WO2021140936A1 - 受光装置 - Google Patents

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light receiving
light
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健太郎 秋山
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Sony Semiconductor Solutions Corp
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    • H10W46/301—Marks applied to devices, e.g. for alignment or identification for alignment

Definitions

  • This disclosure relates to a light receiving device.
  • Alignment of chips at the time of joining is performed, for example, by detecting an alignment mark provided for alignment on each chip. According to this, by controlling the position of each chip so that the alignment marks provided on each chip have a predetermined positional relationship, the positional relationship between the chips can be controlled with high accuracy.
  • the light receiving device includes a first chip including a pixel region provided with sensor pixels, and a processing circuit for processing a sensor signal output from the sensor pixels, and includes the first chip. It includes a laminated second chip and a first alignment mark provided in the pixel region of the first chip corresponding to the second alignment mark provided on the second chip.
  • the first chip including the pixel region provided with the sensor pixel and the second chip including the processing circuit for processing the sensor signal output from the sensor pixel are the first.
  • the first alignment mark provided in the pixel region of one chip and the second alignment mark provided in the second chip are aligned and laminated.
  • the light receiving device can provide the alignment mark for alignment used when stacking the chips with each other in a more efficient arrangement.
  • FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing the overall configuration of the light receiving device 1.
  • the light receiving device 1 is, for example, a back-illuminated CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) image sensor.
  • CMOS Complementary Metal-Oxide-Semiconductor
  • the light receiving device 1 is provided, for example, in a laminated structure of the first chip 10 and the second chip 20.
  • the "chip” includes any of a wafer on which a plurality of semiconductor devices are formed and an individual piece (chip) obtained by cutting the wafer for each semiconductor device. That is, the light receiving device 1 may be any of a wafer and a wafer, a wafer and a chip, or a light receiving device in which a chip and a chip are laminated.
  • the first chip 10 has a photoelectric conversion function and outputs a sensor signal based on the amount of received light. Specifically, the first chip 10 is provided with a pixel region 50 in which a plurality of sensor pixels 51 are two-dimensionally arranged in a matrix. The first chip 10 photoelectrically converts the received light at each of the sensor pixels 51, and outputs a sensor signal based on the electric charge generated by the photoelectric conversion to the second chip 20.
  • the first chip 10 is provided by laminating a multilayer wiring layer 110 on a semiconductor substrate 100.
  • the first chip 10 is laminated with the second chip 20 by making the multilayer wiring layer 110 face the multilayer wiring layer 210 of the second chip 20.
  • the main surface opposite to the main surface facing the second chip 20 is the light receiving surface.
  • the semiconductor substrate 100 is, for example, a substrate made of a semiconductor such as Si (silicon).
  • the semiconductor substrate 100 is provided with a photodiode (Photo Diode: PD) for each sensor pixel 51.
  • PD Photo Diode
  • the multilayer wiring layer 110 includes, for example, an electrode 111, a contact 113, a wiring layer 115, and an interlayer insulating film 117.
  • the electrode 111 is provided on the semiconductor substrate 100 and functions as an electrode of a transistor or the like.
  • the electrode 111 may be provided, for example, with polysilicon.
  • the contact 113 is provided so as to penetrate the interlayer insulating film 117 in the film thickness direction, and electrically connects the electrode 111, the wiring layer 115, and the like.
  • the contact 113 may be provided with, for example, a metal such as W (tungsten), Ti (titanium), or Ta (tantalum), or a compound of these metals.
  • the interlayer insulating film 117 electrically separates the electrodes 111, the contacts 113, the wiring layer 115, and the like.
  • the interlayer insulating film 117 may be provided with, for example, SiO 2 (silicon dioxide) or SiN (silicon nitride).
  • the wiring layer 115 outputs the electric charge taken out from the photodiode provided for each sensor pixel 51 and the sensor signal based on the electric charge to the processing circuit or the like.
  • the wiring layer 115 may be provided with, for example, a metal such as Cu (copper) or Al (aluminum).
  • the first chip 10 is provided with a connection hole 121.
  • the connection hole 121 is provided so as to penetrate a part of the multilayer wiring layer 110 and the semiconductor substrate 100, and exposes the pad electrode 122 provided in the multilayer wiring layer 110.
  • the pad electrode 122 is provided with, for example, Al (aluminum) or the like, and functions as an external connection terminal for inputting / outputting signals to / from the outside.
  • the second chip 20 includes a processing circuit that processes the sensor signal output from the first chip 10. Specifically, the second chip 20 is provided with a plurality of MOSFETs (Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor). The second chip 20 processes the sensor signal output from the first chip 10 by a processing circuit composed of a plurality of MOSFETs.
  • MOSFETs Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor
  • the second chip 20 including the processing circuit for processing the sensor signal is provided smaller in order to increase the theoretical yield that can be formed from one wafer.
  • the size of the pixel region 50 including the sensor pixel 51 that receives the incident light is designed based on the optical specifications. Therefore, the plane area of the second chip 20 can be smaller than the plane area of the first chip 10.
  • the second chip 20 is provided by laminating the multilayer wiring layer 210 on the semiconductor substrate 200.
  • the second chip 20 is laminated with the first chip 10 by making the multilayer wiring layer 210 face the multilayer wiring layer 110 of the first chip 10.
  • the multilayer wiring layer 210 includes, for example, an electrode 211, a contact 213, a wiring layer 215, and an interlayer insulating film 217.
  • the electrode 211 is provided on the semiconductor substrate 200 and functions as an electrode of a plurality of MOSFETs.
  • the electrode 211 may be provided, for example, with polysilicon.
  • the contact 213 is provided so as to penetrate the interlayer insulating film 217 in the film thickness direction, and electrically connects the electrode 211, the wiring layer 215, and the like.
  • the contact 213 may be provided with, for example, a metal such as W (tungsten), Ti (titanium), or Ta (tantalum), or a compound of these metals.
  • the interlayer insulating film 217 electrically separates the electrodes 211, the contacts 213, the wiring layer 215, and the like.
  • the interlayer insulating film 217 may be provided, for example, with SiO 2 (silicon dioxide) or SiN (silicon nitride).
  • the wiring layer 215 electrically connects a plurality of MOSFETs constituting a processing circuit for processing a sensor signal.
  • the wiring layer 215 may be provided with, for example, a metal such as Cu (copper) or Al (aluminum).
  • the first chip 10 and the second chip 20 may be electrically connected by, for example, a metal bonding structure 123 such as Cu—Cu bonding.
  • the metal bonding structure 123 is formed by bringing metal electrodes exposed on opposite surfaces of the multilayer wiring layer 110 and the multilayer wiring layer 210 into contact with each other and then bonding the metal electrodes to each other by heat treatment or the like.
  • the first chip 10 and the second chip 20 may be electrically connected by through electrodes provided between the multilayer wiring layer 110 and the multilayer wiring layer 210.
  • a protective layer 31 On the main surface (that is, the light receiving surface) of the first chip 10 opposite to the main surface laminated with the second chip 20, for example, a protective layer 31, an interpixel separation film 32, a color filter 33, and an on-chip lens 34 is provided.
  • the protective layer 31 is provided on the light receiving surface side of the semiconductor substrate 100 of the first chip 10 and protects the semiconductor substrate 100 provided with the photodiode from the external environment.
  • the protective layer 31 may be provided with, for example, SiO 2 (silicon dioxide) or SiN (silicon nitride).
  • the inter-pixel separation film 32 is provided on the light receiving surface side of the semiconductor substrate 100 of the first chip 10 in order to suppress crosstalk between the sensor pixels 51.
  • the inter-pixel separation membrane 32 may be provided between each of the sensor pixels 51 by using a light-shielding material such as W (tungsten).
  • the color filter 33 is, for example, one of a red (R) filter, a green (G) filter, a blue (B) filter, and a white filter (W).
  • the color filter 33 is provided for each sensor pixel 51 in a regular arrangement such as a Bayer arrangement. According to this, the light receiving device 1 can acquire the sensor signal for each color corresponding to the color arrangement of the color filter 33 at each of the sensor pixels 51.
  • the on-chip lens 34 is provided on the light receiving surface side of the first chip 10 for each sensor pixel 51.
  • the on-chip lens 34 collects the incident light on a photodiode provided for each sensor pixel 51.
  • the shape of the on-chip lens 34 can be appropriately designed according to the size of the sensor pixel 51.
  • the on-chip lens 34 may be provided with, for example, a transparent organic resin such as an acrylic resin, or SiO 2 (silicon dioxide).
  • an embedded insulating layer 41 and a support substrate 40 are provided on the main surface of the second chip 20 opposite to the main surface laminated with the first chip 10.
  • the embedded insulating layer 41 is provided so as to embed the second chip 20 on the main surface of the second chip 20 on the side opposite to the main surface laminated with the first chip 10.
  • the embedded insulating layer 41 can protect the second chip 20 from the external environment by embedding the second chip 20. Further, the embedded insulating layer 41 embeds the second chip 20 having a plane area smaller than that of the first chip 10, so that the main surface of the second chip 20 opposite to the main surface laminated with the first chip 10 can be formed. Can be flattened.
  • the embedded insulating layer 41 may be provided with, for example, an organic resin or an inorganic insulator such as SiO 2 (silicon dioxide) or SiN (silicon nitride).
  • the support substrate 40 is provided on the main surface of the embedded insulating layer 41 on the side opposite to the main surface laminated with the second chip 20.
  • the support substrate 40 maintains the overall rigidity and strength of the light receiving device 1 by supporting the laminated body of the first chip 10 and the second chip 20.
  • the support substrate 40 may be, for example, a resin substrate, a glass substrate, a quartz substrate, a silicon substrate, or the like.
  • FIG. 2 is a vertical cross-sectional view illustrating the outline of the first alignment mark 119 and the second alignment mark 219 in the first embodiment.
  • 3A and 3B are schematic perspective views showing specific examples of the first chip 10 and the second chip 20 to be bonded.
  • FIG. 4 is a plan view showing an example of the arrangement of the first alignment mark 119 and the second alignment mark 219 on the first chip 10 and the second chip 20.
  • the manufacturing process of the light receiving device 1 includes a step of bonding the first chip 10 and the second chip 20.
  • the step of laminating the first chip 10 and the second chip 20 in order to align the positions of the wiring layer 115 and the wiring layer 215 or the positions of the metal bonding structure 123 on each chip, the first chip 10 and the second chip are aligned. It is important to control the bonding position of 20 with high accuracy.
  • the first alignment mark 119 is provided on the multilayer wiring layer 110 of the first chip 10
  • the second alignment mark 219 is provided on the multilayer wiring layer 210 of the second chip 20.
  • the first alignment mark 119 and the second alignment mark 219 are detected by using the detection light DL, so that the first chip 10 and the second chip 20 are on a flat surface. It is possible to control the positional relationship of.
  • the detection of the first alignment mark 119 and the second alignment mark 219 is performed by detecting the reflected light of the detection light DL by the first alignment mark 119 and the second alignment mark 219.
  • the first alignment mark 119 and the second alignment mark 219 may be provided with a metal material such as Al (aluminum).
  • the first alignment mark 119 and the second alignment mark 219 may be provided on the bonding surface side of the multilayer wiring layer 110 and the multilayer wiring layer 210, respectively, in order to further improve the alignment accuracy.
  • the chip area of the first chip 10 can be used more efficiently by providing the first alignment mark 119 inside the pixel area 50 of the first chip 10. Further, in the light receiving device 1 according to the present embodiment, it is possible to more flexibly control the bonding position of the second chip 20 with respect to the first chip 10.
  • a first wafer 11 (corresponding to the first chip 10) on which a plurality of semiconductor devices 11A are formed and a second wafer 21 (second) on which a plurality of semiconductor devices 21A are formed.
  • the first alignment mark 119 and the second alignment mark 219 are attached to the chip 20
  • the first alignment mark 119 and the second alignment mark 219 are provided for each of the first wafer 11 and the second wafer 21. Therefore, after the first wafer 11 and the second wafer 21 are cut into individual pieces to form a laminate of the semiconductor device 11A and the semiconductor device 21A, each of the laminates of the semiconductor device 11A and the semiconductor device 21A has a first The alignment mark 119 and the second alignment mark 219 will not remain.
  • the semiconductor devices 11A (corresponding to the first chip 10) formed on the first wafer 11 are individually separated into the semiconductor devices 22A and 23A (on the second chip 20).
  • the first alignment mark 119 and the second alignment mark 219 are provided for each of the semiconductor device 11A and the semiconductor devices 22A and 23A. Therefore, even after the first wafer 11 is cut into individual pieces to form a laminate of the semiconductor device 11A and the semiconductor devices 22A and 23A, the first alignment is formed on each of the laminates of the semiconductor device 11A and the semiconductor devices 22A and 23A.
  • the mark 119 and the second alignment mark 219 will remain.
  • the first alignment mark 119 when the first alignment mark 119 is not provided inside the pixel region 50 of the semiconductor device 11A (corresponding to the first chip 10), a region for the first alignment mark 119 is separately provided in the semiconductor device 11A. become. In such a case, the size of the semiconductor device 11A becomes larger. Further, when the first alignment mark 119 is not provided inside the pixel region 50 of the semiconductor device 11A, the size of the semiconductor device 11A and the individualized semiconductor devices 22A and 23A (corresponding to the second chip 20) are large. Therefore, there is a possibility that the bonding position of the second chip 20 with respect to the first chip 10 is not appropriate.
  • the first alignment mark 119 and the second alignment mark 219 are arranged more efficiently by providing the first alignment mark 119 inside the pixel region 50 of the first chip 10. Can be done. According to this, in the light receiving device 1, the bonding position of the second chip 20 with respect to the first chip 10 and the size of the second chip 20 can be changed more flexibly. Further, the light receiving device 1 can attach a plurality of second chips 20 provided with processing circuits having different functions to appropriate positions of the first chip 10 for each function.
  • the detection light DL may be incident on, for example, from the semiconductor substrate 200 side of the second chip 20.
  • the multilayer wiring layer 210 and the semiconductor substrate 200 in the region provided with the first alignment mark 119 and the second alignment mark 219 Is preferably not provided with elements such as a wiring layer 215 and a transistor.
  • the first alignment mark 119 and the second alignment mark 219 are the first chip 10 and the first chip 10. At least two or more may be provided on the second chip 20. In such a case, any one or more of the first alignment mark 119 and the second alignment mark 219 provided in two or more are provided inside the pixel region 50. Therefore, according to the light receiving device 1 according to the present embodiment, the first alignment mark 119 and the second alignment mark 219 can be provided at a plurality of places, so that the first chip 10 and the second chip 20 can improve the alignment accuracy. Can be enhanced.
  • the first alignment mark 119 and the second alignment mark 219 are two diagonally present on the rectangular shape of the second chip 20. It may be provided at least in the corner. In such a case, the first alignment mark 119 and the second alignment mark 219 can efficiently improve the alignment accuracy of the first chip 10 and the second chip 20 even in a smaller number of places.
  • the first alignment mark 119 and the second alignment mark 219 are provided at least at four corners of the rectangular shape of the second chip 20. May be done. In such a case, the first alignment mark 119 and the second alignment mark 219 can further improve the alignment accuracy of the first chip 10 and the second chip 20.
  • FIGS. 5A and 5B are schematic views showing a configuration example of the first alignment mark 119 and the second alignment mark 219. Note that FIGS. 5A and 5B show the planar shapes when the first alignment mark 119 and the second alignment mark 219 are viewed in a plan view from the stacking direction of the light receiving device 1.
  • the planar shapes of the first alignment mark 119 and the second alignment mark 219 may be provided in shapes corresponding to each other in order to perform alignment on the planar surface.
  • the first alignment mark 119 may be provided in a rectangular shape
  • the second alignment mark 219 may be provided in a rectangular frame shape surrounding the circumference of the first alignment mark 119.
  • the first alignment mark 119 and the second alignment mark 219 can measure the distance between the first alignment mark 119 and the second alignment mark 219 in two directions orthogonal to each other (in the vertical direction and the horizontal direction in FIG. 5A). .. Therefore, by controlling the distance between the first alignment mark 119 and the second alignment mark 219 in the two directions (that is, the vertical direction and the horizontal direction) orthogonal to each other to a predetermined value, the first chip 10 and the second chip 20 are predetermined. It is possible to have a positional relationship of.
  • the planar shapes of the first alignment mark 119 and the second alignment mark 219 are interchangeable. That is, the second alignment mark 219 may be provided in a rectangular shape, and the first alignment mark 119 may be provided in a rectangular frame shape surrounding the circumference of the second alignment mark 219.
  • the first alignment mark 119 and the second alignment mark 219 may have a planar shape formed by arranging a plurality of conductor layers 619 extending in the same direction in parallel.
  • the conductor layer 619 can function as a polarizer. Specifically, the conductor layer 619 can reflect linearly polarized light oscillating in a direction parallel to the extending direction and transmit linearly polarized light oscillating in a direction orthogonal to the extending direction.
  • the first alignment mark 119 and the second alignment mark 219 composed of the plurality of conductor layers 619 are made of Al (
  • the detection light DL can be reflected in the same manner as when it is formed of a single film (that is, a solid film) of a metal material such as aluminum).
  • the first alignment mark 119 and the second alignment mark 219 are composed of a plurality of conductor layers 619, so that the pattern density can be lowered. According to this, the light receiving device 1 can suppress the reflection of light by the first alignment mark 119 and the second alignment mark 219. Therefore, the light receiving device 1 can suppress the increase of background noise in the sensor pixel 51 in the region where the first alignment mark 119 and the second alignment mark 219 are provided.
  • the repeating pitch pa on which the conductor layer 619 is provided is equal to or smaller than the size of the sensor pixel 51.
  • the repeating pitch pa on which the conductor layer 619 is provided is preferably 5 ⁇ m or less.
  • the repeating pitch pa on which the conductor layer 619 is provided may be uniform or non-uniform.
  • the size of the sensor pixel 51 means the size (length of one side) of the minimum repeating pattern of pixels capable of reading out the charge photoelectrically converted by the photodiode.
  • the size of the sensor pixel 51 may be the length of one side of the square shape.
  • the size of the sensor pixel 51 may be the length of the short side of the rectangular shape.
  • 6A to 6C are schematic views illustrating variations in the planar shape of the first alignment mark 119 and the second alignment mark 219.
  • 6A to 6C show the planar shapes when the first alignment mark 119 and the second alignment mark 219 are viewed in a plan view from the stacking direction of the light receiving device 1.
  • the first alignment mark 119 may be provided in a shape in which the vertices of the four corners are removed from the rectangular frame shape and the four sides are separated from each other.
  • the second alignment mark 219 may be provided in a frame shape surrounding the circumference of the first alignment mark 119. According to such a planar shape, the first alignment mark 119 and the second alignment mark 219 are located on the sides of the frame shape of each other and are orthogonal to each other in two directions (vertical direction and horizontal direction in FIG. 6A). It becomes possible to measure the interval.
  • the first alignment mark 119 may be provided in five rectangular shapes arranged at positions corresponding to the vertices and centers of the quadrangle.
  • the second alignment mark 219 includes a rectangular shape in the center of the first alignment mark 119, and has a polygonal shape extending in a cross shape between the four rectangular shapes of the first alignment mark 119, and the first alignment mark 119. It may be provided in a frame shape surrounding the four rectangular shapes. According to such a planar shape, the first alignment mark 119 and the second alignment mark 219 are formed between the five rectangular shapes of the first alignment mark 119 and the polygonal shape or the frame shape of the second alignment mark 219. , It is possible to measure the distance between each other in two directions orthogonal to each other (in FIG. 6B, the vertical direction and the horizontal direction).
  • the first alignment mark 119 may be provided in a cross shape consisting of two straight lines orthogonal to each other.
  • the second alignment mark 219 may be provided in four rectangular shapes arranged at positions sandwiching the two straight lines forming the cross shape of the first alignment mark 119. According to such a planar shape, the first alignment mark 119 and the second alignment mark 219 have two directions orthogonal to each other between the cross shape and the four rectangular shapes (vertical direction and horizontal direction in FIG. 6C). It is possible to measure the distance between each other.
  • the distance between the first alignment mark 119 and the second alignment mark 219 in the two directions (that is, the vertical direction and the horizontal direction) orthogonal to each other is controlled to a predetermined value. Therefore, the first chip 10 and the second chip 20 can be in a predetermined positional relationship.
  • the first alignment mark 119 and the second alignment mark 219 shown in FIGS. 6A to 6C may also be composed of a plurality of conductor layers 619 extending in parallel in the same direction as in FIG. 5B. Further, also in FIGS. 6A to 6C, the planar shapes of the first alignment mark 119 and the second alignment mark 219 are interchangeable.
  • FIGS. 7 to 9. 7 and 8 are vertical cross-sectional views for explaining the outline of the first alignment mark 129 and the second alignment mark 229 in the second embodiment.
  • FIG. 9 is a schematic view showing a configuration example of the first alignment mark 129 and the second alignment mark 229 superimposed on the wiring layer 115. Note that FIG. 9 shows the planar shape when the first alignment mark 129 and the second alignment mark 229 are viewed in a plan view from the stacking direction of the light receiving device 1.
  • the first alignment mark 129 is provided inside the pixel region 50 of the first chip 10
  • the region where the first alignment mark 129 and the second alignment mark 229 are provided is provided.
  • the first chip 10 (that is, the multilayer wiring layer 110 and the semiconductor substrate 100) is provided with a photodiode and a wiring layer 115.
  • the second chip 20 (that is, the multilayer wiring layer 210 and the semiconductor substrate 200) in the region where the first alignment mark 119 and the second alignment mark 219 are provided is provided. ), It is desired that an element such as a wiring layer 215 and a transistor is provided in the same region as in other regions.
  • the second chip 20 in the region where the first alignment mark 119 and the second alignment mark 219 are provided is provided with elements such as a wiring layer 215 and a transistor, as in the other regions. ..
  • the detection light DL transmits through the wiring layer 115 (FIG. 7) provided in the multilayer wiring layer 110 or the wiring layer 215 (FIG. 8) provided in the multilayer wiring layer 210. , It is desired that the light is reflected by the first alignment mark 129 and the second alignment mark 229.
  • the wiring layers 115 and 215 in the region where the first alignment mark 129 and the second alignment mark 229 are provided are provided so as to extend in parallel in the same direction. Be done.
  • the wiring layers 115 and 215 may be provided with, for example, a metal such as Cu (copper) or Al (aluminum).
  • the plurality of wiring layers 115 and 215 extending in parallel in the same direction form a so-called wire grid, they can function as a polarizer.
  • such wiring layers 115 and 215 can reflect linearly polarized light oscillating in a direction parallel to the extending direction and transmit linearly polarized light oscillating in a direction orthogonal to the extending direction. Therefore, by using linearly polarized light that vibrates in the direction perpendicular to the extending direction of the wiring layers 115 and 215 for the detection light DL, the detection light DL passes through the wiring layers 115 and 215 and exists on the back side in the irradiation direction. It can be reflected by the first alignment mark 129 and the second alignment mark 229.
  • the arrangement pitch of the plurality of wiring layers 115 and 215 extending in parallel in the same direction may be appropriately selected depending on, for example, the wavelength of the light used for the detection light DL. Specifically, even if the arrangement pitch of the wiring layers 115 and 215 is selected so as to more efficiently transmit the detection light DL, which is linearly polarized light that vibrates in the direction perpendicular to the extending direction of the wiring layers 115 and 215. Good.
  • the plane shapes of the first alignment mark 129 and the second alignment mark 229 are provided in shapes corresponding to each other in order to perform alignment on the plane, as in the first embodiment.
  • the first alignment mark 129 may be provided in a rectangular shape
  • the second alignment mark 229 may be provided in a rectangular frame shape surrounding the circumference of the first alignment mark 129. Since the materials and configurations of the first alignment mark 129 and the second alignment mark 229 are substantially the same as those of the first embodiment, detailed description thereof will be omitted here.
  • the planar shapes of the first alignment mark 129 and the second alignment mark 229 are interchangeable. That is, the second alignment mark 229 may be provided in a rectangular shape, and the first alignment mark 129 may be provided in a rectangular frame shape surrounding the circumference of the second alignment mark 229.
  • FIG. 10 is a schematic view showing a configuration example of the wiring layers 115 and 215 in the modified example of the second embodiment.
  • FIG. 11 is a schematic view showing a configuration example of the first alignment mark 129 and the second alignment mark 229.
  • the region where the first alignment mark 129 and the second alignment mark 229 and the first alignment mark 129 and the second alignment mark 229 are provided is provided.
  • the wiring layer 115 and the wiring layer 215 may be provided with a wire grid structure extending in a direction orthogonal to each other.
  • the wiring layers 115 and the wiring layers 215 provided in the multilayer wiring layers 110 and 210 are used as wirings extending in parallel with each other in the first direction (Y direction in FIG. 10). It may be provided. Further, in the first alignment mark 129 and the second alignment mark 229, as shown in FIG. 11, a plurality of conductor layers 629 extending in the second direction (X direction in FIG. 11) orthogonal to the first direction are arranged in parallel. By doing so, a planar shape may be formed.
  • the wiring layer 115 and the wiring layer 215, and the first alignment mark 129 and the second alignment mark 229 can function as a polarizer. Therefore, the wiring layer 115 and the wiring layer 215 can reflect the linearly polarized light vibrating in the Y direction and transmit the linearly polarized light vibrating in the X direction. Further, the first alignment mark 129 and the second alignment mark 229 can reflect the linearly polarized light vibrating in the X direction and transmit the linearly polarized light vibrating in the Y direction.
  • the detection light DL passes through the wiring layer 115 and the wiring layer 215 and is first aligned. It will be reflected at the mark 129 and the second alignment mark 229.
  • the detection light DL is the wiring layer 115 and the wiring layer 215 provided so as to be superimposed on the first alignment mark 129 and the second alignment mark 229.
  • the first alignment mark 129 and the second alignment mark 229 can be detected without being reflected or scattered.
  • the linearly polarized light transmitted through the first alignment mark 129 and the second alignment mark 229 can be reflected by the wiring layer 115 or the wiring layer 215 provided behind the first alignment mark 129 and the second alignment mark 229.
  • the sex can be reduced. Therefore, in the light receiving device 1 according to the modified example of the second embodiment, the detection noise can be reduced by suppressing the reflection of the detection light DL inside the light receiving device 1.
  • the wiring layer 115 and the wiring layer 215 may be provided with a metal such as Cu (copper) or Al (aluminum), for example.
  • the arrangement pitch pw of the wiring layers 115 and 215 is preferably less than or equal to the size of the sensor pixel 51, and specifically preferably less than or equal to 5 ⁇ m, from the viewpoint of suppressing reflection of reflected light on the sensor pixel 51. .. Further, when near-infrared light is used as the detection light DL, the arrangement pitch pw of the wiring layers 115 and 215 is preferably 1 ⁇ m or less, which is the wavelength of the near-infrared light, from the viewpoint of further enhancing the characteristics of the polarizer. ..
  • the conductor layer 629 constituting the first alignment mark 129 and the second alignment mark 229 may be provided with, for example, a metal material such as Al (aluminum).
  • the repeating pitch pa of the conductor layer 629 constituting the first alignment mark 129 and the second alignment mark 229 is preferably smaller than or equal to the size of the sensor pixel 51 in order to suppress reflection of incident light on the sensor pixel 51.
  • the size of the sensor pixel 51 is the size of the minimum repeating pattern (length of one side) of the pixel capable of reading out the charge photoelectrically converted by the photodiode, as described in the first embodiment. means.
  • FIG. 12 is a block diagram showing an example of a schematic configuration of an imaging system 900 including the light receiving device 1 according to the present embodiment.
  • FIG. 13 is a flowchart showing the flow of the imaging operation in the imaging system 900.
  • the imaging system 900 is, for example, an imaging device such as a digital still camera or a video camera, or a mobile terminal device having an imaging function such as a smartphone or a tablet terminal.
  • the image pickup system 900 includes, for example, a lens group 941, a shutter 942, a light receiving device 1 according to the present embodiment, a DSP circuit 943, a frame memory 944, a display unit 945, a storage unit 946, and an operation unit 947.
  • a power supply unit 948 is provided.
  • the light receiving device 1, the DSP circuit 943, the frame memory 944, the display unit 945, the storage unit 946, the operation unit 947, and the power supply unit 948 are connected to each other via the bus line 949.
  • the light receiving device 1 receives the incident light that has passed through the lens group 941 and the shutter 942, and outputs a sensor signal (that is, image data) corresponding to the received light.
  • the DSP circuit 943 is a signal processing circuit that processes image data output from the light receiving device 1.
  • the frame memory 944 temporarily holds the image data processed by the DSP circuit 943 in frame units.
  • the display unit 945 is a panel-type display device such as a liquid crystal panel or an organic EL (Electroluminescence) panel, and displays image data processed by the DSP circuit 943.
  • the storage unit 946 includes a recording medium such as a semiconductor memory or a hard disk, and records the image data output from the light receiving device 1 or the image data processed by the DSP circuit 943.
  • the operation unit 947 outputs operation commands for various functions of the image pickup system 900 based on the operation by the user.
  • the power supply unit 948 is various power sources that supply the operating power of the light receiving device 1, the DSP circuit 943, the frame memory 944, the display unit 945, the storage unit 946, and the operation unit 947.
  • the user instructs the start of light reception by operating the operation unit 947 (S101).
  • the operation unit 947 transmits a light receiving command to the light receiving device 1 (S102).
  • the light receiving device 1 starts receiving light in a predetermined manner (S103).
  • the light receiving device 1 outputs image data corresponding to the received light to the DSP circuit 943.
  • the DSP circuit 943 performs predetermined signal processing (for example, noise reduction processing) on the image data output from the light receiving device 1 (S104).
  • the DSP circuit 943 holds the image data to which the predetermined signal processing has been performed in the frame memory 944.
  • the frame memory 944 stores the image data in the storage unit 946 (S105). In this way, the operation of the imaging system 900 is performed.
  • the technology according to the present disclosure can be applied to various products.
  • the technology according to the present disclosure is applied to a device mounted on a moving body of any kind such as an automobile, an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, a motorcycle, a bicycle, a personal mobility, an airplane, a drone, a ship, and a robot. You may.
  • FIG. 14 is a block diagram showing a schematic configuration example of a vehicle control system, which is an example of a mobile control system to which the technique according to the present disclosure can be applied.
  • the vehicle control system 12000 includes a plurality of electronic control units connected via the communication network 12001.
  • the vehicle control system 12000 includes a drive system control unit 12010, a body system control unit 12020, an outside information detection unit 12030, an in-vehicle information detection unit 12040, and an integrated control unit 12050.
  • a microcomputer 12051, an audio image output unit 12052, and an in-vehicle network I / F (interface) 12053 are shown as a functional configuration of the integrated control unit 12050.
  • the drive system control unit 12010 controls the operation of the device related to the drive system of the vehicle according to various programs.
  • the drive system control unit 12010 provides a driving force generator for generating the driving force of the vehicle such as an internal combustion engine or a driving motor, a driving force transmission mechanism for transmitting the driving force to the wheels, and a steering angle of the vehicle. It functions as a control device such as a steering mechanism for adjusting and a braking device for generating braking force of the vehicle.
  • the body system control unit 12020 controls the operation of various devices mounted on the vehicle body according to various programs.
  • the body system control unit 12020 functions as a keyless entry system, a smart key system, a power window device, or a control device for various lamps such as headlamps, back lamps, brake lamps, blinkers or fog lamps.
  • the body system control unit 12020 may be input with radio waves transmitted from a portable device that substitutes for the key or signals of various switches.
  • the body system control unit 12020 receives inputs of these radio waves or signals and controls a vehicle door lock device, a power window device, a lamp, and the like.
  • the vehicle outside information detection unit 12030 detects information outside the vehicle equipped with the vehicle control system 12000.
  • the image pickup unit 12031 is connected to the vehicle exterior information detection unit 12030.
  • the vehicle outside information detection unit 12030 causes the image pickup unit 12031 to capture an image of the outside of the vehicle and receives the captured image.
  • the vehicle exterior information detection unit 12030 may perform object detection processing or distance detection processing such as a person, a vehicle, an obstacle, a sign, or a character on the road surface based on the received image.
  • the imaging unit 12031 is an optical sensor that receives light and outputs an electric signal according to the amount of the light received.
  • the image pickup unit 12031 can output an electric signal as an image or can output it as distance measurement information. Further, the light received by the imaging unit 12031 may be visible light or invisible light such as infrared light.
  • the in-vehicle information detection unit 12040 detects the in-vehicle information.
  • a driver state detection unit 12041 that detects the driver's state is connected to the in-vehicle information detection unit 12040.
  • the driver state detection unit 12041 includes, for example, a camera that images the driver, and the in-vehicle information detection unit 12040 determines the degree of fatigue or concentration of the driver based on the detection information input from the driver state detection unit 12041. It may be calculated, or it may be determined whether or not the driver has fallen asleep.
  • the microcomputer 12051 calculates the control target value of the driving force generator, the steering mechanism, or the braking device based on the information inside and outside the vehicle acquired by the vehicle exterior information detection unit 12030 or the vehicle interior information detection unit 12040, and the drive system control unit.
  • a control command can be output to 12010.
  • the microcomputer 12051 realizes ADAS (Advanced Driver Assistance System) functions including vehicle collision avoidance or impact mitigation, follow-up driving based on inter-vehicle distance, vehicle speed maintenance driving, vehicle collision warning, vehicle lane deviation warning, and the like. It is possible to perform cooperative control for the purpose of.
  • ADAS Advanced Driver Assistance System
  • the microcomputer 12051 controls the driving force generator, the steering mechanism, the braking device, and the like based on the information around the vehicle acquired by the vehicle exterior information detection unit 12030 or the vehicle interior information detection unit 12040. It is possible to perform coordinated control for the purpose of automatic driving, etc., which runs autonomously without depending on the operation.
  • the microcomputer 12051 can output a control command to the body system control unit 12020 based on the information outside the vehicle acquired by the vehicle exterior information detection unit 12030.
  • the microcomputer 12051 controls the headlamps according to the position of the preceding vehicle or the oncoming vehicle detected by the external information detection unit 12030, and performs coordinated control for the purpose of anti-glare such as switching the high beam to the low beam. It can be carried out.
  • the audio image output unit 12052 transmits an output signal of at least one of audio and an image to an output device capable of visually or audibly notifying information to the passenger or the outside of the vehicle.
  • an audio speaker 12061, a display unit 12062, and an instrument panel 12063 are exemplified as output devices.
  • the display unit 12062 may include, for example, at least one of an onboard display and a heads-up display.
  • FIG. 15 is a diagram showing an example of the installation position of the imaging unit 12031.
  • the vehicle 12100 has image pickup units 12101, 12102, 12103, 12104, 12105 as the image pickup unit 12031.
  • the imaging units 12101, 12102, 12103, 12104, 12105 are provided at positions such as the front nose, side mirrors, rear bumpers, back doors, and the upper part of the windshield in the vehicle interior of the vehicle 12100, for example.
  • the image pickup unit 12101 provided on the front nose and the image pickup section 12105 provided on the upper part of the windshield in the vehicle interior mainly acquire an image in front of the vehicle 12100.
  • the imaging units 12102 and 12103 provided in the side mirrors mainly acquire images of the side of the vehicle 12100.
  • the imaging unit 12104 provided on the rear bumper or the back door mainly acquires an image of the rear of the vehicle 12100.
  • the images in front acquired by the imaging units 12101 and 12105 are mainly used for detecting a preceding vehicle or a pedestrian, an obstacle, a traffic light, a traffic sign, a lane, or the like.
  • FIG. 15 shows an example of the photographing range of the imaging units 12101 to 12104.
  • the imaging range 12111 indicates the imaging range of the imaging unit 12101 provided on the front nose
  • the imaging ranges 12112 and 12113 indicate the imaging ranges of the imaging units 12102 and 12103 provided on the side mirrors, respectively
  • the imaging range 12114 indicates the imaging range of the imaging units 12102 and 12103.
  • the imaging range of the imaging unit 12104 provided on the rear bumper or the back door is shown. For example, by superimposing the image data captured by the imaging units 12101 to 12104, a bird's-eye view image of the vehicle 12100 as viewed from above can be obtained.
  • At least one of the imaging units 12101 to 12104 may have a function of acquiring distance information.
  • at least one of the image pickup units 12101 to 12104 may be a stereo camera composed of a plurality of image pickup elements, or may be an image pickup element having pixels for phase difference detection.
  • the microcomputer 12051 has a distance to each three-dimensional object within the imaging range 12111 to 12114 based on the distance information obtained from the imaging units 12101 to 12104, and a temporal change of this distance (relative velocity with respect to the vehicle 12100).
  • a predetermined speed for example, 0 km / h or more.
  • the microcomputer 12051 can set an inter-vehicle distance to be secured in front of the preceding vehicle in advance, and can perform automatic braking control (including follow-up stop control), automatic acceleration control (including follow-up start control), and the like. In this way, it is possible to perform coordinated control for the purpose of automatic driving or the like in which the vehicle travels autonomously without depending on the operation of the driver.
  • the microcomputer 12051 converts three-dimensional object data related to a three-dimensional object into two-wheeled vehicles, ordinary vehicles, large vehicles, pedestrians, utility poles, and other three-dimensional objects based on the distance information obtained from the imaging units 12101 to 12104. It can be classified and extracted and used for automatic avoidance of obstacles. For example, the microcomputer 12051 distinguishes obstacles around the vehicle 12100 into obstacles that can be seen by the driver of the vehicle 12100 and obstacles that are difficult to see. Then, the microcomputer 12051 determines the collision risk indicating the risk of collision with each obstacle, and when the collision risk is equal to or higher than the set value and there is a possibility of collision, the microcomputer 12051 is used via the audio speaker 12061 or the display unit 12062. By outputting an alarm to the driver and performing forced deceleration and avoidance steering via the drive system control unit 12010, driving support for collision avoidance can be provided.
  • At least one of the imaging units 12101 to 12104 may be an infrared camera that detects infrared rays.
  • the microcomputer 12051 can recognize a pedestrian by determining whether or not a pedestrian is present in the captured image of the imaging units 12101 to 12104.
  • pedestrian recognition includes, for example, a procedure for extracting feature points in an image captured by an imaging unit 12101 to 12104 as an infrared camera, and pattern matching processing for a series of feature points indicating the outline of an object to determine whether or not the pedestrian is a pedestrian. It is done by the procedure to determine.
  • the audio image output unit 12052 When the microcomputer 12051 determines that a pedestrian is present in the captured images of the imaging units 12101 to 12104 and recognizes the pedestrian, the audio image output unit 12052 outputs a square contour line for emphasizing the recognized pedestrian.
  • the display unit 12062 is controlled so as to superimpose and display. Further, the audio image output unit 12052 may control the display unit 12062 so as to display an icon or the like indicating a pedestrian at a desired position.
  • the above is an example of a mobile control system to which the technology according to the present disclosure can be applied.
  • the technique according to the present disclosure can be applied to the imaging unit 12031 among the configurations described above. According to the technique according to the present disclosure, since the imaging unit 12031 can be made smaller, it can be more easily attached to a moving body.
  • the technology according to the present disclosure (Application to endoscopic surgery system)
  • the technology according to the present disclosure (the present technology) can be applied to various products.
  • the techniques according to the present disclosure may be applied to endoscopic surgery systems.
  • FIG. 16 is a diagram showing an example of a schematic configuration of an endoscopic surgery system to which the technique according to the present disclosure (the present technique) can be applied.
  • FIG. 16 shows a surgeon (doctor) 11131 performing surgery on patient 11132 on patient bed 11133 using the endoscopic surgery system 11000.
  • the endoscopic surgery system 11000 includes an endoscope 11100, other surgical tools 11110 such as an abdominal tube 11111 and an energy treatment tool 11112, and a support arm device 11120 that supports the endoscope 11100.
  • a cart 11200 equipped with various devices for endoscopic surgery.
  • the endoscope 11100 is composed of a lens barrel 11101 in which a region having a predetermined length from the tip is inserted into the body cavity of the patient 11132, and a camera head 11102 connected to the base end of the lens barrel 11101.
  • the endoscope 11100 configured as a so-called rigid mirror having a rigid barrel 11101 is illustrated, but the endoscope 11100 may be configured as a so-called flexible mirror having a flexible barrel. Good.
  • An opening in which an objective lens is fitted is provided at the tip of the lens barrel 11101.
  • a light source device 11203 is connected to the endoscope 11100, and the light generated by the light source device 11203 is guided to the tip of the lens barrel by a light guide extending inside the lens barrel 11101 to be an objective. It is irradiated toward the observation target in the body cavity of the patient 11132 through the lens.
  • the endoscope 11100 may be a direct endoscope, a perspective mirror, or a side endoscope.
  • An optical system and an image sensor are provided inside the camera head 11102, and the reflected light (observation light) from the observation target is focused on the image sensor by the optical system.
  • the observation light is photoelectrically converted by the image pickup device, and an electric signal corresponding to the observation light, that is, an image signal corresponding to the observation image is generated.
  • the image signal is transmitted as RAW data to the camera control unit (CCU: Camera Control Unit) 11201.
  • CCU Camera Control Unit
  • the CCU11201 is composed of a CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphics Processing Unit), and the like, and comprehensively controls the operations of the endoscope 11100 and the display device 11202. Further, the CCU 11201 receives an image signal from the camera head 11102, and performs various image processing on the image signal for displaying an image based on the image signal, such as development processing (demosaic processing).
  • a CPU Central Processing Unit
  • GPU Graphics Processing Unit
  • the display device 11202 displays an image based on the image signal processed by the CCU 11201 under the control of the CCU 11201.
  • the light source device 11203 is composed of, for example, a light source such as an LED (Light Emitting Diode), and supplies irradiation light to the endoscope 11100 when photographing an operating part or the like.
  • a light source such as an LED (Light Emitting Diode)
  • LED Light Emitting Diode
  • the input device 11204 is an input interface for the endoscopic surgery system 11000.
  • the user can input various information and input instructions to the endoscopic surgery system 11000 via the input device 11204.
  • the user inputs an instruction to change the imaging conditions (type of irradiation light, magnification, focal length, etc.) by the endoscope 11100.
  • the treatment tool control device 11205 controls the drive of the energy treatment tool 11112 for cauterizing, incising, sealing a blood vessel, or the like of a tissue.
  • the pneumoperitoneum device 11206 uses a gas in the pneumoperitoneum tube 11111 to inflate the body cavity of the patient 11132 for the purpose of securing the field of view by the endoscope 11100 and securing the work space of the operator.
  • the recorder 11207 is a device capable of recording various information related to surgery.
  • the printer 11208 is a device capable of printing various information related to surgery in various formats such as text, images, and graphs.
  • the light source device 11203 that supplies the irradiation light to the endoscope 11100 when photographing the surgical site can be composed of, for example, an LED, a laser light source, or a white light source composed of a combination thereof.
  • a white light source is configured by combining RGB laser light sources, the output intensity and output timing of each color (each wavelength) can be controlled with high accuracy. Therefore, the light source device 11203 adjusts the white balance of the captured image. It can be carried out.
  • the laser light from each of the RGB laser light sources is irradiated to the observation target in a time-division manner, and the drive of the image sensor of the camera head 11102 is controlled in synchronization with the irradiation timing to correspond to each of RGB. It is also possible to capture the image in a time-division manner. According to this method, a color image can be obtained without providing a color filter on the image sensor.
  • the drive of the light source device 11203 may be controlled so as to change the intensity of the output light at predetermined time intervals.
  • the drive of the image sensor of the camera head 11102 in synchronization with the timing of changing the light intensity to acquire an image in a time-divided manner and synthesizing the image, so-called high dynamic without blackout and overexposure. A range image can be generated.
  • the light source device 11203 may be configured to be able to supply light in a predetermined wavelength band corresponding to special light observation.
  • special light observation for example, by utilizing the wavelength dependence of light absorption in body tissue to irradiate light in a narrow band as compared with the irradiation light (that is, white light) in normal observation, the surface layer of the mucous membrane.
  • a so-called narrow band imaging is performed in which a predetermined tissue such as a blood vessel is photographed with high contrast.
  • fluorescence observation may be performed in which an image is obtained by fluorescence generated by irradiating with excitation light.
  • the body tissue is irradiated with excitation light to observe the fluorescence from the body tissue (autofluorescence observation), or a reagent such as indocyanine green (ICG) is locally injected into the body tissue and the body tissue is injected. It is possible to obtain a fluorescence image by irradiating excitation light corresponding to the fluorescence wavelength of the reagent.
  • the light source device 11203 may be configured to be capable of supplying narrow band light and / or excitation light corresponding to such special light observation.
  • FIG. 17 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the camera head 11102 and CCU11201 shown in FIG.
  • the camera head 11102 includes a lens unit 11401, an imaging unit 11402, a driving unit 11403, a communication unit 11404, and a camera head control unit 11405.
  • CCU11201 includes a communication unit 11411, an image processing unit 11412, and a control unit 11413.
  • the camera head 11102 and CCU11201 are communicatively connected to each other by a transmission cable 11400.
  • the lens unit 11401 is an optical system provided at a connection portion with the lens barrel 11101.
  • the observation light taken in from the tip of the lens barrel 11101 is guided to the camera head 11102 and incident on the lens unit 11401.
  • the lens unit 11401 is configured by combining a plurality of lenses including a zoom lens and a focus lens.
  • the image pickup unit 11402 is composed of an image pickup element.
  • the image sensor constituting the image pickup unit 11402 may be one (so-called single plate type) or a plurality (so-called multi-plate type).
  • each image pickup element may generate an image signal corresponding to each of RGB, and a color image may be obtained by synthesizing them.
  • the image pickup unit 11402 may be configured to have a pair of image pickup elements for acquiring image signals for the right eye and the left eye corresponding to 3D (Dimensional) display, respectively.
  • the 3D display enables the operator 11131 to more accurately grasp the depth of the biological tissue in the surgical site.
  • a plurality of lens units 11401 may be provided corresponding to each image pickup element.
  • the imaging unit 11402 does not necessarily have to be provided on the camera head 11102.
  • the imaging unit 11402 may be provided inside the lens barrel 11101 immediately after the objective lens.
  • the drive unit 11403 is composed of an actuator, and the zoom lens and focus lens of the lens unit 11401 are moved by a predetermined distance along the optical axis under the control of the camera head control unit 11405. As a result, the magnification and focus of the image captured by the imaging unit 11402 can be adjusted as appropriate.
  • the communication unit 11404 is composed of a communication device for transmitting and receiving various information to and from the CCU11201.
  • the communication unit 11404 transmits the image signal obtained from the image pickup unit 11402 as RAW data to the CCU 11201 via the transmission cable 11400.
  • the communication unit 11404 receives a control signal for controlling the drive of the camera head 11102 from the CCU 11201 and supplies the control signal to the camera head control unit 11405.
  • the control signal includes, for example, information to specify the frame rate of the captured image, information to specify the exposure value at the time of imaging, and / or information to specify the magnification and focus of the captured image, and the like. Contains information about the condition.
  • the above-mentioned imaging conditions such as frame rate, exposure value, magnification, and focus may be appropriately specified by the user, or may be automatically set by the control unit 11413 of CCU11201 based on the acquired image signal. Good.
  • the so-called AE (Auto Exposure) function, AF (Auto Focus) function, and AWB (Auto White Balance) function are mounted on the endoscope 11100.
  • the camera head control unit 11405 controls the drive of the camera head 11102 based on the control signal from the CCU 11201 received via the communication unit 11404.
  • the communication unit 11411 is composed of a communication device for transmitting and receiving various information to and from the camera head 11102.
  • the communication unit 11411 receives an image signal transmitted from the camera head 11102 via the transmission cable 11400.
  • the communication unit 11411 transmits a control signal for controlling the drive of the camera head 11102 to the camera head 11102.
  • Image signals and control signals can be transmitted by telecommunications, optical communication, or the like.
  • the image processing unit 11412 performs various image processing on the image signal which is the RAW data transmitted from the camera head 11102.
  • the control unit 11413 performs various controls related to the imaging of the surgical site and the like by the endoscope 11100 and the display of the captured image obtained by the imaging of the surgical site and the like. For example, the control unit 11413 generates a control signal for controlling the drive of the camera head 11102.
  • control unit 11413 causes the display device 11202 to display an image captured by the surgical unit or the like based on the image signal processed by the image processing unit 11412.
  • the control unit 11413 may recognize various objects in the captured image by using various image recognition techniques. For example, the control unit 11413 detects the shape, color, and the like of the edge of an object included in the captured image to remove surgical tools such as forceps, a specific biological part, bleeding, and mist when using the energy treatment tool 11112. Can be recognized.
  • the control unit 11413 may superimpose and display various surgical support information on the image of the surgical unit by using the recognition result. By superimposing and displaying the surgical support information and presenting it to the surgeon 11131, it is possible to reduce the burden on the surgeon 11131 and to allow the surgeon 11131 to proceed with the surgery reliably.
  • the transmission cable 11400 that connects the camera head 11102 and CCU11201 is an electric signal cable that supports electric signal communication, an optical fiber that supports optical communication, or a composite cable thereof.
  • the communication is performed by wire using the transmission cable 11400, but the communication between the camera head 11102 and the CCU11201 may be performed wirelessly.
  • the technique according to the present disclosure can be suitably applied to the imaging unit 11402 provided on the camera head 11102 of the endoscope 11100.
  • the imaging unit 11402 can be made smaller and the camera head 11102 of the endoscope 11100 can be made smaller, so that the load on the patient 11132 can be reduced.
  • the light receiving device to which the technology according to the present disclosure is applied is not limited to the CMOS image sensor.
  • the light receiving device to which the technique according to the present disclosure is applied may be, for example, a ToF (Time of Flight) type ranging sensor, an infrared image sensor, or the like.
  • ToF Time of Flight
  • the technology according to the present disclosure can also have the following configuration.
  • an alignment mark used when bonding chips to each other can be provided inside the pixel region.
  • the light receiving device can use the area of the chip more efficiently, the size of the light receiving device can be further reduced.
  • the effects produced by the techniques according to the present disclosure are not necessarily limited to the effects described herein, and may be any of the effects described in the present disclosure.
  • the first chip including the pixel area provided with the sensor pixels, A second chip that includes a processing circuit that processes the sensor signal output from the sensor pixel and is laminated with the first chip, and A light receiving device including a second alignment mark provided on the second chip and a first alignment mark provided on the pixel region of the first chip.
  • the wiring provided in the region overlapping the first alignment mark or the second alignment mark extends in the first direction and is provided.
  • the first alignment mark and the second alignment mark are provided by arranging a plurality of conductor layers extending in a second direction orthogonal to the first direction in parallel, any of the above (1) to (8).
  • the light receiving device according to item 1. (10) The light receiving device according to any one of (1) to (9) above, wherein the first alignment mark and the second alignment mark are provided in a region that overlaps with each other when the pixel region is viewed in a plan view. (11) The light receiving device according to any one of (1) to (10) above, wherein the first alignment mark and the second alignment mark are provided in planar shapes corresponding to each other.
  • the light receiving device according to any one of (1) to (11) above, wherein the plane area of the second chip is smaller than the plane area of the first chip.
  • the second chip has a rectangular shape and has a rectangular shape.
  • the light receiving device according to any one of (1) to (12) above, wherein the second alignment mark is provided at least at a diagonal corner of the rectangular shape.
  • the first chip and the second chip are each provided by laminating a multilayer wiring layer on a semiconductor substrate.
  • the light receiving device according to any one of (1) to (13) above, wherein the first chip and the second chip are laminated so that the multilayer wiring layers face each other.

Landscapes

  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)

Abstract

センサ画素が設けられた画素領域を含む第１チップと、前記センサ画素から出力されたセンサ信号を信号処理する処理回路を含み、前記第１チップと積層された第２チップと、前記第２チップに設けられた第２アライメントマークと対応して、前記第１チップの前記画素領域に設けられた第１アライメントマークとを備えた、受光装置。

Description

受光装置
　本開示は、受光装置に関する。
　近年、撮像装置などの受光装置の構成をより小型化するための技術として、画素アレイと、信号処理回路又はメモリ回路とを別々のチップに形成し、チップ状態で接合する技術が提案されている（特許文献１参照）。
　接合の際のチップ同士の位置合わせは、例えば、それぞれのチップに位置合わせ用に設けられたアライメントマークを検出することで行われる。これによれば、それぞれのチップに設けられたアライメントマークが所定の位置関係になるようにそれぞれのチップの位置を制御することで、チップ同士の位置関係を高精度で制御することができる。
国際公開第２０１９／０８７７６４号
　上述したように、このような積層型の受光装置では、受光装置のさらなる小型化が望まれている。そのため、受光装置の機能に寄与しない位置合わせ用のアライメントマークは、受光装置の大きさを拡大しないように効率的な配置で設けられることが望まれる。
　よって、より効率的な配置でアライメントマークが設けられた受光装置を提供することが望ましい。
　本開示の一実施形態に係る受光装置は、センサ画素が設けられた画素領域を含む第１チップと、前記センサ画素から出力されたセンサ信号を信号処理する処理回路を含み、前記第１チップと積層された第２チップと、前記第２チップに設けられた第２アライメントマークと対応して、前記第１チップの前記画素領域に設けられた第１アライメントマークとを備える。
　本開示の一実施形態に係る受光装置では、センサ画素が設けられた画素領域を含む第１チップと、センサ画素から出力されたセンサ信号を信号処理する処理回路を含む第２チップとは、第１チップの画素領域に設けられた第１アライメントマーク、及び第２チップに設けられた第２アライメントマークにて位置合わせされて積層される。これにより、受光装置は、例えば、チップ同士を積層する際に用いる位置合わせ用のアライメントマークをより効率的な配置にて設けることができる。
本開示に係る技術が適用される受光装置の全体構成を示す縦断面図である。 本開示の第１の実施形態における第１アライメントマーク及び第２アライメントマークの概要を説明する縦断面図である。 貼り合わせられる第１チップ及び第２チップの具体例を示す模式的な斜視図である。 貼り合わせられる第１チップ及び第２チップの具体例を示す模式的な斜視図である。 第１チップ及び第２チップにおける第１アライメントマーク、第２アライメントマークの配置の一例を示す平面図である。 同実施形態に係る第１アライメントマーク及び第２アライメントマークの構成例を示す模式図である。 同実施形態に係る第１アライメントマーク及び第２アライメントマークの構成例を示す模式図である。 同実施形態における第１アライメントマーク及び第２アライメントマークの平面形状のバリエーションを説明する模式図である。 同実施形態における第１アライメントマーク及び第２アライメントマークの平面形状のバリエーションを説明する模式図である。 同実施形態における第１アライメントマーク及び第２アライメントマークの平面形状のバリエーションを説明する模式図である。 本開示の第２の実施形態における第１アライメントマーク及び第２アライメントマークの概要を説明する縦断面図である。 同実施形態における第１アライメントマーク及び第２アライメントマークの概要を説明する縦断面図である。 同実施形態における第１アライメントマーク及び第２アライメントマークの構成例を配線層と重ね合わせて示す模式図である。 同実施形態の変形例における配線層の構成例を示す模式図である。 同実施形態の変形例における第１アライメントマーク及び第２アライメントマークの構成例を示す模式図である。 本開示の一実施形態に係る受光装置を備えた撮像システムの概略構成の一例を示すブロック図である。 撮像システムにおける撮像動作の流れを示すフローチャート図である。 車両制御システムの概略的な構成の一例を示すブロック図である。 車外情報検出部及び撮像部の設置位置の一例を示す説明図である。 内視鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。 カメラヘッド及びＣＣＵの機能構成の一例を示すブロック図である。
　以下、本開示における実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下で説明する実施形態は本開示の一具体例であって、本開示にかかる技術が以下の態様に限定されるわけではない。また、本開示の各構成要素の配置、寸法、及び寸法比等についても、各図に示す様態に限定されるわけではない。
　なお、説明は以下の順序で行う。
　１．第１の実施形態
　　１．１．受光装置の構成例
　　１．２．アライメントマークの構成例
　　１．３．アライメントマークの形状のバリエーション
　２．第２の実施形態
　　２．１．アライメントマークの構成例
　　２．２．変形例
　３．応用例
　＜１．第１の実施形態＞
　（１．１．受光装置の構成例）
　まず、図１を参照して、本開示に係る技術が適用される受光装置１の全体構成について説明する。図１は、受光装置１の全体構成を示す縦断面図である。
　図１に示すように、受光装置１は、例えば、裏面照射型のＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ　Ｍｅｔａｌ－Ｏｘｉｄｅ－Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサである。受光装置１は、例えば、第１チップ１０と、第２チップ２０との積層構造にて設けられる。
　なお、本明細書において、「チップ」とは、複数の半導体装置が形成されたウェハ、及び該ウェハを半導体装置ごとに裁断した個片（チップ）のいずれをも含む。すなわち、受光装置１は、ウェハとウェハ、ウェハとチップ、又はチップとチップを積層した受光装置のいずれであってもよい。
　第１チップ１０は、光電変換機能を有し、受光量に基づくセンサ信号を出力する。具体的には、第１チップ１０には、複数のセンサ画素５１が行列状に二次元配列された画素領域５０が設けられる。第１チップ１０は、受光した光をセンサ画素５１の各々にて光電変換し、光電変換によって生じた電荷に基づくセンサ信号を第２チップ２０に出力する。
　第１チップ１０は、半導体基板１００に多層配線層１１０を積層することで設けられる。第１チップ１０は、第２チップ２０の多層配線層２１０に多層配線層１１０を対向させることで、第２チップ２０と積層される。第１チップ１０では、第２チップ２０と対向する主面と反対側の主面が受光面となる。
　半導体基板１００は、例えば、Ｓｉ（シリコン）などの半導体で構成される基板である。半導体基板１００には、センサ画素５１ごとにフォトダイオード（ＰｈｏｔｏＤｉｏｄｅ：ＰＤ）が設けられる。
　多層配線層１１０は、例えば、電極１１１、コンタクト１１３、配線層１１５、及び層間絶縁膜１１７を含む。
　電極１１１は、半導体基板１００の上に設けられ、トランジスタ等の電極として機能する。電極１１１は、例えば、ポリシリコンにて設けられてもよい。コンタクト１１３は、層間絶縁膜１１７を膜厚方向に貫通して設けられ、電極１１１、及び配線層１１５などを電気的に接続する。コンタクト１１３は、例えば、Ｗ（タングステン）、Ｔｉ（チタン）、又はＴａ（タンタル）などの金属、又はこれらの金属の化合物にて設けられてもよい。層間絶縁膜１１７は、電極１１１、コンタクト１１３、及び配線層１１５などの間を電気的に分離する。層間絶縁膜１１７は、例えば、ＳｉＯ2（二酸化シリコン）又はＳｉＮ（窒化シリコン）などで設けられてもよい。配線層１１５は、センサ画素５１ごとに設けられたフォトダイオードから取り出した電荷、及び該電荷に基づくセンサ信号を処理回路等に出力する。配線層１１５は、例えば、Ｃｕ（銅）又はＡｌ（アルミニウム）などの金属にて設けられてもよい。
　また、第１チップ１０には、接続孔１２１が設けられる。接続孔１２１は、多層配線層１１０の一部、及び半導体基板１００を貫通して設けられ、多層配線層１１０に設けられたパッド電極１２２を露出させる。パッド電極１２２は、例えば、Ａｌ（アルミニウム）などで設けられ、外部との間で信号の入出力を行う外部接続端子として機能する。
　第２チップ２０は、第１チップ１０から出力されたセンサ信号を信号処理する処理回路を含む。具体的には、第２チップ２０には、複数のＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ－Ｏｘｉｄｅ－Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　Ｆｉｅｌｄ　Ｅｆｆｅｃｔ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）が設けられる。第２チップ２０は、複数のＭＯＳＦＥＴにて構成された処理回路によって、第１チップ１０から出力されたセンサ信号を信号処理する。
　センサ信号を信号処理する処理回路を含む第２チップ２０は、１つのウェハから形成可能な理論収率を高めるために、より小さく設けられる。一方で、第１チップ１０では、入射光を受光するセンサ画素５１を含む画素領域５０の大きさは、光学仕様に基づいて設計される。そのため、第２チップ２０の平面面積は、第１チップ１０の平面面積よりも小さくなり得る。
　第２チップ２０は、半導体基板２００に多層配線層２１０を積層することで設けられる。第２チップ２０は、第１チップ１０の多層配線層１１０に多層配線層２１０を対向させることで、第１チップ１０と積層される。
　多層配線層２１０は、例えば、電極２１１、コンタクト２１３、配線層２１５、及び層間絶縁膜２１７を含む。
　電極２１１は、半導体基板２００の上に設けられ、複数のＭＯＳＦＥＴの電極として機能する。電極２１１は、例えば、ポリシリコンにて設けられてもよい。コンタクト２１３は、層間絶縁膜２１７を膜厚方向に貫通して設けられ、電極２１１、及び配線層２１５などを電気的に接続する。コンタクト２１３は、例えば、Ｗ（タングステン）、Ｔｉ（チタン）、又はＴａ（タンタル）などの金属、又はこれらの金属の化合物にて設けられてもよい。層間絶縁膜２１７は、電極２１１、コンタクト２１３、及び配線層２１５などの間を電気的に分離する。層間絶縁膜２１７は、例えば、ＳｉＯ2（二酸化シリコン）又はＳｉＮ（窒化シリコン）などで設けられてもよい。配線層２１５は、センサ信号を信号処理する処理回路を構成する複数のＭＯＳＦＥＴを電気的に接続する。配線層２１５は、例えば、Ｃｕ（銅）又はＡｌ（アルミニウム）などの金属にて設けられてもよい。
　第１チップ１０及び第２チップ２０は、例えば、Ｃｕ－Ｃｕ接合等の金属接合構造１２３にて電気的に接続されてもよい。金属接合構造１２３は、多層配線層１１０及び多層配線層２１０の対向する面にそれぞれ露出された金属電極を互いに接触させた後、熱処理等によって金属電極同士を接合することで形成される。なお、第１チップ１０及び第２チップ２０は、多層配線層１１０と多層配線層２１０との間に設けられた貫通電極にて電気的に接続されてもよい。
　第２チップ２０と積層された主面と反対側の第１チップ１０の主面（すなわち、受光面）には、例えば、保護層３１、画素間分離膜３２、カラーフィルタ３３、及びオンチップレンズ３４が設けられる。
　保護層３１は、第１チップ１０の半導体基板１００の受光面側に設けられ、フォトダイオードが設けられた半導体基板１００を外部環境から保護する。保護層３１は、例えば、ＳｉＯ2（二酸化シリコン）又はＳｉＮ（窒化シリコン）などで設けられてもよい。
　画素間分離膜３２は、第１チップ１０の半導体基板１００の受光面側に、センサ画素５１間でのクロストークを抑制するために設けられる。具体的には、画素間分離膜３２は、Ｗ（タングステン）などの遮光性材料を用いて、センサ画素５１の各々の間に設けられてもよい。
　カラーフィルタ３３は、例えば、赤色（Ｒ）フィルタ、緑色（Ｇ）フィルタ、青色（Ｂ）フィルタ、又は白色フィルタ（Ｗ）のいずれかである。カラーフィルタ３３は、例えば、ベイヤー配列などの規則的な配列にてセンサ画素５１ごとに設けられる。これによれば、受光装置１は、センサ画素５１の各々にて、カラーフィルタ３３の色配列に対応した色ごとのセンサ信号を取得することができる。
　オンチップレンズ３４は、センサ画素５１ごとに第１チップ１０の受光面側に設けられる。オンチップレンズ３４は、入射した光をセンサ画素５１ごとに設けられたフォトダイオードに集光する。オンチップレンズ３４の形状は、センサ画素５１の大きさに応じて適切に設計され得る。オンチップレンズ３４は、例えば、アクリル樹脂等の透明な有機樹脂、又はＳｉＯ2（二酸化シリコン）にて設けられてもよい。
　第１チップ１０と積層された主面と反対側の第２チップ２０の主面には、例えば、埋込絶縁層４１と、支持基板４０とが設けられる。
　埋込絶縁層４１は、第１チップ１０と積層された主面と反対側の第２チップ２０の主面にて第２チップ２０を埋め込むように設けられる。埋込絶縁層４１は、第２チップ２０を埋め込むことで、第２チップ２０を外部環境から保護することができる。また、埋込絶縁層４１は、第１チップ１０よりも平面面積が小さい第２チップ２０を埋め込むことで、第１チップ１０と積層された主面と反対側の第２チップ２０の主面を平坦化することができる。埋込絶縁層４１は、例えば、有機樹脂、又はＳｉＯ2（二酸化シリコン）若しくはＳｉＮ（窒化シリコン）などの無機絶縁体にて設けられてもよい。
　支持基板４０は、第２チップ２０と積層された主面と反対側の埋込絶縁層４１の主面に設けられる。支持基板４０は、第１チップ１０及び第２チップ２０の積層体を支持することで、受光装置１の全体の剛性及び強度を維持する。支持基板４０は、例えば、樹脂基板、ガラス基板、石英基板、又はシリコン基板などであってもよい。
　（１．２．アライメントマークの構成例）
　続いて、図２～図４を参照して、第１の実施形態において、受光装置１に設けられるアライメントマークの構成例について説明する。図２は、第１の実施形態における第１アライメントマーク１１９、第２アライメントマーク２１９の概要を説明する縦断面図である。図３Ａ及び図３Ｂは、貼り合わせられる第１チップ１０及び第２チップ２０の具体例を示す模式的な斜視図である。図４は、第１チップ１０及び第２チップ２０における第１アライメントマーク１１９、第２アライメントマーク２１９の配置の一例を示す平面図である。
　上述したように、受光装置１は、第１チップ１０及び第２チップ２０の積層構造にて設けられる。したがって、受光装置１の製造工程には、第１チップ１０と、第２チップ２０とを貼り合わせる工程が含まれる。第１チップ１０及び第２チップ２０を貼り合わせる工程では、各々のチップにおける配線層１１５、配線層２１５の位置、又は金属接合構造１２３の位置を整合させるために、第１チップ１０及び第２チップ２０の貼り合わせ位置を高精度で制御することが重要となる。
　そこで、図２に示すように、受光装置１では、第１チップ１０及び第２チップ２０の各々に位置合わせ用のアライメントマークが設けられる。具体的には、第１チップ１０の多層配線層１１０に第１アライメントマーク１１９が設けられ、第２チップ２０の多層配線層２１０に第２アライメントマーク２１９が設けられる。第１チップ１０及び第２チップ２０を貼り合わせる工程では、検出光ＤＬを用いて第１アライメントマーク１１９及び第２アライメントマーク２１９を検出することで、第１チップ１０及び第２チップ２０の平面上の位置関係を制御することができる。例えば、第１アライメントマーク１１９及び第２アライメントマーク２１９の検出は、第１アライメントマーク１１９及び第２アライメントマーク２１９による検出光ＤＬの反射光を検出することで行われる。
　第１アライメントマーク１１９及び第２アライメントマーク２１９は、例えば、Ａｌ（アルミニウム）などの金属材料にて設けられてもよい。第１アライメントマーク１１９及び第２アライメントマーク２１９は、位置合わせの精度をより向上させるために、それぞれ多層配線層１１０及び多層配線層２１０の貼り合わせ面側に設けられてもよい。
　本実施形態に係る受光装置１では、第１アライメントマーク１１９を第１チップ１０の画素領域５０の内側に設けることで、第１チップ１０のチップ面積をより効率的に用いることができる。また、本実施形態に係る受光装置１では、第１チップ１０に対する第２チップ２０の貼り合わせ位置をより柔軟に制御することが可能である。
　例えば、図３Ａに示すように、例えば、複数の半導体装置１１Ａが形成された第１ウェハ１１（第１チップ１０に対応）と、複数の半導体装置２１Ａが形成された第２ウェハ２１（第２チップ２０に対応）と貼り合わせる場合、第１アライメントマーク１１９及び第２アライメントマーク２１９は、第１ウェハ１１及び第２ウェハ２１ごとに設けられる。したがって、第１ウェハ１１及び第２ウェハ２１を個片に裁断して半導体装置１１Ａ及び半導体装置２１Ａの積層体とした後では、半導体装置１１Ａ及び半導体装置２１Ａの積層体の各々には、第１アライメントマーク１１９及び第２アライメントマーク２１９が残存しないことになる。
　一方、図３Ｂに示すように、例えば、第１ウェハ１１に形成された半導体装置１１Ａ（第１チップ１０に対応）の各々に、個片化された半導体装置２２Ａ、２３Ａ（第２チップ２０に対応）を貼り合わせる場合、第１アライメントマーク１１９及び第２アライメントマーク２１９は、半導体装置１１Ａ及び半導体装置２２Ａ、２３Ａごとに設けられる。したがって、第１ウェハ１１を個片に裁断して半導体装置１１Ａ及び半導体装置２２Ａ、２３Ａの積層体とした後でも、半導体装置１１Ａ及び半導体装置２２Ａ、２３Ａの積層体の各々には、第１アライメントマーク１１９及び第２アライメントマーク２１９が残存することになる。
　ここで、半導体装置１１Ａ（第１チップ１０に対応）の画素領域５０の内側に第１アライメントマーク１１９が設けられない場合、半導体装置１１Ａに別途、第１アライメントマーク１１９のための領域を設けることになる。このような場合、半導体装置１１Ａの大きさがより大きくなってしまう。また、半導体装置１１Ａの画素領域５０の内側に第１アライメントマーク１１９が設けられない場合、半導体装置１１Ａと、個片化された半導体装置２２Ａ、２３Ａ（第２チップ２０に対応）とは大きさが異なるため、第１チップ１０に対する第２チップ２０の貼り合わせ位置が適切とならない可能性がある。
　本実施形態に係る受光装置１では、第１アライメントマーク１１９を第１チップ１０の画素領域５０の内側に設けることで、第１アライメントマーク１１９及び第２アライメントマーク２１９をより効率的に配置することができる。これによれば、受光装置１では、第１チップ１０に対する第２チップ２０の貼り合わせ位置、及び第２チップ２０の大きさをより柔軟に変更することが可能となる。また、受光装置１は、異なる機能を有する処理回路がそれぞれ設けられた複数の第２チップ２０を機能ごとに第１チップ１０の適切な位置に貼り合わせることが可能となる。
　なお、図１及び図２に示す受光装置１では、第１チップ１０の画素領域５０には、センサ画素５１ごとにフォトダイオードが設けられる。そのため、第１アライメントマーク１１９及び第２アライメントマーク２１９をより高い精度で検出するために、検出光ＤＬは、例えば、第２チップ２０の半導体基板２００側から入射されてもよい。また、このような場合、検出光ＤＬを意図せず反射又は散乱させないようにするために、第１アライメントマーク１１９及び第２アライメントマーク２１９が設けられた領域の多層配線層２１０及び半導体基板２００には、配線層２１５及びトランジスタ等の素子が設けられないことが好ましい。
　例えば、図４に示すように、第１チップ１０に異なる機能を有する２枚の第２チップ２０を貼り合わせる場合、例えば、第１アライメントマーク１１９及び第２アライメントマーク２１９は、第１チップ１０及び第２チップ２０に少なくとも２つ以上設けられ得る。このような場合、２つ以上設けられた第１アライメントマーク１１９及び第２アライメントマーク２１９のいずれか１つ以上は、画素領域５０の内側に設けられることになる。したがって、本実施形態に係る受光装置１によれば、第１アライメントマーク１１９及び第２アライメントマーク２１９を複数個所に設けることができるため、第１チップ１０及び第２チップ２０は、位置合わせ精度をより高めることができる。
　なお、第１チップ１０及び第２チップ２０の平面形状がそれぞれ矩形形状である場合、第１アライメントマーク１１９及び第２アライメントマーク２１９は、第２チップ２０の矩形形状の対角に存在する２つの隅部に少なくとも設けられてもよい。このような場合、第１アライメントマーク１１９及び第２アライメントマーク２１９は、より少ない箇所でも効率的に第１チップ１０及び第２チップ２０の位置合わせ精度を高めることができる。
　また、第１チップ１０及び第２チップ２０の平面形状がそれぞれ矩形形状である場合、第１アライメントマーク１１９及び第２アライメントマーク２１９は、第２チップ２０の矩形形状の４つの隅部に少なくとも設けられてもよい。このような場合、第１アライメントマーク１１９及び第２アライメントマーク２１９は、第１チップ１０及び第２チップ２０の位置合わせ精度をさらに高めることができる。
　続いて、図５Ａ及び図５Ｂを参照して、第１アライメントマーク１１９及び第２アライメントマーク２１９の具体的な平面形状について説明する。図５Ａ及び図５Ｂは、第１アライメントマーク１１９、第２アライメントマーク２１９の構成例を示す模式図である。なお、図５Ａ及び図５Ｂは、受光装置１の積層方向から第１アライメントマーク１１９及び第２アライメントマーク２１９を平面視した際の平面形状を示す。
　第１アライメントマーク１１９及び第２アライメントマーク２１９の平面形状は、図５Ａに示すように、平面上での位置合わせを行うために互いに対応した形状にて設けられてもよい。具体的には、第１アライメントマーク１１９は、矩形形状で設けられ、第２アライメントマーク２１９は、第１アライメントマーク１１９の周囲を囲む矩形の額縁形状で設けられてもよい。
　このような平面形状によれば、第１アライメントマーク１１９及び第２アライメントマーク２１９は、互いに直交する２方向（図５Ａでは、上下方向及び左右方向）で互いの間隔を測定することが可能となる。したがって、第１アライメントマーク１１９及び第２アライメントマーク２１９の互いに直交する２方向（すなわち、上下方向及び左右方向）の間隔を所定値に制御することで、第１チップ１０及び第２チップ２０を所定の位置関係とすることが可能となる。
　なお、第１アライメントマーク１１９及び第２アライメントマーク２１９の平面形状は、交換可能である。すなわち、第２アライメントマーク２１９は、矩形形状で設けられ、第１アライメントマーク１１９は、第２アライメントマーク２１９の周囲を囲む矩形の額縁形状で設けられてもよい。
　また、図５Ｂに示すように、第１アライメントマーク１１９及び第２アライメントマーク２１９は、同一方向に延在する導体層６１９を複数平行に配列することで平面形状が構成されてもよい。
　同一方向に平行に延在する複数の導体層６１９は、いわゆるワイヤーグリッドを構成するため、偏光子として機能することができる。具体的には、導体層６１９は、延在方向と平行方向に振動する直線偏光を反射し、延在方向と直交する方向に振動する直線偏光を透過させることができる。したがって、導体層６１９の延在方向と平行方向に振動する直線偏光を検出光ＤＬに用いることによって、複数の導体層６１９で構成された第１アライメントマーク１１９及び第２アライメントマーク２１９は、Ａｌ（アルミニウム）などの金属材料の単一膜（すなわち、べた膜）にて形成された場合と同様に検出光ＤＬを反射することができる。
　第１アライメントマーク１１９及び第２アライメントマーク２１９は、複数の導体層６１９にて構成されることで、パターン密度を低くすることができる。これによれば、受光装置１は、第１アライメントマーク１１９及び第２アライメントマーク２１９による光の反射を抑制することができる。したがって、受光装置１は、第１アライメントマーク１１９及び第２アライメントマーク２１９が設けられた領域のセンサ画素５１にてバックグラウンドノイズが増大することを抑制することができる。
　第１アライメントマーク１１９及び第２アライメントマーク２１９のセンサ画素５１に対する影響をより低減するためには、導体層６１９が設けられる繰り返しピッチｐａは、センサ画素５１のサイズ以下であることが好ましい。例えば、導体層６１９が設けられる繰り返しピッチｐａは、５μｍ以下であることが好ましい。なお、導体層６１９が設けられる繰り返しピッチｐａは、均一であってもよく、不均一であってもよい。
　ここで、センサ画素５１のサイズとは、フォトダイオードにて光電変換した電荷を読み出すことができる画素の最小の繰り返しパターンのサイズ（一辺の長さ）を意味する。例えば、センサ画素５１の最小の繰り返しパターンが正方形形状である場合、センサ画素５１のサイズは、該正方形形状の一辺の長さとしてもよい。また、センサ画素５１の最小の繰り返しパターンが長方形形状である場合、センサ画素５１のサイズは、該長方形形状の短辺の長さとしてもよい。
　（１．３．アライメントマークの形状のバリエーション）
　次に、図６Ａ～図６Ｃを参照して、第１アライメントマーク１１９及び第２アライメントマーク２１９の平面形状のバリエーションについて説明する。
　図６Ａ～図６Ｃは、第１アライメントマーク１１９及び第２アライメントマーク２１９の平面形状のバリエーションを説明する模式図である。なお、図６Ａ～図６Ｃは、受光装置１の積層方向から第１アライメントマーク１１９及び第２アライメントマーク２１９を平面視した際の平面形状を示す。
　図６Ａに示すように、第１アライメントマーク１１９は、矩形の額縁形状から四隅の頂点部を削除し、四辺を互いに離隔させた形状にて設けられてもよい。第２アライメントマーク２１９は、第１アライメントマーク１１９の周囲を囲む額縁形状にて設けられてもよい。このような平面形状によれば、第１アライメントマーク１１９及び第２アライメントマーク２１９は、互いの額縁形状の辺にて、互いに直交する２方向（図６Ａでは、上下方向及び左右方向）で互いの間隔を測定することが可能となる。
　図６Ｂに示すように、第１アライメントマーク１１９は、四角形の各頂点及び中心に相当する位置に配置された５つの矩形形状にて設けられてもよい。第２アライメントマーク２１９は、第１アライメントマーク１１９の中央の矩形形状を内部に含み、第１アライメントマーク１１９の４つの矩形形状の間に十字型に広がる多角形形状、及び第１アライメントマーク１１９の４つの矩形形状の周囲を囲む額縁形状にて設けられてもよい。このような平面形状によれば、第１アライメントマーク１１９及び第２アライメントマーク２１９は、第１アライメントマーク１１９の５つの矩形形状と、第２アライメントマーク２１９の多角形形状又は額縁形状との間で、互いに直交する２方向（図６Ｂでは、上下方向及び左右方向）で互いの間隔を測定することが可能となる。
　図６Ｃに示すように、第１アライメントマーク１１９は、互いに直交する２つの直線からなる十字形状で設けられてもよい。第２アライメントマーク２１９は、第１アライメントマーク１１９の十字形状を構成する２直線を挟む位置に配置された４つの矩形形状にて設けられてもよい。このような平面形状によれば、第１アライメントマーク１１９及び第２アライメントマーク２１９は、十字形状と４つの矩形形状との間で、互いに直交する２方向（図６Ｃでは、上下方向及び左右方向）で互いの間隔を測定することが可能となる。
　したがって、図６Ａ～図６Ｃに示す平面形状であっても、第１アライメントマーク１１９及び第２アライメントマーク２１９の互いに直交する２方向（すなわち、上下方向及び左右方向）の間隔を所定値に制御することができるため、第１チップ１０及び第２チップ２０を所定の位置関係とすることが可能である。
　図６Ａ～図６Ｃにて示した第１アライメントマーク１１９及び第２アライメントマーク２１９についても、図５Ｂと同様に同一方向に平行に延在する複数の導体層６１９にて構成されていてもよい。また、図６Ａ～図６Ｃにおいても、第１アライメントマーク１１９及び第２アライメントマーク２１９の平面形状は、交換可能である。
　＜２．第２の実施形態＞
　（２．１．アライメントマークの構成例）
　次に、図７～図９を参照して、第２の実施形態において、受光装置１に設けられるアライメントマークの構成例について説明する。図７及び図８は、第２の実施形態における第１アライメントマーク１２９、第２アライメントマーク２２９の概要を説明する縦断面図である。図９は、第１アライメントマーク１２９、第２アライメントマーク２２９の構成例を配線層１１５と重ね合わせて示す模式図である。なお、図９は、受光装置１の積層方向から第１アライメントマーク１２９及び第２アライメントマーク２２９を平面視した際の平面形状を示す。
　図７及び図８に示す受光装置１では、第１アライメントマーク１２９は、第１チップ１０の画素領域５０の内側に設けられるため、第１アライメントマーク１２９及び第２アライメントマーク２２９が設けられた領域の第１チップ１０（すなわち、多層配線層１１０及び半導体基板１００）には、フォトダイオード及び配線層１１５が設けられる。
　また、第２チップ２０におけるチップ面積をより効率的に使用するため、第１アライメントマーク１１９及び第２アライメントマーク２１９が設けられた領域の第２チップ２０（すなわち、多層配線層２１０及び半導体基板２００）には、それ以外の領域と同様に、配線層２１５及びトランジスタ等の素子が設けられることが望まれる。
　さらに、半導体基板１００、２００を研磨等によって薄肉化する場合、配線層１１５、２１５が設けられない領域は強度が低くなり、研磨が進みやすくなる。したがって、配線層１１５、２１５が設けられる領域と、配線層１１５、２１５が設けられない領域とが混在する場合、平坦性を維持したまま半導体基板１００、２００を薄肉化することは、プロセスの難度が高くなる。よって、第１アライメントマーク１１９及び第２アライメントマーク２１９が設けられた領域の第２チップ２０には、それ以外の領域と同様に、配線層２１５及びトランジスタ等の素子を設けることが望まれている。
　そのため、第２の実施形態では、検出光ＤＬは、多層配線層１１０に設けられた配線層１１５（図７）、又は多層配線層２１０に設けられた配線層２１５（図８）を透過して、第１アライメントマーク１２９及び第２アライメントマーク２２９にて反射されることが望まれる。
　そこで、第２の実施形態では、図９に示すように、第１アライメントマーク１２９及び第２アライメントマーク２２９が設けられた領域の配線層１１５、２１５は、同一方向に平行に延在して設けられる。配線層１１５、２１５は、例えば、Ｃｕ（銅）又はＡｌ（アルミニウム）などの金属にて設けられてもよい。
　同一方向に平行に延在する複数の配線層１１５、２１５は、いわゆるワイヤーグリッドを構成するため、偏光子として機能することができる。具体的には、このような配線層１１５、２１５は、延在方向と平行方向に振動する直線偏光を反射し、延在方向と直交する方向に振動する直線偏光を透過させることができる。したがって、配線層１１５、２１５の延在方向と垂直方向に振動する直線偏光を検出光ＤＬに用いることによって、検出光ＤＬは、配線層１１５、２１５を透過して照射方向の奥側に存在する第１アライメントマーク１２９及び第２アライメントマーク２２９にて反射されることができる。
　同一方向に平行に延在する複数の配線層１１５、２１５の配列ピッチは、例えば、検出光ＤＬに用いる光の波長によって適宜選択されてもよい。具体的には、配線層１１５、２１５の配列ピッチは、配線層１１５、２１５の延在方向と垂直方向に振動する直線偏光である検出光ＤＬをより効率的に透過させるように選択されてもよい。
　第１アライメントマーク１２９及び第２アライメントマーク２２９の平面形状は、第１の実施形態と同様に、平面上での位置合わせを行うために互いに対応した形状にて設けられる。具体的には、第１アライメントマーク１２９は、矩形形状で設けられ、第２アライメントマーク２２９は、第１アライメントマーク１２９の周囲を囲む矩形の額縁形状で設けられてもよい。第１アライメントマーク１２９及び第２アライメントマーク２２９の材質及び構成については、第１の実施形態と実質的に同様であるため、ここでの詳細な説明は省略する。
　なお、第１アライメントマーク１２９及び第２アライメントマーク２２９の平面形状は、交換可能である。すなわち、第２アライメントマーク２２９は、矩形形状で設けられ、第１アライメントマーク１２９は、第２アライメントマーク２２９の周囲を囲む矩形の額縁形状で設けられてもよい。
　（２．２．変形例）
　続いて、図１０及び図１１を参照して、第２の実施形態の変形例について説明する。図１０は、第２の実施形態の変形例における配線層１１５、２１５の構成例を示す模式図である。図１１は、第１アライメントマーク１２９、第２アライメントマーク２２９の構成例を示す模式図である。
　図１０及び図１１に示すように、第２の実施形態の変形例では、第１アライメントマーク１２９及び第２アライメントマーク２２９と、第１アライメントマーク１２９及び第２アライメントマーク２２９が設けられた領域の配線層１１５及び配線層２１５とは、互いに直交する方向に延在するワイヤーグリッド構造にて設けられてもよい。
　具体的には、多層配線層１１０、２１０に設けられた配線層１１５及び配線層２１５は、図１０に示すように、第１方向（図１０ではＹ方向）に互いに平行に延在する配線として設けられてもよい。また、第１アライメントマーク１２９及び第２アライメントマーク２２９は、図１１に示すように、第１方向と直交する第２方向（図１１ではＸ方向）に延在する導体層６２９を複数平行に配列することで平面形状が構成されてもよい。
　上記の構成によれば、配線層１１５及び配線層２１５と、第１アライメントマーク１２９及び第２アライメントマーク２２９とは、偏光子として機能することができる。よって、配線層１１５及び配線層２１５は、Ｙ方向に振動する直線偏光を反射し、Ｘ方向に振動する直線偏光を透過させることができる。また、第１アライメントマーク１２９及び第２アライメントマーク２２９は、Ｘ方向に振動する直線偏光を反射し、Ｙ方向に振動する直線偏光を透過させることができる。
　したがって、第１アライメントマーク１２９及び第２アライメントマーク２２９の検出光ＤＬにＸ方向に振動する直線偏光を用いることによって、検出光ＤＬは、配線層１１５及び配線層２１５を透過しつつ、第１アライメントマーク１２９及び第２アライメントマーク２２９にて反射されるようになる。これによれば、第２の実施形態の変形例に係る受光装置１では、検出光ＤＬは、第１アライメントマーク１２９及び第２アライメントマーク２２９に重畳して設けられた配線層１１５及び配線層２１５にて反射又は散乱されることなく、第１アライメントマーク１２９及び第２アライメントマーク２２９を検出することができる。
　また、第１アライメントマーク１２９及び第２アライメントマーク２２９を透過した直線偏光が第１アライメントマーク１２９及び第２アライメントマーク２２９の奥側に設けられた配線層１１５又は配線層２１５にて反射される可能性を低減することができる。したがって、第２の実施形態の変形例に係る受光装置１では、受光装置１の内部での検出光ＤＬの反射を抑制することで、検出のノイズを低減することができる。
　配線層１１５及び配線層２１５は、例えば、Ｃｕ（銅）又はＡｌ（アルミニウム）などの金属にて設けられてもよい。配線層１１５、２１５の配列ピッチｐｗは、反射光によるセンサ画素５１への映り込みを抑制する観点から、センサ画素５１のサイズ以下であることが好ましく、具体的には５μｍ以下であることが好ましい。また、配線層１１５、２１５の配列ピッチｐｗは、検出光ＤＬとして近赤外光を用いる場合、偏光子の特性をより高める観点から、近赤外光の波長である１μｍ以下であることが好ましい。
　第１アライメントマーク１２９及び第２アライメントマーク２２９を構成する導体層６２９は、例えば、Ａｌ（アルミニウム）などの金属材料にて設けられてもよい。第１アライメントマーク１２９及び第２アライメントマーク２２９を構成する導体層６２９の繰り返しピッチｐａは、センサ画素５１への入射光の反射を抑制するために、センサ画素５１のサイズ以下であることが好ましい。
　なお、センサ画素５１のサイズとは、第１の実施形態にて説明したように、フォトダイオードにて光電変換した電荷を読み出すことができる画素の最小の繰り返しパターンのサイズ（一辺の長さ）を意味する。
　＜３．応用例＞
　以下では、図１２～図１７を参照して、本開示の一実施形態に係る受光装置１の応用例について説明する。
　（撮像システムへの応用）
　まず、図１２及び図１３を参照して、本開示の一実施形態に係る受光装置１の撮像システムへの応用について説明する。図１２は、本実施形態に係る受光装置１を備えた撮像システム９００の概略構成の一例を示すブロック図である。図１３は、撮像システム９００における撮像動作の流れを示すフローチャート図である。
　図１２に示すように、撮像システム９００は、例えば、デジタルスチルカメラ若しくはビデオカメラ等の撮像装置、又はスマートフォン若しくはタブレット型端末等の撮像機能を有する携帯端末装置などである。
　撮像システム９００は、例えば、レンズ群９４１と、シャッタ９４２と、本実施形態に係る受光装置１と、ＤＳＰ回路９４３と、フレームメモリ９４４と、表示部９４５と、記憶部９４６と、操作部９４７と、電源部９４８とを備える。撮像システム９００において、受光装置１、ＤＳＰ回路９４３、フレームメモリ９４４、表示部９４５、記憶部９４６、操作部９４７、及び電源部９４８は、バスライン９４９を介して相互に接続されている。
　受光装置１は、レンズ群９４１、及びシャッタ９４２を通過した入射光を受光し、受光した光に応じたセンサ信号（すなわち、画像データ）を出力する。ＤＳＰ回路９４３は、受光装置１から出力される画像データを処理する信号処理回路である。フレームメモリ９４４は、ＤＳＰ回路９４３により処理された画像データをフレーム単位で一時的に保持する。表示部９４５は、例えば、液晶パネル、又は有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）パネル等のパネル型表示装置であり、ＤＳＰ回路９４３により処理された画像データを表示する。記憶部９４６は、半導体メモリやハードディスク等の記録媒体を含み、受光装置１から出力された画像データ、又はＤＳＰ回路９４３により処理された画像データを記録する。操作部９４７は、ユーザによる操作に基づいて、撮像システム９００が有する各種の機能についての操作指令を出力する。電源部９４８は、受光装置１、ＤＳＰ回路９４３、フレームメモリ９４４、表示部９４５、記憶部９４６、及び操作部９４７の動作電力を供給する各種電源である。
　次に、撮像システム９００の動作手順について説明する。
　図１３に示すように、ユーザは、操作部９４７を操作することにより受光開始を指示する（Ｓ１０１）。これにより、操作部９４７は、受光指令を受光装置１に送信する（Ｓ１０２）。受光装置１は、受光指令を受けると、所定の方式で受光を開始する（Ｓ１０３）。
　続いて、受光装置１は、受光した光に応じた画像データをＤＳＰ回路９４３に出力する。ＤＳＰ回路９４３は、受光装置１から出力された画像データに所定の信号処理（例えば、ノイズ低減処理など）を行う（Ｓ１０４）。ＤＳＰ回路９４３は、所定の信号処理がなされた画像データをフレームメモリ９４４に保持させる。その後、フレームメモリ９４４は、画像データを記憶部９４６に記憶させる（Ｓ１０５）。このようにして、撮像システム９００の動作が行われる。
　（移動体制御システムへの応用）
　本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット等のいずれかの種類の移動体に搭載される装置に適用されてもよい。
　図１４は、本開示に係る技術が適用され得る移動体制御システムの一例である車両制御システムの概略的な構成例を示すブロック図である。
　車両制御システム１２０００は、通信ネットワーク１２００１を介して接続された複数の電子制御ユニットを備える。図１４に示した例では、車両制御システム１２０００は、駆動系制御ユニット１２０１０、ボディ系制御ユニット１２０２０、車外情報検出ユニット１２０３０、車内情報検出ユニット１２０４０、及び統合制御ユニット１２０５０を備える。また、統合制御ユニット１２０５０の機能構成として、マイクロコンピュータ１２０５１、音声画像出力部１２０５２、及び車載ネットワークＩ／Ｆ（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）１２０５３が図示されている。
　駆動系制御ユニット１２０１０は、各種プログラムにしたがって車両の駆動系に関連する装置の動作を制御する。例えば、駆動系制御ユニット１２０１０は、内燃機関又は駆動用モータ等の車両の駆動力を発生させるための駆動力発生装置、駆動力を車輪に伝達するための駆動力伝達機構、車両の舵角を調節するステアリング機構、及び、車両の制動力を発生させる制動装置等の制御装置として機能する。
　ボディ系制御ユニット１２０２０は、各種プログラムにしたがって車体に装備された各種装置の動作を制御する。例えば、ボディ系制御ユニット１２０２０は、キーレスエントリシステム、スマートキーシステム、パワーウィンドウ装置、あるいは、ヘッドランプ、バックランプ、ブレーキランプ、ウィンカー又はフォグランプ等の各種ランプの制御装置として機能する。この場合、ボディ系制御ユニット１２０２０には、鍵を代替する携帯機から発信される電波又は各種スイッチの信号が入力され得る。ボディ系制御ユニット１２０２０は、これらの電波又は信号の入力を受け付け、車両のドアロック装置、パワーウィンドウ装置、ランプ等を制御する。
　車外情報検出ユニット１２０３０は、車両制御システム１２０００を搭載した車両の外部の情報を検出する。例えば、車外情報検出ユニット１２０３０には、撮像部１２０３１が接続される。車外情報検出ユニット１２０３０は、撮像部１２０３１に車外の画像を撮像させるとともに、撮像された画像を受信する。車外情報検出ユニット１２０３０は、受信した画像に基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等の物体検出処理又は距離検出処理を行ってもよい。
　撮像部１２０３１は、光を受光し、その光の受光量に応じた電気信号を出力する光センサである。撮像部１２０３１は、電気信号を画像として出力することもできるし、測距の情報として出力することもできる。また、撮像部１２０３１が受光する光は、可視光であっても良いし、赤外線等の非可視光であっても良い。
　車内情報検出ユニット１２０４０は、車内の情報を検出する。車内情報検出ユニット１２０４０には、例えば、運転者の状態を検出する運転者状態検出部１２０４１が接続される。運転者状態検出部１２０４１は、例えば運転者を撮像するカメラを含み、車内情報検出ユニット１２０４０は、運転者状態検出部１２０４１から入力される検出情報に基づいて、運転者の疲労度合い又は集中度合いを算出してもよいし、運転者が居眠りをしていないかを判別してもよい。
　マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車内外の情報に基づいて、駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置の制御目標値を演算し、駆動系制御ユニット１２０１０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両の衝突回避あるいは衝撃緩和、車間距離に基づく追従走行、車速維持走行、車両の衝突警告、又は車両のレーン逸脱警告等を含むＡＤＡＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ　Ｄｒｉｖｅｒ　Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ　Ｓｙｓｔｅｍ）の機能実現を目的とした協調制御を行うことができる。
　また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車両の周囲の情報に基づいて駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置等を制御することにより、運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
　また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で取得される車外の情報に基づいて、ボディ系制御ユニット１２０２０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で検知した先行車又は対向車の位置に応じてヘッドランプを制御し、ハイビームをロービームに切り替える等の防眩を図ることを目的とした協調制御を行うことができる。
　音声画像出力部１２０５２は、車両の搭乗者又は車外に対して、視覚的又は聴覚的に情報を通知することが可能な出力装置へ音声及び画像のうちの少なくとも一方の出力信号を送信する。図１４の例では、出力装置として、オーディオスピーカ１２０６１、表示部１２０６２及びインストルメントパネル１２０６３が例示されている。表示部１２０６２は、例えば、オンボードディスプレイ及びヘッドアップディスプレイの少なくとも一つを含んでいてもよい。
　図１５は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。
　図１５では、車両１２１００は、撮像部１２０３１として、撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５を有する。
　撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５は、例えば、車両１２１００のフロントノーズ、サイドミラー、リアバンパ、バックドア及び車室内のフロントガラスの上部等の位置に設けられる。フロントノーズに備えられる撮像部１２１０１及び車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部１２１０５は、主として車両１２１００の前方の画像を取得する。サイドミラーに備えられる撮像部１２１０２，１２１０３は、主として車両１２１００の側方の画像を取得する。リアバンパ又はバックドアに備えられる撮像部１２１０４は、主として車両１２１００の後方の画像を取得する。撮像部１２１０１及び１２１０５で取得される前方の画像は、主として先行車両又は、歩行者、障害物、信号機、交通標識又は車線等の検出に用いられる。
　なお、図１５には、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮影範囲の一例が示されている。撮像範囲１２１１１は、フロントノーズに設けられた撮像部１２１０１の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１２，１２１１３は、それぞれサイドミラーに設けられた撮像部１２１０２，１２１０３の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１４は、リアバンパ又はバックドアに設けられた撮像部１２１０４の撮像範囲を示す。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４で撮像された画像データが重ね合わせられることにより、車両１２１００を上方から見た俯瞰画像が得られる。
　撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、距離情報を取得する機能を有していてもよい。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、複数の撮像素子からなるステレオカメラであってもよいし、位相差検出用の画素を有する撮像素子であってもよい。
　例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を基に、撮像範囲１２１１１ないし１２１１４内における各立体物までの距離と、この距離の時間的変化（車両１２１００に対する相対速度）を求めることにより、特に車両１２１００の進行路上にある最も近い立体物で、車両１２１００と略同じ方向に所定の速度（例えば、０ｋｍ／ｈ以上）で走行する立体物を先行車として抽出することができる。さらに、マイクロコンピュータ１２０５１は、先行車の手前に予め確保すべき車間距離を設定し、自動ブレーキ制御（追従停止制御も含む）や自動加速制御（追従発進制御も含む）等を行うことができる。このように運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
　例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を元に、立体物に関する立体物データを、２輪車、普通車両、大型車両、歩行者、電柱等その他の立体物に分類して抽出し、障害物の自動回避に用いることができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両１２１００の周辺の障害物を、車両１２１００のドライバが視認可能な障害物と視認困難な障害物とに識別する。そして、マイクロコンピュータ１２０５１は、各障害物との衝突の危険度を示す衝突リスクを判断し、衝突リスクが設定値以上で衝突可能性がある状況であるときには、オーディオスピーカ１２０６１や表示部１２０６２を介してドライバに警報を出力することや、駆動系制御ユニット１２０１０を介して強制減速や回避操舵を行うことで、衝突回避のための運転支援を行うことができる。
　撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、赤外線を検出する赤外線カメラであってもよい。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在するか否かを判定することで歩行者を認識することができる。かかる歩行者の認識は、例えば赤外線カメラとしての撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像における特徴点を抽出する手順と、物体の輪郭を示す一連の特徴点にパターンマッチング処理を行って歩行者か否かを判別する手順によって行われる。マイクロコンピュータ１２０５１が、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在すると判定し、歩行者を認識すると、音声画像出力部１２０５２は、当該認識された歩行者に強調のための方形輪郭線を重畳表示するように、表示部１２０６２を制御する。また、音声画像出力部１２０５２は、歩行者を示すアイコン等を所望の位置に表示するように表示部１２０６２を制御してもよい。
　以上、本開示に係る技術が適用され得る移動体制御システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、撮像部１２０３１に適用され得る。本開示に係る技術によれば、撮像部１２０３１をより小型化することが可能であるため、移動体への取り付けをより容易に行うことができる。
　（内視鏡手術システムへの応用）
　本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、内視鏡手術システムに適用されてもよい。
　図１６は、本開示に係る技術（本技術）が適用され得る内視鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。
　図１６では、術者（医師）１１１３１が、内視鏡手術システム１１０００を用いて、患者ベッド１１１３３上の患者１１１３２に手術を行っている様子が図示されている。図示するように、内視鏡手術システム１１０００は、内視鏡１１１００と、気腹チューブ１１１１１やエネルギー処置具１１１１２等の、その他の術具１１１１０と、内視鏡１１１００を支持する支持アーム装置１１１２０と、内視鏡下手術のための各種の装置が搭載されたカート１１２００と、から構成される。
　内視鏡１１１００は、先端から所定の長さの領域が患者１１１３２の体腔内に挿入される鏡筒１１１０１と、鏡筒１１１０１の基端に接続されるカメラヘッド１１１０２と、から構成される。図示する例では、硬性の鏡筒１１１０１を有するいわゆる硬性鏡として構成される内視鏡１１１００を図示しているが、内視鏡１１１００は、軟性の鏡筒を有するいわゆる軟性鏡として構成されてもよい。
　鏡筒１１１０１の先端には、対物レンズが嵌め込まれた開口部が設けられている。内視鏡１１１００には光源装置１１２０３が接続されており、当該光源装置１１２０３によって生成された光が、鏡筒１１１０１の内部に延設されるライトガイドによって当該鏡筒の先端まで導光され、対物レンズを介して患者１１１３２の体腔内の観察対象に向かって照射される。なお、内視鏡１１１００は、直視鏡であってもよいし、斜視鏡又は側視鏡であってもよい。
　カメラヘッド１１１０２の内部には光学系及び撮像素子が設けられており、観察対象からの反射光（観察光）は当該光学系によって当該撮像素子に集光される。当該撮像素子によって観察光が光電変換され、観察光に対応する電気信号、すなわち観察像に対応する画像信号が生成される。当該画像信号は、ＲＡＷデータとしてカメラコントロールユニット（ＣＣＵ：　Ｃａｍｅｒａ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）１１２０１に送信される。
　ＣＣＵ１１２０１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）やＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）等によって構成され、内視鏡１１１００及び表示装置１１２０２の動作を統括的に制御する。さらに、ＣＣＵ１１２０１は、カメラヘッド１１１０２から画像信号を受け取り、その画像信号に対して、例えば現像処理（デモザイク処理）等の、当該画像信号に基づく画像を表示するための各種の画像処理を施す。
　表示装置１１２０２は、ＣＣＵ１１２０１からの制御により、当該ＣＣＵ１１２０１によって画像処理が施された画像信号に基づく画像を表示する。
　光源装置１１２０３は、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）等の光源から構成され、術部等を撮影する際の照射光を内視鏡１１１００に供給する。
　入力装置１１２０４は、内視鏡手術システム１１０００に対する入力インタフェースである。ユーザは、入力装置１１２０４を介して、内視鏡手術システム１１０００に対して各種の情報の入力や指示入力を行うことができる。例えば、ユーザは、内視鏡１１１００による撮像条件（照射光の種類、倍率及び焦点距離等）を変更する旨の指示等を入力する。
　処置具制御装置１１２０５は、組織の焼灼、切開又は血管の封止等のためのエネルギー処置具１１１１２の駆動を制御する。気腹装置１１２０６は、内視鏡１１１００による視野の確保及び術者の作業空間の確保の目的で、患者１１１３２の体腔を膨らめるために、気腹チューブ１１１１１を介して当該体腔内にガスを送り込む。レコーダ１１２０７は、手術に関する各種の情報を記録可能な装置である。プリンタ１１２０８は、手術に関する各種の情報を、テキスト、画像又はグラフ等各種の形式で印刷可能な装置である。
　なお、内視鏡１１１００に術部を撮影する際の照射光を供給する光源装置１１２０３は、例えばＬＥＤ、レーザ光源又はこれらの組み合わせによって構成される白色光源から構成することができる。ＲＧＢレーザ光源の組み合わせにより白色光源が構成される場合には、各色（各波長）の出力強度及び出力タイミングを高精度に制御することができるため、光源装置１１２０３において撮像画像のホワイトバランスの調整を行うことができる。また、この場合には、ＲＧＢレーザ光源それぞれからのレーザ光を時分割で観察対象に照射し、その照射タイミングに同期してカメラヘッド１１１０２の撮像素子の駆動を制御することにより、ＲＧＢそれぞれに対応した画像を時分割で撮像することも可能である。当該方法によれば、当該撮像素子にカラーフィルタを設けなくても、カラー画像を得ることができる。
　また、光源装置１１２０３は、出力する光の強度を所定の時間ごとに変更するようにその駆動が制御されてもよい。その光の強度の変更のタイミングに同期してカメラヘッド１１１０２の撮像素子の駆動を制御して時分割で画像を取得し、その画像を合成することにより、いわゆる黒つぶれ及び白とびのない高ダイナミックレンジの画像を生成することができる。
　また、光源装置１１２０３は、特殊光観察に対応した所定の波長帯域の光を供給可能に構成されてもよい。特殊光観察では、例えば、体組織における光の吸収の波長依存性を利用して、通常の観察時における照射光（すなわち、白色光）に比べて狭帯域の光を照射することにより、粘膜表層の血管等の所定の組織を高コントラストで撮影する、いわゆる狭帯域光観察（Ｎａｒｒｏｗ　Ｂａｎｄ　Ｉｍａｇｉｎｇ）が行われる。あるいは、特殊光観察では、励起光を照射することにより発生する蛍光により画像を得る蛍光観察が行われてもよい。蛍光観察では、体組織に励起光を照射し当該体組織からの蛍光を観察すること（自家蛍光観察）、又はインドシアニングリーン（ＩＣＧ）等の試薬を体組織に局注するとともに当該体組織にその試薬の蛍光波長に対応した励起光を照射し蛍光像を得ること等を行うことができる。光源装置１１２０３は、このような特殊光観察に対応した狭帯域光及び／又は励起光を供給可能に構成され得る。
　図１７は、図１６に示すカメラヘッド１１１０２及びＣＣＵ１１２０１の機能構成の一例を示すブロック図である。
　カメラヘッド１１１０２は、レンズユニット１１４０１と、撮像部１１４０２と、駆動部１１４０３と、通信部１１４０４と、カメラヘッド制御部１１４０５と、を有する。ＣＣＵ１１２０１は、通信部１１４１１と、画像処理部１１４１２と、制御部１１４１３と、を有する。カメラヘッド１１１０２とＣＣＵ１１２０１とは、伝送ケーブル１１４００によって互いに通信可能に接続されている。
　レンズユニット１１４０１は、鏡筒１１１０１との接続部に設けられる光学系である。鏡筒１１１０１の先端から取り込まれた観察光は、カメラヘッド１１１０２まで導光され、当該レンズユニット１１４０１に入射する。レンズユニット１１４０１は、ズームレンズ及びフォーカスレンズを含む複数のレンズが組み合わされて構成される。
　撮像部１１４０２は、撮像素子で構成される。撮像部１１４０２を構成する撮像素子は、１つ（いわゆる単板式）であってもよいし、複数（いわゆる多板式）であってもよい。撮像部１１４０２が多板式で構成される場合には、例えば各撮像素子によってＲＧＢそれぞれに対応する画像信号が生成され、それらが合成されることによりカラー画像が得られてもよい。あるいは、撮像部１１４０２は、３Ｄ（Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ）表示に対応する右目用及び左目用の画像信号をそれぞれ取得するための１対の撮像素子を有するように構成されてもよい。３Ｄ表示が行われることにより、術者１１１３１は術部における生体組織の奥行きをより正確に把握することが可能になる。なお、撮像部１１４０２が多板式で構成される場合には、各撮像素子に対応して、レンズユニット１１４０１も複数系統設けられ得る。
　また、撮像部１１４０２は、必ずしもカメラヘッド１１１０２に設けられなくてもよい。例えば、撮像部１１４０２は、鏡筒１１１０１の内部に、対物レンズの直後に設けられてもよい。
　駆動部１１４０３は、アクチュエータによって構成され、カメラヘッド制御部１１４０５からの制御により、レンズユニット１１４０１のズームレンズ及びフォーカスレンズを光軸に沿って所定の距離だけ移動させる。これにより、撮像部１１４０２による撮像画像の倍率及び焦点が適宜調整され得る。
　通信部１１４０４は、ＣＣＵ１１２０１との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部１１４０４は、撮像部１１４０２から得た画像信号をＲＡＷデータとして伝送ケーブル１１４００を介してＣＣＵ１１２０１に送信する。
　また、通信部１１４０４は、ＣＣＵ１１２０１から、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を受信し、カメラヘッド制御部１１４０５に供給する。当該制御信号には、例えば、撮像画像のフレームレートを指定する旨の情報、撮像時の露出値を指定する旨の情報、並びに／又は撮像画像の倍率及び焦点を指定する旨の情報等、撮像条件に関する情報が含まれる。
　なお、上記のフレームレートや露出値、倍率、焦点等の撮像条件は、ユーザによって適宜指定されてもよいし、取得された画像信号に基づいてＣＣＵ１１２０１の制御部１１４１３によって自動的に設定されてもよい。後者の場合には、いわゆるＡＥ（Ａｕｔｏ　Ｅｘｐｏｓｕｒｅ）機能、ＡＦ（Ａｕｔｏ　Ｆｏｃｕｓ）機能及びＡＷＢ（Ａｕｔｏ　Ｗｈｉｔｅ　Ｂａｌａｎｃｅ）機能が内視鏡１１１００に搭載されていることになる。
　カメラヘッド制御部１１４０５は、通信部１１４０４を介して受信したＣＣＵ１１２０１からの制御信号に基づいて、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御する。
　通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２から、伝送ケーブル１１４００を介して送信される画像信号を受信する。
　また、通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２に対して、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を送信する。画像信号や制御信号は、電気通信や光通信等によって送信することができる。
　画像処理部１１４１２は、カメラヘッド１１１０２から送信されたＲＡＷデータである画像信号に対して各種の画像処理を施す。
　制御部１１４１３は、内視鏡１１１００による術部等の撮像、及び、術部等の撮像により得られる撮像画像の表示に関する各種の制御を行う。例えば、制御部１１４１３は、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を生成する。
　また、制御部１１４１３は、画像処理部１１４１２によって画像処理が施された画像信号に基づいて、術部等が映った撮像画像を表示装置１１２０２に表示させる。この際、制御部１１４１３は、各種の画像認識技術を用いて撮像画像内における各種の物体を認識してもよい。例えば、制御部１１４１３は、撮像画像に含まれる物体のエッジの形状や色等を検出することにより、鉗子等の術具、特定の生体部位、出血、エネルギー処置具１１１１２の使用時のミスト等を認識することができる。制御部１１４１３は、表示装置１１２０２に撮像画像を表示させる際に、その認識結果を用いて、各種の手術支援情報を当該術部の画像に重畳表示させてもよい。手術支援情報が重畳表示され、術者１１１３１に提示されることにより、術者１１１３１の負担を軽減することや、術者１１１３１が確実に手術を進めることが可能になる。
　カメラヘッド１１１０２及びＣＣＵ１１２０１を接続する伝送ケーブル１１４００は、電気信号の通信に対応した電気信号ケーブル、光通信に対応した光ファイバ、又はこれらの複合ケーブルである。
　ここで、図示する例では、伝送ケーブル１１４００を用いて有線で通信が行われていたが、カメラヘッド１１１０２とＣＣＵ１１２０１との間の通信は無線で行われてもよい。
　以上、本開示に係る技術が適用され得る内視鏡手術システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、内視鏡１１１００のカメラヘッド１１１０２に設けられた撮像部１１４０２に好適に適用され得る。本開示に係る技術によれば、撮像部１１４０２をより小型化し、内視鏡１１１００のカメラヘッド１１１０２をより小型化することができるため、患者１１１３２への負荷を低減することができる。
　以上、第１～第２の実施形態、及び変形例を挙げて、本開示にかかる技術を説明した。ただし、本開示にかかる技術は、上記実施の形態等に限定されるわけではなく、種々の変形が可能である。
　本開示に係る技術が適用される受光装置は、ＣＭＯＳイメージセンサに限定されない。本開示に係る技術が適用される受光装置は、例えば、ＴｏＦ（Ｔｉｍｅ　ｏｆ　Ｆｌｉｇｈｔ）型の測距センサ、又は赤外線イメージセンサなどであってもよい。
　さらに、各実施形態で説明した構成および動作の全てが本開示の構成および動作として必須であるとは限らない。たとえば、各実施形態における構成要素のうち、本開示の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素は、任意の構成要素として理解されるべきである。
　本明細書および添付の特許請求の範囲全体で使用される用語は、「限定的でない」用語と解釈されるべきである。例えば、「含む」又は「含まれる」という用語は、「含まれるとして記載された様態に限定されない」と解釈されるべきである。「有する」という用語は、「有するとして記載された様態に限定されない」と解釈されるべきである。
　本明細書で使用した用語には、単に説明の便宜のために用いており、構成及び動作を限定する目的で使用したわけではない用語が含まれる。たとえば、「右」、「左」、「上」、「下」などの用語は、参照している図面上での方向を示しているにすぎない。また、「内側」、「外側」という用語は、それぞれ、注目要素の中心に向かう方向、注目要素の中心から離れる方向を示しているにすぎない。これらに類似する用語や同様の趣旨の用語についても同様である。
　なお、本開示にかかる技術は、以下のような構成を取ることも可能である。以下の構成を備える本開示にかかる技術によれば、チップ同士を貼り合わせる際に用いるアライメントマークを画素領域の内部に設けることができる。これによれば、受光装置は、チップの面積をより効率的に使用することができるため、受光装置の大きさをより小型化することができる。本開示にかかる技術が奏する効果は、ここに記載された効果に必ずしも限定されるわけではなく、本開示中に記載されたいずれの効果であってもよい。
（１）
　センサ画素が設けられた画素領域を含む第１チップと、
　前記センサ画素から出力されたセンサ信号を信号処理する処理回路を含み、前記第１チップと積層された第２チップと、
　前記第２チップに設けられた第２アライメントマークと対応して、前記第１チップの前記画素領域に設けられた第１アライメントマークと
を備えた、受光装置。
（２）
　前記第１アライメントマーク及び前記第２アライメントマークは、前記第１チップ及び前記第２チップの貼り合わせ面側にそれぞれ設けられる、上記（１）に記載の受光装置。
（３）
　前記貼り合わせ面側と反対側の前記第１チップ又は前記第２チップの少なくともいずれか一方には、前記第１アライメントマーク又は前記第２アライメントマークと重畳する領域に配線又は半導体素子が設けられる、上記（２）に記載の受光装置。
（４）
　前記第１アライメントマーク又は前記第２アライメントマークと重畳する領域の前記第１チップ又は前記第２チップに設けられた配線は、同一方向に延在して設けられる、上記（１）～（３）のいずれか一項に記載の受光装置。
（５）
　前記同一方向に延在する前記配線は、前記センサ画素の画素サイズよりも小さい繰り返しピッチにて設けられる、上記（４）に記載の受光装置。
（６）
　前記第１アライメントマーク又は前記第２アライメントマークの少なくともいずれか一方の平面形状は、矩形形状である、上記（１）～（５）のいずれか一項に記載の受光装置。
（７）
　前記第１アライメントマーク又は前記第２アライメントマークの少なくともいずれか一方は、同一方向に延在する導体層を複数平行に配列することで構成される、上記（６）に記載の受光装置。
（８）
　前記導体層は、前記センサ画素の画素サイズよりも小さい繰り返しピッチにて配列される、上記（７）に記載の受光装置。
（９）
　前記第１アライメントマーク又は前記第２アライメントマークと重畳する領域に設けられた配線は、第１方向に延在して設けられ、
　前記第１アライメントマーク及び前記第２アライメントマークは、前記第１方向と直交する第２方向に延在する導体層を複数平行に配列することで設けられる、上記（１）～（８）のいずれか一項に記載の受光装置。
（１０）
　前記第１アライメントマーク及び前記第２アライメントマークは、前記画素領域を平面視した際に、互いに重畳する領域に設けられる、上記（１）～（９）のいずれか一項に記載の受光装置。
（１１）
　前記第１アライメントマーク及び前記第２アライメントマークは、互いに対応する平面形状にて設けられる、上記（１）～（１０）のいずれか一項に記載の受光装置。
（１２）
　前記第２チップの平面面積は、前記第１チップの平面面積よりも小さい、上記（１）～（１１）のいずれか一項に記載の受光装置。
（１３）
　前記第２チップは、矩形形状であり、
　前記第２アライメントマークは、前記矩形形状の対角の隅部に少なくとも設けられる、上記（１）～（１２）のいずれか一項に記載の受光装置。
（１４）
　前記第１チップ及び前記第２チップは、それぞれ半導体基板に多層配線層を積層することで設けられ、
　前記第１チップ及び前記第２チップは、互いの前記多層配線層が対向するように積層される、上記（１）～（１３）のいずれか一項に記載の受光装置。
　本出願は、日本国特許庁において２０２０年１月６日に出願された日本特許出願番号第２０２０－０００１９１号を基礎として優先権を主張するものであり、この出願のすべての内容を参照によって本出願に援用する。
　当業者であれば、設計上の要件や他の要因に応じて、種々の修正、コンビネーション、サブコンビネーション、および変更を想到し得るが、それらは添付の請求の範囲やその均等物の範囲に含まれるものであることが理解される。

Claims (14)

  1. 　センサ画素が設けられた画素領域を含む第１チップと、
    　前記センサ画素から出力されたセンサ信号を信号処理する処理回路を含み、前記第１チップと積層された第２チップと、
    　前記第２チップに設けられた第２アライメントマークと対応して、前記第１チップの前記画素領域に設けられた第１アライメントマークと
    を備えた、受光装置。
  2. 　前記第１アライメントマーク及び前記第２アライメントマークは、前記第１チップ及び前記第２チップの貼り合わせ面側にそれぞれ設けられる、請求項１に記載の受光装置。
  3. 　前記貼り合わせ面側と反対側の前記第１チップ又は前記第２チップの少なくともいずれか一方には、前記第１アライメントマーク又は前記第２アライメントマークと重畳する領域に配線又は半導体素子が設けられる、請求項２に記載の受光装置。
  4. 　前記第１アライメントマーク又は前記第２アライメントマークと重畳する領域の前記第１チップ又は前記第２チップに設けられた配線は、同一方向に延在して設けられる、請求項１に記載の受光装置。
  5. 　前記同一方向に延在する前記配線は、前記センサ画素の画素サイズよりも小さい繰り返しピッチにて設けられる、請求項４に記載の受光装置。
  6. 　前記第１アライメントマーク又は前記第２アライメントマークの少なくともいずれか一方の平面形状は、矩形形状である、請求項１に記載の受光装置。
  7. 　前記第１アライメントマーク又は前記第２アライメントマークの少なくともいずれか一方は、同一方向に延在する導体層を複数平行に配列することで構成される、請求項６に記載の受光装置。
  8. 　前記導体層は、前記センサ画素の画素サイズよりも小さい繰り返しピッチにて配列される、請求項７に記載の受光装置。
  9. 　前記第１アライメントマーク又は前記第２アライメントマークと重畳する領域に設けられた配線は、第１方向に延在して設けられ、
    　前記第１アライメントマーク及び前記第２アライメントマークは、前記第１方向と直交する第２方向に延在する導体層を複数平行に配列することで設けられる、請求項１に記載の受光装置。
  10. 　前記第１アライメントマーク及び前記第２アライメントマークは、前記画素領域を平面視した際に、互いに重畳する領域に設けられる、請求項１に記載の受光装置。
  11. 　前記第１アライメントマーク及び前記第２アライメントマークは、互いに対応する平面形状にて設けられる、請求項１に記載の受光装置。
  12. 　前記第２チップの平面面積は、前記第１チップの平面面積よりも小さい、請求項１に記載の受光装置。
  13. 　前記第２チップは、矩形形状であり、
    　前記第２アライメントマークは、前記矩形形状の対角の隅部に少なくとも設けられる、請求項１に記載の受光装置。
  14. 　前記第１チップ及び前記第２チップは、それぞれ半導体基板に多層配線層を積層することで設けられ、
    　前記第１チップ及び前記第２チップは、互いの前記多層配線層が対向するように積層される、請求項１に記載の受光装置。
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