JP2017092150A - 固体撮像装置および電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本開示に係る固体撮像装置は、光電変換膜を狭持する上部電極および下部電極が設けられ、撮像信号の取得に用いられる画素である撮像画素と、上部電極および下部電極が設けられ、位相差検出用の信号の取得に用いられる画素である位相差画素とを備える。位相差画素に設けられる上部電極および下部電極のうち、信号電荷の出力側となり、画素毎に分割して設けられる一方の電極の面積が、撮像画素に設けられる上部電極および下部電極のうちの一方の電極の面積より大きい。本開示は、CMOSイメージセンサなどの撮像素子に適用することができる。
【選択図】図2
Description
1.固体撮像装置の構成例
2.第1の実施の形態に係る画素構造の例(位相差画素に遮光膜を設けた例)
3.第2の実施の形態に係る画素構造の例(位相差画素の下部電極を分割した第1の例)
4.第3の実施の形態に係る画素構造の例(位相差画素の両方の下部電極を電荷蓄積部に接続した例)
5.第4の実施の形態に係る画素構造の例(位相差画素の下部電極を分割した第2の例)
6.第5の実施の形態に係る画素構造の例(電荷排出機構を設けた第1の例)
7.第6の実施の形態に係る画素構造の例(電荷排出機構を設けた第2の例)
8.第7の実施の形態に係る画素構造の例(電荷排出機構を設けた第3の例)
9.変形例
図1は、固体撮像装置の構成例を示すブロック図である。
図2は、第1の実施の形態に係る固体撮像装置1の下部電極の形状を示す平面図である。
図6は、第2の実施の形態に係る固体撮像装置1の下部電極の形状を示す平面図である。
図10は、第3の実施の形態に係る固体撮像装置1の画素の構造を示す断面図である。
図11は、第4の実施の形態に係る固体撮像装置1の下部電極の形状を示す平面図である。
図15は、第5の実施の形態に係る固体撮像装置1の下部電極の形状を示す平面図である。
図17は、第6の実施の形態に係る固体撮像装置1の下部電極の形状を示す平面図である。
図19は、第7の実施の形態に係る固体撮像装置1の下部電極の形状を示す平面図である。
図19を参照して説明したように位相差画素2Pの下部電極を上下方向に分割して形成することは、第2乃至第5の実施の形態における位相差画素2Pの下部電極の構成に適用することも可能である。また、位相差画素2Pの下部電極を、対角線方向(斜め方向)に分割して形成するようにしてもよい。
上述した固体撮像装置1は、例えば、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラなどの撮像装置、撮像機能を備えた携帯電話機、または、撮像機能を備えたオーディオプレーヤといった各種の電子機器に適用することができる。
固体撮像装置1は、図21Aに示されるように、1枚の半導体基板に、複数の画素2が配列されている画素領域221と、画素2を制御する制御回路222と、画素信号の信号処理回路を含むロジック回路223とが形成された構成とされている。
図22は、固体撮像装置1の使用例を示す図である。
・自動停止等の安全運転や、運転者の状態の認識等のために、自動車の前方や後方、周囲、車内等を撮影する車載用センサ、走行車両や道路を監視する監視カメラ、車両間等の測距を行う測距センサ等の、交通の用に供される装置
・ユーザのジェスチャを撮影して、そのジェスチャに従った機器操作を行うために、TVや、冷蔵庫、エアーコンディショナ等の家電に供される装置
・内視鏡や、赤外光の受光による血管撮影を行う装置等の、医療やヘルスケアの用に供される装置
・防犯用途の監視カメラや、人物認証用途のカメラ等の、セキュリティの用に供される装置
・肌を撮影する肌測定器や、頭皮を撮影するマイクロスコープ等の、美容の用に供される装置
・スポーツ用途等向けのアクションカメラやウェアラブルカメラ等の、スポーツの用に供される装置
・畑や作物の状態を監視するためのカメラ等の、農業の用に供される装置
本開示は、以下のような構成をとることもできる。
光電変換膜を狭持する上部電極および下部電極が設けられ、撮像信号の取得に用いられる画素である撮像画素と、
前記上部電極および前記下部電極が設けられ、位相差検出用の信号の取得に用いられる画素である位相差画素と
を備え、
前記位相差画素に設けられる前記上部電極および前記下部電極のうち、信号電荷の出力側となり、画素毎に分割して設けられる一方の電極の面積が、前記撮像画素に設けられる前記上部電極および前記下部電極のうちの前記一方の電極の面積より大きい
固体撮像装置。
(2)
前記位相差画素の前記光電変換膜の上部に、入射光を制限する遮光膜がさらに設けられる
前記(1)に記載の固体撮像装置。
(3)
前記位相差画素の前記一方の電極は、第1の電極、第2の電極、および、前記第1の電極と前記第2の電極を分離する分離部から構成される
前記(1)に記載の固体撮像装置。
(4)
前記分離部が、前記位相差画素の中央を通るように形成される
前記(3)に記載の固体撮像装置。
(5)
前記位相差画素の前記第1の電極の面積と前記第2の電極の面積が等しい
前記(3)または(4)に記載の固体撮像装置。
(6)
前記分離部が、前記位相差画素の中央に対して偏った位置に形成される
前記(3)に記載の固体撮像装置。
(7)
前記位相差画素の前記第1の電極の面積が、前記第2の電極の面積より小さい
前記(6)に記載の固体撮像装置。
(8)
前記位相差画素の前記第1の電極が、信号電荷を蓄積して位相差信号を外部に出力する、半導体基板に形成された電荷蓄積部に接続される
前記(3)乃至(7)のいずれかに記載の固体撮像装置。
(9)
前記位相差画素の前記第2の電極が、電荷排出部に接続される
前記(3)乃至(8)のいずれかに記載の固体撮像装置。
(10)
前記電荷排出部が、前記位相差画素と隣接する画素との間に形成された金属配線により構成される
前記(9)に記載の固体撮像装置。
(11)
前記電荷排出部が、前記位相差画素と隣接する画素との間に、前記第1の電極および前記第2の電極と同一材料を用いて、前記第2の電極と一体的に構成される
前記(9)に記載の固体撮像装置。
(12)
光電変換膜を狭持する上部電極および下部電極が設けられ、撮像信号の取得に用いられる画素である撮像画素と、前記上部電極および前記下部電極が設けられ、位相差検出用の信号の取得に用いられる画素である位相差画素とを含み、前記位相差画素に設けられる前記上部電極および前記下部電極のうち、信号電荷の出力側となり、画素毎に分割して設けられる一方の電極の面積が、前記撮像画素に設けられる前記上部電極および前記下部電極のうちの前記一方の電極の面積より大きい固体撮像装置を備える
電子機器。
Claims (12)
- 光電変換膜を狭持する上部電極および下部電極が設けられ、撮像信号の取得に用いられる画素である撮像画素と、
前記上部電極および前記下部電極が設けられ、位相差検出用の信号の取得に用いられる画素である位相差画素と
を備え、
前記位相差画素に設けられる前記上部電極および前記下部電極のうち、信号電荷の出力側となり、画素毎に分割して設けられる一方の電極の面積が、前記撮像画素に設けられる前記上部電極および前記下部電極のうちの前記一方の電極の面積より大きい
固体撮像装置。 - 前記位相差画素の前記光電変換膜の上部に、入射光を制限する遮光膜がさらに設けられる
請求項1に記載の固体撮像装置。 - 前記位相差画素の前記一方の電極は、第1の電極、第2の電極、および、前記第1の電極と前記第2の電極を分離する分離部から構成される
請求項1に記載の固体撮像装置。 - 前記分離部が、前記位相差画素の中央を通るように形成される
請求項3に記載の固体撮像装置。 - 前記位相差画素の前記第1の電極の面積と前記第2の電極の面積が等しい
請求項4に記載の固体撮像装置。 - 前記分離部が、前記位相差画素の中央に対して偏った位置に形成される
請求項3に記載の固体撮像装置。 - 前記位相差画素の前記第1の電極の面積が、前記第2の電極の面積より小さい
請求項6に記載の固体撮像装置。 - 前記位相差画素の前記第1の電極が、信号電荷を蓄積して位相差信号を外部に出力する、半導体基板に形成された電荷蓄積部に接続される
請求項3に記載の固体撮像装置。 - 前記位相差画素の前記第2の電極が、電荷排出部に接続される
請求項3に記載の固体撮像装置。 - 前記電荷排出部が、前記位相差画素と隣接する画素との間に形成された金属配線により構成される
請求項9に記載の固体撮像装置。 - 前記電荷排出部が、前記位相差画素と隣接する画素との間に、前記第1の電極および前記第2の電極と同一材料を用いて、前記第2の電極と一体的に構成される
請求項9に記載の固体撮像装置。 - 光電変換膜を狭持する上部電極および下部電極が設けられ、撮像信号の取得に用いられる画素である撮像画素と、前記上部電極および前記下部電極が設けられ、位相差検出用の信号の取得に用いられる画素である位相差画素とを含み、前記位相差画素に設けられる前記上部電極および前記下部電極のうち、信号電荷の出力側となり、画素毎に分割して設けられる一方の電極の面積が、前記撮像画素に設けられる前記上部電極および前記下部電極のうちの前記一方の電極の面積より大きい固体撮像装置を備える
電子機器。
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