固态摄像装置和电子设备的制造方法

文档序号:8262440阅读:171来源:国知局
固态摄像装置和电子设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及固态摄像装置和电子设备。更具体地,本发明涉及能够获取高质量图像的固态摄像装置和电子设备
【背景技术】
[0002]在过去,已知一种背面照射型固态摄像装置,其具有设置在片上透镜和配线层之间的用于接收来自发光对象的光的光电二极管,所述片上透镜用于聚集来自发光对象的光,所述配线层针对用于驱动各个像素的晶体管等设置有配线。
[0003]在背面照射型固态摄像装置中,晶体管配线等未设置在用于聚集光的透镜与用于接收光的光电二极管之间。因此,能够使得像素孔径变得更大并且接收更多的光。从而能够获得高质量图像。
[0004]同时,在背面照射型固态摄像装置中,诸如用于读出在像素中所获得的信号的垂直信号线的负载电容等的配线间电容(inter-wiring capacitance)因像素尺寸的小型化而增大。因此,为降低垂直信号线的负载电容,提出了一种将垂直信号线布置在远离浮动扩散区层的上部层中的技术(例如,参见专利文献I)。
[0005]现有技术列表
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:JP 2012-191116A

【发明内容】

[0008][技术问题]
[0009]然而,在上述技术中,不能获得足够高质量的图像。
[0010]例如,如果将垂直信号线布置得远离浮动扩散区层,能够降低垂直信号线的负载电容。但是,每个像素的因像素尺寸的小型化而增大的配线电容发生变化。于是,垂直信号线的负载电容也存在差异。
[0011]因此,造成像素之间的黑电平的偏差、电荷传输的差异和安定(settling)的差异等,从而导致所获取的图像的图像质量劣化。特别地,在背面照射型固态摄像装置中,具有超出像素尺寸的宽线宽度的电源配线被用来抑制电源电压中的波动。因此,对于各个像素而言,对电源配线的覆盖率(即,电源配线与连接至各像素的金属配线的重叠部分的面积)是不同的。因此,各像素的配线电容差别很大。
[0012]鉴于这种情况实现本发明。期望获取高质量图像。
[0013][技术方案]
[0014]根据本发明的一方面,固态摄像装置包括:基板,所述基板包括针对各个像素设置的光电转换部,所述光电转换部用于接收从拍摄对象入射的光并进行光电转换;第一配线层,所述第一配线层设置在所述基板上并具有与所述像素连接的配线;以及第二配线层,所述第二配线层设置在所述基板上并且具有电源配线,所述电源配线被布线为使得当从所述基板的法线方向观察时,各所述配线中的与所述电源配线重叠的区域的面积几乎相同。
[0015]所述第一配线层可以布置在所述基板和所述第二配线层之间。
[0016]在所述第一配线层中,在与预定方向垂直的方向上可以排列有多条在所述预定方向上延长的配线。
[0017]当从所述法线方向观察时,所述电源配线可布置成与所述配线成预定角度。
[0018]在所述第二配线层中,可设置有在第一方向上延长的所述电源配线和在与所述第一方向垂直的第二方向上延长的所述电源配线。
[0019]当从所述法线方向观察时,所述电源配线可布置成几乎以直角与所述配线交叉。
[0020]在所述第二配线层中可设置有宽度彼此不同的多条所述电源配线。
[0021]所述第一配线层可设置在所述第二配线层正下方。
[0022]所述配线可以是设置用来读取电压信号的信号线,所述电压信号取决于由所述光电转换部获取的电荷。
[0023]所述配线可以是设置用来驱动设置在所述像素中的元件的驱动线。
[0024]所述固态摄像装置可以是背面照射型成像装置。
[0025]所述电源配线的宽度可以宽于所述像素的宽度。
[0026]根据本发明的第一方面,提供了一种基板,其包括针对各个像素设置的光电转换部,所述光电转换部用于接收从物体入射的光并进行光电转换;第一配线层,其设置在所述基板上并且具有与所述像素连接的配线;以及第二配线层,其设置在所述基板上并且具有电源配线,所述电源配线被布线为使得当从所述基板的法线方向观察时,各所述配线中的与所述电源配线重叠的区域的面积几乎相同。
[0027]根据本发明的第二方面,电子设备包括固态摄像装置,所述固态摄像装置包括:基板,所述基板包括针对各个像素设置的光电转换部,所述光电转换部用于接收从拍摄对象入射的光并进行光电转换;第一配线层,所述第一配线层设置在所述基板上并具有与所述像素连接的配线;以及第二配线层,所述第二配线层设置在所述基板上并且具有电源配线,所述电源配线被布线为使得当从所述基板的法线方向观察时,各所述配线中的与所述电源配线重叠的区域的面积几乎相同。
[0028][发明的有益效果]
[0029]根据本发明的第一方面和第二方面,能够获得高质量图像。
[0030]本文中所描述的效果不必是限制性的,而且所述效果可以是本发明中所描述的任何效果。
【附图说明】
[0031]图1示出了固态摄像装置的构造示例。
[0032]图2示出了像素阵列部的构造。
[0033]图3说明了电源配线和配线间电容的差异。
[0034]图4说明了安定的差异。
[0035]图5示出了电源配线的布线图案的示例。
[0036]图6用于说明对电源配线和配线间电容的差异的抑制。
[0037]图7示出了电源配线的布线图案的示例。
[0038]图8示出了电源配线的布线图案的示例。
[0039]图9示出了电源配线的布线图案的示例。
[0040]图10示出了电源配线的布线图案的示例。
[0041]图11示出了摄像设备的构造示例。
【具体实施方式】
[0042]在下文中,将参考附图对本发明的实施例进行说明。
[0043]1.第一实施例
[0044](固态摄像装置的构造示例)
[0045]首先,将说明根据本发明的固态摄像装置的构造示例。图1示出了根据本发明的固态摄像装置的实施例的构造。
[0046]固态摄像装置11是包括例如CMOS (互补金属氧化物半导体)图像传感器等的背面照射型图像传感器。固态摄像装置11接收来自拍摄对象的光,进行光电转换并生成图像信号,由此拍摄出图像。
[0047]背面照射型图像传感器是具有如下构造的图像传感器:其中,用于接收来自拍摄对象的光的光电二极管被设置在来自拍摄对象的光入射在其上的受光平面(即,用于聚集光的片上透镜)与配线层之间,所述配线层设置有针对用于驱动各个像素的晶体管等的配线。
[0048]固态摄像装置11包括像素阵列部21、垂直驱动部22、列处理部23、水平驱动部24、系统控制部25、像素驱动线26、垂直信号线27、信号处理部28以及数据存储部29。
[0049]在固态摄像装置11中,像素阵列部21形成在未示出的半导体基板(芯片)上,并且另外,垂直驱动部22至系统控制部25集成在半导体基板上。
[0050]像素阵列部21包括均均有光电二极管的像素,光电二极管起到根据来自拍摄对象的入射光量生成电荷并存储这些电荷的光电转换部的作用。在图1中,构成像素阵列部21的像素被二维地横向(行方向)和纵向(列方向)布置。
[0051]例如,在像素阵列部21中,像素驱动线26针对包括在行方向上排列的像素的各像素行而沿着行方向布线,并且垂直信号线27针对包括在列方向上排列的像素的各像素列而沿着列方向布线。
[0052]垂直驱动部22包括移位寄存器、地址译码器等。垂直驱动部22通过多条像素驱动线26向像素提供信号等,并由此以所有像素同时的方式或以行为单元的方式等驱动像素阵列部21中的像素。
[0053]列处理部23针对像素阵列部21中的每个像素列通过垂直信号线27从像素中读取信号,进行去噪处理、相关双采样处理、A/D(从模拟到数字)转换处理等,并且生成像素信号。
[0054]水平驱动部24包括移位寄存器和地址译码器等。水平驱动部24顺序地选择与列处理部23中的像素列相对应的单元电路。因为由水平驱动部24进行的选择性扫描,列处理部23中的各单元电路的经过信号处理的像素信号被顺序地被输出至信号处理部28。
[0055]系统控制部25包括用于生成各种时序信号的时序生成器等。系统控制部25基于由时序生成器生成的时序信号对垂直驱动部22、列处理部23和水平驱动部24进行驱动控制。
[0056]必要时在数据存储部29中暂时存储数据,信号处理部28对从列处理部23中提供的像素信号进行诸如算法处理等的信号处理,并输出包括有各像素信号的图像信号。
[0057]现在将说明固态摄像装置11中含有的像素阵列部21的剖面结构。像素阵列部21具有例如图2所示的剖面。图2示出了当从图1的底部朝上的方向观察像素阵列部21时,像素阵列部21的部分。
[0058]在本示例中,多个配线层52至57层叠在由硅等形成的基板51上。浮动扩散区61-1至浮动扩散区61-4设置在基板51中以存储从分别设置在像素阵列部21的各像素中的光电二极管中传输来的电荷。浮动扩散区61-1至浮动扩散区61-4连接到设置在配线层53中的配线。在下文中,除非必须特别对它们进行区
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