CN110291636B - 成像器件和电子装置 - Google Patents

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Abstract

一种成像器件设有：像素区域，其包括第一光电转换单元；像素外部区域，其包括连接至预定电位的第二光电转换单元；和电路基板，电路基板在一面上设置有第一光电转换单元和第二光电转换单元，且电路基板包括电连接至第一光电转换单元的周边电路。

Description

成像器件和电子装置
技术领域
本发明涉及一种用于例如红外传感器等中的成像器件和电子装置。
背景技术
近年来，对红外区域具有敏感度的成像器件(红外传感器)已经商业化。例如，专利文献1说明了这样的红外传感器：使用诸如铟镓砷化物(InGaAs)等III-V族半导体作为光电转换器。红外线由该光电转换器吸收，从而使电荷产生(使得进行光电转换)。
引用列表
专利文献
专利文献1：日本待审查专利申请特开第2014-127499号
发明内容
期望这样的成像器件能抑制图像质量劣化。
因此，期望提出可以抑制图像质量劣化的成像器件和电子装置。
根据本发明的实施例的成像器件包括：像素区域，包括第一光电转换器；像素外部区域，包括连接至预定电位的第二光电转换器；和电路基板，电路基板在一面上设置有第一光电转换器和第二光电转换器，且电路基板包括电连接至第一光电转换器的周边电路。
根据本发明的实施例的电子装置包括根据本发明的实施例的成像器件。
在根据本发明的各实施例的成像器件和电子装置中，连接至预定电位的第二光电转换器设置在像素外部区域中，因此，在像素外部区域中产生的光和已进入像素外部区域的光与已进入像素区域的光分别经过光电转换，并被排出至预定电位。
根据本发明的各实施例的成像器件和电子装置，连接至预定电位的第二光电转换器设置在像素外部区域中，因此，可以抑制像素外部区域中产生的光和已进入像素外部区域的光对像素区域的影响。因此，可以抑制图像质量的劣化。应注意，这里所述的效果并非是限制性的，而可以是本发明所述的任一效果。
附图说明
图1是根据本发明的第一实施例的成像器件的示意性构造的平面图。
图2是图示了图1所示的成像器件的功能构造的示例的框图。
图3是图1所示的成像器件的示意性构造的分解立体图。
图4示意性地图示了沿着图1所示的线IV-IV截取的横截面构造。
图5是示意性地图示了图4所示的光电转换层的构造的平面图。
图6是图4所示的成像器件被封装的状态的示例的横截面图。
图7是用于说明图4所示的成像器件的操作的示意性横截面图。
图8是示意性地图示了根据比较例的成像器件的构造的横截面图。
图9是用于说明进入图8所示的成像器件的像素外部区域的光的示意性横截面图。
图10是用于说明图6所示的成像器件的效果的示意性横截面图(1)。
图11是用于说明图6所示的成像器件的效果的示意性横截面图(2)。
图12是根据变型例1的成像器件的示意性构造的横截面图。
图13是根据变型例2的成像器件的示意性构造的横截面图。
图14是根据变型例3的成像器件的示意性构造的横截面图。
图15是根据变型例4的成像器件的示意性构造的横截面图。
图16是根据变型例5的成像器件的示意性构造的横截面图。
图17是根据第二实施例的成像器件的示意性构造的横截面图。
图18是示意性地图示了图17所示的配线层和半导体层的构造的示例的横截面图。
图19图示了图17所示的成像器件的像素电路的示例。
图20是图示了使用图1等所示的成像器件的电子装置(相机)的示例的功能框图。
图21是示出内窥镜手术系统的示意性构造的示例的图。
图22是示出摄像头和相机控制单元(CCU)的功能构造的示例的框图。
图23是示出车辆控制系统的示意性构造的示例的框图。
图24是车外信息检测部和成像部的安装位置的示例的辅助说明图。
图25是图2所示的行扫描器的构造的另一示例的平面图。
图26A是图3所示的半导体基板的构造的另一示例(1)的平面图。
图26B是图3所示的电路基板的构造的另一示例(1)的平面图。
图27A是图3所示的半导体基板的构造的另一示例(2)的平面图。
图27B是图3所示的电路基板的构造的另一示例(2)的平面图。
具体实施方式
在下面，参照附图详细说明本发明的一些实施例。应注意，以下面的顺序给予说明。
1.第一实施例(具有设置在像素外部区域中的第二光电转换器的成像器件的示例)
2.变型例1(第二光电转换器从透明电极被供给预定电位的示例)
3.变型例2(像素区域和像素外部区域具有各自独立的透明电极的示例)
4.变型例3(像素区域和像素外部区域具有各自独立的透明电极，且第二光电转换器从透明电极被供给预定电位的示例)
5.变型例4(仅像素区域设置有透明电极的示例)
6.变型例5(第一光电转换器和第二光电转换器连续的示例)
7.第二实施例(第一光电转换器和第二光电转换器均是光电二极管的示例)
8.应用例(电子装置的示例)
9.实际应用例1(体内信息获取系统的示例)
10.实际应用例2(移动体控制系统的示例)
<1.第一实施例>
[成像器件1的构造]
图1图示了根据本发明的第一实施例的成像器件(成像器件1)的示意性平面构造。成像器件1例如是红外图像传感器，且对例如800nm以上波长的光具有敏感度。该成像器件1例如设置有四边形的像素区域10P和位于像素区域10P外部的像素外部区域10B。像素外部区域10B设置有用于驱动像素区域10P的周边电路20B。
图2图示了成像器件1的功能构造。成像器件1的像素区域10P例如设置有二维布置的多个光接收单元区域(像素P)。周边电路20B例如包括行扫描器201、水平选择器203、列扫描器204和系统控制器202。
例如，像素驱动线Lread(例如，行选择线和复位控制线)与各像素行的像素P连线，且垂直信号线Lsig与各像素列的像素P连线。像素驱动线Lread传输用于从像素P进行信号读取的驱动信号。像素驱动线Lread的一端连接至行扫描器201的与相应一行对应的输出端子。
行扫描器201是包括移位寄存器、地址解码器等的像素驱动器，并且例如以行为单位驱动像素区域10P的各像素P。从行扫描器201选择且扫描的像素行的各像素P输出的信号通过各垂直信号线Lsig供给到水平选择器203。水平选择器203包括为各垂直信号线Lsig设置的放大器、水平选择开关等。
列扫描器204包括移位寄存器、地址解码器等，并且在扫描的同时顺序地驱动水平选择器203的水平选择开关。通过列扫描器204的这种选择性扫描，通过相应垂直信号线Lsig传输的各像素的信号顺序地输出到水平信号线205，且通过水平信号线205输入到未图示的信号处理器等。
系统控制器202接收从外部给予的时钟或指示操作模式的数据等，且输出诸如成像器件1的内部信息等数据。此外，系统控制器202包括产生各种时序信号的时序产生器，并且根据时序产生器产生的各种时序信号进行行扫描器201、水平选择器203和列扫描器204的驱动控制。
图3是示意性地图示了成像器件1的构造的分解立体图。在成像器件1中，具有像素区域10P的半导体基板10和用于驱动像素区域10P的像素P的电路基板20彼此堆叠。电路基板20设置有这样的电路：将经过半导体基板10进行光电转换的信号电荷放大，或将信号电荷从模拟形式转换成数字形式以用于输出。该电路基板20设置有周边电路20B。
图4示意性地图示了沿着图1所示的线IV-IV截取的成像器件1的横截面构造。半导体基板10具有光入射面S1，与该光入射面S1相对的面是与电路基板20的接合表面(接合面S2)。半导体基板10用于为每个像素P例如对诸如红外区域中波长的光等入射光进行光电转换，且从更靠近接合面S2的位置开始依次包括保护层11和光电转换层12。光电转换层12设置有将像素区域10P和像素外部区域10B彼此隔离的隔离膜13。半导体基板10的光入射面S1上依次设置有透明电极14和钝化膜15。电路基板20设置有ROIC(Readout IntegratedCircuit：读出集成电路)，ROIC读出半导体基板10中产生的信号电荷。下面说明组件的各自构造。
保护层11例如具有保护层11A和保护层11B的堆叠结构。保护层11A是构成接合面S2的层，且该保护层11A与电路基板20接触。保护层11A设置有用于各像素P的连接层11C。像素外部区域10B的保护层11A例如设置有以与像素区域10P的连接层11C相同间距的连接层11CB。保护层11B设置在保护层11A和光电转换层12之间。该保护层11B设置有用于各像素P的贯通电极11T。像素外部区域10B的保护层11B例如设置有以与像素区域10P的贯通电极11T相同间距的贯通电极11TB。贯通电极11T和11TB均是被提供有用于读出光电转换层12中产生的电荷(例如，空穴)的电压的电极，且分别与连接层11C和11CB接触。即，光电转换层12中产生的信号电荷通过贯通电极11T或11TB和连接层11C或11CB移动至电路基板20。
保护层11例如可以包括无机绝缘材料。该无机绝缘材料的示例包括氮化硅(SiN)、氧化铝(Al2O3)、氧化硅(SiO2)和氧化铪(HfO2)。保护层11A和保护层11B可以包括相同的材料，或者可以包括不同的材料。
例如，钛(Ti)、钨(W)、氮化钛(TiN)、铂(Pt)、金(Au)、锗(Ge)、钯(Pd)、锌(Zn)、镍(Ni)和铝(Al)等中的任一单质，或含有它们中至少一者的合金可以用于贯通电极11T和11TB以及连接层11C和11CB。贯通电极11T和11TB以及连接层11C和11CB可以是单层膜，或可以是多层膜。
光电转换层12吸收预定波长的光(例如，波长为900nm至1700nm的红外区域中波长的光)且产生信号电荷，并且例如包括诸如III-V族半导体等化合物半导体。用于光电转换层12的III-V族半导体的示例包括铟镓砷化物(InGaAs)。InGaAs的组成例如是InxGa(1-x)As(x：0<x≤1)。为了提高对红外区域的敏感度，x优选满足x≥0.4。光电转换层12可以包括碲镉汞化物(HgCdTe)、锑化铟(InSb)等。
光电转换层12包括设置在像素区域10P中的第一光电转换器12P和设置在像素外部区域10B中的第二光电转换器12B，第一光电转换器12P和第二光电转换器12B通过隔离膜13彼此电隔离。在本实施例中，像素外部区域10B的该第二光电转换器12B连接至预定电位，且已进入第二光电转换器12B的光与已进入第一光电转换器12P的光被分别处理。如稍后详细所述，这可以抑制像素外部区域10B中产生的光(例如，稍后所述的图8中的光E)和已进入像素外部区域10B的光(例如，稍后所述的图9中的光L1)对像素区域10P的影响。
图5图示了光电转换层12的示意性平面构造。例如，第二光电转换器12B设置为围绕平面图中具有四边形形状的第一光电转换器12P。第二光电转换器12B可以不必设置在第一光电转换器12P所有的边的外部，第二光电转换器12B可以设置在像素外部区域10B的至少一部分中就足够了。第二光电转换器12B可以优选设置在平面图中与周边电路20B重叠的区域中(图4)。这样做的一个原因是这可以有效处理由于周边电路20B而产生的光(稍后所述的图8中的光E)。例如，第二光电转换器12B在平面图中比周边电路20B更加广阔地设置，且覆盖周边电路20B。
第二光电转换器12B的敏感波长范围例如与第一光电转换器12P的敏感波长范围相同，且第一光电转换器12P和第二光电转换器12B(光电转换层12)各自吸收红外区域中波长的光且对该光进行光电转换。第二光电转换器12B的敏感波长范围可以宽于第一光电转换器12P的敏感波长范围。第二光电转换器12B的构成材料可以不同于第一光电转换器12P的构成材料，但是可以优选相同。当第一光电转换器12P和第二光电转换器12B的构成材料和组成相同时，第一光电转换器12P和第二光电转换器12B可以由相同的工艺形成。即，可以容易地形成第二光电转换器12B。此外，通过将与第一光电转换器12P的构成材料相同的构成材料用于第二光电转换器12B，可以使第二光电转换器12B具有与第一光电转换器12P等同的耐久性。
对于各个像素P，第一导电类型区域12P-1设置在第一光电转换器12P的保护层11附近。在第一光电转换器12P中，第一导电类型区域12P-1以外的部分是第二导电类型区域12P-2。第一导电类型区域12B-1例如以与像素区域10P的第一导电类型区域12P-1相同的间距设置在第二光电转换器12B的保护层11附近。在第二光电转换器12B中，第一导电类型区域12B-1以外的部分是第二导电类型区域12B-2。
第一导电类型区域12P-1和12B-1均是光电转换层12中产生的电荷中的一者移动至的区域，且分别连接至贯通电极11T和11TB。这些第一导电类型区域12P-1和12B-1例如含有p型杂质，例如诸如锌(Zn)等。第二导电类型区域12P-2和12B-2例如含有n型杂质，诸如硅(Si)等。第二导电类型区域12P-2和12B-2可以包括本征半导体(可以是i型半导体区域)。在第一光电转换器12P和第二光电转换器12B中，pn结或pin结分别设置在第一导电类型区域12P-1与第二导电类型区域12P-2之间的界面处以及第一导电类型区域12B-1与第二导电类型区域12B-2之间的界面处。
隔离膜13至少设置在光电转换层12中。隔离膜13例如贯穿光电转换层12，并且还在厚度方向上设置在保护层11的一部分中。隔离膜13例如设置为以框架形状围绕第一光电转换器12P(图5)。该隔离膜13用于将第一光电转换器12P和第二光电转换器12B彼此电隔离，且例如包括诸如氧化硅(SiO2)等绝缘材料。
透明电极14横跨第一光电转换器12P和第二光电转换器12B地与光电转换层12接触。即，透明电极14的一部分(第一电极)与电路基板20相对，第一光电转换器12P介于两者之间，且透明电极14的另一部分或全部(第二电极)与电路基板20相对，第二光电转换器12B介于两者之间。在本示例中，第一光电转换器12P上的透明电极14和第二光电转换器12B上的透明电极14被一体化地设置。该透明电极14用于排出光电转换层12中产生的不必要电荷，且电连接至第一光电转换器12P和第二光电转换器12B中的各者。当电路基板20将第一光电转换器12P中产生的电荷(例如，空穴)作为信号电荷读出时，第一光电转换器12P和第二光电转换器12B中产生的电子通过该透明电极14被排出。
例如，透明电极14包括使诸如红外线等入射光透过的导电层。例如，钛(Ti)、钨(W)、氮化钛(TiN)、铂(Pt)、金(Au)、锗(Ge)、镍(Ni)和铝(Al)中的任一单质，或含有它们中至少一者的合金可以用于透明电极14。优选使用对红外区域中波长的光具有高透过率的材料(例如，ITiO(In2O3-TiO2))用于透明电极14。除了上述材料以外，铟锡氧化物(ITO)、锡(Sn)、氧化锡(SnO2)、掺钨氧化铟(IWO)、铟锌复合氧化物(IZO)、掺锌氧化铝(AZO)、掺锌氧化镓(GZO)、掺镁锌氧化铝(AlMgZnO)、铟镓复合化合物(IGO)、In-GaZnO4(IGZO)、掺氟氧化锡(FTO)、氧化锌(ZnO)、掺硼氧化锌和InSnZnO等也可以用于透明电极14。
钝化膜15用于平坦化半导体基板10的光入射面S1，且例如包括无机绝缘材料。例如，诸如氮化硅(SiN)、氧化铝(Al2O3)、氧化硅(SiO2)和氧化铪(HfO2)等无机绝缘材料可以用于钝化膜15。滤色器和片上透镜等可以设置在钝化膜15上。
电路基板20包括支撑基板21和层间绝缘层22。支撑基板21例如包括硅(Si)基板。层间绝缘层22设置在支撑基板21和保护层11(半导体基板10)之间。该层间绝缘层22设置有ROIC以从各像素P读出信号。层间绝缘层22的像素区域10P例如从更靠近半导体基板10的位置开始依次设置有连接层22C、读出电极22R、像素电路22P和多个配线22W。层间绝缘层22的像素外部区域10B例如从更靠近半导体基板10的位置开始依次设置有连接层22CB、读出电极22RB、像素电路22PB、配线22WB和周边电路20B。
连接层22C针对各像素P设置，且与半导体基板10的连接层11C接触。读出电极22R用于将连接层22C和像素电路22P彼此电连接，且针对各像素P设置。针对各像素P设置的像素电路22P电连接至多个配线22W。因此，ROIC通过连接层22C和读出电极22R从连接层11C读出第一光电转换器12P中产生的信号电荷。
像素外部区域10B的连接层22CB、读出电极22RB和像素电路22PB例如以与像素区域10P中相同的间距设置。连接层22CB与半导体基板10的连接层11CB接触。读出电极22RB用于将连接层22CB和像素电路22PB彼此电连接。多个像素电路22PB连接至同一配线22WB。配线22WB连接至预定电位，例如，诸如成像器件1的电源或接地(GND)电位等。因此，第二光电转换器12B中产生的电荷通过连接层11CB、连接层22CB、读出电极22RB、像素电路22PB和配线22WB被排出至预定电位。
周边电路20B例如设置在平面图中与第二光电转换器12B重叠的位置，且电连接至配线22W。即，周边电路20B通过配线22W电连接至第一光电转换器12P。
图6示意性地图示了置于封装包中的成像器件1的横截面构造。包括半导体基板10和电路基板20的成像器件1例如以此方式置于封装包(封装包23)内部。封装包23例如包括陶瓷或树脂材料等。封装包23支撑电路基板20，且在半导体基板10侧具有开口。该开口位于与像素区域10P面对的位置。该开口覆盖有密封板(密封板24)。密封板24例如包括诸如玻璃等透明材料，且允许光通过密封板24进入光电转换层12。
[成像器件1的操作]
参照图7说明成像器件1的操作。在成像器件1中，当光(例如，红外区域中波长的光)通过密封板24(图6)、钝化膜15和透明电极14进入第一光电转换器12P时，该光由第一光电转换器12P吸收。这使得在第一光电转换器12P中产生空穴(hole)-电子对(进行光电转换)。此时，例如，当预定电压施加于贯通电极11T时，第一光电转换器12P具有电位梯度，且产生的电荷中的一个电荷(例如，空穴)作为信号电荷移动至第一导电类型区域12P-1并且对于每个像素P从第一导电类型区域12P-1收集到贯通电极11T中。电路基板20的ROIC通过连接层11C和22C读出该信号电荷。
[成像器件1的作用和效果]
在本实施例的成像器件1中，连接至预定电位的第二光电转换器12B设置在像素外部区域10B中，因此，可以抑制像素外部区域10B中产生的光(稍后所述的图8中的光E)和已进入像素外部区域10B的光(稍后所述的图9中的光L1)对像素区域10P的影响。这在下面说明。
图8图示了根据比较例的成像器件(成像器件100)的示意性横截面构造。成像器件100仅在电路基板20上的像素区域10P中具有光电转换层12，且像素外部区域10B不设置有光电转换层(例如，图4中的第二光电转换器12B)。
在该成像器件100中，存在这样的可能性：设置在像素外部区域10B中的周边电路20B中产生的光(光E)可以直接进入像素区域10P的光电转换层12。替代地，存在这样的可能性：已由封装包23反射的光E可以随后进入像素区域10P的光电转换层12。光E例如由于电路操作而通过电路基板20中包括的硅(Si)产生热载流子而引起。在主要针对可见区域中波长的光的成像器件中，即使当该光E进入像素区域时，它对图像质量的影响也是小的。然而，由于热载流子而引起的光E包括红外区域中波长的光，因此，针对红外区域中波长的光的成像器件也对光E进行光电转换处理。即，在用作红外传感器的成像器件100中，存在这样的可能性：光E可以直接地或通过反射进入光电转换层12，从而极大劣化图像质量。
作为防止光E进入像素区域10P的方法，可想到设置用于对光E反射的反射件(例如，金属材料的反射件)或设置用于对光E吸收的吸收剂。然而，该方法使成像器件100的构造复杂，从而难以采用该方法。一个原因是在设置有反射件的情况下，需要采取额外的措施以防止来自反射件的反射光进入像素区域10P，且在设置有吸收剂的情况下，需要采取额外的措施以应对已吸收光E的吸收剂的变化。
除了上述的方法以外，例如，也可以想到将周边电路20B设置在与电路基板20不同的基板上或将周边电路20B形成在与像素区域10P足够远的区域上来作为防止光E进入像素区域10P的方法。然而，这样的方法也造成诸如难以小型化成像器件等问题。
此外，在成像器件100中，存在这样的可能性：如图9所示，已从外部入射的光(光L1)可以由像素外部区域10B反射以进入像素区域10P的光电转换层12。该光L1造成所谓的重影且劣化图像质量。
同时，在成像器件1中，第二光电转换器12B设置为覆盖像素外部区域10B的周边电路20B，该第二光电转换器12B连接至预定电位。
因此，如图10和图11所示，可以抑制由热载流子引起的光E和已从外部入射的光L1对像素区域10P的影响。例如，如下所述地处理光E和光L1。
周边电路20B中产生的光E进入位于周边电路20B正上方的第二光电转换器12B，且由第二光电转换器12B吸收(图10)。如图7所示，这使得在第二光电转换器12B中产生空穴(hole)-电子对(进行光电转换)。此时，例如，当通过配线22WB将预定电压施加于贯通电极11TB时，第二光电转换器12B具有电位梯度，且产生的电荷中的一个电荷(例如，空穴)移动至第一导电类型区域12B-1并且从第一导电类型区域12B-1收集到贯通电极11TB中。该电荷通过连接层11CB和22CB移动至配线22WB，且被排出至预定电位。第二光电转换器12B中产生的另一电荷(例如，电子)通过透明电极14被排出。
此外，已进入像素外部区域10B的光L1进入第二光电转换器12B，且由第二光电转换器12B吸收(图11)。以类似于上述的方式，该光L1使第二光电转换器12B中产生电荷且使电荷排出至预定电位。即，光E和光L1与已进入第一光电转换器12P的光分别经历光电转换和处理，因此，可抑制光E和光L1对像素区域10P的影响。该成像器件1可以不必设置有反射件或吸收件，从而可以实现简单的构造。此外，也可以自由设计周边电路20B的形成区域，从而可以小型化成像器件1。
如上所述，在本实施例中，像素外部区域10B设置有连接至预定电位的第二光电转换器12B，因此，可以抑制像素外部区域10B中产生的光E和已进入像素外部区域10B的光L1对像素区域10P的影响。因此，可以抑制图像质量的劣化。
下面将说明上述实施例的变型例及其他的实施例。在下面的说明中，由相同的附图标记来标注与上述实施例的部件相同的部件，并适当省略它们的说明。
<变型例1>
图12图示了根据变型例1的成像器件(成像器件1A)的示意性横截面构造。这样，第二光电转换器12B可以仅从透明电极14被供给预定电位。
在该成像器件1A中，像素外部区域10B的贯通电极11TB不连接至配线(图4中的配线22WB)。即，第二光电转换器12B不被从电路基板20侧供给电位。因此，第二光电转换器12B中产生的电荷通过透明电极14被排出至预定电位。
<变型例2>
图13图示了根据变型例2的成像器件(成像器件1B)的示意性横截面构造。这样，连接至第一光电转换器12P的透明电极(透明电极14P)和连接至第二光电转换器12B的透明电极(透明电极14B)可以彼此电隔离。
在该成像器件1B中，隔离膜13设置在透明电极14P和透明电极14B之间，且透明电极14P和透明电极14B彼此电隔离。透明电极14B例如连接至与配线22WB的电位相同的电位。因此，第二光电转换器12B中产生的电荷中的一者(例如，空穴)通过配线22WB被排出至预定电位，且另一电荷(例如，电子)通过透明电极14B被排出至预定电位。透明电极14B可以连接至与配线22WB的电位不同的电位。
<变型例3>
图14图示了根据变型例3的成像器件(成像器件1C)的示意性横截面构造。这样，第二光电转换器12B可以仅从透明电极14B被供给预定电位。
在该成像器件1C中，像素外部区域10B的贯通电极11TB不连接至配线(图13中的配线22WB)。即，第二光电转换器12B不被从电路基板20侧供给电位。因此，第二光电转换器12B中产生的电荷通过透明电极14B被排出至预定电位。
<变型例4>
图15图示了根据变型例4的成像器件(成像器件1D)的示意性横截面构造。这样，仅第一光电转换器12P可以连接至透明电极14P，且第二光电转换器12B可以从电路基板20侧被供给预定电位。
在该成像器件1D中，删去第二光电转换器12B上的透明电极(图13中的透明电极14B)。第二光电转换器12B通过贯通电极11TB等连接至配线22WB。因此，第二光电转换器12B中产生的电荷通过配线22WB被排出至预定电位。
<变型例5>
图16图示了根据变型例5的成像器件(成像器件1E)的示意性横截面构造。这样，第一光电转换器12P和第二光电转换器12B可以是连续的，而不在光电转换层12中设置隔离膜(隔离膜13)。即使在这种情况下，也可以与已进入像素区域10P的光分别地处理像素外部区域10B中产生的光和已进入像素外部区域10B的光。
<第二实施例>
图17图示了根据第二实施例的成像器件(成像器件2)的示意性横截面构造。在成像器件2中，第一光电转换器(第一光电转换器32P)和第二光电转换器(第二光电转换器32B)例如各自包括具有pn结的光电二极管。除此以外，成像器件2具有与成像器件1类似的构造，且作用和效果也类似。
成像器件2具有电路基板20和光电转换基板30的堆叠结构。滤色器层34设置在光电转换基板30的光入射面(光入射面S3)上。光电转换基板30和电路基板20之间的接合表面(接合面S4)是与光入射面S3相对的面。光电转换基板30从更靠近接合面S4的位置开始依次包括配线层31和半导体层32。
配线层31例如包括与电路基板20接触的配线层31A以及位于配线层31A和半导体层32之间的配线层31B。配线层31A例如是其中设置有多个配线(配线31W和31WB等)的氧化硅(SiO2)等的无机绝缘膜。设置在配线层31A中的配线31W用于将第一光电转换器32P和ROIC彼此电连接。第一光电转换器32P中产生的信号电荷通过配线31W移动至电路基板20，且由ROIC读出。配线31WB用于将第二光电转换器32B中产生的电荷排出至预定电位。配线31WB通过设置在电路基板20中的配线22WB连接至预定电位，诸如成像器件2的电源或接地(GND)电位等。配线层31B例如是其中设置有多个配线的多晶硅(poly-Si)等的半导体层。
半导体层32例如包括硅(Si)。该半导体层32设置有第一光电转换器32P和第二光电转换器32B。第一光电转换器32P针对每个像素P设置在像素区域10P中。相邻的第一光电转换器32P通过隔离膜33彼此电隔离。多个第二光电转换器32B例如以与第一光电转换器32P相同的间距设置在像素外部区域10B中。在本实施例的成像器件2中，连接至预定电位的第二光电转换器32B以此方式设置在像素外部区域10B中，因此，以与上面针对成像器件1所述的类似的方式，可以抑制像素外部区域10B中产生的光E(参见图8)和已进入像素外部区域10B的光L1(参见图9)对像素区域10P的影响。例如，相邻的第二光电转换器32B也通过隔离膜33彼此电隔离。隔离膜33也设置在彼此相邻的第一光电转换器32P和第二光电转换器32B之间，且它们彼此电隔离。隔离膜33在半导体层32的厚度方向上设置。该隔离膜33例如包括诸如氧化硅(SiO2)等无机绝缘材料。
图18图示了配线层31和半导体层32的更详细构造的示例。在半导体层32中，除了第一光电转换器32P和第二光电转换器32B以外，例如，浮动扩散部(FD)321、电源电压(VDD)322和扩散区域323等也设置在配线层31附近。扩散区域323例如是选择晶体管的漏极，且连接至垂直信号线VSL。配线层31设置有晶体管(例如，稍后所述的传输晶体管Tr1和放大晶体管Tr2)的栅极电极Tr1G和Tr2G等。栅极电极Tr1G例如是传输晶体管Tr1的栅极电极。栅极电极Tr2G例如是放大晶体管Tr2的栅极电极，且电连接至FD 321。
图19图示了成像器件2的像素电路的示例。在该像素电路中，省略选择晶体管和复位晶体管。第一光电转换器32P连接至传输晶体管Tr1的源极和漏极中的一个端子(例如，源极)。传输晶体管Tr1的另一个端子(例如，漏极)通过FD 321连接至放大晶体管Tr2的栅极。
滤色器层34例如包括红色滤色器、绿色滤色器、蓝色滤色器和IR滤色器，且这些滤色器针对每个像素P布置。设置这样的滤色器层34允许成像器件2获得与其颜色阵列对应的波长的接收光的数据。光电转换基板30的光入射面S3可以与滤色器层34一起地设置有片上透镜。
在成像器件2中，当光(例如，红外区域中波长的光)通过滤色器层34进入第一光电转换器12P时，该光经过第一光电转换器32P(是光电二极管)进行的光电转换以产生电子和空穴。电子和空穴中的一者作为信号电荷累积在第一光电转换器12P中。该信号电荷在预定的时刻通过FD 321传输到像素电路，且由垂直信号线VSL读出为电压信号。
同样在成像器件2中，以与上面针对成像器件1所述的类似的方式，连接至预定电位的第二光电转换器32B设置在像素外部区域10B中，因此，可以抑制像素外部区域10B中产生的光E(参见图8)和已进入像素外部区域10B的光L1(参见图9)对像素区域10P的影响。因此，可以抑制图像质量的劣化。
<应用例>
上述的成像器件1和2可应用于各种类型的电子装置，例如，诸如允许对红外区域进行成像的相机等。图20图示了作为示例的电子装置3(相机)的示意性构造。该电子装置3例如是能够拍摄静态图像或动态图像的相机，且包括成像器件2、光学系统(光学透镜)310、快门单元311、驱动成像器件2和快门单元311的驱动器313、以及信号处理器312。
光学系统310将来自对象的图像光(入射光)引导至成像器件2。光学系统310可以包括多个光学透镜。快门单元311控制成像器件2被光照射的时段和光被阻挡的时段。驱动器313控制成像器件2的传输操作和快门单元311的快门操作。信号处理器312对成像器件2输出的信号进行各种类型的信号处理。经过信号处理的图像信号Dout存储在诸如存储器等存储介质中，或输出到监视器等。
此外，本实施例等所述的成像器件1和2也可应用于下述的电子装置(胶囊内窥镜和诸如车辆等移动体)。
<实际应用例1(内窥镜手术系统)>
根据本发明的技术可应用于各种产品。例如，根据本发明的技术可以应用于内窥镜手术系统。
图21是示出能够应用根据本发明的实施例的技术(本技术)的内窥镜手术系统的示意性构造的示例的图。
在图21中，图示了外科医生(医生)11131正在使用内窥镜手术系统11000对患者床11133上的患者11132进行手术的状态。如图所示，内窥镜手术系统11000包括：内窥镜11100；诸如气腹管11111和能量装置11112等其他手术工具11110；其上支撑内窥镜11100的支撑臂装置11120；和其上安装有各种内窥镜手术装置的推车11200。
内窥镜11100包括镜筒11101和摄像头11102，镜筒11101具有从自身远端起的预定长度的待被插入患者11132的体腔中的区域，摄像头11102连接到镜筒11101的近端。在所示的示例中，示意了作为刚性内窥镜的内窥镜11100，其具有硬性类型的镜筒11101。然而，内窥镜11100还可以作为柔性内窥镜，其具有柔性类型的镜筒11101。
镜筒11101在自身远端处具有开口，物镜安装在该开口中。光源装置11203连接到内窥镜11100，使得光源装置11203产生的光由在镜筒11101的内部延伸的光导引导至镜筒11101的远端且通过物镜朝着患者11132体腔中的观察对象照射。应注意，内窥镜11100可以是前视内窥镜，或可以是斜视内窥镜或侧视内窥镜。
光学系统和摄像元件设置在摄像头11102的内部，使得来自观察目标的反射光(观察光)通过光学系统会聚在摄像元件上。观察光由摄像元件进行光电转换以产生对应于观察光的电信号，即对应于观察图像的图像信号。图像信号作为RAW(原始)数据传输到CCU11201。
CCU 11201包括中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)等，且整体控制内窥镜11100和显示装置11202的操作。此外，CCU 11201接收来自摄像头11102的图像信号，且对图像信号进行用于基于图像信号显示图像的各种图像处理，例如显影处理(去马赛克处理)等。
显示装置11202在CCU 11201的控制下基于已经过CCU 11201进行图像处理的图像信号显示图像。
光源装置11203例如包括诸如发光二极管(LED)等光源，且将对手术部位进行成像时的照射光供给到内窥镜11100。
输入装置11204是内窥镜手术系统11000的输入接口。用户能够通过输入装置11204进行将各种信息或指令输入到内窥镜手术系统11000的输入。例如，用户会输入用于改变内窥镜11100的摄像条件(照射光的种类、放大率、焦距等)的指令等。
处理工具控制装置11205控制能量装置11112的驱动，该能量装置11112用于烧灼或切割组织、封合血管等。气腹装置11206通过气腹管11111将气体馈送到患者11132的体腔中以使体腔膨胀，以便确保内窥镜11100的视场且确保外科医生的工作空间。记录器11207是能够记录与手术有关的各种信息的装置。打印机11208是能够以各种形式(诸如文本、图像或图形等)打印与手术有关的各种信息的装置。
应注意，对手术部位进行成像时向内窥镜11100供给照射光的光源装置11203可以包括白光源，该白光源例如包括LED、激光光源或它们的组合。在白光源包括RGB(红色、绿色和蓝色)激光光源的组合的情况下，因为能够高精度地控制每种颜色(每个波长)的输出强度和输出时刻，所以光源装置11203能够调整拍摄图像的白平衡。此外，在这种情况下，如果以时分方式将来自各RGB激光光源的激光束照射到观察目标上且与照射时刻同步地控制摄像头11102的摄像元件的驱动，那么也能够以时分方式拍摄分别对应于R、G、B颜色的图像。根据该方法，即使不为摄像元件设置滤色器，也能够获得彩色图像。
此外，可以控制光源装置11203，使得每预定时间地改变待被输出的光强度。通过与改变光强度的时刻同步地控制摄像头11102的摄像元件的驱动来以时分方式获取图像，且通过合成图像，能够产生不具有曝光不足遮挡阴影(underexposed blocked upshadows)和曝光过度显示高亮(overexposed highlights)的高动态范围图像。
此外，光源装置11203可以被构造为供给适合于特定光观察的预定波段的光。在特定光观察中，例如，通过利用身体组织对光吸收的波长依赖性来照射与正常观察时的照射光(即，白光)相比的窄波段的光，对诸如黏膜的表面部位的血管等预定组织进行高对比度成像的窄波段观察(窄波段成像)。替代地，在特定光观察中，可以进行根据通过照射激发光而产生的荧光来获得图像的荧光观察。在荧光观察中，可以通过将激发光照射到身体组织上来进行来自身体组织的荧光的观察(自荧光观察)，或通过将诸如吲哚菁绿(ICG)等试剂局部注入到身体组织中且将与试剂的荧光波长对应的激发光照射到身体组织上来获得荧光图像。光源装置11203能够被构造为供给适合于如上所述的特定光观察的这种窄波段光和/或激发光。
图22是示意了图21所示的摄像头11102和CCU 11201的功能构造的示例的框图。
摄像头11102包括镜头单元11401、摄像单元11402、驱动单元11403、通信单元11404和摄像头控制单元11405。CCU 11201包括通信单元11411、图像处理单元11412和控制单元11413。摄像头11102和CCU11201通过传输电缆11400连接以彼此通信。
镜头单元11401是设置在与镜筒11101的连接位置处的光学系统。从镜筒1110的远端收入的观察光被引导到摄像头11102且被引入到镜头单元11401。镜头单元11401包括多个透镜的组合，该多个透镜包括变焦透镜和聚焦透镜。
摄像单元11402包括的摄像元件的数量可以是一个(单板式)或多个(多板式)。在摄像单元11402被构造为多板式的情况下，例如，与R、G和B分别对应的图像信号由摄像元件产生，且可以合成该图像信号以获得彩色图像。摄像单元11402也可以被构造为具有一对摄像元件，以用于分别获取适合于三维(3D)显示的右眼和左眼图像信号。如果进行3D显示，那么外科医生11131能够更准确地掌握手术部位的活体组织的深度。应注意，在摄像单元11402被构造为立体式的情况下，设置多个系统的镜头单元11401以与各自的摄像元件对应。
此外，摄像单元11402可以不必设置在摄像头11102上。例如，摄像单元11402可以紧接在镜筒11101内部的物镜之后设置。
驱动单元11403包括致动器，且在摄像头控制单元11405的控制下使镜头单元11401的变焦透镜和聚焦透镜沿光轴移动预定距离。因此，能够适当地调整由摄像单元11402拍摄的图像的放大率和焦点。
通信单元11404包括用于向CCU 11201发送各种信息并从CCU11201接收各种信息的通信装置。通信单元11404通过传输电缆11400将摄像单元11402获取的图像信号作为RAW数据传输到CCU 11201。
此外，通信单元11404从CCU 11201接收用于对摄像头11102的驱动进行控制的控制信号，且将该控制信号供给到摄像头控制单元11405。该控制信号例如包括与摄像条件有关的信息，诸如对拍摄图像的帧速率进行指定的信息、对拍摄图像时的曝光值进行指定的信息和/或对拍摄图像的放大率和焦点进行指定的信息等。
应注意，诸如帧速率、曝光值、放大率或焦点等摄像条件可以由用户指定，或可以由CCU 11201的控制单元11413根据获取的图像信号自动设定。在后一种情况下，自动曝光(AE)功能、自动对焦(AF)功能和自动白平衡(AWB)功能结合在内窥镜11100中。
摄像头控制单元11405根据通过通信单元11404从CCU 11201接收的控制信号来控制摄像头11102的驱动。
通信单元11411包括用于向摄像头11102发送各种信息并从摄像头11102接收各种信息的通信装置。通信单元11411通过传输电缆11400接收从摄像头11102传来的图像信号。
此外，通信单元11411将用于对摄像头11102的驱动进行控制的控制信号传输到摄像头11102。能够通过电通信、光通信等传输图像信号和控制信号。
图像处理单元11412对从摄像头11102传来的RAW数据形式的图像信号进行各种图像处理。
控制单元11413进行与通过内窥镜11100对手术部位等摄像有关和与通过对手术部位等的摄像而获得的拍摄图像的显示有关的各种控制。例如，控制单元11413产生用于对摄像头11102的驱动进行控制的控制信号。
此外，控制单元11413根据已经过图像处理单元11412进行图像处理的图像信号来控制显示装置11202显示对手术部位等进行成像的拍摄图像。因此，控制单元11413可以利用各种图像识别技术来识别拍摄图像中的各种对象。例如，控制单元11413能够通过检测拍摄图像中包括的对象的边缘的形状和颜色等来识别手术工具(诸如镊子)、特定活体区域、出血和当使用能量装置11112时的雾等。当控制单元11413控制显示装置11202显示拍摄图像时，控制单元11413可以利用识别结果来使各种手术辅助信息以与手术部位的图像重叠的方式显示。在手术辅助信息以重叠的方式显示且呈现给外科医生11131的情况下，能够减轻外科医生11131的负担，且外科医生11131能够确信地进行手术。
将摄像头11102和CCU 11201彼此连接的传输电缆11400是适合于电信号通信的电信号电缆、适合于光通信的光纤、或适合于电通信和光通信的复合电缆。
这里，在所示的示例中，虽然通过使用传输电缆11400的有线通信进行通信，但是可以通过无线通信进行摄像头11102和CCU 11201之间的通信。
上面已经给出了可应用根据本发明的技术的内窥镜手术系统的一个示例的说明。根据本发明的技术可以应用于上述构造的摄像单元11402。将根据本发明的技术应用于摄像单元11402可以获取更精细的手术图像。因此，外科医生可以确信地确认手术部位。
应注意，上面已经给出了作为一个示例的内窥镜手术系统的说明。根据本发明的技术例如可以应用于任何其他医疗系统，诸如显微外科手术系统等。
<实际应用例2(移动体)>
根据本发明的实施例的技术(本技术)可应用于各种产品。例如，根据本发明的实施例的技术可以实现为安装到任何类型的移动体上的装置的形式。该移动体的非限制性示例可以包括汽车、电动车、混合动力车、摩托车、自行车、任何个人移动设备、飞机、无人驾驶车(无人机)、船和机器人等。
图23是示出车辆控制系统的示意构造的示例的框图，该车辆控制系统作为能够应用根据本发明的实施例的技术的移动体控制系统的示例。
车辆控制系统12000包括经由通信网络12001彼此连接的多个电子控制单元。在图23所示的示例中，车辆控制系统12000包括驱动系统控制单元12010、车体系统控制单元12020、车外信息检测单元12030、车内信息检测单元12040和集成控制单元12050。此外，示出了微计算机12051、声音/图像输出部12052和车载网络接口(I/F)12053作为集成控制单元12050的功能构造。
驱动系统控制单元12010根据各种程序来控制与车辆的驱动系统相关的装置的操作。例如，驱动系统控制单元12010起到下列装置的控制装置的作用：用于产生车辆的驱动力的驱动力产生装置，诸如内燃机或驱动电机等；用于将驱动力传输至车轮的驱动力传输机构；用于对车辆的转向角度进行调整的转向机构；和用于产生车辆的制动力的制动装置等。
车体系统控制单元12020根据各种程序来控制设置于车体的各种装置的操作。例如，车体系统控制单元12020起到无钥匙进入系统、智能钥匙系统、电动窗装置或诸如车头灯、车尾灯、刹车灯、转向信号灯或雾灯等各种灯的控制装置的作用。在这种情况下，从代替钥匙的移动装置传来的无线电波或各种开关的信号能够输入至车体系统控制单元12020。车体系统控制单元12020接收这些输入的无线电波或信号，且控制车辆的门锁装置、电动窗装置或灯等。
车外信息检测单元12030检测关于包括车辆控制系统12000的车辆的外部的信息。例如，车外信息检测单元12030与成像部12031连接。车外信息检测单元12030使成像部12031对车辆的外部的图像进行成像，且接收成像的图像。根据接收的图像，车外信息检测单元12030可以进行诸如人、车辆、障碍物、指示牌或路面上的标记等物体的检测处理，或与该物体之间距离的检测处理。
成像部12031是光传感器，其接收光且输出与接收光的光量对应的电信号。成像部12031能够将电信号输出为图像，或能够将电信号输出为关于测量距离的信息。此外，成像部12031接收的光可以是可见光，或可以是诸如红外线等不可见光。
车内信息检测单元12040检测关于车内的信息。车内信息检测单元12040例如与检测驾驶员状态的驾驶员状态检测部12041连接。驾驶员状态检测部12041例如包括对驾驶员成像的相机。根据驾驶员状态检测部12041输入的检测信息，车内信息检测单元12040可以计算驾驶员的疲劳程度或驾驶员的精力集中程度，或可以判断驾驶员是否正在打瞌睡。
微计算机12051能够根据车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获得的车内或车外信息计算驱动力产生装置、转向机构或制动装置的控制目标值，且能够将控制指令输出到驱动系统控制单元12010。例如，微计算机12051能够进行为了实施高级驾驶员辅助系统(ADAS)功能的协作控制，该功能包括避免车辆碰撞或减少车辆碰撞的冲击、基于跟车距离的跟车驾驶、车速保持驾驶、车辆碰撞警告、或车辆偏离车道警告等。
此外，微计算机12051通过根据车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获得的关于车外或车内的信息来控制驱动力产生装置、转向机构或制动装置等，能够进行用于实现自动驾驶的协作控制，该自动驾驶使车辆不需要依赖驾驶员的操作等而自主行驶。
此外，微计算机12051能够根据车外信息检测单元12030获得的关于车外的信息将控制指令输出到车体系统控制单元12020。例如，微计算机12051能够进行用于实现以下功能的协作控制：通过例如根据车外信息检测单元12030检测到的前行车辆或对向车辆的位置来控制车头灯从远光灯变成近光灯，以防炫目。
声音/图像输出部12052将声音和图像中的至少一者的输出信号传输到输出装置，该输出装置能够在视觉或听觉上将信息通知到车辆的乘客或车辆外部。在图23的示例中，示出音频扬声器12061、显示部12062和设备面板12063作为输出装置。显示部12062例如可以包括车载显示器和平视显示器中的至少一者。
图24是示出成像部12031的安装位置的示例的图。
在图24中，成像部12031包括成像部12101、12102、12103、12104和12105。
成像部12101、12102、12103、12104和12105例如布置在车辆12100的前鼻、侧视镜、后保险杠和后门的位置及车厢挡风玻璃上部的位置。设置于前鼻的成像部12101和设置于2车厢挡风玻璃上部的成像部12105主要获得车辆12100前面的图像。设置于侧视镜的成像部12102和12103主要获得车辆12100侧面的图像。设置于后保险杠或后门的成像部12104主要获得车辆12100后面的图像。设置于车厢挡风玻璃上部的成像部12105主要用于检测前行车辆、行人、障碍物、信号、交通指示牌或车道等。
顺便，图24示意了成像部12101至12104的摄像范围的示例。摄像范围12111表示设置于前鼻的成像部12101的摄像范围。摄像范围12112和12113分别表示设置于侧视镜的成像部12102和12103的摄像范围。摄像范围12114表示设置于后保险杠或后门的成像部12104的摄像范围。例如，通过将成像部12101至12104成像的图像数据叠加来获得从上方观察的车辆12100的鸟瞰图像。
成像部12101至12104中的至少一者可以具有获得距离信息的功能。例如，成像部12101至12104中的至少一者可以是由多个成像元件构成的立体相机，或可以是具有用于相位差检测的像素的成像元件。
例如，微计算机12051能够根据从成像部12101至12104获得的距离信息确定与摄像范围12111至12114内的各三维物体之间的距离以及该距离的时域变化(相对于车辆12100的相对速度)，且因此能够将如下的特定三维物体提取为前行车辆：出现在车辆12100的行驶路径上，且在与车辆12100大致相同的方向上以预定速度(例如，等于或大于0千米/小时)行驶的最接近的三维物体。此外，微计算机12051能够预先设定要维持的与前行车辆之间的距离，且能够进行自动制动控制(包括跟车停止控制)或自动加速控制(包括跟车起步控制)等。因此，可以进行用于实现自动驾驶的协作控制，该自动驾驶使车辆不需要依赖驾驶员的操作等而自主行驶。
例如，微计算机12051能够根据从成像部12101至12104获得的距离信息将三维物体的三维物体数据分类成两轮车辆、标准尺寸车辆、大型车辆、行人、电线杆以及其他三维物体的三维物体数据，提取分类出的三维物体数据，且使用提取出的三维物体数据来自动避开障碍物。例如，微计算机12051将车辆12100周围的障碍物识别为车辆12100的驾驶员能够视觉辨识的障碍物和车辆12100的驾驶员难以视觉辨识的障碍物。然后，微计算机12051确定碰撞风险，该风险表示与各障碍物碰撞的风险。在碰撞风险等于或高于预设值，因而存在碰撞可能的情形下，微计算机12051经由音频扬声器12061或显示部12062向驾驶员输出警告，且经由驱动系统控制单元12010进行强制减速或进行避免碰撞的转向。微计算机12051因此能够辅助驾驶以避免碰撞。
成像部12101至12104中的至少一者可以是检测红外线的红外相机。微计算机12051例如能够通过判断成像部12101至12104的成像图像中是否存在行人来识别行人。这种行人的识别例如由以下步骤进行：提取作为红外相机的成像部12101至12104的成像图像中的特征点；通过对表示物体轮廓的一系列特征点进行模式匹配处理来判断它是否是行人。当微计算机12051确定成像部12101至12104的成像图像中存在行人且因此识别出行人时，声音/图像输出部12052控制显示部12062，使得用于强调的方形轮廓线以叠加在识别出的行人上的方式显示。声音/图像输出部12052也可以控制显示部12062，使得表示行人的图标等显示在期望位置。
在上文中，已经给出了可应用根据本发明的技术的车辆控制系统的一个示例的说明。根据本发明的技术可以应用于上述构造的成像部12031。将根据本发明的技术应用于成像部12031可以获得更易看见的拍摄图像。因此，可以减少驾驶员的疲劳。
上面已经参照实施例、变型例、应用例和实际应用例说明了本发明，然而，本发明不限于上述的实施例等，而是可以以各种方式修改。例如，上述的实施例中所述的成像器件的各层构造仅是示例性的，且还可以包括任何其他层。此外，各层的材料和厚度也仅是示例性的，且不限于上述的材料和厚度。
此外，上述的实施例等中所述的电路构造仅是示例性的，各电路的构造、布局等不限于上述的构造、布局等。如图25所示，行扫描器201可以布置在电路基板20的两侧中的各侧。
此外，电路可以设置在半导体基板10上。如图26A和图26B所示，行扫描器可以被划分，使得行扫描器201A设置在半导体基板10上且行扫描器201B设置在电路基板20中。如图27A和图27B所示，行扫描器201A和201B(或行扫描器201)可以设置在半导体基板10上，而电路基板20中不设置任何行扫描器。具有行扫描器以外功能的电路部可以被划分，或可以设置在半导体基板10上。
上述的实施例等中所述的效果仅是示例性的，且可以是其他效果或还可以包括其他效果。
应注意，本发明可以具有下面的构造。
(1)一种成像器件，其包括：
像素区域，包括第一光电转换器；
像素外部区域，包括连接至预定电位的第二光电转换器；和
电路基板，所述电路基板在一面上设置有所述第一光电转换器和所述第二光电转换器，所述电路基板包括电连接至所述第一光电转换器的周边电路。
(2)根据(1)所述的成像器件，其中，所述第一光电转换器和所述第二光电转换器彼此电隔离。
(3)根据(1)或(2)所述的成像器件，其中，所述第二光电转换器的构成材料与所述第一光电转换器的构成材料相同。
(4)根据(1)至(3)中任一项所述的成像器件，其中，所述第二光电转换器设置在平面图中与所述周边电路重叠的区域中。
(5)根据(1)至(4)中任一项所述的成像器件，其中，所述第二光电转换器至少具有与所述第一光电转换器的敏感波长范围相同的敏感波长范围。
(6)根据(1)至(5)中任一项所述的成像器件，其中，所述第一光电转换器和所述第二光电转换器均吸收红外区域中波长的光且产生电荷。
(7)根据(1)至(6)中任一项所述的成像器件，其中，所述第一光电转换器和所述第二光电转换器均包括化合物半导体。
(8)根据(7)所述的成像器件，其中，所述第一光电转换器和所述第二光电转换器均包括III-V族半导体。
(9)根据(8)所述的成像器件，其中，所述III-V族半导体包括InGaAs。
(10)根据(7)至(9)中任一项所述的成像器件，还包括针对各像素的第一导电类型区域，在所述第一光电转换器中产生的信号电荷移动至所述第一导电类型区域。
(11)根据(10)所述的成像器件，其中，
针对各像素所述电路基板设置有像素电路，且
所述第一导电类型区域电连接至所述像素电路。
(12)根据(7)至(11)中任一项所述的成像器件，还包括与所述电路基板相对的第一电极，所述第一光电转换器介于所述电路基板和所述第一电极之间。
(13)根据(12)所述的成像器件，还包括与所述电路基板相对的第二电极，所述第二光电转换器介于所述电路基板和所述第二电极之间。
(14)根据(13)所述的成像器件，其中，所述第一电极和所述第二电极被一体化设置。
(15)根据(13)所述的成像器件，其中，所述第一电极和所述第二电极被设置为彼此电隔离。
(16)根据(1)至(5)中任一项所述的成像器件，其中，所述第一光电转换器和所述第二光电转换器均包括光电二极管。
(17)根据(1)至(16)中任一项所述的成像器件，其中，所述预定电位包括电源或接地电位。
(18)一种电子装置，其包括成像器件，所述成像器件包括：
像素区域，包括第一光电转换器；
像素外部区域，包括连接至预定电位的第二光电转换器；和
电路基板，所述电路基板在一面上设置有所述第一光电转换器和所述第二光电转换器，所述电路基板包括电连接至所述第一光电转换器的周边电路。
本申请主张享有于2017年2月21日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP2017-30375的权益，并将该日本优先权专利申请的全部内容以引用的方式并入本文。
本领域技术人员应理解，根据设计要求及其他因素，可以进行各种变型、组合、次组合和替代，只要它们在随附的权利要求或其等同物的范围内。

Claims (17)

1.一种成像器件，其包括：
像素区域，其包括第一光电转换器；
像素外部区域，其包括连接至预定电位的第二光电转换器；和
电路基板，所述电路基板在一面上设置有所述第一光电转换器和所述第二光电转换器，且所述电路基板包括电连接至所述第一光电转换器的周边电路，
其中，在平面图中，所述第二光电转换器覆盖所述周边电路。
2.根据权利要求1所述的成像器件，其中，所述第一光电转换器和所述第二光电转换器彼此电隔离。
3.根据权利要求1或2所述的成像器件，其中，所述第二光电转换器的构成材料与所述第一光电转换器的构成材料相同。
4.根据权利要求1或2所述的成像器件，其中，所述第二光电转换器至少具有与所述第一光电转换器的敏感波长范围相同的敏感波长范围。
5.根据权利要求1或2所述的成像器件，其中，所述第一光电转换器和所述第二光电转换器均吸收红外区域中波长的光且产生电荷。
6.根据权利要求1或2所述的成像器件，其中，所述第一光电转换器和所述第二光电转换器均包括化合物半导体。
7.根据权利要求6所述的成像器件，其中，所述第一光电转换器和所述第二光电转换器均包括III-V族半导体。
8.根据权利要求7所述的成像器件，其中，所述III-V族半导体包括InGaAs。
9.根据权利要求6所述的成像器件，还包括各像素的第一导电类型区域，在所述第一光电转换器中产生的信号电荷移动到所述第一导电类型区域。
10.根据权利要求9所述的成像器件，其中，
所述电路基板设置有各像素的像素电路，且
所述第一导电类型区域电连接至所述像素电路。
11.根据权利要求6所述的成像器件，还包括与所述电路基板相对的第一电极，所述第一光电转换器介于所述电路基板和所述第一电极之间。
12.根据权利要求11所述的成像器件，还包括与所述电路基板相对的第二电极，所述第二光电转换器介于所述电路基板和所述第二电极之间。
13.根据权利要求12所述的成像器件，其中，所述第一电极和所述第二电极被一体化设置。
14.根据权利要求12所述的成像器件，其中，所述第一电极和所述第二电极被设置为彼此电隔离。
15.根据权利要求1或2所述的成像器件，其中，所述第一光电转换器和所述第二光电转换器均包括光电二极管。
16.根据权利要求1或2所述的成像器件，其中，所述预定电位包括电源或接地电位。
17.一种电子装置，其包括成像器件，所述成像器件为权利要求1～16中任一项所述的成像器件。
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