本發(fā)明涉及檢測(cè)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(jī)器。

背景技術(shù)：

作為檢測(cè)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(shí)際使用提供CCD(電荷耦合器件)圖像傳感器或CMOS(互補(bǔ)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(jī)、影像攝影機(jī)、監(jiān)視攝影機(jī)、醫(yī)療用內(nèi)視鏡、個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)、移動(dòng)電話(huà)等的行動(dòng)終端裝置(可移動(dòng)機(jī)器)等的各種電子機(jī)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(hào)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(hào)電荷至輸出部之后轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并放大。

相對(duì)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(hào)。

以下，說(shuō)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(gè)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(hào)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(gè)像素部21的各信號(hào)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(gè)垂直CCD22依序水平轉(zhuǎn)送移位的1行的信號(hào)電荷。

輸出部4，包含將轉(zhuǎn)送的信號(hào)電荷轉(zhuǎn)換為信號(hào)電壓的、作為電荷檢測(cè)用浮動(dòng)擴(kuò)散層的Floating Diffusion(FD：浮動(dòng)擴(kuò)散)，輸出以FD得到的信號(hào)至未圖示的信號(hào)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(chǔ)器，重復(fù)線(xiàn)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(hào)(幀信號(hào))。

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?yàn)橐运紺CD3轉(zhuǎn)送信號(hào)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(chǔ)存部)5的構(gòu)成。

FIT型CCD圖像傳感器1A中，從接收來(lái)自像素部21的信號(hào)電荷(束)的感光部2的垂直CCD22，以高速幀轉(zhuǎn)送同時(shí)轉(zhuǎn)送全信號(hào)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?yàn)橛纱怪盋CD22同時(shí)轉(zhuǎn)送感光部2中從像素部21讀出的信號(hào)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?yàn)樾纬尚罘e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(shí)開(kāi)始光電荷蓄積的全局快門(mén)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(xiàn)、LSG為信號(hào)讀出線(xiàn)、LTR為轉(zhuǎn)送線(xiàn)。

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(gè)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(hào)(脈沖信號(hào))按行進(jìn)行控制。

從像素PXL輸出至輸出信號(hào)線(xiàn)LSG的信號(hào)，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(xiàn)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(hào)，但不能進(jìn)行全局快門(mén)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(mén)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(mén)讀出的CMOS圖像傳感器(例如，參照非專(zhuān)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(diǎn)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(diǎn)、即不能進(jìn)行全局快門(mén)讀出的缺點(diǎn)。

[先行技術(shù)文件]

[非專(zhuān)利文件]

[非專(zhuān)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(shí)現(xiàn)要素：

[發(fā)明所要解決的課題]

以上，說(shuō)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(shí)開(kāi)始光電荷蓄積的全局讀出的特征。

不過(guò)，IT型CCD圖像傳感器1，雖然能夠進(jìn)行循序讀出，但因?yàn)橐运紺CD3轉(zhuǎn)送信號(hào)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?yàn)樾纬尚罘e部5，芯片面積為IT型CCD圖像傳感器的約2倍左右大。

相對(duì)于此，圖3的CMOS圖像傳感器1B，能夠高速轉(zhuǎn)送信號(hào)，但具有不能進(jìn)行全局快門(mén)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(mén)讀出的缺點(diǎn)的特征，但有以下所示的不利因素。

CMOS圖像傳感器1C，如非專(zhuān)利文件1中所記載，因?yàn)槭沁x擇4像素讀出的構(gòu)成，沒(méi)有能夠?qū)崿F(xiàn)嚴(yán)格意義上下的全局快門(mén)。

而且，CMOS圖像傳感器1C，嚴(yán)格來(lái)說(shuō)不能實(shí)現(xiàn)全局快門(mén)，因?yàn)椴荒軐?shí)現(xiàn)同時(shí)讀出，難以完全消去移動(dòng)體拍攝時(shí)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(cè)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(mén)讀出與讀出增益，難以連結(jié)眾多的像素來(lái)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(diǎn)。

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(jī)器。

[用以解決課題的手段]

本發(fā)明的第1觀點(diǎn)的固體攝影裝置，包括：感光部，包含行列狀配置的多個(gè)光電轉(zhuǎn)換器件以及以列或行單位轉(zhuǎn)送上述多個(gè)光電轉(zhuǎn)換器件的信號(hào)電荷的多個(gè)電荷轉(zhuǎn)送部；多個(gè)電荷蓄積部，蓄積上述感光部的上述多個(gè)電荷轉(zhuǎn)送部轉(zhuǎn)送的信號(hào)電荷；中繼部，對(duì)上述感光部的上述多個(gè)電荷轉(zhuǎn)送部轉(zhuǎn)送的信號(hào)電荷往上述各電荷蓄積部的轉(zhuǎn)送進(jìn)行中繼；輸出部，輸出上述多個(gè)電荷蓄積部?jī)?nèi)蓄積的信號(hào)電荷作為電信號(hào)；第1基板，在該第1基板上形成有上述感光部；以及第2基板，在該第2基板上形成有上述電荷蓄積部以及上述輸出部，至少第1基板與第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(guò)基板的連接部電氣結(jié)合上述第1基板上形成的電荷轉(zhuǎn)送部與上述第2基板上形成的上述電荷蓄積部。

本發(fā)明的第2觀點(diǎn)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，感光部包含行列狀配置的多個(gè)光電轉(zhuǎn)換器件以及以列或行單位轉(zhuǎn)送上述多個(gè)光電轉(zhuǎn)換器件的信號(hào)電荷的多個(gè)電荷轉(zhuǎn)送部；第2形成步驟，第2基板上至少形成蓄積上述感光部的上述多個(gè)電荷轉(zhuǎn)送部轉(zhuǎn)送的信號(hào)電荷的多個(gè)電荷蓄積部、以及輸出上述多個(gè)電荷蓄積部?jī)?nèi)蓄積的信號(hào)電荷作為電信號(hào)的輸出部；以及連接步驟，在上述第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(guò)基板的連接部電連接上述第1基板上形成的電荷轉(zhuǎn)送部與上述第2基板上形成的上述電荷蓄積部。

本發(fā)明的第3觀點(diǎn)的電子機(jī)器，包括：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中成像；以及信號(hào)處理部，處理上述固體攝影裝置的輸出信號(hào)，上述固體攝影裝置，包括：感光部，包含行列狀配置的多個(gè)光電轉(zhuǎn)換器件以及以列或行單位轉(zhuǎn)送上述多個(gè)光電轉(zhuǎn)換器件的信號(hào)電荷的多個(gè)電荷轉(zhuǎn)送部；多個(gè)電荷蓄積部，蓄積上述感光部的上述多個(gè)電荷轉(zhuǎn)送部轉(zhuǎn)送的信號(hào)電荷；中繼部，對(duì)上述感光部的上述多個(gè)電荷轉(zhuǎn)送部轉(zhuǎn)送的信號(hào)電荷往上述各電荷蓄積部的轉(zhuǎn)送進(jìn)行中繼；輸出部，輸出上述多個(gè)電荷蓄積部?jī)?nèi)蓄積的信號(hào)電荷作為電信號(hào)；第1基板，在該第1基板上形成有上述感光部；以及第2基板，在該第2基板上形成有上述電荷蓄積部以及上述輸出部，至少第1基板與第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(guò)基板的連接部電氣結(jié)合上述第1基板上形成的電荷轉(zhuǎn)送部與上述第2基板上形成的上述電荷蓄積部。

[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(mén)的像素能夠微細(xì)化。

另外，根據(jù)本發(fā)明，驅(qū)動(dòng)界面可以簡(jiǎn)單化，又因?yàn)榭梢允÷运紺CD，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(hào)處理化這種的多功能化。

附圖說(shuō)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(shí)施方式的固體攝影裝置的構(gòu)成例平面展開(kāi)圖；

圖6是表示本實(shí)施方式的固體攝影裝置的基板疊層構(gòu)造的第1例的示意圖；

圖7是表示本實(shí)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(shuō)明本第一實(shí)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基板的電荷蓄積部的實(shí)際配置關(guān)系的圖；

圖9是本實(shí)施方式的輸出部的構(gòu)成例的圖；

圖10是用以說(shuō)明本實(shí)施方式疊層的第1基板與第2基板，以及中繼部的具體構(gòu)成例的簡(jiǎn)略剖面圖；

圖11是用以說(shuō)明關(guān)于本實(shí)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12是用以說(shuō)明關(guān)于本實(shí)施方式中以中繼部轉(zhuǎn)送信號(hào)電荷的動(dòng)作圖，表示貫通孔(TSV)區(qū)域的寄生電容小的情況下的電荷轉(zhuǎn)送例圖；

圖13是用以說(shuō)明關(guān)于本實(shí)施方式中以中繼部轉(zhuǎn)送信號(hào)電荷的動(dòng)作圖，表示貫通孔(TSV)區(qū)域的寄生電容大的情況下的電荷轉(zhuǎn)送圖；

圖14是表示設(shè)置TSV區(qū)域在中間電位的一構(gòu)成例圖；

圖15是表示本實(shí)施方式的設(shè)置疊層的第1基板與第2基板，以及中繼部中設(shè)定TSV區(qū)域在中間電位的重置晶體管的構(gòu)成例的簡(jiǎn)略剖面圖；

圖16是用以說(shuō)明本發(fā)明第二實(shí)施方式的固體攝影裝置的構(gòu)成例的圖；

圖17是表示包含第二實(shí)施方式的第1基板側(cè)的中繼選擇部的中繼部的第1構(gòu)成例的圖；

圖18是表示包含第二實(shí)施方式的第1基板側(cè)的中繼選擇部的中繼部的第2構(gòu)成例的圖；

圖19是表示包含第二實(shí)施方式的第1基板側(cè)的中繼選擇部的中繼部的第3構(gòu)成例的圖；

圖20是表示包含第二實(shí)施方式的第1基板側(cè)的中繼選擇部的中繼部的第4構(gòu)成例的圖；

圖21是用以說(shuō)明本發(fā)明第三實(shí)施方式的固體攝影裝置的構(gòu)成例的圖；

圖22是用以說(shuō)明本發(fā)明第四實(shí)施方式的固體攝影裝置的構(gòu)成例的圖；

圖23是表示作為比較例的背面照射型CMOS圖像傳感器的疊層構(gòu)造例的圖；

圖24是用以說(shuō)明根據(jù)CMOS圖像傳感器的疊層構(gòu)造的芯片縮小例的圖；

圖25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(shí)施方式的CCD圖像傳感器芯片的簡(jiǎn)略剖面圖；

圖26是用以說(shuō)明本發(fā)明第五實(shí)施方式的固體攝影裝置的構(gòu)成例圖；

圖27是用以說(shuō)明本發(fā)明第六實(shí)施方式的固體攝影裝置的構(gòu)成例圖；

圖28是表示作為第六實(shí)施方式的疊層型CCD圖像傳感器的固體攝影裝置的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的時(shí)序的一示例圖；

圖29是用以說(shuō)明本發(fā)明第七實(shí)施方式的固體攝影裝置的構(gòu)成例的圖；

圖30是用以說(shuō)明本發(fā)明第八實(shí)施方式的固體攝影裝置的構(gòu)成例的圖；

圖31是表示本發(fā)明第八實(shí)施方式的固體攝影裝置中，實(shí)現(xiàn)共享驅(qū)動(dòng)脈沖與輸出信號(hào)脈沖端子的構(gòu)成例的圖；

圖32是用以說(shuō)明本發(fā)明第八實(shí)施方式的共享電路的寄存器控制模式時(shí)的動(dòng)作圖；

圖33是用以說(shuō)明本發(fā)明第八實(shí)施方式的共享電路的圖像數(shù)據(jù)流模式時(shí)的動(dòng)作圖；

圖34是用以說(shuō)明本發(fā)明第八實(shí)施方式的共享電路的寄存器控制模式時(shí)以及圖像數(shù)據(jù)流模式時(shí)的動(dòng)作的時(shí)序圖；以及

圖35是表示裝載應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施方式的固體攝影裝置的攝影系統(tǒng)的電子機(jī)器構(gòu)成的一示例圖。

具體實(shí)施方式

以下，關(guān)聯(lián)附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。

[第一實(shí)施方式]

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

圖6是表示本實(shí)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(shí)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(shuō)明本第一實(shí)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基板的電荷蓄積部的實(shí)際配置關(guān)系的圖。

本固體攝影裝置100，例如可以應(yīng)用類(lèi)似FIT(幀行間轉(zhuǎn)送)型CCD圖像傳感器或FT(幀轉(zhuǎn)送)型CCD圖像傳感器的圖像傳感器。

以下的說(shuō)明中，例如以FIT為例說(shuō)明。

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(shí)現(xiàn)。

圖6的示例中，通過(guò)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(shí)施方式中，第1基板110及第2基板120中，形成攝影器件部200，包括蓄積轉(zhuǎn)送拍攝得到的信號(hào)電荷以及輸出的功能。

本實(shí)施方式中，影像器件部200，在第1基板110上形成有攝影功能的感光部210，在第2基板120上形成具有電荷蓄積功能的電荷蓄積部220及輸出部230。

而且，第1基板110與第2基板120之間，對(duì)感光部210的多個(gè)電荷轉(zhuǎn)送部轉(zhuǎn)送的電信號(hào)往電荷蓄積部220的轉(zhuǎn)送進(jìn)行中繼的中繼部240，基本上橫跨兩基板形成。

固體攝影裝置100，包括信號(hào)處理及電源部(以下，稱(chēng)作信號(hào)處理部)300，控制感光部210、電荷蓄積部220、輸出部230等的驅(qū)動(dòng)，還對(duì)于從輸出部230輸出的電信號(hào)進(jìn)行既定的處理。

圖5的信號(hào)處理部300，包含以FPGA等形成的定時(shí)產(chǎn)生器310、圖像處理電路(圖像處理IC)320及電源電路(電源IC)330而構(gòu)成。

另外，包含定時(shí)產(chǎn)生器310、圖像處理電路(圖像處理IC)320及電源電路(電源IC)330而構(gòu)成的信號(hào)處理部300，也可以在另外的基板或第2基板120、第3基板130上形成來(lái)疊層組裝。根據(jù)如此的構(gòu)成，也能夠納入小型攝影系統(tǒng)至單一封裝內(nèi)。

在第1基板110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)換器件的光電二極管(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(gè)像素部211的光電轉(zhuǎn)換器件的信號(hào)電荷的多個(gè)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(hào)處理部300產(chǎn)生的2相或4相等的轉(zhuǎn)送脈沖轉(zhuǎn)送驅(qū)動(dòng)，往列方向轉(zhuǎn)送像素部211產(chǎn)生的信號(hào)電荷。

另外，圖5及8中，為了簡(jiǎn)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8圖中，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8中所示的垂直坐標(biāo)系的Y方向轉(zhuǎn)送信號(hào)電荷。

第2基板120上形成的電荷蓄積部220，蓄積由感光部210的多個(gè)垂直轉(zhuǎn)送部212-1～212-n(本示例n＝4)轉(zhuǎn)送并由中繼部240中繼的信號(hào)電荷。

電荷蓄積部220，分別對(duì)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(本示例4)列的電荷蓄積部220-1～220-4。

電荷蓄積部220-1～220-4，往Y方向轉(zhuǎn)送中繼部240中繼的信號(hào)電荷。

而且，雖然以中繼部240，對(duì)感光部210的多個(gè)列的垂直轉(zhuǎn)送部212-1～212-4轉(zhuǎn)送的信號(hào)電荷往電荷蓄積部220的轉(zhuǎn)送進(jìn)行中繼，但圖5示意表示：信號(hào)電荷沿著圖中往Y方向的流動(dòng)在一方向Y1上，轉(zhuǎn)送至第1基板110的感光部210與第2基板120的電荷蓄積部220及輸出部230的示例。

然而，實(shí)際上，如圖8所示，信號(hào)電荷由第1基板110的感光部210的垂直轉(zhuǎn)送部212-1～212-4，被轉(zhuǎn)送至往圖下方的Y方向Y1后，在中繼部240中繼后，由第2基板120的電荷蓄積部220-1～220-4轉(zhuǎn)送至與第1基板110反方向的往圖上方的Y方向Y2。

第2基板120中，電荷蓄積部220-1～220-4的一端部形成輸入端部221-1～221-4，另一端部形成與輸出部230-1～230-4連接的輸出端部222-1～222-4。

電荷蓄積部220-1～220-4的輸入端部221-1～221-4，由中繼部240以連接部(241-1～241-4)與位于垂直轉(zhuǎn)送部212-1～212-4的感光區(qū)域外的各輸出端部213-1～213-4電氣結(jié)合。

第2基板120中，輸出部230輸出多個(gè)電荷蓄積部220-1～220-4內(nèi)蓄積的信號(hào)電荷作為電信號(hào)至信號(hào)處理部300。

輸出部230-1～230-4，其輸入部連接至電荷蓄積部220-1～220-4的輸入端部221-1～221-4。

圖9是本實(shí)施方式的輸出部的構(gòu)成例圖。

圖9，表示1列的輸出部230-1的構(gòu)成例，其他列的輸出部230-2～230-4也具有與圖9相同的構(gòu)成。

輸出部230-1，連接至電荷蓄積部220-1的輸出端部222-1中的輸出柵極OG222-1。

圖9的輸出部230-1，包含浮動(dòng)擴(kuò)散層(FD：Floating Diffusion)231、重置柵極(RG)232、重置漏極233以及輸出放大器234而構(gòu)成。

輸出部230-1中，對(duì)重置漏極233施加重置漏極電壓VRD，對(duì)重置柵極232以信號(hào)電荷的檢測(cè)周期施加重置脈沖PRG。

而且，浮動(dòng)擴(kuò)散層231內(nèi)蓄積的信號(hào)電荷轉(zhuǎn)換為信號(hào)電壓，經(jīng)由輸出放大器234，作為CCD輸出信號(hào)SOUT送出至信號(hào)處理部300。

中繼部240，對(duì)第1基板110上形成的感光部210的多個(gè)垂直轉(zhuǎn)送部212轉(zhuǎn)送的信號(hào)電荷往第2基板120上形成的各電荷蓄積部220-1～220-4的轉(zhuǎn)送進(jìn)行中繼。

中繼部240，在感光部210的感光區(qū)域PARA外的區(qū)域EPARA經(jīng)由通過(guò)基板的連接部電氣結(jié)合第1基板110上形成的垂直轉(zhuǎn)送部212-1～212-4的輸出端部213-1～213-4與第2基板120上形成的電荷蓄積部220-1～220-4的輸入端部221-1～221-4。

中繼部240，以貫通孔241-1～241-4連接第1基板110上形成的垂直轉(zhuǎn)送部212-1～212-4的輸出端部213-1～213-4與第2基板120上形成的電荷蓄積部220-1～220-4的輸入端部221-1～221-4。

[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(shuō)明關(guān)于上述概要表示的第1基板110及第2基板120、以及中繼部的具體構(gòu)成例。

圖10是用以說(shuō)明本實(shí)施方式疊層的第1基板與第2基板，以及中繼部的具體構(gòu)成例的簡(jiǎn)略剖面圖。

圖10，表示相當(dāng)于1列的垂直轉(zhuǎn)送部212以及與其對(duì)應(yīng)的電荷蓄積部220的部分。

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

第1基板110中，n型基板(n^-SUB)111中形成p阱區(qū)(p-WELL)112，在p阱區(qū)112的表面部形成n^-層113。n^-層113的Y方向的一端部形成用以連接作為中繼部的貫通孔241的n⁺層114。

在n^-層113的上部及n⁺層114的上部，隔著絕緣膜115以既定間隔形成垂直轉(zhuǎn)送部212的轉(zhuǎn)送電極(轉(zhuǎn)送柵極)116。

從n⁺層114貫通p阱區(qū)112、n型基板111，到達(dá)后述的第2基板120側(cè)的n⁺層的貫通孔中形成(埋入)貫通孔(貫通電極)241。

另外，形成貫通孔241的p阱區(qū)112及n型基板111的壁部形成絕緣膜117。

而且，p阱區(qū)112、n^-層113、n⁺層114、柵極絕緣膜115、轉(zhuǎn)送電極116以及貫通孔241上形成絕緣膜118，以覆蓋它們。

第2基板120中，在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n^-層124。

n^-層124的Y方向的一端部形成用以連接作為中繼部的貫通孔241的n⁺層125-1。n^-層124的Y方向的另一端部形成n⁺層125-2，成為浮動(dòng)擴(kuò)散層FD等。

n^-層124的上部及n⁺層125-1的上部，隔著絕緣膜126，以既定的間隔形成電荷蓄積部220的轉(zhuǎn)送電極127。

另外，n阱區(qū)122的表面部，形成用以形成周邊電路的p⁺層128等。

而且，n阱區(qū)122、p阱區(qū)123、n^-層124、n⁺層125、柵極絕緣膜126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110與第2基板120，讓第1基板110的n型基板111的底面與第2基板120的絕緣膜129的表面(上面)黏貼來(lái)疊層。換言之，第2基板120重疊在第1基板110的背面形成。

另外，第1基板110上形成的垂直轉(zhuǎn)送部212及第2基板120上形成的電荷蓄積部220，以金屬層等的遮光材料構(gòu)成的遮光膜遮光。

圖10的示例中，形成貫通第1基板110與第2基板120的貫通孔242。

形成貫通孔242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(shí)施方式中，如上述，因?yàn)榈?基板110由n型基板111形成，形成像素部211的第1基板110中，采用縱型溢流口(Vertical Overflow Drain)構(gòu)造。

圖11是用以說(shuō)明關(guān)于本實(shí)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11中，符號(hào)2111表示遮光膜，OVFC表示過(guò)電流通道。

縱型溢流口VOD，如下實(shí)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(duì)于來(lái)自n型基板111的電子擴(kuò)散的電位障壁，完全阻斷光產(chǎn)生的電子及熱產(chǎn)生的電子侵入PD或垂直轉(zhuǎn)送部(VCCD)212。

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

接著，說(shuō)明關(guān)于縱型溢流口VOD的過(guò)剩電子的排出原理。

p阱區(qū)112與n型墓板111之間的pn接合耗盡層由于偏壓電壓擴(kuò)大。

PD正下方的p阱區(qū)112的雜質(zhì)層薄且低濃度的話(huà)，接合耗盡層到達(dá)PD的n層119，容易實(shí)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(shí)，n層是電子充滿(mǎn)狀態(tài)的話(huà)，電子被n型基板111強(qiáng)力拉出。

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

[根據(jù)中繼部產(chǎn)生的電荷轉(zhuǎn)送動(dòng)作]

接著，在具有上述構(gòu)成的固體攝影裝置10中，考察根據(jù)中繼部產(chǎn)生的電荷轉(zhuǎn)送動(dòng)作。

本實(shí)施方式中，如上述，中繼部240，以連接部即貫通孔(TSV)241-1～241-4連接第1基板110上形成的垂直轉(zhuǎn)送部212-1～212-4的輸出端部213-1～213-4與第2基板120上形成的電荷蓄積部220-1～220-4的輸入端部221-1～221-4。

圖12是用以說(shuō)明關(guān)于本實(shí)施方式中以中繼部轉(zhuǎn)送信號(hào)電荷的動(dòng)作圖，表示貫通孔(TSV)區(qū)域的寄生電容小的情況下的電荷轉(zhuǎn)送例圖。

圖13是用以說(shuō)明關(guān)于本實(shí)施方式中以中繼部轉(zhuǎn)送信號(hào)電荷的動(dòng)作圖，表示貫通孔(TSV)區(qū)域的寄生電容大的情況下的電荷轉(zhuǎn)送例圖。

圖14是表示設(shè)置TSV區(qū)域在中間電位的一構(gòu)成例圖。

轉(zhuǎn)送電極(轉(zhuǎn)送柵極)間有TSV區(qū)域時(shí)，如圖10的構(gòu)成，假設(shè)為n⁺區(qū)域。

n⁺區(qū)域的寄生電容小的情況下，如下轉(zhuǎn)送信號(hào)電荷。

假設(shè)調(diào)制電位為ΔV，信號(hào)電荷為ΔQ、n⁺區(qū)域的寄生電容為C的話(huà)，根據(jù)ΔV＝ΔQC的關(guān)是，因?yàn)檎{(diào)制為與鄰接的轉(zhuǎn)送柵極的電位大致同相，如圖12所示，經(jīng)由TSV區(qū)域能夠轉(zhuǎn)送電荷。

轉(zhuǎn)送電極(轉(zhuǎn)送柵極)間的TSV區(qū)域(n⁺區(qū)域)的寄生電容大的情況下，因?yàn)檎{(diào)制需要的信號(hào)電荷量變大，不調(diào)制至變動(dòng)鄰接的轉(zhuǎn)送柵極的電位。

因此，如圖13及14所示，在轉(zhuǎn)送柵極之間，經(jīng)由連接至n⁺區(qū)域的例如設(shè)定中間電位的重置晶體管243，設(shè)定中間電位MV，藉此經(jīng)由TSV區(qū)域能夠轉(zhuǎn)送電荷。

具體而言，如圖14所示，以具有重置柵極RG243與重置漏極RD243的重置晶體管243，在轉(zhuǎn)送信號(hào)電荷時(shí)設(shè)定貫通孔(TSV)區(qū)域?yàn)橹虚g電位MV。

圖15是表示設(shè)置本實(shí)施方式的疊層的第1基板與第2基板，以及中繼部中設(shè)定TSV區(qū)域在中間電位的重置晶體管的構(gòu)成例的簡(jiǎn)略剖面圖。

設(shè)定貫通孔(TSV)區(qū)域在中間電位的重置晶體管，除了圖10的構(gòu)成之外，如圖15所示，也可以在n^-層113的一端部側(cè)形成。

在此，所謂中間電位，是成為高電平H的電位與成為低電平L的電位之間的電位。

作為轉(zhuǎn)送例，如圖13所示，TSV節(jié)點(diǎn)的兩端設(shè)置輸出柵極(Output Gate(OG))以及輸入柵極(Input Gate(IG))，為了進(jìn)行轉(zhuǎn)送對(duì)OG與IG設(shè)置電位級(jí)別差，使TSV的重置電平與IG的電位相等。

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

第2基板120上，形成：電荷蓄積部220，由感光部210的多個(gè)垂直轉(zhuǎn)送部212-1～212-n(本示例n＝4)轉(zhuǎn)送，蓄積中繼部240中繼的信號(hào)電荷；以及輸出部230，設(shè)置于每垂直轉(zhuǎn)送列。

而且，藉由中繼部240，第1基板110上形成的垂直轉(zhuǎn)送部212-1～212-4的輸出端部213-1～213-4與第2基板110上形成的電荷蓄積部220-1～220-4的輸入端部221-1～221-4，在感光部210的感光區(qū)域PARA外的區(qū)域EPARA經(jīng)由通過(guò)基板的連接部例如貫通孔241電氣結(jié)合。

因此，根據(jù)本第一實(shí)施方式，可以得到以下的效果。

根據(jù)本第一實(shí)施方式，能夠進(jìn)行從像素部211往垂直轉(zhuǎn)送部(垂直CCD)212的循序讀出，往垂直轉(zhuǎn)送部(垂直CCD)212轉(zhuǎn)送的信號(hào)電荷經(jīng)由中繼部240的連接部轉(zhuǎn)送至第2層的電荷蓄積部(儲(chǔ)存部)220。

因?yàn)殡姾尚罘e部(儲(chǔ)存部)220在第2層的第2基板120上形成，所以小芯片面積且能夠高速讀出。

另外，因?yàn)榀B層基板的連接部在像素陣列外形成，布局上的限制少，能夠形成無(wú)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(shí)施方式，像素陣列內(nèi)不用形成特別的構(gòu)造，就能在不引起SN的惡化的情況下，實(shí)現(xiàn)全局讀出且可以高速驅(qū)動(dòng)的圖像傳感器。

另外，因?yàn)橄袼仃嚵械耐鈧?cè)形成連接部的中繼部240，所以能夠形成不引起敏感度下降或暗電流增加的發(fā)生的像素。

[第二實(shí)施方式]

圖16是用以說(shuō)明本發(fā)明第二實(shí)施方式的固體攝影裝置的構(gòu)成例的圖。

本第二實(shí)施方式的固體攝影裝置100A與上述第一實(shí)施方式的固體攝影裝置100的相異點(diǎn)如下。

本第二實(shí)施方式的固體攝影裝置100A，包含選擇性連接多個(gè)垂直轉(zhuǎn)送部212-1～212-4與多個(gè)電荷蓄積部220-1～220-4的中繼選擇部250而構(gòu)成。

本第二實(shí)施方式中，第1基板110A的中繼部240A中配置多個(gè)選擇電極251-1、251-2、251-3、251-4，第2基板120A的中繼部240A中配置多個(gè)選擇電極252-1、252-2、252-3、252-4。

而且，第1基板110A及第2基板120A中，對(duì)于多個(gè)選擇電極251-1～251-4、252-1～252-4，形成一個(gè)共同的貫通孔(TSV)241A。

圖16中，對(duì)第1基板110A側(cè)的貫通孔241A，供給由任一選擇電極251-1～251-4選擇的垂直轉(zhuǎn)送部212-1～212-4轉(zhuǎn)送的信號(hào)電荷。

在第2基板120A側(cè)，貫通孔241A轉(zhuǎn)送的信號(hào)電荷由任一選擇電極252-1～252-4選擇，轉(zhuǎn)送至電荷蓄積部(儲(chǔ)存部)220-1～220-4。

根據(jù)圖16的構(gòu)成下，作為基本動(dòng)作，如下進(jìn)行動(dòng)作。

在第1基板110A側(cè)，選擇電極251-1選擇的垂直轉(zhuǎn)送部212-1的信號(hào)電荷，經(jīng)由貫通孔241A轉(zhuǎn)送至第2基板120A側(cè)，由選擇電極252-1選擇，轉(zhuǎn)送至電荷蓄積部220-1。

在第1基板110A側(cè)，選擇電極251-2選擇的垂直轉(zhuǎn)送部212-2的信號(hào)電荷，經(jīng)由貫通孔241A轉(zhuǎn)送至第2基板120A側(cè)，由選擇電極252-2選擇，轉(zhuǎn)送至電荷蓄積部220-2。

在第1基板110A側(cè)，選擇電極251-3選擇的垂直轉(zhuǎn)送部212-3的信號(hào)電荷，經(jīng)由貫通孔241A轉(zhuǎn)送至第2基板120A側(cè)，由選擇電極252-3選擇，轉(zhuǎn)送至電荷蓄積部220-3。

在第1基板110A側(cè)，選擇電極251-4選擇的垂直轉(zhuǎn)送部212-4的信號(hào)電荷，經(jīng)由貫通孔241A轉(zhuǎn)送至第2基板120A側(cè)，由選擇電極252-4選擇，轉(zhuǎn)送至電荷蓄積部220-4。

以上是基本動(dòng)作，雖然可以每次選擇一個(gè)電極251-1～251-4以及選擇電極252-1～252-4，但也可以是同時(shí)選擇2個(gè)或2個(gè)以上的選擇電極，或者既定的動(dòng)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(dòng)，能在維持循序讀出的狀態(tài)下，不引起檢測(cè)敏感度下降，并且容易地進(jìn)行水平方向的信號(hào)相加或信號(hào)間除。

即，本第二實(shí)施方式中，能夠?qū)Σ⒙?lián)的多個(gè)垂直(電荷)轉(zhuǎn)送部212-1～212-4的信號(hào)電荷進(jìn)行相加或間除。

另外，本第二實(shí)施方式中，多個(gè)列成為一個(gè)組群(圖16的示例中鄰接的4行成為一個(gè)組群)，因?yàn)橐越M群?jiǎn)挝还芾韥?lái)形成一個(gè)貫通孔(TSV)241A，可以削減貫通孔的數(shù)量，在布局上也有利。

即，本第二實(shí)施方式中，能夠提供從像素部211高速實(shí)施循序讀出的傳感器，因?yàn)樽鳛檫B接部的貫通孔(TSV)等以比垂直轉(zhuǎn)送部(垂直CCD)、電荷蓄積部(儲(chǔ)存部)大的重復(fù)間距形成，因而容易形成作為連接部的貫通孔(TSV)等。

[中繼選擇部250的構(gòu)成例]

接著，說(shuō)明中繼選擇部250的具體構(gòu)成例。

圖17是表示包含第二實(shí)施方式的第1基板側(cè)的中繼選擇部的第1構(gòu)成例圖。

圖17的中繼部240B中的中繼選擇部250B中，貫通孔(TSV)241A在4行的垂直轉(zhuǎn)送部(VCCD)212-1～212-4的X方向(水平方向)的大致中央部，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，例示圖17的垂直轉(zhuǎn)送部212-1～212-4為根據(jù)驅(qū)動(dòng)脈沖V1～V4產(chǎn)生的4相驅(qū)動(dòng)。

圖17的中繼選擇部250B，包含選擇電極251-1(S1)～251-4(S4)、水平轉(zhuǎn)送部(HCCD)253-1～253-4與開(kāi)路柵極(OG)254而構(gòu)成。

選擇電極251-1(S1)～251-4(S4)配置于各垂直轉(zhuǎn)送部(VCDD)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(shí)控制至成為導(dǎo)通狀態(tài)的電位。

水平轉(zhuǎn)送部(HCCD)253-1～253-4，配置為位于分別對(duì)應(yīng)的選擇電極251-1(S1)～251-4(S4)的輸出部，構(gòu)成為朝向配置于中央的OG254轉(zhuǎn)送方向不同的HCCD。

水平轉(zhuǎn)送部253-1，配置于第1列的選擇電極251-1的輸出側(cè)。水平轉(zhuǎn)送部253-1，由驅(qū)動(dòng)脈沖H1驅(qū)動(dòng)，往圖17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(hào)電荷，再轉(zhuǎn)送至鄰接的水平轉(zhuǎn)送部253-2。

水平轉(zhuǎn)送部253-2，配置于第2列的選擇電極251-2的輸出側(cè)。水平轉(zhuǎn)送部253-2，由驅(qū)動(dòng)脈沖H2驅(qū)動(dòng)，往圖17中的右方向的水平方向X1轉(zhuǎn)送垂直轉(zhuǎn)送部212-2產(chǎn)生的信號(hào)電荷或水平轉(zhuǎn)送部253-1產(chǎn)生的垂直轉(zhuǎn)送部212-1的信號(hào)電荷，并供給至連接至本段的OG254。

水平轉(zhuǎn)送部253-4，配置于第4列的選擇電極251-4的輸出側(cè)。水平轉(zhuǎn)送部253-4，由驅(qū)動(dòng)脈沖H4驅(qū)動(dòng)，往圖17中的左方向的水平方向X2轉(zhuǎn)送垂直轉(zhuǎn)送部212-4產(chǎn)生的信號(hào)電荷，再轉(zhuǎn)送至鄰接的水平轉(zhuǎn)送部253-3。

水平轉(zhuǎn)送部253-3，配置于第3列的選擇電極251-3的輸出側(cè)。水平轉(zhuǎn)送部253-3，由驅(qū)動(dòng)脈沖H3驅(qū)動(dòng)，往圖17中的左方向的水平方向X2轉(zhuǎn)送垂直轉(zhuǎn)送部212-3產(chǎn)生的信號(hào)電荷或水平轉(zhuǎn)送部253-4產(chǎn)生的垂直轉(zhuǎn)送部212-4的信號(hào)電荷，并供給至連接至本段的OG254。

OG254，配置于水平轉(zhuǎn)送部253-2的信號(hào)電荷供給部及水平轉(zhuǎn)送部253-3的信號(hào)電荷供給部與連接部的貫通孔(TSV)241A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，將水平轉(zhuǎn)送部253-1～253-4轉(zhuǎn)送的電荷信號(hào)轉(zhuǎn)送至貫通孔(TSV)241A。

此第1構(gòu)成例中，可以構(gòu)成為每次選擇一個(gè)選擇電極251-1～251-4及選擇電極252-1～252-4，但也可以使同時(shí)選擇2個(gè)或2個(gè)以上的選擇電極，或者既定的動(dòng)作中既定的選擇電極不是選擇狀態(tài)等、各種形態(tài)。

因此，在維持循序讀出的狀態(tài)下，不引起檢測(cè)敏感度下降，且能夠容易地對(duì)并聯(lián)的多個(gè)垂直(電荷)轉(zhuǎn)送部212-1～212-4的信號(hào)電荷進(jìn)行相加或間除。

另外，根據(jù)第1構(gòu)成例，多個(gè)列(本示例4列)為一個(gè)群組，因?yàn)橐越M群?jiǎn)挝还芾韥?lái)形成一個(gè)貫通孔(TSV)241A，可以削減轉(zhuǎn)換貫通孔的數(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(shí)施循序讀出的傳感器，因?yàn)檫B接部的貫通孔(TSV)等以比垂直轉(zhuǎn)送部(垂直CCD)、電荷蓄積部(儲(chǔ)存部)大的重復(fù)間距形成，所以容易形成連接部的貫通孔(TSV)等。

圖18是表示包含第二實(shí)施方式的第1基板側(cè)的中繼選擇部的中繼部的第2構(gòu)成例圖。

圖18的中繼部240C中的中繼選擇部250C，與圖17的中繼選擇部250B基本構(gòu)成相同。

圖18的中繼部240C，以貫通孔(TSV)241A轉(zhuǎn)送信號(hào)電荷的際，形成用以設(shè)定貫通孔(TSV)241A在中間電位的、具有重置柵極RG243、重置漏極RD243A的重置晶體管243。

根據(jù)第2構(gòu)成例，得到與上述第1構(gòu)成例相同的效果自不待言，轉(zhuǎn)送電極(轉(zhuǎn)送柵極)間的TSV區(qū)域(n⁺區(qū)域)的寄生電容大的情況下，能夠經(jīng)由TSV區(qū)域轉(zhuǎn)送電荷。

圖19是表示包含第二實(shí)施方式的第1基板側(cè)的中繼選擇部的中繼部的第3構(gòu)成例的圖。

圖19的中繼部240D與圖17的中繼部240B的相異點(diǎn)在于，貫通孔(TSV)241D的配置位置不是4列的垂直轉(zhuǎn)送部212-1～212-4的排列中央部，而是在X方向的一端側(cè)(圖19的示例在右端側(cè))的第4列的垂直轉(zhuǎn)送部212-4的配置位置近旁形成。

圖19的中繼選擇部250D中，水平轉(zhuǎn)送部253-1由驅(qū)動(dòng)脈沖H1驅(qū)動(dòng)，往圖19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(hào)電荷，再轉(zhuǎn)送至鄰接的水平轉(zhuǎn)送部253-2。

水平轉(zhuǎn)送部253-2由驅(qū)動(dòng)脈沖H2驅(qū)動(dòng)，往圖19的右方向的水平方向X1轉(zhuǎn)送垂直轉(zhuǎn)送部212-2產(chǎn)生的信號(hào)電荷或水平轉(zhuǎn)送部253-1產(chǎn)生的垂直轉(zhuǎn)送部212-1的信號(hào)電荷，再轉(zhuǎn)送至鄰接的水平轉(zhuǎn)送部253-3。

水平轉(zhuǎn)送部253-3由驅(qū)動(dòng)脈沖H3驅(qū)動(dòng)，往圖19的右方向的水平方向X1轉(zhuǎn)送垂直轉(zhuǎn)送部212-3產(chǎn)生的信號(hào)電荷或水平轉(zhuǎn)送部253-2產(chǎn)生的垂直轉(zhuǎn)送部212-1、212-2的信號(hào)電荷，再轉(zhuǎn)送至鄰接的水平轉(zhuǎn)送部253-4。

水平轉(zhuǎn)送部253-4，由驅(qū)動(dòng)脈沖H4驅(qū)動(dòng)，往圖19的右方向的水平方向X1轉(zhuǎn)送垂直轉(zhuǎn)送部212-4產(chǎn)生的信號(hào)電荷，供給垂直轉(zhuǎn)送部212-4的信號(hào)電荷或水平轉(zhuǎn)送部253-3產(chǎn)生的垂直轉(zhuǎn)送部212-1、212-2、212-3的信號(hào)電荷至連接本段的OG254。

OG254，配置于水平轉(zhuǎn)送部253-4的信號(hào)電荷供給部與連接部的貫通孔(TSV)241D之間，藉由控制在導(dǎo)通狀態(tài)下，以選擇電極251-1(S1)～251-4(S4)選擇，將水平轉(zhuǎn)送部253-1～253-4轉(zhuǎn)送的信號(hào)電荷轉(zhuǎn)送至貫通孔(TSV)241D。

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

圖20是表示包含第二實(shí)施方式的第1基板側(cè)的中繼選擇部的中繼部的第4構(gòu)成例圖。

圖20的中繼部240E的中繼選擇部250E與圖17的中繼選擇部250B的相異點(diǎn)在于，取代水平轉(zhuǎn)送部設(shè)置電位斜率部(SL)255。

此中繼選擇部250E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(hào)電荷，經(jīng)過(guò)電位斜率部(SL)255，再經(jīng)由OG254轉(zhuǎn)送至貫通孔(TSV)241A。

根據(jù)第4構(gòu)成例，可以得到與上述第1構(gòu)成例相同的效果。

以上，說(shuō)明了關(guān)于包含第1基板側(cè)的中繼選擇部的第1到4構(gòu)成例。這些構(gòu)成，基本上，可以采用作為第2基板120側(cè)的中繼選擇部。但是，信號(hào)電荷的轉(zhuǎn)送方向跟關(guān)聯(lián)第17到20圖的情況為相反方向。

換言之，貫通孔(TSV)轉(zhuǎn)送的信號(hào)電荷，經(jīng)由OG254轉(zhuǎn)送到水平轉(zhuǎn)送部253-1、253-2、253-3、253-4或是經(jīng)由電位斜率部(SL)255轉(zhuǎn)送至期望的位置，以選擇電極252-1～252-4選擇，轉(zhuǎn)送至電荷蓄積部220-1～220-4。

[第三實(shí)施方式]

圖21是用以說(shuō)明本發(fā)明第三實(shí)施方式的固體攝影裝置的構(gòu)成例的圖。

本第三實(shí)施方式的固體攝影裝置100B與上述第一實(shí)施方式的固體攝影裝置100的相異點(diǎn)如下。

本第三實(shí)施方式的固體攝影裝置100B，在第2基板120B側(cè)中，包含選擇性連接多個(gè)電荷蓄積部220-1～220-4、220-5～220-8與輸出部230B-1、230B-2的輸出選擇部260而構(gòu)成。

第三實(shí)施方式的固體攝影裝置100B中，第1基板110B上形成的感光部210B以6行8列的矩陣狀配置像素部211及垂直轉(zhuǎn)送部212。

對(duì)應(yīng)于此，第2基板120B上，形成8列的電荷蓄積部220-1～220-8。

第2基板120B中，電荷蓄積部220-1～220-4、220-5～220-8的輸出端部222-1～222-4、222-5～222-8中配置(形成)選擇電極261-1～161-4、261-5～261-8。

而且，第2基板120B中，對(duì)于多個(gè)選擇電極261-1～261-4、261-5～261-8，分別形成一個(gè)輸出部230B-1、230B-2。

圖21中，第1基板110B側(cè)的垂直轉(zhuǎn)送部212-1～212-8轉(zhuǎn)送的信號(hào)電荷經(jīng)由中繼部240轉(zhuǎn)送至第2基板120B側(cè)的電荷蓄積部(儲(chǔ)存部)220-1～220-4、220-5～220-8。

而且，轉(zhuǎn)送至電荷蓄積部220-1～220-4、220-5～220-8的信號(hào)電荷，如下供給至對(duì)應(yīng)的輸出部230B-1、230B-2。

電荷蓄積部220-1的信號(hào)電荷，由選擇電極261-1選擇，供給至輸出部230B-1。

電荷蓄積部220-2的信號(hào)電荷，由選擇電極261-2選擇，供給至輸出部230B-1。

電荷蓄積部220-3的信號(hào)電荷，由選擇電極261-3選擇，供給至輸出部230B-1。

電荷蓄積部220-4的信號(hào)電荷，由選擇電極261-4選擇，供給至輸出部230B-1。

電荷蓄積部220-5的信號(hào)電荷，由選擇電極261-5選擇，供給至輸出部230B-2。

電荷蓄積部220-6的信號(hào)電荷，由選擇電極261-6選擇，供給至輸出部230B-2。

電荷蓄積部220-7的信號(hào)電荷，由選擇電極261-7選擇，供給至輸出部230B-2。

電荷蓄積部220-8的信號(hào)電荷，由選擇電極261-8選擇，供給至輸出部230B-2。

本第三實(shí)施方式中，多個(gè)列成為一個(gè)組群(圖21的示例中鄰接的4列成為一個(gè)組群)，因?yàn)橐越M群?jiǎn)挝还芾韥?lái)形成一個(gè)輸出部230B-1、230B-2，可以削減輸出部的數(shù)量，在布局上也有利。

即，本第三實(shí)施方式中，能夠提供從像素部211高速實(shí)施循序讀出的傳感器，因?yàn)檩敵霾恳员入姾尚罘e部(儲(chǔ)存部)大的重復(fù)間距形成，容易形成輸出部。

另外，本第三實(shí)施方式中，能夠?qū)Σ⒙?lián)的多個(gè)電荷蓄積部220-1～220-4、220-5～220-8的信號(hào)電荷進(jìn)行相加或間除。

另外，本第三實(shí)施方式中，也藉由采用上述第二實(shí)施方式的中繼選擇部，在維持循序讀出的狀態(tài)下，不引起檢測(cè)敏感度下降，能夠容易進(jìn)行水平方向的信號(hào)相加或信號(hào)間除。

另外，第二實(shí)施方式中，說(shuō)明包含第1基板側(cè)的中繼選擇部的中繼部的第1到4構(gòu)成例。這些構(gòu)成，基本上，可以采用作為本第三實(shí)施方式的第2基板120B側(cè)的輸出選擇部260。

在此情況下，貫通孔(TSV)的部分成為輸出部230B-1～230B-2的輸入部。

[第四實(shí)施方式]

圖22是用以說(shuō)明本發(fā)明第四實(shí)施方式的固體攝影裝置的構(gòu)成例的圖。

本第四實(shí)施方式的固體攝影裝置100C與上述第一實(shí)施方式的固體攝影裝置100的相異點(diǎn)如下。

本第四實(shí)施方式的固體攝影裝置100C，在第2基板120C中，除了電荷蓄積部220、輸出部230之外，再形成屬于信號(hào)處理系統(tǒng)即周邊電路的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)341、串行器342、存儲(chǔ)器343、定時(shí)產(chǎn)生器(TG)344。

定時(shí)產(chǎn)生器(TG)344，包含CCD脈沖驅(qū)動(dòng)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120C上裝載信號(hào)處理系統(tǒng)的本第四實(shí)施方式的固體攝影裝置100C即CCD圖像傳感器與CMOS圖像傳感器的芯片尺寸。

圖23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23(A)表示CMOS圖像傳感器的第1構(gòu)造例，圖23(B)表示疊層CMOS圖像傳感器的疊層化的第2構(gòu)造例。

圖24是用以說(shuō)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24(A)表示不是疊層構(gòu)造時(shí)的像素部及周邊電路，圖24(B)表示根據(jù)疊層構(gòu)造表示縮小化的示例。

圖25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(shí)施方式的CCD圖像傳感器芯片的簡(jiǎn)略剖面圖。

圖25(A)表示非疊層構(gòu)造的CMOS圖像傳感器芯片，圖25(B)表示疊層構(gòu)造的CMOS圖像傳感器芯片，圖25(C)表示根據(jù)本實(shí)施方式的CCD圖像傳感器芯片。

一般，CMOS圖像傳感器400A，如圖23(A)所示，由支承基板410、以及形成了像素部420與信號(hào)處理電路430的芯片440構(gòu)成。

疊層構(gòu)造中，如圖23(B)所示，取代支承基板使用形成了信號(hào)處理電路430的芯片450，再對(duì)其重疊像素部420。

采用此疊層構(gòu)造，可以實(shí)現(xiàn)小型化。

如此的CMOS圖像傳感器中，周邊電路的信號(hào)處理電路430，如圖24(A)所示，由行譯碼器(ROW decoder)431、列譯碼器(column decoder)432，或是行(列)選擇電路、接合墊(Bonding pad)433等構(gòu)成。

藉由將此周邊電路的信號(hào)處理電路430配置于第2層，例如圖24(B)所示，雖然可以削除周邊電路區(qū)域，但為了使來(lái)自行譯碼器431的像素驅(qū)動(dòng)信號(hào)用信號(hào)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，在結(jié)構(gòu)上，如圖25(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(guò)，如圖25(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?yàn)樵诟餍屑傲兄匦滦枰猅SV區(qū)域等的理由，結(jié)構(gòu)上例如比本實(shí)施方式的CCD圖像傳感器芯片大1.5倍左右。

換言之，根據(jù)本實(shí)施方式的CCD圖像傳感器，經(jīng)由作為連接部的貫通孔(TSV)，因?yàn)榭梢辕B層連接，由于不用引線(xiàn)接合，可以是芯片尺寸級(jí)中的小型封裝，例如以BGA等的連接，可以實(shí)現(xiàn)小型的攝影機(jī)模塊組裝。

而且，藉由組裝本疊層CCD封裝，可以實(shí)現(xiàn)超小型攝影機(jī)模塊。

另外，關(guān)于CMOS圖像傳感器芯片中具有全局快門(mén)的構(gòu)造，以非專(zhuān)利文件1為首，提出多個(gè)方案，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(diǎn)。另外，公知的CMOS中的改善例中，選擇進(jìn)行信號(hào)相加的構(gòu)造時(shí)，具有寄生電容增加引起的SN惡化、損害信號(hào)的同時(shí)性的缺點(diǎn)。

相對(duì)于此，根據(jù)本實(shí)施方式的CCD圖像傳感器，不在像素陣列內(nèi)形成特別的構(gòu)造，即不會(huì)引起SN的惡化，能夠以全局讀出高速驅(qū)動(dòng)。

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，通過(guò)削減驅(qū)動(dòng)接腳數(shù)，能夠提供高性能、小型、低成本的攝影機(jī)系統(tǒng)。

[第五實(shí)施方式]

圖26是用以說(shuō)明本發(fā)明第五實(shí)施方式的固體攝影裝置的構(gòu)成例的圖。

本第五實(shí)施方式的固體攝影裝置100D與上述第四實(shí)施方式的固體攝影裝置100C的相異點(diǎn)如下。

本第五實(shí)施方式的固體攝影裝置100D，是在同一封裝內(nèi)組裝包含定時(shí)產(chǎn)生器310、圖像處理電路(圖像處理IC)320以及電源電路(電源IC)330而構(gòu)成的信號(hào)處理部300與第1基板110D、第2基板120D。

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)。

[第六實(shí)施方式]

圖27是用以說(shuō)明本發(fā)明第六實(shí)施方式的固體攝影裝置的構(gòu)成例的圖。

本第六實(shí)施方式的固體攝影裝置100E與上述第四實(shí)施方式的固體攝影裝置100C的相異點(diǎn)如下。

本第六實(shí)施方式的固體攝影裝置100E，在第2基板120E中，除了電荷蓄積部220、輸出部230，形成屬于信號(hào)處理系統(tǒng)即周邊電路部的ADC341、串行器342并混載。

其他的構(gòu)成與第四實(shí)施方式相同。

圖27中，表示信號(hào)處理部300與疊層芯片之間收送的電源系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)及驅(qū)動(dòng)脈沖系統(tǒng)、輸出端子系統(tǒng)的傳送線(xiàn)。

驅(qū)動(dòng)需要的驅(qū)動(dòng)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)頻率φLVDS、CCD輸出樣品&保持脈沖φSH、串行信號(hào)輸出信號(hào)。

這各個(gè)信號(hào)的傳送線(xiàn)中，對(duì)各接腳裝載了FPGA(現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列)等構(gòu)成的信號(hào)處理部300連接至裝載的外部基板(外部board)。

另外，本實(shí)施方式的固體攝影裝置100E，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(shí)，因?yàn)榫植窟M(jìn)行水平轉(zhuǎn)送，所以具有產(chǎn)生水平轉(zhuǎn)送脈沖φH作為驅(qū)動(dòng)脈沖的功能。

圖28是表示作為第六實(shí)施方式的疊層型CCD圖像傳感器的固體攝影裝置的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的時(shí)序的一示例圖。

圖28(A)表示電荷讀出脈沖φR，圖28(B)表示垂直轉(zhuǎn)送脈沖φV2，圖28(C)表示垂直轉(zhuǎn)送脈沖φV1，圖28(D)表示水平轉(zhuǎn)送脈沖φH，圖28(E)表示緩沖輸出VOUT。

圖27的固體攝影裝置100E中，輸入CCD驅(qū)動(dòng)脈沖φV1及φV2作為外部信號(hào)，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 310取入，作為圖像信號(hào)處理。

根據(jù)本第六實(shí)施方式，可以得到與上述第四實(shí)施方式的效果同樣的效果。

而且，本第六實(shí)施方式的固體攝影裝置100E，在第1基板110E中，垂直轉(zhuǎn)送部(垂直CCD)鄰接像素部211，能夠循序讀出。

因?yàn)橄袼夭渴荂CD，與第2基板120E(第2層)連接的貫通孔(TSV)，相較于疊層為對(duì)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。

[第七實(shí)施方式]

圖29是用以說(shuō)明本發(fā)明第七實(shí)施方式的固體攝影裝置的構(gòu)成例的圖。

本發(fā)明第七實(shí)施方式的固體攝影裝置100F與上述第六實(shí)施方式的固體攝影裝置100E的相異點(diǎn)如下。

本第七實(shí)施方式的固體攝影裝置100F，在第2基板120F中，除了裝載屬于信號(hào)處理系統(tǒng)即周邊電路的ADC341及串行器342，再加上作為驅(qū)動(dòng)脈沖產(chǎn)生器的定時(shí)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。

本第七實(shí)施方式的固體攝影裝置100F中，裝載定時(shí)產(chǎn)生器(TG)344及DCDC轉(zhuǎn)換器(DCDC)345，可以削減將例如外部驅(qū)動(dòng)脈沖連接為φVsync(V觸發(fā)脈沖)、φHsync(H觸發(fā)脈沖)、φRST(重置脈沖)需要的接腳、和將電源連接為VDD、VSS需要的接腳。

根據(jù)本第七實(shí)施方式，除了上述第六實(shí)施方式的效果，還可以得到以下的效果。

即，根據(jù)本第七實(shí)施方式，因?yàn)榭梢韵鳒p驅(qū)動(dòng)接腳數(shù)，在第2基板120F上配置周邊電路，具有可以應(yīng)用于設(shè)置攝影機(jī)的必要條件中有組裝尺寸、可連接電纜數(shù)、電纜長(zhǎng)度、設(shè)置高度等限制的用途中使用的例如監(jiān)視攝影機(jī)、醫(yī)療內(nèi)視鏡攝影機(jī)等的電子機(jī)器的優(yōu)點(diǎn)。

[第八實(shí)施方式]

圖30是用以說(shuō)明本發(fā)明第八實(shí)施方式的固體攝影裝置的構(gòu)成例的圖。

本發(fā)明第八實(shí)施方式的固體攝影裝置100G與上述第七實(shí)施方式的固體攝影裝置100F的相異點(diǎn)如下。

本發(fā)明第八實(shí)施方式的固體攝影裝置100G，在第2基板120G中，除了裝載屬于信號(hào)處理系統(tǒng)即周邊電路部的ADC341及串行器342、定時(shí)產(chǎn)生器(TG)344、DCDC轉(zhuǎn)換器(DCDC)345，再加上裝載存儲(chǔ)器346。

而且，本第八實(shí)施方式的固體攝影裝置100G，藉由以開(kāi)關(guān)使電源工作，來(lái)共享驅(qū)動(dòng)脈沖和輸出信號(hào)脈沖端子PIN1、PIN2。

[實(shí)現(xiàn)共享驅(qū)動(dòng)脈沖與輸出信號(hào)脈沖端子的構(gòu)成例]

在此，本第八實(shí)施方式的固體攝影裝置100G中，說(shuō)明關(guān)于實(shí)現(xiàn)共享驅(qū)動(dòng)脈沖與輸出信號(hào)脈沖端子PIN1、PIN2的構(gòu)成例。

圖31是表示本第八實(shí)施方式的固體攝影裝置100G中，實(shí)現(xiàn)共享驅(qū)動(dòng)脈沖與輸出信號(hào)脈沖端子的構(gòu)成例的圖。

圖31中，抽出第2墓板120G中的驅(qū)動(dòng)脈沖及輸出信號(hào)脈沖端子的共享電路350。

另外，包含攝影器件部200G的輸出部230、未圖標(biāo)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等，表示為傳感器內(nèi)核270(Sensor Core)。

圖31的第2基板120G中，形成主時(shí)鐘端子PMC、輸入輸出端子PIN1、PIN2。

圖31的共享電路350，具有差動(dòng)輸出電路351、寄存器控制器(Register Controller)352以及開(kāi)關(guān)SW1～SW4。

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

共享電路350中，差動(dòng)輸出電路351的輸入部連接至串行器342的輸出部，差動(dòng)輸出電路351的正側(cè)輸出部經(jīng)由開(kāi)關(guān)SW1連接至輸入輸出端子PIN1，負(fù)側(cè)輸出部經(jīng)由開(kāi)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(kāi)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(kāi)關(guān)SW4連接至輸入輸出端子PIN2。

接著，關(guān)聯(lián)圖32～34，說(shuō)明共享電路的動(dòng)作例。

圖32是用以說(shuō)明本第八實(shí)施方式的共享電路的寄存器控制模式時(shí)的動(dòng)作的圖。

圖33是用以說(shuō)明本第八實(shí)施方式的共享電路在圖像數(shù)據(jù)流模式時(shí)的動(dòng)作的圖。

圖34是用以說(shuō)明本第八實(shí)施方式的共享電路在寄存器控制模式時(shí)及圖像數(shù)據(jù)流模式時(shí)的動(dòng)作的時(shí)序圖。

圖34(A)表示電源電壓VDD/VAA，圖34(B)表示基準(zhǔn)時(shí)鐘(主時(shí)鐘)MCLK，圖34(C)圖表示輸入輸出端子PIN1的信號(hào)，圖34(D)表示輸入輸出端子PIN2的信號(hào)。

電源接通后，電源重置(Power On Reset)之后，如圖32所示，開(kāi)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，重寫(xiě)寄存器，進(jìn)行傳感器的設(shè)定(Sensor)。之后，進(jìn)行將傳感器轉(zhuǎn)換至影像輸出模式的寄存器設(shè)定，如圖33所示，使開(kāi)關(guān)SW3、SW4為OFF(斷)，使開(kāi)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33所示，開(kāi)關(guān)SW1、SW2為ON(通)，開(kāi)關(guān)SW3、SW4為OFF(斷)，將對(duì)多個(gè)位的影像數(shù)據(jù)以串行器(SERIALIZER)實(shí)施并行串行轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)以差動(dòng)輸出電路351驅(qū)動(dòng)，從輸入輸出端子PIN1、PIN2輸出。

固體攝影裝置100G中，如圖34所示，以電源接通重置在電源接通后重置系統(tǒng)，成為寄存器控制模式，從外部實(shí)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(duì)多個(gè)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(dòng)輸出電路351驅(qū)動(dòng)，從輸入輸出端子(控制接腳)PIN1、PIN2輸出。

而且，本第八實(shí)施方式中，例如統(tǒng)合并行串行輸出信號(hào)接腳，以輸出接腳數(shù)為1系統(tǒng)。另外，共享接腳驅(qū)動(dòng)脈沖輸入接腳與輸出信號(hào)接腳，以外部驅(qū)動(dòng)脈沖為φMCLK(基準(zhǔn)時(shí)鐘)，作為輸出及控制接腳(PIN1及PIN2)可以進(jìn)一步削減驅(qū)動(dòng)需要的接腳。

根據(jù)本第八實(shí)施方式，除了與上述第七實(shí)施方式同樣的效果，還可以得到以下的效果。

即，根據(jù)本第八實(shí)施方式，因?yàn)榭梢赃M(jìn)一步削減驅(qū)動(dòng)接腳數(shù)，在第2基板120G上配置周邊電路，具有可以應(yīng)用于在設(shè)置攝影機(jī)的必要條件中有組裝尺寸、可連接電纜數(shù)、電纜長(zhǎng)度、設(shè)置高度等限制的用途中使用的例如監(jiān)視攝影機(jī)、醫(yī)療內(nèi)視鏡攝影機(jī)等的電子機(jī)器的優(yōu)點(diǎn)。

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

[第九實(shí)施方式]

圖35是表示裝載應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施方式的固體攝影裝置的攝影系統(tǒng)的電子機(jī)器的構(gòu)成的一示例圖。

本電子機(jī)器500，如圖35所示，具有可應(yīng)用本實(shí)施方式的固體攝影裝置100、100A～100G的本發(fā)明的CCD/CMOS疊層型固體攝影裝置510。

另外，電子機(jī)器500，具有引導(dǎo)入射光至此CCD/CMOS疊層型固體攝影裝置510的像素區(qū)域(成像拍攝物像)的光學(xué)系統(tǒng)(鏡頭等)520。

電子機(jī)器500，具有處理CCD/CMOS疊層型固體攝影裝置510的輸出信號(hào)的信號(hào)處理電路(PRC)530。

信號(hào)處理電路530，對(duì)CCD/CMOS疊層型固體攝影裝置510的輸出信號(hào)，施行既定的信號(hào)處理。

信號(hào)處理電路530處理的圖像信號(hào)，在液晶表示器等構(gòu)成的監(jiān)視器上映出作為動(dòng)態(tài)圖像，或是也可以輸出至打印機(jī)，還可以是直接記錄至存儲(chǔ)卡等的記錄介質(zhì)等的各種形態(tài)。

如上述，作為CCD/CMOS疊層型固體攝影裝置510，藉由裝載上述的固體攝影裝置100、100A～100G，能夠提供高性能、小型、低成本的攝影系統(tǒng)。

而且，可以實(shí)現(xiàn)在設(shè)置攝影機(jī)的必要條件中有組裝尺寸、可連接電纜數(shù)、電纜長(zhǎng)度、設(shè)置高度等限制的用途中使用的例如監(jiān)視攝影機(jī)、醫(yī)療內(nèi)視鏡攝影機(jī)等的電子機(jī)器。

【符號(hào)說(shuō)明】

100、100A～100G～固體攝影裝置；

110、110A～110F～第1基板；

120、120A～120F～第2基板；

200～攝影器件部；

210～感光部(攝影部)；

211～像素部；

212-1～212-8～電荷轉(zhuǎn)送部(垂直轉(zhuǎn)送部)；

213-1～213-4～輸出端部；

220、220-1～220-8～電荷蓄積部(儲(chǔ)存部)；

230～輸出部；

240～中繼部；

241、241A～貫通孔(連接部、TSV)；

250～中繼選擇部；

260～輸出選擇部；

270～傳感器內(nèi)核；

300～信號(hào)處理部(信號(hào)處理及電源部)；

310～FPGA、TG

320～圖像處理電路(圖像處理IC)；

330～電源電路(電源IC)；

341～ADC；

342～串行器；

343～存儲(chǔ)器；

344～定時(shí)產(chǎn)生器(TG)；

345～DCDC轉(zhuǎn)換器(DCDC)；

346～存儲(chǔ)器；

350～共享電路；

351～差動(dòng)輸出電路；

352～寄存器控制器；

SW1～SW4～開(kāi)關(guān)；

500～電子機(jī)器；

510～CCD/CMOS疊層型固體攝影裝置；

520～光學(xué)系統(tǒng)；

530～信號(hào)處理電路(PRC)。