TWI795895B - 固體攝像裝置、固體攝像裝置的製造方法、以及電子機器 - Google Patents

固體攝像裝置、固體攝像裝置的製造方法、以及電子機器 Download PDF

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Abstract

本發明之課題在於提供一種可同時實現更優異的低照度PDAF性能與更優異的遮光性能，並且可實現精度更高的畫質之固體攝像裝置、固體攝像裝置的製造方法以及電子機器。

本發明之解決手段如下：像素部20係區隔為中央區域RCTR與周邊區域RPRP，周邊區域RPRP的所有像素單元PUP之由微透鏡MCL負責使光入射之同色像素PX的數目NP為2，該數目NP係少於中央區域RCTR的像素單元PUC之由微透鏡(MCL)負責使光入射之同色像素PX的數目NC的4。此外，中央區域RCTR所採用之微透鏡MCL與周邊區域RPRP所採用之微透鏡MCL係具有同等的形狀。

Description

固體攝像裝置、固體攝像裝置的製造方法、以及電子機器
本發明係關於固體攝像裝置、固體攝像裝置的製造方法以及電子機器。
作為使用了偵測光以產生電荷之光電轉換元件的固體攝像裝置(影像感測器)，CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor：互補金屬氧化物半導體)影像感測器係已達到實用化。
一般而言，CMOS影像感測器係使用紅(R)、綠(G)、藍(B)的3原色濾光片或靛青、洋紅、黃、綠的4色補色濾光片來攝像彩色圖像。
一般而言，於CMOS影像感測器中，像素(畫素)係個別地具備彩色濾光片。濾光片係包含：主要使紅色光穿透之紅(R)濾光片、主要使綠色光穿透之綠(Gr、Gb)濾光片、以及主要使藍色光穿透之藍(B)濾光片。
包含各彩色濾光片之像素單元係被正方排列而形成有1個像素群，複數個像素群排列為2維狀而形成有像素部的像素陣列。
此彩色濾光片排列係有拜耳排列廣為人知。此外，例如相對於各像素形成有微透鏡。
此外，為了達到高感度化或高動態範圍化，亦有人提出一種藉由複數個同色像素來形成拜耳配列的各像素單元之CMOS影像感測器(例如參考專利文獻1、2)。
此CMOS影像感測器係被廣泛地適用作為數位相機、數位攝影機、監控攝影機、醫療用內視鏡、個人電腦(PC：Personal Computer)、行動電話等可攜式終端裝置(可攜式機器)等各種電子機器的一部分。
尤其是近年來裝載於行動電話等可攜式終端裝置(可攜式機器)之影像感測器的小型化及多像素化進展迅速，像素大小低於1μm之大小乃逐漸成為主流。
為了維持由多像素化所帶來之高解析度化並且抑制由像素間距的縮小所造成之靈敏度或動態範圍的降低，一般是採用：例如於每4個像素配置相鄰接的複數個同色像素，在追求解析度時讀取個別的像素訊號，而在要求高感度或動態範圍性能之情況下，則加算同色像素的訊號來讀取之手法。
然後，此CMOS影像感測器例如於像素單元之相鄰接的複數個同色像素共用一個微透鏡。
在如此於複數個同色像素共用一個微透鏡之固體攝像裝置(CMOS影像感測器)中，於像素中存在有距離資訊，而具有PDAF(Phase Detection Auto Focus：相位偵測自動對焦)功能。
於此CMOS影像感測器中，由於在像素陣列中以同色形成有PDAF(相位偵測自動對焦)像素，所以在通常的攝影模式中，必須修正此等PDAF像素的靈敏度等。
圖1為顯示於4個同色像素共用一個微透鏡且具有PDAF功能之固體攝像裝置(CMOS影像感測器)的像素陣列之像素群的一例之圖(例如參考專利文獻3)。
圖1的像素群1之Gr像素的像素單元PU1、R像素的像素單元PU2、B像素的像素單元PU3以及Gb像素的像素單元PU4係呈拜耳排列。
像素單元PU1係配置有相鄰接之複數個，例如2×2之同色(Gr)的4個像素PXGrA、PXGrB、PXGrC、PXGrD。於像素單元PU1中，相對於4個像素PXGrA、PXGrB、PXGrC、PXGrD配置有1個微透鏡MCL1。
像素單元PU2係配置有相鄰接之複數個，例如2×2之同色(R)的4個像素PXRA、PXRB、PXRC、PXRD。於像素單元PU2中，相對於4個像素PXRA、PXRB、PXRC、PXRD配置有1個微透鏡MCL2。
像素單元PU3係配置有相鄰接之複數個，例如2×2之同色(B)的4個像素PXBA、PXBB、PXBC、PXBD。於像素單元PU3中，相對於4個像素PXBA、PXBB、PXBC、PXBD配置有1個微透鏡MCL3。
像素單元PU4係配置有相鄰接之複數個，例如2×2之同色(Gb)的4個像素PXGbA、PXGbB、PXGbC、PXGbD。於像素單元PU4中，相對於4個像素PXGbA、PXGbB、PXGbC、PXGbD配置有1個微透鏡MCL4。
由於此第1固體攝像裝置之相鄰接的2個像素同時發揮PDAF畫素的功能，所以低照度的PDAF性能高。
圖2為顯示於2個同色像素共用一個微透鏡並且具有PDAF功能之固體攝像裝置(CMOS影像感測器)的像素陣列之像素群的一例之圖(例如參考專利文獻4)。
與圖1相同，圖2的像素群1a之Gr像素的像素單元PU1、R像素的像素單元PU2、B像素的像素單元PU3、以及Gb像素的像素單元PU4呈拜耳排列。
像素單元PU1係配置有相鄰接之複數個，例如2×2之同色(Gr)的4個像素PXGrA、PXGrB、PXGrC、PXGrD。於像素單元PU1中，相對於4個像素PXGrA、PXGrB、PXGrC、PXGrD分別配置有微透鏡MCL01、MCL02、MCL03、MCL04。
像素單元PU2係配置有相鄰接之複數個，例如2×2之同色(R)的4個像素PXRA、PXRB、PXRC、PXRD。於像素單元PU2中，相對於4個像素PXRA、PXRB、PXRC、PXRD分別配置有微透鏡MCL11、MCL12、MCL13、MCL14。
像素單元PU3於相鄰接之複數個同色(B)的4個像素PXBA、PXBB、PXBC、PXRD中，配置有G像素PXGB來取代B像素PXBB。然後於像素單元PU3中，相對於3像素PXBA、PXBC、PXBD分別配置有1個微透鏡MCL20、MCL22、MCL23。
像素單元PU4係配置有相鄰接之複數個2×2的同色(Gb)的4個像素PXGbA、PXGbB、PXGbC、PXGbD。於像素單元PU4中，相對於3像素PXGbB、PXGbC、PXGbD分別配置有1個微透鏡MCL31、MCL32、MCL33。
此外，於圖2的第2固體攝像裝置中，相對於像素單元PU3的像素PXGB與像素單元PU4的像素PXGbA，係橫跨像素單元配置有微透鏡MCL34，而構成為具有PDAF功能。
於此第2固體攝像裝置中，由於僅有1個像素作為PDAF像素而發揮功能，所以低照度PDAF的性能有降低之傾向，惟由於光學中心的遮光面積小，所以周邊部的遮光特性或靈敏度比特性提高。
此外，第3固體攝像裝置為人所知者係有構成為：於各像素單元中相對於各像素分別配置有微透鏡，並且於像素排列中之特定的像素單元，例如於具有4個G像素來取代4個B像素之像素單元中，相對於4個像素配置1個微透鏡，而具有PDAF功能。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開平11-298800號公報
[專利文獻2]日本特許第5471117號
[專利文獻3]US 9793313 B2
[專利文獻4]US 10249663 B2
然而，於圖1的固體攝像裝置中，由於相鄰接的2個像素同時發揮PDAF像素的功能，雖然低照度的PDAF性能提高，但光學中心的遮光面積變寬，因而具有周邊部的遮光特性或靈敏度比特性降低之缺失。
此外，於圖2的固體攝像裝置中，由於僅有1個像素作為PDAF像素而發揮功能，所以低照度PDAF的性能有降低之傾向，惟由於光學中心的遮光面積小，所以周邊部的遮光特性或感度比特性提高，但由於此構造需具有2種不同的透鏡形狀，所以具有靈敏度的變動會增大之缺失。
此外，於上述第3固體攝像裝置中，由於相鄰接的2個像素同時作為PDAF像素而發揮功能，所以低照度的PDAF性能高，且光學中心的遮光面積小，所以有周邊部的遮光特性或靈敏度比特性高之優點，但仍具有下列缺失。
此構成需具有2種不同的透鏡形狀，所以靈敏度的變動會增大。
此外，PDAF像素部分從藍(B)取代為綠(G)，所以需進行色彩修正，會使藍(B)的解析度降低。
本發明係提供一種可同時實現更優異的低照度PDAF(相位偵測自動對焦)性能與更優異的遮光性能，並且可實現精度更高的畫質之固體攝像裝置、固體攝像裝置的製造方法以及電子機器。
本發明之第1觀點的固體攝像裝置係具有：配置有複數個像素單元的像素部，該像素單元係包含進行光電轉換之複數個同色像素；前述像素單元包含：至少在光電轉換區域的光入射部分上分離相鄰接的複數個像素之背面分離部，以及使光入射於至少2個同色像素的光電轉換區域之至少一個微透 鏡；前述像素部係區隔為中央區域與周邊區域，前述周邊區域之至少一部分的前述像素單元，其由前述微透鏡令光入射之同色像素的數目或前述背面分離部的構造，係不同於前述中央區域的前述像素單元中之由前述微透鏡令光入射之同色像素的數目或前述背面分離部的構造。
本發明之第2觀點為一種固體攝像裝置的製造方法，該固體攝像裝置係具有：配置了複數個像素單元的像素部，該像素單元係包含進行光電轉換之複數個同色像素；前述像素單元包含：至少在光電轉換區域的光入射部分上分離相鄰接的複數個像素之背面分離部，以及使光入射於至少2個同色像素的光電轉換區域之至少一個微透鏡；前述固體攝像裝置的製造方法係將前述像素部區隔為中央區域與周邊區域，並將前述周邊區域之至少一部分的前述像素單元形成為其由前述微透鏡令光入射之同色像素的數目或前述背面分離部的構造，不同於前述中央區域之前述像素單元中之由前述微透鏡令光入射之同色像素的數目或前述背面分離部的構造。
本發明之第3觀點的電子機器係具有：固體攝像裝置以及將被攝體像成像於前述固體攝像裝置之光學系；前述固體攝像裝置係具有：配置了複數個像素單元的像素部，該像素單元係包含進行光電轉換之複數個同色像素；前述像素單元包含：至少在光電轉換區域的光入射部分上分離相鄰接的複數個像素之背面分離部，以及使光入射於至少2個同色像素的光電轉換區域之至少一個微透鏡；前述像素部係區隔為中央區域與周邊區域，前述周邊區域之至少一部分的前述像素單元，其由前述微透鏡令光入射之同色像素的數目或前述背面分離部的構造，係不同於前述中央區域的前述像素單元中之由前述微透鏡令光入射之同色像素的數目或前述背面分離部的構造。
根據本發明，可同時實現更優異的低照度PDAF(相位偵測自動對焦)性能與更優異的遮光性能，並且可實現精度更高的畫質。
10,10A,10B,10C:固體攝像裝置
20,20A,20B,20C:像素部
30:垂直掃描電路
40:讀取電路
50:水平掃描電路
60:時序控制電路
70:讀取驅動控制部
200,200A~200C:像素陣列
800:電子機器
810:CMOS影像感測器
820:光學系
830:訊號處理電路(PRC)
BDTI12,BDTI22:背面深溝槽隔離層
BSM11,BSM12,BSM21,BSM22:背面金屬(背面分離部)
CNR:角部
FD,FD11:浮動擴散層
LSGN:垂直訊號線
MCL,MCL1,MCL2,MCL3,MCL4,MCL01,MCL02,MCL03,MCL04,MCL11,MCL12,MCL13,MCL14,MCL20,MCL22,MCL23,MCL31~MCL34,MCL111,MCL112,MCL113,MCL114,MCL211,MCL212,MCL213,MCL214,MCL211C,MCL212C,MCL213C,MCL214C:微透鏡
NP,NC:像素的數目
PD,PD1~PD4:光電轉換區域
PD11~PD14:光電二極體
PU,PUC,PUP,PU1,PU2,PU3,PU4,PU111,PU112,PU113,PU114,PU121,PU122,PU123,PU124,PU211,PU212,PU213,PU214,PU221,PU222,PU223,PU224:像素單元
PXGrA,PXGrB,PXGrC,PXGrD,PXRA,PXRB,PXRC,PXRD,PXBA,PXBB,PXBC,PXBD,PXGbA,PXGbB,PXGbC,PXGbD,PXGr-A,PXGr-B,PXGr-C,PXGr-D,PXR- A,PXR-B,PXR-C,PXR-D,PXB-A,PXB-B,PXB-C,PXB-D,PXGb-A,PXGb-B,PXGb-C,PXGb-D:像素
PX11~PX18,PX-A~PX-D:同色像素
PXG,PXG11,PXG12,PXG21,PXG22,1,1a:像素群
RCTR:中央區域
RPRP:周邊區域
RST11-Tr:重置電晶體
SEL11-Tr:選擇電晶體
SF11-Tr:源極追隨電晶體
TG11-Tr,TG12-Tr,TG13-Tr,TG14-Tr:轉送電晶體
TG11~TG14,RST11,SEL11:控制訊號
VDD:電源線
VSL:讀取電壓(訊號)
W1,W2:寬度
圖1為顯示於4個同色像素共用一個微透鏡且具有PDAF功能之固體攝像裝置(CMOS影像感測器)的像素陣列之像素群的一例之圖。
圖2為顯示於2個同色像素共用一個微透鏡並且具有PDAF功能之固體攝像裝置(CMOS影像感測器)的像素陣列之像素群的一例之圖。
圖3為顯示有關本發明的第1實施型態之固體攝像裝置的構成例之方塊圖。
圖4為顯示有關本發明的第1實施型態之區隔為中央區域與周邊區域之像素部中之像素陣列的形成例之圖。
圖5為顯示有關本發明的第1實施型態之像素部的中央區域與周邊區域中之像素陣列的一例之圖。
圖6為擷取有關本發明的第1實施型態之形成像素陣列之像素群的一例而顯示之圖。
圖7為顯示有關本發明的第1實施型態之固體攝像裝置之於像素群的4個像素共用1個浮動擴散層之像素單元的一例之電路圖。
圖8為顯示有關本發明的第2實施型態之區隔為中央區域與周邊區域之像素部中之像素陣列的形成例之圖。
圖9為顯示有關本發明的第2實施型態之像素部的中央區域與周邊區域中之像素陣列的一例之圖。
圖10為顯示有關本發明的第3實施型態之區隔為中央區域與周邊區域之像素部中之像素陣列的形成例之圖。
圖11為顯示有關本發明的第3實施型態之像素部的中央區域與周邊區域中之像素陣列的一例之圖。
圖12為顯示有關本發明的第4實施型態之區隔為中央區域與周邊區域之像素部中之像素陣列的形成例之圖。
圖13為顯示有關本發明的第4實施型態之像素部的中央區域與周邊區域中之像素陣列的一例之圖。
圖14為用以說明有關本發明的第4實施型態之像素部的周邊區域中之像素單元因應於相對於中央區域的配置位置而成之形成例之圖。
圖15為顯示適用本發明的實施型態之固體攝像裝置之電子機器之構成的一例之圖。
以下係與圖面相關聯來說明本發明的實施型態。
(第1實施型態)
圖3為顯示有關本發明的第1實施型態之固體攝像裝置的構成例之方塊圖。
圖4為顯示有關本發明的第1實施型態之區隔為中央區域與周邊區域之像素部中之像素陣列的形成例之圖。
於本實施型態中，固體攝像裝置10例如由CMOS影像感測器所構成。
如圖3所示，此固體攝像裝置10係具有下列主要構成要素：包含像素陣列之像素部20、垂直掃描電路(行掃描電路)30、讀取電路(欄讀取電路)40、水平掃描電路(列掃描電路)50以及時序控制電路60。
此外，此等構成要素中，例如藉由垂直掃描電路30、讀取電路40、水平掃描電路50以及時序控制電路60而構成像素訊號的讀取驅動控制部70。
於本第1實施型態中，如圖4所示，固體攝像裝置10的像素部20係區隔為中央區域RCTR與周邊區域RPRP，並配置了複數個包含進行光電轉換之複數個同色像素(PX)之像素單元(PUC、PUP)。
於本第1實施型態之像素部20中，周邊區域RPRP之至少一部分的像素單元PUP，其由微透鏡MCL負責使光入射之同色像素PX的數目NP，係不同於中央區域RCTR的像素單元PUC中之由微透鏡MCL負責使光入射之同色像素PX的數目NC。
於本第1實施型態中，周邊區域RPRP的所有像素單元PUP之由微透鏡MCL負責使光入射之同色像素PX的數目NP為2，該數目NP係少於中央區域RCTR的像素單元PUC中之由微透鏡MCL負責使光入射之同色像素PX的數目NC的4。
此外，於本第1實施型態中，中央區域RCTR中所採用之微透鏡MCL與周邊區域RPRP中所採用之微透鏡MCL係具有同等的形狀。
於本第1實施型態之像素部20中，中央區域RCTR的像素單元PUC，其第1同色像素PX11、第2同色像素PX12、第3同色像素PX13以及第4同色像素PX14的4個同色像素係在第1方向(例如x方向)上，第1同色像素PX11與第2同色像素PX12相鄰接，並且第3同色像素PX13與第4同色像素PX14鄰接，且在與第1方向正交之第2方向(例如Y方向)上，第1同色像素PX11與第3同色像素PX13相鄰接，並且第2同色像素PX12與第4同色像素PX14相鄰接而呈正方排列。亦即，中央區域RCTR的像素單元PUC，其第1同色像素PX11、第2同色像素PX12、第3同色像素PX13以及第4同色像素PX14的4個同色像素係排列為2×2的行列狀。
然後，一個微透鏡MCL係配置成使光入射於第1同色像素PX11的光電轉換區域、第2同色像素PX12的光電轉換區域、第3同色像素PX13的光電轉換區域以及第4同色像素PX14的光電轉換區域。
於像素部20中，周邊區域RPRP的所有像素單元PUP，其第5同色像素PX15以及第6同色像素PX16的2個同色像素，係以在第1方向上第5同色像素PX15與第6同色像素PX16相鄰接之方式而排列(或是在與第1方向正交之第2方向上，第5同色像素與第6同色像素相鄰接之方式而排列)。
然後，一個微透鏡MCL係以使光入射於第5同色像素PX15的光電轉換區域以及第6同色像素PX16的光電轉換區域之方式來配置。
以下係對於固體攝像裝置10的像素部20，以及像素部20中之包含複數個同色像素(於本例中為同色的4個像素)之像素單元等之具體的構成、配置等，以及各部分之構成及功能的概要進行說明。
(像素部20之像素陣列200、像素群PXG、像素單元PU的構成)
圖4為顯示本發明的第1實施型態之區隔為中央區域與周邊區域之像素部中之像素陣列的形成例之圖。
圖5(A)及圖5(B)為顯示有關本發明的第1實施型態之像素部的中央區域與周邊區域中之像素陣列的一例之圖。圖5(A)顯示像素部的中央區域中之像素陣列的一例，圖5(B)顯示像素部的周邊區域中之像素陣列的一例。
圖6為擷取有關本發明的第1實施型態之形成像素陣列之像素群的一例而顯示之圖。
於本實施型態中，第1方向例如為複數個像素被排列為行列狀之像素部20的列方向(水平方向、X方向)或行方向(垂直方向、Y方向)或斜向，
於下列說明中，係以第1方向設定為列方向(水平方向、X方向)者作為一例。伴隨於此，第2方向係設定為行方向(垂直方向、Y方向)。
像素部20之包含光電二極體(光電轉換部)與像素內擴大器的複數個像素PX，係排列為2維的行列狀(矩陣狀)而形成有像素陣列200。
如圖4及圖5所示，像素部20係如上述般被區隔為中央區域RCTR與周邊區域RPRP，並且配置了複數個像素單元(PU)，該像素單元(PU)係包含進行光電轉換之複數個同色像素(PX)。
於本第1實施型態之像素部20中，周邊區域RPRP的所有像素單元PUP，其由微透鏡MCL負責使光入射之同色像素PX的數目NP為2，該數目NP係少於中央區域RCTR的像素單元PUC中之由微透鏡MCL負責使光入射之同色像素PX的數目NC的4。
此外，於本第1實施型態中，中央區域RCTR中所採用之微透鏡MCL與周邊區域RPRP中所採用之微透鏡MCL，係具有同等的形狀、光學特性。
亦即，即使周邊區域RPRP中所採用之微透鏡MCL所負責之同色像素PX的數目NP為2，亦適用與負責中央區域RCTR之像素單元PUC的4個同色像素PX之微透鏡MCL為相同者。
基本上，像素PX係包含光電二極體與複數個像素電晶體而構成。複數個像素電晶體包含例如：轉送電晶體、重置電晶體、具有放大功能之源極追隨電晶體、選擇電晶體。
惟於本第1實施型態中，如圖6所示，係採用於像素單元的4個同色像素共用1個浮動擴散層FD(Floating Diffusion；浮動擴散層)之4個像素共用構成。具體而言，如之後所詳細說明般，係共用有4個色像素浮動擴散層FD11、重置電晶體RST11-Tr、源極追隨電晶體SF11-Tr以及選擇電晶體SEL11-Tr。
此外，所共用之浮動擴散層FD例如在進行任意像素之靈敏度值的修正時，係作為從藉由修正所參考之相同像素單元PU的複數個像素讀取之像素訊號之加算部而發揮功能。
本第1實施型態之像素陣列200於中央區域RCTR中，係構成為：使相鄰接之複數(於本第1實施型態中為4)個同色像素呈m×m(m為2以上的整數，於本第1實施型態中為2×2)的正方排列而形成像素單元PU，並藉由相鄰接之4個像素單元PUC形成像素群PXG，並且使複數個像素群PXG排列為矩陣狀。
於圖4及圖5的例子中，為了圖面的簡化，於中央區域RCTR中係顯示2個像素群PXG11、PXG12配置為1×2的矩陣狀之像素陣列200。
此外，本第1實施型態之像素陣列200於周邊區域RPRP中，係構成為：將相鄰接之複數(於本第1實施型態中為2)個同色像素排列為1×1而形成像素單元PUP，並藉由相鄰接之4個像素單元PU形成像素群PXG，並且複數個像素群PXG排列為矩陣狀。
於圖4及圖5的例子中，為了圖面的簡化，於周邊區域RPRP中係顯示2個像素群PXG21、PXG22配置為1×2的矩陣狀之像素陣列200。
(像素群PXG以及像素單元PU的構成)
於中央區域RCTR中，圖4及圖5的像素群PXG11之Gr像素的像素單元PU111、R像素的像素單元PU112、B像素的像素單元PU113以及Gb像素的像素單元PU114呈拜耳排列。
像素群PXG12之Gr像素的像素單元PU121、R像素的像素單元PU122、B像素的像素單元PU123以及Gb像素的像素單元PU124呈拜耳排列。
於周邊區域RPRP中，圖4及圖5的像素群PXG21之Gr像素的像素單元PU211、R像素的像素單元PU212、B像素的像素單元PU213以及Gb像素的像素單元PU214呈拜耳排列。
像素群PXG22之Gr像素的像素單元PU221、R像素的像素單元PU222、B像素的像素單元PU223以及Gb像素的像素單元PU224呈拜耳排列。
如此，像素群PXG11、PXG12以及像素群PXG21、PXG22具有同樣的構成，且以重複的方式排列為矩陣狀。
構成中央區域RCTR的像素群之像素單元亦具有像素群共通的構成。因此，在此係作為代表例來說明形成像素群PXG11之像素單元PU111、PU112、PU113、PU114。
同樣的，構成周邊區域RPRP的像素群之像素單元亦具有像素群共通的構成。因此，在此係作為代表例來說明形成像素群PXG21之像素單元PU211、PU212、PU213、PU214。
於本第1實施型態中，中央區域RCTR的像素單元PUC係具有下列特徵而形成。
亦即，於本第1實施型態之像素部20中，中央區域RCTR的像素單元PUC，其第1同色像素PX11、第2同色像素PX12、第3同色像素PX13以及第4同色像素PX14的4個同色像素係排列成在第1方向(例如X方向)上，第1同色像素PX11與第2同色像素PX12相鄰接，並且第3同色像素PX13與第4同色像素PX14鄰接，且在與第1方向正交之第2方向(例如Y方向)上，第1同色像素PX11與第3同色像素PX13相鄰接，並且第2同色像素PX12與第4同色像素PX14相鄰接，而呈正方排列。亦即，中央區域RCTR的像素單元PUC，其第1同色像素PX11、第2同色像素PX12、第3同色像素PX13以及第4同色像素PX14的4個同色像素係排列為2×2的行列狀。
然後，一個微透鏡MCL係配置成使光入射於第1同色像素PX11的光電轉換區域、第2同色像素PX12的光電轉換區域、第3同色像素PX13的光電轉換區域以及第4同色像素PX14的光電轉換區域。
具體而言，中央區域RCTR的像素單元PUC係以下列方式形成。
中央區域RCTR的像素單元PU111係配置有相鄰接的複數個，例如2×2之作為第1至第4同色(Gr)像素的4個像素PXGr-A、PXGr-B、PXGr-C、PXGr-D。於像素單元PU111中，相對於4個像素PXGr-A、PXGr-B、PXGr-C、PXGr-D配置有1個微透鏡MCL111。
中央區域RCTR的像素單元PU112係配置有相鄰接的複數個，例如2×2之作為第1至第4同色(R)像素的4個像素PXR-A、PXR-B、PXR-C、PXR-D。於像素單元PU112中，相對於4個像素PXR-A、PXR-B、PXR-C、PXR-D配置有1個微透鏡MCL112。
中央區域RCTR的像素單元PU113係配置有相鄰接的複數個，例如2×2之作為第1至第4同色(B)像素的4個像素PXB-A、PXB-B、PXB-C、PXB-D。於像素單元PU113中，相對於4個像素PXB-A、PXB-B、PXB-C、PXB-D配置有1個微透鏡MCL113。
中央區域RCTR的像素單元PU114係配置有相鄰接的複數個，例如2×2之作為第1至第4同色(Gb)像素的4個像素PXGb-A、PXGb-B、PXGb-C、PXGb-D。於像素單元PU114中，相對於4個像素PXGb-A、PXGb-B、PXGb-C、PXGb-D配置有1個微透鏡MCL114。
微透鏡MCL111至MCL114係具有相同的構成、相同的光學特性。
於各像素單元PU111至PU114中，作為各同色像素的4個像素PX-A至PX-D在光電轉換區域PD(1至4)的光入射部分上，係藉由作為背面分離部的背面金屬(Back Side Metal)BSM11而被分離為4個。
此外，於光電轉換區域PD中，係以背面金屬BSM11與光電轉換區域PD在深度方向上重疊之方式，形成有作為溝槽型背面分離層的背面深溝槽隔離層(BDTI：Backside Deep Trench Isolation)。
藉此，同色像素PX-A包含第1光電轉換區域PD1，同色像素PX-B包含第2光電轉換區域PD2，同色像素PX-C包含第3光電轉換區域PD3，同色像素PX-D包含第4光電轉換區域PD4。
此外，色彩不同之像素單元間亦藉由BSM12或是BSM12與BDTI12而被分離。
中央區域RCTR的其他像素群PXG12等係具有與上述像素群PXG11相同之構成。
於具有此構成之中央區域RCTR中，由於相鄰接的2個像素同時發揮PDAF像素的功能，所以低照度的PDAF性能提高。
於本第1實施型態中，周邊區域RPRP的像素單元PUP係具有下列特徵而形成。
亦即，於像素部20中，周邊區域RPRP的所有像素單元PUP，其第5同色像素PX15以及第6同色像素PX16的2個同色像素，係以在第1方向上第5同色像素PX15與第6同色像素PX16相鄰接之方式而排列(或是在與第1方向正交之第2方向上，第5同色像素與第6同色像素相鄰接之方式而排列)。
然後，一個微透鏡MCL係配置成使光入射於第5同色像素PX15的光電轉換區域以及第6同色像素PX16的光電轉換區域。具體而言，周邊區域RPRP的所有像素單元PUP係以下列方式形成。
周邊區域RPRP的像素單元PU211係配置有相鄰接的複數個，例如1×1之作為第5以及第6同色(Gr)像素的2個像素PXGr-A、PXGr-B。於像素單元PU211中，相對於2個像素PXGr-A、PXGr-B配置有1個微透鏡MCL211。
此周邊區域RPRP的微透鏡MCL211係具有與在中央區域RCTR的各像素單元中所適用之微透鏡MCL111至MCL114相同的構成、相同的光學特性。
周邊區域RPRP的像素單元PU212係配置有相鄰接的複數個，例如1×1之作為第5以及第6同色(R)像素的2個像素PXR-A、PXR-B。於像素單元PU212中，相對於2個像素PXR-A、PXR-B配置有1個微透鏡MCL212。
此周邊區域RPRP的微透鏡MCL212係具有與在中央區域RCTR的各像素單元中所適用之微透鏡MCL111至MCL114相同的構成、相同的光學特性。
周邊區域RPRP的像素單元PU213係配置有相鄰接的複數個，例如1×1之作為第5以及第6同色(B)像素的2個像素PXB-A、PXB-B。於像素單元PU213中，相對於2個像素PXB-A、PXB-B配置有1個微透鏡MCL213。
此周邊區域RPRP的微透鏡MCL213係與在中央區域RCTR的各像素單元中所適用之微透鏡MCL111至MCL114具有相同的構成、相同的光學特性。
周邊區域RPRP的像素單元PU214係配置有相鄰接的複數個，例如1×1之作為第5以及第6同色(Gb)像素的2個像素PXGb-A、PXGb-B。於像素單元PU214中，相對於2個像素PXGb-A、PXGb-B配置有1個微透鏡MCL214。
此周邊區域RPRP的微透鏡MCL214係具有與在中央區域RCTR的各像素單元中所適用之微透鏡MCL111至MCL114相同的構成、相同的光學特性。
周邊區域RPRP的其他像素群PXG22等係具有與上述像素群PXG21相同之構成。
於具有此構成之周邊區域RPRP中，由於光學中心的遮光面積小，所以周邊部的遮光特性或靈敏度比特性提高。
此外，於中央區域RCTR與周邊區域RPRP中，由於適用形狀同等者作為微透鏡MCL，所以靈敏度的變動小。
於各像素單元PU211至PU214中，作為各同色像素的2個像素PX-A至PX-B在光電轉換區域PD(1、2)的光入射部分上，係藉由作為背面分離部的背面金屬BSM21而被分離為2個。
此外，於光電轉換區域PD中，係以與背面金屬BSM21在光電轉換區域PD的深度方向上重疊之方式，形成有作為溝槽型背面分離層的背面深溝槽隔離層(BDTI)。
藉此，同色像素PX-A包含第1光電轉換區域，同色像素PX-B包含第2光電轉換區域。
此外，色彩不同之像素單元間亦藉由BSM22而被分離，或是藉由BSM22與BDTI22而被分離。
如上述般，於本第1實施型態中，如圖6所示，係採用於像素單元的4個同色像素共用1個浮動擴散層FD之4個像素共用構成。
在此說明於像素單元的4個同色像素共用1個浮動擴散層FD之4個像素共用的一構成例。
(像素單元之4個像素共用的構成例)
圖7為顯示有關本發明的第1實施型態之固體攝像裝置之於像素群的4個像素共用1個浮動擴散層之像素單元的一例之電路圖。
於圖7的像素部20中，像素群PXG的像素單元PU中之4個像素(於本實施型態中為色像素，在此為G像素)，亦即第1色像素PX11、第2色像素PX12、第3色像素PX13以及第4色像素PX14，係配置為2×2的正方狀。
第1色像素PX11係包含藉由第1光電轉換區域所形成之光電二極體PD11以及轉送電晶體TG11-Tr而構成。
第2色像素PX12係包含藉由第2光電轉換區域所形成之光電二極體PD12以及轉送電晶體TG12-Tr而構成。
第3色像素PX13係包含藉由第3光電轉換區域所形成之光電二極體PD13以及轉送電晶體TG13-Tr而構成。
第4色像素PX14係包含藉由第4光電轉換區域所形成之光電二極體PD14以及轉送電晶體TG14-Tr而構成。
然後，形成像素群PXG之像素單元PU係於4個色像素PX11、PX12、PX13、PX14共用有浮動擴散層FD11、重置電晶體RST11-Tr、源極追隨電晶體SF11-Tr以及選擇電晶體SEL11-Tr。
於此4個像素共用構成中，例如第1色像素PX11、第2色像素PX12、第3色像素PX13、第4色像素PX14形成為同色，例如G(Gr、Gb(綠))像素。
例如，第1色像素PX11的光電二極體PD11作為第1綠色(G)光電轉換部而發揮功能，第2色像素PX12的光電二極體PD12作為第2綠色(G)光電轉換部而發揮功能，第3色像素PX13的光電二極體PD13作為第3綠色(G)光電轉換部而發揮功能，第4色像素PX14的光電二極體PD14作為第4綠色(G)光電轉換部而發揮功能。
光電二極體PD11、PD12、PD13、PD14例如採用嵌入式光電二極體(PPD：Pinned Photodiode)。
於形成光電二極體PD11、PD12、PD13、PD14之基板表面上，由於存在有因懸鍵等缺陷所造成之表面態，所以藉由熱能而產生多量的電荷(暗電流)，因而無法讀取正確的訊號。
於嵌入式光電二極體(PPD)中，藉由將光電二極體PD的電荷儲存部嵌入於基板內，可減少暗電流往訊號之混入。
光電二極體PD11、PD12、PD13、PD14係產生因應入射光量之量的訊號電荷(在此為電子)並儲存。
以下係說明訊號電荷為電子，各電晶體為n型電晶體之情形，惟訊號電荷亦可為電洞或是各電晶體亦可為p型電晶體。
轉送電晶體TG11-Tr係連接於光電二極體PD11與浮動擴散層FD11之間，並藉由控制訊號TG11來控制導通狀態。
轉送電晶體TG11-Tr係在讀取控制系的控制下，於控制訊號TG11成為預定位準之高位準(H)的期間中被選擇而成為導通狀態，並將在光電二極體PD11中進行光電轉換且儲存之電荷(電子)轉送至浮動擴散層FD11。
轉送電晶體TG12-Tr係連接於光電二極體PD12與浮動擴散層FD11之間，並藉由控制訊號TG12來控制導通狀態。
轉送電晶體TG12-Tr係在讀取控制系的控制下，於控制訊號TG12成為預定位準之高位準(H)的期間中被選擇而成為導通狀態，並將在光電二極體PD12中進行光電轉換且儲存之電荷(電子)轉送至浮動擴散層FD11。
轉送電晶體TG13-Tr係連接於光電二極體PD13與浮動擴散層FD11之間，並藉由控制訊號TG13來控制導通狀態。
轉送電晶體TG13-Tr係在讀取控制系的控制下，於控制訊號TG13成為預定位準之高位準(H)的期間中被選擇而成為導通狀態，並將在光電二極體PD13中進行光電轉換且儲存之電荷(電子)轉送至浮動擴散層FD11。
轉送電晶體TG14-Tr係連接於光電二極體PD14與浮動擴散層FD11之間，並藉由控制訊號TG14來控制導通狀態。
轉送電晶體TG14-Tr係在讀取控制系的控制下，於控制訊號TG14成為預定位準之高位準(H)的期間中被選擇而成為導通狀態，並將在光電二極體PD14中進行光電轉換且儲存之電荷(電子)轉送至浮動擴散層FD11。
如圖7所示，重置電晶體RST11-Tr係連接於電源線VDD(或電源電位)與浮動擴散層FD11之間，並藉由控制訊號RST11來控制導通狀態。
重置電晶體RST11-Tr係在讀取控制系的控制下，例如於讀取掃描時，於控制訊號RST11成為H位準的期間中被選擇而成為導通狀態，並將浮動擴散層FD11重置為電源線VDD(或Vrst)的電位。
源極追隨電晶體SF11-Tr與選擇電晶體SEL11-Tr係串聯連接於電源線VDD與垂直訊號線LSGN之間。
於源極追隨電晶體SF11-Tr的閘極上連接有浮動擴散層FD11，選擇電晶體SEL11-Tr係藉由控制訊號SEL11來控制導通狀態。
選擇電晶體SEL11-Tr係於控制訊號SEL11成為H位準的期間中被選擇而成為導通狀態。藉此，源極追隨電晶體SF11-Tr基於因應電荷量(電位)之增益 將浮動擴散層FD11的電荷轉換為電壓訊號，然後將轉換後之列輸出的讀取電壓(訊號)VSL(PIXOUT)輸出至垂直訊號線LSGN。
於此構成中，在將像素單元PU之各像素PX11、PX12、PX13、PX14的轉送電晶體TG11-Tr、TG12-Tr、TG13-Tr、TG14-Tr個別地導通、關斷，並將藉由光電二極體PD11、PD12、PD13、PD14進行光電轉換且儲存後之電荷依序轉送至共通浮動擴散層FD11之情形時，像素單位的像素訊號VSL被送往垂直訊號線LSGN並輸入於欄讀取電路40。
另一方面，在將各像素PX11、PX12、PX13、PX14之轉送電晶體TG11-Tr、TG12-Tr、TG13-Tr、TG14-Tr的複數個同時地導通、關斷，將TG12-Tr、TG13-Tr、TG14-Tr個別地導通、關斷，並將藉由光電二極體PD11、PD12、PD13、PD14進行光電轉換且儲存後之電荷同時並列地轉送至共通浮動擴散層FD11之情形時，浮動擴散層FD11係作為加算部而發揮功能。
在此情形時，加算了像素單元PU內之複數個，亦即2、3或4個像素的像素訊號後之加算訊號，被送往垂直訊號線LSGN並輸入於欄讀取電路40。
垂直掃描電路30係因應時序控制電路60的控制，於快門行以及讀取行中通過行掃描控制線來進行像素的驅動。
此外，垂直掃描電路30係輸出：依循位址訊號來進行訊號的讀取之讀入行，以及重置儲存於光電二極體PD之電荷之快門行之行位址的行選擇訊號。
於通常的畫素讀取動作中，藉由讀取控制系之垂直掃描電路30的驅動來進行快門掃描，然後進行讀取掃描。
讀取電路40亦可構成為：包含對應於像素部20的各列輸出而配置之複數個列訊號處理電路(圖中未顯示)，並且可藉由複數個列訊號處理電路進行列並列處理。
讀取電路40可包含相關雙重取樣(CDS：Correlated Double Sampling)電路或ADC(類比數位轉換器；AD轉換器)、擴大器(AMP、放大器)、取樣保持(S/H)電路等而構成。
水平掃描電路50係掃描經讀取電路40的ADC等複數個列訊號處理電路所處理之訊號並往水平方向轉送，並且輸出至讀取驅動控制部70。
時序控制電路60係生成像素部20、垂直掃描電路30、讀取電路40、水平掃描電路50等之訊號處理所需的時序訊號。
如以上所說明，於本第1實施型態中，像素部20係區隔為中央區域RCTR與周邊區域RPRP，並配置了複數個像素單元(PU)，該包含進行光電轉換之複數個同色像素(PX)。
於本第1實施型態之像素部20中，周邊區域RPRP的所有像素單元PUP，其微透鏡MCL負責使光入射之同色像素PX的數目NP為2，該數目NP係少於中央區域RCTR的像素單元PUC中之微透鏡MCL負責使光入射之同色像素PX的數目NC的4。
此外，於本第1實施型態中，中央區域RCTR中所採用之微透鏡MCL與周邊區域RPRP中所採用之微透鏡MCL，係具有同等的形狀。
亦即，即使周邊區域RPRP中所採用之微透鏡MCL所負責之同色像素PX的數目NP為2，亦適用與負責中央區域RCTR之像素單元PUC的4個同色像素PX之微透鏡MCL為相同之形狀、光學特性者。
因此，根據本第1實施型態，於中央區域RCTR中，由於相鄰接的2個像素同時作為PDAF像素而發揮功能，所以低照度的PDAF性能提高，於周邊區域RPRP中，由於光學中心的遮光面積小，所以周邊部的遮光特性或靈敏度比特性提高，並且於中央區域RCTR與周邊區域RPRP中，由於微透鏡MCL可適用形狀同等者，所以具有靈敏度的變動小之優點。
亦即，根據本第1實施型態，可同時實現更優異的低照度PDAF(相位偵測自動對焦)性能與更優異的遮光性能，並且可實現精度更高的畫質。
(第2實施型態)
圖8為顯示有關本發明的第2實施型態之區隔為中央區域與周邊區域之像素部中之像素陣列的形成例之圖。
圖9(A)及圖9(B)為顯示有關本發明的第2實施型態之像素部的中央區域與周邊區域中之像素陣列的一例之圖。圖9(A)顯示像素部的中央區域中之像素陣列的一例，圖9(B)顯示像素部的周邊區域中之像素陣列的一例。
本第2實施型態之像素部20A與上述第1實施型態之像素部20的不同點係如下列所述。
於第1實施型態中，周邊區域RPRP中的像素單元PUP，其所有由微透鏡MCL負責使光入射之同色像素PX的數目NP為2，該數目NP係少於中央區域RCTR的像素單元PUC中之由微透鏡MCL負責使光入射之同色像素PX的數目NC的4。
相對於此，於本第2實施型態中，周邊區域RPRP中之像素單元PUP的一部分之由微透鏡MCL負責使光入射之同色像素PX的數目NP為2。於本例中，Gr、R、B、Gb的4色像素中，R像素與B像素之由微透鏡MCL負責使光入射之同色像素PX的數目NP為2，G(r、b)像素之由微透鏡MCL負責使光入射之同色像素PX的數目NP為4。
於圖8的例子中，周邊區域RPRP的像素單元PU211係配置有相鄰接的複數個，例如2×2之作為4個同色(Gr)像素的4個像素PXGr-A、PXGr-B、PXGr-C、PXGr-D。於像素單元PU211中，相對於4個像素PXGr-A、PXGr-B、PXGr-C、PXGr-D配置有1個微透鏡MCL211。
此周邊區域RPRP的微透鏡MCL211係具有與在中央區域RCTR的各像素單元中所適用之微透鏡MCL111至MCL114相同的構成、相同的光學特性。
周邊區域RPRP的像素單元PU212係配置有相鄰接的複數個，例如1×1之作為第5以及第6同色(R)像素的2個像素PXR-A、PXR-B。於像素單元PU212中，相對於2個像素PXR-A、PXR-B配置有1個微透鏡MCL212。
此周邊區域RPRP的微透鏡MCL212係具有與在中央區域RCTR的各像素單元中所適用之微透鏡MCL111至MCL114相同的構成、相同的光學特性。
周邊區域RPRP的像素單元PU213係配置有相鄰接的複數個，例如1×1之作為第5以及第6同色(B)像素的2個像素PXB-A、PXB-B。於像素單元PU213中，相對於2個像素PXB-A、PXB-B配置有1個微透鏡MCL213。
此周邊區域RPRP的微透鏡MCL213係與在中央區域RCTR的各像素單元中所適用之微透鏡MCL111至MCL114具有相同的構成、相同的光學特性。
周邊區域RPRP的像素單元PU214係配置有相鄰接的複數個，例如2×2之作為4個同色(Gb)像素的4個像素PXGb-A、PXGb-B、PXGb-C、PXGb-D。於像素單元PU214中，相對於4個像素PXGb-A、PXGb-B、PXGb-C、PXGb-D配置有1個微透鏡MCL214。
此周邊區域RPRP的微透鏡MCL214係具有與在中央區域RCTR的各像素單元中所適用之微透鏡MCL111至MCL114相同的構成、相同的光學特性。
周邊區域RPRP的其他像素群PXG22等係具有與上述像素群PXG21相同之構成。
根據本第2實施型態，可得到與上述第1實施型態相同之效果。
亦即，根據本第2實施型態，可同時實現更優異的低照度PDAF(相位偵測自動對焦)性能與更優異的遮光性能，並且可實現精度更高的畫質。
(第3實施型態)
圖10為顯示有關本發明的第3實施型態之區隔為中央區域與周邊區域之像素部中之像素陣列的形成例之圖。
圖11(A)及圖11(B)為顯示有關本發明的第3實施型態之像素部的中央區域與周邊區域中之像素陣列的一例之圖。圖11(A)顯示像素部的中央區域中之像素陣列的一例，圖11(B)顯示像素部的周邊區域中之像素陣列的一例。
本第3實施型態之像素部20B與上述第1實施型態之像素部20的不同點係如下列所述。
於第1實施型態中，周邊區域RPRP中的像素單元PUP，其所有由微透鏡MCL負責使光入射之同色像素PX的數目NP為2，該數目NP係少於中央區域 RCTR的像素單元PUC中之由微透鏡MCL負責使光入射之同色像素PX的數目NC的4。
相對於此，於本第3實施型態中，周邊區域RPRP的像素單元PUP之由微透鏡MCL負責使光入射之同色像素PX的數目NC係設定為與中央區域RCTR相同，並且周邊區域RPRP的像素單元PUP中之同色像素間之背面分離部BSM21的寬度W2，係窄於中央區域RCTR的像素單元PUC中之同色像素間之背面分離部BSM11的寬度W1。
根據本第3實施型態，可得到與上述第1實施型態相同之效果。
亦即，根據本第3實施型態，可同時實現更優異的低照度PDAF(相位偵測自動對焦)性能與更優異的遮光性能，並且可實現精度更高的畫質。
(第4實施型態)
圖12為顯示有關本發明的第4實施型態之區隔為中央區域與周邊區域之像素部中之像素陣列的形成例之圖。
圖13(A)及圖13(B)為顯示有關本發明的第4實施型態之像素部的中央區域與周邊區域中之像素陣列的一例之圖。圖13(A)顯示像素部的中央區域中之像素陣列的一例，圖13(B)顯示像素部的周邊區域中之像素陣列的一例。
圖14為用以說明有關本發明的第4實施型態之像素部的周邊區域中之因應於像素單元相對於中央區域的配置位置之形成例之圖。
本第4實施型態之像素部20C與上述第1、第2以及第3實施型態之像素部20的不同點係如下列所述。
於第1實施型態中，中央區域RCTR中所採用之微透鏡MCL與周邊區域RPRP中所採用之微透鏡MCL係具有同等的形狀。
亦即，即使周邊區域RPRP中所採用之微透鏡MCL所負責之同色像素的數目NP為2，亦適用與負責中央區域RCTR之像素單元PUC的4個同色像素PX之微透鏡MCL為相同形狀、光學特性者。
相對於此，於本第4實施型態中，周邊區域RPRP中所採用之微透鏡MCL所負責之同色像素的數目為2，於包含4個同色像素之像素單元PUP中，係採用：具有2個像素相對應的形狀、光學特性之2個第1以及第2微透鏡MCL211C、MCL212C，以及第3以及第4微透鏡MCL213C、MCL214C。
於本第4實施型態中，周邊區域RPRP的像素單元PUP係具有下列特徵來形成。
亦即於像素部20C中，如圖12及圖13所示，周邊區域RPRP的所有或一部分像素單元PUP，其第5同色像素PX15、第6同色像素PX16、第7同色像素PX17以及第8同色像素PX18的4個同色像素係以在第1方向(X方向)上，第5同色像素PX15與第6同色像素PX16相鄰接，並且第7同色像素PX17與第8同色像素PX18相鄰接，在第2方向(Y方向)上，第5同色像素PX15與第7同色像素PX17相鄰接，並且第6同色像素PX16與第8同色像素PX18相鄰接而呈正方排列。
然後如圖13(A)所示，第1微透鏡MCL211C係配置成使光入射於第5同色像素PX15的光電轉換區域以及第6同色像素PX16的光電轉換區域，第2微透鏡MCL212C係配置成使光入射於第7同色像素PX17的光電轉換區域以及第8同色像素PX18的光電轉換區域。
或是如圖13(B)所示，係第3微透鏡MCL213C係配置成使光入射於第5同色像素PX15的光電轉換區域以及第7同色像素PX17的光電轉換區域，第4微透鏡MCL214C係配置成使光入射於第6同色像素PX16的光電轉換區域以及第8同色像素PX18的光電轉換區域。
此外，如圖14所示，亦可構成為因應周邊區域RPRP相對於中央區域RCTR之配置位置來選定微透鏡MCL的配置。
例如在相對於中央區域RCTR形成於第1方向側之周邊區域RPRP的像素單元PUP中，係第1微透鏡MCL211C配置成使光入射於第5同色像素PX15的光電轉換區域以及第6同色像素PX16的光電轉換區域，第2微透鏡MCL212C配置成使光入射於第7同色像素PX17的光電轉換區域以及第8同色像素PX18的光電轉換區域。
此外，在相對於中央區域RCTR形成於第2方向側之周邊區域RPRP的像素單元PUP中，係第3微透鏡MCL213C配置成使光入射於第5同色像素PX15的光電轉換區域以及第7同色像素PX17的光電轉換區域，第4微透鏡MCL214C配置成使光入射於第6同色像素PX16的光電轉換區域以及第8同色像素PX18的光電轉換區域。
此外，在相對於中央區域RCTR的角部CNR所形成之周邊區域RCTR的像素單元PUP中，於下列第1至第3配置方法中，可適用至少1種配置方法來形成。
於第1配置方法中，係將第1微透鏡MCL211C配置成使光入射於第5同色像素PX15的光電轉換區域以及第6同色像素PX16的光電轉換區域，將 第2微透鏡MCL212C配置成使光入射於第7同色像素PX17的光電轉換區域以及第8同色像素PX18的光電轉換區域。
於第2配置方法中，係將第3微透鏡MCL213C配置成使光入射於第5同色像素PX15的光電轉換區域以及第7同色像素PX17的光電轉換區域，將第4微透鏡MCL214C配置成使光入射於第6同色像素PX16的光電轉換區域以及第8同色像素PX18的光電轉換區域。
於第3配置方法中，將一個微透鏡MCL211C配置成使光入射於第5同色像素PX15的光電轉換區域、第6同色像素PX16的光電轉換區域、第7同色像素PX17的光電轉換區域以及第8同色像素PX18的光電轉換區域。
根據本第4實施型態，不僅可得到與上述第1至第3實施型態相同之效果，相鄰接之同色像素間的交擾(Crosstalk)亦少，可進一步抑制亮度陰影的影響。
以上所說明之固體攝像裝置10、10A至10C可作為攝像裝置而適用在數位相機或數位攝影機、行動終端，或是監控用攝影機、醫療用內視鏡用攝影機等電子機器。
圖15為顯示適用裝載了有關本發明的實施型態之固體攝像裝置之攝影機系統的電子機器之構成的一例之圖。
如圖15所示，本電子機器800係具有可適用本實施型態之固體攝像裝置10、10A至10C的CMOS影像感測器810。
再者，電子機器800具有將入射光導引至此CMOS影像感測器810的像素區域(使被攝體像成像)之光學系(透鏡等)820。
電子機器800具有處理CMOS影像感測器810的輸出訊號之訊號處理電路(PRC)830。
訊號處理電路830係對CMOS影像感測器810的輸出訊號施以預定的訊號處理。
訊號處理電路830中所處理之圖像訊號係作為動畫而放映於由液晶顯示器等所構成之顯示器，或是亦可輸出至印表機，此外，可為直接記錄於記憶卡等記錄媒體等各種樣態。
如上述般，藉由裝載前述固體攝像裝置10、10A至10C作為CMOS影像感測器810，可提供高性能、小型且低成本之攝影機系統。
此外，可實現被使用在攝影機的設置要件中存在有安裝大小、可連接纜線的條數、纜線長度、設置高度等限制之用途，例如監控用攝影機、醫療用內視鏡用攝影機等電子機器。
10:固體攝像裝置
20:像素部
200:像素陣列
MCL:微透鏡
NP,NC:像素的數目
PUC,PUP:像素單元
PX11~PX16:同色像素
RCTR:中央區域
RPRP:周邊區域

Claims (15)

  1. 一種固體攝像裝置，係具有配置了有複數像素單元的像素部，前述像素單元係包含進行光電轉換之複數個同色像素；前述像素單元包含：背面分離部，係至少在光電轉換區域的光入射部分上分離相鄰接的複數個像素，以及至少一個微透鏡，係使光入射於至少2個同色像素的光電轉換區域；前述像素部係區隔為中央區域與周邊區域，前述周邊區域之至少一部分的前述像素單元，其由前述微透鏡令光入射之同色像素的數目或前述背面分離部的構造，係不同於前述中央區域之像素單元中的由前述微透鏡令光入射之同色像素的數目或前述背面分離部的構造，其中，前述周邊區域之至少一部分的前述像素單元中之由前述微透鏡令光入射之同色像素的數目，係少於前述中央區域的前述像素單元中之由前述微透鏡令光入射之同色像素的數目。
  2. 如請求項1所述之固體攝像裝置，其中，前述周邊區域的所有前述像素單元中之由前述微透鏡令光入射之同色像素的數目，係少於前述中央區域的前述像素單元中之由前述微透鏡令光入射之同色像素的數目。
  3. 如請求項1所述之固體攝像裝置，其中，前述中央區域中所採用之前述微透鏡與前述周邊區域中所採用之前述微透鏡係具有同等的形狀。
  4. 如請求項1至3中任一項所述之固體攝像裝置，其中，於前述像素部中，前述中央區域的前述像素單元中， 第1同色像素、第2同色像素、第3同色像素以及第4同色像素的4個同色像素係在第1方向上，前述第1同色像素與前述第2同色像素相鄰接，並且前述第3同色像素與前述第4同色像素相鄰接，在與前述第1方向正交之第2方向上，前述第1同色像素與前述第3同色像素相鄰接，並且前述第2同色像素與前述第4同色像素相鄰接，而呈正方排列，前述一個微透鏡係配置成使光入射於前述第1同色像素的光電轉換區域、前述第2同色像素的光電轉換區域、前述第3同色像素的光電轉換區域以及前述第4同色像素的光電轉換區域；前述周邊區域之前述至少一部分的前述像素單元中，第5同色像素以及第6同色像素的2個同色像素係在前述第1方向上，前述第5同色像素與前述第6同色像素相鄰接，或是在與前述第1方向正交之第2方向上，前述第5同色像素與前述第6同色像素相鄰接而排列，前述一個微透鏡係配置成使光入射於前述第5同色像素的光電轉換區域以及前述第6同色像素的光電轉換區域。
  5. 如請求項4所述之固體攝像裝置，其中，於前述像素部中，前述中央區域的複數個前述像素單元中，第1像素單元、第2像素單元、第3像素單元以及第4像素單元的4個像素單元係在第1方向上，前述第1像素單元與前述第2像素單元相鄰接，並且前述第3像素單元與前述第4像素單元相鄰接，在與前述第1方向正交之第2方向上，前述第1像素單元與前述第3像素單元相鄰接，並且前述第2像素單元與前述第4像素單元相鄰接，而呈正方排列， 前述各像素單元的前述一個微透鏡，係配置成分別使光入射於前述第1像素單元之4個同色像素的光電轉換區域、前述第2像素單元之4個同色像素的光電轉換區域、前述第3像素單元之4個同色像素的光電轉換區域以及前述第4像素單元之4個同色像素的光電轉換區域；前述周邊區域的複數個前述像素單元中，第5像素單元、第6像素單元、第7像素單元以及第8像素單元的4個像素單元係在第1方向上，前述第5像素單元與前述第6像素單元相鄰接，並且前述第7像素單元與前述第8像素單元相鄰接，在與前述第1方向正交之第2方向上，前述第5像素單元與前述第7像素單元相鄰接，並且前述第6像素單元與前述第8像素單元相鄰接，而呈正方排列，至少前述第6像素單元與前述第7像素單元的前述一個微透鏡，係配置成分別使光入射於前述第6像素單元之2個同色像素的光電轉換區域以及前述第7像素單元之2個同色像素的光電轉換區域。
  6. 如請求項5所述之固體攝像裝置，其中，前述第6像素單元與前述第7像素單元的前述一個微透鏡，係配置成分別使光入射於前述第6像素單元之2個同色像素的光電轉換區域以及前述第7像素單元之2個同色像素的光電轉換區域。
  7. 如請求項5所述之固體攝像裝置，其中，前述第5像素單元與前述第8像素單元的前述一個微透鏡，係分配成分別使光入射於前述第5像素單元之4個同色像素的光電轉換區域以及前述第8像素單元之4個同色像素的光電轉換區域。
  8. 如請求項1所述之固體攝像裝置，其中，於前述像素部中， 前述中央區域的前述像素單元中，第1同色像素、第2同色像素、第3同色像素以及第4同色像素的4個同色像素係在第1方向上，前述第1同色像素與前述第2同色像素相鄰接，並且前述第3同色像素與前述第4同色像素相鄰接，在與前述第1方向正交之第2方向上，前述第1同色像素與前述第3同色像素相鄰接，並且前述第2同色像素與前述第4同色像素相鄰接，而呈正方排列，前述一個微透鏡係配置成使光入射於前述第1同色像素的光電轉換區域、前述第2同色像素的光電轉換區域、前述第3同色像素的光電轉換區域以及前述第4同色像素的光電轉換區域；前述周邊區域之前述至少一部分的前述像素單元中，第5同色像素、第6同色像素、第7同色像素以及第8同色像素的4個同色像素係在第1方向上，前述第5同色像素與前述第6同色像素相鄰接，並且前述第7同色像素與前述第8同色像素相鄰接，在與前述第1方向正交之第2方向上，前述第5同色像素與前述第7同色像素相鄰接，並且前述第6同色像素與前述第8同色像素相鄰接，而呈正方排列，第1微透鏡係配置成使光入射於前述第5同色像素的光電轉換區域以及前述第6同色像素的光電轉換區域，且第2微透鏡係配置成使光入射於前述第7同色像素的光電轉換區域以及前述第8同色像素的光電轉換區域，或者是第3微透鏡係配置成使光入射於前述第5同色像素的光電轉換區域以及前述第7同色像素的光電轉換區域，且 第4微透鏡係配置成使光入射於前述第6同色像素的光電轉換區域以及前述第8同色像素的光電轉換區域。
  9. 如請求項8所述之固體攝像裝置，其中，前述像素部的在相對於前述中央區域形成於前述第1方向側之周邊區域的前述像素單元中，第1微透鏡係配置成使光入射於前述第5同色像素的光電轉換區域以及前述第6同色像素的光電轉換區域，且第2微透鏡係配置成使光入射於前述第7同色像素的光電轉換區域以及前述第8同色像素的光電轉換區域。
  10. 如請求項8或9所述之固體攝像裝置，其中，前述像素部的在相對於前述中央區域形成於前述第2方向側之周邊區域的前述像素單元中，第3微透鏡係配置成使光入射於前述第5同色像素的光電轉換區域以及前述第7同色像素的光電轉換區域，且第4微透鏡係配置成使光入射於前述第6同色像素的光電轉換區域以及前述第8同色像素的光電轉換區域。
  11. 如請求項8所述之固體攝像裝置，其中，在相對於前述中央區域的角部所形成之周邊區域的前述像素單元中，係以下列型態中的至少任一型態來配置：第1微透鏡係配置成使光入射於前述第5同色像素的光電轉換區域以及前述第6同色像素的光電轉換區域，且第2微透鏡係配置成使光入射於前述第7同色像素的光電轉換區域以及前述第8同色像素的光電轉換區域；或 第3微透鏡係配置成使光入射於前述第5同色像素的光電轉換區域以及前述第7同色像素的光電轉換區域，且第4微透鏡係配置成使光入射於前述第6同色像素的光電轉換區域以及前述第8同色像素的光電轉換區域；或前述一個微透鏡係配置成使光入射於前述第5同色像素的光電轉換區域、前述第6同色像素的光電轉換區域、前述第7同色像素的光電轉換區域以及前述第8同色像素的光電轉換區域。
  12. 如請求項1所述之固體攝像裝置，其中，前述周邊區域的至少一個前述像素單元中之同色像素間之前述背面分離部的寬度，係窄於前述中央區域的前述像素單元中之同色像素間之前述背面分離部的寬度。
  13. 如請求項12所述之固體攝像裝置，其中，於前述像素部中，前述中央區域的前述像素單元中，第1同色像素、第2同色像素、第3同色像素以及第4同色像素的4個同色像素係在第1方向上，前述第1同色像素與前述第2同色像素相鄰接，並且前述第3同色像素與前述第4同色像素相鄰接，在與前述第1方向正交之第2方向上，前述第1同色像素與前述第3同色像素相鄰接，並且前述第2同色像素與前述第4同色像素相鄰接，而呈正方排列，前述一個微透鏡係配置成使光入射於前述第1同色像素的光電轉換區域、前述第2同色像素的光電轉換區域、前述第3同色像素的光電轉換區域以及前述第4同色像素的光電轉換區域；前述周邊區域之前述至少一部分的前述像素單元中， 第5同色像素、第6同色像素、第7同色像素以及第8同色像素的4個同色像素係在第1方向上，前述第5同色像素與前述第6同色像素相鄰接，並且前述第7同色像素與前述第8同色像素相鄰接，在與前述第1方向正交之第2方向上，前述第5同色像素與前述第7同色像素相鄰接，並且前述第6同色像素與前述第8同色像素相鄰接，而呈正方排列，前述一個微透鏡係配置成使光入射於前述第5同色像素的光電轉換區域、前述第6同色像素的光電轉換區域、前述第7同色像素的光電轉換區域以及前述第8同色像素的光電轉換區域。
  14. 一種固體攝像裝置的製造方法，該固體攝像裝置係具有：配置了複數個像素單元的像素部，該像素單元包含進行光電轉換之複數個同色像素；前述像素單元包含：背面分離部，係至少在光電轉換區域的光入射部分上分離相鄰接的複數個像素，以及至少一個微透鏡，係使光入射於至少2個同色像素的光電轉換區域；前述固體攝像裝置的製造方法係包括下列步驟：將前述像素部區隔為中央區域與周邊區域，並將前述周邊區域之至少一部分的前述像素單元形成為其由前述微透鏡令光入射之同色像素的數目或前述背面分離部的構造，不同於前述中央區域之前述像素單元中之由前述微透鏡令光入射之同色像素的數目或前述背面分離部的構造，其中，前述周邊區域之至少一部分的前述像素單元中之由前述微透鏡令光入射之同色像素的數目，係少於前述中央區域的前述像素單元中之由前述微透鏡令光入射之同色像素的數目。
  15. 一種電子機器，係具有：固體攝像裝置以及將被攝體像成像於前述固體攝像裝置之光學系；前述固體攝像裝置係具有：配置了複數個像素單元的像素部，該像素單元係包含進行光電轉換之複數個同色像素；前述像素單元包含：背面分離部，係至少在光電轉換區域的光入射部分上分離相鄰接的複數個像素，以及至少一個微透鏡，係使光入射於至少2個同色像素的光電轉換區域；前述像素部係區隔為中央區域與周邊區域，前述周邊區域之至少一部分的前述像素單元，其由前述微透鏡令光入射之同色像素的數目或前述背面分離部的構造，係不同於前述中央區域之前述像素單元中之由前述微透鏡令光入射之同色像素的數目或前述背面分離部的構造，其中，前述周邊區域之至少一部分的前述像素單元中之由前述微透鏡令光入射之同色像素的數目，係少於前述中央區域的前述像素單元中之由前述微透鏡令光入射之同色像素的數目。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103392336A (zh) * 2011-02-28 2013-11-13 索尼公司 固态成像设备和相机系统
US20180358395A1 (en) * 2009-07-24 2018-12-13 Sony Semiconductor Solutions Corporation Solid-state imaging device, manufacturing method thereof, and camera with arranged pixel combinations alternatively
TW202007140A (zh) * 2018-07-10 2020-02-01 日商索尼半導體解決方案公司 固態攝像裝置及電子裝置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6947590B2 (ja) 2017-09-08 2021-10-13 オリンパス株式会社 撮像装置、撮像装置の制御方法
JP2022120551A (ja) 2021-02-05 2022-08-18 キヤノン株式会社 光電変換装置、光電変換システム、移動体
WO2022220084A1 (ja) 2021-04-15 2022-10-20 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 撮像装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180358395A1 (en) * 2009-07-24 2018-12-13 Sony Semiconductor Solutions Corporation Solid-state imaging device, manufacturing method thereof, and camera with arranged pixel combinations alternatively
CN103392336A (zh) * 2011-02-28 2013-11-13 索尼公司 固态成像设备和相机系统
TW202007140A (zh) * 2018-07-10 2020-02-01 日商索尼半導體解決方案公司 固態攝像裝置及電子裝置

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