WO2022270110A1 - 撮像装置および電子機器 - Google Patents
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Definitions
- the thickness of the second member may be 20 nm or more, and the length of the second member in the depth direction may be 1000 nm or more.
- the plurality of photoelectric conversion units may be divided into groups arranged in an array, and may further include microlenses provided corresponding to each group.
- the thickness of the silicon oxide 30 in the trench was 15 nm, and the thickness of the polycrystalline silicon 32 was 70 nm.
- the thickness of the silicon oxide 30 in the trench was 10 nm, and the thickness of the polycrystalline silicon 32 was 80 nm.
- the thickness of the silicon oxide 30 in the trench was set to 5 nm, and the thickness of the polycrystalline silicon 32 was set to 90 nm.
- the quantum efficiency Qe decreases linearly as the thickness of the silicon oxide 30 decreases, and becomes nonlinear when the thickness of the silicon oxide 30 becomes thinner than 20 nm. to When blue light enters the imaging device, the quantum efficiency is worse than when red light or green light enters.
- FIG. 16A is a cross-sectional view cut along the cut plane AA shown in FIG. 16B
- FIG. 16B is a plan view of one pixel group.
- the functional configuration of the integrated control unit 7600 includes a microcomputer 7610, a general-purpose communication I/F 7620, a dedicated communication I/F 7630, a positioning unit 7640, a beacon receiving unit 7650, an in-vehicle equipment I/F 7660, an audio image output unit 7670, An in-vehicle network I/F 7680 and a storage unit 7690 are shown.
- Other control units are similarly provided with microcomputers, communication I/Fs, storage units, and the like.
- the in-vehicle information detection unit 7500 detects in-vehicle information.
- the in-vehicle information detection unit 7500 is connected to, for example, a driver state detection section 7510 that detects the state of the driver.
- the driver state detection unit 7510 may include a camera that captures an image of the driver, a biosensor that detects the biometric information of the driver, a microphone that collects sounds in the vehicle interior, or the like.
- a biosensor is provided, for example, on a seat surface, a steering wheel, or the like, and detects biometric information of a passenger sitting on a seat or a driver holding a steering wheel.
- the in-vehicle information detection unit 7500 may calculate the degree of fatigue or concentration of the driver based on the detection information input from the driver state detection unit 7510, and determine whether the driver is dozing off. You may The in-vehicle information detection unit 7500 may perform processing such as noise canceling processing on the collected sound signal.
- General-purpose communication I / F 7620 for example, via a base station or access point, external network (e.g., Internet, cloud network or operator-specific network) equipment (e.g., application server or control server) connected to You may
- external network e.g., Internet, cloud network or operator-specific network
- equipment e.g., application server or control server
- the general-purpose communication I/F 7620 uses, for example, P2P (Peer To Peer) technology to connect terminals (for example, terminals of drivers, pedestrians, stores, or MTC (Machine Type Communication) terminals) near the vehicle. may be connected with P2P (Peer To Peer) technology to connect terminals (for example, terminals of drivers, pedestrians, stores, or MTC (Machine Type Communication) terminals) near the vehicle.
- P2P Peer To Peer
- MTC Machine Type Communication
- the imaging device according to (1) wherein the second member is thinned along the first direction.
- the imaging device according to (1) further comprising a semiconductor layer having a conductivity type different from that of the photoelectric conversion section in a region of the photoelectric conversion section other than where the second member is arranged.
- the second member extends to the second end side along the first direction, and the sum of the thickness of the first member and the thickness of the second member is uniform along the first direction.
- the imaging device according to (1) The imaging device according to (1).
- the image pickup device according to any one of (1) to (15), further comprising a circuit having a pixel transistor arranged on the second end side.
- each of the plurality of photoelectric conversion units contains silicon
- the second member contains silicon oxide.
- An image pickup device and a signal processing unit that performs signal processing based on a pixel signal picked up by the image pickup device, and the image pickup device is provided for each pixel and each has a first end on the light incident side. and a second end opposite to the first end; and from the first end to the second end along a boundary of each of the plurality of photoelectric conversion parts. and a first member arranged in the first direction of and between each of the plurality of photoelectric conversion units and the first member and on the first end side and having a lower refractive index than the photoelectric conversion unit and a second member containing a material.
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Abstract
Description
第1実施形態による撮像装置について図1および図2を参照して説明する。図1は、第1実施形態の撮像装置の断面図であり、図2は、図1に示す切断面A-Aで切断した断面図である。この第1実施形態の撮像装置は、少なくとも1つの画素群を有し、この画素群は、2行2列に配置された4個の画素10a、10b、10c、10dを備えている。各画素は光電変換部を備えている。例えば、画素10aは光電変換部12aを有し、画素10bは光電変換部12bを有し、画素10cは光電変換部12cを有し、画素10dは光電変換部12dを有している。これらの光電変換部12a、12b、12c、12dは、光電変換層12に形成されたトレンチ13によって互いに絶縁分離されている。すなわち、トレンチ13は光電変換部12a、12b、12c、12dのそれぞれを取り囲むように形成される。そして、各トレンチ13内には、導電体(第1部材)14が埋め込まれる。本実施形態では、導電体14として、例えば多結晶シリコンが用いられる。この導電体14に負のバイアス電位が印加される。導電体14に負のバイアス電位が印加されることにより、受光時に発生するホールを導電体14に集め、暗電流や撮像された画像に白点が発生するのを抑制することができる。
第2実施形態による撮像装置を図11に示す。この第2実施形態の撮像装置は、図1に示す撮像装置において、光吸収抑制部15の材料を酸化シリコン(SiO)から光電変換部の材料よりも屈折率の低い材料を用いた構成を備えている。例えば、光電変換部12a、12bがシリコンを含む半導体であれば、シリコンよりも屈折率の低い材料が光吸収抑制部15に用いられる。光電変換部12a、12bが化合物半導体を含めば、この化合物半導体よりも屈折率の低い材料が用いられる。このように構成することにより、反射率を向上させることが可能となり、多結晶シリコンに光が吸収されるのを抑制することができる。第2実施形態の撮像装置も、第1実施形態と同様に、量子効率の低下を抑制することができる。
第3実施形態による撮像装置を図12に示す。この第3実施形態の撮像装置は、図1に示す撮像装置において、光吸収抑制部15は酸化シリコンではなく、空気が封止された構成を有している。空気はシリコンよりも屈折率が低いので、第3実施形態の撮像装置も、第1実施形態と同様に、量子効率の低下を抑制することができる。
第4実施形態による撮像装置を図13に示す。この第4実施形態の撮像装置は、図1に示す撮像装置において、光吸収抑制部15は深さ方向に沿って厚さが減少する構成を有している。これにより、深さ方向における光吸収抑制部の厚さが薄くなり、導電体14から光電変換部12に作用する電界が印加される領域を広くすることができる。エバネッセント光の染み出しの強い浅部では厚さの厚い光吸収抑制部15で抑制し、深部では導電体14に負バイアスを印加することにより、撮像された画像に白点が生じるのを抑制する。第4形態の撮像装置も、第1実施形態と同様に、量子効率の低下を抑制することができる。
第5実施形態による撮像装置を図14に示す。この第5実施形態の撮像装置は、図1に示す撮像装置において、光吸収抑制部15によって囲まれた光電変換部12a、12bの上端部の領域を光電変換部12a、12bの導電型と異なる導電型の半導体層28とした構成を備えている。光吸収抑制部15によって囲まれた領域は、導電体14に印加される負バイアスが作用しないため、光電変換部12a、12bと導電型が異なる半導体層28を設けることにより、撮像された画像に白点が生じるのを抑制することができる。第5形態の撮像装置も、第1実施形態と同様に、量子効率の低下を抑制することができる。
第6実施形態による撮像装置を図15に示す。この第6実施形態の撮像装置は、図1に示す撮像装置において、光吸収抑制部15が光電変換部12a、12bの上端部だけでなく、深さ方向に沿って下端部までも設けられ、かつ導電体14の厚さと光吸収抑制部15の厚さの和がほぼ一定となるように構成されている。このため、光吸収抑制部15は、光電変換部12a、12bの上端部では厚く、下端部では薄くなっている。エバネッセント光の染み出しの強い光電変換部の上端部では光吸収抑制部15の厚さが他の部分よりも厚いため、第1実施形態と同様に、量子効率の低下を抑制することができる。なお、本実施形態においては、光電変換部12a、12bの厚さ(図面上で水平方向の長さ)がほぼ一定となっている。
第7実施形態による撮像装置について図16A、16Bを参照して説明する。図16Aは、図16Bに示す切断面A-Aで切断した断面図、図16Bは1つの画素群の平面図である。
第8実施形態による撮像装置を図17に示す。図1に示す撮像装置においては、1つの画素群を構成する各画素に対してマイクロレンズ18が設けられている。しかし、第8実施形態においては、1つの画素群に対して1つのマイクロレンズが設けられた構成を有している。マイクロレンズ18以外は、第1実施形態と同様の構成を有している。第8形態の撮像装置も、第1実施形態と同様に、量子効率の低下を抑制することができる。
第9実施形態による撮像装置を図18に示す。図1に示す撮像装置においては、1つの画素群に対して、画素トランジスタおよびそれらを駆動する回路20が設けられ、この回路は3段構造を有している。第9実施形態の撮像装置においては、リセットトランジスタRST、増幅トランジスタAMP、および選択トランジスタSEL等の画素トランジスタが同じ階層に配置された構成を有している。それ以外は、第1実施形態の撮像装置と同じ構成を備えている。第9形態の撮像装置も、第1実施形態と同様に、量子効率の低下を抑制することができる。
第10実施形態による撮像装置を図19に示す。図1に示す撮像装置においては、導電体14は例えば多結晶シリコンを含んでいた。第10実施形態の撮像装置においては、導電体14として、光電変換部に含まれる材料よりも低屈折率の導電金属材料、例えば酸化タンタル、タングステン等が用いられる。第10形態の撮像装置も、第1実施形態と同様に、量子効率の低下を抑制することができる。
本開示に係る技術は、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、建設機械、農業機械(トラクター)など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) 画素ごとに設けられそれぞれが光入射側の第1端部と前記第1端部と反対側の第2端部とを有する複数の光電変換部と、前記複数の光電変換部のそれぞれの境界に沿って前記第1端部から前記第2端部への第1方向に配置された第1部材と、前記複数の光電変換部のそれぞれと前記第1部材との間でかつ前記第1端部側に設けられ前記光電変換部よりも屈折率が低い材料を含む第2部材と、を備えた撮像装置。
(2) 前記第2部材は、導電体を含む(1)記載の撮像装置。
(3) 前記第2部材は、封止された空気を含む(1)記載の撮像装置。
(4) 前記第2部材は、前記第1方向に沿って厚さが薄くなる(1)記載の撮像装置。(5) 前記光電変換部において前記第2部材が配置された以外の領域に、前記光電変換部と異なる導電型の半導体層を更に備えた(1)記載の撮像装置。
(6) 前記第2部材は、前記第1方向に沿って前記第2端部側まで延びかつ前記第1方向に沿って前記第1部材の厚さと前記第2部材の厚さの和が均一である(1)記載の撮像装置。
(7) 前記第2部材は、前記第1端部側における厚さが前記第2端部側における厚さよりも薄い(6)記載の撮像装置。
(8) 前記複数の光電変換部はそれぞれ、第1部分と第2部分を有し、前記第1部分と前記第2部分は、平面視したときに中央部の一部分以外の境界が前記第1部材で取り囲まれかつ前記一部分で接している(1)記載の撮像装置。
(9) 前記複数の光電変換部はそれぞれ、平面視したときに略四角形の形状を有し、前記第2部材は、前記略四角形の角部における厚さが他の部分における厚さよりも厚い請求項1記載の撮像装置。
(10) 前記第2部材の厚さは20nm以上であり、前記第2部材の深さ方向の長さは1000nm以上である(1)ないし(9)のいずれかに記載の撮像装置。
(11) 前記第2部材は、前記複数の光電変換部のそれぞれの周囲を取り囲むように配置される(1)ないし(10)のいずれかに記載の撮像装置。
(12) 前記第1部材はポリシリコンを含む(1)ないし(11)のいずれかに記載の撮像装置。
(13) 前記複数の光電変換部のそれぞれに対応して設けられたマイクロレンズを更に備えた(1)ないし(12)のいずれかに記載の撮像装置。
(14) 前記複数の光電変換部のそれぞれと前記マイクロレンズとの間に設けられたカラーフィルタを更に備えた(13)記載の撮像装置。
(15) 前記複数の光電変換部は、アレイ状に配列された群に分けられ、各群に対応して設けられたマイクロレンズを更に備えた(1)ないし(12)のいずれかに記載の撮像装置。
(16) 前記第2端部側に配置され、画素トランジスタを有する回路を更に備えた(1)ないし(15)のいずれかに記載の撮像装置。
(17) 前記複数の光電変換部はそれぞれシリコンを含み、前記第2部材は酸化シリコンを含む(1)ないし(16)のいずれかに記載の撮像装置。
(18) 撮像装置と、前記撮像装置で撮像された画素信号に基づいて信号処理を行う信号処理部と、を備え、前記撮像装置は、画素ごとに設けられそれぞれが光入射側の第1端部と前記第1端部と反対側の第2端部とを有する複数の光電変換部と、前記複数の光電変換部のそれぞれの境界に沿って前記第1端部から前記第2端部への第1方向に配置された第1部材と、前記複数の光電変換部のそれぞれと前記第1部材との間でかつ前記第1端部側に設けられ前記光電変換部よりも屈折率が低い材料を含む第2部材と、を備えた、電子機器。
Claims (18)
- 画素ごとに設けられそれぞれが光入射側の第1端部と前記第1端部と反対側の第2端部とを有する複数の光電変換部と、
前記複数の光電変換部のそれぞれの境界に沿って前記第1端部から前記第2端部への第1方向に配置された第1部材と、
前記複数の光電変換部のそれぞれと前記第1部材との間でかつ前記第1端部側に設けられ前記光電変換部よりも屈折率が低い材料を含む第2部材と、
を備えた撮像装置。 - 前記第2部材は、導電体を含む請求項1記載の撮像装置。
- 前記第2部材は、封止された空気を含む請求項1記載の撮像装置。
- 前記第2部材は、前記第1方向に沿って厚さが薄くなる請求項1記載の撮像装置。
- 前記光電変換部において前記第2部材が配置された以外の領域に、前記光電変換部と異なる導電型の半導体層を更に備えた請求項1記載の撮像装置。
- 前記第2部材は、前記第1方向に沿って前記第2端部側まで延びかつ前記第1方向に沿って前記第1部材の厚さと前記第2部材の厚さの和が均一である請求項1記載の撮像装置。
- 前記第2部材は、前記第1端部側における厚さが前記第2端部側における厚さよりも薄い請求項6記載の撮像装置。
- 前記複数の光電変換部はそれぞれ、第1部分と第2部分を有し、前記第1部分と前記第2部分は、平面視したときに中央部の一部分以外の境界が前記第1部材で取り囲まれかつ前記一部分で接している請求項1記載の撮像装置。
- 前記複数の光電変換部はそれぞれ、平面視したときに略四角形の形状を有し、前記第2部材は、前記略四角形の角部における厚さが他の部分における厚さよりも厚い請求項1記載の撮像装置。
- 前記第2部材の厚さは20nm以上であり、前記第2部材の深さ方向の長さは1000nm以上である請求項1記載の撮像装置。
- 前記第2部材は、前記複数の光電変換部のそれぞれの周囲を取り囲むように配置される請求項1記載の撮像装置。
- 前記第1部材はポリシリコンを含む請求項1記載の撮像装置。
- 前記複数の光電変換部のそれぞれに対応して設けられたマイクロレンズを更に備えた請求項1記載の撮像装置。
- 前記複数の光電変換部のそれぞれと前記マイクロレンズとの間に設けられたカラーフィルタを更に備えた請求項13記載の撮像装置。
- 前記複数の光電変換部は、アレイ状に配列された群に分けられ、各群に対応して設けられたマイクロレンズを更に備えた請求項1記載の撮像装置。
- 前記第2端部側に配置され、画素トランジスタを有する回路を更に備えた請求項1記載の撮像装置。
- 前記複数の光電変換部はそれぞれシリコンを含み、前記第2部材は酸化シリコンを含む請求項1記載の撮像装置。
- 撮像装置と、
前記撮像装置で撮像された画素信号に基づいて信号処理を行う信号処理部と、を備え、
前記撮像装置は、
画素ごとに設けられそれぞれが光入射側の第1端部と前記第1端部と反対側の第2端部とを有する複数の光電変換部と、
前記複数の光電変換部のそれぞれの境界に沿って前記第1端部から前記第2端部への第1方向に配置された第1部材と、
前記複数の光電変換部のそれぞれと前記第1部材との間でかつ前記第1端部側に設けられ前記光電変換部よりも屈折率が低い材料を含む第2部材と、
を備えた、電子機器。
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