固态图像拾取元件和图像拾取系统技术方案

本发明专利技术公开了固态图像拾取元件和图像拾取系统。至少一个固态图像拾取元件包含以二维方式布置的多个像素。所述多个像素中的每一个包含多个光电转换单元，该多个光电转换单元分别包含像素电极、被设置在所述像素电极上的光电转换层、以及被设置为使得所述光电转换层夹在像素电极与对电极之间的所述对电极。在一个或多个实施例中，所述多个像素中的每一个还包含设置在所述多个光电转换单元上的微透镜。

Solid-state image pickup element and image pickup system

The invention discloses a solid-state image pickup element and an image pickup system. At least one solid-state image pickup element comprises a plurality of pixels arranged in a two-dimensional manner. Each of the plurality of pixels includes a plurality of photoelectric conversion units, including a pixel electrode, a photoelectric conversion layer set on the pixel electrode, and a pair of electrodes set so that the photoelectric conversion layer is sandwiched between the pixel electrode and the pair of electrodes. In one or more embodiments, each of the plurality of pixels also includes microlenses arranged on the plurality of photoelectric conversion units.

【技术实现步骤摘要】
固态图像拾取元件和图像拾取系统本申请是基于申请号为201510463215.1、申请日为2015年7月31日、专利技术名称为“固态图像拾取元件和图像拾取系统”的专利申请的分案申请。
本公开涉及其中光电转换层被设置在基板上的至少一个固态图像拾取元件和至少一个图像拾取系统。
技术介绍
存在包括包含其中光电转换层被设置在基板上的光接收器的像素的固态图像拾取元件。日本专利公开No.2014-67948描述了使用有机光电转换层作为光电转换层的技术。并且，日本专利公开No.2014-67948描述了提供一对相位差检测像素以实现光瞳分割相位差检测的技术。相位差检测像素具有阻挡入射光的一部分并且被设置在光电转换层上的保护层与微透镜之间的遮光膜。然而，根据在日本专利公开No.2014-67948中描述的技术，相位差检测像素的位置被固定，并因此用于实现相位差检测的测距点的位置被固定。因此，本公开针对的是容易地改变相位差检测像素的位置。
技术实现思路
根据本公开的一方面的固态图像拾取元件包含以二维方式布置的多个像素。所述多个像素中的每一个包含多个光电转换单元，该多个光电转换单元分别包含像素电极、被设置在所述像素电极上的光电转换层、以及被设置为使得所述光电转换层夹在像素电极与对电极(counterelectrode)之间的所述对电极。在一个或多个实施例中，通过一个微透镜收集的光进入所述多个光电转换单元。在一个或多个实施例中，所述多个像素中的每一个还包含设置在所述多个光电转换单元上的微透镜。根据本公开的另一方面的固态图像拾取元件包含以二维方式布置的多个像素。所述多个像素中的每一个包含光电转换单元，并且还包含设置在光电转换单元上的微透镜，该光电转换单元包含像素电极、被设置在所述像素电极上的光电转换层、以及被设置为使得所述光电转换层夹在像素电极与对电极之间的所述对电极。包含在所述多个像素中的每一个中的像素电极和对电极中的至少一个包含可彼此独立地控制的多个部分电极(partialelectrode)。从以下参照附图的示例性实施例的描述，本公开的进一步特征将变得清楚。附图说明图1是示出根据第一实施例的固态图像拾取元件的示例配置的框图。图2是示出根据第一实施例的像素的截面结构的示例的示图。图3是示出根据第一实施例的像素的示例配置的等效电路图。图4是示出光电转换单元的电势并且描述根据第一实施例的信号读取操作的示图。图5是示出光电转换单元的电势并且描述根据第一实施例的电荷排出操作的示图。图6是用于描述根据第一实施例的固态图像拾取元件的操作的定时图。图7是示出根据第二实施例的像素阵列的配置的示图。图8是示出根据第三实施例的固态图像拾取元件的示例配置的框图。图9是示出根据第三实施例的像素的示例配置的等效电路图。图10是示出根据第三实施例的像素的截面结构的示例的示图。图11是用于描述根据第三实施例的固态图像拾取元件的操作的定时图。图12是示出根据第四实施例的固态图像拾取元件的示例配置的框图。图13是示出根据第四实施例的像素的截面结构的示例的示图。图14是示出根据第四实施例的像素的示例配置的等效电路图。图15是示出光电转换单元的电势并且描述根据第四实施例的信号读取操作的示图。图16是示出光电转换单元的电势并且描述根据第四实施例的电荷排出操作的示图。图17是用于描述根据第四实施例的固态图像拾取元件的操作的定时图。图18是示出根据第五实施例的固态图像拾取元件的示例配置的框图。图19是示出根据第五实施例的像素的示例配置的等效电路图。图20是示出根据第五实施例的像素的截面结构的示例的示图。图21是用于描述根据第五实施例的固态图像拾取元件的操作的定时图。图22是示出根据第六实施例的固态图像拾取元件的示例配置的框图。图23是示出根据第六实施例的像素的截面结构的示例的示图。图24是示出根据第六实施例的像素的示例配置的等效电路图。图25是用于描述根据第六实施例的固态图像拾取元件的操作的定时图。图26是示出根据第七实施例的像素的截面结构的示例的示图。图27A和图27B是示出根据第七实施例的信号读取电路的示例配置的等效电路图。图28是用于描述根据第七实施例的固态图像拾取元件的操作的定时图。图29A和图29B是示出根据第七实施例的信号读取电路的示例配置的等效电路图。图30是用于描述根据第七实施例的固态图像拾取元件的操作的定时图。图31A和图31B是示出根据第七实施例的信号读取电路的示例设置的示意性平面图。图32是示出根据第八实施例的像素的截面结构的示例的示图。图33A和图33B是示出根据第八实施例的信号读取电路的示例配置的等效电路图。图34是用于描述根据第八实施例的固态图像拾取元件的操作的定时图。图35是用于描述根据第八实施例的固态图像拾取元件的操作的定时图。图36是示出根据第九实施例的图像拾取系统的示例配置的框图。图37A～37E是像素的示意性平面图，描述设置像素电极的示例。具体实施方式第一实施例图1是示出固态图像拾取元件1000的示例配置的框图。固态图像拾取元件1000包括包含以二维方式布置的多个像素100的像素阵列110、行驱动电路120、垂直信号线130、信号处理器140、列选择电路150、输出放大器170和恒流源180。图1示出像素阵列110包含以4行×4列布置的像素100，但包含于像素阵列110中的像素100的数量不限于此。行驱动电路120是以行为单位控制多个像素100的电路，并且包含例如移位寄存器和地址译码器。在本实施例中，行驱动电路120输出信号pRES(n)、pADD(n)、Va(n)、Vb(n)和pSEL(n)。这里，n是代表行的数字。行驱动电路120用作经由驱动电容器(以下描述)控制包含于像素100中的像素电极的电势的像素电极控制器。属于同一列的多个像素100与同一垂直信号线130连接。从像素100输出的信号通过垂直信号线130被传输到信号处理器140。信号处理器140包含多个列信号处理器，所述多个列信号处理器中的每一个对于像素阵列110的列中的相应一个而提供。每个列信号处理器可包含用于减少噪声的CDS电路、用于放大信号的放大器和用于保持信号的采样和保持电路。列信号处理器在通过从列选择电路150供给的信号CSEL(m)被选择时输出信号。该输出信号被传输到输出放大器170。这里，m是代表列的数字。图2示出沿像素100中的一个的截面的示例结构。在本实施例中，像素100包含两个光电转换单元PC1和PC2。两个光电转换单元PC1和PC2共享以下描述的放大晶体管403和选择晶体管404。像素阵列110包含硅基板(Si基板)300、设置在Si基板300上的下部绝缘层301和设置在下部绝缘层301中的布线层302。MOS晶体管被设置在Si基板300上。在布线层302中包含用于向MOS晶体管供给电源的布线和用于传输用于控制MOS晶体管的信号的布线。包含于布线层302中的布线中的一些将设置在Si基板300上的信号读取电路(未示出)与像素电极303连接。在像素电极303上，存在设置的层间绝缘层304、光电转换层305、阻挡层306、对电极307、滤色器层308和包含多个微透镜的微透镜层309。在本实施例中，两个像素电极303a和303b被设置在一个像素100中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光电转换元件，包括：光电转换单元，所述光电转换单元包括多个像素电极、对电极以及光电转换层，所述对电极在平面图中与所述多个像素电极重叠，所述光电转换层被设置在所述多个像素电极与对电极之间；微透镜，所述微透镜在平面图中与所述多个像素电极重叠；以及电极结构，所述电极结构在所述光电转换单元与基板之间包括第一电极层、第二电极层、第三电极层、第一绝缘膜以及第二绝缘膜，所述第一绝缘膜被设置在所述第一电极层与第二电极层之间，所述第二绝缘膜被设置在所述第二电极层与第三电极层之间；其中，在平面图中，设置在所述第一电极层中的第一电极与设置在所述第二电极层中的第二电极重叠，并且其中，所述第一绝缘膜比所述第二绝缘膜薄。

【技术特征摘要】
2014.07.31 JP 2014-1567891.一种光电转换元件，包括：光电转换单元，所述光电转换单元包括多个像素电极、对电极以及光电转换层，所述对电极在平面图中与所述多个像素电极重叠，所述光电转换层被设置在所述多个像素电极与对电极之间；微透镜，所述微透镜在平面图中与所述多个像素电极重叠；以及电极结构，所述电极结构在所述光电转换单元与基板之间包括第一电极层、第二电极层、第三电极层、第一绝缘膜以及第二绝缘膜，所述第一绝缘膜被设置在所述第一电极层与第二电极层之间，所述第二绝缘膜被设置在所述第二电极层与第三电极层之间；其中，在平面图中，设置在所述第一电极层中的第一电极与设置在所述第二电极层中的第二电极重叠，并且其中，所述第一绝缘膜比所述第二绝缘膜薄。2.根据权利要求1所述的光电转换元件，其中，在所述基板上设置放大晶体管，并且其中，所述放大晶体管的栅极电连接到所述第一电极。3.根据权利要求1或2所述的光电转换元件，其中，所述第二电极层与基板之间的距离大于所述第三电极层与基板之间的距离。4.根据权利要求3所述的光电转换元件，其中，所述第一电极层与基板之间的距离大于所述第二电极层与基板之间的距离。5.根据权利要求4所述的光电转换元件，其中，在所述第三电极层与第二电极层之间没有其它的电极层被设置。6.根据权利要求3所述的光电转...

【专利技术属性】
技术研发人员：小野俊明，板桥政次，稻谷直树，前桥雄，高桥秀和，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP