專利名稱：攝像器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及攝像器件，具體地，涉及ー種被設(shè)計(jì)成在不影響焦點(diǎn)檢測精度和圖像質(zhì)量等的前提下具有低成本和高自由度的攝像器件。
背景技術(shù)：
過去，已經(jīng)提出了包含有均形成在一個(gè)芯片上的用于輸出攝像信號(hào)的像素(下文中稱為普通像素)和用于檢測焦距的像素(下文中稱為AF(自動(dòng)對焦)像素)的攝像器件(例如參見日本專利申請?zhí)亻_第2000-292686號(hào)公報(bào))。根據(jù)日本專利申請?zhí)亻_第2000-292686號(hào)公報(bào)中所披露的技術(shù)，在攝像器件的芯片上的多個(gè)區(qū)域中形成有光瞳分割(pupil-division)微透鏡以及用于接收光瞳分割光的成對的受光元件等，并且基于受光元件的輸出來進(jìn)行焦點(diǎn)檢測。這使得能夠在不添加例如新機(jī)構(gòu)或光學(xué)系統(tǒng)從而節(jié)省了空間的同時(shí)提供更寬的焦點(diǎn)檢測區(qū)域，還能夠提高AF速度并且執(zhí)行準(zhǔn)確的對焦。另外，為了提高焦點(diǎn)檢測精度，必須用入射光從恒定方向上照射AF像素。為此原因，已經(jīng)提出了采用例如如下結(jié)構(gòu)的技術(shù)方案該結(jié)構(gòu)中，在AF像素的一部分上設(shè)置有遮光膜(例如，參見日本專利申請?zhí)亻_第2009-105358號(hào)公報(bào))。根據(jù)日本專利申請?zhí)亻_第2009-105358號(hào)公報(bào)的技術(shù)，具有開ロ的遮光膜被布置在AF像素的光入射側(cè)，并且該開ロ規(guī)定了這樣的區(qū)域入射光通過該區(qū)域而入射至光電轉(zhuǎn)換部。因此，AF像素的光電轉(zhuǎn)換部選擇性地接收通過攝影鏡頭的出射光瞳之中的某個(gè)區(qū)域(該區(qū)域從出射光瞳的中心在-Y方向上實(shí)質(zhì)上偏心)而射過來的光束，并進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換。然而，當(dāng)在AF像素的一部分上布置有遮光膜吋，AF像素的電容(也就是說，AF像素的轉(zhuǎn)換效率)可能依賴于遮光膜的布置位置或遮光膜的形狀而改變。也即是，各個(gè)AF像素間存在著電特性差異。此外，在上述攝像器件中，跟AF像素相鄰的普通像素的電特性可能由于布置在該AF像素上的遮光膜的影響而改變。也即是，跟AF像素相鄰的普通像素與不跟該AF像素相鄰的另一普通像素之間出現(xiàn)了電特性差異。于是，AF像素間的電特性差異可能導(dǎo)致所輸出的焦距檢測用信號(hào)的差異，從而導(dǎo)致焦點(diǎn)檢測精度的下降。另外，普通像素間的電特性差異可能造成所輸出的攝像用信號(hào)的差異，從而導(dǎo)致圖像質(zhì)量的顯著下降。此外，在現(xiàn)有的技術(shù)中，如上所述，由干與AF像素相鄰的普通像素的電特性可能依賴于該AF像素的存在而改變,所以不能在像素陣列中自由地布置AF像素。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述原因，期望提供一種被設(shè)計(jì)成在不影響焦點(diǎn)檢測精度和圖像質(zhì)量等的前提下具有低成本和高自由度的攝像器件。本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種攝像器件，所述攝像器件包括多個(gè)第一像素，所述多個(gè)第一像素每ー者均包含光電ニ極管和像素內(nèi)晶體管，并且設(shè)置有對入射至對應(yīng)的所述第一像素的光的一部分進(jìn)行遮光的遮光金屬膜；以及多個(gè)第二像素，所述多個(gè)第二像素姆ー者均包含光電ニ極管和像素內(nèi)晶體管，并且未設(shè)置有遮光金屬膜。各所述第一像素或各所述第二像素中含有的所述光電ニ極管每一者均被金屬框架包圍著?？梢园凑杖缦路绞絹碓O(shè)置所述多個(gè)第一像素和所述多個(gè)第二像素在所述多個(gè)第一像素和所述多個(gè)第二像素每ー者中，跟某個(gè)所述像素內(nèi)晶體管的端子相連接的配線的ー部分與相鄰像素的所述金屬框架之間的距離是恒定的。
可以按照如下方式來設(shè)置所述多個(gè)第一像素和所述多個(gè)第二像素在所述多個(gè)第一像素和所述多個(gè)第二像素每ー者中，把各所述像素內(nèi)晶體管之中的用于將電荷轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)的那個(gè)所述像素內(nèi)晶體管的柵極端子跟電路中的浮動(dòng)擴(kuò)散部(floatingdiffusion ；FD)連接起來的配線與相鄰像素中的所述金屬框架之間的距離是恒定的。所述遮光金屬膜和所述金屬框架可以由用于形成把各所述像素內(nèi)晶體管的預(yù)定端子連接起來的配線的同一金屬膜制成。所述第一像素被設(shè)置用來檢測焦距，并且所述第二像素被設(shè)置用來輸出攝像信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的上述實(shí)施例，設(shè)置有多個(gè)第一像素和多個(gè)第二像素。所述多個(gè)第一像素每ー者均包含光電ニ極管和像素內(nèi)晶體管并且設(shè)置有對入射至對應(yīng)的所述第一像素的光的一部分進(jìn)行遮光的遮光金屬膜。所述多個(gè)第二像素姆ー者均包含光電ニ極管和像素內(nèi)晶體管并且未設(shè)置有遮光金屬膜。此外，各所述第一像素或各所述第二像素中含有的所述光電ニ極管姆一者均被金屬框架包圍著。根據(jù)本發(fā)明的上述實(shí)施例，能夠提供在不影響焦點(diǎn)檢測精度和圖像質(zhì)量等的前提下具有低成本和高自由度的攝像器件。


圖1圖示了具有普通像素和AF像素的攝像器件的一種結(jié)構(gòu)；圖2圖示了具有普通像素和AF像素的攝像器件的另ー結(jié)構(gòu)；圖3圖示了普通像素的結(jié)構(gòu)和AF像素的結(jié)構(gòu)；圖4A和圖4B圖示了普通像素的電路結(jié)構(gòu)；圖5A和圖5B圖示了普通像素的電路結(jié)構(gòu)；圖6A和圖6B圖示了 AF像素的電路結(jié)構(gòu)；圖7圖示了在現(xiàn)有的包含普通像素和AF像素的攝像器件中的電路布局；圖8圖示了當(dāng)采用本發(fā)明的實(shí)施例時(shí)在包含普通像素和AF像素的攝像器件中的電路布局。
具體實(shí)施例方式下面，將參照附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施例。首先，將說明攝像器件的結(jié)構(gòu)。過去，已經(jīng)提出了包含有用于輸出攝像信號(hào)的像素(下文中稱為普通像素)和用于檢測焦距的像素(下文中稱為AF(自動(dòng)對焦)像素)的攝像器件。圖1圖示了包含有普通像素和AF像素的攝像器件的結(jié)構(gòu)。如圖1中所示，在攝像器件10中，交替地布置有普通像素的行和AF像素的行，各普通像素以圖1中的寫有“N”的矩形來表示，各AF像素以圖1中的寫有“AF”的矩形來表示。此外，在另ー示例中，普通像素和AF像素可以被布置為如圖2中所示。在如圖2中所示的攝像器件20中，在布置了一行AF像素之后，布置兩行普通像素。 另外，存在這樣的攝像器件其中，在一行AF像素之后，布置三行、四行或更多行普通像素。此外，也能夠采用如下的結(jié)構(gòu)其中，在一行普通像素之后，布置兩行、三行或更多行AF像素。圖3圖示了普通像素的結(jié)構(gòu)和AF像素的結(jié)構(gòu)。圖3的左邊部分圖示了普通像素51。如該圖中所示，普通像素51是由光電ニ極管51a和片上透鏡(on-chip lens)51b形成的。在該圖中，假設(shè)該圖的上側(cè)為光電ニ極管的受光面，并且該光電ニ極管被設(shè)置用來產(chǎn)生與進(jìn)入受光面的入射光的強(qiáng)度相對應(yīng)的電流。此夕卜，當(dāng)需要時(shí)，在光電ニ極管51a的受光面上設(shè)置有濾色器等。圖3的右邊部分圖示了 AF像素52。如該圖中所示，AF像素52包括光電ニ極管52a、片上透鏡52b和遮光膜52c。在該圖中，假設(shè)該圖的上側(cè)為光電ニ極管的受光面，并且該光電ニ極管被設(shè)置用來產(chǎn)生與進(jìn)入受光面的入射光的強(qiáng)度相對應(yīng)的電流。此外，當(dāng)需要時(shí)，在光電ニ極管52a的受光面上設(shè)置有濾色器等。為了提高焦點(diǎn)檢測精度，必須用入射光從恒定方向上照射AF像素。為此，在AF像素52上設(shè)置有遮光膜52c。遮光膜52c以如下方式設(shè)置著其對在特定方向上向光電ニ極管52a的受光面入射的光進(jìn)行遮光。作為遮光膜52c的示例，可以使用也用來形成電路板上的配線圖形的銅膜。通過這樣的設(shè)置，在用來形成驅(qū)動(dòng)電路等的配線的圖形化工序中，同時(shí)也將遮光膜圖形化。這使得能夠在不増加特殊的制造エ序的前提下制造出包含普通像素和AF像素的攝像器件。順便提及地，圖3中所示的結(jié)構(gòu)是示意性結(jié)構(gòu)。在實(shí)際的普通像素和AF像素中，還設(shè)置有像素內(nèi)晶體管等。接著，將參照圖4A至圖6B來說明現(xiàn)有的普通像素或AF像素的具體結(jié)構(gòu)。圖4A和圖4B圖示了普通像素的電路結(jié)構(gòu)。圖4A是普通像素的電路圖，而圖4B是普通像素的電路布局。圖4A和圖4B分別圖示了用于形成攝像器件的普通像素的電路結(jié)構(gòu)。如圖4A中所示，在該電路中設(shè)置有四個(gè)像素內(nèi)晶體管。與TG (傳輸柵極)線相連接的傳輸晶體管將累積于光電ニ極管中的電荷傳輸至FD (浮動(dòng)擴(kuò)散部)。此外，設(shè)置有與RST線相連接的復(fù)位晶體管。另外，設(shè)置有用來將FD中的電荷轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)的轉(zhuǎn)換晶體管。另外，在該電路中，設(shè)置有與SEL線相連接的選擇晶體管。圖4B圖示了當(dāng)普通像素是由兩段(MTl和MT2)形成時(shí)MTl的結(jié)構(gòu)。如圖4B中所示，轉(zhuǎn)換晶體管(AMP)被布置在圖4B中的光電ニ極管的下側(cè)。該AMP的柵極端子通過在圖4B中從FD向下延伸的配線與FD連接。圖5A和圖5B圖示了普通像素的電路結(jié)構(gòu)。圖5A是普通像素的電路圖，而圖5B是普通像素的電路布局。圖5B圖示了當(dāng)普通像素是由兩段(MTl和MT2)形成時(shí)MTl和MT2的結(jié)構(gòu)。在圖5B中，除了含有圖4B中所示的那些部件之外，還設(shè)置有TG線、SEL線和RST線。圖5A和圖5B均圖示了用于形成攝像器件的普通像素的電路結(jié)構(gòu)。圖6A和圖6B圖示了 AF像素的電路結(jié)構(gòu)。圖6A是AF像素的電路圖，而圖6B是AF像素的電路布局。該AF像素的電路圖與普通像素的電路圖是相同的。圖6B圖示了當(dāng)AF像素是由兩段(MTl和MT2)形成時(shí)MTl和MT2的結(jié)構(gòu)。如圖6B中 所示，在該AF像素中，在光電ニ極管上設(shè)置有遮光膜。該遮光膜與GND圖形被形成為一體。圖6B的其它部分與圖5B中的普通像素的那些部分相同。圖6A和圖6B均圖示了用于形成攝像器件的AF像素的電路結(jié)構(gòu)。圖4A至圖6B中所示的FD的電容受到存在于這些圖中從FD向下延伸的配線附近的金屬的影響。當(dāng)FD的電容改變時(shí)，轉(zhuǎn)換晶體管(AMP)的轉(zhuǎn)換效率也改變。通常，當(dāng)如圖中所示在從FD向下延伸的配線附近存在著金屬吋，轉(zhuǎn)換晶體管的轉(zhuǎn)換效率降低。也即是，像素的電特性依賴于在該像素附近存在有金屬而改變，并且當(dāng)用于形成像素的電路相互之間出現(xiàn)了電特性差異時(shí)，像素間就出現(xiàn)了轉(zhuǎn)換效率差異。圖7圖示了在現(xiàn)有的含有普通像素和AF像素的攝像器件中的電路布局。在圖7中，像素101至像素105在縱方向上布置成ー排。圖7中僅圖示了攝像器件的一部分，但是實(shí)際上設(shè)置有更多的像素。圖7中的像素101、像素103和像素105是AF像素并且分別設(shè)置有遮光膜101a、遮光膜103a和遮光膜105a。像素102和像素104是普通像素并且未設(shè)置有遮光膜。順便提及地，假設(shè)圖7中的各像素的電路的布局均與在上文中參照圖5B或圖6B說明的電路布局相同。也即是，像素101至像素105每ー者均具有與在上文中參照圖5B或圖6B說明的電路布局相同的布局。如前面所述，當(dāng)從像素的電路中的FD沿圖中向下的方向延伸的配線(把FD與AMP的柵極端子連接起來的配線)附近存在金屬吋，轉(zhuǎn)換晶體管的轉(zhuǎn)換效率降低。在圖7中的像素102下方，存在著作為AF像素的像素103。由于像素102的把FD與AMP的柵極端子連接起來的配線靠近像素103的遮光膜103a，所以像素102的AMP的轉(zhuǎn)換效率相對較低。另ー方面，在圖7中的像素104下方，也存在著作為AF像素的像素105。然而，由于像素104的把FD與AMP的柵極端子連接起來的配線不靠近像素105的遮光膜105a，所以像素104的AMP的轉(zhuǎn)換效率高于像素102的AMP的轉(zhuǎn)換效率。也即是，由于像素103的遮光膜103a形成在光電ニ極管的左側(cè)，所以遮光膜103a就靠近布置于像素103上方的像素102的把FD與AMP的柵極端子連接起來的配線。另ー方面，由于像素105的遮光膜105a僅形成在光電ニ極管的下側(cè)，所以遮光膜105a不是很靠近布置于像素105上方的像素104的把FD與AMP的柵極端子連接起來的配線。如上所述，例如，與AF像素相鄰的普通像素的轉(zhuǎn)換效率依賴于該AF像素的遮光膜的形狀而改變。在圖7中，已經(jīng)說明的是交替地布置普通像素行和AF像素行的情況。然而，例如，在具有上文中參照圖2說明的那種結(jié)構(gòu)的攝像器件中，像素間的轉(zhuǎn)換效率差異變得更加明顯。另外，本文中，僅說明了普通像素的轉(zhuǎn)換效率的改變。然而，例如，AF像素的轉(zhuǎn)換效率也會(huì)依賴于與該AF像素相鄰的另一 AF像素的遮光膜的形狀而改變。如上所述，在現(xiàn)有的攝像器件中，例如，AF像素間的電特性差異會(huì)導(dǎo)致所輸出的焦點(diǎn)檢測信號(hào)的差異，從而導(dǎo)致焦點(diǎn)檢測精度的下降。此外，在現(xiàn)有的攝像器件中，例如，普通像素間的電特性差異會(huì)造成所輸出的攝像信號(hào)的差異，從而導(dǎo)致圖像質(zhì)量的顯著下降。因此，本發(fā)明的實(shí)施例減小了像素間的電特性差異。具體地，像素的電路是以如下方式形成的例如，以具有預(yù)定厚度(寬度)的配線包圍著光電ニ極管。圖8圖示了當(dāng)采用本發(fā)明的實(shí)施例時(shí)在含有普通像素和AF像素的攝像器件中的 電路布局。在圖8的示例中，像素151至像素153在縱方向上布置成ー排。圖8僅圖示了攝像器件的一部分，但是實(shí)際上設(shè)置有更多的像素。圖8中的像素151和像素153是AF像素并且分別設(shè)置有遮光膜151a和遮光膜153a。像素152是普通像素并且未設(shè)置有遮光膜。另外,在圖8中，像素151至像素153分別設(shè)置有包圍框架(surrounding frame)151b至包圍框架153b，各包圍框架均是將對應(yīng)的光電ニ極管包圍著的配線并且具有預(yù)定的厚度(寬度)。也即是，以包圍著矩形光電ニ極管的四側(cè)的方式設(shè)置有配線，且所述配線的厚度未使光電ニ極管的受光面的面積大幅減小。順便提及地，包圍框架151b至包圍框架153b(它們分別是像素151至像素153的電路)與對應(yīng)的GND圖形被形成為一體。也即是，各包圍框架的一部分是與對應(yīng)的遮光膜一體化的。當(dāng)采用圖8中所示的結(jié)構(gòu)時(shí)，例如，像素152的包圍框架152b存在于像素151的把FD與AMP的柵極端子連接起來的配線附近。此外，像素153的包圍框架153b存在于像素152的把FD與AMP的柵極端子連接起來的配線附近。這使得能夠讓各像素的把FD與AMP的柵極端子連接起來的配線與該配線附近的金屬之間的距離是恒定的，并且能夠讓像素間的電特性差異最小化。也即是，通過采用本發(fā)明的實(shí)施例，能夠消除像素間的轉(zhuǎn)換效率差異。這使得能夠防止例如由于AF像素間的電特性差異而導(dǎo)致的焦點(diǎn)檢測精度的下降以及由于普通像素間的電特性差異而導(dǎo)致的圖像質(zhì)量的下降。另外，如上所述，由于包圍框架151b至包圍框架153b (它們分別是像素151至像素153的電路)與對應(yīng)的GND圖形被形成為一體，所以不需要改變像素的電路的制造材料并且不需要改變制造エ序。因此，通過采用本發(fā)明的實(shí)施例，能夠提供一種被設(shè)計(jì)成在不影響焦點(diǎn)檢測精度和圖像質(zhì)量等的前提下具有低成本和高自由度的攝像器件。應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的實(shí)施方案不限于上述實(shí)施例，而是能夠在不背離本發(fā)明的精神的情況下進(jìn)行各種變化。順便提及地，本發(fā)明的實(shí)施例能夠采用下面的方案。(I) 一種攝像器件，所述攝像器件包括多個(gè)第一像素，所述多個(gè)第一像素每ー者均包含光電ニ極管和像素內(nèi)晶體管，并且具有對入射至對應(yīng)的所述第一像素的光的一部分進(jìn)行遮光的遮光金屬膜；以及多個(gè)第二像素，所述多個(gè)第二像素每ー者均包含光電ニ極管和像素內(nèi)晶體管，并且未設(shè)置有遮光金屬膜，所述攝像器件的特征在于，各所述第一像素或各所述第二像素中含有的所述光電ニ極管每一者均被金屬框架包圍著。(2)根據(jù)(I)中所述的攝像器件，其特征在于，所述多個(gè)第一像素和所述多個(gè)第二像素以如下這樣的方式布置著在所述多個(gè)第一像素和所述多個(gè)第二像素每ー者中，跟某個(gè)所述像素內(nèi)晶體管的端子相連接的配線的一部分與相鄰像素的所述金屬框架之間的距離是恒定的。(3)根據(jù)(I)中所述的攝像器件，其特征在于，所述多個(gè)第一像素和所述多個(gè)第二像素以如下這樣的方式布置著在所述多個(gè)第一像素和所述多個(gè)第二像素每ー者中，把各所述像素內(nèi)晶體管之中的用于將電荷轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)的那個(gè)所述像素內(nèi)晶體管的柵極端子跟電路中的浮動(dòng)擴(kuò)散部連接起來的配線與相鄰像素中的所述金屬框架之間的距離是恒定的。(4)根據(jù)(I )至(3)中任一者所述的攝像器件，其特征在干，所述遮光金屬膜和所述金屬框架是由用于形成把各所述像素內(nèi)晶體管的預(yù)定端子連接起來的配線的同一金屬 膜制成的。(5)根據(jù)(I )至(4)中任一者所述的攝像器件，其特征在于，所述第一像素被設(shè)置用來檢測焦距，并且所述第二像素被設(shè)置用來輸出攝像信號(hào)。
權(quán)利要求
1.一種攝像器件，所述攝像器件包括 多個(gè)第一像素，所述多個(gè)第一像素每一者均包含光電二極管和像素內(nèi)晶體管，并且設(shè)置有對入射至對應(yīng)的所述第一像素的光的一部分進(jìn)行遮光的遮光金屬膜；以及 多個(gè)第二像素，所述多個(gè)第二像素每一者均包含光電二極管和像素內(nèi)晶體管，并且未設(shè)置有遮光金屬膜， 其特征在于，各所述第一像素或各所述第二像素中含有的所述光電二極管每一者均被金屬框架包圍著。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像器件，其特征在于，所述多個(gè)第一像素和所述多個(gè)第二像素以如下方式設(shè)置著在所述多個(gè)第一像素和所述多個(gè)第二像素每一者中，跟某個(gè)所述像素內(nèi)晶體管的端子相連接的配線的一部分與相鄰像素的所述金屬框架之間的距離是恒定的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像器件，其特征在于，所述多個(gè)第一像素和所述多個(gè)第二像素以如下方式設(shè)置著在所述多個(gè)第一像素和所述多個(gè)第二像素每一者中，把各所述像素內(nèi)晶體管之中的用于將電荷轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)的那個(gè)所述像素內(nèi)晶體管的柵極端子跟電路中的浮動(dòng)擴(kuò)散部連接起來的配線與相鄰像素中的所述金屬框架之間的距離是恒定的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像器件，其特征在于，所述遮光金屬膜和所述金屬框架由用于形成把各所述像素內(nèi)晶體管的預(yù)定端子連接起來的配線的同一金屬膜制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的攝像器件，其特征在于， 所述第一像素被設(shè)置用于檢測焦距，并且 所述第二像素被設(shè)置用于輸出攝像信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種攝像器件。所述攝像器件包括多個(gè)第一像素，所述多個(gè)第一像素每一者均包含光電二極管和像素內(nèi)晶體管，并且設(shè)置有對入射至對應(yīng)的所述第一像素的光的一部分進(jìn)行遮光的遮光金屬膜；以及多個(gè)第二像素，所述多個(gè)第二像素每一者均包含光電二極管和像素內(nèi)晶體管，并且未設(shè)置有遮光金屬膜。所述攝像器件的特征在于，各所述第一像素或各所述第二像素中含有的所述光電二極管每一者均被金屬框架包圍著。根據(jù)本發(fā)明，能夠提供在不影響焦點(diǎn)檢測精度和圖像質(zhì)量等的前提下具有低成本和高自由度的攝像器件。
文檔編號(hào)H01L27/146GK103024260SQ20121034815
公開日2013年4月3日 申請日期2012年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月26日
發(fā)明者安達(dá)雄大, 飯塚哲也 申請人:索尼公司