本發(fā)明涉及檢測光并使用使電荷產(chǎn)生的光電轉(zhuǎn)換器件的固體攝影裝置、固體攝影裝置的制造方法以及電子機器。

背景技術(shù)：

作為檢測光并使用使電荷產(chǎn)生的光電轉(zhuǎn)換器件的固體攝影裝置(圖像傳感器)，實際使用提供CCD(電荷耦合器件)圖像傳感器或CMOS(互補式金屬氧化半導(dǎo)體)圖像傳感器。

CCD圖像傳感器及CMOS圖像傳感器，廣泛應(yīng)用為數(shù)字?jǐn)z影機、影像攝影機、監(jiān)視攝影機、醫(yī)療用內(nèi)視鏡、個人計算機(PC)、移動電話等的行動終端裝置(可移動機器)等的各種電子機器的一部分。

CCD圖像傳感器與CMOS圖像傳感器，將光電二極管用作光電轉(zhuǎn)換器件，但光電轉(zhuǎn)換的信號電荷的轉(zhuǎn)送方式不同。

CCD圖像傳感器中，垂直轉(zhuǎn)送部(垂直CCD、VCCD)與水平轉(zhuǎn)送部(水平CCD、HCCD)轉(zhuǎn)送信號電荷至輸出部之后轉(zhuǎn)換為電信號并放大。

相對于此，CMOS圖像傳感器中，放大按照包含光電二極管的每一像素轉(zhuǎn)換得到的電荷并輸出作為讀出信號。

以下，說明關(guān)于CCD圖像傳感器及CMOS圖像傳感器的基本構(gòu)成。

圖1是表示行間轉(zhuǎn)送(IT)型CCD圖像傳感器的基本構(gòu)成的圖。

IT(行間轉(zhuǎn)送)型CCD圖像傳感器1，基本上包括感光部2、水平轉(zhuǎn)送部(水平CCD)3、及輸出部4而構(gòu)成。

感光部2，具有多個像素部21，配置為行列狀，將入射光轉(zhuǎn)換為與其光量相應(yīng)的電荷量的信號電荷；以及垂直轉(zhuǎn)送部(垂直CCD)22，作為以列單位垂直轉(zhuǎn)送多個像素部21的各信號電荷的被遮光的電荷轉(zhuǎn)送部。

水平CCD3，在水平掃描期間從多個垂直CCD22依序水平轉(zhuǎn)送移位的1行的信號電荷。

輸出部4，包含將轉(zhuǎn)送的信號電荷轉(zhuǎn)換為信號電壓的、作為電荷檢測用浮動擴散層的Floating Diffusion(FD：浮動擴散)，輸出以FD得到的信號至未圖示的信號處理系統(tǒng)。

此IT型的CCD圖像傳感器1中，垂直CCD作用為模擬存儲器，重復(fù)線性位移與CCD3的水平轉(zhuǎn)送，從輸出部4依序輸出全像素的信號(幀信號)。

此IT型CCD圖像傳感器1，能夠進(jìn)行循序讀出(循序掃描)，但因為以水平CCD3轉(zhuǎn)送信號電荷，成為難以高速轉(zhuǎn)送的構(gòu)造。

圖2是表示幀行間轉(zhuǎn)送(FIT)型CCD圖像傳感器的基本構(gòu)成圖。

FIT(幀行間轉(zhuǎn)送)型CCD圖像傳感器1A，在IT型CCD圖像傳感器1的感光部2的垂直CCD22的輸出段與水平CCD3之間，具有配置遮光的電荷蓄積部(儲存部)5的構(gòu)成。

FIT型CCD圖像傳感器1A中，從接收來自像素部21的信號電荷(束)的感光部2的垂直CCD22，以高速幀轉(zhuǎn)送同時轉(zhuǎn)送全信號電荷至完全遮光的蓄積部5。

而且，F(xiàn)IT型CCD圖像傳感器1A，因為由垂直CCD22同時轉(zhuǎn)送感光部2中從像素部21讀出的信號電荷至蓄積部5，相較于圖1的IT型CCD圖像傳感器1，可以高速轉(zhuǎn)送。

但是，F(xiàn)IT型CCD圖像傳感器1A，因為形成蓄積部5，芯片面積變成IT型CCD圖像傳感器的約2倍左右大。

另外，上述CCD圖像傳感器，具有能夠進(jìn)行全像素同時開始光電荷蓄積的全局快門讀出的特征。

圖3是表示CMOS圖像傳感器的基本構(gòu)成圖。

CMOS圖像傳感器1B，基本上包括作為感光部的像素陣列部6、行列譯碼器(Row Decoder或行掃描電路)7、列譯碼器(Column Decoder或是水平掃描電路)8、輸出部(輸出放大器)9及列切換CSW而構(gòu)成。

另外，圖3中，分別表示LSL為行掃描線、LSG為信號讀出線、LTR為轉(zhuǎn)送線。

CMOS圖像傳感器1B中，像素陣列部是以包含光電二極管的多個像素行列狀配置而構(gòu)成。

CMOS圖像傳感器1B中，像素陣列部6的各像素PXL是由行列譯碼器7供給的列控制信號(脈沖信號)按行進(jìn)行控制。

從像素PXL輸出至輸出信號線LSG的信號，根據(jù)列譯碼器8的列掃描，經(jīng)由列切換CSW傳達(dá)至轉(zhuǎn)送線LTR，從輸出部9輸出至外部。

此CMOS圖像傳感器1B中，是雖然可以高速轉(zhuǎn)送信號，但不能進(jìn)行全局快門讀出的構(gòu)造。

而且，CMOS圖像傳感器基本上為不能進(jìn)行全局快門讀出的構(gòu)造，但提出了采用疊層構(gòu)造，能夠進(jìn)行全局快門讀出的CMOS圖像傳感器(例如，參照非專利文件1)。

圖4，是表示采用疊層構(gòu)造的CMOS圖像傳感器的構(gòu)成例的圖。

圖4的CMOS圖像傳感器1C，采用以第1基板11與第2基板12夾住屏蔽層13的疊層構(gòu)造。

第1基板11上形成光電二極管(光電轉(zhuǎn)換器件)陣列部6-1及行掃描電路7的一部分7-1。

而且，第2基板12上，形成蓄積節(jié)點陣列6-2、行掃描電路7的其余部分7-2、列緩沖器CBUF、水平掃描電路(列譯碼器)8、輸出部9等。

此CMOS圖像傳感器1C，特征在于改善作為一般的CMOS圖像傳感器的缺點、即不能進(jìn)行全局快門讀出的缺點。

[先行技術(shù)文件]

[非專利文件]

[非專利文件1]：ISSCC 2013/SESSION 27(第27節(jié))/IMAGE SENSORS(圖像傳感器)/27.3“A Rolling-Shutter Distortion^-Free 3D Stacked Image Sensor with-160dB Parasitic Light Sensitivity In^-Pixel Storage Node”

技術(shù)實現(xiàn)要素：

[發(fā)明所要解決的課題]

以上，說明了CCD圖像傳感器及CMOS圖像傳感器的基本構(gòu)成。

上述的CCD圖像傳感器，具有能夠進(jìn)行全像素同時開始光電荷蓄積的全局讀出的特征。

不過，IT型CCD圖像傳感器1，雖然能夠進(jìn)行循序讀出，但因為以水平CCD3轉(zhuǎn)送信號電荷，具有難以高速轉(zhuǎn)送的不利因素。

FIT型CCD圖像傳感器1A，相較于IT型CCD圖像傳感器1，雖然能夠高速轉(zhuǎn)送，但因為形成蓄積部5，芯片面積為IT型CCD圖像傳感器的約2倍左右大。

相對于此，圖3的CMOS圖像傳感器1B，能夠高速轉(zhuǎn)送信號，但具有不能進(jìn)行全局快門讀出的不利因素。

圖4的CMOS圖像傳感器1C，具有改善不能進(jìn)行全局快門讀出的缺點的特征，但有以下所示的不利因素。

CMOS圖像傳感器1C，如非專利文件1中所記載，因為是選擇4像素讀出的構(gòu)成，沒有能夠?qū)崿F(xiàn)嚴(yán)格意義上下的全局快門。

而且，CMOS圖像傳感器1C，嚴(yán)格來說不能實現(xiàn)全局快門，因為不能實現(xiàn)同時讀出，難以完全消去移動體拍攝時的拍攝物模糊。

另外，CMOS圖像傳感器1C，由于結(jié)合像素寄生電容增大，引起檢測增益下降。

起因于此，CMOS圖像傳感器1C中，需要權(quán)衡全局快門讀出與讀出增益，難以連結(jié)眾多的像素來讀出。換言之，作為CMOS圖像傳感器1C，在像素相加上存在限制。

CMOS圖像傳感器1C，為了形成疊層構(gòu)造，像素陣列中必須形成凸塊構(gòu)造，可能引起布局上的限制、或暗電流、白缺陷等的像素特性惡化。

另外，CMOS圖像傳感器1C，具有kTC噪聲(電容噪聲)增加的缺點。

本發(fā)明在于提供一種能以小的芯片面積，能夠高速讀出，而且布局上的限制少且能夠抑制白缺陷等的像素特性惡化的固體攝影裝置、固體攝影裝置的制造方法以及電子機器。

[用以解決課題的手段]

本發(fā)明的第1觀點的固體攝影裝置，包括：感光部，包含行列狀配置的多個光電變換器件、以及以列或行單位轉(zhuǎn)送上述多個光電轉(zhuǎn)換器件的信號電荷的多個電荷轉(zhuǎn)送部；轉(zhuǎn)換輸出部，對應(yīng)列數(shù)或行數(shù)配置，并將上述電荷轉(zhuǎn)送部轉(zhuǎn)送的信號電荷轉(zhuǎn)換為電信號再輸出；周邊電路部，對于上述轉(zhuǎn)換輸出部產(chǎn)生的上述電信號進(jìn)行既定的處理；中繼部，對上述轉(zhuǎn)換輸出部產(chǎn)生的上述電信號往上述周邊電路部的轉(zhuǎn)送進(jìn)行中繼；第1基板，在該第1基板上形成有上述感光部及上述轉(zhuǎn)換輸出部；以及第2基板，在該第2基板上形成有上述周邊電路部，至少上述第1基板與上述第2基板疊層，上述中繼部在上述感光部的感光區(qū)域外經(jīng)由通過基板的連接部，將上述第1基板上形成的上述轉(zhuǎn)換輸出部與上述第2基板上形成的上述周邊電路部電連接。

本發(fā)明的第2觀點的固體攝影裝置的制造方法，包括下列步驟：第1形成步驟，在第1基板上形成：感光部，包含行列狀配置的多個光電轉(zhuǎn)換器件以及以列或行單位轉(zhuǎn)送上述多個光電轉(zhuǎn)換器件的信號電荷的多個電荷轉(zhuǎn)送部；以及轉(zhuǎn)換輸出部，根據(jù)列數(shù)或行數(shù)配置，轉(zhuǎn)換上述電荷轉(zhuǎn)送部轉(zhuǎn)送的信號電荷為電信號再輸出；第2形成步驟，在第2基板上，至少形成對于上述轉(zhuǎn)換輸出部產(chǎn)生的上述電信號進(jìn)行既定的處理的周邊電路部；以及連接步驟，至少在將上述第1基板與上述第2基板疊層的狀態(tài)下，在上述感光部的感光區(qū)域外經(jīng)由通過基板的連接部將上述第1基板上形成的上述轉(zhuǎn)換輸出部與上述第2基板上形成的上述周邊電路部電連接。

本發(fā)明的第3觀點的電子機器，具有：固體攝影裝置；光學(xué)系統(tǒng)，在上述固體攝影裝置的感光部成像；以及信號處理部，處理上述固體攝影裝置的輸出信號，上述固體攝影裝置具有：感光部，包含行列狀配置的多個光電轉(zhuǎn)換器件、以及以列或行單位轉(zhuǎn)送上述多個光電轉(zhuǎn)換器件的信號電荷的多個電荷轉(zhuǎn)送部；轉(zhuǎn)換輸出部，根據(jù)列數(shù)或行數(shù)配置，轉(zhuǎn)換上述電荷轉(zhuǎn)送部轉(zhuǎn)送的信號電荷為電信號再輸出；周邊電路部，對于上述轉(zhuǎn)換輸出部產(chǎn)生的上述電信號進(jìn)行既定的處理；中繼部，對上述轉(zhuǎn)換輸出部產(chǎn)生的上述電信號往周邊電路部的轉(zhuǎn)送進(jìn)行中繼；第1基板，該第1基板上形成有上述感光部及上述轉(zhuǎn)換輸出部；以及第2基板，該第2基板上形成有上述周邊電路部，至少上述第1基板與上述第2基板疊層，上述中繼部在上述感光部的感光區(qū)域外經(jīng)由通過基板的連接部將上述第1基板上形成的上述轉(zhuǎn)換輸出部與上述第2基板上形成的上述周邊電路部電連接。

[發(fā)明效果]

根據(jù)本發(fā)明，能以小的芯片面積進(jìn)行高速讀出，而且布局上的限制少，能夠抑制白缺陷等的像素特性惡化。

另外，根據(jù)本發(fā)明，暗電流特性佳的CCD處理中能夠形成像素部，另外，作為全局快門的像素能夠微細(xì)化。

另外，根據(jù)本發(fā)明，驅(qū)動界面可以簡單化，又因為可以省略水平CCD，能夠低消耗電力化。

另外，根據(jù)本發(fā)明，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字輸出化和芯片上信號處理化這種的多功能化。

附圖說明

圖1是表示IT型CCD圖像傳感器的基本構(gòu)成的圖；

圖2表示FIT型CCD圖像傳感器的基本構(gòu)成的圖；

圖3是表示CMOS圖像傳感器的基本構(gòu)成的圖；

圖4是表示采用疊層構(gòu)造的CMOS圖像傳感器的構(gòu)成例的圖；

圖5是表示本發(fā)明第一實施方式的固體攝影裝置的構(gòu)成例平面展開圖；

圖6是表示本實施方式的固體攝影裝置的基板疊層構(gòu)造的第1例示意圖；

圖7是表示本實施方式的固體攝影裝置的基板疊層構(gòu)造的第2例示意圖；

圖8是用以說明本第一實施方式的固體攝影裝置中疊層的第1基板的感光部與第2基板的周邊電路的實際配置關(guān)系的圖；

圖9是本實施方式的轉(zhuǎn)換輸出部的基本構(gòu)成例的圖；

圖10是用以說明本實施方式疊層的第1基板與第2基板，以及中繼部的概略第1構(gòu)成例的簡略剖面圖；

圖11是用以說明本實施方式疊層的第1基板與第2基板，以及中繼部的概略第2構(gòu)成例的簡略剖面圖；

圖12是用以說明本實施方式疊層的第1基板與第2基板，以及中繼部的概略第3構(gòu)成例的簡略剖面圖；

圖13是用以說明本實施方式疊層的第1基板與第2基板，以及中繼部的具體第1構(gòu)成例的簡略剖面圖；

圖14是用以說明本實施方式的疊層的第1基板與第2基板，以及中繼部的具體第2構(gòu)成例的簡略剖面圖；

圖15是用以說明關(guān)于本實施方式的第1基板上形成的像素部采用的縱型溢流口(overflow drain)的構(gòu)成及原理圖；

圖16是用以說明本實施方式的疊層的第1基板與第2基板，以及中繼部的概略第4構(gòu)成例的簡略剖面圖；

圖17是用以說明本實施方式的疊層的第1基板與第2基板，以及中繼部的概略第5構(gòu)成例的簡略剖面圖；

圖18是用以說明本實施方式的疊層的第1基板與第2基板，以及中繼部的概略第6構(gòu)成例的簡略剖面圖；

圖19是用以說明本實施方式的疊層的第1基板與第2基板，以及中繼部的概略第7構(gòu)成例的簡略剖面圖；

圖20是用以說明本實施方式的疊層的第1基板與第2基板，以及中繼部的概略第8構(gòu)成例的簡略剖面圖；

圖21是用以說明本實施方式的疊層的第1基板與第2基板，以及中繼部的概略第9構(gòu)成例的簡略剖面圖；

圖22是用以說明本實施方式的疊層的第1基板與第2基板，以及中繼部的概略第10構(gòu)成例的簡略剖面圖；

圖23是用以說明本發(fā)明第二實施方式的固體攝影裝置的構(gòu)成例圖；

圖24是表示第二實施方式的第1基板側(cè)的中繼選擇部的第1構(gòu)成例的圖；

圖25是表示第二實施方式的第1基板側(cè)的中繼選擇部的第2構(gòu)成例的圖；

圖26是表示第二實施方式的第1基板側(cè)的中繼選擇部的第3構(gòu)成例的圖；

圖27是用以說明本發(fā)明第三實施方式的固體攝影裝置的構(gòu)成例圖；

圖28是表示作為比較例的的背面照射型CMOS圖像傳感器的疊層構(gòu)造例圖；

圖29是用以說明根據(jù)CMOS圖像傳感器的疊層構(gòu)造的芯片縮小化示例圖。

圖30是表示非疊層構(gòu)造的CMOS圖像傳感器芯片、疊層構(gòu)造的CMOS圖像傳感器芯片以及本實施方式的CCD圖像傳感器芯片的簡略剖面圖；

圖31是用以說明本發(fā)明第四實施方式的固體攝影裝置的構(gòu)成例的圖；

圖32是用以說明本發(fā)明第五實施方式的固體攝影裝置的構(gòu)成例的圖；

圖33是表示作為第五實施方式的疊層型CCD圖像傳感器的固體攝影裝置的驅(qū)動信號的時序的一示例的圖；

圖34是用以說明本發(fā)明第六實施方式的固體攝影裝置的構(gòu)成例的圖；

圖35是用以說明本發(fā)明第七實施方式的固體攝影裝置的構(gòu)成例的圖；

圖36是表示本第七實施方式的固體攝影裝置中，實現(xiàn)共享驅(qū)動脈沖與輸出信號脈沖端子的構(gòu)成例的圖；

圖37是用以說明本第七實施方式的共享電路的寄存器控制模式時的動作的圖；

圖38是用以說明本第七實施方式的共享電路在圖像數(shù)據(jù)流模式時的動作圖；

圖39是用以說明本第七實施方式的共享電路在寄存器控制模式時及圖像數(shù)據(jù)流模式時的動作的時序圖；

圖40是用以說明本發(fā)明第八實施方式的固體攝影裝置的構(gòu)成例的圖；

圖41是表示裝載應(yīng)用本實施方式的固體攝影裝置的攝影系統(tǒng)的電子機器的構(gòu)成的一示例的圖。

具體實施方式

以下，關(guān)聯(lián)附圖來說明本發(fā)明的實施方式。

[第一實施方式]

圖5是表示本發(fā)明第一實施方式的固體攝影裝置的構(gòu)成例平面展開圖。

圖6是表示本實施方式的固體攝影裝置的基板疊層構(gòu)造的第1例示意圖。

圖7是表示本實施方式的固體攝影裝置的基板疊層構(gòu)造的第2例的示意圖。

圖8是用以說明本第一實施方式的固體攝影裝置中疊層的第1基板的感光部與第2基板的周邊電路的實際配置關(guān)系的圖。

本固體攝影裝置100，例如可以應(yīng)用與FIT(幀行間轉(zhuǎn)送)型CCD圖像傳感器類似的圖像傳感器。

但是，本固體攝影裝置100，不具有通常的FIT型CCD圖像傳感器中設(shè)置的電荷蓄積部(儲存部)、水平轉(zhuǎn)送部(HCCD)。

固體攝影裝置100，具有疊層第1基板110、第2基板120及第3基板130的構(gòu)造。

固體攝影裝置100，例如，如圖6及圖7所示，在第3基板130上疊層第2基板120，在第2基板120上疊層第1基板110。

另外，疊層的基板，例如如圖6所示地黏合，或是如圖7所示以壓接、微凸塊(Microbump)接合。

而且，各基板間的電氣連接是以作為連接部的貫通孔(Through Silicon Via：TSV)140、微凸塊、壓接等的接合部150實現(xiàn)。

圖6的示例中，通過貫通疊層的第1基板110、第2基板120及第3基板130的貫通孔140，進(jìn)行各基板間的電氣連接，貫通孔140的第3基板130側(cè)的露出部接合凸塊BMP。

圖7的示例中，第1基板110中形成貫通孔140-1，第2基板120中形成貫通孔140-2。第1基板110的貫通孔140-1與第2基板120的貫通孔140-2以壓接或微凸塊形成的接合部150接合。而且，接合墊160接合至第1基板110的貫通孔140-1的上面?zhèn)鹊穆冻霾俊?/p>

另外，本實施方式中，第1基板110中，形成攝影器件部200，包括蓄積轉(zhuǎn)送拍攝得到的信號電荷以及將信號電荷轉(zhuǎn)換為電信號并輸出的功能。

第2基板120上，形成周邊電路部300，對于攝影器件部200得到的電信號進(jìn)行既定的處理。

圖5及圖8圖，作為在第2基板120上形成(裝載)的周邊電路部300，例示將從第1基板110側(cè)輸出并以中繼部230中繼的模擬電信號(模擬數(shù)據(jù))轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù))的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)310、以及存儲轉(zhuǎn)換后的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字存儲器320。

本實施方式中，作為攝影器件部200，第1基板110上形成具有拍攝功能的感光部210、以及將在感光部210往列方向轉(zhuǎn)送的信號電荷轉(zhuǎn)換為電信號(電壓信號)的轉(zhuǎn)換輸出部220。

而且，本實施方式中，第1基板110與第2基板120之間，對轉(zhuǎn)換輸出部220產(chǎn)生的電信號往周邊電路部300的轉(zhuǎn)送進(jìn)行中繼的中繼部230，基本上橫跨兩基板形成。

固體攝影裝置100，包括信號處理及電源部(以下，稱作信號處理部)400，控制感光部210、轉(zhuǎn)換輸出部220等的驅(qū)動，還對于從周邊電路部300輸出的電信號進(jìn)行既定的處理。

圖5的信號處理部400，包含以FPGA等形成的定時產(chǎn)生器410、圖像處理電路(圖像處理IC)420及電源電路(電源IC)430而構(gòu)成。

另外，包含定時產(chǎn)生器410、圖像處理電路(圖像處理IC)420及電源電路(電源IC)430而構(gòu)成的信號處理部400，在另外的基板或第2基板120、第3基板130上形成來疊層組裝也可以。根據(jù)如此的構(gòu)成，也能夠?qū)⑿⌒蛿z影機系統(tǒng)納入單一封裝內(nèi)。

在第1基板上形成的感光部210，包括：像素部211，包含以行列(m行n列)狀配置的光電轉(zhuǎn)換器件即光電二極管(PD)；以及垂直轉(zhuǎn)送部(垂直CCD：VCCD)212(-1～-4)，是以列(或行)單位轉(zhuǎn)送多個像素部211的光電轉(zhuǎn)換器件的信號電荷的多個電荷轉(zhuǎn)送部。

感光部210中，垂直轉(zhuǎn)送部212以未圖示的遮光膜遮光，以信號處理部400產(chǎn)生的2相或4相等的轉(zhuǎn)送脈沖來轉(zhuǎn)送驅(qū)動，往列方向轉(zhuǎn)送像素部211產(chǎn)生的信號電荷。

另外，圖5及圖8中，為了簡化圖面，表示以6行4列的行列狀(m＝6，n＝4的矩陣狀)配置像素部211及垂直轉(zhuǎn)送部212的示例。

圖5及圖8中，排列4列的垂直轉(zhuǎn)送部212-1～212-4。

而且，垂直轉(zhuǎn)送部212-1～212-4，往圖5及圖8中所示的垂直坐標(biāo)系的Y方向轉(zhuǎn)送信號電荷。

第1基板110上形成的轉(zhuǎn)換輸出部220，將感光部210的多個垂直轉(zhuǎn)送部212-1～212-n(本示例n＝4)轉(zhuǎn)送的信號電荷轉(zhuǎn)換為電信號，輸出至中繼部230。

轉(zhuǎn)換輸出部220，分別對應(yīng)第1基板110上形成的n(本示例4)列的垂直轉(zhuǎn)送部212-1～212-4，配置4個轉(zhuǎn)換輸出部220-1～220-4。

圖9是表示本實施方式的轉(zhuǎn)換輸出部的基本構(gòu)成例的圖。

圖9，表示1列的轉(zhuǎn)換輸出部220-1的構(gòu)成例，但其他列的轉(zhuǎn)換輸出部220-2～220-4也具有與圖9相同的構(gòu)成。

轉(zhuǎn)換輸出部220-1，連接至垂直轉(zhuǎn)送部212-1的輸出端部213-1中的輸出柵極OG213-1。

圖9的轉(zhuǎn)換輸出部220-1，包含浮動擴散層(FD)221、重置柵極(RG)222、重置漏極223而構(gòu)成。

轉(zhuǎn)換輸出部220-1中，對重置漏極223施加重置漏極電壓VRD，對重置柵極222以信號電荷的檢測周期施加重置脈沖PRG。

而且，浮動擴散層221內(nèi)蓄積的信號電荷轉(zhuǎn)換為電信號的信號電壓，作為CCD輸出信號SOUT送出至中繼部230。

中繼部230，對以第1基板110上形成的感光部210的多個垂直轉(zhuǎn)送部212轉(zhuǎn)送并以各轉(zhuǎn)換輸出部220-1～220-4轉(zhuǎn)換的電信號的至第2基板120上形成的周邊電路部300的轉(zhuǎn)送進(jìn)行中繼。

本實施方式的中繼部230，在感光部210的感光區(qū)域PARA外的區(qū)域EPARA經(jīng)由通過基板的連接部231(-1～-4)電氣連接第1基板110上形成的轉(zhuǎn)換輸出部220-1～220-4與第2基板120上形成的周邊電路部300。

本實施方式中，連接部231-1～231-4，例如以貫通孔(TSV)形成。另外，以下的說明中，有時也稱連接部為貫通孔。

本實施方式中，中繼部230，如以下的說明那樣，在相當(dāng)于第1基板110及第2基板120的感光區(qū)域外的區(qū)域中至少一方，形成放大轉(zhuǎn)換輸出部220-1～220-4產(chǎn)生的電信號的源極跟隨器電路。

[疊層的第1基板及第2基板，以及中繼部的概略構(gòu)成例]

在此，說明關(guān)于疊層的第1基板及第2基板、以及具有源極跟隨器(Source Follower)電路的中繼部的多個概略構(gòu)成例。

[第1構(gòu)成例]

圖10是用以說明本實施方式的疊層的第1基板與第2基板，以及中繼部的概略第1構(gòu)成例的簡略剖面圖。

此第1構(gòu)成例中，源極跟隨器電路240在第2基板120A上形成。

源極跟隨器電路240，包含電源部OD、與基準(zhǔn)電位間串聯(lián)連接的放大部241以及電流源部242而構(gòu)成。

放大部241與電流源部242，以MOSFET形成，以形成放大部241的MOSFET的柵極形成源極跟隨器電路240的輸入端TI240，以與電流源部242的接觸側(cè)(源極側(cè))形成源極跟隨器電路240的輸出端TO240。

此第1構(gòu)成例的中繼部230A，經(jīng)由連接部231(-1～-4)連接第1基板110A上形成的轉(zhuǎn)換輸出部220A的浮動擴散層(FD)221與第2基板120A上形成的源極跟隨器電路240的放大部241的輸入端TI240。

而且，源極跟隨器電路240，從連接電流源部242的放大部241的輸出端TO240側(cè)輸出放大的信號至周邊電路部300。

本例中，基本上，像素部211鄰接垂直轉(zhuǎn)送部(垂直CCD)212，能夠循序讀出。

另外，對應(yīng)垂直轉(zhuǎn)送部(垂直CCD)212配置源極跟隨器電路240，因為第2基板120A上配置包含ADC310及數(shù)字存儲器320的周邊電路部300，讀出的信號電荷維持同時性的同時，能夠高速轉(zhuǎn)送給存儲器。

[第2構(gòu)成例]

圖11是用以說明本實施方式的疊層的第1基板與第2基板、以及中繼部的概略第2構(gòu)成例的簡略剖面圖。

此第2構(gòu)成例與上述第1構(gòu)成例的不同點，如下。

第2構(gòu)成例中，轉(zhuǎn)換輸出部220B中，各垂直轉(zhuǎn)送部(垂直CCD)212具有保持電極224，經(jīng)由保持電極224，以轉(zhuǎn)送柵極(TG)225連接浮動擴散層(FD)221而構(gòu)成。

本例中基本上也是像素部211鄰接垂直轉(zhuǎn)送部(垂直CCD)212，能夠循序讀出。

另外，對應(yīng)垂直轉(zhuǎn)送部(垂直CCD)212配置源極跟隨器電路240，因為第2基板120B上配置包含ADC310及數(shù)字存儲器320的周邊電路部300，讀出的信號電荷維持同時性的同時，能夠高速轉(zhuǎn)送給存儲器。

另外，在浮動擴散層(FD)221之外另外設(shè)置線緩沖部而構(gòu)成也可以，根據(jù)此構(gòu)成，可以抑制FD部的電容下降產(chǎn)生的檢測敏感度下降。此構(gòu)成，之后為了與第23～26圖關(guān)聯(lián)說明，以多個列的垂直轉(zhuǎn)送部(垂直CCD)212為1個群組，對于采用以群組單位管理來形成1個FD部及貫通孔(TSV)的構(gòu)成的情況是有效的。

[第3構(gòu)成例]

圖12是用以說明本實施方式的疊層的第1基板與第2基板、以及中繼部的概略第3構(gòu)成例的簡略剖面圖。

此第3構(gòu)成例與上述第1構(gòu)成例的不同點，如下。

第3構(gòu)成例中，源極跟隨器電路240的放大部241在第1基板110C上形成，電流源部242在第2基板120C上形成。

中繼部230C中，第1基板110C上形成的轉(zhuǎn)換輸出部220C的浮動擴散層(FD)221與源極跟隨器電路240的放大部241的輸入端(柵極)T1240連接。而且，放大部241的輸出端TO240與第2基板120C上形成的電流源部242經(jīng)由連接部231連接。

另外，第3構(gòu)成例中，轉(zhuǎn)換輸出部220C中，輸出柵極OG213與浮動擴散層(FD)221的間，形成轉(zhuǎn)送柵極(TG)226。

本第3構(gòu)成例中，也能夠循序讀出。

另外，對應(yīng)垂直轉(zhuǎn)送部(垂直CCD)212配置浮動擴散層(FD)221、源極跟隨器電路240，因為在第1基板110C上連接至源極跟隨器電路240，還可以抑制浮動擴散(FD)部的電容下降引起的檢測敏感度下降，且能夠低噪聲、高速讀出。

[疊層的第1基板及第2基板，以及中繼部的具體構(gòu)成例]

在此，說明關(guān)于上述中表示概要的第3構(gòu)成例中的第1基板110C、第2基板120C以及中繼部的具體構(gòu)成例。

另外，關(guān)于上述或后述的其他構(gòu)成例，也伴隨著一些變更，但基本上與在此說明的構(gòu)造相同。

圖13是用以說明本實施方式的疊層的第1基板與第2基板、以及中繼部的具體第1構(gòu)成例的簡略剖面圖。

圖14是用以說明本實施方式的疊層的第1基板與第2基板、以及中繼部的具體第2構(gòu)成例的簡略剖面圖；

圖13及圖14，表示第3構(gòu)成例中，相當(dāng)于1列的垂直轉(zhuǎn)送部212及與其對應(yīng)的轉(zhuǎn)換輸出部220及中繼部230的部分。

本實施方式中，第1基板110C是第1導(dǎo)電型基板，例如以n型基板111形成，第2基板120C是第2導(dǎo)電型基板，例如以p型基板121形成。

第1基板110C中，n型基板(n^-SUB)111上形成p阱區(qū)(p-WELL)112，在p阱區(qū)112的表面部形成n^-層113。

在n^-層113的Y方向的一端部，形成：形成浮動擴散層(FD)221的n⁺層114-1、以及浮動擴散層(FD)221即n⁺層114-1連接至柵極的源極跟隨器電路240的放大部241晶體管的作為漏極、源極的n⁺層114-2、114-3。n⁺層114-3，經(jīng)由作為中繼部的貫通孔141-1與布線層WR連接而形成。

n^-層113的上部以及n⁺層114-2、114-3的上部，隔著柵極絕緣膜115，以既定的間隔形成垂直轉(zhuǎn)送部212的轉(zhuǎn)送電極(轉(zhuǎn)送柵極)116-1及放大部241柵極電極116-2。

而且，n型基板111、p阱區(qū)112、n^-層113、n⁺層114-1、114-2、114-3、柵極絕緣膜115、轉(zhuǎn)送電極116-1、116-2上形成了絕緣膜117以覆蓋它們。

從絕緣膜117貫通p阱區(qū)112、n型基板111，形成(埋入)貫通孔(貫通電極)141-1，以接合部151與之后所述的第2基板120側(cè)的貫通孔142-1接合。

另外，形成貫通孔141-1的p阱區(qū)112及n型基板111的壁部形成絕緣膜118。

貫通孔141-1的端部連接接合墊161-1、161-2。接合墊161-2配置于第1基板110C的與第2基板1120C對向的面?zhèn)韧獠?，?jīng)由接合部151與連接至第2基板120C側(cè)的貫通孔242-1的接合墊162-1接合。

另外，圖13的示例中，連接接合墊161-1的貫通孔141-1的端部在絕緣膜117內(nèi)。另一方面，圖14的示例中，第1基板110C的不與第2基板120C對置的面?zhèn)韧獠柯冻鼋雍蠅|161-1而構(gòu)成。

第2基板120C中，p型基板(p-SUB)121中形成n阱區(qū)(n^-WELL)122，在n阱區(qū)122內(nèi)形成p阱區(qū)(p-WELL)123。p阱區(qū)123的表面部形成p⁺層124-1、源極跟隨器電路240的電流源部242用晶體管的漏極、作為源極的n⁺層125-1、125-2。

圖13的示例中，n⁺層125-2，經(jīng)由布線層WR與作為中繼部的貫通孔141-2連接而形成。

圖14的示例中，n⁺層125-2，在作為中繼部的接合墊162-1的正下方以貫通孔141-2或布線層WR連接而形成。

另外，n阱區(qū)122的表面部形成用以形成周邊電路的p⁺層124-2、142-3、n^-層126等。

n⁺層125-1、125-2的上部及p⁺層124-2、142-3的上部，隔著柵極絕緣膜127形成柵極電極128。

而且，在p型基板121、n阱區(qū)122、p阱區(qū)123、p⁺層124-1、124-2、142-3、n⁺層125-1、125-2、n⁺層126、柵極絕緣膜127、柵極電極128等的上面形成絕緣膜129以覆蓋它們。

具有以上構(gòu)成的第1基板110C與第2基板120C，是連接至第1基板110的n型基板111的底面?zhèn)嚷冻龅呢炌?41-1的接合墊161-2與連接至第2基板120C的絕緣膜129的表面(上面)側(cè)露出的貫通孔142-1的接合墊162-1以接合部151接合并疊層。換言之，第2基板120重疊在第1基板110的背面而形成。

另外，第1基板110上形成的垂直轉(zhuǎn)送部212，以金屬層等的遮光材料構(gòu)成的遮光膜遮光。

另外，圖13及圖14的示例中，形成貫通第1基板110C與第2基板120C的貫通孔142-1、142-2。

形成貫通孔141-1、142-2的第1基板110的p阱區(qū)112及n型基板111的壁部、以及第2基板120的p型基板121上形成絕緣膜。

本實施方式中，如上述，因為第1基板110C以n型基板111形成，形成像素部211的第1基板C110中，采用縱型溢流口(Vertical Overflow Drain：VOD)構(gòu)造。

圖15是用以說明關(guān)于本實施方式的第1基板上形成的像素部中采用的縱型溢流口的構(gòu)成及原理圖。

圖15中，符號2111表示遮光膜，OVFC表示過電流通道。

縱型溢流口VOD，如下實現(xiàn)。

像素部211的PD(光電轉(zhuǎn)換器件)與垂直轉(zhuǎn)送部(VCCD)212在p阱區(qū)112中形成，以p阱區(qū)112為基準(zhǔn)電位，藉由施加正電壓至n型基板111，保持逆偏壓狀態(tài)。

此逆偏壓，形成對于來自n型基板111的電子擴散的電位障壁，完全阻斷光產(chǎn)生的電子及熱產(chǎn)生的電子浸入PD或垂直轉(zhuǎn)送部(VCCD)212。

因此，改善信號的串?dāng)_至不成問題的程度，顯著顯少漏光。另外，完全抑制起因于來自n型基板111的熱擴散電流的暗電流噪聲成分。

接著，說明關(guān)于縱型溢流口VOD的過剩電子的排出原理。

p阱區(qū)112與n型基板111之間的pn接合耗盡層由于偏壓電壓擴大。

PD正下方的p阱區(qū)112的雜質(zhì)層薄且低濃度的話，接合耗盡層到達(dá)PD的n層119，容易實現(xiàn)所謂的穿透狀態(tài)。

即，p阱區(qū)112完全耗盡化，其電位上升。此時，n層是電子充滿狀態(tài)的話，電子被n型基板111強力拉出。

即使強光入射PD內(nèi)產(chǎn)生過剩電子，也超過上升的p阱區(qū)112的電位，全部被從n層119掃出至n型基板111，因此可以完全防止光暈產(chǎn)生。

在此，回到疊層的第1基板及第2基板、以及中繼部的概略構(gòu)成例的說明。

[第4構(gòu)成例]

圖16是用以說明本實施方式的疊層的第1基板與第2基板、以及中繼部的概略第4構(gòu)成例的簡略剖面圖。

此第4構(gòu)成例與上述第3構(gòu)成例的不同點，如下。

第4構(gòu)成例中，源極跟隨器電路240的放大部241在第1基板110D上形成，且電流源部242在第1基板110D上形成。

中繼部230D中，第1基板110D上形成的轉(zhuǎn)換輸出部220C的浮動擴散層(FD)221與源極跟隨器電路240的放大部241的輸入端(柵極)TI240連接。而且，放大部241的輸出端TO240與包含第2基板120D上形成的ADC310、邏輯電路330等的周邊電路部300經(jīng)由連接部231連接。

本第4構(gòu)成例中，也能夠循序讀出。

另外，對應(yīng)垂直轉(zhuǎn)送部(垂直CCD)212，配置浮動擴散層221、源極跟隨器電路240的放大部241及電流源部242，對于連接部231中產(chǎn)生的信號，降低重疊的噪聲影響，還能夠低噪聲、高速讀出。

[第5構(gòu)成例]

圖17是用以說明本實施方式的疊層的第1基板與第2基板，以及中繼部的概略第5構(gòu)成例的簡略剖面圖。

此第5構(gòu)成例與上述第4構(gòu)成例的不同點，如下。

第5構(gòu)成例中，源極跟隨器電路240的放大部241也在第1基板110E上形成，且電流源部242在第1基板110E上形成。

第5構(gòu)成例的中繼部230E中，第1基板110E上形成的轉(zhuǎn)換輸出部220C的浮動擴散層(FD)221與源極跟隨器電路240的放大部241的輸入端(柵極)TI240連接。放大部241的輸出端TO240與連接部231之間，形成(連接)緩沖放大部232，緩沖源極跟隨器電路240輸出的電信號。

而且，連接部231與第2基板120E上形成的周邊電路部300連接。

本第5構(gòu)成例中，也能夠循序讀出。

另外，對應(yīng)垂直轉(zhuǎn)送部(垂直CCD)212，配置浮動擴散層(FD)221、源極跟隨器電路240的放大部241、電流源部242及緩沖放大部232，能夠進(jìn)一步低噪聲、高速讀出。

[第6構(gòu)成例]

圖18是用以說明本實施方式的疊層的第1基板與第2基板，以及中繼部的概略第6構(gòu)成例的簡略剖面圖。

此第6構(gòu)成例與上述第5構(gòu)成例的不同點，如下。

第6構(gòu)成例的中繼部230F中，連接部231經(jīng)由AC結(jié)合部233與第2基板120F上形成的周邊電路部300以AC結(jié)合電連接。

本第6構(gòu)成例中，也能夠循序讀出。

另外，對應(yīng)垂直轉(zhuǎn)送部(垂直CCD)212，配置浮動擴散層(FD)221、源極跟隨器電路240的放大部241、電流源部242及緩沖放大部232，能夠進(jìn)一步低噪聲、高速讀出。

[第7構(gòu)成例]

圖19是用以說明本實施方式的疊層的第1基板與第2基板、以及中繼部的概略第7構(gòu)成例的簡略剖面圖。

此第7構(gòu)成例與上述第4構(gòu)成例的不同點，如下。

第7構(gòu)成例中，也是源極跟隨器電路240的放大部241在第1基板110G上形成，且電流源部242在第1基板110G上形成。

第7構(gòu)成例的中繼部230G中，第1基板110G上形成的轉(zhuǎn)換輸出部220C的浮動擴散層(FD)221與源極跟隨器電路240的放大部241的輸入端(柵極)TI240連接。放大部241的輸出端TO240與連接部231之間，形成(連接)電壓-電流(V-I)轉(zhuǎn)換電路234，將源極跟隨器電路240輸出的電信號從電壓信號轉(zhuǎn)換為電流信號。

而且，連接部231與第2基板120G上形成的周邊電路部300連接。

本第7構(gòu)成例中，對應(yīng)垂直轉(zhuǎn)送部(垂直CCD)212，配置浮動擴散層(FD)221、源極跟隨器電路240的放大部241、電流源部242及電壓-電流(V-I)轉(zhuǎn)換電路234，成為不易受連接部231中的噪聲影響的構(gòu)造，能夠進(jìn)一步低噪聲、高速讀出。

[第8構(gòu)成例]

圖20是用以說明本實施方式的疊層的第1基板與第2基板/以及中繼部的概略第8構(gòu)成例的簡略剖面圖。

此第8構(gòu)成例與上述第4構(gòu)成例的不同點，如下。

第8構(gòu)成例中，也是源極跟隨器電路240的放大部241也在第1基板110H上形成，且電流源部242在第1基板110H上形成。

第8構(gòu)成例的中繼部230H中，第1基板110H上形成的轉(zhuǎn)換輸出部220C的浮動擴散層(FD)221與源極跟隨器電路240的放大部241的輸入端(柵極)TI240連接。放大部241的輸出端TO240與連接部231連接，且在第1基板110H側(cè)作為第1ADC的M位ADC235連接至放大部241的輸出端TO240。

而且，第2基板120H側(cè)，經(jīng)由連接部231連接作為第2ADC的N位ADC236至周邊電路部300的輸入段，第2ADC將轉(zhuǎn)送的源極跟隨器電路240的輸出信號從模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。

本第8構(gòu)成例中，第1基板110H與第2基板120H中以電壓或電流傳送電信號，多個基板上可以進(jìn)行ADC235、236產(chǎn)生的信號處理而構(gòu)成。

而且，第8構(gòu)成例中，因為第1基板110H進(jìn)行M-bit的信號處理，伴隨基板間傳送的噪聲影響在輸入換算中變小，能夠更高精確度轉(zhuǎn)換。

[第9構(gòu)成例]

圖21是用以說明本實施方式的疊層的第1基板與第2基板、以及中繼部的概略第9構(gòu)成例的簡略剖面圖。

此第9構(gòu)成例與上述第4構(gòu)成例的不同點，如下。

此第9構(gòu)成例中，源極跟隨器電路240的放大部241也在第1基板110I上形成，且電流源部242在第1基板110I上形成。

第8構(gòu)成例的中繼部230I中，第1基板110I上形成的轉(zhuǎn)換輸出部220的浮動擴散層(FD)221與源極跟隨器電路240的放大部241的輸入端(柵極)TI240連接。放大部241的輸出端TO240與第1連接部231-1連接，且在第1基板110H側(cè)對放大部241的輸出端TO240連接作為第2放大器的放大器237，放大器237的輸出連接至第2連接部231-2。

而且，第2基板120I側(cè)，經(jīng)由連接部231-1、231-2轉(zhuǎn)送至周邊電路部300的輸入段的源極跟隨器電路240的輸出信號及放大器237的輸出信號供給至周邊電路部300。

本第9構(gòu)成例中，第1基板110I上的放大器237的輸出轉(zhuǎn)送至第2基板120I側(cè)，以電壓或電流構(gòu)成反饋系統(tǒng)，例如構(gòu)成為可以以周邊電路部300的ADC進(jìn)行信號處理。

而且，第9構(gòu)成例中，因為包含基板布線的反饋系統(tǒng)中伴隨傳送的噪聲影響在輸入換算下變小，因此能夠更高精確度轉(zhuǎn)換。

[第10構(gòu)成例]

圖22是用以說明本實施方式的疊層的第1基板與第2基板、以及中繼部的概略第10構(gòu)成例的簡略剖面圖。

此第10構(gòu)成例與上述的第1至第9構(gòu)成例等的不同點，如下。

圖22，作為一例與圖12的第3構(gòu)成例對比表示，但第10構(gòu)成例中，基本上，作為在中繼部230J放大轉(zhuǎn)換輸出部220C產(chǎn)生的電信號的裝置，取代源極跟隨器電路，應(yīng)用反饋型放大器238。

反饋型放大器238的一輸入與輸出之間，電容器C238與重置開關(guān)SW238并聯(lián)連接。

此第10構(gòu)成例的中繼部230J，經(jīng)由連接部231連接第1基板110J上形成的轉(zhuǎn)換輸出部220C的浮動擴散層(FD)221與第2基板120J上形成的反饋型放大器238的一方輸入端子。對反饋型放大器238的另一輸入端子供給基準(zhǔn)電壓Vref。

而且，第2基板120J上的反饋型放大器238，反饋放大第1基板110J上的浮動擴散層221中的像素信號，并供給放大的信號給周邊電路部300的ADC310等。

本第10構(gòu)成例中，浮動擴散層(FD)中的反饋放大系統(tǒng)，隨著與第2基板120J的連接產(chǎn)生的電容增大的、轉(zhuǎn)換增益下降產(chǎn)生的噪聲特性惡化，可以根據(jù)反饋型放大器238的配置減少。

因此，本第10構(gòu)成例中，成為不易受連接部231中的噪聲影響的構(gòu)造，能夠進(jìn)一步低噪聲、高速讀出。

如上述，根據(jù)本第一實施方式，第1基板110上，形成感光部210，包含：行列狀配置的光電轉(zhuǎn)換器件即光電二極管(PD)的像素部211；以及以列單位轉(zhuǎn)送多個像素211的光電轉(zhuǎn)換器件的信號電荷的多個電荷轉(zhuǎn)送部即垂直轉(zhuǎn)送部212。

另外，第1基板110上，形成轉(zhuǎn)換輸出部220，轉(zhuǎn)換信號電荷為電信號并對垂直轉(zhuǎn)送部212的輸出端部、每一垂直轉(zhuǎn)送部(或是各多個垂直轉(zhuǎn)送部)輸出。

在轉(zhuǎn)換輸出部220的輸入段形成輸出柵極OG213，轉(zhuǎn)換輸出部220形成浮動擴散層(FD)221、重置柵極(RG)222、重置漏極223，根據(jù)需要，形成轉(zhuǎn)送柵極(TG)225、226、線緩沖部。

第2基板120上，形成對于由攝影器件部200得到的電信號進(jìn)行既定的處理的ADC310或數(shù)字存儲器320、邏輯電路330等的周邊電路部300。

第1基板110與第2基板120之間，包含對轉(zhuǎn)換輸出部220產(chǎn)生的電信號往周邊電路部300的轉(zhuǎn)送進(jìn)行中繼的源極跟隨器電路240的中繼部230，基本上橫跨兩基板或在一方基板上形成。

或者，第1基板110與第2基板120之間，包含對轉(zhuǎn)換輸出部220產(chǎn)生的電信號往周邊電路部300的轉(zhuǎn)送進(jìn)行中繼的反饋型放大器238的中繼部230J，基本上在第2基板120J上形成。

而且，藉由中繼部230，第1基板110上形成的轉(zhuǎn)換輸出部220的浮動擴散層(FD)221或線緩沖部被連接至源極跟隨器電路240的放大部241的輸入端，供給放大部241的輸出信號至周邊電路部300。

第1基板110與第2基板120之間的連接，在感光部210的感光區(qū)域PARA外的區(qū)域EPARA中經(jīng)由通過基板的連接部、例如貫通孔140電氣連接。

因此，根據(jù)本第一實施方式，可以得到以下的效果。

根據(jù)本第一實施方式，能夠從像素部211往垂直轉(zhuǎn)送部(垂直CCD)212循序讀出，以循序讀出而讀出的信號電荷由轉(zhuǎn)換輸出部220轉(zhuǎn)換為電信號后，經(jīng)由源極跟隨器電路240或反饋型放大器238，轉(zhuǎn)送至第2基板110上形成的周邊電路部300。

本實施方式中，第1基板的像素陣列，以通常的CCD陣列形成，不需要新的構(gòu)造物。因此，根據(jù)本實施方式，可以提供能夠以高SN高速轉(zhuǎn)送的可以循序讀出的圖像傳感器。

另外，因為疊層基板的連接部在像素陣列外(感光部210的感光區(qū)域外)形成，布局上的限制少，能夠形成沒有白缺陷等的像素特性惡化的圖像傳感器。

換言之，根據(jù)本第一實施方式，不用在像素陣列內(nèi)形成特別的構(gòu)造，就能在不引起SN惡化的情況下，實現(xiàn)能夠以全局讀出高速驅(qū)動的圖像傳感器。

另外，因為像素陣列的外側(cè)形成包含連接部的中繼部230，所以能夠形成不產(chǎn)生敏感度下降或暗電流增加的像素。

另外，圖10的第1構(gòu)成例中，對應(yīng)垂直轉(zhuǎn)送部(垂直CCD)212，配置源極跟隨器電路240，因為在第2基板120A上配置包含ADC310及數(shù)字存儲器320的周邊電路部300，讀出的信號電荷維持同時性的同時，能夠高速轉(zhuǎn)送給存儲器。

圖11的第2構(gòu)成例中，更分別設(shè)置浮動擴散(FD)部與線緩沖部，可以抑制FD部的電容下降產(chǎn)生的檢測敏感度下降。

圖12的第3構(gòu)成例中，第1基板110C上，對應(yīng)垂直轉(zhuǎn)送部(垂直CCD)212，配置浮動擴散層(FD)221、源極跟隨器電路240的放大部241，在第1基板110C上連接至源極跟隨器電路240，因此可以進(jìn)一步抑制浮動擴散層(FD)部的電容下降引起的檢測敏感度下降，且能夠低噪聲、高速讀出。

圖16的第4構(gòu)成例中，第1基板110D上，對應(yīng)垂直轉(zhuǎn)送部(垂直CCD)212，配置浮動擴散層(FD)221、源極跟隨器電路240的放大部241以及電流源部242，降低對連接部231中產(chǎn)生的信號重疊的噪聲影響，還能夠進(jìn)一步低噪聲、高速讀出。

圖17的第5構(gòu)成例中，第1基板110E上，對應(yīng)垂直轉(zhuǎn)送部(垂直CCD)212，配置浮動擴散層(FD)221、源極跟隨器電路240的放大部241、電流源部242以及緩沖放大部232，能夠進(jìn)一步低噪聲、高速讀出。

圖18的第6構(gòu)成例中，第1基板110F上，對應(yīng)垂直轉(zhuǎn)送部(垂直CCD)212，配置浮動擴散層(FD)221、源極跟隨器電路240的放大部241、電流源部242以及緩沖放大部232，更因為連接部231與周邊電路部300間AC結(jié)合，能夠進(jìn)一步低噪聲、高速讀出。

圖19的第7構(gòu)成例中，第1基板110G上，對應(yīng)垂直轉(zhuǎn)送部(垂直CCD)212，配置浮動擴散層(FD)221、源極跟隨器電路240的放大部241、電流源部242以及電壓-電流(V-I)轉(zhuǎn)換電路234，成為不易受連接部231中的噪聲影響的構(gòu)造，能夠進(jìn)一步低噪聲、高速讀出。

圖20的第8構(gòu)成例中，因為構(gòu)成為第1基板110H與第2基板120H中以電壓或電流傳送電信號，多個基板上可以進(jìn)行ADC235、236產(chǎn)生的信號處理，由于在第1基板110H進(jìn)行M-bit的信號處理，因此伴隨基板間傳送的噪聲影響在輸入換算中變小，從而能夠進(jìn)一步高精確度轉(zhuǎn)換。

圖21的第9構(gòu)成例中，因為構(gòu)成為第1基板110I上的放大器237的輸出轉(zhuǎn)送至第2基板120I側(cè)，以電壓或電流構(gòu)成反饋系統(tǒng)，例如能以周邊電路部300的ADC進(jìn)行信號處理，所以由于包含基板布線的反饋系統(tǒng)中伴隨傳送的噪聲影響在輸入換算中變小，能夠進(jìn)一步高精確度轉(zhuǎn)換。

圖22的第10構(gòu)成例，浮動擴散層(FD)中的反饋放大系統(tǒng)，由于與第2基板120J的連接產(chǎn)生的容量增大相伴的、轉(zhuǎn)換增益下降產(chǎn)生的噪聲特性惡化，能夠根據(jù)反饋型放大器238的配置減少，因此不易受連接部231中的噪聲影響，能夠進(jìn)一步低噪聲、高速讀出。

[第二實施方式]

圖23是用以說明本發(fā)明第二實施方式的固體攝影裝置的構(gòu)成例圖。

本第二實施方式的固體攝影裝置100K與上述第一實施方式的固體攝影裝置100的相異點如下。

本第二實施方式的固體攝影裝置100K，包含中繼選擇部250，選擇性連接多個垂直轉(zhuǎn)送部212-1～212-4與轉(zhuǎn)換輸出部220(以及連接部231)。

本第二實施方式中，第1基板110K上配置多個選擇電極251-1、251-2、251-3、251-4。

而且，第1基板110K及第2基板120K中，對于多個選擇電極251-1～251-4，形成一個共同的轉(zhuǎn)換輸出部220、和作為連接部的貫通孔(TSV)140K。

圖23中，由垂直轉(zhuǎn)送部212-1～212-4轉(zhuǎn)送，并以選擇電極251-1～251-4中任一選擇的信號電荷，由轉(zhuǎn)換輸出部220K轉(zhuǎn)換并作為電信號供給至第1基板110K側(cè)的貫通孔140K。

圖23的構(gòu)成中作為基本動作，執(zhí)行以下的動作。

第1基板110K側(cè)，選擇電極251-1選擇的垂直轉(zhuǎn)送部212-1的信號電荷由轉(zhuǎn)換輸出部220K轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)由貫通孔140K轉(zhuǎn)送至第2基板120K側(cè)。

第1基板110K側(cè)，選擇電極251-2選擇的垂直轉(zhuǎn)送部212-2的信號電荷由轉(zhuǎn)換輸出部220K轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)由貫通孔140K轉(zhuǎn)送至第2基板120K側(cè)。

第1基板110K側(cè)，選擇電極251-3選擇的垂直轉(zhuǎn)送部212-3的信號電荷由轉(zhuǎn)換輸出部220K轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)由貫通孔140K轉(zhuǎn)送至第2基板120K側(cè)。

第1基板110K側(cè)，選擇電極251-4選擇的垂直轉(zhuǎn)送部212-4的信號電荷由轉(zhuǎn)換輸出部220K轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)由貫通孔140K轉(zhuǎn)送至第2基板120K側(cè)。

以上是基本動作，雖然可構(gòu)成為每次選擇一個選擇電極251-1～251-4，但也可以是同時選擇2個或2個以上的選擇電極、或者既定的動作中讓既定的選擇電極不是選擇狀態(tài)等各種形態(tài)。

藉由進(jìn)行如此的驅(qū)動，在維持著循序讀出的狀態(tài)下，不會引起檢測敏感度下降，能夠容易地進(jìn)行水平方向的信號相加或信號間除。

即，本第二實施方式中，能夠?qū)⒉⒙?lián)的多個垂直(電荷)轉(zhuǎn)送部212-1～212-4的信號電荷相加或間除。

另外，本第二實施方式中，多個列成為一個組群(圖23的示例中鄰接的4列成為一個組群)，因為以組群單位管理來形成一個貫通孔(TSV)140K，可以削減貫通孔的數(shù)量，在布局上也有利。

即，本第二實施方式中，能夠提供從像素部211高速實施循序讀出的傳感器，因為連接部即貫通孔(TSV)等以比垂直轉(zhuǎn)送部(垂直CCD)大的重復(fù)間距形成，所以變得容易形成連接部即貫通孔(TSV)等。

[中繼選擇部250的構(gòu)成例]

接下來，說明中繼選擇部250的具體構(gòu)成例。

圖24是表示第二實施方式的第1基板側(cè)的中繼選擇部的第1構(gòu)成例的圖。

圖24的中繼選擇部250L中，轉(zhuǎn)換輸出部220L(貫通孔(TSV)140L)在4列的垂直轉(zhuǎn)送部(VCCD)212-1～212-4的X方向(水平方向)的略中央部，即第2列的垂直轉(zhuǎn)送部212-2的配置位置與第3列的垂直轉(zhuǎn)送部212-3的配置位置之間的位置上形成。

另外，圖24的垂直轉(zhuǎn)送部212-1～212-4，例示為基于驅(qū)動脈沖V1～V4的4相驅(qū)動。

圖24的中繼選擇部250L，包含選擇電極251-1(S1)～251-4(S4)、水平轉(zhuǎn)送部(HCCD)252-1～252-4以及開路柵極(OG)253而構(gòu)成。

選擇電極251-1(S1)～251-4(S4)，配置于各垂直轉(zhuǎn)送部(VCCD)212-1～212-4的輸出端部213-1～213-4上。

選擇電極251-1(S1)～251-4(S4)，作為構(gòu)成輸出柵極等晶體管的柵極發(fā)揮功能，選擇時控制至成為導(dǎo)通狀態(tài)的電位。

水平轉(zhuǎn)送部(HCCD)252-1～252-4，配置為位于分別對應(yīng)的選擇電極251-1(S1)～251-4(S4)的輸出部，構(gòu)成為向著配置于中央的OG253轉(zhuǎn)送方向不同的HCCD。

水平轉(zhuǎn)送部252-1，配置于第1列的選擇電極251-1的輸出側(cè)。水平轉(zhuǎn)送部252-1，由驅(qū)動脈沖H1驅(qū)動，往圖24中的右方向的水平方向X1轉(zhuǎn)送垂直轉(zhuǎn)送部212-1產(chǎn)生的信號電荷，再轉(zhuǎn)送至鄰接的水平轉(zhuǎn)送部252-2。

水平轉(zhuǎn)送部252-2，配置于第2列的選擇電極251-1的輸出側(cè)。水平轉(zhuǎn)送部252-2，由驅(qū)動脈沖H2驅(qū)動，往圖24中的右方向即水平方向X1轉(zhuǎn)送垂直轉(zhuǎn)送部212-2產(chǎn)生的信號電荷或水平轉(zhuǎn)送部252-1產(chǎn)生的垂直轉(zhuǎn)送部212-1的信號電荷，并供給至連接至本段的OG253。

水平轉(zhuǎn)送部252-4，配置于第4列的選擇電極251-4的輸出側(cè)。水平轉(zhuǎn)送部252-4，由驅(qū)動脈沖H4驅(qū)動，往圖24中的左方向即水平方向X2轉(zhuǎn)送垂直轉(zhuǎn)送部212-4產(chǎn)生的信號電荷，再轉(zhuǎn)送至鄰接的水平轉(zhuǎn)送部252-3。

水平轉(zhuǎn)送部252-3，配置于第3列的選擇電極251-3的輸出側(cè)。水平轉(zhuǎn)送部252-3，由驅(qū)動脈沖H3驅(qū)動，往圖24中的左方向即水平方向X2轉(zhuǎn)送垂直轉(zhuǎn)送部212-3產(chǎn)生的信號電荷或水平轉(zhuǎn)送部252-4產(chǎn)生的垂直轉(zhuǎn)送部212-4的信號電荷，并供給至連接至本段的OG253。

OG253，配置于水平轉(zhuǎn)送部252-2的信號電荷供給部及水平轉(zhuǎn)送部252-3的信號電荷供給部與轉(zhuǎn)換輸出部220L的浮動擴散層(FD)221之間，藉由控制為導(dǎo)通狀態(tài)，由選擇電極251-1(S1)～251-4(S4)選擇，轉(zhuǎn)送水平轉(zhuǎn)送部252-1～252-4轉(zhuǎn)送的電荷信號至浮動擴散層(FD)221。

此第1構(gòu)成例中，也是可以構(gòu)成為每次選擇一個選擇電極251-1～251-4，然而也可以是同時選擇2個或2個以上的選擇電極、或者既定的動作中不讓既定的選擇電極為選擇狀態(tài)等各種形態(tài)。

因此，在維持循序讀出的狀態(tài)下，也不會引起檢測敏感度下降，能夠容易地對并聯(lián)的多個垂直(電荷)轉(zhuǎn)送部212-1～212-4的信號電荷相加或間除。

另外，根據(jù)第1構(gòu)成例，多個列(本例中4列)作為一個群組，因為以組群單位管理來形成一個轉(zhuǎn)換輸出部220L(貫通孔(TSV)140L)，可以削減轉(zhuǎn)換輸出部及貫通孔的數(shù)量，在布局上也有利。

即，根據(jù)第1構(gòu)成例，能夠提供從像素部211高速實施循序讀出的傳感器，因為轉(zhuǎn)換輸出部、連接部即貫通孔(TSV)等以比垂直轉(zhuǎn)送部(垂直CCD)大的重復(fù)間距形成，所以容易形成轉(zhuǎn)換輸出部、連接部的貫通孔(TSV)等。

圖25是表示第二實施方式的第1基板側(cè)的中繼選擇部的第2構(gòu)成例的圖。

圖25的中繼選擇部250M與圖24的中繼選擇部250L的相異點在于，轉(zhuǎn)換輸出部220(貫通孔(TSV))的配置位置不是在4列的垂直轉(zhuǎn)送部212-1～212-4的排列的中央部，而是在X方向的一端側(cè)(圖25的示例在右端側(cè))即第4列的垂直轉(zhuǎn)送部212-4的配置位置近傍形成。

圖25的中繼選擇部250M中，水平轉(zhuǎn)送部252-1，由驅(qū)動脈沖H1驅(qū)動，往圖25中的右方向即水平方向X1轉(zhuǎn)送垂直轉(zhuǎn)送部212-1產(chǎn)生的信號電荷，還轉(zhuǎn)送至鄰接的水平轉(zhuǎn)送部252-2。

水平轉(zhuǎn)送部252-2，由驅(qū)動脈沖H2驅(qū)動，往圖25中的右方向即水平方向X1轉(zhuǎn)送垂直轉(zhuǎn)送部212-2產(chǎn)生的信號電荷或水平轉(zhuǎn)送部252-1產(chǎn)生的垂直轉(zhuǎn)送部212-1的信號電荷，還轉(zhuǎn)送至鄰接的水平轉(zhuǎn)送部252-3。

水平轉(zhuǎn)送部252-3，由驅(qū)動脈沖H3驅(qū)動，往圖25中的右方向即水平方向X1轉(zhuǎn)送垂直轉(zhuǎn)送部212-3產(chǎn)生的信號電荷或水平轉(zhuǎn)送部252-2產(chǎn)生的垂直轉(zhuǎn)送部212-1、212-2的信號電荷，還轉(zhuǎn)送至鄰接的水平轉(zhuǎn)送部252-4。

水平轉(zhuǎn)送部252-4，由驅(qū)動脈沖H4驅(qū)動，往圖25中的右方向即水平方向X1轉(zhuǎn)送垂直轉(zhuǎn)送部212-4產(chǎn)生的信號電荷，并將垂直轉(zhuǎn)送部212-4的信號電荷或水平轉(zhuǎn)送部252-3產(chǎn)生的垂直轉(zhuǎn)送部212-1、212-2、212-3的信號電荷供給至連接至本段的OG253M。

OG253M，配置于水平轉(zhuǎn)送部252-4的信號電荷供給部與轉(zhuǎn)換輸出部220M的浮動擴散層(FD)221M之間，藉由控制在導(dǎo)通狀態(tài)，以選擇電極251-1(S1)～251-4(S4)選擇，并將水平轉(zhuǎn)送部252-1～252-4轉(zhuǎn)送的信號電荷轉(zhuǎn)送至浮動擴散層(FD)221M。

根據(jù)第2構(gòu)成例，可以得到與上述第1構(gòu)成例同樣的效果。

圖26是表示第二實施方式的第1基板側(cè)的中繼選擇部的第3構(gòu)成例的圖。

圖26的中繼選擇部250N與圖24的中繼選擇部250L的相異點在于，取代水平轉(zhuǎn)送部設(shè)置電位斜率部(SL)254。

此中繼選擇部250N中，以選擇電極251-1(S1)～251-4(S4)選擇的垂直轉(zhuǎn)送部212-1～212-4的信號電荷，經(jīng)由電位斜率部(SL)254，進(jìn)一步經(jīng)由OG253轉(zhuǎn)送至浮動擴散層(FD)221N。

根據(jù)第3構(gòu)成例，可以得到與上述第1構(gòu)成例相同的效果。

[第三實施方式]

圖27是用以說明本發(fā)明第三實施方式的固體攝影裝置的構(gòu)成例的圖。

本第三實施方式的固體攝影裝置100O與上述第一實施方式的固體攝影裝置100的相異點如下。

本第三實施方式的固體攝影裝置100O，在第2基板120O中，形成屬于信號處理系統(tǒng)即周邊電路部300的ADC341、串行器342、存儲器343、定時產(chǎn)生器(TG)344。

定時產(chǎn)生器(TG)344，包含CCD脈沖驅(qū)動部、電平位移等而構(gòu)成。

在此，以CMOS圖像傳感器作為比較例，考察第2基板120O上裝載信號處理系統(tǒng)的本第三實施方式的固體攝影裝置100O的CCD圖像傳感器與CMOS圖像傳感器的芯片尺寸。

圖28是表示作為比較例的的背面照射型CMOS圖像傳感器的疊層構(gòu)造例的圖。圖28(A)表示CMOS圖像傳感器的第1構(gòu)造例，圖28(B)表示CMOS圖像傳感器的疊層化的第2構(gòu)造例。

圖29是用以說明根據(jù)CMOS圖像傳感器的疊層構(gòu)造的芯片縮小化示例的圖。圖29(A)表示不是疊層構(gòu)造時的像素部及周邊電路，圖29(B)表示根據(jù)疊層構(gòu)造表示縮小化的示例。

圖30是表示非疊層構(gòu)造的CMOS圖像傳感器芯片、疊層構(gòu)造的CMOS圖像傳感器芯片以及本實施方式的CCD圖像傳感器芯片的簡略剖面圖。

圖30(A)表示非疊層構(gòu)造的CMOS圖像傳感器芯片，圖30(B)表示疊層構(gòu)造的CMOS圖像傳感器芯片，圖30(C)表示根據(jù)本實施方式的CCD圖像傳感器芯片。

一般，CMOS圖像傳感器500A，如第28(A)圖所示，由支持基板510、以及形成像素部520與信號處理電路530的芯片540構(gòu)成。

疊層構(gòu)造，如圖28(B)所示，取代支持基板使用形成信號處理電路530的芯片550，對其疊加像素部520。

采用此疊層構(gòu)造，可以實現(xiàn)小型化。

如此的CMOS圖像傳感器中，周邊電路的信號處理電路530，如圖29(A)所示，由行譯碼器(ROW decode)531、列譯碼器(column decode)532，或是行(列)選擇電路、接合墊(Bonding pad)533等構(gòu)成。

藉由將此周邊電路的信號處理電路530配置于第2層，結(jié)構(gòu)上例如圖29(B)所示，可以削除周邊電路區(qū)域，但為了使來自行譯碼器531的像素驅(qū)動信號用信號在各行(ROW)經(jīng)由貫通孔(TSV)，在各行及列重新需要TSV區(qū)域。

結(jié)果，CMOS圖像傳感器芯片，藉由采用疊層構(gòu)造，如圖30(A)及(B)所示，相較于未采用疊層構(gòu)造的情況，芯片尺寸可以削減一半左右。

不過，如圖30(B)及(C)所示，CMOS圖像傳感器芯片，即使如上所述使用疊層構(gòu)造，因為在各行及列重新需要TSV區(qū)域等的理由，結(jié)構(gòu)上例如比本實施方式的CCD圖像傳感器芯片約大1.5倍左右。

換言之，根據(jù)本實施方式的CCD圖像傳感器，因為可以經(jīng)由作為連接部的貫通孔(TSV)疊層連接，不用引線接合，所以可以實現(xiàn)芯片尺寸級中的小型封裝，例如以BGA等的連接，可以實現(xiàn)緊湊的攝影機模塊組裝。

而且，藉由本疊層CCD封裝的組裝化，可以實現(xiàn)超小型攝影機模塊。

另外，關(guān)于在CMOS圖像傳感器芯片具有全局快門的構(gòu)造，以非專利文件1為首，提議多種方案，但任意一例中像素陣列內(nèi)都必須追加特別的電路，具有引起敏感度下降或噪聲增加的缺點。另外，以往的CMOS的改善例中，選擇進(jìn)行信號相加的構(gòu)造時，具有寄生電容增加引起的SN惡化、損害信號的同時性的缺點。

相對于此，根據(jù)本實施方式的CCD圖像傳感器，不在像素陣列內(nèi)形成特別的電路，即不會引起SN的惡化，能夠以全局讀出高速驅(qū)動。

另外，由于貫通孔(TSV)的芯片間連接而可以小芯片尺寸封裝，又藉由往第2基板裝載周邊電路，削減驅(qū)動接腳數(shù)，能夠提供高性能、小型、低成本的攝影機系統(tǒng)。

[第四實施方式]

圖31是用以說明本發(fā)明第四實施方式的固體攝影裝置的構(gòu)成例的圖。

本第四實施方式的固體攝影裝置100P與上述第三實施方式的固體攝影裝置100O的相異點如下。

本第四實施方式的固體攝影裝置100P，包含定時產(chǎn)生器410、圖像處理電路(圖像處理IC)420以及電源電路(電源IC)430而構(gòu)成的信號處理部400，組裝與第1基板110P、第2基板120P在同一封裝內(nèi)。

根據(jù)如此的構(gòu)成，小型攝影系統(tǒng)可以納入單一封裝內(nèi)。

[第五實施方式]

圖32是用以說明本發(fā)明第五實施方式的固體攝影裝置的構(gòu)成例圖。

本第五實施方式的固體攝影裝置100Q與上述第三實施方式的固體攝影裝置100O的相異點如下。

本第五實施方式的固體攝影裝置100Q，在第2基板120Q中，形成屬于信號處理系統(tǒng)即周邊電路部300Q的ADC341、串行器342并混載。

其他的構(gòu)成與第三實施方式相同。

圖32中，表示在信號處理部400與疊層芯片之間收送的電源系統(tǒng)、驅(qū)動及驅(qū)動脈沖系統(tǒng)、輸出端子系統(tǒng)的傳送線。

驅(qū)動需要的驅(qū)動脈沖及電源，例如基準(zhǔn)電源VSS(GND)、CCD電源VCCD、ADC電源VADC、串行輸出電源VLVDS、垂直轉(zhuǎn)送脈沖φV1及φV2、水平轉(zhuǎn)送脈沖φH、從像素往垂直轉(zhuǎn)送部的讀出脈沖φR、串行輸出基準(zhǔn)時鐘φLVDS、CCD輸出用樣品&保持脈沖φSH、串行信號輸出信號。

這些信號的傳送線中，各接腳連接至裝載FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列)等構(gòu)成的信號處理部400的外部基板(外部board)。

另外，本實施方式的固體攝影裝置100Q，雖然不執(zhí)行水平轉(zhuǎn)送，但中繼選擇部250或輸出選擇部中采用水平轉(zhuǎn)送部時，因為局部進(jìn)行水平轉(zhuǎn)送，具有產(chǎn)生水平轉(zhuǎn)送脈沖φH作為驅(qū)動脈沖的功能。

圖33是表示作為第五實施方式的疊層型CCD圖像傳感器的固體攝影裝置的驅(qū)動信號的時序的一示例的圖。

圖33(A)表示電荷讀出脈沖φR，圖33(B)表示垂直轉(zhuǎn)送脈沖φV2，圖33(C)表示垂直轉(zhuǎn)送脈沖φV1，圖33(D)表示水平轉(zhuǎn)送脈沖φH，圖33(E)表示緩沖輸出VOUT。

圖32的固體攝影裝置110Q中，輸入CCD驅(qū)動脈沖φV1及φV2作為外部信號，同步的圖像數(shù)據(jù)由內(nèi)建的ADC341、串行器342，轉(zhuǎn)換為串行數(shù)字輸出并輸出，由其他基板上的例如FPGA 410取入，作為影像信號處理。

根據(jù)本第五實施方式，可以得到與上述第三實施方式同樣的效果。

而且，本第五實施方式的固體攝影裝置100Q，在第1基板110Q中，垂直轉(zhuǎn)送部(垂直CCD)鄰接像素部211，能夠循序讀出。

因為像素部是CCD，與第2基板120O(第2層)連接的貫通孔(TSV)，相較于疊層為對每行連接的CMOS圖像傳感器的主要作為周邊電路的第2層的情況，可以大幅削減，例如在芯片可以只上下配置，能夠縮小封裝尺寸。

[第六實施方式]

圖34是用以說明本發(fā)明第六實施方式的固體攝影裝置的構(gòu)成例的圖。

本發(fā)明第六實施方式的固體攝影裝置100R與上述第五實施方式的固體攝影裝置100Q的相異點如下。

本第六實施方式的固體攝影裝置100R，在第2基板120R中，除了裝載屬于信號處理系統(tǒng)的周邊電路部300R的ADC341及串行器342，再加上作為驅(qū)動脈沖產(chǎn)生器的定時產(chǎn)生器(TG)344以及作為電壓產(chǎn)生電路的DCDC轉(zhuǎn)換器(DCDC)345。

本第六實施方式的固體攝影裝置100R中，裝載定時產(chǎn)生器(TG)344及DCDC轉(zhuǎn)換器(DCDC)345，例如外部驅(qū)動脈沖為φVsync(V觸發(fā)脈沖)、φHsync(H觸發(fā)脈沖)、φRST(重置脈沖)，電源為VDD、VSS，可以削減連接需要的接腳。

根據(jù)本第六實施方式，除了上述第五實施方式的效果，還可以得到以下的效果。

即，根據(jù)本第六實施方式，因為可以削減驅(qū)動接腳數(shù)，在第2基板120R上配置周邊電路，具有可以應(yīng)用于設(shè)置攝影機的必要條件中有組裝尺寸、可連接電纜數(shù)、電纜長度、設(shè)置高度等限制的用途下使用的、例如監(jiān)視攝影機、醫(yī)療內(nèi)視鏡攝影機等的電子機器的優(yōu)點。

[第七實施方式]

圖35是用以說明本發(fā)明第七實施方式的固體攝影裝置的構(gòu)成例的圖。

本發(fā)明第七實施方式的固體攝影裝置100S與上述第六實施方式的固體攝影裝置100R的相異點如下。

本發(fā)明第七實施方式的固體攝影裝置100S，在第2基板120S中，除了裝載屬于信號處理系統(tǒng)的周邊電路部300S的ADC341及串行器342、定時產(chǎn)生器(TG)344、DCDC轉(zhuǎn)換器(DCDC)345，還裝載存儲器346。

而且，本第七實施方式的固體攝影裝置100S，藉由以開關(guān)使電源作用，共享驅(qū)動脈沖與輸出信號脈沖端子PIN1、PIN2。

[實現(xiàn)共享驅(qū)動脈沖與輸出信號脈沖端子的構(gòu)成例]

在此，本第七實施方式的固體攝影裝置100S中，說明關(guān)于實現(xiàn)共享驅(qū)動脈沖與輸出信號脈沖端子PIN1、PIN2的構(gòu)成例。

圖36是表示本第七實施方式的固體攝影裝置100S中，實現(xiàn)共享驅(qū)動脈沖與輸出信號脈沖端子的構(gòu)成例圖。

圖36中，抽出第2基板120S中的驅(qū)動脈沖及輸出信號脈沖端子的共享電路350。

另外，包含攝影器件部200S的輸出部、未圖標(biāo)的驅(qū)動系統(tǒng)等，表示為傳感器內(nèi)核260(Sensor Core)。

圖36的第2基板120S中，形成主時鐘端子PMC、輸入輸出端子PIN1、PIN2。

圖36的共享電路350，具有差動輸出電路351、寄存器控制器(Register Controller)352以及開關(guān)SW1～SW4。

此共享電路350，以寄存器控制線LRGC和數(shù)據(jù)輸出線LDO共有輸入輸出端子PIN1與PIN2。共享電路350，以開關(guān)SW1～SW4進(jìn)行其轉(zhuǎn)換。

共享電路350中，差動輸出電路351的輸入部連接至串行器342的輸出部，差動輸出電路351的正側(cè)輸出部經(jīng)由開關(guān)SW1連接至輸入輸出端子PIN1，負(fù)側(cè)輸出部經(jīng)由開關(guān)SW2連接至輸入輸出端子PIN2。

寄存器控制器352的第1輸入輸出端子T1經(jīng)由開關(guān)SW3連接至輸入輸出端子PIN1，第2輸入輸出端子T2經(jīng)由開關(guān)SW4連接至輸入輸出端子PIN2。

接著，關(guān)聯(lián)第37～39圖，說明共享電路的動作例。

圖37是用以說明本第七實施方式的共享電路的寄存器控制模式時的動作圖。

圖38是用以說明本第七實施方式的共享電路在圖像數(shù)據(jù)流模式時的動作圖。

圖39是用以說明本第七實施方式的共享電路在寄存器控制模式時及圖像數(shù)據(jù)流模式時的動作的時序圖。

圖39(A)表示電源電壓VDD/VAA，圖39(B)表示基準(zhǔn)時鐘(主時鐘)MCLK，圖39(C)表示輸入輸出端子PIN1的信號，圖39(D)表示輸入輸出端子PIN2的信號。

電源接通后，電源重置(Power On Reset)之后，如圖37所示，開關(guān)SW3、SW4為ON(通)，成為寄存器控制模式(Register Control Mode)。

在此情況下，使用輸入輸出端子PIN1、PIN2改寫寄存器，進(jìn)行傳感器(Sensor)的設(shè)定。之后，進(jìn)行轉(zhuǎn)換傳感器至影像輸出模式的寄存器設(shè)定，如圖34所示，使開關(guān)SW3、SW4為OFF(斷)，使開關(guān)SW1、SW2為ON(通)，結(jié)束寄存器控制模式。

圖像數(shù)據(jù)流模式(Image Data Streaming Mode)中，如圖38所示，開關(guān)SW1、SW2為ON(通)，開關(guān)SW3、SW4為OFF(斷)，將對多個位的圖像數(shù)據(jù)以串行器(SERIALIZER)實施并行串行轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)以差動輸入輸出電路351驅(qū)動，從輸入輸出端子PIN1、PIN2輸出。

固體攝影裝置100Q中，如圖39所示，以電源重置接通電源后重置系統(tǒng)，成為寄存器控制模式，從外部實施內(nèi)部脈沖的相位調(diào)整等直到模式結(jié)束。

接受模式結(jié)束命令后，成為圖像數(shù)據(jù)流模式，將對多個位的圖像數(shù)據(jù)以串行器(SERIALIZER)342從并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)的并行串行轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)以差動輸入輸出電路351驅(qū)動，并從輸入輸出端子(控制接腳)PIN1、PIN2輸出。

如此，本第七實施方式中，例如統(tǒng)合并行串行輸出信號接腳，以輸出接腳數(shù)為1系統(tǒng)。另外，共享接腳驅(qū)動脈沖輸入接腳與輸出信號用接腳，將外部驅(qū)動脈沖作為φMCLK(基準(zhǔn)時鐘)，輸出及控制接腳(PIN1及PIN2)，可以進(jìn)一步削減驅(qū)動需要的接腳。

根據(jù)本第七實施方式，除了與上述第六實施方式同樣的效果，還可以得到以下的效果。

即，根據(jù)本第七實施方式，因為可以進(jìn)一步削減驅(qū)動接腳數(shù)，在第2基板120S上配置周邊電路，具有可以應(yīng)用于在設(shè)置攝影機的必要條件中有組裝尺寸、可連接電纜數(shù)、電纜長度、設(shè)置高度等限制的用途下使用的例如監(jiān)視攝影機、醫(yī)療內(nèi)視鏡攝影機等的電子機器的優(yōu)點。

[第八實施方式]

圖40是用以說明本發(fā)明第八實施方式的固體攝影裝置的構(gòu)成例的圖。

本第八實施方式的固體攝影裝置100T，與上述的第一～七實施方式的固體攝影裝置100、100A～100S的相異點如下。

本發(fā)明第八實施方式的固體攝影裝置100T，在第1基板110T上配置的感光部210T分割為多個，以分割的感光部210-00～210-03、210-10～210-13、210-20～210-23為單位，經(jīng)由分割的中繼部230-00～230-03、230-10～230-13、230-20～230-23，連接至在第2基板120T上分割配置的對應(yīng)周邊電路部300-00～300-03、300-10～210-13、300-20～300-23。

另外，圖40中，雖然表示將分割的感光部及對應(yīng)此的周邊電路部配置為3行4列的矩陣狀的示例，但這是為了容易理解而簡化的，本發(fā)明不限于此構(gòu)成。

根據(jù)具有如此構(gòu)成的第八實施方式的固體攝影裝置100T，得到與上述第一到七實施方式的固體攝影裝置100、100A～100S相同的效果，當(dāng)然可以實現(xiàn)超薄型的多攝影機模塊。

以上說明的固體攝影裝置100、100A～100T，作為攝影裝置可以應(yīng)用至數(shù)字?jǐn)z影機、影像攝影機、行動終端或監(jiān)視攝影機、醫(yī)療用內(nèi)視鏡攝影機等的電子機器。

[第九實施方式]

圖41是表示裝載應(yīng)用本實施方式的固體攝影裝置的攝影系統(tǒng)的電子機器的構(gòu)成的一示例圖。

本電子機器600，如圖41所示，具有可應(yīng)用本實施方式的固體攝影裝置100、100A～100T的本發(fā)明的CCD/CMOS疊層型固體攝影裝置610。

另外，電子機器600，具有引導(dǎo)入射光至此CCD/CMOS疊層型固體攝影裝置610的像素區(qū)域(成像拍攝物像)的光學(xué)系統(tǒng)(鏡頭等)620。

電子機器600，具有處理CCD/CMOS疊層型固體攝影裝置610的輸出信號的信號處理電路(PRC)630。

信號處理電路630，對CCD/CMOS疊層型固體攝影裝置610的輸出信號，施行既定的信號處理。

信號處理電路630處理后的影像信號，在液晶表示器等構(gòu)成的監(jiān)視器上映出作為動態(tài)圖像顯示，或是也可以輸出至打印機，還可以是直接記錄至存儲卡等的記錄介質(zhì)等，可以是各種形態(tài)。

如上述，作為CCD/CMOS疊層型固體攝影裝置610，藉由裝載上述的固體攝影裝置100、100A～100T，能夠提供高性能、小型、低成本的攝影系統(tǒng)。

而且，可以實現(xiàn)在設(shè)置攝影機的必要條件中有組裝尺寸、可連接電纜數(shù)、電纜長度、設(shè)置高度等限制用途下使用的例如監(jiān)視攝影機、醫(yī)療內(nèi)視鏡攝影機等的電子機器。

符號的說明

100、100A～100T～固體攝影裝置；

110、110A～110T～第1基板；

120、120A～120T～第2基板；

140～貫通孔(TSV)；

200～攝影器件部；

210～感光部(攝影部)；

211～像素部；

212、212-1～212-4～電荷轉(zhuǎn)送部(垂直轉(zhuǎn)送部、VCCD)；

213-1～213-4～輸出端部；

230、230A～230I～中繼部；

231、231-1、231-4～連接部；

232～緩沖放大部；

233～AC結(jié)合部；

234～電壓(V)-電流(I)轉(zhuǎn)換電路；

235～M位ADC；

236～N位ADC；

237～放大器(第2放大部)；

238～反饋型放大器；

240～源極跟隨器電路；

241～放大部；

242～電流源部；

TI240～輸出端；

TO240～輸出端；

250～中繼選擇部；

260～傳感器內(nèi)核(Sensor Core)；

300～周邊電路部；

310～ADC；

320～數(shù)字存儲器；

330～邏輯電路；

341～ADC：

342～串行器；

343～存儲器；

344～定時產(chǎn)生器(TG)；

345～DCDC轉(zhuǎn)換器(DCDC)；

346～存儲器；

350～共享電路；

351～差動輸出電路；

352～寄存器控制器(Register Controller)；

SW1～SW4～開關(guān)；

400～信號處理部(信號處理以及電源部)；

410～FPGA、TG；

420～圖像處理電路(圖像處理IC)；

430～電源電路(電源IC)；

600～電子機器；

610～CCD/CMOS疊層型固體攝影裝置；

620～光學(xué)系統(tǒng)；

630～信號處理電路(PRC)。