固态成像元件和成像系统技术方案

根据本公开的固态成像元件(200)包含第一基板(光接收芯片201)和第二基板(检测芯片202)。第一基板(光接收芯片201)包含光电二极管(221)，光电二极管(221)光电转换入射光以生成光电流。第二基板(检测芯片202)接合至第一基板(光接收芯片201)，并且包含亮度变化检测电路(电流

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】固态成像元件和成像系统


[0001]本公开涉及固态成像元件和成像系统。

技术介绍

[0002]在动态视觉系统中使用的固态成像元件将入射光光电转换为电压信号，并且基于电压信号检测入射光的亮度变化(例如，参照专利文献1)。
[0003]引用列表
[0004]专利文献
[0005]专利文献1：国际公开第2019/087472号

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的问题
[0007]然而，在检测入射光的亮度变化的固态成像元件中，在内部发生杂散光的施加的情况下，电压信号的电压波动，并且亮度变化的检测精度可能劣化。
[0008]因此，本公开提出了能够抑制亮度变化的检测准确度劣化的固态成像元件和成像系统。
[0009]问题的解决方案
[0010]根据本公开的固态成像元件设置有第一基板和第二基板。第一基板设置有光电二极管，该光电二极管光电转换入射光以生成光电流。第二基板设置有亮度变化检测电路，亮度变化检测电路基于由转换电路转换的电压信号来检测入射光的亮度变化，并且亮度变化检测电路接合至第一基板，转换电路将光电流转换为电压信号。包括光遮挡单元，该光遮挡单元设置在第一基板或第二基板中的至少任何中，并且遮挡设置在第二基板中的有源元件与光电二极管之间的光。
附图说明
[0011]图1是示出根据本公开的成像装置的配置实例的框图。
[0012]图2是示出根据本公开的固态成像元件的堆叠结构的实例的示图。
[0013]图3是根据本公开的光接收芯片的平面图的实例。
[0014]图4是根据本公开的检测芯片的平面图的示例。
[0015]图5是根据本公开的地址事件检测单元的平面图的实例。
[0016]图6是示出根据本公开的地址事件检测电路的配置实例的框图。
[0017]图7是示出根据本公开的电流
‑
电压转换电路的配置实例的电路图。
[0018]图8A是示出根据本公开的减法器和量化器的配置实例的电路图。
[0019]图8B是示出根据本专利技术的量化器的变形的电路图。
[0020]图9是根据本公开的固态成像元件的横截面示意图。
[0021]图10A是示出根据本公开的光接收芯片侧光遮挡布线的配置示例的截面示意图。
[0022]图10B是示出根据本公开的光接收芯片侧光遮挡布线的配置示例的截面示意图。
[0023]图10C是示出根据本公开的光接收芯片侧光遮挡布线的配置示例的平面示意图。
[0024]图10D是示出了根据本公开的光接收芯片侧光遮挡布线的布置实例的侧示例性视图。
[0025]图11A是示出根据本公开的检测芯片侧光遮挡布线的布置实例的平面示意图。
[0026]图11B是示出根据本公开的检测芯片侧光遮挡布线的布置实例的平面示意图。
[0027]图11C是示出了根据本公开的检测芯片侧光遮挡布线的配置示例的侧面示意图。
[0028]图12是示出根据本公开的遮光膜的另一布置实例的截面说明图。
[0029]图13是示出了根据本公开的遮光沟槽结构的横截面示意图。
[0030]图14A是示出根据本公开的第一遮光结构实例的平面示意图。
[0031]图14B是沿图15A中的线A
‑
A
’
截取的截面图。
[0032]图15A是示出根据本公开的第二遮光结构实例的平面示意图。
[0033]图15B是沿图16A中的线B
‑
B
’
截取的截面图。
[0034]图16是示出根据本公开的地址事件检测电路的另一个配置实例的框图。
[0035]图17是示出根据本公开的扫描型成像装置的配置实例的框图。
[0036]图18是示出了根据本公开的实施方式的距离测量系统的配置实例的示意图。
[0037]图19是示出了根据本公开的实施方式的距离测量系统的电路配置实例的框图。
具体实施方式
[0038]在下文中，参照附图详细描述本公开的实施方式。另外，在以下的各实施方式中，对相同部分标注相同标号并省略其说明。
[0039][1.成像装置的配置实例][0040]图1是示出根据本公开的成像装置100的配置实例的框图。该成像装置100是图像数据的成像系统的实例，并且设置有成像透镜110、固态成像元件200、记录单元120以及控制单元130。作为成像装置100，假设安装在工业机器人上的照相机、车载照相机等。
[0041]成像透镜110会聚入射光并且将其引导至固态成像元件200。固态成像元件200对入射光进行光电转换以对图像数据成像。该固态成像元件200对成像图像数据执行预定信号处理(诸如图像识别处理)，并且经由信号线209向记录单元120输出处理后的数据。
[0042]记录单元120记录来自固态成像元件200的数据。控制单元130控制固态成像元件200对图像数据成像。
[0043][2.固态成像元件的配置实例][0044]图2是示出根据本公开的固态成像元件200的堆叠结构的实例的示图。该固态成像元件200设置有检测芯片202和堆叠在检测芯片202上的光接收芯片201。这些芯片通过过孔等接合。注意，除了过孔之外，它们还可以通过Cu
‑
Cu接头或凸块彼此连接。检测芯片202是对来自固态成像元件200的输出执行信号处理的信号处理芯片的实例。
[0045]图3是根据本公开的光接收芯片201的平面图的示例。光接收芯片201设置有光接收单元220和过孔布置单元211、212和213。
[0046]过孔排布单元211、212和213中设置有与检测芯片202连接的过孔。此外，在光接收单元220中，多个光电二极管221以二维晶格方式布置。光电二极管221光电转换入射光以生
成光电流。被分配了包括行地址和列地址的像素地址的每个光电二极管221被作为像素处理。
[0047]图4是根据本公开的检测芯片202的平面图的示例。该检测芯片202设置有过孔布置单元231、232和233、信号处理电路240、行驱动电路251、列驱动电路252和地址事件检测单元260。连接至光接收芯片201的过孔被布置在过孔布置单元231、232和233中。
[0048]地址事件检测单元260从多个光电二极管221中的每个的光电流生成检测信号，并将其输出至信号处理电路240。该检测信号是指示入射光的光量超过预定阈值的事实是否被检测为地址事件的1位信号。
[0049]行驱动电路251选择行地址并允许地址事件检测单元260输出与所选择的行地址对应的检测信号。
[0050]列驱动电路252选择列地址并允许地址事件检测单元260输出对应于所选择的列地址的检测信号。
[0051]信号处理电路240对来自地址事件检测单元260的检测信号执行预定信号处理。该信号处理电路240以二维晶格方式将检测信号布置为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种固态成像元件，包含：第一基板，设置有光电转换入射光以生成光电流的光电二极管；以及第二基板，设置有亮度变化检测电路，所述亮度变化检测电路基于由转换电路转换的电压信号来检测所述入射光的亮度变化，所述转换电路将所述光电流转换成所述电压信号，所述第二基板接合至所述第一基板，所述固态成像元件包括：遮光单元，设置在所述第一基板或所述第二基板的至少任意一个中，并且遮挡设置在所述第二基板中的有源元件与所述光电二极管之间的光。2.根据权利要求1所述的固态成像元件，其中，所述遮光单元包括：遮光膜，设置在第一布线层中，所述第一布线层设置在所述第一基板中的包括所述光电二极管的半导体层与所述第二基板之间。3.根据权利要求2所述的固态成像元件，其中，所述遮光膜设置在与在平面图中布置多个光电二极管的光接收区域重叠的区域中。4.根据权利要求2所述的固态成像元件，其中，所述遮光膜设置在所述第一布线层中的多层布线之中最靠近所述半导体层的布线与所述半导体层之间。5.根据权利要求1所述的固态成像元件，其中，所述遮光单元包括：设置在第一布线层中的遮光布线，所述第一布线层设置在所述第一基板中的包括所述光电二极管的半导体层与所述第二基板之间。6.根据权利要求5所述的固态成像元件，其中，设置在所述第一布线层中的所述遮光布线包括在平面图中至少部分重叠的多层布线。7....

【专利技术属性】
技术研发人员：中村诚，北野伸，村川祐亮，土本航也，花田拓也，野田裕贵，
申请(专利权)人：索尼半导体解决方案公司，
类型：发明
国别省市：