(57)【要約】  固体撮像装置は、光電変換素子が配された第１基板と、第１基板に積層して配置され、光電変換素子の電荷に基づく信号を読み出すための読み出し回路および制御回路を含む周辺回路の少なくとも一部が配された第２基板と、第１基板に設けられ、第１基板の外部に向かって電気的に接続可能に設けられた接続表面を有する電極部と、第１基板と第２基板との間に配置され、第１基板および第２基板とを電気的に接続する基板接続部と、第２基板において、基板接続部のうち電極部に接続された基板接続部と周辺回路との間の回路に接続された静電保護回路と、を備え、第１基板および第２基板が積層される積層方向から見るとき、静電保護回路は、基板接続部のいずれとも重ならない位置に配置されている。
2016174758.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換素子が配された第１基板と、
前記第１基板に積層して配置され、前記光電変換素子の電荷に基づく信号を読み出すための読み出し回路および制御回路を含む周辺回路の少なくとも一部が配された第２基板と、
前記第１基板に設けられ、前記第１基板の外部に向かって電気的に接続可能に設けられた接続表面を有する電極部と、
前記第１基板と前記第２基板との間に配置され、前記第１基板および前記第２基板とを電気的に接続する基板接続部と、
前記第２基板において、前記基板接続部のうち前記電極部に接続された基板接続部と前記周辺回路との間の回路に接続された静電保護回路と、
を備え、
前記第１基板および前記第２基板が積層される積層方向から見るとき、前記静電保護回路は、前記基板接続部のいずれとも重ならない位置に配置されている、
固体撮像装置。
【請求項２】
前記電極部の面積は、前記電極部に接続された基板接続部の面積より大きく、
前記静電保護回路は、前記積層方向から見るとき、前記電極部と重なる位置に配置されている、
請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記積層方向から見るとき、
前記電極部は、前記周辺回路よりも外側の前記第１基板に配置され、
かつ、前記電極部に接続された基板接続部は、前記電極部と前記周辺回路との間に挟まれる領域を除く位置に配置されている、
請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記積層方向から見るとき、
前記電極部と前記電極部に接続された基板接続部とは、互いに重ならない位置に配置されている、
請求項３記載の固体撮像装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の固体撮像装置を備える、撮像システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像装置および撮像システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体基板上に形成された固体撮像装置には、静電保護回路が設けられている。静電保護回路は、ダイオードまたはトランジスタを含んで構成される。静電保護回路は、固体撮像装置の外部に露出する電極部と半導体基板内の電気回路との間の回路に電気的に接続されている。静電保護回路は、電極部のそれぞれに対して設けられている。
固体撮像装置は、例えば、複数の基板が積層され、かつ複数の基板がその間に配される基板接続部によって電気的に接続されて、構成される場合がある。
例えば、特許文献１には、上述したような積層型の固体撮像装置が記載されている。この固体撮像装置は、第１基板に外部に露出するパッド（電極部）が形成される。第１基板に積層される第２基板には、積層時に積層方向から見てパッドと重なる領域に、保護ダイオード回路（静電保護回路）が配される。第１基板と第２基板の間には、積層方向から見てパッド全体と重なる位置に接続部（基板接続部）が配置される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】日本国特開２０１２−１５２７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
固体撮像装置に含まれる静電保護回路は、良好な静電気放電（ＳＴＤ）耐性を得るために、電流密度の変化に対して敏感に反応するセンシティブな回路である。静電保護回路は、例えば、回路構成が同じでもレイアウトパターン等に起因して回路の電流密度が設計値よりも変化すると、ＳＴＤ耐性が大きく変わる可能性がある。同様に、静電保護回路を構成する回路素子の電気特性が設計値から変化しても、ＳＴＤ耐性が大きく変わる可能性がある。
ＳＴＤ耐性が低下すると、固体撮像装置に静電ノイズが混入したり、回路が破損して固体撮像装置の信頼性が低下したりする可能性がある。【０００５】
積層型の固体撮像装置の製造工程では、複数の基板を積層して、基板接続部によって互いに接続する場合に、積層した基板同士に圧力をかける。このとき、各基板内の回路素子が応力を受けるため、回路素子の電気特性が変化する場合がある。例えば、回路素子がトランジスタであれば、閾値電圧が変化する場合がある。
基板接続部には、例えば、基板接合用のバンプが配された状態で加圧されるため、その近傍領域の応力が高くなりやすい。【０００６】
特許文献１に記載の積層型の固体撮像装置は、積層方向から見て、接続部と重なる領域に保護ダイオード回路が配されている。このため、保護ダイオード回路は、第１基板および第２基板の接合時に、応力を受けやすい。
したがって、特許文献１に記載の積層型の固体撮像装置は、基板の接合時の圧力によって、保護ダイオード回路のＳＴＤ耐性が設計値から変化しやすい。このため、固体撮像装置の信頼性が低下することが懸念される。【０００７】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、基板サイズがコンパクトであっても、基板接合時の静電気放電耐性の変化を抑制することができる固体撮像装置および撮像システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様の固体撮像装置は、光電変換素子が配された第１基板と、前記第１基板に積層して配置され、前記光電変換素子の電荷に基づく信号を読み出すための読み出し回路および制御回路を含む周辺回路の少なくとも一部が配された第２基板と、前記第１基板に設けられ、前記第１基板の外部に向かって電気的に接続可能に設けられた接続表面を有する電極部と、前記第１基板と前記第２基板との間に配置され、前記第１基板および前記第２基板とを電気的に接続する基板接続部と、前記第２基板において、前記基板接続部のうち前記電極部に接続された基板接続部と前記周辺回路との間の回路に接続された静電保護回路と、を備え、前記第１基板および前記第２基板が積層される積層方向から見るとき、前記静電保護回路は、前記基板接続部のいずれとも重ならない位置に配置されている。【０００９】
本発明の第２の態様によれば、上記第１の態様の固体撮像装置において、前記電極部の面積は、前記電極部に接続された基板接続部の面積より大きく、前記静電保護回路は、前記積層方向から見るとき、前記電極部と重なる位置に配置されてもよい。【００１０】
本発明の第３の態様によれば、上記第１の態様の固体撮像装置において、前記積層方向から見るとき、前記電極部は、前記周辺回路よりも外側の前記第１基板に配置され、かつ、前記電極部に接続された基板接続部は、前記電極部と前記周辺回路との間に挟まれる領域を除く位置に配置されてもよい。【００１１】
本発明の第４の態様によれば、上記第３の態様の固体撮像装置において、前記積層方向から見るとき、前記電極部と前記電極部に接続された基板接続部とは、互いに重ならない位置に配置されてもよい。【００１２】
本発明の第５の態様の撮像システムは、上記第１の態様から第４の態様のいずれか１態様の固体撮像装置を備える。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の固体撮像装置および撮像システムによれば、基板サイズがコンパクトであっても、基板接合時の静電気放電耐性の変化を抑制することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態の撮像システムの構成を示す模式的な構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の固体撮像装置の構成例を示す模式的な断面図である。
【図３Ａ】本発明の第１の実施形態の固体撮像装置の第１基板の構成を示す模式的な平面図である。
【図３Ｂ】本発明の第１の実施形態の固体撮像装置の第２基板の構成を示す模式的な平面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態の固体撮像装置の静電保護回路を含む回路例（第１例）を示す模式的な回路図である。
【図５】本発明の第１の実施形態の固体撮像装置の静電保護回路を含む回路例（第２例）を示す模式的な回路図である。
【図６】本発明の第１の実施形態の固体撮像装置の静電保護回路を含む回路例（第３例）を示す模式的な回路図である。
【図７】本発明の第１の実施形態の固体撮像装置の静電保護回路を含む回路例（第４例）を示す模式的な回路図である。
【図８】本発明の第１の実施形態の固体撮像装置の静電保護回路を含む回路例（第５例）を示す模式的な回路図である。
【図９】本発明の第１の実施形態の固体撮像装置の配線状態の構成例を示す模式的な断面図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態の固体撮像装置の構成例を示す模式的な断面図である。
【図１１Ａ】本発明の第２の実施形態の固体撮像装置の第１基板の構成を示す模式的な平面図である。
【図１１Ｂ】本発明の第２の実施形態の固体撮像装置の第２基板の構成を示す模式的な平面図である。
【図１２Ａ】本発明の第３の実施形態の固体撮像装置の第１基板の構成を示す模式的な平面図である。
【図１２Ｂ】本発明の第３の実施形態の固体撮像装置の第２基板の構成を示す模式的な平面図である。
【図１３Ａ】本発明の第４の実施形態の固体撮像装置の第１基板の構成を示す模式的な平面図である。
【図１３Ｂ】本発明の第４の実施形態の固体撮像装置の第２基板の構成を示す模式的な平面図である。
【図１４Ａ】本発明の第５の実施形態の固体撮像装置の第１基板の構成を示す模式的な平面図である。
【図１４Ｂ】本発明の第５の実施形態の固体撮像装置の第２基板の構成を示す模式的な平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下では、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。すべての図面において、実施形態が異なる場合であっても、同一または相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。
［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態の固体撮像装置および撮像システムについて説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態の撮像システムの構成を示す模式的な構成図である。図２は、本発明の第１の実施形態の固体撮像装置の構成例を示す模式的な断面図である。図３Ａは、本発明の第１の実施形態の固体撮像装置の第１基板の構成を示す模式的な平面図である。図３Ｂは、本発明の第１の実施形態の固体撮像装置の第２基板の構成を示す模式的な平面図である。
各図面は、模式図のため、各部の寸法および形状は誇張されている（以下の図面も同様）。
【００１６】
図１に示すように、本実施形態の撮像システム８は、レンズユニット２、シャッタ７、固体撮像装置１、画像信号処理装置３、記録装置４、表示装置６、および撮像制御装置５を備える。
撮像システム８は、被写体を撮像する種々の用途に用いることができる。例えば、撮像システム８は、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、内視鏡、撮像機能を有する携帯電話などに用いることができる。
【００１７】
レンズユニット２は、被写体からの光を集光する。レンズユニット２は、単レンズでもよいし、複数のレンズから構成されてもよい。本実施形態では、レンズユニット２は、一例として、複数のレンズがレンズ鏡筒に収容されている。
レンズユニット２は、レンズの配置位置を変えて、焦点位置合わせやズーミングを行うレンズ駆動機構２ａを備える。ただし、レンズユニット２は、焦点位置が固定されていてもよい。この場合には、レンズ駆動機構２ａは省略できる。
【００１８】
シャッタ７は、撮像時に設定されるシャッタスピードおよび絞り値に基づいて、光路を開閉して、後述する固体撮像装置１に対する露光を行う。シャッタ７の種類は特に限定されない。例えば、シャッタ７は、機械シャッタでもよいし、電子シャッタでもよい。本実施形態では、一例として、撮像制御装置５の制御によって開閉動作する電子シャッタである。
ただし、固体撮像装置１において、完全な電子式シャッタを構成する場合には、シャッタ７は省略することができる。
【００１９】
本実施形態の固体撮像装置１は、撮像範囲を分割する画素ごとに、図示略の光電変換素子を備える。各光電変換素子は、シャッタ７を通過して画素領域に到達する光を受光する。各光電変換素子は、受光した光を光電変換して、画素ごとに画像信号を生成する。固体撮像装置１は、各光電変換素子によって生成された画像信号を後述する画像信号処理装置３に送出する。
固体撮像装置１の詳細構成は、後述する。
【００２０】
画像信号処理装置３は、固体撮像装置１と電気的に接続する。画像信号処理装置３は、固体撮像装置１から送出される画像信号に画像処理を施す。
画像信号処理装置３が行う画像処理の例としては、例えば、ノイズ除去処理、シェーディング補正処理、階調補正処理、色調補正処理などを挙げることができる。
画像信号処理装置３は、後述する記録装置４および表示装置６と電気的に接続される。画像信号処理装置３は、画像処理した画像信号を記録装置４および表示装置６に送出する。
【００２１】
記録装置４は、画像信号処理装置３から送出される画像信号を記憶する。記録装置４の種類は特に限定されない。記録装置４は、例えば、メモリ、メモリカード、ハードディスクなどであってもよい。
表示装置６は、画像信号処理装置３から送出される画像信号を表示する。表示装置６の種類は特に限定されない。表示装置６は、例えば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイなどであってもよい。
【００２２】
撮像制御装置５は、撮像システム８の各装置部分の動作を制御する。例えば、撮像制御装置５は、レンズ駆動機構２ａ、シャッタ７、固体撮像装置１、画像信号処理装置３、記録装置４、表示装置６、および図示略の操作部と通信可能に接続する。
本実施形態における撮像制御装置５が行う制御の例は、以下の通りである。
撮像制御装置５は、固体撮像装置１が撮像する画像に基づいて、レンズユニット２の焦点位置合わせを行う。
撮像制御装置５は、シャッタ７の動作を制御して露出制御を行う。
撮像制御装置５は、図示略の操作部からの操作入力に応じて、画像信号処理装置３の画像処理を変更することができる。
撮像制御装置５は、図示略の操作部からの操作入力に応じて、表示装置６の表示モードを切り換える。表示装置６の表示モードとしては、例えば、撮像される静止画像を表示するモード、撮像される動画を表示するモード、記録装置４に記憶された画像を再生するモード、操作メニューを表示するモードなどを挙げることができる。
【００２３】
次に、固体撮像装置１の詳細構成について説明する。
図２に示すように、固体撮像装置１は、第１基板１０および第２基板２０を備える。第１基板１０および第２基板２０は、積層方向Ｌにおいて互いに積層され、固体撮像素子本体５０を構成する。
第１基板１０および第２基板２０は、互いに対向する対向面１０ａ、２０ａ同士が当接した状態で互いに接合されている。
第１基板１０および第２基板２０には、例えば、シリコン基板に半導体製造プロセスを用いて各種の回路部が形成されている。
第１基板１０および第２基板２０の外形は、図３Ａ、３Ｂに示すように、同面積の矩形状が望ましいが、それぞれの外形が異なってもよい。
【００２４】
第１基板１０は、電極パッド１０１（電極部）、配線部１１０、および画素部２００を備える。
【００２５】
電極パッド１０１は、第１基板１０に形成された金属層からなる。第１基板１０において対向面１０ａと反対側の表面には、電極パッド１０１の表面までＳｉ（シリコン）などの半導体形成層を貫通する穴部１０ｂが形成されている。穴部１０ｂの大きさは、穴部１０ｂが重なる電極パッド１０１の表面の面積よりも小さい。このため、穴部１０ｂの内部には、電極パッド１０１の表面である接続表面１０１ａが露出している。
接続表面１０１ａは、固体撮像装置１の外部から適宜の金属と接触または接合することによって電気的に接続可能である。
【００２６】
電極パッド１０１は、第１基板１０の外部に向かって電気的に接続可能に設けられた接続表面を有する電極部を構成する。
電極パッド１０１は、第１基板１０の外部と電気的に接続するため、適宜の配線が接続されるが、図２では図示を省略している。
【００２７】
電極パッド１０１の外形および接続表面１０１ａの外形は、特に限定されない。例えば、電極パッド１０１、接続表面１０１ａの外形は、例えば、多角形、円形、楕円形などでもよい。
本実施形態では、一例として、電極パッド１０１および接続表面１０１ａはいずれも矩形である。
【００２８】
第１基板１０において、電極パッド１０１よりも対向面１０ａ側には、電極パッド１０１に接続する配線部１１０が形成されている。
配線部１１０は、例えば、互いに電気的に接続する金属層とビアとを交互に配置して、全体として積層方向Ｌに延びている。
配線部１１０は、対向面１０ａ、２０ａの間に配された後述する第１の基板接続部１０２と接続される。配線部１１０は、電極パッド１０１と第１の基板接続部１０２とを電気的に接続する。
【００２９】
画素部２００は、入射光を光量に応じて光電変換し、電荷に基づく信号を発生複数の光電変換素子２０１を備える。画素部２００は、第１基板１０において、半導体製造プロセスを用いて形成される。光電変換素子２０１としては、例えば、フォトダイオード素子を挙げることができる。
【００３０】
画素部２００が形成される領域（以下、画素部２００の領域という）は、積層方向Ｌから見るとき、図３Ａに模式的に示すように、第１基板１０の内側に位置する矩形状である。画素部２００の領域の各外縁部は、それぞれが対向する第１基板１０の外形と略平行（平行の場合を含む）である。画素部２００の外側には、第１基板１０の外縁との間に、帯状の領域が形成されている。
これらの帯状の領域は、いずれの領域においても電極パッド１０１を形成することができる。
例えば、画素部２００の領域の四辺と対向する４つの領域にわたって、電極パッド１０１が配置されてもよい。例えば、画素部２００の領域の二辺と対向する２つの領域にわたって、電極パッド１０１が配置されてもよい。
図３Ａでは、一例として、画素部２００の領域の一方の長辺と、第１基板１０の外形とに挟まれた１つの帯状の領域のみに、複数の電極パッド１０１を図示している。
さらに、図３Ａに示す電極パッド１０１の個数も一例である。電極パッド１０１の個数は４つには限定されず、３以下でもよいし、５以上でもよい。
各電極パッド１０１は、画素部２００と重なりを有しておらず、積層方向Ｌから見るとき、画素部２００と各電極パッド１０１とは、領域Ｇ１を隔てて対向している。
【００３１】
光電変換素子２０１は、積層方向Ｌから見て、画素部２００の領域の外形に平行な２方向において、それぞれ一定のピッチで配列されている。
このため、画素部２００は、積層方向Ｌから見て、各光電変換素子２０１に対応する複数の画素に区画されている。
【００３２】
図２に示すように、第１基板１０において、対向面１０ａと反対側の表面には、画素部２００の画素ごとに、透明樹脂で形成されたマイクロレンズ部１１３が配置されている。マイクロレンズ部１１３は、外部からの入射光を、マイクロレンズ部１１３が対向する光電変換素子２０１上に集光する。
マイクロレンズ部１１３と光電変換素子２０１との間には、例えば、赤色、緑色、青色等のカラーフィルタが形成されていてもよい。
【００３３】
第２基板２０は、周辺回路部３００（周辺回路）、配線部１１１、および静電保護回路１０３を備える。
周辺回路部３００は、読み出し回路および制御回路を含む。周辺回路部３００は、第２基板２０において、半導体製造プロセスを用いて形成される。
周辺回路部３００の読み出し回路は、画素部２００における各光電変換素子２０１の電荷に基づく信号を読み出す。
周辺回路部３００の制御回路は、読み出し回路の読み出しタイミングを制御し、各光電変換素子２０１から読み出した信号を、光電変換素子２０１の配置位置に対応する画像信号として出力する。
【００３４】
周辺回路部３００が形成される領域（以下、周辺回路部３００の領域という）は、積層方向Ｌから見るとき、図３Ｂに模式的に示すように、第２基板２０の内側に位置する矩形状である。周辺回路部３００の領域の各外縁部は、それぞれが対向する第２基板２０の外形と略平行（平行の場合を含む）である。周辺回路部３００の外側には、第２基板２０の外縁との間に、帯状の領域が形成されている。
第２基板２０における帯状の領域は、積層方向Ｌから見るとき、少なくとも、第１基板１０において電極パッド１０１が形成された領域と重なる。
【００３５】
本実施形態では、周辺回路部３００の領域の面積は、画素部２００の領域の面積よりも広い。ただし、積層方向Ｌから見るとき、周辺回路部３００と電極パッド１０１（図３Ｂの二点鎖線参照）とは重なりを有していない。積層方向Ｌから見るとき、周辺回路部３００と各電極パッド１０１とは、領域Ｇ２を隔てて対向している。本実施形態では、積層方向Ｌから見た周辺回路部３００と各電極パッド１０１と対向方向における領域Ｇ２の幅は、画素部２００と各電極パッド１０１との対向方向における領域Ｇ１の幅よりも狭くなっているが必ずしもこの限りではない。
【００３６】
周辺回路部３００は、第１基板１０における画素部２００および電極パッド１０１と電気的に接続されている。
図２に示すように、このような電気的接続をとるため、第１基板１０および第２基板２０の間には第１の基板接続部１０２（電極部に接続される基板接続部）が配置され、第２基板２０の内部には第２の基板接続部１１５が配置される。
【００３７】
第１の基板接続部１０２は、対向面１０ａに形成された接続電極と、対向面２０ａに形成された接続電極とを、例えば、マイクロバンプや微細電極などの接続金属材を介して加圧することで形成される。
第１の基板接続部１０２における接続電極は、接続される電極パッド１０１ごとに１つでもよいし、複数でもよい。本実施形態では、１つの電極パッド１０１に対する第１の基板接続部１０２は、積層方向Ｌから見るとき、矩形状の領域に配置された複数の接続電極を有する。
ただし、図２、図３Ａ、図３Ｂは模式図のため、接続電極の個数は図２と、図３Ａ、図３Ｂとでは正確には対応していない。
【００３８】
第１の基板接続部１０２の実体をなすのは、対向面１０ａ、２０ａに形成された接続電極およびこれらに挟まれた接続材である。以下では、積層方向Ｌから見るとき、１つの第１の基板接続部１０２を構成する接続電極すべて含む外接多角形領域（図面では二点鎖線で表示）を表す場合に、第１の基板接続部１０２の形成領域という場合がある。
例えば、図３Ａ、図３Ｂに示すように、本実施形態における第１の基板接続部１０２の形成領域１０２ａ、（図示二点鎖線参照）は、一例として、矩形状である。
【００３９】
第１の基板接続部１０２の対向面１０ａに形成される接続電極は、配線部１１０を介して、電極パッド１０１に接続される。このため、第１の基板接続部１０２は、電極パッド１０１に接続する基板接続部になっている。
【００４０】
積層方向Ｌから見るとき、図２、図３Ｂに示すように、第１の基板接続部１０２の形成領域１０２ａは、第１の基板接続部１０２が接続する電極パッド１０１の面積よりも狭い。各第１の基板接続部１０２の形成領域１０２ａは、それぞれが接続する電極パッド１０１の内側に重なる。このため、第１の基板接続部１０２自体も、電極パッド１０１の内側に重なる。
本実施形態では、第１の基板接続部１０２は、電極パッド１０１下において、画素部２００および周辺回路部３００から遠ざかる方に偏って配置される。積層方向Ｌから見たとき、第１の基板接続部１０２と画素部２００および周辺回路部３００との間には、電極パッド１０１と重なり、かつ第１の基板接続部１０２の形成領域１０２ａと重ならない領域が形成される。
【００４１】
本実施形態の固体撮像装置１は、積層方向Ｌから見るとき、第１の基板接続部１０２が領域Ｇ２と重ならない場合の例になっている。すなわち、第１の基板接続部１０２は、電極パッド１０１と周辺回路部３００との間に挟まれる領域である領域Ｇ２を除く位置に配置されている。
【００４２】
第２の基板接続部１１５は、第１の基板接続部１０２と同様な構成を有する。ただし、第２の基板接続部１１５は、適宜の配線または回路を介して、周辺回路部３００と画素部２００とを電気的に接続する。
第２の基板接続部１１５は、積層方向Ｌから見るとき、電極パッド１０１と重ならない領域に配置される。
第２の基板接続部１１５は、積層方向Ｌから見るとき、例えば、画素部２００または周辺回路部３００と重なる領域に配置されてもよい。第２の基板接続部１１５は、積層方向Ｌから見るとき、例えば、画素部２００または周辺回路部３００の外側において電極パッド１０１と重ならない領域に配置されともよい。
図２に例示する第２の基板接続部１１５の場合、第２の基板接続部１１５は、積層方向Ｌから見たときに、画素部２００の外側、かつ周辺回路部３００の内側となる領域に配置されている。
第２の基板接続部１１５は、配線の必要に応じて設けることができ、個数は特に限定されない。
【００４３】
配線部１１１は、第１の基板接続部１０２において対向面２０ａに形成された接続電極に接続する。配線部１１１は、周辺回路部３００に対して、直接的に、または回路を介して間接的に接続される。配線部１１１は、第１の基板接続部１０２と周辺回路部３００とを電気的に接続する。
【００４４】
配線部１１１は、積層方向Ｌから見て第１の基板接続部１０２の形成領域と重なる領域において積層方向Ｌに延びてから、第２基板２０の内部で周辺回路部３００に向かって延ばされる。
配線部１１１は、配線部１１０と同様に、例えば、互いに電気的に接続する金属層とビアとを交互に配置される。配線部１１１は、配線部１１１を構成するいずれかの金属層によって、周辺回路部３００に向かって延びる。
【００４５】
静電保護回路１０３は、電極パッド１０１を通して生じるＳＴＤから周辺回路部３００および画素部２００を保護する。このため、静電保護回路１０３は、第２基板２０において、第１の基板接続部１０２と周辺回路部３００との間の回路に接続される。
静電保護回路１０３は、積層方向Ｌから見るとき、第１の基板接続部１０２および第２の基板接続部１１５のいずれにも重ならない領域に配置される。ここで、第１の基板接続部１０２および第２の基板接続部１１５と重ならないとは、積層方向Ｌから見るときに、いずれの接続電極とも重ならないという意味である。
【００４６】
本実施形態では、図３Ａ、図３Ｂに模式的に示すように、静電保護回路１０３は、積層方向Ｌから見るとき、電極パッド１０１と重なり、かつ第１の基板接続部１０２の形成領域１０２ａと重ならない領域に配置される。
【００４７】
固体撮像装置１において、電極パッド１０１、配線部１１０、第１の基板接続部１０２、配線部１１１、および静電保護回路１０３は、固体撮像装置１と外部との入出力を行うＩＯ部１００の一部を構成する。
静電保護回路１０３の回路構成は、各電極パッド１０１における入出力の種類に応じて異なっていてもよい。さらに、ＩＯ部１００には、各電極パッド１０１における入出力の種類に応じて、上記以外の回路要素を含むことができる。
【００４８】
以下、ＩＯ部１００の入出力の種類に応じた静電保護回路１０３およびＩＯ部１００の構成例について説明する。
図４から図８は、それぞれ、本発明の第１の実施形態の固体撮像装置の静電保護回路を含む回路例（第１例から第５例）を示す模式的な回路図である。図９は、本発明の第１の実施形態の固体撮像装置の配線状態の構成例を示す模式的な断面図である。
【００４９】
図４に示す回路例（第１例）は、電極パッド１０１がデジタル入力端子の場合の例である。
第１例のＩＯ部１００は、電極パッド１０１、配線部１１０、第１の基板接続部１０２、配線部１１１、静電保護回路１０３Ａ、およびドライバ回路１０４Ａを備える。配線部１１１は、第１の基板接続部１０２とドライバ回路１０４Ａとを電気的に接続している。
なお、図４は模式図のため、ＩＯ部１００の主要な回路要素のみを示している。図示の回路要素の他にも、例えば、抵抗等の適宜の回路要素を備えてもよい（図５〜図８も同様）。
【００５０】
第１例の静電保護回路１０３Ａは、複数のＮＭＯＳトランジスタをダイオード接続した第１保護回路１０３ａと、複数のＰＭＯＳトランジスタをダイオード接続した第２保護回路１０３ｂとからなる。第１保護回路１０３ａおよび第２保護回路１０３ｂにおける素子数は、静電保護のために必要な電流容量などに応じて適宜数を配置することができる。
第１保護回路１０３ａは、各ＮＭＯＳトランジスタのソースおよびゲートが定電圧ＶＤＤの電源ラインに接続され、ドレインが配線部１１１に接続される。
第２保護回路１０３ｂは、各ＰＭＯＳトランジスタのソースおよびゲートがグランド（ＧＮＤ）ラインに接続され、ドレインが配線部１１１に接続される。
【００５１】
ドライバ回路１０４Ａは、入力ポートが配線部１１１に接続され、出力ポートが配線部１１４を介して周辺回路部３００に接続される。このため、ドライバ回路１０４Ａは、電極パッド１０１に入力されるデジタル信号を周辺回路部３００に入力する。
【００５２】
第１例のＩＯ部１００によれば、電極パッド１０１に入力される電気信号が、０Ｖ以上ＶＤＤ以下の場合、第１保護回路１０３ａ、第２保護回路１０３ｂには、電流が流れない。
ただし、電極パッド１０１にＳＴＤなどによって、過大な電圧が印加されると、第１保護回路１０３ａまたは第２保護回路１０３ｂに電流が流れ、過大な電流が電源ラインまたはグランドラインに逃がされる。このため、電極パッド１０１にＳＴＤが入力されても、ドライバ回路１０４Ａおよび周辺回路部３００の故障を防止することができる。
この第１保護回路１０３ａおよび第２保護回路１０３ｂは、例えば、固体撮像装置が撮像システムに組み込まれていない状態（固体撮像装置の電極パッド１０１に各電圧が入力されていない状態）でも機能する。すなわち電源ライン、グランドラインの電位に関わらず、電極パッド１０１にＳＴＤなどによって過大な電圧が印加された時に、電源ラインまたはグランドラインに過大な電流を流し、ドライバ回路１０４Ａや周辺回路部３００の故障を防止するように機能する。
【００５３】
図５に示す回路例（第２例）は、電極パッド１０１がデジタル出力端子の場合の例である。以下、第１例と異なる点を中心に説明する。
第２例のＩＯ部１００は、電極パッド１０１、配線部１１０、第１の基板接続部１０２、配線部１１１、静電保護回路１０３Ａ、およびドライバ回路１０４Ｂを備える。配線部１１１は、第１の基板接続部１０２とドライバ回路１０４Ｂとを電気的に接続している。
ドライバ回路１０４Ｂは、入力ポートが配線部１１４を介して周辺回路部３００に接続され、出力ポートが配線部１１１に接続される。このため、ドライバ回路１０４Ｂは、周辺回路部３００から送出されるデジタル信号を電極パッド１０１に出力する。
【００５４】
第２例のＩＯ部１００によれば、ドライバ回路１０４Ｂからデジタル信号が出力される場合には、第１保護回路１０３ａ、第２保護回路１０３ｂには、電流が流れない。
しかし、ＳＴＤなどによって、外部から電極パッド１０１に過大な電圧が印加されると、第１保護回路１０３ａまたは第２保護回路１０３ｂに電流が流れ、過大な電流が電源ラインまたはグランドラインに逃がされる。このため、電極パッド１０１にＳＴＤが入力されても、ドライバ回路１０４Ｂおよび周辺回路部３００の故障を防止することができる。
【００５５】
図６に示す回路例（第３例）は、電極パッド１０１がアナログ端子の場合の例である。以下、第１例と異なる点を中心に説明する。
第３例のＩＯ部１００は、電極パッド１０１、配線部１１０、第１の基板接続部１０２、配線部１１１、および静電保護回路１０３Ａを備える。配線部１１１は、配線部１１４を介して、周辺回路部３００に電気的に接続している。
本例は、上記第１例において、ドライバ回路１０４Ａを削除した例になっている。このため、電極パッド１０１は、外部から入力される電気信号をそのまま周辺回路部３００に入力するアナログ入力端子、または周辺回路部３００からの出力信号を外部にそのまま出力するアナログ出力端子に用いることができる。
【００５６】
第３例のＩＯ部１００によれば、電極パッド１０１における入出力電圧が、０Ｖ以上ＶＤＤ以下の場合、第１保護回路１０３ａ、第２保護回路１０３ｂには、電流が流れない。
しかし、ＳＴＤなどによって、外部から電極パッド１０１に過大な電圧が印加されると、第１保護回路１０３ａまたは第２保護回路１０３ｂに電流が流れ、過大な電流が電源ラインまたはグランドラインに逃がされる。このため、電極パッド１０１にＳＴＤが入力されても、周辺回路部３００の故障を防止することができる。
【００５７】
図７に示す回路例（第４例）は、電極パッド１０１が電源端子の場合の例である。以下、第１例と異なる点を中心に説明する。
第４例のＩＯ部１００は、電極パッド１０１、配線部１１０、第１の基板接続部１０２、配線部１１１、および静電保護回路１０３Ｂを備える。配線部１１１は、配線部１１４を介して、周辺回路部３００に電気的に接続している。
本例は、上記第１例において、静電保護回路１０３Ａに代えて静電保護回路１０３Ｂを備え、ドライバ回路１０４Ａを削除した例になっている。
静電保護回路１０３Ｂは、上記第１例の静電保護回路１０３Ａから第１保護回路１０３ａを削除して構成される。
【００５８】
第４例のＩＯ部１００によれば、電極パッド１０１にＶＤＤの電圧が印加されている場合、第２保護回路１０３ｂには、電流が流れない。
しかし、ＳＴＤなどによって、外部から電極パッド１０１に過大な電圧が印加されると、第２保護回路１０３ｂに電流が流れ、過大な電流がグランドラインに逃がされる。このため、電極パッド１０１にＳＴＤが入力されても、周辺回路部３００の故障を防止することができる。
【００５９】
図８に示す回路例（第５例）は、電極パッド１０１がグランド端子の場合の例である。以下、第１例と異なる点を中心に説明する。
第５例のＩＯ部１００は、電極パッド１０１、配線部１１０、第１の基板接続部１０２、配線部１１１、および静電保護回路１０３Ｃを備える。配線部１１１は、配線部１１４を介して、周辺回路部３００に電気的に接続している。
本例は、上記第１例において、静電保護回路１０３Ａに代えて静電保護回路１０３Ｃを備え、ドライバ回路１０４Ａを削除した例になっている。
静電保護回路１０３Ｃは、上記第１例の静電保護回路１０３Ａから第２保護回路１０３ｂを削除して構成される。
【００６０】
第４例のＩＯ部１００によれば、電極パッド１０１がグランドと同電位である場合、第１保護回路１０３ａには、電流が流れない。
しかし、ＳＴＤなどによって、外部から電極パッド１０１に過大な電圧が印加されると、第１保護回路１０３ａに電流が流れ、過大な電流が電源ラインに逃がされる。このため、電極パッド１０１にＳＴＤが入力されても、周辺回路部３００の故障を防止することができる。
【００６１】
以上説明したＩＯ部１００の各例は、電極パッド１０１における入出力の種類に応じて、固体撮像装置１の中で混合して用いることができる。
【００６２】
本実施形態の固体撮像装置１を製造するには、半導体製造プロセスによって、第１基板１０と第２基板２０とを製造する。
次に、第１基板１０の対向面１０ａと、第２基板２０の対向面２０ａとを対向させ、それぞれの第１の基板接続部１０２および第２の基板接続部１１５の接続電極の間に接続材を配置して、重ね合わせる。
次に、第１基板１０および第２基板２０を積層方向Ｌにおいて加圧する。これにより、互いに対向する接続電極および対向面１０ａ、２０ａが密着して接合される。さらに、接続材によって、接続電極同士が電気的にも接続される。
このようにして、固体撮像素子本体５０が製造される。
【００６３】
固体撮像素子本体５０は、例えば、他の回路を構成する他のチップ、あるいは固体撮像装置１のパッケージに設けられたリードに、例えば、ワイヤボンディングなどを用いて接続される。このようにして、固体撮像装置１が製造される。
図９に、電極パッド１０１がワイヤボンディングされた例を示す。電極パッド１０１は、接続表面１０１ａにおいて、ボンディングワイヤ３０が接続されている。ワイヤボンディング後の接続表面１０１ａは、外部に向かって露出された部分と、外部に露出されたボンディングワイヤ３０によって覆われている部分とを有する。このため、電極パッド１０１は、電気的には、外部からのＳＴＤ影響を受けやすい状態である。さらにこの状態では、接続表面１０１ａやボンディングワイヤ３０が帯電しＳＴＤを発生させることもある。
【００６４】
本実施形態の固体撮像装置１によれば、電極パッド１０１ごとに設けられる静電保護回路１０３は、積層方向Ｌから見るとき、電極パッド１０１と重なり、かつ、第１の基板接続部１０２および第２の基板接続部１１５と重ならない領域に形成される。
このような構成によって、静電保護回路１０３は、接続のためにある程度の面積が必要となる電極パッド１０１の形成範囲内に形成される。固体撮像装置１では、電極パッド１０１と重ならない領域に静電保護回路１０３を配置する場合に比べて、第１基板１０および第２基板２０の大きさを低減することができる。
【００６５】
さらに、静電保護回路１０３は、積層方向Ｌから見るとき第１の基板接続部１０２および第２の基板接続部１１５と重ならないため、第１基板１０および第２基板２０の接合時に加圧される際に、第１の基板接続部１０２から発生する応力の影響を受けにくい。
静電保護回路１０３は、静電保護回路１０３を構成するトランジスタやダイオードなどの回路素子の電気特性が設計値から変化すると、ＳＴＤ耐性が大きく変わる可能性がある。しかし、本実施形態によれば、第１基板１０および第２基板２０の接合時には、静電保護回路１０３に過大な応力がかからない。このため、静電保護回路１０３の回路素子は、電気特性の設計値からのずれが生じにくい。固体撮像装置１の静電保護回路１０３は、第１基板１０および第２基板２０の接合後も、良好なＳＴＤ耐性を保つことができる。
【００６６】
固体撮像装置１は、第１基板１０および第２基板２０の接合に加圧により応力が発生しやすいバンプなどの接続材を使用することができるため、安価かつ迅速に接合を行うことができる。
固体撮像装置１は、第１基板１０および第２基板２０の接合時に、静電保護回路１０３への影響を考慮して加圧力を低減する必要がないため、接合の信頼性を高めることもできる。
さらに、第１基板１０および第２基板２０の接合後、固体撮像素子本体５０を固定したり、配線したりする場合に、固体撮像素子本体５０が積層方向Ｌに加圧される場合がある。この場合にも、固体撮像装置１の構成によれば、静電保護回路１０３のＳＴＤ耐性の変化を抑制することができる。
【００６７】
さらに、本実施形態では、第１の基板接続部１０２は、積層方向Ｌから見るとき、領域Ｇ２と重ならない位置に配置される。このため、基板接続部により周辺回路部や画素部の面積が圧迫されることなく、チップ面積の増大を抑圧することができる。
【００６８】
以上説明したように、固体撮像装置１によれば、基板サイズがコンパクトであっても、基板接合時の静電気放電耐性の変化を抑制することができる。
【００６９】
［第２の実施形態］
本発明の第２の実施形態の固体撮像装置および撮像システムについて説明する。
図１０は、本発明の第２の実施形態の固体撮像装置の構成例を示す模式的な断面図である。図１１Ａは、本発明の第２の実施形態の固体撮像装置の第１基板の構成を示す模式的な平面図である。図１１Ｂは、本発明の第２の実施形態の固体撮像装置の第２基板の構成を示す模式的な平面図である。
【００７０】
図１に示すように、本実施形態の固体撮像装置１Ａは、上記第１の実施形態の撮像システム８において、固体撮像装置１に代えて用いることができる。
図１０に示すように、固体撮像装置１Ａは、上記第１の実施形態の固体撮像装置１の第１基板１０、第２基板２０に代えて、第１基板１０Ａ、第２基板２０Ａを備える。以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００７１】
第１基板１０Ａは、電極パッド１０１に代えて、上記第１の実施形態の電極パッド１０１が、画素部２００の方により長く延ばされた電極パッド１０１Ａ（電極部）を備える。接続表面１０１ａの面積および配置位置は、第１基板１０と同様である。
このため、図１１Ａに示すように、画素部２００と電極パッド１０１Ａとの間には、領域Ｇ１よりも狭い領域ｇ１が形成されている。
図１０、図１１Ａに示すように、第１基板１０Ａにおける配線部１１０および第１の基板接続部１０２は、積層方向Ｌから見るとき、接続表面１０１ａよりも画素部２００側の電極パッド１０１Ａと重なる領域に配置される。すなわち、接続表面１０１ａと対向面１０ａとの間には、配線部１１０および第１の基板接続部１０２は配置されていない。
【００７２】
第２基板２０Ａは、図１０、図１１Ｂに示すように、積層方向Ｌから見るとき、配線部１１１の位置が、第１の基板接続部１０２の形成領域１０２ａと重なる位置に移動される点を除いて、第２基板２０と同様である。このため、第２基板２０Ａでは、配線部１１１（図１０参照）は、配線部１１１に重なる領域から、周辺回路部３００から離れる方向に延ばされて、接続表面１０１ａと重なる領域の静電保護回路１０３と接続される。
【００７３】
固体撮像装置１Ａにおいて、電極パッド１０１Ａ、配線部１１０、第１の基板接続部１０２、配線部１１１、および静電保護回路１０３は、上記第１の実施形態と同様にＩＯ部１００の一部を構成する（図４参照）。上記第１の実施形態で説明した、すべてのＩＯ部１００および静電保護回路１０３の構成は、固体撮像装置１Ａにも採用することができる（図５から図８参照）。
【００７４】
固体撮像装置１Ａは、上記第１の実施形態の第１基板１０、第２基板２０を第１基板１０Ａ、第２基板２０Ａに代えるのみで、まったく同様にして製造することができる。ただし、第１基板１０Ａ、第２基板２０Ａにおける対向面１０ａ、２０ａには、本実施形態における上述した第１の基板接続部１０２の位置に対応して第１の基板接続部１０２の各接続電極が形成される。
固体撮像装置１Ａでは、積層方向Ｌから見るとき、静電保護回路１０３は電極パッド１０１Ａと重なる領域に配置され、かつ、静電保護回路１０３は第１の基板接続部１０２と重ならない。このため、本実施形態でも、上記第１の実施形態と同様、基板サイズがコンパクトであっても、基板接合時の静電気放電耐性の変化を抑制することができる。
【００７５】
さらに、本実施形態では、積層方向Ｌから見るとき、第１の基板接続部１０２が接続表面１０１ａと重ならない領域に形成される。
このため、ボンディングワイヤ３０を、電極パッド１０１Ａに接合する場合、接続表面１０１ａを通して伝達される圧力や応力等の負荷が、第１の基板接続部１０２に伝達されにくい。この結果、ワイヤボンディング時に、第１の基板接続部１０２が受ける負荷が低減されるため、第１の基板接続部１０２における接続の信頼性が良好となる。
【００７６】
［第３の実施形態］
本発明の第３の実施形態の固体撮像装置および撮像システムについて説明する。
図１２Ａは、本発明の第３の実施形態の固体撮像装置の第１基板の構成を示す模式的な平面図である。図１２Ｂは、本発明の第３の実施形態の固体撮像装置の第２基板の構成を示す模式的な平面図である。
【００７７】
図１に示すように、本実施形態の固体撮像装置１Ｂは、上記第１の実施形態の撮像システム８において、固体撮像装置１に代えて用いることができる。
断面図の図示は省略するが、固体撮像装置１Ｂは、上記第１の実施形態の第１基板１０、第２基板２０に代えて、第１基板１０Ｂ（図１２Ａ参照）、第２基板２０Ｂ（図１２Ｂ参照）を備える。以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００７８】
図１２Ａ、図１２Ｂに示すように、固体撮像装置１Ｂの第１基板１０Ｂ、第２基板２０Ｂは、第１の基板接続部１０２に代えて、第１基板１０Ｂおよび第２基板２０Ｂの間に配置される第１の基板接続部１０２Ｂ（電極部に接続される基板接続部）によって接続される。
第１の基板接続部１０２Ｂは、積層方向Ｌから見るとき、各電極パッド１０１が対向する方向における各電極パッド１０１の外縁部の近傍に、第１接続部１１２Ａおよび第２接続部１１２Ｂを備える。第１接続部１１２Ａは図示左側の側面の近傍に位置し、第２接続部１１２Ｂは図示右側の側面の近傍に位置する。
第１接続部１１２Ａの形成領域１１２ａと第２接続部１１２Ｂの形成領域１１２ｂとは、いずれも電極パッド１０１の外縁部に平行な矩形状である。かつ、第１接続部１１２Ａおよび第２接続部１１２Ｂは、積層方向Ｌから見るとき、電極パッド１０１と重ならない領域（電極パッド１０１の外側）に位置する。
さらに、本実施形態では、第１接続部１１２Ａおよび第２接続部１１２Ｂは、積層方向Ｌから見るとき、領域Ｇ１、Ｇ２のいずれにも重ならない領域に位置する。
【００７９】
図示は省略するが、第１基板１０Ｂにおいて、積層方向Ｌから見るとき、配線部１１０は、電極パッド１０１、第１接続部１１２Ａ、および第２接続部１１２Ｂを覆う範囲に形成される。
第２基板２０Ｂにおいて、積層方向Ｌから見るとき、配線部１１１は、電極パッド１０１、第１接続部１１２Ａ、および第２接続部１１２Ｂを覆う範囲に形成される。
【００８０】
本実施形態における静電保護回路１０３は、第２基板２０Ｂにおいて、積層方向Ｌから見るとき、電極パッド１０１と重なり、かつ、形成領域１１２ａ、１１２ｂに略平行（平行の場合を含む）に延びて配置される。本実施形態では、静電保護回路１０３は、隣り合う形成領域１１２ａ、１１２ｂから略等距離（等距離の場合を含む）の位置に配置される。
静電保護回路１０３は、図示略の配線部１１１と電気的に接続される。
【００８１】
固体撮像装置１Ｂにおいて、電極パッド１０１、配線部１１０、第１の基板接続部１０２Ｂ、配線部１１１、および静電保護回路１０３は、上記第１の実施形態と同様にＩＯ部１００の一部を構成する（図４参照）。上記第１の実施形態で説明した、すべてのＩＯ部１００および静電保護回路１０３の構成は、固体撮像装置１Ｂにも採用することができる（図５から図８参照）。
【００８２】
固体撮像装置１Ｂは、上記第１の実施形態の第１基板１０、第２基板２０を第１基板１０Ｂ、第２基板２０Ｂに代えるのみで、まったく同様にして製造することができる。ただし、第１基板１０Ｂ、第２基板２０Ｂにおける対向面１０ａ、２０ａ（図示略）には、上述した第１の基板接続部１０２Ｂの位置に対応して第１の基板接続部１０２Ｂの各接続電極が形成される。
本実施形態では、積層方向Ｌから見るとき、静電保護回路１０３は、電極パッド１０１と重なる領域、かつ、第１の基板接続部１０２Ｂと重ならない領域に配置される。このため、本実施形態でも、上記第１の実施形態と同様、基板サイズがコンパクトであっても、基板接合時の静電気放電耐性の変化を抑制することができる。
【００８３】
さらに、本実施形態では、第１の基板接続部１０２Ｂは、上記第１の実施形態の第１の基板接続部１０２と同様、積層方向Ｌから見るとき、領域Ｇ２と重ならない位置に配置される。このため、上記第１の実施形態と同様、基板接続部により周辺回路部や画素部の面積が圧迫されることなく、チップ面積の増大を抑圧することができる。
【００８４】
［第４の実施形態］
本発明の第４の実施形態の固体撮像装置および撮像システムについて説明する。
図１３Ａは、本発明の第４の実施形態の固体撮像装置の第１基板の構成を示す模式的な平面図である。図１３Ｂは、本発明の第４の実施形態の固体撮像装置の第２基板の構成を示す模式的な平面図である。
【００８５】
図１に示すように、本実施形態の固体撮像装置１Ｃは、上記第１の実施形態の撮像システム８において、固体撮像装置１に代えて用いることができる。
断面図の図示は省略するが、固体撮像装置１Ｃは、上記第１の実施形態の第１基板１０、第２基板２０に代えて、第１基板１０Ｃ（図１３Ａ参照）、第２基板２０Ｃ（図１３Ｂ参照）を備える。以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００８６】
図１３Ａ、図１３Ｂに示すように、固体撮像装置１Ｃの第１基板１０Ｃ、第２基板２０Ｃは、第１の基板接続部１０２に代えて、第１基板１０Ｃおよび第２基板２０Ｃの間に配置される第１の基板接続部１０２Ｃ（電極部に接続される基板接続部）によって接続される。
第１の基板接続部１０２Ｃは、上記第３の実施形態と同様の第１接続部１１２Ａと、第３接続部１１２Ｃとを備える。
第３接続部１１２Ｃは、積層方向Ｌから見るとき、各電極パッド１０１において、画素部２００と対向する外縁部と反対側の外縁部の近傍に位置する。このため、第３接続部１１２Ｃは、積層方向Ｌから見るとき、電極パッド１０１を間に挟んで画素部２００と対向している。
第３接続部１１２Ｃの形成領域１１２ｃは、電極パッド１０１の外縁部に平行な矩形状である。かつ、第３接続部１１２Ｃは、積層方向Ｌから見るとき、電極パッド１０１と重ならない領域（電極パッド１０１の外側）に位置する。このため、本実施形態では、第１接続部１１２Ａおよび第３接続部１１２Ｃは、積層方向Ｌから見るとき、領域Ｇ１、Ｇ２のいずれにも重ならない領域に位置する。
【００８７】
図示は省略するが、第１基板１０Ｃにおいて、積層方向Ｌから見るとき、配線部１１０は、電極パッド１０１、第１接続部１１２Ａ、および第３接続部１１２Ｃを覆う範囲に形成される。
第２基板２０Ｃにおいて、積層方向Ｌから見るとき、配線部１１１は、電極パッド１０１、第１接続部１１２Ａ、および第３接続部１１２Ｃを覆う範囲に形成される。
【００８８】
本実施形態における静電保護回路１０３は、第２基板２０Ｃにおいて、積層方向Ｌから見るとき、第１接続部１１２Ａが配置されたのと反対側の電極パッド１０１の外縁部の近傍において、電極パッド１０１および隣の第１接続部１１２Ａと重ならない位置に配置される。かつ、本実施形態の第１の基板接続部１０２は、対向する電極パッド１０１の外縁部と略平行（平行の場合を含む）に延びて配置される。
本実施形態では、静電保護回路１０３は、積層方向Ｌから見るとき、電極パッド１０１を間に挟んで、形成領域１１２ａと対向する位置に配置される。
静電保護回路１０３は、図示略の配線部１１１と電気的に接続される。
【００８９】
固体撮像装置１Ｃにおいて、電極パッド１０１、配線部１１０、第１の基板接続部１０２Ｃ、配線部１１１、および静電保護回路１０３は、上記第１の実施形態と同様にＩＯ部１００の一部を構成する（図４参照）。上記第１の実施形態で説明した、すべてのＩＯ部１００および静電保護回路１０３の構成は、固体撮像装置１Ｃにも採用することができる（図５から図８参照）。
【００９０】
固体撮像装置１Ｃは、上記第１の実施形態の第１基板１０、第２基板２０を第１基板１０Ｃ、第２基板２０Ｃに代えるのみで、まったく同様にして製造することができる。ただし、第１基板１０Ｃ、第２基板２０Ｃにおける対向面１０ａ、２０ａ（図示略）には、上述した第１の基板接続部１０２Ｃの位置に対応して第１の基板接続部１０２Ｃの各接続電極が形成される。
本実施形態では、積層方向Ｌから見るとき、静電保護回路１０３は、第１の基板接続部１０２Ｃと重ならない領域に配置される。このため、本実施形態でも、上記第１の実施形態と同様、基板接合時の静電気放電耐性の変化を抑制することができる。
さらに、本実施形態では、静電保護回路１０３は、電極パッド１０１と重ならない電極パッド１０１の側方の領域であって、各電極パッド１０１が隣り合う方向に配置される。
隣り合う電極パッド１０１は、配線を行うために、ある程度の間隔をあける必要がある。このため、通常、隣り合う電極パッド１０１の間のスペースは、有効活用されていない領域として空いている。本実施形態では、このような空きスペースに静電保護回路１０３を配置するため、空きスペースを有効活用して、基板サイズを拡大することなく静電保護回路１０３を配置することができる。
このように、本実施形態は、静電保護回路１０３が電極パッド１０１と重なっていなくとも、基板サイズをコンパクトにすることができる場合の例になっている。
【００９１】
さらに、本実施形態では、第１の基板接続部１０２Ｃは、上記第１の実施形態の第１の基板接続部１０２と同様、積層方向Ｌから見るとき、領域Ｇ２と重ならない位置に配置される。このため、上記第１の実施形態と同様、基板接続部により周辺回路部や画素部の面積が圧迫されることなく、チップ面積の増大を抑圧することができる。
【００９２】
さらに、本実施形態では、積層方向Ｌから見るとき、第１の基板接続部１０２Ｃが接続表面１０１ａを含む電極パッド１０１と重ならない領域に形成される。
このため、ボンディングワイヤ３０を、電極パッド１０１に接合する場合、電極パッド１０１を通して伝達される圧力や応力等の負荷が、第１の基板接続部１０２Ｃに伝達されにくい。この結果、ワイヤボンディング時に、第１の基板接続部１０２Ｃが受ける負荷が低減されるため、第１の基板接続部１０２Ｃにおける接続の信頼性が良好となる。
【００９３】
［第５の実施形態］
本発明の第５の実施形態の固体撮像装置および撮像システムについて説明する。
図１４Ａは、本発明の第５の実施形態の固体撮像装置の第１基板の構成を示す模式的な平面図である。図１４Ｂは、本発明の第５の実施形態の固体撮像装置の第２基板の構成を示す模式的な平面図である。
【００９４】
図１に示すように、本実施形態の固体撮像装置１Ｄは、上記第１の実施形態の撮像システム８において、固体撮像装置１に代えて用いることができる。
断面図の図示は省略するが、固体撮像装置１Ｄは、上記第１の実施形態の第１基板１０、第２基板２０に代えて、第１基板１０Ｄ（図１４Ａ参照）、第２基板２０Ｄ（図１４Ｂ参照）を備える。以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００９５】
図１４Ａ、図１４Ｂに示すように、固体撮像装置１Ｄの第１基板１０Ｄ、第２基板２０Ｄは、第１の基板接続部１０２に代えて、第１基板１０Ｃおよび第２基板２０Ｃの間に配置される第１の基板接続部１０２Ｄ（電極部に接続される基板接続部）によって接続される。
第１の基板接続部１０２Ｄは、上記第４の実施形態と同様の第３接続部１１２Ｃと、上記第３の実施形態と同様の第２接続部１１２Ｂとを備える。
ただし、本実施形態の第３接続部１１２Ｃおよび第２接続部１１２Ｂは、いずれも、積層方向Ｌから見るとき、それぞれの位置は、近傍の電極パッド１０１と重なる位置（電極パッド１０１の内側）に配置される。
【００９６】
図示は省略するが、第１基板１０Ｄにおいて、積層方向Ｌから見るとき、配線部１１０は、電極パッド１０１、第２接続部１１２Ｂ、および第３接続部１１２Ｃを覆う範囲に形成される。
【００９７】
本実施形態における静電保護回路１０３は、上記第４の実施形態の静電保護回路１０３と同様の位置に配置される。
本実施形態では、静電保護回路１０３は、積層方向Ｌから見るとき、第２接続部１１２Ｂと対向し、電極パッド１０１および領域Ｇ１、Ｇ２と重ならない領域に配置される。
第２基板２０Ｄにおいて、積層方向Ｌから見るとき、配線部１１１は、第２接続部１１２Ｂ、第３接続部１１２Ｃ、および静電保護回路１０３を覆う範囲に形成される。
静電保護回路１０３は、図示略の配線部１１１と電気的に接続される。
【００９８】
固体撮像装置１Ｄにおいて、電極パッド１０１、配線部１１０、第１の基板接続部１０２Ｄ、配線部１１１、および静電保護回路１０３は、上記第１の実施形態と同様にＩＯ部１００の一部を構成する（図４参照）。上記第１の実施形態で説明した、すべてのＩＯ部１００および静電保護回路１０３の構成は、固体撮像装置１Ｄにも採用することができる（図５から図８参照）。
【００９９】
固体撮像装置１Ｄは、上記第１の実施形態の第１基板１０、第２基板２０を第１基板１０Ｄ、第２基板２０Ｄに代えるのみで、まったく同様にして製造することができる。ただし、第１基板１０Ｄ、第２基板２０Ｄにおける対向面１０ａ、２０ａ（図示略）には、上述した第１の基板接続部１０２Ｄの位置に対応して第１の基板接続部１０２Ｄの各接続電極が形成される。
本実施形態では、積層方向Ｌから見るとき、静電保護回路１０３は、第１の基板接続部１０２Ｄと重ならない領域に配置される。このため、本実施形態でも、上記第１の実施形態と同様、基板接合時の静電気放電耐性の変化を抑制することができる。
さらに、本実施形態では、静電保護回路１０３は、上記第４の実施形態と同様、電極パッド１０１と重ならない電極パッド１０１の側方の領域であって、各電極パッド１０１が隣り合う方向に配置される。このため、上記第４の実施形態と同様、電極パッド１０１間の空きスペースに静電保護回路１０３を配置するため、空きスペースを有効活用して、基板サイズを拡大することなく静電保護回路１０３を配置することができる。
【０１００】
さらに、本実施形態では、第１の基板接続部１０２Ｄは、上記第１の実施形態の第１の基板接続部１０２と同様、積層方向Ｌから見るとき、領域Ｇ２と重ならない位置に配置される。このため、上記第１の実施形態と同様、基板接続部により周辺回路部や画素部の面積が圧迫されることなく、チップ面積の増大を抑圧することができる。
【０１０１】
さらに、本実施形態では、上記第４の実施形態と同様、積層方向Ｌから見るとき、第１の基板接続部１０２Ｄが接続表面１０１ａを含む電極パッド１０１と重ならない領域に形成される。
このため、上記第４の実施形態と同様に、第１の基板接続部１０２Ｄにおける接続の信頼性が良好となる。
【０１０２】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において構成要素の組み合わせを変えたり、各構成要素に種々の変更を加えたり、削除したりすることが可能である。
【０１０３】
例えば、上記第４の実施形態において、第１接続部１１２Ａに代えて、第２接続部１１２Ｂを備える構成としてもよい。
例えば、上記第５の実施形態において、第２接続部１１２Ｂに代えて、第１接続部１１２Ａを備える構成としてもよい。
例えば、上記第４および第５の実施形態において、第３接続部１１２Ｃを削除してもよい。
例えば、上記第３の実施形態において、第１の基板接続部１０２Ｂに、第３接続部１１２Ｃを追加してもよい。
【０１０４】
上記各実施形態の説明では、第１の基板接続部が、積層方向Ｌから見るとき、電極パッド１０１と周辺回路部３００との間に挟まれる領域である領域Ｇ２、ｇ２を除く領域に配置される例で説明した。しかし、領域Ｇ２、ｇ２に第１の基板接続部を配置しないことは、必須ではない。
【０１０５】
上記各実施形態の説明では、静電保護回路１０３が、積層方向Ｌから見るとき、電極パッド１０１と完全に重なる場合と、まったく重ならない場合との例で説明した。しかし、静電保護回路１０３は、第１の基板接続部と重ならなければ、一部のみが、電極パッド１０１と重なる構成でもよい。
【０１０６】
以上、本発明の好ましい実施形態を、種々の変形例とともに説明したが、本発明は前述した説明に限定されることはなく、添付のクレームの範囲によってのみ限定される。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
上記各実施形態によれば、基板サイズがコンパクトであっても、基板接合時の静電気放電耐性の変化を抑制することができる固体撮像装置および撮像システムを提供できる。
【符号の説明】
【０１０８】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ  固体撮像装置
２  レンズユニット
３  画像信号処理装置
４  記録装置
５  撮像制御装置
６  表示装置
８  撮像システム
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ  第１基板
１０ａ、２０ａ  対向面
２０、１０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ  第２基板
３０  ボンディングワイヤ
５０  固体撮像素子本体
１００  ＩＯ部
１０１、１０１Ａ  電極パッド（電極部）
１０１ａ  接続表面
１０２、１０２Ｂ、１０２Ｃ、１０２Ｄ  第１の基板接続部（電極部に接続される基板接続部）
１０３、１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃ  静電保護回路
１０３ａ  第１保護回路
１０３ｂ  第２保護回路
１０４Ａ、１０４Ｂ  ドライバ回路
１１０、１１１、１１４  配線部
１１２Ａ  第１接続部
１１２Ｂ  第２接続部
１１２Ｃ  第３接続部
１１５  第２の基板接続部
２００  画素部
２０１  光電変換素子
３００  周辺回路部（周辺回路）
Ｇ２、ｇ２  領域（電極部と周辺回路との間に挟まれる領域）
Ｌ  積層方向
【図１】
2016174758.tif 000003
【図２】
2016174758.tif 000004
【図３Ａ】
2016174758.tif 000005
【図３Ｂ】
2016174758.tif 000006
【図４】
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【図５】
2016174758.tif 000008
【図６】
2016174758.tif 000009
【図７】
2016174758.tif 000010
【図８】
2016174758.tif 000011
【図９】
2016174758.tif 000012
【図１０】
2016174758.tif 000013
【図１１Ａ】
2016174758.tif 000014
【図１１Ｂ】
2016174758.tif 000015
【図１２Ａ】
2016174758.tif 000016
【図１２Ｂ】
2016174758.tif 000017
【図１３Ａ】
2016174758.tif 000018
【図１３Ｂ】
2016174758.tif 000019
【図１４Ａ】
2016174758.tif 000020
【図１４Ｂ】
2016174758.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】平成28年8月22日(2016.8.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換素子が配された第１基板と、
前記第１基板に積層して配置され、前記光電変換素子の電荷に基づく信号を読み出すための読み出し回路および制御回路を含む周辺回路の少なくとも一部が配された第２基板と、
前記第１基板に設けられ、前記第１基板の外部に向かって電気的に接続可能に設けられた接続表面を有する電極部と、
前記第１基板と前記第２基板との間に配置され、前記電極部と前記第２基板とを電気的に接続する第１の基板接続部と、
前記第２基板において、前記第１の基板接続部と前記周辺回路との間の回路に接続された静電保護回路と、
前記第１基板と前記第２基板との間に配置され、前記第２基板に配置された前記周辺回路と前記第１基板に配置された光電変換素子とを電気的に接続する第２の基板接続部と、
を備え、
前記第１基板および前記第２基板が積層される積層方向から見るとき、前記静電保護回路は、前記第１の基板接続部および前記第２の基板接続部のいずれとも重ならない位置に配置されている、
固体撮像装置。
【請求項２】
前記電極部の面積は、前記電極部に接続された前記第１の基板接続部の面積より大きく、
前記静電保護回路は、前記積層方向から見るとき、前記電極部と重なる位置に配置されている、
請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記積層方向から見るとき、
前記電極部は、前記周辺回路よりも外側の前記第１基板に配置され、
かつ、前記電極部に接続された前記第１の基板接続部は、前記電極部と前記周辺回路との間に挟まれる領域を除く位置に配置されている、
請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記積層方向から見るとき、
前記電極部と前記電極部に接続された前記第１の基板接続部とは、互いに重ならない位置に配置されている、
請求項３に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の固体撮像装置を備える、撮像システム。
【国際調査報告】
2016174758.tif 000022
2016174758.tif 000023
2016174758.tif 000024
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