JP6581621B2 - 固体撮像装置およびカメラ - Google Patents

Description

本発明は、固体撮像装置およびカメラに関する。

デジタルビデオカメラやデジタルスチルカメラなどで用いられている固体撮像装置に位相差検出機能を持たせ、専用の自動焦点検出（ＡＦ）センサを用いずに焦点検出を実現する技術が知られている。例えば、特許文献１に記載された固体撮像装置では、一部の画素の遮光層に、マイクロレンズの光軸に対して中心が偏心した開口を設けることで、撮像レンズの瞳が分割されている。

特開２０１１−６０８１５号公報

固体撮像装置では、光電変換部およびトランジスタなどの回路素子が形成されるウェルの電位を固定するためにウェルコンタクト領域が設けられる。ウェルコンタクト領域には、コンタクトプラグを介して基準電位ラインが電気的に接続される。特許文献１には、ウェルコンタクト領域をどのように配置するかに関する記載も示唆もない。

本発明は、焦点検出機能を有する固体撮像装置におけるウェルコンタクト領域の有利な配置を提供することを目的とする。

本発明の１つの側面は、被写体像を撮像するための撮像画素と、撮像レンズの瞳の第１領域を通過した光を検出する第１の画素と、前記瞳の前記第１領域とは異なる第２領域を通過した光を検出する第２の画素とを有する固体撮像装置に係り、前記固体撮像装置は、前記撮像画素の光電変換部と、前記第１の画素の、光電変換部、第１のウェルコンタクト領域、及びトランジスタと、を備え、前記第１の画素において、前記撮像画素における前記光電変換部が配される領域に対応する領域に、前記第１の画素の前記光電変換部及び前記第１のウェルコンタクト領域が配され、前記撮像画素の前記光電変換部と前記第１の画素の前記第１のウェルコンタクト領域との間には、前記第１の画素の前記トランジスタが配され、前記撮像画素の前記光電変換部と前記第１の画素の前記光電変換部はそれぞれ電荷蓄積領域を含み、前記第１の画素において、前記撮像画素における前記電荷蓄積領域が配される領域に対応する領域に、前記第１の画素の前記電荷蓄積領域、素子分離及び前記第１のウェルコンタクト領域が配される。

本発明によれば、焦点検出機能を有する固体撮像装置におけるウェルコンタクト領域の有利な配置が提供される。

本発明の１つの実施形態に係る固体撮像装置の１つの画素の回路構成を例示する図。 本発明の第１実施形態の固体撮像装置の画素アレイの一部を示す図。 本発明の第２実施形態の固体撮像装置の画素アレイの一部を示す図。 本発明の第３実施形態の固体撮像装置の画素アレイの一部を示す図。 比較例を示す図。

本発明に係る固体撮像装置は、被写体像を撮像するための複数の撮像画素と、撮像レンズの瞳の第１領域を通過した光を検出する複数の第１の焦点検出画素と、該瞳の該第１領域とは異なる第２領域を通過した光を検出する複数の第２の焦点検出画素とを有する。複数の第１の焦点検出画素の出力と複数の第２の焦点検出画素の出力とに基づいて位相差検出方式にしたがって焦点を検出することができる。本発明の固体撮像装置は、例えば、ＭＯＳ型固体撮像装置またはＣＣＤ型固体撮像装置として構成されうる。

以下、本発明の実施形態として、本発明をＭＯＳ型固体撮像装置に適用した例を説明する。図１には、本発明の１つの実施形態に係る固体撮像装置の１つの画素ＰＩＸの回路構成が例示されている。撮像画素、第１の焦点検出画素および第２の焦点検出画素は、図１に示すような回路構成を有しうる。画素ＰＩＸは、光電変換部１０１を有する。光電変換部１０１は、例えば、フォトダイオードでありうる。光電変換部は、光電変換によって生じた電荷を蓄積する電荷蓄積領域を有する。図１に示す例では、画素ＰＩＸは、光電変換によって生じた電子および正孔のうち電子を蓄積し、その電子の量に応じた信号を画素の信号として出力する。しかしながら、画素ＰＩＸは、正孔を蓄積し、その正孔の量に応じた信号を画素の信号として出力するように構成されてもよい。

画素ＰＩＸは、光電変換部１０１に蓄積された電荷をフローティングディフュージョンＦＤに転送する転送トランジスタ１０２を含みうる。画素ＰＩＸはまた、フローティングディフュージョンＦＤに転送された電荷の量に応じた信号を列信号線１１０に出力する増幅トランジスタ１０５を含みうる。ここで、列信号線１１０には、電流源１１１の一端が接続され、増幅トランジスタ１０５および電流源１１１によってソースフォロワ回路が構成されうる。電流源１１１の他端には電位Ｖ２が与えられうる。画素ＰＩＸは、フローティングディフュージョンＦＤの電位をリセットするリセットトランジスタ１０４を有しうる。画素ＰＩＸは、選択トランジスタ１０６を有してもよい。選択トランジスタ１０６が不図示の垂直走査回路によって活性化されることによって画素ＰＩＸが選択状態になる。フローティングディフュージョンＦＤに設定する電位によって画素ＰＩＸを選択状態または非選択状態に設定する方式においては、選択トランジスタ１０６は不要である。選択トランジスタ１０６は、例えば、増幅トランジスタ１０５と列信号線１１０との間に配置されうる。リセットトランジスタ１０４および増幅トランジスタ１０５のドレインには、電位Ｖ１が与えられうる。

光電変換部１０１、転送トランジスタ１０２、増幅トランジスタ１０５、リセットトランジスタ１０４および選択トランジスタ１０６には、半導体基板のウェルコンタクト領域およびそれに接続されたコンタクトプラグを介して接地電位等の基準電位が与えられる。光電変換部１０１がフォトダイオードで構成され、カソードに電子が蓄積される場合、アノードには、ウェルに形成されたウェルコンタクト領域およびそれに接続されたコンタクトプラグを介して接地電位１１２が与えられる。トランジスタ１０２、１０４、１０５、１０６がＮＭＯＳトランジスタで構成される場合、これらには、半導体基板のウェルに形成されたウェルコンタクト領域およびそれに接続されたコンタクトプラグを介して基板バイアスとして接地電位１１２が与えられる。

図２（ａ）には、本発明の第１実施形態の固体撮像装置の画素アレイの一部（４画素）のレイアウト（平面図）が示されている。より具体的には、図２（ａ）は、２つの撮像画素２０２Ａ、２０２Ｂと、第１の焦点検出画素２０１Ａと、第２の焦点検出画素２０１Ｂとが示されている。第１の焦点検出画素２０１Ａは、撮像レンズの瞳の第１領域を通過した光を検出する。第２の焦点検出画素２０１Ｂは、該瞳の該第１領域とは異なる第２領域を通過した光を検出する。図２（ｂ）は、図２（ａ）におけるＡ−Ａ線に沿った断面図である。

第１の焦点検出画素２０１Ａは、光電変換部２０６Ａ、転送トランジスタ、選択トランジスタ、増幅トランジスタおよびリセットトランジスタを含む。第２の焦点検出画素２０１Ｂは、光電変換部２０６Ｂ、転送トランジスタ、選択トランジスタ、増幅トランジスタおよびリセットトランジスタを含む。撮像画素２０２Ａ、２０２Ｂは、光電変換部２０６Ｃ、転送トランジスタ、選択トランジスタ、増幅トランジスタおよびリセットトランジスタを含む。転送トランジスタ、選択トランジスタ、増幅トランジスタ、リセットトランジスタは、それぞれゲート電極２１３、２０３、２０４、２０５を有する。

第１の焦点検出画素２０１Ａの光電変換部２０６Ａは、例えば、Ｐ型の表面領域２１９Ａ、Ｎ型の電荷蓄積領域２２０ＡおよびＰ型のウェル２３０によって構成されうる。第２の焦点検出画素２０１Ｂの光電変換部２０６Ｂは、第１の焦点検出画素２０１Ａの光電変換部２０６Ａと同様に、Ｐ型の表面領域、Ｎ型の電荷蓄積領域およびＰ型のウェル２３０によって構成されうる。撮像画素２０２Ａ、２０２Ｂの光電変換部２０６Ｃは、例えば、Ｐ型の表面領域２１９Ｃ、Ｎ型の電荷蓄積領域２２０ＣおよびＰ型のウェル２３０によって構成されうる。

固体撮像装置は、Ｐ型のウェル２３０を有する半導体基板ＳＢを含む。半導体基板ＳＢは、素子分離２０９を有し、素子分離２０９によって活性領域２０８が規定されている。素子分離２０９は、例えば、ＳＴＩ（Ｓｈａｌｌｏｗ Ｔｒｅｎｃｈ Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）またはＬＯＣＯＳ（Ｌｏｃａｌ Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｉｌｉｃｏｎ）などの絶縁体を含む分離構造を有しうる。活性領域２０８には、例えば、光電変換部２０６Ａ、２０６Ｂ、２０６Ｃの表面領域、フローティングディフュージョン２０７および各トランジスタのソース領域、ドレイン領域、および、チャネル領域が配されている。活性領域２０８には、更に、第１の焦点検出画素２０１Ａの第１のウェルコンタクト領域２１５Ａ、第２の焦点検出画素２０１Ｂの第２のウェルコンタクト領域２１５Ｂ、撮像画素２０２Ａ、２０２Ｂの第３のウェルコンタクト領域２１５Ｃ、２１５Ｃが配されている。本実施形態では、一部の撮像画素にのみウェルコンタクト領域が配されている。すべての撮像画素にウェルコンタクト領域が配されてもよい。

図２に示す例では、各画素の選択トランジスタ、増幅トランジスタ、リセットトランジスタは、１つの活性領域２０８の上に所定間隔をおいてゲート電極２０３、２０４、２０５を配置することで形成され、ソース領域およびドレイン領域は共通化されている。素子分離２０９の一部または全部は、ＰＮ接合分離によって構成されてもよい。この場合、連続した１つの活性領域２０８に、複数の画素、あるいはすべての画素の素子が配されうる。

第１の焦点検出画素２０１Ａの活性領域２０８に接地電位を供給するために、第１のウェルコンタクト領域２１５Ａには、第１のコンタクトプラグ２１０Ａが電気的に接続される。そして、第１のコンタクトプラグ２１０Ａには、接地ライン（金属配線パターン）２１２Ａが電気的に接続される。同様に、第２の焦点検出画素２０１Ｂの活性領域２０８に接地電位を供給するために、第２のウェルコンタクト領域２１５Ｂには、第２のコンタクトプラグ２１０Ｂが電気的に接続される。そして、第２のコンタクトプラグ２１０Ｂには、接地ライン（金属配線パターン）２１２Ｂに電気的に接続される。接地ライン２１２Ａは、撮像レンズの瞳における前述の第１領域を規定しつつ第１のウェルコンタクト領域２１５Ａを遮光する第１の遮光部を含む。接地ライン２１２Ｂは、撮像レンズの瞳における前述の第２領域を規定しつつ第２のウェルコンタクト領域２１５Ｂを遮光する第２の遮光部を含む。このように、撮像レンズの第１領域を通過した光を第１の焦点検出画素２０１Ａによって検出し、該撮像レンズの第２領域を通過した光を第２の焦点検出画素２０１Ｂによって検出することによって瞳分割による位相差検出が実現される。

接地ライン２１２Ａ、２１２Ｂは、配線パターン、コンタクトプラグ、ビアプラグ等を含む配線構造２４０の一部として構成されうる。配線構造２４０の上には、カラーフィルタ２２１および／またはマイクロレンズ２０４が配されうる。

第１の焦点検出画素２０１Ａと第２の焦点検出画素２０１Ｂとは、位相差検出のために対をなす画素である。位相差検出のために対をなす第１の焦点検出画素２０１Ａと第２の焦点検出画素２０１Ｂとは、画素内における光電変換部の相対位置が互いに異なる。これに応じて、第１の焦点検出画素２０１Ａにおける第１のウェルコンタクト領域２１５Ａの、ある素子に対する相対位置と、第２の焦点検出画素２０１Ｂにおける第２のウェルコンタクト領域２１５Ｂの対応する素子に対する相対位置とは互いに異なる。つまり、第１の焦点検出用画素２０１Ａのいずれかの素子と、第２の焦点検出用画素２０１Ｂの対応する素子とが重なるように第１の焦点検出用画素２０１Ａのレイアウトを並行移動し、さらに、必要に応じて回転および反転させた場合を考える。この場合において、第１のウェルコンタクト領域２１５Ａは、第２の焦点検出用画素２０１Ｂの第２のウェルコンタクト領域２１５Ｂとは別の位置に移動される。また、第１の焦点検出画素２０１Ａにおける第１のコンタクトプラグ２１０Ａの相対位置と第２の焦点検出画素２０１Ｂにおける第２のコンタクトプラグ２１０Ｂの相対位置とは互いに異なる。位相差検出のために対をなす第１の焦点検出画素２０１Ａと第２の焦点検出画素２０１Ｂとで画素内におけるウェルコンタクト領域（またはコンタクトプラグ）の相対位置を異ならせることは、レイアウトの自由度を向上させるために有利である。

接地ライン２１２Ａ、２１２Ｂは、配線パターン、コンタクトプラグ、ビアプラグ等を含む配線構造２４０の一部として構成されうる。配線構造２４０の上には、カラーフィルタ２２１および／またはマイクロレンズ２０４が配されうる。

撮像画素２０２Ａの活性領域２０８に接地電位を供給するために、撮像画素２０２Ａの第３のウェルコンタクト領域２１５Ｃには、第３のコンタクトプラグ２１１Ａが電気的に接続される。そして、第３のコンタクトプラグ２１１Ａには、接地ライン（金属配線パターン）２１２Ａが電気的に接続される。同様に、撮像画素２０２Ｂの活性領域２０８に接地電位を供給するために、撮像画素２０２Ｂの第３のウェルコンタクト領域２１５Ｃには、第３のコンタクトプラグ２１１Ｂが電気的に接続される。そして、第３のコンタクトプラグ２１１Ａには接地ライン（金属配線パターン）２１２Ｂが電気的に接続される。

撮像画素２０２Ａと撮像画素２０２Ｂとは、対称な構造を有しうる。例えば、並進対称、回転対象、ミラー対称、あるいは、これらの組み合わせの構造である。この実施形態では、２つの撮像画素２０２Ａと２０２Ｂとが並進対称な構造を有している。この場合、撮像画素２０２Ａにおける第３のウェルコンタクト領域２１５Ｃの相対位置は、撮像画素２０２Ｂにおける第３のウェルコンタクト領域２１５Ｃの相対位置と等しい。あるいは、撮像画素２０２Ａと撮像画素２０２Ｂとは、互いに対称性を有しない構造を有してもよい。例えば、撮像画素２０２Ａと撮像画素２０２Ｂとにおいて増幅トランジスタが共有される場合には、撮像画素２０２Ａと撮像画素２０２Ｂとは、互いに対称性を有しない構造を有しうる。

本実施形態では、撮像画素２０２Ａ（２０２Ｂ）における第３のウェルコンタクト領域２１５Ｃの、ある素子に対する相対位置は、第１の焦点検出画素２０１Ａにおける第１のウェルコンタクト領域２１５Ａの、対応する素子に対する相対位置と異なる。つまり、第１の焦点検出用画素２０１Ａのいずれかの素子と、撮像画素２０２Ａ（２０２Ｂ）の対応する素子とが重なるように、焦点検出用画素２０１Ａのレイアウトを並行移動し、さらに、必要に応じて回転および反転させた場合を考える。この場合において、第１のウェルコンタクト領域２１５Ａは、撮像画素２０２Ａの第３のウェルコンタクト領域２１５Ｃとは別の位置に移動される。対応する素子とは、第１の焦点検出用画素のリセットトランジスタと撮像画素のリセットトランジスタのように、２つの別の画素において同様の機能を有する素子あるいは部分である。また、撮像画素２０２Ａ（２０２Ｂ）における第３のウェルコンタクト領域２１５Ｃの相対位置は、第２の焦点検出画素２０１Ｂにおける第２のウェルコンタクト領域２１５Ｂの相対位置と異なる。

ウェルコンタクト領域２１５Ａ、２１５Ｂ、２１５Ｃの不純物濃度は、ウェル２３０の不純物濃度よりも高い。ウェルコンタクト領域２１５Ａ、２１５Ｂ、２１５Ｃを設けることによってコンタクトプラグ２１０Ａ、２１０Ｂ、２１１Ａ（２１１Ｂ）との接触抵抗を下げることができる。図２に示された例では、ウェルコンタクト領域と光電変換部の表面領域とが互いに異なる活性領域に配される。言い換えると、ウェルコンタクト領域と光電変換部の表面領域とは、絶縁体を含む素子分離２０９によって電気的に分離されている。しかしながら、これは一例に過ぎず、ウェルコンタクト領域と光電変換部の表面領域とは、同じ活性領域に配されてもよい。

ウェル２３０は、複数の画素あるいは全ての画素で共有されてよいし、画素ごとに設けられてもよい。上記の説明では、ウェルコンタクト領域２１５Ａ、２１５Ｂ、２１５Ｃを介してウェル２３０に接地電位が供給されるが、接地電位以外の任意の電位がＰ型ウェルに供給されうる。

上記の例は、光電変換部において電子を蓄積する固体撮像装置を対象とするものであるので、ウェル２３０がＰ型であるが、光電変換部において正孔を蓄積する固体撮像装置では、上記の例におけるＰ型とＮ型とが入れ替えられる。

増幅トランジスタおよびリセットトランジスタが配されるウェルの電位は、それらのトランジスタの動作特性を決める上で重要である。画素アレイが配された領域内に不均一な電位分布が存在すると、撮像された画像にシェーディングが生じうる。そのため、画素アレイが配された領域のウェルに多くのコンタクトプラグを配することによってウェルを等電位することが望ましい。一方、多くのコンタクトプラグを配すると、コンタクトプラグおよびウェルコンタクト領域を介して光電変換部へ暗電流が流れる可能性がある。撮像画素の光電変換部への暗電流の発生は、特に暗時の画像に悪影響を与えてしまう。焦点検出画素の信号は少なくとも直接に画像を構成する信号として用いられることはないので、焦点検出画素で発生する暗電流よりも撮像画素で発生する暗電流を抑制することが重要である。したがって、シェーディングの抑制と撮像画素で発生する暗電流の抑制の両立を図るべきである。

図５（ａ）は、比較例の固体撮像装置の画素アレイの一部（４画素）のレイアウト（平面図）が示されている。図５（ｂ）は、図５（ａ）におけるＡ−Ａ線に沿った断面図である。比較例では、焦点検出画素２０１Ａ、２０１Ｂにおけるウェルコンタクト領域２１５Ａ、２１５Ｂの相対位置と撮像画素２０２Ａ、２０２Ｂにおけるウェルコンタクト領域２１５Ｃ、２１５Ｃの相対位置とが同じである。このような構成は、ウェル２３０の電位を均一にすることによるシェーディングの抑制には有利である。しかしながら、このような構成は、焦点検出画素２０１Ａ、２０１Ｂのためのコンタクトプラグ２１０Ａ、２１０Ｂおよびウェルコンタクト領域２１５Ａ、２１５Ｂからの光電変換部２０６Ｃへの暗電流２１７の抑制には不利である。例えば、焦点検出画素２０１Ａのためのコンタクトプラグ２１０Ａおよびウェルコンタクト領域２１５Ａから隣接する撮像画素２０２Ａの光電変換部２０６Ｃへの暗電流２１７が暗時の画像に悪影響を与えうる。

一方、第１実施形態のように、焦点検出画素と撮像画素とで画素内におけるウェルコンタクト領域の相対位置を個別に決定することは、シェーディングの抑制と撮像画素における暗電流の抑制とを両立するために有利である。例えば、図５に示す場合に比べ、第１実施形態では、焦点検出画素２０１Ａのためのコンタクトプラグ２１０Ａおよびウェルコンタクト領域２１５Ａから隣接する撮像画素２０２Ａの光電変換部２０６Ｃまでの距離を大きく取ることができる。コンタクト領域２１５Ａと光電変換部２０６Ｃの距離が大きいほど、ウェルコンタクト領域２１５Ａから光電変換部２０６Ｃへの暗電流は小さくなるため、光電変換部２０６Ｃへの暗電流を抑制することが可能になる。このほかにも、ウェルコンタクト領域２１５Ａと、隣接する撮像画素２０２Ａの光電変換部２０６Ｃとの間に、電荷の混入を防止するバリアを配置するなどの方法により、暗電流を抑制することができる。このようなバリアの配置がレイアウトの制約を受けずに行えるため、暗電流の抑制に有利であると言える。

また、焦点検出画素において接地ライン２１２Ａ、２１２Ｂによって遮光される領域にウェルコンタクト領域２１５Ａ、２１５Ｂを配置することは、隣接する撮像画素における暗電流を抑制するために有利である。

図３を参照しながら本発明の第２の実施形態を説明する。図３（ａ）には、本発明の第２実施形態の固体撮像装置の画素アレイの一部（４画素）のレイアウト（平面図）が示されている。より具体的には、図３（ａ）は、２つの撮像画素２０２Ａ、２０２Ｂと、第１の焦点検出画素２０１Ａと、第２の焦点検出画素２０１Ｂとが示されている。第１の焦点検出画素２０１Ａは、撮像レンズの瞳の第１領域を通過した光を検出する。第２の焦点検出画素２０１Ｂは、該瞳の該第１領域とは異なる第２領域を通過した光を検出する。図３（ｂ）は、図３（ａ）におけるＡ−Ａ線に沿った断面図である。なお、第２実施形態の説明において言及しない事項は、第１実施形態に従いうる。

第２実施形態は、ウェル２３０に接地電位を供給するためのウェルコンタクト領域およびコンタクトプラグが焦点検出画素２０１Ａ、２０１Ｂには設けられているが、一部の撮像画素２０２Ａ、２０２Ｂには設けられていない点で第１実施形態と異なる。

撮像画素２０２Ａ、２０２Ｂにウェルコンタクト領域およびコンタクトプラグを設けないことにより、ウェルコンタクト領域およびコンタクトプラグに起因する撮像画素２０２Ａ、２０２Ｂにおける暗電流の発生を抑制することができる。ウェル２３０の電位分布によって生じるシェーディングの程度が許容可能な範囲であれば、焦点検出画素２０１Ａ、２０１Ｂを含む焦点検出画素の全てにウェルコンタクト領域およびコンタクトプラグを配置する必要はない。即ち、シェーディングの程度が許容可能な範囲であれば、複数の焦点検出画素のうちの一部にのみウェルコンタクト領域およびコンタクトプラグを配置してもよい。ここで、第１の焦点検出用画素２０１Ａのいずれかの素子と、ウェルコンタクト領域を有さない撮像画素２０２Ａ（２０２Ｂ）の対応する素子とが重なるように焦点検出用画素２０１Ａのレイアウトを並行移動し、更に必要に応じて回転および反転させた場合を考える。この場合において、第１のウェルコンタクト領域２１５Ａは、ウェルコンタクト領域とは別の位置に移動される。したがって、第１の焦点検出画素２０１Ａにおける第１のウェルコンタクト領域２１５Ａのある素子に対する相対位置は、撮像画素２０２Ａ（２０２Ｂ）と異なっている。

増幅トランジスタのゲート面積が小さいと、１／ｆノイズの発生によって画素特性に悪影響を及ぼす場合がある。第２実施形態では、撮像画素に接地電位を供給するためのコンタクトプラグを配置しないため、コンタクトプラグを配置する場合に比べて撮像画素の増幅トランジスタのゲート面積を大きくすることが可能になり、１／ｆノイズの発生を抑制することができる。また、コンタクトプラグを配置する場合に比べて、撮像画素の光電変換部の面積を大きく設けることができるため、撮像画素の感度を向上させることができる。

図４を参照しながら本発明の第３の実施形態を説明する。図４（ａ）には、本発明の第３実施形態の固体撮像装置の画素アレイの一部（４画素）のレイアウト（平面図）が示されている。より具体的には、図４（ａ）は、２つの撮像画素２０２Ａ、２０２Ｂと、第１の焦点検出画素２０１Ａと、第２の焦点検出画素２０１Ｂとが示されている。第１の焦点検出画素２０１Ａは、撮像レンズの瞳の第１領域を通過した光を検出する。第２の焦点検出画素２０１Ｂは、該瞳の該第１領域とは異なる第２領域を通過した光を検出する。図４（ｂ）は、図４（ａ）におけるＡ−Ａ線に沿った断面図である。なお、第３実施形態の説明において言及しない事項は、第１実施形態に従いうる。

第３実施形態は、焦点検出画素２０１Ａ、２０１Ｂのためのコンタクトプラグ２１０Ａ、２１０Ｂが焦点検出画素２０１Ａ、２０１Ｂの光電変換部２０６Ａ、２０６Ｂの表面領域２１９Ａ（光電変換部２０６Ｂの表面領域は不図示。）に接続されている点で第１実施形態と異なる。第３実施形態では、ウェルコンタクト領域２１５Ａ、２１５Ｂと光電変換部２０６Ａ、２０６Ｂとが素子分離２０９によって分離されていないので、光電変換部２０６Ａ、２０６Ｂの領域を大きくすることができる。これは、焦点検出画素２０１Ａ、２０１Ｂのダイナミックレンジを拡大するために寄与する。

以下、上記の各実施形態に係る固体撮像装置の応用例として、該固体撮像装置が組み込まれたカメラについて例示的に説明する。カメラの概念には、撮影を主目的とする装置のみならず、撮影機能を補助的に備える装置（例えば、パーソナルコンピュータ、携帯端末）も含まれる。カメラは、上記の実施形態として例示された本発明に係る固体撮像装置と、該固体撮像装置から出力される信号を処理する処理部とを含む。該処理部は、例えば、Ａ／Ｄ変換器、および、該Ａ／Ｄ変換器から出力されるデジタルデータを処理するプロセッサを含みうる。

２０２Ａ、２０２Ｂ：撮像画素、２０１Ａ：第１の焦点検出画素、２０１Ｂ：第２の焦点検出画素、２１５Ａ、２１５Ｂ、２１５Ｃ：ウェルコンタクト領域

Claims (13)

1. 被写体像を撮像するための撮像画素と、撮像レンズの瞳の第１領域を通過した光を検出する第１の画素と、前記瞳の前記第１領域とは異なる第２領域を通過した光を検出する第２の画素とを有する固体撮像装置であって、
   前記撮像画素の光電変換部と、
   前記第１の画素の、光電変換部、第１のウェルコンタクト領域、及びトランジスタと、
   を備え、
   前記第１の画素において、前記撮像画素における前記光電変換部が配される領域に対応する領域に、前記第１の画素の前記光電変換部及び前記第１のウェルコンタクト領域が配され、
   前記撮像画素の前記光電変換部と前記第１の画素の前記第１のウェルコンタクト領域との間には、前記第１の画素の前記トランジスタが配され、
   前記撮像画素の前記光電変換部と前記第１の画素の前記光電変換部はそれぞれ電荷蓄積領域を含み、
   前記第１の画素において、前記撮像画素における前記電荷蓄積領域が配される領域に対応する領域に、前記第１の画素の前記電荷蓄積領域、素子分離及び前記第１のウェルコンタクト領域が配される、
   ことを特徴とする固体撮像装置。
2. 前記第１の画素は前記第１のウェルコンタクト領域を遮光する第１の遮光部を有することを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
3. 前記第１のウェルコンタクト領域に電気的に接続された第１のコンタクトプラグを有し、
   前記第１のコンタクトプラグは、前記第１の遮光部に対して電気的に接続されていることを特徴とする請求項２に記載の固体撮像装置。
4. 前記素子分離は、絶縁体を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
5. 前記第１の画素と前記第２の画素とが位相差検出のための対をなす
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
6. 前記トランジスタは、リセットトランジスタ、増幅トランジスタ、転送トランジスタ、および、選択トランジスタのいずれか１つであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
7. 更に前記第２の画素の、光電変換部および第２のウェルコンタクト領域を備え、
   前記第２の画素において、前記撮像画素における前記光電変換部が配される領域に対応する領域に、前記第２の画素の前記光電変換部及び前記第２のウェルコンタクト領域が配されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
8. 前記第１の画素における前記第１のウェルコンタクト領域の、前記第１の画素に含まれる増幅トランジスタに対する相対位置と、前記第２の画素における前記第２のウェルコンタクト領域の、前記第２の画素に含まれる増幅トランジスタに対する相対位置とが互いに異なることを特徴とする請求項７に記載の固体撮像装置。
9. 更に、前記第２のウェルコンタクト領域を遮光する第２の遮光部と、前記第２のウェルコンタクト領域に電気的に接続された第２のコンタクトプラグと、を備えることを特徴とする請求項７又は８に記載の固体撮像装置。
10. 前記第２のコンタクトプラグは、前記第２の遮光部に対して電気的に接続されていることを特徴とする請求項９に記載の固体撮像装置。
11. 前記撮像画素において、前記第１の画素の前記第１のウェルコンタクト領域に対応する領域にはウェルコンタクト領域が配されていないことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
12. 前記撮像画素にはウェルコンタクト領域が配されていないことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
13. 請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の固体撮像装置と、
    前記固体撮像装置から出力される信号を処理する処理部と、
    を備えることを特徴とするカメラ。