光电转换装置、光电转换系统、移动体制造方法及图纸

公开了光电转换装置、光电转换系统、移动体。一种光电转换装置包括：第一基板，该第一基板包括像素阵列，该像素阵列包括多个像素；第二基板，该第二基板层叠在第一基板上并包括AD转换部分，该AD转换部分包括被配置为将从第一基板输出的信号转换为数字信号的多个AD转换电路，其中，第二基板还包括多个信号处理单元，多个信号处理单元包括二者都被配置为执行机器学习处理的第一信号处理单元和第二信号处理单元，其中，多个组中的每一个包括在多个组之间不同的多个AD转换电路，其中，第一信号处理单元被布置为对应于多个组中的一个，并且其中，第二信号处理单元被布置为对应于多个组中的另一个。的另一个。的另一个。

【技术实现步骤摘要】
光电转换装置、光电转换系统、移动体


[0001]本专利技术涉及光电转换装置、光电转换系统和移动体。

技术介绍

[0002]已知具有分层结构的用于将入射光转换为电荷的光电转换装置，在该分层结构中层叠有多个基板。
[0003]日本专利申请公开No.2020
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25263讨论了一种包括层叠在其中的第一基板和第二基板的分层型光接收传感器。第一基板包括像素，并且第二基板包括信号处理电路(数字信号处理器(DSP))。信号处理电路基于神经网络计算模型来执行处理。

技术实现思路

[0004]一种光电转换装置包括：第一基板，该第一基板包括像素阵列，该像素阵列包括多个像素；第二基板，该第二基板层叠在第一基板上并包括模拟
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数字AD转换部分，该AD转换部分包括被配置为将从第一基板输出的信号转换为数字信号的多个AD转换电路，其中，第二基板还包括多个信号处理单元，多个信号处理单元包括被配置为执行机器学习处理的第一信号处理单元以及被配置为执行机器学习处理的第二信号处理单元，其中，多个组中的每一个包括多个AD转换电路，并且多个组中的一个组的多个AD转换电路不同于多个组中的另一个组的多个AD转换电路，其中，第一信号处理单元被布置为对应于多个组中的一个，以及其中，第二信号处理单元被布置为对应于多个组中的另一个。
[0005]根据以下参考附图对实施例的描述，本专利技术的其他特征将变得清楚。
附图说明
[0006]图1A和图1B是图示了光电转换装置的结构的示图。
[0007]图2是图示了像素结构的示图。
[0008]图3是图示了根据第一实施例的第二基板的结构的示图。
[0009]图4是图示了根据第二实施例的第二基板的结构的示图。
[0010]图5是图示了根据第二实施例的第二基板的结构的示图。
[0011]图6是图示了根据第三实施例的第二基板的结构的示图。
[0012]图7是图示了根据第三实施例的第二基板的操作的示图。
[0013]图8是图示了根据第四实施例的第二基板的结构的示图。
[0014]图9是图示了根据第五实施例的第二基板的结构的示图。
[0015]图10是图示了根据第六实施例的第二基板的结构的示图。
[0016]图11是图示了根据第六实施例的光电转换装置的操作的示图。
[0017]图12是图示了根据第七实施例的光电转换装置的操作的示图。
[0018]图13是图示了根据第七实施例的光电转换装置的操作的示图。
[0019]图14是图示了根据第七实施例的第二基板的结构的示图。
[0020]图15是图示了根据第八实施例的光电转换系统的功能框图。
[0021]图16是图示了距离传感器的功能框图。
[0022]图17是图示了内窥镜手术系统的功能框图。
[0023]图18A是图示了光电转换系统的示图，并且图18B是图示了移动体的示图。
[0024]图19A和图19B是图示了智能眼镜的示意图。
[0025]图20是图示了诊断系统的功能框图。
具体实施方式
[0026]基于神经网络计算模型的第二基板的处理信号处理电路具有高的电力消耗并产生与电力消耗成比例增加的热。由第二基板产生的热被传输到第一基板的像素阵列。因此，从像素输出的信号包含更多的噪声。尤其是局部热产生导致图像表面中的不均匀输出。这降低了图像质量，并且也使得难以执行图像质量校正处理。
[0027]另外，随着推进了基于神经网络计算模型的处理的功能，顺次地执行多个处理的信号处理方法阻碍了信号处理速度的提高。
[0028]本公开涉及有利于分散由第二基板产生的热并提高涉及由第二基板进行的机器学习的处理的速度的技术。
[0029]以下，将参考附图描述各种实施例。
[0030]在下面的实施例中，主要将描述光电转换装置作为光电转换装置的示例。然而，应该注意，实施例不限于光电转换装置，并还适用于除了光电转换装置以外的任何对象。其他应用的示例包括距离测量装置(用于使用焦点检测或飞行时间(TOF)来测量距离的装置)和光测量装置(用于测量入射光的量的装置)。
[0031]根据下面描述的实施例的晶体管的每个导电类型仅仅是示例，并且晶体管的导电类型不限于下面描述的导电类型。根据实施例的导电类型可以按需要改变，并且在晶体管的导电类型改变的情况下，晶体管的栅极、源极和漏极的电位也按需要改变。
[0032]例如，在作为开关操作的晶体管的导电类型改变的情况下，馈送到晶体管的栅极的电位被改变为与实施例中描述的电平相反的低电平或高电平。另外，根据下面描述的实施例的半导体区域的每个导电类型仅仅是示例，并且半导体区域的导电类型不限于下面描述的导电类型。根据实施例的导电类型可以按需要改变，并且在半导体区域的导电类型改变的情况下，半导体区域的电位也按需要改变。
[0033]图1A是图示了根据第一实施例的分层型光电转换装置的示意图。第一基板100和第二基板200是半导体基板，并且如图1B中图示的，第一基板100包括像素阵列单元110，像素阵列单元110包括布置成多个行和多个列的多个单位像素101。多个单位像素101可以布置成单个行和多个列，或者可以布置成单个列和多个行。在数字相机中使用的光电转换装置中，通常地布置几千万个单位像素101。
[0034]根据本实施例的光电转换装置是光从第一基板100侧进入的背面照明光电转换装置。信号线(未图示)设置在该光电转换部分和接合表面300之间。
[0035]图2是图示了图1中图示的单位像素101当中的两行两列的单位像素101的电路的电路图。下文中，作为光电转换部分的光电二极管累积的电荷是电子。单位像素101的所有晶体管是N型晶体管。可替换地，光电二极管累积的电荷可以是空穴。在这种情况下，单位像
素101的晶体管可以是P型晶体管。换句话说，下面定义的导电类型可以基于作为信号的电荷的极性而改变。
[0036]每个单位像素101包括用作光电转换部分的光电二极管D1、传输晶体管M1、电荷转换部分C1、复位晶体管M3、放大晶体管M4和选择晶体管M5。传输晶体管M1在光电二极管D1和连接有电荷转换部分C1、复位晶体管M3和放大晶体管M4的节点之间的电路径上。电荷转换部分C1也被称为浮置扩散部分(FD部分)。电源电压VDD被馈送到复位晶体管M3和放大晶体管M4。选择晶体管M5在放大晶体管M4与列信号线10之间的电路径上。可以说，放大晶体管M4经由选择晶体管M5电连接到垂直输出线(列信号线)10。电荷转换部分C1包括半导体基板中的浮置扩散电容和经由浮置扩散电容从传输晶体管M1到放大晶体管M4的电路径上的寄生电容。
[0037]信号RES、信号Tx_A和信号SEL是图2中图示的经由控制线从垂直扫描电路(未图示)馈送的信号。在图2中，信号被馈送到的像素行是在信号末尾指定的。例如，信号RES(m)是指被馈送到第m行的单位像素101的信本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光电转换装置，包括：第一基板，所述第一基板包括像素阵列，所述像素阵列包括多个像素；第二基板，所述第二基板层叠在第一基板上并包括模拟
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数字AD转换部分，所述AD转换部分包括被配置为将从第一基板输出的信号转换为数字信号的多个AD转换电路，其中，第二基板还包括多个信号处理单元，所述多个信号处理单元包括被配置为执行机器学习处理的第一信号处理单元以及被配置为执行机器学习处理的第二信号处理单元，其中，多个组中的每一个包括多个AD转换电路，并且所述多个组中的一个组的多个AD转换电路不同于所述多个组中的另一个组的多个AD转换电路，其中，第一信号处理单元被布置为对应于所述多个组中的一个，以及其中，第二信号处理单元被布置为对应于所述多个组中的另一个。2.根据权利要求1所述的光电转换装置，其中，所述多个组被布置为多个行和多个列，以及其中，所述多个组在第一信号处理单元和第二信号处理单元之间。3.根据权利要求1所述的光电转换装置，其中，所述多个信号处理单元还包括第三信号处理单元和第四信号处理单元，以及其中，AD转换部分设置在由第一信号处理单元、第二信号处理单元、第三信号处理单元和第四信号处理单元围绕的区域中。4.根据权利要求2所述的光电转换装置，其中，所述多个信号处理单元还包括第三信号处理单元和第四信号处理单元，以及其中，AD转换部分设置在由第一信号处理单元、第二信号处理单元、第三信号处理单元和第四信号处理单元围绕的区域中。5.根据权利要求3所述的光电转换装置，其中，第一信号处理单元、第二信号处理单元、第三信号处理单元和第四信号处理单元沿着第二基板的外周布置。6.根据权利要求4所述的光电转换装置，其中，第一信号处理单元、第二信号处理单元、第三信号处理单元和第四信号处理单元沿着第二基板的外周布置。7.根据权利要求5所述的光电转换装置，其中，多个焊盘沿着第二基板的外周布置，来自光电转换装置外部的源的信号被输入到所述多个焊盘，或者信号被从所述多个焊盘输出到光电转换装置外部的目的地，以及其中，第一信号处理单元、第二信号处理单元、第三信号处理单元和第四信号处理单元中的两个或更多个被布置在所述多个焊盘和AD转换部分之间。8.根据权利要求6所述的光电转换装置，其中，多个焊盘沿着第二基板的外周布置，来自光电转换装置外部的源的信号被输入到所述多个焊盘，或者信号被从所述多个焊盘输出到光电转换装置外部的目的地，以及其中，第一信号处理单元、第二信号处理单元、第三信号处理单元和第四信号处理单元中的两个或更多个被布置在所述多个焊盘和AD转换部分之间。9.根据权利要求7所述的光电转换装置，其中，所述多个信号处理单元全部被布置在所述多个焊盘和AD转换部分之间。10.根据权利要求8所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：落合慧，高田佳明，佐藤雅纪，小林昌弘，小林大祐，板野哲也，中辻七朗，小黑康裕，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：