固体摄像装置制造方法及图纸

固体摄像装置(100)具有的多个像素(50A)具备，光电转换部(1A)、两个曝光控制部(6A)、两个读出部(12A1以及12A2)、以及两个电荷蓄积部(2A以及4A)，两个读出部(12A1以及12A2)的栅极电极，被配置为线对称，并且，被配置在光电转换部(1A)的受光区域的外周的同一个边上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】固体摄像装置
本专利技术涉及，用于测距摄像的固体摄像装置。
技术介绍
检测物体的多个方式之中，利用光到测量对象物往返的飞行时间进行测距的TOF(timeofflight)方式已经被周知。专利文献1公开如下现有技术，即，针对两个不同信号积蓄单元，与来自光源的光的断续工作同步以互不相同的相位传送电荷来进行信号蓄积，根据蓄积信号的分配比求出到对象物的距离，进而，针对第三信号蓄积单元进行只有背景光的信号蓄积，从而进行背景光消除，来排除背景光的影响。(现有技术文献)(专利文献)专利文献1：日本特开2004－294420号公报在一般的脉冲TOF法中，在将从脉冲宽度Tp的照射光的上升时刻开始的第一曝光期间设为T1、将照射光的下降时刻开始的第二曝光期间设为T2、将照射光OFF的状态下执行的第三曝光期间设为T3的情况下，曝光期间T1至T3，被设定为与脉冲宽度Tp相同的长度。并且，若将在第一曝光期间T1由摄像部获得的信号量设为A0、将在第二曝光期间T2由摄像部获得的信号量设为A1、将在第三曝光期间T3由摄像部获得的信号量设为A2、将光速(299,792,458m/s)设为c，则由以下的算式得到距离L。L＝c×Tp/2×{(A1－A2)/(A0－A2+A1－A2)}在此，A2是反映了照射光OFF的状态下获得的背景光的信号，以下设为BG。并且，用于该TOF方式的测距摄像装置的固体摄像装置，反复多次进行针对照射光的一个周期进行的取样。在所述TOF方式中，如下表示测距范围D。D＝c×Tp/2另一方面，在专利文献1中，大致公开三个方式，哪个方式都是，若光源的脉冲宽度(Tp)变大，则测距范围D变大，但是，距离分辨率降低。也就是说，存在如下课题，即，测距精度与光源的脉冲宽度(Tp)成反比例，若为了扩大测距范围(界限)D而使光源的脉冲宽度变大，反而，则测距精度变坏。并且，对于消除背景光的方法，公开如下的方法，即，(a)利用三个电荷蓄积节点，(b)利用两个电荷蓄积节点读出照射光ON的图像和照射光OFF的图像这两个，求出其差分，(c)利用积分器和电压控制脉冲延迟电路。但是，对于(a)，需要三个电荷蓄积节点，并且，若考虑暗电流则优选为CCD存储器，在此情况下开口率大幅度降低。进而，存在如下的课题，即，由TX宽度决定曝光期间，因此，在缩短光源的脉冲宽度的情况下，TX宽度也变短，为了脉冲的布线延迟抑制而需要使三个TX布线宽度变大，因布线而发生入射光的渐晕等，从而导致灵敏度降低。对于(c)，电路复杂，据此也不能获得充分的开口率。因此，存在难以实现像素的细微化的课题，即，若同一像素数则难以实现小型化，若同一光学尺寸则难以实现高分辨率化。并且，对于(b)，存在如下的课题，即，两个图像的背景光不同，因此，测距精度降低。
技术实现思路
鉴于所述课题，本专利技术的目的在于，提供小型且高测距精度、并且获得实现宽广的测距范围的测距信号的固体摄像装置。为了解决所述问题，本专利技术的实施方案之一涉及的固体摄像装置，其特征是，具备半导体基板上被配置为矩阵状的多个像素，所述多个像素分别具备：光电转换部，接受来自对象物的光，并且，将该光转换为电荷；电荷排出部，排出所述光电转换部的电荷；两个曝光控制部，对向所述光电转换部的所述电荷的蓄积以及来自所述光电转换部的所述电荷的排出进行切换；两个读出部，从所述光电转换部读出所述电荷；以及两个电荷蓄积部，分别蓄积由所述两个读出部读出的所述光电转换部的电荷，所述两个曝光控制部以及所述两个读出部分别具有，被形成在所述半导体基板上的栅极电极，在俯视所述半导体基板的情况下，所述两个读出部的所述栅极电极，被配置为线对称，并且，被配置在所述光电转换部的受光区域的外周的同一个边上。根据本专利技术涉及的固体摄像装置，小型且高测距精度、并且获得实现宽广的测距范围的测距信号的固体摄像装置。附图说明图1是示出实施例1涉及的测距摄像装置的概略结构的一个例子的功能框图。图2是示出实施例1涉及的测距摄像装置的像素电路结构的图。图3是示出实施例1涉及的固体摄像装置的曝光时的工作的驱动时序图。图4是示出实施例1涉及的固体摄像装置的测距信号输出定时的时序图。图5是2i行以及(2i+1)行的蓄积部、传送控制部、输出部、以及FD的电势图。图6是示出实施例1涉及的固体摄像装置的像素的布置结构的概略平面图。图7是示出实施例1涉及的光电转换部以及其周边的电势的分布的图。图8是示出实施例1的变形例涉及的光电转换部以及其周边的电势的分布的图。图9是示出实施例1涉及的光电转换部以及其周边的水平方向的电势的分布的图。图10A是示出被配置为相互错开的像素布置的图。图10B是示出条纹配置的像素布置的图。图11A是示出被配置为相互错开的像素布置的距离数据的重心的图。图11B是示出条纹配置的像素布置的距离数据的重心的图。图12是示出被配置为相互错开的像素布置的FD的共享配置布置的图。图13是实施例1涉及的曝光控制部的栅极布线的结构图。图14A是示出实施例1涉及的曝光控制脉冲的摄像区域端部的延迟的图。图14B是示出实施例1涉及的曝光控制脉冲的摄像区域中央的延迟的图。图15是示出实施例2涉及的固体摄像装置的驱动方法的时序图。图16是实施例2涉及的说明固体摄像装置中按每个像素列执行不同的曝光控制的摄像区域的概略平面图。图17是示出实施例2的变形例涉及的固体摄像装置的驱动方法的时序图。图18是示出实施例3涉及的固体摄像装置的像素的布置结构的概略平面图。图19是示出实施例4涉及的固体摄像装置的像素的布置结构的概略平面图。图20是示出实施例4涉及的固体摄像装置的曝光时的工作的驱动时序图。图21是示出实施例4的变形例1涉及的测距摄像装置的曝光时的工作的驱动时序图。图22A是示出实施例4的变形例2涉及的固体摄像装置的像素的布置结构的概略平面图。图22B是示出实施例4的变形例2涉及的固体摄像装置的曝光时的工作的驱动时序图。图23是示出实施例4涉及的光电转换部以及其周边的水平方向的电势的分布的图。图24是示出实施例4涉及的固体摄像装置的像素布置的变形例的图。图25是示出实施例5涉及的固体摄像装置的曝光时的工作的驱动时序图。具体实施方式以下，对于本公开的实施例涉及的固体摄像装置以及其驱动方法，参照附图进行说明。因此，以下的实施例都示出本专利技术的一个具体例子，数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置以及连接形态等是一个例子而不是限定本专利技术的宗旨。(实施例1)[1－1.测距摄像装置的结构]图1是示出实施例1涉及的测距摄像装置1000的概略结构的一个例子的功能框图。如该图示出，测距摄像装置1000具备，固体摄像装置100、光源驱动器200、TOF处理器300、光学透镜400、以及光源部500。并且，固体摄像装置100，摄像部101、AD转换部102、定时生成部103、以及快门驱动器104。定时生成部103，产生指示向对象物600的光照射的发光信号，经由光源驱动器200驱动光源部500，并且，产生指示来自对象物600的反射光的曝光的曝光信号。摄像部101，针对包括对象物600的区域，根据定时生成部103产生的曝光信号示出的定时进行多次曝光，获得与多次的曝光量的总和对应的信号。TOF处理器300，根据从固体摄像装置100接受的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固体摄像装置，具备在半导体基板上被配置为矩阵状的多个像素，所述多个像素分别具备：光电转换部，接受来自对象物的光，并且将该光转换为电荷；电荷排出部，排出所述光电转换部的电荷；两个曝光控制部，对向所述光电转换部的所述电荷的蓄积以及来自所述光电转换部的所述电荷的排出进行切换；两个读出部，从所述光电转换部读出所述电荷；以及两个电荷蓄积部，分别蓄积由所述两个读出部读出的所述光电转换部的电荷，所述两个曝光控制部以及所述两个读出部分别具有，被形成在所述半导体基板上的栅极电极，在俯视所述半导体基板的情况下，所述两个读出部的所述栅极电极，被配置为线对称，并且，被配置在所述光电转换部的受光区域的外周的同一个边上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.08.04 JP 2015-1545521.一种固体摄像装置，具备在半导体基板上被配置为矩阵状的多个像素，所述多个像素分别具备：光电转换部，接受来自对象物的光，并且将该光转换为电荷；电荷排出部，排出所述光电转换部的电荷；两个曝光控制部，对向所述光电转换部的所述电荷的蓄积以及来自所述光电转换部的所述电荷的排出进行切换；两个读出部，从所述光电转换部读出所述电荷；以及两个电荷蓄积部，分别蓄积由所述两个读出部读出的所述光电转换部的电荷，所述两个曝光控制部以及所述两个读出部分别具有，被形成在所述半导体基板上的栅极电极，在俯视所述半导体基板的情况下，所述两个读出部的所述栅极电极，被配置为线对称，并且，被配置在所述光电转换部的受光区域的外周的同一个边上。2.如权利要求1所述的固体摄像装置，在所述俯视的情况下，所述两个曝光控制部的所述栅极电极分别，被配置为线对称，并且，被配置在与所述同一个边正交的两个边。3.如权利要求1或2所述的固体摄像装置，还具备输出部，所述输出部，被配置为与所述两个电荷蓄积部的任一个相邻，用于输出所述两个电荷蓄积部所蓄积的电荷，所述多个像素之中的相邻的两个像素，进一步，被配置为与该两个像素的所述输出部相邻，共享将由所述输出部输出的所述两个电荷蓄积部的电荷转换为电压的浮动扩散区域。4.如权利要求1至3的任一项所述的固体摄像装置，所述多个像素包括，共享浮动扩散区域的第一像素以及第二像素，所述第一像素：具有第一读出部以及第二读出部，以作为所述两个读出部；具有第一曝光控制部以及第二曝光控制部，以作为所述两个曝光控制部，所述第一曝光控制部，被配置在与所述第一读出部及所述第二读出部之中的所述第一读出部相同的一侧，所述第二曝光控制部，被配置在与所述第一读出部及所述第二读出部之中的所述第二读出部相同的一侧，所述第二像素：具有第三读出部以及第四读出部，以作为所述两个读出部；具有第三曝光控制部以及第四曝光控制部，以作为所述两个曝光控制部，所述第三曝光控制部，被配置在与所述第三读出部及所述第四读出部之中的所述第四读出部相同的一侧，所述第四曝光控制部，被配置在与所述第三读出部及所述第四读出部之中的所述第四读出部相同的一侧。5.如权利要求4所述的固体摄像装置，DC偏压电压重叠于所述两个曝光控制部的驱动脉冲信号。6.如权利要求4所述的固体摄像装置，所述两个曝光控制部的电势电位被设定为，比所述两个读出部的电势电位高。7.如权利要求1所述的固体摄像装置，还具备驱动控制部，所述驱动控制部，对施加到所述两个曝光控制部以及所述两个读出部分别具有的所述栅极电极的驱动脉冲信号进行驱动控制。8.如权利要求7所述的固体摄像装置，进一步，按每个像素行、或每个像素列具备多个曝光控制栅极布线，该曝光控制栅极布线用于从所述驱动控制部，向所述曝光控制部具有的所述栅极电极传递所述驱动脉冲信号，所述多个曝光控制栅极布线被配置为，与作为配置有所述多个像素的区域的所述半导体基板上的摄像区域的短边平行。9.如权利要求7或8所述的固体摄像装置，进一步，按每个像素行、或每个像素列具备多个曝光控制栅极布线，该曝光控制栅极布线用于从所述驱动控制部，向所述曝光控制部的所述栅极电极传递所述驱动脉冲信号，按每个像素行、或每个像素列具备多个读出栅极布线，该读出栅极布线用于从所述驱动控制部，向所述读出部的所述栅极电极传递所述驱动脉冲信号，曝光控制栅极布线...

【专利技术属性】
技术研发人员：铃木静，山田徹，清水靖之，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP