拍摄元件制造技术

提供一种拍摄元件，具有：呈矩阵状地配置有多个像素的拍摄芯片；以及信号处理芯片，具有按一个或多个像素列或者按一个或多个像素行设置并对从像素输出的像素信号进行信号处理的元件，并层叠在拍摄芯片上。例如进行信号处理的元件是将从像素输出的像素信号转换成数字信号的A/D转换器，在将从像素输出的像素信号转换成数字信号时，并列控制A/D转换器中的至少两个以上A/D转换器。

【技术实现步骤摘要】
拍摄元件本申请是申请日为2013年6月5日、PCT国际申请号为PCT/JP2013/003533、国家申请号为201380029815.6、专利技术名称为“拍摄元件和拍摄装置”的专利申请的分案申请。
本专利技术涉及拍摄元件和拍摄装置。
技术介绍
以往，已知有包括列并列型A/D转换器(仅称为ADC)的图像传感器。另外，在层叠了信号处理芯片的图像传感器中，提出了块并列型ADC(例如参照非专利文献1)。非专利文献1：“AVeryLowAreaADCfor3-DStackedCMOSImageProcessingSystem”，K.Kiyoyama等，IEEE3DIC2012。
技术实现思路
专利技术要解决的问题列并列型ADC按每个像素列设置ADC，在各ADC中并行读出所选择的行的各像素的像素信号。但是，以往的列并列型ADC与有效像素区域形成在同一面(例如有效像素区域的列方向上的上下)上，所以拍摄元件的面积增大。另外，在并行高速处理多个行的情况下，必须在有效像素区域内绕回布线。另外，在并行高速处理多个行的情况下，ADC大型化从而拍摄元件的面积进一步增大。另一方面，块并列型ADC按每个有效像素的块(例如每个10像素×10像素的块)设置ADC。但是，为了用一个ADC读出块内的各像素，需要想办法使用复杂的控制线或者在拍摄芯片一侧配置控制用晶体管等。另外，每个块的ADC分别独立地工作。因此，ADC的发热也独立地产生，信号处理芯片有时会局部地发热。可认为信号处理芯片中的局部发热会传递给层叠的拍摄芯片，并给拍摄芯片的工作带来影响。用于解决问题的手段在本专利技术的第1方式中，提供一种拍摄元件，呈矩阵状地配置有多个像素的拍摄芯片；以及信号处理芯片，具有按一个或多个像素列或者按一个或多个像素行设置并对从像素输出的像素信号进行信号处理的元件，所述信号处理芯片层叠在所述拍摄芯片上。在本专利技术的第2方式中，提供使用了上述拍摄元件的拍摄装置。此外，上述
技术实现思路
并未列举本专利技术的全部必要特征。另外，这些特征组的子组合也可以成为专利技术。附图说明图1是本实施方式的拍摄元件100的剖视图。图2是说明拍摄芯片113的像素排列和单位组131的图。图3表示像素150的等效电路图。图4是表示拍摄芯片113中的多个像素150和凸块109的配置例的图。图5是表示配置在信号处理芯片111的ADC配置面上的多个ADC180的图。图6是表示拍摄芯片113中的多个像素150和凸块109的另一配置例的图。图7是表示拍摄芯片113中的多个像素150和TSV(ThroughSiliconVia：硅贯通电极)120的配置例的图。图8是表示配置在信号处理芯片111的ADC配置面上的多个ADC180和TSV120的图。图9是与拍摄芯片113一起地表示具有模拟CDS(CorrelatedDoubleSampling：相关双采样)电路186的信号处理芯片111的概要的图。图10是表示具有模拟CDS电路186的信号处理芯片111的工作例的时序图。图11是与拍摄芯片113一起地表示具有DDS电路188的信号处理芯片111的概要的图。图12是表示具有DDS电路188的信号处理芯片111的工作例的时序图。图13是表示本实施方式的拍摄装置500的构成的框图。具体实施方式以下通过具体实施方式说明本专利技术，但以下的实施方式并不限定权利要求书涉及的专利技术。另外，在专利技术的解决手段中，在实施方式中说明的特征的组合并不一定全部都是必需的。图1是本实施方式的拍摄元件100的剖视图。在本例中，示出所谓的背面照射型的拍摄元件100，但拍摄元件100不限定于背面照射型，也可以是正面照射型。拍摄元件100也可以是包括层叠在拍摄芯片113上的层叠芯片的构造。本例的拍摄元件100包括输出与入射光对应的像素信号的拍摄芯片113、处理像素信号的信号处理芯片111以及存储像素信号的存储芯片112。这些拍摄芯片113、信号处理芯片111以及存储芯片112被层叠，并通过铜等具有导电性的多个凸块109相互电连接。在本例中，信号处理芯片111和存储芯片112相当于上述层叠芯片。此外，如图所示，入射光主要朝向以空心箭头表示的Z轴正方向入射。在本实施方式中，在拍摄芯片113中，将入射光入射的一侧的面称为背面。另外，如坐标轴所示，将与Z轴正交的纸面右方向设为X轴正方向，将与Z轴和X轴正交的纸面面前方向设为Y轴正方向。在以后的几个图中，以图1的坐标轴为基准，表示坐标轴以理解各个图的方向。拍摄芯片113的一个例子是背面照射型的MOS(MetalOxideSemiconductor：金属氧化物半导体)图像传感器。PD(photoconductordiode：光电导二极管)层106配置于布线层108的背面侧。PD层106具有生成与光相应的电荷的多个光电转换部。拍摄芯片113输出与该电荷相应的像素信号。本例的PD层106具有二维地配置的多个PD(光电导二极管)104和与PD104对应地设置的晶体管105。PD104是光电转换部的一个例子。在PD层106上的入射光的入射侧，隔着钝化膜103设置彩色滤光片102。彩色滤光片102具有透射相互不同的波长区域的多个种类，并与各个PD104对应地具有特定的排列。将在后面说明彩色滤光片102的排列。彩色滤光片102、PD104和晶体管105的组形成一个像素。在彩色滤光片102上的入射光的入射侧，与各个像素对应地设置微型透镜101。微型透镜101朝向对应的PD104对入射光进行聚光。布线层108具有向信号处理芯片111传输来自PD层106的像素信号的布线107。布线107可以为多层，另外，也可以设置无源元件和有源元件。在布线层108的表面上配置多个凸块109。该多个凸块109与设置在信号处理芯片111的对置的面上的多个凸块109对位并通过加压拍摄芯片113和信号处理芯片111等，将被对位的凸块109彼此接合并电连接。同样地，在信号处理芯片111和存储芯片112的相互对置的面上配置多个凸块109。这些凸块109相互对位并通过加压信号处理芯片111和存储芯片112等，将被对位的凸块109彼此接合并电连接。此外，凸块109间的接合不限于利用固相扩散的铜凸块接合，也可以采用利用焊接熔融的微凸块结合。另外，凸块109例如可以相对于后述的一条输出布线设置一个，也可以设置多个。凸块109的大小也可以大于PD104的间距。另外，也可以是，在排列有像素的像素区域以外的周边区域中，一并设置比与像素区域对应的凸块109大的凸块。信号处理芯片111接收拍摄芯片113输出的模拟像素信号。信号处理芯片111对接收到的像素信号进行预定的信号处理，并输出至存储芯片112。存储芯片112保存从信号处理芯片111接收的信号。信号处理芯片111具有对从像素输出的像素信号进行信号处理的多个元件。本例的信号处理芯片111具有多个ADC180作为该多个元件的一个例子。该多个元件也可以是与ADC180不同的元件，如运算电路等。各个ADC180将拍摄芯片113输出的模拟像素信号转换成数字信号。信号处理芯片111也可以对该数字信号进行修正等预定的运算。在与设置有多个像素的面平行的ADC配置面中，呈二维地配置多个ADC180的至少一部分。例如，在拍摄芯片113中，沿着行方向本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种拍摄元件，具有：呈矩阵状地配置有多个像素的拍摄芯片；以及信号处理芯片，具有按一个或多个像素列或者按一个或多个像素行设置并对从像素输出的像素信号进行信号处理的元件，所述信号处理芯片层叠在所述拍摄芯片上。

【技术特征摘要】
2012.06.08 JP 2012-1312321.一种拍摄元件，具有：呈矩阵状地配置有多个像素的拍摄...

【专利技术属性】
技术研发人员：村田宽信，
申请(专利权)人：株式会社尼康，
类型：发明
国别省市：日本,JP