拍攝元件及拍攝單元的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及拍攝元件及拍攝單元。
【背景技術(shù)】
[0002] 已知一種為了通過CMOS(互補(bǔ)性金屬氧化膜半導(dǎo)體）圖像傳感器實(shí)現(xiàn)全局快門 (globalshutter)，而在像素中設(shè)有蓄積部的拍攝裝置（例如參照非專利文獻(xiàn)1)。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0004] 非專利文獻(xiàn)
[0005] 非專利文獻(xiàn)1:安富啟太、伊藤真也、川人祥二，"具有雙快門功能的2級(jí)電荷傳輸 型低噪聲電子快門"，社團(tuán)法人影像信息媒體學(xué)會(huì)技術(shù)報(bào)告，Vol. 34,No.16,P. 25~28

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 發(fā)明要解決的課題
[0007] 在現(xiàn)有技術(shù)中，在光電轉(zhuǎn)換部中可能產(chǎn)生電荷的傳輸剩余這方面有改善的余地。
[0008] 用于解決課題的手段
[0009] 作為本發(fā)明的一個(gè)例子的拍攝元件，具有供光入射的第1面和與上述第1面為相 反側(cè)的第2面，并具有包含與上述第1面?zhèn)鹊碾s質(zhì)濃度相比而上述第2面?zhèn)鹊碾s質(zhì)濃度高 的相同導(dǎo)電型半導(dǎo)體的光電轉(zhuǎn)換部。
【附圖說明】
[0010] 圖1是表示數(shù)碼相機(jī)的構(gòu)成例的圖。
[0011] 圖2是表示第1構(gòu)成例的拍攝元件中的像素配置的圖。
[0012] 圖3是基于光瞳分割型相位差方式的焦點(diǎn)檢測方法的說明圖。
[0013] 圖4的（a)~（e)是圖像信號(hào)生成處理的說明圖。
[0014] 圖5是像素PX的一個(gè)例子的電路圖。
[0015] 圖6是第1構(gòu)成例中的像素排列的放大俯視圖。
[0016] 圖7是像素PX的一個(gè)例子的放大俯視圖。
[0017] 圖8是第1構(gòu)成例中的像素PX的剖視圖。
[0018] 圖9是第2構(gòu)成例中的像素PX的剖視圖。
[0019] 圖10是表示第2構(gòu)成例中的受光面?zhèn)鹊南袼嘏帕械睦拥膱D。
[0020] 圖11是表示第2構(gòu)成例中的受光面的背面?zhèn)鹊南袼嘏帕械睦拥膱D。
[0021] 圖12是表示關(guān)于RGB的各波長的、基于硅基板的光吸收率與硅基板的厚度之間的 關(guān)系例的曲線圖。
[0022] 圖13是表示從第3構(gòu)成例中的受光面的背面?zhèn)扔^察到的像素PX的圖。
[0023] 圖14的（a)~（b)是表示拍攝元件的層疊構(gòu)造的例子的圖。
[0024] 圖15是表示作為第2構(gòu)成例的變形例的像素配置的其他例的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 以下，參照【附圖說明】本發(fā)明的實(shí)施方式。另外，只要無特別解釋，則在以下的說明 及附圖中，將X方向定義為水平方向、將Y方向定義為垂直方向、將Z方向定義為前后方向。
[0026] <拍攝單元的構(gòu)成例>
[0027]圖1是表示作為拍攝單元的一個(gè)例子的數(shù)碼相機(jī)的構(gòu)成例的圖。數(shù)碼相機(jī)1具有 可換鏡頭2和相機(jī)機(jī)身3?？蓳Q鏡頭2經(jīng)由安裝部4安裝于相機(jī)機(jī)身3。
[0028] 可換鏡頭2包含透鏡控制部5、主透鏡9、變焦透鏡8、對(duì)焦透鏡7及光圈6。透鏡控 制部5具有微型計(jì)算機(jī)和存儲(chǔ)器等。透鏡控制部5進(jìn)行對(duì)焦透鏡7和光圈6的驅(qū)動(dòng)控制、 光圈6的開口狀態(tài)的檢測、變焦透鏡8及對(duì)焦透鏡7的位置檢測、對(duì)于后述的相機(jī)機(jī)身3側(cè) 的機(jī)身控制部14的透鏡信息的發(fā)送、從機(jī)身控制部14發(fā)出的相機(jī)信息的接收等。
[0029] 相機(jī)機(jī)身3包括拍攝元件12、拍攝元件驅(qū)動(dòng)部19、機(jī)身控制部14、液晶顯示元件驅(qū) 動(dòng)電路15、液晶顯示元件16、目鏡17及操作部件18等。另外，作為非易失性存儲(chǔ)介質(zhì)的存 儲(chǔ)卡20能夠裝拆地安裝在相機(jī)機(jī)身3中。
[0030] 拍攝元件12配置于可換鏡頭2的預(yù)定成像面，對(duì)通過可換鏡頭2成像的被拍攝體 的像進(jìn)行拍攝。此外，本實(shí)施方式中的拍攝元件12由一對(duì)像素分別接收從可換鏡頭2的光 瞳的不同的部分區(qū)域通過的光束，能夠在自動(dòng)對(duì)焦（AF)時(shí)獲取被拍攝體像的相位差信息。 此外，關(guān)于拍攝元件12的構(gòu)成例將后述。
[0031] 機(jī)身控制部14具有微型計(jì)算機(jī)和存儲(chǔ)器等。機(jī)身控制部14進(jìn)行數(shù)碼相機(jī)整體的 動(dòng)作控制。另外，機(jī)身控制部14和透鏡控制部5經(jīng)由安裝部4的電接點(diǎn)部13進(jìn)行通信。
[0032] 拍攝元件驅(qū)動(dòng)部19根據(jù)來自機(jī)身控制部14的指示而生成對(duì)拍攝元件12的指示 信號(hào)。液晶顯示元件驅(qū)動(dòng)電路15根據(jù)來自機(jī)身控制部14的指示而使液晶顯示元件16驅(qū) 動(dòng)。此外，液晶顯示元件16作為電子取景器（electronicviewfinder)發(fā)揮作用，拍攝者 能夠通過目鏡17觀察液晶顯示元件16上所顯示的像。
[0033] 通過可換鏡頭2而在拍攝元件12上成像的被拍攝體的像，通過拍攝元件12而進(jìn) 行光電轉(zhuǎn)換。拍攝元件12通過來自拍攝元件驅(qū)動(dòng)部19的控制信號(hào)來控制光電轉(zhuǎn)換信號(hào)的 蓄積及信號(hào)讀出的定時(shí)（幀頻）。來自拍攝元件12的輸出信號(hào)通過未圖示的A/D轉(zhuǎn)換部而 轉(zhuǎn)換為數(shù)碼數(shù)據(jù)，并被發(fā)送至機(jī)身控制部14。
[0034] 機(jī)身控制部14作為焦點(diǎn)調(diào)節(jié)部的一個(gè)例子，基于來自拍攝元件12的與規(guī)定的焦 點(diǎn)檢測區(qū)域?qū)?yīng)的輸出信號(hào)而計(jì)算出離焦量。然后，機(jī)身控制部14將上述離焦量發(fā)送至透 鏡控制部5。透鏡控制部5基于從機(jī)身控制部14接收到的離焦量而計(jì)算出對(duì)焦透鏡驅(qū)動(dòng) 量，并基于該透鏡驅(qū)動(dòng)量通過未圖示的電機(jī)等驅(qū)動(dòng)對(duì)焦透鏡7,使其向?qū)刮恢靡苿?dòng)。
[0035] 另外，機(jī)身控制部14在拍攝指示后基于從拍攝元件12輸出的信號(hào)而生成記錄用 的圖像數(shù)據(jù)。機(jī)身控制部14將生成的圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于存儲(chǔ)卡20中。另外，機(jī)身控制部14 將生成的圖像數(shù)據(jù)發(fā)送到液晶顯示元件驅(qū)動(dòng)電路15,使圖像再生顯示于液晶顯示元件16。
[0036] 此外，在相機(jī)機(jī)身3上設(shè)有快門按鈕、焦點(diǎn)檢測區(qū)域的設(shè)定部件18。機(jī)身控制部 14檢測來自上述操作部件18的操作信號(hào)，進(jìn)行與檢測結(jié)果相應(yīng)的動(dòng)作（拍攝處理、焦點(diǎn)檢 測區(qū)域的設(shè)定等）的控制。
[0037] <拍攝元件的第1構(gòu)成例>
[0038] 接下來，說明拍攝元件12的構(gòu)成例。本實(shí)施方式中的拍攝元件為例如對(duì)硅基板使 用CMOS(互補(bǔ)性金屬氧化膜半導(dǎo)體）工藝而形成的XY地址型的固體拍攝元件。
[0039] 圖2是表示第1構(gòu)成例的拍攝元件中的像素配置的圖。圖2所示的拍攝元件12a 具有：排列有將入射光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的多個(gè)像素（PX)的像素部31、垂直掃描部32、和水平 掃描部33。此外，在附圖中，簡化示出了像素PX的排列，自不必說在實(shí)際的拍攝元件的受光 面上還排列有大量的像素。
[0040] 垂直掃描部32是控制部的一個(gè)例子，例如接收來自拍攝元件驅(qū)動(dòng)部19的指示信 號(hào)，對(duì)像素部31、水平掃描部33供給各種控制信號(hào)。在垂直掃描部32上連接有沿行方向 (X方向）延伸的多條水平信號(hào)線。垂直掃描部32經(jīng)由水平信號(hào)線向各像素供給控制信號(hào)。 此外，在圖2中，省略水平信號(hào)線的圖示。另外，向像素PX供給的控制信號(hào)也可以由數(shù)碼相 機(jī)1的拍攝元件驅(qū)動(dòng)部19生成。
[0041] 在水平掃描部33上連接有沿列方向（Y方向）延伸的多條垂直信號(hào)線。垂直掃描 部32經(jīng)由垂直信號(hào)線讀出各像素的輸出信號(hào)。此外，在圖2中，省略垂直信號(hào)線的圖示。
[0042] 另外，如圖2所示，像素部31的像素PX為正方形形狀，以各邊相對(duì)于行方向及列 方向旋轉(zhuǎn)45度的狀態(tài)配置。而且，各像素以各邊與臨近的像素接觸的方式稠密地排列。因 此，在像素部31中，成為奇數(shù)行及偶數(shù)行的像素、奇數(shù)列及偶數(shù)列的像素彼此偏移一半間 距的配置。
[0043] 像素PX例如由遮光膜覆蓋了一半?yún)^(qū)域，遮住從光學(xué)系統(tǒng)的光瞳的部分區(qū)域通過 的光束。另外，在像素PX的沒有被遮光膜覆蓋的開口部上配置有光電轉(zhuǎn)換部。在附圖中， 用陰影線表示被遮光膜覆蓋的區(qū)域（光瞳分割用的遮光部MS)。
[0044] 另外，在像素PX的前表面上配置有微透鏡MLN及光學(xué)濾光片（彩色濾光片）。另 外，在拍攝元件的受光面上，在與微透鏡MLN及光學(xué)濾光片相比的前方（光的入射側(cè)），配置 有阻止紅外光通過的紅外截止濾光片（未圖示）。像素PX的彩色濾光片與像素位置相應(yīng)地 具有不同的光譜靈敏度。因此，像素PX通過由彩色濾光片進(jìn)行分色而輸出與各顏色對(duì)應(yīng)的 電信號(hào)。此外，在附圖中，用附圖標(biāo)記表示與像素PX對(duì)應(yīng)的彩色濾光片的顏色。
[0045] 當(dāng)著眼于像素部31的行方向（X方向）時(shí)，接收綠色（G)成分的光的G像素沿X 方向配置在像素部31的奇數(shù)行上。接收藍(lán)色（B)成分的光的B像素、接收紅色（R)成分的 光的R像素沿X方向交替地配置在像素部31的偶數(shù)行上。
[0046] 另外，當(dāng)著眼于像素部31的列方向（Y方向）時(shí)，G像素沿Y方向配置在像素部31 的奇數(shù)列上，B像素沿Y方向配置的列和R像素沿Y方向配置的列在像素部31的偶數(shù)列中 交替地排列。
[0047]G像素中，左半部分開口的像素和右半部分開口的像素分別交替地配置在行方向 (X方向）