摄像元件及电子相机制造技术

本发明专利技术的摄像元件具备：第一半导体层，其设置有多个像素，所述像素具有对入射光进行光电转换的光电转换部、传输并蓄积通过所述光电转换部进行光电转换而得到的电荷的蓄积部、和将通过所述光电转换部而生成的电荷传输至所述蓄积部的传输部；第二半导体层，其针对所述多个像素的每一个设置有供给部，所述供给部将用于从所述光电转换部向所述蓄积部传输所述电荷的传输信号供给至所述传输部；以及第三半导体层，其被输入基于传输至所述蓄积部的所述电荷的信号。

【技术实现步骤摘要】
摄像元件及电子相机本专利技术申请是国际申请日为2016年9月27日、国际申请号为PCT/JP2016/078522、进入中国国家阶段的国家申请号为201680056712.2、专利技术名称为“摄像元件及电子相机”的专利技术申请的分案申请。
本专利技术涉及摄像元件及电子相机(电子摄像头)。
技术介绍
目前，已知有将形成有像素的芯片和形成有驱动像素的像素驱动电路的芯片层叠而成的摄像元件(例如专利文献1)。在现有的摄像元件中存在为了针对每一像素控制曝光量而必须对各像素设置传输脉冲的两个电源的问题。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
根据第一方式，摄像元件具备：第一半导体层，其设置有多个像素，所述像素具有对入射光进行光电转换的光电转换部、传输并蓄积通过所述光电转换部进行光电转换而得到的电荷的蓄积部、和将通过所述光电转换部生成的电荷传输至所述蓄积部的传输部；第二半导体层，其针对所述多个像素的每一个设置有供给部，所述供给部将用于从所述光电转换部向所述蓄积部传输所述电荷的传输信号供给至所述传输部；以及第三半导体层，其被输入基于传输至所述蓄积部的所述电荷的信号。根据第二方式，摄像元件具备：第一半导体衬底，其设置有多个像素，所述像素具有对入射光进行光电转换的光电转换部、传输并蓄积通过所述光电转换部进行光电转换而得到的电荷的蓄积部、将通过所述光电转换部生成的电荷传输至所述蓄积部的传输部；以及半导体层，其层叠配置于所述第一半导体衬底，且针对所述多个像素的每一个设置有供给部，所述供给部将用于从所述光电转换部向所述蓄积部传输所述电荷的传输信号供给至所述传输部。根据第三方式，摄像元件具备：第一半导体衬底，其形成有绝缘部，且被设定有规定的衬底电压；光电转换部，其设置于所述第一半导体衬底，对入射光进行光电转换；传输部，其设置于所述第一半导体衬底，基于传输信号将通过所述光电转换部进行光电转换而得到的电荷传输至蓄积部；供给部，其将包含作为正电压的第一信号电压和作为负电压的第二信号电压在内的所述传输信号供给至所述传输部，且通过所述绝缘部而与所述第一半导体衬底电绝缘。附图说明图1是示意性表示拍摄装置的结构的剖视图。图2是摄像元件的剖视图。图3是示意性表示像素的结构的框图。图4是模拟电路部及像素驱动部的电路图。图5是示意性表示第一半导体衬底与第二半导体衬底的阱构造的图。图6是表示使用了摄像元件的拍摄时序的时间图。图7是传输信号供给部的电路图。图8是传输信号供给部的俯视图。图9是表示传输信号供给部的剖面的示意图。具体实施方式(第一实施方式)图1是示意性表示使用了第一实施方式的摄像元件的拍摄装置的结构的剖视图。拍摄装置1具备摄像光学系统2、摄像元件3、控制部4、透镜驱动部5、及显示部6。摄像光学系统2使被被摄体像成像于摄像元件3的拍摄面。摄像光学系统2由透镜2a、聚焦透镜2b及透镜2c构成。聚焦透镜2b是用于进行摄像光学系统2的焦点调节的透镜。聚焦透镜2b构成为沿光轴O方向可被驱动。透镜驱动部5具有未图示的执行机构。透镜驱动部5通过该执行机构使聚焦透镜2b沿光轴O方向仅驱动所期望的量。摄像元件3对被被摄体像进行拍摄并输出图像。控制部4控制摄像元件3等的各部。控制部4对通过摄像元件3而输出的图像信号实施图像处理等，并将其记录于未图示的记录介质，或在显示部6显示图像。显示部6是具有例如液晶面板等显示部件的显示装置。图2是摄像元件3的剖视图。此外，在图2中，仅示出摄像元件3整体中的一部分的剖面。摄像元件3是所谓的背面照射型的摄像元件。摄像元件3对来自纸面上方向的入射光进行光电转换。摄像元件3具备第一半导体衬底7、第二半导体衬底8、绝缘部9。此外，在此，有时将第一半导体衬底7、第二半导体衬底8分别称为第一半导体层、第二半导体层。第一半导体衬底7为SOI(SilicononInsulator)基板的一部分。SOI衬底为内部形成有埋入有绝缘膜的硅衬底。第一半导体衬底7为一个SOI衬底所具有的通过埋入绝缘膜而被绝缘的(被隔离的)两个硅层中的一方。绝缘部9是设置于第一半导体衬底7与第二半导体衬底8之间的层。绝缘部9包含SOI衬底所具有的埋入绝缘膜和上述两个硅层中的另一方(不属于第一半导体衬底7的硅层)。即，SOI衬底具备硅衬底、埋入氧化膜层及硅层。第一半导体衬底7具备作为埋入光电二极管的光电二极管31、和传输晶体管及复位晶体管。因此，第一半导体衬底7的绝缘部9侧的表面(即与入射光的入射侧相反侧的面)为与第一半导体衬底7相反的导电型。例如，若第一半导体衬底7为N型的半导体层，则绝缘部9侧的表面配置有浓度高且厚度薄的P型的半导体层。对第一半导体衬底7施加接地电压(GND)作为衬底电压。光电二极管31配置于第一半导体衬底7的光的入射面侧，传输晶体管及复位晶体管配置于第二半导体衬底8侧的面。在第二半导体衬底8上配置有用于从光电二极管31读取信号的各种电路中的、在第一半导体衬底7的衬底电压以上的电压下动作的电路。具体而言，在第二半导体衬底8上配置下述的A/D转换部302、采样部303、像素值保持部304、运算部305、及个别像素控制部306、和像素驱动部307的一部分(在第一半导体衬底7的衬底电压以上的电压下动作的电路，即第一复位信号供给部307b、扩充容量信号供给部307d)。对第二半导体衬底8施加接地电压(GND)作为衬底电压。在绝缘部9上配置有用于从光电二极管31读取信号的各种电路中的、处理负电压的电路。具体而言，在绝缘部9配置下述的像素驱动部307的一部分(处理小于第一半导体衬底7的衬底电压的电压的传输信号供给部307a和第二复位信号供给部307c)。在第一半导体衬底7上二维地配置有多个光电二极管31。在第一半导体衬底7中的入射光的入射侧设置有与多个光电二极管31分别对应的多个彩色滤光片73。彩色滤光片73例如存在使与红(R)、绿(G)、蓝(B)分别对应的波长区域透过的多个种类。彩色滤光片73例如以与红(R)、绿(G)、蓝(B)对应的三种彩色滤光片成拜耳阵列的方式进行排列。在彩色滤光片73的入射光的入射侧设置有与多个彩色滤光片73分别对应的多个微型透镜74。微型透镜74将入射光朝向对应的光电二极管31聚光。从微型透镜74通过的入射光通过彩色滤光片73仅被过滤一部分波长区域，并入射至光电二极管31。光电二极管31对入射光进行光电转换并产生电荷。在绝缘部9的与第二半导体衬底8相对的面配置多个凸块75。在第二半导体衬底8的与绝缘部9相对的面配置与多个凸块75对应的多个凸块76。多个凸块75和多个凸块76相互接合。经由多个凸块75和多个凸块76将绝缘部9与第二半导体衬底8电性接。摄像元件3具有多个像素30，详情后述。一个像素30包含设置于第一半导体衬底7的第一像素30x、设置于第二半导体衬底8的第二像素30y本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种摄像元件，其特征在于，具备：/n第一半导体层，其设置有多个像素，所述像素具有对入射光进行光电转换的光电转换部、传输并蓄积通过所述光电转换部进行光电转换而得到的电荷的蓄积部、和将通过所述光电转换部生成的电荷传输至所述蓄积部的传输部；/n第二半导体层，其针对所述多个像素的每一个设置有供给部，所述供给部将用于从所述光电转换部向所述蓄积部传输所述电荷的传输信号供给至所述传输部；以及/n第三半导体层，其被输入基于传输至所述蓄积部的所述电荷的信号。/n

【技术特征摘要】
20150930 JP 2015-1952811.一种摄像元件，其特征在于，具备：
第一半导体层，其设置有多个像素，所述像素具有对入射光进行光电转换的光电转换部、传输并蓄积通过所述光电转换部进行光电转换而得到的电荷的蓄积部、和将通过所述光电转换部生成的电荷传输至所述蓄积部的传输部；
第二半导体层，其针对所述多个像素的每一个设置有供给部，所述供给部将用于从所述光电转换部向所述蓄积部传输所述电荷的传输信号供给至所述传输部；以及
第三半导体层，其被输入基于传输至所述蓄积部的所述电荷的信号。


2.根据权利要求1所述的摄像元件，其特征在于，
所述第二半导体层具有薄膜晶体管。


3.根据权利要求2所述的摄像元件，其特征在于，
所述第一半导体层及所述第三半导体层由半导体衬底构成。


4.根据权利要求2或3所述的摄像元件，其特征在于，
所述第二半导体层配置于在作为所述第一半导体层的半导体衬底与作为所述第三半导体层的半导体衬底之间设置的绝缘部。


5.根据权利要求1所述的摄像元件，其特征在于，
所述第一半导体层为具备硅衬底、埋入氧化膜层和硅层的SOI衬底中的所述硅衬底及所述硅层中的一方，所述第二半导体层为所述硅衬底及所述硅层的另一方。


6.根据权利要求5所述的摄像元件，其特征在于，
所述第三半导体层由半导体衬底构成。


7.根据权利要求1～6中任一项所述的摄像元件，其特征在于，
多个所述供给部中的一部分所述供给部使在第一期间所述光电转换部生成的电荷传输至所述蓄积部，另一部分所述供给部供给使在与所述第一期间的长度不同的第二期间所述光电转换部生成的电荷传输至所述蓄积部的所述传输信号。


8.根据权利要求1～7中任一项所述的摄像元件，其特征在于，
所述供给部具有通过第一电源部被施加比所述第一半导体层的电压高的电压的第一扩散部、和通过第二电源部被施加比所述第一半导体层的电压低的电压的第二扩散部，将基于通过所述第一电源部施加来的电压的第一电压供给至所述传输部，将基于通过所述第二电源部施加来的电压的第二电压供给至所述传输部。


9.根据权利要求8所述的摄像元件，其特征在于，
...

【专利技术属性】
技术研发人员：釜下敦，驹井敦，高木彻，石田知久，
申请(专利权)人：株式会社尼康，
类型：发明
国别省市：日本;JP