固体摄像装置以及固体摄像装置的制造方法_2

文档序号:8341271阅读:来源:国知局
的各光电转换元件产生与入射光量相应的信号电荷(例如,电子)并进行积蓄。
[0037]定时控制部25是对垂直移位寄存器24输出成为动作定时的基准的脉冲信号的处理部。垂直移位寄存器24是向像素阵列23输出选择信号的处理部,所述选择信号用于以行为单位依次选择从阵列(矩阵)状二维排列的多个光电转换元件中读取信号电荷的光电转换元件。
[0038]像素阵列23将根据从垂直移位寄存器24输入的选择信号以行为单位所选择的各光电转换元件中积蓄的信号电荷,作为表示各像素的亮度的像素信号,从光电转换元件向CDS 26输出。
[0039]⑶S 26是利用相关双重采样,从由像素阵列23输入的像素信号中去除噪声,并向ADC 27进行输出的处理部。ADC 27是将从⑶S 26输入的模拟像素信号转换为数字像素信号,并按照线存储器28进行输出的处理部。线存储器28是暂时保持从ADC 27输入的像素信号,并以像素阵列23中的光电转换元件的每一行,将该像素信号向信号处理电路21进行输出的处理部。
[0040]信号处理电路21是对从线存储器28输入的像素信号进行规定的信号处理,并向后段处理部12进行输出的处理部。信号处理电路21对像素信号进行例如镜头阴影修正、缺陷修正、减噪处理等信号处理。
[0041]像这样地,在图像传感器20中,通过由配置在像素阵列23中的多个光电转换元件,将入射光光电转换成与受光量相应的量的信号电荷进行积蓄,并由外围电路22读取各光电转换元件中积蓄的信号电荷作为像素信号,来进行摄像。
[0042]另外,图像传感器20中,在像素阵列23上,以包围各光电转换元件的受光区域的方式,埋设用于将光电转换元件彼此之间电气性和光学性地元件分离的元件分离部。
[0043]在这样的图像传感器20中,来自摄像光学系统13的光从像素阵列23的中心上方朝向像素阵列23的受光面的整个面放射状入射。从而,在像素阵列23的中央部的光电转换元件中,相对于光电转换元件的受光面铅直向下的光被取入。另一方面,在像素阵列23的周缘部的光电转换元件中,相对于光电转换元件的受光面倾斜的光被取入。
[0044]因此,在像素阵列23的周缘部的光电转换元件中,倾斜入射的光的一部分被包围光电转换元件的受光区域的元件分离部遮挡而未到达受光区域。
[0045]其结果,在固体摄像装置14中,由于像素阵列23的周缘部的光电转换元件的受光量与像素阵列23的中央部的光电转换元件的受光量相比减少,因此受光灵敏度降低。
[0046]因此,在本实施方式涉及的固体摄像装置14中,在元件分离部的配设位置上做研究,通过高效地接受向位于像素阵列23的周缘部上的光电转换元件倾斜入射的光,来提高受光灵敏度。下面,参照图3A和图3B,对本实施方式涉及的像素阵列23进行说明。
[0047]图3A是示意地示出本实施方式涉及的像素阵列23的中央部(M)的剖面的说明图。图3B是示意地示出本实施方式涉及的像素阵列23的周缘部(R)的剖面的说明图。再有,图3A和图3B中仅示出了本实施方式的像素阵列23的说明所需的结构要素,对于像素阵列23的详细构造,用后述的包括像素阵列23的形成方法在内的固体摄像装置14的制造方法进行说明。
[0048]如图3A和图3B所示,像素阵列23具备第一导电型(P型)的半导体(在此设为S1:硅)层34。在P型Si层34内部的光电转换元件40的形成位置上设置第二导电型(N型)的Si区域39。像素阵列23中,由P型Si层34与N型Si区域39之间的PN结形成的光电二极管成为光电转换兀件40。
[0049]另外,在相邻的各光电转换元件40之间设置具有遮光性的元件分离部43。元件分离部43以围绕各光电转换兀件40的方式,从P型Si层34的表面向深度方向埋设。即,兀件分离部43通过以围绕各光电转换元件40的方式埋设在P型Si层34中,来规定P型Si层34内的受光区域。
[0050]在本实施方式,通过由元件分离部43以俯视矩形状围绕各光电转换元件40,在与各光电转换元件40的上端面的受光区域41相对的位置上形成矩形状的开口区域50。在此,所述光电转换元件40的上端面,是指在光电转换元件40上,光向像素阵列23入射的一侧的端面。
[0051]再有,如图3A和图3B所不,在各兀件分尚部43的开口区域50上以覆盖开口区域50的方式设置有滤色器32。在各滤色器32的光入射一侧的上表面上设置微型透镜31。
[0052]另外,如图3A所示,在本实施方式的像素阵列23的中央部(M),元件分离部43的开口区域50的中心位置P与光电转换元件40的受光区域41的中心位置Q大致一致。具体而言,元件分离部43的开口区域50的中心位置P,位于光电转换元件40的上端面的受光区域41的中心位置Q的正上方。因此,在像素阵列23的中央部(M),相对于光电转换元件40的上端面的受光区域41铅直向下的光80被取入。
[0053]另一方面,如图3B所示,在本实施方式的像素阵列23的周缘部(R),元件分离部43的配设位置向像素阵列23的中央部(M) —侧偏移。具体而言,元件分离部43的开口区域50的中心位置P,相对于光电转换元件40的上端面的受光区域41的中心位置Q,向像素阵列23的中心一侧偏移。
[0054]如图3B所示,在移动元件分离部43的配设位置以前,元件分离部43在P型Si层34内处于点划线所示的位置上。在该位置,相对于光电转换元件40的受光区域41倾斜入射的光90 (以下称作“倾斜光”)被遮挡住。
[0055]因此,如图3B所示,通过将点划线所示的元件分离部43的配设位置,移动到用实线所示的元件分离部43的配设位置上,被用点划线所示的元件分离部43遮挡住的倾斜光90就会到达光电转换元件40。
[0056]因此,在本实施方式的像素阵列23的周缘部(R),使元件分离部43的开口区域50向像素阵列23的中心一侧偏移。其结果,被用点划线所示的元件分离部43遮挡住的倾斜光90就到达了光电转换元件40,光电转换元件40的受光量增加。
[0057]另外,在本实施方式的像素阵列23中,随着元件分离部43的开口区域50从像素阵列23的周缘部(R)朝向中央部(M),而开口区域50的中心位置P与受光区域41的中心位置Q之间的偏移量d阶段性地变小。参照图4和图5,对该情况进行说明。
[0058]图4是示出本实施方式的像素阵列23中的元件分离部43的开口区域50的中心位置P与相对应的光电转换元件40的受光区域41的中心位置Q之间的位置关系的说明图。另外,图5是示出在图4所示的像素阵列23中,偏移量d随着从像素阵列23的周缘部向中央部阶段性地变小的状态的一部分的说明图。
[0059]如图4所示,在像素阵列23的周缘部,元件分离部43的开口区域50的中心位置P相对于光电转换元件40的受光区域41的中心位置Q,各自向像素阵列23的中心一侧偏移。即,光电转换元件40的受光区域41在元件分离部43的开口区域50内从外观上看,各自向与兀件分尚部43的开口区域50所偏移的方向相反的方向偏移。
[0060]另外,在这样的像素阵列23中,来自摄像光学系统13的光从像素阵列23的中心上方朝向像素阵列23的受光面的整个面放射状入射。因此,相对于光电转换元件40的上端面的受光区域41的光的入射角度,在像素阵列23中的光的受光位置上分别不同。具体而言,光电转换元件40的上端面的受光区域41和入射到受光区域41上的光所构成的角(以下称作“入射角度”)随着从像素阵列23的周缘部(R)向中央部(M)而变小。
[0061]因此,如图5所不,偏移量d配合着相对于各光电转换兀
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