JP7437957B2 - 受光素子、固体撮像装置及び電子機器 - Google Patents
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Description
<固体撮像装置の概略構成例>
第1実施形態に係る固体撮像装置として、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサを一例として説明する。第1実施形態に係る固体撮像装置1は、図1に示すように、画素2が行列状に配列された画素領域(撮像領域)3と、画素領域3から出力された画素信号を処理する周辺回路部(4,5,6,7,8)とを備える。
第1実施形態に係る固体撮像装置1の中間遮光膜20の配置パターンは、図2に示した千鳥格子状の配置パターンに限定されない。例えば、図4にドット状のハッチングの領域で示すように、画素群21の左側の列方向に隣接する2個の単画素211,213、画素群22の左側の列方向に隣接する2個の単画素221,223、画素群23の右側の列方向に隣接する2個の単画素232,234、画素群24の右側の列方向に隣接する2個の単画素242,244を、中間遮光膜20が選択的に配置された遮光画素としてもよい。
第2実施形態に係る固体撮像装置は、図5のドット状のハッチングの領域で示すように、画素群21の単画素211,214、画素群22の単画素221,224、画素群23の単画素231,234、画素群24の単画素241,244を、中間遮光膜20が選択的に配置された遮光画素とする点は、図2に示した第1実施形態に係る固体撮像装置1と共通する。
第3実施形態に係る固体撮像装置は、図8に示すように、画素群21を構成する単画素211~214、画素群22を構成する単画素221~224、画素群23を構成する単画素231~234、画素群24を構成する単画素241~244のそれぞれが、複数(2個)の第2光電変換部(フォトダイオード)を有し、いわゆる画素共有構造を有する点が、第1実施形態に係る固体撮像装置1と異なる。
第4実施形態に係る固体撮像装置は、図9に示すように、画素群21が3×3個の単画素211~219で構成され、画素群22が3×3個の単画素221~229で構成され、画素群23が3×3個の単画素231~239で構成され、画素群24が3×3個の単画素241~249で構成されている点が、第1実施形態に係る固体撮像装置1と異なる。
第5実施形態に係る固体撮像装置は、図11に示すように、2×2個の画素群21,22,25,26、2×2個の画素群23,24,27,28、2×2個の画素群29,30,33,34、2×2個の画素群31,32,35,36が同一パターンの単位行列であり、単位行列が行列状に周期的に配列されて画素領域3が構成されている点が、第1実施形態に係る固体撮像装置1と異なる。
第6実施形態に係る固体撮像装置は、図14に示すように、光Lの入射側から遠い第1センサ(40,50)を、いわゆる裏面照射型で構成する点が、第1実施形態に係る固体撮像装置1と共通する。しかし、光Lの入射側に近い第2センサ(60,70)を、いわゆる表面照射型で構成する点が、第1実施形態に係る固体撮像装置1と異なる。
上記のように、本技術は第1~第6実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面は本技術を限定するものであると理解すべきではない。上記の実施形態が開示する技術内容の趣旨を理解すれば、当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が本技術に含まれ得ることが明らかとなろう。また、第1~第6実施形態がそれぞれ開示する構成を、矛盾の生じない範囲で適宜組み合わせることができる。
図15は、本開示を適用した電子機器としての撮像装置の一実施の形態の構成例を示すブロック図である。
本開示に係る技術(本技術)は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、内視鏡手術システムに適用されてもよい。
本開示に係る技術(本技術)は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット等のいずれかの種類の移動体に搭載される装置として実現されてもよい。
(1)
行列状に配列された複数の画素群を有し、
前記画素群が、少なくとも2行2列の単画素で構成され、
前記単画素が、
第1光電変換部と、
前記第1光電変換部の光の入射面側に設けられた第2光電変換部と、
を備え、
前記複数の画素群のそれぞれにおいて、前記画素群を構成する一部の前記単画素の、前記第1光電変換部と前記第2光電変換部との間に、遮光膜が選択的に配置され、
互いに隣接する前記画素群の境界を挟んで互いに隣接する前記単画素の少なくとも一方に、前記遮光膜が配置されている、
受光素子。
(2)
前記画素群が、2行2列の単画素で構成され、
前記画素群の対角に位置する2個の単画素に、前記遮光膜が配置されている、
前記(1)に記載の受光素子。
(3)
前記画素群が、2行2列の単画素で構成され、
前記画素群の行方向又は列方向で互いに隣接する2個の単画素に、前記遮光膜が配置されている、
前記(1)に記載の受光素子。
(4)
前記画素群の前記2個の単画素とは異なる他の2個の単画素の半分の領域に、前記遮光膜が更に配置されている、
前記(2)又は(3)に記載の受光素子。
(5)
前記第2光電変換部が、複数のフォトダイオードで構成されている、
前記(1)~(4)のいずれかに記載の受光素子。
(6)
前記第1光電変換部が化合物半導体基板に形成され、
前記第2光電変換部がシリコン基板に形成されている、
前記(1)~(5)のいずれかに記載の受光素子。
(7)
前記化合物半導体基板がインジウムガリウム砒素からなる、
前記(6)に記載の受光素子。
(8)
前記単画素が、
前記第1光電変換部の前記光の入射面側とは反対側に、前記第1光電変換部で発生する信号電荷を読み出す第1配線層を更に備える、
前記(1)~(7)のいずれかに記載の受光素子。
(9)
前記単画素が、
前記第2光電変換部の前記光の入射面側とは反対側に、前記第2光電変換部で発生する信号電荷を読み出す第2配線層を更に備える、
前記(1)~(8)のいずれかに記載の受光素子。
(10)
前記遮光膜が、前記第2配線層に埋め込まれている、
前記(9)に記載の受光素子。
(11)
前記第2光電変換部の前記光の入射面側に、前記第2光電変換部で発生する信号電荷を読み出す第2配線層を更に備える、
前記(1)~(8)のいずれかに記載の受光素子。
(12)
前記第1光電変換部と前記第2光電変換部との間に、前記遮光膜に接するように光透過膜が配置されている、
前記(11)に記載の受光素子。
(13)
行列状に配列され、少なくとも2行2列の画素群でそれぞれ構成された複数の単位行列を備え、
前記画素群が、少なくとも2行2列の単画素で構成され、
前記単画素が、
近赤外光を光電変換する第1光電変換部と、
前記第1光電変換部の光の入射面側に設けられ、可視光を光電変換する第2光電変換部と、
を備え、
前記複数の単位行列のそれぞれにおいて、前記単位行列を構成する一部の前記画素群に、近赤外光を透過するカラーフィルタを配置し、
互いに隣接する前記単位行列のそれぞれの前記カラーフィルタを配置した前記画素群の間に位置する前記単画素の、前記第1光電変換部と前記第2光電変換部との間に、遮光膜が選択的に配置されている、
受光素子。
(14)
行列状に配列された複数の画素群で構成された画素領域を備え、
前記画素群が、少なくとも2行2列の単画素で構成され、
前記単画素が、
第1光電変換部と、
前記第1光電変換部の光の入射面側に設けられた第2光電変換部と、
を備え、
前記複数の画素群のそれぞれにおいて、前記画素群を構成する一部の前記単画素の、前記第1光電変換部と前記第2光電変換部との間に、遮光膜が選択的に配置され、
互いに隣接する前記画素群の境界を挟んで互いに隣接する前記単画素の少なくとも一方に、前記遮光膜が配置されている、
固体撮像装置。
(15)
行列状に配列された複数の画素群で構成された画素領域を有する固体撮像装置を備え、
前記画素群が、少なくとも2行2列の単画素で構成され、
前記単画素が、
第1光電変換部と、
前記第1光電変換部の光の入射面側に設けられた第2光電変換部と、
を備え、
前記複数の画素群のそれぞれにおいて、前記画素群を構成する一部の前記単画素の、前記第1光電変換部と前記第2光電変換部との間に、遮光膜が選択的に配置され、
互いに隣接する前記画素群の境界を挟んで互いに隣接する前記単画素の少なくとも一方に、前記遮光膜が配置されている、
電子機器。
Claims (15)
- 行列状に配列された複数の画素群を有し、
前記画素群が、少なくとも2行2列の同色の単画素で構成され、
前記単画素が、
第1光電変換部と、
前記第1光電変換部の光の入射面側に設けられた第2光電変換部と、
を備え、
前記複数の画素群のそれぞれにおいて、前記画素群を構成する一部の前記単画素の、前記第1光電変換部と前記第2光電変換部との間に、遮光膜が選択的に配置され、且つ前記画素群を構成する他の一部の前記単画素の、前記第1光電変換部と前記第2光電変換部との間には前記遮光膜が配置されず、
互いに隣接する前記画素群の境界を挟んで互いに隣接する前記単画素の少なくとも一方に、前記遮光膜が配置されている、
受光素子。 - 前記画素群が、2行2列の単画素で構成され、
前記画素群の対角に位置する2個の単画素に、前記遮光膜が配置されている、
請求項1に記載の受光素子。 - 前記画素群が、2行2列の単画素で構成され、
前記画素群の行方向又は列方向で互いに隣接する2個の単画素に、前記遮光膜が配置されている、
請求項1に記載の受光素子。 - 前記画素群の前記2個の単画素とは異なる他の2個の単画素の半分の領域に、前記遮光膜が更に配置されている、
請求項2に記載の受光素子。 - 前記第2光電変換部が、複数のフォトダイオードで構成されている、
請求項1に記載の受光素子。 - 前記第1光電変換部が化合物半導体基板に形成され、
前記第2光電変換部がシリコン基板に形成されている、
請求項1に記載の受光素子。 - 前記化合物半導体基板がインジウムガリウム砒素からなる、
請求項6に記載の受光素子。 - 前記単画素が、
前記第1光電変換部の前記光の入射面側とは反対側に、前記第1光電変換部で発生する信号電荷を読み出す第1配線層を更に備える、
請求項1に記載の受光素子。 - 前記単画素が、
前記第2光電変換部の前記光の入射面側とは反対側に、前記第2光電変換部で発生する信号電荷を読み出す第2配線層を更に備える、
請求項1に記載の受光素子。 - 前記遮光膜が、前記第2配線層に埋め込まれている、
請求項9に記載の受光素子。 - 前記第2光電変換部の前記光の入射面側に、前記第2光電変換部で発生する信号電荷を読み出す第2配線層を更に備える、
請求項1に記載の受光素子。 - 前記第1光電変換部と前記第2光電変換部との間に、前記遮光膜に接するように光透過膜が配置されている、
請求項11に記載の受光素子。 - 前記遮光膜及び前記光透過膜の前記光の入射面側が前記第2光電変換部に接し、前記遮光膜及び前記光透過膜の前記光の入射面側とは反対側が前記第1光電変換部に接する、
請求項12に記載の受光素子。 - 行列状に配列された複数の画素群で構成された画素領域を備え、
前記画素群が、少なくとも2行2列の同色の単画素で構成され、
前記単画素が、
第1光電変換部と、
前記第1光電変換部の光の入射面側に設けられた第2光電変換部と、
を備え、
前記複数の画素群のそれぞれにおいて、前記画素群を構成する一部の前記単画素の、前記第1光電変換部と前記第2光電変換部との間に、遮光膜が選択的に配置され、且つ前記画素群を構成する他の一部の前記単画素の、前記第1光電変換部と前記第2光電変換部との間には前記遮光膜が配置されず、
互いに隣接する前記画素群の境界を挟んで互いに隣接する前記単画素の少なくとも一方に、前記遮光膜が配置されている、
固体撮像装置。 - 行列状に配列された複数の画素群で構成された画素領域を有する固体撮像装置を備え、
前記画素群が、少なくとも2行2列の同色の単画素で構成され、
前記単画素が、
第1光電変換部と、
前記第1光電変換部の光の入射面側に設けられた第2光電変換部と、
を備え、
前記複数の画素群のそれぞれにおいて、前記画素群を構成する一部の前記単画素の、前記第1光電変換部と前記第2光電変換部との間に、遮光膜が選択的に配置され、且つ前記画素群を構成する他の一部の前記単画素の、前記第1光電変換部と前記第2光電変換部との間には前記遮光膜が配置されず、
互いに隣接する前記画素群の境界を挟んで互いに隣接する前記単画素の少なくとも一方に、前記遮光膜が配置されている、
電子機器。
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