拍摄元件和电子照相机制造技术

拍摄元件具备：第一半导体基板，所述第一半导体基板设置有多个像素，所述多个像素具有对入射光进行光电转换的光电转换部、传输并积蓄由所述光电转换部光电转换得到的电荷的积蓄部以及向所述积蓄部传输由所述光电转换部生成的电荷的传输部；和第二半导体基板，所述第二半导体基板按所述像素设置有供给部，所述供给部向所述传输部供给用于从所述光电转换部向所述积蓄部传输所述电荷的传输信号。

Photographing elements and electronic cameras

The photographing element is provided with a first semiconductor substrate. The first semiconductor substrate is provided with a plurality of pixels. The plurality of pixels has a photoelectric conversion unit for the photoelectric conversion of the incident light, transfers and accumulates the accumulating portion of the charge obtained by the photoelectric conversion unit, and transfers the photoelectric conversion to the storage portion by the photoelectric conversion. The transfer section of the generated charge; and the second semiconductor substrate, the second semiconductor substrate is provided with a supply portion according to the pixel, and the supply section supplies the transmission part to the transmission section for transmission signals for transmitting the charge from the photoelectric conversion unit to the storage section.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】拍摄元件和电子照相机
本专利技术涉及拍摄元件和电子照相机。
技术介绍
以往，已知将形成有像素的芯片、形成有驱动像素的像素驱动电路的芯片层叠而成的拍摄元件(例如专利文献1)。存在如下问题：为了在以往的拍摄元件中按像素控制曝光量，必须在各像素中设置传输脉冲的两个电源。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2010-225927号公报
技术实现思路
根据第一技术方案，拍摄元件具备：第一半导体基板，所述第一半导体基板设置有多个像素，所述多个像素具有对入射光进行光电转换的光电转换部、传输并积蓄由所述光电转换部光电转换得到的电荷的积蓄部以及向所述积蓄部传输由所述光电转换部生成的电荷的传输部；和第二半导体基板，所述第二半导体基板按像素设置有供给部，所述供给部向所述传输部供给用于从所述光电转换部向所述积蓄部传输所述电荷的传输信号。根据第二技术方案，拍摄元件具备：光电转换部，所述光电转换部对入射光进行光电转换；传输部，所述传输部基于传输信号向积蓄部传输由所述光电转换部光电转换得到的电荷；传输信号供给部，所述传输信号供给部向所述传输部供给所述传输信号；第一复位部，所述第一复位部基于复位信号将积蓄于所述积蓄部的电荷复位；复位信号供给部，所述复位信号供给部向所述第一复位部供给所述复位信号；第一半导体基板，所述第一半导体基板设置有所述光电转换部、所述传输部以及所述第一复位部；以及第二半导体基板，所述第二半导体基板设置有配置于第一扩散层的所述复位信号供给部和配置于第二扩散层的所述传输信号供给部，所述第二扩散层具有与所述第一扩散层不同的极性。附图说明图1是示意地示出拍摄装置的结构的剖视图。图2是拍摄元件的剖视图。图3是示意地示出像素的结构的框图。图4是模拟电路部和像素驱动部的电路图。图5是示意地示出第一半导体基板和第二半导体基板的阱构造的图。图6是示出使用拍摄元件的拍摄时序的时序图。图7是示意地示出第一半导体基板、第二半导体基板以及第三半导体基板的阱构造的图。图8是示意地示出第一半导体基板和第二半导体基板的阱构造的图。图9是示意地示出第一半导体基板和第二半导体基板的阱构造的图。图10是示意地示出第一半导体基板和第二半导体基板的阱构造的图。图11是示意地示出第一半导体基板和第二半导体基板的阱构造的图。具体实施方式(第一实施方式)图1是示意地示出使用第一实施方式的拍摄元件的拍摄装置的结构的剖视图。拍摄装置1具备拍摄光学系统2、拍摄元件3、控制部4、透镜驱动部5以及显示部6。拍摄光学系统2使被摄体像成像在拍摄元件3的拍摄面上。拍摄光学系统2由透镜2a、聚焦透镜2b以及透镜2c构成。聚焦透镜2b是用于进行拍摄光学系统2的焦点调节的透镜。聚焦透镜2b构成为能够在光轴O方向上驱动。透镜驱动部5具有未图示的致动器。透镜驱动部5利用该致动器在光轴O方向上将聚焦透镜2b驱动期望的量。拍摄元件3拍摄被摄体像并输出图像。控制部4控制拍摄元件3等各部。控制部4对利用拍摄元件3输出的图像信号实施图像处理等，并记录于未图示的记录介质或将图像显示于显示部6。显示部6例如是具有液晶面板等显示构件的显示装置。图2是拍摄元件3的剖视图。需要说明的是，在图2中，仅示出拍摄元件3的整体中的一部分的剖面。拍摄元件3是所谓的背面照射型的拍摄元件。拍摄元件3对来自纸面上方的入射光进行光电转换。拍摄元件3具备第一半导体基板7和第二半导体基板8。第一半导体基板7至少具备PD(PhotoDiode：光电二极管)层71和布线层72。PD层71配置在布线层72的背面侧。在PD层71中，呈二维状配置有作为钉扎光电二极管(PinnedPhotodiode)的多个光电二极管31。因此，PD层71的布线层72侧的表面(即，与入射光的入射侧相反一侧的面)设为与PD层71相反的导电型。例如，如果PD层71为N型的半导体层，则布线层72侧的表面配置有浓度较高且厚度较薄的P型的半导体层。在第一半导体基板7上施加接地电压(GND)作为基板电压。在第二半导体基板8中至少配置有用于从光电二极管31读出信号的各种电路。具体而言，后述的像素驱动部307的一部分(处理负电压的传输信号供给部307a和第二复位信号供给部307c)配置于第二半导体基板8。在第二半导体基板8上施加后述的电压VTxL作为基板电压。在PD层71上的入射光的入射侧，设置有与多个光电二极管31中的每一个对应的多个彩色滤光片73。例如存在透射与红(R)、绿(G)、蓝(B)分别对应的波长区域的多种彩色滤光片73。例如以形成拜耳阵列的方式排列有与红(R)、绿(G)、蓝(B)对应的三种彩色滤光片73。在彩色滤光片73上的入射光的入射侧，设置有与多个彩色滤光片73中的每一个对应的多个微透镜74。微透镜74朝向对应的光电二极管31将入射光聚光。利用彩色滤光片73将通过微透镜74的入射光的仅一部分波长区域过滤，并入射到光电二极管31。光电二极管31对入射光进行光电转换并生成电荷。在布线层72的表面上配置有多个凸块75。在第二半导体基板8的与布线层72相向的面上配置有与多个凸块75对应的多个凸块76。多个凸块75与多个凸块76相互接合。经由多个凸块75和多个凸块76，将第一半导体基板7与第二半导体基板8电连接。后面将叙述详细情况，拍摄元件3具有多个像素30。一个像素30包含设置于第一半导体基板7的第一像素30x和设置于第二半导体基板8的第二像素30y。在一个第一像素30x中包含一个微透镜74、一个彩色滤光片73以及一个光电二极管31等。除此以外，在第一像素30x中还包含设置于第一半导体基板7的各种电路(后述)。在第二像素30y中包含设置于第二半导体基板8的各种电路(后述)。图3是示意地示出像素30的结构的框图。像素30具备模拟电路部301、A/D转换部302、采样部303、像素值保持部304、像素驱动部307、单个像素控制部306以及运算部305。模拟电路部301将对入射光进行光电转换得到的结果作为模拟信号向A/D转换部302输出。A/D转换部302对模拟电路部301输出的模拟信号进行采样，并输出规定的增益倍数后的数字信号。A/D转换部302对像素复位信号和像素信号进行重复采样，并将像素复位信号的采样结果和像素信号的采样结果作为数字信号分别独立地输出。采样部303运算并保持像素复位信号的采样结果和像素信号的采样结果的积分值。采样部303具备像素复位信号用第一加法器308和第一存储器309、像素信号用第二加法器310和第二存储器311。采样部303利用第一加法器308将由A/D转换部302输出的像素复位信号的采样结果和保持于第一存储器309的过去的采样结果的积分值相加。采样部303将该相加结果存储于第一存储器309。每当由A/D转换部302输出像素复位信号的采样结果时，采样部303更新存储于第一存储器309的值。采样部303利用第二加法器310将由A/D转换部302输出的像素信号的采样结果和保持于第二存储器311的过去的采样结果的积分值相加。采样部303将该相加结果存储于第二存储器311。每当由A/D转换部302输出像素信号的采样结果时，采样部303更新存储于第二存储器311的值。如以上，A/D转换部302和采样部303执行如下处理：对像素复位信号和像素本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种拍摄元件，具备：第一半导体基板，所述第一半导体基板设置有多个像素，所述多个像素具有对入射光进行光电转换并生成电荷的光电转换部、传输并积蓄由所述光电转换部光电转换得到的电荷的积蓄部以及向所述积蓄部传输由所述光电转换部生成的电荷的传输部；和第二半导体基板，所述第二半导体基板按所述像素设置有供给部，所述供给部向所述传输部供给用于从所述光电转换部向所述积蓄部传输所述电荷的传输信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.30 JP 2015-1952801.一种拍摄元件，具备：第一半导体基板，所述第一半导体基板设置有多个像素，所述多个像素具有对入射光进行光电转换并生成电荷的光电转换部、传输并积蓄由所述光电转换部光电转换得到的电荷的积蓄部以及向所述积蓄部传输由所述光电转换部生成的电荷的传输部；和第二半导体基板，所述第二半导体基板按所述像素设置有供给部，所述供给部向所述传输部供给用于从所述光电转换部向所述积蓄部传输所述电荷的传输信号。2.根据权利要求1所述的拍摄元件，其中，施加于所述第一半导体基板的第一基板电压与施加于所述第二半导体基板的第二基板电压不同。3.根据权利要求2所述的拍摄元件，其中，所述供给部包括第一电源部和第二电源部，所述第一电源部和所述第二电源部中的至少一方设置于所述第二半导体基板。4.根据权利要求3所述的拍摄元件，其中，所述第一电源部供给比所述第一基板电压高的第一电压，所述第二电源部供给比所述第一基板电压低的第二电压。5.根据权利要求4所述的拍摄元件，其中，所述传输部使所述光电转换部与所述积蓄部之间电导通，并向所述积蓄部传输由所述光电转换部生成的电荷，所述供给部向所述传输部供给用于将所述光电转换部与所述积蓄部之间设为电导通或非电导通的所述传输信号。6.根据权利要求4或5所述的拍摄元件，其中，所述传输部在被供给所述第一电压作为所述传输信号时使所述光电转换部与所述积蓄部之间电导通，在被供给所述第二电压作为所述传输信号时使所述光电转换部与所述积蓄部之间非电导通。7.根据权利要求4至6中任一项所述的拍摄元件，其中，多个所述供给部中的一部分所述供给部使在第一期间中所述光电转换部生成的电荷向所述积蓄部传输，其他一部分所述供给部使在与所述第一期间长度不同的第二期间中所述光电转换部生成的电荷向所述积蓄部传输。8.根据权利要求7所述的拍摄元件，其中，所述第一期间的结束时刻与所述第二期间的结束时刻相同。9.根据权利要求4至8中任一项所述的拍摄元件，其中，所述第一电压和所述第二电压中的一方是所述第二基板电压。10.根据权利要求4或5所述的拍摄元件，其中，还具备：第一复位部，所述第一复位...

【专利技术属性】
技术研发人员：猿渡修，加藤周太郎，安藤良次，手塚洋二郎，驹井敦，
申请(专利权)人：株式会社尼康，
类型：发明
国别省市：日本,JP