JP2023005460A - 固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法、および電子機器 - Google Patents
固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法、および電子機器 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2023005460A JP2023005460A JP2021107389A JP2021107389A JP2023005460A JP 2023005460 A JP2023005460 A JP 2023005460A JP 2021107389 A JP2021107389 A JP 2021107389A JP 2021107389 A JP2021107389 A JP 2021107389A JP 2023005460 A JP2023005460 A JP 2023005460A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- same
- pixel
- color
- photoelectric conversion
- pixels
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
- H10F39/011—Manufacture or treatment of image sensors covered by group H10F39/12
- H10F39/014—Manufacture or treatment of image sensors covered by group H10F39/12 of CMOS image sensors
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
- H10F39/80—Constructional details of image sensors
- H10F39/802—Geometry or disposition of elements in pixels, e.g. address-lines or gate electrodes
- H10F39/8023—Disposition of the elements in pixels, e.g. smaller elements in the centre of the imager compared to larger elements at the periphery
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
- H10F39/80—Constructional details of image sensors
- H10F39/806—Optical elements or arrangements associated with the image sensors
- H10F39/8063—Microlenses
Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
Description
各カラーフィルタを含む画素ユニットが正方配列されて1つの画素群が形成され、複数の画素群が2次元状に配列されて画素部の画素アレイが形成される。
このカラーフィルタ配列としては、ベイヤ配列が広く知られている。また、たとえば各画素に対してマイクロレンズが形成されている。
また、高感度化や高ダイナミックレンジ化を図るために、ベイヤ配列の各画素ユニットを複数の同色画素により形成したCMOSイメージセンサも提案されている(たとえば特許文献1、2参照)。
多画素化による高解像度化を維持し、かつ、画素ピッチ縮小による感度やダイナミックレンジの低下を抑制するため、隣接した複数の同色画素をたとえば4画素ずつ配置し、解像度を追求する際には個別の画素信号を読み出し、高感度やダイナミックレンジ性能を必要とする局面では同色の画素の信号を加算して読み出す手法が一般的に採用されている。
そして、このCMOSイメージセンサは、たとえば画素ユニットの隣接する複数の同色画素で一つのマイクロレンズを共有する。
なお、このCMOSイメージセンサにおいては、画素アレイに、PDAF(位相検出オートフォーカス)画素が同色で形成されていることから、通常の撮影モードでは、これらのPDAF画素の感度等を補正する必要がある。
画素ユニットPU1は、隣接する複数、たとえば2×2の同色(Gr)の4画素PXGrA、PXGrB,PXGrC,PXGrDが配置されている。画素ユニットPU1において、4画素PXGrA、PXGrB,PXGrC,PXGrDに対して1つのマイクロレンズMCL1が配置されている。
画素ユニットPU2は、隣接する複数、たとえば2×2の同色(R)の4画素PXRA、PXRB,PXRC,PXRDが配置されている。画素ユニットPU2において、4画素PXRA、PXRB,PXRC,PXRDに対して1つのマイクロレンズMCL2が配置されている。
画素ユニットPU3は、隣接する複数、たとえば2×2の同色(B)の4画素PXBA、PXBB,PXBC,PXRDが配置されている。画素ユニットPU4において、4画素PXBA、PXBB,PXBC,PXBDに対して1つのマイクロレンズMCL3が配置されている。
画素ユニットPU4は、隣接する複数、たとえば2×2の同色(Gb)の4画素PXGbA、PXGbB,PXGbC,PXGbRDが配置されている。画素ユニットPU4において、4画素PXbA、PXGbB,PXGbC,PXGbDに対して1つのマイクロレンズMCL4が配置されている。
画素ユニットPU1は、隣接する複数、たとえば2×2の同色(Gr)の4画素PXGrA、PXGrB,PXGrC,PXGrDが配置されている。画素ユニットPU1において、4画素PXGrA、PXGrB,PXGrC,PXGrDに対してそれぞれマイクロレンズMCL01,MCL02,MCL03,MCL04が配置されている。
画素ユニットPU2は、隣接する複数、たとえば2×2の同色(R)の4画素PXRA、PXRB,PXRC,PXRDが配置されている。画素ユニットPU2において、4画素PXRA、PXRB,PXRC,PXRDに対してそれぞれマイクロレンズMCL11,MCL12,MCL13,MCL14が配置されている。
画素ユニットPU4は、隣接する複数、2×2の同色(Gb)の4画素PXGbA、PXGbB,PXGbC,PXGbDが配置されている。画素ユニットPU4において、3画素PXGbB,PXGbC,PXGbDに対してそれぞれ1つのマイクロレンズMCL31,MCL32,MCL33が配置されている。
この構成は2種類の異なるレンズ形状が必要なため、感度のばらつきが大きくなる。
また、PDAF画素部分が青(B)から緑(G)に置き換わるため、色補正が必要になり、青(B)の解像度が低下してしまう。
図3は、本発明の第1の実施形態に係る固体撮像装置の構成例を示すブロック図である。
図4は、本発明の第1の実施形態に係る中央領域と周辺領域に区分けされる画素部における画素アレイの形成例を示す図である。
本実施形態において、固体撮像装置10は、たとえばCMOSイメージセンサにより構成される。
また、これらの構成要素のうち、たとえば垂直走査回路30、読み出し回路40、水平走査回路50、およびタイミング制御回路60により画素信号の読み出し駆動制御部70が構成される。
本第1の実施形態の画素部20においては、周辺領域RPRPの少なくとも一部の画素ユニットPUPは、マイクロレンズMCLが担当して光を入射する同色画素PXの数NPが、中央領域RCTRの画素ユニットPUCにおけるマイクロレンズMCLが担当して光を入射する同色画素PXの数NCと異なる。
そして、一つのマイクロレンズMCLが、第1の同色画素PX11の光電変換領域、第2の同色画素PX12の光電変換領域、第3の同色画素PX13の光電変換領域、および第4の同色画素PX14の光電変換領域に光を入射するように配置されている。
そして、一つのマイクロレンズMCLが、第5の同色画素PX15の光電変換領域、および第6の同色画素PX16の光電変換領域に光を入射するように配置されている。
図4は、本発明の第1の実施形態に係る中央領域と周辺領域に区分けされる画素部における画素アレイの形成例を示す図である。
図5(A)および(B)は、本発明の第1の実施形態に係る画素部の中央領域と周辺領域における画素アレイの一例を示す図である。図5(A)が画素部の中央領域における画素アレイの一例を示し、図5(B)が画素部における周辺領域における画素アレイの一例を示している。
図6は、本発明の第1の実施形態に係る画素アレイを形成する画素群の一例を抽出して示す図である。
以下の説明では、一例として、第1方向は列方向(水平方向、X方向)とする。これに伴い第2方向は行方向(垂直方向、Y方向)とする。
本第1の実施形態の画素部20においては、周辺領域RPRPのすべての画素ユニットPUPは、マイクロレンズMCLが担当して光を入射する同色画素PXの数NPが2で、その数NPは、中央領域RCTRの画素ユニットPUCにおけるマイクロレンズMCLが担当して光を入射する同色画素PXの数NCの4より少ない。
すなわち、周辺領域RPRPで採用されるマイクロレンズMCLは、担当する同色画素PXの数NPが2であっても、中央領域RCTRの画素ユニットPUCの4つの同色画素PXを担当するマイクロレンズMCLと同じものが適用される。
ただし、本第1の実施形態では、図6に示すように、画素ユニットの4つの同色画素で1つのフローティングディフュージョンFD(Floating Diffusion;浮遊拡散層)を共有する4画素共有構成が採用されている。具体的には、後で詳述するように、4つの色画素フローティングディフュージョンFD11、リセットトランジスタRST11-Tr、ソースフォロワトランジスタSF11-Tr、および選択トランジスタSEL11-Trが共有されている。
また、共有されるフローティングディフュージョンFDは、たとえば任意の画素の感度値の補正の際に、補正で参照する同じ画素ユニットPUの複数の画素から読み出す画素信号の加算部として機能する。
図4および図5の例では、図面の簡単化のため、中央領域RCTRにおいては、2つの画素群PXG11,PXG12が1×2のマトリクス状に配置された画素アレイ200が示されている。
図4および図5の例では、図面の簡単化のため、周辺領域RPRPにおいて、2つの画素群PXG21,PXG22が1×2のマトリクス状に配置された画素アレイ200が示されている。
中央領域RCTRにおいて、図4および図5の画素群PXG11は、Gr画素の画素ユニットPU111、R画素の画素ユニットPU112、B画素の画素ユニットPU113、およびGb画素の画素ユニットPU114がベイヤ配列されている。
画素群PXG12は、Gr画素の画素ユニットPU121、R画素の画素ユニットPU122、B画素の画素ユニットPU123、およびGb画素の画素ユニットPU124がベイヤ配列されている。
画素群PXG22は、Gr画素の画素ユニットPU221、R画素の画素ユニットPU222、B画素の画素ユニットPU223、およびGb画素の画素ユニットPU224がベイヤ配列されている。
同様に、周辺領域RPRPの画素群を構成する画素ユニットも画素群共通の構成を有する。したがって、ここでは、代表例として、画素群PXG21を形成する画素ユニットPU211,PU212,PU213,PU214について説明する。
そして、一つのマイクロレンズMCLが、第1の同色画素PX11の光電変換領域、第2の同色画素PX12の光電変換領域、第3の同色画素PX13の光電変換領域、および第4の同色画素PX14の光電変換領域に光を入射するように配置されている。
具体的には、中央領域RCTRの画素ユニットPUCは、以下のように形成される。
また、光電変換領域PDにおいて、バックサイドメタルBSM11と光電変換領域PDの深さ方向に重なるように、トレンチ型バックサイド分離としてのバックサイドディープトレンチアイソレーション(BDTI)が形成されている。
これにより、同色画素PX-Aは第1の光電変換領域PD1を含み、同色画素PX-Bは第2の光電変換領域PD2を含み、同色画素PX-Cは第3の光電変換領域PD3を含み、同色画素PX-Dは第4の光電変換領域PD4を含んでいる。
また、色が異なる画素ユニット間も、BSM12、あるいはBSM12とBDTI12による分離されている。
そして、一つのマイクロレンズMCLが、第5の同色画素PX15の光電変換領域PD15、および第6の同色画素PX16の光電変換領域に光を入射するように配置されている。
具体的には、周辺領域RPRFのすべての画素ユニットPUPは、以下のように形成される。
この周辺領域RPRPのマイクロレンズMCL211は中央領域RCTRの各画素ユニットで適用されるマイクロレンズMCL111~MCL14と、同じ構成、同じ光学特性を有する。
この周辺領域RPRPのマイクロレンズMCL212は中央領域RCTRの各画素ユニットで適用されるマイクロレンズMCL111~MCL14と、同じ構成、同じ光学特性を有する。
この周辺領域RPRPのマイクロレンズMCL13は中央領域RCTRの各画素ユニットで適用されるマイクロレンズMCL111~MCL14と、同じ構成、同じ光学特性を有する。
この周辺領域RPRPのマイクロレンズMCL214は中央領域RCTRの各画素ユニットで適用されるマイクロレンズMCL111~MCL14と、同じ構成、同じ光学特性を有する。
また、中央領域RCTRと周辺領域RPRPにおいてマイクロレンズMCLとして形状が同等のものが適用されることから、感度のばらつきが小さくなると。
また、光電変換領域PDにおいて、バックサイドメタルBSM21と光電変換領域PDの深さ方向に重なるように、トレンチ型バックサイド分離としてのバックサイドディープトレンチアイソレーション(BDTI)が形成されている。
これにより、同色画素PX-Aは第1の光電変換領域を含み、同色画素PX-Bは第2の光電変換領域を含んでいる。
また、色が異なる画素ユニット間も、BSM22、あるいはBSM22とBDTI22による分離されている。
ここで、画素ユニットの4つの同色画素で1つのフローティングディフュージョンFDを共有する4画素共有の一構成例について説明する。
図7は、本発明の第1の実施形態に係る固体撮像装置の画素群の4つの画素で1つのフローティングディフュージョンを共有する画素ユニットの一例を示す回路図である。
たとえば、第1色画素PX11のフォトダイオードPD11が第1の緑色(G)光電変換部として機能し、第2色画素PX12のフォトダイオードPD12が第2の緑色(G)光電変換部として機能し、第3色画素PX13のフォトダイオードPD13が第3の緑色(G)光電変換部として機能し、第4色画素PX14のフォトダイオードPD14が第4の緑色(G)光電変換部として機能する。
フォトダイオードPD11,PD12,PD13,PD14を形成する基板表面にはダングリングボンドなどの欠陥による表面準位が存在するため、熱エネルギーによって多くの電荷(暗電流)が発生し、正しい信号が読み出せなくなってしまう。
埋め込みフォトダイオード(PPD)では、フォトダイオードPDの電荷蓄積部を基板内に埋め込むことで、暗電流の信号への混入を低減することが可能となる。
以下、信号電荷は電子であり、各トランジスタがn型トランジスタである場合について説明するが、信号電荷がホールであったり、各トランジスタがp型トランジスタであっても構わない。
転送トランジスタTG11-Trは、読み出し制御系の制御の下、制御信号TG11が所定レベルのハイレベル(H)の期間に選択されて導通状態となり、フォトダイオードPD11で光電変換され蓄積された電荷(電子)をフローティングディフュージョンFD11に転送する。
転送トランジスタTG12-Trは、読み出し制御系の制御の下、制御信号TG12が所定レベルのハイレベル(H)の期間に選択されて導通状態となり、フォトダイオードPD12で光電変換され蓄積された電荷(電子)をフローティングディフュージョンFD11に転送する。
転送トランジスタTG13-Trは、読み出し制御系の制御の下、制御信号TG13が所定レベルのハイレベル(H)の期間に選択されて導通状態となり、フォトダイオードPD13で光電変換され蓄積された電荷(電子)をフローティングディフュージョンFD11に転送する。
転送トランジスタTG14-Trは、読み出し制御系の制御の下、制御信号TG14が所定レベルのハイレベル(H)の期間に選択されて導通状態となり、フォトダイオードPD14で光電変換され蓄積された電荷(電子)をフローティングディフュージョンFD11に転送する。
リセットトランジスタRST11-Trは、読み出し制御系の制御の下、たとえば読み出しスキャン時に、制御信号RST11がHレベルの期間に選択されて導通状態となり、フローティングディフュージョンFD11を電源線VDD(またはVRst)の電位にリセットする。
ソースフォロワトランジスタSF11-TrのゲートにはフローティングディフュージョンFD11が接続され、選択トランジスタSEL11-Trは制御信号)SEL11により導通状態が制御される。
選択トランジスタSEL11-Trは、制御信号SEL11がHレベルの期間に選択されて導通状態となる。これにより、ソースフォロワトランジスタSF11-TrはフローティングディフュージョンFD11の電荷を電荷量(電位)に応じた利得をもって電圧信号に変換した列出力の読み出し電圧(信号)VSL(PIXOUT)を垂直信号線LSGNに出力する。
この場合、画素ユニットPU内の複数、すなわち、2,3、または4画素の画素信号を加算した加算信号が垂直信号線LSGNに送出され、カラム読み出し回路40に入力される。
また、垂直走査回路30は、アドレス信号に従い、信号の読み出しを行うリード行と、フォトダイオードPDに蓄積された電荷をリセットするシャッター行の行アドレスの行選択信号を出力する。
本第1の実施形態の画素部20においては、周辺領域RPRPのすべての画素ユニットPUPは、マイクロレンズMCLが担当して光を入射する同色画素PXの数NPが2で、その数NPは、中央領域RCTRの画素ユニットPUCにおけるマイクロレンズMCLが担当して光を入射する同色画素PXの数NCの4より少ない。
そして、本第1の実施形態においては、中央領域RCTRで採用されるマイクロレンズMCLと周辺領域RPRPで採用されるマイクロレンズMCLは、同等の形状を有する。
すなわち、周辺領域RPRPで採用されるマイクロレンズMCLは、担当する同色画素の数が2であっても、中央領域RCTRの画素ユニットPUCの4つの同色画素PXを担当するマイクロレンズMCLと同じ形状、光学特性のものが適用される。
図8は、本発明の第2の実施形態に係る中央領域と周辺領域に区分けされる画素部における画素アレイの形成例を示す図である。
図9(A)および(B)は、本発明の第2の実施形態に係る画素部の中央領域と周辺領域における画素アレイの一例を示す図である。図9(A)が画素部の中央領域における画素アレイの一例を示し、図9(B)が画素部における周辺領域における画素アレイの一例を示している。
第1の実施形態においては、周辺領域RPRPにおける画素ユニットPUPはすべてのマイクロレンズMCLが担当して光を入射する同色画素PXの数NPが2で、その数NPは、中央領域RCTRの画素ユニットPUCにおけるマイクロレンズMCLが担当して光を入射する同色画素PXの数NCの4より少ない。
この周辺領域RPRPのマイクロレンズMCL211は中央領域RCTRの各画素ユニットで適用されるマイクロレンズMCL111~MCL14と、同じ構成、同じ光学特性を有する。
この周辺領域RPRPのマイクロレンズMCL212は中央領域RCTRの各画素ユニットで適用されるマイクロレンズMCL111~MCL14と、同じ構成、同じ光学特性を有する。
この周辺領域RPRPのマイクロレンズMCL13は中央領域RCTRの各画素ユニットで適用されるマイクロレンズMCL111~MCL14と、同じ構成、同じ光学特性を有する。
この周辺領域RPRPのマイクロレンズMCL214は中央領域RCTRの各画素ユニットで適用されるマイクロレンズMCL111~MCL14と、同じ構成、同じ光学特性を有する。
すなわち、本第2の実施形態によれば、より優れた低照度PDAF(位相検出オートフォーカス)性能とより優れた遮光性能を同時に実現することが可能で、ひいてはより精度の高い画質を実現することが可能となる。
図10は、本発明の第3の実施形態に係る中央領域と周辺領域に区分けされる画素部における画素アレイの形成例を示す図である。
図11(A)および(B)は、本発明の第3の実施形態に係る画素部の中央領域と周辺領域における画素アレイの一例を示す図である。図11(A)が画素部の中央領域における画素アレイの一例を示し、図11(B)が画素部における周辺領域における画素アレイの一例を示している。
第1の実施形態においては、周辺領域RPRPにおける画素ユニットPUPはすべてのマイクロレンズMCLが担当して光を入射する同色画素PXの数NPが2で、その数NPは、中央領域RCTRの画素ユニットPUCにおけるマイクロレンズMCLが担当して光を入射する同色画素PXの数NCの4より少ない。
すなわち、本第3の実施形態によれば、より優れた低照度PDAF(位相検出オートフォーカス)性能とより優れた遮光性能を同時に実現することが可能で、ひいてはより精度の高い画質を実現することが可能となる。
図12は、本発明の第4の実施形態に係る中央領域と周辺領域に区分けされる画素部における画素アレイの形成例を示す図である。
図13(A)および(B)は、本発明の第4の実施形態に係る画素部の中央領域と周辺領域における画素アレイの一例を示す図である。図13(A)が画素部の中央領域における画素アレイの一例を示し、図13(B)が画素部における周辺領域における画素アレイの一例を示している。
図14は、本発明の第4の実施形態に係る画素部の周辺領域における画素ユニットの中央領域に対する配置位置に応じた形成例を説明するための図である。
第1の実施形態においては、中央領域RCTRで採用されるマイクロレンズMCLと周辺領域RPRPで採用されるマイクロレンズMCLは、同等の形状を有する。
すなわち、周辺領域RPRPで採用されるマイクロレンズMCLは、担当する同色画素の数が2であっても、中央領域RCTRの画素ユニットPUCの4つの同色画素PXを担当するマイクロレンズMCLと同じ形状、光学特性のものが適用される。
さらに、電子機器800は、このCMOSイメージセンサ810の画素領域に入射光を導く(被写体像を結像する)光学系(レンズ等)820を有する。
電子機器800は、CMOSイメージセンサ810の出力信号を処理する信号処理回路(PRC)830を有する。
信号処理回路830で処理された画像信号は、液晶ディスプレイ等からなるモニタに動画として映し出し、あるいはプリンタに出力することも可能であり、またメモリカード等の記録媒体に直接記録する等、種々の態様が可能である。
そして、カメラの設置の要件に実装サイズ、接続可能ケーブル本数、ケーブル長さ、設置高さなどの制約がある用途に使われる、たとえば、監視用カメラ、医療用内視鏡用カメラなどの電子機器を実現することができる。
Claims (16)
- 光電変換を行う複数の同色画素を含む画素ユニットが複数配置された画素部を有し、
前記画素ユニットは、
隣接する複数の画素を、少なくとも光電変換領域の光入射部分において分離するバックサイド分離部と、
少なくとも2つの同色画素の光電変換領域に光を入射する少なくとも一つのマイクロレンズと、を含み、
前記画素部は、
中央領域と周辺領域に区分けされ、
前記周辺領域の少なくとも一部の前記画素ユニットは、前記マイクロレンズが担当して光を入射する同色画素の数または前記バックサイド分離部の構造が、前記中央領域の前記画素ユニットにおける前記マイクロレンズが担当して光を入射する同色画素の数または前記バックサイド分離部の構造と異なる
固体撮像装置。 - 前記周辺領域の少なくとも一部の前記画素ユニットにおける前記マイクロレンズが担当して光を入射する同色画素の数が、前記中央領域の前記画素ユニットにおける前記マイクロレンズが担当して光を入射する同色画素の数より少ない
請求項1記載の固体撮像装置。 - 前記周辺領域のすべての前記画素ユニットにおける前記マイクロレンズが担当して光を入射する同色画素の数が、前記中央領域の前記画素ユニットにおける前記マイクロレンズが担当して光を入射する同色画素の数より少ない
請求項1または2記載の固体撮像装置。 - 前記中央領域で採用される前記マイクロレンズと前記周辺領域で採用される前記マイクロレンズは、同等の形状を有する
請求項1から3のいずれか一に記載の固体撮像装置。 - 前記画素部において、
前記中央領域の前記画素ユニットは、
第1の同色画素、第2の同色画素、第3の同色画素、および第4の同色画素の4つが、
第1方向に、前記第1の同色画素と前記第2の同色画素が隣接するとともに、前記第3の同色画素と前記第4の同色画素が隣接し、
前記第1方向に直交する第2方向に、前記第1の同色画素と前記第3の同色画素が隣接するとともに、前記第2の同色画素と前記第4の同色画素が隣接するように正方配列され、
前記一つのマイクロレンズが、
前記第1の同色画素の光電変換領域、前記第2の同色画素の光電変換領域、前記第3の同色画素の光電変換領域、および前記第4の同色画素の光電変換領域に光を入射するように配置され、
前記周辺領域の前記少なくとも一部の前記画素ユニットは、
第5の同色画素および第6の同色画素の2つが、
前記第1方向に、前記第5の同色画素と前記第6の同色画素が隣接し、または、
前記第1方向に直交する第2方向に、前記第5の同色画素と前記第6の同色画素が隣接するように配列され、
前記一つのマイクロレンズが、
前記第5の同色画素の光電変換領域、および前記第6の同色画素の光電変換領域に光を入射するように配置されている
請求項2から4のいずれか一に記載の固体撮像装置。 - 前記画素部において、
前記中央領域の複数の前記画素ユニットは、
第1の画素ユニット、第2の画素ユニット、第3の画素ユニット、および第4の画素ユニットの4つが、
第1方向に、前記第1の画素ユニットと前記第2の画素ユニットが隣接するとともに、前記第3の画素ユニットと前記第4の画素ユニットが隣接し、
前記第1方向に直交する第2方向に、前記第1の画素ユニットと前記第3の画素ユニットが隣接するとともに、前記第2の画素ユニットと前記第4の画素ユニットが隣接するように正方配列され、
前各画素ユニットの前記一つのマイクロレンズが、
それぞれ前記第1の画素ユニットの4つの同色画素の光電変換領域、前記第2の画素ユニットの4つの同色画素の光電変換領域、前記第3の画素ユニットの4つの同色画素の光電変換領域、および前記第4の画素ユニットの4つの同色画素の光電変換領域に光を入射するように配置され、
前記周辺領域の複数の前記画素ユニットは、
第5の画素ユニット、第6の画素ユニット、第7の画素ユニット、および第8の画素ユニットの4つが、
第1方向に、前記第5の画素ユニットと前記第6の画素ユニットが隣接するとともに、前記第7の画素ユニットと前記第8の画素ユニットが隣接し、
前記第1方向に直交する第2方向に、前記第5の画素ユニットと前記第7の画素ユニットが隣接するとともに、前記第6の画素ユニットと前記第8の画素ユニットが隣接するように正方配列され、
少なくとも前記第6の画素ユニットと前記第7の画素ユニットの前記一つのマイクロレンズが、
それぞれ前記第6の画素ユニットの2つの同色画素の光電変換領域、および前記第7の画素ユニットの2つの同色画素の光電変換領域に光を入射するように配置されている
請求項5記載の固体撮像装置。 - 前記第6の画素ユニットと前記第7の画素ユニットの前記一つのマイクロレンズが、
それぞれ前記第6の画素ユニットの2つの同色画素の光電変換領域、および前記第7の画素ユニットの2つの同色画素の光電変換領域に光を入射するように配置されている
請求項6記載の固体撮像装置。 - 前記第5の画素ユニットと前記第8の画素ユニットの前記一つのマイクロレンズが、
それぞれ前記第5の画素ユニットの4つの同色画素の光電変換領域、および前記第8の画素ユニットの4つの同色画素の光電変換領域に光を入射するように配置されている
請求項6または7記載の固体撮像装置。 - 前記画素部において、
前記中央領域の前記画素ユニットは、
第1の同色画素、第2の同色画素、第3の同色画素、および第4の同色画素の4つが、
第1方向に、前記第1の同色画素と前記第2の同色画素が隣接するとともに、前記第3の同色画素と前記第4の同色画素が隣接し、
前記第1方向に直交する第2方向に、前記第1の同色画素と前記第3の同色画素が隣接するとともに、前記第2の同色画素と前記第4の同色画素が隣接するように正方配列され、
前記一つのマイクロレンズが、
前記第1の同色画素の光電変換領域、前記第2の同色画素の光電変換領域、前記第3の同色画素の光電変換領域、および前記第4の同色画素の光電変換領域に光を入射するように配置され、
前記周辺領域の前記少なくとも一部の前記画素ユニットは、
第5の同色画素、第6の同色画素、第7の同色画素、および第8の同色画素の4つが、
第1方向に、前記第5の同色画素と前記第6の同色画素が隣接するとともに、前記第7の同色画素と前記第8の同色画素が隣接し、
前記第1方向に直交する第2方向に、前記第5の同色画素と前記第7の同色画素が隣接するとともに、前記第6の同色画素と前記第8の同色画素が隣接するように正方配列され、
第1のマイクロレンズが、
前記第5の同色画素の第光電変換領域、および前記第6の同色画素の光電変換領域に光を入射し、
第2のマイクロレンズが、
前記第7の同色画素の光電変換領域、および前記第8の同色画素の光電変換領域に光を入射するように配置され、
または、
第3のマイクロレンズが、
前記第5の同色画素の光電変換領域、および前記第7の同色画素の光電変換領域に光を入射し、
第4のマイクロレンズが、
前記第6の同色画素の光電変換領域、および前記第8の同色画素の光電変換領域に光を入射するように配置されている
請求項2から4のいずれか一に記載の固体撮像装置。 - 前記画素部は、
前記中央領域に対して前記第1方向側に形成される周辺領域の前記画素ユニットにおいては、
第1のマイクロレンズが、
前記第5の同色画素の光電変換領域、および前記第6の同色画素の光電変換領域に光を入射し、
第2のマイクロレンズが、
前記第7の同色画素の光電変換領域、および前記第8の同色画素の光電変換領域に光を入射するように配置されている
請求項9記載の固体撮像装置。 - 前記画素部は、
前記中央領域に対して前記第2方向側に形成される周辺領域の前記画素ユニットにおいては、
第3のマイクロレンズが、
前記第5の同色画素の光電変換領域、および前記第7の同色画素の光電変換領域に光を入射し、
第4のマイクロレンズが、
前記第6の同色画素の光電変換領域、および前記第8の同色画素の光電変換領域に光を入射するように配置されている
請求項9または10記載の固体撮像装置。 - 前記中央領域の角部に対して形成される周辺領域の前記画素ユニットにおいては、
第1のマイクロレンズが、
前記第5の同色画素の光電変換領域、および前記第6の同色画素の光電変換領域に光を入射し、
第2のマイクロレンズが、
前記第7の同色画素の光電変換領域、および前記第8の同色画素の光電変換領域に光を入射するように配置されるか、
第3のマイクロレンズが、
前記第5の同色画素の光電変換領域、および前記第7の同色画素の光電変換領域に光を入射し、
第4のマイクロレンズが、
前記第6の同色画素の光電変換領域、および前記第8の同色画素の光電変換領域に光を入射するように配置されるか、
前記一つのマイクロレンズが、
前記第5の同色画素の光電変換領域、前記第6の同色画素の光電変換領域、前記第7の同色画素の光電変換領域、および前記第8の同色画素の光電変換領域に光を入射するように配置されるか、
のうちの少なくともいずれかの形態で配置される
請求項9から11のいずれか一に記載の固体撮像装置。 - 前記周辺領域の少なくとも一つの前記画素ユニットにおける同色画素間の前記バックサイド分離部の幅が、前記中央領域の前記画素ユニットにおける同色画素間の前記バックサイド分離部の幅より狭い
請求項1記載の固体撮像装置。 - 前記画素部において、
前記中央領域の前記画素ユニットは、
第1の同色画素、第2の同色画素、第3の同色画素、および第4の同色画素の4つが、
第1方向に、前記第1の同色画素と前記第2の同色画素が隣接するとともに、前記第3の同色画素と前記第4の同色画素が隣接し、
前記第1方向に直交する第2方向に、前記第1の同色画素と前記第3の同色画素が隣接するとともに、前記第2の同色画素と前記第4の同色画素が隣接するように正方配列され、
前記一つのマイクロレンズが、
前記第1の同色画素の光電変換領域、前記第2の同色画素の光電変換領域、前記第3の同色画素の光電変換領域、および前記第4の同色画素の光電変換領域に光を入射するように配置され、
前記周辺領域の前記少なくとも一部の前記画素ユニットは、
第5の同色画素、第6の同色画素、第7の同色画素、および第8の同色画素の4つが、
第1方向に、前記第5の同色画素と前記第6の同色画素が隣接するとともに、前記第7の同色画素と前記第8の同色画素が隣接し、
前記第1方向に直交する第2方向に、前記第5の同色画素と前記第7の同色画素が隣接するとともに、前記第6の同色画素と前記第8の同色画素が隣接するように正方配列され、
前記一つのマイクロレンズが、
前記第5の同色画素の光電変換領域、前記第6の同色画素の光電変換領域、前記第7の同色画素の光電変換領域、および前記第8の同色画素の光電変換領域に光を入射するように配置されている
請求項13記載の固体撮像装置。 - 光電変換を行う複数の同色画素を含む画素ユニットが複数配置された画素部を有し、
前記画素ユニットは、
隣接する複数の画素を、少なくとも光電変換領域の光入射部分において分離するバックサイド分離部と、
少なくとも2つの同色画素の光電変換領域に光を入射する少なくとも一つのマイクロレンズと、を含む、
固体撮像装置の製造方法であって、
前記画素部を、中央領域と周辺領域に区分けし、
前記周辺領域の少なくとも一部の前記画素ユニットを、前記マイクロレンズが担当して光を入射する同色画素の数または前記バックサイド分離部の構造が、前記中央領域の前記画素ユニットにおける前記マイクロレンズが担当して光を入射する同色画素の数または前記バックサイド分離部の構造と異なるように形成する
固体撮像装置の製造方法。 - 固体撮像装置と、
前記固体撮像装置に被写体像を結像する光学系と、を有し、
前記固体撮像装置は、
光電変換を行う複数の同色画素を含む画素ユニットが複数配置された画素部を有し、
前記画素ユニットは、
隣接する複数の画素を、少なくとも光電変換領域の光入射部分において分離するバックサイド分離部と、
少なくとも2つの同色画素の光電変換領域に光を入射する少なくとも一つのマイクロレンズと、を含み、
前記画素部は、
中央領域と周辺領域に区分けされ、
前記周辺領域の少なくとも一部の前記画素ユニットは、前記マイクロレンズが担当して光を入射する同色画素の数または前記バックサイド分離部の構造が、前記中央領域の前記画素ユニットにおける前記マイクロレンズが担当して光を入射する同色画素の数または前記バックサイド分離部の構造と異なる
電子機器。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021107389A JP7487151B2 (ja) | 2021-06-29 | 2021-06-29 | 固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法、および電子機器 |
| CN202110992567.1A CN115550574A (zh) | 2021-06-29 | 2021-08-27 | 固体摄像装置、固体摄像装置的制造方法、以及电子机器 |
| TW110132090A TWI795895B (zh) | 2021-06-29 | 2021-08-30 | 固體攝像裝置、固體攝像裝置的製造方法、以及電子機器 |
| US17/846,260 US20220415939A1 (en) | 2021-06-29 | 2022-06-22 | Solid-state imaging apparatus, method for manufacturing the same, and electronic device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021107389A JP7487151B2 (ja) | 2021-06-29 | 2021-06-29 | 固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法、および電子機器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2023005460A true JP2023005460A (ja) | 2023-01-18 |
| JP7487151B2 JP7487151B2 (ja) | 2024-05-20 |
Family
ID=84542610
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2021107389A Active JP7487151B2 (ja) | 2021-06-29 | 2021-06-29 | 固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法、および電子機器 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20220415939A1 (ja) |
| JP (1) | JP7487151B2 (ja) |
| CN (1) | CN115550574A (ja) |
| TW (1) | TWI795895B (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019050486A (ja) * | 2017-09-08 | 2019-03-28 | 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 |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4941214B2 (ja) * | 2007-10-02 | 2012-05-30 | 大日本印刷株式会社 | 固体撮像素子およびそれを用いた撮像装置 |
| JP5471117B2 (ja) * | 2009-07-24 | 2014-04-16 | ソニー株式会社 | 固体撮像装置とその製造方法並びにカメラ |
| JP2012195921A (ja) * | 2011-02-28 | 2012-10-11 | Sony Corp | 固体撮像素子およびカメラシステム |
| WO2013046972A1 (ja) * | 2011-09-27 | 2013-04-04 | 富士フイルム株式会社 | 固体撮像素子及び撮像装置 |
| JP5542247B2 (ja) * | 2012-03-30 | 2014-07-09 | 富士フイルム株式会社 | 撮像素子及び撮像装置 |
| KR102375989B1 (ko) * | 2017-08-10 | 2022-03-18 | 삼성전자주식회사 | 화소 사이의 신호 차이를 보상하는 이미지 센서 |
| JP6970595B2 (ja) * | 2017-11-24 | 2021-11-24 | ブリルニクス シンガポール プライベート リミテッド | 固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法、および電子機器 |
| CN115767295B (zh) * | 2018-07-09 | 2023-09-15 | 索尼半导体解决方案公司 | 摄像元件和相机 |
| TWI833775B (zh) * | 2018-07-10 | 2024-03-01 | 日商索尼半導體解決方案公司 | 固態攝像裝置及電子裝置 |
| US10848697B2 (en) * | 2018-08-14 | 2020-11-24 | Omnivision Technologies, Inc. | Image sensors with phase detection auto focus pixels |
| JP7398215B2 (ja) * | 2019-06-25 | 2023-12-14 | ブリルニクス シンガポール プライベート リミテッド | 固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法、および電子機器 |
| US11974054B2 (en) * | 2020-03-17 | 2024-04-30 | Sony Group Corporation | Image sensor and camera having high sensitivity and high color reproducibility |
| KR102823753B1 (ko) * | 2020-07-14 | 2025-06-23 | 에스케이하이닉스 주식회사 | 이미지 센싱 장치 |
| JP7499695B2 (ja) * | 2020-12-24 | 2024-06-14 | ゼタテクノロジーズ株式会社 | 固体撮像装置、固体撮像装置の信号処理方法、および電子機器 |
| US12310137B2 (en) * | 2022-03-30 | 2025-05-20 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Isolation structure to increase image sensor performance |
-
2021
- 2021-06-29 JP JP2021107389A patent/JP7487151B2/ja active Active
- 2021-08-27 CN CN202110992567.1A patent/CN115550574A/zh active Pending
- 2021-08-30 TW TW110132090A patent/TWI795895B/zh active
-
2022
- 2022-06-22 US US17/846,260 patent/US20220415939A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019050486A (ja) * | 2017-09-08 | 2019-03-28 | 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 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20220415939A1 (en) | 2022-12-29 |
| JP7487151B2 (ja) | 2024-05-20 |
| CN115550574A (zh) | 2022-12-30 |
| TWI795895B (zh) | 2023-03-11 |
| TW202301863A (zh) | 2023-01-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7264187B2 (ja) | 固体撮像装置およびその駆動方法、並びに電子機器 | |
| US9620554B2 (en) | Image pickup unit and electronic apparatus | |
| JP6334203B2 (ja) | 固体撮像装置、および電子機器 | |
| JP6026102B2 (ja) | 固体撮像素子および電子機器 | |
| CN114679551B (zh) | 固体摄像装置、固体摄像装置的信号处理方法以及电子机器 | |
| JP2024089472A (ja) | 固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法、および電子機器 | |
| JP6970595B2 (ja) | 固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法、および電子機器 | |
| JP7404447B1 (ja) | 固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法、および電子機器 | |
| JP7496406B1 (ja) | 固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法、および電子機器 | |
| JP7149278B2 (ja) | 固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法、および電子機器 | |
| JP2024168303A (ja) | 固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法、および電子機器 | |
| JP7487151B2 (ja) | 固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法、および電子機器 | |
| US20240089619A1 (en) | Light detection device and electronic apparatus | |
| JP7455945B1 (ja) | 固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法、および電子機器 | |
| JP7525586B2 (ja) | 固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法、および電子機器 | |
| JP2017139498A (ja) | 固体撮像装置、および電子機器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210825 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20221219 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20221219 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20231012 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20231018 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240105 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20240410 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240508 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7487151 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |