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CN111627945A - 光电转换设备及其制造方法、成像系统以及图像读取装置 - Google Patents

光电转换设备及其制造方法、成像系统以及图像读取装置 Download PDF

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CN111627945A CN202010122242.3A CN202010122242A CN111627945A CN 111627945 A CN111627945 A CN 111627945A CN 202010122242 A CN202010122242 A CN 202010122242A CN 111627945 A CN111627945 A CN 111627945A
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Abstract

本发明公开了光电转换设备及其制造方法、成像系统以及图像读取装置。光电转换设备包括：布置有像素的像素区域，其中每个像素包括光电转换器；以及与像素对应的微透镜。像素区域包括相邻的第一区域和第二区域，在第一区域和第二区域对准的方向上相邻的第一区域中的第一像素和第二区域中的第二像素以第一布置节距布置，第一区域中在该方向上相邻的两个像素以第二布置节距布置，第二区域中在该方向上相邻的两个像素以第三布置节距布置，第二布置节距和第三布置节距小于第一布置节距，并且与相邻的第一区域中的像素和第二区域中的像素对应的两个微透镜的布置节距小于第一布置节距。

Description

光电转换设备及其制造方法、成像系统以及图像读取装置
技术领域
本发明涉及光电转换设备及其制造方法、成像系统以及图像读取装置。
背景技术
在半导体设备的制造中，通过使用通过将光掩模(标线)的图案曝光和显影而形成的抗蚀剂图案，在半导体基板上执行预定处理。在芯片尺寸大于曝光装备的有效曝光面积的半导体设备中，通过将芯片区域划分为多个区块、单独曝光每个区块并将这些区块彼此连接，在整个芯片区域上执行图案的曝光。这种曝光方法被称为缝合曝光(stitchingexposure)或分割曝光(divisional exposure)。在半导体设备当中，特别是以成像设备为代表的光电转换设备由于成像区域的面积增加而具有增加的芯片尺寸，因此可能经常需要缝合曝光。
日本专利申请公开No.2013-016608公开了通过改变在缝合曝光的边界附近的像素中的金属互连的图案形状来抑制由缝合曝光造成的成像特点的局部不均匀性。另外，日本专利申请公开No.2005-223707公开了通过将缝合曝光的边界布置在其中进入成像元件的光的角度基本垂直于成像平面的成像区域的近似中心处来抑制由缝合曝光造成的成像特点的局部不均匀性。
日本专利申请公开No.2013-016608中公开的方法是预先改变在缝合曝光的边界附近的像素的金属互连的图案形状。但是，当制造大量成像元件时，在缝合曝光的边界附近并不总是以相同的方式执行曝光。因此，日本专利申请公开No.2013-016608中公开的方法不一定是实质性的对策，并且当调整与预期相反时，像素特点的均匀性可能反而降低。
另外，根据日本专利申请公开No.2005-223707中公开的方法，可以抑制由于进入成像元件的光的角度而在缝合曝光的边界处造成的成像特点的局部不均匀性。但是，在日本专利申请公开No.2005-223707中，不可以抑制由于缝合曝光中的未对准(misalignment)造成的像素尺寸的变化引起的成像特点的不均匀性或处理裕度(margin)的降低。
发明内容
本发明的一个目的是在以下方面提供一种有利的技术：提供具有像素特点的优异均匀性的光电转换设备及其制造方法。
根据本发明的一个方面，提供了一种光电转换设备，包括：像素区域，其中布置有多个像素，每个像素包括光电转换器；以及多个微透镜，每个微透镜与该多个像素中的每个像素对应，并且像素区域包括彼此相邻的第一区域和第二区域，其中在该多个像素当中，在第一区域和第二区域对准的方向上彼此相邻的第一区域中的第一像素和第二区域中的第二像素以第一布置节距(pitch)布置，其中，在该多个像素当中，第一区域中在该方向上彼此相邻的两个像素以第二布置节距布置，其中，在该多个像素当中，第二区域中在该方向上彼此相邻的两个像素以第三布置节距布置，其中，第二布置节距和第三布置节距小于第一布置节距，并且其中，在该多个微透镜当中，与彼此相邻的第一区域中的像素和第二区域中的像素对应的两个微透镜的布置节距小于第一布置节距。
另外，根据本发明的另一方面，提供了一种光电转换设备，包括：像素区域，其中布置有多个像素，每个像素包括光电转换器；以及多个微透镜，每个微透镜与该多个像素中的每个像素对应，其中，像素区域包括彼此相邻的第一区域和第二区域，其中，在该多个像素当中，在第一区域和第二区域对准的方向上彼此相邻的第一区域中的第一像素和第二区域中的第二像素以第一布置节距布置，其中，在该多个像素当中，第一区域中在该方向上彼此相邻的两个像素以第二布置节距布置，其中，在该多个像素当中，第二区域中在该方向上彼此相邻的两个像素以第三布置节距布置，其中，第二布置节距和第三布置节距小于第一布置节距，其中，在该多个微透镜当中，与第一区域中彼此相邻的两个像素对应的两个微透镜的布置节距小于第二布置节距，并且其中，在该多个微透镜当中，与第二区域中彼此相邻的两个像素对应的两个微透镜的布置节距小于第三布置节距。
另外，根据本发明的又一方面，提供了一种制造光电转换设备的方法，包括：通过在彼此相邻的第一区域和第二区域上使用单独的光掩模，对同一层执行图案曝光，以在包括第一区域和第二区域的像素区域中形成多个像素以及多个微透镜，其中每个像素包括光电转换器，每个微透镜与该多个像素中的每个像素对应，其中，用于在第一区域上执行图案曝光的光掩模和用于在第二区域上执行图案曝光的光掩模被设计为使得：在第一区域和第二区域对准的方向上彼此相邻的第一区域中的像素和第二区域中的像素以第一布置节距布置，第一区域中在该方向上彼此相邻的两个像素以小于第一布置节距的第二布置节距布置，第二区域中在该方向上彼此相邻的两个像素以小于第一布置节距的第三布置节距布置，并且在该多个微透镜当中，与彼此相邻的第一区域中的像素和第二区域中的像素对应的两个微透镜的布置节距小于第一布置节距。
通过参考附图对示例性实施例的以下描述，本发明的其它特征将变得清楚。
附图说明
图1是根据本发明的第一实施例的光电转换设备的平面图。
图2是根据本发明的第一实施例的光电转换设备的示意性截面图。
图3是根据本发明的第一实施例的光电转换设备的像素的电路图。
图4是例示用于制造根据比较例的光电转换设备的掩模集的示例的示意图。
图5是例示用于制造根据本发明的第一实施例的光电转换设备的掩模集的示例的示意图。
图6是例示像素区域中的像素的位置与输出之间的关系的图。
图7是根据本发明的第二实施例的光电转换设备的示意性截面图。
图8、图9和图10是根据本发明的第三实施例的光电转换设备的示意性截面图。
图11和图12是根据本发明的第四实施例的光电转换设备的示意性截面图。
图13是例示为光电转换设备形成的入射光学系统的一个示例的示意图。
图14是例示根据本发明的第五实施例的成像系统的总体配置的框图。
图15A是例示根据本发明的第六实施例的成像系统和能移动对象的配置示例的图。
图15B是例示根据本发明的第六实施例的能移动对象的配置示例的图。
具体实施方式
现在将根据附图详细描述本发明的优选实施例。
[第一实施例]
将参考图1至图6描述根据本发明的第一实施例的光电转换设备及其制造方法。图1是根据本实施例的光电转换设备的平面图。图2是根据本实施例的光电转换设备的示意性截面图。图3是根据本实施例的光电转换设备的像素的电路图。图4是例示用于制造根据比较例的光电转换设备的掩模集的示例的示意图。图5是例示用于制造根据本实施例的光电转换设备的掩模集的示例的示意图。图6是例示像素区域中的像素的位置与输出之间的关系的图。
首先，将参考图1至图3描述根据本实施例的光电转换设备的总体配置。
图1例示了上面形成有根据本实施例的光电转换设备的半导体基板上的芯片区域10的概述。在此，芯片区域10是半导体基板上与光电转换设备的芯片尺寸对应的区域。芯片区域10包括设备形成区域12，此外，还包括其中形成有光电转换设备的功能、制造、检查等所需的图案的所有区域(诸如对准标记、未对准检查标记等的处理图案形成区域)。
通过使用光刻在半导体基板上方执行图案形成。在半导体基板上方形成光致抗蚀剂膜之后，通过使用曝光装备将预定的图案曝光到形成的光致抗蚀剂膜上，将曝光的光致抗蚀剂膜显影，从而将曝光的图案转印到光致抗蚀剂膜。例如，被图案化的光致抗蚀剂膜可以用作用于蚀刻半导体基板的掩模或沉积在半导体基板上方的膜或用于离子注入的掩模。也可以在随后的光刻处理中使用被图案化的光致抗蚀剂膜作为对准标记。
曝光装备具有特定的有效曝光区块。有效曝光区块是一次拍摄中一次可以曝光的最大区域，并根据曝光装备的投影光学系统的性能来确定。当使用其中有效曝光区块的尺寸小于光电转换设备的芯片区域10的尺寸的曝光装备时，需要将芯片区域10划分成小于曝光装备的有效曝光区块的多个区块，并且单独曝光与每个划分的区块对应的图案。
图1例示了一个示例，其中在芯片区域10中定义了在X方向上对准的两个曝光区块，并且通过执行两次曝光在整个芯片区域10上曝光预定图案。为了简化下面的例示，图1中的左曝光区块被称为左曝光区块16L，图1中的右曝光区块被称为右曝光区块16R。注意的是，当在整个芯片区域10上曝光预定图案时，分割曝光的次数不限于两次，并且可以是三次或更多次。另外，曝光区块的划分方向(使曝光区块对准的方向)不限于X方向，而是可以是Y方向或X方向和Y方向这两个方向。注意的是，X方向是例如沿着在像素区域14中以矩阵布置的像素的像素行的方向。另外，Y方向是例如沿着在像素区域14中以矩阵布置的像素的像素列的方向。
芯片区域10在X方向上的长度(划片之后的半导体基板在X方向上的长度)可以长于35mm。例如，芯片区域10在X方向上的长度可以为大约40mm至50mm。像素区域14在X方向上的长度可以长于33mm。例如，像素区域14在X方向上的长度可以为大约34mm至45mm。
一般曝光装备的有效曝光区块为26mm乘33mm。由于引进能够曝光更大曝光区块的曝光装备是昂贵的，因此缝合曝光对于以低成本执行超过26mm乘33mm的范围的曝光是有用的。通过使用缝合曝光，还可以使用在细长形状的基板上设置的线传感器、35mm全尺寸传感器(像素面积：36±1mm×24±1mm)、中型传感器(像素面积：44±1mm×33±1mm)等来执行图案曝光。
当执行分割曝光时，在划分的区块之间设置彼此重叠的区域，使得不存在由于未对准引起的未曝光区域。在图1的示例中，例如，在左曝光区块16L和右曝光区块16R之间设置左曝光区块16L的一部分和右曝光区块16R的一部分彼此重叠的区域。这个区域是在曝光左曝光区块16L和曝光右曝光区块16R时被曝光两次的双重曝光区块18，并且与左曝光区块16L和右曝光区块16R的连接部分对应。图1中所示的中心线20是双重曝光区块18的中心线，并且是缝合曝光的边界。在本实施例的光电转换设备中，双重曝光区块18沿着Y方向布置以垂直跨越像素区域14。
图2是沿着曝光区块的划分方向(X方向)截取的像素区域14的截面图，并且与沿着图1的线A-A’截取的截面图对应。注意的是，虽然在实际像素区域14中布置了大约数千个像素，但是在图2中仅例示了在中心线20附近的十个像素22(像素22-1至像素22-10)以简化例示。
如图3中所示，例如，像素22中的每一个都包括光电转换器PD、转移晶体管M1、复位晶体管M2、放大晶体管M3和选择晶体管M4。光电转换器PD是光电二极管，例如，其阳极连接到接地节点，并且其阴极连接到转移晶体管M1的源极。转移晶体管M1的漏极连接到复位晶体管M2的源极和放大晶体管M3的栅极。转移晶体管M1的漏极、复位晶体管M2的源极和放大晶体管M3的栅极的连接节点是所谓的浮置扩散部FD。浮置扩散部FD包括由寄生电容(诸如互连电容、结电容等)形成的电容分量(浮置扩散电容器Cfd)，并具有作为电荷保持部的功能。复位晶体管M2的漏极和放大晶体管M3的漏极连接到被供应电压VDD的电源节点。放大晶体管M3的源极连接到选择晶体管M4的漏极。选择晶体管M4的源极连接到输出线24。输出线24连接到电流源26。
光电转换器PD将入射光转换(光电转换)为与光量对应的电荷并累积所生成的电荷。当接通时，转移晶体管M1将保持在光电转换器PD中的电荷转移到浮置扩散部FD。浮置扩散部FD通过根据电容的电荷到电压转换而具有与从光电转换器PD转移的电荷的量对应的电压。放大晶体管M3具有其中电压VDD被供应到漏极并且偏置电流从电流源26经由选择晶体管M4被供应到源极的配置，并且形成以栅极作为输入节点的放大器单元(源极跟随器电路)。由此，放大晶体管M3将基于浮置扩散部FD的电压的信号经由选择晶体管M4输出到输出线24。当接通时，复位晶体管M2将浮置扩散部FD复位到与电压VDD对应的电压。
在图2中，在每个像素22的上述部件当中，例示了设置在硅基板30上的光电转换器PD和形成连接在像素22之间的互连、信号线、电源线等的金属层42。金属层42布置在硅基板30上设置的绝缘膜40内部。元件隔离区域32设置在相邻像素22的光电转换器PD之间。虽然元件隔离区域32可以由具有LOCOS结构或STI结构的绝缘构件形成，但是元件隔离区域32可以仅由p-n结隔离形成。另外，在相应像素22的上方设置各自具有对应于像素22的预定透射波长带的滤色器50和将入射光收集到光电转换器PD的微透镜60。注意的是，不一定需要设置滤色器50。
在此，将属于插入有双重曝光区块18的两个相邻的像素列的像素22定义为像素组1。另外，将属于与像素组1的一侧相邻的多个像素列的像素22定义为像素组2。另外，将属于与像素组2相邻并且在与像素组1相对的一侧的多个像素列的像素22定义为像素组4。另外，将属于与像素组1的另一侧相邻的多个像素列的像素22定义为像素组3。另外，将属于与像素组3相邻并且在与像素组1相对的一侧的多个像素列的像素22定义为像素组5。
注意的是，虽然图2例示了其中像素组2至像素组5中的每一个包括两个像素列的示例，但是形成像素组2至像素组5的像素列的数量不受特别限制，只要可以充分确保后述的宽度w即可。形成像素组2的像素列的数量和形成像素组3的像素列的数量可以相同或彼此不同。另外，形成像素组4的像素列的数量和形成像素组5的像素列的数量可以相同或彼此不同。
在图2中，在曝光区块的划分方向(X方向)上对准的像素22-1和22-2被示为属于像素组1的像素22。另外，在X方向上对准的像素22-3和22-5被示为属于像素组2的像素22。另外，在X方向上对准的像素22-4和22-6被示为属于像素组3的像素22。另外，在X方向上对准的像素22-7和22-9被示为属于像素组4的像素22。另外，在X方向上对准的像素22-8和22-10被示为属于像素组5的像素22。
属于像素组1的像素22被布置为使得在曝光区块的划分方向(X方向)上的布置节距为布置节距pitch1。属于像素组2和像素组3的像素22被布置为使得在X方向上的布置节距为布置节距pitch2。属于像素组4和像素组5的像素22被布置为使得在X方向上的布置节距为布置节距pitch3。
换句话说，左曝光区块16L和右曝光区块16R是在X方向上彼此相邻并且其中通过使用不同的光掩模来执行相同层的图案曝光的第一区域和第二区域。第一区域包括与连接部分接触的第三区域和比第三区域更远离连接部分的第四区域。第二区域包括与连接部分接触的第五区域和比第五区域更远离连接部分的第六区域。经由第一区域和第二区域之间的连接部分在X方向上彼此相邻的像素22-1和22-2以布置节距pitch1布置。在第三区域中在X方向上彼此相邻的像素22-4和22-6以及在第五区域中在X方向上彼此相邻的像素22-3和22-5以布置节距pitch2布置。在第四区域中在X方向上彼此相邻的像素22-8和22-10以及在第六区域中在X方向上彼此相邻的像素22-7和22-9以布置节距pitch3布置。
注意的是，在不划分曝光区块的方向(在本实施例的示例中为Y方向)上像素22的布置节距关于本发明的效果或优点不受特别限制，并且可以在整个像素区域14内相等或者根据位置而变化。
另外，在经由第一区域和第二区域之间的连接部分在X方向上彼此相邻的像素22-1和22-2的光电转换器PD之间布置的元件隔离区域32的X方向上的宽度w1大于在第一区域中在X方向上彼此相邻的像素22-2和22-4的光电转换器PD之间布置的元件隔离区域32的X方向上的宽度w2。类似地，在像素22-1和22-2的光电转换器PD之间布置的元件隔离区域32的X方向上的宽度w1大于在第二区域中在X方向上彼此相邻的像素22-3和22-5的光电转换器PD之间布置的元件隔离区域32的X方向上的宽度w3。
微透镜60和滤色器50被布置在整个像素区域14上，使得在X方向上的布置节距是恒定的布置节距pitch0。也可以说，像素区域14中的微透镜60和滤色器50的平均布置节距是布置节距pitch0。期望以恒定的布置节距布置微透镜60和滤色器50，以便不干扰对象的空间频率。
注意的是，布置节距是对准的单元结构的对准间隔(interval)。关于微透镜60，例如，布置节距可以被定义为微透镜60之间的间隙之间的间隔或彼此相邻的微透镜60的顶点之间的间隔。另外，关于像素22，布置节距可以被定义为由金属互连(金属层42)定义的光电转换器PD的开口区域的X方向上的宽度z的中心之间的间隔。
如上所述，在根据本实施例的光电转换设备中，虽然微透镜60和滤色器50在整个像素区域14上以相等的布置节距布置，但是像素22根据位置以不同的布置节距布置。
在本实施例的光电转换设备中，像素22的布置节距pitch1、pitch2和pitch3具有以下关系。
pitch1>pitch3>pitch2
例如，可以根据像素区域14与成像光学系统(未示出)之间的光学位置关系来适当地设定微透镜60和滤色器50的布置节距pitch0。在一个示例中，布置节距pitch0比布置节距pitch2宽。另外，在一个示例中，布置节距pitch0比布置节距pitch1窄。即，布置节距pitch1、pitch2和pitch0具有以下关系。
pitch1>pitch0>pitch2
在此，为了简化例示，微透镜60和滤色器50的布置节距pitch0与像素22的布置节距pitch3相同。关系可以是pitch1>pitch0>pitch3，或者可以是pitch2<pitch0<pitch3。
注意的是，虽然在此将属于像素组2的像素22的X方向上的布置节距和属于像素组3的像素22的X方向上的布置节距例示为相同的布置节距pitch2，但是这些布置节距不必要求相同。属于像素组2的像素22的X方向上的布置节距和属于像素组3的像素22的X方向上的布置节距中的每一个都可以为任意的布置节距，只要该布置节距具有与上述的布置节距pitch2关于布置节距pitch0、pitch1和pitch3的相同关系即可。
类似地，虽然在此将属于像素组4的像素22的X方向上的布置节距和属于像素组5的像素22的X方向上的布置节距例示为相同的布置节距pitch3，但是这些布置节距不必要求相同。属于像素组4的像素22的X方向上的布置节距和属于像素组5的像素22的X方向上的布置节距中的每一个都可以为任意的布置节距，只要该布置节距具有与上述的布置节距pitch3关于布置节距pitch0、pitch1和pitch2的相同关系即可。
对于形成像素区域14的所有像素22，光电转换器PD的开口区域的X方向上的宽度z相同。这是为了使光电转换器PD的开口区域的面积相同，并且抑制由于光电转换器PD的开口区域的尺寸差异而引起的像素22的特点不均匀。在根据本实施例的光电转换设备中，通过在X方向上彼此相邻的像素22的金属互连(金属层42)的间距(spacing)来调节像素22的布置节距pitch1、pitch2和pitch3。
即，在像素组4和像素组5中，在X方向上彼此相邻的像素22的金属互连的间距被设定为间距s。在像素组1中，在X方向上彼此相邻的像素22的金属互连的间距被设定为比间距s宽的间距s+w。在像素组2和像素组3中，在X方向上彼此相邻的像素22的金属互连的间距被设定为比间距s窄的间距s’(＝s-w/n)。在像素组2与像素组1和像素组4之间以及在像素组3与像素组1和像素组5之间在X方向上彼此相邻的像素22的金属互连的间距也是间距s’。注意的是，宽度w将稍后描述。
在此，n是在像素组4与像素组5之间的区域中在X方向上对准的像素22的数量。换句话说，n是布置在像素组4和像素组5之间的像素列的数量。在图2的示例中，n为六。
通过以这种方式调节在X方向上彼此相邻的像素22的金属互连的间距，可以将像素22的布置节距pitch1、pitch2和pitch3设定为上述关系，同时维持光电转换器PD的开口区域的X方向上的恒定宽度z。通过以这种方式设定像素22的布置节距pitch1、pitch2和pitch3，像素组1、像素组2和像素组3中的像素22的X方向上的宽度被表示为x-w/n，其中像素组4和像素组5中的像素22的X方向上的宽度被表示为x。
虽然在图2中为了简化，使像素22的布置节距最小的像素组2和像素组3分别由两个像素列形成，但是，形成像素组2和像素组3的像素列的数量可以进一步增加。利用这种配置，可以更容易地确保用于增加双重曝光区块18中的金属层42之间的间距的宽度w。
定义光电转换器PD的开口区域的X方向上的宽度z和在X方向上彼此相邻的像素22的间距s、s’或s+w的金属互连可以是由金属层42形成的输出线24或供应预定电源电压的电源线(VDD线或GND线)。
接下来，将参考图4描述增加经由双重曝光区块18彼此相邻的像素22的金属互连的间距的原因。图4是例示在形成金属层42时在光刻处理中使用的光掩模(也称为标线)以及形成在半导体基板上的图案的示例的示意图。虽然在半导体基板和光掩模之间布置透镜以减小光掩模上的图案的尺寸并在实际图案曝光时将减小的图案投影到半导体基板上，但是光掩模上的图案和半导体基板上的图案在此以相同的尺寸示出，以简化例示。
为了清楚地指出问题，图4例示了以相等的节距对准像素22使得相邻像素22的金属互连之间的间距相同的情况作为参考示例。即，光掩模上的图案被设计为使得相邻像素22的金属互连之间的间距在包括双重曝光区块18在内的整个区块中为间距s。
例如，正型光致抗蚀剂(未示出)被用于金属层42的图案化。通过上面绘制有由遮光构件(诸如铬)形成的预定图案的光掩模来对光致抗蚀剂膜进行曝光和显影，选择性地保留光致抗蚀剂的未曝光部分，从而将光掩模上的图案转印到光致抗蚀剂膜。通过使用以这样的方式被图案化的光致抗蚀剂膜作为掩模来蚀刻基底金属层，可以形成具有预定图案的金属层42。
如图4中所示，用于曝光左曝光区块16L的光掩模70L和用于曝光右曝光区块16R的光掩模70R被用于曝光金属层42的图案。光掩模70L包括与布置在左曝光区块16L上的金属互连对应的互连图案72L以及定义左曝光区块16L在右曝光区块16R侧的端部的遮光图案74L。类似地，光掩模70R包括与布置在右曝光区块16R上的金属互连对应的互连图案72R以及定义右曝光区块16R在左曝光区块16L侧的端部的遮光图案74R。遮光图案74L在左曝光区块16L侧的端部和遮光图案74R在右曝光区块16R侧的端部之间的区域是双重曝光区块18。
图4例示了两种类型的掩模集，即，双重曝光区块18的图案不同的掩模集1和掩模集2。在掩模集1和掩模集2中，虽然互连图案72L以及互连图案72R相同，但是遮光图案74L以及遮光图案74R不同。
即，在掩模集1中，光掩模70L的遮光图案74L在左曝光区块16L侧的端部被设计为与光掩模70R的互连图案72R在左曝光区块16L侧的端部匹配。另外，在掩模集1中，光掩模70R的遮光图案74R在右曝光区块16R侧的端部被设计为与光掩模70L的互连图案72L在右曝光区块16R侧的端部匹配。
另一方面，在掩模集2中，光掩模70L的遮光图案74L在左曝光区块16L侧的端部被设计为比光掩模70R的互连图案72R在左曝光区块16L侧的端部更靠近左曝光区块16L侧。另外，在掩模集2中，光掩模70R的遮光图案74R在右曝光区块16R侧的端部被设计为比光掩模70L的互连图案72L在右曝光区块16R侧的端部更靠近右曝光区块16R侧。
首先，将描述使用掩模集1时的问题。在此假设通过使用掩模集1的光掩模70L来曝光左曝光区块16L，然后通过使用掩模集1的光掩模70R来曝光右曝光区块16R。
通过使用光掩模70L执行对左曝光区块16L的曝光，在左曝光区块16L中设置的光致抗蚀剂膜上形成与光掩模70L的图案对应的潜像。此时，在右曝光区块16R中，由于没有光透射通过遮光图案74L在左曝光区块16L侧的端部的右侧的区域，因此这种区域中的光致抗蚀剂膜没有被曝光。
接下来，通过使用光掩模70R执行对右曝光区块16R的曝光，在右曝光区块16R中设置的光致抗蚀剂膜上形成与光掩模70R的图案对应的潜像。此时，在左曝光区块16L中，由于没有光透射通过位于遮光图案74R在右曝光区块16R侧的端部的左侧的区域，因此这种区域的光致抗蚀剂膜没有被曝光。
此时，当在光掩模70L和光掩模70R之间没有未对准时，在曝光左曝光区块16L时不曝光与互连图案72R重叠的区域，而当曝光右曝光区块16R时也不曝光与互连图案72L重叠的区域。因此，可以形成具有与在光掩模70L和光掩模70R上形成的图案对应的尺寸的金属互连42L和42R。
但是，当在光掩模70L与光掩模70R之间存在未对准时，可能在曝光左曝光区块16L时曝光用于形成互连图案72R的区域，或者可能在曝光右曝光区块16R时曝光用于形成互连图案72L的区域。即，当与图4的状态相比光掩模70R向左侧移位时，与互连图案72L对应的区域的至少一部分未被遮光图案74R覆盖。另外，与互连图案72R对应的区域的至少一部分未被遮光图案74L覆盖。因而，金属互连42L和42R的互连宽度变得比与在光掩模70L和光掩模70R上形成的图案对应的尺寸窄。
因此，插入有双重曝光区块18的相邻像素22-1和22-2的金属互连42L和42R的互连宽度变得比其它区块中的金属互连的互连宽度窄，并且发生互连电阻的增加或互连电容的面内不均匀性，这会导致像素特点的不均匀性。
为了减少金属互连的图案的不均匀性，可以想到采用诸如掩模集2之类的图案。如上所述，掩模集2被设计为使得光掩模70L的遮光图案74L在左曝光区块16L侧的端部位于光掩模70R的互连图案72R在左曝光区块16L侧的端部的左曝光区块16L侧。另外，光掩模70R的遮光图案74R在右曝光区块16R侧的端部被设计为使得位于光掩模70L的互连图案72L在右曝光区块16R侧的端部的右曝光区块16R侧。因此，即使在发生光掩模70L与光掩模70R之间的未对准的情况下，当未对准量小于或等于互连图案72的端部与遮光图案74的端部之间的偏移量时，金属互连42L和42R的互连宽度也不减小。
但是，当互连图案72L与遮光图案74L之间的间距以及互连图案72R与遮光图案74R之间的间距太近时，无法确保图案之间的间距，由此金属互连42L和金属互连42R可能短路。另外，当光掩模70R与图4的状态相比更向右侧移位时，遮光图案74L和遮光图案74R在平面图中连接，因此金属互连42L和金属互连42R可能短路。
因而，在本实施例中，光掩模70L和70R上的图案被设计为使得插入有双重曝光区块18的两个相邻像素22-1和22-2的金属互连42R与金属互连42L之间的间距为s+w。具体而言，如图5中所示，在上述掩模集2的设计中，将平面图中互连图案72L和互连图案72R之间的间距设定为s+w。利用这种配置，能够增加互连图案72L与遮光图案74L之间的间距以及互连图案72R与遮光图案74R之间的间距。因此，即使当在光掩模70L与光掩模70R之间发生未对准时，也能够抑制金属互连42L和42R的互连宽度的改变，此外，还能够防止金属互连42L和金属互连42R之间的短路。
在本实施例中，与掩模集2一样，遮光图案74L和74R被设计为使得即使当在光掩模70L与光掩模70R之间发生最大可容许的未对准时，金属互连42L和42R的互连宽度也不减小。即，遮光图案74L和74R被设计为使得即使当在光掩模70L与光掩模70R之间发生最大可容许的未对准时，遮光图案74L和互连图案72R彼此重叠并且遮光图案74R和互连图案72L彼此重叠。此外，可以适当地设定宽度w以使得即使当光掩模70L与光掩模70R之间的最大可容许的未对准发生时，对于遮光图案74L和遮光图案74R之间的间距，也可以确保大于或等于最小处理尺寸的间距。
也可以通过调节像素组1的像素22中的光电转换器PD的开口的宽度z来增加插入有双重曝光区块18的相邻的金属互连42R和金属互连42L之间的间距。但是，在这种情况下，需要显著减小像素组1的像素22中的光电转换器PD的开口的宽度z，从而使属于像素组1的像素的特点与属于其它像素组的像素22的特点之间的均匀性被削弱。
因而，在本实施例中，减小了像素组2和像素组3中的像素22的布置节距，并且减小的部分被用于增加像素组1中的像素22的布置节距。利用这种配置，可以在抑制像素22的特点的不均匀性的同时防止金属互连42L和金属互连42R的互连宽度的改变或金属互连42L与金属互连42R之间的短路。
当减小像素组2和像素组3中的像素22的布置节距pitch2时，优选地减小相邻像素22的金属互连之间的间距s’，而不是减小光电转换器PD的开口的宽度z。这是因为与像素组1中的像素22的情况一样，以上方法对于抑制像素22的特点的不均匀性是优选的。
利用形成像素组2和像素组3的大量像素22，可以更容易加宽彼此相邻并插入有双重曝光区块18的金属互连42R与金属互连42L之间的间距。另外，利用形成像素组2和像素组3的大量像素22，可以减少每个像素的被插入的布置节距的量，从而提高像素特点的均匀性。注意的是，期望考虑光到像素区域14的入射角来确定其中布置像素组1、像素组2和像素组3的区域。
图6是例示当光经由瞳孔距离(pupil distance)为35mm且F值为10的图像捕获透镜进入光电转换设备100时像素的输出的图。横轴指示像素22在X方向上的位置(像素坐标)，纵轴指示像素输出(灵敏度)的相对值。
如图6中所示，布置在像素区域14的中心附近的大约10％的区域中的像素22的输出没有明显改变并且基本上是恒定的。这指示在像素区域14的中心附近，光基本上垂直地进入像素22，并且金属层42没有阻止光进入像素22。
如上所述，由于穿过复印机的按比例缩小光学系统或相机的图像捕获透镜的光基本上垂直地进入在像素区域14的中心附近的元件面，因此即使当像素22的布置节距不规则时，像素特点也不太受影响。因此，期望将布置节距被改变了的像素组1、像素组2和像素组3布置在像素区域14的中心附近。作为一个粗略的准则，期望像素组1、像素组2和像素组3位于像素区域14在划分方向(X方向)上的中心，并且布置在占像素区域14的大约10％或更小的面积的区块中。
如上所述，根据本实施例，可以在不损害像素特点的均匀性的情况下确保分割曝光中的对准裕度，并且稳定地制造可以获取高质量图像的光电转换设备。
[第二实施例]
将参考图7描述根据本发明的第二实施例的光电转换设备及其制造方法。与根据第一实施例的光电转换设备的部件相同的部件将用相同的附图标记来标记，并且将省略或简化其描述。
虽然在第一实施例中像素22以三种类型的节距来对准，但是像素22的布置节距的类型数量不必要求是三种。在本实施例中，将描述其中像素22以两种类型的布置节距来对准的示例。
图7是例示根据本实施例的光电转换设备的配置示例的截面图。在本实施例中，如图7中所示，属于插入有双重曝光区块18的两个相邻的像素列的像素22被定义为像素组1。另外，属于在像素组1的一侧相邻的多个像素列的像素22被定义为像素组2。另外，属于在像素组1的另一侧相邻的多个像素列的像素22被定义为像素组3。
当形成像素区域14的像素列的数量是m、形成像素组1的像素列的数量是2时，形成像素组2的像素列的数量和形成像素组3的像素列的数量之和是m-2。形成像素组2的像素列的数量与形成像素组3的像素列的数量可以相同，也可以不同。
图7例示了在曝光区块的划分方向(X方向)上对准的像素22-1和22-2作为属于像素组1的像素22。另外，在X方向上对准的像素22-3、22-5、22-7和22-9被示为属于像素组2的像素22中的一些。另外，在X方向上对准的像素22-4、22-6、22-8和22-10被示为属于像素组3的像素22中的一些。
属于像素组1的像素22被布置为使得沿着曝光区块的划分方向(X方向)的布置节距为布置节距pitch1’。属于像素组2和像素组3的像素22被布置为使得沿着X方向的布置节距为布置节距pitch2’。在此，像素22的布置节距pitch1’和pitch2’具有以下关系。
pitch1’>pitch2’
另一方面，微透镜60和滤色器50被布置为使得沿着X方向的布置节距在整个像素区域14上是恒定的布置节距pitch0。
例如，可以根据像素区域14与成像光学系统(未示出)之间的光学位置关系来适当地设定微透镜60和滤色器50的布置节距pitch0。在一个示例中，布置节距pitch0比布置节距pitch2’宽，并且比布置节距pitch1’窄。在此为了简化例示，微透镜60和滤色器50的布置节距pitch0与第一实施例中所示的像素22的布置节距pitch3相同。
在像素组2和像素组3中，在X方向上相邻的像素22的金属互连之间的间距被设定为比第一实施例中示出的间距s窄的间距s”(＝s-w’/m)。在像素组1中，在X方向上相邻的像素22的金属互连之间的间距被设定为比s”宽的间距s”+w’。在像素组2与像素组1之间以及在像素组3与像素组1之间在X方向上相邻的像素22的金属互连之间的间距是间距s”。
如第一实施例中所示，当改变像素22的布置节距时，期望选择性地改变布置在像素区域14的中心附近的像素22的布置节距。但是，当在从像素区域14的中心附近的部分到端部的范围内的区域中布置大量像素22时，可以通过减小像素22在除双重曝光区块18之外的整个像素区域14上的布置节距来减小每个像素的布置节距的减小量。即，如上所述，由于间距s”由s-w’/m表示，因此间距s”可以随着像素列数m的增加而更接近间距s。
因此，同样地，通过以这种方式配置光电转换设备，可以抑制光的入射被金属层42遮挡并且抑制由于像素22的变窄的布置节距而引起的像素特点不均匀。
如上所述，根据本实施例，可以在不损害像素特点的均匀性的情况下确保分割曝光中的对准裕度，并且稳定地制造可以获取高质量图像的光电转换设备。
[第三实施例]
将参考图8至图10描述根据本发明的第三实施例的光电转换设备及其制造方法。与根据第一实施例和第二实施例的光电转换设备的部件相同的部件将用相同的附图标记来标记，并且将省略或简化其描述。图8至图10是例示根据本实施例的光电转换设备的配置示例的截面图。
除了在滤色器50的配置方面不同之外，根据本实施例的光电转换设备与根据第一实施例或第二实施例的光电转换设备相同。
即，图8中所示的光电转换设备具有如下布置：蓝色滤色器50B、绿色滤色器50G和红色滤色器50R在图2中所示的第一实施例的光电转换设备中沿着X方向(行方向)按此次序重复地布置。以这种布置，蓝色滤色器50B、绿色滤色器50G和红色滤色器50R可以也在Y方向(列方向)(未示出)上按此次序重复地布置。在这种情况下，在X方向和Y方向上布置的三个像素的滤色器具有彼此不同的透射波长带。
另外，图9中所示的光电转换设备具有如下布置：蓝色滤色器50B、绿色滤色器50G和红色滤色器50R在图2所示的第一实施例的光电转换设备中形成拜耳(Bayer)布置滤色器阵列。在图9所示的截面中，例示了其中绿色滤色器50G和红色滤色器50R在X方向(行方向)上按此次序重复地布置的像素行。虽然未绘出，但是在与图9所示的像素行相邻的像素行中，绿色滤色器50G和蓝色滤色器50B按此次序重复地布置。
另外，图10中所示的光电转换设备具有如下布置：蓝色滤色器50B、绿色滤色器50G和红色滤色器50R在图7所示的第二实施例的光电转换设备中在X方向(行方向)上按此次序重复地布置。注意的是，可以在图7所示的第二实施例的光电转换设备中形成与图9中的拜耳布置滤色器阵列相同的拜耳布置滤色器阵列。
当如图8至图10所示的光电转换设备那样为相邻的像素22布置具有不同的透射波长带的滤色器50时，金属层42对入射光的散射可能造成颜色混合。例如，当经由对应的绿色滤色器50G进入了图8的像素22-2的光被金属层42散射并进入右侧相邻的像素22-1时，可能在像素22-1处发生绿色和红色的颜色混合。另外，当经由对应的绿色滤色器50G进入了图8的像素22-2的光被金属层42散射并进入左侧相邻的像素22-4时，可能在像素22-4处发生绿色和蓝色的颜色混合。
但是，如第一实施例中所述，已经穿过相机的耦合透镜或复印机的按比例缩小光学系统的光在像素区域14的中心附近基本上垂直地进入成像元件的平面。因此，即使相邻像素22的布置节距在布置在像素区域14的中心附近的像素组1、像素组2和像素组3中是不规则的，光也既不会在入射之前被金属层42遮挡也不会被金属层42散射。另外，取决于位置的布置节距的差异不会造成在平面内的颜色混合的影响的改变。因此，即使当应用于具有透射波长带不同的多种类型的滤色器的光电转换设备时，根据第一实施例的光电转换设备也可以获取没有颜色混合的高质量图像。
另外，在根据第二实施例的光电转换设备中，通过减小在除了双重曝光区块18之外的整个像素区域14上的像素22的布置节距，减小了每个像素的布置节距的减小量。因而，当经由双重曝光区块18相邻的像素22的布置节距增加时，可以抑制对其它像素22之间的布置节距的影响，并且防止光在入射之前被金属层42遮挡或者被金属层42散射。另外，取决于位置的布置节距的差异不会造成在平面内的颜色混合的影响的改变。因此，即使当应用于具有透射波长带不同的多种类型的滤色器的光电转换设备时，根据第二实施例的光电转换设备也可以获取没有颜色混合的高质量图像。
如以上所讨论的，根据本实施例，可以在不损害像素特点的均匀性的情况下确保分割曝光中的对准裕度，并且稳定地制造可以获取高质量图像的光电转换设备。
[第四实施例]
将参考图11至图13描述根据本发明的第四实施例的光电转换设备及其制造方法。与根据第一实施例至第三实施例的光电转换设备的部件相同的部件将用相同的附图标记来标记，并且将省略或简化其描述。图11和图12是例示根据本实施例的光电转换设备的配置示例的截面图。图13是例示为光电转换设备配置的入射光学系统的一个示例的示意图。
根据本实施例的光电转换设备与图9和图10所示的根据第三实施例的光电转换设备的不同之处在于，微透镜60和滤色器50的布置节距pitch0小于在整个像素区域14中的像素22的平均布置节距。即，在根据本实施例的光电转换设备中，微透镜阵列和滤色器阵列在平面图中的尺寸相对于像素区域14以小于1的倍率减小。
图11是将本实施例的配置应用于图9所示的根据第三实施例的光电转换设备的光电转换设备。在图9所示的根据第三实施例的光电转换设备中，在整个像素区域14中的像素22的平均布置节距等于在像素组4和像素组5中的布置节距pitch3。即，在图11所示的根据本实施例的光电转换设备中，布置节距pitch0、pitch1、pitch2和pitch3具有以下关系。
pitch1>pitch3>pitch2
pitch3>pitch0
图12是将本实施例的配置应用于图10所示的根据第三实施例的光电转换设备的光电转换设备。在图10所示的根据第三实施例的光电转换设备中，在整个像素区域14中的像素22的平均布置节距基本上等于在像素组2和像素组3中的布置节距pitch2’。即，在图12所示的根据本实施例的光电转换设备中，布置节距pitch0、pitch1’和pitch2’具有以下关系。
pitch1’>pitch2’>pitch0
图13是例示为光电转换设备100配置的入射光学系统的一个示例的示意图。例如，图像形成透镜110是形成相机的耦合透镜或复印机的按比例缩小光学系统的光学系统。被对象120反射的光经由图像形成透镜110进入光电转换设备100的像素区域14。此时，如图13中所示，关于已经穿过图像形成透镜110的光，进入更靠近像素区域14的端部的部分的光相对于光电转换设备100的像素区域14的法线方向具有更大的倾斜角。因此，通过相对于像素区域14以小于1的倍率减小微透镜阵列和滤色器阵列的平面图中的尺寸，可以有效地将光引导到光电转换器PD，特别是在像素区域14的端部处的像素22中。
因此，根据本实施例的光电转换设备的配置，即使在像素区域14的端部处的像素22中，也可以抑制光在入射之前被金属层42遮挡或被金属层42散射，并且因此可以获取更高质量的图像。
如以上所讨论的，根据本实施例，可以在不损害像素特点的均匀性的情况下确保分割曝光中的对准裕度，并且稳定地制造可以获取高质量图像的光电转换设备。
[第五实施例]
将参考图14描述根据本发明的第五实施例的成像系统。图14是例示根据本实施例的成像系统的总体配置的框图。
在以上第一实施例至第四实施例中描述的光电转换设备100可以应用于各种成像系统。可应用的成像系统的示例可以是数字静态相机、数字摄像机(camcorder)、监控相机、复印机或传真机、图像读取装置(诸如扫描仪)、移动电话、车载相机、观察卫星等。另外，成像系统中还包括相机模块，该相机模块包括诸如透镜之类的光学系统和成像设备。图14例示了作为其示例的数字静态相机的框图。
图14中作为示例示出的成像系统200包括成像设备201、将对象的光学图像捕获到成像设备201上的透镜202、用于改变穿过透镜202的光量的光圈204，以及用于保护透镜202的挡板206。透镜202和光圈204形成将光会聚到成像设备201上的光学系统。成像设备201是在第一实施例至第四实施例中的任何一个中描述的光电转换设备100，并且将由透镜202捕获的光学图像转换成图像数据。
成像系统200还包括信号处理单元208，该信号处理单元208处理从成像设备201输出的输出信号。信号处理单元208执行将由成像设备201输出的模拟信号转换成数字信号的模数(AD)转换。此外，如果必要，那么信号处理单元208执行除以上处理以外的各种校正和压缩，并且输出图像数据。作为信号处理单元208的一部分的AD转换单元可以形成在上面设置成像设备201的半导体基板或上面不设置成像设备201的半导体基板上。另外，成像设备201和信号处理单元208可以形成在相同的半导体基板上。
成像系统200还包括用于在其中暂时存储图像数据的存储器单元210以及用于与外部计算机等通信的外部接口单元(外部I/F单元)212。成像系统200还包括用于执行成像数据的存储或读出的存储介质214(诸如半导体存储器)以及用于对存储介质214执行存储或读出的存储介质控制接口单元(存储介质控制I/F单元)216。要注意的是，存储介质214可以嵌入成像系统200中或者可以是能移除的。
成像系统200还包括控制各种操作和整个数字静态相机的总体控制/操作单元218以及将各种定时信号输出到成像设备201和信号处理单元208的定时生成单元220。在这里，定时信号等可以从外部输入，并且成像系统200可以包括至少成像设备201和处理从成像设备201输出的输出信号的信号处理单元208。
当成像系统200被配置为图像读取装置(诸如复印机、传真机、扫描仪等)时，还可以设置造成对象(例如，文档)和成像设备201的相对移动的运动机构。
成像设备201将成像信号输出到信号处理单元208。信号处理单元208对从成像设备201输出的成像信号执行预定的信号处理并且输出图像数据。信号处理单元208使用成像信号来生成图像。
如以上所讨论的，根据本实施例，可以实现对其应用了根据第一实施例至第四实施例的光电转换设备100的成像系统。
[第六实施例]
将参考图15A和图15B描述根据本发明的第六实施例的成像系统和能移动对象。图15A是例示根据本实施例的成像系统的配置的图。图15B是例示根据本实施例的能移动对象的配置的图。
图15A例示了与车载相机相关的成像系统的示例。成像系统300包括成像设备310。成像设备310是上述第一实施例至第四实施例中的任何一个实施例中描述的光电转换设备100。成像系统300包括对由成像设备310获取的多个图像数据执行图像处理的图像处理单元312以及从由成像系统300获取的多个图像数据计算视差(视差图像的相位差)的视差获取单元314。另外，成像系统300包括基于计算出的视差来计算到对象的距离的距离获取单元316以及基于计算出的距离来确定是否存在碰撞可能性的碰撞确定单元318。在这里，视差获取单元314和距离获取单元316是获取关于到对象的距离的距离信息的距离信息获取单元的示例。即，距离信息是关于视差、散焦量、到对象的距离等的信息。碰撞确定单元318可以使用任何距离信息来确定碰撞可能性。距离信息获取单元可以通过专门设计的硬件来实现或者可以通过软件模块来实现。另外，距离信息获取单元可以通过现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)等来实现，或者可以通过其组合来实现。
成像系统300连接到车辆信息获取设备320并且可以获取车辆信息(诸如车辆速度、偏航率、转向角度等)。另外，成像系统300连接到控制ECU 330，该控制ECU 330是基于碰撞确定单元318的确定结果输出用于使车辆生成制动力的控制信号的控制设备。另外，成像系统300还连接到警报设备340，该警报设备340基于碰撞确定单元318的确定结果向驾驶员发出警报。例如，当作为碰撞确定单元318的确定结果的碰撞概率高时，控制ECU 330执行车辆控制，以通过施加制动、向后推加速器、抑制发动机功率等来避免碰撞或减少损坏。警报设备340通过发出声音警报(诸如声音)、在汽车导航系统等的显示器上显示警报信息、向座椅安全带或方向盘提供振动等来提醒用户。
在本实施例中，通过使用成像系统300来捕获车辆周围的区域，例如前方区域或后方区域。图15B例示了在捕获车辆的前方区域(捕获区域350)时的成像系统300。车辆信息获取设备320向成像系统300或成像设备310发送指令。这种配置可以进一步提高测距准确度。
虽然上面已经描述了用于避免与另一个车辆碰撞的控制的示例，但是该实施例也适用于跟随另一个车辆的自动驾驶控制、不离开车道的自动驾驶控制等。此外，成像系统不限于车辆(诸如本主题车辆)，并且可以例如应用于诸如船舶、飞机或工业机器人之类的能移动对象(移动的装置)。此外，成像系统可以广泛地应用于利用对象识别的设备，诸如智能交通系统(ITS)，而不限于能移动对象。
[经修改的实施例]
本发明不限于上述实施例，并且可以进行各种修改。例如，其中任一实施例的配置的一部分被添加到另一个实施例的示例或者其中任一实施例的配置的一部分被另一个实施例的配置的一部分取代的示例是本发明的实施例之一。
另外，虽然在上述实施例中像素区域14在曝光区块的划分方向上被划分为五个像素组或三个像素组，并且像素22的布置节距在相邻像素组之间不同，但是从像素区域14划分的像素组的数量不限于此。
另外，虽然在上述实施例中像素22的布置节距在曝光区块的划分方向上逐步改变，但是像素22的布置节距可以被配置为连续改变。
另外，虽然已经以作为代表性示例的金属层42作为定义像素22的布置节距的层例示了上述实施例，但是在其它层的光刻中，也可以根据像素22的布置节距来适当地改变图案。例如，可以考虑微透镜60或金属层42的开口区域的位置，以像素22为基础来确定光电转换器PD的位置。
另外，上述实施例中例示的光电转换设备可以用作旨在获取图像的设备，即，成像设备。另外，上述实施例中例示的光电转换设备的应用示例不必限于成像设备，并且，当例如应用于如以上第六实施例中所述的旨在测距的设备时，光电转换设备不一定需要输出图像。在这种情况下，可以说这种设备是将光学信息转换成预定电信号的光电转换设备。成像设备是光电转换设备之一。
另外，上述第五实施例和第六实施例中例示的成像系统是可以向其应用本发明的光电转换设备的成像系统的示例，并且可以向其应用本发明的光电转换设备的成像系统不限于图14和图15A中例示的配置。
虽然已经参考示例性实施例描述了本发明，但是应该理解的是，本发明不限于所公开的示例性实施例。所附权利要求的范围应被赋予最宽泛的解释，以涵盖所有这种修改以及等同的结构和功能。

Claims (33)

1.一种光电转换设备，其特征在于，包括：
像素区域，其中布置有多个像素，每个像素包括光电转换器；以及
多个微透镜，每个微透镜与所述多个像素中的每个像素对应，
其中，像素区域包括彼此相邻的第一区域和第二区域，
其中，在所述多个像素当中，在第一区域和第二区域对准的方向上彼此相邻的第一区域中的第一像素和第二区域中的第二像素以第一布置节距布置，
其中，在所述多个像素当中，第一区域中在所述方向上彼此相邻的两个像素以第二布置节距布置，
其中，在所述多个像素当中，第二区域中在所述方向上彼此相邻的两个像素以第三布置节距布置，
其中，第二布置节距和第三布置节距小于第一布置节距，以及
其中，在所述多个微透镜当中，与彼此相邻的第一区域中的像素和第二区域中的像素对应的两个微透镜的布置节距小于第一布置节距。
2.根据权利要求1所述的光电转换设备，其中，所述多个微透镜在像素区域中的平均布置节距大于第二布置节距和第三布置节距。
3.根据权利要求1或2所述的光电转换设备，还包括多个滤色器，每个滤色器与所述多个像素中的每个像素对应，
其中，在所述多个滤色器当中，分别与第一像素和第二像素对应的两个滤色器的布置节距小于第一布置节距。
4.根据权利要求3所述的光电转换设备，其中，在所述方向上布置的三个像素的滤色器具有彼此不同的透射波长带。
5.根据权利要求1或2所述的光电转换设备，
其中，第一区域包括第三区域和第四区域，并且第三区域位于第二区域和第四区域之间，
其中，第二区域包括第五区域和第六区域，并且第五区域位于第一区域和第六区域之间，
其中，在所述多个像素当中，第三区域中在所述方向上彼此相邻的两个像素和第五区域中在所述方向上彼此相邻的两个像素以第二布置节距对准，以及
其中，在所述多个像素当中，第四区域中在所述方向上彼此相邻的两个像素和第六区域中在所述方向上彼此相邻的两个像素以小于第一布置节距且大于第二布置节距的第四布置节距对准。
6.根据权利要求5所述的光电转换设备，其中，第三区域和第五区域位于像素区域的相对于所述方向的中心处并设置在占像素区域的10％或更小的面积的区块中。
7.根据权利要求1或2所述的光电转换设备，其中，由在第一像素的光电转换器和第二像素的光电转换器之间布置的绝缘构件构成的元件隔离区域的宽度大于由在第一区域中的所述两个像素的相应光电转换器之间布置的绝缘构件构成的元件隔离区域的宽度以及由在第二区域中的所述两个像素的相应光电转换器之间布置的绝缘构件构成的元件隔离区域的宽度。
8.根据权利要求1或2所述的光电转换设备，
其中，所述多个像素中的每个像素包括由金属层定义的开口区域，用于将入射光带入光电转换器，以及
其中，第一区域和第二区域的边界位于在所述方向上相邻的像素的开口区域之间。
9.根据权利要求8所述的光电转换设备，其中，所述多个像素的开口区域的面积相同。
10.根据权利要求8所述的光电转换设备，其中，第一布置节距、第二布置节距和第三布置节距由在所述方向上彼此相邻的像素的金属层的图案的间距定义。
11.根据权利要求8所述的光电转换设备，其中，所述金属层中的各个金属层是用于向像素供应电源电压的电源线或用于输出像素的信号的输出线。
12.根据权利要求1或2所述的光电转换设备，其中，第二布置节距与第三布置节距彼此相等。
13.根据权利要求1或2所述的光电转换设备，其中，在所述方向上，具有光电转换器的半导体基板的长度大于35mm。
14.根据权利要求1或2所述的光电转换设备，其中，在所述方向上，像素区域的长度大于33mm。
15.一种成像系统，其特征在于，包括：
根据权利要求1至14中的任一项所述的光电转换设备；以及
信号处理单元，处理从光电转换设备的像素输出的信号。
16.一种图像读取装置，其特征在于，包括：
根据权利要求1至14中的任一项所述的光电转换设备；以及
运动机构，造成对象和光电转换设备的相对移动。
17.一种光电转换设备，其特征在于，包括：
像素区域，其中布置有多个像素，每个像素包括光电转换器；以及
多个微透镜，每个微透镜与所述多个像素中的每个像素对应，
其中，像素区域包括彼此相邻的第一区域和第二区域，
其中，在所述多个像素当中，在第一区域和第二区域对准的方向上彼此相邻的第一区域中的第一像素和第二区域中的第二像素以第一布置节距布置，
其中，在所述多个像素当中，第一区域中在所述方向上彼此相邻的两个像素以第二布置节距布置，
其中，在所述多个像素当中，第二区域中在所述方向上彼此相邻的两个像素以第三布置节距布置，
其中，第二布置节距和第三布置节距小于第一布置节距，
其中，在所述多个微透镜当中，与第一区域中彼此相邻的两个像素对应的两个微透镜的布置节距小于第二布置节距，以及
其中，在所述多个微透镜当中，与第二区域中彼此相邻的两个像素对应的两个微透镜的布置节距小于第三布置节距。
18.根据权利要求17所述的光电转换设备，其中，所述多个微透镜在像素区域中的平均布置节距大于第二布置节距和第三布置节距。
19.根据权利要求17或18所述的光电转换设备，还包括多个滤色器，每个滤色器与所述多个像素中的每个像素对应，
其中，在所述多个滤色器当中，分别与第一像素和第二像素对应的两个滤色器的布置节距小于第一布置节距。
20.根据权利要求19所述的光电转换设备，其中，在所述方向上布置的三个像素的滤色器具有彼此不同的透射波长带。
21.根据权利要求17或18所述的光电转换设备，
其中，第一区域包括第三区域和第四区域，并且第三区域位于第二区域和第四区域之间，
其中，第二区域包括第五区域和第六区域，并且第五区域位于第一区域和第六区域之间，
其中，在所述多个像素当中，第三区域中在所述方向上彼此相邻的两个像素和第五区域中在所述方向上彼此相邻的两个像素以第二布置节距对准，以及
其中，在所述多个像素当中，第四区域中在所述方向上彼此相邻的两个像素和第六区域中在所述方向上彼此相邻的两个像素以小于第一布置节距且大于第二布置节距的第四布置节距对准。
22.根据权利要求21所述的光电转换设备，其中，第三区域和第五区域位于像素区域的相对于所述方向的中心处并设置在占像素区域的10％或更小的面积的区块中。
23.根据权利要求17或18所述的光电转换设备，其中，由在第一像素的光电转换器和第二像素的光电转换器之间布置的绝缘构件构成的元件隔离区域的宽度大于由在第一区域中的所述两个像素的相应光电转换器之间布置的绝缘构件构成的元件隔离区域的宽度以及由在第二区域中的所述两个像素的相应光电转换器之间布置的绝缘构件构成的元件隔离区域的宽度。
24.根据权利要求17或18所述的光电转换设备，
其中，所述多个像素中的每个像素包括由金属层定义的开口区域，用于将入射光带入光电转换器，以及
其中，第一区域和第二区域的边界位于在所述方向上相邻的像素的开口区域之间。
25.根据权利要求24所述的光电转换设备，其中，所述多个像素的开口区域的面积相同。
26.根据权利要求24所述的光电转换设备，其中，第一布置节距、第二布置节距和第三布置节距由在所述方向上彼此相邻的像素的金属层的图案的间距定义。
27.根据权利要求24所述的光电转换设备，其中，所述金属层中的各个金属层是用于向像素供应电源电压的电源线或用于输出像素的信号的输出线。
28.根据权利要求17或18所述的光电转换设备，其中，第二布置节距与第三布置节距彼此相等。
29.根据权利要求17或18所述的光电转换设备，其中，在所述方向上，具有光电转换器的半导体基板的长度大于35mm。
30.根据权利要求17或18所述的光电转换设备，在所述方向上，像素区域的长度大于33mm。
31.一种成像系统，其特征在于，包括：
根据权利要求17至30中的任一项所述的光电转换设备；以及
信号处理单元，处理从光电转换设备的像素输出的信号。
32.一种图像读取装置，其特征在于，包括：
根据权利要求17至30中的任一项所述的光电转换设备；以及
运动机构，造成对象和光电转换设备的相对移动。
33.一种制造光电转换设备的方法，其特征在于，包括：通过在彼此相邻的第一区域和第二区域上使用单独的光掩模，对同一层执行图案曝光，以在包括第一区域和第二区域的像素区域中形成多个像素以及多个微透镜，其中每个像素包括光电转换器，每个微透镜与所述多个像素中的每个像素对应，
其中，用于在第一区域上执行图案曝光的光掩模和用于在第二区域上执行图案曝光的光掩模被设计为使得：
在第一区域和第二区域对准的方向上彼此相邻的第一区域中的像素和第二区域中的像素以第一布置节距布置，第一区域中在所述方向上彼此相邻的两个像素以小于第一布置节距的第二布置节距布置，第二区域中在所述方向上彼此相邻的两个像素以小于第一布置节距的第三布置节距布置，以及
在所述多个微透镜当中，与彼此相邻的第一区域中的所述像素和第二区域中的所述像素对应的两个微透镜的布置节距小于第一布置节距。
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