技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)涉及固態(tài)成像設(shè)備，具體地，涉及CMOS固態(tài)成像設(shè)備和具有該固態(tài)成像設(shè)備的諸如照相機(jī)的電子裝置。

背景技術(shù)：

作為固態(tài)成像設(shè)備(圖像傳感器)，CMOS固態(tài)成像設(shè)備是本領(lǐng)域中著名的。CMOS固態(tài)成像設(shè)備用于各種便攜式終端，比如數(shù)字靜態(tài)照相機(jī)、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)以及嵌有照相機(jī)的蜂窩電話(huà)。

在普通的CMOS固態(tài)成像設(shè)備中，通常向在其中排列了多個(gè)像素的像素單元的一端處的每個(gè)像素列提供用于接收像素信號(hào)和對(duì)其進(jìn)行CDS(相關(guān)雙采樣)或AD(模擬/數(shù)字)轉(zhuǎn)換的電路，如日本未審查專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)No.2003-18471中公開(kāi)的那樣。在此將此電路稱(chēng)為列電路，因?yàn)槠浔惶峁┙o每列。

作為另一CMOS固態(tài)成像設(shè)備，同樣著名的是其中在半導(dǎo)體芯片被層疊的前提下向每個(gè)像素或者多個(gè)像素的每個(gè)部分而不是向每個(gè)像素列提供用于接收像素信號(hào)和進(jìn)行CDS或者AD轉(zhuǎn)換的電路的固態(tài)成像設(shè)備，如日本未審查專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)No.2006-49361中所公開(kāi)的。在對(duì)于多個(gè)像素的每個(gè)部分接收像素信號(hào)的情況下，如圖15A的示意圖所示，在其中以二維形狀排列多個(gè)像素的像素單元201中，將像素分劃為多個(gè)部分，以便將包括多個(gè)像素的區(qū)域設(shè)置為一個(gè)部分202。另外，每個(gè)像素部分202被配置為接收來(lái)自一個(gè)如以上的電路的信號(hào)。在每個(gè)像素部分202中，按照如實(shí)線(xiàn)箭頭203和虛線(xiàn)箭頭204所示的順序來(lái)讀取像素信號(hào)。在每個(gè)像素部分202處同時(shí)讀取各信號(hào)。

順便提及，作為CMOS固態(tài)成像設(shè)備的相關(guān)技術(shù)，在國(guó)際公開(kāi)No.WO2006/129762和日本未審查專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)No.2007-013089中公開(kāi)了其中半導(dǎo)體芯片按后面入射型被層疊的CMOS固態(tài)成像設(shè)備。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

然而，在為每個(gè)像素列提供列電路的CMOS固態(tài)成像設(shè)備中，長(zhǎng)的垂直信號(hào)線(xiàn)在像素單元上行進(jìn)，并且列電路在其端處接收信號(hào)。由于此原因，由于垂直信號(hào)線(xiàn)的布線(xiàn)電阻引起的電壓降，來(lái)自在像素單元的垂直方向上的上端像素的信號(hào)處于與來(lái)自下端的像素的信號(hào)不同的電平。由CDS來(lái)抵消和消除此信號(hào)電平差，但是稍有陰影，因?yàn)镃DS的抵消抑制比(offset suppression ratio)不是無(wú)限大。另外，抵消使得CDS的操作范圍更窄或者變?yōu)閷?duì)電壓降低的阻礙。

另外，在向像素單元的上端和下端兩者提供列電路的情況下，抵消取決于是由上部列電路還是下部列電路處的像素讀取信號(hào)而改變，即使像素位于基本相同的位置處，這導(dǎo)致了特性上的差別。由于近來(lái)因CMOS固態(tài)成像設(shè)備中的速度增加引起的像素電流的增大、因尺寸增長(zhǎng)而增加像素單元、因像素小型化而通過(guò)使布線(xiàn)變細(xì)、或者通過(guò)對(duì)圖像質(zhì)量應(yīng)用嚴(yán)格的要求，此問(wèn)題變得更嚴(yán)重。

在這點(diǎn)上，在為每個(gè)像素或多個(gè)像素的每個(gè)部分提供用于進(jìn)行CDS或AD轉(zhuǎn)換的電路的方法中，通過(guò)像素或多個(gè)像素的部分的尺寸確定電路在長(zhǎng)度和寬度上的尺寸。由于此原因，可能沒(méi)有包括需要的功能，或者電路可能具有被浪費(fèi)的多余空間。另外，在為多個(gè)像素的每個(gè)部分提供電路的情況下，除非使用確保屏幕中的曝光時(shí)間的同時(shí)性的方法，其稱(chēng)為全局快門(mén)(global shutter)，否則，如圖15B所示，當(dāng)對(duì)在箭頭方向205上移動(dòng)的物體206成像時(shí)，在像素單元201的上半部分中的像素較后被讀取，在下半部分中的像素較先被讀取,如圖15C所示，導(dǎo)致移動(dòng)的物體206的失真成像。對(duì)于圖像質(zhì)量惡化和像素尺寸增加，需要全局快門(mén)。

鑒于這樣的情況，提出了本公開(kāi)，希望提供固態(tài)成像設(shè)備，其降低垂直信號(hào)線(xiàn)的電壓降，并通過(guò)改善陰影(shading)等來(lái)改善圖像質(zhì)量。

還希望提供具有該固態(tài)成像設(shè)備的諸如照相機(jī)的電子裝置。

根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例，固態(tài)成像設(shè)備包括：像素單元，其中，將物理量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的多個(gè)像素以二維形狀排列；垂直信號(hào)線(xiàn)，用于從像素讀取信號(hào)；以及列電路，與像素單元的列對(duì)應(yīng)地排列，并從在像素單元內(nèi)部的垂直信號(hào)線(xiàn)收集信號(hào)。

在根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的固態(tài)成像設(shè)備中，由于不從像素單元的一端而是從垂直信號(hào)線(xiàn)從像素單元的內(nèi)部將像素信號(hào)收集到列電路，因此由垂直信號(hào)線(xiàn)的布線(xiàn)電阻引起的電壓降降低。

根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例，固態(tài)成像設(shè)備包括：上基板，具有其中將物理量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的多個(gè)后面入射型像素以二維形狀排列的像素單元；以及下基板，面對(duì)上基板，并具有與像素單元的列對(duì)應(yīng)地排列的多個(gè)列電路，其中，上基板和下基板在它們的布線(xiàn)表面處連接，其中，在下基板表面的、列電路在垂直方向上彼此面對(duì)的一側(cè)，在上基板處形成的并讀取來(lái)自像素的信號(hào)的垂直信號(hào)線(xiàn)連接到下基板的列電路，以及其中，列電路的信號(hào)輸出到列電路不彼此面對(duì)的一側(cè)。

在根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的固態(tài)成像設(shè)備中，因?yàn)閺南袼刈x取信號(hào)的垂直信號(hào)線(xiàn)和下基板的列電路在下基板表面的、列電路垂直方向上彼此面對(duì)的一側(cè)連接，因此，由垂直信號(hào)線(xiàn)的布線(xiàn)電阻引起的電壓降降低。

根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例，電子裝置包括：固態(tài)成像設(shè)備；光學(xué)系統(tǒng)，用于將入射光引導(dǎo)到固態(tài)成像設(shè)備的光電轉(zhuǎn)換單元；信號(hào)處理電路，用于處理固態(tài)成像設(shè)備的輸出信號(hào)，其中，該固態(tài)成像設(shè)備是根據(jù)本公開(kāi)的固態(tài)成像設(shè)備。

在根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的電子裝置中，由于提供了根據(jù)本公開(kāi)的固態(tài)成像設(shè)備，因此當(dāng)從垂直信號(hào)線(xiàn)收集像素信號(hào)到列電路時(shí)，由垂直信號(hào)線(xiàn)的布線(xiàn)電阻引起的電壓降降低。

根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例，成像設(shè)備包括：第一基板，包含以二維陣列排列的多個(gè)像素，所述多個(gè)像素中的至少一個(gè)輸出像素信號(hào)；連接部分，基于像素信號(hào)在垂直于所述二維陣列的方向上傳送模擬信號(hào)；以及第二基板，包含接收所述模擬信號(hào)的處理電路，該處理電路包括模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器的至少一部分。第一基板和第二基板被層疊并通過(guò)所述連接部分相互電連接，并且所述多個(gè)像素中的至少一個(gè)與所述處理電路的至少一部分重疊。

根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例，成像設(shè)備包括：第一基板，包括以二維陣列排列的多個(gè)像素，所述多個(gè)像素中的至少一個(gè)輸出模擬信號(hào)；連接部分，在垂直于所述二維陣列的方向上傳送模擬信號(hào)；以及第二基板，包括基于所述模擬信號(hào)輸出數(shù)字信號(hào)的處理電路。第一基板和第二基板被層疊并通過(guò)所述連接部分相互電連接，并且所述多個(gè)像素中的至少一個(gè)與所述處理電路的至少一部分重疊。

根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例，成像設(shè)備包括：第一基板，包括以二維陣列排列的多個(gè)像素，所述多個(gè)像素中的至少一個(gè)輸出模擬信號(hào)；連接部分，傳送模擬信號(hào)；以及第二基板，包括基于所述模擬信號(hào)輸出數(shù)字信號(hào)的處理電路。第一基板和第二基板被層疊并通過(guò)所述連接部分相互電連接，并且所述多個(gè)像素中的至少一個(gè)與所述處理電路的至少一部分重疊。

根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的固態(tài)成像設(shè)備，因?yàn)楫?dāng)讀取像素信號(hào)時(shí)由垂直信號(hào)線(xiàn)的布線(xiàn)電阻引起的電壓降降低，因此能夠改進(jìn)圖像質(zhì)量，例如改善由電壓降引起的陰影。因此能夠提供高質(zhì)量的固態(tài)成像設(shè)備。

根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的電子裝置，在固態(tài)成像設(shè)備中，因?yàn)楫?dāng)讀取像素信號(hào)時(shí)由垂直信號(hào)線(xiàn)的布線(xiàn)電阻引起的電壓降降低，因此能夠改進(jìn)圖像質(zhì)量，例如改善由電壓降引起的陰影。因此能夠提供高質(zhì)量的電子裝置。

附圖描述

圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的固態(tài)成像設(shè)備的第一實(shí)施例的示意圖。

圖2A和2B是示出根據(jù)第一實(shí)施例的第一半導(dǎo)體芯片和第二半導(dǎo)體芯片的示意性的平面圖。

圖3是示出本發(fā)明的實(shí)施例中的像素和列電路之間的連接關(guān)系的方塊圖。

圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的單元像素的一個(gè)例子的等效電路圖。

圖5A到5E是例示根據(jù)第一實(shí)施例的固態(tài)成像設(shè)備的操作的圖。

圖6是示出根據(jù)本公開(kāi)的固態(tài)成像設(shè)備的第二實(shí)施例的示意圖。

圖7A和7B是示出根據(jù)第二實(shí)施例的第一半導(dǎo)體芯片和第二半導(dǎo)體芯片的示意性的平面圖。

圖8A到8E是例示根據(jù)第二實(shí)施例的固態(tài)成像設(shè)備的操作的圖。

圖9是示出根據(jù)本公開(kāi)的固態(tài)成像設(shè)備的第三實(shí)施例的示意圖。

圖10A和10B是示出根據(jù)第三實(shí)施例的第一半導(dǎo)體芯片和第二半導(dǎo)體芯片的示意性的平面圖。

圖11A到11D是例示根據(jù)第三實(shí)施例的固態(tài)成像設(shè)備的操作的圖。

圖12是示出根據(jù)本公開(kāi)的修改例子的固態(tài)成像設(shè)備的示意性的截面圖。

圖13是示出根據(jù)本公開(kāi)的第四實(shí)施例的電子裝置的示意圖。

圖14是示出CMOS固態(tài)成像設(shè)備的一個(gè)例子的示意圖。

圖15A到15C是示出現(xiàn)有固態(tài)成像設(shè)備的配置和通過(guò)對(duì)移動(dòng)物體成像而得到的圖像的示意圖。

具體實(shí)施方式

以下將描述本公開(kāi)的實(shí)施例。將按下列順序提供描述。

1.CMOS固態(tài)成像設(shè)備的示意配置的例子

2.第一實(shí)施例(固態(tài)成像設(shè)備的例子)。

3.第二實(shí)施例(固態(tài)成像設(shè)備的例子)。

4.第三實(shí)施例(固態(tài)成像設(shè)備的例子)。

5.第四實(shí)施例(電子裝置的例子)。

<1.CMOS固態(tài)成像設(shè)備的示意配置的例子>

首先，為了理解本公開(kāi)，將參照?qǐng)D14描述CMOS固態(tài)成像設(shè)備的示意配置的一個(gè)例子。CMOS固態(tài)成像設(shè)備101包括像素單元(所謂的成像區(qū))103和外圍電路單元，像素單元103具有提供有在硅基板中提供的光電轉(zhuǎn)換單元并且在半導(dǎo)體基板111上以二維形狀規(guī)則地排列的多個(gè)像素102。作為像素102，可以應(yīng)用由一個(gè)光電轉(zhuǎn)換單元和多個(gè)像素晶體管組成的單元像素。另外，作為像素102，可以應(yīng)用所謂的像素共享結(jié)構(gòu)，其中多個(gè)光電轉(zhuǎn)換單元共享除了傳輸晶體管之外的像素晶體管。可以用由傳輸晶體管、復(fù)位晶體管、放大晶體管和選擇晶體管組成的四個(gè)晶體管或者其中排除選擇晶體管的三個(gè)晶體管來(lái)配置多個(gè)像素晶體管。

外圍電路單元被配置有所謂的邏輯電路，比如垂直驅(qū)動(dòng)電路104、列電路105、水平驅(qū)動(dòng)電路106、輸出電路107和控制電路108。

控制電路108接收指示輸入時(shí)鐘、操作模式等的數(shù)據(jù)，并輸出諸如固態(tài)成像設(shè)備的內(nèi)部信息的數(shù)據(jù)。另外，控制電路108根據(jù)垂直同步信號(hào)、水平同步信號(hào)和主時(shí)鐘來(lái)產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)或控制信號(hào)，這些信號(hào)將變成垂直驅(qū)動(dòng)電路104、列電路105和水平驅(qū)動(dòng)電路106的操作基準(zhǔn)。另外，這些信號(hào)被輸入到垂直驅(qū)動(dòng)電路104、列電路105和水平驅(qū)動(dòng)電路106等。

垂直驅(qū)動(dòng)電路104由例如移位寄存器組成，它選擇像素驅(qū)動(dòng)布線(xiàn)以將用于驅(qū)動(dòng)像素的脈沖提供給所選擇的像素驅(qū)動(dòng)布線(xiàn)，并驅(qū)動(dòng)每行的像素。換句話(huà)說(shuō)，垂直驅(qū)動(dòng)電路104在垂直方向上連續(xù)地、選擇性地掃描每行的像素單元103的每個(gè)像素102。另外，按照例如在成為每個(gè)像素2的光電轉(zhuǎn)換元件的光電二極管中接收的光量，垂直驅(qū)動(dòng)電路104通過(guò)垂直信號(hào)線(xiàn)109向列電路105提供基于所產(chǎn)生的信號(hào)電荷的像素信號(hào)。

列電路105被布置到例如像素102的每列，并對(duì)從每個(gè)像素列的一行中的像素102輸出的信號(hào)進(jìn)行諸如噪聲去除的信號(hào)處理。換句話(huà)說(shuō)，列電路105進(jìn)行諸如CDS、信號(hào)放大和AD轉(zhuǎn)換的信號(hào)處理，以便去除像素102中固有的固定樣式的噪聲。將水平選擇開(kāi)關(guān)(未示出)安裝到列電路105以連接到水平信號(hào)線(xiàn)110。

水平驅(qū)動(dòng)電路106由例如移位寄存器組成，并通過(guò)連續(xù)輸出水平掃描脈沖按順序選擇列電路105，以便像素信號(hào)從每個(gè)列電路105輸出到水平信號(hào)線(xiàn)110。

輸出電路107處理并輸出通過(guò)水平信號(hào)線(xiàn)110從每個(gè)列電路105連續(xù)提供的信號(hào)。例如，輸出電路107可以只進(jìn)行緩沖，或者進(jìn)行黑電平調(diào)整、列偏離校正或各種數(shù)字處理。輸入/輸出端112與外部交換信號(hào)。

<2.第一實(shí)施例>

[固態(tài)成像設(shè)備的例子]

圖1到2B示出根據(jù)本公開(kāi)的固態(tài)成像設(shè)備的第一實(shí)施例。此實(shí)施例是后面入射型CMOS固態(tài)成像設(shè)備,圖1到2B是整個(gè)配置的示意圖。

在根據(jù)第一實(shí)施例的固態(tài)成像設(shè)備1中，如圖1所示，具有像素單元的第一基板2和具有列電路的第二基板3被層疊并通過(guò)連接部分4電連接，在該像素單元中，將物理量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的多個(gè)像素以二維形狀排列。換句話(huà)說(shuō)，如圖2A所示，第一基板2包括其中多個(gè)后面入射型像素5以二維形狀排列的像素單元6和具有垂直驅(qū)動(dòng)電路7的第一半導(dǎo)體芯片。以下，第一基板2將被稱(chēng)為第一半導(dǎo)體芯片。第一半導(dǎo)體芯片2是所謂的后面入射型CMOS圖像傳感器芯片。如圖2B所示，第二基板3被配置作為第二半導(dǎo)體芯片，其包括列電路11、控制電路12、水平驅(qū)動(dòng)電路13以及與輸出電路對(duì)應(yīng)的信號(hào)處理電路14。以下，第二基板3將被稱(chēng)為第二半導(dǎo)體芯片。通過(guò)用作連接部分4的微凸塊(micro bump)將第一半導(dǎo)體芯片(相應(yīng)于上基板)2以倒裝片(flip-chip)的方式安裝到第二半導(dǎo)體芯片(相應(yīng)于下基板)3以配置固態(tài)成像設(shè)備1。以下，連接部分4將被稱(chēng)為微凸塊。

第一半導(dǎo)體芯片2包括在半導(dǎo)體基板8上的像素單元6和垂直驅(qū)動(dòng)電路7，在像素單元6中每個(gè)具有用作光電轉(zhuǎn)換部分的光電二極管(PD)和多個(gè)像素晶體管的多個(gè)像素以二維形狀排列。形成光電二極管(PD)以面對(duì)半導(dǎo)體基板8的后側(cè)，像素晶體管包括浮置擴(kuò)散體(floating diffuser，F(xiàn)D)并形成在半導(dǎo)體基板8的表面?zhèn)取Ｔ摶宓暮髠?cè)變?yōu)楣饨邮毡砻?，雖然在圖中沒(méi)有示出，但是，在光接收表面上層疊防反射膜、濾色片和芯片上鏡頭等。

垂直驅(qū)動(dòng)電路7連接到像素驅(qū)動(dòng)布線(xiàn)9，像素驅(qū)動(dòng)布線(xiàn)9提供脈沖電壓以驅(qū)動(dòng)像素5。像素驅(qū)動(dòng)布線(xiàn)9通常連接到排列在像素單元的水平方向上的每一行的像素5，盡管在圖2A中代表性地示出了在水平方向上(橫向)形成的一個(gè)布線(xiàn)，但是，如下所述，布置了多個(gè)像素驅(qū)動(dòng)布線(xiàn)9。另外，在像素單元6的垂直方向上，垂直信號(hào)線(xiàn)10被布置到每列的像素5。像素驅(qū)動(dòng)布線(xiàn)和垂直信號(hào)線(xiàn)形成為通過(guò)在半導(dǎo)體基板的表面?zhèn)鹊膶娱g隔離膜布置的多個(gè)布線(xiàn)層。

在第一半導(dǎo)體芯片2的像素單元6處，由垂直驅(qū)動(dòng)電路7來(lái)選擇像素驅(qū)動(dòng)布線(xiàn)9，通過(guò)所選擇的像素驅(qū)動(dòng)布線(xiàn)9提供的脈沖電壓，與之相應(yīng)的一行像素5同時(shí)被驅(qū)動(dòng)，并且像素5的信號(hào)被輸出到垂直信號(hào)線(xiàn)10。

如圖2B所示，第二半導(dǎo)體芯片3包括在半導(dǎo)體基板16的表面?zhèn)鹊闹行膮^(qū)處形成的列電路11以及提供在列電路區(qū)的上側(cè)和下側(cè)的水平驅(qū)動(dòng)電路13[13A和13B]。在列電路區(qū)的右側(cè)和左側(cè)形成控制電路12和信號(hào)處理電路14。根據(jù)像素單元6的像素列安裝列電路11多達(dá)與像素列的數(shù)量相同。換句話(huà)說(shuō)，像素單元6的像素列和列電路11之間的數(shù)量關(guān)系為1:1。例如，在列電路11中，與像素單元6的奇數(shù)列相應(yīng)的列電路11A排列在半導(dǎo)體基板16的水平方向上的上端側(cè)，與像素單元6的偶數(shù)列相應(yīng)的列電路11B排列在半導(dǎo)體基板16的水平方向上的下端側(cè)。

換句話(huà)說(shuō)，與在第一半導(dǎo)體芯片處形成的像素單元6的中心附近的像素列對(duì)應(yīng)地排列列電路11[11A和11B]。另外，在垂直方向上在上下位置處布置的奇數(shù)像素列的列電路11A和偶數(shù)像素列的列電路11B排列為彼此面對(duì)，使得它們的輸入端(對(duì)應(yīng)于微凸塊4)彼此面對(duì)。由于與奇數(shù)像素列相應(yīng)的列電路11A和與偶數(shù)像素列相應(yīng)的列電路11B被布置在與每個(gè)像素5的奇數(shù)列和偶數(shù)列相應(yīng)的位置處，因此，它們被排列為在水平方向上偏離像素列的一個(gè)間距。每個(gè)列電路11被形成為具有等于像素單元6的兩個(gè)像素列的寬度d2的寬度d1(d1＝d2)。另外，在第一半導(dǎo)體芯片2中，讀取奇數(shù)列中的像素信號(hào)的垂直信號(hào)線(xiàn)10和讀取偶數(shù)列中的像素信號(hào)的垂直信號(hào)線(xiàn)在如下側(cè)連接：上部列電路11A和下部列電路11B在第二半導(dǎo)體芯片3中在該側(cè)相遇。

如上所述，控制電路12接收指示輸入時(shí)鐘、操作模式等的數(shù)據(jù)，并輸出包含固態(tài)成像設(shè)備的信息的數(shù)據(jù)。另外，如以下，控制電路12向每個(gè)組件提供所需的時(shí)鐘或脈沖。

列電路向像素5提供偏壓電流并接收在每列中的像素5的信號(hào)，以對(duì)該信號(hào)進(jìn)行CDS(相關(guān)雙采樣：去除或處理固定樣式的噪聲)、信號(hào)放大或AD轉(zhuǎn)換。

水平驅(qū)動(dòng)電路13[13A和13B]按順序選擇列電路11并將信號(hào)引導(dǎo)到信號(hào)處理電路。信號(hào)處理電路14處理并輸出信號(hào)。例如，信號(hào)處理電路14可以只進(jìn)行緩沖，或者進(jìn)行黑電平調(diào)整、列偏離校正、信號(hào)放大、與色彩相關(guān)的處理等。

通過(guò)將第一半導(dǎo)體芯片2和第二半導(dǎo)體芯片3的形成布線(xiàn)的表面、即像素的布線(xiàn)表面彼此面對(duì)地排列，通過(guò)微凸塊4將第一半導(dǎo)體芯片2和第二半導(dǎo)體芯片3電連接或機(jī)械連接。在第一半導(dǎo)體芯片2中，通過(guò)在與具有像素單元6的半導(dǎo)體基板8的光接收表面相對(duì)的表面上的層間隔離膜形成多個(gè)布線(xiàn)層。在第二半導(dǎo)體芯片3中，通過(guò)在形成列電路11、水平驅(qū)動(dòng)電路13、控制電路12和信號(hào)處理電路14的半導(dǎo)體基板16的表面上的層間隔離膜形成多個(gè)布線(xiàn)層。在第一半導(dǎo)體芯片2側(cè)、在第二半導(dǎo)體芯片3側(cè)或者在半導(dǎo)體芯片2和3的兩者側(cè)形成微凸塊4。在圖中，僅在下面的第二半導(dǎo)體芯片3側(cè)繪出了微凸塊4。微凸塊4將像素單元6的垂直信號(hào)線(xiàn)10連接到列電路11。

在此例子中，在第二半導(dǎo)體芯片3的布線(xiàn)表面處、在與像素單元6的奇數(shù)列相應(yīng)的列電路11A和與偶數(shù)列相應(yīng)的列電路11B彼此面對(duì)的位置處形成微凸塊4。通過(guò)微凸塊4，位于中心附近的每個(gè)列電路11的輸入端電連接到像素單元6的垂直信號(hào)線(xiàn)10的中心部分。列電路11被布置為基于像素單元6在垂直方向上的中心部分而面對(duì)垂直信號(hào)線(xiàn)10。換句話(huà)說(shuō)，基于在像素單元6的垂直方向上的中心附近的微凸塊4，將列電路11布置為面對(duì)垂直信號(hào)線(xiàn)10。微凸塊4也形成在第二半導(dǎo)體芯片3周?chē)奈词境龅奈恢锰?，并通過(guò)在第二半導(dǎo)體芯片3周?chē)纬傻奈⑼箟K4來(lái)交換關(guān)于像素的驅(qū)動(dòng)的電力和信息。

像素5和列電路11如圖3所示連接。關(guān)于第一半導(dǎo)體芯片2的像素單元6，在每列中布置的多個(gè)像素5連接到垂直信號(hào)線(xiàn)10。同時(shí)，在第二半導(dǎo)體芯片3中，與每個(gè)像素列對(duì)應(yīng)形成列電路11。在像素單元6中，即在此例中在像素單元6的中心附近，垂直信號(hào)線(xiàn)10和列電路11在微凸塊4處連接。在此，列電路11具有恒流源18和模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路(ADC)17。恒流源18允許偏壓電流流過(guò)像素5。偏壓電流從所選像素5中的供電端(power terminal)經(jīng)過(guò)垂直信號(hào)線(xiàn)10和微凸塊4流到在恒流源18中的地端。模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換電路17與恒流源18共享微凸塊11的節(jié)點(diǎn)19，并收集作為像素輸出的節(jié)點(diǎn)電壓，并對(duì)其進(jìn)行模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換。換句話(huà)說(shuō)，在列電路11中，允許偏壓電流流到像素5的路徑和收集像素5的信號(hào)的路徑共享通過(guò)微凸塊4的連接部分。

圖4示出了像素的等效電路的例子。在此例中，像素包括用作為光電轉(zhuǎn)換單元的光電二極管以及由傳輸晶體管Tr1、復(fù)位晶體管Tr2、放大晶體管Tr3和選擇晶體管Tr4組成的多個(gè)像素晶體管。光電二極管(PD)通過(guò)傳輸晶體管Tr1連接到浮置擴(kuò)散體(FD)。傳輸晶體管Tr1將光電二極管(PD)的電荷(例如光電子)傳輸?shù)礁≈脭U(kuò)散體(FD)。浮置擴(kuò)散體(FD)連接到放大晶體管Tr3的柵極。如果選擇晶體管Tr4導(dǎo)通,放大晶體管Tr3向垂直信號(hào)線(xiàn)10輸出與浮置擴(kuò)散體(FD)的電勢(shì)相應(yīng)的信號(hào)。復(fù)位晶體管Tr2連接到浮置擴(kuò)散體(FD)，并將浮置擴(kuò)散體(FD)的電荷放電到供電布線(xiàn)以復(fù)位浮置擴(kuò)散體(FD)。像素5的等效電路不是新穎的，而是一般的電路。分別連接到傳輸晶體管Tr1、選擇晶體管Tr4和復(fù)位晶體管Tr2的三個(gè)布線(xiàn)21、23、22相應(yīng)于上述的像素驅(qū)動(dòng)布線(xiàn)9。

圖5A到5D示出了根據(jù)第一實(shí)施例的固態(tài)成像設(shè)備的操作，即來(lái)自像素的信號(hào)的流程。在第一半導(dǎo)體芯片2的像素單元6中，按照從第一像素行到第n像素行的向上順序，由垂直信號(hào)線(xiàn)10讀取像素5的信號(hào)。在像素單元6中，上半部的(上部)像素5的信號(hào)按照從第一像素行到第m像素行的順序通過(guò)垂直信號(hào)線(xiàn)10(見(jiàn)圖5B和5D)，并經(jīng)過(guò)在像素單元6的中心附近的微凸塊4而輸入到第二半導(dǎo)體芯片3的列電路11。在像素單元6中，下半部的(下部)像素5的信號(hào)按照從第m+1像素行到第n像素行的順序通過(guò)垂直信號(hào)線(xiàn)10(見(jiàn)圖5C和5D)，并經(jīng)過(guò)在像素單元6的中心附近的微凸塊4而輸入到第二半導(dǎo)體芯片3的列電路11。在此，奇數(shù)列像素5的信號(hào)被輸入到上部列電路11A(見(jiàn)圖5E),偶數(shù)列像素5的信號(hào)被輸入到下部列電路11B(見(jiàn)圖5E)。列電路11[11A和11B]按順序進(jìn)行所需的處理，由上部垂直驅(qū)動(dòng)電路13A將奇數(shù)列的信號(hào)發(fā)送給信號(hào)處理電路，由下部水平驅(qū)動(dòng)電路13B將偶數(shù)列的信號(hào)發(fā)送給信號(hào)處理電路14(見(jiàn)圖5E)。換的話(huà)說(shuō)，像素列中的像素5的信號(hào)被輸入到列電路11A和11B彼此面對(duì)的輸入端。列電路11A和11B的信號(hào)從列電路11A和11B沒(méi)有彼此面對(duì)的一側(cè)的輸出端輸出到水平驅(qū)動(dòng)電路13A和13B。

根據(jù)第一實(shí)施例的固態(tài)成像設(shè)備1，第一半導(dǎo)體芯片2的像素單元6的中心部分連接到第二半導(dǎo)體芯片3，對(duì)于像素單元6的上部分和下部分中的任何一個(gè)信號(hào)的信號(hào)，垂直信號(hào)線(xiàn)10的布線(xiàn)電阻變?yōu)橄嗤Ｅc從垂直信號(hào)線(xiàn)10的端子收集像素信號(hào)到列電路的一般配置相比，在第一實(shí)施例中，直到信號(hào)進(jìn)入列電路11為止，垂直信號(hào)線(xiàn)10的最大長(zhǎng)度減半。由于此原因，在此實(shí)施例中，由于垂直信號(hào)線(xiàn)10的布線(xiàn)電阻，由電壓降引起的陰影減半。另外，以像素單元6的中心部分作為邊界，陰影是垂直對(duì)稱(chēng)的，因此不容易被觀察到。例如，如果圖像的上半部分是“亮的(暗的)”，則下半部分變?yōu)椤傲恋?暗的)”，從而防止陰影突顯。

如上所述，在第一實(shí)施例中，能夠降低在垂直信號(hào)線(xiàn)10中的電壓降并減少由電壓降引起的陰影。另外，當(dāng)應(yīng)用于照相機(jī)時(shí)，與成像鏡頭的周邊對(duì)應(yīng)的圖像區(qū)通常是暗的，并通常在電路系統(tǒng)中被校正。由于圖像的陰影是垂直對(duì)稱(chēng)的，因此易于進(jìn)行校正。在此實(shí)施例中，通過(guò)增強(qiáng)陰影能夠改進(jìn)圖像質(zhì)量。

另外，由于通過(guò)垂直信號(hào)線(xiàn)10的布線(xiàn)電阻使得最大電壓降減半，這有助于確保電壓余量(voltage margin)或降低電壓。在此，電壓余量意味用于線(xiàn)性地輸出信號(hào)直到飽和信號(hào)的像素電路的工作電壓的余地(room)、使像素的輸出范圍與列電路的輸入范圍相匹配的電壓的余地等。如果改變處理來(lái)增加處理的電荷量，同樣可以加寬電壓余量的動(dòng)態(tài)范圍。由于列電路的寬度d1相應(yīng)于兩個(gè)像素列的寬度d2，因此，易于制造列電路11。

在此實(shí)施例中，以倒裝片的方式將具有后面入射型像素單元6的第一半導(dǎo)體芯片2安裝到第二半導(dǎo)體芯片3，同時(shí)像素5的布線(xiàn)位于下側(cè)，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)該固態(tài)成像設(shè)備而不影響光接收或光電轉(zhuǎn)換。

<3.第二實(shí)施例>

[固態(tài)成像設(shè)備的例子]

圖6至圖7B示出了根據(jù)本公開(kāi)的固態(tài)成像設(shè)備的第二實(shí)施例。該實(shí)施例是后側(cè)入射型CMOS固態(tài)成像設(shè)備，圖6至圖7B是示意圖。

在根據(jù)第二實(shí)施例的固態(tài)成像設(shè)備31中，如圖6所示，具有像素單元的第一基板32和具有列電路的第二基板33被層疊并通過(guò)連接部分4相互電連接，其中在像素單元中將物理量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的多個(gè)像素以二維形狀排列。以下，將第一基板32稱(chēng)為第一半導(dǎo)體芯片，將第二基板33稱(chēng)為第二半導(dǎo)體芯片。另外，將連接部分4稱(chēng)為微凸塊。換句話(huà)說(shuō)，如圖7A所示，第一半導(dǎo)體芯片32包括像素單元6和垂直驅(qū)動(dòng)電路7，在像素單元6中多個(gè)后面入射型像素5以二維形狀排列。第一半導(dǎo)體芯片32變?yōu)樗^的后面入射型CMOS圖像傳感器芯片。如圖7B所示，通過(guò)形成列電路11、控制電路12、水平驅(qū)動(dòng)電路13[13A和13B]以及與輸出電路相應(yīng)的信號(hào)處理電路14來(lái)配置第二半導(dǎo)體芯片33。以倒裝片方式通過(guò)微凸塊4將第一半導(dǎo)體芯片32安裝到下部的第二半導(dǎo)體芯片33以配置固態(tài)成像設(shè)備31。

在此實(shí)施例中，同時(shí)讀取兩行中的像素5。在第一半導(dǎo)體芯片32的像素單元6中，對(duì)一個(gè)像素列排列兩個(gè)垂直信號(hào)線(xiàn)10[10A和10B]，使得第一垂直信號(hào)線(xiàn)10A連接到奇數(shù)像素行，第二垂直信號(hào)線(xiàn)10B連接到偶數(shù)像素行。第二半導(dǎo)體芯片33的列電路11具有與像素列的寬度d4相同的寬度d3(d3＝d4),并且被排列為與垂直信號(hào)線(xiàn)12的數(shù)量對(duì)應(yīng)的像素列的兩倍那樣多。與在水平方向上的像素列的數(shù)量一樣多的列電路11分別被排列到在垂直方向上的上端和下端。換句話(huà)說(shuō)，在像素單元6的像素列和列電路11之間的數(shù)量關(guān)系變?yōu)?:2。

在上端的列電路11A連接到與像素列中的奇數(shù)行中的像素5相連的第一垂直信號(hào)線(xiàn)10A。在下端的列電路11B連接到與像素列中的偶數(shù)行中的像素5相連的第二垂直信號(hào)線(xiàn)10B。上端的列電路11A和下端的列電路11B被排列為在水平方向上偏離多達(dá)像素列的一半間距。上端的列電路11A和下端的列電路11B被排列為彼此面對(duì)，以使它們的輸入端(與微凸塊4相應(yīng)的部分)彼此面對(duì)。

另外，位于中心附近的每個(gè)列電路11A和11B的輸入端和像素單元6的垂直信號(hào)線(xiàn)10A和10B的中心部分通過(guò)微凸塊4電連接。第一垂直信號(hào)線(xiàn)10A的中心部分和上端的列電路11A的輸入端通過(guò)微凸塊4連接，第二垂直信號(hào)線(xiàn)10B的中心部分和下端的列電路11B的輸入端通過(guò)微凸塊4連接。

其它配置與第一實(shí)施例中所示的配置相同，因此，由相同的參考標(biāo)記來(lái)指定相應(yīng)的部件，并不再加以描述。

圖8A至8E示出根據(jù)第二實(shí)施例的固態(tài)成像設(shè)備的操作，即來(lái)自像素的信號(hào)的流程。在第一半導(dǎo)體芯片32的像素單元6中，對(duì)于每?jī)蓚€(gè)像素行，按照向下的順序，由第一和第二垂直信號(hào)線(xiàn)10A和10B來(lái)讀取信號(hào)。像素單元6的上半部像素5的信號(hào)按照從第一和第二像素行到第m-1和第m兩個(gè)像素行的順序通過(guò)第一和第二垂直信號(hào)線(xiàn)10A和10B(見(jiàn)圖8B和8D)，并經(jīng)過(guò)在像素單元6的中心附近的微凸塊4同時(shí)輸入到第二半導(dǎo)體芯片33的列電路11(見(jiàn)圖8E)。在此，奇數(shù)行的像素5的信號(hào)輸入到上端的列電路11A，并且偶數(shù)行的像素5的信號(hào)輸入到下端的列電路11B。其中兩個(gè)像素行的信號(hào)同時(shí)被輸入的列電路11A和11B按順序進(jìn)行所需的處理，以便奇數(shù)行中的信號(hào)由上方的水平驅(qū)動(dòng)電路13A發(fā)送到信號(hào)處理電路14，并且偶數(shù)行中的信號(hào)由下方的水平驅(qū)動(dòng)電路13B發(fā)送到信號(hào)處理電路14。換句話(huà)說(shuō)，兩個(gè)像素行的像素5的信號(hào)被輸入到彼此面對(duì)的列電路11A和11B的輸入端。列電路11A和11B的信號(hào)從不彼此面對(duì)的列電路11A和11B的輸出端輸出到水平驅(qū)動(dòng)電路13A和13B。

根據(jù)第二實(shí)施例的固態(tài)成像設(shè)備31，由于列電路11的數(shù)量是像素列的數(shù)量的兩倍，因此與第一實(shí)施例相比，能夠近似加倍地增加處理速率。由于垂直信號(hào)線(xiàn)10[10A和10B]的負(fù)載能力基本減半，在讀取速率可由像素進(jìn)行速率控制的情況下，可以近似加倍地進(jìn)一步增加處理速率。

除此之外，可以得到與第一實(shí)施例中所得到的相同的效果。換句話(huà)說(shuō)，由于第一半導(dǎo)體芯片32在像素單元6的中心附近連接到第二半導(dǎo)體芯片33，因此，對(duì)于像素單元6的上部分和下部分的任意像素，垂直信號(hào)線(xiàn)10[10A和10B]的布線(xiàn)電阻是相同的。與其中從垂直信號(hào)線(xiàn)的末端收集像素信號(hào)到列電路的一般配置相比，在第二實(shí)施例中，直到信號(hào)進(jìn)入列電路11[11A和11B]，垂直信號(hào)線(xiàn)10[10A和10B]的最大長(zhǎng)度減半。由于此原因，在此實(shí)施例中，由于垂直信號(hào)線(xiàn)的布線(xiàn)電阻，由電壓降引起的陰影被減半。另外，陰影以像素單元6的上部分和下部分垂直對(duì)稱(chēng)，因此，不容易被觀察到。如上所述，在第二實(shí)施例中，能夠減小在垂直信號(hào)線(xiàn)10中的電壓降并減少由電壓降引起的陰影。因此，能夠通過(guò)增強(qiáng)陰影來(lái)改進(jìn)圖像質(zhì)量。

另外，由于通過(guò)垂直信號(hào)線(xiàn)10[10A和10B]的布線(xiàn)電阻使得最大電壓降減半，這有助于確保電壓余量或降低電壓。如改變處理來(lái)增加所處理的電荷量，則同樣可以加寬電壓余量的動(dòng)態(tài)范圍。

即使在第二實(shí)施例中，由于具有后面入射型像素單元6的第一導(dǎo)體芯片32按照倒裝片的方式安裝到第二導(dǎo)體芯片33，同時(shí)像素5的布線(xiàn)是在下側(cè)，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)固態(tài)成像設(shè)備而不影響光接收或光電轉(zhuǎn)換。

<4.第三實(shí)施例>

[固態(tài)成像設(shè)備的例子]

圖9至10B示出了根據(jù)本公開(kāi)的固態(tài)成像設(shè)備的第三實(shí)施例。該實(shí)施例是后面入射型CMOS固態(tài)成像設(shè)備，圖9至10B是示意圖。

在根據(jù)第三實(shí)施例的固態(tài)成像設(shè)備41中，具有像素單元的第一基板42和具有列電路的第二基板43被層疊并通過(guò)連接部分4彼此電連接，其中在像素單元中，多個(gè)將物理量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的像素以二維形狀排列。以下，將第一基板42稱(chēng)為第一半導(dǎo)體芯片，并將第二基板43稱(chēng)為第二半導(dǎo)體芯片。另外，將連接部分4稱(chēng)為微凸塊。換句話(huà)說(shuō)，如圖10A所示，第一半導(dǎo)體芯片42包括其中多個(gè)后面入射型像素5以二維形狀排列的像素單元6和垂直驅(qū)動(dòng)電路7。第一半導(dǎo)體芯片42成為所謂的后面入射型CMOS圖像傳感器芯片。如圖10B所示，通過(guò)形成列電路11、控制電路12、水平驅(qū)動(dòng)電路13[13A和13B]以及與輸出電路相應(yīng)的信號(hào)處理電路14來(lái)配置第二基板43。第一半導(dǎo)體芯片42按倒裝片的方式通過(guò)微凸塊4安裝到下部第二半導(dǎo)體芯片43，以配置固態(tài)成像設(shè)備41。

在第一半導(dǎo)體芯片42的像素單元6中，與每個(gè)像素列對(duì)應(yīng)地形成與多個(gè)像素5相連的垂直信號(hào)線(xiàn)10。同時(shí)，在第二半導(dǎo)體芯片43中，在垂直方向上布置三個(gè)列電路11[11A、11B和11C]。將列電路11A、11B和11C分別以復(fù)數(shù)排列在水平方向上。上端的列電路11A相應(yīng)于像素單元6中的每隔兩列的像素列，即第一像素列、第四像素列、第七像素列、第十像素列…。中間的列電路11B相應(yīng)于像素單元6中的每隔兩列的像素列，即第二像素列、第五像素列、第八像素列、第十一像素列…。下端的列電路11C相應(yīng)于像素單元6中的每隔兩列的像素列，即第三像素列、第六像素列、第九像素列、第十二像素列…。

以等于像素5的三列的寬度d6的寬度d5形成每個(gè)列電路11A至11C(d5＝d6)。列電路11B和11C被排列為相對(duì)于上端的列電路11A和11B在水平方向上偏離多達(dá)像素列的一個(gè)間距。

在上端的列電路11A的第二半導(dǎo)體芯片43中與中心輸入端對(duì)應(yīng)的位置處形成將上端的列電路11A連接到相應(yīng)像素列的垂直信號(hào)線(xiàn)10的微凸塊4。在下端的列電路11C的第二半導(dǎo)體芯片43中與中心輸入端對(duì)應(yīng)的位置處形成將下端的列電路11C連接到相應(yīng)像素列的垂直信號(hào)線(xiàn)10的微凸塊4。在水平方向上在下端的列電路11C附近的位置處和在上端的列電路11A的附近的位置處交替地形成將中間的列電路11B連接到相應(yīng)像素列的垂直信號(hào)線(xiàn)微凸塊4。

其它配置與在第一實(shí)施例中所示的相同，因此，通過(guò)相同的參考標(biāo)記來(lái)指定相應(yīng)的部件，并不再描述。

圖11A至11D示出根據(jù)第三實(shí)施例的固態(tài)成像設(shè)備的操作，即來(lái)自像素的信號(hào)的流程。在第一半導(dǎo)體芯片42的像素單元6中，對(duì)每一個(gè)像素行，由垂直信號(hào)線(xiàn)10按照向下的順序讀取像素5的信號(hào)。圖11B和11D示出了從像素單元6的上部分讀取的信號(hào)的流程。將垂直信號(hào)線(xiàn)10連接到列電路11的微凸塊4的垂直位置從垂直信號(hào)線(xiàn)10的中心部分偏離，并且偏離的位置取決于像素列而變化，如圖所示。另外，在像素單元6的上半部分中，如圖所示，第一像素列、第四像素列、第七像素列、…的像素5的信號(hào)經(jīng)過(guò)垂直信號(hào)線(xiàn)10，并通過(guò)在像素單元6的垂直方向上接近1/3的位置處的微凸塊4被輸入到上端的列電路11A。第二像素列、第五像素列、第八像素列、…的像素5的信號(hào)經(jīng)過(guò)垂直信號(hào)線(xiàn)10，并通過(guò)在像素單元6的垂直方向上接近1/3和2/3的位置處交替改變的微凸塊4輸入到中間的列電路11B。第三像素列、第六像素列、第九像素列、…的像素5的信號(hào)經(jīng)過(guò)垂直信號(hào)線(xiàn)10，并通過(guò)在像素單元6的垂直方向上接近2/3的位置處的微凸塊4輸入到下端的列電路11C。另外，在輸入到列電路11A至11C的信號(hào)中，第一像素列、第二像素列、第四像素列、第七像素列、第八像素列、第十像素列、…的信號(hào)由上端的水平驅(qū)動(dòng)電路13A發(fā)送到信號(hào)處理單元14。第三像素列、第五像素列、第六像素列、第九像素列、第十一像素列、第十二像素列、…的信號(hào)由下端的水平驅(qū)動(dòng)電路13B發(fā)送到信號(hào)處理單元14。

關(guān)于像素單元6的下半像素5的信號(hào)的讀取，如圖11C和11D所示，盡管沒(méi)有詳細(xì)描述，但是，每個(gè)像素列的像素5的信號(hào)通過(guò)垂直信號(hào)線(xiàn)10，并經(jīng)過(guò)與以上相同的微凸塊4而被輸入到相應(yīng)的列電路11A至11C。另外，通過(guò)每個(gè)列電路11A至11C處理過(guò)的信號(hào)由水平驅(qū)動(dòng)電路13A和13B發(fā)送到信號(hào)處理電路14。

根據(jù)第三實(shí)施例的固態(tài)成像設(shè)備41，每個(gè)像素5的信號(hào)通過(guò)微凸塊4輸入到在垂直信號(hào)線(xiàn)的1/3或2/3附近的中間位置處的列電路11，不過(guò)這不是垂直信號(hào)線(xiàn)10的中心位置。由于此原因，與通常的固態(tài)成像設(shè)備相比，垂直信號(hào)線(xiàn)10的布線(xiàn)電阻減小，導(dǎo)致減少了由于布線(xiàn)電阻引起的電壓降引起的陰影。因此，能夠改善陰影并提高圖像質(zhì)量。

除此之外，可以得到與在第一實(shí)施例中所得到的相同的效果。換句話(huà)說(shuō)，這有助于確保電壓余量或降低電壓。如果使用電壓余量來(lái)增加所處理的電荷量，同樣可以加寬動(dòng)態(tài)范圍。另外，由于列電路11的寬度d5對(duì)應(yīng)于三個(gè)像素列的寬度d6,因此，易于生成列電路11。

在此實(shí)施例中，由于具有后面入射型像素單元6的第一半導(dǎo)體芯片2以倒裝片的方式安裝到第二半導(dǎo)體芯片3上，同時(shí)像素5的布線(xiàn)位于下側(cè)，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)固態(tài)成像設(shè)備而不影響光接收或光電轉(zhuǎn)換。

[修改例子]

將描述對(duì)上述的第一到第三實(shí)施例共同的修改例子。

在不得不使得微凸塊4的直徑大于列電路11的寬度的情況下，可以按照鋸齒形來(lái)排列相鄰的微凸塊4。

由于水平驅(qū)動(dòng)電路13[13A和13B]具有高的驅(qū)動(dòng)頻率并產(chǎn)生很多的熱和噪聲，因此，優(yōu)選將其布置在第二半導(dǎo)體芯片的端側(cè)，特別是不與第一半導(dǎo)體芯片重疊的位置或不與像素單元重疊的位置處。

雖然在以上例子中使用微凸塊4來(lái)連接第一半導(dǎo)體芯片和第二半導(dǎo)體芯片，但是，可以使用另一連接方法來(lái)連接這兩個(gè)半導(dǎo)體芯片。例如，如圖12所示，第一半導(dǎo)體芯片2(32、42)和第二半導(dǎo)體芯片(33、43)的布線(xiàn)51和52可以被壓制使得每個(gè)半導(dǎo)體芯片2(32、42)和3(33、43)的布線(xiàn)51和52直接連接。

雖然在上述的情況中已經(jīng)例示了固態(tài)成像設(shè)備使用電子作為信號(hào)電荷，但是本公開(kāi)也可以應(yīng)用于固態(tài)成像設(shè)備使用空穴作為信號(hào)電荷的情況。

<5.第四實(shí)施例>

[電子裝置的例子]

根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的固態(tài)成像設(shè)備可以應(yīng)用于諸如具有固態(tài)成像設(shè)備的照相機(jī)、內(nèi)嵌照相機(jī)的便攜式設(shè)備以及具有固態(tài)成像設(shè)備的其它設(shè)備的電子裝置。

根據(jù)本實(shí)施例的電子裝置包括作為基本配置的固態(tài)成像設(shè)備，將入射光引導(dǎo)到固態(tài)成像設(shè)備的光學(xué)系統(tǒng)、以及用于處理固態(tài)成像設(shè)備的輸出信號(hào)的信號(hào)處理電路，其中，通過(guò)使用上述實(shí)施例的固態(tài)成像設(shè)備來(lái)配置此固態(tài)成像設(shè)備。

圖13示出了將本公開(kāi)應(yīng)用于作為電子裝置的例子的照相機(jī)的實(shí)施例。根據(jù)本實(shí)施例的照相機(jī)61包括光學(xué)鏡頭組(光學(xué)系統(tǒng))62、固態(tài)成像設(shè)備63、DSP(數(shù)字信號(hào)處理器)64、幀存儲(chǔ)器65、中央處理單元(CPU)66、顯示設(shè)備67、記錄設(shè)備68、操作系統(tǒng)69、電源系統(tǒng)70等等。在這些之中，DSP64、幀存儲(chǔ)器65、CPU66、顯示設(shè)備67、記錄設(shè)備68、操作系統(tǒng)69和電源系統(tǒng)70連接到公共總線(xiàn)71。

光學(xué)鏡頭組62將來(lái)自被攝體的圖像光(入射光)引導(dǎo)到固態(tài)成像設(shè)備63的成像表面(像素陣列單元:像素單元)。根據(jù)上述實(shí)施例的任何一個(gè)固態(tài)成像設(shè)備被應(yīng)用于固態(tài)成像設(shè)備63。固態(tài)成像設(shè)備63將由光學(xué)鏡頭組62在成像表面上形成的圖像光轉(zhuǎn)換為每個(gè)像素的電信號(hào)。DSP64控制固態(tài)成像設(shè)備63，并從其接收信號(hào)以產(chǎn)生圖像信號(hào)。幀存儲(chǔ)器65是用來(lái)暫時(shí)存儲(chǔ)由DSP64處理過(guò)的圖像信號(hào)的存儲(chǔ)器。

顯示設(shè)備67顯示作為DSP64的處理結(jié)果而輸出的圖像信號(hào)。記錄設(shè)備68將該圖像信號(hào)記錄在例如磁帶、磁盤(pán)、光盤(pán)等上。操作系統(tǒng)69用來(lái)操作照相機(jī)。電源系統(tǒng)70提供電力以驅(qū)動(dòng)固態(tài)成像設(shè)備63。CPU控制這樣的操作。

本公開(kāi)可以采取照相機(jī)模塊的形式，其中光學(xué)系統(tǒng)62、固態(tài)成像設(shè)備63、DSP64、CPU66、幀存儲(chǔ)器65、電源系統(tǒng)70等被模塊化。

本公開(kāi)可以配置具有這樣的照相機(jī)模塊的、嵌入照相機(jī)的便攜式設(shè)備，例如，具有代表性的蜂窩式電話(huà)(手機(jī))。

另外，本公開(kāi)可以被配置為具有上述的模塊化的成像功能的模塊，即所謂的成像功能模塊。本公開(kāi)可以配置裝配有這樣的成像功能模塊的電子裝置。

如果使用根據(jù)第四實(shí)施例的諸如照相機(jī)的電子裝置61，在固態(tài)成像設(shè)備中，由于當(dāng)讀取像素的信號(hào)時(shí)，由垂直信號(hào)線(xiàn)的布線(xiàn)電阻引起的電壓降減小，因此，因此能夠改進(jìn)圖像質(zhì)量，例如，改進(jìn)由電壓降引起的陰影。因此，能夠提供高質(zhì)量的電子裝置。

本發(fā)明包含與2010年11月11日在日本專(zhuān)利局提交的日本優(yōu)先權(quán)專(zhuān)利申請(qǐng)JP 2010-252578中公開(kāi)的主題相關(guān)的主題，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用合并于此。

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