本技术涉及一种能够切换固态图像传感器的所有像素中的FD转换效率的固态图像传感器、成像装置和电子设备。光电二极管对入射光进行光电转换。浮动扩散(FD)累积通过所述光电二极管获得的电荷。附加电容部MIM的容量增加到其上的作为第二FD的FD2将电容增加到FD。所述附加电容部MIM由第一电极和第二电极构成，第一电极由其中形成有与所述FD和第二FD的端子电连接的配线的配线层形成，第二电极由设置在其上形成有所述光电二极管的基板的表面上的金属遮光膜形成，所述基板的该表面更接近光的光源，所述金属层设置为比所述配线层更接近所述基板并且与所述配线层相对。FD和FD+FD2之间的切换允许切换FD转换效率。本技术适用于CMOS图像传感器。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本技术涉及一种固态图像传感器、成像装置和电子设备，更具体地，涉及一种能够在所有像素中切换FD转换效率的固态图像传感器、成像装置和电子设备。
技术介绍
已经提出了一种具有切换设置在各像素中的浮动扩散(FD)的转换效率的特征的固态图像传感器(图像传感器)(参考专利文献1)。因为FD转换效率由与FD的寄生电容的倒数成比例的值来定义，所以转换效率的切换通过寄生电容的切换来实现。根据专利文献1的技术基于典型的互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器，并且提供了用于在具有第一容量的第一FD和具有大于第一容量的第二容量的第二FD之间切换的栅极。为了使转换效率更高，关闭栅极使得第一FD的寄生电容最小化，反之，为了使转换效率更低，打开栅极使得第一FD和第二FD彼此连接，从而寄生电容最大化。此外，专利文献1的技术提出了组合像面位相差检测用(ZAF)像素以切换FD转换效率。在具有像面位相差检测的图像传感器中，用于自动聚焦的像面位相差检测用(ZAF)像素埋入通常像素阵列中。相比于通常像素，ZAF像素设有用于遮挡入射光的一部分的遮光配线层。由于遮光性能，所以遮光配线层的面积比其他通常配线大。在专利文献1的技术中，ZAF遮光配线层用于形成寄生电容，作为用于切换FD转换效率的第二容量，并且转换效率的切换通过切换寄生电容的利用来实现。[引用文献列表][专利文献]专利文献1：日本专利申请特开No.2014-112580
技术实现思路
[专利技术所要解决的问题]为了最大化通常像素中的感度，通过在光电二极管的表面上聚焦设置在像素表面上的微透镜来进行优化。相比之下，在ZAF像素中，由于位相差检测特性，所以通过在遮光膜的表面上聚焦微透镜来进行优化。注意，由于ZAF用的遮光配线层设置在远离光电二极管表面的位置，所以微透镜的最佳曲率在通常像素和ZAF像素中是不同的。因此，如果试图优化两种像素中的微透镜，那么需要针对不同的像素生产具有不同曲率的微透镜，这增加了过程数量并且导致高成本。如果优先考虑过程数量(优先考虑低成本)且具有相同曲率的微透镜用于所有像素，那么通常像素的感度特性和ZAF像素的位相差检测特性中的至少一种会被牺牲。此外，由于ZAF用的遮光配线层用于形成将要被切换的寄生电容，所以与其同样的容量不能形成在不具有遮光配线层的通常像素中。因此，专利文献1的技术仅可以适用于仅作为固态图像传感器内的一部分的ZAF像素，不能适用于通常像素。鉴于前述情况获得了本技术，特别地，本技术能够在所有像素中切换FD转换效率。[解决问题的方案]根据本技术一个方面的固态图像传感器是前面照射型固态图像传感器，包括：被构造成进行入射光的光电转换的光电转换部；被构造成累积通过光电转换获得的电荷的电荷-电压转换部；被构造成将容量增加到所述电荷-电压转换部的电荷累积部；和被构造成将容量增加到所述电荷累积部的附加电容部，其中所述附加电容部由第一电极和第二电极构成，第一电极由其中形成有与所述电压转换部和所述电荷累积部的端子电连接的配线的配线层形成，第二电极由设置在其上形成有所述光电转换部的基板的表面上的金属层形成，所述基板的该表面更接近光的光源，所
述金属层设置为比所述配线层更接近所述基板并且与所述配线层相对。具有所述光电转换部的各像素设有所述电荷累积部和所述附加电容部，并且当电荷累积在指定像素的电荷-电压转换部中时，设置在所述指定像素中的电荷累积部可以将包含由所述附加电容部累积的附加容量的电荷容量增加到所述电荷-电压转换部。还可以包括被构造成切换到其中所述电荷-电压转换部和所述电荷累积部彼此电连接的状态以及其中所述电荷-电压转换部和所述电荷累积部彼此未电连接的状态中的任一种的切换单元。所述金属层可以是由金属制成的遮光膜。所述金属层可以是由钨制成的遮光膜。所述遮光膜可以被形成以构成像面位相差检测用像素。当在所述基板的位于光的光源侧的表面上设置多晶硅层时，所述遮光膜可以形成在所述基板上的多晶硅上。所述遮光膜可以形成在由设置在所述基板的位于光的光源侧的表面上的所述多晶硅层构成的传输栅极上。所述遮光膜可以遮挡所述光电转换部的上部、下部、左部和右部中的任一个。所述配线层可以比一般配线的配线层更接近第二电极。所述固态图像传感器是全局快门形式的，所述固态图像传感器还可以包括被构造成存储全局快门形式所需的各像素的像素信号的存储单元，并且所述遮光膜可以遮挡所述存储单元。第一电极可以设置在与所述存储单元上的遮光膜相对的位置。根据本技术一个方面的成像装置是包括前面照射型固态图像传感器的成像装置，所述成像装置包括：被构造成进行入射光的光电转换的光电转换部；被构造成累积通过光电转换获得的电荷的电荷-电压转换部；被构造成将容量增加到所述电荷-电压转换部的电荷累积部；和被构造成将容量增加到所述电荷累积部的附加电容部，其中所述附加电容部由第一电极和第二电极构成，第一电极由其中形成有与所述电压转换部和所
述电荷累积部的端子电连接的配线的配线层形成，第二电极由设置在其上形成有所述光电转换部的基板的表面上的金属层形成，所述基板的该表面更接近光的光源，所述金属层设置为比所述配线层更接近所述基板并且与所述配线层相对。根据本技术一个方面的电子设备是包括前面照射型固态图像传感器的电子设备，所述电子设备包括：被构造成进行入射光的光电转换的光电转换部；被构造成累积通过光电转换获得的电荷的电荷-电压转换部；被构造成将容量增加到所述电荷-电压转换部的电荷累积部；和被构造成将容量增加到所述电荷累积部的附加电容部，其中所述附加电容部由第一电极和第二电极构成，第一电极由其中形成有与所述电压转换部和所述电荷累积部的端子电连接的配线的配线层形成，第二电极由设置在其上形成有所述光电转换部的基板的表面上的金属层形成，所述基板的该表面更接近光的光源，所述金属层设置为比所述配线层更接近所述基板并且与所述配线层相对。在本技术的一个方面中，包括前面照射型固态图像传感器，通过光电转换部对入射光进行光电转换，通过光电转换获得的电荷由电荷-电压转换部累积，通过电荷累积部将容量增加到所述电荷-电压转换部，通过附加电容部将容量增加到所述电荷累积部，所述附加电容部由第一电极和第二电极构成，第一电极由其中形成有与所述电压转换部和所述电荷累积部的端子电连接的配线的配线层形成，第二电极由设置在其上形成有所述光电转换部的基板的表面上的金属层形成，所述基板的该表面更接近光的光源，所述金属层设置为比所述配线层更接近所述基板并且与所述配线层相对。[专利技术效果]根据本技术的一个方面，可以在固态图像传感器的所有像素中切换FD转换效率。附图说明图1是示出了固态图像传感器的构成例的图。图2是用于说明基板上的各像素的构成例的图。图3是用于说明图1的像素阵列上的各像素的构成例的图。图4是用于说明形成在图3的基板上的金属遮光膜的构成例的图。图5是用于说明形成在由图4的遮光膜构成的层上的FD配线层的构成的图。图6是用于说明图3至图5的各层的叠层的断面的图。图7是用于说明作为形成在图3的基板上的金属遮光膜的另一个构成例的第一变形例的图。图8是用于说明作为其中FD配线层形成在比前述FD配线层更接近基板的层中的构成例的第二变形例的图。图9是用于说明当图1的像素阵列是全局快本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种前面照射型固态图像传感器，包括：被构造成进行入射光的光电转换的光电转换部；被构造成累积通过光电转换获得的电荷的电荷‑电压转换部；被构造成将容量增加到所述电荷‑电压转换部的电荷累积部；和被构造成将容量增加到所述电荷累积部的附加电容部，其中所述附加电容部由第一电极和第二电极构成，第一电极由其中形成有与所述电压转换部和所述电荷累积部的端子电连接的配线的配线层形成，第二电极由设置在其上形成有所述光电转换部的基板的表面上的金属层形成，所述基板的该表面更接近光的光源，所述金属层设置为比所述配线层更接近所述基板并且与所述配线层相对。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.18 JP 2014-2560461.一种前面照射型固态图像传感器，包括：被构造成进行入射光的光电转换的光电转换部；被构造成累积通过光电转换获得的电荷的电荷-电压转换部；被构造成将容量增加到所述电荷-电压转换部的电荷累积部；和被构造成将容量增加到所述电荷累积部的附加电容部，其中所述附加电容部由第一电极和第二电极构成，第一电极由其中形成有与所述电压转换部和所述电荷累积部的端子电连接的配线的配线层形成，第二电极由设置在其上形成有所述光电转换部的基板的表面上的金属层形成，所述基板的该表面更接近光的光源，所述金属层设置为比所述配线层更接近所述基板并且与所述配线层相对。2.根据权利要求1所述的固态图像传感器，其中具有所述光电转换部的各像素设有所述电荷累积部和所述附加电容部，并且当电荷累积在指定像素的电荷-电压转换部中时，设置在所述指定像素中的电荷累积部将包含由所述附加电容部累积的附加容量的电荷容量增加到所述电荷-电压转换部。3.根据权利要求2所述的固态图像传感器，还包括被构造成切换到其中所述电荷-电压转换部和所述电荷累积部彼此电连接的状态以及其中所述电荷-电压转换部和所述电荷累积部彼此未电连接的状态中的任一种的切换单元。4.根据权利要求1所述的固态图像传感器，其中所述金属层是由金属制成的遮光膜。5.根据权利要求4所述的固态图像传感器，其中所述金属层是由钨制成的遮光膜。6.根据权利要求4所述的固态图像传感器，其中所述遮光膜被形成
\t以构成像面位相差检测用像素。7.根据权利要求4所述的固态图像传感器，其中当在所述基板的位于光的光源侧的表面上设置多晶硅层时，所述遮光膜形成在所述基板上的多晶硅上。8.根据权利要求7所述的固态图像传感器，其中所述遮光膜形成在由设置在所述基板的位于光的光源侧的表面上的所述多晶硅层构成的传输栅极上。9...
【专利技术属性】
技术研发人员：町田贵志，山下和芳，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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