CN111247637B - 固态摄像装置、固态摄像装置的制造方法、以及电子设备 - Google Patents
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Abstract
在固态摄像装置10中，浮置扩散层FD配置于第一光电二极管PD1与第二光电二极管PD2之间的分离部(边界部)即像素中央部PXCT，使光射入至第一光电二极管PD1及第二光电二极管PD2的透镜部LNS是以使光学中心OCT处于至少避开像素中央部的位置的方式配置。根据该结构，能够抑制浮置扩散层中的串扰及朝向浮置扩散层的电荷传输的滞后，可取得精度高的相位差信息，进而可提高画质。
Description
技术领域
本发明涉及一种固态摄像装置、固态摄像装置的制造方法、以及电子设备。
背景技术
互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)图像传感器已作为使用有光电转换元件的固态摄像装置(图像传感器)而被实际运用，该光电转换元件检测光并产生电荷。
CMOS图像传感器已广泛用作数码相机、摄像机、监控相机、医疗用内窥镜、个人电脑(Personal Computer，PC)、手机等便携终端装置(移动设备)等各种电子设备的一部分。
CMOS图像传感器在每个像素中带有包括光电二极管(光电转换元件)及浮动扩散层(FD：Floating Diffusion，浮置扩散层)的FD放大器，该CMOS图像传感器的主流读取类型为列并联输出型，即，选择像素阵列中的某一行，同时向列(column)方向对这些行进行读取。
而且，在数码相机等摄像装置中，作为用以实现自动焦点调节(自动对焦(AutoFocus，AF))的方式，例如已知有在像素阵列部的像素的一部分配置用以获得自动对焦(AF)的相位差信息的相位差检测像素来进行自动对焦的像面相位差法等相位差检测方式。
在像面相位差法中，例如像素的受光区域的一半由遮光膜遮挡，在利用右半部分接收光的相位差检测像素与利用左半部分接收光的相位差检测像素中检测像面上的相位差(例如参照专利文献1)。
对于该使用遮光膜的像面相位差法，因为灵敏度会因开口率下降而大幅变差，所以通常的用以产生图像的像素成为缺陷像素，该缺陷像素成为导致图像解析度变差等的重要原因。
作为解决所述问题的方法，已知有如下方法：不使用遮光膜，将像素内的光电转换部(光电二极管(PD))一分为二(设置两个光电转换部)，基于由一对光电转换部(光电二极管)获得的信号的相位的偏差量来检测相位差(例如参照专利文献2、3)。
该相位差检测方式也被称为光瞳分割方式，对摄像透镜的通过光束进行光瞳分割而形成一对分割像，通过检测其图案偏差(相位偏移量)来检测摄像透镜的散焦量。
在此情况下，相位差检测不易成为缺陷像素，通过将分割后的光电转换部(PD)的信号相加，能够将其用作良好的图像信号。
在专利文献2所公开的固态摄像装置中，配置有包括两个光电转换部的多个像素。在两个光电转换部的一个部分与另一个部分之间的像素中央部配置有浮置扩散层FD，隔着该浮置扩散层FD而并排地配置有两个光电转换部。
在此种光电转换部上，与像素一对一地设置有微透镜。微透镜是以使光学中心位于像素中央部的方式配置。
在专利文献3所公开的固态摄像装置中，也配置有包括两个光电转换部的多个像素。但是，浮置扩散层FD并非配置于两个光电转换部的一个部分与另一个部分之间的像素中央部，而是配置于像素的周缘部。
在此情况下，也与像素一对一地设置微透镜，微透镜是以使光学中心位于像素中央部的方式配置。
现有技术文献
专利文献
[专利文献1]日本专利第5157436号
[专利文献2]日本专利第4027113号
[专利文献3]日本专利第5076528号
发明内容
本发明所要解决的技术问题
但是，专利文献2所公开的固态摄像装置如上所述，在两个光电转换部的一个部分与另一个部分之间的像素中央部配置有浮置扩散层FD，隔着该浮置扩散层FD而并排地配置有两个光电转换部。而且，微透镜是以使光学中心位于配置有浮置扩散层FD的像素中央部的方式配置。
因此，对于专利文献2所公开的固态摄像装置，因为入射光量集中在无受光灵敏度的像素中央部的浮置扩散层FD的配置区域，光特别是红色光直接射入至浮置扩散层FD，所以有可能会在浮置扩散层FD中产生串扰。
另外，对于专利文献3所公开的固态摄像装置，虽解决了串扰的问题，但从光电转换部的各区域朝向浮置扩散层FD的电荷传输有可能会产生滞后(Lag)。
本发明提供能够抑制浮置扩散层中的串扰(cross talk)及朝向浮置扩散层的电荷传输的滞后，可取得精度高的相位差信息，进而可提高画质的固态摄像装置、固态摄像装置的制造方法及电子设备。
解决问题的方案
本发明的第一观点的固态摄像装置包括配置有像素的像素部，所述像素包含：第一光电转换部，积累通过对入射光的光电转换而产生的电荷；第二光电转换部，积累通过对入射光的光电转换而产生的电荷；透镜部，使光射入至所述第一光电转换部及所述第二光电转换部；第一传输元件，可在指定的传输期间传输所述第一光电转换部所积累的电荷；第二传输元件，可在指定的传输期间传输所述第二光电转换部所积累的电荷；浮置扩散层，通过所述第一传输元件及所述第二传输元件中的至少一个传输元件，而被传输由所述第一光电转换部及所述第二光电转换部中的至少一个光电转换部积累的电荷；以及源极跟随元件，将所述浮置扩散层的电荷以与电荷量对应的增益转换为电压信号，所述第一光电转换部及所述第二光电转换部在第一方向上并排地配置，所述透镜部的光学中心处于至少从所述像素的中央部偏离的位置。
本发明的第二观点是固态摄像装置的制造方法，所述固态摄像装置包括配置有像素的像素部，所述像素包含：第一光电转换部，积累通过对入射光的光电转换而产生的电荷；第二光电转换部，积累通过对入射光的光电转换而产生的电荷；透镜部，使光射入至所述第一光电转换部及所述第二光电转换部；第一传输元件，可在指定的传输期间传输所述第一光电转换部所积累的电荷；第二传输元件，可在指定的传输期间传输所述第二光电转换部所积累的电荷；浮置扩散层，通过所述第一传输元件及所述第二传输元件中的至少一个传输元件，而被传输由所述第一光电转换部及所述第二光电转换部中的至少一个光电转换部积累的电荷；以及源极跟随元件，将所述浮置扩散层的电荷以与电荷量对应的增益转换为电压信号，在像素的特定的位置形成所述浮置扩散层，并且在第一方向上并排地形成所述第一光电转换部及所述第二光电转换部，以使光学中心处于至少从所述像素的中央部偏离的位置的方式配置所述透镜部。
本发明的第三观点的电子设备包括：固态摄像装置；以及光学系统，使被拍摄体像在所述固态摄像装置中成像，所述固态摄像装置包括配置有像素的像素部，所述像素包含：第一光电转换部，积累通过对入射光的光电转换而产生的电荷；第二光电转换部，积累通过对入射光的光电转换而产生的电荷；透镜部，使光射入至所述第一光电转换部及所述第二光电转换部；第一传输元件，可在指定的传输期间传输所述第一光电转换部所积累的电荷；第二传输元件，可在指定的传输期间传输所述第二光电转换部所积累的电荷；浮置扩散层，通过所述第一传输元件及所述第二传输元件中的至少一个传输元件，而被传输由所述第一光电转换部及所述第二光电转换部中的至少一个光电转换部积累的电荷；以及源极跟随元件，将所述浮置扩散层的电荷以与电荷量对应的增益转换为电压信号，所述第一光电转换部及所述第二光电转换部在第一方向上并排地配置，所述透镜部是以使光学中心处于至少从所述像素的中央部偏离的位置的方式配置。
发明效果
根据本发明，能够抑制浮置扩散层中的串扰及朝向浮置扩散层的电荷传输的滞后，可取得精度高的相位差信息，进而能够提高画质。
附图说明
图1是表示本发明第一实施方式的固态摄像装置的结构例的方框图。
图2是表示本实施方式的具有相位差检测功能的像素的一例的电路图。
图3(A)及图3(B)是表示本实施方式中的通常的像素读取动作时的快门扫描及读取扫描的动作时序的图。
图4(A)～(C)是用以说明本发明实施方式的固态摄像装置的像素部的列输出的读取系统的结构例的图。
图5(A)及图5(B)是表示本发明第一实施方式的固态摄像装置中的具有相位差检测功能的像素的主要部分的结构例的简略平面图。
图6(A)及图6(B)是表示本发明第一实施方式的固态摄像装置中的具有相位差检测功能的像素的主要部分的结构例的简略剖视图。
图7是表示本发明第二实施方式的固态摄像装置中的具有相位差检测功能的像素的主要部分的结构例的简略平面图。
图8是表示本发明第三实施方式的固态摄像装置中的具有相位差检测功能的像素的主要部分的结构例的简略平面图。
图9(A)及图9(B)是表示本发明第四实施方式的固态摄像装置中的具有相位差检测功能的像素的主要部分的结构例的简略平面图。
图10(A)及图10(B)是表示本发明第五实施方式的固态摄像装置中的具有相位差检测功能的像素的主要部分的结构例的简略平面图。
图11(A)及图11(B)是表示本发明第六实施方式的固态摄像装置中的具有相位差检测功能的像素的主要部分的结构例的简略平面图。
图12(A)～(D)是用以说明本发明第七实施方式的固摄像装置中的排列有具有相位差检测功能的像素的像素部的结构例的简略平面图。
图13是表示应用本发明实施方式的固态摄像装置的电子设备的结构的一例的图。
主要元件符号说明
10、10A～10H：固态摄像装置
20、20A～20H：像素部
PCXL、PXLA～PXLH：像素
PD1：第一光电二极管(第一光电转换部)
PD2：第二光电二极管(第二光电转换部)
TG1-Tr：第一传输晶体管(第一传输元件)
TG2-Tr：第二传输晶体管(第二传输元件)
MCL1：第一微透镜
MCL2：第二微透镜
MCL3：第三微透镜
MCL4：第四微透镜
210：半导体基板
220：第一光电二极管
240：第二光电二极管
30：垂直扫描电路
40：读取电路
50：水平扫描电路
60：时序控制电路
70：读取部
100：电子设备
110：CMOS图像传感器
120：光学系统
130：信号处理电路(PRC)
具体实施方式
以下，与附图关联地对本发明的实施方式进行说明。
(第一实施方式)
图1是表示本发明第一实施方式的固态摄像装置的结构例的方框图。
在本实施方式中，固态摄像装置10例如由CMOS图像传感器构成。作为一例，该CMOS图像传感器被用作背面照射型图像传感器(BSI)。
如图1所示，该固态摄像装置10包括作为摄像部的像素部20、垂直扫描电路(行扫描电路)30、读取电路(列读取电路)40、水平扫描电路(列扫描电路)50及时序控制电路60作为主结构要素。
由这些结构要素中的例如垂直扫描电路30、读取电路40、水平扫描电路50及时序控制电路60构成像素信号的读取部70。
在本第一实施方式中，固态摄像装置10如下文所详述，呈行列状地排列于像素部20的像素的结构包含积累通过对入射光的光电转换而产生的电荷的第一光电转换部(第一光电二极管)及第二光电转换部(第二光电二极管)、使光射入至第一光电转换部及第二光电转换部的透镜部(例如微透镜)、可在指定的传输期间将第一光电转换部所积累的电荷传输至浮置扩散层FD的第一传输元件(第一传输晶体管)、以及可在指定的传输期间将第二光电转换部所积累的电荷传输至浮置扩散层FD的第二传输元件(第二传输晶体管)，以获得相位差信息。
由此，固态摄像装置10能够用作用以取得例如自动对焦(AF)的相位差信息的相位差检测系统，可取得水平(左右)、垂直(上下)方向或/及倾斜方向的相位差信息。
而且，固态摄像装置10为了能够抑制浮置扩散层FD中的串扰及朝向浮置扩散层FD的电荷传输的滞后，在第一方向(例如呈行列状地排列有多个像素的像素部的列方向或行方向或倾斜方向)上，隔着浮置扩散层而并排地配置第一光电转换部及第二光电转换部，并以使光学中心处于至少避开像素中央部的位置的方式配置透镜部。
例如，透镜部的结构包含与两个光电转换部对应地配置的两个或四个微透镜。
再者，在本实施方式中，第一方向例如是呈行列状地排列有多个像素的像素部20的列方向(水平方向、X方向)或行方向(垂直方向、Y方向)或倾斜方向，
在以下的说明中，作为一例，将第一方向设为列方向(水平方向、X方向)。随之，将第二方向设为行方向(垂直方向、Y方向)。
以下，在对固态摄像装置10的各部分的结构及功能的概要进行说明后，对具有相位差检测功能的像素的具体结构等进行说明。
(像素部20及像素PXL的结构)
像素部20的包含光电二极管(光电转换元件)与像素内放大器的多个像素排列为N行×M列的二维行列状(矩阵状)。
在像素部20中，多个像素中的至少一部分的像素构成为因设置两个光电转换部(光电二极管)而具有相位差检测功能的像素。
固态摄像装置10是以如下方式构成，即，相位差检测不易成为缺陷像素，通过将例如两个光电转换部(PD)的信号相加，能够将其用作良好的图像信号。
图2是表示本实施方式的具有相位差检测功能的像素的一例的电路图。
该像素PXL的结构包含积累通过对入射光的光电转换而产生的电荷的作为第一光电转换部的第一光电二极管PD1、及积累通过对入射光的光电转换而产生的电荷的作为第二光电转换部的第二光电二极管PD2。
第一光电二极管PD1连接着作为第一传输元件的第一传输晶体管TG1-Tr，第二光电二极管PD2连接着作为第二传输元件的第二传输晶体管TG2-Tr。
而且，像素PXL包括一个作为复位元件的复位晶体管RST-Tr、一个作为源极跟随元件的源极跟随晶体管SF-Tr及一个作为选择元件的选择晶体管SEL-Tr。
另外，像素PXL例如连接于用以暂时保持读取信号的存储器部MRY(图2中未图示)。
光电二极管PD1、PD2产生并积累与入射光量对应的量的信号电荷(此处为电子)。
以下，对信号电荷为电子且各晶体管为n型晶体管的情况进行说明，但信号电荷也可为空穴，各晶体管也可为p型晶体管。
另外，本实施方式对于在多个光电二极管之间共享各晶体管的情况、或采用了不包括选择晶体管的像素的情况也有效。
在各像素PXL中，使用嵌入型光电二极管(PPD)作为光电二极管(PD)。在形成光电二极管(PD)的基板表面，存在由悬挂键等缺陷引起的表面能级，因此，会因热能而产生大量的电荷(暗电流)，导致无法读取正确的信号。
嵌入型光电二极管(PPD)通过将光电二极管(PD)的电荷积累部嵌入至基板内，可减少暗电流混入信号的情况。
第一传输晶体管TG1-Tr连接在第一光电二极管PD1与浮置扩散层FD之间，受到通过控制线施加至栅极的控制信号TG1控制。
第一传输晶体管TG1-Tr在控制信号TG1为高(H)电平的传输期间被选择而成为导通状态，将由第一光电二极管PD1光电转换并积累的电荷(电子)传输至浮置扩散层FD。
第二传输晶体管TG2-Tr连接在第二光电二极管PD2与浮置扩散层FD之间，受到通过控制线施加至栅极的控制信号TG2控制。
第二传输晶体管TG2-Tr在控制信号TG2为高(H)电平的传输期间被选择而成为导通状态，将由第二光电二极管PD2光电转换并积累的电荷(电子)传输至浮置扩散层FD。
复位晶体管RST-Tr连接在例如电源线VRst与浮置扩散层FD之间，通过控制信号RST而受到控制。
再者，复位晶体管RST-Tr也可连接在电源线VDD与浮置扩散层FD之间，通过控制信号RST而受到控制。
复位晶体管RST-Tr在控制信号RST为H电平的期间被选择而成为导通状态，将浮置扩散层FD复位为电源线VRst(或VDD)的电位。
源极跟随晶体管SF-Tr与选择晶体管SEL-Tr串联地连接在电源线VDD与垂直信号线LSGN之间。
源极跟随晶体管SF-Tr的栅极连接着浮置扩散层FD，选择晶体管SEL-Tr通过控制信号SEL而受到控制。
选择晶体管SEL-Tr在控制信号SEL为H电平的期间被选择而成为导通状态。由此，源极跟随晶体管SF-Tr将列输出的读取信号VSL输出至垂直信号线LSGN，该列输出的读取信号VSL是将浮置扩散层FD的电荷以与电荷量(电位)对应的增益转换为电压信号所得的信号。
例如传输晶体管TG1-Tr或TG2-Tr、复位晶体管RST-Tr及选择晶体管SEL-Tr的各栅极以行为单位而被连接，因此，一行的各像素同时并行地进行所述动作。
在像素部20中配置有N行×M列的像素PXL，因此，各控制信号SEL、RST、TG1、TG2的控制线分别有N条，垂直信号线LSGN有M条。
在图1中，将各控制线表示为一条行扫描控制线。
垂直扫描电路30根据时序控制电路60的控制，在快门行及读取行中，通过行扫描控制线来驱动像素。
另外，垂直扫描电路30根据地址信号，输出读取信号的读取行、与对光电二极管PD所积累的电荷进行复位的快门行的行地址的行选择信号。
在本实施方式中，在通常的像素读取动作中，通过读取部70的垂直扫描电路30的驱动进行快门扫描，然后进行读取扫描。
图3(A)及图3(B)是表示本实施方式中的通常的像素读取动作时的快门扫描及读取扫描的动作时序的图。
对选择晶体管SEL-Tr的接通(导通)、断开(非导通)进行控制的控制信号SEL在快门扫描期间PSHT内被设定为L电平，使选择晶体管SEL-Tr保持为非导通状态，并在读取扫描期间PRDO内被设定为H电平，使选择晶体管SEL-Tr保持为导通状态。
而且，在快门扫描期间PSHT内的控制信号RST为H电平的期间，控制信号TG1或TG2在特定期间内被设定为H电平，通过复位晶体管RST-Tr及传输晶体管TG1-Tr或TG2-Tr对光电二极管PD1、PD2及浮置扩散层FD进行复位。
在读取扫描期间PRDO内，控制信号RST被设定为H电平，通过复位晶体管RST-Tr对浮置扩散层FD进行复位，在该复位期间PR后的读取期间PRD1内，读取复位状态的信号。
在读取期间PRD1后，控制信号TG1或TG2在特定期间内被设定为H电平，光电二极管PD1或PD2的积累电荷通过传输晶体管TG1-Tr或TG2-Tr传输至浮置扩散层FD，在该传输期间PT后的读取期间PRD2内，读取与所积累的电子(电荷)对应的信号。
再者，在本第一实施方式的通常的像素读取动作中，积累期间(曝光期间)EXP作为一例，如图3所示，是从在快门扫描期间PSHT内对光电二极管PD1、PD2及浮置扩散层FD进行复位而将控制信号TG1或TG2切换为L电平，直到为了结束读取扫描期间PRDO的传输期间PT而将控制信号TG1或TG2切换为L电平为止的期间。
读取电路40也可采用如下结构，即，包含与像素部20的各列输出对应地配置的多个列信号处理电路(未图示)，并可利用多个列信号处理电路进行列并行处理。
读取电路40的结构可包含相关双采样(CDS：Correlated Double Sampling)电路或ADC(模拟数字转换器AD转换器)、放大器(AMP、amplifier)、采样保持(S/H)电路等。
这样，例如，如图4(A)所示，读取电路40的结构也可包含将像素部20的各列输出的读取信号VSL转换为数字信号的ADC41。
或者，例如，如图4(B)所示，读取电路40也可配置对像素部20的各列输出的读取信号VSL进行放大的放大器(AMP)42。
另外，例如，如图4(C)所示，读取电路40也可配置对像素部20的各列输出的读取信号VSL进行采样并保持的采样保持(S/H)电路43。
水平扫描电路50对由读取电路40的ADC等多个列信号处理电路处理后的信号进行扫描，并沿着水平方向传输，将该信号输出至未图示的信号处理电路。
时序控制电路60产生像素部20、垂直扫描电路30、读取电路40、水平扫描电路50等的信号处理所需的时序信号。
读取部70控制利用垂直扫描电路30、读取电路40、水平扫描电路50及时序控制电路60进行的像素信号的读取处理。
以上，对固态摄像装置10的各部分的结构及功能的概要进行了说明。
其次，详述本第一实施方式的具有相位差检测功能的像素的更具体的构造(结构)等。
图5(A)及图5(B)是表示本发明第一实施方式的固态摄像装置中的具有相位差检测功能的像素的主要部分的结构例的简略平面图。图5(A)是从像素的前表面侧观察的简略平面图，图5(B)是像素的背面侧(光射入的一侧)的简略平面图。
固态摄像装置10中的像素PXL为了能够抑制浮置扩散层中的串扰及朝向浮置扩散层的电荷传输的滞后，如图5(A)及图5(B)所示，在第一方向(此处，作为一例，该第一方向为像素部的列方向(水平方向、X方向))上，隔着浮置扩散层而并排地配置有作为第一光电转换部的第一光电二极管PD1及作为第二光电转换部的第二光电二极管PD2。
在本第一实施方式中，在与第一方向即X方向正交的第二方向即Y方向上，包含第一光电转换区域OCV1及第二光电转换区域OCV2地形成作为第一光电转换部的第一光电二极管PD1。
在与第一方向即X方向正交的第二方向即Y方向上，包含第三光电转换区域OCV3及第四光电转换区域OCV4地形成作为第二光电转换部的第二光电二极管PD2。
而且，透镜部LNS是以使光至少射入至第一光电转换区域OCV1、第二光电转换区域OCV2、第三光电转换区域OCV3及第四光电转换区域OCV4的方式形成。
作为一例，本第一实施方式的固态摄像装置10构成为背面照射型的CMOS图像传感器，需要在背面侧取得大受光区域，因此，如图5(A)及图5(B)所示，以使背面侧的宽度SWB比表面侧的宽度SWF更窄(更小)的方式，形成第一光电二极管PD1与第二光电二极管PD2的分离部(边界部)SEP在X方向上的宽度SWF、SWB。
第一光电二极管PD1与第二光电二极管PD2的分离部(边界部)SEP例如可通过深槽隔离(Deep Trench Isolation，DTI)形成。
或者，第一光电二极管PD1与第二光电二极管PD2的分离部(边界部)SEP例如可由pn结分离部形成。
在本第一实施方式的固态摄像装置10中，浮置扩散层FD配置于第一光电二极管PD1与第二光电二极管PD2之间的分离部(边界部)即像素中央部PXCT。
而且，在本第一实施方式中，使光射入至第一光电二极管PD1及第二光电二极管PD2的透镜部LNS是以使光学中心OCT处于至少避开像素中央部的位置的方式配置。
在本第一实施方式中，透镜部LNS的结构包含使光射入至第一光电二极管PD1的第一光电转换区域OCV1及第二光电二极管PD2的第三光电转换区域OCV3的第一微透镜MCL1、以及使光射入至第一光电二极管PD1的第二光电转换区域OCV2及第二光电二极管PD2的第四光电转换区域OCV4的第二微透镜MCL2。
第一微透镜MCL1是以使其第一光学中心OCT1位于第一光电二极管PD1的第一光电转换区域OCV1与第二光电二极管PD2的第三光电转换区域OCV3的第一边界中央部BCT1的方式配置。
第二微透镜MCL2是以使其第二光学中心OCT2位于第一光电二极管PD1的第二光电转换区域OCV2与第二光电二极管PD2的第四光电转换区域OCV4的第二边界中央部BCT2的方式配置。
(嵌入型的光电二极管PD、PD2的具体的结构例)
此处，与图6(A)及图6(B)关联地说明嵌入型的第一光电二极管PD1及第二光电二极管PD2的结构例。
图6(A)及图6(B)是表示本发明第一实施方式的固态摄像装置中的具有相位差检测功能的像素的主要部分的结构例的简略剖视图。图6(A)是如图6(B)所示的图6(B)中的X1-X2线的简略剖视图。
再者，此处，嵌入型光电二极管(PPD)部分由符号200表示。
图6(A)的嵌入型光电二极管(PPD)部分200包括半导体基板(以下仅称为基板)210，该半导体基板(以下仅称为基板)210包括被光L照射的第一基板面211侧(例如背面侧)及与第一基板面211侧相向的一侧的第二基板面212侧(前表面侧)。
嵌入型光电二极管部分200包括第一光电二极管220(PD1)，该第一光电二极管220(PD1)包含以嵌入至基板210的方式形成的第一导电型(在本实施方式中为n型)半导体层(在本实施方式中为n层)221n，且具有对接收的光进行光电转换的功能及电荷积累功能。
嵌入型光电二极管部分200包括第二光电二极管240(PD2)，该第二光电二极管240(PD2)包含以隔着第二导电型(p型)分离层230而与第一光电二极管220(PD1)并排地嵌入至基板210的方式形成的n层(第一导电型半导体层)241n，且具有对接收的光进行光电转换的功能及电荷积累功能。
嵌入型光电二极管部分200在第一光电二极管220(PD1)及第二光电二极管240(PD2)的与基板210的法线正交的方向上的侧部(n层的边界部)，形成有第二导电型(p型)分离层231、232、233。而且，在分离层231、232、233上，以延续到背面侧的方式形成有背面侧BDTI。
在图6(A)的例子中，第一光电二极管220(PD1)形成在形成于与基板210的法线正交的方向(例如X方向)上的侧部(n层的边界部)的第二导电型(p型)分离层231与p型分离层232之间。
第二光电二极管240(PD2)形成在形成于与基板210的法线正交的方向上的侧部(n层的边界部)的p型分离层232与p型分离层233之间。
在基板210的背面侧211，配置有使光射入至第一光电二极管PD1、PD2的微透镜MCL1(MCL2)，在基板210的背面侧与微透镜MCL1(MCL2)之间配置有彩色滤光片(G或R或B)FLT。
如上所述，邻接地设置的两个作为光电转换部的第一光电二极管PD1及第二光电二极管PD2通过第一微透镜MCL1及第二微透镜MCL2，配置在与未图示的摄像透镜的出射光瞳处于大略成像关系(即，大略共轭)的位置。
因此，相对于微透镜的大小，摄像透镜的出射光瞳与第一微透镜MCL1及第二微透镜MCL2之间的距离足够长，因此，两个作为光电转换部的第一光电二极管PD1及第二光电二极管PD2配置于第一微透镜MCL1及第二微透镜MCL2的大略的焦点面。
根据以上所述的关系，在各像素PXL中，作为两个中的一个光电转换部的第一光电二极管PD1选择性地接收来自摄像透镜的出射光瞳的一部分的区域即从出射光瞳的中心向特定方向偏移后的区域的光束，并进行光电转换。
另外，在各像素PXL中，作为两个中的另一个光电转换部的第二光电二极管PD2选择性地接收来自摄像透镜的出射光瞳的一部分的区域即从出射光瞳的中心向相反方向偏移后的区域的光束，并进行光电转换。
在固态摄像装置10检测焦点时，由各像素PXL的第一光电二极管PD1光电转换后的信号电荷及由第二光电二极管PD2光电转换后的信号电荷以不同的时序传输至浮置扩散层FD，并分别单独地被读取。
(第一光电二极管PD1的单独读取动作)
在检测焦点时，以如下方式进行第一光电二极管PD1的单独读取动作。
在读取扫描期间PRDO内，为了选择像素阵列中的某一行，连接于该选择的行的各像素PXL的控制信号SEL被设定为H电平，像素PXL的选择晶体管SEL-Tr成为导通状态。
在该选择状态下，在复位期间PR内，复位晶体管RST-Tr在控制信号RST为H电平的期间被选择而成为导通状态，浮置扩散层FD被复位为电源线VDD的电位。
在将浮置扩散层FD复位后，控制信号RST切换为L电平，复位晶体管RST-Tr成为非导通状态，复位期间PR结束。
在经过该复位期间PR后，复位晶体管RST-Tr成为非导通状态，直到传输期间PT开始为止的期间成为读取复位状态时的像素信号的第一读取期间PRD11。
在第一读取期间PRD11开始后的特定的时刻，由读取部70进行第一读取PDCG11，该第一读取PDCG11是指以与浮置扩散层FD的电容(电荷量)对应的转换增益读取像素信号。
此时，在各像素PXL中，通过源极跟随晶体管SF-Tr将浮置扩散层FD的电荷以与电荷量(电位)对应的增益转换为电压信号，作为列输出的读取信号VSL(PDCG11)输出至垂直信号线LSGN，并供应例如保持于读取电路40。
此处，第一读取期间PRD11结束，到达传输期间PT11。
在传输期间PT11内，传输晶体管TG1-Tr在控制信号TG1为H电平的期间被选择而成为导通状态，在特定的期间内，由第一光电二极管PD1光电转换并积累的电荷(电子)传输至浮置扩散层FD。
在经过该传输期间PT11后(传输晶体管TG1-Tr为非导通状态)，到达读取与由第一光电二极管PD1光电转换并积累的电荷对应的像素信号的第二读取期间PRD12。
在第二读取期间PRD12开始后的特定，由读取部70进行第二读取PDCG12，该第二读取PDCG12是指以与浮置扩散层FD的电容(电荷量)对应的转换增益读取像素信号。
此时，在各像素PXL中，通过源极跟随晶体管SF-Tr将浮置扩散层FD的电荷以与电荷量(电位)对应的增益转换为电压信号，作为列输出的读取信号VSL(PDCG12)输出至垂直信号线LSGN，并供应例如保持于读取电路40。
接着，在例如构成读取部70的一部分的读取电路40中，取得第二读取PDCG12的读取信号VSL(PDCG12)与第一读取PDCG11的读取信号VSL(PDCG11)之间的差分{VSL(PDCG12)-VSL(PDCG11)}而进行CDS处理。
(第二光电二极管PD2的单独读取动作)
同样地，在检测焦点时，以如下方式进行第二光电二极管PD2的单独读取动作。
在读取扫描期间PRDO内，为了选择像素阵列中的某一行，连接于该选择的行的各像素PXL的控制信号SEL被设定为H电平，像素PXL的选择晶体管SEL-Tr成为导通状态。
在该选择状态下，在复位期间PR内，复位晶体管RST-Tr在控制信号RST为H电平的期间被选择而成为导通状态，浮置扩散层FD被复位为电源线VDD的电位。
在将浮置扩散层FD复位后，控制信号RST切换为L电平，复位晶体管RST-Tr成为非导通状态，复位期间PR结束。
在经过该复位期间PR后，复位晶体管RST-Tr成为非导通状态，直到传输期间PT开始为止的期间成为读取复位状态时的像素信号的第一读取期间PRD21。
在第一读取期间PRD21开始后的特定的时刻，由读取部70进行第一读取PDCG21，该第一读取PDCG21是指以与浮置扩散层FD的电容(电荷量)对应的转换增益读取像素信号。
此时，在各像素PXL中，通过源极跟随晶体管SF-Tr将浮置扩散层FD的电荷以与电荷量(电位)对应的增益转换为电压信号，作为列输出的读取信号VSL(PDCG21)输出至垂直信号线LSGN，并供应例如保持于读取电路40。
此处，第一读取期间PRD21结束，到达传输期间PT21。
在传输期间PT21内，传输晶体管TG2-Tr在控制信号TG2为H电平的期间被选择而成为导通状态，在特定的期间内，由第二光电二极管PD2光电转换并积累的电荷(电子)传输至浮置扩散层FD。
在经过该传输期间PT21后(传输晶体管TG2-Tr为非导通状态)，到达读取与由第二光电二极管PD2光电转换并积累的电荷对应的像素信号的第二读取期间PRD22。
在第二读取期间PRD22开始后的特定，由读取部70进行第二读取PDCG22，该第二读取PDCG22是指以与浮置扩散层FD的电容(电荷量)对应的转换增益读取像素信号。
此时，在各像素PXL中，通过源极跟随晶体管SF-Tr将浮置扩散层FD的电荷以与电荷量(电位)对应的增益转换为电压信号，作为列输出的读取信号VSL(PDCG22)输出至垂直信号线LSGN，并供应例如保持于读取电路40。
接着，在例如构成读取部70的一部分的读取电路40中，取得第二读取PDCG22的读取信号VSL(PDCG22)与第一读取PDCG21的读取信号VSL(PDCG21)之间的差分{VSL(PDCG22)-VSL(PDCG21)}而进行CDS处理。
接着，根据光瞳分割相位差方式的原理，基于这些信号来检测摄像透镜的焦点调节状态。
另外，例如在摄像透镜合焦后拍摄图像的情况下，来自各像素PXL的第一光电二极管PD1及第二光电二极管PD2这两个部分的信号电荷以相同的时序(传输晶体管TG1-Tr、TG2-Tr同时并行地为导通状态)传输至相同的浮置扩散层FD，两个信号在像素内相加并被读取。
因此，在摄像时，包括一分为二的光电转换部的像素不会引起与像素缺陷相同的状态，所以能够提高画质。
如以上的说明所述，根据本第一实施方式，固态摄像装置10中的像素PXL的作为第一光电转换部的第一光电二极管PD1及作为第二光电转换部的第二光电二极管PD2在第一方向(此处，作为一例，该第一方向为像素部的列方向(水平方向、X方向))上，隔着浮置扩散层FD并排地配置。
在本第一实施方式的固态摄像装置10中，浮置扩散层FD配置于第一光电二极管PD1与第二光电二极管PD2之间的分离部(边界部)即像素中央部PXCT，使光射入至第一光电二极管PD1及第二光电二极管PD2的透镜部LNS是以使光学中心OCT处于至少避开像素中央部的位置的方式配置。
而且，在本第一实施方式中，透镜部LNS的结构包含使光射入至第一光电二极管PD1的第一光电转换区域OCV1及第二光电二极管PD2的第三光电转换区域OCV3的第一微透镜MCL1、以及使光射入至第一光电二极管PD1的第二光电转换区域OCV2及第二光电二极管PD2的第四光电转换区域OCV4的第二微透镜MCL2。
而且，第一微透镜MCL1是以使其第一光学中心OCT1位于第一光电二极管PD1的第一光电转换区域OCV1与第二光电二极管PD2的第三光电转换区域OCV3的第一边界中央部BCT1的方式配置。
第二微透镜MCL2是以使其第二光学中心OCT2位于第一光电二极管PD1的述第二光电转换区域OCV2与第二光电二极管PD2的第四光电转换区域OCV4的第二边界中央部BCT2的方式配置。
由此，根据本第一实施方式，能够防止入射光量集中于无受光灵敏度的像素中央部的浮置扩散层FD的配置区域，能够抑制光特别是红色光直接射入至浮置扩散层FD，并可防止在浮置扩散层FD中产生串扰。
另外，根据本第一实施方式，串扰的问题被解决，并且可防止从光电转换部的各区域朝向浮置扩散层FD的电荷传输产生滞后(Lag)。
即，根据本第一实施方式，能够抑制浮置扩散层中的串扰及朝向浮置扩散层的电荷传输的滞后。结果可取得精度高的相位差信息，进而能够提高画质。
(第二实施方式)
图7是表示本发明第二实施方式的固态摄像装置中的具有相位差检测功能的像素的主要部分的结构例的简略平面图。图7是像素的背面侧(光射入的一侧)的简略平面图。
本第二实施方式的像素PXLA与第一实施方式的像素PXL的不同点如下所述。
在第一实施方式的像素PXL中，第一微透镜MCL1及第二微透镜MCL2是以横跨在第一光电二极管PD1及第二光电二极管PD2上的方式配置。
即，第一微透镜MCL1是以使光射入至第一光电二极管PD1的第一光电转换区域OCV1及第二光电二极管PD2的第三光电转换区域OCV3的方式配置，第二微透镜MCL2是以使光射入至第一光电二极管PD1的第二光电转换区域OCV2及第二光电二极管PD2的第四光电转换区域OCV4的方式配置。
相对于此，在第二实施方式的像素PXLA中，第一微透镜MCL1A配置在第一光电二极管PD1上，第二微透镜MCL2A配置在第二光电二极管PD2上。
第一微透镜MCL1A是以使光射入至第一光电二极管PD1的第一光电转换区域OCV1及第一光电二极管PD1的第二光电转换区域OCV2的方式配置。
第二微透镜MCL2A是以使光射入至第二光电二极管PD2的第三光电转换区域OCV3及第二光电二极管PD2的第四光电转换区域OCV4的方式配置。
而且，第一微透镜MCL1A是以使第一光学中心OCT1A位于第一光电二极管PD1的第一光电转换区域OCV1及第一光电二极管PD1的第二光电转换区域OCV2的第一边界中央部BCT1A的方式配置。
第二微透镜MCL2A是以使第二光学中心OCT2A位于第二光电二极管PD2的第三光电转换区域OCV3及第二光电二极管PD2的第四光电转换区域OCV4的第二边界中央部BCT2A的方式配置。
其他结构与所述第一实施方式相同，根据本第二实施方式，能够获得与所述第一实施方式相同的效果。
(第三实施方式)
图8是表示本发明第三实施方式的固态摄像装置中的具有相位差检测功能的像素的主要部分的结构例的简略平面图。图8是像素的背面侧(光射入的一侧)的简略平面图。
本第三实施方式的像素PXLB与第一及第二实施方式的像素PXL、PXLA的不同点如下所述。
在本第三实施方式中，在每个像素中不使用两个微透镜，而是使用了四个微透镜MCL1B、MCL2B、MCL3B、MCL4B。
在本第三实施方式中，第一微透镜MCL1B使光射入至第一光电二极管PD1的第一光电转换区域OCV1。
第二微透镜MCL2B使光射入至第一光电二极管PD1的第二光电转换区域OCV2。
第三微透镜MCL3B使光射入至第二光电二极管PD2的第三光电转换区域OCV3。
第四微透镜MCL4B使光射入至第二光电二极管PD2的第四光电转换区域OCV4。
而且，在本第三实施方式中，第一微透镜MCL1B是以使第一光学中心OCT1B位于第一光电二极管PD1的第一光电转换区域OCV1的第一区域中央部RCT1的方式配置。
第二微透镜MCL2B是以使第二光学中心OCT2B位于第一光电二极管PD1的第二光电转换区域OCV2的第二区域中央部RCT2的方式配置。
第三微透镜MCL3B是以使第三光学中心OCT3B位于第二光电二极管PD2的第三光电转换区域OCV3的第三区域中央部RCT3的方式配置。
第四微透镜MCL4B是以使第四光学中心OCT4B位于第二光电二极管PD2的第四光电转换区域OCV4的第四区域中央部RCT4的方式配置。
其他结构与所述第一及第二实施方式相同，根据本第三实施方式，当然能够获得与所述第一实施方式相同的效果，而且可更切实地防止在浮置扩散层FD中产生串扰。
(第四实施方式)
图9(A)及图9(B)是表示本发明第四实施方式的固态摄像装置中的具有相位差检测功能的像素的主要部分的结构例的简略平面图。图9(A)及图9(B)是像素的背面侧(光射入的一侧)的简略平面图。
本第四实施方式的像素PXLC、PXLD与第一实施方式的像素PXL的不同点如下所述。
在本第四实施方式的像素PXLC、PXLD中，第一微透镜MCL1C、MCL1D的光学中心与第二微透镜MCL2C、MCL2D的光学中心已向特定方向偏移。
在图9(A)的例子中，第一微透镜MCL1C是以使第一光学中心OCT1C处于从第一光电二极管PD1的第一光电转换区域OCV1与第二光电二极管PD2的第三光电转换区域OCV3的第一边界中央部BCT1向第一方向即X方向的顺方向X1(或逆方向X2)偏移后的位置的方式配置。
而且，第二微透镜MCL2C是以使第二光学中心OCT2C处于从第一光电二极管PD1的第二光电转换区域OCV2与第二光电二极管PD2的第四光电转换区域OCV4的第二边界中央部BCT2向第一方向即X方向的逆方向X2(或顺方向X1)偏移后的位置的方式配置。
在图9(B)的例子中，第一微透镜MCL1D是以使第一光学中心OCT1D处于从第一光电二极管PD1的第一光电转换区域OCV1与第二光电二极管PD2的第三光电转换区域OCV3的第一边界中央部BCT1向第二方向即Y方向的顺方向Y1(或逆方向Y2)偏移后的位置的方式配置。
而且，第二微透镜MCL2D是以使第二光学中心OCT2D处于从第一光电二极管PD1的第二光电转换区域OCV2与第二光电二极管PD2的第四光电转换区域OCV4的第二边界中央部BCT2向第二方向即Y方向的逆方向Y2(或顺方向Y1)偏移后的位置的方式配置。
根据以上所述的关系，在各像素PXLC、PXLD中，作为两个中的一个光电转换部的第一光电二极管PD1选择性且高效地接收来自摄像透镜的出射光瞳的一部分的区域即从出射光瞳的中心向特定方向偏移后的区域的光束，并进行光电转换。
另外，在各像素PXLC、PXLD中，作为两个中的另一个光电转换部的第二光电二极管PD2选择性且高效地接收来自摄像透镜的出射光瞳的一部分的区域即从出射光瞳的中心向相反方向偏移后的区域的光束，并进行光电转换。
其他结构与所述第一实施方式相同，根据本第四实施方式，当然能够获得与所述第一实施方式相同的效果，而且可更切实地防止产生浮置扩散层FD中的串扰及朝向浮置扩散层的电荷传输的滞后，可取得精度高的相位差信息，进而能够提高画质。
(第五实施方式)
图10(A)及图10(B)是表示本发明第五实施方式的固态摄像装置中的具有相位差检测功能的像素的主要部分的结构例的简略平面图。图10(A)及图10(B)是像素的背面侧(光射入的一侧)的简略平面图。
本第五实施方式的像素PXLE、PXLF与第二实施方式的像素PXLA的不同点如下所述。
在本第五实施方式的像素PXLE、PXLF中，第一微透镜MCL1E、MCL1F的光学中心与第二微透镜MCL2E、MCL2F的光学中心已向特定方向偏移。
在图10(A)的例子中，第一微透镜MCL1E是以使第一光学中心OCT1E处于从第一光电二极管PD1的第一光电转换区域OCV1与第一光电二极管PD1的第二光电转换区域OCV2的第一边界中央部RCT1向第一方向即X方向的顺方向X1(或逆方向X2)偏移后的位置的方式配置。
而且，第二微透镜MCL2E是以使第二光学中心OCT2E处于从第二光电二极管PD2的第三光电转换区域OCV3与第二光电二极管PD2的第四光电转换区域OCV4的第二边界中央部RCT2向第一方向即X方向的逆方向X2(或顺方向X1)偏移后的位置的方式配置。
在图10(B)的例子中，第一微透镜MCL1F是以使第一光学中心OCT1F处于从第一光电二极管PD1的第一光电转换区域OCV1与第一光电二极管PD1的第二光电转换区域OCV2的第一边界中央部RCT1向第二方向即Y方向的顺方向Y1(或逆方向Y2)偏移后的位置的方式配置。
而且，第二微透镜MCL2F是以使第二光学中心OCT2F处于从第二光电二极管PD2的第三光电转换区域OCV3与第二光电二极管PD2的第四光电转换区域OCV4的第二边界中央部RCT2向第二方向即Y方向的逆方向Y2(或顺方向Y1)偏移后的位置的方式配置。
根据以上所述的关系，在各像素PXLE、PXLF中，作为两个中的一个光电转换部的第一光电二极管PD1选择性且高效地接收来自摄像透镜的出射光瞳的一部分的区域即从出射光瞳的中心向特定方向偏移后的区域的光束，并进行光电转换。
另外，在各像素PXLE、PXLF中，作为两个中的另一个光电转换部的第二光电二极管PD2选择性且高效地接收来自摄像透镜的出射光瞳的一部分的区域即从出射光瞳的中心向相反方向偏移后的区域的光束，并进行光电转换。
其他结构与所述第二实施方式相同，根据本第五实施方式，当然能够获得与所述第二实施方式相同的效果，而且可更切实地防止产生浮置扩散层FD中的串扰及朝向浮置扩散层的电荷传输的滞后，可取得精度高的相位差信息，进而能够提高画质。
(第六实施方式)
图11(A)及图11(B)是表示本发明第六实施方式的固态摄像装置中的具有相位差检测功能的像素的主要部分的结构例的简略平面图。图11(A)及图11(B)是像素的背面侧(光射入的一侧)的简略平面图。
本第六实施方式的像素PXLG、PXLH与第三实施方式的像素PXLB的不同点如下所述。
在本第六实施方式的像素PXLG、PXLH中，第一微透镜MCL1G、MCL1H的光学中心、第二微透镜MCL2G、MCL2H的光学中心、第三微透镜MCL3G、MCL3H的光学中心及第四微透镜MCL4G、MCL4H的光学中心已向特定方向偏移。
在图11(A)的例子中，第一微透镜MCL1G是以使第一光学中心OCT1G处于从第一光电二极管PD1的第一光电转换区域OCV1的第一区域中央部RCT1向第一方向即X方向的顺方向X1(或逆方向X2)偏移后的位置的方式配置。
第二微透镜MCL2G是以使第二光学中OCT2G处于从第一光电二极管PD1的第二光电转换区域OCV2的第二区域中央部RCT2向第一方向即X方向的顺方向X1(或逆方向X2)偏移后的位置的方式配置。
第三微透镜MCL3G是以使第三光学中心OCT3G处于从第二光电二极管PD2的第三光电转换区域OCV3的第三区域中央部RCT3向第一方向即X方向的逆方向X2(或顺方向X1)偏移后的位置的方式配置。
第四微透镜MCL4G是以使第四光学中心OCT4G处于从第二光电二极管PD2的第四光电转换区域OCV4的第四区域中央部RCT4向第一方向即X方向的逆方向X2(或顺方向X1)偏移后的位置的方式配置。
在图11(A)的例子中，第一微透镜MCL1H是以使第一光学中心OCT1H处于从第一光电二极管PD1的第一光电转换区域OCV1的第一区域中央部RCT1向第二方向的即Y方向的顺方向Y1(或逆方向Y2)偏移后的位置的方式配置。
第二微透镜MCL2H是以使第二光学中心OCT1H处于从第一光电二极管PD1的第二光电转换区域OCV2的第二区域中央部RCT2向第二方向即Y方向的顺方向Y1(或逆方向Y2)偏移后的位置的方式配置。
第三微透镜MCL3H是以使第三光学中心OCT3H处于从第二光电二极管PD2的第三光电转换区域OCV3的第三区域中央部RCT3向第二方向即Y方向的逆方向Y2(或顺方向Y1)偏移后的位置的方式配置。
第四微透镜MCL4H是以使第四光学中心OCT4H处于从第二光电二极管PD2的第四光电转换区域OCV4的第四区域中央部RCT4向第二方向即Y方向的逆方向Y2(或顺方向Y1)偏移后的位置的方式配置。
根据以上所述的关系，在各像素PXLG、PXLH中，作为两个中的一个光电转换部的第一光电二极管PD1选择性且高效地接收来自摄像透镜的出射光瞳的一部分的区域即从出射光瞳的中心向特定方向偏移后的区域的光束，并进行光电转换。
另外，在各像素PXLG、PXLH中，作为两个中的另一个光电转换部的第二光电二极管PD2选择性且高效地接收来自摄像透镜的出射光瞳的一部分的区域即从出射光瞳的中心向相反方向偏移后的区域的光束，并进行光电转换。
其他结构与所述第三实施方式相同，根据本第六实施方式，当然能够获得与所述第三实施方式相同的效果，而且可更切实地防止产生浮置扩散层FD中的串扰及朝向浮置扩散层的电荷传输的滞后，可取得精度高的相位差信息，进而能够提高画质。
(第七实施方式)
图12(A)～图12(D)是用以说明本发明第七实施方式的固摄像装置中的排列有具有相位差检测功能的像素的像素部的结构例的简略平面图。图12(A)～图12(D)是像素的表面侧(光不射入的一侧)的简略平面图。
在本第七实施方式中，可使呈行列状地排列于像素部20的多个像素PXL包含(混合)图12(A)所示的水平像素H-PXL、图12(B)所示的垂直像素V-PXL、图12(C)、(D)所示的第一倾斜像素D1-PXL、第二倾斜像素D2-PXL。
水平像素H-PXL是以使第一光电二极管PD1与第二光电二极管PD2在列方向即X方向上并排的方式配置。
垂直像素V-PXL是以使第一光电二极管PD1与第二光电二极管PD2在行方向即Y方向上并排的方式配置。
第一倾斜像素D1-PXL、第二倾斜像素D2-PXL是以使第一光电二极管PD1与第二光电二极管PD2在相对于列方向(X方向)及行方向(Y方向)具有特定角度的倾斜方向上并排的方式配置。
更具体而言，如图12(C)所示，第一倾斜像素D1-PXL是以使第一光电二极管PD1与第二光电二极管PD2在与列方向及行方向之间从列方向朝顺时针方向CW具有特定角度，例如45度的第一倾斜方向D1正交的方向上并排的方式配置。
第二倾斜像素D2-PXL是以使第一光电二极管PD1与第二光电二极管PD2在与行方向及列方向之间从行方向朝顺时针方向CW具有特定角度，例如45度的第二倾斜方向D2正交的方向上并排的方式配置。
可配置第一倾斜像素D1-PXL及第二倾斜像素D2-PXL中的任一者或两者。
根据本第七实施方式，可提供如下摄像装置，该摄像装置能够用作用以取得例如自动对焦(AF)的相位差信息的相位差检测系统，可取得水平(左右)、垂直(上下)方向及倾斜方向的相位差信息，且可不依赖于被拍摄体的形状等而取得相位差信息。
以上说明的固态摄像装置10、10A～10H能够作为摄像装置而应用于数码相机或摄像机、便携终端、或者监控用相机、医疗用内窥镜用相机等电子设备。
图13是表示搭载有如下相机系统的电子设备的结构的一例的图，该相机系统应用了本发明实施方式的固态摄像装置。
如图13所示，本电子设备100包括可应用本实施方式的固态摄像装置10的CMOS图像传感器110。
而且，电子设备100包括将入射光引导至该CMOS图像传感器110的像素区域(使被拍摄体像成像)的光学系统(透镜等)120。
电子设备100包括对CMOS图像传感器110的输出信号进行处理的信号处理电路(PRC)130。
信号处理电路130对CMOS图像传感器110的输出信号实施特定的信号处理。
由信号处理电路130处理后的图像信号可作为动态图像而显示在包含液晶显示器等的监视器中，或也可输出至打印机，另外，可采用各种形态，例如直接记录于存储卡等存储介质。
如上所述，通过搭载所述固态摄像装置10、10A～10H作为CMOS图像传感器110，可提供高性能、小型、低成本的相机系统。
而且，能够实现使用于在相机的设置条件方面存在安装尺寸、可连接的线缆条数、线缆长度、设置高度等限制的用途的例如监控用相机、医疗用内窥镜用相机等电子设备。
Claims (7)
1.一种固态摄像装置，包括:
配置有像素的像素部，
所述像素包含：
第一光电转换部，积累通过对入射光的光电转换而产生的电荷；
第二光电转换部，积累通过对入射光的光电转换而产生的电荷；
透镜部，使光射入至所述第一光电转换部及所述第二光电转换部；
第一传输元件，可在指定的传输期间传输所述第一光电转换部所积累的电荷；
第二传输元件，可在指定的传输期间传输所述第二光电转换部所积累的电荷；
浮置扩散层，通过所述第一传输元件及所述第二传输元件中的至少一个传输元件，而被传输由所述第一光电转换部及所述第二光电转换部中的至少一个光电转换部积累的电荷；以及
源极跟随元件，将所述浮置扩散层的电荷以与电荷量对应的增益转换为电压信号，
所述第一光电转换部及所述第二光电转换部在第一方向上并排地配置，
所述透镜部是以使光学中心处于至少从所述像素的中央部偏离的位置的方式配置，
所述固态摄像装置的特征在于：
所述第一光电转换部在与所述第一方向正交的第二方向上，至少包含第一光电转换区域及第二光电转换区域，
所述第二光电转换部在与所述第一方向正交的第二方向上，至少包含第三光电转换区域及第四光电转换区域，
所述透镜部是以使光至少射入至所述第一光电转换区域、所述第二光电转换区域、所述第三光电转换区域及所述第四光电转换区域的方式形成，
所述透镜部包括：
第一微透镜，使光射入至所述第一光电转换部的所述第一光电转换区域及所述第二光电转换部的所述第三光电转换区域；以及
第二微透镜，使光射入至所述第一光电转换部的所述第二光电转换区域及所述第二光电转换部的所述第四光电转换区域，
其中，所述第一微透镜是以使第一光学中心位于所述第一光电转换部的所述第一光电转换区域与所述第二光电转换部的所述第三光电转换区域的第一边界中央部的方式配置，以及
所述第二微透镜是以使第二光学中心位于所述第一光电转换部的所述第二光电转换区域与所述第二光电转换部的所述第四光电转换区域的第二边界中央部的方式配置。
2.根据权利要求1所述的固态摄像装置，其特征在于：
所述浮置扩散层配置于像素的中央部，
所述第一光电转换部及所述第二光电转换部在第一方向上，隔着所述浮置扩散层而并排地配置。
3.根据权利要求1所述的固态摄像装置，其特征在于：
呈行列状地排列于所述像素部的多个像素包含：
水平像素，在列方向上并排地配置有所述第一光电转换部与所述第二光电转换部；
垂直像素，在行方向上并排地配置有所述第一光电转换部与所述第二光电转换部；以及
倾斜像素，在相对于列方向及行方向具有特定角度的倾斜方向上并排地配置有所述第一光电转换部与所述第二光电转换部。
4.根据权利要求3所述的固态摄像装置，其特征在于：
所述倾斜像素包括第一倾斜像素与第二倾斜像素中的至少任一个，其中：
所述第一倾斜像素，在与列方向及行方向之间从列方向朝顺时针方向具有特定角度的第一倾斜方向正交的方向上，并排地配置有所述第一光电转换部与所述第二光电转换部，
所述第二倾斜像素，在与行方向及列方向之间从行方向朝顺时针方向具有特定角度的第二倾斜方向正交的方向上，并排地配置有所述第一光电转换部与所述第二光电转换部。
5.根据权利要求1所述的固态摄像装置，其特征在于：
所述固态摄像装置为背面照射型。
6.一种固态摄像装置的制造方法，所述固态摄像装置包括配置有像素的像素部，所述像素包含：
第一光电转换部，积累通过对入射光的光电转换而产生的电荷；
第二光电转换部，积累通过对入射光的光电转换而产生的电荷；
透镜部，使光射入至所述第一光电转换部及所述第二光电转换部；
第一传输元件，可在指定的传输期间传输所述第一光电转换部所积累的电荷；
第二传输元件，可在指定的传输期间传输所述第二光电转换部所积累的电荷；
浮置扩散层，通过所述第一传输元件及所述第二传输元件中的至少一个传输元件，而被传输由所述第一光电转换部及所述第二光电转换部中的至少一个光电转换部积累的电荷；以及
源极跟随元件，将所述浮置扩散层的电荷以与电荷量对应的增益转换为电压信号，
所述固态摄像装置的制造方法包含以下步骤：
在像素的特定的位置形成所述浮置扩散层，并且
在第一方向上并排地形成所述第一光电转换部及所述第二光电转换部，
将所述透镜部，以使光学中心处于至少从所述像素的中央部偏离的位置的方式配置，
所述固态摄像装置的制造方法的特征在于:
所述第一光电转换部在与所述第一方向正交的第二方向上，至少包含第一光电转换区域及第二光电转换区域，
所述第二光电转换部在与所述第一方向正交的第二方向上，至少包含第三光电转换区域及第四光电转换区域，
所述透镜部是以使光至少射入至所述第一光电转换区域、所述第二光电转换区域、所述第三光电转换区域及所述第四光电转换区域的方式形成，
所述透镜部包括：
第一微透镜，使光射入至所述第一光电转换部的所述第一光电转换区域及所述第二光电转换部的所述第三光电转换区域；以及
第二微透镜，使光射入至所述第一光电转换部的所述第二光电转换区域及所述第二光电转换部的所述第四光电转换区域，
所述固态摄像装置的制造方法更包含以下步骤：
配置所述第一微透镜，以使第一光学中心位于所述第一光电转换部的所述第一光电转换区域与所述第二光电转换部的所述第三光电转换区域的第一边界中央部，以及
配置所述第二微透镜，以使第二光学中心位于所述第一光电转换部的所述第二光电转换区域与所述第二光电转换部的所述第四光电转换区域的第二边界中央部。
7.一种电子设备，包括：
固态摄像装置；以及
光学系统，使被拍摄体像在所述固态摄像装置中成像，
所述固态摄像装置包括：
配置有像素的像素部，
所述像素包含：
第一光电转换部，积累通过对入射光的光电转换而产生的电荷；
第二光电转换部，积累通过对入射光的光电转换而产生的电荷；
透镜部，使光射入至所述第一光电转换部及所述第二光电转换部；
第一传输元件，可在指定的传输期间传输所述第一光电转换部所积累的电荷；
第二传输元件，可在指定的传输期间传输所述第二光电转换部所积累的电荷；
浮置扩散层，通过所述第一传输元件及所述第二传输元件中的至少一个传输元件，而被传输由所述第一光电转换部及所述第二光电转换部中的至少一个光电转换部积累的电荷；以及
源极跟随元件，将所述浮置扩散层的电荷以与电荷量对应的增益转换为电压信号，
所述第一光电转换部及所述第二光电转换部在第一方向上并排地配置，所述透镜部是以使光学中心处于至少从所述像素的中央部偏离的位置的方式配置，
所述电子设备的特征在于：
所述第一光电转换部在与所述第一方向正交的第二方向上，至少包含第一光电转换区域及第二光电转换区域，
所述第二光电转换部在与所述第一方向正交的第二方向上，至少包含第三光电转换区域及第四光电转换区域，
所述透镜部是以使光至少射入至所述第一光电转换区域、所述第二光电转换区域、所述第三光电转换区域及所述第四光电转换区域的方式形成，
所述透镜部包括：
第一微透镜，使光射入至所述第一光电转换部的所述第一光电转换区域及所述第二光电转换部的所述第三光电转换区域；以及
第二微透镜，使光射入至所述第一光电转换部的所述第二光电转换区域及所述第二光电转换部的所述第四光电转换区域，
其中，所述第一微透镜是以使第一光学中心位于所述第一光电转换部的所述第一光电转换区域与所述第二光电转换部的所述第三光电转换区域的第一边界中央部的方式配置，以及
所述第二微透镜是以使第二光学中心位于所述第一光电转换部的所述第二光电转换区域与所述第二光电转换部的所述第四光电转换区域的第二边界中央部的方式配置。
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