固态图像传感器、电子装置和成像方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及在进行普通成像以外的特定处理时能够提高驱动速度并降低耗电的固态图像传感器、电子装置和成像方法。本发明专利技术设置有用于输出用来构建图像的像素信号的像素和对所述像素进行驱动的逻辑电路，且包括通过将形成有多个所述像素的第一半导体基板和形成有所述逻辑电路的第二半导体基板接合在一起而获得堆叠结构。此外，在所述多个像素中，特定像素是输出在对所述图像进行成像的成像处理以外的特定处理中使用的像素信号的像素，所述特定像素独立于正常像素连接至所述逻辑电路，所述正常像素是所述特定像素之外的像素。本技术例如能够应用于层叠型固态图像传感器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及固态图像传感器、电子装置和成像方法，特别地，涉及能够以低耗电实现除正常成像以外的特定处理的高速化的固态图像传感器、电子装置和成像方法。
技术介绍
现有技术中的例如数码照相机或数码摄像机等配备有成像功能的电子装置使用CCD(电荷耦合器件)或CMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器等固态图像传感器。固态图像传感器包括由进行光电转换的PD(photodiode：光电二极管)与多个晶体管的组合形成的像素，其中，在平面内布置的多个像素输出的像素信号的基础上构建图像。此外，近来，随着配备有固态图像传感器的电子装置的尺寸减小，已经开始减小固态图像传感器的尺寸或面积。例如，专利文献1公开了使用如下构造来实现面积减小的堆叠型固态图像传感器：其中，形成像素阵列单元(其包括以阵列方式布置的多个像素)的基板和对像素信号进行信号处理的基板中一者叠置在另一者之上。引用列表专利文献专利文献1：日本专利申请特开第2010-245506号公报
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题现在，CMOS图像传感器在从像素中读取信号方面通常采用扫描每一行或列的模式。因此，当现有技术的CMOS图像传感器进行随机访问仅一部分像素的处理时，需要至少通过布置有这一部分像素的行或列来驱动这部分像素。因此，当在正常成像以外的例如进行动作检测的处理、起到照度传感器作用的处理或进行相位差自动对焦的处理等特定处理中仅驱动一部分像素时，将要驱动布置有这一部分像素的行或列。因此，难以加速这样的特定处理的驱动，并且所述特定处理的执行有时会导致耗电的增加。本专利技术是鉴于上述情况而做出的，并且目的在于以低耗电实现除正常成像外的特定处理的高速化。解决问题的技术方案根据本专利技术一个方面的固态图像传感器包括输出用来构建图像的像素信号的像素和对所述像素进行驱动的逻辑电路，并且由堆叠结构构成，在所述堆叠结构中，包含多个所述像素的第一半导体基板和包含所述逻辑电路的第二半导体基板接合在一起，其中，多个所述像素中的特定像素以独立于正常像素的方式连接至所述逻辑电路，所述正常像素是所述特定像素以外的像素的，所述特定像素是输出在对所述图像进行成像的成像处理以外的特定处理中所用的像素信号的像素。根据本专利技术另一个方面的电子装置配备有固态图像传感器，所述固态图像传感器包括输出用来构建图像的像素信号的像素和对所述像素进行驱动的逻辑电路，其中，所述固态图像传感器由堆叠结构构成，在所述堆叠结构中，包含多个所述像素的第一半导体基板和包含所述逻辑电路的第二半导体基板接合在一起，且多个所述像素中的特定像素以独立于正常像素的方式连接至所述逻辑电路，所述正常像素是所述特定像素以外的像素的，所述特定像素是输出在对所述图像进行成像的成像处理以外的特定处理中所用的像素信号的像素。根据本专利技术的又一个方面，提出一种固态图像传感器使用的成像方法，所述固态图像传感器包括输出用来构建图像的像素信号的多个像素和对所述像素进行驱动的逻辑电路，并且由堆叠结构构成，在所述堆叠结构中，包含多个所述像素的第一半导体基板和包含所述逻辑电路的第二半导体基板接合在一起，而同时，所述多个像素中的特定像素以独立于正常像素的方式连接至所述逻辑电路，所述正常像素是所述特定像素以外的像素的，所述特定像素是输出在对所述图像进行成像的成像处理以外的特定处理中所用的像素信号的像素，所述方法包括以下步骤：在相对于所述正常像素以预定比率布置的预定数量的所述特定像素输出的像素信号的基础上，进行所述特定处理；且在进行指示所述图像的成像的预定操作时从多个所述像素的全部像素输出的像素信号的基础上，进行所述成像处理。根据本专利技术的又一个方面，所述固态图像传感器包括输出用来构建图像的像素信号的多个像素和对所述像素进行驱动的逻辑电路，并且由堆叠结构构成，在所述堆叠结构中，包含所述多个像素的第一半导体基板和包含所述逻辑电路的第二半导体基板接合在一起。此外，在所述多个像素中，特定像素以独立于正常像素的方式连接至所述逻辑电路，所述正常像素是所述特定像素以外的像素的，所述特定像素是输出在对所述图像进行成像的成像处理以外的特定处理中所用的像素信号的像素。本专利技术的有益效果根据本专利技术的方面，能够以低耗电实现除正常成像之外的特定处理的高速化。附图说明图1是图示了应用本技术的固态图像传感器的实施例的构造例的框图。图2图示了正常像素和特定像素的平面布置。图3图示了固态图像传感器的电路构造。图4图示了固态图像传感器的横截面构造。图5是图示了成像装置的第一构造例的框图。图6是图示了第一成像方法的流程图。图7是图示了成像装置的第二构造例的框图。图8是图示了第二成像方法的流程图。图9图示了根据第一变型例的固态图像传感器的横截面构造。图10图示了根据第二变型例的固态图像传感器的横截面构造。图11图示了根据第三变型例的固态图像传感器的横截面构造。图12是图示了成像装置的第三构造例的框图。图13是图示了第三成像方法的流程图。图14图示了校正特定像素的处理。图15图示了根据第四变型例的固态图像传感器的横截面构造。图16图示了根据第五变型例的固态图像传感器的横截面构造。图17是图示了第四成像方法的流程图。图18是图示了第五成像方法的流程图。具体实施方式现在将参照附图来详细说明应用本技术的具体实施例。图1是图示了应用本技术的固态图像传感器的实施例的构造例的框图。如图1所示，固态图像传感器11通过包括像素区域12、垂直驱动电路13、列信号处理电路14、水平驱动电路15、输出电路16和控制电路17来构成。多个像素21以阵列方式布置于像素区域12中，其中，各像素21经由水平信号线22连接至垂直驱动电路13且经由垂直信号线23连接至列信号处理电路14。多个像素21中的各像素输出与通过未示出的光学系统而照射的光量相对应的像素信号，以使这些像素信号构建形成于像素区域12内的被摄体图像。像素21被构造为如图1右侧的放大图所示，其中，作为光电转换单元的PD 24内产生的电荷在由垂直驱动电路13驱动的同时经由传输晶体管25传输到作为浮动扩散区的FD 26。其后，当像素21要被读取时，选择晶体管28在被垂直驱动电路13驱动的同时导通，以使与FD 26内累积的电荷相对应水平的像素信号从放大晶体管27经由选择晶体管28输出到垂直信号线23。此外，FD 26内累积的电荷通过复位晶体管29的导通而被复位，以使复位电平的像素信号从放大晶体管27经由选择晶体管28输出到垂直信号线23。对于布置于像素区域12内的多个像素21的每一行，垂直驱动电路13经由水平信号线22把驱动(例如传输、选择和复位)各像素21的驱动信号供给到像素21。列信号处理电路14对从多个像素21经由垂直信号线23输出的像素信号进行CDS(相关双采样)处理以对所述像素信号进行模拟-数字转换且去除复位噪声。对于布置于像素区域12内的多个像素21的每一列，水平驱动电路15把使列信号处理电路14输出像素信号的驱动信号供给到列信号处理电路14。输出电路16放大列信号处理电路14以根据来自水平驱动电路15的驱动信号的时序供给来的像素信号，并且将信号输出到后续的图像处理电路。控制电路17控制固态图像传感器11中的各模块的驱动。控制电路17根据各模块的驱动周期来产生时钟信号，并且将信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固态图像传感器，其包括：像素，所述像素输出用来构建图像的像素信号；和逻辑电路，用于驱动所述像素，其中，所述固态图像传感器由堆叠结构形成，在所述堆叠结构中，包含多个所述像素的第一半导体基板和包含所述逻辑电路的第二半导体基板接合在一起，且多个所述像素中的特定像素以独立于正常像素的方式被连接至所述逻辑电路，所述正常像素是所述特定像素以外的像素，所述特定像素是输出在除了对所述图像进行成像的成像处理以外的特定处理中所用的像素信号的像素。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.31 JP 2014-0711671.一种固态图像传感器，其包括：像素，所述像素输出用来构建图像的像素信号；和逻辑电路，用于驱动所述像素，其中，所述固态图像传感器由堆叠结构形成，在所述堆叠结构中，包含多个所述像素的第一半导体基板和包含所述逻辑电路的第二半导体基板接合在一起，且多个所述像素中的特定像素以独立于正常像素的方式被连接至所述逻辑电路，所述正常像素是所述特定像素以外的像素，所述特定像素是输出在除了对所述图像进行成像的成像处理以外的特定处理中所用的像素信号的像素。2.根据权利要求1所述的固态图像传感器，其中，在从相对于所述正常像素以预定比率布置的预定数量的所述特定像素输出的像素信号的基础上，进行所述特定处理，且在进行指示对所述图像成像的预定操作时从多个所述像素中的全部像素输出的像素信号的基础上进行所述成像处理。3.根据权利要求2所述的固态图像传感器，其中，所述特定处理是对所述图像中拍摄的被摄体的动作进行检测的动作检测处理。4.根据权利要求2所述的固态图像传感器，其中，所述特定处理是对布置了配有所述图像传感器的电子装置的环境的环境照度进行检测的照度检测处理。5.根据权利要求1所述的固态图像传感器，其中，所述特定像素是用来获取相位差图像的相位差像素，所述相位差图像是由通过在与开口的一部分相对应的区域遮挡照射光而获得的像素信号构建而成，且所述特定处理是对焦处理，所述对焦处理在由从所述相位差像素输出的所述像素信号构建的一对所述相位差图像中分别被拍摄的被摄体的位置的差异的基础上使所述被摄体被对焦。6.根据权利要求5所述的固态图像传感器，其中，由布置于所述特定像素中的遮光膜形成的遮光区域不同于由布置于所述正常像素中的遮光膜形成的遮光区域，并且由布置于所述特定像素中的遮光膜形成的所述遮光区域遮挡所述特定像素的所述开口的至少一部分。7.根据权利要求5所述的固态图像传感器，其中，透过布置于所述特定像素中的滤色器的光的颜色不同于透过布置于所述正常像素中的滤色器的光的颜色。8.根据权利要求5所述的固态图像传感器，其中，布置于所述特定像素上的片上透镜的光学特性不同于布置于所述正常像素上的片上透镜的光学特性。9.根据权利要求5所述的固态图像传感器，其中，堆叠在构成所述第一半导体基板的半导体基板上的绝缘膜在所述特定像素中的厚度与在所述正常像素中的厚度不同。10.根据权利要求1所述的固态图像传感器，其中，所述特定像素中包括的光电转换单元进行光电转换以累积电荷的累积时间与所述正常像素中的所述累积时间不同。11.根据权利要求1所述的固态图像传感器，其中，所述特定像素中包括的光电转换单元的电势与所述正常像素中包括的...

【专利技术属性】
技术研发人员：田谷圭司，荻田知治，永野隆史，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP