固态成像装置以及电子设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种固态成像装置、以及一种含有所述固态成像装置的电子设备，它们使得可在抑制具有全局快门功能和相位差AF功能的固态成像装置的分辨率降低的同时提高相位差检测的精度。所述固态成像装置包括多个像素，所述多个像素包括：第一像素，所述第一像素包括第一光电转换单元和第一电荷积聚区域；第二像素，所述第二像素包括第二光电转换单元和第二电荷积聚区域；和遮光膜，所述遮光膜覆盖所述第一像素的所述第一电荷积聚区域、覆盖所述第二像素的所述第二电荷积聚区域、且覆盖所述第二像素的所述第二光电转换单元的一部分。所述电子设备还包括用于处理来自所述固态成像装置的信号的信号处理器。本发明专利技术可应用于例如CMOS图像传感器。

Solid-state imaging devices and electronic devices

【技术实现步骤摘要】
固态成像装置以及电子设备本申请是申请日为2014年6月23日、专利技术名称为“固态摄像装置及其驱动方法、以及电子设备”、且申请号为201480037317.0的专利申请的分案申请。
本专利技术涉及固态成像装置以及电子设备。本专利技术具体地涉及一种固态成像装置以及一种电子设备，所述固态成像装置和所述电子设备使得可在抑制具有全局快门功能和相位差自动对焦(autofocus；AF)功能的固态成像装置的分辨率降低的同时提高相位差检测的精度。
技术介绍
传统的固态成像装置通过在成像像素中混合相位差检测像素来实现自动对焦功能。这种固态成像装置通过将一对相位差检测像素相应的光电转换单元的不同半边遮光，并利用这对相位差检测像素的相应输出之间的差值实现相位差检测方法的AF功能(以下称为相位差AF功能)。也有固态成像装置是通过在每一像素中加入电荷保留单元来实现全局快门功能，所述电荷保留单元用于保留从光电转换单元转移的电荷。这种固态成像装置实现全局快门功能的方法是在所有像素中同时进行电荷的转移和保留，使得所有像素的曝光周期一致。此外，近年来出现了同时具有全局快门功能和相位差AF功能的固态成像装置(例如，参见专利文献1和2)。引用文献列表专利文献专利文献1：JP2007-243744A专利文献2：JP2012-151774A
技术实现思路
要解决的技术问题在专利文献1的技术中，一个相位差检测像素包括两个由光电转换单元和电荷保留单元组成的套组。因此，光电转换单元的光接收区域减小，而且相位差检测像素的灵敏度降低，从而导致相位差检测的精度降低。在专利文献2的技术中，形成有成像像素和相位差检测像素两种像素组成的套组。因此，整个固态成像装置的有效像素数目减半，而且输出图像的分辨率降低。鉴于此种情况所提出的本专利技术使得可在抑制具有全局快门功能和相位差AF功能的固态成像装置的分辨率降低的同时提高相位差检测的精度。问题的解决方案根据本专利技术的一个方面，提供一种固态成像装置，其包括多个像素，所述多个像素包括：第一像素，所述第一像素包括第一光电转换单元和第一电荷积聚区域；第二像素，所述第二像素包括第二光电转换单元和第二电荷积聚区域；和遮光膜，所述遮光膜覆盖所述第一像素的所述第一电荷积聚区域、覆盖所述第二像素的所述第二电荷积聚区域、且覆盖所述第二像素的所述第二光电转换单元的一部分。根据本专利技术的一个方面，提供一种电子设备，其包括固态成像装置和信号处理器。所述固态成像装置包括多个像素，所述多个像素包括：第一像素，所述第一像素包括第一光电转换单元和第一电荷积聚区域；第二像素，所述第二像素包括第二光电转换单元和第二电荷积聚区域；和遮光膜，所述遮光膜覆盖所述第一像素的所述第一电荷积聚区域、覆盖所述第二像素的所述第二电荷积聚区域、且覆盖所述第二像素的所述第二光电转换单元的一部分。所述信号处理器处理来自所述固态成像装置的信号。根据本专利技术的一个方面，提供一种固态成像装置，包括：像素阵列单元，包括排列于其中的用于产生所捕获图像的成像像素以及用于执行相位差检测的相位差检测像素，作为包括芯片上透镜、光电转换单元、以及电荷积聚单元的像素；以及驱动控制单元，被构造成用于控制所述像素的驱动。所述成像像素形成有被遮光的所述电荷积聚单元。所述相位差检测像素以所述光电转换单元与所述电荷积聚单元至少其中之一的至少一部分避免被遮光的方式形成。所述驱动控制单元在执行所述相位差检测期间读取所述相位差检测像素中的所述光电转换单元与所述电荷积聚单元至少其中之一的至少一部分中所积聚的电荷，并且在产生所述所捕获图像期间，同时在至少所述成像像素中进行电荷的积聚。所述相位差检测像素可包括遮光膜，所述遮光膜在所述光电转换单元与所述电荷积聚单元至少其中之一的至少一部分中设置有开口。在一对所述相位差检测像素中，所述开口可被设置于相对于所述芯片上透镜的光轴在所述一对相位差检测像素排列于其中的第一方向上互相对称的位置处。所述电荷积聚单元可被形成为电荷保留单元，所述电荷保留单元被构造成用于保留来自所述光电转换单元的电荷。所述光电转换单元与所述电荷保留单元可在所述第一方向上并排形成。所述光电转换单元可在所述一对相位差检测像素的一个中设置有所述开口，并且所述电荷保留单元可在所述一对相位差检测像素的另一个中设置有所述开口。在执行所述相位差检测期间，所述驱动控制单元可读取所述一个相位差检测像素中的所述光电转换单元中所积聚的电荷，并且读取所述另一个相位差检测像素中的所述电荷保留单元中所积聚的电荷。所述驱动控制单元可以以下方式控制所述一个相位差检测像素与所述另一个相位差检测像素的驱动：所述光电转换单元的灵敏度与所述一个相位差检测像素中的积聚时间的乘积变得等于所述电荷保留单元的灵敏度与所述另一个相位差检测像素中的积聚时间的乘积。所述光电转换单元与所述电荷保留单元可在所述第一方向上并排形成。在所述第一方向上所述光电转换单元的大约一半可在所述一对相位差检测像素的一个中设置有所述开口，并且在所述第一方向上所述光电转换单元的大约另一半可在所述一对相位差检测像素的另一个中设置有所述开口。在所述一对相位差检测像素中，所述光电转换单元与所述电荷保留单元可被形成于相对于所述一对相位差检测像素之间的边界成镜像对称的位置处。在所述一对相位差检测像素的每一个中，所述光电转换单元均可设置有开口。所述光电转换单元与所述电荷保留单元可在垂直于所述第一方向的第二方向上并排形成。在所述第一方向上的所述光电转换单元与所述电荷保留单元的大约一半可在所述一对相位差检测像素的一个中设置有所述开口，并且在所述第一方向上的所述光电转换单元与所述电荷保留单元的大约另一半可在所述一对相位差检测像素的另一个中设置有所述开口。在执行所述相位差检测期间，所述驱动控制单元可同时读取所述一个相位差检测像素中的所述光电转换单元与所述电荷保留单元中所积聚的电荷，并且同时读取所述另一个相位差检测像素中的所述光电转换单元与所述电荷保留单元中所积聚的电荷。在所述相位差检测像素中，所述电荷积聚单元可被形成为在所述第一方向上与所述光电转换单元并排的另一光电转换单元。所述光电转换单元可在所述一对相位差检测像素的一个中设置有所述开口，并且所述另一光电转换单元可在所述一对相位差检测像素的另一个中设置有所述开口。在所述相位差检测像素中，所述光电转换单元与所述电荷积聚单元可被形成于相对于所述芯片上透镜的光轴在预定方向上互相对称的位置处。在执行所述相位差检测期间，所述驱动控制单元可分别读取所述相位差检测像素中的所述光电转换单元中所积聚的电荷以及所述相位差检测像素中的所述电荷保留单元中所积聚的电荷。所述电荷积聚单元可被形成为电荷保留单元，所述电荷保留单元被构造成用于保留来自所述光电转换单元的电荷。所述相位差检测像素可包括遮光膜，所述遮光膜在所述光电转换单元与所述电荷积聚单元的一部分中设置有开口。所述开口可被设置于相对于所述芯片上透镜的光轴在所述预定方向上互相对称的位置处。所述电荷积聚单元可被形成为电荷保留单元，所述电荷保留单元被构造成用于保留来自所述光电转换单元的电荷。所述相位差检测像素可包括转移电极，所述转移电极被构造成用于在所述电荷保留单元上方将电荷从所述光电转换单元转移至所述电荷保留单元。所述转移电极可使用透本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种固态成像装置，包括：多个像素，所述多个像素包括：第一像素，所述第一像素包括第一光电转换单元和第一电荷积聚区域；第二像素，所述第二像素包括第二光电转换单元和第二电荷积聚区域；和遮光膜，所述遮光膜覆盖所述第一像素的所述第一电荷积聚区域，覆盖所述第二像素的所述第二电荷积聚区域，且覆盖所述第二像素的所述第二光电转换单元的一部分。

【技术特征摘要】
2013.07.05 JP 2013-141761;2014.04.30 JP 2014-093511.一种固态成像装置，包括：多个像素，所述多个像素包括：第一像素，所述第一像素包括第一光电转换单元和第一电荷积聚区域；第二像素，所述第二像素包括第二光电转换单元和第二电荷积聚区域；和遮光膜，所述遮光膜覆盖所述第一像素的所述第一电荷积聚区域，覆盖所述第二像素的所述第二电荷积聚区域，且覆盖所述第二像素的所述第二光电转换单元的一部分。2.如权利要求1所述的固态成像装置，其中，所述第一像素包括浮动扩散区域和第一转移晶体管，所述第一转移晶体管将所述第一电荷积聚区域中的电荷转移至所述浮动扩散区域，并且其中，所述第一光电转换单元和所述第一电荷积聚区域排列于第一方向上，且所述第一电荷积聚区域和所述浮动扩散区域排列于与所述第一方向不同的第二方向上。3.如权利要求2所述的固态成像装置，其中，所述第一像素包括放大晶体管和复位晶体管，所述放大晶体管和所述复位晶体管连接至所述浮动扩散区域，并且其中，所述放大晶体管和所述复位晶体管排列于所述第一方向上。4.如权利要求3所述的固态成像装置，其中，所述第一像素包括放电晶体管，所述放电晶体管将所述第一光电转换单元中的电荷释放。5.如权利要求4所述的固态成像装置，其中，所述多个像素包括第三像素，所述第三像素与所述第一像素在所述第一方向上相邻，其中，所述第一电荷积聚区域和所述第三像素的第三电荷积聚区域在所述第一方向上位于所述第一光电转换单元与所述第三像素的第三光电转换单元之间，并且其中，所述遮光膜覆盖所述第三电荷积聚区域。6.如权利要求4所述的固态成像装置，其中，所述多个像素包括第四像素，所述第四像素与所述第一像素在所述第二方向上相邻，其中，所述浮动扩散区域在所述第二方向上位于所述第一电荷积聚区域和所述第四像素的第四电荷积聚区域之间，并且其中，所述遮光膜覆盖所述第四电荷积聚区域。7.如权利要求6所述的固态成像装置，其中，所述浮动扩散区域由所述第一像素和所述第四像素共用。8.如权利要求6所述的固态成像装置，其中，所述放大晶体管和所述复位晶体管由所述第一像素和所述第四像素共用。9.如权利要求7所述的固态成像装置，其中，所述放大晶体管和所述复位晶体管由所述第一像素和所述第四像素共用。10.如权利要求6所述的固态成像装置，其中，所述放大晶体管在所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：奥野润，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