TW202044821A - 攝像裝置 - Google Patents

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Abstract

本揭示之一實施形態之攝像裝置具備：第1基板，其於第1半導體基板具有進行光電轉換之感測器像素；第2基板，其於第2半導體基板具有輸出基於自感測器像素輸出之電荷之像素信號的讀出電路，且積層於第1基板；及第1防氫擴散層，其設置於第1半導體基板與第2半導體基板之間。

Description

攝像裝置
本揭示係關於一種具有三維構造之攝像裝置。
先前以來，二維構造之攝像裝置之每1像素之面積之微細化藉由導入微細製程與提高安裝密度而實現。近年來，為實現攝像裝置之進一步小型化及像素之高密度化，開發出三維構造之攝像裝置。三維構造之攝像裝置中，例如互相積層具有複數個感測器像素之半導體基板、與具有處理以各感測器像素獲得之信號之信號處理電路之半導體基板。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2010-245506號公報
然而，攝像裝置中，以減低成為使畫質劣化之原因之像素電晶體中之雜訊為目的，有例如使氫原子自鈍化膜(SiN膜)脫離並將氫供給至像素電晶體之情形。然而，具有如上所述之構成之攝像裝置中，自SiN膜脫離之氫原子擴散至具有複數個感測器像素之半導體基板。氫原子會使構成感測器像素之光電二極體PD之脫釘，而有引起攝像特性劣化之虞。
期望提供一種可使雜訊特性與光電二極體特性並存之攝像裝置。
本揭示之一實施形態之攝像裝置係具備如下者：第1基板，其於第1半導體基板具有進行光電轉換之感測器像素；第2基板，其於第2半導體基板具有輸出基於自感測器像素輸出之電荷之像素信號的讀出電路，且積層於第1基板；及第1防氫擴散層，其設置於第1半導體基板與第2半導體基板之間。
本揭示之一實施形態之攝像裝置中，在積層有具備具有進行光電轉換之感測器像素之第1半導體基板之第1基板、及具備具有輸出基於自感測器像素輸出之電荷之像素信號之讀出電路之第2半導體基板之第2基板的積層體中，於第1半導體基板與第2半導體基板之間，設有防氫擴散層(第1防氫擴散層)。藉此，使氫原子選擇性擴散至期望之區域。
以下，對本揭示之一實施形態，參照圖式詳細說明。以下之說明係本揭示之一具體例，本揭示並非限定於以下之態樣者。又，本揭示之各圖所示之各構成要素之配置或尺寸、尺寸比例等，亦非限定於該等者。另，說明之順序如下所述。 1.第1實施形態(於第1半導體基板與第2半導體基板之間設有防氫擴散層之例) 1-1.攝像裝置之構成 1-2.攝像裝置之製造方法 1-3.作用、效果 2.第2實施形態(使用TCV連接像素陣列部與邏輯電路之例) 3.第3實施形態(具備有機光電轉換部，進而於第1半導體基板與有機光電轉換部之間設有防氫擴散層之例) 4.第4實施形態(進而積層具有記憶體之基板之例) 5.第5實施形態(於具有感測器像素之第1基板設有邏輯電路之例) 6.變化例 6-1.變化例1(使用平面型TG之例) 6-2.變化例2(於面板外緣使用Cu-Cu接合之例) 6-3.變化例3(於感測器像素與讀出電路之間設有偏移之例) 6-4.變化例4(設有讀出電路之矽基板為島狀之例) 6-5.變化例5(設有讀出電路之矽基板為島狀之例) 6-6.變化例6(4個像素共用FD之例) 6-7.變化例7(以通常之行ADC電路構成行信號處理電路之例) 6-8.變化例8(積層3片基板構成攝像裝置之例) 6-9.變化例9(將邏輯電路設置於第1基板、第2基板之例) 6-10.變化例10(將邏輯電路設置於第3基板之例) 7.適用例 8.應用例
＜1.第1實施形態＞ 圖1係顯示本揭示之第1實施形態之攝像裝置(攝像裝置1)之垂直方向之剖面構成之一例者。圖2係顯示圖1所示之攝像裝置1之概略構成之一例者。攝像裝置1係積層有第1基板10及第2基板20之具有三維構造之攝像裝置，上述第1基板10於半導體基板11具有進行光電轉換之感測器像素12，第2基板20於半導體基板21具有輸出基於自感測器像素12輸出之電荷之圖像信號之讀出電路22。本實施形態之攝像裝置1於第1基板10及第2基板20之積層體中，於半導體基板11與半導體基板21之間，設有防氫擴散層71(第1防氫擴散層)。
(1-1.攝像裝置之構成) 攝像裝置1係依序積層3片基板(第1基板10、第2基板20及第3基板30)而成者。
第1基板10如上所述，於半導體基板11具有進行光電轉換之複數個感測器像素12。半導體基板11相當於本揭示之「第1半導體基板」之一具體例。複數個感測器像素12矩陣狀設置於第1基板10中之像素區域13內。第2基板20於半導體基板21，對每4個之感測器12，各具有1個輸出基於自感測器像素12輸出之電荷之像素信號之讀出電路22。半導體基板21相當於本揭示之「第2半導體基板」之一具體例。第2基板20具有於列方向延伸之複數條像素驅動線23、及於行方向延伸之複數條垂直信號線24。第3基板30於半導體基板31具有處理像素信號之邏輯電路32。半導體基板31相當於本揭示之「第3半導體基板」之一具體例。邏輯電路32具有例如垂直驅動電路33、行信號處理電路34、水平驅動電路35及系統控制電路36。邏輯電路32(具體而言係水平驅動電路35)將每個感測器12之輸出電壓Vout輸出至外部。邏輯電路32中，亦可於例如與源極電極及汲極電極相接之雜質擴展區域之表面，形成包含CoSi2 或NiSi等之使用自對準矽化物(Self Aligned Silicide)製程形成之矽化物之低電阻區域。
垂直驅動電路33例如以列單位依次選擇複數個感測器像素12。行信號處理電路34對例如自藉由垂直驅動電路33選擇之列之各感測器像素12輸出之像素信號，實施相關雙重取樣(Correlated Double Sampling：CDS)處理。行信號處理電路34藉由實施例如CDS處理，而擷取像素信號之信號位準，保持對應於各感測器像素12之受光量之像素資料。水平驅動電路35將例如保持於行信號處理電路34之像素資料依次輸出至外部。系統控制電路36控制例如邏輯電路32內之各區塊(垂直驅動電路33、行信號處理電路34及水平驅動電路35)之驅動。
圖3係顯示感測器像素12及讀出電路22之一例者。以下，如圖3所示，對4個感測器像素12共用1個讀出電路22之情形進行說明。此處，「共用」意指將4個感測器像素12之輸出輸入至共通之讀出電路22。
各感測器像素12具有互相共通之構成要素。圖3中，為互相區分各感測器像素12之構成要素，於各感測器像素12之構成要素之符號末尾標註識別序號(1、2、3、4)。於以下，需要互相區分各感測器像素12之構成要素之情形時，於各感測器像素12之構成要素之符號末尾標註識別序號，但無須互相區分各感測器像素12之構成要素之情形時，省略各感測器像素12之構成要素之符號末尾之識別序號。
各感測器像素12具有例如光電二極體PD；傳送電晶體TR，其與光電二極體PD電性連接；及浮動擴散區FD，其暫時保持經由傳送電晶體TR自光電二極體PD輸出之電荷。光電二極體PD相當於本揭示之「光電轉換元件」之一具體例。光電二極體PD進行光電轉換，產生對應於受光量之電荷。光電二極體PD之陰極電性連接於傳送電晶體TR之源極，光電二極體PD之陽極電性連接於基準電位線(例如接地)。傳送電晶體TR之汲極電性連接於浮動擴散區FD，傳送電晶體TR之閘極電性連接於像素驅動線23。傳送電晶體TR為例如CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor：互補金屬氧化物半導體)電晶體。
共用1個讀出電路22之各感測器像素12之浮動擴散區FD互相電性連接，且電性連接於共通之讀出電路22之輸入端。讀出電路22具有例如重設電晶體RST、選擇電晶體SEL及放大電晶體AMP。另，選擇電晶體SEL亦可視需要而予以省略。重設電晶體RST之源極(讀出電路22之輸入端)電性連接於浮動擴散區FD，重設電晶體RST之汲極電性連接於電源線VDD及放大電晶體AMP之汲極。重設電晶體RST之閘極電性連接於像素驅動線23(參照圖2)。放大電晶體AMP之源極電性連接於選擇電晶體SEL之汲極，放大電晶體AMP之閘極電性連接於重設電晶體RST之源極。選擇電晶體SEL之源極(讀出電路22之輸出端)電性連接於垂直信號線24，選擇電晶體SEL之閘極電性連接於像素驅動線23(參照圖2)。
當傳送電晶體TR成為接通狀態時，傳送電晶體TR將光電二極體PD之電荷傳送至浮動擴散區FD。傳送電晶體TR之閘極(傳送閘極TG)例如如圖1所示，自半導體基板11之正面貫通P井層42延伸至到達PD41之深度。重設電晶體RST將浮動擴散區FD之電位重設為特定之電位。當重設電晶體RST成為接通狀態時，將浮動擴散區FD之電位重設為電源線VDD之電位。選擇電晶體SEL控制來自讀出電路22之像素信號之輸出時序。放大電晶體AMP產生對應於浮動擴散區FD所保持之電荷之位準之電壓之信號，作為像素信號。放大電晶體AMP構成源極隨耦型放大器，且為輸出對應於光電二極體PD中產生之電荷之位準之電壓的像素信號者。當選擇電晶體SEL成為接通狀態時，放大電晶體AMP將浮動擴散區FD之電位放大，將對應於該電位之電壓經由垂直信號線24輸出至行信號處理電路34。重設電晶體RST、放大電晶體AMP及選擇電晶體SEL為例如CMOS電晶體。
另，如圖4所示，亦可將選擇電晶體SEL設置於電源線VDD與放大電晶體AMP之間。於該情形時，重設電晶體RST之汲極電性連接於電源線VDD及選擇電晶體SEL之汲極。選擇電晶體SEL之源極電性連接於放大電晶體AMP之汲極，選擇電晶體SEL之閘極電性連接於像素驅動線23(參照圖2)。放大電晶體AMP之源極(讀出電路22之輸出端)電性連接於垂直信號線24，放大電晶體AMP之閘極電性連接於重設電晶體RST之源極。又，如圖5及圖6所示，亦可將FD傳送電晶體FDG設置於重設電晶體RST之源極與放大電晶體AMP之閘極之間。
FD傳送電晶體FDG於切換轉換效率時使用。通常，昏暗處之攝影時，像素信號較小。基於Q=CV進行電荷電壓轉換時，若浮動擴散區FD之電容(FD電容C)較大，則導致以放大電晶體AMP轉換成電壓時之V變小。另一方面，由於在明亮處像素信號變大，故若不擴大FD電容C，則浮動擴散區FD中無法完全接收光電二極體PD之電荷。再者，為了不使以放大電晶體AMP轉換成電壓時之V過大(換言之，變小)，必須增大FD電容C。鑑於該等情況，將FD傳送電晶體FDG設為接通時，由於FD傳送電晶體FDG部分之閘極電容增加，故全體FD電容C變大。另一方面，將FD傳送電晶體FDG設為斷開時，全體FD電容C變小。如此，藉由切換接通斷開FD傳送電晶體FDG，使FD電容C可變，而可切換轉換效率。
圖7係顯示複數個讀出電路22與複數條垂直信號線24之連接態樣之一例者。將複數個讀出電路22排列配置於垂直信號線24之延伸方向(例如行方向)之情形時，複數條垂直信號線24可逐一分配給每個讀出電路22。例如，如圖7所示，將4個讀出電路22排列配置於垂直信號線24之延伸方向(例如行方向)之情形時，4條垂直信號線24可逐一分配給每個讀出電路22。另，圖7中，為區分各垂直信號線24，於各垂直信號線24之符號末尾標註識別序號(1、2、3、4)。
接著，使用圖1對攝像裝置1之垂直方向之剖面構成進行說明。攝像裝置1如上所述，具有依次積層第1基板10、第2基板20及第3基板30之構成，再者，於第1基板10之背面(光入射面)側，具備彩色濾光片40及受光透鏡50。彩色濾光片40及受光透鏡50分別對例如每個感測器像素12各設置1個。即，攝像裝置1為背面照射型攝像裝置。
第1基板10於半導體基板11之正面(面11S1，一面)上積層絕緣層46而構成。第1基板10具有絕緣層46作為層間絕緣膜51之一部分。絕緣層46設置於半導體基板11與後述之半導體基板21之間。半導體基板11以矽基板構成。半導體基板11例如於正面之一部分及其附近具有p井層42，於除此以外之區域(較p井層42更深之區域)具有與p井層42不同之導電型之PD41。p井層42以p型之半導體區域構成。PD41以與p井層42不同之導電型(具體而言係n型)之半導體區域構成。半導體基板11於p井層42內具有浮動擴散區FD，作為與p井層42不同之導電型(具體而言係n型)之半導體區域。
本實施形態中，第1基板10於絕緣層46上進而具有防氫擴散層71。防氫擴散層71係例如用以防止自後述之氫供給層72擴散之氫原子向半導體基板11擴散者。具體而言，防氫擴散層71係將構成感測器像素12之光電二極體PD、與設置於第2基板20之重設電晶體RST、選擇電晶體SEL及放大電晶體AMP等像素電晶體實體分離者。藉由設置防氫擴散層71，抑制於藉由將硼(B)等受體摻雜於光電二極體PD之表面而形成之P型層中，B因氫而惰性化，從而抑制發生脫釘。防氫擴散層71較佳由例如膜密度為2.7 g/cm以上且3.5 g/cm以下之氮化矽膜形成。如上所述之膜密度較高之膜可藉由使用例如LP-CVD(low pressure- chemical vapor deposition，低壓-化學氣相沈積)而成膜。防氫擴散層71之垂直方向之膜厚(以下簡稱為厚度)較佳為例如10 nm以上且200 nm以下，更佳為50 nm以上且100 nm以下。於圖1中，顯示將防氫擴散層71設置於絕緣層46上之與半導體基板21相接之位置之例，但不限於此。防氫擴散層71亦可設置於例如半導體基板11之正上方(圖1中係半導體基板21與絕緣層46之間)。於該情形時，亦可遍及後述之元件分離部43之側面及底面而形成。又，防氫擴散層71只要設置於半導體基板11與半導體基板21間之至少一部分即可，但較佳設置於例如像素區域13之全面。
第1基板10對每個感測器像素12具有光電二極體PD、傳送電晶體TR及浮動擴散區FD。第1基板10成為於半導體基板11之面11S1側(與光入射面側相反側，第2基板20側)之一部分，設有傳送電晶體TR及浮動擴散區FD之構成。第1基板10具有將各感測器像素12分離之元件分離部43。元件分離部43於半導體基板11之法線方向(相對於半導體基板11之正面垂直之方向)延伸而形成。元件分離部43設置於彼此相鄰之2個感測器像素12之間。元件分離部43將彼此相鄰之感測器像素12彼此電性分離。元件分離部43由例如氧化矽構成。元件分離部43例如貫通半導體基板11。第1基板10例如進而具有與元件分離部43之側面，且光電二極體PD側之面相接之p井層44。p井層44以與光電二極體PD不同之導電型(具體而言係p型)之半導體區域構成。第1基板10例如進而具有與半導體基板11之背面(面11S2，另一面)相接之固定電荷膜45。固定電荷膜45係為了抑制因半導體基板11之受光面側之界面態所致之暗電流之產生而帶負電。固定電荷膜45由例如具有負的固定電荷之絕緣膜形成。作為此種絕緣膜之材料，可列舉例如氧化鉿、氧化鋯、氧化鋁、氧化鈦或氧化鉭。藉由固定電荷膜45誘發之電場，於半導體基板11之受光面側之界面形成電洞蓄積層。藉由該電洞蓄積層，抑制產生來自界面之電子。彩色濾光片40設置於半導體基板11之背面側。彩色濾光片40例如與固定電荷膜45相接而設置，且隔著固定電荷膜45設置於與感測器像素12對向之位置。受光透鏡50例如與彩色濾光片40相接設置，且隔著彩色濾光片40及固定電荷膜45設置於與感測器像素12對向之位置。
第2基板20於半導體基板21上積層絕緣層52而構成。第2基板20具有絕緣層52作為層間絕緣膜51之一部分。絕緣層52設置於半導體基板21與半導體基板31之間。半導體基板21以矽基板構成。第2基板20對每4個之感測器像素12具有1個讀出電路22。第2基板20成為於半導體基板21之正面(與第3基板30對向之面21S1，一面)側之部分，設有讀出電路22之構成。第2基板20係將半導體基板21之背面(面21S2，另一面)朝向半導體基板11之正面(面11S1)地貼合於第1基板10。即，第2基板20以正面對背面貼合於第1基板10。第2基板20進而於與半導體基板21同一之層內，具有貫通半導體基板21之絕緣層53。第2基板20具有絕緣層53作為層間絕緣膜51之一部分。絕緣層53以覆蓋後述之貫通配線54之側面之方式設置。
包含第1基板10及第2基板20之積層體具有層間絕緣膜51、及設置於層間絕緣膜51內之貫通配線54。貫通配線54相當於本揭示之「第1貫通配線」之一具體例。上述積層體對每個感測器像素12具有1條貫通配線54。貫通配線54於半導體基板21之法線方向延伸，且貫通層間絕緣膜51中包含絕緣層53之部位而設置。第1基板10及第2基板20藉由貫通配線43而互相電性連接。具體而言，貫通配線54電性連接於浮動擴散區FD及後述之連接配線55。另，貫通配線54較佳於與周圍之絕緣層46、52、53之間，具有例如包含具含氧效應之金屬之金屬層。藉此，可防止氧氣經由藉由形成貫通配線54而形成之開口侵入。
包含第1基板10及第2基板20之積層體進而具有設置於層間絕緣膜51內之貫通配線47、48(參照後述之圖9)。貫通配線48相當於本揭示之「第1貫通配線」之一具體例。上述積層體對每個感測器像素12具有1條貫通配線47與1條貫通配線48。貫通配線47、48分別於半導體基板21之法線方向延伸，且貫通層間絕緣膜51中包含絕緣層53之部位而設置。第1基板10及第2基板20藉由貫通配線47、48而互相電性連接。具體而言，貫通配線47電性連接於半導體基板11之p井層42與第2基板20內之配線。貫通配線48電性連接於傳送閘極TG及像素驅動線23。
第2基板20例如於絕緣層52內具有與讀出電路22或半導體基板21電性連接之複數個連接部59。第2基板20進而具有例如配置於絕緣層52上之配線層56。配線層56具有例如絕緣層57與設置於絕緣層57內之複數條像素驅動線23及複數條垂直信號線24。配線層56進而於例如絕緣層57內使複數條連接配線55逐一為每4個感測器像素12所有。連接配線55將電性連接於共用讀出電路22之4個感測器像素12所含之浮動擴散區FD之各貫通配線54互相電性連接。此處，貫通配線54、48之總數多於第1基板10所含之感測器像素12之總數，為第1基板10所含之感測器像素12之總數之2倍。又，貫通配線54、48、47之總數多於第1基板10所含之感測器像素12之總數，為第1基板10所含之感測器像素12之總數之3倍。
配線層56進而於例如絕緣層57內具有複數個焊墊電極58。各焊墊電極58以例如Cu(銅)、Al(鋁)等金屬形成。各焊墊電極58露出於配線層56之表面。各焊墊電極58用於第2基板20與第3基板30之電性連接、及第2基板20與第3基板30之貼合。複數個焊墊電極58例如逐一設置於像素驅動線23及垂直信號線24之每一者。此處，焊墊電極58之總數(或焊墊電極58與焊墊電極64(後述)之接合總數)少於第1基板10所含之感測器像素12之總數。
本實施形態中，配線層56進而於絕緣層57內具有氫供給層72。氫供給層72係用以供給使設置於第2基板20之重設電晶體RST、選擇電晶體SEL及放大電晶體AMP等像素電晶體之器件界面(半導體基板21之面21S1表面)之懸掛鍵終止之氫原子者。藉由設置氫供給層72，減低半導體基板21之面21S1表面之暗電流之產生，改善像素電晶體之閃爍雜訊或隨機電報雜訊特性。氫供給層72較佳於層內含有較多之氫，較佳藉由例如使用電漿CVD形成之氮化矽膜形成。氫供給層72之厚度較佳為例如100 nm以上且2000 nm以下，更佳為200 nm以上且500 nm以下。圖1中，顯示將氫供給層72設置於構成設置於絕緣層57內之像素驅動線23及垂直信號線24之配線與焊墊電極58間之例，但不限於此。氫供給層72可設置於例如絕緣層52之正上方，亦可設置於絕緣層57之正上方(圖1中，與第3基板30相接之位置)。又，氫供給層72只要設置於較防氫擴散層71更靠第2基板20側即可，例如，如圖8所示，亦可設置於半導體基板21之背面(面21S2)上例如與防氫擴散層71相接之位置。
本實施形態中，如上所述，於第1基板10與第2基板20之間設置防氫擴散層71，進而於較防氫擴散層71更靠第2基板20側，設置氫供給層72。藉此，形成有傳送電晶體TR之傳送閘極TG之半導體基板11之界面(面11S1)及形成有放大電晶體AMP等之半導體基板21之界面(面21S1)具有互不相同之界面態密度。
第3基板30例如於半導體基板31上積層層間絕緣膜61而構成。另，第3基板30如後所述，由於以正面側之面彼此貼合於第2基板20，故對第3基板30內之構成進行說明時，上下之說明與圖式中之上下方向相反。半導體基板31以矽基板構成。第3基板30為於半導體基板31之正面(面31S1側)側之一部分設有邏輯電路32之構成。第3基板30進而於例如層間絕緣膜61上具有配線層62。配線層62具有例如絕緣層63與設置於絕緣層63內之複數個焊墊電極64。複數個焊墊電極64電性連接於邏輯電路32。各焊墊電極64以例如Cu(銅)形成。各焊墊電極64露出於配線層62之表面。各焊墊電極64用於第2基板20與第3基板30之電性連接、及第2基板20與第3基板30之貼合。又，焊墊電極64可不必為複數個，即便為1個，亦可與邏輯電路32電性連接。第2基板20及第3基板30藉由焊墊電極58、64彼此之接合而互相電性連接。即，傳送電晶體TR之閘極(傳送閘極TG)經由貫通配線54與焊墊電極58、64電性連接於邏輯電路32。第3基板30將半導體基板31之正面(面31S1)朝向半導體基板21之正面(面21S1)側地貼合於第2基板20。即，第3基板30以正面對正面貼合於第2基板20。
圖9及圖10係顯示攝像裝置1之水平方向之剖面構成之一例者。圖9及圖10上側之圖係顯示圖1之剖面Sec1中之剖面構成之一例之圖，圖9及圖10下側之圖係顯示圖1之剖面Sec2中之剖面構成之一例之圖。於圖9，例示將2×2之4個感測器像素12設為2組，並於第2方向H排列之構成，於圖10，例示將2×2之4個感測器像素12設為4組，並於第1方向V及第2方向H排列之構成。另，圖9及圖10上側之剖視圖中，將顯示半導體基板11之正面構成之一例之圖疊加於顯示圖1之剖面Sec1中之剖面構成之一例之圖，且省略絕緣層46。又，圖9及圖10下側之剖視圖中，將顯示半導體基板21之正面構成之一例之圖疊加於顯示圖1之剖面Sec2中之剖面構成之一例之圖。
如圖9及圖10所示，複數條貫通配線54、複數條貫通配線48及複數條貫通配線47於第1基板10之面內，於第1方向V(圖9之上下方向、圖10之左右方向)帶狀排列而配置。另，圖9及圖10中，例示將複數條貫通配線54、複數條貫通配線48及複數條貫通配線47於第1方向V排列成2行而配置之情形。第1方向V與矩陣狀配置之複數個感測器像素12之2個排列方向(例如列方向及行方向)中之一排列方向(例如行方向)平行。共用讀出電路22之4個感測器像素12中，4個浮動擴散區FD隔著例如元件素分離部43互相接近配置。共用讀出電路22之4個感測器像素12中，4個傳送閘極TG以包圍4個浮動擴散區FD之方式配置，且為例如藉由4個傳送閘極電極TG而成為圓環形狀之形狀。
絕緣層53以於第1方向V延伸之複數個區塊構成。半導體基板21以於第1方向V延伸，且隔著絕緣層53於與第1方向V正交之第2方向H排列配置之複數個島狀之區塊21A構成。於各區塊21A，設有例如複數組重設電晶體RST、放大電晶體AMP及選擇電晶體SEL。由4個感測器像素12共用之1個讀出電路22由例如位於與4個感測器像素12對向之區域內之重設電晶體RST、放大電晶體AMP及選擇電晶體SEL構成。由4個感測器像素12共用之1個讀出電路22由例如絕緣層53之左側相鄰之區塊21A內之放大電晶體AMP、絕緣層53之右側相鄰之區塊21A內之重設電晶體RST及選擇電晶體SEL構成。
圖11、圖12、圖13及圖14係顯示攝像裝置1之水平面內之配線佈局之一例者。圖11～圖14中，例示將由4個感測器像素12共用之1個讀出電路22設置於與4個感測器像素12對向之區域內之情形。圖11～圖14所記載之配線設置於例如配線層56中互不相同之層內。
彼此鄰接之4條貫通配線54例如如圖11所示，與連接配線55電性連接。彼此鄰接之4條貫通配線54進而例如如圖11所示，經由連接配線55及連接部59，與絕緣層53之左側相鄰之區塊21A所含之放大電晶體AMP之閘極、及絕緣層53之右側相鄰之區塊21A所含之重設電晶體RST之閘極電性連接。
電源線VDD例如如圖12所示，配置於與沿第2方向H排列配置之各讀出電路22對向之位置。電源線VDD例如如圖12所示，經由連接部59，電性連接於沿第2方向H排列配置之各讀出電路22之放大電晶體AMP之汲極及重設電晶體RST之汲極。2條像素驅動線23例如如圖12所示，配置於與沿第2方向H排列配置之各讀出電路22對向之位置。一像素驅動線23(第2控制線)例如如圖12所示，為電性連接於沿第2方向H排列配置之各讀出電路22之重設電晶體RST之閘極之配線RSTG。另一像素驅動線23(第3控制線)例如如圖12所示，為電性連接於沿第2方向H排列配置之各讀出電路22之選擇電晶體SEL之閘極之配線SELG。各讀出電路22中，放大電晶體AMP之源極及選擇電晶體SEL之汲極例如如圖12所示，經由配線25互相電性連接。
2條電源線VSS例如如圖13所示，配置於與沿第2方向H排列配置之各讀出電路22對向之位置。各電源線VSS例如如圖13所示，於與沿第2方向H排列配置之各感測器像素12對向之位置上，電性連接於複數條貫通配線47。4條像素驅動線23例如如圖13所示，配置於與沿第2方向H排列配置之各讀出電路22對向之位置。4條像素驅動線23之各者例如如圖13所示，為電性連接於沿第2方向H排列配置之各讀出電路22所對應之4個感測器像素12中之1個感測器像素12之貫通配線48的配線TRG。即，4條像素驅動線23(第1控制線)電性連接於沿第2方向H排列配置之各感測器像素12之傳送電晶體TR之閘極(傳送閘極TG)。圖13中，為區別各配線TRG，於各配線TRG之末尾標註識別碼(1、2、3、4)。
垂直信號線24例如如圖14所示，配置於與沿第1方向V排列配置之各讀出電路22對向之位置。垂直信號線24(輸出線)例如如圖14所示，電性連接於沿第1方向V排列配置之各讀出電路22之輸出端(放大電晶體AMP之源極)。
(1-2.攝像裝置之製造方法) 接著，對攝像裝置1之製造方法進行說明。圖15A～圖15H係顯示攝像裝置1之製造過程之一例者。
首先，於半導體基板11形成p井層42、或元件分離部43、p井層44。接著，於半導體基板11，形成光電二極體PD、傳送電晶體TR及浮動擴散區FD(圖15A)。藉此，於半導體基板11形成感測器像素12。此時，作為用於感測器像素12之電極材料，較佳不使用利用自對準矽化物製程之CoSi2或NiSi等耐熱性較低之材料。倒不如說，作為用於感測器像素12之電極材料，較佳使用耐熱性較高之材料。作為耐熱性高之材料，可列舉例如多晶矽。隨後，於半導體基板11上形成絕緣層46(圖15A)。如此，形成第1基板10。
接著，準備於面21S2形成有防氫擴散層71之半導體基板21(圖15B)。防氫擴散層71可藉由使用例如LP-CVD成膜例如氮化矽膜而形成。接著，以防氫擴散層71為對向面，使半導體基板21貼合於第1基板10上(圖15C)。此時，視需要將半導體基板21薄化。此時，將半導體基板21之厚度設為形成讀出電路22所需之膜厚。半導體基板21之厚度通常為數百nm左右。然而，根據讀出電路22之概念，亦可能為FD(Fully Depletion，完全耗盡)型，因此，於該情形時，可採取數nm～數μm之範圍作為半導體基板21之厚度。
另，防氫擴散層71亦可形成於第1基板10側。將防氫擴散層71遍及元件分離部43之側面及底面地形成於半導體基板11之正上方之情形時，例如，形成設有元件分離部43之開口後，使用例如ALD(Atomic Layer Deposition：原子層沈積)，於半導體基板11上方及開口之側面及底面，成膜例如PSG(Phosphorus Silicon Glass：磷矽玻璃)或BSG(Boron Silicon Glass：硼矽玻璃)。接著，藉由退火處理，使磷或硼擴散至開口之側面及底面後，去除PSG或BSG。隨後，形成防氫擴散層71後，於開口內，埋設例如氧化矽而形成元件分離部43。
接著，在與半導體基板21同一層內，形成絕緣層53(圖15D)。將絕緣層53形成於例如與浮動擴散區FD對向之部位。例如，對半導體基板21形成貫通半導體基板21之縫隙，將半導體基板21分離成複數個區塊21A。隨後，以埋入縫隙之方式形成絕緣層53。隨後，於半導體基板21之各區塊21A，形成包含放大電晶體AMP等之讀出電路22(圖15D)。此時，使用耐熱性較高之金屬材料作為感測器像素12之電極材料之情形時，可藉由熱氧化形成讀出電路22之閘極絕緣膜。
接著，於半導體基板21上形成絕緣層52。如此，形成包含絕緣層46、52、53之層間絕緣膜51。接著，於層間絕緣膜51形成貫通孔51A、51B(圖15E)。具體而言，於絕緣層52中之與讀出電路22對向之部位，形成貫通絕緣層52之貫通孔51B。又，於層間絕緣膜51中之與浮動擴散區FD對向之部位(即，與絕緣層53對向之部位)，形成貫通層間絕緣膜51之貫通孔51A。
接著，藉由將導電性材料埋入至貫通孔51A、51B，而於貫通孔51A內形成貫通配線54，且於貫通孔51B內形成連接部59(圖15F)。此時，貫通防氫擴散層71之貫通配線54較佳設為例如具有儲氫效果之鈦(Ti)等之障壁金屬、與例如鎢(W)等之導電性材料之2層構造。即，於貫通孔51A之側面及底面，成膜例如鈦後，藉由嵌入例如鎢(W)而形成貫通配線。此時，貫通孔51B亦可與貫通孔51A同樣地於側面及底面成膜鈦作為障壁金屬，但為改善放大電晶體(AMP)等像素電晶體之界面終止性之情形時，亦可形成儲氫效果較低之例如鉭(Ta)等作為障壁金屬。接著，於絕緣層52上，形成將貫通配線54與連接部59互相電性連接之連接配線55(圖15G)。隨後，將包含氫供給層72及焊墊電極58之配線層56形成於絕緣層52上。如此，形成第2基板20。
接著，將半導體基板21之正面朝向半導體基板31之正面側而將第2基板20與形成有邏輯電路32或配線層62之第3基板30貼合(圖15H)。此時，藉由將第2基板20之焊墊電極58與第3基板30之焊墊電極64互相接合，而將第2基板20與第3基板30互相電性連接。如此，製造攝像裝置1。
(1-3.作用、效果) 先前以來，二維構造之攝像裝置之每1像素之面積之微細化係藉由導入微細製程或提高安裝密度而實現。近年來，為實現攝像裝置之進一步小型化及每1像素之面積之微細化，開發出三維構造之攝像裝置。三維構造之攝像裝置中，例如將具有複數個感測器像素之半導體基板、與具有處理以各感測器像素獲得之信號之信號處理電路之半導體基板互相積層。藉此，可以與目前為止同等之晶片尺寸，進一步提高感測器像素之積體度，或進一步增大信號處理電路之尺寸。
然而，攝像裝置中，要求減低成為使畫質劣化之要因之半導體基板表面之暗電流，或改善像素電晶體之閃爍雜訊或隨機電報雜訊特性。攝像裝置於其之製造過程中，因電漿處理(CVD或乾蝕刻)中之充電或UV照射等之電漿損傷等，導致半導體基板之界面態增大，而成為暗電流之要因之一。為減少該暗電流改善影像感測器之像素特性，採用以氫或氟等原子終止器件界面之懸掛鍵之方法。例如，有一種使氫自鈍化膜(SiN膜)脫離而與半導體基板之受光元件即光電二極體表面之懸掛鍵結合，以降低表面之暗電流的技術。
然而，於通常之攝像裝置中，自SiN膜脫離之氫擴散至具有複數個感測器像素之半導體基板，會產生構成感測器像素之光電二極體PD之脫釘，而有引起特性劣化之虞。
相對於此，本實施形態之攝像裝置1中，於積層有第1基板10與第2基板20之積層體中，於具有感測器像素12之構成第1基板10之半導體基板11、與具有讀出電路之構成第2基板20之半導體基板21之間，設有防氫擴散層71。藉此，可使用於改善像素電晶體之特性之氫原子選擇性擴散至期望之區域。具體而言，例如可防止氫原子自設置於半導體基板21之與第1基板10對向之背面(面21S2)相反側之正面(面21S1)側之氫供給層72，擴散至具有感測器像素12之半導體基板11。
如上所述，本實施形態中，於積層有第1基板10與第2基板20之積層體中，於具有感測器像素12之半導體基板11、與具有輸出基於自感測器像素12輸出之電荷之圖像信號之讀出電路22之半導體基板21之間，設有防氫擴散層71，因此，使用於改善像素電晶體之特性之氫原子選擇性擴散至期望之區域。藉此，可減低設置於半導體基板11之光電二極體PD之脫釘。因此，可使減低成為畫質劣化之要因之半導體基板21表面之暗電流、或改善像素電晶體之閃爍雜訊或隨機電報雜訊特性，與減低光電二極體PD之脫釘並存。藉此，可使雜訊特性與光電二極體特性並存。因此，可提供具有優異之攝像特性之攝像裝置1。
再者，本實施形態中，將設置於第1基板10之傳送電晶體TR之閘極(傳送閘極TG)與設置於第2基板20之像素電晶體(例如放大電晶體AMP)電性連接，且於形成有貫通防氫擴散層71之貫通配線54之貫通孔51A之側面及底面，形成具有儲氫效果之鈦(Ti)等作為障壁金屬。藉此，可防止氫原子經由貫通孔51A向半導體基板11側擴散，而使氫原子更選擇性地擴散。
於以下，對第2～第5實施形態及變化例1～10進行說明。另，於以下之說明中，對與上述第1實施形態同一之構成部分標註同一符號，適當省略其說明。
＜2.第2實施形態＞ 圖16係顯示本揭示之第2實施形態之攝像裝置(攝像裝置2)之垂直方向之剖面構成之一例者。攝像裝置2與上述第1實施形態之攝像裝置1同樣地，於第1基板10及第2基板20之積層體中，於半導體基板11與半導體基板21之間，設有防氫擴散層71。本實施形態之攝像裝置2具有取代焊墊電極58、64彼此之接合，而使用貫通第2基板20與第3基板30間之貫通配線65之構成，作為將第2基板20與第3基板30電性連接之構造。
即，第3基板30具有第2基板20與第3基板30之電性連接所用之貫通配線65，第2基板20及第3基板30如圖16所示，藉由貫通配線65互相電性連接。即，傳送電晶體TR之閘極(傳送閘極TG)經由貫通配線54、焊墊電極58及貫通配線65，電性連接於邏輯電路32。此處，貫通配線65之總數少於第1基板10所含之感測器像素12之總數。貫通配線65相當於本揭示之「第2貫通配線」之一具體例。貫通配線65由例如所謂之TCV(Thorough Chip Via：穿晶通孔)構成。
如上所述，本實施形態之攝像裝置2中，即便使用貫通配線65作為用以將第2基板20與第3基板30互相電性連接之構造之情形時，攝像裝置2亦具有與上述第1實施形態同樣之效果。
＜3.第3實施形態＞ 圖17係顯示本揭示之第3實施形態之攝像裝置(攝像裝置3)之垂直方向之剖面構成之一例者。攝像裝置3與上述第1實施形態之攝像裝置1同樣地，於第1基板10及第2基板20之積層體中，於半導體基板11與半導體基板21之間，設有防氫擴散層71。本實施形態之攝像裝置3於第1基板10之光入射面側，具有例如包含有機半導體材料之有機光電轉換部80，且具有於有機光電轉換部80與第1基板10之間設有防氫擴散層73之構成。防氫擴散層73相當於本揭示之「第2防氫擴散層」之一具體例。
如此，將容易包含氫原子之有機膜設置於第1基板10之光入射面側之情形時，較佳於半導體基板11之背面(面11S2)側亦設置防氫擴散層73。藉此，可減低因來自半導體基板11之背面(面11S2)之氫原子之擴散所致之光電二極體PD之脫釘。
＜4.第4實施形態＞ 圖18係顯示本揭示之第4實施形態之攝像裝置(攝像裝置4)之垂直方向之剖面構成之一例者。攝像裝置4與上述第1實施形態之攝像裝置1同樣地，於第1基板10及第2基板20之積層體中，於半導體基板11與半導體基板21之間，設有防氫擴散層71。本實施形態之攝像裝置4除第1基板10、第2基板20及第3基板30外，亦依次積層例如具有記憶體等之功能元件之第4基板90。
第4基板90例如於半導體基板91上積層層間絕緣層93而構成。另，第4基板90與第3基板30同樣地，對第3基板30貼合正面側之面。半導體基板91成為以矽基板構成之第4基板90於半導體基板91之正面(面91S1)側之一部分設有記憶體元件92之構成。第4基板90進而於例如層間絕緣膜93上具有配線層94。配線層94具有例如絕緣層95與設置於絕緣層95內之複數個焊墊電極96。複數個焊墊電極96與記憶體元件92電性連接。各焊墊電極96以例如Cu(銅)形成。各焊墊電極96露出於配線層94之表面。各焊墊電極96用於第3基板30與第4基板90之電性連接、及第3基板30與第4基板90之貼合。又，焊墊電極96亦可不必為複數個，即便為1個，亦可與邏輯電路32電性連接。第3基板30及第4基板90藉由焊墊電極66、96彼此之接合而互相電性連接。
如上所述，具有三維構造之攝像裝置亦可如本實施形態之攝像裝置3般，於具有邏輯電路32之第3基板30上，進而積層具有記憶體等之功能元件之第4基板90。又，於第3基板30上，不限於具有功能元件之基板，亦可形成有機膜等。
＜5.第5實施形態＞ 圖19係顯示本揭示之第5實施形態之攝像裝置(攝像裝置5)之垂直方向之剖面構成之一例者。攝像裝置5與上述第1實施形態之攝像裝置1同樣地，於第1基板10及第2基板20之積層體中，於半導體基板11與半導體基板21之間，設有防氫擴散層71。本實施形態之攝像裝置5為例如於上述第1實施形態中，另外將設置於第3基板之邏輯電路32設置於構成第1基板10之半導體基板11之正面(面11S1)之一部分的構成。本實施形態中，傳送電晶體TR之閘極(傳送閘極TG)與邏輯電路32經由貫通配線54、設置於第2基板20之配線層62之連接配線97及貫通第2基板20之貫通配線98，互相電性連接。
另，圖19中，已顯示將防氫擴散層71設置於第1基板10之全面之例，但不限於此。例如，可如圖20所示之攝像裝置6，選擇性形成於第1基板10之一部分，例如形成有光電二極體PD之區域。
如上所述，即便將邏輯電路32形成於第1基板10之情形時，攝像裝置5、6亦具有與上述第1實施形態同樣之效果。
＜6.變化例＞ (6-1.變化例1) 圖21係顯示上述第1～第5實施形態之變化例(變化例1)之攝像裝置(例如攝像裝置1)之垂直方向之剖面構成之一例者。本變化例中，傳送電晶體TR具有平面型之傳送閘極TG。因此，傳送閘極TG不貫通p井層42，而僅形成於半導體基板11之正面。即便對傳送電晶體TR使用平面型之傳送閘極TG之情形時，攝像裝置1亦具有與上述第1實施形態1同樣之效果。
(變化例2) 圖22係顯示上述第1～第5實施形態之變化例(變化例2)之攝像裝置(例如攝像裝置1)之垂直方向之剖面構成之一例者。本變化例中，第2基板20與第3基板30之電性連接在與第1基板10中之周邊區域14對向之區域進行。周邊區域14相當於第1基板10之邊緣區域，且設置於像素區域13之周緣。本變化例中，第2基板20在與周邊區域14對向之區域具有複數個焊墊電極58，第3基板30在與周邊區域14對向之區域具有複數個焊墊電極64。第2基板20及第3基板30藉由設置於與周邊區域14對向之區域之焊墊電極58、64彼此之接合而互相電性連接。
如此，本變化例中，第2基板20及第3基板30藉由設置於與周邊區域14對向之區域之焊墊電極58、64彼此之接合而互相電性連接。藉此，和在與像素區域13對向之區域，將焊墊電極58、64彼此接合之情形相比，可減低阻礙每1像素之面積之微細化之虞。因此，除上述第1實施形態之效果外，可提供一種與目前為止同等之晶片尺寸且不阻礙每1像素之面積之微細化之3層構造之攝像裝置1。
(變化例3) 圖23係顯示上述第1～第5實施形態之變化例(變化例3)之攝像裝置(例如攝像裝置1)之垂直方向之剖面構成之一例者。圖24係顯示上述第1～第5實施形態之變化例(變化例3)之攝像裝置(例如攝像裝置1)之垂直方向之剖面構成之另一例者。圖23及圖24上側之圖係圖1之剖面Sec1中之剖面構成之一變化例，圖23下側之圖係圖1之剖面Sec2中之剖面構成之一變化例。另，圖23及圖24上側之剖視圖中，將顯示圖1之半導體基板11之正面構成之一變化例之圖疊加於顯示圖1之剖面Sec1中之剖面構成之一變化例之圖，且省略絕緣層46。又，圖23及圖24下側之剖視圖中，將顯示半導體基板21之正面構成之一變化例之圖疊加於顯示圖1之剖面Sec2中之剖面構成之一變化例之圖。
如圖23及圖24所示，複數條貫通配線54、複數條貫通配線48及複數條貫通配線47(圖中矩陣狀配置之複數個點)於第1基板10之面內，於第1方向V(圖23及圖24之左右方向)帶狀排列配置。另，圖23及圖24中，例示複數條貫通配線54、複數條貫通配線48及複數條貫通配線47於第1方向V排列成2行配置之情形。共用讀出電路22之4個感測器像素12中，4個浮動擴散區FD隔著例如元件分離部43互相接近配置。共用讀出電路22之4個感測器像素12中，4個傳送閘極TG(TG1、TG2、TG3、TG4)以包圍4個浮動擴散區FD之方式配置，且為例如藉由4個傳送閘極TG成為圓環形狀之形狀。
絕緣層53以於第1方向V延伸之複數個區塊構成。半導體基板21以於第1方向V延伸，且隔著絕緣層53在與第1方向V正交之第2方向H排列配置之複數個島狀之區塊21A構成。於各區塊21A，設有例如重設電晶體RST、放大電晶體AMP及選擇電晶體SEL。由4個感測器像素12共用之1個讀出電路22例如不與4個感測器像素12正對地配置，而於第2方向H上偏移配置。
圖23中，由4個感測器像素12共用之1個讀出電路22由將第2基板20中與4個感測器像素12對向之區域沿第2方向H偏移之區域內所在之重設電晶體RST、放大電晶體AMP及選擇電晶體SEL構成。由4個感測器像素12共用之1個讀出電路22由例如1個區塊21A內之放大電晶體AMP、重設電晶體RST及選擇電晶體SEL構成。
圖24中，由4個感測器像素12共用之1個讀出電路22由將第2基板20中與4個感測器像素12對向之區域沿第2方向H偏移之區域內所在之重設電晶體RST、放大電晶體AMP、選擇電晶體SEL及FD傳送電晶體FDG構成。由4個感測器像素12共用之1個讀出電路22由例如1個區塊21A內之放大電晶體AMP、重設電晶體RST、選擇電晶體SEL及FD傳送電晶體FDG構成。
本變化例中，由4個感測器像素12共用之1個讀出電路22例如不與4個感測器像素12正對地配置，而自與4個感測器像素12正對之位置沿第2方向H偏移而配置。此種情形時，可縮短配線25，或者，亦可省略配線25，而以共用之雜質區域構成放大電晶體AMP之源極與選擇電晶體SEL之汲極。其結果，可縮小讀出電路22之尺寸，或增大讀出電路22內之其他部位之尺寸。
(變化例4) 圖25係顯示上述第1～第5實施形態之變化例(變化例4)之攝像裝置(例如攝像裝置1)之水平方向之剖面構成之一例者。圖25中，顯示圖9之剖面構成之一變化例。
本變化例中，半導體基板21以隔著絕緣層53於第1方向V及第2方向H排列配置之複數個島狀之區塊21A構成。各區塊21A中，設有例如一組重設電晶體RST、放大電晶體AMP及選擇電晶體SEL。此種情形時，可藉由絕緣層53抑制彼此相鄰之讀出電路22彼此之串擾，可抑制因再生圖像上之解像度降低或混色所致之畫質劣化。
(變化例5) 圖26係顯示上述第1～第5實施形態之變化例(變化例5)之攝像裝置(例如攝像裝置1)之水平方向之剖面構成之一例者。圖26中，顯示圖25之剖面構成之一變化例。
本變化例中，由4個感測器像素12共用之1個讀出電路22例如不與4個感測器像素12正對地配置，而於第1方向V偏移配置。本變化例中，與變化例4同樣地，進而以隔著絕緣層53於第1方向V及第2方向H排列配置之複數個島狀之區塊21A構成半導體基板21。各區塊21A中，設有例如一組重設電晶體RST、放大電晶體AMP及選擇電晶體SEL。本變化例中，進而亦將複數條貫通配線47及複數條貫通配線54排列於第2方向H。具體而言，將複數條貫通配線47配置於共用某讀出電路22之4條貫通配線54、及共用與該讀出電路22在第2方向H上相鄰之另一讀出電路22之4條貫通配線54間。此種情形時，可藉由絕緣層53及貫通配線47，抑制彼此相鄰之讀出電路22彼此之串擾，可抑制因再生圖像上之解像度降低或混色所致之畫質劣化。
(變化例6) 圖27係顯示上述第1～第5實施形態之變化例(變化例6)之攝像裝置(例如攝像裝置1)之水平方向之剖面構成之一例者。圖27中，顯示圖9之剖面構成之一變化例。
本變化例中，第1基板10對每個感測器像素12具有光電二極體PD及傳送電晶體TR，且每4個感測器像素12共用浮動擴散區FD。因此，本變化例中，對每4個感測器像素12，設置1條貫通配線54。
矩陣狀配置之複數個感測器像素12中，為方便起見，將藉由使對應於共用1個浮動擴散區FD之4個感測器像素12之單位區域沿第1方向V偏移1個感測器像素12之量而獲得之區域所對應的4個感測器像素12稱為4個感測器像素12A。此時，本變化例中，第1基板10係每4個感測器像素12A共用貫通配線47。因此，本變化例中，對每4個感測器像素12A，設置1條貫通配線47。
本變化例中，第1基板10具有對每個感測器像素12將光電二極體PD及傳送電晶體TR分離之元件分離部43。元件分離部43自半導體基板11之法線方向觀察下，不完全包圍感測器像素12，而於浮動擴散區FD(貫通配線54)附近與貫通配線47附近具有間隙(未形成區域)。且，藉由該間隙，可由4個感測器像素12共用1條貫通配線54、或由4個感測器像素12A共用1條貫通配線47。本變化例中，第2基板20對共用浮動擴散區FD之每4個感測器像素12具有讀出之電路22。
圖28係顯示本變化例之攝像裝置1之水平方向之剖面構成之另一例者。圖28中，顯示圖25之剖面構成之一變化例。本變化例中，第1基板10對每個感測器像素12具有光電二極體PD及傳送電晶體TR，且每4個感測器像素12共用浮動擴散區FD。再者，第1基板10具有對每個感測器像素12將光電二極體PD及傳送電晶體TR分離之元件分離部43。
圖29係顯示本變化例之攝像裝置1之水平方向之剖面構成之另一例者。圖43中顯示圖26之剖面構成之一變化例。本變化例中，第1基板10對每個感測器像素12具有光電二極體PD及傳送電晶體TR，且每4個感測器像素12共用浮動擴散區FD。再者，第1基板10具有對每個感測器像素12將光電二極體PD及傳送電晶體TR分離之元件分離部43。
(變化例7) 圖30係顯示上述第1～第5實施形態及變化例1～6之變化例(變化例7)之攝像裝置(例如攝像裝置1)之電路構成之一例者。本變化例之攝像裝置1係搭載有行並列ADC之CMOS影像感測器。
如圖30所示，本變化例之攝像裝置1構成為：除矩陣狀(Matrix狀)二維配置包含光電轉換元件之複數個感測器像素12而成之像素區域13外，亦具有垂直驅動電路33、行信號處理電路34、參考電壓供給部38、水平驅動電路35、水平輸出線37及系統控制電路36。
該系統構成中，系統控制電路36基於主時脈MCK，產生成為垂直驅動電路33、行信號處理電路34、參考電壓供給部38及水平驅動電路35等之動作之基準之時脈信號或控制信號等，並賦予至垂直驅動電路33、行信號處理電路34、參考電壓供給部38及水平驅動電路35等。
又，垂直驅動電路33與像素區域13之各感測器像素12一起形成於第1基板10，再者，亦形成於形成有讀出電路22之第2基板20。行信號處理電路34、參考電壓供給部38、水平驅動電路35、水平輸出線37及系統控制電路36形成於第3基板30。
作為感測器像素12，此處省略圖示，但除例如光電二極體PD外，亦可使用具有將以光電二極體PD進行光電轉換所得之電荷傳送至浮動擴散區FD之傳送電晶體TR之構成者。又，作為讀出電路22，此處省略圖示，但可使用具有例如控制浮動擴散區FD之電位之重設電晶體RST、輸出對應於浮動擴散區FD之電位之信號之放大電晶體AMP及用以進行像素選擇之選擇電晶體SEL之3個電晶體構成者。
於像素區域13，二維配置感測器像素12，且對該m列n行之像素配置依每列配線像素驅動線23，依每行配線垂直信號線24。複數條像素驅動線23之各一端連接於與垂直驅動電路33之各列對應之各輸出端。垂直驅動電路33由移位暫存器等構成，且經由複數條像素驅動線23進行像素區域13之列位址或列掃描之控制。
行信號處理電路34具有例如設置於像素區域13之每一像素行，即每條垂直信號線24之ADC(類比-數位轉換電路)34-1～34-m，且將自像素區域13之各感測器像素12依每行輸出之類比信號轉換成數位信號並輸出。
參考電壓供給部38具有例如DAC(數位-類比轉換電路)38A作為產生隨著時間經過，位準傾斜狀變化之所謂之斜坡(RAMP)波形之參考電壓Vref的機構。另，作為產生斜坡波形之參考電壓Vref之機構，並非限於DAC38A者。
DAC38A在自系統控制電路36賦予之控制信號CS1之控制下，基於自該系統控制電路36賦予之時脈CK，產生斜坡波形之參考電壓Vref，並將其供給至ADC34-1～34-m。
另，ADC34-1～34-m之各者構成為可選擇性進行對應於以下各動作模式之AD轉換動作，即，讀出感測器像素12之所有資訊之漸進掃描方式之通常訊框率模式、及與通常訊框率模式時相比，將感測器像素12之曝光時間設定為1/N，而將訊框率提高N倍，例如2倍之高速訊框率模式。該等動作模式之切換藉由自系統控制電路36賦予之控制信號CS2、CS3之控制而進行。又，自外部之系統控制器(未圖示)，對系統控制電路36賦予用以切換通常訊框率模式與高速訊框率模式之各動作模式之指示資訊。
ADC34-1～34-m皆為相同之構成，此處，列舉ADC34-m為例進行說明。ADC34-m為具有比較器34A、計數機構之例如增/減計數器(圖中，記作U/DCNT)34B、傳送開關34C及記憶體裝置34D之構成。
比較器34A將對應於自像素區域13之第n行之各感測器像素12輸出之信號之垂直信號線24之信號電壓Vx、與自參照信號供給部38供給之斜坡波形之參考電壓Vref進行比較，且於例如參考電壓Vref大於信號電壓Vx時，輸出Vco變為“H”位準，參考電壓Vref為信號電壓Vx以下時，輸出Vco變為“L”位準。
增/減計數器34B為非同步計數器，在自系統控制電路36賦予之控制信號CS2之控制下，自系統控制電路36，與DAC18A同時被賦予時脈CK，且與該時脈CK同步，進行遞減(DOWN)計數或遞增(UP)計數，藉此計測比較器34A中之比較動作開始至比較動作結束之比較期間。
具體而言，通常訊框率模式中，自1個感測器像素12讀出信號之動作中，藉由於第1次之讀出動作時進行遞減計數，計測第1次讀出時之比較時間，藉由於第2次之讀出動作時進行遞增計數，計測第2次讀出時之比較時間。
另一方面，高速訊框率模式中，直接保持某列之感測器像素12相關之計數結果，接著，對於下一列之感測器像素12，藉由於第1次之讀出動作時自上一次之計數結果進行遞減計數，而計測第1次讀出時之比較時間，藉由於第2次之讀出動作時進行遞增計數，而計測第2次讀出時之比較時間。
傳送開關34C在自系統控制電路36賦予之控制信號CS3之控制下，通常訊框率模式中，於針對某列之感測器像素12之增/減計數器34B之計數動作完成之時點，成為接通(閉合)狀態，而將該增/減計數器34B之計數結果傳送至記憶體裝置34D。
另一方面，例如於N=2之高速訊框率中，於針對某列之感測器像素12之增/減計數器34B之計數動作完成之時點，保持斷開(開路)狀態，接著，於針對下一列感測器像素12之增/減計數器34B之計數動作完成之時點，成為接通狀態，而將該增/減計數器34B之垂直2像素量之計數結果傳送至記憶體裝置34D。
如此，藉由ADC34-1～34-m中之比較器34A及增/減計數器34B之各動作，將自像素區域13之各感測器像素12經由垂直信號線24依每行供給之類比信號轉換成N位元之數位信號，並存儲於記憶體裝置34D。
水平驅動電路35由移位暫存器等構成，且進行行信號處理電路34中之ADC34-1～34-m之行位址或行掃描之控制。在該水平驅動電路35之控制下，經ADC34-1～34-m之各者AD轉換之N位元之數位信號依序被讀出至水平輸出線37，並經由該水平輸出線37作為攝像資料輸出。
另，由於與本揭示無直接關聯，故未特別圖示，但除上述構成要素以外，亦可設置對經由水平輸出線37輸出之攝像資料實施各種信號處理之電路等。
上述構成之本變化例之搭載有行並列ADC之攝像裝置1中，由於可將增/減計數器34B之計數結果經由傳送開關34C選擇性地傳送至記憶體裝置34D，故可獨立地控制增/減計數器34B之計數動作、與向水平輸出線37讀出該增/減計數器34B之計數結果之動作。
(變化例8) 圖31係顯示積層3片基板(第1基板10、第2基板20、第3基板30)而構成圖30之攝像裝置之例。本變化例中，於第1基板10之中央部分形成有包含複數個感測器像素12之像素區域13，於像素區域13之周圍形成有垂直驅動電路33。又，於第2基板20之中央部分形成有包含複數個讀出電路22之讀出電路區域15，於讀出電路區域15之周圍形成有垂直驅動電路33。於第3基板30，形成有行信號處理電路34、水平驅動電路35、系統控制電路36、水平輸出線37及參考電壓供給部38。藉此，與上述實施形態及其變化例同樣，不會因將基板彼此電性連接之構造致使晶片尺寸變大，或阻礙每1像素之面積之微細化。其結果，可以與目前為止同等之晶片尺寸，提供一種不會阻礙每1像素之面積之微細化之3層構造的攝像裝置1。另，垂直驅動電路33可僅形成於第1基板10，亦可僅形成於第2基板20。
(變化例9) 圖32係顯示上述第1～第5實施形態及其等之變化例1～8之變化例(變化例9)之攝像裝置(例如攝像裝置1)之剖面構成之一例者。上述第1～第4實施形態及變化例1～8等中，攝像裝置1係積層3片基板(第1基板10、第2基板20、第3基板30)而構成。然而，亦可如上述第5實施形態之攝像裝置5、6般，積層2片基板(第1基板10、第2基板20)而構成。此時，邏輯電路32例如如圖32所示，可分開形成於第1基板10與第2基板20。此處，邏輯電路32中設置於第1基板10側之電路32A中，設有具有積層包含可耐高溫製程之材料(例如high-k)之高介電常數膜與金屬閘極電極之閘極構造的電晶體。另一方面，設置於第2基板20側之電路32B中，於與源極電極及汲極電極相接之雜質擴散區域之表面，形成有包含CoSi2 或NiSi等使用自對準矽化物(Self Aligned Silicide)製程形成之矽化物的低電阻區域26。包含矽化物之低電阻區域以半導體基板之材料與金屬之化合物形成。藉此，形成感測器像素12時，可使用熱氧化等之高溫製程。又，邏輯電路32中之設置於第2基板20側之電路32B中，如在與源極電極及汲極電極相接之雜質擴散區域之表面設有包含矽化物之低電阻區域26，可減低接觸電阻。其結果，可使邏輯電路32之運算速度高速化。
(變化例10) 圖33係顯示上述第1～第4實施形態及其等之變化例1～8之變化例(變化例10)之攝像裝置1之剖面構成之一變化例。上述第1～第4實施形態及其等之變化例1～8之第3基板30之邏輯電路32中，亦可於與源極電極及汲極電極相接之雜質擴散區域之表面，形成包含CoSi2 或NiSi等使用自對準矽化物(Self Aligned Silicide)製程形成之矽化物之低電阻區域37。藉此，形成感測器像素12時，可使用熱氧化等之高溫製程。又，於邏輯電路32中，於與源極電極及汲極電極相接之雜質擴散區域之表面，設有包含矽化物之低電阻區域37之情形時，可減低接觸電阻。其結果，可使邏輯電路32中之運算速度高速化。
另，上述第1～第5實施形態及其等之變化例1～10中，亦可使導電型相反。例如，上述第1～第5實施形態及其等之變化例1～10之記載中，可將p型改讀為n型，且將n型改讀為p型。如此之情形時，亦可獲得與上述第1～第5實施形態及其等之變化例1～10同樣之效果。
＜7.適用例＞ 圖34係顯示具備上述第1～第5實施形態及其等之變化例1～10之攝像裝置(例如攝像裝置1)之攝像系統7之概略構成之一例者。
攝像系統7為例如數位相機或攝影機等攝像裝置，或智慧型手機或平板型終端等可携帶式終端裝置等電子機器。攝像系統7具備例如光學系統141、快門裝置142、攝像裝置1、DSP電路143、訊框記憶體144、顯示部145、記憶部146、操作部147及電源部148。於攝像系統7中，快門裝置142、攝像裝置1、DSP電路143、訊框記憶體144、顯示部145、記憶部146、操作部147及電源部148係經由匯流排線149互相連接。
攝像裝置1輸出對應於入射光之圖像資料。光學系統141係具有1片或複數片透鏡者，將來自被攝體之光(入射光)導光至攝像裝置1，使之成像於攝像裝置1之受光面。快門裝置142配置於光學系統141及攝像裝置1之間，依照操作部147之控制，控制向攝像裝置1照射光之期間及遮光期間。DSP電路143係處理自攝像裝置1輸出之信號(圖像資料)之信號處理電路。訊框記憶體144以訊框單位暫時保持經DSP電路143處理之圖像資料。顯示部145包含例如液晶面板或有機EL(Electro Luminescence：電致發光)面板等面板型顯示裝置，並顯示以攝像裝置1拍攝之動態圖像或靜態圖像。記憶部146將攝像裝置1拍攝到之動態圖像或靜止圖像之圖像資料記錄於半導體記憶或硬碟等記錄媒體。操作部147依照使用者之操作，發出攝像系統7具有之各種功能相關之操作指令。電源部148對攝像裝置1、DSP電路143、訊框記憶體144、顯示部145、記憶部146及操作部147等供給對象適當供給成為其等之動作電源之各種電源。
接著，對攝像系統7之攝像次序進行說明。
圖35係顯示攝像系統7之攝像動作之流程圖之一例。使用者藉由操作操作部147而指示攝像開始(步驟S101)。如此一來，操作部147將攝像指令發送至攝像裝置1(步驟S102)。攝像裝置1(具體而言係系統控制電路36)接收攝像指令時，執行特定之攝像方式之攝像(步驟S103)。
攝像裝置1將經由光學系統141及快門裝置142成像於受光面之光(圖像資料)輸出至DSP電路143。此處，圖像資料係基於暫時保持於浮動擴散區FD之電荷產生之像素信號之所有像素量之資料。DSP電路143基於自攝像裝置1輸入之圖像資料，進行特定之信號處理(例如雜訊減低處理等)(步驟S104)。DSP電路143使訊框記憶體144保持已進行特定之信號處理之圖像資料，訊框記憶體144使記憶部146記憶圖像資料(步驟S105)。如此，進行攝像系統7之攝像。
本適用例中，將攝像裝置1適用於攝像系統7。藉此，由於可將攝像裝置1小型化或高精細化，故可提供小型或高精細之攝像系統7。
＜8.應用例＞ (應用例1) 本揭示之技術(本技術)可應用於各種製品。例如，本揭示之技術亦可作為搭載於汽車、電動汽車、油電混合汽車、機車、自行車、個人行動載具、飛機、無人機、船舶、機器人等任一種類之移動體之裝置而實現。
圖36係顯示可適用本揭示之技術之移動體控制系統之一例即車輛控制系統之概略構成例的方塊圖。
車輛控制系統12000具備經由通信網路12001連接之複數個電子控制單元。圖36所示之例中，車輛控制系統12000具備驅動系統控制單元12010、車體系統控制單元12020、車外資訊檢測單元12030、車內資訊檢測單元12040及整合控制單元12050。又，作為整合控制單元12050之功能構成，圖示微電腦12051、聲音圖像輸出部12052及車載網路I/F(interface：介面)12053。
驅動系統控制單元12010依照各種程式，控制與車輛之驅動系統關聯之裝置之動作。例如，驅動系統控制單元12010作為內燃機或驅動用馬達等用以產生車輛之驅動力之驅動力產生裝置、用以將驅動力傳遞至車輪之驅動力傳遞機構、調節車輛舵角之轉向機構、及產生車輛之制動力之制動裝置等控制裝置發揮功能。
車體系統控制單元12020依照各種程式，控制裝備於車體之各種裝置之動作。例如，車體系統控制單元12020作為無鑰匙門禁系統、智慧鑰匙系統、電動窗裝置、或頭燈、尾燈、剎車燈、方向燈或霧燈等各種燈具之控制裝置發揮功能。於該情形時，可對車體系統控制單元12020輸入自代替鑰匙之可攜帶式機器發送之電波或各種開關之信號。車體系統控制單元12020受理該等電波或信號之輸入，控制車輛之門鎖裝置、電動窗裝置、燈具等。
車外資訊檢測單元12030檢測搭載有車輛控制系統12000之車輛外部之資訊。例如，於車外資訊檢測單元12030連接有攝像部12031。車外資訊檢測單元12030使攝像部12031拍攝車外之圖像，且接收拍攝到之圖像。車外資訊檢測單元12030亦可基於接收到之圖像，進行人、車、障礙物、標識或路面上之文字等之物體檢測處理或距離檢測處理。
攝像部12031係接受光且輸出與該光之受光量對應的電信號之光感測器。攝像部12031可將電信號作為圖像輸出，亦可作為測距之資訊輸出。又，由攝像部12031接受之光可為可見光，亦可為紅外線等非可見光。
車內資訊檢測單元12040檢測車內之資訊。於車內資訊檢測單元12040，連接有例如檢測駕駛者之狀態之駕駛者狀態檢測部12041。駕駛者狀態檢測部12041包含例如拍攝駕駛者之相機，車內資訊檢測單元12040可基於自駕駛者狀態檢測部12041輸入之檢測資訊，算出駕駛者之疲勞程度或精神集中程度，亦可判斷駕駛者是否正在打瞌睡。
微電腦12051可基於以車外資訊檢測單元12030或車內資訊檢測單元12040取得之車內外之資訊，運算驅動力產生裝置、轉向機構或制動裝置之控制目標值，且對驅動系統控制單元12010輸出控制指令。例如，微電腦12051可進行以實現包含避開車輛碰撞或緩和衝擊、基於車間距離之追隨行駛、維持車速行駛、車輛之碰撞警告或車輛偏離車道警告等之ADAS(Advanced Driver Assistance System：先進駕駛輔助系統)之功能為目的之協調控制。
又，微電腦12051藉由基於車外資訊檢測單元12030或車內資訊檢測單元12040所取得之車輛周圍之資訊，控制驅動力產生裝置、轉向機構或制動裝置等，而進行以不依據駕駛者之操作而自律行駛之自動駕駛等為目的之協調控制。
又，微電腦12051可基於車外資訊檢測單元12030所取得之車外之資訊，對車體系統控制單元12020輸出控制指令。例如，微電腦12051可根據車外資訊檢測單元12030檢測到之前方車或對向車之位置控制頭燈，而進行將遠光燈切換成近光燈等以謀求防眩為目的之協調控制。
聲音圖像輸出部12052向可對車輛之搭乘者或車外視覺性或聽覺性通知資訊之輸出裝置發送聲音及圖像中之至少任一者之輸出信號。於圖36之例中，作為輸出裝置，例示擴音器12061、顯示部12062及儀表板12063。顯示部12062亦可包含例如車載顯示器及抬頭顯示器之至少一者。
圖37係顯示攝像部12031之設置位置之例之圖。
於圖37中，車輛12100具有攝像部12101、12102、12103、12104、12105作為攝像部12031。
攝像部12101、12102、12103、12104、12105設置於例如車輛12100之前保險桿、側視鏡、後保險桿、後門及車廂內之擋風玻璃之上部等位置。前保險桿所裝備之攝像部12101及車廂內之擋風玻璃之上部所裝備之攝像部12105主要取得車輛12100前方之圖像。側視鏡所裝備之攝像部12102、12103主要取得車輛12100側方之圖像。後保險桿或後門所裝備之攝像部12104主要取得車輛12100後方之圖像。攝像部12101及12105所取得之前方圖像主要用於檢測前方車輛或行人、障礙物、號誌機、交通標識或車道線等。
另，圖37中，顯示攝像部12101至12104之攝像範圍之一例。攝像範圍12111表示設於前保險桿之攝像部12101之攝像範圍，攝像範圍12112、12113分別表示設於側視鏡之攝像部12102、12103之攝像範圍，攝像範圍12114表示設於後保險桿或後門之攝像部12104之攝像範圍。例如，藉由使攝像部12101至12104所拍攝之圖像資料疊加，而獲得自上方觀察車輛12100之俯瞰圖像。
攝像部12101至12104之至少一者亦可具有取得距離資訊之功能。例如，攝像部12101至12104之至少一者可為包含複數個攝像元件之攝影機，亦可為具有相位差檢測用之像素之攝像元件。
例如，微電腦12051基於自攝像部12101至12104取得之距離資訊，求得攝像範圍12111至12114內與各立體物之距離、及該距離之時間變化(相對於車輛12100之相對速度)，藉此尤其可將位於車輛12100之行進路上最近之立體物、且為在與車輛12100大致相同之方向以特定速度(例如為0 km/h以上)行駛之立體物擷取為前方車。再者，微電腦12051可設定前方車於近前應預先確保之車間距離，進行自動剎車控制(亦包含停止追隨控制)或自動加速控制(亦包含追隨起動控制)等。如此，可進行以不依據駕駛者之操作而自律行駛之自動駕駛等為目的之協調控制。
例如，微電腦12051可基於自攝像部12101至12104所得之距離資訊，將與立體物相關之立體物資料分類成機車、普通車輛、大型車輛、行人、電線桿等其他立體物而加以擷取，並用於自動避開障礙物。例如，微電腦12051可將車輛12100周邊之障礙物識別為車輛12100之駕駛者可視認之障礙物與難以視認之障礙物。且，微電腦12051判斷表示與各障礙物碰撞之危險度之碰撞風險，當碰撞風險為設定值以上而有可能發生碰撞之狀況時，經由擴音器12061或顯示部12062對駕駛者輸出警報，或經由驅動系統控制單元12010進行強制減速或避開轉向，藉此可進行用以避開碰撞之駕駛支援。
攝像部12101至12104之至少一者亦可為檢測紅外線之紅外線相機。例如，微電腦12051可藉由判定攝像部12101至12104之攝像圖像中是否存在行人而辨識行人。該行人之辨識係根據例如擷取作為紅外線相機之攝像部12101至12104之攝像圖像之特徵點之次序、及對表示物體輪廓之一系列特徵點進行圖案匹配處理而判別是否為行人之次序而進行。若微電腦12051判定攝像部12101至12104之攝像圖像中存在行人，且辨識出行人，則聲音圖像輸出部12052以對該經識別之行人重疊顯示用以強調之方形輪廓線之方式，控制顯示部12062。另，聲音圖像輸出部12052亦可以將表示行人之圖標等顯示於期望之位置之方式控制顯示部12062。
以上，已對可適用本揭示技術之移動體控制系統之一例進行說明。本揭示之技術可適用於以上說明之構成中之攝像部12031。具體而言，上述實施形態及其變化例之攝像裝置1可適用於攝像部12031。藉由對攝像部12031適用本揭示之技術，可獲得雜訊較少之高精細之攝影圖像，因此，於移動體控制系統中可進行利用攝影圖像之高精度之控制。
＜應用例2＞ 圖38係顯示可適用本揭示之技術(本技術)之內視鏡手術系統之概略構成之一例的圖。
圖38中，圖示施術者(醫生)11131使用內視鏡手術系統11000，對病床11133上之患者11132進行手術之狀況。如圖所示，內視鏡手術系統11000由內視鏡11100、氣腹管11111或能量處置器械11122等其他之手術器械11110、支持內視鏡11100之支持臂裝置11120、及搭載有用於內視鏡下手術之各種裝置之台車11200構成。
內視鏡11100由將距離末端特定長度之區域插入至患者11132之體腔內之鏡筒11101、及連接於鏡筒11101之基端之相機頭11102構成。圖示之例中，圖示作為具有硬性鏡筒11101之所謂硬性鏡構成之內視鏡11100，但內視鏡11100亦可作為具有軟性鏡筒之所謂軟性鏡構成。
於鏡筒11101之末端，設有嵌入接物透鏡之開口部。於內視鏡11100連接有光源裝置11203，由該光源裝置11203產生之光藉由延設於鏡筒11101內部之光導被導光至該鏡筒之末端，並經由接物透鏡朝患者11132之體腔內之觀察對象照射。另，內視鏡11100可為直視鏡，亦可為斜視鏡或側視鏡。
於相機頭11102之內部設有光學系統及攝像元件，來自觀察對象之反射光(觀察光)藉由該光學系統而聚光於該攝像元件。藉由該攝像元件對觀察光進行光電轉換，產生對應於觀察光之電信號，即對應於觀察像之圖像信號。該圖像信號作為RAW資料被發送至相機控制單元(CCU：Camera Control Unit)11201。
CCU11201由CPU(Central Processing Unit：中央處理單元)或GPU(Graphics Processing Unit：圖形處理單元)等構成，且總括性控制內視鏡11100及顯示裝置11202之動作。再者，CCU11201自相機頭11102接收圖像信號，對該圖像信號實施例如顯像處理(解馬賽克處理)等用以顯示基於該圖像信號之圖像之各種圖像處理。
顯示裝置11202藉由來自CCU11201之控制，顯示基於由該CCU11201實施圖像處理後之圖像信號之圖像。
光源裝置11203例如由LED(Light Emitting Diode：發光二極體)等光源構成，且將拍攝手術部等時之照射光供給至內視鏡11100。
輸入裝置11204為針對內視鏡手術系統11000之輸入介面。使用者可經由輸入裝置11204，對內視鏡手術系統11000進行各種資訊之輸入或指示輸入。例如，使用者輸入變更內視鏡11100之攝像條件(照射光之種類、倍率及焦點距離等)之主旨的指示等。
處置器械控制裝置11205控制用於組織之燒灼、切開或血管之密封等之能量處置器械11112之驅動。氣腹裝置11206基於確保利用內視鏡11100之視野及確保施術者之作業空間之目的，為了使患者11132之體腔鼓起，而經由氣腹管11111對該體腔內送入氣體。記錄器11207係可記錄與手術相關之各種資訊之裝置。印表機11208係可以文字、圖像或圖表等各種形式印刷與手術相關之各種資訊之裝置。
另，將拍攝手術部時之照射光供給至內視鏡11100之光源裝置11203可由例如LED、雷射光源或藉由該等之組合構成之白色光源構成。藉由RGB雷射光源之組合構成白色光源之情形時，由於可高精度地控制各色(各波長)之輸出強度及輸出時序，故光源裝置11203中可進行攝像圖像之白平衡之調整。又，於該情形時，分時對觀察對象照射來自RGB雷射光源各者之雷射光，與該照射時序同步地控制相機頭11102之攝像元件之驅動，藉此，亦可分時拍攝與RGB各者對應之圖像。根據該方法，即便不於該攝像元件設置彩色濾光片，亦可獲得彩色圖像。
又，光源裝置11203亦可以每隔特定時間變更輸出之光之強度之方式控制其之驅動。藉由與其之光強度之變更時序同步地控制相機頭11102之攝像元件之驅動分時取得圖像，並合成該圖像，可產生無所謂之欠曝及過曝之高動態範圍之圖像。
又，光源裝置11203亦可構成為能供給對應於特殊光觀察之特定波長頻帶之光。特殊光觀察中，例如進行所謂之窄頻帶光觀察(Narrow Band Imaging)，即，利用身體組織中之光吸收之波長依存性，照射與通常觀察時之照射光(即白色光)相比更窄頻帶之光，藉此，以高對比度拍攝黏膜表層之血管等特定組織。或，特殊光觀察中，亦可進行藉由因照射激發光產生之螢光獲得圖像之螢光觀察。螢光觀察中，可對身體組織照射激發光，觀察來自該身體組織之螢光(自螢光觀察)，或將吲哚青綠(ICG)等試劑局部注入於身體組織，且對該身體組織照射對應於該試劑之螢光波長之激發光，獲得螢光像等。光源裝置11203可構成為能供給對應於此種特殊光觀察之窄頻帶光及/或激發光。
圖39係顯示圖38所示之相機頭11102及CCU11201之功能構成之一例的方塊圖。
相機頭11102具有透鏡單元11401、攝像部11402、驅動部11403、通信部11404及相機頭控制部11405。CCU11201具有通信部11411、圖像處理部11412及控制部11413。相機頭11102與CCU11201藉由傳送纜線11400可互相通信地連接。
透鏡單元11401係設置於與鏡筒11101之連接部之光學系統。自鏡筒11101之末端擷取之觀察光被導光至相機頭11102，並入射於該透鏡單元11401。透鏡單元11401係組合包含變焦透鏡及聚焦透鏡之複數個透鏡而構成。
攝像部11402以攝像元件構成。構成攝像部11402之攝像元件可為1個(所謂單板式)，亦可為複數個(所謂多板式)。攝像部11402以多板式構成之情形時，例如藉由各攝像元件產生與RGB之各者對應之圖像信號，並將其等合成而獲得彩色圖像。或，攝像部11402亦可構成為具有用以分別擷取對應於3D(Dimensional：維)顯示之右眼用及左眼用之圖像信號之1對攝像元件。藉由進行3D顯示，施術者11131可更正確地掌握手術部中之身組織之深度。另，攝像部11402以多板式構成之情形時，亦可對應於各攝像元件，設置複數個系統之透鏡單元11401。
又，攝像部11402可不必設置於相機頭11102。例如，攝像部11402亦可於鏡筒11101之內部設置於接物透鏡之正後方。
驅動部11403由致動器構成，藉由來自相機頭控制部11405之控制，使透鏡單元11401之變焦透鏡及聚焦透鏡沿光軸僅移動特定距離。藉此，可適當調整攝像部11402之攝像圖像之倍率及焦點。
通信部11404由用以與CCU11201之間收發各種資訊之通信裝置構成。通信部11404將自攝像部11402所得之圖像信號作為RAM資料，經由傳送纜線11400發送至CCU11201。
又，通信部11404自CCU11201接收用以控制相機頭11102之驅動之控制信號，並供給至相機頭控制部11405。該控制信號中包含例如指定攝像圖像之訊框率之主旨之資訊、指定攝像時之曝光值之主旨之資訊、及/或指定攝像圖像之倍率及焦點之主旨之資訊等與攝像條件相關之資訊。
另，上述訊框率或曝光值、倍率、焦點等之攝像條件可由使用者適當指定，亦可基於擷取之圖像信號由CCU11201之控制部11413自動設定。後者之情形時，將所謂AE(Auto Exposure：自動曝光)功能、AF(Auto Focus：自動聚焦)功能及AWB(Auto White Balance：自動白平衡)功能搭載於內視鏡11100。
相機頭控制部11405基於經由通信部11404接收到之來自CCU11201之控制信號，控制相機頭11102之驅動。
通信部11411由用以與相機頭11102之間收發各種資訊之通信裝置構成。通信部11411自相機頭11102接收經由傳送纜線11400發送之圖像信號。
又，通信部11411對相機頭11102發送用以控制相機頭11102之驅動之控制信號。圖像信號或控制信號可藉由電通信或光通信等發送。
圖像處理部11412對自相機頭11102發送之RAM資料即圖像信號實施各種圖像處理。
控制部11413進行與利用內視鏡11100拍攝手術部等、及藉由拍攝手術部等所得之攝像圖像之顯示相關之各種控制。例如，控制部11413產生用以控制相機頭11102之驅動之控制信號。
又，控制部11413基於由圖像處理部11412實施圖像處理後之圖像信號，使顯示裝置11202顯示手術部等映射之攝像圖像。此時，控制部11413亦可使用各種圖像辨識技術辨識攝像圖像內之各種物體。例如，控制部11413藉由檢測攝像圖像所含之物體之邊緣形狀或顏色等，可辨識鉗子等手術器械、特定之身體部位、出血、使用能量處置器械11122時之霧氣等。控制部11413使顯示裝置11202顯示攝像圖像時，亦可使用該辨識結果，使各種手術支援資訊與該手術部之圖像疊加顯示。藉由疊加顯示手術支援資訊，並對施術者11131提示，可減輕施術者11131之負擔，施術者11131可確實地進行手術。
連接相機頭11102及CCU11201之傳送纜線11400係對應於電信號通信之電信號纜線、對應於光通信之光纖、或該等之複合纜線。
此處，圖示之例中，使用傳送纜線11400以有線進行通信，但亦可以無線進行相機頭11102與CCU11201之間的通信。
以上，已對可適用本揭示之技術之內視鏡手術系統之一例進行說明。本揭示之技術可較佳適用於以上說明之構成中之設置於內視鏡11100之相機頭11102之攝像部11402。藉由對攝像部11402適用本揭示之技術，可將攝像部11402小型化或高精細化，因此，可提供小型或高精細之內視鏡11100。
以上，已列舉第1～第5實施形態及其等之變化例1～10、適用例以及應用例說明本揭示，但本揭示並非限定於上述實施形態等者，可進行各種變化。另，本說明書中所記載之效果僅為例示。本揭示之效果並非限定於本說明書中記載之效果者。本揭示亦可具有本說明書中記載之效果以外之效果。
另，本揭示亦可採取如下之構成。根據以下構成之本技術，於包含第1基板及第2基板之積層體中，於具有進行光電轉換之感測器像素之構成第1基板之第1半導體基板、與具有輸出基於自感測器像素輸出之電荷之像素信號之讀出電路之構成第2基板之第2半導體基板間，設有第1防氫擴散層，因此，使氫選擇性擴散至期望之區域。藉此，可使雜訊特性與光電二極體特性並存。 (1) 一種攝像裝置，其具備： 第1基板，其於第1半導體基板具有進行光電轉換之感測器像素； 第2基板，其於第2半導體基板，具有輸出基於自上述感測器像素輸出之電荷之像素信號的讀出電路，且積層於上述第1基板；及 第1防氫擴散層，其設置於上述第1半導體基板與上述第2半導體基板之間。 (2) 如上述(1)記載之攝像裝置，其中上述第1防氫擴散層具有2.7 g/cm以上且3.5 g/cm以下之膜密度。 (3) 如上述(1)或(2)記載之攝像裝置，其中包含上述第1基板及上述第2基板之積層體於較上述第1防氫擴散層更靠上述第2基板側，進而具有氫供給層。 (4) 如上述(1)至(3)中任一項記載之攝像裝置，其中包含上述第1基板及上述第2基板之積層體，相對於具有與上述第2基板對向之一面、及與上述一面對向之另一面之上述第1半導體基板，於上述一面側具有上述第1防氫擴散層，於上述另一面側進而具備第2防氫擴散層。 (5) 如上述(1)至(4)中任一項記載之攝像裝置，其中包含上述第1基板及上述第2基板之積層體於上述第1半導體基板與上述第2半導體基板間，具有層間絕緣膜、及設置於上述層間絕緣膜內之第1貫通配線，且 上述第1基板及上述第2基板藉由上述第1貫通配線而相互電性連接。 (6) 如上述(5)記載之攝像裝置，其中上述第1貫通配線於與上述層間絕緣膜間具有包含具含氧效應之金屬之金屬層。 (7) 如上述(1)至(6)中任一項記載之攝像裝置，其中上述第1基板進而具有處理上述像素信號之邏輯電路。 (8) 如上述(1)至(7)中任一項記載之攝像裝置，其中上述感測器像素具有：光電轉換元件；傳送電晶體，其與上述光電轉換元件電性連接；及浮動擴散區，其暫時保持經由上述傳送電晶體自上述光電轉換元件輸出之電荷；且 上述讀出電路具有：重設電晶體，其將上述浮動擴散區之電位重設為特定之電位；放大電晶體，其產生與保持於上述浮動擴散區之電荷位準對應之電壓之信號作為上述像素信號；及選擇電晶體，其控制來自上述放大電晶體之上述像素信號之輸出時序。 (9) 如上述(8)中之攝像裝置，其中上述第1基板構成為：於與上述第2基板對向之上述第1半導體基板之一面側，設有上述光電轉換元件、上述傳送電晶體及上述浮動擴散區，且 上述第2基板構成為於上述第2半導體基板之一面側設有上述讀出電路，且將與上述第2半導體基板之上述一面對向之另一面朝向上述第1半導體基板之上述一面側而貼合於上述第1基板。 (10) 如上述(9)記載之攝像裝置，其中上述第1半導體基板之一面及上述第2半導體基板之一面之界面態密度互不相同。 (11) 如上述(1)至(10)中任一項記載之攝像裝置，其進而具有：第3基板，其於上述第3半導體基板具有處理上述像素信號之邏輯電路；且 上述第1基板、上述第2基板及上述第3基板依次積層。 (12) 如上述(11)記載之攝像裝置，其中上述第2基板及上述第3基板於上述第2基板及上述第3基板各自具有焊墊電極之情形時，藉由上述焊墊電極彼此之接合而互相電性連接，於上述第3基板具有貫通上述第3半導體基板之第2貫通配線之情形時，藉由上述第2貫通配線而互相電性連接。 (13) 如上述(9)至(12)中任一項記載之攝像裝置，其進而具有第3基板，其於上述第3半導體基板具有處理上述像素信號之邏輯電路；且 上述第3基板構成為於上述第3半導體基板之一面側設有上述讀出電路，且將與上述第3半導體基板之上述一面對向之另一面朝向上述第2半導體基板之上述一面側而貼合於上述第2基板。 (14) 如上述(13)記載之攝像裝置，其中上述邏輯電路於與源極電極或汲極電極相接之雜質擴散區域之表面包含矽化物而構成。 (15) 如上述(12)至(14)中任一項記載之攝像裝置，其中上述感測器像素具有：光電轉換元件；傳送電晶體，其與上述光電轉換元件電性連接；及浮動擴散區，其暫時保持經由上述傳送電晶體自上述光電轉換元件輸出之電荷； 上述讀出電路具有：重設電晶體，其將上述浮動擴散區之電位重設為特定之電位；放大電晶體，其產生與保持於上述浮動擴散區之電荷位準對應之電壓之信號作為上述像素信號；及選擇電晶體，其控制來自上述放大電晶體之上述像素信號之輸出時序；且 包含上述第1基板及上述第2基板之積層體於上述第1半導體基板與上述第2半導體基板之間具有層間絕緣膜、及設置於上述層間絕緣膜內之第1貫通配線， 上述傳送電晶體之閘極經由上述第1貫通配線、及上述焊墊電極或上述第2貫通配線而電性連接於上述邏輯電路。 (16) 如上述(13)至(15)中任一項記載之攝像裝置，其中於上述第1半導體基板與上述第2半導體基板之間具有層間絕緣膜，且 上述第1基板於上述層間絕緣膜內進而具有沿與上述第1基板平行之方向延伸之閘極配線， 上述傳送電晶體之閘極經由上述閘極配線電性連接於上述邏輯電路。 (17) 如上述(15)或(16)記載之攝像裝置，其中上述第2基板對每4個之上述感測器像素具有上述讀出電路，且 複數條上述第1貫通配線於上述第1基板之面內，於第1方向帶狀地排列配置。 (18) 如上述(17)記載之攝像裝置，其中各上述感測器像素於上述第1方向、及與上述第1方向正交之第2方向矩陣狀配置，且 上述第2基板進而具有： 第1控制線，其電性連接於沿上述第2方向排列配置之各上述感測器像素之傳送電晶體之閘極； 第2控制線，其電性連接於沿上述第2方向排列配置之各上述重設電晶體之閘極； 第3控制線，其電性連接於沿上述第2方向排列配置之各上述選擇電晶體之閘極；及 輸出線，其電性連接於沿上述第1方向排列配置之各上述讀出電路之輸出端。
本申請案係基於2018年12月20日向日本專利廳申請之日本專利申請案號第2018-238179號而主張優先權者，該申請案之所有內容以引用之方式併入至本申請案中。
若為本領域之業者，則可根據設計上之要件或其他要因，而想到各種修正、組合、子組合及變更，但應理解，該等均為包含於隨附之申請專利範圍或與其均等物之範圍內者。
1:攝像裝置 2:攝像裝置 3:攝像裝置 5:攝像裝置 6:攝像裝置 7:攝像系統 10:第1基板 11:半導體基板 11S1:面 11S2:面 12:感測器像素 13:像素區域 14:周邊區域 15:讀出電路區域 20:第2基板 21:半導體基板 21A:區塊 21S1:面 21S2:面 22:讀出電路 23:像素驅動線 24:垂直信號線 26:低電阻區域 30:第3基板 31:半導體基板 31S1:面 31S2:面 32:邏輯電路 33:垂直驅動電路 34:行信號處理電路 34-1～34-m:ADC 34A:比較器 34B:增/減計數器 34C:傳送開關 34D:記憶體裝置 35:水平驅動電路 36:系統控制電路 37:水平輸出線 38:參考電壓供給部 38A:DAC 40:彩色濾光片 41:PD 42:P井層 43:元件分離部 44:p井層 45:固定電荷膜 46:絕緣層 47:貫通配線 48:貫通配線 50:受光透鏡 51:層間絕緣膜 51A:貫通孔 51B:貫通孔 52:絕緣層 53:絕緣層 54:貫通配線 55:連接配線 56:配線層 57:絕緣層 58:焊墊電極 59:連接部 61:層間絕緣膜 62:配線層 63:絕緣層 64:焊墊電極 65:貫通配線 66:焊墊電極 71:防氫擴散層 72:氫供給層 73:防氫擴散層 80:有機光電轉換部 90:第4基板 91:半導體基板 91S1:面 92:記憶體元件 93:層間絕緣層 94:配線層 95:絕緣層 96:焊墊電極 97:連接配線 98:貫通配線 141:光學系統 142:快門裝置 143:DSP電路 144:訊框記憶體 145:顯示部 146:記憶部 147:操作部 148:電源部 149:匯流排線 11000:內視鏡手術系統 11100:內視鏡 11101:鏡筒 11102:相機頭 11110:手術器械 11111:氣腹管 11112:能量處置器械 11120:支持臂裝置 11131:施術者 11132:患者 11133:病床 11200:台車 11201:CCU 11202:顯示裝置 11203:光源裝置 11204:輸入裝置 11205:處置器械控制裝置 11206:氣腹裝置 11207:記錄器 11208:印表機 11400:傳送纜線 11401:透鏡單元 11402:攝像部 11403:驅動部 11404:通信部 11405:相機頭控制部 11411:通信部 11412:圖像處理部 11413:控制部 12000:車輛控制系統 12001:通信網路 12010:驅動系統控制單元 12020:車體系統控制單元 12030:車外資訊檢測單元 12031:攝像部 12040:車內資訊檢測單元 12041:駕駛者狀態檢測部 12050:整合控制單元 12051:微電腦 12052:聲音圖像輸出部 12053:車載網路I/F 12061:擴音器 12062:顯示部 12063:儀表板 12100:車輛 12101～12105:攝像部 12111～12114:攝像範圍 AMP:放大電晶體 CS1:控制信號 CS2:控制信號 CS3:控制信號 CK:時脈 FD:浮動擴散區 FD1～FD4:浮動擴散區 H:第2方向 MCK:主時脈 PD1～PD4:光電二極體 RST:重設電晶體 S101～S105:步驟 Sec1:剖面 Sec2:剖面 SEL:選擇電晶體 SELG:配線 TG:傳送閘極 TR:傳送電晶體 TR1～TR4:傳送電晶體 TRG1～TRG4:配線 V:電壓 V:第1方向 VDD:電源線 Vout:輸出電壓 Vout1～Vout4:輸出電壓 Vref:參考電壓 VSS:電源線
圖1係顯示本揭示之第1實施形態之攝像裝置之垂直方向之剖面構成之一例的圖。 圖2係顯示圖1所示之攝像裝置之概略構成之一例之圖。 圖3係顯示圖1所示之感測器像素及讀出電路之一例之圖。 圖4係顯示圖1所示之感測器像素及讀出電路之一例之圖。 圖5係顯示圖1所示之感測器像素及讀出電路之一例之圖。 圖6係顯示圖1所示之感測器像素及讀出電路之一例之圖。 圖7係顯示複數個讀出電路與複數條垂直信號線之連接態樣之一例之圖。 圖8係顯示本揭示之第1實施形態之攝像裝置之垂直方向之剖面構成之另一例的圖。 圖9係顯示圖1所示之攝像裝置之水平方向之剖面構成之一例的圖。 圖10係顯示圖1所示之攝像裝置之水平方向之剖面構成之一例的圖。 圖11係顯示圖1所示之攝像裝置之水平面內之配線佈局之一例的圖。 圖12係顯示圖1所示之攝像裝置之水平面內之配線佈局之一例的圖。 圖13係顯示圖1所示之攝像裝置之水平面內之配線佈局之一例的圖。 圖14係顯示圖1所示之攝像裝置之水平面內之配線佈局之一例的圖。 圖15A係顯示圖1所示之攝像裝置之製造過程之一例之圖。 圖15B係顯示接續圖15A之製造過程之一例之圖。 圖15C係顯示接續圖15B之製造過程之一例之圖。 圖15D係顯示接續圖15C之製造過程之一例之圖。 圖15E係顯示接續圖15D之製造過程之一例之圖。 圖15F係顯示接續圖15E之製造過程之一例之圖。 圖15G係顯示接續圖15F之製造過程之一例之圖。 圖15H係顯示接續圖15G之製造過程之一例之圖。 圖16係顯示本揭示之第2實施形態之攝像裝置之垂直方向之剖面構成之一例的圖。 圖17係顯示本揭示之第3實施形態之攝像裝置之垂直方向之剖面構成之一例的圖。 圖18係顯示本揭示之第4實施形態之攝像裝置之垂直方向之剖面構成之一例的圖。 圖19係顯示本揭示之第5實施形態之攝像裝置之垂直方向之剖面構成之一例的圖。 圖20係顯示本揭示之第5實施形態之攝像裝置之垂直方向之剖面構成之另一例的圖。 圖21係顯示本揭示之變化例1之攝像裝置之垂直方向之剖面構成之一例的圖。 圖22係顯示本揭示之變化例2之攝像裝置之垂直方向之剖面構成之一例的圖。 圖23係顯示本揭示之變化例3之攝像裝置之水平方向之剖面構成之一例的圖。 圖24係顯示本揭示之變化例3之攝像裝置之水平方向之剖面構成之另一例的圖。 圖25係顯示本揭示之變化例4之攝像裝置之水平方向之剖面構成之一例的圖。 圖26係顯示本揭示之變化例5之攝像裝置之水平方向之剖面構成之一例的圖。 圖27係顯示本揭示之變化例6之攝像裝置之水平方向之剖面構成之一例的圖。 圖28係顯示本揭示之變化例6之攝像裝置之水平方向之剖面構成之另一例的圖。 圖29係顯示本揭示之變化例6之攝像裝置之水平方向之剖面構成之另一例的圖。 圖30係顯示本揭示之變化例7之攝像裝置之電路構成之一例之圖。 圖31係顯示積層3片基板構成本揭示之變化例8之圖30之攝像裝置之例的圖。 圖32係顯示將本揭示之變化例9之邏輯電路分開形成於設有感測器像素之基板、與設有讀出電路之基板之例的圖。 圖33係顯示將本揭示之變化例10之邏輯電路形成於第3基板之例之圖。 圖34係顯示具備上述第1～第5實施形態及其等之變化例1～10之攝像裝置之攝像系統之概略構成之一例的圖。 圖35係顯示圖34之攝像系統之攝像次序之一例之圖。 圖36係顯示車輛控制系統之概略構成之一例之方塊圖。 圖37係顯示車外資訊檢測部及攝像部之設置位置之一例之說明圖。 圖38係顯示內視鏡手術系統之概略構成之一例之圖。 圖39係顯示相機頭及CCU之功能構成之一例之方塊圖。
1:攝像裝置
10:第1基板
11:半導體基板
11S1:面
11S2:面
20:第2基板
21:半導體基板
21S1:面
21S2:面
22:讀出電路
23:像素驅動線
24:垂直信號線
30:第3基板
31:半導體基板
31S1:面
31S2:面
32:邏輯電路
40:彩色濾光片
41:PD
42:P井層
43:元件分離部
44:p井層
45:固定電荷膜
46:絕緣層
50:受光透鏡
51:層間絕緣膜
52:絕緣層
53:絕緣層
54:貫通配線
55:連接配線
56:配線層
57:絕緣層
58:焊墊電極
59:連接部
61:層間絕緣膜
62:配線層
63:絕緣層
64:焊墊電極
71:防氫擴散層
72:氫供給層
FD:浮動擴散區
Sec1:剖面
Sec2:剖面
TG:傳送閘極
TR:傳送電晶體

Claims (18)

  1. 一種攝像裝置，其具備： 第1基板，其於第1半導體基板具有進行光電轉換之感測器像素； 第2基板，其於第2半導體基板具有輸出基於自上述感測器像素輸出之電荷之像素信號的讀出電路，且積層於上述第1基板；及 第1防氫擴散層，其設置於上述第1半導體基板與上述第2半導體基板之間。
  2. 如請求項1之攝像裝置，其中上述第1防氫擴散層具有2.7 g/cm以上且3.5 g/cm以下之膜密度。
  3. 如請求項1之攝像裝置，其中包含上述第1基板及上述第2基板之積層體於較上述第1防氫擴散層更靠上述第2基板側，進而具有氫供給層。
  4. 如請求項1之攝像裝置，其中包含上述第1基板及上述第2基板之積層體，相對於具有與上述第2基板對向之一面、及與上述一面對向之另一面之上述第1半導體基板，於上述一面側具有上述第1防氫擴散層，於上述另一面側進而具備第2防氫擴散層。
  5. 如請求項1之攝像裝置，其中包含上述第1基板及上述第2基板之積層體於上述第1半導體基板與上述第2半導體基板間，具有層間絕緣膜、及設置於上述層間絕緣膜內之第1貫通配線，且 上述第1基板及上述第2基板藉由上述第1貫通配線而相互電性連接。
  6. 如請求項5之攝像裝置，其中上述第1貫通配線於與上述層間絕緣膜間具有包含具含氧效應之金屬之金屬層。
  7. 如請求項1之攝像裝置，其中上述第1基板進而具有處理上述像素信號之邏輯電路。
  8. 如請求項1之攝像裝置，其中上述感測器像素具有：光電轉換元件；傳送電晶體，其與上述光電轉換元件電性連接；及浮動擴散區，其暫時保持經由上述傳送電晶體自上述光電轉換元件輸出之電荷；且 上述讀出電路具有：重設電晶體，其將上述浮動擴散區之電位重設為特定之電位；放大電晶體，其產生與保持於上述浮動擴散區之電荷位準對應之電壓之信號作為上述像素信號；及選擇電晶體，其控制來自上述放大電晶體之上述像素信號之輸出時序。
  9. 如請求項8之攝像裝置，其中上述第1基板構成為：於與上述第2基板對向之上述第1半導體基板之一面側，設有上述光電轉換元件、上述傳送電晶體及上述浮動擴散區，且 上述第2基板構成為於上述第2半導體基板之一面側設有上述讀出電路，且將與上述第2半導體基板之上述一面對向之另一面朝向上述第1半導體基板之上述一面側而貼合於上述第1基板。
  10. 如請求項9之攝像裝置，其中上述第1半導體基板之一面及上述第2半導體基板之一面之界面態密度互不相同。
  11. 如請求項1之攝像裝置，其進而具有：第3基板，其於上述第3半導體基板具有處理上述像素信號之邏輯電路；且 上述第1基板、上述第2基板及上述第3基板依次積層。
  12. 如請求項11之攝像裝置，其中上述第2基板及上述第3基板於上述第2基板及上述第3基板各自具有焊墊電極之情形時，藉由上述焊墊電極彼此之接合而互相電性連接，於上述第3基板具有貫通上述第3半導體基板之第2貫通配線之情形時，藉由上述第2貫通配線而互相電性連接。
  13. 如請求項9之攝像裝置，其進而具有第3基板，其於上述第3半導體基板具有處理上述像素信號之邏輯電路；且 上述第3基板構成為於上述第3半導體基板之一面側設有上述邏輯電路，且將與上述第3半導體基板之上述一面對向之另一面朝向上述第2半導體基板之上述一面側而貼合於上述第2基板。
  14. 如請求項13之攝像裝置，其中上述邏輯電路於與源極電極或汲極電極相接之雜質擴散區域之表面包含矽化物而構成。
  15. 如請求項12之攝像裝置，其中上述感測器像素具有：光電轉換元件；傳送電晶體，其與上述光電轉換元件電性連接；及浮動擴散區，其暫時保持經由上述傳送電晶體自上述光電轉換元件輸出之電荷； 上述讀出電路具有：重設電晶體，其將上述浮動擴散區之電位重設為特定之電位；放大電晶體，其產生與保持於上述浮動擴散區之電荷位準對應之電壓之信號作為上述像素信號；及選擇電晶體，其控制來自上述放大電晶體之上述像素信號之輸出時序；且 包含上述第1基板及上述第2基板之積層體於上述第1半導體基板與上述第2半導體基板之間具有層間絕緣膜、及設置於上述層間絕緣膜內之第1貫通配線， 上述傳送電晶體之閘極經由上述第1貫通配線及上述焊墊電極或上述第2貫通配線而電性連接於上述邏輯電路。
  16. 如請求項13之攝像裝置，其中於上述第1半導體基板與上述第2半導體基板之間具有層間絕緣膜，且 上述第1基板於上述層間絕緣膜內進而具有沿與上述第1基板平行之方向延伸之閘極配線， 上述傳送電晶體之閘極經由上述閘極配線電性連接於上述邏輯電路。
  17. 如請求項15之攝像裝置，其中上述第2基板對每4個之上述感測器像素具有上述讀出電路，且 複數條上述第1貫通配線於上述第1基板之面內，於第1方向帶狀地排列配置。
  18. 如請求項17之攝像裝置，其中各上述感測器像素於上述第1方向、及與上述第1方向正交之第2方向矩陣狀配置，且 上述第2基板進而具有： 第1控制線，其電性連接於沿上述第2方向排列配置之各上述感測器像素之傳送電晶體之閘極； 第2控制線，其電性連接於沿上述第2方向排列配置之各上述重設電晶體之閘極； 第3控制線，其電性連接於沿上述第2方向排列配置之各上述選擇電晶體之閘極；及 輸出線，其電性連接於沿上述第1方向排列配置之各上述讀出電路之輸出端。
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