固体摄像装置的制造方法
【专利说明】固体摄像装置
[0001]本申请享受2014年3月14日申请的日本专利申请号2014 — 51764的优先权，该日本专利申请的全部内容援用于本申请中。
技术领域
[0002]本发明涉及固体摄像装置。
【背景技术】
[0003]固体摄像装置中，随着高分辨率化，像素数增大，对像素进行驱动的布线长距离化。另一方面，由于对像素进行驱动的驱动器配置在像素阵列部的端部，所以对驱动器施加的负荷增大，导致驱动时间的增大。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的课题在于，提供一种能够与像素数的增大相对应的同时缩短驱动时间的固体摄像装置。
[0005]一个实施方式的固体摄像装置，具备在行方向及列方向上呈矩阵状配置有对光电变换后的电荷进行积累的像素的像素阵列部、和对各行分散设有对上述像素进行驱动的驱动器的垂直扫描电路。
[0006]其他实施方式的固体摄像装置，具备在行方向及列方向上呈矩阵状配置有对光电变换后的电荷进行积累的像素的像素阵列部、将对各行分散设有对上述像素进行驱动的第I驱动器而对上述像素阵列部的左侧的像素进行驱动的第I垂直扫描电路、以及对各行分散设有对上述像素进行驱动的第2驱动器而对上述像素阵列部的右侧的像素进行驱动的第2垂直扫描电路。
[0007]根据上述构成的固体摄像装置，能够与像素数的增大对应的同时缩短驱动时间。
【附图说明】
[0008]图1是表示第I实施方式的固体摄像装置的概略构成的框图。
[0009]图2是表示图1的固体摄像装置的像素的构成例的电路图。
[0010]图3是表示图1的固体摄像装置的层叠构造的一例的立体图。
[0011]图4是表示图1的像素的读出动作时的各部的电压波形的时序图。
[0012]图5是表示图1的固体摄像装置的I行的像素阵列部及垂直扫描电路的层叠构造的一例的框图。
[0013]图6是表示图5的层叠构造的变形例的框图。
[0014]图7是表示第2实施方式的固体摄像装置的I行的像素阵列部及垂直扫描电路的层叠构造的一例的框图。
[0015]图8是图7的层叠构造的变形例的框图。
[0016]图9是表示第3实施方式的固体摄像装置的概略构成的框图。
[0017]图10是表示图9的固体摄像装置的I行的像素阵列部及垂直扫描电路的层叠构造的一例的框图。
[0018]图11是表示图10的层叠构造的变形例的框图。
[0019]图12是表示第4实施方式的固体摄像装置所适用的数码相机的概略构成的框图。
【具体实施方式】
[0020]根据一个实施方式，具备像素阵列部和垂直扫描电路。像素阵列部在行方向及列方向上呈矩阵状配置有对光电变换后的电荷进行积累的像素。垂直扫描电路对各行分散设有对上述像素进行驱动的驱动器。
[0021]以下，参照附图，详细说明实施方式的固体摄像装置。另外，本发明不被这些实施方式限定。
[0022](第I实施方式)
[0023]图1是表示第I实施方式的固体摄像装置的概略构成的框图。
[0024]图1中，固体摄像装置设有像素阵列部I。像素阵列部I中，将对光电变换后的电荷进行积累的像素PC在行(row)方向RD及列(column)方向⑶上呈矩阵状配置有m(m是正整数)行Xn(n是正整数)列。此外，在该像素阵列部I中，在行方向RD上设有进行像素PC的驱动的水平驱动线Hlin，在列方向⑶上设有对从像素PC读出的信号进行传送的垂直信号线Vlin。
[0025]此外，固体摄像装置中，设有:垂直扫描电路2，将成为读出对象的像素PC在垂直方向上扫描；负载电路3,通过在与像素PC之间进行源极跟随(source follower)动作,按每列从像素PC向垂直信号线Vlin读出像素信号；列ADC电路4，用CDS按每列检测各像素PC的信号成分；水平扫描电路5，在水平方向上扫描成为读出对象的像素PC ;基准电压发生电路6，向列ADC电路4输出基准电压VREF ；以及定时控制电路7，控制各像素PC的读出、积累的定时。这里，垂直扫描电路2对各行分散设有对像素PC进行驱动的驱动器B。该驱动器B能够在各水平驱动线Hlin中插入多个。此时，通过将像素阵列部I层叠在垂直扫描电路2上，能够将驱动器B设在像素阵列部I下。
[0026]并且，通过用垂直扫描电路2在垂直方式上对像素PC进行扫描，从而在行方向RD上选择像素PC，经由驱动器B按每行驱动像素PC。并且，在负载电路3中，通过在与该像素PC之间进行源极跟随动作，经由垂直信号线Vlin传送从像素PC读出的像素信号，并送到列ADC电路4。此外，在基准电压发生电路6中，作为基准电压VREF而设定斜波(’ ?波(ramp wave)),并送到列ADC电路4。并且,在列ADC电路4中，进行时钟的计数动作直到从像素PC读出的信号电平和复位电平与斜波的电平一致，取得这时的信号电平与复位电平的差分，从而用CDS检测各像素PC的信号成分，并作为输出信号SI输出。
[0027]图2是表示图1的固体摄像装置的像素的构成例的电路图。
[0028]图2中，各像素PC设有光电二极管H)、行选择晶体管Ta、放大晶体管Tb、复位晶体管Tr以及读出晶体管Td。此外，在放大晶体管Tb与复位晶体管Tr与读出晶体管Td之间的连接点，作为检测节点而形成有浮置扩散部(floating diffus1n) FD。
[0029]并且，在像素PC中，读出晶体管Td的源极连接到光电二极管PD，读出晶体管Td的栅极被输入读出信号OD。此外，复位晶体管Tr的源极连接到读出晶体管Td的漏极，复位晶体管Tr的栅极被输入复位信号ΦΙ复位晶体管Tr的漏极连接到电源电位VDD。此外，行选择晶体管Ta的栅极被输入行选择信号ΦΑ，行选择晶体管Ta的漏极连接到电源电位VDD0此外，放大晶体管Tb的源极连接到垂直信号线Vlin，放大晶体管Tb的栅极连接到读出晶体管Td的漏极，放大晶体管Tb的漏极连接到行选择晶体管Ta的源极。另外，图1的水平驱动线Hlin能够将读出信号Φ?、复位信号ΦΙ?以及行选择信号ΦΑ按每行向像素PC传送。图1的负载电路3按每列设有恒流源GA1，恒流源GAl连接到垂直信号线Vlin。
[0030]图3是表示图1的固体摄像装置的层叠构造的一例的立体图。
[0031]图3中，半导体芯片Pl设有像素阵列部1、负载电路3、列ADC电路4以及水平扫描电路5。半导体芯片P2设有垂直扫描电路2、基准电压发生电路6以及定时控制电路7。半导体芯片Pl层叠或载置在半导体芯片P2上。此时，半导体芯片Pl能够与半导体芯片P2粘合。此外，像素阵列部I能够与垂直扫描电路2重叠地配置。此外，通过在半导体芯片Pl中形成贯通电极，能够将像素阵列部I和垂直扫描电路2连接。
[0032]另外，图3的例子中，示出了在半导体芯片Pl中设有负载电路3、列ADC电路4以及水平扫描电路5的构成，但也可以将负载电路3、列ADC电路4以及水平扫描电路5设置在半导体芯片P2中。
[0033]图4是表示图1的像素的读出动作时的各部的电压波形的时序图。
[0034]图4中，行选择信号ΦΑ为低电平的情况下，行选择晶体管Ta为截止状态而不进行源极跟随动作，所以不向垂直信号线Vlin输出信号。此时，若读出信号Φ?和复位信号φ R成为高电平，则读出晶体管Td导通，在光电二极管ro中积累的电荷向浮置扩散部FD排出。并且，经由复位晶体管Tr向电源电位VDD排出。
[0035]在光电二极管