CN101840926B - 固态成像装置及其制造方法、驱动方法、以及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种缩小了形成固态成像装置的芯片面积并降低了单个芯片的成本的固态成像装置及其制造方法、驱动方法、以及电子设备,所述电子设备通过使用该固态成像装置而实现小型化。本发明的固态成像装置通过将形成光电转换部PD的第一衬底(80)与形成电荷蓄积电容部(61)以及多个MOS晶体管的第二衬底81贴合而构成。另外,在第一衬底(80)和第二衬底(81)分别形成连接电极(26、27、56、57),第一衬底(80)和第二衬底(81)通过连接电极电连接。由此,能够在更小的面积上形成具有全域快门功能的固态成像装置。
Description
技术领域
本发明涉及固态成像装置,特别是涉及具有全域快门(globalshutter)功能的CMOS型固态成像装置及其制造方法。另外,本发明涉及该固态成像装置的驱动方法以及使用该固态成像装置的电子设备。
背景技术
近年来,摄像机和电子静态照相机等一般被广泛普及。在上述的相机中使用CCD(Charge Coupled Device,电荷耦合器件)型或放大型的固态成像装置。在放大型的固态成像装置中,将通过受光像素的光电转换部生成并蓄积的信号电荷导向设置在像素上的放大部,并从像素输出通过放大部放大的信号。并且,在放大型的固态成像装置中,例如包括在放大部采用贴合型场效应晶体管的固态成像装置以及在放大部采用CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor,互补金属氧化物半导体)晶体管的CMOS型固态成像装置等。
以往,在一般的CMOS型固态成像装置中,采用针对每一行依次读出通过二维矩阵状地排列的各个像素的光电转换部生成并蓄积的信号电荷的方式。在该情况下,各个像素的光电转换部中的曝光定时由于通过信号电荷的读出开始以及读出结束来确定,因此在每一个像素上的曝光的定时不同。因此,当使用上述CMOS型固态成像装置来对高速运动的拍摄体进行图像捕获时,存在拍摄体在变形的状态下被捕获图像的问题。
为了解决上述问题,近年来提出了实现信号电荷的蓄积的同时刻性的成像功能(全域快门功能),另外,具有全域快门功能的CMOS型固态成像装置的用途也开始增多。
在具有全域快门功能的CMOS型固态成像装置中,通常为了将通过光电转换部生成的信号电荷蓄积至读出时,而需要具有遮光性的蓄积电容部(例如,参考专利文献1)。在上述以往的CMOS型固态成像装置中,在同时曝光全部像素之后,将通过各个光电转换部生成的信号电荷在全部像素上同时地传输给各个蓄积电容部并由该蓄积电容部暂时蓄积,并在预定的读出定时将该信号电荷依次转换为像素信号。
专利文献1:日本专利文献特开2004-111590号公报。
发明内容
然而,在以往的具有全域快门功能的CMOS型固态成像装置中,需要将光电转换部和蓄积电容部制成在衬底的同一平面上,芯片面积的增大将不可避免。此外,在逐年步入缩小化和多像素化的市场上,由于芯片面积的增大而引起成本增加的负担正在变严重。另外,在将光电转换部和蓄积电容部形成在衬底的同一平面的情况下,由于衬底的面积采用于蓄积电容部,因而存在光电转换部的受光面积变小的问题。
鉴于上述问题,本发明提供一种缩小了形成固态成像装置的芯片面积并降低了单个芯片的成本的固态成像装置。另外,提供一种通过使用该固态成像装置而实现小型化的电子设备。
为解决上述问题并达成本发明的目的,本发明的固态成像装置通过将形成光电转换部的第一衬底与形成多个MOS晶体管的第二衬底贴合而构成。另外,在第一衬底或者第二衬底形成电荷蓄积电容部。
光电转换部是生成并蓄积对应于入射光的信号电荷的区域。另外,电荷蓄积电容部是蓄积从光电转换部传输的信号电荷的区域。另外,多个MOS晶体管被构成为用于传输电荷蓄积电容部所蓄积的信号电荷。并且,通过这些光电转换部、电荷蓄积电容部以及多个MOS晶体管形成像素。另外,在第一衬底和第二衬底分别形成连接电极,第一衬底和第二衬底通过连接电极电连接。
在本发明的固态成像装置中,第一衬底和第二衬底通过连接电极电连接,由此第一衬底和第二衬底被一体化。另外,由于在第一衬底形成光电转换部,在第二衬底形成多个MOS晶体管,因此能够较大地确保形成在第一衬底的光电转换部的面积。
本发明的固态成像装置的制造方法包括在第一衬底上形成生成并蓄积对应于入射光的信号电荷的光电转换部以及形成被形成为从第一衬底表面露出的连接电极的步骤。另外,包括在第一衬底或者第二衬底形成蓄积从光电转换部传输的信号电荷的电荷蓄积电容部的步骤。另外,包括在第二衬底上形成用于顺序传输电荷蓄积电容部所蓄积的信号电荷的多个MOS晶体管和在第一衬底上形成被形成为从第二衬底表面露出的连接电极的步骤。另外,包括在第二衬底上部的光入射侧贴合第一衬底使得在第二衬底表面露出的连接电极和在第一衬底表面露出的连接电极电连接的步骤。
本发明的固态成像装置的制造方法包括如下步骤:在上述的本发明的固态成像装置中在全部像素上同时刻地开始光电转换部中的信号电荷的蓄积;在全部像素上同时刻地将在光电转换部中蓄积的信号电荷传输给电荷蓄积电容部。并且,包括针对每个像素,经由MOS晶体管顺序传输所述电荷蓄积电容部所蓄积的信号电荷的步骤。
本发明的电子设备包括光学透镜、上述的本发明的固态成像装置以及处理从固态成像装置输出的输出信号的信号处理电路。
发明效果
根据本发明,缩小了形成固态成像装置的芯片面积,并且降低了单个芯片的成本。另外,通过使用本发明的固态成像装置,获得实现小型化的电子设备。
附图说明
图1是示出本发明的第一实施方式的固态成像装置的整体的简要构成图;
图2是示出本发明的第一实施方式的固态成像装置的一个像素的简要截面构成图;
图3是示出本发明的第一实施方式的固态成像装置的制造过程中的简要截面构成图;
图4是第一衬底中的第一连接电极和第二连接电极的制造工序图、以及第二衬底中的第一连接电极和第二连接电极的制造工序图(之一);
图5是第一衬底中的第一连接电极和第二连接电极的制造工序图、以及第二衬底中的第一连接电极和第二连接电极的制造工序图(之二);
图6是第一衬底中的第一连接电极和第二连接电极的制造工序图、以及第二衬底中的第一连接电极和第二连接电极的制造工序图(之三);
图7是第一衬底中的第一连接电极和第二连接电极与第二衬底中的第一连接电极和第二连接电极的贴合方法的示意图;
图8是第一衬底中的第一连接电极和第二连接电极与第二衬底中的第一连接电极和第二连接电极的贴合方法的示意图;
图9是本发明的第一实施方式中的固态成像装置的一个像素的电路结构;
图10是本发明的第一实施方式中的固态成像装置的邻接的两行两列上的四个像素的电路结构;
图11是示出本发明的第一实施方式中的固态成像装置的驱动方法的时间图的一个例子;
图12是本发明的第二实施方式的固态成像装置的简要截面构成图;
图13是本发明的第三实施方式的电子设备的简要构成图。
具体实施方式
下面,参考图1~13来说明本发明的实施方式的固态成像装置及其制造方法以及电子设备的一个例子。根据以下顺序来说明本发明的实施方式。本发明并不限定于以下例子。
1.第一实施方式:固态成像装置
1.1固态成像装置整体的构成
1.2主要部分的构成
1.3固态成像装置的制造方法
1.4固态成像装置的电路构成
1.5固态成像装置的驱动方法
2.第二实施方式:固态成像装置
3.第三实施方式:电子设备
<1.第一实施方式:固态成像装置>
[1.1固态成像装置整体的构成]
图1是示出本发明的第一实施方式的固态成像装置1的整体的简要构成图。
本实施方式例子的固态成像装置1包括:由排列在衬底11上的多个像素2构成的像素部3,所述衬底11由硅形成;垂直驱动电路4;列信号处理电路5;水平驱动电路6;输出电路7;以及控制电路8。
像素2包括由光电二极管构成的光电转换部、电荷蓄积电容部以及多个MOS晶体管,并且多个所述像素2二维矩阵状地规则排列在衬底11上。构成像素2的MOS晶体管可以是由传输晶体管、复位晶体管、选择晶体管以及放大晶体管组成的四个MOS晶体管,另外也可以是去除选择晶体管之后的三个MOS晶体管。
像素部3由规则地排列成二维矩阵状的多个像素2构成。像素部3由有效像素区域和黑基准像素区域(图中没有示出)构成,其中,有效像素区域实际接受光并将通过光电转换生成的信号电荷放大后读出至列信号处理电路5,黑基准像素区域用于输出作为黑色电平的基准的光学黑色。黑基准像素区域通常形成在有效像素区域的周围部。
控制电路8基于垂直同步信号、水平同步信号以及主时钟,生成作为垂直驱动电路4、列信号处理电路5以及水平驱动电路6等进行动作的基准的时钟信号和控制信号等。然后,通过控制电路8生成的时钟信号和控制信号等被输入垂直驱动电路4、列信号处理电路5以及水平驱动电路6等。
垂直驱动电路4例如由移位寄存器构成,并以行为单位依次沿垂直方向选择性地扫描像素部3的各个像素2。并且,将基于信号电荷的像素信号通过垂直信号线提供给列信号处理电路5,其中信号电荷是在各个像素2的光电二极管中根据受光量而生成的。
列信号处理电路5对应像素2的例如每一列而配置,其对于从一行像素2输出的信号,按照每一像素列通过来自黑色基准像素区域(图中虽未示出,但其形成在有效像素区域的周围)的信号进行去噪或信号放大等信号处理。在列信号处理电路5的输出级与水平信号线10之间设置有水平选择开关(图中没有示出)。
水平驱动电路6例如由移位寄存器构成,其通过依次输出水平扫描脉冲来顺序选择每一个列信号处理电路5,以从每一个列信号处理电路5向水平信号线10输出像素信号。
输出电路7对从每一个列信号处理电路5通过水平信号线10依次提供而来的信号进行信号处理后将其输出。
[1-2主要部分的构成]
接下来,使用图2~3来说明本实施方式例子的固态成像装置1的主要部分的简要构成。图2是本实施方式的固态成像装置1的一个像素的简要截面构成图,图3是图2所示固态成像装置的制造过程中的简要截面构成图。
如图1所示,本实施例的固态成像装置1包括形成光电转换部PD的第一衬底80、以及形成电荷蓄积电容部61和多个MOS晶体管的第二衬底81。并且,第一衬底80和第二衬底81被层叠贴合。另外,形成光电转换部PD的第一衬底80侧被构成为入射光L的光入射面,在第一衬底80的光入射面上形成滤色器59以及片上透镜60。
使用图3来详细说明第一衬底80和第二衬底81的构成。
首先说明第一衬底80。
如图3的A所示,第一衬底80包括:光电转换部PD;形成杂质区域16的半导体衬底12,所述杂质区域16被设置为第一传输晶体管Tr1的漏极;以及形成在所述半导体衬底12上部的多层配线层17。
半导体衬底12由N型的硅衬底形成,在该半导体衬底12上部形成P型阱层13。P型阱层13能够通过在半导体衬底12上离子注入P型杂质来形成。
光电转换部PD包括N型阱层14、以及位于与N型阱层14邻接的区域并形成在P型阱层13的表面侧的P+型杂质区域15,所述N型阱层14形成在P型阱层13中。N型阱层14通过向P型阱层13的期望的区域离子注入N型杂质来形成。另外,P+型杂质区域15通过向P型阱层13的期望的区域高浓度地离子注入P型杂质来形成。在该光电转换部PD中,通过P+型杂质区域15与N型阱层14的pn结以及N型阱层14与P型阱层13的pn结的效应,而构成HAD(Hole Accumulation Diode:注册商标)构造。
在具有上述构造的光电转换部PD中,生成对应于入射的光L的光量的信号电荷,在形成于P+型杂质区域15与N型阱层14之间的耗尽层蓄积经光电转换的信号电荷。
杂质区域16形成在P型阱层13表面侧与光电转换部PD相距预定距离的区域上,其被设置为暂时地蓄积从光电转换部PD传输过来的信号电荷的区域。该杂质区域16通过向P型阱层13的期望的区域高浓度地离子注入N型杂质来形成。
在本实施方式例子中,光电转换部PD与杂质区域16之间的区域被设置为第一传输晶体管Tr1的沟槽部。
多层配线层17形成在半导体衬底12的形成有光电转换部PD或杂质区域16的P型阱层13上部。在多层配线层17中,经由层间绝缘膜18层叠着构成第一传输晶体管Tr1的栅极电极19、形成在栅极电极19上部的第一配线层M1、以及形成在第一配线层M1上部的第二配线层M2。
栅极电极19经由未图示的栅极绝缘膜形成在光电转换部PD和杂质区域16之间的沟槽部上部,所述光电转换部PD形成于P型阱层13。
在第一配线层M1中,分别构成第一连接配线23与第二连接配线22。第一连接配线23经由形成在层间绝缘膜18上的接触部21与杂质区域16连接。另外,第二连接配线22经由形成在层间绝缘膜18的接触部20与栅极电极19连接。
在第二配线层M2中,分别构成第一连接电极27与第二连接电极26。第一连接电极27和第二连接电极26被形成为在多层配线层17表面上露出。第一连接电极27经由形成在层间绝缘膜18的接触部24与由第一配线层M1构成的第一连接配线23连接。另外,第二连接电极26经由形成在层间绝缘膜18的接触部25与由第一配线层M1构成的第二连接配线22连接。
在具有以上构成的第一衬底80中,半导体衬底12的与形成第一连接电极27和第二连接电极26那侧相反的一侧为光入射侧。另外,第一衬底中的半导体衬底12通过后面的工序而被去除至预定的厚度(后面会进行说明)。
接下来,说明第二衬底81。
如图3的B所示,第二衬底81包括形成有作为多个MOS晶体管的源极/漏极的杂质区域30、31、32、34、35的半导体衬底28、以及形成在该半导体衬底28上部的多层配线层36。并且,在多层配线层36中形成电荷蓄积电容部61。在本实施方式例子中,形成在第一衬底81上的多个MOS晶体管为第二传输晶体管Tr2、复位晶体管Tr3、放大晶体管Tr4以及选择晶体管Tr5。
半导体衬底28由N型硅衬底形成,在该半导体衬底28上部形成P型阱层29。P型阱层29能够通过在半导体衬底28上离子注入P型杂质来形成。
构成第二传输晶体管Tr2、复位晶体管Tr3、放大晶体管Tr4以及选择晶体管Tr5的各杂质区域30、31、32、34、35分别形成在P型阱层29表面侧的期望的区域。上述的杂质区域30、31、32、34、35通过向P型阱层29的期望的区域高浓度地离子注入N型杂质来形成。
杂质区域30被作为第二传输晶体管Tr2的源极。另外,杂质区域31被共享地作为第二传输晶体管Tr2的漏极和复位晶体管Tr3的源极,并作为读出信号电荷的浮动扩散区域来使用。另外,杂质区域32被共享地作为复位晶体管Tr3的漏极和放大晶体管Tr4的源极。另外,杂质区域34被共享地作为放大晶体管Tr4的漏极和选择晶体管Tr5的源极。另外,杂质区域35被作为选择晶体管Tr5的漏极。并且,各杂质区域30、31、32、34、35之间的P型阱层29区域被作为构成各MOS晶体管的沟槽部。
多层配线层36形成在半导体衬底28的、形成杂质区域30、31、32、34、35的P型阱层29上部。在多层配线层36中,经由层间绝缘膜37层叠着构成各个MOS晶体管的栅极电极38、39、40、41、第一配线层M1’、第二配线层M2’以及第三配线层M3’。
各个栅极电极38、39、40、41经由未图示的栅极绝缘膜形成在构成各MOS晶体管的沟槽部上。形成在杂质区域30和杂质区域31之间的P型阱层29上部的栅极电极38被作为第二传输晶体管Tr2的栅极电极38。另外,形成在杂质区域31和杂质区域32之间的P型阱层29上部的栅极电极39被作为复位晶体管Tr3的栅极电极。另外,形成在杂质区域32和杂质区域34之间的P型阱层29上部的栅极电极40被作为放大晶体管Tr4的栅极电极。另外,形成在杂质区域34和杂质区域35之间的P型阱层29上部的栅极电极41被作为选择晶体管Tr5的栅极电极。
第一配线层M1’经由层间绝缘膜37形成在栅极电极38、39、40、41上部,在该第一配线层M1’中分别构成第一连接配线50、第二连接配线49、选择配线48以及垂直信号配线9。第一连接配线50经由形成在层间绝缘膜37的接触部42与作为第二传输晶体管Tr2的源极的杂质区域30连接。第二连接配线49经由形成在层间绝缘膜37的接触部43、44分别与杂质区域31和放大晶体管Tr4的源极电极40连接。即,通过第二连接配线49,将作为浮动扩散区域的杂质区域31与放大晶体管Tr4的栅极电极40电连接。另外,选择配线48经由形成在层间绝缘膜37的接触部45与选择晶体管Tr5的栅极电极41连接。并且,通过选择配线48向选择晶体管Tr5的栅极电极41供应选择脉冲。另外,垂直信号线9经由形成在层间绝缘膜37上的接触部46与作为选择晶体管Tr5的漏极的杂质区域35连接。
在第二配线层M2’中,构成第三连接配线52和电荷保持用电极51。第三连接配线52经由形成在层间绝缘膜37的接触部47与第一连接配线50连接。另外,电荷保持用电极51延伸地形成在预定的区域上。该电荷保持用电极51是构成电荷蓄积电容部61的电极(后面会进行说明)。因此,电荷保持用电极51被形成为可充分得到电荷蓄积电容部61的电容值的大小。另外,在该电荷保持用电极51上连接着形成在第二衬底81的多层配线层36的第一传输配线(图中没有示出),从第一传输配线向电荷保持用电极51供应第一传输脉冲。
并且,在第二配线层M2’的第三连接配线52和电荷保持用电极51上部形成介电体层53,第三配线层M3’经由介电体层53形成在第二配线层M2’上部。即,介电体层53夹在第二配线层M2’和第三配线层M3’之间。作为该介电体层53的材料,可以使用作为高介电体材料的TaO、HfO、AlO等。
在第三配线层M3’中,分别构成第一连接电极56和第二连接电极57,第一连接电极56和第二连接电极57被形成为在多层配线层36表面上露出。第一连接电极56经由形成在介电体层53的接触部55与由第二配线层M2’构成的第三连接配线52连接,并延伸地形成在通过第二配线层M2’构成的电荷保持用电极51上部。另外,第二连接电极57经由形成在介电体层53的接触部54与由第二配线层M2’构成的电荷保持用电极51连接。在本实施方式例子中,通过电荷保持用电极51和经由介电体层53形成在其上部的第一连接电极56形成电荷蓄积电容部61。
在图3的B中省略图示,但在第二传输晶体管Tr2的栅极电极38上连接有用于供应第二传输脉冲的第二传输配线。同样地,在复位晶体管Tr3的栅极电极39上也连接有用于供应复位脉冲的复位配线。并且,上述的第二传输配线和复位配线通过形成在多层配线层36的期望的配线层来形成。
并且,在本实施方式例子的固态成像装置1中,在第二衬底81上部层叠第一衬底80,以使得第一衬底80和第二衬底81相互的第一连接电极56、19以及第二连接电极57、26彼此连接。然后,通过将第一衬底80和第二衬底贴合,构成第一传输晶体管Tr1的杂质区域16、电荷蓄积电容部61以及构成第二传输晶体管Tr2的杂质区域30电连接。另外,在本实施方式例子的固态成像装置1中,通过在层叠第一衬底80与第二衬底81后进行贴合,光电转换部PD和电荷蓄积电容部61被立体地层叠。
另外,在本实施方式例子的固态成像装置1中,第一连接电极56兼用作遮光膜,作为第二传输晶体管Tr2的源极的杂质区域30被第一连接电极56遮光。因此,由于抑制光向杂质区域30入射而抑制产生不需要的信号电荷,因此降低了混色。并且,在该情况下,优选对除了光电转换部PD的开口部位以外的所有区域进行遮光。
接下来,说明层叠第一衬底80和第二衬底81而形成的本实施方式例子的固态成像装置1的制造方法。
[1.3固态成像装置的制造方法]
图4的A、图5的A、图6的A是第一衬底80中的第一连接电极27和第二连接电极26的制造工序图,图4的B、图5的B、图6的B是第二衬底81中的第一连接电极56和第二连接电极57的制造工序图。另外,图7和图8是示出了第一连接电极27、56以及第二连接电极26、57彼此之间的贴合方法的图。由于形成第一衬底80中的第一连接电极27和第二连接电极26、以及形成第二衬底81中的第一连接电极56和第二连接电极57的前级的工序与一般的固态成像装置的制造方法相同,因此省略说明。另外,在图4~图8中,对与图2、图3对应的部分标注相同的标号。
如图4的A所示,在第一衬底80上,在形成覆盖第一配线层M1的层间绝缘膜18之后,形成由第二配线层M2构成的第一连接电极27和第二连接电极26。第一连接电极27被形成为经由接触部24与第一连接配线23连接,另外,第二连接电极26被形成为经由接触部25与第二连接配线22连接。
如图4的B所示,同样地,在第二衬底81上,在形成覆盖第二配线层M2’的层间绝缘37之后,形成由第三配线层M3’构成的第一连接电极56和第二连接电极57。第一连接电极56被形成为经由接触部55与第三连接配线52连接,另外,第二连接电极57被形成为经由接触部54与电荷保持用电极51连接。
并且,在本实施方式例子中,上述的第一连接电极27、56以及第二连接电极26、57各自通过铝形成。
然后,如图5的A所示,在第一衬底80上形成由铝构成的第一连接电极27和第二连接电极26之后,涂布粘结剂以使该粘结剂覆盖第一连接电极27和第二连接电极26,从而形成粘结剂层18a。
同样地,如图5的B所示,在第二衬底81上形成由铝构成的第一连接电极56和第二连接电极57之后,涂布粘结剂以使该粘结剂覆盖第一连接电极56和第二连接电极57,从而形成粘结剂层37a。
该粘结剂层18a、37a兼用作层间绝缘膜18、37。
然后,如图6所示,通过氧化等离子蚀刻去除结剂层18a、37a,使第一衬底80和第二衬底81的第一连接电极27、56以及第二连接电极26、57的表面露出。然后,例如通过氩溅射将每一个电极表面激活,形成激活层18b、37b。
然后,如图7所示那样地进行压接,以使第一衬底80的激活层18b贴合在第二衬底81的激活层37b上。这样一来,通过将激活的电极表面彼此之间压接,第一衬底80和第二衬底81被一体化,并且各自的第一连接电极27与第一连接电极56以及第二连接电极26与第二连接电极57相互电贴合。
通过如上述那样地贴合,第一衬底80和第二衬底81被一体化并电连接。
如图8所示,在第一衬底80与第二衬底81连接之后,通过蚀刻去除第一衬底80的光入射侧的半导体衬底12,为了实现光电转换部PD的功能(为了通过光电转换部PD来吸收光)弄薄至需要的厚度。
如图2所示,然后,在第一衬底80上部的光入射面侧依次形成滤色器59和片上透镜60等,从而完成本实施方式例子的固态成像装置1。滤色器59和片上透镜60等是与一般的固态成像装置的制造方法同样地形成的。
[1.4固态成像装置的电路构成]
接下来,使用图9来说明本实施方式例子的固态成像装置1的驱动方法。图9是本实施方式例子的固态成像装置1的一个像素的电路构成,图10是相邻的两行以及两列上的四个像素的电路构成。
图9的线a是形成在第一衬底80的第一连接电极27及第二连接电极26与形成在第二衬底81的第一连接电极56及第二连接电极57的电极连接面。
作为光电转换部PD的光电二极管的阳极侧接地,阴极侧连接在第一传输晶体管Tr1的源极。另外,在图2中省略图示,但如图9、图10所示那样地在第一衬底80上构成有光电转换部用复位晶体管Tr6,光电转换部用复位晶体管Tr6的漏极连接在光电转换部PD的阴极侧。在光电转换部用复位晶体管Tr6的源极上连接用于施加电源电压VDD的电源电压配线85。另外,在光电转换部用复位晶体管Tr6的栅极电极62上连接用于供应复位脉冲φPDRST的复位配线75。
第一传输晶体管Tr1的漏极经由构成电荷蓄积电容部61的第一连接电极56与第二传输晶体管Tr2的源极连接。在第一传输晶体管Tr1的栅极电极38上连接供应第一传输脉冲φTRG1的第一传输配线84。另外,第一传输配线84连接在构成电荷蓄积电容部61的电荷保持用电极51。
第二传输晶体管Tr2的漏极与复位晶体管Tr3的源极连接,并且与放大晶体管Tr4的栅极电极40连接。在第二传输晶体管Tr2的栅极电极38上连接用于供应第一传输脉冲φTRG2的第二传输配线63。
在复位晶体管Tr3的漏极上连接用于施加电源电压VDD的电源电压配线88,在复位晶体管Tr3的栅极电极39上连接用于供应复位脉冲φRST的复位配线64。
在放大晶体管Tr4的源极上连接用于施加电源电压VDD的电源电压配线88,放大晶体管Tr4的漏极连接在选择晶体管Tr5的源极。
在选择晶体管Tr5的栅极电极41上连接用于供应选择脉冲φSEL的选择配线48,选择晶体管Tr5的漏极连接在垂直信号线9。
并且,如图10所示,在二维矩阵状地排列像素2的固态成像装置1中,各栅极电极38、39、41与针对每一行共享的第二传输配线63、复位配线64以及选择配线48连接。并且,从垂直驱动电路4供应输入到各栅极电极38、39、41的第二传输脉冲φTRG2、复位脉冲φRST以及选择脉冲φSEL。另外,从垂直驱动电路4供应复位脉冲φPDRST和第一传输脉冲φTRG1,所述复位脉冲φPDRST被供应到光电转换部用复位晶体管Tr6的栅极电极62,所述第一传输脉冲φTRG1被供应到第一传输晶体管Tr1的栅极电极19(图中没有示出)。
另外,选择晶体管Tr5的漏极与每一列共享的垂直信号线9连接。
在垂直信号线9的后级连接被设置在每一列的列信号处理电路5。并且,在列信号处理电路5的后级连接被输入来自水平驱动电路6的水平选择脉冲的水平晶体管Tr7。
[1.5固态成像装置的驱动方法]
接下来,使用图11所示的时间图以及图10的电路构成来说明具有以上电路构成的固态成像装置1的驱动方法。
首先,通过将复位脉冲φPDRST设为高并同时接通全部像素的光电转换部用复位晶体管Tr6,从而执行复位以使全部像素的光电转换部PD的电位变为与电源电压VDD相同的电位。即,通过上述动作,排出了蓄积在全部像素的光电转换部PD中的无用电荷,并将光电转换部PD的电位复位为固定值(VDD)。
接着,将复位脉冲φPDRST设为低并同时断开全部像素的光电转换部用复位晶体管Tr6,在全部像素的光电转换部PD中开始信号电荷的生成/蓄积。信号电荷根据入射到光电转换部PD的光的光量被生成,生成的信号电荷被蓄积在通过光电转换部PD中的pn结的效应产生的势阱。此时,假定蓄积在电荷蓄积部61中的信号电荷在之前的读出时依次被读出,因而电荷蓄积部61变空,但也可以另外设置使电荷蓄积电容部61重置的定时。
接着,在将复位脉冲φPDRST设为低后且经过预定的蓄积时间之前,将第一传输脉冲φTRG1设为高,同时接通全部像素的第一传输晶体管Tr1,将蓄积在光电转换部PD中的信号电荷传输到杂质区域16。于是,由于杂质区域16、杂质区域30以及电荷蓄积电容部61电连接,因此信号电荷暂时蓄积在形成在第一衬底80的杂质区域16、杂质区域30以及电荷蓄积电容部61。另外,在如上述地将第一传输脉冲φTRG1设为高的期间,信号电荷主要蓄积在电荷蓄积电容部61。
然后,通过将第一传输脉冲φTRG1设为低而断开全部像素的第一传输晶体管Tr1,主要蓄积在电荷蓄积电容部61的信号电荷被传输到杂质区域16和杂质区域30的耗尽层。如图11所示,从将复位脉冲φPDRST设为低至再次将第一传输脉冲φTRG1设为低的时间为蓄积曝光时间(电子快门的时间)。在将第一传输脉冲φTRG1设为高之后的从光电转换部PD向电荷蓄积电容部61传输信号电荷的期间,第一传输脉冲φTRG1的电位为能够完全传输来自光电转换部PD的信号电荷的电位。
接着,将复位脉冲φPDRST设为高,接通全部像素的光电转换部用复位晶体管Tr6而将光电转换部PD重置。由此,在读出蓄积在电荷蓄积电容部61的信号电荷的期间,可防止蓄积在光电转换部PD中的超过光电转换部PD的最大蓄积电荷量那部分的信号电荷溢向电荷蓄积电容部61。或者,将光电转换部PD重置为与电源电压VDD相同的电位,以备下一次的信号电荷的蓄积。在将信号电荷蓄积在电荷蓄积电容部61或杂质区域16、30的期间,作为第一传输脉冲φTRG1,可以施加使得在电荷蓄积电容部61的表面形成反型层的电位。由此,能够抑制在蓄积信号电荷过程中的暗电流的产生。
然后,将选择脉冲φSEL(1)设为高,接通第一行的选择晶体管Tr5而选择第一行的像素2。在上述的将第一行的φSEL(1)设为高的状态下,将复位脉冲φRST(1)设为高而接通第一行的复位晶体管Tr3。由此,作为连接在放大晶体管Tr4的栅极电极40上的浮动扩散区域的杂质区域31的电位被重置为与电源电压VDD相同的电位。此时,放大晶体管Tr4的重置时间输出经由垂直信号线9保存在列信号处理电路5。
接着,将第二传输脉冲φTRG2(1)设为高,接通第一行的像素2的第二传输晶体管Tr2,将位于第一行的像素2的杂质区域30和杂质区域16中的信号电荷传输到作为浮动扩散区域的杂质区域31。此时,第二传输脉冲φTRG2(1)的电位为能够将来自杂质区域30和杂质区域16的电荷完全传输到杂质区域31的电位。信号电荷在杂质区域31被读出,由此,作为浮动扩散区域的杂质区域31的电位变化,对应于该电位变化的信号电压被施加到放大晶体管Tr4的栅极电极40。并且,通过放大晶体管Tr4放大的信号电压被输出到垂直信号线9。
并且,输出到垂直信号线9的信号电压被发送给列信号处理电路5。在列信号处理电路5中,输出之前保存的复位时间输出与放大的信号电压之差来作为第一行的像素2的像素信号。并且,通过由水平驱动电路6来依次接通水平晶体管Tr7,所述第一行的像素2的像素信号经由输出电路7从输出端子Vout串行地被输出。
然后,在将选择脉冲φSEL(1)设为低之后,将选择脉冲φSEL(2)设为高,接通第二行的选择晶体管Tr5,选择第二行的像素2。在将该第二行的选择晶体管Tr5的选择脉冲φSEL(2)设为高的状态下,与第一行的第二传输脉冲φTRG2(1)、复位脉冲φRST(1)同样地驱动第二传输脉冲φTRG2(2)、复位脉冲φRST(2)的状态。由此,关于第二行的像素2,执行与前面说明过的第一行同样的读出动作。
通过上述说明可知,在本实施方式例子的固态成像装置1中,在光电转换部PD中生成/蓄积信号电荷的蓄积曝光时间被执行成在全部像素上为相同时刻。并且,在全部像素为相同时刻的情况下蓄积的信号电荷通过各自的电荷蓄积电容部61蓄积保存,并以行为顺序被读出到杂质区域31,对应于信号电荷的电位而放大的信号电压经由垂直信号线9被输出。
根据本实施方式例子的固态成像装置1,以往的具有全域快门功能的固态成像装置和电路构成本身没有很大变动,但是通过将光电转换部PD和电路部分形成在不同的衬底,能够增大光电转换部PD的开口面积。即,在本实施方式例子中,由于能够使用第一衬底80中的受光面的全部有效面积作为光电转换部PD,因此能够确保光电转换部PD本身的面积并且能够增大开口面积。由此,提高了受光灵敏度。
另外,即使在以往的固态成像装置1的制造方法中,形成在第一衬底80的光电转换部PD和形成在第一衬底81的多个MOS晶体管也是分别通过独立的工序形成的。因此,除了通过全部形成在一个衬底而能够共享的工序以外,将本实施方式例子的形成第一衬底80的工序和形成第二衬底81的工序相加得到的工序数量接近于以往的固态成像装置的制造中的工序数量。即,在制造工序数量上,以往在一个衬底上形成全部的构件的固态成像装置和在第一衬底80、第二衬底81上形成各自需要的构件的本实施方式例子的固态成像装置1没有太大变化。另一方面,在本实施方式例子的固态成像装置1中,由于分别单独形成第一衬底80和第二衬底81,因此能够减小单个的衬底面积,所述第一衬底80形成光电转换部PD,所述第二衬底81形成电荷蓄积电容部61和多个MOS晶体管。因此,缩小了形成固态成像装置1的芯片面积,从而能够增加从一个晶圆取得的芯片的数量。
如上所述,在本实施方式例子中,能够在工序数量不变的情况下增加从一片晶圆取得的芯片的数量,因此理论上能够使单个芯片的成本减少。
另外,在本实施方式例子的固态成像装置1中,由于第一衬底80和第二衬底81电连接,因此可以将驱动多个MOS晶体管的电路构成全部形成在第二衬底81,电路不会变复杂。
如上所述,根据本实施方式例子的固态成像装置1,由于像素2具有电荷蓄积电容部61,由此能够在全部像素上同时执行电子快门动作(全域快门动作)。另外,通过立体地层叠电荷蓄积电容部61和光电转换部PD来最大限度地活用光电转换部PD的受光面积,由此能够在小面积上获得最大的受光灵敏度。由于能够通过远小于以往的固态成像装置的面积实现相同性能的元件,因此能够降低单个芯片的成本,同时获得适用于放映设备等电子设备的小型化的固态成像装置。
<2.第二实施方式:固态成像装置>
接着,说明本发明的第二实施方式的固态成像装置。图12是示出本发明的第二实施方式的固态成像装置90的整体的简要构成图。
本实施方式例子的固态成像装置90的电荷蓄积电容部的构成与第一实施方式中的固态成像装置1不同。另外,由于在本实施方式例子的固态成像装置90的整体构成与图1是一样的,因此省略重复说明。在图12中,对与图2对应的部分标注相同的标号,并省略重复说明。
如图12所示,本实施方式例子的第二衬底91包括半导体衬底28和形成期望的配线和电极的多层配线层76,所述半导体衬底28形成有期望的杂质区域31、32、33、34、35和埋入型的电荷蓄积电容部74。形成在第二衬底91中的多个MOS晶体管是第二传输晶体管Tr2、复位晶体管Tr3、放大晶体管Tr4以及选择晶体管Tr5。
半导体衬底78由N型的硅衬底形成,在半导体衬底78上部的形成MOS晶体管和电荷蓄积电容部74的区域形成P型阱层79。P型阱层79能够通过向半导体衬底78离子注入P型杂质来形成。
构成第二传输晶体管Tr2、复位晶体管Tr3、放大晶体管Tr4以及选择晶体管Tr5的各杂质区域31、32、34、35分别形成在P型阱层表面侧的期望的区域。上述的杂质区域31、32、34、35通过向P型阱层79的期望的区域高浓度地离子注入N型杂质来形成。
杂质区域31被共享地作为第二传输晶体管Tr2的漏极和复位晶体管Tr3的源极,并作为读出信号电荷的浮动扩散区域来使用。另外,杂质区域32被共享地作为复位晶体管Tr3的漏极和放大晶体管Tr4的源极。另外,杂质区域34被共享地作为放大晶体管Tr4的漏极和选择晶体管Tr5的源极。另外,杂质区域35被作为选择晶体管Tr5的漏极。
电荷蓄积电容部74包括形成在半导体衬底78的沟槽部70的第一电极层72、介电体层71以及第二电极层73。即,本实施方式例子的电荷蓄积电容74构成沟道式电容器。
沟槽部70通过以从P型阱层79表面到达半导体衬底78的N区域的深度开口而形成。并且,第一电极层72通过N型杂质区域构成,所述N型杂质区域被形成为在包围沟槽部70底部的周围区域的区域上与半导体衬底78的N区域相接。该第一电极层72通过向P型阱层79和构成半导体衬底78的N区域的界面上离子注入N型杂质而形成。介电体层71通过形成在沟槽部70内表面的氧化硅膜而形成。第二电极层73通过多晶硅形成,所述多晶硅被形成为经由介电体层71埋入沟槽部70内。优选的是,构成该第二电极层73的多晶硅被涂有N型杂质。并且,构成该电荷蓄积电容部74的第二电极层73被形成为,在半导体衬底78的表面侧与作为形成在电荷蓄积电容部74和杂质区域31之间的第二传输晶体管Tr2的沟槽部的区域连接。
另外,在本实施方式例子中,在半导体衬底78的除了形成P型阱层78的区域的表面上高浓度地离子注入N型杂质来形成杂质区域33。并且,该杂质区域33与第一电极层72通过构成半导体衬底78的相同电位的N区域电连接。
在如上述的构成的电荷蓄积电容部74中的第二电极层73被作为第二传输晶体管Tr2的源极。并且,电荷蓄积电容部74以及各杂质区域31、32、34、35之间的P型阱层79的区域被作为各个MOS晶体管的沟道部。
多层配线层76形成在半导体衬底78上部。在多层配线层76中,构成MOS晶体管的栅极电极38、39、40、41、第一配线层M1’、第二配线层M2’经由层间绝缘膜77层叠地被构成。
栅极电极38、39、40、41在各个沟道部上部经由栅极绝缘膜(图中没有示出)而形成。形成在电荷蓄积电容部74和杂质区域31之间的P型阱层79上部的栅极电极38被作为第二传输晶体管Tr2的栅极电极。另外,形成在杂质区域31和杂质区域32之间的P型阱层79上部的栅极电极39被作为复位晶体管Tr3的栅极电极。另外,形成在杂质区域32和杂质区域34之间的P型阱层79上部的栅极电极40被作为放大晶体管Tr4的栅极电极。另外,形成在杂质区域34和杂质区域35之间的P型阱层79上部的栅极电极41被作为选择晶体管Tr5的栅极电极。
在第一配线层M1’中分别构成第一连接配线50、第二连接配线49、选择配线48以及垂直信号配线9。第一连接配线50经由形成在层间绝缘膜77的接触部42与作为第二传输晶体管Tr2的源极的第二电极层73连接。第二连接配线49经由形成在层间绝缘膜77的接触部43、44分别与杂质区域31和放大晶体管Tr4的源极电极40连接。即,通过第二连接配线49,将作为浮动扩散区域的杂质区域31与放大晶体管Tr4的栅极电极40电连接。另外,选择配线48经由形成在层间绝缘膜77的接触部45与选择晶体管Tr5的栅极电极41连接。通过选择配线48向选择晶体管Tr5的栅极电极41供应选择脉冲。另外,垂直信号线9经由形成在层间绝缘膜77上的接触部46与作为选择晶体管Tr5的漏极的杂质区域35连接。
在第二配线层M2’中,分别构成第一连接电极86和第二连接电极87,第一连接电极86和第二连接电极87被形成为在多层配线层76表面上露出。第一连接电极86经由形成在层间绝缘膜77的接触部82与由第一配线层M1’构成的第一连接配线50连接。另外,第二连接电极87经由形成在层间绝缘膜77的接触部83与形成在构成半导体衬底78的N区域的杂质区域33连接。另外,在该第二连接电极87上连接有形成在第二衬底91的多层配线层76的第一传输配线(图中没有示出),从第一传输配线向第一传输晶体管Tr1的栅极电极19和杂质区域33供应第一传输脉冲。
在图12中省略了图示,但在第二传输晶体管Tr2的栅极电极38上连接有供应第二传输脉冲的第二传输配线。同样地,在复位晶体管Tr3的栅极电极39上也连接有供应复位脉冲的复位配线。并且,上述的第二传输配线和复位配线通过多层配线层的期望的配线层来形成。
并且,在本实施方式例子的固态成像装置90中,在第二衬底91上部层叠第一衬底80,以使得第一衬底80和第二衬底81相互的第一连接电极27、86以及第二连接电极26、87彼此连接。
在本实施方式例子的固态成像装置90中,通过与第一实施方式中的固态成像装置1同样的方法来贴合第一衬底80和第二衬底91。另外,在本实施方式例子的固态成像装置90中,具有与第一实施方式中的固态成像装置1同样的电路构成。
在本实施方式例子的固态成像装置90中,通过将供应给第一传输晶体管Tr1的栅极电极19的第一传输脉冲设为高,接通第一传输晶体管Tr1,信号电荷从光电转换部PD传输到杂质区域16。此时,由于在第二衬底91的第一电极层72上供应与栅极电极19相同的电位,因此信号电荷通过第一衬底80的杂质区域16、形成在第二衬底91的电荷蓄积电容部74暂时保存。此时,主要被蓄积在电荷蓄积电容部74。之后,信号电荷针对每一个像素被传输给作为浮动扩散区域的杂质区域31并针对每一个像素被读出。其驱动方法与第一实施方式中的固态成像装置1相同。
根据本实施方式例子的固态成像装置90,通过将电荷蓄积电容部74形成在形成在半导体衬底78上的沟槽部70,除了能够减少构成电荷蓄积电容部的配线层,还能够获得与第一实施方式的固态成像装置1相同的效果。
在上述的第一实施方式、第二实施方式中,举出了将电荷蓄积电容部形成在第二衬底侧的例子,但也可以形成在第一衬底侧。但是,从增大受光面积的目的来说,优选形成在第一衬底。
另外,在上述的第一实施方式和第二实施方式中,举出了应用于行列状地检测根据入射光量的信号电荷作为物理量的单位像素而成的CMOS型固态成像装置的情况而进行说明。然而,本发明不限于针对CMOS型固态成像装置的应用。另外,本发明也不限于对应将像素形成为二维矩阵状的像素部的每个像素列而配置列电路的列方式的一般的固态成像装置。
另外,本发明不限于在检测可见光的入射光量的分布后捕获为图像的固态成像装置,也能够应用在将红外线、X线、或者粒子等的入射量的分布捕获为图像的固态成像装置。另外,此外,从而广义来说,本发明可应用于检测压力、静电电容等其他物理量的分布并捕获为图像的如指纹检测传感器等这样的一般的固态成像装置(物理量分布检测装置)。
此外,本发明不限于以行为单位顺序扫描像素部的各个单位像素并从各个单位像素读取像素信号的固态成像装置。也可以应用于以像素为单位选择任意像素并从该被选像素以像素单位读取信号的X-Y地址型的固态成像装置。
固态成像装置既可以形成为单一芯片的形式,也可以形成为将像素部、信号处理部或光学系统封装在一起的、具有图像捕获功能的模块形式。
此外,本发明不限于应用在固态成像装置,也可以应用于成像装置。这里,成像装置是指数字静态照相机或摄像机等相机系统、便携式电话机等具有图像捕获功能的电子设备。有时也会将安装在电子设备中的上述模块形式、即相机模块作为成像装置。
<3.第三实施方式:电子设备>
接着,对本发明第三实施方式涉及的电子设备进行说明。图13是本发明第三实施方式涉及的电子设备200的简要构成图。
本实施方式的电子设备200表示将上述本发明第一实施方式中的固态成像装置1使用于电子设备(相机)的情况的实施方式。
图13示出了本实施方式例子的电子设备200的简要截面构成。本实施方式的电子设备200举例为可拍摄静止图像的数字照相机的例子。
本实施方式涉及的电子设备200包括固态成像装置1、光学镜头210、快门装置211、驱动电路212、以及信号处理电路213。
光学镜头210使来自被拍摄体的图像光(入射光)成像于固态成像装置1的图像捕获面上。由此,信号电荷在固态成像装置1内被积累固定期间。
快门装置211对固态成像装置1的光照射期间和遮光期间进行控制。
驱动电路212提供用于控制固态成像装置1的传输动作以及快门装置211的快门动作的驱动信号。通过从驱动电路212提供的驱动信号(定时信号)来进行固态成像装置1的信号传输。信号处理电路213进行各种信号处理。经信号处理的图像信号被存储到存储器等存储介质或被输出到监视器。
在本实施方式例子的电子设备200中,由于能够缩小固态成像装置1,因此能够实现电子设备200整体的小型化。另外,由于降低了形成固态成像装置1的成本,因此降低了电子设备200的制造成本。
如上所述,能够应用固态成像装置1的电子设备200不限于相机,还可以应用于数字静态照相机、以及面向便携式电话机等移动设备的相机模块等成像装置。
在本实施方式例子中,将固态成像装置1使用于电子设备,但也可以使用第二实施方式中的固态成像装置。
Claims (8)
1.一种固态成像装置,包括:
多个像素,所述像素包括:形成在第一衬底的光电转换部,该光电转换部用于生成并蓄积对应于入射光的信号电荷;形成在所述第一衬底或者第二衬底的电荷蓄积电容部,该电荷蓄积电容部暂时保持从所述光电转换部传输的信号电荷;以及形成在所述第二衬底的多个MOS晶体管,该MOS晶体管用于传输电荷蓄积电容部所蓄积的信号电荷;
形成在所述第一衬底的连接电极;以及
形成在所述第二衬底的连接电极,其与形成在所述第一衬底的连接电极电连接,其中,
按照使得所述第一衬底置于光入射侧的方式贴合所述第一衬底和所述第二衬底,由此实现形成在所述第一衬底的连接电极和形成在所述第二衬底的连接电极的电连接,并且
所述第一衬底包括将通过光电转换部生成并蓄积的信号电荷传输给所述电荷蓄积电容部的第一传输晶体管,
所述第二衬底包括将所述电荷蓄积电容部所蓄积的信号电荷传输到浮动扩散区域的第二传输晶体管,
所述第一传输晶体管的漏极、所述电荷蓄积电容部以及所述第二传输晶体管的源极电连接,并且
形成在所述第二衬底上的连接电极兼用作用于对作为所述第二传输晶体管的源极的区域进行遮光的遮光膜。
2.根据权利要求1所述的固态成像装置,其中,
所述电荷蓄积电容部通过介电体层和夹持所述介电体层而形成的两个配线层来形成。
3.根据权利要求1所述的固态成像装置,其中,
通过形成于构成所述第二衬底的半导体衬底上的沟槽部、形成于所述沟槽部内表面上的第一电极层、以及经由介电体层埋入到形成了所述第一电极层的沟槽内的第二电极层,形成所述电荷蓄积电容部。
4.一种固态成像装置的制造方法,包括以下步骤:
在第一衬底上形成光电转换部和被形成为从该第一衬底表面露出的连接电极,所述光电转换部用于生成并蓄积对应于入射光的信号电荷,并且在所述第一衬底上形成将通过光电转换部生成并蓄积的信号电荷传输给所述电荷蓄积电容部的第一传输晶体管,
在所述第一衬底或者第二衬底上形成用于蓄积从所述光电转换部传输的信号电荷的电荷蓄积电容部;
在所述第二衬底上形成多个MOS晶体管和被形成为从该第二衬底表面露出的连接电极,所述MOS晶体管用于顺序传输所述电荷蓄积电容部所蓄积的信号电荷并且包括将所述电荷蓄积电容部所蓄积的信号电荷传输到浮动扩散区域的第二传输晶体管;以及
在所述第二衬底上部的光入射侧贴合所述第一衬底,使得在所述第二衬底表面上露出的所述连接电极和在所述第一衬底表面上露出的所述连接电极电连接,并且所述第一传输晶体管的漏极、所述电荷蓄积电容部以及所述第二传输晶体管的源极电连接,
其中,形成在所述第二衬底上的连接电极兼用作用于对作为所述第二传输晶体管的源极的区域进行遮光的遮光膜。
5.根据权利要求4所述的固态成像装置的制造方法,其中,
通过在形成连接电极之后,形成粘结剂层以使该粘结剂层覆盖所述连接电极,对所述粘结剂层进行蚀刻,由此使得所述第一衬底和所述第二衬底的各自的连接电极从表面露出,
通过在对在所述第一衬底和所述第二衬底表面露出的各自的连接电极表面进行激活之后进行压接,来进行所述第一衬底和所述第二衬底的贴合。
6.根据权利要求5所述的固态成像装置的制造方法,其中,
通过形成介电体层和夹持所述介电体层形成的两个配线层,来形成所述电荷蓄积电容部。
7.根据权利要求5所述的固态成像装置的制造方法,其中,
通过在构成所述第二衬底的半导体衬底形成沟槽部,在所述沟槽部内表面形成第一电极层,在形成所述第一电极层的沟槽部内经由介电体层形成第二电极层,形成所述电荷蓄积电容部。
8.一种电子设备,包括:
光学透镜;
固态成像装置,所述固态成像装置包括:
多个像素,所述像素包括:形成在第一衬底的光电转换部,
该光电转换部用于生成并蓄积对应于入射光的信号电荷;形成在第二衬底的电荷蓄积电容部,该电荷蓄积电容部用于蓄积从所述光电转换部传输的信号电荷;以及形成在所述第二衬底的多个MOS晶体管,该MOS晶体管用于传输所述电荷蓄积电容部所蓄积的信号电荷;
形成在所述第一衬底的连接电极;以及
形成在所述第二衬底的连接电极,其与形成在所述第一衬底的连接电极电连接,
其中,按照使得所述第一衬底置于光入射侧的方式贴合所述第一衬底和所述第二衬底,由此实现形成在所述第一衬底的连接电极和形成在所述第二衬底的连接电极的电连接,并且
所述第一衬底包括将通过光电转换部生成并蓄积的信号电荷传输给所述电荷蓄积电容部的第一传输晶体管,
所述第二衬底包括将所述电荷蓄积电容部所蓄积的信号电荷传输到浮动扩散区域的第二传输晶体管,
所述第一传输晶体管的漏极、所述电荷蓄积电容部以及所述第二传输晶体管的源极电连接,以及
信号处理电路,处理从所述固态成像装置输出的输出信号,
其中,形成在所述第二衬底上的连接电极兼用作用于对作为所述第二传输晶体管的源极的区域进行遮光的遮光膜。
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