固态图像传感器和照相机制造技术

本发明专利技术涉及固态图像传感器和照相机。一种固态图像传感器，包括其中多个像素被按矩阵排列的像素阵列，所述矩阵具有多个行和多个列，其中所述像素阵列包括第一布线层和布置在第一布线层之上的第二布线层，第一布线层包括布置在像素阵列的各列的第一列信号线，第二布线层包括布置在像素阵列的各列的第二列信号线。

【技术实现步骤摘要】
固态图像传感器和照相机
本专利技术涉及固态图像传感器和照相机。
技术介绍
在固态图像传感器中，可以在像素阵列的各列处布置多个列信号线，以便提高其中多个像素被按矩阵排列的像素阵列的读取速度，和单独读出来自单位像素中的两个光电转换部的信号。例如，为了防止其中来自列信号线的信号相互干扰的所谓串扰，可在这些列信号线之间插入屏蔽图案。随着列信号线和屏蔽图案的数目增大，由于这些布线阻挡入射光，因此固态图像传感器的各像素的开口率会降低。
技术实现思路
本专利技术提供一种有利于抑制由布线数目的增大引起的开口率的降低的技术。本专利技术的一个方面提供一种固态图像传感器，它包括其中多个像素被按矩阵排列的像素阵列，所述矩阵具有多个行和多个列，其中所述像素阵列包括第一布线层和布置在第一布线层之上的第二布线层，第一布线层包括布置在像素阵列的各列的第一列信号线，第二布线层包括布置在像素阵列的各列的第二列信号线。参考附图，根据示例性实施例的以下描述，本专利技术的其它特征将变得明显。附图说明图1是解释按照第一实施例的固态图像传感器的布置的例子的框图；图2是解释单位像素的布置的例子的电路图；图3是解释按照第一实施例的像素阵列的布局的例子的平面图；图4是解释固态图像传感器的布置的参考例子的视图；图5A和5B是解释按照第一实施例的固态图像传感器的布置的例子的视图；图6是解释像素阵列的拜耳布置的视图；图7是解释按照第二实施例的固态图像传感器的布置的例子的框图；图8是解释按照第二实施例的像素阵列的布局的例子的平面图；图9是解释按照第三实施例的固态图像传感器的布置的例子的框图；图10是解释按照第三实施例的像素阵列的布局的例子的平面图；图11是解释固态图像传感器的布置的参考例子的视图；图12A-12C是解释按照第三实施例的固态图像传感器的布置的例子的视图；图13是解释按照第四实施例的固态图像传感器的布置的例子的框图；图14是解释单位像素的布置的例子的电路图；图15是解释按照第四实施例的像素阵列的布局的例子的平面图；图16是解释利用相差检测方法的焦点检测操作的例子的视图；图17A和17B是解释相差检测方法的示图；图18A和18B是解释固态图像传感器的布置的再一个例子的视图；图19是解释固态图像传感器的布置的又一个例子的视图；以及图20是解释固态图像传感器的布置的另一个例子的视图。具体实施方式<第一实施例>下面将参考图1-5B描述按照第一实施例的固态图像传感器11。图1是解释固态图像传感器11的布置的框图。固态图像传感器11包括其中多个像素3被按矩阵排列的像素阵列2，所述矩阵具有多行和多列。为了便于说明，例示的像素阵列2具有4×4的像素3。第一列信号线4A和第二列信号线4B被布置成把从像素阵列2读出的像素信号分别传输给水平扫描电路8A和8B。像素阵列2中的奇数行(第一行和第三行)上的像素3的像素信号被输出给第一列信号线4A。偶数行(第二行和第四行)上的像素3的像素信号被输出给第二列信号线4B。在像素阵列2的每一列，布置电源布线5和电源布线6。定时控制电路9A能够向水平扫描电路8A输出控制信号，以控制像素信号的处理定时。类似地，定时控制电路9B能够向水平扫描电路8B输出控制信号。垂直扫描电路7能够向像素阵列2的各个像素3输出控制信号RES1、TX1、SEL1等，以读出像素信号。虽然省略了控制信号RES1、TX1、SEL1等到像素阵列2的连接，不过像素3是如下所述被控制的。每个水平扫描电路8A和8B可包括例如噪声抑制电路，放大器电路，和模拟-数字转换电路。借助这种布置，利用垂直扫描电路7从像素阵列2输出的每个信号能够经历水平扫描电路8A或8B的信号处理，并且可被读出。图2例示像素3(单位像素)的电路的布置。像素3包括光电转换部10(例如，光电二极管)、传输晶体管11、浮置扩散电容器14、复位晶体管15、源极跟随器晶体管17以及选择晶体管18。在像素3中，VDD电源被提供给电源端子21(电源布线5连接到电源端子21)，地电位被提供给电源端子22(电源布线6连接到电源端子22)。控制信号TX1被提供给传输晶体管11的栅极端子12。当控制信号TX1被激活时，受光时生成的并累积在光电转换部10中的电荷通过传输晶体管11被传输给浮置扩散电容器14。流过源极跟随器晶体管17的电流量可依赖于在节点13处的电位波动而变化，所述电位波动是由传输给浮置扩散电容器14的电荷引起的。控制信号SEL1被提供给选择晶体管18的栅极端子19。当控制信号SEL1被激活时，选择晶体管18能够从像素信号输出部分20输出与源极跟随器晶体管17的电流量对应的像素信号。如图1中所例示的那样，像素信号输出部分20连接到第一或第二列信号线4A或4B。控制信号RES1被提供给复位晶体管15的栅极端子。当控制信号RES1被激活时，复位晶体管15能够复位节点13的电位。图3是示意性地示出固态图像传感器11的像素阵列2中的2×3的像素3的布局的平面图。为了便于图3的图解说明，省略了用于控制信号RES1、TX1、SEL1等的布线的例示。对于在第三列上的像素3，省略了第一和第二列信号线4A和4B、电源布线5以及电源布线6的例示。作为参考例子，图4以沿着图3中的切割线A-B的截面结构示意性地示出了其中第一和第二列信号线4A和4B被布置在相同布线层中的典型结构。在图4的左侧，光电转换部10接收经由滤色器24进入微透镜25的光。像素阵列2包括第一布线层M1和布置在第一布线层M1之上的第二布线层M2。第一布线层M1可以是例如多个布线层中的最下层。在这个参考例子中，第一和第二列信号线4A和4B都被布置在第一布线层M1中。导电屏蔽图案(例如，电源布线5)被插入第一列信号线4A和第二列信号线4B之间。第一列信号线4A、电源布线5和第二列信号线4B彼此隔开布线间距离W1(例如，可由制造工艺决定的临界尺寸)。另一个屏蔽图案(例如，电源布线6)被布置在第二布线层M2中。用于VDD电源的电源布线5和用于地(GND)的电源布线6可用作这些屏蔽图案，如在本实施例中那样，或者也可以使用接收其它基准电位的布线。实线L1指示进入微透镜25的光的光路未被第一和第二列信号线4A和4B阻挡的范围。图5A示意性地示出当应用第一实施例时沿着切割线A-B的截面结构。第一布线层M1包括布置在像素阵列2的每一列的第一列信号线4A。第二布线层M2包括布置在像素阵列2的每一列的第二列信号线4B。至少第一布线层M1和第二布线层M2当中的第一布线层M1优选还包括导电屏蔽图案。所述屏蔽图案(这种情况下，电源布线5)被布置为与第一布线层M1的第一列信号线4A相邻的。第二列信号线4B布置在从在第一列信号线4A正上方的位置偏离的位置处。第二布线层M2还包括另一个屏蔽图案(这种情况下，电源布线6)。该屏蔽图案被布置为与第二列信号线4B相邻的。图5A中所示的实线L2指示进入微透镜25的光的光路未被第二列信号线4B和屏蔽图案(电源布线6)阻挡的范围。图5A中所示的虚线L1和参考例子(图4)中的实线L1相同。L1和L2之间的比较揭示了：由于第一实施例中的布线布置，光电转换部10能够接收更大量的光。与在中央区域中相比，在像素阵列2的周边区域中，这种现象更显著。如上所述，按照第一实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固态图像传感器，包括其中多个像素被按矩阵排列的像素阵列，所述矩阵具有多个行和多个列，其中所述像素阵列包括第一布线层和布置在第一布线层之上的第二布线层，第一布线层包括布置在所述像素阵列的各列的第一列信号线，以及第二布线层包括布置在所述像素阵列的各列的第二列信号线。

【技术特征摘要】
2012.01.18 JP 2012-008447;2012.12.25 JP 2012-28171.一种固态图像传感器，包括其中多个像素被按矩阵排列的像素阵列，所述矩阵具有多个行和多个列，该固态图像传感器包括：第一光电转换部，设置在多个像素中的第一像素中；第二光电转换部，设置在第一像素中；第三光电转换部，设置在多个像素中的第二像素中，第二像素位于与第一像素所处的行不同的行中；第四光电转换部，设置在第二像素中；第一布线层，包括与像素阵列的各个列对应的第一列信号线；布置在第一布线层之上的第二布线层，包括与像素阵列的各个列对应的第二列信号线；以及第一微透镜，对应于第一光电转换部和第二光电转换部，被配置为把入射光引导到第一光电转换部和第二光电转换部；第二微透镜，对应于第三光电转换部和第四光电转换部，被配置为把入射光引导到第三光电转换部和第四光电转换部，其中第一列信号线包括用于分别输出来自一列中的第一像素中的第一光电转换部和第二光电转换部的信号中的每个信号的至少两个列信号线，以及第二列信号线包括用于分别输出来自所述一列中的第二像素中的第三光电转换部和第四光电转换部的信号中的每个信号的至少两个列信号线，所述第二列信号线中的所述至少两个列信号线进一步被用于分别输出来自与所述一列相邻的另一列中的第一像素中的第一光电转换部和第二光电转换部的信号中的每个信号，并且所述第一列信号线中的所述至少两个列信号线进一步被用于分别输出来自所述另一列中的第二像素中的第三光电转换部和第四光电转换部的信号中的每个信号。2.按照权利要求1所述的传感器，其中第一布线层还包括导电屏蔽图案，所述导电屏蔽图案被布...

【专利技术属性】
技术研发人员：小林昌弘，高田英明，小野俊明，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：