한 제1 실시예에서는, 고체 촬상 장치(200) 내에, 수직 구동 회로를 1개만 배치하고 있었는데, 보다 많은 수직 구동 회로를 배치할 수도 있다. 이 제14 실시예의 고체 촬상 소자(200)는, 복수의 수직 구동 회로를 배치한 점에서 제1 실시예와 다르다.
도 34는, 본 개시의 제14 실시예에서의 고체 촬상 장치(200)의 사시도의 한 예이다. 제14 실시예의 회로 기판(202)에는, 수직 구동 회로(211 내지 214)와, 복수의 AD부(243)와 복수의 메모리부(244)가 배치된다. 또한, 회로 기판(201)과 수광 기판(202) 사이의 면은, 접합면을 나타낸다. 이 접합면의 평면도는, 도 4에 예시한 것과 마찬가지이다. 또한, AD부(243)와 메모리부(244)는 회로부의 페어를 구성한다. 도 34에 도시하는 바와 같이, 메모리부(244-a)와 AD부(243-a)는 회로부의 페어를 구성하고 있다. 마찬가지로 서로 이웃한 회로부는 AD부(243-b)와 메모리부(244-b)의 페어를 구성하고 있다. 수직 신호선(VSL)은 AD 유닛부에 최초에 접속되어 있다. 같은 AD부(243)와 메모리부(244)의 구성이 도 36, 38 및 39에 도시되어 있다. 제14 실시 형태에서, 도시하지 않는 제어 회로 또는 처리 회로 등의 다른 회로부를 회로 기판(202)에 배치하는 것이 가능하다.
AD부(243) 내에는, 소정수의 ADC가 배치된다. 메모리부(244)에는, AD부로부터의 디지털 신호를 유지하는 소정수의 메모리가 배치된다. 이러한 메모리로서, SRAM(Static Random Access Memory) 등이 이용된다.
도 34에 예시하는 바와 같이, VSL 접합 영역(314)을 고체 촬상 장치(200)의 중앙부에 배치함에 의해, 단부와 중앙부의 용량차를 경감하고, 셰이딩의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 디바이스의 특성 변동을 억제하는 것도 가능하다. 또한, 수직 구동 회로를 4개로 함으로써, 고속 구동이나 복잡한 구동이 가능해진다.
도 35는, 본 개시의 제14 실시예에서의 수광 기판(201)의 접합면의 다른 예를 도시하는 평면도이다. 동 도면에 예시하는 바와 같이, 중앙부는, VSL 접합 영역(314 및 315)을 배치하고, 그들의 사이에는, 더미 영역(324)을 배치할 수도 있다.
도 36은, 도 35에 대응하는 사시도이다.
도 37은, 본 개시의 제14 실시예에서의 수광 기판(201)의 접합면의 다른 예를 도시하는 평면도이다. 동 도면에 예시하는 바와 같이, 도 35의 각 영역을 2개로 분할할 수도 있다. 예를 들면, 구동선 접합 영역(311-1 및 311-2) 사이에서, 더미 영역(321-1), VSL 접합 영역(314-1), 더미 영역(323-1), VSL 접합 영역(315-1) 및 더미 영역(322-1)을, 이 순서로 배치할 수 있다. 또한 구동선 접합 영역(312-1 및 312-2) 사이에서, 더미 영역(321-2), VSL 접합 영역(314-2), 더미 영역(323-2), VSL 접합 영역(315-2) 및 더미 영역(322-2)을, 이 순서로 배치할 수 있다.
도 38은, 도 37에 대응하는 사시도이다.
도 39는, 본 개시의 제14 실시예에서의 고체 촬상 장치의 사시도의 다른 예이다. 동 도면에 예시하는 바와 같이, 수직 구동 회로를 2개 배치할 수도 있다.
여기서, 제1 실시예에서의 더미 패드가 배치되는 접합면에 관해 보충한다. 도 40은, 본 개시의 제1 실시예와 비교례에서의 더미 패드가 배치되는 접합면 근방의 한 예를 도시하는 확대도이다. 동 도면에서의 a는, 본 개시의 제1 실시예에서의 접합면 근방의 한 예를 도시하는 확대도이고, 동 도면에서의 b는, 비교례에서의 접합면 근방의 한 예를 도시하는 확대도이다. 동 도면에서의 a에 예시하는 바와 같이, 더미 패드도 전극 패드와 마찬가지로, SiN막(471)을 브레이크 스루하여 형성된다. 제2 실시예 이후의 각 실시예에 대해서도 마찬가지이다.
이와 같이, 본 개시의 제14 실시예에서는, 수직 구동 회로(211 내지 214)를 배치했기 때문에, 고속 구동이나 복잡한 구동이 가능해진다.
<15. 제15 실시예>
상술한 제1 실시예에서는, 화소 어레이부(250)에 전극 패드를 배치하고 있었는데, 화소 어레이부(250) 이외의 영역에 전극 패드를 배치할 수도 있다. 이 제15 실시예는, 화소 어레이부(250) 이외의 영역에도 전극 패드를 배치한 점에서 제1 실시예와 다르다.
도 41은, 본 개시의 제15 실시예에서의 고체 촬상 장치(200)의 단면도의 한 예이다. 이 제15 실시예의 고체 촬상 장치(200)에서는, 화소 어레이부(250) 이외의 영역에도 전극 패드(431이나 432)가 배치된다. 예를 들면, 화소 어레이부(250)로부터, 그 외부의 영역에 신호선을 인출하여 배선할 수 있다.
이와 같이, 본 개시의 제15 실시예에서는, 화소 어레이부(250) 이외의 영역에도 전극 패드가 배치된다.
<16. 제16 실시예>
상술한 제1 실시예에서는, 고체 촬상 장치(200)는, 수광 기판(201) 및 회로 기판(202)에 회로를 배치하는 2층 적층 구조이었지만, 3층 적층 구조를 이용할 수도 있다. 이 제16 실시예의 고체 촬상 장치(200)는, 3층 적층 구조인 점에서 제1 실시예와 다르다.
도 42는, 본 개시의 제16 실시예에서의 고체 촬상 장치(200)의 단면도의 한 예이다. 제16 실시예에서는, 수광 기판(201) 및 회로 기판(202) 사이에, 메모리 기판(203)이 삽입된다. 동 도면에 예시하는 바와 같이, 기판 사이는, Cu-Cu 접속과, TSV(Through Silicon Via)에 의해 접속된다. 예를 들면, 회로 기판(202)과 메모리 기판(203)은, Cu-Cu 접속으로 접합된다. 회로 기판(202)과 수광 기판(201)은, TSV(481)에 의해 접속되고, 회로 기판(202)과 메모리 기판(203)은, TSV(482)에 의해 접속된다.
도 43은, 본 개시의 제16 실시예에서의 고체 촬상 장치(200)의 단면도의 다른 예이다. 동 도면에 예시하는 바와 같이, TSV를 이용하지 않고, Cu-Cu 접속만에 의해 기판 사이를 접합할 수도 있다.
이와 같이, 본 개시의 제16 실시예에서는, 3층 적층 구조가 적용되어, TSV 등에 의해 기판이 접합된다.
<17. 이동체에의 응용례>
본 개시에 관한 기술(본 개시)은, 다양한 제품에 응용할 수 있다. 예를 들면, 본 개시에 관한 기술은, 자동차, 전기 자동차, 하이브리드 전기 자동차, 자동 이륜차, 자전거, 퍼스널 모빌리티, 비행기, 드론, 선박, 로봇 등의 어느 한 종류의 이동체에 탑재되는 장치로서 실현되어도 좋다.
도 44는, 본 개시에 관한 기술이 적용될 수 있는 이동체 제어 시스템의 한 예인 차량 제어 시스템의 개략적인 구성례를 도시하는 블록도이다.
차량 제어 시스템(12000)은, 통신 네트워크(12001)를 통하여 접속된 복수의 전자 제어 유닛을 구비한다. 도 44에 도시한 예에서는, 차량 제어 시스템(12000)은, 구동계 제어 유닛(12010), 바디계 제어 유닛(12020), 차외 정보 검출 유닛(12030), 차내 정보 검출 유닛(12040), 및 통합 제어 유닛(12050)을 구비한다. 또한, 통합 제어 유닛(12050)의 기능 구성으로서, 마이크로 컴퓨터(12051), 음성 화상 출력부(12052), 및 차량 탑재 네트워크 I/F(interface)(12053)가 도시되어 있다.
구동계 제어 유닛(12010)은, 각종 프로그램에 따라 차량의 구동계에 관련되는 장치의 동작을 제어한다. 예를 들면, 구동계 제어 유닛(12010)은, 내연 기관 또는 구동용 모터 등의 차량의 구동력을 발생시키기 위한 구동력 발생 장치, 구동력을 차륜에 전달하기 위한 구동력 전달 기구, 차량의 타각을 조절하는 스티어링 기구, 및 차량의 제동력을 발생시키는 제동 장치 등의 제어 장치로서 기능한다.
바디계 제어 유닛(12020)은, 각종 프로그램에 따라 차체에 장비된 각종 장치의 동작을 제어한다. 예를 들면, 바디계 제어 유닛(12020)은, 키레스 엔트리 시스템, 스마트 키 시스템, 파워 윈도우 장치, 또는, 헤드 램프, 백 램프, 브레이크 램프, 윙커 또는 포그램프 등의 각종 램프의 제어 장치로서 기능한다. 이 경우, 바디계 제어 유닛(12020)에는, 키를 대체하는 휴대기로부터 발신되는 전파 또는 각종 스위치의 신호가 입력될 수 있다. 바디계 제어 유닛(12020)은, 이러한 전파 또는 신호의 입력을 접수하고, 차량의 도어 로크 장치, 파워 윈도우 장치, 램프 등을 제어한다.
차외 정보 검출 유닛(12030)은, 차량 제어 시스템(12000)을 탑재한 차량의 외부의 정보를 검출한다. 예를 들면, 차외 정보 검출 유닛(12030)에는, 촬상부(12031)가 접속된다. 차외 정보 검출 유닛(12030)은, 촬상부(12031)에 차외의 화상을 촬상시킴과 함께, 촬상된 화상을 수신한다. 차외 정보 검출 유닛(12030)은, 수신한 화상에 의거하여, 사람, 차, 장애물, 표지 또는 노면상의 문자 등의 물체 검출 처리 또는 거리 검출 처리를 행해도 좋다.
촬상부(12031)는, 광을 수광하고, 그 광의 수광량에 응한 전기 신호를 출력하는 광센서이다. 촬상부(12031)는, 전기 신호를 화상으로서 출력할 수도 있고, 거리 측정의 정보로서 출력할 수도 있다. 또한, 촬상부(12031)가 수광하는 광은, 가시광이라도 좋고, 적외선 등의 비가시광이라도 좋다.
차내 정보 검출 유닛(12040)은, 차내의 정보를 검출한다. 차내 정보 검출 유닛(12040)에는, 예를 들면, 운전자의 상태를 검출하는 운전자 상태 검출부(12041)가 접속된다. 운전자 상태 검출부(12041)는, 예를 들어 운전자를 촬상하는 카메라를 포함하고, 차내 정보 검출 유닛(12040)은, 운전자 상태 검출부(12041)로부터 입력되는 검출 정보에 의거하여, 운전자의 피로 정도 또는 집중 정도를 산출해도 좋고, 운전자가 앉아서 졸고 있지 않는지를 판별해도 좋다.
마이크로 컴퓨터(12051)는, 차외 정보 검출 유닛(12030) 또는 차내 정보 검출 유닛(12040)에서 취득되는 차내외의 정보에 의거하여, 구동력 발생 장치, 스티어링 기구 또는 제동 장치의 제어 목표치를 연산하고, 구동계 제어 유닛(12010)에 대해 제어 지령을 출력할 수 있다. 예를 들면, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 차량의 충돌 회피 또는 충격 완화, 차간 거리에 의거하는 추종 주행, 차속 유지 주행, 차량의 충돌 경고, 또는 차량의 레인 일탈 경고 등을 포함하는 ADAS (Advanced Driver Assistance System)의 기능 실현을 목적으로 한 협조 제어를 행할 수 있다.
또한, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 차외 정보 검출 유닛(12030) 또는 차내 정보 검출 유닛(12040)에서 취득되는 차량의 주위의 정보에 의거하여 구동력 발생 장치, 스티어링 기구 또는 제동 장치 등을 제어함에 의해, 운전자의 조작에 근거하지 않고 자율적으로 주행하는 자동 운전 등을 목적으로 한 협조 제어를 행할 수 있다.
또한, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 차외 정보 검출 유닛(12030)에서 취득되는 차외의 정보에 의거하여, 바디계 제어 유닛(12020)에 대해 제어 지령을 출력할 수 있다. 예를 들면, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 차외 정보 검출 유닛(12030)에서 검지한 선행차 또는 대향차의 위치에 응하여 헤드 램프를 제어하여, 하이 빔을 로우 빔으로 전환하는 등의 방현(防眩)을 도모하는 것을 목적으로 한 협조 제어를 행할 수 있다.
음성 화상 출력부(12052)는, 차량의 탑승자 또는 차외에 대해, 시각적 또는 청각적으로 정보를 통지하는 것이 가능한 출력 장치에 음성 및 화상 중의 적어도 일방의 출력 신호를 송신한다. 도 44의 예에서는, 출력 장치로서, 오디오 스피커(12061), 표시부(12062) 및 인스트루먼트 패널(12063)이 예시되어 있다. 표시부(12062)는, 예를 들면, 온 보드 디스플레이 및 헤드 업 디스플레이의 적어도 1개를 포함하고 있어도 좋다.
도 45는, 촬상부(12031)의 설치 위치의 예를 도시하는 도면이다.
도 45에서는, 촬상부(12031)로서, 촬상부(12101, 12102, 12103, 12104, 12105)를 가진다.
촬상부(12101, 12102, 12103, 12104, 12105)는, 예를 들면, 차량(12100)의 프런트 노우즈, 사이드 미러, 리어 범퍼, 백 도어 및 차실내의 프런트글라스의 상부 등의 위치에 마련된다. 프런트 노우즈에 구비되는 촬상부(12101) 및 차실내의 프런트글라스의 상부에 구비되는 촬상부(12105)는, 주로 차량(12100)의 전방의 화상을 취득한다. 사이드 미러에 구비되는 촬상부(12102, 12103)는, 주로 차량(12100)의 측방의 화상을 취득한다. 리어 범퍼 또는 백 도어에 구비되는 촬상부(12104)는, 주로 차량(12100)의 후방의 화상을 취득한다. 차실내의 프런트글라스의 상부에 구비되는 촬상부(12105)는, 주로 선행 차량 또는, 보행자, 장애물, 신호기, 교통 표지 또는 차선 등의 검출에 이용된다.
또한, 도 45에는, 촬상부(12101 내지 12104)의 촬영 범위의 한 예가 도시되어 있다. 촬상 범위(12111)는, 프런트 노우즈에 마련된 촬상부(12101)의 촬상 범위를 나타내고, 촬상 범위(12112, 12113)는, 각각 사이드 미러에 마련된 촬상부(12102, 12103)의 촬상 범위를 나타내고, 촬상 범위(12114)는, 리어 범퍼 또는 백 도어에 마련된 촬상부(12104)의 촬상 범위를 나타낸다. 예를 들면, 촬상부(12101 내지 12104)에서 촬상된 화상 데이터가 맞겹쳐짐에 의해, 차량(12100)을 상방에서 본 부감(俯瞰) 화상을 얻을 수 있다.
촬상부(12101 내지 12104)의 적어도 1개는, 거리 정보를 취득하는 기능을 가지고 있어도 좋다. 예를 들면, 촬상부(12101 내지 12104)의 적어도 1개는, 복수의 촬상 소자로 이루어지는 스테레오 카메라라도 좋고, 위상차 검출용의 화소를 갖는 촬상 소자라도 좋다.
예를 들면, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 촬상부(12101 내지 12104)로부터 얻어진 거리 정보를 기초로, 촬상 범위(12111 내지 12114) 내에서의 각 입체물까지의 거리와, 이 거리의 시간적 변화(차량(12100)에 대한 상대 속도)를 구함에 의해, 특히 차량(12100)의 진행로상에 있는 가장 가까운 입체물로, 차량(12100)과 개략 동일 방향으로 소정의 속도(예를 들면, 0㎞/h 이상)로 주행하는 입체물을 선행차로서 추출할 수 있다. 또한, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 선행차와 내 차 사이에 미리 확보해야 할 차간 거리를 설정하고, 자동 브레이크 제어(추종 정지 제어도 포함한다)나 자동 가속 제어(추종 발진 제어도 포함한다) 등을 행할 수 있다. 이와 같이 운전자의 조작에 근거하지 않고 자율적으로 주행하는 자동 운전 등을 목적으로 한 협조 제어를 행할 수 있다.
예를 들면, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 촬상부(12101 내지 12104)로부터 얻어진 거리 정보를 기초에, 입체물에 관한 입체물 데이터를, 이륜차, 보통 차량, 대형 차량, 보행자, 전신주 등 그 외의 입체물로 분류하여 추출하고, 장애물의 자동 회피에 이용할 수 있다. 예를 들면, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 차량(12100)의 주변의 장애물을, 차량(12100)의 드라이버가 시인 가능한 장애물과 시인 곤란한 장애물로 식별한다. 그리고, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 각 장애물과의 충돌의 위험도를 나타내는 충돌 리스크를 판단하고, 충돌 리스크가 설정치 이상으로 충돌 가능성이 있는 상황일 때에는, 오디오 스피커(12061)나 표시부(12062)를 통하여 드라이버에 경보를 출력하는 것이나, 구동계 제어 유닛(12010)을 통하여 강제감속이나 회피 조타를 행함으로써, 충돌 회피를 위한 운전 지원을 행할 수 있다.
촬상부(12101 내지 12104)의 적어도 1개는, 적외선을 검출하는 적외선 카메라라도 좋다. 예를 들면, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 촬상부(12101 내지 12104)의 촬상 화상 중에 보행자가 존재하는지의 여부를 판정함으로써 보행자를 인식할 수 있다. 이러한 보행자의 인식은, 예를 들어 적외선 카메라로서의 촬상부(12101 내지 12104)의 촬상 화상에서의 특징점을 추출하는 순서와, 물체의 윤곽을 나타내는 일련의 특징점에 패턴 매칭 처리를 행하여 보행자인지의 여부를 판별하는 순서에 의해 행해진다. 마이크로 컴퓨터(12051)가, 촬상부(12101 내지 12104)의 촬상 화상 중에 보행자가 존재한다고 판정하고, 보행자를 인식하면, 음성 화상 출력부(12052)는, 당해 인식된 보행자에게 강조를 위한 사각형 윤곽선을 중첩 표시하도록, 표시부(12062)를 제어한다. 또한, 음성 화상 출력부(12052)는, 보행자를 나타내는 아이콘 등을 소망하는 위치에 표시하도록 표시부(12062)를 제어해도 좋다.
이상, 본 개시에 관한 기술이 적용될 수 있는 차량 제어 시스템의 한 예에 관해 설명하였다. 본 개시에 관한 기술은, 이상 설명한 구성 중, 예를 들면, 촬상부(12031)에 적용될 수 있다. 구체적으로는, 도 1의 촬상 시스템(100)은, 촬상부(12031)에 적용할 수 있다. 촬상부(12031)에 본 개시에 관한 기술을 적용함에 의해, 암전류에 기인하는 노이즈를 저감하고, 보다 보기 쉬운 촬영 화상을 생성할 수 있기 때문에, 드라이버의 피로를 경감하는 것이 가능해진다.
또한, 상술한 실시예는 본 개시를 구현화하기 위한 한 예를 나타낸 것이고, 실시예에서의 사항과, 특허 청구의 범위에서의 발명 특정 사항과는 각각 대응 관계를 가진다. 마찬가지로, 특허 청구의 범위에서의 발명 특정 사항과, 이것과 동일 명칭을 붙인 본 개시의 실시예에서의 사항은 각각 대응 관계를 가진다. 단, 본 개시는 실시예로 한정되는 것이 아니라, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 실시예에 여러 가지 변형을 시행함에 의해 구현화할 수 있다.
또한, 본 명세서에 기재된 효과는 어디까지나 예시이고, 한정되는 것이 아니고, 또한, 다른 효과가 있어도 좋다.
또한, 본 개시는 이하와 같은 구성도 취할 수 있다.
(1) 복수의 광전 변환부와 제1 배선층을 갖는 제1 반도체 기판과,
제2 배선층과 신호 처리 회로를 갖는 제2 반도체 기판을 구비하고,
상기 제1 배선층은, 제1 전극 패드와, 상기 제1 전극 패드에 접속되는 제1 비아와, 제2 전극 패드를 가지고,
상기 제2 배선층은, 제3 전극 패드와, 제4 전극 패드와, 상기 제3 전극 패드에 접속되는 제2 비아를 가지고,
상기 제1 배선층 또는 상기 제2 배선층은, 상기 제2 전극 패드와 상기 제4 전극 패드의 어느 일방에 접속되는 제3 비아를 가지고,
상기 제1 전극 패드의 일부와 상기 제3 전극 패드의 일부가 서로 접합되고,
상기 제2 전극 패드의 일부와 상기 제4 전극 패드의 일부가 서로 접합되고,
상기 제1 비아와, 상기 제1 전극 패드와, 상기 제3 전극 패드와, 상기 제2 비아를 통하여, 상기 복수의 광전 변환부의 적어도 1개에서 생성된 화소 신호를 상기 신호 처리 회로에 전송하고,
상기 제3 비아에 접속된 상기 제2 전극 패드 또는 상기 제4 전극 패드는, 상기 제3 비아를 통하여 임의의 전위에 전기적으로 접속되는 고체 촬상 장치.
(2) 상기 제1 반도체 기판은, 전송 트랜지스터와 플로팅 디퓨전을 갖는 상기 (1)에 기재된 고체 촬상 소자.
(3) 상기 제1 반도체 기판은, 리셋 트랜지스터와 증폭 트랜지스터를 갖는 상기 (2)에 기재된 고체 촬상 소자.
(4) 상기 신호 처리 회로는, 아날로그 디지털 신호 변환 회로를 포함하는 상기 (1)∼(3)의 어느 하나에 기재된 고체 촬상 소자.
(5) 상기 제1 배선층은, 상기 제2 전극 패드에 접속되는 상기 제3 비아를 가지고, 상기 제2 배선층은, 상기 제4 전극 패드에 접속되는 제4 비아를 갖는 상기 (1)∼(4)의 어느 하나에 기재된 고체 촬상 소자.
(6) 실리콘의 댕글링 본드를 종단시키는 원자가 근방에 포함되는 접합면에서 접합된 제1 및 제2 반도체 기판 중 상기 제1 반도체 기판에 마련된 복수의 제1 회로와,
상기 제2 반도체 기판에 마련된 제2 회로와,
상기 복수의 제1 회로의 일부와 상기 접합면 내의 소정의 접합 영역을 접속하는 제1 비아와,
상기 제2 회로와 상기 접합 영역을 접속하는 제2 비아와,
상기 복수의 제1 회로의 나머지와 상기 접합면 내의 상기 접합 영역에 해당하지 않는 더미 영역을 접속하는 제3 비아를 구비하는 고체 촬상 장치.
(7) 상기 접합 영역에는 전극 패드가 배치되고,
상기 더미 영역에는 더미 패드가 배치되고,
상기 제1 비아는, 상기 복수의 제1 회로의 일부와 상기 접합 영역을 상기 전극 패드를 통하여 접속하고,
상기 제3 비아는, 상기 복수의 제1 회로의 나머지와 상기 더미 영역을 상기 더미 패드를 통하여 접속하는 상기 (6)에 기재된 고체 촬상 장치.
(8) 상기 전극 패드에는 소정수의 상기 제1 비아가 접속되고,
상기 더미 패드에는 상기 소정수와 다른 수의 상기 제3 비아가 접속되는 상기 (7)에 기재된 고체 촬상 장치.
(9) 상기 전극 패드에는 소정수의 상기 제1 비아가 접속되고,
상기 더미 패드에는 상기 소정수의 상기 제3 비아가 접속되는 상기 (7)에 기재된 고체 촬상 장치.
(10) 상기 더미 패드는, 상기 제3 비아가 접속되지 않는 제1 더미 패드와 상기 제3 비아가 접속되는 제2 더미 패드를 포함하는 상기 (7)에 기재된 고체 촬상 장치.
(11) 상기 더미 패드는, 서로 다른 개수의 상기 제3 비아가 접속되는 제1 및 제2 더미 패드를 포함하는 상기 (7)에 기재된 고체 촬상 장치.
(12) 상기 제3 비아의 단면적은, 상기 제1 비아의 단면적과 다른 상기 (7)∼(11)의 어느 하나에 기재된 고체 촬상 장치.
(13) 상기 제1 및 제3 비아의 단면 형상은, 원형 또는 사각형인 상기 (7)∼(12)의 어느 하나에 기재된 고체 촬상 장치.
(14) 상기 제3 비아는, 상기 원자를 전송하는 소정의 매체와 상기 더미 패드를 통하여 상기 복수의 제1 회로의 나머지와 상기 더미 영역을 접속하는 상기 (7)∼(13)의 어느 하나에 기재된 고체 촬상 장치.
(15) 상기 복수의 제1 회로의 각각은, 소정의 화소 신호를 생성하는 화소 회로이고,
상기 제2 회로는, 상기 화소 신호를 처리하는 회로이고,
상기 제1 반도체 기판은, 수광 기판인 상기 (7)∼(14)의 어느 하나에 기재된 고체 촬상 장치.
(16) 제4 비아를 더 구비하고,
상기 제2 반도체 기판은, 회로 기판이고,
상기 더미 패드는, 상기 수광 기판에 배치된 수광측 더미 패드와 상기 회로 기판에 배치된 회로측 더미 패드를 포함하고,
상기 제3 비아는, 상기 수광측 더미 패드에 접속되고,
상기 제4 비아는, 상기 회로측 더미 패드에 접속되는 상기 (15)에 기재된 고체 촬상 장치.
(17) 상기 제2 회로는, 소정의 화소 신호를 생성하는 화소 회로이고,
상기 복수의 제1 회로의 각각은, 상기 화소 신호를 처리하는 회로이고,
상기 제1 반도체 기판은, 회로 기판인 상기 (6)에 기재된 고체 촬상 장치.
(18) 더미 패드를 통하지 않고 상기 제3 비아에 접속된 제4 비아를 더 구비하고,
상기 제1 및 제2 비아는, 전극 패드를 통하지 않고 접속되는 상기 (6)에 기재된 고체 촬상 장치.
(19) 상기 접합 영역에는, 질화 실리콘막과 당해 질화 실리콘막을 관통하는 전극 패드가 형성되고,
상기 더미 영역에는, 상기 질화 실리콘막과 당해 질화 실리콘막을 관통하는 더미 패드가 형성되는 상기 (6)에 기재된 고체 촬상 장치.
(20) 실리콘의 댕글링 본드를 종단시키는 원자가 근방에 포함되는 접합면에서 접합된 제1 및 제2 반도체 기판 중 상기 제1 반도체 기판에 마련된 복수의 제1 회로와,
상기 제2 반도체 기판에 마련된 제2 회로와,
상기 복수의 제1 회로의 일부와 상기 접합면 내의 소정의 접합 영역을 서로 접속하는 제1 비아와,
상기 제2 회로와 상기 접합 영역을 접속하는 제2 비아와,
상기 복수의 제1 회로의 나머지와 상기 접합면 내의 상기 접합 영역에 해당하지 않는 더미 영역을 접속하는 제3 비아와,
상기 제2 회로에 의해 생성된 신호에 대해 소정의 신호 처리를 행하는 신호 처리 회로를 구비하는 촬상 시스템.
(21) 복수의 화소, 및 그 일측에 복수의 수직 신호선과 복수의 제1 배선층을 포함하는 제1 기판과,
그 일측에 복수의 제2 배선층을 포함하는 제2 기판을 포함하고,
상기 제1 및 제2 기판은 상기 복수의 제1 및 제2 배선층 사이에 함께 고정되고,
상기 복수의 제1 배선층 중 하나와 상기 복수의 제2 배선층 중 하나 사이에 제공된 제1 패드와,
상기 복수의 제1 배선층 중 다른 하나와 상기 복수의 제2 배선층 중 다른 하나 사이에 제공된 제2 패드와,
상기 복수의 제1 배선층 중 하나와 상기 제1 기판 상에 제공된 상기 제1 패드를 접속하는 제1 비아와,
상기 복수의 제2 배선층 중 하나와 상기 제2 기판 상에 제공된 제1 패드를 연결하는 제2 비아를 포함하고,
상기 제1 기판 상에 제공된 상기 제1 패드와 상기 제2 기판 상에 제공된 상기 제2 패드는 서로 접속되고,
상기 복수의 제1 배선층 중 다른 하나를 접속하는 제3 비아와,
상기 복수의 제2 배선층 중 다른 하나를 접속하는 제4 비아를 포함하고,
상기 제3 비아 및 제4 비아 중 적어도 하나는 상기 제2 패드와 상기 복수의 제1 및 제2 배선층 중 다른 하나의 적어도 하나를 함께 접속하고,
상기 제1 패드는 상기 복수의 제1 배선층 중 하나와 상기 복수의 제2 배선 층 중 하나 사이의 전기적 접속을 제공하고, 상기 제1 패드는 상기 복수의 수직 신호선 중 하나에 전기적으로 접속되고,
상기 제2 패드는 상기 복수의 수직 신호선에 전기적으로 접속하지 않는 촬상 센서.
(22) 상기 제1 기판은 화소 회로를 더 포함하고 상기 제2 기판은 후단 회로를 더 포함하는 상기 (21)에 기재된 촬상 센서.
(23) 상기 화소 회로로부터의 화소 신호는 상기 화소 회로로부터 상기 후단 회로로 전달되는 상기 (22)에 기재된 촬상 센서.
(24) 상기 더미 패드는 전기적으로 플로팅 되는 상기 (21) 또는 (22)에 기재된 촬상 센서.
(25) 상기 더미 패드는 고정 전위에 접속되는 상기 (21) 또는 (22)에 기재된 촬상 센서.
(26) 상기 제1 패드는 전극 패드이고 상기 제2 패드는 더미 패드인 상기 (21) 내지 (25) 중 어느 하나에 기재된 촬상 센서.
(27) 상기 제1 및 제2 비아의 수는 상기 제3 및 제4 비아의 수와 동일한 상기 (21) 내지 (26) 중 어느 하나에 기재된 촬상 센서.
(28) 상기 제1 및 제2 비아의 수는 상기 제3 및 제4 비아의 수보다 더 큰 상기 (21) 내지 (26) 중 어느 하나에 기재된 촬상 센서.
(29) 상기 제1 및 제2 비아의 수는 상기 제3 및 제4 비아의 수보다 더 적은 상기 (21) 내지 (26) 중 어느 하나에 기재된 촬상 센서.
(30) 상기 제3 비아 및 제4 비아는 제2 패드 및 상기 복수의 제1 배선층 중 다른 하나와 상기 복수의 제2 배선층 중 다른 하나를 함께 접속하는 상기 (21) 내지 (26) 중 어느 하나에 기재된 촬상 센서.
(31) 상기 제3 비아는 상기 제2 패드 및 상기 복수의 제1 배선층 중 다른 하나를 함께 접속하는 상기 (21) 내지 (26) 중 어느 하나에 기재된 촬상 센서.
(32) 상기 제1 및 제2 비아는 제3 및 제4 비아들과 상이한 크기들을 갖는 상기 (21) 내지 (26) 중 어느 하나에 기재된 촬상 센서.
(33) 상기 제1, 제2, 제3, 및 제4 비아의 단면 형상은 직사각형, 원형 또는 타원형인 상기 (21) 내지 (32) 중 어느 하나에 기재된 촬상 센서.
(34) 상기 제3 비아의 수는 제4 비아의 수와 상이한 상기 (21) 내지 (26) 중 어느 하나에 기재된 촬상 센서.
(35) 제1 기판과,
상기 제1 기판 하부에 제공된 제2 기판을 포함하고,
상기 제1 기판은 전극 패드를 포함하는 제1 본딩 영역 및 더미 패드를 포함하는 제2 본딩 영역을 포함하고,
상기 제1 기판의 상기 제1 본딩 영역으로부터 연장되어 상기 전극 패드에 접속되는 복수의 제1 비아와,
상기 제1 기판의 상기 제2 본딩 영역으로부터 연장되어 상기 더미 패드에 접속되는 복수의 제2 비아를 포함하고,
상기 복수의 제1 비아의 수는 상기 복수의 제2 비아의 수보다 많은 촬상 센서.
(36) 상기 전극 패드는 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이의 전기적 접속을 제공하는 상기 (35)에 기재된 촬상 센서.
(37) 상기 전극 패드는 제1 본딩 영역 내에 제공되는 상기 (35) 또는 (36)에 기재된 촬상 센서.
(38) 상기 더미 패드는 제2 본딩 영역 내에 제공되는 상기 (35) 내지 (37) 중 어느 하나에 기재된 촬상 센서.
(39) 상기 더미 패드는 전기적으로 플로팅 되는 상기 (35) 내지 (38) 중 어느 하나에 기재된 촬상 센서.
(40) 상기 더미 패드는 고정 전위에 접속되는 상기 (35) 내지 (38) 중 어느 하나에 기재된 촬상 센서.
(41) 제1 기판과,
상기 제1 기판 하부에 제공된 제2 기판을 포함하고,
상기 제1 기판은 전극 패드를 포함하는 한 쌍의 제1 본딩 영역과 더미 패드를 포함하는 한 쌍의 제1 본딩 영역 사이에 제공되는 적어도 하나의 제2 본딩 영역을 포함하고,
상기 제1 기판의 한 쌍의 제1 본딩 영역으로부터 연장되어 상기 전극 패드에 접속되는 복수의 제1 비아와,
상기 제1 기판의 적어도 하나의 제2 본딩 영역으로부터 연장되어 상기 더미 패드에 접속되는 복수의 제2 비아를 포함하는 촬상 센서.
(42) 상기 적어도 하나의 제2 본딩 영역은 상기 제1 기판의 중앙 부분에 제공되는 상기 (41)에 기재된 촬상 센서.
(43) 상기 한 쌍의 제1 본딩 영역 중 하나 위에 제공된 다른 제2 본딩 영역, 및 상기 한 쌍의 제1 본딩 영역 중 또 다른 하나의 아래에 제공된 또 다른 제2 본딩 영역을 더 포함하는 상기 (41) 또는 (42)에 기재된 촬상 센서.
(44) 상기 제2 기판은 복수 쌍의 회로 부품을 포함하는 상기 (41) 내지 (43) 중 어느 하나에 기재된 촬상 센서.
(45) 상기 복수 쌍의 회로 부품은 한 쌍의 상기 제1 및 제2 회로 부품이 인접한 다른 쌍의 회로 부품에서 전치(transposing)되도록 되도록 배열되는 상기 (44)에 기재된 촬상 센서.
본 발명은 특허청구의 범위에 기재된 범주 내에서 각종의 변경예 또는 수정예를 상도할 수 있음은 분명하고, 그들에 대해서도 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것이라고 이해하여야 한다.
100: 촬상 시스템
110: 광학부
120: DSP 회로
130: 표시부
140: 조작부
150: 버스
160: 프레임 메모리
170: 기억부
180: 전원부
200: 고체 촬상 장치
201: 수광 기판
202: 회로 기판
210: 수직 구동 회로
220: 타이밍 제어 회로
231: 북측 수평 구동 회로
232: 남측 수평 구동 회로
241: 북측 칼럼 신호 처리 회로
242: 남측 칼럼 신호 처리 회로
250: 화소 어레이부
260: 화소 회로
261: 광전 변환 소자
262: 전송 트랜지스터
263: 리셋 트랜지스터
264: 부유 확산층
265: 증폭 트랜지스터
266: 선택 트랜지스터
270: 전원 공급 회로
280: 출력부
311, 312, 311-1, 311-2, 312-1, 312-2: 구동선 접합 영역
313, 316: 전원선 접합 영역
314, 315, 314-1, 314-2, 315-1, 315-2: VSL 접합 영역
321∼323, 321-1, 321-2, 322-1, 322-2, 323-1, 323-2: 더미 영역
411, 412: 온 칩 렌즈
413, 414: 컬러 필터
415, 416: 포토 다이오드
417, 418, 455, 456: 트랜지스터
420: 배선층
421, 422, 451, 452: 메탈 배선
423, 424, 453, 454: 비아
425: 공동부
431, 432: 전극 패드
441∼446: 더미 패드
450: 배선층
461, 462: 후단 회로
471, 472: SiN(Silicon Nitride)막
12031: 촬상부

Claims (25)

  1. 복수의 화소, 및 그 일측에 복수의 수직 신호선과 복수의 제1 배선층을 포함하는 제1 기판과,
    그 일측에 복수의 제2 배선층을 포함하는 제2 기판을 포함하고,
    상기 제1 및 제2 기판은 상기 복수의 제1 및 제2 배선층 사이에 함께 고정되고,
    상기 복수의 제1 배선층 중 하나와 상기 복수의 제2 배선층 중 하나 사이에 제공된 제1 패드와,
    상기 복수의 제1 배선층 중 다른 하나와 상기 복수의 제2 배선층 중 다른 하나 사이에 제공된 제2 패드와,
    상기 복수의 제1 배선층 중 하나와 상기 제1 기판 상에 제공된 상기 제1 패드를 접속하는 제1 비아와,
    상기 복수의 제2 배선층 중 하나와 상기 제2 기판 상에 제공된 제1 패드를 연결하는 제2 비아를 포함하고,
    상기 제1 기판 상에 제공된 상기 제1 패드와 상기 제2 기판 상에 제공된 상기 제2 패드는 서로 접속되고,
    상기 복수의 제1 배선층 중 다른 하나를 접속하는 제3 비아와,
    상기 복수의 제2 배선층 중 다른 하나를 접속하는 제4 비아를 포함하고,
    상기 제3 비아 및 제4 비아 중 적어도 하나는 상기 제2 패드와 상기 복수의 제1 및 제2 배선층 중 다른 하나의 적어도 하나를 함께 접속하고,
    상기 제1 패드는 상기 복수의 제1 배선층 중 하나와 상기 복수의 제2 배선 층 중 하나 사이의 전기적 접속을 제공하고, 상기 제1 패드는 상기 복수의 수직 신호선 중 하나에 전기적으로 접속되고,
    상기 제2 패드는 상기 복수의 수직 신호선에 전기적으로 접속하지 않는 것을 특징으로 하는 촬상 센서.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 기판은 화소 회로를 더 포함하고 상기 제2 기판은 후단 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상 센서.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 화소 회로로부터의 화소 신호는 상기 화소 회로로부터 상기 후단 회로로 전달되는 것을 특징으로 하는 촬상 센서.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 더미 패드는 전기적으로 플로팅되는 것을 특징으로 하는 촬상 센서.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 더미 패드는 고정 전위에 접속되는 것을 특징으로 하는 촬상 센서.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 패드는 전극 패드이고 상기 제2 패드는 더미 패드인 것을 특징으로 하는 촬상 센서.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 비아의 수는 상기 제3 및 제4 비아의 수와 동일한 것을 특징으로 하는 촬상 센서.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 비아의 수는 상기 제3 및 제4 비아의 수보다 더 큰 것을 특징으로 하는 촬상 센서.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 비아의 수는 상기 제3 및 제4 비아의 수보다 더 적은 것을 특징으로 하는 촬상 센서.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제3 비아 및 제4 비아는 제2 패드 및 상기 복수의 제1 배선층 중 다른 하나와 상기 복수의 제2 배선층 중 다른 하나를 함께 접속하는 것을 특징으로 하는 촬상 센서.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제3 비아는 상기 제2 패드 및 상기 복수의 제1 배선층 중 다른 하나를 함께 접속하는 것을 특징으로 하는 촬상 센서.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 비아는 제3 및 제4 비아와 상이한 크기들을 갖는 것을 특징으로 하는 촬상 센서.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제1, 제2, 제3, 및 제4 비아의 단면 형상은 직사각형, 원형 또는 타원형인 것을 특징으로 하는 촬상 센서.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제3 비아의 수는 제4 비아의 수와 상이한 것을 특징으로 하는 촬상 센서.
  15. 제1 기판과,
    상기 제1 기판 하부에 제공된 제2 기판을 포함하고,
    상기 제1 기판은 전극 패드를 포함하는 제1 본딩 영역 및 더미 패드를 포함하는 제2 본딩 영역을 포함하고,
    상기 제1 기판의 상기 제1 본딩 영역으로부터 연장되어 상기 전극 패드에 접속되는 복수의 제1 비아와,
    상기 제1 기판의 상기 제2 본딩 영역으로부터 연장되어 상기 더미 패드에 접속되는 복수의 제2 비아를 포함하고,
    상기 복수의 제1 비아의 수는 상기 복수의 제2 비아의 수보다 많은 것을 특징으로 하는 촬상 센서.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 전극 패드는 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이의 전기적 접속을 제공하는 것을 특징으로 하는 촬상 센서.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 전극 패드는 제1 본딩 영역 내에 제공되는 것을 특징으로 하는 촬상 센서.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 더미 패드는 제2 본딩 영역 내에 제공되는 것을 특징으로 하는 촬상 센서.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 더미 패드는 전기적으로 플로팅 되는 것을 특징으로 하는 촬상 센서.
  20. 제15항에 있어서,
    상기 더미 패드는 고정 전위에 접속되는 것을 특징으로 하는 촬상 센서.
  21. 제1 기판과,
    상기 제1 기판 하부에 제공된 제2 기판을 포함하고,
    상기 제1 기판은 전극 패드를 포함하는 한 쌍의 제1 본딩 영역과 더미 패드를 포함하는 한 쌍의 제1 본딩 영역 사이에 제공되는 적어도 하나의 제2 본딩 영역을 포함하고,
    상기 제1 기판의 한 쌍의 제1 본딩 영역으로부터 연장되어 상기 전극 패드에 접속되는 복수의 제1 비아와,
    상기 제1 기판의 적어도 하나의 제2 본딩 영역으로부터 연장되어 상기 더미 패드에 접속되는 복수의 제2 비아를 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상 센서.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제2 본딩 영역은 상기 제1 기판의 중앙 부분에 제공되는 것을 특징으로 하는 촬상 센서.
  23. 제21항에 있어서,
    상기 한 쌍의 제1 본딩 영역 중 하나 위에 제공된 다른 제2 본딩 영역, 및 상기 한 쌍의 제1 본딩 영역 중 또 다른 하나의 아래에 제공된 또 다른 제2 본딩 영역을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상 센서.
  24. 제21항에 있어서,
    상기 제2 기판은 복수 쌍의 회로 부품을 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상 센서.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 복수 쌍의 회로 부품은 한 쌍의 상기 제1 및 제2 회로 부품이 인접한 다른 쌍의 회로 부품에서 전치(transposing)되도록 배열되는 것을 특징으로 하는 촬상 센서.
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