固體攝像裝置、攝像裝置以及信號(hào)讀出方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及固體攝像裝置、攝像裝置以及信號(hào)讀出方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，攝像機(jī)或電子靜態(tài)照相機(jī)等已普遍廣泛普及。在這些照相機(jī)中使用CCD(Charge Coupled Device:電荷親合器件)型或放大型的固體攝像裝置。放大型的固體攝像裝置將供光入射的像素的光電轉(zhuǎn)換部所生成并蓄積的信號(hào)電荷引導(dǎo)至在像素中設(shè)置的放大部，并從像素輸出由放大部放大后的信號(hào)。在放大型的固體攝像裝置中，呈二維矩陣狀地配置有多個(gè)這樣的像素。放大型的固體攝像裝置例如有采用CMOS (ComplementaryMetal Oxide Semiconductor:互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)晶體管的CMOS型固體攝像裝置等。
[0003]以往，通常的CMOS型固體攝像裝置采用按照每行依次讀出呈二維矩陣狀排列的各個(gè)像素的光電轉(zhuǎn)換部所生成的信號(hào)電荷的方式。在此方式中，根據(jù)信號(hào)電荷讀出的開(kāi)始與結(jié)束來(lái)決定各個(gè)像素的光電轉(zhuǎn)換部的曝光定時(shí)，所以曝光定時(shí)依據(jù)每行而不同。因此，當(dāng)采用這樣的CMOS型固體攝像裝置拍攝快速移動(dòng)的被攝體時(shí)，在所拍攝的圖像內(nèi)，被攝體失真。
[0004]為了消除該被攝體的失真，提出了實(shí)現(xiàn)信號(hào)電荷蓄積的同時(shí)性的同時(shí)攝像功能(全局快門功能)。另外，具有全局快門功能的CMOS型固體攝像裝置的用途正在變多。在具有全局快門功能的CMOS型固體攝像裝置中，通常為了在進(jìn)行讀出之前預(yù)先蓄積光電轉(zhuǎn)換部所生成的信號(hào)電荷，而需要具有帶遮光性的蓄積電容部。這樣的現(xiàn)有CMOS型固體攝像裝置在同時(shí)曝光全部像素之后，將各光電轉(zhuǎn)換部所生成的信號(hào)電荷在全部像素中同時(shí)傳輸?shù)礁鱾€(gè)蓄積電容部進(jìn)行暫時(shí)蓄積，在規(guī)定的讀出定時(shí)將該信號(hào)電荷依次轉(zhuǎn)換為像素信號(hào)并讀出。
[0005]但是，在現(xiàn)有的具備全局快門功能的CMOS型固體攝像裝置中，必須在同一基板的同一平面上制作光電轉(zhuǎn)換部和蓄積電容部，從而無(wú)法避免芯片面積的增大。而且，在讀出蓄積電容部所蓄積的信號(hào)電荷之前的待機(jī)期間中，由于光引起的噪聲或蓄積電容部所產(chǎn)生的漏電流(暗電流)引起的噪聲而導(dǎo)致信號(hào)的品質(zhì)劣化。
[0006]在專利文獻(xiàn)I中公開(kāi)了如下這樣的固體攝像裝置，該固體攝像裝置利用微凸起來(lái)連接按照每個(gè)單位元件在布線層側(cè)形成了微型焊盤的MOS圖像傳感器芯片、和在與MOS圖像傳感器芯片的微型焊盤對(duì)應(yīng)的位置的布線層側(cè)形成了微型焊盤的信號(hào)處理芯片而成。另夕卜，在專利文獻(xiàn)2中公開(kāi)了如下這樣的方法:利用將形成有光電轉(zhuǎn)換部的第I基板和形成有多個(gè)MOS晶體管的第2基板粘合而成的固體攝像裝置來(lái)防止芯片面積增大。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2006-49361號(hào)公報(bào)
[0010]專利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2010-219339號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]發(fā)明所要解決的課題
[0012]但是，當(dāng)前通常用于數(shù)碼照相機(jī)的固體攝像元件的像素尺寸較大，為幾ym見(jiàn)方。因此，在以往公知的如下固體攝像裝置中，必須將電連接點(diǎn)設(shè)為與I個(gè)像素對(duì)應(yīng)的面積、或與多個(gè)對(duì)應(yīng)的面積那樣的較小面積，其中，該固體攝像裝置利用微凸起來(lái)連接按照每個(gè)單位元件在布線層側(cè)形成了微型焊盤的MOS圖像傳感器芯片、和在與MOS圖像傳感器芯片的微型焊盤對(duì)應(yīng)的位置的布線層側(cè)形成了微型焊盤的信號(hào)處理芯片而成。因此，非常難以將電連接確保為高質(zhì)量，導(dǎo)致連接不良的產(chǎn)生比例變得非常高。此外，產(chǎn)生了連接不良的像素成為像素缺陷。其結(jié)果，所得到的圖像質(zhì)量劣化。
[0013]本發(fā)明正是鑒于上述問(wèn)題而完成的，其目的在于能夠得到更高質(zhì)量的圖像，減少信號(hào)質(zhì)量的劣化并且抑制芯片面積的增大。
[0014]用于解決課題的手段
[0015]本發(fā)明的第I方式的固體攝像裝置具有:第I電極焊盤，其設(shè)置于第I基板，所述第I基板配置有多個(gè)包含在像素中的光電轉(zhuǎn)換元件；第2電極焊盤，其設(shè)置于第2基板，所述第2基板具有讀出所述像素的信號(hào)的讀出部；以及連接部，其通過(guò)使一端與所述第I電極焊盤接合、另一端與所述第2電極焊盤接合，將所述第I電極焊盤和所述第2電極焊盤電連接，按照單位像素單元或匯總多個(gè)像素后的單元將多個(gè)所述像素劃分為多個(gè)區(qū)域，在該劃分而成的各個(gè)劃分區(qū)域中分配有第I?第η所述第I電極焊盤、以及第I?第m所述第2電極焊盤(η和m為I以上的整數(shù))，被分配到同一所述劃分區(qū)域的第I?第η所述第I電極焊盤、以及第I?第m所述第2電極焊盤構(gòu)成為經(jīng)由多個(gè)所述連接部而被電連接。
[0016]本發(fā)明的第2方式的攝像裝置具有:第I電極焊盤，其設(shè)置于第I基板，所述第I基板配置有多個(gè)包含在像素中的光電轉(zhuǎn)換元件；第2電極焊盤，其設(shè)置于第2基板，所述第2基板具有讀出所述像素的信號(hào)的讀出部；以及連接部，其通過(guò)使一端與所述第I電極焊盤接合、另一端與所述第2電極焊盤接合，將所述第I電極焊盤和所述第2電極焊盤電連接，按照單位像素單元或匯總多個(gè)像素后的單元將多個(gè)所述像素劃分為多個(gè)區(qū)域，在該劃分而成的各個(gè)劃分區(qū)域中分配有第I?第η所述第I電極焊盤、以及第I?第m所述第2電極焊盤(η和m為I以上的整數(shù))，被分配到同一所述劃分區(qū)域的第I?第η所述第I電極焊盤、以及第I?第m所述第2電極焊盤構(gòu)成為經(jīng)由多個(gè)所述連接部而被電連接。
[0017]本發(fā)明的第3方式的信號(hào)讀出方法是從固體攝像裝置的像素中讀出信號(hào)的信號(hào)讀出方法，所述固體攝像裝置具有:第I電極焊盤，其設(shè)置于第I基板，所述第I基板配置有多個(gè)包含在所述像素中的光電轉(zhuǎn)換元件；第2電極焊盤，其設(shè)置于第2基板，所述第2基板具有讀出所述像素的信號(hào)的讀出部；以及連接部，其通過(guò)使一端與所述第I電極焊盤接合、另一端與所述第2電極焊盤接合，將所述第I電極焊盤和所述第2電極焊盤電連接，按照單位像素單元或匯總多個(gè)像素后的單元將多個(gè)所述像素劃分為多個(gè)區(qū)域，在該劃分而成的各個(gè)劃分區(qū)域中分配有第I?第η所述第I電極焊盤、以及第I?第m所述第2電極焊盤(η和m為I以上的整數(shù))，被分配到同一所述劃分區(qū)域的第I?第η所述第I電極焊盤、以及第I?第m所述第2電極焊盤構(gòu)成為經(jīng)由多個(gè)所述連接部而被電連接，所述信號(hào)讀出方法具有讀出步驟，在所述讀出步驟中，所述讀出部經(jīng)由所述第I電極焊盤、所述連接部和所述第2電極焊盤讀出配置于所述第I基板的所述光電轉(zhuǎn)換元件所產(chǎn)生的信號(hào)。
[0018]發(fā)明的效果
[0019]本發(fā)明的固體攝像裝置、攝像裝置以及信號(hào)讀出方法有如下優(yōu)點(diǎn):能夠得到更高質(zhì)量的圖像，減少信號(hào)質(zhì)量的劣化并且抑制芯片面積的增大。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是示出本發(fā)明第I實(shí)施方式的攝像裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0021]圖2是本發(fā)明第I實(shí)施方式的攝像裝置具備的固體攝像裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0022]圖3A是本發(fā)明第I實(shí)施方式的固體攝像裝置的剖視圖和俯視圖。
[0023]圖3B是本發(fā)明第I實(shí)施方式的固體攝像裝置的剖視圖和俯視圖。
[0024]圖4A是示出本發(fā)明第I實(shí)施方式的像素單元的平面構(gòu)造和截面構(gòu)造的概略圖。
[0025]圖4B是示出本發(fā)明第I實(shí)施方式的像素單元的平面構(gòu)造和截面構(gòu)造的概略圖。
[0026]圖5是示出本發(fā)明第I實(shí)施方式的像素單元的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0027]圖6是示出本發(fā)明第I實(shí)施方式的像素單元的電路結(jié)構(gòu)的電路圖。
[0028]圖7是示出本發(fā)明第I實(shí)施方式的固體攝像裝置的動(dòng)作的時(shí)序圖。
[0029]圖8A是示出本發(fā)明第2實(shí)施方式的像素單元的平面構(gòu)造和截面構(gòu)造的概略圖。
[0030]圖SB是示出本發(fā)明第2實(shí)施方式的像素單元的平面構(gòu)造和截面構(gòu)造的概略圖。
[0031]圖9A是示出本發(fā)明第2實(shí)施方式的像素單元的平面構(gòu)造和截面構(gòu)造的概略圖。
[0032]圖9B是示出本發(fā)明第2實(shí)施方式的像素單元的平面構(gòu)造和截面構(gòu)造的概略圖。
[0033]圖1OA是示出本發(fā)明第3實(shí)施方式的像素單元的平面構(gòu)造和截面構(gòu)造的概略圖。
[0034]圖1OB是示出本發(fā)明第3實(shí)施方式的像素單元的平面構(gòu)造和截面構(gòu)造的概略圖。
[0035]圖1lA是示出本發(fā)明第4實(shí)施方式的像素單元的平面構(gòu)造和截面構(gòu)造的概略圖。
[0036]圖1lB是示出本發(fā)明第4實(shí)施方式的像素單元的平面構(gòu)造和截面構(gòu)造的概略圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037](第I實(shí)施方式)
[0038]以下，參照附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的第I實(shí)施方式。以下的詳細(xì)說(shuō)明作為一例而包含特定的詳細(xì)內(nèi)容。顯然，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解即使在以下的詳細(xì)內(nèi)容中增加各種變形或變更，增加該變形或變更后的內(nèi)容也不超出本發(fā)明的范圍。因此，以下說(shuō)明的各種實(shí)施方式?jīng)]有失去請(qǐng)求權(quán)利的發(fā)明的一般性，另外也沒(méi)有對(duì)請(qǐng)求權(quán)利的發(fā)明施加任何限定。
[0039]圖1示出本實(shí)施方式的攝像裝置的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的一個(gè)方式中的攝像裝置是具有攝像功能的電子設(shè)備即可，除了數(shù)碼照相機(jī)之外，還可以是數(shù)碼攝像機(jī)、內(nèi)窺鏡等。
[0040]圖1所示的攝像裝置具備鏡頭201、固體攝像裝置202、圖像處理部203、顯示部204、驅(qū)動(dòng)控制部205、鏡頭控制部206、照相機(jī)控制部207和照相機(jī)操作部208。圖1還示出了存儲(chǔ)卡209，由于將該存儲(chǔ)卡209構(gòu)成為可相對(duì)于攝像裝置拆裝，因而存儲(chǔ)卡209可以不是在攝像裝置中固有的結(jié)構(gòu)。
[0041]圖1所示的各個(gè)塊在硬件上可由計(jì)算機(jī)的CPU、存儲(chǔ)器等電路部件、鏡頭等光學(xué)部件以及按鈕、開(kāi)關(guān)等操作部件等各種部件來(lái)實(shí)現(xiàn)，在軟件上可由計(jì)算機(jī)程序等來(lái)實(shí)現(xiàn)，但這里描述為經(jīng)由它們的協(xié)作而實(shí)現(xiàn)的功能塊。因此，只要是本領(lǐng)域技術(shù)人員就當(dāng)然能夠理解可通過(guò)硬件、軟件的組合以各種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)這些功能塊。
[0042]鏡頭201是用于使被攝體的光學(xué)像在固體攝像裝置202 (固體攝像元件)的攝像面上成像的攝影鏡頭。固體攝像裝置202具備多個(gè)像素單元，通過(guò)光電轉(zhuǎn)換將鏡頭201所形成的被攝體的光學(xué)像轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像信號(hào)后輸出。圖像處理部203對(duì)從固體攝像裝置202輸出的圖像信號(hào)實(shí)施各種數(shù)字的圖像處理。
[0043]顯示部204根據(jù)圖像處理部203為了顯示而進(jìn)行圖像處理后的圖像信號(hào)來(lái)顯示圖像。該顯示部204能夠再現(xiàn)顯示靜態(tài)圖像，并且能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示被攝像范圍的圖像的動(dòng)態(tài)圖像(實(shí)時(shí)取景)顯示。驅(qū)動(dòng)控制部205根據(jù)來(lái)自照相機(jī)控制部207的指示，控制固體攝像裝置202的動(dòng)作。驅(qū)動(dòng)控制部205可設(shè)置在固體攝像裝置202內(nèi)。鏡頭控制部206根據(jù)來(lái)自照相機(jī)控制部207的指示，控制鏡頭201的光圈以及焦點(diǎn)位置。
[0044]照相機(jī)控制部207控制整個(gè)攝像裝置。由在攝像裝置內(nèi)置的ROM中存儲(chǔ)的程序來(lái)規(guī)定照相機(jī)控制部207的動(dòng)作。照相機(jī)控制部207讀出該程序，根據(jù)程序所規(guī)定的內(nèi)容來(lái)進(jìn)行各種控制。照相機(jī)操作部208具有用于由用戶對(duì)攝像裝置進(jìn)行各種操作輸入的操作用的各種部件，并將基于操作輸入結(jié)果的信號(hào)輸出到照相機(jī)控制部207。作為照相機(jī)操作部208的具體例，可舉出用于接通/斷開(kāi)攝像裝置電源的電源開(kāi)關(guān)、用于指示靜態(tài)圖像攝影的釋放按鈕、用于在單拍模式與連拍模式之間切換靜態(tài)圖像攝影模式的靜態(tài)圖像攝影模式開(kāi)關(guān)等。存儲(chǔ)卡209是用于保存圖像處理部203為了記錄而進(jìn)行處理后的圖像信號(hào)的記錄介質(zhì)。
[0045]