CN110959194B - 固态摄像器件及电子设备 - Google Patents

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Abstract

[问题]为了提供一种其中暗电流影响被降低的固态摄像器件及电子设备。[解决方案]该固态摄像器件包括：以矩阵形式布置的多个第一像素单元，各个第一像素单元具有一个像素和设置在所述一个像素上的一个片上透镜；至少一个第二像素单元，其布置在第一像素单元矩阵内，并且具有两个像素和以跨过两个像素的方式设置的一个片上透镜；像素分离层，其分离分别属于来自第一像素单元和第二像素单元的像素的光电转换层；以及至少一个触点，设置在第二像素单元的区域内或与该区域相邻的像素分离层的下方，并将像素分离层连接至基准电位配线。第二像素单元隔着预定的间隔布置在沿第一像素单元矩阵的第一方向延伸的至少一行中。

Description

固态摄像器件及电子设备
技术领域
本发明涉及一种固态摄像器件及电子设备。
背景技术
近年来，对固态摄像器件存在进一步小型化和更高图像质量的需求。固态摄像器件例如通过在平面型半导体基板上以矩阵形式布置诸如光电二极管等光电转换元件而构成。
这里，各光电转换元件通过组合p型半导体和n型半导体而构成，且像素中的光电转换元件通过被固定至基准电位的像素分离层而彼此分离开。然而，在这类固态摄像器件中，由于将像素分离层连接到基准电位线(例如，接地线)的触点附近的暗电流增加，因此暗信号会增加。
例如，下面的专利文献1公开了一种固态摄像器件，该固态摄像器件包括来自摄像对象的光进入的有效像素部和遮挡光的遮光像素部，且从有效像素部的信号中减去遮光像素部的信号以获取去除了暗电流影响的信号
引用列表
专利文献
专利文献1：JP 2008-236787 A
发明内容
技术问题
然而，上述专利文献1中公开的固态摄像器件没有减小所产生的暗电流的绝对大小。此外，在专利文献1中公开的固态摄像器件中，与将像素分离层连接到基准电位的触点相邻的像素和不与该触点相邻的像素之间的暗电流大小存在差异，这导致在暗部中出现条纹状的图像质量下降。
因此，需要一种能够减小固态摄像器件中的暗电流大小和因将像素分离层固定至基准电位的触点而产生的像素间差异的技术。
技术方案
根据本发明，提供了一种固态摄像器件，其包括：多个第一像素单元，其以矩阵形式布置，各个所述第一像素单元具有一个像素和设置在所述一个像素上的一个片上透镜；至少一个第二像素单元，其具有两个像素和跨所述两个像素设置的一个片上透镜，并且布置在所述第一像素单元的矩阵内；像素分离层，其将所述第一像素单元和所述第二像素单元的各个像素中包括的光电转换层分别分离开；以及至少一个触点，其存在于所述第二像素单元的区域内，或者设置在与所述第二像素单元的所述区域相邻的所述像素分离层的下方，并且将所述像素分离层连接到基准电位配线，其中，所述第二像素单元以预定的间隔布置在沿着所述第一像素单元的所述矩阵的第一方向延伸的至少一行中。
此外，根据本发明，提供了一种电子设备，其包括以电子方式对摄像对象进行拍摄的固态摄像器件，所述固态摄像器件包括：多个第一像素单元，其以矩阵形式布置，各个所述第一像素单元具有一个像素和设置在所述一个像素上的一个片上透镜；至少一个第二像素单元，其具有两个像素和跨所述两个像素设置的一个片上透镜，并且布置在所述第一像素单元的矩阵内；像素分离层，其将所述第一像素单元和所述第二像素单元的各个像素中包括的光电转换层分别分离开；以及至少一个触点，其存在于所述第二像素单元的区域内，或者设置在与所述第二像素单元的所述区域相邻的所述像素分离层的下方，并且将所述像素分离层连接到基准电位配线，其中，所述第二像素单元以预定的间隔布置在沿着所述第一像素单元的所述矩阵的第一方向延伸的至少一行中。
根据本发明，可以以适当的密度布置将用于分离光电转换元件的像素分离层固定至基准电位的触点。另外，可以降低触点周围增加的暗电流对所拍摄图像的图像质量的影响。
本发明的有益效果
如上所述，根据本发明，可以提供减小暗电流大小和因将像素分离层固定至基准电位的触点而产生的像素间差异的固态摄像器件和电子装置。
注意，上述效果并不一定是限制性的，并且本说明书中示出的任何效果或能够从本说明书中领会的其他效果可以和上述效果一起或代替上述效果。
附图说明
图1是示意性示出了使用固态摄像器件的摄像装置的概要的说明图。
图2A是示意性地示出了像素区域中包括的像素与将限定各个像素的像素分离层固定至基准电位的触点之间的位置关系的示例的说明图。
图2B是示意性地示出了像素区域中包括的像素与将限定各个像素的像素分离层固定至基准电位的触点之间的位置关系的另一示例的说明图。
图3是示出了根据本发明实施例的固态摄像器件中包括的像素区域的平面构造的示意性说明图。
图4是用于说明针对像素区域中的单位像素的基准电位线的布置的示意性平面图。
图5是用于说明在比图3中的像素区域更宽的像素区域范围内第二像素单元的布置的示意性平面图。
图6A是沿平面A-AA截取的图3所示的像素区域的示意性横断面图。
图6B是沿平面B-BB截取的图3所示的像素区域的示意性横断面图。
图7是示出了根据第一变形例的固态摄像器件中包括的像素区域的平面构造的示例的示意性说明图。
图8是示出了在比图7中的像素区域更宽的像素区域范围内第二像素单元的布置的示意性平面图。
图9是示出了根据第一变形例的固态摄像器件中包括的像素区域的平面构造的另一示例的示意性说明图。
图10是示出了在比图9中的像素区域更宽的像素区域范围内第二像素单元的布置的示意性平面图。
图11A是为图示触点的位置变化而以放大的方式示出的设置有第二像素单元的像素区域附近的说明图。
图11B是为图示触点的位置变化而以放大的方式示出的设置有第二像素单元的像素区域附近的说明图。
图11C是为图示触点的位置变化而以放大的方式示出的设置有第二像素单元的像素区域附近的说明图。
图12是示出了在通过沿平面A-AA截取图3所示的像素区域而获得的横断面结构中触点的位置变化的示意性横断面图。
图13A是第三变形例中沿平面A-AA截取的图3所示的像素区域的示意性横断面图。
图13B是第三变形例中沿平面B-BB截取的图3所示的像素区域的示意性横断面图。
图14A是用于说明根据本实施例的固态摄像器件的制造方法的制造步骤的示意性横断面图。
图14B是用于说明根据本实施例的固态摄像器件的制造方法的制造步骤的示意性横断面图。
图14C是用于说明根据本实施例的固态摄像器件的制造方法的制造步骤的示意性横断面图。
图14D是用于说明根据本实施例的固态摄像器件的制造方法的制造步骤的示意性横断面图。
图15A是示出了能够应用根据本实施例的固态摄像器件的电子设备的示例的外观图。
图15B是示出了能够应用根据本实施例的固态摄像器件的电子设备的另一示例的外观图。
图15C是示出了能够应用根据本实施例的固态摄像器件的电子设备的另一示例的外观图。
图16A是示出了车辆控制系统的示意性构造的示例的框图。
图16B是示出了车外信息检测单元和成像单元的安装位置的示例的说明图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图对本发明的优选实施例进行详细说明。注意，在本说明书和附图中，相同的附图标记被分配给具有基本相同的功能构造的组成部件，并且将不对它们进行重复说明。
注意，将按以下顺序进行说明。
0.本发明的技术背景
1.构造
1.1平面构造
1.2横断面构造
2.变形例
2.1第一变形例
2.2第二变形例
2.3第三变形例
3.制造方法
4.适用例
4.1第一适用例
4.2第二适用例
<0.本发明的技术背景>
首先，参照图1对应用根据本发明的技术的摄像装置的示意性构造进行说明。图1是示意性示出了使用固态摄像器件的摄像装置的概要的说明图。
如图1所示，摄像装置包括固态摄像器件1、信号处理电路2和存储器3。
固态摄像器件1包括像素区域10、列区域11和输出放大器12，并且通过将从摄像对象发射的光转换成电信号来生成摄像对象的图像信号。具体地，通过以二维矩阵方式布置包括光电转换元件的像素来构造像素区域10，并且通过光电转换元件将入射在各个像素上的光转换为信号电荷。列区域11由晶体管等形成，针对每一列(即，像素列)读出在像素区域10的像素中产生的信号电荷，并且执行诸如去噪、放大和模数(A/D：analog to digital)转换等信号处理。输出放大器12由晶体管等形成，对从列区域11输出的图像信号进行放大，并且将图像信号输出至设置在固态摄像器件1外部的信号处理电路2。
信号处理电路2例如是对从固态摄像器件1输出的图像信号进行各种校正等的算术处理电路。存储器3例如是以帧为单位存储通过信号处理电路2进行了各种校正等的图像信号的易失性或非易失性存储装置。
利用这类构造，摄像装置首先通过光电转换元件将入射在像素区域10中的各个像素上的光转换为电荷信号。随后，在列区域11中对从像素区域10中的各个像素读取的电荷信号(模拟信号)进行放大，并且通过A/D转换将该电荷信号转换为数字信号。所转换的数字信号经由输出放大器12被输出到外部的信号处理电路2。
在这类固态摄像器件1中，由于像素之间的暗电流大小的差异，各个像素中产生的暗电流会导致图像信号的噪声和固定模式噪声增加。
这里，参照图2A和2B对像素区域10中的暗电流的产生进行说明。图2A是示意性地示出了像素区域中包括的像素与将用于限定各个像素的像素分离层固定至基准电位的触点之间的位置关系的示例的说明图，且图2B是示意性地示出了像素区域中包括的像素与将用于限定各个像素的像素分离层固定至基准电位的触点之间的位置关系的另一示例的说明图。
在图2A所示的布置下，在固态摄像器件包括的像素区域20中，一个像素21由多个子像素21A、21B、21C和21D形成。子像素21A、21B、21C和21D通过像素分离层(图2A中除像素之外的区域)彼此分离开。
注意，在下文中，将构成像素21的各个子像素称为单位像素，以将其与由多个子像素21A、21B、21C和21D形成的像素21区分开。
例如，子像素21A、21B、21C和21D可被分别设置为具有红色滤光器(CF：colorfilter)的像素(红色像素)、具有绿色CF的像素(绿色像素)、具有蓝色CF的像素(蓝色像素)和没有CF的像素(白色像素)。在子像素21A、21B、21C和21D处，光穿过与各个颜色相对应的CF，进入设置在像素内部的光电二极管(PD：photodiode)，并被光电转换以获得与各个颜色相对应的信号电荷。
这里，用于将诸如子像素21A、21B、21C和21D等单位像素彼此分离开的像素分离层通过针对每个像素21设置的触点23而连接到基准电位线25(例如，接地线)。例如，在如图2A所示的布置中，与电位线25连接的触点23设置在每个像素21的左侧(当从正面观察图2A时)。利用这种构造，像素分离层被固定至基准电位，使得例如能够防止从各个单位像素输出的信号的阴影。
然而，在附近设置有触点23的单位像素中，暗电流会因触点23而增加。例如，在如图2A所示的布置中，触点23设置在被像素21的子像素21A和21C以及左侧与像素21相邻的像素的子像素包围的位置处。因此，在如图2A所示的布置中，在子像素21A、21B、21C和21D的附近设置有至少一个触点23，这导致流过单位像素的总暗电流增加。
另一方面，在如图2B所示的布置中，在固态摄像器件包括的像素区域30中，像素31由多个子像素31A、31B、31C和31D形成。子像素31A、31B、31C和31D通过像素分离层(图2B中除像素之外的区域)而彼此分离开。
例如，子像素31A、31B、31C和31D可分别是具有红色CF的像素(红色像素)、具有绿色CF的像素(绿色像素)、具有蓝色CF的像素(蓝色像素)和没有CF的像素(白色像素)。在这些子像素31A、31B、31C和31D处，光穿过与各个颜色相对应的CF，进入设置在像素内部的光电二极管(PD)，并被光电转换以获得与各个颜色相对应的信号电荷。
这里，用于将诸如子像素31A、31B、31C和31D等单位像素彼此分离开的像素分离层通过设置在预定位置处的触点33而连接到基准电位线35(例如，接地线)。例如，在图2B所示的布置中，与电位线35连接的触点33设置在各个像素31的上侧或下侧(当从正面观察图2B时)。换言之，在图2B所示的布置中，触点33每隔一个像素设置在被像素31的子像素31A和31B以及在上侧与该像素31相邻的像素的子像素包围的位置处。
在图2B所示的布置中，在子像素31A和31B的附近设置有至少一个触点33，且在子像素31C和31D的附近没有设置触点33。因此，在附近没有设置触点33的子像素31C和31D处，暗电流不会增加，但在附近设置有至少一个触点33的子像素31A和31B处，暗电流会增加。因此，在包括暗电流会增加的子像素31A和31B的像素列中，可以确认图像质量会因暗电流而呈现条纹状劣化。
鉴于上述情况，发明人想到根据本发明的技术。在根据本发明的技术中，将用于分离单位像素的像素分离层固定至基准电位的触点被设置在预定像素处，且这些预定像素在单位像素的二维矩阵中以预定的间隔布置。根据本发明，可以减小固态摄像器件中的暗电流的大小和像素间差异。
<1.构造>
(1.1.平面构造)
在下文中，参照图3至图5对根据本发明的实施例的固态摄像器件的平面构造进行说明。图3是示出了根据本实施例的固态摄像器件中包括的像素区域的平面构造的示意性说明图。
如图3所示，根据本实施例的固态摄像器件包括像素区域100，在该像素区域中，多个第一像素单元110(其区域由像素分离层141限定)以二维矩阵形式布置。在像素区域100中，一些第一像素单元110被第二像素单元120代替。
第一像素单元110包括一个光电转换元件，并且还包括设置在该一个光电转换元件的光入射面上的一个片上透镜。例如，第一像素单元110可包括如下光电二极管以作为光电转换元件，在该光电二极管中，第二导电类型(例如，n型)的扩散区域形成在第一导电类型(例如，p型)阱(WELL)中的。第一导电类型阱用作存在于第二导电类型扩散区域中的电子的势垒。因此，第一导电类型阱用作将包括在第一像素单元110中的光电转换元件分离开的像素分离层141。每个第一像素单元110能够通过用片上透镜收集入射光并增加入射在光电转换元件上的光量来提高固态摄像器件的灵敏度。
第一像素单元110通过对入射光进行光电转换来产生图像信号。第一像素单元110是有规律地布置以构成像素区域100的单位像素，且多个第一像素单元110构成固态摄像器件的一个显示单元(一个像素)。即，各第一像素单元110用作像素111的用于检测与各颜色(例如，光的三种原色)相对应的光的子像素，且多个第一像素单元110构成像素111。例如，像素111可以由四个第一像素单元110A、110B、110C和110D形成。此时，第一像素单元110A、110B、110C和110D可以分别用作红色像素、绿色像素、蓝色像素和白色像素。
第一像素单元110在像素区域100中以二维阵列有规律地布置。具体地，第一像素单元110可以沿第一方向和与第一方向正交的第二方向以相等的间隔布置。即，像素区域100中的第一像素单元110的二维布置可以是所谓的矩阵布置，在该布置中，第一像素单元110布置在与正方形的顶点对应的位置处。然而，像素区域100中的第一像素单元110的二维布置不限于上述布置，并且可以是其它布置。
第二像素单元120包括两个光电转换元件以及跨两个光电转换元件设置在光入射面上的一个片上透镜。第二像素单元120中包括的两个光电转换元件是尺寸可与第一像素单元110的光电转换元件相同的光电二极管。在这种情况下，第二像素单元120能够以替换两个第一像素单元110的方式设置在第一像素单元110的二维阵列内。
然而，第二像素单元120中包括的两个光电转换元件也可以小于第一像素单元110中的光电转换元件。即，第二像素单元120中包括的一个像素的平面面积可以小于第一像素单元110中包括的一个像素的平面面积。例如，第二像素单元120的整个平面面积可以与第一像素单元110的平面面积相同。
第二像素单元120用作使用光瞳分割相位差自动聚焦的测距像素。具体地，第二像素单元120例如使用左侧像素对从片上透镜的左侧入射的光束进行光电转换，并且使用右侧像素对从片上透镜的右侧入射的光束进行光电转换。此时，第二像素单元120的左侧像素的输出和第二像素单元120的右侧像素的输出沿着两个像素的布置方向偏移(也被称为偏移量)。由于两个像素输出的偏移量是相对于成像表面的焦平面的离焦量的函数，所以第二像素单元120能够对两个像素的输出进行比较，以获得离焦量或测量到成像表面的距离。
另外，第二像素单元120可包括遮光膜，该遮光膜在每个像素的不同区域处遮挡入射的左侧像素和右侧像素上的光，以更清楚地划分开从片上透镜左侧入射的光束和从片上透镜右侧入射的光束。例如，第二像素单元120可以是通过使用设置在两个像素上的一个片上透镜和遮光膜来划分光瞳的测距像素。
被第二像素单元120光电转换的信号用于测距或自动聚焦。因此，第二像素单元120中的两个像素可以具有任意滤光器颜色。即，第二像素单元120中包括的两个像素可以是红色像素、绿色像素、蓝色像素或白色像素。然而，第二像素单元120可以使用能够获得由滤光器引起的更小光损耗并且获得光电转换元件上更大的入射光量的绿色像素或白色像素，从而提高测距或自动聚焦的准确度。
注意，从第二像素单元120输出的信号的幅度可以大于从第一像素单元110输出的信号的幅度。如稍后将描述的，第二像素单元120用作测距像素，并且能够通过增加从第二像素单元120输出的信号来更可靠地执行测距。
在上述实施例中，虽然已经描述了第二像素单元120包括两个光电转换元件，并且具有跨两个光电转换元件设置在光入射面上的一个片上透镜，但是根据本发明的技术不限于此。可替代地，例如，第二像素单元120可以是能够通过利用由遮光膜进行光瞳分割来检测离焦量的测距像素单元、由包括两个光电转换元件的一个单位像素构成的能够执行图像信号的生成和测距功能的像素单元、或能够接收诸如红外(IR)等特定波段中的光的像素单元。
此外，第二像素单元120可包括两个光电转换元件与跨两个光电转换元件设置在光入射面上的一个片上透镜的两种或更多种组合。根据这种构造，第二像素单元120可以针对具有各种形状的摄像对象更准确地执行测距。
在布置有第一像素单元110的二维矩阵阵列中，第二像素单元120以替换两个第一像素单元110的方式设置。例如，可在布置有总共八个(2×4)第一像素单元110的区域中设置至少一个第二像素单元120。可替代地，可在以四个正方形的形式布置有总共16个第一像素单元110的区域中设置至少一个第二像素单元120，且也可在以八个正方形的形式布置有总共64个第一像素单元110的区域中设置至少一个第二像素单元120。
像素分离层141形成对在第一像素单元110和第二像素单元120包括的每个光电转换元件中产生的电子的势垒。因此，像素分离层141能够将光电转换元件彼此分离开。具体地，像素分离层141是如下半导体层，该半导体层包括设置在光电转换元件的第二导电类型(例如，n型)扩散区域之间的第一导电类型杂质(例如，p型)。因此，像素分离层141通过分离用作单位像素中的光接收部的第二导电类型扩散区域来将单位像素彼此分离来。
触点123通过将像素分离层141连接到基准电位线(例如，接地线)来将像素分离层141的电位固定为基准电位。触点123可例如由任意金属材料形成。触点123可例如由诸如钛(Ti)、钽(Ta)、钨(W)、铝(Al)或铜(Cu)等金属或这些金属的合金或化合物制成。
具体地，触点123设置在设置有第二像素单元120的区域中或与该区域相邻的像素分离层141的下方，以将像素分离层141连接到接地线等。例如，可将触点123设置在与设置有第二像素单元120的矩形区域的任一顶点相邻的像素分离层141的下方。在图3所示的构造中，触点123设置在与夹着设置有第二像素单元120的矩形区域的长边的顶点相邻的像素分离层141的下方。
需要在设置有第二像素单元120的区域中或与该区域相邻的像素分离层141的下方设置至少一个触点123。虽然触点123的上限数量没有具体限制，但可以为3到4个左右。
在根据本实施例的固态摄像器件中，触点123设置在用于测距的第二像素单元120附近。尽管在触点123周围的单位像素中，暗电流会增加，但是第二像素单元120的输出并不用作所拍摄图像的像素信号，以防止形成触点123对所拍摄图像的影响。
另外，如上所述，第二像素单元120设置在布置有第一像素单元110的二维矩阵阵列的一部分中。因此，触点123设置在第二像素单元120的内部区域或相邻区域中，以减少设置在像素区域100中的触点123的总数以及在整个像素区域100中流动的暗电流的总量。
下面，参照图4对与像素分离层141连接的基准电位线的布置进行说明。图4是用于说明针对像素区域100中的单位像素的基准电位线的布置的示意性平面图。
如图4所示，用于提供基准电位的接地线125可以在有规律地布置的第一像素单元110之间延伸。此外，各条接地线125可以沿相同方向延伸。例如，接地线125可以在第一像素单元110之间每隔一部分地延伸，以将第二像素单元120夹在中间。然而，接地线125根据设置有触点123的位置进行延伸。因此，接地线125的布置不限于图4所示的构造。接地线125的延伸方向和延伸间隔可以根据触点123的位置进行适当改变。
接下来，参照图5对在像素区域100的更宽范围内第二像素单元120的布置进行说明。图5是用于说明在比图3中的像素区域更宽的像素区域范围100内第二像素单元120的布置的示意性平面图。
如图5所示，周围设置有触点123的第二像素单元120可以沿着布置有第一像素单元110的第一方向以预定的间隔布置在至少一行中。具体地，第二像素单元120可以沿着布置有第一像素单元110的第一方向周期性布置在一行中，并且在第二像素单元120之间插入有预定数量的第一像素单元110。例如，第二像素单元120可以在第一像素单元110的二维矩阵布置中沿着矩阵的行方向周期性地布置。
另外，周围设置有触点123的第二像素单元120还可以沿着与第一方向正交的第二方向以预定的间隔布置在至少一行中。具体地，第二像素单元120可以沿着与第一方向正交的第二方向周期性布置在一行中，在第二像素单元120之间插入有预定数量的第一像素单元110。例如，第二像素单元120可以在第一像素单元110的二维矩阵布置中沿着矩阵的列方向周期性地布置。
然而，第二像素单元120的布置在整个像素区域100中可以是非周期性的。在沿着第一方向或第二方向延伸的一行中，需要第二像素单元120和触点123的布置至少部分地或全部地为周期性的。此外，第二像素单元120的布置的周期性可针对像素区域100的各个区域发生变化。例如，可在像素区域100的中央部分与像素区域100的外围部分之间改变包括触点123的第二像素单元120的布置的周期性。
另外，周围设置有触点123的第二像素单元120可以周期性地布置在预定区域中而不是沿着诸如第一方向或第二方向等预定方向布置。例如，包括触点123的第二像素单元120可以布置在预定区域中的以预定的第一像素单元110为中心的点对称位置。
因此，触点123和第二像素单元120在整个像素区域100中能够以相同的密度布置，使得固态摄像器件能够在整个像素区域100中获得均匀的图像。
注意，为了校正由第一像素单元110产生的像素信号中的因触点123而引起的暗电流的影响，需要在像素区域100的一部分中或外部形成包括第一像素单元110的遮光区域，在该遮光区域中，来自摄像对象的光被遮光膜遮挡。
例如，像素区域100可以包括来自摄像对象的光进入的有效区域和通过遮光膜遮挡光的遮光区域，且第一像素单元110和第二像素单元120可设置在有效区域和遮光区域二者中。在遮光区域中，来自摄像对象的光被遮挡，使得生成基于暗电流的信号作为来自遮光区域中的第一像素单元110或第二像素单元120的像素信号。因此，可以通过如下方式来产生消除了暗电流影响的像素信号：从设置在有效区域中的第一像素单元110和第二像素单元120的信号输出中减去设置在遮光区域中的第一像素单元110和第二像素单元120的对应信号输出。
(1.2.横断面构造)
接下来，参照图6A和6B对根据本实施例的固态摄像器件的横断面构造进行说明。图6A是沿平面A-AA截取的图3所示的像素区域的示意性横断面图，且图6B是沿平面B-BB截取的图3所示的像素区域的示意性横断面图。
如图6A和图6B所示，固态摄像器件包括第一层间膜131、像素分离层141、光电转换元件143、第二层间膜133、像素间遮光膜150、蓝色滤光器151B、绿色滤光器151G、第三层间膜135、第一片上透镜161和第二片上透镜162。
第一层间膜131是设置有各种配线的绝缘膜。例如，第一层间膜131设置有连接至基准电位的接地线125和将接地线125连接至像素分离层141的触点123。此外，半导体基板(未示出)可被接合在第一层间膜131的下方，且各种配线可连接到形成在半导体基板上的各种晶体管的端子。第一层间膜131可由诸如氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)或氮氧化硅(SiON)等无机氮氧化物制成。
接地线125是通过例如与设置有固态摄像器件的电子设备的壳体、接地线等电连接而提供基准电位的配线。接地线125可以由诸如铝(Al)或铜(Cu)等金属或这些金属的合金制成。
触点123是将像素分离层141连接到接地线125的过孔。像素分离层141通过触点123被固定至基准电位。触点123可以由诸如钛(Ti)、钽(Ta)、钨(W)、铝(Al)或铜(Cu)等金属或这些金属的合金制成。
像素分离层141和光电转换元件143设置在第一层间膜131上。光电转换元件143通过被像素分离层141以平面方式包围而彼此分离开。光电转换元件143例如是具有pn结的光电二极管。光电转换元件143的第二导电类型(例如，n型)半导体中产生的电子被提取作为电荷信号，且光电转换元件143的第一导电类型(例如，p型)半导体中产生的空穴被排出至接地线125等。像素分离层141例如是将光电转换元件143彼此分离开的第一导电类型(例如，p型)半导体层。具体地，像素分离层141可以是第一导电类型(例如，p型)半导体基板，且光电转换元件143可以是设置在该第一导电类型(例如，p型)半导体基板上的光电二极管。
第二层间膜133设置在像素分离层141和光电转换元件143上，并且使设置有蓝色滤光器151B和绿色滤光器151G的表面平坦化。第二层间膜133可以由诸如氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiON)、氧化铝(Al2O3)或氧化钛(TiO2)等透明的无机氮氧化物制成
蓝色滤光器151B和绿色滤光器151G以与每个光电转换元件143相对应的布置方式设置在第二层间膜133上。具体地，蓝色滤光器151B和绿色滤光器151G以如下布置方式设置：在一个光电转换元件143上设置一个蓝色滤光器151B或绿色滤光器151G。蓝色滤光器151B和绿色滤光器151G例如分别是用于蓝色像素和绿色像素的滤色器，其透射与绿色或蓝色对应的波段中的光。注意，可以根据单位像素的布置将蓝色滤光器151B和绿色滤光器151G替换为用于红色像素的红色滤光器或用于白色像素的透明滤光器。光穿过蓝色滤光器151B和绿色滤光器151G，并进入光电转换元件143，由此获得与滤色器相对应的颜色的图像信号。
像素间遮光膜150以与像素分离层141相对应的布置方式设置在第二层间膜133上。具体地，像素间遮光膜150设置在光电转换元件143之间的像素分离层141上，以防止在固态摄像器件内部反射的杂散光进入相邻的光电转换元件143。这种像素间遮光膜150也被称为黑矩阵。像素间遮光膜150可以由诸如铝(Al)、钨(W)、铬(Cr)或石墨等遮光材料制成。
第三层间膜135设置在蓝色滤光器151B和绿色滤光器151G上，并且用作保护诸如蓝色滤光器151B和绿色滤光器151G等下层构造免受外部环境影响的保护膜。第三层间膜135可以由诸如氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiON)、氧化铝(Al2O3)或氧化钛(TiO2)等透明的无机氮氧化物制成。
第一片上透镜161和第二片上透镜162以与蓝色滤光器151B和绿色滤光器151G相对应的布置方式设置在第三层间膜135上。具体地，第一片上透镜161被布置成使得一个第一片上透镜161设置在一个蓝色滤光器151B或绿色滤光器151G上。即，以使一个片上透镜设置在一个单位像素上的方式布置第一片上透镜161，从而形成第一像素单元110。另一方面，第二片上透镜162被布置成使得一个第二片上透镜162设置在蓝色滤光器151B和绿色滤光器151G这两个滤色器上。即，以使一个片上透镜设置在两个单位像素上的方式布置第二片上透镜162，从而形成第二像素单元120。第一片上透镜161和第二片上透镜162收集经由蓝色滤光器151B和绿色滤光器151G入射在光电转换元件143上的光，以提高光电转换效率，从而提高了固态摄像器件的灵敏度。
这类固态摄像器件可以在像素区域100中包括将用于分离光电转换元件143的像素分离层141固定至基准电位的触点123，这些触点123以适当的密度布置，以减小暗电流的总量。此外，可以降低在触点123周围增加的暗电流对所拍摄图像的图像质量的影响。
<2.变形例>
(2.1.第一变形例)
接下来，参照图7至图10对根据本实施例的固态摄像器件的第一变形例进行说明。根据第一变形例的固态摄像器件是在第二像素单元120的内部区域或邻近区域中在像素分离层141的下方设置一个触点的变形例。
图7是示出了根据第一变形例的固态摄像器件中的像素区域的平面构造的示例的示意性说明图，且图8是示出了在比图7中的像素区域更宽的像素区域范围100A内第二像素单元120的布置的示意性平面图。
如图7所示，在根据第一变形例的示例的像素区域100A中，其区域由像素分离层141限定的多个第一像素单元110布置成二维矩阵。例如，一个像素111由用作子像素的第一像素单元110A、110B、110C和110D形成。此外，在像素区域100A中，一些第一像素单元110被第二像素单元120代替。第一像素单元110、第二像素单元120和像素分离层141的构造与上述的构造基本相同，此处不再对它们进行重复说明。
这里，在根据第一变形例的示例的像素区域100A中，一个触点123设置在设置有第二像素单元120的区域中，或设置在与该区域相邻的像素分离层141的下方，以将像素分离层141连接至接地线等。具体地，触点123设置在与设置有第二像素单元120的矩形区域的长边的一个顶点相邻的像素分离层141的下方。
此外，如图8所示，周围设置有一个触点123的各第二像素单元120可以沿着布置有第一像素单元110的第一方向以预定的间隔布置在至少一行中。例如，第二像素单元120可以在第一像素单元110的二维矩阵布置中沿着矩阵的行方向周期性地布置。此外，第二像素单元120还可以沿着与第一方向正交的第二方向以预定的间隔布置在至少一行中。例如，第二像素单元120可以在第一像素单元110的二维矩阵布置中沿着矩阵的列方向周期性地布置。
然而，第二像素单元120和触点123的布置在整个像素区域100A中可以是非周期性的。在沿第一方向或第二方向延伸的一行中，需要第二像素单元120和触点123的布置至少部分地或全部地为周期性的。另外，第二像素单元120的布置的周期性可针对像素区域100A的各个区域发生变化。
图9是示出了根据第一变形例的固态摄像器件中的像素区域的平面构造的另一示例的示意性说明图，且图10是示出了在比图9中的像素区域更宽的像素区域100B范围内第二像素单元120的布置的示意性平面图。
如图9所示，在根据第一变形例的另一示例的像素区域100B中，其区域由像素分离层141限定的第一像素单元110布置成二维矩阵。例如，一个像素111由用作子像素的第一像素单元110A、110B、110C和110D形成。此外，在像素区域100B中，一些第一像素单元110被第二像素单元120代替。第一像素单元110、第二像素单元120和像素分离层141的构造与上述的构造基本相同，此处不再对它们进行重复说明。
这里，在根据第一变形例的另一示例的像素区域100B中，一个触点123设置在设置有第二像素单元120的区域中，或设置在与该区域相邻的像素分离层141的下方，以将像素分离层141连接至接地线等。具体地，触点123设置在与设置有第二像素单元120的矩形区域的长边的一个顶点相邻的像素分离层141的下方。
此外，如图10所示，周围设置有一个触点123的各第二像素单元120可以沿着布置有第一像素单元110的第一方向以预定的间隔布置在至少一行中。例如，第二像素单元120可以在第一像素单元110的二维矩阵布置中沿着矩阵的行方向周期性地布置。此外，第二像素单元120还可以沿着与第一方向正交的第二方向以预定的间隔布置在至少一行中。例如，第二像素单元120可以在第一像素单元110的二维矩阵布置中沿着矩阵的列方向周期性地布置。
然而，第二像素单元120和触点123的布置在整个像素区域100B中可以是非周期性的。在沿第一方向或第二方向延伸的一行中，需要第二像素单元120和触点123的布置至少部分地或全部地为周期性的。另外，第二像素单元120的布置的周期性可针对像素区域100B的各个区域发生变化。
根据第一变形例的固态摄像器件，将用于分离光电转换元件143的像素分离层141固定至基准电位的触点123以适当的密度布置，以减小暗电流的总量。此外，根据第一变形例的固态摄像器件，可以进一步降低在触点123周围增加的暗电流对所拍摄图像的图像质量的影响。
(2.2.第二变形例)
接下来，参照图11A至图12对根据本实施例的固态摄像器件的第二变形例进行说明。根据第二变形例的固态摄像器件示出了在第二像素单元120内部区域或邻近区域中设置在像素分离层141的下方的触点123的位置变化。
图11A至图11C是为图示设置有触点的位置变化而以放大的方式示出了设置有第二像素单元的像素区域附近的说明图。
如图11A所示，将像素分离层141连接至接地线等的触点123可被设置在与设置有第二像素单元120的矩形区域的顶点之一相邻的像素分离层141下方。与设置有第二像素单元120的矩形区域的顶点相邻的区域是用于分离第一像素单元110(第一像素单元110A、110B、110C和110D)的像素分离层141与第二像素单元120的光电转换元件的相交处。因此，通过在像素分离层141的相交处设置触点123，可以在形成触点123时增加与像素分离层141的对准误差的容许量。因此，可以更容易地形成与像素分离层141连接的触点123。
如图11B所示，将像素分离层141连接至接地线等的触点123可被设置在与设置有第二像素单元120的矩形区域的长边相邻的像素分离层141的下方。当触点123被设置到与设置有第二像素单元120的矩形区域的长边相邻的像素分离层141时，第一像素单元110A、110B、110C和110D被布置成进一步与触点123分离。因此，能够在第一像素单元110A、110B、110C和110D中降低由于形成接触点123而导致的暗电流的增加量。因此，能够提高由第一像素单元110A、110B、110C和110D形成并且与第二像素单元120相邻的像素111的图像信号的质量。
如图11C所示，将像素分离层141连接至接地线等的触点123可被设置在与设置有第二像素单元120的矩形区域的短边相邻的像素分离层141的下方。当触点123被设置到与设置有第二像素单元120的矩形区域的短边相邻的像素分离层141时，第一像素单元110C和110D还被布置成进一步与触点123分离。因此，能够在第一像素单元110C和110D中降低由于形成接触点123而导致的暗电流的增加量。如果第一像素单元110C和110D是容易受到暗电流影响的像素，那么这种构造就可以提高第一像素单元110C和110D的图像信号的质量。
另外，如参照图12所述，各个触点123可以沿着像素分离层141的宽度方向形成在更靠近第二像素单元120的位置处。图12是示出了在通过沿平面A-AA截取图3所示的像素区域而获得的横断面结构中触点的位置变化的示意性横断面图。
如图12所示，触点123可以沿着像素分离层141的宽度方向形成在更靠近第二像素单元120的中心的位置处。在这种情况下，可以进一步增大触点123与周围第一像素单元110之间的距离，使得可以防止由于形成接触123而引起的第一像素单元110的暗电流的增加。在图12所示的结构中，触点123形成在设置有第二像素单元120的区域内。
这里，如图12所示，可以在设置有蓝色滤光器151B或绿色滤光器151G的整个区域中不设置光电转换元件143。这是因为当在设置有蓝色滤光器151B或绿色滤光器151G的整个区域上设置光电转换元件143时，像素分离层141对光电转换元件143的分离可能无法充分地起作用。此外，由于入射在光电转换元件143上的光被第一片上透镜161或第二片上透镜162收集，因此光电转换元件143只需要足够大到进行光电转换即可。
(2.3.第三变形例)
此外，参照图13A和13B对根据本实施例的固态摄像器件的第三变形例进行说明。根据第三变形例的固态摄像器件是在像素分离层141内部设置绝缘层以提高各个光电转换元件的电气绝缘性的变形例。
图13A是第三变形例中沿平面A-AA截取的图3所示的像素区域的示意性横断面图，且图13B是第三变形例中沿平面B-BB截取的图3所示的像素区域的示意性横断面图。
如图13A和图13B所示，固态摄像器件包括第一层间膜131、像素分离层141、像素绝缘层170、光电转换元件143、像素间遮光膜150、蓝色滤光器151B、绿色滤光器151G、第三层间膜135、第一片上透镜161和第二片上透镜162。由于除了像素绝缘层170以外的构造与参照图6A和6B所述的构造基本相同，这里不再对它们进行重复说明。
像素绝缘层170设置在像素分离层141和光电转换元件143上，并且沿着深度方向从像素分离层141的上方朝向固态摄像器件的内部设置。具体地，像素绝缘层170可以通过如下方式形成：在从像素分离层141的蓝色滤光器151B和绿色滤光器151G侧朝向第一层间膜131侧基本垂直地设置的开口中嵌入绝缘材料。由于像素绝缘层170是使用绝缘材料形成的，所以能够通过使各像素中包括的各光电转换元件143电气绝缘来更可靠地分离各光电转换元件143。
例如，可以通过如下方式形成像素绝缘层170：通过蚀刻等去除像素分离层141的预定区域，缘然后用绝材料填充通过蚀刻形成的开口，并通过化学机械抛光(CMP：chemicalmechanical polishing)等对表面进行平坦化。可以将氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)或氧氮化硅(SiON)等作为用于形成像素绝缘层170的绝缘材料。
<3.制造方法>
这里，参照图14A至图14D对根据本实施例的固态摄像器件的制造方法进行说明。图14A至图14D是用于说明根据本实施例的固态摄像器件的制造方法的制造步骤的示意性横断面图。
首先，如图14A所示，将导电杂质引入到由硅等制成的半导体基板中以形成像素分离层141和光电转换元件143。例如，通过采用离子注入等将第一导电类型的杂质(例如，诸如硼或铝等p型杂质)引入到硅基板中来形成像素分离层141。随后，通过采用离子注入等将第二导电类型的杂质(例如，诸如磷或砷等n型杂质)引入到硅基板中来形成光电转换元件143。需要考虑到像素的布置来确定光电转换元件143和像素分离层141的布置。
随后，如图14B所示，在形成有像素分离层141和光电转换元件143的半导体基板的一个表面上形成包括触点123和接地线125的第一层间膜131。具体地，通过化学气相沉积(CVD：chemical vapor deposition)等重复形成绝缘层，并且通过溅射等形成配线，由此在形成有像素分离层141和光电转换元件143的半导体基板上形成第一层间膜131。此外，在第一层间膜131中形成在预定位置处与像素分离层141连接的触点123以及与触点123连接的接地线125。注意，各个接地线125例如通过外部引出的焊盘连接到基准电位。因此，触点123和接地线125能够将像素分离层141固定至基准电位。注意，形成有触点123的位置如上所述，在此不再对其进行重复的详细说明。此外，用于形成第一层间膜131、触点123和接地线125的材料也如上所述，且在此不再对其进行重复的详细说明。
接下来，如图14C所示，在形成有像素分离层141和光电转换元件143的半导体基板的另一表面上形成第二层间膜133，并且在第二层间膜133上形成像素间遮光膜150、蓝色滤光器151B和绿色滤光器151G。具体地，首先使用CVD等在半导体基板的面对形成有第一层间膜131的一个表面的另一表面上形成第二层间膜133。此后，通过溅射等在第二层间膜133上形成像素间遮光膜150，并且形成蓝色滤光器151B和绿色滤光器151G。这里，需要考虑到像素的布置来确定像素间遮光膜150、蓝色滤光器151B和绿色滤光器151G的布置。
此外，如图14D所示，在蓝色滤光器151B和绿色滤光器151G上形成第三层间膜135、第一片上透镜161和第二片上透镜162。具体地，首先在蓝色滤光器151B和绿色滤光器151G上形成第三层间膜135。此后，在第三层间膜135上形成第一片上透镜161和第二片上透镜162，以分别对应于第一像素单元110和第二像素单元120的布置。注意，第一片上透镜161和第二片上透镜162的布置如上所述，且在此不再对其进行重复的详细说明。
通过上述制造步骤，制造根据本实施例的固态摄像器件。注意，本领域的普通技术人员能够明白以上未说明的具体制造条件等，在此也不再对它们进行说明。注意，取决于单位像素的布置，蓝色滤光器151B和绿色滤光器151G可以是用于红色像素的红色滤光器或用于白色像素的透明滤光器。
<4.适用例>
(4.1.第一适用例)
作为第一适用例，根据本发明的实施例的固态摄像器件能够应用于安装在各种电子设备上的成像单元。接下来，参照图15A至图15C对能够应用根据本实施例的固态摄像器件的电子设备的示例进行说明。图15A至图15C是示出了能够应用根据本实施例的固态摄像器件的电子设备的示例的外观图。
例如，根据本实施例的固态摄像器件能够应用于安装在诸如智能手机等电子设备上的成像单元。具体地，如图15A所示，智能手机900包括：显示单元901，其显示各种类型的信息；以及操作部903，其包括接收来自用户的操作输入的按钮等。这里，根据本实施例的固态摄像器件能够应用于智能手机900中包括的成像单元。
例如，根据本实施例的固态摄像器件能够应用于安装在诸如数码相机等电子设备上的成像单元。具体地，如图15B和图15C所示，数码相机910包括：主体(相机主体)911、可更换的镜头单元913、在拍摄期间由用户握住的把手915、用于显示各种类型信息的监视器单元917以及用于显示用户在拍摄时观察到的直通图像(through image)的电子取景器(EVF：electronic view finder)919。注意，图15B是从正面(即，被摄体侧)观察的数码相机910的外观图。图15C是从背面(即，摄影者侧)观察的数码相机910的外观。这里，根据本实施例的固态摄像器件能够应用于数码相机910的成像单元。
注意，应用有根据本实施例的固态摄像器件的电子设备不限于以上示例。根据本实施例的固态摄像器件能够应用于安装在各个领域中的电子设备上的成像单元。这种电子设备的示例包括眼镜型可穿戴设备、头戴式显示器(HMD：head mounted display)、电视设备、电子书、个人数字助理(PDA：personal digital assistant)、笔记本型个人电脑、摄像机和游戏设备等。
(4.2.第二适用例)
此外，根据本发明的技术能够应用于各种其它产品。例如，作为第二适用例，根据本发明的技术能够应用于安装在诸如汽车、电动车、混合动力汽车、摩托车、自行车、个人移动性装置、飞机、无人机、轮船和机器人等任何种类的移动体上的摄像装置。
图16A是示出了作为能够应用根据本发明的技术的移动控制系统的示例的车辆控制系统的示意性构造示例的框图。
车辆控制系统12000包括经由通信网络12001连接的多个电子控制单元。在16A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，作为集成控制单元12050的功能构造，还示出了微计算机12051、声音图像输出单元12052和车载网络接口(I/F：interface)12053。
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起到诸如下列部件等的控制装置的作用：诸如内燃机和驱动电机等的驱动力产生装置，其用于产生车辆的驱动力；驱动力传输机构，其用于将驱动力传输至车轮；转向机构，其用于对车辆的转向角度进行调整；和制动装置，其用于产生车辆制动力。
车体系统控制单元12020根据各种程序来控制安装到车体的各种装置的操作。例如，车体系统控制单元12020起到控制无钥匙进入系统、智能钥匙系统、电动窗装置或诸如车头灯、车尾灯、刹车灯、方向灯和雾灯等各种灯的控制装置的作用。在这种情况下，车体系统控制单元12020可以接收从取代钥匙的便携式装置传输的电波或来自各种开关的信号。车体系统控制单元12020接收这些电波或信号的输入，且控制车辆的门锁装置、电动窗装置、灯等。
车外信息检测单元12030检测其上安装有车辆控制系统12000的车辆的外部的信息。例如，成像单元12031连接至车外信息检测单元12030。车外信息检测单元12030使成像单元12031对车辆的外部的图像进行拍摄，并且接收拍摄的图像。车外信息检测单元12030可以根据接收的图像进行人、车、障碍物、标识或道路上的标记等的物体检测处理或距离检测处理。
成像单元12031是光传感器，光传感器接收光且输出与接收的光量对应的电信号。成像单元12031能够将电信号输出为图像，或能够将电信号输出为距离检测信息。此外，成像单元12031所接收的光可以是可见光，或诸如红外线等不可见光。
车内信息检测单元12040检测车辆内部的信息。例如，检测驾驶员状态的驾驶员状态检测单元12041连接至车内信息检测单元12040。驾驶员状态检测单元12041包括例如对驾驶员进行拍摄的相机，且车内信息检测单元12040可以根据从驾驶员状态检测单元12041输入的检测信息来计算驾驶员的疲劳程度或精力集中度，且可以判断驾驶员是否已经入睡。
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获取的车辆内外的信息来计算驱动力产生装置、转向机构或制动装置的控制目标值，并且将控制指令输出至驱动系统控制单元12010。例如，微计算机12051能够进行为了实现先进驾驶辅助系统(ADAS：advanced driver assistance system)功能的协作控制，ADAS功能包括避免车辆碰撞或减缓车辆冲击、基于车间距的跟车行驶、车速保持行驶、车辆碰撞警告、车道偏离车道警告等。
此外，微计算机12051能够通过根据由车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获取的车辆周围信息来控制驱动力产生装置、转向机构或制动装置等，由此可以在不依赖于驾驶员操作控制的情况下出于使车辆自主行驶的自动驾驶的目的进行协作控制。
微计算机12051能够根据由车外信息检测单元12030获取的车辆外部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能够根据由车外信息检测单元12030检测到的前行车辆或对向车辆的位置来控制车头灯，并且为了防止炫光而进行诸如将远光灯切换为近光灯等协作控制。
声音图像输出单元12052将声音和图像中的至少一者的输出信号传输至输出装置，该输出装置能够在视觉或听觉上将信息报告到车辆的乘客或车辆的外部。在图16A的示例中，将音频扬声器12061、显示单元12062和仪表盘12063图示为输出装置。例如，显示单元12062可以包括车载显示装置和平视显示装置中的至少一者。
图16B是示出了成像单元12031的安装位置的示例的图。
在图16B中，成像单元12031包括成像单元12101、12102、12103、12104和12105。
成像单元12101、12102、12103、12104和12105被例如设置在车辆12100的包括前鼻、后视镜、后保险杠、后门以及车辆内部的挡风玻璃的上部的位置处。设置在前鼻处的成像单元12101和设置在车辆内部的挡风玻璃的上部处的成像单元12105主要获取车辆12100前方的图像。设置在后视镜处的成像单元12102和12103主要获取车辆12100的侧面的图像。设置在后保险杠或后门处的成像单元12104主要获取车辆12100后方的图像。设置在车厢内的挡风玻璃的上部处的成像单元12105主要用于检测前行车辆、行人、障碍物、交通信号灯、交通标识、车道等。
注意，图16B示出了成像单元12101至12104的成像范围的示例。成像范围12111表示设置在前鼻处的成像单元12101的成像范围，成像范围12112和12113表示设置在后视镜处的成像单元12102和12103的成像范围，且成像范围12114表示设置在后保险杠或后门处的成像单元12104的成像范围。例如，通过将由成像单元12101至12104拍摄的图像数据叠加，获得当从上方观察车辆12100时的俯瞰图像。
成像单元12101至12104中的至少一者可以具有获取距离信息的功能。例如，成像单元12101至12104中的至少一者可以是包括多个成像元件的立体相机，或者可以是具有用于相差检测的像素的成像元件。
例如，微计算机12051使用从成像单元12101至12104获得的距离信息来确定与成像范围12111至12114内的三维物体的距离以及该距离的时域变化(相对于车辆12100的相对速度)，由此能够将车辆12100的行驶路径上最接近的三维物体且以预定的速度(例如，大于0千米/小时)在与车辆12100相同的方向上行驶的三维物体特别地提取为前行车辆。此外，微计算机12051能够预先设定要确保的与前行车辆之间的车间距离，并且能够进行自动制动控制(包括跟随停止控制)、自动加速控制(包括跟随起步控制)等。因此，可以在不依赖于驾驶员操作的情况下出于自主行驶的自动驾驶等目的进行协作控制。
例如，微计算机12051能够根据从成像单元12101至12104获得的距离信息将与三维物体相关的三维物体数据分类，并提取诸如两轮车、普通车辆、大型车辆、行人、电线杆等三维物体，且将提取的数据用于自动避开障碍物。例如，微计算机12051将车辆12100周围的障碍物区分为车辆12100的驾驶员可视觉识别的障碍物和难以视觉识别的障碍物。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，如果碰撞风险等于或高于设定值且指示碰撞可能性，微计算机12051能够通过经由音频扬声器12061或显示单元12062向驾驶员输出警告，或经由驱动系统控制单元12010进行强制减速或回避转向，来进行避免碰撞的驾驶辅助。
成像单元12101至12104中的至少一者可以是检测红外线的红外相机。例如，微计算机12051能够通过判断在成像单元12101至12104的拍摄图像中是否存在行人来识别行人。例如，通过如下步骤进行这种行人识别：在作为红外相机的成像单元12101至12104的拍摄图像中提取特征点；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该物体是否是行人。当微计算机12051确定在成像单元12101至12104的拍摄图像中存在行人且识别出行人时，声音图像输出单元12052控制显示单元12062显示方形轮廓线，以强调识别出的行人。另外，声音图像输出单元12052可以控制显示单元12062使得在期望位置处显示表示行人的图标等。
至此，已经对能够应用根据本发明的技术的车辆控制系统的示例进行了说明。根据本发明的技术可应用于上述构造中的成像单元12031等。例如，根据本实施例的固态摄像器件能够应用于成像单元12031。根据本实施例的固态摄像器件，可以获得更高质量的图像，从而可以更稳定地驾驶车辆。
虽然上面已经参照附图对本发明的优选实施例进行了说明，但是本发明的技术范围不限于这种示例。显而易见的是，本发明的技术领域的普通技术人员能够在权利要求书中描述的技术思想的范围内想到各种改变或变形，且当然这些改变或变形应当被理解为属于本发明的技术范围。
此外，本说明书中描述的效果仅是说明性或示例性的，而不是限制性的。即，除了上述效果以外或替代上述效果，根据本发明的技术还可以表现出根据本说明书的描述对本领域的普通技术人员显而易见的其他效果。
注意，以下构造也属于本方面的技术范围。
(1)一种固态摄像器件，其包括：
多个第一像素单元，其以矩阵形式布置，各个所述第一像素单元具有一个像素和设置在所述一个像素上的一个片上透镜；
至少一个第二像素单元，其具有两个像素和跨所述两个像素设置的一个片上透镜，并且布置在所述第一像素单元的矩阵内；
像素分离层，其将所述第一像素单元和所述第二像素单元的各个像素中包括的光电转换层分别分离开；以及
至少一个触点，其存在于所述第二像素单元的区域内，或者设置在与所述第二像素单元的所述区域相邻的所述像素分离层的下方，并且将所述像素分离层连接到基准电位配线，
其中，所述第二像素单元以预定的间隔布置在沿着所述第一像素单元的所述矩阵的第一方向延伸的至少一行中。
(2)根据(1)所述的固态摄像器件，其中，所述第二像素单元还以预定的间隔布置在沿着与所述第一像素单元的所述矩阵的所述第一方向正交的第二方向延伸的至少一行中。
(3)根据(1)或(2)所述的固态摄像器件，其中，在以2×4矩阵布置所述第一像素单元的区域中设置至少一个所述第二像素单元。
(4)根据(1)至(3)中任一项所述的固态摄像器件，其中，所述触点设置成与设置有所述第二像素单元的矩形区域的任一顶点相邻。
(5)根据(1)至(3)中任一项所述的固态摄像器件，其中，所述触点设置成与设置有所述第二像素单元的矩形区域的任一边相邻。
(6)根据(1)至(3)中任一项所述的固态摄像器件，其中，所述触点设置在设置有所述第二像素单元的区域中。
(7)根据(1)至(6)中任一项所述的固态摄像器件，其中，在所述像素分离层的内部还设置有沿着所述像素分离层的厚度方向形成的绝缘层。
(8)根据(1)至(7)中任一项所述的固态摄像器件，其中，所述第二像素单元具有两个以上所述两个像素和跨所述两个像素设置的所述一个片上透镜的组合。
(9)根据(1)至(8)中任一项所述的固态摄像器件，其中，来自所述第二像素单元的信号输出大于来自所述第一像素单元的信号输出。
(10)根据(1)至(9)中任一项所述的固态摄像器件，其中，所述第二像素单元中包括的一个像素的平面面积小于所述第一像素单元中包括的一个像素的平面面积。
(11)根据(1)至(10)中任一项所述的固态摄像器件，其中，所述第二像素单元是测距像素。
(12)根据(11)所述的固态摄像器件，其中，所述第二像素单元还包括遮光膜，所述遮光膜在所述两个像素的不同区域处遮挡入射在所述两个像素上的光。
(13)根据(11)所述的固态摄像器件，其中，所述第二像素单元包括绿色像素。
(14)根据(1)至(13)中任一项所述的固态摄像器件，其中，所述第一像素单元分别包括红色像素、绿色像素、蓝色像素和白色像素中的任一者。
(15)根据(1)至(14)中任一项所述的固态摄像器件，其中，
所述第一像素单元和所述第二像素单元均设置在像素区域中的来自摄像对象的光进入的有效区域和遮挡来自所述自摄像对象的光的遮光区域内，
通过减去设置在所述遮光区域中的所述第一像素单元和所述第二像素单元的对应信号输出来分别校正设置在所述有效区域中的所述第一像素单元和所述第二像素单元的信号输出。
(16)一种电子设备，其包括以电子方式对摄像对象进行拍摄的固态摄像器件，所述固态摄像器件包括：
多个第一像素单元，其以矩阵形式布置，各个所述第一像素单元具有一个像素和设置在所述一个像素上的一个片上透镜；
至少一个第二像素单元，其具有两个像素和跨所述两个像素设置的一个片上透镜，并且布置在所述第一像素单元的矩阵内；
像素分离层，其将所述第一像素单元和所述第二像素单元的各个像素中包括的光电转换层分别分离开；以及
至少一个触点，其存在于所述第二像素单元的区域内，或者设置在与所述第二像素单元的所述区域相邻的所述像素分离层的下方，并且将所述像素分离层连接到基准电位配线，
其中，所述第二像素单元以预定的间隔布置在沿着所述第一像素单元的所述矩阵的第一方向延伸的至少一行中。
附图标记列表
1 固态摄像器件
2 信号处理电路
3 存储器
10 像素区域
11 列区域
12 输出放大器
100 像素区域
110 第一像素单元
111 像素
120 第二像素单元
123 触点
125 接地线
131 第一层间膜
133 第二层间膜
135 第三层间膜
141 像素分离层
143 光电转换元件
150 像素间遮光膜
151B 蓝色滤光器
151G 绿色滤光器
161 第一片上透镜
162 第二片上透镜
170 像素绝缘层

Claims (15)

1.一种固态摄像器件，其包括：
多个第一像素单元，其以矩阵形式布置，各个所述第一像素单元具有一个像素和设置在所述一个像素上的一个片上透镜；
至少一个第二像素单元，其具有两个像素和跨所述两个像素设置的一个片上透镜，并且布置在所述第一像素单元的矩阵内；
像素分离层，其将所述第一像素单元和所述第二像素单元的各个像素中包括的光电转换层分别分离开；以及
至少一个触点，其存在于所述第二像素单元的区域内，或者设置在与所述第二像素单元的所述区域相邻的所述像素分离层的下方，并且将所述像素分离层连接到基准电位配线，
其中，所述第二像素单元以预定的间隔布置在沿着所述第一像素单元的所述矩阵的第一方向延伸的至少一行中，
其中，所述第一像素单元和所述第二像素单元均设置在像素区域中的来自摄像对象的光进入的有效区域和遮挡来自所述摄像对象的光的遮光区域内，
通过减去设置在所述遮光区域中的所述第一像素单元和所述第二像素单元的对应信号输出来分别校正设置在所述有效区域中的所述第一像素单元和所述第二像素单元的信号输出。
2.根据权利要求1所述的固态摄像器件，其中，所述第二像素单元还以预定的间隔布置在沿着与所述第一像素单元的所述矩阵的所述第一方向正交的第二方向延伸的至少一行中。
3.根据权利要求1所述的固态摄像器件，其中，在以2×4矩阵布置所述第一像素单元的区域中设置至少一个所述第二像素单元。
4.根据权利要求1所述的固态摄像器件，其中，所述触点设置成与设置有所述第二像素单元的矩形区域的任一顶点相邻。
5.根据权利要求1所述的固态摄像器件，其中，所述触点设置成与设置有所述第二像素单元的矩形区域的任一边相邻。
6.根据权利要求1所述的固态摄像器件，其中，所述触点设置在设置有所述第二像素单元的区域中。
7.根据权利要求1所述的固态摄像器件，其中，在所述像素分离层的内部还设置有沿着所述像素分离层的厚度方向形成的绝缘层。
8.根据权利要求1所述的固态摄像器件，其中，所述第二像素单元具有两个以上所述两个像素和跨所述两个像素设置的所述一个片上透镜的组合。
9.根据权利要求1所述的固态摄像器件，其中，来自所述第二像素单元的信号输出大于来自所述第一像素单元的信号输出。
10.根据权利要求1所述的固态摄像器件，其中，所述第二像素单元中包括的一个像素的平面面积小于所述第一像素单元中包括的一个像素的平面面积。
11.根据权利要求1所述的固态摄像器件，其中，所述第二像素单元是测距像素。
12.根据权利要求11所述的固态摄像器件，其中，所述第二像素单元还包括遮光膜，所述遮光膜在所述两个像素的不同区域处遮挡入射在所述两个像素上的光。
13.根据权利要求11所述的固态摄像器件，其中，所述第二像素单元包括绿色像素。
14.根据权利要求1所述的固态摄像器件，其中，所述第一像素单元分别包括红色像素、绿色像素、蓝色像素和白色像素中的任一者。
15.一种电子设备，其包括以电子方式对摄像对象进行拍摄的固态摄像器件，所述固态摄像器件为根据权利要求1-14中任一项所述的固态摄像器件。
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