固體攝像裝置的制造方法
【專利說明】固體攝像裝置
[0001]本申請(qǐng)享受2014年3月14日申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)?zhí)?014 — 51764的優(yōu)先權(quán)，該日本專利申請(qǐng)的全部內(nèi)容援用于本申請(qǐng)中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及固體攝像裝置。
【背景技術(shù)】
[0003]固體攝像裝置中，隨著高分辨率化，像素?cái)?shù)增大，對(duì)像素進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的布線長距離化。另一方面，由于對(duì)像素進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)器配置在像素陣列部的端部，所以對(duì)驅(qū)動(dòng)器施加的負(fù)荷增大，導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)時(shí)間的增大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的課題在于，提供一種能夠與像素?cái)?shù)的增大相對(duì)應(yīng)的同時(shí)縮短驅(qū)動(dòng)時(shí)間的固體攝像裝置。
[0005]一個(gè)實(shí)施方式的固體攝像裝置，具備在行方向及列方向上呈矩陣狀配置有對(duì)光電變換后的電荷進(jìn)行積累的像素的像素陣列部、和對(duì)各行分散設(shè)有對(duì)上述像素進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)器的垂直掃描電路。
[0006]其他實(shí)施方式的固體攝像裝置，具備在行方向及列方向上呈矩陣狀配置有對(duì)光電變換后的電荷進(jìn)行積累的像素的像素陣列部、將對(duì)各行分散設(shè)有對(duì)上述像素進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的第I驅(qū)動(dòng)器而對(duì)上述像素陣列部的左側(cè)的像素進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的第I垂直掃描電路、以及對(duì)各行分散設(shè)有對(duì)上述像素進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的第2驅(qū)動(dòng)器而對(duì)上述像素陣列部的右側(cè)的像素進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的第2垂直掃描電路。
[0007]根據(jù)上述構(gòu)成的固體攝像裝置，能夠與像素?cái)?shù)的增大對(duì)應(yīng)的同時(shí)縮短驅(qū)動(dòng)時(shí)間。
【附圖說明】
[0008]圖1是表示第I實(shí)施方式的固體攝像裝置的概略構(gòu)成的框圖。
[0009]圖2是表示圖1的固體攝像裝置的像素的構(gòu)成例的電路圖。
[0010]圖3是表示圖1的固體攝像裝置的層疊構(gòu)造的一例的立體圖。
[0011]圖4是表示圖1的像素的讀出動(dòng)作時(shí)的各部的電壓波形的時(shí)序圖。
[0012]圖5是表示圖1的固體攝像裝置的I行的像素陣列部及垂直掃描電路的層疊構(gòu)造的一例的框圖。
[0013]圖6是表示圖5的層疊構(gòu)造的變形例的框圖。
[0014]圖7是表示第2實(shí)施方式的固體攝像裝置的I行的像素陣列部及垂直掃描電路的層疊構(gòu)造的一例的框圖。
[0015]圖8是圖7的層疊構(gòu)造的變形例的框圖。
[0016]圖9是表示第3實(shí)施方式的固體攝像裝置的概略構(gòu)成的框圖。
[0017]圖10是表示圖9的固體攝像裝置的I行的像素陣列部及垂直掃描電路的層疊構(gòu)造的一例的框圖。
[0018]圖11是表示圖10的層疊構(gòu)造的變形例的框圖。
[0019]圖12是表示第4實(shí)施方式的固體攝像裝置所適用的數(shù)碼相機(jī)的概略構(gòu)成的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，具備像素陣列部和垂直掃描電路。像素陣列部在行方向及列方向上呈矩陣狀配置有對(duì)光電變換后的電荷進(jìn)行積累的像素。垂直掃描電路對(duì)各行分散設(shè)有對(duì)上述像素進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)器。
[0021]以下，參照附圖，詳細(xì)說明實(shí)施方式的固體攝像裝置。另外，本發(fā)明不被這些實(shí)施方式限定。
[0022](第I實(shí)施方式)
[0023]圖1是表示第I實(shí)施方式的固體攝像裝置的概略構(gòu)成的框圖。
[0024]圖1中，固體攝像裝置設(shè)有像素陣列部I。像素陣列部I中，將對(duì)光電變換后的電荷進(jìn)行積累的像素PC在行(row)方向RD及列(column)方向⑶上呈矩陣狀配置有m(m是正整數(shù))行Xn(n是正整數(shù))列。此外，在該像素陣列部I中，在行方向RD上設(shè)有進(jìn)行像素PC的驅(qū)動(dòng)的水平驅(qū)動(dòng)線Hlin，在列方向⑶上設(shè)有對(duì)從像素PC讀出的信號(hào)進(jìn)行傳送的垂直信號(hào)線Vlin。
[0025]此外，固體攝像裝置中，設(shè)有:垂直掃描電路2，將成為讀出對(duì)象的像素PC在垂直方向上掃描；負(fù)載電路3,通過在與像素PC之間進(jìn)行源極跟隨(source follower)動(dòng)作,按每列從像素PC向垂直信號(hào)線Vlin讀出像素信號(hào)；列ADC電路4，用CDS按每列檢測各像素PC的信號(hào)成分；水平掃描電路5，在水平方向上掃描成為讀出對(duì)象的像素PC ;基準(zhǔn)電壓發(fā)生電路6，向列ADC電路4輸出基準(zhǔn)電壓VREF ；以及定時(shí)控制電路7，控制各像素PC的讀出、積累的定時(shí)。這里，垂直掃描電路2對(duì)各行分散設(shè)有對(duì)像素PC進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)器B。該驅(qū)動(dòng)器B能夠在各水平驅(qū)動(dòng)線Hlin中插入多個(gè)。此時(shí)，通過將像素陣列部I層疊在垂直掃描電路2上，能夠?qū)Ⅱ?qū)動(dòng)器B設(shè)在像素陣列部I下。
[0026]并且，通過用垂直掃描電路2在垂直方式上對(duì)像素PC進(jìn)行掃描，從而在行方向RD上選擇像素PC，經(jīng)由驅(qū)動(dòng)器B按每行驅(qū)動(dòng)像素PC。并且，在負(fù)載電路3中，通過在與該像素PC之間進(jìn)行源極跟隨動(dòng)作，經(jīng)由垂直信號(hào)線Vlin傳送從像素PC讀出的像素信號(hào)，并送到列ADC電路4。此外，在基準(zhǔn)電壓發(fā)生電路6中，作為基準(zhǔn)電壓VREF而設(shè)定斜波(’ ?波(ramp wave)),并送到列ADC電路4。并且,在列ADC電路4中，進(jìn)行時(shí)鐘的計(jì)數(shù)動(dòng)作直到從像素PC讀出的信號(hào)電平和復(fù)位電平與斜波的電平一致，取得這時(shí)的信號(hào)電平與復(fù)位電平的差分，從而用CDS檢測各像素PC的信號(hào)成分，并作為輸出信號(hào)SI輸出。
[0027]圖2是表示圖1的固體攝像裝置的像素的構(gòu)成例的電路圖。
[0028]圖2中，各像素PC設(shè)有光電二極管H)、行選擇晶體管Ta、放大晶體管Tb、復(fù)位晶體管Tr以及讀出晶體管Td。此外，在放大晶體管Tb與復(fù)位晶體管Tr與讀出晶體管Td之間的連接點(diǎn)，作為檢測節(jié)點(diǎn)而形成有浮置擴(kuò)散部(floating diffus1n) FD。
[0029]并且，在像素PC中，讀出晶體管Td的源極連接到光電二極管PD，讀出晶體管Td的柵極被輸入讀出信號(hào)OD。此外，復(fù)位晶體管Tr的源極連接到讀出晶體管Td的漏極，復(fù)位晶體管Tr的柵極被輸入復(fù)位信號(hào)ΦΙ復(fù)位晶體管Tr的漏極連接到電源電位VDD。此外，行選擇晶體管Ta的柵極被輸入行選擇信號(hào)ΦΑ，行選擇晶體管Ta的漏極連接到電源電位VDD0此外，放大晶體管Tb的源極連接到垂直信號(hào)線Vlin，放大晶體管Tb的柵極連接到讀出晶體管Td的漏極，放大晶體管Tb的漏極連接到行選擇晶體管Ta的源極。另外，圖1的水平驅(qū)動(dòng)線Hlin能夠?qū)⒆x出信號(hào)Φ?、復(fù)位信號(hào)ΦΙ?以及行選擇信號(hào)ΦΑ按每行向像素PC傳送。圖1的負(fù)載電路3按每列設(shè)有恒流源GA1，恒流源GAl連接到垂直信號(hào)線Vlin。
[0030]圖3是表示圖1的固體攝像裝置的層疊構(gòu)造的一例的立體圖。
[0031]圖3中，半導(dǎo)體芯片Pl設(shè)有像素陣列部1、負(fù)載電路3、列ADC電路4以及水平掃描電路5。半導(dǎo)體芯片P2設(shè)有垂直掃描電路2、基準(zhǔn)電壓發(fā)生電路6以及定時(shí)控制電路7。半導(dǎo)體芯片Pl層疊或載置在半導(dǎo)體芯片P2上。此時(shí)，半導(dǎo)體芯片Pl能夠與半導(dǎo)體芯片P2粘合。此外，像素陣列部I能夠與垂直掃描電路2重疊地配置。此外，通過在半導(dǎo)體芯片Pl中形成貫通電極，能夠?qū)⑾袼仃嚵胁縄和垂直掃描電路2連接。
[0032]另外，圖3的例子中，示出了在半導(dǎo)體芯片Pl中設(shè)有負(fù)載電路3、列ADC電路4以及水平掃描電路5的構(gòu)成，但也可以將負(fù)載電路3、列ADC電路4以及水平掃描電路5設(shè)置在半導(dǎo)體芯片P2中。
[0033]圖4是表示圖1的像素的讀出動(dòng)作時(shí)的各部的電壓波形的時(shí)序圖。
[0034]圖4中，行選擇信號(hào)ΦΑ為低電平的情況下，行選擇晶體管Ta為截止?fàn)顟B(tài)而不進(jìn)行源極跟隨動(dòng)作，所以不向垂直信號(hào)線Vlin輸出信號(hào)。此時(shí)，若讀出信號(hào)Φ?和復(fù)位信號(hào)φ R成為高電平，則讀出晶體管Td導(dǎo)通，在光電二極管ro中積累的電荷向浮置擴(kuò)散部FD排出。并且，經(jīng)由復(fù)位晶體管Tr向電源電位VDD排出。
[0035]在光電二極管