固态摄像装置和电子设备的制作方法

文档序号:25543494发布日期:2021-06-18 20:40阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种固态摄像装置,包括:

以二维格子状排列的多个第一光电转换元件,所述第一光电转换元件均具有第一灵敏度;

以二维格子状排列的多个第二光电转换元件,所述第二光电转换元件均具有低于所述第一灵敏度的第二灵敏度并且分别布置在所述多个第一光电转换元件之间的对应的一个空间处;

多个电荷存储区域,各个所述电荷存储区域包括所述多个第二光电转换元件中的一个第二光电转换元件并且存储由所述多个第二光电转换元件中的对应的一个第二光电转换元件产生的电荷;

多个第一滤色器,其相对于所述多个第一光电转换元件中的每个第一光电转换元件的光接收面一对一地设置;和

多个第二滤色器,其相对于所述多个第二光电转换元件中的每个第二光电转换元件的光接收面一对一地设置,

其中,

在所述多个第一光电转换元件中的每个第一光电转换元件中,针对最靠近所述第一光电转换元件的所述电荷存储区域中包括的所述第二光电转换元件的所述光接收面设置的所述第二滤色器透射与针对最靠近所述电荷存储区域的所述第一光电转换元件的所述光接收面设置的所述第一滤色器透射的波长分量相同的波长分量。

2.根据权利要求1所述的固态摄像装置,其中,在所述多个第一光电转换元件中的每个第一光电转换元件中,在最靠近所述第一光电转换元件的所述电荷存储区域有两个以上的情况下,针对与晶体管相邻的每个所述电荷存储区域中包括的所述第二光电转换元件的所述光接收面设置的所述第二滤色器透射与针对最靠近所述电荷存储区域的所述第一光电转换元件的所述光接收面设置的所述第一滤色器透射的波长分量相同的波长分量,所述晶体管在与所述两个以上电荷存储区域中的每个电荷存储区域相邻的晶体管中具有在使所述第一光电转换元件和所述第二光电转换元件产生电荷的存储时段期间给定的最低电位。

3.根据权利要求1所述的固态摄像装置,其中,在所述多个电荷存储区域不与所述多个第一光电转换元件中的每个第一光电转换元件相邻的情况下,针对与晶体管相邻的每个所述电荷存储区域中包括的所述第二光电转换元件的所述光接收面设置的所述第二滤色器透射与针对最靠近所述电荷存储区域的所述第一光电转换元件的所述光接收面设置的所述第一滤色器透射的波长分量相同的波长分量,所述晶体管在所述多个第一光电转换元件中的每个第一光电转换元件周围存在的晶体管中具有在使所述第一光电转换元件和所述第二光电转换元件产生电荷的存储时段期间给定的最低电位。

4.根据权利要求1所述的固态摄像装置,其中,除了所述多个第二光电转换元件中的一个第二光电转换元件之外,所述多个电荷存储区域中的每个电荷存储区域还包括存储由所述第二光电转换元件产生的电荷的电荷存储部以及将所述第二光电转换元件和所述电荷存储部彼此连接的节点。

5.根据权利要求4所述的固态摄像装置,其中,所述电荷存储部具有包括在半导体基板的第二表面上形成的多晶硅电极作为电荷存储层的结构,所述第二表面是所述半导体基板的第一表面的相反侧,并且所述第一光电转换元件和所述第二光电转换元件形成在所述第一表面侧。

6.根据权利要求1所述的固态摄像装置,其中,

所述多个第一光电转换元件中的每个第一光电转换元件的所述光接收面具有第一面积,并且

所述多个第二光电转换元件中的每个第二光电转换元件的所述光接收面具有小于所述第一面积的第二面积。

7.根据权利要求1所述的固态摄像装置,其中,

所述多个第一光电转换元件中的每个第一光电转换元件包括其中预定杂质以第一浓度扩散的区域,并且

所述多个第二光电转换元件中的每个第二光电转换元件包括其中所述预定杂质以低于所述第一浓度的第二浓度扩散的区域。

8.根据权利要求1所述的固态摄像装置,其中,所述多个第一滤色器根据拜耳阵列、x-trans(注册商标)型阵列、四倍拜耳阵列或白色rgb型阵列的一种排列。

9.根据权利要求1所述的固态摄像装置,其中,所述多个第一滤色器包括对可见光具有宽的光透射特性的滤色器。

10.根据权利要求1所述的固态摄像装置,其中,所述多个第一滤色器包括对可见光具有宽的光透射特性并且透射80%以下的可见光的滤色器。

11.根据权利要求1所述的固态摄像装置,其中,所述多个第一滤色器包括透射与rgb三原色具有互补色关系的颜色的波长分量的滤色器。

12.根据权利要求1所述的固态摄像装置,其中,所述多个第一滤色器中的至少一个第一滤色器是遮光膜。

13.根据权利要求1所述的固态摄像装置,其中,所述多个第一滤色器包括透射红外光的滤色器。

14.根据权利要求1所述的固态摄像装置,还包括:

存储电荷的浮动扩散区域;

第一传输栅极,其将每个所述第一光电转换元件中产生的电荷传输到所述浮动扩散区域;

第二传输栅极,其将存储在每个所述电荷存储区域中的电荷传输到所述浮动扩散区域;

放大栅极,其在信号线上产生具有与所述浮动扩散区域中存储的电荷量相对应的电压值的电压信号;

选择栅极,其控制所述放大栅极和所述信号线之间的连接;和

复位栅极,其控制存储在所述浮动扩散区域中的电荷的排出。

15.一种固态摄像装置,包括:

以二维格子状排列的多个第一光电转换元件,所述第一光电转换元件均具有第一灵敏度;

以二维格子状排列的多个第二光电转换元件,所述第二光电转换元件均具有低于所述第一灵敏度的第二灵敏度并且分别布置在所述多个第一光电转换元件之间的对应的一个空间处;

多个电荷存储区域,各个所述电荷存储区域包括所述多个第二光电转换元件中的一个第二光电转换元件并且存储由所述多个第二光电转换元件中的对应的一个第二光电转换元件产生的电荷;

多个第一滤色器,其相对于所述多个第一光电转换元件中的每个第一光电转换元件的光接收面一对一地设置;和

多个第二滤色器,其相对于所述多个第二光电转换元件中的每个第二光电转换元件的光接收面一对一地设置,

其中,

所述多个第一滤色器包括透射第一波长分量的第三滤色器和透射与所述第一波长分量不同的第二波长分量的第四滤色器,

所述多个第二滤色器包括透射第三波长分量的第五滤色器和透射与所述第三波长分量不同的第四波长分量的第六滤色器,

在可见光区域中具有宽的光强度的白色光入射的情况下由在所述光接收面上设置有所述第三滤色器的所述第一光电转换元件每单位时间产生的电荷量大于在所述白色光入射的情况下由在所述光接收面上设置有所述第四滤色器的所述第一光电转换元件每单位时间产生的电荷量,

在所述白色光入射的情况下由在所述光接收面上由设置有所述第五滤色器的所述第二光电转换元件每单位时间产生的电荷量大于在所述白色光入射的情况下由在所述光接收面上设置有所述第六滤色器的所述第二光电转换元件每单位时间产生的电荷量,并且

所述第五滤色器设置在最靠近在所述光接收面上设置有所述第四滤色器的所述第一光电转换元件的所述电荷存储区域中包括的所述第二光电转换元件的所述光接收面上。

16.一种电子设备,包括:

像素阵列单元,其中在行方向和列方向上排列有多个单位像素;

驱动电路,其驱动所述多个单位像素中的读取目标单位像素;

处理电路,其从由所述驱动电路驱动的所述读取目标单位像素读取像素信号;和

控制单元,其控制所述驱动电路和所述处理电路,

其中,

所述像素阵列单元包括:

以二维格子状排列的多个第一光电转换元件,所述第一光电转换元件均具有第一灵敏度;

以二维格子状排列的多个第二光电转换元件,所述第二光电转换元件均具有低于所述第一灵敏度的第二灵敏度并且分别布置在所述多个第一光电转换元件之间的对应的一个空间处;

多个电荷存储区域,各个所述电荷存储区域包括所述多个第二光电转换元件中的一个第二光电转换元件并且存储由所述多个第二光电转换元件中的对应的一个第二光电转换元件产生的电荷;

多个第一滤色器,其相对于所述多个第一光电转换元件中的每个第一光电转换元件的光接收面一对一地设置;和

多个第二滤色器,其相对于所述多个第二光电转换元件中的每个第二光电转换元件的光接收面一对一地设置,并且

在所述多个第一光电转换元件中的每个第一光电转换元件中,针对最靠近所述第一光电转换元件的所述电荷存储区域中包括的所述第二光电转换元件的所述光接收面设置的所述第二滤色器透射与针对最靠近所述电荷存储区域的所述第一光电转换元件的所述光接收面设置的所述第一滤色器透射的波长分量相同的波长分量。

17.一种电子设备,包括:

像素阵列单元,其中在行方向和列方向上排列有多个单位像素;

驱动电路,其驱动所述多个单位像素中的读取目标单位像素;

处理电路,其从由所述驱动电路驱动的所述读取目标单位像素读取像素信号;和

控制单元,其控制所述驱动电路和所述处理电路,

其中,

所述像素阵列单元包括:

以二维格子状排列的多个第一光电转换元件,所述第一光电转换元件均具有第一灵敏度;

以二维格子状排列的多个第二光电转换元件,所述第二光电转换元件均具有低于所述第一灵敏度的第二灵敏度并且分别布置在所述多个第一光电转换元件之间的对应的一个空间处;

多个电荷存储区域,各个所述电荷存储区域包括所述多个第二光电转换元件中的一个第二光电转换元件并且存储由所述多个第二光电转换元件中的对应的一个第二光电转换元件产生的电荷;

多个第一滤色器,其相对于所述多个第一光电转换元件中的每个第一光电转换元件的光接收面一对一地设置;和

多个第二滤色器,其相对于所述多个第二光电转换元件中的每个第二光电转换元件的光接收面一对一地设置,

所述多个第一滤色器包括透射第一波长分量的第三滤色器和透射与所述第一波长分量不同的第二波长分量的第四滤色器,

所述多个第二滤色器包括透射第三波长分量的第五滤色器和透射与所述第三波长分量不同的第四波长分量的第六滤色器,

在可见光区域中具有宽的光强度的白色光入射的情况下由在所述光接收面上设置有所述第三滤色器的所述第一光电转换元件每单位时间产生的电荷量大于在所述白色光入射的情况下由在所述光接收面上设置有所述第四滤色器的所述第一光电转换元件每单位时间产生的电荷量,

在所述白色光入射的情况下由在所述光接收面上由设置有所述第五滤色器的所述第二光电转换元件每单位时间产生的电荷量大于在所述白色光入射的情况下由在所述光接收面上设置有所述第六滤色器的所述第二光电转换元件每单位时间产生的电荷量,并且

所述第五滤色器设置在最靠近在所述光接收面上设置有所述第四滤色器的所述第一光电转换元件的所述电荷存储区域中包括的所述第二光电转换元件的所述光接收面上。


技术总结
本发明抑制了图像质量的下降。根据实施方案的固态摄像装置包括:具有第一灵敏度的多个第一光电转换元件(101);具有低于第一灵敏度的第二灵敏度的多个第二光电转换元件(102);多个电荷存储区域(111、113),其存储由多个第二光电转换元件中的每个第二光电转换元件产生的电荷;针对多个第一光电转换元件的每个的光接收面一对一地设置的多个第一滤色器(121);和针对多个第二光电转换元件的每个的光接收面一对一地设置的多个第二滤色器(122)。在最靠近多个第一光电转换元件中的每个第一光电转换元件的电荷存储区域中包括的第二光电转换元件的光接收面上设置的第二滤色器透射于在最靠近所述电荷存储区域的第一光电转换元件的光接收面上设置的第一滤色器透射的波长分量相同的波长分量。

技术研发人员:饭田聡子;铃木敦史;坂野赖人
受保护的技术使用者:索尼半导体解决方案公司
技术研发日:2019.11.14
技术公布日:2021.06.18
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