KR20240116912A - 수광 장치 - Google Patents

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KR20240116912A
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KR1020247018765A
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마사키 하네다
다쿠미 가미바야시
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소니 세미컨덕터 솔루션즈 가부시키가이샤
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Abstract

본 개시의 일 실시 형태의 수광 장치는, 광을 광전 변환하는 복수의 광전 변환부와, 상기 광전 변환부에서 광전 변환된 전하를 축적하는 축적부를 갖는 제1 기판과, 상기 축적부에 축적된 전하에 기초한 제1 신호를 출력하는 판독 회로를 갖고, 상기 제1 기판에 적층되는 제2 기판과, 상기 축적부와 상기 판독 회로를 전기적으로 접속하는 비아를 포함하는 배선층을 구비한다. 상기 제1 기판과 상기 제2 기판은, 상기 제1 기판의 소자가 형성되는 제1 면과 상기 제2 기판의 소자가 형성되는 제2 면이 대향하도록 적층된다. 상기 비아는, 상기 배선층에 있어서의 복수의 층을 관통한다.

Description

수광 장치
본 개시는 수광 장치에 관한 것이다.
센서 화소를 갖는 기판과 판독 회로를 갖는 기판과 로직 회로를 갖는 기판을 접합하여 구성된 3차원 구조의 촬상 장치가 제안되어 있다(특허문헌 1).
일본 특허 공개 제2020-88380호 공보
촬상 장치에서는, 전하를 전압으로 변환할 때의 변환 효율을 향상시키는 것이 바람직하다.
변환 효율을 향상 가능한 촬상 장치를 제공하는 것이 요망된다.
본 개시의 일 실시 형태의 수광 장치는, 광을 광전 변환하는 복수의 광전 변환부와, 광전 변환부에서 광전 변환된 전하를 축적하는 축적부를 갖는 제1 기판과, 축적부에 축적된 전하에 기초한 제1 신호를 출력하는 판독 회로를 갖고, 제1 기판에 적층되는 제2 기판과, 축적부와 판독 회로를 전기적으로 접속하는 비아를 포함하는 배선층을 구비한다. 제1 기판과 제2 기판은, 제1 기판의 소자가 형성되는 제1 면과 제2 기판의 소자가 형성되는 제2 면이 대향하도록 적층된다. 비아는, 배선층에 있어서의 복수의 층을 관통한다.
도 1은 본 개시의 실시 형태에 관한 촬상 장치의 전체 구성의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 개시의 실시 형태에 관한 촬상 장치의 화소 공유 유닛의 구성 예를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 개시의 실시 형태에 관한 촬상 장치의 단면 구성의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 4는 본 개시의 실시 형태에 관한 촬상 장치의 단면 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 5a는 본 개시의 실시 형태에 관한 촬상 장치의 제조 방법의 일례를 나타내는 도면이다.
도 5b는 본 개시의 실시 형태에 관한 촬상 장치의 제조 방법의 일례를 나타내는 도면이다.
도 5c는 본 개시의 실시 형태에 관한 촬상 장치의 제조 방법의 일례를 나타내는 도면이다.
도 5d는 본 개시의 실시 형태에 관한 촬상 장치의 제조 방법의 일례를 나타내는 도면이다.
도 5e는 본 개시의 실시 형태에 관한 촬상 장치의 제조 방법의 일례를 나타내는 도면이다.
도 5f는 본 개시의 실시 형태에 관한 촬상 장치의 제조 방법의 일례를 나타내는 도면이다.
도 5g는 본 개시의 실시 형태에 관한 촬상 장치의 제조 방법의 일례를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 개시의 변형예 1에 관한 촬상 장치의 단면 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 개시의 변형예 2에 관한 촬상 장치의 단면 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 개시의 변형예 2에 관한 촬상 장치의 단면 구성의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 개시의 변형예 3에 관한 촬상 장치의 단면 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 10a는 본 개시의 변형예 3에 관한 촬상 장치의 제조 방법의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 10b는 본 개시의 변형예 3에 관한 촬상 장치의 제조 방법의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 10c는 본 개시의 변형예 3에 관한 촬상 장치의 제조 방법의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 10d는 본 개시의 변형예 3에 관한 촬상 장치의 제조 방법의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 10e는 본 개시의 변형예 3에 관한 촬상 장치의 제조 방법의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 10f는 본 개시의 변형예 3에 관한 촬상 장치의 제조 방법의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 개시의 변형예 3에 관한 촬상 장치의 단면 구성의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 개시의 변형예 3에 관한 촬상 장치의 단면 구성의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 13은 본 개시의 변형예 3에 관한 촬상 장치의 단면 구성의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 14는 본 개시의 변형예 4에 관한 촬상 장치의 단면 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 15는 본 개시의 변형예 4에 관한 촬상 장치의 단면 구성의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 16은 촬상 장치를 갖는 전자 기기의 구성 예를 나타내는 블록도이다.
도 17은 차량 제어 시스템의 개략적인 구성의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 18은 차외 정보 검출부 및 촬상부의 설치 위치의 일례를 나타내는 설명도이다.
도 19는 내시경 수술 시스템의 개략적인 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 20은 카메라 헤드 및 CCU의 기능 구성의 일례를 나타내는 블록도이다.
이하, 본 개시의 실시 형태에 대하여, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 또한, 설명은 이하의 순서로 행한다.
1. 실시 형태
2. 변형예
3. 적용예
4. 응용예
<1. 실시 형태>
도 1은 본 개시의 실시 형태에 관한 수광 장치의 일례인 촬상 장치의 전체 구성의 일례를 나타내는 블록도이다. 수광 장치인 촬상 장치(1)는, 입사된 광을 수광하여 광전 변환하는 장치이다. 촬상 장치(수광 장치)(1)는, 수광한 광을 광전 변환하여 신호를 생성한다. 촬상 장치(1)는, 광학 렌즈계(도시하지 않음)를 통해, 피사체로부터의 입사광(상광)을 도입한다. 촬상 장치(1)는, 예를 들어 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 이미지 센서이며, 피사체의 상을 촬상한다.
촬상 장치(1)는, 광전 변환부(광전 변환 소자)를 갖는 화소 P가 행렬상으로 배치되는 화소 어레이부(240)를 갖는다. 화소 어레이부(240)에서는, 광전 변환부를 갖는 화소 P가 행렬상으로 배치된다. 화소 어레이부(240)는, 화소 P가 어레이상으로 반복하여 배치된 영역이다. 촬상 장치(1)는, 화소 어레이부(240)의 주변 영역에, 예를 들어 입력부(210), 행 구동부(220), 타이밍 제어부(230), 열 신호 처리부(250), 화상 신호 처리부(260) 및 출력부(270)를 갖는다.
본 실시 형태에서는, 복수의 화소 P를 포함하는 화소 공유 유닛(40)이, 어레이상으로 배치되어 있다. 도 1에 나타내는 예에서는, 화소 공유 유닛(40)은, 4개의 화소(화소 Pa, 화소 Pb, 화소 Pc, 화소 Pd)를 포함하고 있다. 화소 Pa 내지 Pd는, 예를 들어 2행×2열로 배치되어 있다. 화소 Pa 내지 Pd는, 각각, 광전 변환부로서, 예를 들어 포토다이오드 PD를 갖는다.
촬상 장치(1)에서는, 화소 공유 유닛(40)마다, 후술하는 판독 회로(도 2 참조)가 마련된다. 판독 회로는, 증폭 트랜지스터 및 리셋 트랜지스터 등을 포함하고, 광전 변환부에서 광전 변환된 전하에 기초한 화소 신호를 출력한다. 화소 공유 유닛(40)은 1개의 판독 회로를 공유하는 단위이며, 화소 공유 유닛(40)의 복수의 화소(도 1에서는 화소 Pa 내지 Pd)가 1개의 판독 회로를 공유한다. 화소 어레이부(240)에서는, 4개의 화소(화소 Pa 내지 Pd)마다, 1개의 판독 회로가 마련된다. 판독 회로를 시분할로 동작시킴으로써, 화소 Pa 내지 Pd의 각각의 화소 신호가 판독되게 되어 있다.
촬상 장치(1)에는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 복수의 행 구동 신호선 Lread(행 선택선, 리셋 제어선 등)와, 복수의 수직 신호선(열 판독선) Lsig가 마련된다. 예를 들어, 화소 어레이부(240)에는, 수평 방향(행 방향)으로 배열되는 복수의 화소 P에 의해 구성되는 화소행마다, 행 구동 신호선 Lread가 배선된다. 또한, 화소 어레이부(240)에는, 수직 방향(열 방향)으로 배열되는 복수의 화소 P에 의해 구성되는 화소 열마다, 수직 신호선 Lsig가 배선된다. 행 구동 신호선 Lread는, 예를 들어 화소 공유 유닛(40)의 각 트랜지스터를 구동하는 신호를 전송한다. 수직 신호선 Lsig에는, 화소 공유 유닛(40)에 포함되는 화소 Pa 내지 Pd의 각각으로부터 화소 신호가 판독될 수 있다.
행 구동부(220)는, 시프트 레지스터나 어드레스 디코더 등을 포함하는 복수의 회로에 의해 구성된다. 행 구동부(220)(구동 회로)는 화소 P를 구동하기 위한 신호를 생성하여, 행 구동 신호선 Lread를 통해 화소 어레이부(240)의 각 화소 공유 유닛(40)에 출력한다. 행 구동부(220)는, 예를 들어 전송 트랜지스터를 제어하는 신호 TRG, 선택 트랜지스터를 제어하는 신호 SEL, 및 리셋 트랜지스터를 제어하는 신호 RST 등을 생성하여, 행 구동 신호선 Lread에 의해 각 화소 공유 유닛(40)에 출력한다.
행 구동 신호선 Lread는, 상술한 바와 같이, 화소 P로부터의 신호 판독을 위한 구동 신호(신호 TRG, 신호 SEL 등)를 전송한다. 행 구동부(220)는, 행 어드레스 제어부이며, 화소 어레이부(240)의 각 화소 P를 선택 주사하여, 예를 들어 화소 어레이부(240)에 배치된 복수의 화소 P를 행 단위로 구동한다. 행 구동부(220)에 의해 선택 주사된 각 화소 P의 화소 신호는, 그 화소 P에 접속된 수직 신호선 Lsig를 통해, 열 신호 처리부(250)에 출력된다.
열 신호 처리부(250)(신호 처리 회로)는, 예를 들어 수직 신호선 Lsig에 접속되는 부하 회로부를 갖는다. 부하 회로부는, 판독 회로의 증폭 트랜지스터와 함께 소스 팔로어 회로를 구성한다. 또한, 열 신호 처리부(250)는, 수직 신호선 Lsig를 통해 화소 공유 유닛(40)으로부터 판독되는 화소 신호를 증폭하는 증폭 회로부를 갖고 있어도 된다. 또한, 열 신호 처리부(250)는, 화소 신호로부터 노이즈 성분을 제거하는 노이즈 처리부를 갖고 있어도 된다.
또한, 열 신호 처리부(250)는, 아날로그/디지털 컨버터(ADC)을 갖는다. ADC는, 예를 들어 비교기부 및 카운터부를 갖는다. 비교기부는, 변환 대상이 되는 아날로그 신호와, 이것과 비교 대상이 되는 참조 신호를 비교한다. 카운터부는, 비교기부에서의 비교 결과가 반전될 때까지의 시간을 계측한다.
열 신호 처리부(250)의 ADC는, 화소 공유 유닛(40)으로부터 출력되는 아날로그 신호인 화소 신호를, 디지털 신호로 변환한다. ADC는, 노이즈 처리부에 의한 노이즈 처리 전의 화소 신호를 AD 변환하도록 해도 되고, 노이즈 처리부에 의한 노이즈 처리 후의 화소 신호를 AD 변환하도록 해도 된다. 또한, 열 신호 처리부(250)는, 판독 열을 주사하는 제어를 행하는 수평 주사 회로부를 포함하고 있어도 된다.
타이밍 제어부(230)는, 예를 들어 외부로부터 촬상 장치(1)에 입력되는 기준 클럭 신호 및 타이밍 제어 신호를 기초로 하여, 행 구동부(220) 및 열 신호 처리부(250)에 타이밍을 제어하는 신호를 공급한다. 타이밍 제어 신호는, 예를 들어 수직 동기 신호 및 수평 동기 신호 등이다. 타이밍 제어부(230)(제어 회로)는, 예를 들어 각종 타이밍 신호를 생성하는 타이밍 제너레이터를 갖고, 생성한 각종 타이밍 신호를 기초로 행 구동부(220) 및 열 신호 처리부(250) 등의 구동 제어를 행한다.
화상 신호 처리부(260)는, 화소 신호에 대하여, 각종 신호 처리를 실시하는 회로이다. 화상 신호 처리부(260)는, 프로세서 및 메모리를 포함하고 있어도 된다. 화상 신호 처리부(260)(신호 처리 회로)는, 예를 들어 AD 변환된 화소 신호에, 흑색 레벨 조정, 계조를 조정하는 톤 커브 보정 처리 등의 신호 처리를 행한다. 또한, 계조의 보정량을 나타내는 톤 커브의 특성 데이터를, 미리 화상 신호 처리부(260)의 내부 메모리에 기억시켜 두도록 해도 된다.
입력부(210) 및 출력부(270)는, 외부와의 신호의 교환을 행하는 것이다. 입력부(210)(입력 회로)에는, 예를 들어 상술한 기준 클럭 신호, 타이밍 제어 신호 및 특성 데이터 등이, 촬상 장치(1)의 외부로부터 입력된다. 출력부(270)(출력 회로)는, 예를 들어 화상 신호 처리부(260)에 의한 신호 처리 후의 화소 신호, 또는 화상 신호 처리부(260)에 의한 신호 처리 전의 화소 신호를, 외부에 출력할 수 있다.
도 2는 본 개시의 실시 형태에 관한 촬상 장치의 화소 공유 유닛의 구성 예를 나타내는 도면이다. 이하에서는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 4개의 화소 P가 1개의 판독 회로(45)를 공유하는 경우의 예에 대하여 설명한다. 4개의 화소 Pa 내지 Pd는, 각각, 광전 변환부(광전 변환 소자)인 포토다이오드 PD와, 전송 트랜지스터 Tr1과, 플로팅 디퓨전 FD를 갖는다.
광전 변환부인 포토다이오드 PD는, 입사되는 광을 전하로 변환한다. 포토다이오드 PD는, 광전 변환을 행하여 수광량에 따른 전하를 생성한다. 전송 트랜지스터 Tr1은, 포토다이오드 PD에 전기적으로 접속된다. 전송 트랜지스터 Tr1은, 신호 TRG에 의해 제어되고, 포토다이오드 PD에서 광전 변환되어 축적된 전하를 플로팅 디퓨전 FD에 전송한다.
플로팅 디퓨전 FD는, 축적부이며, 전송된 전하를 축적한다. 플로팅 디퓨전 FD는, 포토다이오드 PD로부터 전송된 전하를 보유하는 보유부라고도 할 수 있다. 플로팅 디퓨전 FD는, 전송된 전하를 축적하고, 플로팅 디퓨전 FD의 용량에 따른 전압으로 변환한다. 포토다이오드 PD에서 변환된 전하는, 전송 트랜지스터 Tr1에 의해 플로팅 디퓨전 FD에 전송되어, 플로팅 디퓨전 FD의 용량에 따른 전압으로 변환된다.
도 2에 나타내는 예에서는, 화소 Pa 내지 화소 Pd의 각각의 전송 트랜지스터 Tr1은, 서로 다른 신호에 의해 온/오프 제어된다. 화소 Pa의 전송 트랜지스터 Tr1은 신호 TRG1에 의해 제어되고, 화소 Pb의 전송 트랜지스터 Tr1은 신호 TRG2에 의해 제어된다. 또한, 화소 Pc의 전송 트랜지스터 Tr1은 신호 TRG3에 의해 제어되고, 화소 Pd의 전송 트랜지스터 Tr1은 신호 TRG4에 의해 제어된다.
판독 회로(45)는, 일례로서, 증폭 트랜지스터 Tr2, 선택 트랜지스터 Tr3 및 리셋 트랜지스터 Tr4를 갖는다. 증폭 트랜지스터 Tr2의 게이트는, 플로팅 디퓨전 FD에 접속되고, 플로팅 디퓨전 FD에서 변환된 전압이 입력된다. 증폭 트랜지스터 Tr2는, 플로팅 디퓨전 FD의 전압에 기초한 화소 신호를 생성한다. 화소 신호는, 광전 변환된 전하에 기초한 아날로그 신호이다.
선택 트랜지스터 Tr3은, 신호 SEL에 의해 제어되고, 증폭 트랜지스터 Tr2로부터의 화소 신호를 수직 신호선 Lsig에 출력한다. 선택 트랜지스터 Tr3은, 화소 신호의 출력 타이밍을 제어한다고도 할 수 있다. 리셋 트랜지스터 Tr4은, 신호 RST에 의해 제어되고, 플로팅 디퓨전 FD에 축적된 전하를 리셋하고, 플로팅 디퓨전 FD의 전압을 리셋할 수 있다. 판독 회로(45)로부터 출력되는 화소 신호는, 수직 신호선 Lsig를 통해, 상술한 열 신호 처리부(250)(도 1 참조)에 입력된다. 또한, 선택 트랜지스터 Tr3은, 전원 전압 VDD가 부여되는 전원선과 증폭 트랜지스터 Tr2 사이에 마련되어도 된다. 또한, 필요에 따라, 선택 트랜지스터 Tr3을 생략해도 된다.
판독 회로(45)는, 플로팅 디퓨전 FD에서의 전하-전압 변환의 게인을 변경하기 위한 트랜지스터(게인 전환 트랜지스터)를 갖고 있어도 된다. 게인 전환 트랜지스터는, 예를 들어 리셋 트랜지스터 Tr4와 플로팅 디퓨전 FD 사이에 마련된다. 게인 전환 트랜지스터가 온 상태로 됨으로써, 플로팅 디퓨전 FD에 부가되는 용량이 커져, 전하를 전압으로 변환할 때의 게인을 변경하는 것이 가능하게 된다.
도 3은 본 개시의 실시 형태에 관한 촬상 장치의 단면 구성의 일례를 나타내는 모식도이다. 촬상 장치(1)는, 제1 기판(101)과, 제2 기판(102)과, 제3 기판(103)이 Z축 방향으로 적층된 구성을 갖고 있다. 제1 기판(101), 제2 기판(102) 및 제3 기판(103)은, 각각, 반도체 기판(예를 들어 실리콘 기판)에 의해 구성된다. 또한, 도 3에 나타내는 바와 같이, 피사체로부터의 광의 입사 방향을 Z축 방향, Z축 방향에 직교하는 지면 좌우 방향을 X축 방향, Z축 방향 및 X축 방향에 직교하는 방향을 Y축 방향으로 한다. 이후의 도면에 있어서, 도 3의 화살표의 방향을 기준으로 하여 방향을 표기하는 경우도 있다.
제1 기판(101), 제2 기판(102) 및 제3 기판(103)은, 도 3에 나타내는 바와 같이, 각각 트랜지스터가 마련되는 제1 면(11S1, 12S1, 13S1)과, 제2 면(11S2, 12S2, 13S2)을 갖는다. 제1 면(11S1, 12S1, 13S1)은, 각각, 트랜지스터 등의 소자가 형성되는 소자 형성면이다. 제1 면(11S1, 12S1, 13S1)의 각각에는, 게이트 전극이나 게이트 산화막 등이 마련된다.
제1 기판(101)의 제1 면(11S1)에는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 배선층(111)이 마련된다. 제2 기판(102)의 제1 면(12S1)에는 배선층(121)이 마련되고, 제2 기판(102)의 제2 면(12S2)에는 배선층(122)이 마련된다. 또한, 제3 기판(103)의 제1 면(13S1)에는, 배선층(131)이 마련된다. 배선층(111, 121, 122, 131)은, 예를 들어 도체막 및 절연막을 포함하고, 복수의 배선 및 비아 등을 갖는다. 배선층(111, 121, 122, 131)의 각각은, 예를 들어 2층 이상의 배선을 포함한다. 배선층(111, 121, 122, 131)은, 각각, 3층, 또는 4층 이상의 배선을 포함하고 있어도 된다.
배선층(111, 121, 122, 131)은, 예를 들어 복수의 배선이 층간 절연층(층간 절연막)을 사이에 두고 적층된 구성을 갖고 있다. 배선층은, 예를 들어 알루미늄(Al), 구리(Cu), 텅스텐(W), 폴리실리콘(Poly-Si) 등을 사용하여 형성된다. 층간 절연층은, 예를 들어 산화실리콘(SiO), 질화실리콘(SiN) 및 산질화실리콘(SiON) 등 중 1종으로 이루어지는 단층막, 혹은 이들 중 2종 이상으로 이루어지는 적층막에 의해 형성된다.
또한, 제1 기판(101)과 배선층(111)을 합쳐서, 제1 기판(101)(또는 제1 회로층)이라고 할 수도 있다. 또한, 제2 기판(102)과 배선층(121, 122)을 합쳐서, 제2 기판(102)(또는 제2 회로층)이라고 할 수도 있다. 또한, 제3 기판(103)과 배선층(131)을 합쳐서, 제3 기판(103)(또는 제3 회로층)이라고 할 수도 있다.
제1 기판(101)과 제2 기판(102)은, 전극 간의 접합에 의해, 트랜지스터 등의 소자가 각각 형성되는 제1 면(11S1)과 제1 면(12S1)이 서로 대향하도록 적층된다. 즉, 제1 기판(101)과 제2 기판(102)은, 각각의 표면끼리가 서로 대향하도록 접합된다. 이 접합 방식은, Face to Face 접합이라고 불린다.
제2 기판(102) 및 제3 기판(103)은, 전극 간의 접합에 의해, 제2 면(12S2)과 트랜지스터 등의 소자가 형성되는 제1 면(13S1)이 서로 대향하도록 적층된다. 즉, 제2 기판(102)과 제3 기판(103)은, 제2 기판(102)의 이면과 제3 기판(103)의 표면이 서로 대향하도록 접합된다. 이 접합 방식은, Face to Back 접합이라고 불린다.
일례로서, 구리(Cu)로 이루어지는 금속 전극 간의 접합, 즉 Cu-Cu 접합에 의해, 제1 기판(101)의 제1 면(11S1)과 제2 기판(102)의 제1 면(12S1)이 접합된다. 또한, 제2 기판(102)의 제2 면(12S2)과 제3 기판(103)의 제1 면(13S1)도, 예를 들어 Cu-Cu 접합에 의해 접합된다. 또한, 접합에 사용하는 전극은, 구리(Cu) 이외의 금속 재료, 예를 들어 니켈(Ni), 코발트(Co), 주석(Sn) 등에 의해 구성되어도 되고, 다른 재료에 의해 구성되어도 된다.
도 3에 나타내는 예에서는, 배선층(111)에 있어서의 제4층째의 배선 M4에 의해 구성되는 복수의 전극(15)과, 배선층(121)에 있어서의 제4층째의 배선 M4에 의해 구성되는 복수의 전극(25)이 접합됨으로써, 제1 기판(101)과 제2 기판(102)이 접속된다. 또한, 배선층(122)에 있어서의 최상층의 배선에 의해 구성되는 복수의 전극(26)과, 배선층(131)에 있어서의 최상층의 배선에 의해 구성되는 복수의 전극(35)이 접합됨으로써, 제2 기판(102)과 제3 기판(103)이 접속된다. 전극(15, 25, 26, 35)은, 접합용 전극이다.
본 실시 형태에 관한 촬상 장치(1)에서는, 상술한 포토다이오드 PD 및 전송 트랜지스터 Tr1및 플로팅 디퓨전 FD는 제1 기판(101)에 배치되고, 판독 회로(45)는 제2 기판(102)에 배치된다. 포토다이오드 PD와 판독 회로(45)가 별개의 기판에 배치되기 때문에, 포토다이오드 PD와 판독 회로(45)를 동일 기판에 배치하는 경우와 비교하여, 포토다이오드 PD를 충분한 크기로 할 수 있다. 이에 의해, 다이내믹 레인지가 넓은 화상을 취득하는 것이 가능하게 된다. 또한, 제3 기판(103)에는, 예를 들어 상술한 행 구동부(220), 타이밍 제어부(230), 열 신호 처리부(250) 및 화상 신호 처리부(260) 등이 배치된다. 또한, 제3 기판(103)에는, 상술한 입력부(210) 및 출력부(270)가 배치될 수 있다.
제1 기판(101)의 화소 P의 플로팅 디퓨전 FD는, 도 3에 모식적으로 나타내는 바와 같이, 배선층(111)의 배선과 배선층(121)의 배선을 통해, 제2 기판(102)의 판독 회로(45)의 증폭 트랜지스터 Tr2 등에 전기적으로 접속된다. 제1 기판(101)의 포토다이오드 PD에서 광전 변환된 전하는, 전송 트랜지스터 Tr1을 통해, 플로팅 디퓨전 FD와 제2 기판(102)의 판독 회로(45)에 출력된다.
본 실시 형태에 관한 촬상 장치(1)에서는, 복수의 층을 관통하는 관통 비아(17)가 마련된다. 관통 비아(17)는, 배선층 내에 있어서의 일부 또는 전부의 층을 관통하는 비아이다. 관통 비아(17)는, 예를 들어 배선층 중의 일부의 배선 및 층간 절연막을 관통하여, 상층의 배선과 하층의 배선을 접속한다. 관통 비아(17)는, 접속부이며, 예를 들어 2층 이상 이격된 배선 간을 접속할 수 있다. 촬상 장치(1)에서는, 화소 P마다 또는 복수의 화소 P마다, 관통 비아(17)가 마련된다.
관통 비아(17)는, 예를 들어 텅스텐(W), 알루미늄(Al), 코발트(Co), 몰리브덴(Mo), 루테늄(Ru) 등에 의해 구성된다. 또한, 관통 비아(17)는, 다른 금속 재료에 의해 형성되어도 된다. 도 3에서는, 관통 비아(17)로서 제1 관통 비아(17a) 및 제2 관통 비아(17b)를 예시하고 있다. 본 명세서에서는, 제1 관통 비아(17a) 및 제2 관통 비아(17b)를 총괄하여 관통 비아(17)라고 기재하는 경우가 있다.
배선층(111, 121)은, 도 3에 모식적으로 나타내는 바와 같이, 각각, 제1 관통 비아(17a), 제2 관통 비아(17b)를 갖는다. 배선층(111)에 있어서 복수의 제1 관통 비아(17a)가 마련되고, 배선층(121)에 있어서 복수의 제2 관통 비아(17b)가 마련된다. 제1 관통 비아(17a) 및 제2 관통 비아(17b)는, 예를 들어 판독 회로(45)마다 마련된다.
제1 관통 비아(17a)는, 배선층(111)에 있어서의 복수의 층을 관통하는 비아이다. 도 3에 나타내는 예에서는, 제1 관통 비아(17a)는, 배선층(111)의 제1 내지 제4층째의 배선의 층 중, 제2층째의 배선 및 제3층째의 배선의 층을 관통하도록 마련된다. 배선층(111)의 제1층째의 배선 M1에 접속된 제1 관통 비아(17a)는, Z축 방향으로 연장되어, 제4층째의 배선 M4에 도달하도록 형성된다. 즉, 제1 관통 비아(17a)는, 배선층(111)에 있어서, 제2층째의 배선 M2 및 제3층째의 배선 M3을 통하지 않고, 제1층째의 배선 M1과 제4층째의 배선 M4를 접속한다.
제2 관통 비아(17b)는, 배선층(121)에 있어서의 복수의 층을 관통하는 비아이다. 도 3에 나타내는 예에서는, 제2 관통 비아(17b)는, 배선층(121)의 제1 내지 제4층째의 배선의 층 중, 제2층째의 배선 및 제3층째의 배선의 층을 관통하도록 마련된다. 제2 관통 비아(17b)는, 배선층(121)에 있어서, 제2층째의 배선 M2 및 제3층째의 배선 M3을 통하지 않고, 제1층째의 배선 M1과 제4층째의 배선 M4를 접속한다. 또한, 제1 관통 비아(17a) 및 제2 관통 비아(17b)는, 각각, 3층 이상의 배선의 층을 관통하도록 마련되어도 된다.
본 실시 형태에서는, 제1 기판(101)에 마련된 플로팅 디퓨전 FD는, 제1 관통 비아(17a)와 접합용의 전극(15, 25)과 제2 관통 비아(17b)를 통해, 제2 기판(102)의 판독 회로(45)에 전기적으로 접속된다. 제1 관통 비아(17a)는, 배선층(111) 내의 일부의 복수의 층(도 3에서는 제2 및 제3층째의 배선의 층)을 통하지 않고, 전극(15)에 접속된다. 이 때문에, 도 3에 있어서 점선 화살표로 나타내는 바와 같이, 배선층(111)에 있어서, 제1 관통 비아(17a)와 제2층째의 배선 M2의 간격(거리)과, 제1 관통 비아(17a)와 제3층째의 배선 M3의 간격을, 각각 넓게(길게) 하는 것이 가능하게 된다. 이 때문에, 제1 관통 비아(17a)에 전기적으로 접속된 플로팅 디퓨전 FD에 부가되는 배선 용량을 저감시킬 수 있다.
또한, 제2 관통 비아(17b)는, 배선층(121) 내의 일부의 복수의 층(도 3에서는 제2 및 제3층째의 배선의 층)을 통하지 않고, 전극(25)에 접속된다. 이 때문에, 도 3에 있어서 점선 화살표로 나타내는 바와 같이, 배선층(121)에 있어서, 제2 관통 비아(17b)와 제2층째의 배선 M2의 간격과, 제2 관통 비아(17b)와 제3층째의 배선 M3의 간격을, 각각 넓게 하는 것이 가능하게 된다. 이 때문에, 제2 관통 비아(17b)에 전기적으로 접속된 플로팅 디퓨전 FD에 부가되는 배선 용량을 저감시킬 수 있다.
이와 같이, 본 실시 형태에서는, 플로팅 디퓨전 FD 및 판독 회로(45) 사이를 연결하는 배선과, 주위의 메탈 배선의 간격이 확보된다. 이에 의해, 플로팅 디퓨전 FD에 부가되는 용량을 저감시킬 수 있다. 이 때문에, 플로팅 디퓨전 FD에 있어서 전하를 전압으로 변환할 때의 변환 효율(변환 게인)을 향상시킬 수 있다.
플로팅 디퓨전 FD와 판독 회로(45)가 다수의 배선(예를 들어 8층의 배선)을 통해 서로 접속되는 경우와 비교하여, 플로팅 디퓨전 FD에 부가되는 배선 용량의 변동을 억제할 수 있다. 이에 의해, 변환 효율의 변동을 저감시킬 수 있어, 화소 신호의 품질이 저하되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 촬상 장치(1)는, 제1 기판(101)의 다른 회로 소자, 예를 들어 전송 트랜지스터 Tr1의 게이트에 전기적으로 접속되어, 신호 TRG를 전송하는 관통 비아(17)를 갖고 있어도 된다. 또한, 촬상 장치(1)는, 제2 기판(102)의 다른 회로 소자, 예를 들어 선택 트랜지스터 Tr3의 게이트 또는 리셋 트랜지스터 Tr4의 게이트에 전기적으로 접속되는 관통 비아(17)를 갖고 있어도 된다.
도 4는 본 개시의 실시 형태에 관한 촬상 장치의 단면 구성의 일례를 나타내는 도면이다. 촬상 장치(1)는, 광을 집광하는 렌즈부(31)와, 컬러 필터(32)를 갖는다. 컬러 필터(32) 및 렌즈부(31)는, 제1 기판(101)에 순차 적층되어 있다. 컬러 필터(32) 및 렌즈부(31)는, 예를 들어 화소 P마다 마련된다.
렌즈부(31)는, 도 4에 있어서 상방으로부터 입사되는 광을 포토다이오드 PD 측으로 유도한다. 렌즈부(31)는, 온칩 렌즈라고도 불리는 광학 부재이다. 컬러 필터(32)는, 입사되는 광 중의 특정 파장역의 광을 선택적으로 투과시킨다. 포토다이오드 PD에는, 렌즈부(31) 및 컬러 필터(32)를 투과한 광이 입사된다. 포토다이오드 PD는, 입사광을 광전 변환하여 전하를 생성한다.
도 4에 나타내는 예에서는, 제1 기판(101)의 제2 면(11S2) 측에, 패드(80)가 마련된다. 제1 기판(101)에서는 패드(80) 상의 개구가 형성되어, 패드(80)가 외부에 노출된다. 패드(80)는, 예를 들어 알루미늄(Al)을 사용하여 형성되는 전극이다. 또한, 패드(80)는, 다른 금속 재료를 사용하여 구성되어도 된다. 촬상 장치(1)에는, 복수의 패드(80)가 배치된다. 패드(80)는, 예를 들어 외부로부터 입력되는 전원 전압 VDD(또는 접지 전압 VSS)를 제1 기판(101) 내지 제3 기판(103)의 각 회로에 공급할 수 있다.
또한, 촬상 장치(1)에서는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 관통 전극(28)이 마련된다. 관통 전극(28)은, 제2 기판(102)을 관통하는 전극이다. 관통 전극(28)은, Z축 방향으로 연장되어, 제2 기판(102)의 배선층(122)에 도달하도록 형성된다. 관통 전극(28)은, 제2 기판(102)의 제1 면(12S1) 측에 마련된 회로와, 제2 기판(102)의 제2 면(12S2) 측에 마련된 회로를 접속 가능하다. 관통 전극(28)은, 다른 층에 마련된 회로 간을 접속한다. 관통 전극(28)은, 예를 들어 텅스텐(W), 알루미늄(Al), 코발트(Co), 몰리브덴(Mo), 루테늄(Ru) 등에 의해 구성된다. 또한, 관통 전극(28)은, 다른 금속 재료에 의해 형성되어도 된다.
예를 들어, 화소 어레이부(240)의 주변 영역에, 복수의 관통 전극(28)이 배치된다. 제2 기판(102)에 마련된 판독 회로(45)는, 배선층(121)과 관통 전극(28)과 배선층(122)을 통해, 배선층(131) 및 제3 기판(103)의 회로에 전기적으로 접속된다. 판독 회로(45)는, 복수의 관통 전극(28)에 의해, 판독 회로(45)를 제어하는 회로나 판독 회로(45)로부터 출력되는 화소 신호를 처리하는 회로 등에 전기적으로 접속된다. 예를 들어, 판독 회로(45)는, 서로 다른 관통 전극(28)을 통해, 상술한 행 구동부(220) 및 열 신호 처리부(250)에 접속된다.
촬상 장치(1)에 마련되는 복수의 관통 전극(28)은, 예를 들어 판독 회로(45)의 각 트랜지스터를 제어하는 신호(상술한 신호 SEL, 신호 RST 등), 화소 신호를 전송하는 관통 전극 등을 포함한다. 또한, 전원선에 접속되어 전원 전압 VDD를 공급하는 관통 전극(28), 접지선에 접속되어 접지 전압 VSS를 공급하는 관통 전극(28) 등도 배치될 수 있다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 플로팅 디퓨전 FD와 판독 회로(45)의 증폭 트랜지스터 Tr2 등은, 제1 관통 비아(17a) 및 제2 관통 비아(17b)를 통해, 서로 전기적으로 접속된다. 포토다이오드 PD에서 광전 변환된 전하는, 전송 트랜지스터 Tr1에 의해, 플로팅 디퓨전 FD, 제1 관통 비아(17a), 제2 관통 비아(17b)에 전송된다. 증폭 트랜지스터 Tr2는, 플로팅 디퓨전 FD에 있어서 전하-전압 변환된 전압에 따른 화소 신호를 생성한다. 판독 회로(45)의 증폭 트랜지스터 Tr2및 선택 트랜지스터 Tr3에 의해 출력되는 화소 신호는, 예를 들어 제3 기판(103)의 열 신호 처리부(250)에 전송된다.
도 4에 나타내는 예에서는, 화소 공유 유닛(40) 내의 좌우의 화소 P 중, 좌측의 화소 P의 포토다이오드 PD 상에, 녹색(G)의 광을 투과하는 컬러 필터(32)가 마련된다. 좌측의 화소 P의 포토다이오드 PD는, 녹색의 파장역의 광을 수광하여 광전 변환을 행한다. 화소 공유 유닛(40) 내의 좌우의 화소 P 중, 우측의 화소 P의 포토다이오드 PD 상에는, 적색(R)의 광을 투과하는 컬러 필터(32)가 마련된다. 우측의 화소 P의 포토다이오드 PD는, 적색의 파장역의 광을 수광하여 광전 변환을 행한다. 또한, 청색(B)의 광을 투과하는 컬러 필터(32) 아래에 배치되는 포토다이오드 PD는, 청색의 파장역의 광을 수광하여 광전 변환을 행한다. 이 때문에, 촬상 장치(1)의 각 화소 P는, R 성분의 화소 신호, G 성분의 화소 신호 및 B 성분의 화소 신호를 생성할 수 있다. 촬상 장치(1)는, RGB의 화소 신호를 얻는 것이 가능하게 된다.
또한, 컬러 필터(32)는, 원색계(RGB)의 컬러 필터에 한정되지 않고, Cy(시안), Mg(마젠타), Ye(옐로우) 등의 보색계의 컬러 필터여도 된다. 또한, W(화이트)에 대응한 컬러 필터, 즉 입사광의 전체 파장역의 광을 투과시키는 필터를 배치하도록 해도 된다.
도 5a 내지 도 5g는 본 개시의 실시 형태에 관한 촬상 장치의 제조 방법의 일례를 나타내는 도면이다. 먼저, 도 5a에 나타내는 바와 같이, 제1 기판(101)에, 포토다이오드 PD, 전송 트랜지스터 Tr1 등의 각종 소자를 형성한다. 제1 기판(101)의 제1 면(11S1) 측에는, 전송 트랜지스터 Tr1, 플로팅 디퓨전 FD 등이 마련된다. 또한, 제1 기판(101)의 제1 면(11S1) 상에 배선층(111)을 형성한다.
이 경우, 배선층(111)의 하층 부분(51) 및 상층 부분(53)에는, 각각, 층간 절연층(층간 절연막)으로서, 예를 들어 실리콘 산화막(SiO2) 등의 절연막이 형성된다. 배선층(111)의 중앙층 부분(52)에는, 예를 들어 배선 용량의 저감을 위해 실리콘 산화막보다 낮은 유전율을 갖는 절연막이, 층간 절연층으로서 형성된다. 중앙층 부분(52)의 층간 절연층은, 저유전율 재료(Low-k 재료)인 SiOC, SiOCH 등에 의해 구성되어도 된다. 중앙층 부분(52)의 층간 절연층은, 실리콘 산화막에 의해 구성되어도 된다. 중앙층 부분(52)에는, 도전체에 의해 구성되는 배선, 예를 들어 구리(Cu)와 배리어 메탈인 탄탈(Ta)로 구성되는 배선이 마련된다. 또한, 다른 배선층(배선층(121, 122, 131) 등)도, 배선층(111)의 경우와 마찬가지로, 실리콘 산화막을 층간 절연층으로서 갖는 층(예를 들어 상층 부분 및 하층 부분)과, 저유전율 재료를 층간 절연층으로서 갖는 층(예를 들어 중앙층 부분)이 적층되어 형성될 수 있다.
도 5b에 나타내는 제2 기판(102)에는, 판독 회로(45)의 각 트랜지스터를 포함하는 각종 소자를 형성한다. 제2 기판(102)의 제1 면(12S1) 측에는, 증폭 트랜지스터 Tr2, 선택 트랜지스터 Tr3, 리셋 트랜지스터 Tr4 등이 마련된다. 또한, 제2 기판(102)의 제1 면(12S1) 상에 배선층(121)을 형성한다.
도 5c에 나타내는 제3 기판(103)에는, 상술한 행 구동부(220), 열 신호 처리부(250), 화상 신호 처리부(260) 등을 구성하는 각종 소자를 형성한다. 제3 기판(103)의 제1 면(13S1) 측에는, 예를 들어 행 구동부(220)의 트랜지스터, 열 신호 처리부(250)의 트랜지스터, 화상 신호 처리부(260)의 트랜지스터 등이 마련된다. 또한, 제3 기판(103)의 제1 면(13S1) 상에, Cu-Cu 접속용의 단자가 되는 전극(35)을 포함하는 배선층(131)을 형성한다.
도 5d에 나타내는 바와 같이, 배선층(111)에, 복수의 제1 관통 비아(17a) 및 Cu-Cu 접속용의 단자가 되는 전극(15) 등을 형성한다. 전극(15)은, 배선층(111)의 표면에 배치된다. 또한, 도 5e에 나타내는 바와 같이, 배선층(121)에, 복수의 제2 관통 비아(17b) 및 Cu-Cu 접속용의 단자가 되는 전극(25) 등을 형성한다. 전극(25)은, 배선층(121)의 표면에 배치된다.
다음으로, 도 5f에 나타내는 바와 같이, 제1 기판(101) 및 제2 기판(102)은, 복수의 전극(15) 및 복수의 전극(25)에 의해, 제1 면(11S1)과 제1 면(12S1)이 대향하도록 Cu-Cu 접합된다. 즉, 제1 기판(101) 및 제2 기판(102)의 각각의 표면끼리가 접합된다. 그 후, 제2 기판(102)의 두께가 얇게 된다. 일례로서, 제2 기판(102)의 두께는, 3㎛ 이하, 예를 들어 0.5㎛로 된다.
다음으로, 제2 기판(102)의 제2 면(12S2) 상에 절연막(예를 들어 실리콘 산화막)을 형성한 후, 그 절연막과 제2 기판(102)을 부분적으로 에칭(예를 들어 리액티브 이온 에칭)하여 관통 전극용의 구멍을 형성한다. 또한, 제1 기판(101)과 제2 기판(102)을 접합하기 전에, 제2 기판(102) 및 배선층(121)에 미리 관통 전극용의 구멍을 형성해 두어도 된다. 그리고, 관통 전극용의 구멍의 내벽에, 절연막(예를 들어 실리콘 산화막)을 성막한다. 또한, 관통 전극용의 구멍의 저면이 배선층(121)에 도달하도록 에칭을 행하고, 관통 전극용의 구멍에 의해 배선층(121)의 제1층째의 배선 M1이 노출된다.
그 후, Cu 또는 Al을 포함하는 저저항의 도전 재료를 사용하여, 관통 전극용의 구멍이 충전되어, 관통 전극(28)이 형성된다. 그리고, CMP 또는 에칭에 의해, 관통 전극(28) 상부의 여분의 금속막이 제거된다. 또한, 제2 기판(102)의 제2 면(12S2) 측에, 관통 전극(28)과 접속되는 배선, 및 Cu-Cu 접속용의 단자가 되는 전극(26)을 포함하는 배선층(122)을 형성함으로써, 도 5f에 나타내는 상태로 된다
다음으로, 도 5g에 나타내는 바와 같이, 제2 기판(102)과 제3 기판(103)은, 복수의 전극(26) 및 복수의 전극(35)에 의해, 제2 면(12S2)과 제1 면(13S1)이 대향하도록 Cu-Cu 접합된다. 그 후, 제1 기판(101)의 두께가 얇게 된다. 일례로서, 제1 기판(101)의 두께는, 4㎛로 된다. 그 후, 제1 기판(101)의 제2 면(11S2) 측에, 컬러 필터(32) 및 렌즈부(31)를 순차 형성한다. 또한, 제1 기판(101)의 제2 면(11S2) 측의 영역 중 화소 어레이부(240)의 주변 영역에, 건식 에칭에 의해 개구가 형성되어, 패드(80)가 마련된다. 이상과 같은 제조 방법에 의해, 도 4에 나타내는 촬상 장치(1)를 제조할 수 있다. 또한, 또한, 상술한 제조 방법은, 어디까지나 일례이며, 다른 제조 방법을 채용해도 된다.
[작용·효과]
본 실시 형태에 관한 수광 장치(촬상 장치(1))는, 광을 광전 변환하는 복수의 광전 변환부(포토다이오드 PD)와, 광전 변환부에서 광전 변환된 전하를 축적하는 축적부(플로팅 디퓨전 FD)를 갖는 제1 기판(101)과, 축적부에 축적된 전하에 기초한 제1 신호(화소 신호)를 출력하는 판독 회로(45)를 갖고, 제1 기판에 적층되는 제2 기판(102)과, 축적부와 판독 회로를 전기적으로 접속하는 비아(관통 비아(17))를 포함하는 배선층(배선층(111, 121))을 구비한다. 제1 기판과 제2 기판은, 제1 기판의 소자가 형성되는 제1 면(제1 기판(101)의 제1 면(11S1))과 제2 기판의 소자가 형성되는 제2 면(제2 기판(102)의 제1 면(12S1))이 대향하도록 적층된다. 비아(관통 비아(17))는, 배선층에 있어서의 복수의 층을 관통한다.
본 실시 형태에 관한 촬상 장치(1)에서는, 플로팅 디퓨전 FD와 판독 회로(45)는, 배선층(111, 121) 내의 복수의 층을 관통하는 관통 비아(17)에 의해, 서로 전기적으로 접속된다. 이 때문에, 플로팅 디퓨전 FD에 부가되는 용량을 저감시킬 수 있다. 플로팅 디퓨전 FD에 있어서 전하를 전압으로 변환할 때의 변환 효율(변환 게인)을 향상시키는 것이 가능하게 된다.
다음으로, 본 개시의 변형예에 대하여 설명한다. 이하에서는, 상기 실시 형태와 마찬가지의 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙여, 적절히 설명을 생략한다.
<2. 변형예>
(2-1. 변형예 1)
상술한 실시 형태에서는, 배선층 내의 상이한 층의 배선 간을 접속하는 관통 비아(17)를 마련하는 예에 대하여 설명하였다. 그러나, 관통 비아(17)는, 반도체 기판(예를 들어 제1 기판(101) 또는 제2 기판(102))에 직접 접속되어도 된다. 제1 기판(101)의 회로 소자(예를 들어 플로팅 디퓨전 FD, 전송 트랜지스터 Tr1 등)에 직접 접속되는 제1 관통 비아(17a)를 마련하도록 해도 된다. 또한, 제2 기판(102)의 회로 소자(예를 들어 판독 회로(45)의 트랜지스터)에 직접 접속되는 제2 관통 비아(17b)를 마련하도록 해도 된다.
도 6은 변형예 1에 관한 촬상 장치의 단면 구성의 일례를 나타내는 도면이다. 접합용의 전극(15)과 플로팅 디퓨전 FD를 접속하는 제1 관통 비아(17a)가 배치된다. 도 6에 나타내는 예에서는, 제1 관통 비아(17a)는, 배선층(111)에 있어서의 제1층째 내지 제4층째의 배선을 통하지 않고, 축적부인 플로팅 디퓨전 FD에 직접 접속되어 있다. 또한, 접합용의 전극(25)과 판독 회로(45)의 증폭 트랜지스터 Tr2를 접속하는 제2 관통 비아(17b)가 배치된다. 도 6에 나타내는 예에서는, 제2 관통 비아(17b)는, 배선층(121)에 있어서의 제1층째 내지 제4층째의 배선을 통하지 않고, 증폭 트랜지스터 Tr2에 직접 접속되어 있다. 본 변형예의 경우도, 플로팅 디퓨전 FD에 부가되는 용량을 저감시킬 수 있어, 변환 효율을 향상시키는 것이 가능하게 된다.
(2-2. 변형예 2)
촬상 장치(1)는, 관통 비아(17)의 주위에 보호막을 갖고 있어도 된다. 배선층 내에 있어서 관통 비아(17)를 피복하도록 보호막을 형성해도 된다. 도 7은 변형예 2에 관한 촬상 장치의 단면 구성의 일례를 나타내는 도면이다. 도 7에 나타내는 예에서는, 배선층(111)에 있어서, 제1 관통 비아(17a)의 주위를 덮도록 보호막(29)이 마련된다. 또한, 배선층(121)에 있어서, 제2 관통 비아(17b)의 주위를 덮도록 보호막(29)이 마련된다. 보호막(29)은, 실리콘과, 산소, 질소 및 탄소 중 적어도 하나를 포함하여 구성된다. 예를 들어, 보호막(29)은, 실리콘 산화막에 의해 구성되어도 된다.
본 변형예에서는, 배선층의 절연막, 예를 들어 저유전율 재료에 의해 구성되는 절연막과 관통 비아(17) 사이에 보호막(29)이 마련됨으로써, 관통 비아(17)에 사용되는 금속 재료가 배선층 내에 침입하는 것을 억제할 수 있다. 이에 의해, 관통 비아(17)에 접속되는 회로 부분(예를 들어 플로팅 디퓨전 FD)에 부가되는 용량이 증가하는 것이나, 관통 비아(17)가 다른 배선 등과 쇼트(단락)되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 본 변형예의 경우도, 도 8에 나타내는 바와 같이, 제1 관통 비아(17a)를 제1 기판(101)의 회로 소자에 직접 접속하고, 제2 관통 비아(17b)를 제2 기판(102)의 회로 소자에 직접 접속하도록 해도 된다.
(2-3. 변형예 3)
상술한 실시 형태에서는, 촬상 장치(1)의 구성 예에 대하여 설명했지만, 어디까지나 일례이며, 촬상 장치(1)의 구성은, 상술한 예에 한정되지 않는다. 관통 비아와 접합용 전극의 접합을 이용하여, 복수의 기판 간의 접속을 행하도록 해도 된다. 예를 들어, 복수의 관통 비아와 복수의 접합용 전극이 접합됨으로써, 제1 기판(101)과 제2 기판(102)이 접속된다.
도 9는 변형예 3에 관한 촬상 장치의 단면 구성의 일례를 나타내는 도면이다. 도 9는 촬상 장치(1)의 일부의 단면 구성 예를 모식적으로 나타내고 있다. 도 9에 나타내는 바와 같이, 제2 관통 비아(17b)는, 접합용 전극인 전극(15)에 접속되어 있어도 된다. 제1 기판(101)과 제2 기판(102)은, 제2 관통 비아(17b)와 전극(15)의 접합에 의해 적층되어 있다. 촬상 장치(1)의 제1 기판(101) 및 제2 기판(102)은, 제2 관통 비아(17b)와 전극(15)의 접합면을 갖는다.
도 9에 나타내는 예에서는, 제2 관통 비아(17b)는, 배선층(121)에 있어서의 제2층째 내지 제4층째의 배선을 통하지 않고, 배선층(111)의 전극(15)에 접속되어 있다. 제1 기판(101)과 제2 기판(102)의 적층 방향(도 9에서는 Z축 방향)과 직교하는 방향에 있어서, 제2 관통 비아(17b)의 폭(면적)은 접합용 전극인 전극(15)의 폭보다 작게 되어 있다.
촬상 장치(1)에서는, 제1 기판(101)에 마련된 플로팅 디퓨전 FD는, 제1 기판(101) 측의 접합용 전극(15)과 제2 관통 비아(17b)를 통해, 제2 기판(102)의 판독 회로(45)에 전기적으로 접속된다. 제1 기판(101) 측 및 제2 기판(102) 측의 2개의 접합용 전극을 사용하여 플로팅 디퓨전 FD와 판독 회로(45)가 접속되는 경우와 비교하여, 플로팅 디퓨전 FD에 부가되는 용량을 저감시킬 수 있다. 이 때문에, 변환 효율을 향상시키는 것이 가능하게 된다. 또한, 촬상 장치(1)의 배선 간의 내압 저하 및 촬상 장치(1)의 특성 열화가 발생하는 것을 억제하는 것이 가능하게 된다.
도 10a 내지 도 10f는 변형예 3에 관한 촬상 장치의 제조 방법의 일례를 설명하기 위한 도면이다. 도 10a에 나타내는 바와 같이, 제1 기판(101)의 제1 면(11S1)에 대하여, 배선층(111)을 형성한다. 또한, 도 10b에 나타내는 바와 같이, 배선층(111)에, 제1 관통 비아(17a)를 형성한다. 그리고, 도 10c에 나타내는 바와 같이, 배선층(111)에, 접합용 전극인 전극(15)을 형성한다.
도 10d에 나타내는 바와 같이, 제2 기판(102)의 제1 면(12S1)에 대하여, 배선층(121)을 형성한다. 또한, 도 10e에 나타내는 바와 같이, 배선층(121)에, 제2 관통 비아(17b)를 형성한다. 그리고, 도 10f에 나타내는 바와 같이, 제1 기판(101) 및 제2 기판(102)은, 복수의 전극(15) 및 복수의 제2 관통 비아(17b)에 의해, 제1 면(11S1)과 제1 면(12S1)이 대향하도록 접합된다. 이상과 같은 제조 방법에 의해, 도 9에 나타내는 구조를 갖는 촬상 장치(1)를 제조할 수 있다. 또한, 상술한 제조 방법은, 어디까지나 일례이며, 다른 제조 방법을 채용해도 된다.
도 11 내지 도 13은 변형예 3에 관한 촬상 장치의 단면 구성의 다른 예를 나타내는 도면이다. 도 11에 모식적으로 나타내는 바와 같이, 제1 관통 비아(17a)를 제1 기판(101)의 회로 소자에 직접 접속하고, 제2 관통 비아(17b)를 제2 기판(102)의 회로 소자에 직접 접속하도록 해도 된다. 도 11에 나타내는 예에서는, 제2 관통 비아(17b)는, 배선층(121)에 있어서의 제1층째 내지 제4층째의 배선을 통하지 않고, 배선층(111)의 전극(15)에 접속되어 있다.
도 12에 나타내는 예와 같이, 제1 관통 비아(17a)가, 접합용 전극인 전극(25)에 접속되어 있어도 된다. 제1 기판(101)과 제2 기판(102)은, 제1 관통 비아(17a)와 전극(25)의 접합에 의해 적층되어 있다. 촬상 장치(1)의 제1 기판(101) 및 제2 기판(102)은, 제1 관통 비아(17a)와 전극(25)의 접합면을 갖는다.
도 12에 나타내는 예에서는, 제1 관통 비아(17a)는, 배선층(111)에 있어서의 제2층째 내지 제4층째의 배선을 통하지 않고, 배선층(121)의 전극(25)에 접속되어 있다. 제1 기판(101)과 제2 기판(102)의 적층 방향(도 9에서는 Z축 방향)과 직교하는 방향에 있어서, 제1 관통 비아(17a)의 폭(면적)은 접합용 전극인 전극(25)의 폭보다 작게 되어 있다.
또한, 도 13에 나타내는 바와 같이, 제1 관통 비아(17a)를 제1 기판(101)의 회로 소자에 직접 접속하고, 제2 관통 비아(17b)를 제2 기판(102)의 회로 소자에 직접 접속하도록 해도 된다. 도 13에 나타내는 예에서는, 제1 관통 비아(17a)는, 배선층(111)에 있어서의 제1층째 내지 제4층째의 배선을 통하지 않고, 배선층(121)의 전극(25)에 접속된다.
(2-4. 변형예 4)
도 14는 변형예 4에 관한 촬상 장치의 단면 구성의 일례를 나타내는 도면이다. 관통 비아 간의 접합을 이용하여, 복수의 기판 간의 접속을 행하도록 해도 된다. 예를 들어, 제1 관통 비아(17a)는, 제2 관통 비아(17b)와 직접 접속되어 있어도 된다. 제1 기판(101)의 복수의 제1 관통 비아(17a)와 제2 기판(102)의 복수의 제2 관통 비아(17b)가 접합됨으로써, 제1 기판(101)과 제2 기판(102)이 접속된다.
도 14에 나타내는 바와 같이, 제1 기판(101)과 제2 기판(102)은, 제1 관통 비아(17a)와 제2 관통 비아(17b)의 접합에 의해 적층되어 있다. 촬상 장치(1)의 제1 기판(101) 및 제2 기판(102)은, 제1 관통 비아(17a)와 제2 관통 비아(17b)의 접합면을 갖는다.
도 14에 나타내는 예에서는, 제1 관통 비아(17a)는, 배선층(111)에 있어서의 제2층째 내지 제4층째의 배선을 통하지 않고, 배선층(121)의 제2 관통 비아(17b)에 접속되어 있다. 제2 관통 비아(17b)는, 배선층(121)에 있어서의 제2층째 내지 제4층째의 배선을 통하지 않고, 배선층(111)의 제1 관통 비아(17a)에 접속되어 있다.
촬상 장치(1)에서는, 제1 기판(101)에 마련된 플로팅 디퓨전 FD는, 제1 관통 비아(17a)와 제2 관통 비아(17b)에 의해, 제2 기판(102)의 판독 회로(45)에 전기적으로 접속된다. 이 때문에, 플로팅 디퓨전 FD에 부가되는 용량을 저감시킬 수 있다.
본 변형예에 관한 촬상 장치(1)에서는, 복수의 배선 및 복수의 접합용 전극을 사용하여 플로팅 디퓨전 FD와 판독 회로(45)가 접속되는 경우와 비교하여, 배선 간의 스페이스를 확보할 수 있다. 이 때문에, 플로팅 디퓨전 FD에 부가되는 용량을 효과적으로 저감시킬 수 있어, 변환 효율을 향상시키는 것이 가능하게 된다. 또한, 촬상 장치(1)의 배선 간의 내압 저하 및 촬상 장치(1)의 특성 열화가 발생하는 것을 억제하는 것이 가능하게 된다.
도 15는 변형예 4에 관한 촬상 장치의 단면 구성의 다른 예를 나타내는 도면이다. 도 15에 모식적으로 나타내는 바와 같이, 제1 관통 비아(17a)를 제1 기판(101)의 회로 소자에 직접 접속하고, 제2 관통 비아(17b)를 제2 기판(102)의 회로 소자에 직접 접속하도록 해도 된다. 도 15에 나타내는 예에서는, 제1 관통 비아(17a)와 제2 관통 비아(17b)는, 배선층(111) 및 배선층(121)에 있어서의 제1층째 내지 제4층째의 배선을 통하지 않고, 서로 접속되어 있다.
(2-5. 변형예 5)
상술한 실시 형태에서는, 전극 간의 접합(예를 들어 Cu-Cu 접합)에 의해, 3차원 접속을 실현하는 예에 대하여 설명하였다. 그러나, 기판 간의 접속의 형태로서는, Wafer on Wafer(웨이퍼 온 웨이퍼), Die to wafer(다이 투 웨이퍼), Die to die(다이 투 다이) 중 어느 것이어도 된다.
상기에서는, 제2 기판(102)의 이면과 제3 기판(103)의 표면을 접합하는 예에 대하여 설명했지만, 제2 기판(102)의 이면과 제3 기판(103)의 이면을 접합하도록 해도 된다. 또한, 행 구동부(220), 열 신호 처리부(250), 화상 신호 처리부(260) 등을 갖는 제3 기판(103)은, 제2 기판(102)과는 다른 기판과 3차원 접합·접속되어 있어도 된다.
<3. 적용예>
상기 촬상 장치(1) 등은, 예를 들어 디지털 스틸 카메라나 비디오 카메라 등의 카메라 시스템이나, 촬상 기능을 갖는 휴대 전화 등, 촬상 기능을 구비한 모든 타입의 전자 기기에 적용할 수 있다. 도 9는 전자 기기(1000)의 개략 구성을 나타낸 것이다.
전자 기기(1000)는, 예를 들어 렌즈군(1001)과, 촬상 장치(1)와, DSP(Digital Signal Processor) 회로(1002)와, 프레임 메모리(1003)와, 표시부(1004)와, 기록부(1005)와, 조작부(1006)와, 전원부(1007)를 갖고, 버스 라인(1008)을 통해 서로 접속되어 있다.
렌즈군(1001)은, 피사체로부터의 입사광(상광)을 도입하여 촬상 장치(1)의 촬상면 상에 결상하는 것이다. 촬상 장치(1)는, 렌즈군(1001)에 의해 촬상면 상에 결상된 입사광의 광량을 화소 단위로 전기 신호로 변환하여 화소 신호로서 DSP 회로(1002)에 공급한다.
DSP 회로(1002)는, 촬상 장치(1)로부터 공급되는 신호를 처리하는 신호 처리 회로이다. DSP 회로(1002)는, 촬상 장치(1)로부터의 신호를 처리하여 얻어지는 화상 데이터를 출력한다. 프레임 메모리(1003)는, DSP 회로(1002)에 의해 처리된 화상 데이터를 프레임 단위로 일시적으로 보유하는 것이다.
표시부(1004)는, 예를 들어 액정 패널이나 유기 EL(Electro Luminescence) 패널 등의 패널형 표시 장치로 이루어지고, 촬상 장치(1)에 의해 촬상된 동화상 또는 정지 화상의 화상 데이터를, 반도체 메모리나 하드 디스크 등의 기록 매체에 기록한다.
조작부(1006)는, 유저에 의한 조작에 따라, 전자 기기(1000)가 소유하는 각종 기능에 관한 조작 신호를 출력한다. 전원부(1007)는, DSP 회로(1002), 프레임 메모리(1003), 표시부(1004), 기록부(1005) 및 조작부(1006)의 동작 전원이 되는 각종 전원을, 이들 공급 대상에 대하여 적절히 공급하는 것이다.
<4. 응용예>
(이동체에 대한 응용예)
본 개시에 관한 기술(본 기술)은 다양한 제품에 응용될 수 있다. 예를 들어, 본 개시에 관한 기술은, 자동차, 전기 자동차, 하이브리드 전기 자동차, 자동 이륜차, 자전거, 퍼스널 모빌리티, 비행기, 드론, 선박, 로봇 등의 어느 종류의 이동체에 탑재되는 장치로서 실현되어도 된다.
도 10은 본 개시에 관한 기술이 적용될 수 있는 이동체 제어 시스템의 일례인 차량 제어 시스템의 개략적인 구성 예를 나타내는 블록도이다.
차량 제어 시스템(12000)은, 통신 네트워크(12001)를 통해 접속된 복수의 전자 제어 유닛을 구비한다. 도 10에 나타낸 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, 마이크로컴퓨터(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 관련된 장치의 동작을 제어한다. 예를 들어, 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 들어, 바디계 제어 유닛(12020)은, 키리스 엔트리 시스템, 스마트 키 시스템, 파워 윈도우 장치, 혹은, 헤드 램프, 백 램프, 브레이크 램프, 방향 지시등 또는 포크 램프 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, 이들 전파 또는 신호의 입력을 접수하고, 차량의 도어록 장치, 파워 윈도우 장치, 램프 등을 제어한다.
차외 정보 검출 유닛(12030)은, 차량 제어 시스템(12000)을 탑재한 차량의 외부의 정보를 검출한다. 예를 들어, 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 기초하여, 사람, 차, 장애물, 표지 또는 노면상의 문자 등의 물체 검출 처리 또는 거리 검출 처리를 행해도 된다.
촬상부(12031)는, 광을 수광하고, 그 광의 수광량에 따른 전기 신호를 출력하는 광 센서이다. 촬상부(12031)는, 전기 신호를 화상으로서 출력할 수도 있고, 측거의 정보로서 출력할 수도 있다. 또한, 촬상부(12031)가 수광하는 광은, 가시광이어도 되고, 적외선 등의 비가시광이어도 된다.
차내 정보 검출 유닛(12040)은, 차내의 정보를 검출한다. 차내 정보 검출 유닛(12040)에는, 예를 들어 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 기초하여, 운전자의 피로 정도 또는 집중 정도를 산출해도 되고, 운전자가 졸고 있지 않은지를 판별해도 된다.
마이크로컴퓨터(12051)는, 차외 정보 검출 유닛(12030) 또는 차내 정보 검출 유닛(12040)에 의해 취득되는 차내외의 정보에 기초하여, 구동력 발생 장치, 스티어링 기구 또는 제동 장치의 제어 목푯값을 연산하여, 구동계 제어 유닛(12010)에 대하여 제어 지령을 출력할 수 있다. 예를 들어, 마이크로컴퓨터(12051)는, 차량의 충돌 회피 혹은 충격 완화, 차간 거리에 기초한 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, 마이크로컴퓨터(12051)는, 차외 정보 검출 유닛(12030) 또는 차내 정보 검출 유닛(12040)에 의해 취득되는 차량의 주위의 정보에 기초하여 구동력 발생 장치, 스티어링 기구 또는 제동 장치 등을 제어함으로써, 운전자의 조작에 따르지 않고 자율적으로 주행하는 자동 운전 등을 목적으로 한 협조 제어를 행할 수 있다.
또한, 마이크로컴퓨터(12051)는, 차외 정보 검출 유닛(12030)에 의해 취득되는 차외의 정보에 기초하여, 바디계 제어 유닛(12020)에 대하여 제어 지령을 출력할 수 있다. 예를 들어, 마이크로컴퓨터(12051)는, 차외 정보 검출 유닛(12030)에 의해 검지된 선행차 또는 대향차의 위치에 따라 헤드 램프를 제어하여, 하이 빔을 로우 빔으로 전환하는 등의 방현을 도모하는 것을 목적으로 한 협조 제어를 행할 수 있다.
음성 화상 출력부(12052)는, 차량의 탑승자 또는 차외에 대하여, 시각적 또는 청각적으로 정보를 통지하는 것이 가능한 출력 장치에 음성 및 화상 중 적어도 한쪽의 출력 신호를 송신한다. 도 10의 예에서는, 출력 장치로서, 오디오 스피커(12061), 표시부(12062) 및 인스트루먼트 패널(12063)이 예시되어 있다. 표시부(12062)는, 예를 들어 온보드 디스플레이 및 헤드업 디스플레이 중 적어도 하나를 포함하고 있어도 된다.
도 11은 촬상부(12031)의 설치 위치의 예를 나타내는 도면이다.
도 11에서는, 차량(12100)은, 촬상부(12031)로서, 촬상부(12101, 12102, 12103, 12104, 12105)를 갖는다.
촬상부(12101, 12102, 12103, 12104, 12105)는, 예를 들어 차량(12100)의 프론트 노즈, 사이드 미러, 리어 범퍼, 백 도어 및 차실 내의 프론트 글래스의 상부 등의 위치에 마련된다. 프론트 노즈에 구비되는 촬상부(12101) 및 차실 내의 프론트 글래스의 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. 촬상부(12101 및 12105)에 의해 취득되는 전방의 화상은, 주로 선행 차량, 또는 보행자, 장애물, 신호기, 교통 표지 또는 차선 등의 검출에 사용된다.
또한, 도 11에는, 촬상부(12101 내지 12104)의 촬영 범위의 일례가 도시되어 있다. 촬상 범위(12111)는, 프론트 노즈에 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 들어, 촬상부(12101 내지 12104)에 의해 촬상된 화상 데이터를 중첩시킴으로써, 차량(12100)을 상방으로부터 본 부감 화상이 얻어진다.
촬상부(12101 내지 12104) 중 적어도 하나는, 거리 정보를 취득하는 기능을 갖고 있어도 된다. 예를 들어, 촬상부(12101 내지 12104) 중 적어도 하나는, 복수의 촬상 소자로 이루어지는 스테레오 카메라여도 되고, 위상차 검출용의 화소를 갖는 촬상 소자여도 된다.
예를 들어, 마이크로컴퓨터(12051)는, 촬상부(12101 내지 12104)로부터 얻어진 거리 정보를 기초로, 촬상 범위(12111 내지 12114) 내에 있어서의 각 입체물까지의 거리와, 이 거리의 시간적 변화(차량(12100)에 대한 상대 속도)를 구함으로써, 특히 차량(12100)의 진행 경로 상에 있는 가장 가까운 입체물이며, 차량(12100)과 대략 동일한 방향으로 소정의 속도(예를 들어, 0km/h 이상)로 주행하는 입체물을 선행차로서 추출할 수 있다. 또한, 마이크로컴퓨터(12051)는, 선행차 앞에 미리 확보해야 할 차간 거리를 설정하고, 자동 브레이크 제어(추종 정지 제어도 포함함)나 자동 가속 제어(추종 발진 제어도 포함함) 등을 행할 수 있다. 이와 같이 운전자의 조작에 따르지 않고 자율적으로 주행하는 자동 운전 등을 목적으로 한 협조 제어를 행할 수 있다.
예를 들어, 마이크로컴퓨터(12051)는, 촬상부(12101 내지 12104)로부터 얻어진 거리 정보에 기초하여, 입체물에 관한 입체물 데이터를, 2륜차, 보통 차량, 대형 차량, 보행자, 전신주 등 그 외의 입체물로 분류하여 추출하여, 장애물의 자동 회피에 사용할 수 있다. 예를 들어, 마이크로컴퓨터(12051)는, 차량(12100)의 주변의 장애물을, 차량(12100)의 드라이버가 시인 가능한 장애물과 시인 곤란한 장애물로 식별한다. 그리고, 마이크로컴퓨터(12051)는, 각 장애물과의 충돌의 위험도를 나타내는 충돌 리스크를 판단하여, 충돌 리스크가 설정값 이상으로 충돌 가능성이 있는 상황일 때에는, 오디오 스피커(12061)나 표시부(12062)를 통해 드라이버에 경보를 출력하거나, 구동계 제어 유닛(12010)을 통해 강제 감속이나 회피 조타를 행함으로써, 충돌 회피를 위한 운전 지원을 행할 수 있다.
촬상부(12101 내지 12104) 중 적어도 하나는, 적외선을 검출하는 적외선 카메라여도 된다. 예를 들어, 마이크로컴퓨터(12051)는, 촬상부(12101 내지 12104)의 촬상 화상 중에 보행자가 존재하는지 여부를 판정함으로써 보행자를 인식할 수 있다. 이러한 보행자의 인식은, 예를 들어 적외선 카메라로서의 촬상부(12101 내지 12104)의 촬상 화상에 있어서의 특징점을 추출하는 수순과, 물체의 윤곽을 나타내는 일련의 특징점에 패턴 매칭 처리를 행하여 보행자인지 여부를 판별하는 수순에 의해 행해진다. 마이크로컴퓨터(12051)가, 촬상부(12101 내지 12104)의 촬상 화상 중에 보행자가 존재한다고 판정하고, 보행자를 인식하면, 음성 화상 출력부(12052)는, 당해 인식된 보행자에 강조를 위한 사각형 윤곽선을 중첩 표시하도록, 표시부(12062)를 제어한다. 또한, 음성 화상 출력부(12052)는, 보행자를 나타내는 아이콘 등을 원하는 위치에 표시하도록 표시부(12062)를 제어해도 된다.
이상, 본 개시에 관한 기술이 적용될 수 있는 이동체 제어 시스템의 일례에 대하여 설명하였다. 본 개시에 관한 기술은, 이상 설명한 구성 중, 예를 들어 촬상부(12031)에 적용될 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어 촬상 장치(1)는, 촬상부(12031)에 적용할 수 있다. 촬상부(12031)에 본 개시에 관한 기술을 적용함으로써, 고정밀의 촬영 화상을 얻을 수 있어, 이동체 제어 시스템에 있어서 촬영 화상을 이용한 고정밀도의 제어를 행할 수 있다.
(내시경 수술 시스템에 대한 응용예)
본 개시에 관한 기술(본 기술)은 다양한 제품에 응용될 수 있다. 예를 들어, 본 개시에 관한 기술은, 내시경 수술 시스템에 적용되어도 된다.
도 12는 본 개시에 관한 기술(본 기술)이 적용될 수 있는 내시경 수술 시스템의 개략적인 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 12에서는, 시술자(의사)(11131)가, 내시경 수술 시스템(11000)을 사용하여, 환자 베드(11133) 상의 환자(11132)에 수술을 행하고 있는 모습이 도시되어 있다. 도시하는 바와 같이, 내시경 수술 시스템(11000)은, 내시경(11100)과, 기복 튜브(11111)나 에너지 처치구(11112) 등의, 그 외의 수술 도구(11110)와, 내시경(11100)을 지지하는 지지 암 장치(11120)와, 내시경하 수술을 위한 각종 장치가 탑재된 카트(11200)로 구성된다.
내시경(11100)은, 선단으로부터 소정의 길이의 영역이 환자(11132)의 체강 내에 삽입되는 경통(11101)과, 경통(11101)의 기단에 접속되는 카메라 헤드(11102)로 구성된다. 도시하는 예에서는, 경성의 경통(11101)을 갖는 소위 경성경으로서 구성되는 내시경(11100)을 도시하고 있지만, 내시경(11100)은, 연성의 경통을 갖는 소위 연성경으로서 구성되어도 된다.
경통(11101)의 선단에는, 대물 렌즈가 끼워 넣어진 개구부가 마련되어 있다. 내시경(11100)에는 광원 장치(11203)가 접속되어 있고, 당해 광원 장치(11203)에 의해 생성된 광이, 경통(11101)의 내부에 연장 설치되는 라이트 가이드에 의해 당해 경통의 선단까지 도광되어, 대물 렌즈를 통해 환자(11132)의 체강 내의 관찰 대상을 향하여 조사된다. 또한, 내시경(11100)은, 직시경이어도 되고, 사시경 또는 측시경이어도 된다.
카메라 헤드(11102)의 내부에는 광학계 및 촬상 소자가 마련되어 있고, 관찰 대상으로부터의 반사광(관찰광)은 당해 광학계에 의해 당해 촬상 소자에 집광된다. 당해 촬상 소자에 의해 관찰광이 광전 변환되어, 관찰광에 대응하는 전기 신호, 즉 관찰상에 대응하는 화상 신호가 생성된다. 당해 화상 신호는, RAW 데이터로서 카메라 컨트롤 유닛(CCU: Camera Control Unit)(11201)에 송신된다.
CCU(11201)는, CPU(Central Processing Unit)나 GPU(Graphics Processing Unit) 등으로 구성되며, 내시경(11100) 및 표시 장치(11202)의 동작을 통괄적으로 제어한다. 또한, CCU(11201)는, 카메라 헤드(11102)로부터 화상 신호를 수취하고, 그 화상 신호에 대하여, 예를 들어 현상 처리(디모자이크 처리) 등의, 당해 화상 신호에 기초한 화상을 표시하기 위한 각종 화상 처리를 실시한다.
표시 장치(11202)는, CCU(11201)로부터의 제어에 의해, 당해 CCU(11201)에 의해 화상 처리가 실시된 화상 신호에 기초한 화상을 표시한다.
광원 장치(11203)는, 예를 들어 LED(Light Emitting Diode) 등의 광원으로 구성되며, 수술부 등을 촬영할 때의 조사광을 내시경(11100)에 공급한다.
입력 장치(11204)는, 내시경 수술 시스템(11000)에 대한 입력 인터페이스이다. 유저는, 입력 장치(11204)를 통해, 내시경 수술 시스템(11000)에 대하여 각종 정보의 입력이나 지시 입력을 행할 수 있다. 예를 들어, 유저는, 내시경(11100)에 의한 촬상 조건(조사광의 종류, 배율 및 초점 거리 등)을 변경하는 취지의 지시 등을 입력한다.
처치구 제어 장치(11205)는, 조직의 소작, 절개 또는 혈관의 밀봉 등을 위한 에너지 처치구(11112)의 구동을 제어한다. 기복 장치(11206)는, 내시경(11100)에 의한 시야의 확보 및 시술자의 작업 공간의 확보의 목적으로, 환자(11132)의 체강을 부풀리기 위해, 기복 튜브(11111)를 통해 당해 체강 내에 가스를 보낸다. 레코더(11207)는, 수술에 관한 각종 정보를 기록 가능한 장치이다. 프린터(11208)는, 수술에 관한 각종 정보를, 텍스트, 화상 또는 그래프 등 각종 형식으로 인쇄 가능한 장치이다.
또한, 내시경(11100)에 수술부를 촬영할 때의 조사광을 공급하는 광원 장치(11203)는, 예를 들어 LED, 레이저 광원 또는 이들의 조합에 의해 구성되는 백색 광원으로 구성할 수 있다. RGB 레이저 광원의 조합에 의해 백색 광원이 구성되는 경우에는, 각 색(각 파장)의 출력 강도 및 출력 타이밍을 고정밀도로 제어할 수 있기 때문에, 광원 장치(11203)에 있어서 촬상 화상의 화이트 밸런스 조정을 행할 수 있다. 또한, 이 경우에는, RGB 레이저 광원 각각으로부터의 레이저 광을 시분할로 관찰 대상에 조사하고, 그 조사 타이밍에 동기하여 카메라 헤드(11102)의 촬상 소자의 구동을 제어함으로써, RGB 각각에 대응한 화상을 시분할로 촬상하는 것도 가능하다. 당해 방법에 의하면, 당해 촬상 소자에 컬러 필터를 마련하지 않아도, 컬러 화상을 얻을 수 있다.
또한, 광원 장치(11203)는, 출력하는 광의 강도를 소정의 시간마다 변경하도록 그 구동이 제어되어도 된다. 그 광이 강도의 변경의 타이밍에 동기하여 카메라 헤드(11102)의 촬상 소자의 구동을 제어하여 시분할로 화상을 취득하고, 그 화상을 합성함으로써, 소위 검게 뭉개짐 및 화이트아웃이 없는 고다이내믹 레인지의 화상을 생성할 수 있다.
또한, 광원 장치(11203)는, 특수 광 관찰에 대응한 소정의 파장 대역의 광을 공급 가능하게 구성되어도 된다. 특수 광 관찰에서는, 예를 들어 체조직에 있어서의 광의 흡수 파장 의존성을 이용하여, 통상의 관찰 시에 있어서의 조사광(즉, 백색광)에 비하여 협대역의 광을 조사함으로써, 점막 표층의 혈관 등의 소정의 조직을 고콘트라스트로 촬영하는, 소위 협대역광 관찰(Narrow Band Imaging)이 행해진다. 혹은, 특수 광 관찰에서는, 여기광을 조사함으로써 발생되는 형광에 의해 화상을 얻는 형광 관찰이 행해져도 된다. 형광 관찰에서는, 체조직에 여기광을 조사하여 당해 체조직으로부터의 형광을 관찰하는 것(자가 형광 관찰), 또는 인도시아닌 그린(ICG) 등의 시약을 체조직에 국소 주입함과 함께 당해 체조직에 그 시약의 형광 파장에 대응한 여기광을 조사하여 형광상을 얻는 것 등을 행할 수 있다. 광원 장치(11203)는, 이러한 특수 광 관찰에 대응한 협대역광 및/또는 여기광을 공급 가능하게 구성될 수 있다.
도 13은 도 12에 나타내는 카메라 헤드(11102) 및 CCU(11201)의 기능 구성의 일례를 나타내는 블록도이다.
카메라 헤드(11102)는, 렌즈 유닛(11401)과, 촬상부(11402)와, 구동부(11403)와, 통신부(11404)와, 카메라 헤드 제어부(11405)를 갖는다. CCU(11201)는, 통신부(11411)와, 화상 처리부(11412)와, 제어부(11413)를 갖는다. 카메라 헤드(11102)와 CCU(11201)는, 전송 케이블(11400)에 의해 서로 통신 가능하게 접속되어 있다.
렌즈 유닛(11401)은, 경통(11101)과의 접속부에 마련되는 광학계이다. 경통(11101)의 선단으로부터 도입된 관찰광은, 카메라 헤드(11102)까지 도광되어, 당해 렌즈 유닛(11401)에 입사된다. 렌즈 유닛(11401)은, 줌 렌즈 및 포커스 렌즈를 포함하는 복수의 렌즈가 조합되어 구성된다.
촬상부(11402)는, 촬상 소자로 구성된다. 촬상부(11402)를 구성하는 촬상 소자는, 1개(소위 단판식)여도 되고, 복수(소위 다판식)여도 된다. 촬상부(11402)가 다판식으로 구성되는 경우에는, 예를 들어 각 촬상 소자에 의해 RGB 각각에 대응하는 화상 신호가 생성되고, 그것들이 합성됨으로써 컬러 화상이 얻어져도 된다. 혹은, 촬상부(11402)는, 3D(Dimensional) 표시에 대응하는 우안용 및 좌안용의 화상 신호를 각각 취득하기 위한 한 쌍의 촬상 소자를 갖도록 구성되어도 된다. 3D 표시가 행해짐으로써, 시술자(11131)는 수술부에 있어서의 생체 조직의 깊이를 보다 정확하게 파악하는 것이 가능하게 된다. 또한, 촬상부(11402)가 다판식으로 구성되는 경우에는, 각 촬상 소자에 대응하여, 렌즈 유닛(11401)도 복수 계통 마련될 수 있다.
또한, 촬상부(11402)는, 반드시 카메라 헤드(11102)에 마련되지는 않아도 된다. 예를 들어, 촬상부(11402)는, 경통(11101)의 내부에, 대물 렌즈의 바로 뒤에 마련되어도 된다.
구동부(11403)는, 액추에이터에 의해 구성되며, 카메라 헤드 제어부(11405)로부터의 제어에 의해, 렌즈 유닛(11401)의 줌 렌즈 및 포커스 렌즈를 광축을 따라 소정의 거리만큼 이동시킨다. 이에 의해, 촬상부(11402)에 의한 촬상 화상의 배율 및 초점이 적절히 조정될 수 있다.
통신부(11404)는, CCU(11201)와의 사이에서 각종 정보를 송수신하기 위한 통신 장치에 의해 구성된다. 통신부(11404)는, 촬상부(11402)로부터 얻은 화상 신호를 RAW 데이터로서 전송 케이블(11400)을 통해 CCU(11201)에 송신한다.
또한, 통신부(11404)는, CCU(11201)로부터, 카메라 헤드(11102)의 구동을 제어하기 위한 제어 신호를 수신하여, 카메라 헤드 제어부(11405)에 공급한다. 당해 제어 신호에는, 예를 들어 촬상 화상의 프레임 레이트를 지정하는 취지의 정보, 촬상 시의 노출값을 지정하는 취지의 정보, 그리고/또는 촬상 화상의 배율 및 초점을 지정하는 취지의 정보 등, 촬상 조건에 관한 정보가 포함된다.
또한, 상기의 프레임 레이트나 노출값, 배율, 초점 등의 촬상 조건은, 유저에 따라 적절히 지정되어도 되고, 취득된 화상 신호에 기초하여 CCU(11201)의 제어부(11413)에 의해 자동적으로 설정되어도 된다. 후자의 경우에는, 소위 AE(Auto Exposure) 기능, AF(Auto Focus) 기능 및 AWB(Auto White Balance) 기능이 내시경(11100)에 탑재되어 있게 된다.
카메라 헤드 제어부(11405)는, 통신부(11404)를 통해 수신한 CCU(11201)로부터의 제어 신호에 기초하여, 카메라 헤드(11102)의 구동을 제어한다.
통신부(11411)는, 카메라 헤드(11102)와의 사이에서 각종 정보를 송수신하기 위한 통신 장치에 의해 구성된다. 통신부(11411)는, 카메라 헤드(11102)로부터, 전송 케이블(11400)을 통해 송신되는 화상 신호를 수신한다.
또한, 통신부(11411)는, 카메라 헤드(11102)에 대하여, 카메라 헤드(11102)의 구동을 제어하기 위한 제어 신호를 송신한다. 화상 신호나 제어 신호는, 전기 통신이나 광통신 등에 의해 송신할 수 있다.
화상 처리부(11412)는, 카메라 헤드(11102)로부터 송신된 RAW 데이터인 화상 신호에 대하여 각종 화상 처리를 실시한다.
제어부(11413)는, 내시경(11100)에 의한 수술부 등의 촬상, 및 수술부 등의 촬상에 의해 얻어지는 촬상 화상의 표시에 관한 각종 제어를 행한다. 예를 들어, 제어부(11413)는, 카메라 헤드(11102)의 구동을 제어하기 위한 제어 신호를 생성한다.
또한, 제어부(11413)는, 화상 처리부(11412)에 의해 화상 처리가 실시된 화상 신호에 기초하여, 수술부 등이 비친 촬상 화상을 표시 장치(11202)에 표시시킨다. 이때, 제어부(11413)는, 각종 화상 인식 기술을 사용하여 촬상 화상 내에 있어서의 각종 물체를 인식해도 된다. 예를 들어, 제어부(11413)는, 촬상 화상에 포함되는 물체의 에지의 형상이나 색 등을 검출함으로써, 겸자 등의 수술 도구, 특정 생체 부위, 출혈, 에너지 처치구(11112)의 사용 시의 미스트 등을 인식할 수 있다. 제어부(11413)는, 표시 장치(11202)에 촬상 화상을 표시시킬 때, 그 인식 결과를 사용하여, 각종 수술 지원 정보를 당해 수술부의 화상에 중첩 표시시켜도 된다. 수술 지원 정보가 중첩 표시되어, 시술자(11131)에게 제시됨으로써, 시술자(11131)의 부담을 경감하는 것이나, 시술자(11131)가 확실하게 수술을 진행시키는 것이 가능하게 된다.
카메라 헤드(11102) 및 CCU(11201)를 접속하는 전송 케이블(11400)은, 전기 신호의 통신에 대응한 전기 신호 케이블, 광통신에 대응한 광 파이버, 또는 이들의 복합 케이블이다.
여기서, 도시하는 예에서는, 전송 케이블(11400)을 사용하여 유선으로 통신이 행해지고 있었지만, 카메라 헤드(11102)와 CCU(11201) 사이의 통신은 무선으로 행해져도 된다.
이상, 본 개시에 관한 기술이 적용될 수 있는 내시경 수술 시스템의 일례에 대하여 설명하였다. 본 개시에 관한 기술은, 이상 설명한 구성 중, 예를 들어 내시경(11100)의 카메라 헤드(11102)에 마련된 촬상부(11402)에 적합하게 적용될 수 있다. 촬상부(11402)에 본 개시에 관한 기술을 적용함으로써, 촬상부(11402)를 고감도화할 수 있고, 고정밀의 내시경(11100)을 제공할 수 있다.
이상, 실시 형태, 변형예 및 적용예 그리고 응용예를 예로 들어 본 개시를 설명했지만, 본 기술은 상기 실시 형태 등에 한정되는 것은 아니며, 다양한 변형이 가능하다. 예를 들어, 상술한 변형예는, 상기 실시 형태의 변형예로서 설명했지만, 각 변형예의 구성을 적절히 조합할 수 있다.
또한, 본 개시의 수광 장치는, 촬상부와 신호 처리부 또는 광학계가 통합하여 패키징된 모듈의 형태를 이루고 있어도 된다.
또한, 상기 실시 형태 등에서는, 광학 렌즈계를 통해 촬상면 상에 결상된 입사광의 광량을 화소 단위로 전기 신호로 변환하여 화소 신호로서 출력하는 촬상 장치를 예시하여 설명하는 바와 같이 했지만, 본 개시의 수광 장치는, 그러한 촬상 장치에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 입사되는 광을 수광하고, 광을 전하로 변환하는 것이면 된다. 출력되는 신호는, 화상 정보의 신호여도 되고, 측거 정보의 신호여도 된다.
본 개시의 일 실시 형태의 수광 장치에서는, 광전 변환부 및 축적부를 갖는 제1 기판과 판독 회로를 갖는 제2 기판은, 제1 기판의 소자가 형성되는 면과 제2 기판의 소자가 형성되는 면이 대향하도록 적층된다. 수광 장치에서는, 배선층에 있어서의 복수의 층을 관통하여, 축적부와 판독 회로를 전기적으로 접속하는 비아가 마련된다. 이 때문에, 축적부에 부가되는 용량을 저감시킬 수 있어, 변환 효율을 향상시키는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 명세서 중에 기재된 효과는 어디까지나 예시이며 그 기재에 한정되는 것은 아니며, 다른 효과가 있어도 된다. 또한, 본 개시는 이하와 같은 구성을 취하는 것도 가능하다.
(1)
광을 광전 변환하는 복수의 광전 변환부와, 상기 광전 변환부에서 광전 변환된 전하를 축적하는 축적부를 갖는 제1 기판과,
상기 축적부에 축적된 전하에 기초한 제1 신호를 출력하는 판독 회로를 갖고, 상기 제1 기판에 적층되는 제2 기판과,
상기 축적부와 상기 판독 회로를 전기적으로 접속하는 비아를 포함하는 배선층을
구비하고,
상기 제1 기판과 상기 제2 기판은, 상기 제1 기판의 소자가 형성되는 제1 면과 상기 제2 기판의 소자가 형성되는 제2 면이 대향하도록 적층되며,
상기 비아는, 상기 배선층에 있어서의 복수의 층을 관통하는
수광 장치.
(2)
상기 제1 기판과 상기 제2 기판은, 전극 간의 접합에 의해 적층되며,
상기 비아는, 접합된 전극에 직접 접속되어 있는
상기 (1)에 기재된 수광 장치.
(3)
상기 비아는, 상기 제1 기판에 직접 접속되어 있는
상기 (1) 또는 (2)에 기재된 수광 장치.
(4)
상기 비아는, 상기 제1 기판의 상기 축적부에 직접 접속되어 있는
상기 (3)에 기재된 수광 장치.
(5)
상기 비아는, 상기 제2 기판에 직접 접속되어 있는
상기 (1) 또는 (2)에 기재된 수광 장치.
(6)
상기 비아는, 상기 제2 기판에 마련된 트랜지스터의 게이트에 직접 접속되어 있는
상기 (5)에 기재된 수광 장치.
(7)
상기 트랜지스터는, 상기 판독 회로의 트랜지스터인
상기 (6)에 기재된 수광 장치.
(8)
상기 판독 회로는, 상기 제1 신호를 생성하는 증폭 트랜지스터를 포함하고,
상기 비아는, 상기 증폭 트랜지스터의 게이트에 전기적으로 접속되어 있는
상기 (1)에 기재된 수광 장치.
(9)
상기 비아는, 상기 증폭 트랜지스터의 게이트에 직접 접속되어 있는
상기 (8)에 기재된 수광 장치.
(10)
상기 비아는, 텅스텐, 코발트, 루테늄, 구리, 몰리브덴 또는 알루미늄을 포함하여 구성되어 있는
상기 (1) 내지 (9) 중 어느 하나에 기재된 수광 장치.
(11)
상기 배선층은, 실리콘 산화막의 유전율보다 낮은 유전율을 갖는 절연막을 포함하고,
상기 비아는, 상기 절연막을 관통하는
상기 (1) 내지 (10) 중 어느 하나에 기재된 수광 장치.
(12)
상기 비아와 상기 절연막 사이에 마련되는 보호막을 갖는
상기 (11)에 기재된 수광 장치.
(13)
상기 보호막은, 실리콘과, 산소, 질소 및 탄소 중 적어도 하나를 포함하여 구성되어 있는
상기 (12)에 기재된 수광 장치.
(14)
상기 제1 기판과 상기 제2 기판은, 상기 비아와 전극의 접합에 의해 적층되어 있는
상기 (1) 내지 (13) 중 어느 하나에 기재된 수광 장치.
(15)
상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 적층 방향과 직교하는 방향에 있어서, 상기 비아의 폭은, 상기 전극의 폭보다 작은
상기 (14)에 기재된 수광 장치.
(16)
상기 배선층으로서, 상기 제1 기판의 제1 면 측에 마련되는 제1 배선층과, 상기 제2 기판의 제2 면 측에 마련되는 제2 배선층을 갖고,
상기 비아로서, 상기 제1 배선층에 마련되어, 상기 축적부에 전기적으로 접속되는 제1 비아와, 상기 제2 배선층에 마련되어, 상기 제1 비아와 상기 판독 회로를 전기적으로 접속하는 제2 비아를 갖는
상기 (1) 내지 (15) 중 어느 하나에 기재된 수광 장치.
(17)
상기 제1 비아는, 상기 제1 배선층에 있어서의 복수의 층을 관통하고,
상기 제2 비아는, 상기 제2 배선층에 있어서의 복수의 층을 관통하는
상기 (16)에 기재된 수광 장치.
(18)
상기 제2 비아는, 상기 제1 비아에 직접 접속되어 있는
상기 (16) 또는 (17)에 기재된 수광 장치.
(19)
상기 제1 기판과 상기 제2 기판은, 상기 제1 비아와 상기 제2 비아의 접합에 의해 적층되어 있는
상기 (16) 내지 (18) 중 어느 하나에 기재된 수광 장치.
본 출원은, 일본 특허청에 있어서 2021년 12월 10일에 출원된 일본 특허출원 번호 제2021-201271호를 기초로 하여 우선권을 주장하는 것이며, 이 출원의 전체의 내용을 참조에 의해 본 출원에 원용한다.
당업자라면 설계상의 요건이나 다른 요인에 따라, 다양한 수정, 콤비네이션, 서브 콤비네이션 및 변경을 상도할 수 있지만, 그것들은 첨부된 청구 범위나 그 균등물의 범위에 포함되는 것인 것이 이해된다.

Claims (19)

  1. 광을 광전 변환하는 복수의 광전 변환부와, 상기 광전 변환부에서 광전 변환된 전하를 축적하는 축적부를 갖는 제1 기판과,
    상기 축적부에 축적된 전하에 기초한 제1 신호를 출력하는 판독 회로를 갖고, 상기 제1 기판에 적층되는 제2 기판과,
    상기 축적부와 상기 판독 회로를 전기적으로 접속하는 비아를 포함하는 배선층을
    구비하고,
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판은, 상기 제1 기판의 소자가 형성되는 제1 면과 상기 제2 기판의 소자가 형성되는 제2 면이 대향하도록 적층되며,
    상기 비아는, 상기 배선층에 있어서의 복수의 층을 관통하는
    수광 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판은, 전극 간의 접합에 의해 적층되며,
    상기 비아는, 접합된 전극에 직접 접속되어 있는
    수광 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 비아는, 상기 제1 기판에 직접 접속되어 있는
    수광 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 비아는, 상기 제1 기판의 상기 축적부에 직접 접속되어 있는
    수광 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 비아는, 상기 제2 기판에 직접 접속되어 있는
    수광 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 비아는, 상기 제2 기판에 마련된 트랜지스터의 게이트에 직접 접속되어 있는
    수광 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 트랜지스터는, 상기 판독 회로의 트랜지스터인
    수광 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 판독 회로는, 상기 제1 신호를 생성하는 증폭 트랜지스터를 포함하고,
    상기 비아는, 상기 증폭 트랜지스터의 게이트에 전기적으로 접속되어 있는
    수광 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 비아는, 상기 증폭 트랜지스터의 게이트에 직접 접속되어 있는
    수광 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 비아는, 텅스텐, 코발트, 루테늄, 구리, 몰리브덴 또는 알루미늄을 포함하여 구성되어 있는
    수광 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 배선층은, 실리콘 산화막의 유전율보다 낮은 유전율을 갖는 절연막을 포함하고,
    상기 비아는, 상기 절연막을 관통하는
    수광 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 비아와 상기 절연막 사이에 마련되는 보호막을 갖는
    수광 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 보호막은, 실리콘과, 산소, 질소 및 탄소 중 적어도 하나를 포함하여 구성되어 있는
    수광 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판은, 상기 비아와 전극의 접합에 의해 적층되어 있는
    수광 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 적층 방향과 직교하는 방향에 있어서, 상기 비아의 폭은, 상기 전극의 폭보다 작은
    수광 장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 배선층으로서, 상기 제1 기판의 제1 면 측에 마련되는 제1 배선층과, 상기 제2 기판의 제2 면 측에 마련되는 제2 배선층을 갖고,
    상기 비아로서, 상기 제1 배선층에 마련되어, 상기 축적부에 전기적으로 접속되는 제1 비아와, 상기 제2 배선층에 마련되어, 상기 제1 비아와 상기 판독 회로를 전기적으로 접속하는 제2 비아를 갖는
    수광 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제1 비아는, 상기 제1 배선층에 있어서의 복수의 층을 관통하고,
    상기 제2 비아는, 상기 제2 배선층에 있어서의 복수의 층을 관통하는
    수광 장치.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 제2 비아는, 상기 제1 비아에 직접 접속되어 있는
    수광 장치.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판은, 상기 제1 비아와 상기 제2 비아의 접합에 의해 적층되어 있는
    수광 장치.
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