成像元件及摄像装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种成像元件及具备该成像元件的摄像装置，所述成像元件具备包含光电转换部和电荷保持部且能够检测相位差的像素，且能够充分确保该像素的像素性能。成像元件(5)具有第1像素(51R)与第2像素(51L)的对，所述第1像素包含接收通过摄像光学系统的光瞳区域的沿行方向(X)排列的不同部分的一对光束中的其中一个光束并积蓄与受光量相应的电荷的光电转换部(61)，所述第2像素包含接收该一对光束中的另一个光束并积蓄与受光量相应的电荷的光电转换部(61)。第1像素(51R)与第2像素(51L)分别包含保持从光电转换部(61)转移的电荷的电荷保持部(63)，在各像素内，光电转换部(61)与电荷保持部(63)沿列方向(Y)排列。

Imaging element and camera device

The invention provides an imaging element and an imaging device with the imaging element, which has a pixel including a photoelectric conversion unit and a charge holding unit and can detect phase difference, and can fully ensure the pixel performance of the pixel. The imaging element (5) has a pair of the first pixel (51R) and the second pixel (51L). The first pixel comprises a photoelectric conversion unit (61) that receives one of a pair of beams of different parts arranged along the direction (X) of the pupil region through the imaging optical system, and the second pixel comprises a photoelectric conversion unit (61) that receives another beam from the pair of beams and accumulates and receives charges corresponding to the amount of light received. The photoelectric conversion unit (61) of the charge corresponding to the amount of light. The first pixel (51R) and the second pixel (51L) contain charge holding units (63) that hold charges transferred from the photoelectric conversion unit (61), respectively. Within each pixel, the photoelectric conversion units (61) and the charge holding units (63) are arranged in a row direction (Y).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】成像元件及摄像装置
本专利技术涉及一种成像元件及摄像装置。
技术介绍
随着CCD(电荷耦合元件，ChargeCoupledDevice)图像传感器或CMOS(互补金属氧化物半导体，ComplementaryMetalOxideSemiconductor)图像传感器等成像元件的高分辨率化，电子内窥镜、数码静态相机、数码摄像机或包括智能手机的移动电话等具有摄像功能的电子设备的需求骤增。另外，将具有如以上的摄像功能的电子设备称为摄像装置。这些摄像装置中，作为将焦点对焦于主要被摄体的对焦控制方法，采用相位差AF(自动聚焦，AutoFocus)方式。对于搭载于通过相位差AF方式进行对焦控制的摄像装置的成像元件，例如使用在受光面离散地设置有光电转换部的受光区域相互向相反方向偏心的相位差检测用像素的对的成像元件(参考专利文献1)。专利文献1中记载的成像元件的相位差检测用像素构成为如下：光电转换部及保持积蓄在该光电转换部的电荷的电荷保持部沿基于相位差检测用像素的对的相位差的检测方向排列。以往技术文献专利文献专利文献1：日本特开2012-151774号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术课题相位差检测用像素与其他通常的像素(摄像用像素)相比，光电转换部的受光区域的相位差检测方向的宽度小。因此，通过如专利文献1那样相对于光电转换部在相位差检测方向上相邻地存在电荷保持部的结构，很难加大光电转换部的受光区域的相位差检测方向的宽度。相位差检测用像素中，若光电转换部的受光区域的相位差检测方向的宽度接近光的波长，则光变得不易入射于该受光区域。其结果，变得很难充分确保相位差检测用像素的灵敏度及斜入射特性等像素性能。本专利技术是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种成像元件及具备该成像元件的摄像装置，所述成像元件具备包含光电转换部和电荷保持部且能够检测相位差的像素，且能够充分确保该像素的像素性能。用于解决技术课题的手段本专利技术的成像元件通过摄像光学系统拍摄被摄体，该成像元件具有多个形成于半导体基板内且接收通过上述摄像光学系统的光瞳区域的沿一方向排列的不同部分的一对光束中的其中一个光束并积蓄与受光量相应的电荷的光电转换部、和形成于上述半导体基板内且接收上述一对光束中的另一个光束并积蓄与受光量相应的电荷的光电转换部的对，包含构成上述对的上述光电转换部的像素包含电荷保持部，该电荷保持部保持从上述像素内的上述光电转换部转移的电荷，并通过读出电路读出与上述电荷相应的信号，在从与上述半导体基板垂直的方向观察的状态下，上述像素中包含的上述电荷保持部配置于该像素中除了沿上述一方向移动该像素中包含的上述光电转换部时的轨迹所示的区域以外的区域。本专利技术的摄像装置具备上述成像元件。专利技术效果根据本专利技术，能够提供一种成像元件及具备该成像元件的摄像装置，所述成像元件具备包含光电转换部和电荷保持部且能够检测相位差的像素，且能够充分确保该像素的像素性能。附图说明图1是表示作为本专利技术的一实施方式即摄像装置的一例的数码相机的概略结构的图。图2是表示图1所示的成像元件5的概略结构的俯视示意图。图3是表示形成于图2所示的受光面50的摄像用像素51A的概略结构的俯视示意图。图4是图3所示的A-A线的剖视示意图。图5是表示作为形成于图2所示的受光面50的相位差检测用像素的第1像素51R的概略结构的俯视示意图。图6是图5所示的B-B线的剖视示意图。图7是图5所示的C-C线的剖视示意图。图8是表示作为形成于图2所示的受光面50的相位差检测用像素的第2像素51L的概略结构的俯视示意图。图9是图8所示的D-D线的剖视示意图。图10是图8所示的E-E线的剖视示意图。图11是表示形成于图2所示的受光面50的摄像用像素51A的变形例的俯视示意图。图12是表示形成于图2所示的受光面50的第1像素51R的变形例的俯视示意图。图13是表示形成于图2所示的受光面50的第2像素51L的变形例的俯视示意图。图14是表示搭载于图3所示的摄像用像素51A的透镜的形状的一例的图。图15是表示搭载于图5所示的第1像素51R的透镜的形状的一例的图。图16是表示搭载于图8所示的第2像素51L的透镜的形状的一例的图。图17是表示搭载于图12所示的第1像素51R的透镜的形状的一例的图。图18是表示搭载于图13所示的第2像素51L的透镜的形状的一例的图。图19是表示形成于图2所示的受光面50的相位差检测用像素的变形例的俯视示意图。图20是表示作为本专利技术的摄影装置的一实施方式的智能手机200的外观的图。图21是表示图20所示的智能手机200的结构的框图。具体实施方式以下，参考附图对本专利技术的实施方式进行说明。图1是表示作为本专利技术的一实施方式即摄像装置的一例的数码相机的概略结构的图。图1所示的数码相机具备透镜装置40，该透镜装置具有成像透镜1、光圈2、透镜控制部4、透镜驱动部8及光圈驱动部9。本实施方式中，透镜装置40作为能够装卸于数码相机主体的装置来进行说明，但也可以是固定于数码相机主体的装置。成像透镜1与光圈2构成摄像光学系统。透镜装置40的透镜控制部4构成为能够通过有线或无线与数码相机主体的系统控制部11通信。透镜控制部4根据来自系统控制部11的指令，经由透镜驱动部8驱动成像透镜1中包含的聚焦透镜或经由光圈驱动部9驱动光圈2。数码相机主体具备：CMOS图像传感器等MOS型成像元件5，通过透镜装置40的摄像光学系统拍摄被摄体；成像元件驱动部10，驱动成像元件5；系统控制部11，集中控制数码相机的整个电控制系统；操作部14；数字信号处理部17；外部存储器控制部20，连接有装卸自如的存储介质21；及显示驱动器22，驱动搭载于相机背面等的有机EL(电致发光，ElectroLuminescence)显示器或LCD(液晶显示器，LiquidCrystalDisplay)等显示部23。系统控制部11包含处理器、RAM(随机存取存储器，RandomAccessMemory)及ROM(只读存储器，ReadOnlyMemory)而构成，集中控制整个数码相机。系统控制部11根据从成像元件5输出的信号，进行基于相位差AF方式的对焦控制。数字信号处理部17包含处理器、RAM及ROM，通过由该处理器执行存储于该ROM的程序来进行各种处理。数字信号处理部17对由从成像元件5的各像素输出的信号构成的摄像图像信号，进行插值运算、伽马校正运算及RGB/YC转换处理等处理，由此生成用于显示到显示部23的实时取景图像数据及用于存储到存储介质21的摄像图像数据。数字信号处理部17、外部存储器控制部20及显示驱动器22通过控制总线24及数据总线25相互连接，根据来自系统控制部11的指令工作。图2是表示图1所示的成像元件5的概略结构的俯视示意图。成像元件5具备：受光面50，由沿一方向即行方向X排列的多个像素51构成的像素行52沿与行方向X正交的列方向Y排列有多个；驱动电路53，驱动排列于受光面50的像素51；及信号处理电路54，对从排列于受光面50的像素行52的各像素51读出至信号线的信号进行处理。形成于受光面50的各像素51形成于硅等的半导体基板。形成于受光面50的多个像素51包含：相位差检测用像素，用于检测基于通过透镜装置40的摄像光学系统的光瞳区域的沿行方向X本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种成像元件，其通过摄像光学系统拍摄被摄体，该成像元件具有多个形成于半导体基板内且接收通过所述摄像光学系统的光瞳区域的沿一方向排列的不同部分的一对光束中的其中一个光束并积蓄与受光量相应的电荷的光电转换部、和形成于所述半导体基板内且接收所述一对光束中的另一个光束并积蓄与受光量相应的电荷的光电转换部的对，包含构成所述对的所述光电转换部的像素包含电荷保持部，该电荷保持部保持从所述像素内的所述光电转换部转移的电荷，并通过读出电路读出与所述电荷相应的信号，在从与所述半导体基板垂直的方向观察的状态下，所述像素中包含的所述电荷保持部配置于该像素中除了沿所述一方向移动该像素中包含的所述光电转换部时的轨迹所示的区域以外的区域。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.27 JP 2016-1887051.一种成像元件，其通过摄像光学系统拍摄被摄体，该成像元件具有多个形成于半导体基板内且接收通过所述摄像光学系统的光瞳区域的沿一方向排列的不同部分的一对光束中的其中一个光束并积蓄与受光量相应的电荷的光电转换部、和形成于所述半导体基板内且接收所述一对光束中的另一个光束并积蓄与受光量相应的电荷的光电转换部的对，包含构成所述对的所述光电转换部的像素包含电荷保持部，该电荷保持部保持从所述像素内的所述光电转换部转移的电荷，并通过读出电路读出与所述电荷相应的信号，在从与所述半导体基板垂直的方向观察的状态下，所述像素中包含的所述电荷保持部配置于该像素中除了沿所述一方向移动该像素中包含的所述光电转换部时的轨迹所示的区域以外的区域。2.根据权利要求1所述的成像元件，其中，所述像素的所述光电转换部及所述电荷保持部沿与所述一方向正交的方向排列。3.根据权利要求1或2所述的成像元件，其中，所有的所述像素包含第1像素及第2像素，所述第1像素包含接收所述一对光束中的其中一个光束并积蓄与受光量相应的电荷的所述光电转换部，所述第2像素包含接收所述一对光束中的另一个光束并积蓄与受光量相应的电荷的所述光电转换部，...

【专利技术属性】
技术研发人员：小林诚，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP