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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024089267
(43)【公開日】2024-07-03
(54)【発明の名称】固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法、および電子機器
(51)【国際特許分類】
H04N 25/702 20230101AFI20240626BHJP
H04N 25/76 20230101ALI20240626BHJP
H01L 27/146 20060101ALI20240626BHJP
【ＦＩ】
H04N25/702
H04N25/76
H01L27/146 D
【審査請求】有
【請求項の数】20
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022204531
(22)【出願日】2022-12-21
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2024-06-06
(71)【出願人】
【識別番号】520510612
【氏名又は名称】ゼタテクノロジーズ株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】520510623
【氏名又は名称】広東京之映科技有限公司
(74)【代理人】
【識別番号】110001863
【氏名又は名称】弁理士法人アテンダ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】田中 俊介
(72)【発明者】
【氏名】六嶋 敦子
(72)【発明者】
【氏名】千葉 宗裕
【テーマコード（参考）】
4M118
5C024
【Ｆターム（参考）】
4M118AB01
4M118AB03
4M118BA14
4M118CA02
4M118CA04
4M118DD04
4M118DD12
4M118FA06
4M118FA25
4M118FA27
4M118FA33
4M118GB02
4M118GB07
4M118GC08
4M118GC09
4M118GD04
4M118GD07
5C024CY17
5C024CY47
5C024EX12
5C024EX43
5C024EX52
5C024GX01
5C024GX03
5C024GX16
5C024GX18
5C024GY39
5C024GY41
(57)【要約】
【課題】微細化画素においても位相差画素の感度低下を抑制でき、入射光量の低い撮影シーンにおいても高速かつ良好な合焦性能を持つ高い位相差性能を実現することが可能な固体撮像装置、その製造方法および電子機器を提供する。
【解決手段】画素部２０において、位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０は、通常画素群ＮＰＸＧ１１,ＮＰＸＧ１２,ＮＰＸＧ１４の画素ユニットＰＵを形成する画素ＮＰＸの数（４）より多い数（５以上）の同色（Ｇ）の位相差検出画素ＰＤＰＸを含んで形成され、配置方向の中央領域ＡＣＴＲにおける少なくとも一つの位相差検出画素ＰＤＰＸにより取得した位相差検出信号と配置方向の端部領域ＡＥＤＧにおける画素ＰＸにより取得した信号を同じ（共通の）読み出しノードとしてのフローティングディフュージョンＦＤに読み出し可能である。
【選択図】図６
【解決手段】画素部２０において、位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０は、通常画素群ＮＰＸＧ１１,ＮＰＸＧ１２,ＮＰＸＧ１４の画素ユニットＰＵを形成する画素ＮＰＸの数（４）より多い数（５以上）の同色（Ｇ）の位相差検出画素ＰＤＰＸを含んで形成され、配置方向の中央領域ＡＣＴＲにおける少なくとも一つの位相差検出画素ＰＤＰＸにより取得した位相差検出信号と配置方向の端部領域ＡＥＤＧにおける画素ＰＸにより取得した信号を同じ（共通の）読み出しノードとしてのフローティングディフュージョンＦＤに読み出し可能である。
【選択図】図６
【特許請求の範囲】
【請求項1】
光電変換部を含む複数の画素がアレイ状に配置された画素部を有し、
前記画素部においては、
隣接する複数の同色画素を含む複数の画素ユニットにより形成される通常画素群と、
前記通常画素群の前記画素ユニットを形成する画素の数より多い数の同色の位相差検出画素を含んで形成され、焦点機能を制御するための位相差情報を検出するための位相差検出画素群と、が混載され、
前記位相差検出画素群は、
複数の同色画素がマトリクス状に、第１方向および前記第１方向に直交する第２方向の少なくともいずれか一方の方向に延設するようにして形成され、
配置方向の中央領域における複数の位相差検出画素のうち少なくとも２つの位相差検出画素の光電変換部に光を入射する少なくとも一つの共有型マイクロレンズを含み、
前記中央領域における少なくとも一つの位相差検出画素により取得した位相差検出信号と前記配置方向の端部領域における画素により取得した信号を同じ読み出しノードに読み出し可能である
固体撮像装置。
前記画素部においては、
隣接する複数の同色画素を含む複数の画素ユニットにより形成される通常画素群と、
前記通常画素群の前記画素ユニットを形成する画素の数より多い数の同色の位相差検出画素を含んで形成され、焦点機能を制御するための位相差情報を検出するための位相差検出画素群と、が混載され、
前記位相差検出画素群は、
複数の同色画素がマトリクス状に、第１方向および前記第１方向に直交する第２方向の少なくともいずれか一方の方向に延設するようにして形成され、
配置方向の中央領域における複数の位相差検出画素のうち少なくとも２つの位相差検出画素の光電変換部に光を入射する少なくとも一つの共有型マイクロレンズを含み、
前記中央領域における少なくとも一つの位相差検出画素により取得した位相差検出信号と前記配置方向の端部領域における画素により取得した信号を同じ読み出しノードに読み出し可能である
固体撮像装置。
【請求項2】
前記位相差検出画素群において、
前記共有型マイクロレンズによる光が入射される一対の第１組の位相差検出画素と第２組の位相差検出画素を含み、
前記第１組の位相差検出画素から読み出された位相差検出信号と前記第２組の位相差検出画素から読み出された位相差検出信号とは異なる読み出しノードに読み込まれる
請求項１記載の固体撮像装置。
前記共有型マイクロレンズによる光が入射される一対の第１組の位相差検出画素と第２組の位相差検出画素を含み、
前記第１組の位相差検出画素から読み出された位相差検出信号と前記第２組の位相差検出画素から読み出された位相差検出信号とは異なる読み出しノードに読み込まれる
請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項3】
前記位相差検出画素群は、
前記配置方向の端部領域における複数の位相差検出画素ごとに、当該位相差検出画素の光電変換部に光を入射する複数の個別型マイクロレンズを含む
請求項２記載の固体撮像装置。
前記配置方向の端部領域における複数の位相差検出画素ごとに、当該位相差検出画素の光電変換部に光を入射する複数の個別型マイクロレンズを含む
請求項２記載の固体撮像装置。
【請求項4】
前記画素は、
蓄積期間に光電変換により生成した電荷を蓄積する前記光電変換部としての光電変換素子と、
前記光電変換素子に蓄積された電荷を前記蓄積期間後の転送期間に転送可能な転送素子と、
前記転送素子を通じて前記光電変換素子で蓄積された電荷が転送される前記読み出しノードとしてのフローティングディフュージョンと、を含み、
前記位相差検出画素群においては、
前記位相差検出信号を取得するための前記中央領域における少なくとも一つの位相差検出画素と、前記信号を取得するための前記端部領域における位相差検出画素は、前記フローティングディフュージョンを共有する共有構造を有する
請求項３記載の固体撮像装置。
蓄積期間に光電変換により生成した電荷を蓄積する前記光電変換部としての光電変換素子と、
前記光電変換素子に蓄積された電荷を前記蓄積期間後の転送期間に転送可能な転送素子と、
前記転送素子を通じて前記光電変換素子で蓄積された電荷が転送される前記読み出しノードとしてのフローティングディフュージョンと、を含み、
前記位相差検出画素群においては、
前記位相差検出信号を取得するための前記中央領域における少なくとも一つの位相差検出画素と、前記信号を取得するための前記端部領域における位相差検出画素は、前記フローティングディフュージョンを共有する共有構造を有する
請求項３記載の固体撮像装置。
【請求項5】
前記画素部において、
前記画素間の境界部には不要な光の入射を防止する遮光膜が形成され、
前記位相差検出画素群においては、
前記位相差検出信号を取得するための前記中央領域における少なくとも一つの位相差検出画素と、前記信号を取得するための前記端部領域における位相差検出画素間の境界部の少なくとも一部に、不要な光の入射を防止する遮光膜が前記端部領域における位相差検出画素の少なくとも一部に空間的に重なるように形成されている
請求項４記載の固体撮像装置。
前記画素間の境界部には不要な光の入射を防止する遮光膜が形成され、
前記位相差検出画素群においては、
前記位相差検出信号を取得するための前記中央領域における少なくとも一つの位相差検出画素と、前記信号を取得するための前記端部領域における位相差検出画素間の境界部の少なくとも一部に、不要な光の入射を防止する遮光膜が前記端部領域における位相差検出画素の少なくとも一部に空間的に重なるように形成されている
請求項４記載の固体撮像装置。
【請求項6】
前記位相差検出画素と前記通常画素の境界部、前記位相差検出画素群内の画素境界部のうちの少なくともいずれかで遮光膜の膜幅が他の画素間領域の遮光膜より厚く形成されている
請求項５記載の固体撮像装置。
請求項５記載の固体撮像装置。
【請求項7】
前記位相差検出画素群は、
前記通常画素群に隣接して配置されている２つの第１の画素ユニットおよび第２の画素ユニットを第１方向および前記第１方向に直交する第２方向の少なくともいずれか一方の方向に延設するようにして形成されている
請求項５記載の固体撮像装置。
前記通常画素群に隣接して配置されている２つの第１の画素ユニットおよび第２の画素ユニットを第１方向および前記第１方向に直交する第２方向の少なくともいずれか一方の方向に延設するようにして形成されている
請求項５記載の固体撮像装置。
【請求項8】
前記位相差検出画素群において、
前記第１の画素ユニットは、
第１の同色画素、第２の同色画素、第３の同色画素、および第４の同色画素の４つが、
第１方向または第２方向に、前記第１の同色画素と前記第２の同色画素が隣接するとともに、前記第３の同色画素と前記第４の同色画素が隣接し、
前記第１方向または第２方向に直交する第２方向または第１方向に、前記第１の同色画素と前記第３の同色画素が隣接するとともに、前記第２の同色画素と前記第４の同色画素が隣接するように正方配列され、
前記第２の画素ユニットは、
第５の同色画素、第６の同色画素、第７の同色画素、および第８の同色画素の４つが、
第１方向または第２方向に、前記第５の同色画素と前記第６の同色画素が隣接するとともに、前記第７の同色画素と前記第８の同色画素が隣接し、
前記第１方向または第２方向に直交する第２方向または第１方向に、前記第５の同色画素と前記第７の同色画素が隣接するとともに、前記第６の同色画素と前記第８の同色画素が隣接するように正方配列され、
前記第１の画素ユニットと前記第２の画素ユニットは、
第１方向または第２方向に、前記第２の同色画素と前記第５の同色画素が隣接するとともに、前記第４の同色画素と前記第７の同色画素が隣接するように配列され、
前記中央領域の画素ユニットは、
前記第１の画素ユニットの第２の同色画素、第４の同色画素、並びに、前記第２の画素ユニットの第５の同色画素、および第７の同色画素の４つが正方配列されて形成されている
請求項７記載の固体撮像装置。
前記第１の画素ユニットは、
第１の同色画素、第２の同色画素、第３の同色画素、および第４の同色画素の４つが、
第１方向または第２方向に、前記第１の同色画素と前記第２の同色画素が隣接するとともに、前記第３の同色画素と前記第４の同色画素が隣接し、
前記第１方向または第２方向に直交する第２方向または第１方向に、前記第１の同色画素と前記第３の同色画素が隣接するとともに、前記第２の同色画素と前記第４の同色画素が隣接するように正方配列され、
前記第２の画素ユニットは、
第５の同色画素、第６の同色画素、第７の同色画素、および第８の同色画素の４つが、
第１方向または第２方向に、前記第５の同色画素と前記第６の同色画素が隣接するとともに、前記第７の同色画素と前記第８の同色画素が隣接し、
前記第１方向または第２方向に直交する第２方向または第１方向に、前記第５の同色画素と前記第７の同色画素が隣接するとともに、前記第６の同色画素と前記第８の同色画素が隣接するように正方配列され、
前記第１の画素ユニットと前記第２の画素ユニットは、
第１方向または第２方向に、前記第２の同色画素と前記第５の同色画素が隣接するとともに、前記第４の同色画素と前記第７の同色画素が隣接するように配列され、
前記中央領域の画素ユニットは、
前記第１の画素ユニットの第２の同色画素、第４の同色画素、並びに、前記第２の画素ユニットの第５の同色画素、および第７の同色画素の４つが正方配列されて形成されている
請求項７記載の固体撮像装置。
【請求項9】
前記位相差検出画素群は、
前記第１の画素ユニットおける第１の同色画素、第２の同色画素、第３の同色画素、および第４の同色画素の４つが、第１の読み出しノードとしての第１のフローティングディフュージョンを共有する第１の共有構造と、
前記第２の画素ユニットにおける第５の同色画素、第６の同色画素、第７の同色画素、および第８の同色画素の４つが、第２の読み出しノードとしての第２のフローティングディフュージョンを共有する第２の共有構造と、を有する
請求項８記載の固体撮像装置。
前記第１の画素ユニットおける第１の同色画素、第２の同色画素、第３の同色画素、および第４の同色画素の４つが、第１の読み出しノードとしての第１のフローティングディフュージョンを共有する第１の共有構造と、
前記第２の画素ユニットにおける第５の同色画素、第６の同色画素、第７の同色画素、および第８の同色画素の４つが、第２の読み出しノードとしての第２のフローティングディフュージョンを共有する第２の共有構造と、を有する
請求項８記載の固体撮像装置。
【請求項10】
前記中央領域の画素ユニットにおいては、
一つの前記共有型マイクロレンズが、
前記第１の画素ユニットの前記第２の同色画素の光電変換部、前記第４の同色画素の光電変換部、並びに、前記第２の画素ユニットの前記第５の同色画素の光電変換部、および前記第７の同色画素の光電変換部に光を入射するように配置されている
請求項９記載の固体撮像装置。
一つの前記共有型マイクロレンズが、
前記第１の画素ユニットの前記第２の同色画素の光電変換部、前記第４の同色画素の光電変換部、並びに、前記第２の画素ユニットの前記第５の同色画素の光電変換部、および前記第７の同色画素の光電変換部に光を入射するように配置されている
請求項９記載の固体撮像装置。
【請求項11】
前記中央領域の画素ユニットにおいて、
前記第２の同色画素の光電変換部と前記第４の同色画素の光電変換部間、前記第５の同色画素の光電変換部と前記第７の同色画素の光電変換部間、前記第２の同色画素の光電変換部と前記第５の同色画素の光電変換部間、前記第４の同色画素の光電変換部と前記第７の同色画素の光電変換部間に、素子分離部が形成されている
請求項１０記載の固体撮像装置。
前記第２の同色画素の光電変換部と前記第４の同色画素の光電変換部間、前記第５の同色画素の光電変換部と前記第７の同色画素の光電変換部間、前記第２の同色画素の光電変換部と前記第５の同色画素の光電変換部間、前記第４の同色画素の光電変換部と前記第７の同色画素の光電変換部間に、素子分離部が形成されている
請求項１０記載の固体撮像装置。
【請求項12】
前記中央領域の画素ユニットにおいて、
前記第２の同色画素の光電変換部と前記第４の同色画素の光電変換部間、前記第５の同色画素の光電変換部と前記第７の同色画素の光電変換部間に素子分離部が形成されず、前記第２の同色画素の光電変換部と前記第５の同色画素の光電変換部間、前記第４の同色画素の光電変換部と前記第７の同色画素の光電変換部間に、素子分離部が形成されている
請求項１０記載の固体撮像装置。
前記第２の同色画素の光電変換部と前記第４の同色画素の光電変換部間、前記第５の同色画素の光電変換部と前記第７の同色画素の光電変換部間に素子分離部が形成されず、前記第２の同色画素の光電変換部と前記第５の同色画素の光電変換部間、前記第４の同色画素の光電変換部と前記第７の同色画素の光電変換部間に、素子分離部が形成されている
請求項１０記載の固体撮像装置。
【請求項13】
前記中央領域の画素ユニットにおいて、
前記第２の同色画素の光電変換部と前記第４の同色画素の光電変換部間、前記第５の同色画素の光電変換部と前記第７の同色画素の光電変換部間に素子分離部が形成されず、前記第２の同色画素の光電変換部と前記第５の同色画素の光電変換部間、前記第４の同色画素の光電変換部と前記第７の同色画素の光電変換部間に、素子分離部が形成されていない
請求項１０記載の固体撮像装置。
前記第２の同色画素の光電変換部と前記第４の同色画素の光電変換部間、前記第５の同色画素の光電変換部と前記第７の同色画素の光電変換部間に素子分離部が形成されず、前記第２の同色画素の光電変換部と前記第５の同色画素の光電変換部間、前記第４の同色画素の光電変換部と前記第７の同色画素の光電変換部間に、素子分離部が形成されていない
請求項１０記載の固体撮像装置。
【請求項14】
前記中央領域の画素ユニットにおいては、
第１の共有型マイクロレンズが、
前記第１の画素ユニットの前記第２の同色画素の光電変換部と前記第２の画素ユニットの前記第５の同色画素の光電変換部に光を入射するように配置され、
第２の共有型マイクロレンズが、
前記第１の画素ユニットの前記第４の同色画素の光電変換部と前記第２の画素ユニットの前記第７の同色画素の光電変換部に光を入射するように配置されている
請求項９記載の固体撮像装置。
第１の共有型マイクロレンズが、
前記第１の画素ユニットの前記第２の同色画素の光電変換部と前記第２の画素ユニットの前記第５の同色画素の光電変換部に光を入射するように配置され、
第２の共有型マイクロレンズが、
前記第１の画素ユニットの前記第４の同色画素の光電変換部と前記第２の画素ユニットの前記第７の同色画素の光電変換部に光を入射するように配置されている
請求項９記載の固体撮像装置。
【請求項15】
前記中央領域の画素ユニットにおいて、
前記第２の同色画素の光電変換部と前記第４の同色画素の光電変換部間、前記第５の同色画素の光電変換部と前記第７の同色画素の光電変換部間、前記第２の同色画素の光電変換部と前記第５の同色画素の光電変換部間、前記第４の同色画素の光電変換部と前記第７の同色画素の光電変換部間に、素子分離部が形成されている
請求項１４記載の固体撮像装置。
前記第２の同色画素の光電変換部と前記第４の同色画素の光電変換部間、前記第５の同色画素の光電変換部と前記第７の同色画素の光電変換部間、前記第２の同色画素の光電変換部と前記第５の同色画素の光電変換部間、前記第４の同色画素の光電変換部と前記第７の同色画素の光電変換部間に、素子分離部が形成されている
請求項１４記載の固体撮像装置。
【請求項16】
前記中央領域の画素ユニットにおいて、
前記第２の同色画素の光電変換部と前記第４の同色画素の光電変換部間、前記第５の同色画素の光電変換部と前記第７の同色画素の光電変換部間に素子分離部が形成され、前記第２の同色画素の光電変換部と前記第５の同色画素の光電変換部間、前記第４の同色画素の光電変換部と前記第７の同色画素の光電変換部間に、素子分離部が形成されていない
請求項１４記載の固体撮像装置。
前記第２の同色画素の光電変換部と前記第４の同色画素の光電変換部間、前記第５の同色画素の光電変換部と前記第７の同色画素の光電変換部間に素子分離部が形成され、前記第２の同色画素の光電変換部と前記第５の同色画素の光電変換部間、前記第４の同色画素の光電変換部と前記第７の同色画素の光電変換部間に、素子分離部が形成されていない
請求項１４記載の固体撮像装置。
【請求項17】
前記位相差検出画素群において、
第１の個別型マイクロレンズが、
前記第１の画素ユニットの前記第１の同色画素の光電変換部に光を入射するように配置され、
第２の個別型マイクロレンズが、
前記第１の画素ユニットの前記第３の同色画素の光電変換部に光を入射するように配置され、
第３の個別型マイクロレンズが、
前記第２の画素ユニットの前記第６の同色画素の光電変換部に光を入射するように配置され、
第４の個別型マイクロレンズが、
前記第２の画素ユニットの前記第８の同色画素の光電変換部に光を入射するように配置されている
請求項８から１６のいずれか一に記載の固体撮像装置。
第１の個別型マイクロレンズが、
前記第１の画素ユニットの前記第１の同色画素の光電変換部に光を入射するように配置され、
第２の個別型マイクロレンズが、
前記第１の画素ユニットの前記第３の同色画素の光電変換部に光を入射するように配置され、
第３の個別型マイクロレンズが、
前記第２の画素ユニットの前記第６の同色画素の光電変換部に光を入射するように配置され、
第４の個別型マイクロレンズが、
前記第２の画素ユニットの前記第８の同色画素の光電変換部に光を入射するように配置されている
請求項８から１６のいずれか一に記載の固体撮像装置。
【請求項18】
前記位相差検出画素群において、
前記第１の端部領域を形成する前記第１の画素ユニットの前記第１の同色画素および前記第３の同色画素と、前記中央領域の画素ユニットの前記第２の同色画素および前記第４の同色画素との第１の境界部から前記第１の端部領域に向かって前記第１の個別型マイクロレンズおよび前記第２の個別型マイクロレンズの少なくとも一部に空間的に重なるように、不要な光の入射を防止する第１の遮光膜が形成され、
前記第２の端部領域を形成する前記第２の画素ユニットの前記第６の同色画素および前記第８の同色画素と、前記中央領域の画素ユニットの前記第５の同色画素および前記第７の同色画素との第２の境界部から第１の端部とは反対方向である第２の端部に向かって前記第３の個別型マイクロレンズおよび前記第４の個別型マイクロレンズの少なくとも一部に空間的に重なるように、不要な光の入射を防止する第２の遮光膜が形成されている
請求項１７記載の固体撮像装置。
前記第１の端部領域を形成する前記第１の画素ユニットの前記第１の同色画素および前記第３の同色画素と、前記中央領域の画素ユニットの前記第２の同色画素および前記第４の同色画素との第１の境界部から前記第１の端部領域に向かって前記第１の個別型マイクロレンズおよび前記第２の個別型マイクロレンズの少なくとも一部に空間的に重なるように、不要な光の入射を防止する第１の遮光膜が形成され、
前記第２の端部領域を形成する前記第２の画素ユニットの前記第６の同色画素および前記第８の同色画素と、前記中央領域の画素ユニットの前記第５の同色画素および前記第７の同色画素との第２の境界部から第１の端部とは反対方向である第２の端部に向かって前記第３の個別型マイクロレンズおよび前記第４の個別型マイクロレンズの少なくとも一部に空間的に重なるように、不要な光の入射を防止する第２の遮光膜が形成されている
請求項１７記載の固体撮像装置。
【請求項19】
光電変換部を含む複数の画素がアレイ状に配置された画素部を有し、
前記画素部においては、
隣接する複数の同色画素を含む複数の画素ユニットにより形成される通常画素群と、
前記通常画素群の前記画素ユニットを形成する画素の数より多い数の同色の位相差検出画素を含んで形成され、焦点機能を制御するための位相差情報を検出するための位相差検出画素群と、が混載されている固体撮像装置の製造方法であって、
前記位相差検出画素群の形成工程において、
複数の同色画素をマトリクス状に、第１方向および前記第１方向に直交する第２方向の少なくともいずれか一方の方向に延設するようにして形成し、
配置方向の中央領域における複数の位相差検出画素のうち少なくとも２つの位相差検出画素の光電変換部に光を入射する少なくとも一つの共有型マイクロレンズを形成し、
前記中央領域における少なくとも一つの位相差検出画素により取得した位相差検出信号と前記配置方向の端部領域における画素により取得した信号を同じ読み出しノードに読み出し可能に形成する
固体撮像装置の製造方法。
前記画素部においては、
隣接する複数の同色画素を含む複数の画素ユニットにより形成される通常画素群と、
前記通常画素群の前記画素ユニットを形成する画素の数より多い数の同色の位相差検出画素を含んで形成され、焦点機能を制御するための位相差情報を検出するための位相差検出画素群と、が混載されている固体撮像装置の製造方法であって、
前記位相差検出画素群の形成工程において、
複数の同色画素をマトリクス状に、第１方向および前記第１方向に直交する第２方向の少なくともいずれか一方の方向に延設するようにして形成し、
配置方向の中央領域における複数の位相差検出画素のうち少なくとも２つの位相差検出画素の光電変換部に光を入射する少なくとも一つの共有型マイクロレンズを形成し、
前記中央領域における少なくとも一つの位相差検出画素により取得した位相差検出信号と前記配置方向の端部領域における画素により取得した信号を同じ読み出しノードに読み出し可能に形成する
固体撮像装置の製造方法。
【請求項20】
固体撮像装置と、
前記固体撮像装置に被写体像を結像する光学系と、を有し、
前記固体撮像装置は、
光電変換部を含む複数の画素がアレイ状に配置された画素部を有し、
前記画素部においては、
隣接する複数の同色画素を含む複数の画素ユニットにより形成される通常画素群と、
前記通常画素群の前記画素ユニットを形成する画素の数より多い数の同色の位相差検出画素を含んで形成され、焦点機能を制御するための位相差情報を検出するための位相差検出画素群と、が混載され、
前記位相差検出画素群は、
複数の同色画素がマトリクス状に、第１方向および前記第１方向に直交する第２方向の少なくともいずれか一方の方向に延設するようにして形成され、
配置方向の中央領域における複数の位相差検出画素のうち少なくとも２つの位相差検出画素の光電変換部に光を入射する少なくとも一つの共有型マイクロレンズを含み、
前記中央領域における少なくとも一つの位相差検出画素により取得した位相差検出信号と前記配置方向の端部領域における画素により取得した信号を同じ読み出しノードに読み出し可能である
電子機器。
前記固体撮像装置に被写体像を結像する光学系と、を有し、
前記固体撮像装置は、
光電変換部を含む複数の画素がアレイ状に配置された画素部を有し、
前記画素部においては、
隣接する複数の同色画素を含む複数の画素ユニットにより形成される通常画素群と、
前記通常画素群の前記画素ユニットを形成する画素の数より多い数の同色の位相差検出画素を含んで形成され、焦点機能を制御するための位相差情報を検出するための位相差検出画素群と、が混載され、
前記位相差検出画素群は、
複数の同色画素がマトリクス状に、第１方向および前記第１方向に直交する第２方向の少なくともいずれか一方の方向に延設するようにして形成され、
配置方向の中央領域における複数の位相差検出画素のうち少なくとも２つの位相差検出画素の光電変換部に光を入射する少なくとも一つの共有型マイクロレンズを含み、
前記中央領域における少なくとも一つの位相差検出画素により取得した位相差検出信号と前記配置方向の端部領域における画素により取得した信号を同じ読み出しノードに読み出し可能である
電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法、および電子機器に関するものである。
【背景技術】
【0002】
光を検出して電荷を発生させる光電変換素子を用いた固体撮像装置（イメージセンサ）として、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサが実用に供されている。
【0003】
ＣＭＯＳイメージセンサは、一般的に、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色フィルタやシアン、マゼンタ、イエロー、グリーンの４色補色フィルタを用いてカラー画像を撮像する。
【0004】
一般的に、ＣＭＯＳイメージセンサにおいて、画素（ピクセル）は個別にカラーフィルタを備えている。フィルタとしては、主として赤色光を透過させる赤（Ｒ）フィルタ、主として緑色光を透過させる緑（Ｇｒ，Ｇｂ）フィルタ、および主として青色光を透過させる青（Ｂ）フィルタを含む。
各カラーフィルタを含む画素ユニットが正方配列されて１つの画素群が形成され、複数の画素群が２次元状に配列されて画素部の画素アレイが形成される。
このカラーフィルタ配列としては、ベイヤ配列が広く知られている。また、たとえば各画素に対してマイクロレンズが形成されている。
また、高感度化や高ダイナミックレンジ化を図るために、ベイヤ配列の各画素ユニットを複数の同色画素により形成したＣＭＯＳイメージセンサも提案されている（たとえば特許文献１、２参照）。
各カラーフィルタを含む画素ユニットが正方配列されて１つの画素群が形成され、複数の画素群が２次元状に配列されて画素部の画素アレイが形成される。
このカラーフィルタ配列としては、ベイヤ配列が広く知られている。また、たとえば各画素に対してマイクロレンズが形成されている。
また、高感度化や高ダイナミックレンジ化を図るために、ベイヤ配列の各画素ユニットを複数の同色画素により形成したＣＭＯＳイメージセンサも提案されている（たとえば特許文献１、２参照）。
【0005】
このようなＣＭＯＳイメージセンサは、デジタルカメラ、ビデオカメラ、監視カメラ、医療用内視鏡、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、携帯電話等の携帯端末装置(モバイル機器)等の各種電子機器の一部として広く適用されている。
【0006】
特に近年、携帯電話等の携帯端末装置(モバイル機器)に搭載するイメージセンサの小型化・多画素化が進み、画素サイズも1μｍを切るサイズが主流となりつつある。
多画素化、微細化による高解像度化を維持し、かつ、画素ピッチ縮小による感度やダイナミックレンジの低下を抑制するため、隣接した複数の同色画素をたとえば４画素ずつ配置し、解像度を追求する際には個別の画素信号を読み出し、高感度やダイナミックレンジ性能を必要とする局面では同色の画素の信号を加算して読み出す手法が一般的に採用されている。
そして、このＣＭＯＳイメージセンサは、たとえば画素ユニットの隣接する複数（２、４または９）の同色画素で一つのマイクロレンズを共有する。
多画素化、微細化による高解像度化を維持し、かつ、画素ピッチ縮小による感度やダイナミックレンジの低下を抑制するため、隣接した複数の同色画素をたとえば４画素ずつ配置し、解像度を追求する際には個別の画素信号を読み出し、高感度やダイナミックレンジ性能を必要とする局面では同色の画素の信号を加算して読み出す手法が一般的に採用されている。
そして、このＣＭＯＳイメージセンサは、たとえば画素ユニットの隣接する複数（２、４または９）の同色画素で一つのマイクロレンズを共有する。
【0007】
この複数の同色画素で一つのマイクロレンズを共有する固体撮像装置（ＣＭＯＳイメージセンサ）では、画素に距離情報が存在し、ＰＤＡＦ（Phase Detection Auto Focus）機能を持つことが可能である。
なお、このＣＭＯＳイメージセンサにおいては、画素アレイに、ＰＤＡＦ(位相検出オートフォーカス)画素が同色で形成されていることから、通常の撮影モードでは、これらのＰＤＡＦ画素の感度・シェーディング等を補正する必要がある。
なお、このＣＭＯＳイメージセンサにおいては、画素アレイに、ＰＤＡＦ(位相検出オートフォーカス)画素が同色で形成されていることから、通常の撮影モードでは、これらのＰＤＡＦ画素の感度・シェーディング等を補正する必要がある。
【0008】
図１は、４つの同色画素で一つのマイクロレンズを共有し、かつ、ＰＤＡＦ機能を有する固体撮像装置（ＣＭＯＳイメージセンサ）の画素アレイの画素群の一例を示す図である（たとえば特許文献３参照）。
【0009】
図１の画素群１は、Ｇｒ画素の画素ユニットＰＵ１、Ｒ画素の画素ユニットＰＵ２、Ｂ画素の画素ユニットＰＵ３、およびＧｂ画素の画素ユニットＰＵ４がベイヤ配列されている。
画素ユニットＰＵ１は、隣接する複数、たとえば２×２の同色（Ｇｒ）の４画素ＰＸＧｒＡ，ＰＸＧｒＢ，ＰＸＧｒＣ，ＰＸＧｒＤが配置されている。画素ユニットＰＵ１において、４画素ＰＸＧｒＡ，ＰＸＧｒＢ，ＰＸＧｒＣ，ＰＸＧｒＤに対して１つのマイクロレンズＭＣＬ１が配置されている。
画素ユニットＰＵ２は、隣接する複数、たとえば２×２の同色（Ｒ）の４画素ＰＸＲＡ，ＰＸＲＢ，ＰＸＲＣ，ＰＸＲＤが配置されている。画素ユニットＰＵ２において、４画素ＰＸＲＡ，ＰＸＲＢ，ＰＸＲＣ，ＰＸＲＤに対して１つのマイクロレンズＭＣＬ２が配置されている。
画素ユニットＰＵ３は、隣接する複数、たとえば２×２の同色（Ｂ）の４画素ＰＸＢＡ，ＰＸＢＢ，ＰＸＢＣ，ＰＸＢＤが配置されている。画素ユニットＰＵ３において、４画素ＰＸＢＡ，ＰＸＢＢ，ＰＸＢＣ，ＰＸＢＤに対して１つのマイクロレンズＭＣＬ３が配置されている。
画素ユニットＰＵ４は、隣接する複数、たとえば２×２の同色（Ｇｂ）の４画素ＰＸＧｂＡ，ＰＸＧｂＢ，ＰＸＧｂＣ，ＰＸＧｂＤが配置されている。画素ユニットＰＵ４において、４画素ＰＸＧｂＡ，ＰＸＧｂＢ，ＰＸＧｂＣ，ＰＸＧｂＤに対して１つのマイクロレンズＭＣＬ４が配置されている。
画素ユニットＰＵ１は、隣接する複数、たとえば２×２の同色（Ｇｒ）の４画素ＰＸＧｒＡ，ＰＸＧｒＢ，ＰＸＧｒＣ，ＰＸＧｒＤが配置されている。画素ユニットＰＵ１において、４画素ＰＸＧｒＡ，ＰＸＧｒＢ，ＰＸＧｒＣ，ＰＸＧｒＤに対して１つのマイクロレンズＭＣＬ１が配置されている。
画素ユニットＰＵ２は、隣接する複数、たとえば２×２の同色（Ｒ）の４画素ＰＸＲＡ，ＰＸＲＢ，ＰＸＲＣ，ＰＸＲＤが配置されている。画素ユニットＰＵ２において、４画素ＰＸＲＡ，ＰＸＲＢ，ＰＸＲＣ，ＰＸＲＤに対して１つのマイクロレンズＭＣＬ２が配置されている。
画素ユニットＰＵ３は、隣接する複数、たとえば２×２の同色（Ｂ）の４画素ＰＸＢＡ，ＰＸＢＢ，ＰＸＢＣ，ＰＸＢＤが配置されている。画素ユニットＰＵ３において、４画素ＰＸＢＡ，ＰＸＢＢ，ＰＸＢＣ，ＰＸＢＤに対して１つのマイクロレンズＭＣＬ３が配置されている。
画素ユニットＰＵ４は、隣接する複数、たとえば２×２の同色（Ｇｂ）の４画素ＰＸＧｂＡ，ＰＸＧｂＢ，ＰＸＧｂＣ，ＰＸＧｂＤが配置されている。画素ユニットＰＵ４において、４画素ＰＸＧｂＡ，ＰＸＧｂＢ，ＰＸＧｂＣ，ＰＸＧｂＤに対して１つのマイクロレンズＭＣＬ４が配置されている。
【0010】
この第１の固体撮像装置は、隣接する２つの画素が同時にＰＤＡＦピクセルとして機能するため、低照度時のＰＤＡＦパフォーマンスが高くなる。
【0011】
図２は、２つの同色画素で一つのマイクロレンズを共有し、かつ、ＰＤＡＦ機能を有する固体撮像装置（ＣＭＯＳイメージセンサ）の画素アレイの画素群の一例を示す図である（たとえば特許文献４参照）。
【0012】
図２の画素群１ａは、図１と同様に、Ｇｒ画素の画素ユニットＰＵ１、Ｒ画素の画素ユニットＰＵ２、Ｂ画素の画素ユニットＰＵ３、およびＧｂ画素の画素ユニットＰＵ４がベイヤ配列されている。
画素ユニットＰＵ１は、隣接する複数、たとえば２×２の同色（Ｇｒ）の４画素ＰＸＧｒＡ，ＰＸＧｒＢ，ＰＸＧｒＣ，ＰＸＧｒＤが配置されている。画素ユニットＰＵ１において、４画素ＰＸＧｒＡ，ＰＸＧｒＢ，ＰＸＧｒＣ，ＰＸＧｒＤに対してそれぞれマイクロレンズＭＣＬ０１，ＭＣＬ０２，ＭＣＬ０３，ＭＣＬ０４が配置されている。
画素ユニットＰＵ２は、隣接する複数、たとえば２×２の同色（Ｒ）の４画素ＰＸＲＡ，ＰＸＲＢ，ＰＸＲＣ，ＰＸＲＤが配置されている。画素ユニットＰＵ２において、４画素ＰＸＲＡ，ＰＸＲＢ，ＰＸＲＣ，ＰＸＲＤに対してそれぞれマイクロレンズＭＣＬ１１，ＭＣＬ１２，ＭＣＬ１３，ＭＣＬ１４が配置されている。
画素ユニットＰＵ１は、隣接する複数、たとえば２×２の同色（Ｇｒ）の４画素ＰＸＧｒＡ，ＰＸＧｒＢ，ＰＸＧｒＣ，ＰＸＧｒＤが配置されている。画素ユニットＰＵ１において、４画素ＰＸＧｒＡ，ＰＸＧｒＢ，ＰＸＧｒＣ，ＰＸＧｒＤに対してそれぞれマイクロレンズＭＣＬ０１，ＭＣＬ０２，ＭＣＬ０３，ＭＣＬ０４が配置されている。
画素ユニットＰＵ２は、隣接する複数、たとえば２×２の同色（Ｒ）の４画素ＰＸＲＡ，ＰＸＲＢ，ＰＸＲＣ，ＰＸＲＤが配置されている。画素ユニットＰＵ２において、４画素ＰＸＲＡ，ＰＸＲＢ，ＰＸＲＣ，ＰＸＲＤに対してそれぞれマイクロレンズＭＣＬ１１，ＭＣＬ１２，ＭＣＬ１３，ＭＣＬ１４が配置されている。
【0013】
画素ユニットＰＵ３は、隣接する複数、同色（Ｂ）の４画素ＰＸＢＡ，ＰＸＢＢ，ＰＸＢＣ，ＰＸＢＤのうちＢ画素ＰＸＢＢに代えてＧ画素ＰＸＧＢが配置されている。そして、画素ユニットＰＵ３において、３画素ＰＸＢＡ，ＰＸＢＣ，ＰＸＢＤに対してそれぞれ１つのマイクロレンズＭＣＬ２１，ＭＣＬ２３，ＭＣＬ２４が配置されている。
画素ユニットＰＵ４は、隣接する複数、２×２の同色（Ｇｂ）の４画素ＰＸＧｂＡ、ＰＸＧｂＢ，ＰＸＧｂＣ，ＰＸＧｂＤが配置されている。画素ユニットＰＵ４において、３画素ＰＸＧｂＢ，ＰＸＧｂＣ，ＰＸＧｂＤに対してそれぞれ１つのマイクロレンズＭＣＬ３２，ＭＣＬ３３，ＭＣＬ３４が配置されている。
画素ユニットＰＵ４は、隣接する複数、２×２の同色（Ｇｂ）の４画素ＰＸＧｂＡ、ＰＸＧｂＢ，ＰＸＧｂＣ，ＰＸＧｂＤが配置されている。画素ユニットＰＵ４において、３画素ＰＸＧｂＢ，ＰＸＧｂＣ，ＰＸＧｂＤに対してそれぞれ１つのマイクロレンズＭＣＬ３２，ＭＣＬ３３，ＭＣＬ３４が配置されている。
【0014】
そして、図２の第２の固体撮像装置においては、画素ユニットＰＵ３の画素ＰＸＧＢと画素ユニットＰＵ４の画素ＰＸＧｂＡに対し画素ユニットをまたがってマイクロレンズＭＣＬ３５が配置され、ＰＤＡＦ機能を持つように構成されている。
【0015】
この第２の固体撮像装置においては、ＰＤＡＦ画素として機能するのは１対の画素のみであるため、低照度ＰＤＡＦのパフォーマンスは低くなる傾向にあるが、光学中心の遮光面積が小さいため、周辺部の遮光特性や感度比特性が高くなる。
【0016】
また、第３の固体撮像装置として、各画素ユニットにおいては各画素に対してそれぞれマイクロレンズが配置され、画素配列中の特定の画素ユニット、たとえばＢ画素４つに代えてＧ画素４つを有する画素ユニットにおいて４画素に対して１つのマイクロレンズが配置され、ＰＤＡＦ機能を持つように構成されたものが知られている（たとえば特許文献５参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0017】
【特許文献1】特開平１１－２９８８００号公報
【特許文献2】特許第５４７１１１７号
【特許文献3】ＵＳ ９７９３３１３ Ｂ２
【特許文献4】ＵＳ １０２４９６６３ Ｂ２
【特許文献5】ＵＳ ９８０７２９４ Ｂ２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0018】
しかしながら、図１の固体撮像装置においては、隣接する２つの画素が同時にＰＤＡＦ画素として機能するため、位相差画素自体の感度が高くなり、低照度のＰＤＡＦパフォーマンスが高くなる一方、光学中心部の遮光面積の増大により、通常画素（通常撮影時の）の感度低下や、隣接画素との混色が増加するといった不利益がある。
【0019】
また、図２の固体撮像装置においては、低照度被写体撮影時のオートフォーカス機能が劣化する課題がある。但し、各通常画素では画素と1対1でマイクロレンズが形成されているため、集光中心における遮光膜のよる集光損失や散乱が少ない。また、通常画素・位相差画素で２種類のため通常画撮影時の感度・隣接画素との混色は良好である。
【0020】
また、上記第３の固体撮像装置においては、隣接する２つの画素が同時にＰＤＡＦ画素として機能するため、低照度のＰＤＡＦパフォーマンスが高くなり、光学中心の遮光面積が小さいため、周辺部の遮光特性や感度比特性が高いという利点があるものの、以下の不利益がある。
この構成は２種類の異なるレンズ形状が必要なため、感度のばらつきが大きくなる。
また、ＰＤＡＦ画素部分が青（Ｂ）から緑（Ｇ）に置き換わるため、色補正が必要になり、青（Ｂ）の解像度が低下してしまう。
この構成は２種類の異なるレンズ形状が必要なため、感度のばらつきが大きくなる。
また、ＰＤＡＦ画素部分が青（Ｂ）から緑（Ｇ）に置き換わるため、色補正が必要になり、青（Ｂ）の解像度が低下してしまう。
【0021】
さらに、画素サイズの小型化、微細化に伴う課題について考察する。
前述したように、近年、スマートフォンなどのカメラセットの小型化に伴い、画素サイズの小型化が進んでいる。感度劣化を改善するためには、同一色の複数の画素が隣接する画素配列が主流となっている。
一方、カメラセットのオートフォーカスの手法は、合焦速度の速いＰＤＡＦ方式が主流となっている。スマートフォン用の微細画素では、隣接する２つ、または４つのピクセル上に共通のマイクロレンズを形成することで位相差検出機能を付与する方式が主流である。
前述したように、近年、スマートフォンなどのカメラセットの小型化に伴い、画素サイズの小型化が進んでいる。感度劣化を改善するためには、同一色の複数の画素が隣接する画素配列が主流となっている。
一方、カメラセットのオートフォーカスの手法は、合焦速度の速いＰＤＡＦ方式が主流となっている。スマートフォン用の微細画素では、隣接する２つ、または４つのピクセル上に共通のマイクロレンズを形成することで位相差検出機能を付与する方式が主流である。
【0022】
ところが、上記の従来の方式では、オートフォーカスに使える画素の数はせいぜい１画素か２画素であり、画素の微細化に伴いオートフォーカス時の感度の低下が課題となってきている。
【0023】
また、この合焦時の感度改善のため、該当位相差画素に比較的近い他の位相差画素の信号を信号処理時に加算する手法も開発されているが、加算処理の増加に伴うフレームレートの低下を伴う。この方式では加算する同位相の画素間の距離は離れることによるオートフォーカス性能（測距性能）が低下し、近づけると信号補正時の補正痕が課題となるというトレードオフオフの関係となり、オートフォーカス性能と画質（補正痕無し）の両立が難しいといった課題がある。
【0024】
さらに、オートフォーカスに関連する課題について述べる。
たとえば、上述したような第３の固体撮像装置においては、画素配列中の特定の画素ユニット、たとえばＢ画素４つに代えてＧ画素４つを有する画素ユニットが、通常画素領域の通常画素ユニットと同等の位相差検出画素として形成され、Ｇ画素４つを有する画素ユニットにおいて４画素に対して１つのマイクロレンズが配置され、ＰＤＡＦ機能を持つように構成される。
また、たとえば図２の固体撮像装置においては、位相差検出画素を含む領域では、同一のフローティングディフュージョンＦＤに２色以上の信号を読み出す必要がある。
たとえば、上述したような第３の固体撮像装置においては、画素配列中の特定の画素ユニット、たとえばＢ画素４つに代えてＧ画素４つを有する画素ユニットが、通常画素領域の通常画素ユニットと同等の位相差検出画素として形成され、Ｇ画素４つを有する画素ユニットにおいて４画素に対して１つのマイクロレンズが配置され、ＰＤＡＦ機能を持つように構成される。
また、たとえば図２の固体撮像装置においては、位相差検出画素を含む領域では、同一のフローティングディフュージョンＦＤに２色以上の信号を読み出す必要がある。
【0025】
ところが、いずれの場合も、オートフォーカス制御のための位相差検出信号と通常画素の画素信号を同時並列的に読み出すことができないために、特に画素加算時の位相差駆動を伴うフレームレートが遅くなるという不利益がある。
【0026】
本発明は、微細化画素においても位相差検出画素の感度低下を抑制することができ、入射光量の低い撮影シーンにおいても高速かつ良好な合焦性能を持つ高い位相差性能を実現することが可能で、しかも位相差検出画素群において同一の読み出しノードに同色の画素信号を、高画質でフレームレートを落とすことなく読み出すことが可能な固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法、および電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0027】
本発明の第１の観点の固体撮像装置は、光電変換部を含む複数の画素がアレイ状に配置された画素部を有し、前記画素部においては、隣接する複数の同色画素を含む複数の画素ユニットにより形成される通常画素群と、前記通常画素群の前記画素ユニットを形成する画素の数より多い数の同色の位相差検出画素を含んで形成され、焦点機能を制御するための位相差情報を検出するための位相差検出画素群と、が混載され、前記位相差検出画素群は、複数の同色画素がマトリクス状に、第１方向および前記第１方向に直交する第２方向の少なくともいずれか一方の方向に延設するようにして形成され、配置方向の中央領域における複数の位相差検出画素のうち少なくとも２つの位相差検出画素の光電変換部に光を入射する少なくとも一つの共有型マイクロレンズを含み、前記中央領域における少なくとも一つの位相差検出画素により取得した位相差検出信号と前記配置方向の端部領域における画素により取得した信号を同じ読み出しノードに読み出し可能である。
【0028】
本発明の第２の観点は、光電変換部を含む複数の画素がアレイ状に配置された画素部を有し、前記画素部においては、隣接する複数の同色画素を含む複数の画素ユニットにより形成される通常画素群と、前記通常画素群の前記画素ユニットを形成する画素の数より多い数の同色の位相差検出画素を含んで形成され、焦点機能を制御するための位相差情報を検出するための位相差検出画素群と、が混載されている固体撮像装置の製造方法であって、前記位相差検出画素群の形成工程において、複数の同色画素をマトリクス状に、第１方向および前記第１方向に直交する第２方向の少なくともいずれか一方の方向に延設するようにして形成し、配置方向の中央領域における複数の位相差検出画素のうち少なくとも２つの位相差検出画素の光電変換部に光を入射する少なくとも一つの共有型マイクロレンズを形成し、前記中央領域における少なくとも一つの位相差検出画素により取得した位相差検出信号と前記配置方向の端部領域における画素により取得した信号を同じ読み出しノードに読み出し可能に形成する。
【0029】
本発明の第３の観点の電子機器は、固体撮像装置と、前記固体撮像装置に被写体像を結像する光学系と、を有し、前記固体撮像装置は、光電変換部を含む複数の画素がアレイ状に配置された画素部を有し、前記画素部においては、隣接する複数の同色画素を含む複数の画素ユニットにより形成される通常画素群と、前記通常画素群の前記画素ユニットを形成する画素の数より多い数の同色の位相差検出画素を含んで形成され、焦点機能を制御するための位相差情報を検出するための位相差検出画素群と、が混載され、前記位相差検出画素群は、複数の同色画素がマトリクス状に、第１方向および前記第１方向に直交する第２方向の少なくともいずれか一方の方向に延設するようにして形成され、配置方向の中央領域における複数の位相差検出画素のうち少なくとも２つの位相差検出画素の光電変換部に光を入射する少なくとも一つの共有型マイクロレンズを含み、前記中央領域における少なくとも一つの位相差検出画素により取得した位相差検出信号と前記配置方向の端部領域における画素により取得した信号を同じ読み出しノードに読み出し可能である。
【発明の効果】
【0030】
本発明によれば、微細化画素においても位相差検出画素の感度低下を抑制することができ、入射光量の低い撮影シーンにおいても高速かつ良好な合焦性能を持つ高い位相差性能を実現することが可能となる。
また、本発明によれば、位相差検出画素群において同一の読み出しノードに同色の画素信号を、高画質でフレームレートを落とすことなく読み出すことが可能となる。
また、本発明によれば、位相差検出画素群において同一の読み出しノードに同色の画素信号を、高画質でフレームレートを落とすことなく読み出すことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0031】
【図1】４つの同色画素で一つのマイクロレンズを共有し、かつ、ＰＤＡＦ機能を有する固体撮像装置（ＣＭＯＳイメージセンサ）の画素アレイの画素群の一例を示す図である。
【図2】２つの同色画素で一つのマイクロレンズを共有し、かつ、ＰＤＡＦ機能を有する固体撮像装置（ＣＭＯＳイメージセンサ）の画素アレイの画素群の一例を示す図である。
【図3】本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置の構成例を示すブロック図である。
【図4】本発明の第１の実施形態に係る画素部における画素アレイの形成例を示す図である。
【図5】本発明の第１の実施形態に係る画素アレイを形成する画素群の一例を抽出して示す図である。
【図6】本発明の第１の実施形態に係る画素アレイを形成する位相差検出画素群の一例を示す図である。
【図7】本発明の第１の実施形態に係る位相差検出画素群の画素配列の一例を示す図である。
【図8】本発明の第１の実施形態に係る画素アレイを形成する位相差検出画素群およびその隣接領域の一例を示す簡略断面図である。
【図9】本発明の第１の実施形態に係る画素アレイを形成する位相差検出画素群における素子分離部の一例を示す図である。
【図10】本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置の画素群の４つの画素で１つのフローティングディフュージョンを共有する画素ユニットの一例を示す回路図である。
【図11】本発明の第２の実施形態に係る画素部の画素アレイにおける位相差検出画素群の形成例を示す図である。
【図12】本発明の第２の実施形態に係る画素アレイを形成する位相差検出画素群およびその隣接領域の一例を示す簡略断面図である。
【図13】本発明の第２の実施形態に係る画素アレイを形成する位相差検出画素群における素子分離部の形成例を示す図である。
【図14】本発明の第３の実施形態に係る画素アレイを形成する位相差検出画素群における素子分離部の形成例を示す図である。
【図15】本発明の第４の実施形態に係る画素アレイを形成する位相差検出画素群における素子分離部の形成例を示す図である。
【図16】本発明の第５の実施形態に係る画素アレイを形成する位相差検出画素群における素子分離部の形成例を示す図である。
【図17】本発明の実施形態に係る固体撮像装置が適用される電子機器の構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0032】
以下、本発明の実施形態を図面に関連付けて説明する。
【0033】
（第１の実施形態）
図３は、本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置の構成例を示すブロック図である。
図４は、本発明の第１の実施形態に係る画素部における画素アレイの形成例を示す図である。
本実施形態において、固体撮像装置１０は、たとえばＣＭＯＳイメージセンサにより構成される。
図３は、本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置の構成例を示すブロック図である。
図４は、本発明の第１の実施形態に係る画素部における画素アレイの形成例を示す図である。
本実施形態において、固体撮像装置１０は、たとえばＣＭＯＳイメージセンサにより構成される。
【0034】
この固体撮像装置１０は、図３に示すように、画素アレイを含む画素部２０、垂直走査回路（行走査回路）３０、読み出し回路（カラム読み出し回路）４０、水平走査回路（列走査回路）５０、およびタイミング制御回路６０を主構成要素として有している。
また、これらの構成要素のうち、たとえば垂直走査回路３０、読み出し回路４０、水平走査回路５０、およびタイミング制御回路６０により画素信号の読み出し駆動制御部７０が構成される。
また、これらの構成要素のうち、たとえば垂直走査回路３０、読み出し回路４０、水平走査回路５０、およびタイミング制御回路６０により画素信号の読み出し駆動制御部７０が構成される。
【0035】
本第１の実施形態の固体撮像装置１０において、図４に示すように、画素部２０は、光電変換部（ＰＤ）を含む複数の画素ＰＸがアレイ状（マトリクス状）に配置されて形成されている。
本第１の実施形態の画素部２０においては、隣接する複数（本例では４つ）の同色画素ＰＸを含む複数（本例では４）の画素ユニットＰＵにより形成される画素群ＰＸＧ１１，ＰＸＧ１１２，ＰＸＧ１３，ＰＸＧ１４が２×２のマトリクス状に配置されている。
より具体的には、本第１の実施形態の画素部２０においては、隣接する複数（本例では４つ）の同色画素ＰＸを含む複数（本例では４）の画素ユニットＰＵにより形成される通常画素群ＮＰＸＧと、焦点機能を制御するための位相差情報を検出するための位相差検出画素群ＰＤＸＧと、が混載されて構成されている。
本第１の実施形態の画素部２０においては、隣接する複数（本例では４つ）の同色画素ＰＸを含む複数（本例では４）の画素ユニットＰＵにより形成される画素群ＰＸＧ１１，ＰＸＧ１１２，ＰＸＧ１３，ＰＸＧ１４が２×２のマトリクス状に配置されている。
より具体的には、本第１の実施形態の画素部２０においては、隣接する複数（本例では４つ）の同色画素ＰＸを含む複数（本例では４）の画素ユニットＰＵにより形成される通常画素群ＮＰＸＧと、焦点機能を制御するための位相差情報を検出するための位相差検出画素群ＰＤＸＧと、が混載されて構成されている。
【0036】
図４の例では、後述するように、画素群ＰＸＧ１１，ＰＸＧ１２，ＰＸＧ１４が通常画素群ＮＰＸＧ１１，ＮＰＸＧ１２，ＮＰＸＧ１４として適用され、画素群ＰＸＧ１３の一部が位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０として援用されている。
【0037】
位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０は、通常画素群ＮＰＸＧ１１，ＮＰＸＧ１２，ＮＰＸＧ１４の画素ユニットＰＵを形成する画素ＮＰＸの数（４）より多い数（５以上、本例では８）の同色（本例では緑色（Ｇ））の位相差検出画素ＰＤＰＸを含んで形成されている。
【0038】
さらに、本第１の実施形態の通常画素群ＮＰＸＧ１１，ＮＰＸＧ１２，ＮＰＸＧ１４においては、各画素ユニットＰＵを形成する各画素ＮＰＸに対して平面視して略円形をなすように形成された１つの個別型マイクロレンズＰＭＣＬ１が配置されている。
これに対して、位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０は、位相差検出画素群を形成する配置方向（本例では第１方向）の中央領域ＡＣＴＲにおける４つの位相差検出画素ＰＤＰＸの光電変換部に光を入射する平面視して略円形をなすように形成された１つの共有型マイクロレンズＣＭＣＬ１０と、配置方向の端部領域ＡＥＤＧにおける４つの画素ＰＤＰＸの光電変換部に光を入射する平面視して略円形をなすように形成された４つの個別型マイクロレンズＰＭＣＬ２０が配置されている。
これに対して、位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０は、位相差検出画素群を形成する配置方向（本例では第１方向）の中央領域ＡＣＴＲにおける４つの位相差検出画素ＰＤＰＸの光電変換部に光を入射する平面視して略円形をなすように形成された１つの共有型マイクロレンズＣＭＣＬ１０と、配置方向の端部領域ＡＥＤＧにおける４つの画素ＰＤＰＸの光電変換部に光を入射する平面視して略円形をなすように形成された４つの個別型マイクロレンズＰＭＣＬ２０が配置されている。
【0039】
位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０は、たとえば、通常画素群ＮＰＸＧ１１，ＮＰＸＧ１２，ＮＰＸＧ１４に隣接して配置されている２つの画素ユニットＰＵ２１１，ＰＵ２１２を第１方向および前記第１方向に直交する第２方向の少なくともいずれか一方の方向（本実施形態では第１方向、Ｘ方向）に延設するようにして形成されている。
【0040】
２つの画素ユニットＰＵ２１１，ＰＵ２１２は、同色（Ｇ）の画素ユニットとして形成されている。
【0041】
位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０は、複数（ここでは８）の同色画素がマトリクス状に、第１方向（Ｘ方向）および第１方向に直交する第２方向（Ｙ方向）の少なくともいずれか一方の方向（本例ではＸ方向）に延設するようにして、２×４のマトリクス状に形成されている。
【0042】
そして、位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０は、配置方向の中央領域ＡＣＴＲにおける少なくとも一つの位相差検出画素ＰＤＰＸにより取得した位相差検出信号と配置方向の端部領域ＡＥＤＧにおける画素ＰＸにより取得した信号を同じ（共通の）読み出しノードとしてのフローティングディフュージョンＦＤ１１に読み出し可能である。
【0043】
本実施形態の位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０は、共有型マイクロレンズＣＭＣＬ１０による光が入射される一対の第１組の位相差検出画素ＰＤＰＸ１と第２組の位相差検出画素ＰＤＰＸ２を含み、第１組の位相差検出画素ＰＤＰＸ１から読み出された位相差検出信号と第２組の位相差検出画素ＰＤＰＸ２から読み出された位相差検出信号とは異なる読み出しノードとしての第１のフローティングディフュージョンＦＤ１１および第２のフローティングディフュージョンＦＤ１２に読み込まれる。
【0044】
さらに、本実施形態の画素部２０において、画素ＰＸ間の境界部には不要な光の入射を防止する遮光膜ＳＬＤＦが形成されている。
そして、位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０においては、位相差検出信号を取得するための中央領域ＡＣＴＲにおける少なくとも一つの位相差検出画素ＰＤＰＸと、信号を取得するための端部領域ＡＥＤＧにおける検出画素ＤＰＸ間の境界部の少なくとも一部に、不要な光の入射を防止する遮光膜ＳＬＤＦ２０が端部領域ＡＥＤＧにおける検出画素ＤＰＸの少なくとも一部に空間的に重なるように形成されている。
換言すると、端部領域ＡＥＤＧにおける検出画素ＤＰＸ上であって、中央領域ＡＣＴＲにおける境界部から端部に向かって略半分の領域に、不要な光の入射を防止する遮光膜ＳＬＤＦ２０が個別型マイクロレンズＰＭＣＬ２０等と空間的に重なるように形成されている。
そして、位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０においては、位相差検出信号を取得するための中央領域ＡＣＴＲにおける少なくとも一つの位相差検出画素ＰＤＰＸと、信号を取得するための端部領域ＡＥＤＧにおける検出画素ＤＰＸ間の境界部の少なくとも一部に、不要な光の入射を防止する遮光膜ＳＬＤＦ２０が端部領域ＡＥＤＧにおける検出画素ＤＰＸの少なくとも一部に空間的に重なるように形成されている。
換言すると、端部領域ＡＥＤＧにおける検出画素ＤＰＸ上であって、中央領域ＡＣＴＲにおける境界部から端部に向かって略半分の領域に、不要な光の入射を防止する遮光膜ＳＬＤＦ２０が個別型マイクロレンズＰＭＣＬ２０等と空間的に重なるように形成されている。
【0045】
また、本実施形態では、混色やブルーミングを抑制するために、位相差検出画素ＰＤＰＸと通常画素ＮＰＸの境界部、位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０内の画素境界部のうちの少なくともいずれ一方で遮光膜ＳＬＤＦの幅が他の領域より太く（厚く、広く）形成されている。
【0046】
なお、以上に構成等の概要について述べた位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０の具体的な構成例等については、後で説明する。
【0047】
以上のように、本実施形態では、画素部２０において、通常画素群ＮＰＸＧ１１，ＮＰＸＧ１２，ＮＰＸＧ１４は、第１の同色画素ユニットＰＵ１１１、第２の同色画素ユニットＰＵ１１２、第３の同色画素ユニットＰＵ１１３、および第４の同色画素ユニットの４つが、第１方向に、第１の同色画素ユニットＰＵ１１１と第２の同色画素ユニットＰＵ１１２が隣接するとともに、第３の同色画素ユニットＰＵ１１３と第４の同色画素ユニットＰＵ１１４が隣接し、第１方向に直交する第２方向に、第１の同色画素ユニットＰＵ１１１と第３の同色画素ユニットＰＵ１１３が隣接するとともに、第２の同色画素ユニットＰＵ１１２と第４の同色画素ユニットＰＵ１１４が隣接するように正方配列されている。
そして、第１の同色画素ユニットＰＵ１１１、第２の同色画素ユニットＰＵ１１２、第３の同色画素ユニットＰＵ１１３、および第４の同色画素ユニットＰＵ１１４のそれぞれは、画素ユニットＰUを形成する複数の同色の通常画素ＮＰＸが、ｑ×ｑ（ｑは２以上の正の整数）のマトリクス状に配列され、通常画素ＮＰＸごとに、通常画素ＮＰＸの光電変換部に光を入射する個別型マイクロレンＰＭＣＬ１がそれぞれ形成されている。
あるいは、第１の同色画素ユニットＰＵ１１１、第２の同色画素ユニットＰＵ１１２、第３の同色画素ユニットＰＵ１１３、および第４の同色画素ユニットＰＵ１１４のそれぞれは、画素ユニットＰUを形成する複数の同色の通常画素ＮＰＸが、ｑ×ｑ（ｑは２以上の正の整数）のマトリクス状に配列され、各画素ユニットの４通常画素ＮＰＸに対して１つの共有型のマイクロレンズＣＭＣＬ２０が配置されていてもよい。
そして、第１の同色画素ユニットＰＵ１１１、第２の同色画素ユニットＰＵ１１２、第３の同色画素ユニットＰＵ１１３、および第４の同色画素ユニットＰＵ１１４のそれぞれは、画素ユニットＰUを形成する複数の同色の通常画素ＮＰＸが、ｑ×ｑ（ｑは２以上の正の整数）のマトリクス状に配列され、通常画素ＮＰＸごとに、通常画素ＮＰＸの光電変換部に光を入射する個別型マイクロレンＰＭＣＬ１がそれぞれ形成されている。
あるいは、第１の同色画素ユニットＰＵ１１１、第２の同色画素ユニットＰＵ１１２、第３の同色画素ユニットＰＵ１１３、および第４の同色画素ユニットＰＵ１１４のそれぞれは、画素ユニットＰUを形成する複数の同色の通常画素ＮＰＸが、ｑ×ｑ（ｑは２以上の正の整数）のマトリクス状に配列され、各画素ユニットの４通常画素ＮＰＸに対して１つの共有型のマイクロレンズＣＭＣＬ２０が配置されていてもよい。
【0048】
また、本実施形態では、通常画素群ＮＰＸＧ１１，ＮＰＸＧ１２，ＮＰＸＧ１４の第１の同色画素ユニットＰＵ１１１および第４の同色画素ユニットＰＵ１１４を形成する通常画素ＮＰＸ、並びに、位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０内の位相差検出画素ユニットＰＵ２１１，ＰＵ２１２を形成する位相差検出画素ＰＤＰＸは、同色の画素（たとえば緑色（Ｇ））により形成されている。
【0049】
垂直走査回路３０は、タイミング制御回路６０の制御に応じてシャッター行および読み出し行において行走査制御線を通して画素の駆動を行う。
また、垂直走査回路３０は、アドレス信号に従い、信号の読み出しを行うリード行と、フォトダイオードＰＤに蓄積された電荷をリセットするシャッター行の行アドレスの行選択信号を出力する。
また、垂直走査回路３０は、アドレス信号に従い、信号の読み出しを行うリード行と、フォトダイオードＰＤに蓄積された電荷をリセットするシャッター行の行アドレスの行選択信号を出力する。
【0050】
通常のピクセル読み出し動作においては、読み出し制御系の垂直走査回路３０による駆動により、シャッタースキャンが行われ、その後、読み出しスキャンが行われる。
【0051】
読み出し回路４０は、画素部２０の各列出力に対応して配置された複数の列信号処理回路（図示せず）を含み、複数の列信号処理回路で列並列処理が可能に構成されてもよい。
【0052】
読み出し回路４０は、相関二重サンプリング（ＣＤＳ：Correlated Double Sampling）回路やＡＤＣ（アナログデジタルコンバータ；ＡＤ変換器）、アンプ（ＡＭＰ，増幅器）、サンプルホールド（Ｓ／Ｈ）回路等を含んで構成可能である。
【0053】
水平走査回路５０は、読み出し回路４０のＡＤＣ等の複数の列信号処理回路で処理された信号を走査して水平方向に転送し、信号処理回路に出力する。
【0054】
タイミング制御回路６０は、画素部２０、垂直走査回路３０、読み出し回路４０、水平走査回路５０等の信号処理に必要なタイミング信号を生成する。
【0055】
なお、本実施形態においては、読み出し駆動制御部７０の制御の下、通常画素群ＮＰＸＧ１１，ＮＰＸＧ１２，ＮＰＸＧ１４の通常画素ＮＰＸの画素信号、並びに、位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０の位相差検出画素ＰＤＰＸによる位相差情報を全て加算して読み出し可能に構成されている。
【0056】
以下、固体撮像装置１０の画素部２０、並びに、画素部２０における複数の同色画素（本例では同色の４画素）を含む画素ユニット、通常画素群、位相差検出画素群等の具体的な構成、配置等、並びに、各部の構成および機能の概要について説明する。
【0057】
（画素部２０の画素アレイ２００、画素群ＰＸＧ、画素ユニットＰＵ、位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０の構成例）
図４は、本発明の第１の実施形態に係る画素部における画素アレイの形成例を示す図である。
図５は、本発明の第１の実施形態に係る画素アレイを形成する画素群の一例を抽出して示す図である。
図６は、本発明の第１の実施形態に係る画素アレイを形成する位相差検出画素群の一例を示す図である。
図７は、本発明の第１の実施形態に係る位相差検出画素群の画素配列の一例を示す図である。
図８は、本発明の第１の実施形態に係る画素アレイを形成する位相差検出画素群およびその隣接領域の一例を示す簡略断面図である。
図９は、本発明の第１の実施形態に係る画素アレイを形成する位相差検出画素群における素子分離部の一例を示す図である。
図１０は、本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置の画素群の４つの画素で１つのフローティングディフュージョンを共有する画素ユニットの一例を示す回路図である。
図４は、本発明の第１の実施形態に係る画素部における画素アレイの形成例を示す図である。
図５は、本発明の第１の実施形態に係る画素アレイを形成する画素群の一例を抽出して示す図である。
図６は、本発明の第１の実施形態に係る画素アレイを形成する位相差検出画素群の一例を示す図である。
図７は、本発明の第１の実施形態に係る位相差検出画素群の画素配列の一例を示す図である。
図８は、本発明の第１の実施形態に係る画素アレイを形成する位相差検出画素群およびその隣接領域の一例を示す簡略断面図である。
図９は、本発明の第１の実施形態に係る画素アレイを形成する位相差検出画素群における素子分離部の一例を示す図である。
図１０は、本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置の画素群の４つの画素で１つのフローティングディフュージョンを共有する画素ユニットの一例を示す回路図である。
【0058】
なお、本実施形態において、第１方向は、たとえば複数の画素が行列状に配列される画素部２０の列方向（水平方向、Ｘ方向）または行方向（垂直方向、Ｙ方向）または斜め方向である、
以下の説明では、一例として、第１方向は列方向（水平方向、Ｘ方向）とする。これに伴い第２方向は行方向（垂直方向、Ｙ方向）とする。
以下の説明では、一例として、第１方向は列方向（水平方向、Ｘ方向）とする。これに伴い第２方向は行方向（垂直方向、Ｙ方向）とする。
【0059】
画素部２０は、フォトダイオード（光電変換部）と画素内アンプとを含む複数の画素ＰＸが２次元の行列状（マトリクス状）に配列されて画素アレイ２００が形成されている。
【0060】
上述したように、画素部２０は、図４に示すように、光電変換を行う複数の同色画素（ＰＸ）を含む画素ユニット（ＰＵ）がアレイ状（図４の例ではマトリクス状）に配置されて形成されている。
画素部２０においては、隣接する複数（本例では４つ）の同色画素ＰＸを含む複数（本例では４）の画素ユニットＰＵにより形成される画素群ＰＸＧ１１，ＰＸＧ１２，ＰＸＧ１３，ＰＸＧ１４が２×２のマトリクス状に配置されている。
より具体的には、画素部２０は、隣接する複数（本例では４つ）の同色画素ＰＸを含む複数（本例では４）の画素ユニットＰＵにより形成される通常画素群ＮＰＸＧと、焦点機能を制御するための位相差情報を検出するための位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０と、が混載されて構成されている。
画素部２０においては、隣接する複数（本例では４つ）の同色画素ＰＸを含む複数（本例では４）の画素ユニットＰＵにより形成される画素群ＰＸＧ１１，ＰＸＧ１２，ＰＸＧ１３，ＰＸＧ１４が２×２のマトリクス状に配置されている。
より具体的には、画素部２０は、隣接する複数（本例では４つ）の同色画素ＰＸを含む複数（本例では４）の画素ユニットＰＵにより形成される通常画素群ＮＰＸＧと、焦点機能を制御するための位相差情報を検出するための位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０と、が混載されて構成されている。
【0061】
図４の例では、後述するように、画素群ＰＸＧ１１，ＰＸＧ１２，ＰＸＧ１４が通常画素群ＮＰＸＧ１１，ＮＰＸＧ１２，ＮＰＸＧ１４として適用され、画素群ＰＸＧ１３の一部が位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０として援用されている。
【0062】
画素ＰＸは、基本的には、フォトダイオードと複数の画素トランジスタを含んで構成される。複数の画素トランジスタとしては、たとえば転送トランジスタ、リセットトランジスタ、増幅機能を有するソースフォロワトランジスタ、選択トランジスタを含む。
ただし、本第１の実施形態では、一例として、図５および図１０に示すように、画素ユニットＰＵの４つの同色画素ＰＸで１つのフローティングディフュージョンＦＤ（Floating Diffusion；浮遊拡散層）を共有する４画素共有構成が採用されている。
具体的には、後で詳述するように、４つの同色画素ＰＸでフローティングディフュージョンＦＤ１１、リセットトランジスタＲＳＴ１１－Ｔｒ、ソースフォロワトランジスタＳＦ１１－Ｔｒ、および選択トランジスタＳＥＬ１１－Ｔｒが共有されている。
また、共有されるフローティングディフュージョンＦＤ１１は、たとえば任意の画素の感度値の補正の際に、補正で参照する同じ画素ユニットＰＵの複数の画素から読み出す画素信号の加算部として機能する。
ただし、本第１の実施形態では、一例として、図５および図１０に示すように、画素ユニットＰＵの４つの同色画素ＰＸで１つのフローティングディフュージョンＦＤ（Floating Diffusion；浮遊拡散層）を共有する４画素共有構成が採用されている。
具体的には、後で詳述するように、４つの同色画素ＰＸでフローティングディフュージョンＦＤ１１、リセットトランジスタＲＳＴ１１－Ｔｒ、ソースフォロワトランジスタＳＦ１１－Ｔｒ、および選択トランジスタＳＥＬ１１－Ｔｒが共有されている。
また、共有されるフローティングディフュージョンＦＤ１１は、たとえば任意の画素の感度値の補正の際に、補正で参照する同じ画素ユニットＰＵの複数の画素から読み出す画素信号の加算部として機能する。
【0063】
本第１の実施形態の画素アレイ２００は、隣接した複数（本第１の実施形態では４）の同色画素ＰＸを、ｑ×ｑ（ｑは２以上の整数、本第１の実施形態では２×２）の正方配列にして画素ユニットＰＵが形成されて、隣接する４つの画素ユニットＰＵにより画素群ＰＸＧが形成され、複数の画素群ＰＸＧがマトリクス状に配列されて画素アレイ２００が構成されている。
【0064】
図４の例では、図面の簡単化のため、４つの画素群ＰＸＧ１１，ＰＸＧ１２，ＰＸＧ１３，ＰＸＧ１４が２×２のマトリクス状に配置された画素アレイ２００が示されている。
【0065】
（画素群ＰＸＧおよび画素ユニットＰＵの構成）
図４において、画素群ＰＸＧ１１は、Ｇ（Ｇｂ）画素の画素ユニットＰＵ１１１、Ｂ画素の画素ユニットＰＵ１１２、Ｒ画素の画素ユニットＰＵ１１３、およびＧ（Ｇｒ）画素の画素ユニットＰＵ１１４がベイヤ配列されている。画素群ＰＸＧ１１は通常画素群ＮＰＸＧ１１として形成されている。
図４において、画素群ＰＸＧ１１は、Ｇ（Ｇｂ）画素の画素ユニットＰＵ１１１、Ｂ画素の画素ユニットＰＵ１１２、Ｒ画素の画素ユニットＰＵ１１３、およびＧ（Ｇｒ）画素の画素ユニットＰＵ１１４がベイヤ配列されている。画素群ＰＸＧ１１は通常画素群ＮＰＸＧ１１として形成されている。
【0066】
画素群ＰＸＧ１２は、Ｇ（Ｇｂ）画素の画素ユニットＰＵ１２１、Ｂ画素の画素ユニットＰＵ１２２、Ｒ画素の画素ユニットＰＵ１２３、およびＧ（Ｇｒ）画素の画素ユニットＰＵ１２４がベイヤ配列されている。画素群ＰＸＧ１２は通常画素群ＮＰＸＧ１２として形成されている。
【0067】
画素群ＰＸＧ１３は、Ｇ（Ｇｂ）画素の画素ユニットＰＵ１３１、Ｇ画素の画素ユニットＰＵ１３２、Ｒ画素の画素ユニットＰＵ１３３、およびＧ（Ｇｒ）画素の画素ユニットＰＵ１３４がベイヤ配列されている。
画素群ＰＸＧ１３は、通常画素群ＮＰＸＧ１３として形成する場合にはＢ画素が適用される画素ユニットＰＵ１３２の画素が画素ユニットＰＵ１３１（または画素ユニットＰＵ１３４）と同色のＧ画素により形成されている。
そして、画素群ＰＸＧ１３の一部が位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０として援用されている。
具体的には、Ｇ画素の画素ユニットＰＵ１３１を位相差検出用の画素ユニットＰＵ２１１として、画素ユニットＰＵ１３１に対してＸ方向に隣接して延設するように接続されたＧ画素の画素ユニットＰＵ１３２を位相差検出用の画素ユニットＰＵ２１２として援用して、位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０が形成されている。
画素群ＰＸＧ１３は、通常画素群ＮＰＸＧ１３として形成する場合にはＢ画素が適用される画素ユニットＰＵ１３２の画素が画素ユニットＰＵ１３１（または画素ユニットＰＵ１３４）と同色のＧ画素により形成されている。
そして、画素群ＰＸＧ１３の一部が位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０として援用されている。
具体的には、Ｇ画素の画素ユニットＰＵ１３１を位相差検出用の画素ユニットＰＵ２１１として、画素ユニットＰＵ１３１に対してＸ方向に隣接して延設するように接続されたＧ画素の画素ユニットＰＵ１３２を位相差検出用の画素ユニットＰＵ２１２として援用して、位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０が形成されている。
【0068】
そして、位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０は、通常画素群ＮＰＸＧ１１，ＮＰＸＧ１２，ＮＰＸＧ１４の画素ユニットＰＵを形成する画素ＮＰＸの数（４）より多い数（５以上、本例では２×４＝８）の同色（本例では緑色（Ｇ））の位相差検出画素ＰＤＰＸを含んで形成されている。
これにより、固体撮像装置１０は、微細化画素においても位相差画素の感度低下を抑制することができ、入射光量の低い撮影シーンにおいても高速かつ良好な合焦性能を持つ高い位相差性能を実現することが可能となることを実現している。
これにより、固体撮像装置１０は、微細化画素においても位相差画素の感度低下を抑制することができ、入射光量の低い撮影シーンにおいても高速かつ良好な合焦性能を持つ高い位相差性能を実現することが可能となることを実現している。
【0069】
画素群ＰＸＧ１４は、Ｇ（Ｇｒ）画素の画素ユニットＰＵ１４１、Ｂ画素の画素ユニットＰＵ１４２、Ｒ画素の画素ユニットＰＵ１４３、およびＧ（Ｇｒ）画素の画素ユニットＰＵ１４４がベイヤ配列されている。画素群ＰＸＧ１４は通常画素群ＮＰＸＧ１４として形成されている。
【0070】
また、本実施形態では、混色やブルーミングを抑制するために、位相差検出画素ＰＤＰＸと通常画素ＮＰＸの境界部、位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０内の画素境界部のうちの少なくともいずれ一方で遮光膜ＳＬＤＦの幅が他の領域より厚く（太く、広く）形成されている。
【0071】
（位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０の構成例）
ここで、本第１の実施形態に係る位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０の具体的な構成例について説明する。
本第１の実施形態の通常画素群ＮＰＸＧ１１，ＮＰＸＧ１２，ＮＰＸＧ１４においては、各画素ユニットＰＵを形成する各画素ＮＰＸに対して平面視して略円形をなすように形成された１つの個別型マイクロレンズＰＭＣＬ１が配置されている。
ここで、本第１の実施形態に係る位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０の具体的な構成例について説明する。
本第１の実施形態の通常画素群ＮＰＸＧ１１，ＮＰＸＧ１２，ＮＰＸＧ１４においては、各画素ユニットＰＵを形成する各画素ＮＰＸに対して平面視して略円形をなすように形成された１つの個別型マイクロレンズＰＭＣＬ１が配置されている。
【0072】
これに対して、位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０は、図６に示すように、位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０を形成する配置方向の中央領域ＡＣＴＲにおける４つの位相差検出画素ＰＤＰＸ（以下、ＰＤＸと呼ぶ（表記する）場合もある）の光電変換部に光を入射する平面視して略円形をなすように形成された１つの共有型マイクロレンズＣＭＣＬ１０が配置されている。
また、位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０においては、配置方向の端部領域ＡＥＤＧにおける４つの画素ＰＤＰＸの光電変換部に光を入射する平面視して略円形をなすように形成された４つの個別型マイクロレンズＰＭＣＬ２０（２１～２４）
が配置されている。
また、位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０においては、配置方向の端部領域ＡＥＤＧにおける４つの画素ＰＤＰＸの光電変換部に光を入射する平面視して略円形をなすように形成された４つの個別型マイクロレンズＰＭＣＬ２０（２１～２４）
が配置されている。
【0073】
位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０は、たとえば、通常画素群ＮＰＸＧ１１，ＮＰＸＧ１２，ＮＰＸＧ１４に隣接して配置されている２つの画素ユニットＰＵ２１１，ＰＵ２１２を第１方向および第１方向に直交する第２方向の少なくともいずれか一方の方向（本実施形態では第１方向、Ｘ方向）に延設するようにして形成されている。
【0074】
２つの画素ユニットＰＵ２１１，ＰＵ２１２は、同色（Ｇ）の画素ユニットとして形成されている。
【0075】
なお、各画素ユニットＰＵ２１１～ＰＵ２１２において、図８に示すように、各同色画素としての２画素ＰＸ－Ａ～ＰＸ－Ｂは、光電変換領域ＰＤ（１，２）の光入射部分において、第１の素子分離部ＥＳＰＬ１により２つに分離されている。第１の素子分離部ＥＳＰＬ１は、たとえばバックサイド分離部としてのバックサイドメタルＢＳＭにより２つに分離されている。
また、光電変換領域ＰＤにおいて、バックサイドメタルＢＳＭ等により形成される第１の素子分離部ＥＳＰＬ１と光電変換領域ＰＤの深さ方向に空間的に重なるように、トレンチ型バックサイド分離としての第２の素子分離部ＥＳＰＬ２が形成されている。第２の素子分離部ＲＳＰＬ２は、たとえばバックサイドディープトレンチアイソレーション（ＢＤＴＩ）により形成される。
これにより、同色画素ＰＸ－Ａは第１の光電変換領域を含み、同色画素ＰＸ－Ｂは第２の光電変換領域を含んでいる。
また、色が異なる画素ユニット間も、第１の素子分離部ＥＳＰＬ１（たとえばＢＳＭ）、あるいは第１の素子分離部ＥＳＰＬ１（たとえばＢＳＭ）と第２の素子分離部ＥＳＰＬ２（たとえばＢＤＴＩ）により分離されている。
なお、図８の例において、色が異なる画素ユニット間における遮光能力を強化するために、第１の素子分離部ＥＳＰＬ１（たとえばＢＳＭ）と第２の素子分離部ＥＳＰＬ２（たとえばＢＤＴＩ）の膜厚を厚くして素子分離を行うように形成することも可能である。
また、光電変換領域ＰＤにおいて、バックサイドメタルＢＳＭ等により形成される第１の素子分離部ＥＳＰＬ１と光電変換領域ＰＤの深さ方向に空間的に重なるように、トレンチ型バックサイド分離としての第２の素子分離部ＥＳＰＬ２が形成されている。第２の素子分離部ＲＳＰＬ２は、たとえばバックサイドディープトレンチアイソレーション（ＢＤＴＩ）により形成される。
これにより、同色画素ＰＸ－Ａは第１の光電変換領域を含み、同色画素ＰＸ－Ｂは第２の光電変換領域を含んでいる。
また、色が異なる画素ユニット間も、第１の素子分離部ＥＳＰＬ１（たとえばＢＳＭ）、あるいは第１の素子分離部ＥＳＰＬ１（たとえばＢＳＭ）と第２の素子分離部ＥＳＰＬ２（たとえばＢＤＴＩ）により分離されている。
なお、図８の例において、色が異なる画素ユニット間における遮光能力を強化するために、第１の素子分離部ＥＳＰＬ１（たとえばＢＳＭ）と第２の素子分離部ＥＳＰＬ２（たとえばＢＤＴＩ）の膜厚を厚くして素子分離を行うように形成することも可能である。
【0076】
なお、バックサイドメタル部ＢＳＭ等により形成される第１の素子分離部ＥＳＰＬ１は、たとえば金、アルミニウム、チタン、銅、クロム、パラジウム、ニッケル、銀、タングステン等により形成される。
【0077】
このように、本実施形態では、上述したように、混色やブルーミングを抑制するために、位相差検出画素ＰＤＰＸと通常画素ＮＰＸの境界部、位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０内の画素境界部のうちの少なくともいずれ一方で遮光膜ＳＬＤＦ幅が他の領域より厚く（太く、広く）形成されている。
【0078】
本第１の実施形態に係る位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０は、図６に示すように、第１の画素ユニットＰＵ２１１側に形成された第１の遮光膜ＳＬＤＦ２１と、第２の画素ユニットＰＵ２１２側に形成された第２の遮光膜ＳＬＤＦ２２と、を有している。
【0079】
そして、位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０は、配置方向の中央領域ＡＣＴＲにおける少なくとも一つの位相差検出画素ＰＤＰＸにより取得した位相差検出信号と配置方向の端部領域ＡＥＤＧにおける画素ＰＸにより取得した信号を同じ（共通の）読み出しノードとしてのフローティングディフュージョンＦＤ１１（ＦＤ１２）に読み出し可能である。
【0080】
本第１の実施形態の位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０は、共有型マイクロレンズＣＭＣＬ１０による光が入射される一対の第１組の位相差検出画素ＰＤＰＸ１と第２組の位相差検出画素ＰＤＰＸ２を含み、第１組の位相差検出画素ＰＤＰＸ１から読み出された位相差検出信号と第２組の位相差検出画素ＰＤＰＸ２から読み出された位相差検出信号とは異なる読み出しノードとしてのフローティングディフュージョンＦＤ１１，ＦＤ１２に読み込まれる。
【0081】
さらに、本第１の実施形態の画素部２０において、画素ＰＸ間の境界部には不要な光の入射を防止する遮光膜ＳＬＤＦ２１，ＳＬＤＦ２２が形成されている。
そして、位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０においては、位相差検出信号を取得するための中央領域ＡＣＴＲにおける少なくとも一つの位相差検出画素ＰＤＰＸと、信号を取得するための端部領域ＡＥＤＧにおける検出画素ＤＰＸ間の境界部の少なくとも一部に、不要な光の入射を防止する遮光膜ＳＬＤＦ２１，２２が端部領域ＡＥＤＧにおける検出画素ＤＰＸの少なくとも一部に空間的に重なるように形成されている。
換言すると、端部領域ＡＥＤＧ１，２における検出画素ＤＰＸ上であって、中央領域ＡＣＴＲにおける境界部ＢＤＲ１１，ＢＤＲ１２から端部ＴＰ１，ＴＰ２に向かって略半分の領域に、不要な光の入射を防止する遮光膜ＳＬＤＦ２１，ＳＬＤＦ２２が個別型マイクロレンズＰＭＣＬ２０等と空間的に重なるように形成されている。
そして、位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０においては、位相差検出信号を取得するための中央領域ＡＣＴＲにおける少なくとも一つの位相差検出画素ＰＤＰＸと、信号を取得するための端部領域ＡＥＤＧにおける検出画素ＤＰＸ間の境界部の少なくとも一部に、不要な光の入射を防止する遮光膜ＳＬＤＦ２１，２２が端部領域ＡＥＤＧにおける検出画素ＤＰＸの少なくとも一部に空間的に重なるように形成されている。
換言すると、端部領域ＡＥＤＧ１，２における検出画素ＤＰＸ上であって、中央領域ＡＣＴＲにおける境界部ＢＤＲ１１，ＢＤＲ１２から端部ＴＰ１，ＴＰ２に向かって略半分の領域に、不要な光の入射を防止する遮光膜ＳＬＤＦ２１，ＳＬＤＦ２２が個別型マイクロレンズＰＭＣＬ２０等と空間的に重なるように形成されている。
【0082】
ここで、位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０のより具体的な構成例について説明する。
【0083】
位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０において、第１の画素ユニットＰＵ２１１は、図６に示すように、第１の同色画素ＤＰＸ１、第２の同色画素ＤＰＸ２、第３の同色画素ＤＰＸ３および第４の同色画素ＤＰＸ４の４つが、第１方向（Ｘ方向、または第２方向（Ｙ方向））に、第１の同色画素ＤＰＸ１と第２の同色画素ＤＰＸ２が隣接するとともに、第３の同色画素ＤＰＸ３と第４の同色画素ＤＰＸ４が隣接し、第１方向（または第２方向）に直交する第２方向（または第１方向）に、第１の同色画素ＤＰＸ１と第３の同色画素ＤＰＸ３が隣接するとともに、第２の同色画素ＤＰＸ２と第４の同色画素ＤＰＸ４が隣接するように正方配列されている。
【0084】
第２の画素ユニットＰＵ２１２は、第５の同色画素ＤＰＸ５、第６の同色画素ＤＰＸ６、第７の同色画素ＤＰＸ７、および第８の同色画素ＤＰＸ８の４つが、第１方向（または第２方向）に、第５の同色画素ＤＰＸ５と第６の同色画素ＤＰＸ６が隣接するとともに、第７の同色画素ＤＰＸ７と第８の同色画素ＤＰＸ８が隣接し、第１方向（または第２方向）に直交する第２方向（または第１方向）に、第５の同色画素ＤＰＸ５と第７の同色画素ＤＰＸ７が隣接するとともに、第６の同色画素ＤＰＸ６と第８の同色画素ＤＰＸ８が隣接するように正方配列されている。
【0085】
第１の画素ユニットＰＵ２１１と第２の画素ユニットＰＵ２１２は、第１方向（または第２方向）に、第２の同色画素ＤＰＸ２と第５の同色画素ＤＰＸ５が隣接するとともに、第４の同色画素ＤＰＸ４と第７の同色画素ＤＰＸ７が隣接するように配列されている。
【0086】
位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０において、配置方向の中央領域ＡＣＴＲの画素ユニットＰＵ２１３は、第１の画素ユニットＰＵ２１１の第２の同色画素ＤＰＸ２、第４の同色画素ＤＰＸ４、並びに、第２の画素ユニットＰＵ２１２の第５の同色画素ＤＰＸ５、および第７の同色画素ＤＰＸ７の４つが正方配列されて形成されている。
【0087】
位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０は、第１の画素ユニットＰＵ２１１における第１の同色画素ＤＰＸ１、第２の同色画素ＤＰＸ２、第３の同色画素ＤＰＸ３、および第４の同色画素ＤＰＸ４の４つが、第１の読み出しノードとしての第１のフローティングディフュージョンＦＤ１１を共有する第１の共有構造ＣＭＮ１を有する。
位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０は、第２の画素ユニットＰＵ２１２における第５の同色画素ＤＰＸ５、第６の同色画素ＤＰＸ６、第７の同色画素ＤＰＸ７、および第８の同色画素ＤＰＸ８の４つが、第２の読み出しノードとしての第２のフローティングディフュージョンＦＤ１２を共有する第２の共有構造ＣＭＮ２を有する。
位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０は、第２の画素ユニットＰＵ２１２における第５の同色画素ＤＰＸ５、第６の同色画素ＤＰＸ６、第７の同色画素ＤＰＸ７、および第８の同色画素ＤＰＸ８の４つが、第２の読み出しノードとしての第２のフローティングディフュージョンＦＤ１２を共有する第２の共有構造ＣＭＮ２を有する。
【0088】
位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０は、中央領域ＡＣＴＲの画素ユニットＰＵ２１３においては、一つの共有型マイクロレンズＣＭＣＬ１０が、第１の画素ユニットＰＵ２１１の第２の同色画素ＤＰＸの光電変換部ＰＤ２、第４の同色画素ＤＰＸ４の光電変換部ＰＤ４、並びに、第２の画素ユニットＰＵ２１２の第５の同色画素ＤＰＸ５の光電変換部ＰＤ５、および第７の同色画素ＤＰＸ７の光電変換部ＰＤ７に光を入射するように配置されている。
【0089】
また、位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０において、第１の個別型マイクロレンズＰＭＣＬ２１が、第１の画素ユニットＰＵ２１１の第１の同色画素のＤＰＸ１の光電変換部ＰＤ１に光を入射するように配置されている。
第２の個別型マイクロレンズＰＭＣＬ２２が、第１の画素ユニットＰＵ２１１の第３の同色画素ＤＰＸ３の光電変換部ＰＤ３に光を入射するように配置されている。
第３の個別型マイクロレンズＰＭＣＬ２３が、第２の画素ユニットＰＵ２１２の第６の同色画素ＤＰＸ６の光電変換部ＰＤ６に光を入射するように配置されている。
第４の個別型マイクロレンズＰＭＣＬ２４が、第２の画素ユニットＰＵ２１２の第８の同色画素ＤＰＸ８の光電変換部ＰＤ８に光を入射するように配置されている。
第２の個別型マイクロレンズＰＭＣＬ２２が、第１の画素ユニットＰＵ２１１の第３の同色画素ＤＰＸ３の光電変換部ＰＤ３に光を入射するように配置されている。
第３の個別型マイクロレンズＰＭＣＬ２３が、第２の画素ユニットＰＵ２１２の第６の同色画素ＤＰＸ６の光電変換部ＰＤ６に光を入射するように配置されている。
第４の個別型マイクロレンズＰＭＣＬ２４が、第２の画素ユニットＰＵ２１２の第８の同色画素ＤＰＸ８の光電変換部ＰＤ８に光を入射するように配置されている。
【0090】
また、位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０において、第１の端部領域ＡＥＤＧ１を形成する第１の画素ユニットＰＵ２１１の第１の同色画素ＤＰＸ１および第３の同色画素ＤＰＸ３と、中央領域ＡＣＴＲの画素ユニットＰＵ２１３の第２の同色画素ＤＰＸ２および第４の同色画素ＤＰＸ４との第１の境界部ＢＤＲ１から第１の端部領域ＡＥＤＧ１に向かって第１の個別型マイクロレンズＰＭＣＬ２１および第２の個別型マイクロレンズＰＭＣＬ２２の少なくとも一部に空間的に重なるように、不要な光の入射を防止する第１の遮光膜ＳＬＤＦ１が形成されている。
【0091】
本第１の実施形態においては、第１の境界部ＢＤＲ１から第１の端部領域ＡＥＤＧ１に向かって第１の個別型マイクロレンズＰＭＣＬ２１および第２の個別型マイクロレンズＰＭＣＬ２２の略半分の領域に空間的に重なるように、不要な光の入射を防止する第１の遮光膜ＳＬＤＦ２１が形成されている。
【0092】
さらにまた、位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０において、第２の端部領域ＡＥＤＧ２を形成する第２の画素ユニットＰＵ２１２の第６の同色画素ＤＰＸ６および第８の同色画素ＤＰＸ８と、中央領域ＡＣＴＲの画素ユニットＰＵ２１３の第５の同色画素ＤＰＸ５および第７の同色画素ＤＰＸ７との第２の境界部ＢＤＲ２から第１の端部とは反対方向である第２の端部に向かって第３の個別型マイクロレンズＰＭＣＬ２３および第４の個別型マイクロレンズＰＭＣＬ２４の少なくとも一部に空間的に重なるように、不要な光の入射を防止する第２の遮光膜ＳＬＤＦ２２が形成されている。
【0093】
本第１の実施形態においては、第２の境界部ＢＤＲ２から第２の端部領域ＡＥＤＧ２に向かって第３の個別型マイクロレンズＰＭＣＬ２３および第４の個別型マイクロレンズＰＭＣＬ２４の略半分の領域に空間的に重なるように、不要な光の入射を防止する第２の遮光膜ＳＬＤＦ２が形成されている。
【0094】
位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０は、図７、図９に示すように、中央領域ＡＣＴＲの画素ユニットＰＵ２１３において、第２の同色画素ＤＰＸ２の光電変換部ＰＤ２と第４の同色画素ＤＰＸ４の光電変換部ＰＤ４間、第５の同色画素ＤＰＸ５の光電変換部ＰＤ５と第７の同色画素ＤＰＸ７の光電変換部ＰＤ７間、第２の同色画素ＤＰＸ２の光電変換部ＰＤ２と第５の同色画素ＤＰＸ５の光電変換部ＰＤ５間、第４の同色画素ＤＰＸ４の光電変換部ＰＤ４と第７の同色画素ＤＰＸ７の光電変換部ＰＤ７間に、ＢＳＭ、あるいはＢＳＭとＢＤＴＩ等により構成される素子分離部２２０（２２１～２２４）が形成されている。
【0095】
上述したように、本第１の実施形態では、図１０に示すように、画素ユニットの４つの同色画素で１つのフローティングディフュージョンＦＤを共有する４画素共有構成が採用されていてもよい。
ここで、画素ユニットの４つの同色画素で１つのフローティングディフュージョンＦＤを共有する４画素共有の一構成例について説明する。
ここで、画素ユニットの４つの同色画素で１つのフローティングディフュージョンＦＤを共有する４画素共有の一構成例について説明する。
【0096】
（画素ユニットの４画素共有の構成例）
図１０は、本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置の画素群の４つの画素で１つのフローティングディフュージョンを共有する画素ユニットの回路系の一例を示している。
図１０は、本発明の第１の実施形態に係る固体撮像装置の画素群の４つの画素で１つのフローティングディフュージョンを共有する画素ユニットの回路系の一例を示している。
【0097】
図１０の画素部２０において、画素群ＰＸＧの画素ユニットＰＵは、４つの画素（本実施形態では色画素、ここではＧ画素）、すなわち、第１色画素ＰＸ１１、第２色画素ＰＸ１２、第３色画素ＰＸ１３、および第４色画素ＰＸ１４が２×２の正方に配置されている。
【0098】
第１色画素ＰＸ１１は、第１光電変換領域により形成されるフォトダイオードＰＤ１１、および転送トランジスタＴＧ１１－Ｔｒを含んで構成されている。
【0099】
第２色画素ＰＸ１２は、第２光電変換領域により形成されるフォトダイオードＰＤ１２、および転送トランジスタＴＧ１２－Ｔｒを含んで構成されている。
【0100】
第３色画素ＰＸ１３は、第３光電変換領域により形成されるフォトダイオードＰＤ１３、および転送トランジスタＴＧ１３－Ｔｒを含んで構成されている。
【0101】
第４色画素ＰＸ１４は、第４光電変換領域により形成されるフォトダイオードＰＤ１４、および転送トランジスタＴＧ１４－Ｔｒを含んで構成されている。
【0102】
そして、画素群ＰＸＧを形成する画素ユニットＰＵは、４つの色画素ＰＸ１１，ＰＸ１２，ＰＸ１３，ＰＸ１４で、フローティングディフュージョンＦＤ１１、リセットトランジスタＲＳＴ１１－Ｔｒ、ソースフォロワトランジスタＳＦ１１－Ｔｒ、および選択トランジスタＳＥＬ１１－Ｔｒが共有されている。
【0103】
このような４画素共有構成において、たとえば第１色画素ＰＸ１１、第２色画素ＰＸ１２、第３色画素ＰＸ１３、第４色画素ＰＸ１４が、同色、たとえばＧ（Ｇｒ，Ｇｂ（緑））画素として形成される。
たとえば、第１色画素ＰＸ１１のフォトダイオードＰＤ１１が第１の緑色（Ｇ）光電変換部として機能し、第２色画素ＰＸ１２のフォトダイオードＰＤ１２が第２の緑色（Ｇ）光電変換部として機能し、第３色画素ＰＸ１３のフォトダイオードＰＤ１３が第３の緑色（Ｇ）光電変換部として機能し、第４色画素ＰＸ１４のフォトダイオードＰＤ１４が第４の緑色（Ｇ）光電変換部として機能する。
たとえば、第１色画素ＰＸ１１のフォトダイオードＰＤ１１が第１の緑色（Ｇ）光電変換部として機能し、第２色画素ＰＸ１２のフォトダイオードＰＤ１２が第２の緑色（Ｇ）光電変換部として機能し、第３色画素ＰＸ１３のフォトダイオードＰＤ１３が第３の緑色（Ｇ）光電変換部として機能し、第４色画素ＰＸ１４のフォトダイオードＰＤ１４が第４の緑色（Ｇ）光電変換部として機能する。
【0104】
フォトダイオードＰＤ１１、ＰＤ１２、ＰＤ１３、ＰＤ１４としては、たとえば埋め込みフォトダイオード（ＰＰＤ）が用いられる。
フォトダイオードＰＤ１１，ＰＤ１２，ＰＤ１３，ＰＤ１４を形成する基板表面にはダングリングボンドなどの欠陥による表面準位が存在するため、熱エネルギーによって多くの電荷（暗電流）が発生し、正しい信号が読み出せなくなってしまう。
埋め込みフォトダイオード（ＰＰＤ）では、フォトダイオードＰＤの電荷蓄積部を基板内に埋め込むことで、暗電流の信号への混入を低減することが可能となる。
フォトダイオードＰＤ１１，ＰＤ１２，ＰＤ１３，ＰＤ１４を形成する基板表面にはダングリングボンドなどの欠陥による表面準位が存在するため、熱エネルギーによって多くの電荷（暗電流）が発生し、正しい信号が読み出せなくなってしまう。
埋め込みフォトダイオード（ＰＰＤ）では、フォトダイオードＰＤの電荷蓄積部を基板内に埋め込むことで、暗電流の信号への混入を低減することが可能となる。
【0105】
フォトダイオードＰＤ１１，ＰＤ１２，ＰＤ１３，ＰＤ１４は、入射光量に応じた量の信号電荷（ここでは電子）を発生し、蓄積する。
以下、信号電荷は電子であり、各トランジスタがｎ型トランジスタである場合について説明するが、信号電荷がホールであったり、各トランジスタがｐ型トランジスタであっても構わない。
以下、信号電荷は電子であり、各トランジスタがｎ型トランジスタである場合について説明するが、信号電荷がホールであったり、各トランジスタがｐ型トランジスタであっても構わない。
【0106】
転送トランジスタＴＧ１１－Ｔｒは、フォトダイオードＰＤ１１とフローティングディフュージョンＦＤ１１の間に接続され、制御信号ＴＧ１１により導通状態が制御される。
転送トランジスタＴＧ１１－Ｔｒは、読み出し制御系の制御の下、制御信号ＴＧ１１が所定レベルのハイレベル（Ｈ）の期間に選択されて導通状態となり、フォトダイオードＰＤ１１で光電変換され蓄積された電荷（電子）をフローティングディフュージョンＦＤ１１に転送する。
転送トランジスタＴＧ１１－Ｔｒは、読み出し制御系の制御の下、制御信号ＴＧ１１が所定レベルのハイレベル（Ｈ）の期間に選択されて導通状態となり、フォトダイオードＰＤ１１で光電変換され蓄積された電荷（電子）をフローティングディフュージョンＦＤ１１に転送する。
【0107】
転送トランジスタＴＧ１２－Ｔｒは、フォトダイオードＰＤ１２とフローティングディフュージョンＦＤ１１の間に接続され、制御信号ＴＧ１２により導通状態が制御される。
転送トランジスタＴＧ１２－Ｔｒは、読み出し制御系の制御の下、制御信号ＴＧ１２が所定レベルのハイレベル（Ｈ）の期間に選択されて導通状態となり、フォトダイオードＰＤ１２で光電変換され蓄積された電荷（電子）をフローティングディフュージョンＦＤ１１に転送する。
転送トランジスタＴＧ１２－Ｔｒは、読み出し制御系の制御の下、制御信号ＴＧ１２が所定レベルのハイレベル（Ｈ）の期間に選択されて導通状態となり、フォトダイオードＰＤ１２で光電変換され蓄積された電荷（電子）をフローティングディフュージョンＦＤ１１に転送する。
【0108】
転送トランジスタＴＧ１３－Ｔｒは、フォトダイオードＰＤ１３とフローティングディフュージョンＦＤ１１の間に接続され、制御信号ＴＧ１３により導通状態が制御される。
転送トランジスタＴＧ１３－Ｔｒは、読み出し制御系の制御の下、制御信号ＴＧ１３が所定レベルのハイレベル（Ｈ）の期間に選択されて導通状態となり、フォトダイオードＰＤ１３で光電変換され蓄積された電荷（電子）をフローティングディフュージョンＦＤ１１に転送する。
転送トランジスタＴＧ１３－Ｔｒは、読み出し制御系の制御の下、制御信号ＴＧ１３が所定レベルのハイレベル（Ｈ）の期間に選択されて導通状態となり、フォトダイオードＰＤ１３で光電変換され蓄積された電荷（電子）をフローティングディフュージョンＦＤ１１に転送する。
【0109】
転送トランジスタＴＧ１４－Ｔｒは、フォトダイオードＰＤ１４とフローティングディフュージョンＦＤ１１の間に接続され、制御信号ＴＧ１４により導通状態が制御される。
転送トランジスタＴＧ１４－Ｔｒは、読み出し制御系の制御の下、制御信号ＴＧ１４が所定レベルのハイレベル（Ｈ）の期間に選択されて導通状態となり、フォトダイオードＰＤ１４で光電変換され蓄積された電荷（電子）をフローティングディフュージョンＦＤ１１に転送する。
転送トランジスタＴＧ１４－Ｔｒは、読み出し制御系の制御の下、制御信号ＴＧ１４が所定レベルのハイレベル（Ｈ）の期間に選択されて導通状態となり、フォトダイオードＰＤ１４で光電変換され蓄積された電荷（電子）をフローティングディフュージョンＦＤ１１に転送する。
【0110】
リセットトランジスタＲＳＴ１１－Ｔｒは、図１０に示すように、電源線ＶＤＤ（または電源電位）とフローティングディフュージョンＦＤ１１の間に接続され、制御信号ＲＳＴ１１により導通状態が制御される。
リセットトランジスタＲＳＴ１１－Ｔｒは、読み出し制御系の制御の下、たとえば読み出しスキャン時に、制御信号ＲＳＴ１１がＨレベルの期間に選択されて導通状態となり、フローティングディフュージョンＦＤ１１を電源線ＶＤＤ（またはＶＲｓｔ）の電位にリセットする。
リセットトランジスタＲＳＴ１１－Ｔｒは、読み出し制御系の制御の下、たとえば読み出しスキャン時に、制御信号ＲＳＴ１１がＨレベルの期間に選択されて導通状態となり、フローティングディフュージョンＦＤ１１を電源線ＶＤＤ（またはＶＲｓｔ）の電位にリセットする。
【0111】
ソースフォロワトランジスタＳＦ１１－Ｔｒと選択トランジスタＳＥＬ１１－Ｔｒは、電源線ＶＤＤと垂直信号線ＬＳＧＮの間に直列に接続されている。
ソースフォロワトランジスタＳＦ１１－ＴｒのゲートにはフローティングディフュージョンＦＤ１１が接続され、選択トランジスタＳＥＬ１１－Ｔｒは制御信号）ＳＥＬ１１により導通状態が制御される。
選択トランジスタＳＥＬ１１－Ｔｒは、制御信号ＳＥＬ１１がＨレベルの期間に選択されて導通状態となる。これにより、ソースフォロワトランジスタＳＦ１１－ＴｒはフローティングディフュージョンＦＤ１１の電荷を電荷量（電位）に応じた利得をもって電圧信号に変換した列出力の読み出し電圧（信号）ＶＳＬ（ＰＩＸＯＵＴ）を垂直信号線ＬＳＧＮに出力する。
ソースフォロワトランジスタＳＦ１１－ＴｒのゲートにはフローティングディフュージョンＦＤ１１が接続され、選択トランジスタＳＥＬ１１－Ｔｒは制御信号）ＳＥＬ１１により導通状態が制御される。
選択トランジスタＳＥＬ１１－Ｔｒは、制御信号ＳＥＬ１１がＨレベルの期間に選択されて導通状態となる。これにより、ソースフォロワトランジスタＳＦ１１－ＴｒはフローティングディフュージョンＦＤ１１の電荷を電荷量（電位）に応じた利得をもって電圧信号に変換した列出力の読み出し電圧（信号）ＶＳＬ（ＰＩＸＯＵＴ）を垂直信号線ＬＳＧＮに出力する。
【0112】
このような構成において、画素ユニットＰＵの各画素ＰＸ１１、ＰＸ１２、ＰＸ１３、ＰＸ１４の転送トランジスタＴＧ１１－Ｔｒ，ＴＧ１２－Ｔｒ，ＴＧ１３－Ｔｒ，ＴＧ１４－Ｔｒを個別にオン、オフさせ、フォトダイオードＰＤ１１、ＰＤ１２、ＰＤ１３、ＰＤ１４で光電変換されて蓄積された電荷を順次共通フローティングディフュージョンＦＤ１１に転送させた場合、画素単位の画素信号ＶＳＬが垂直信号線ＬＳＧＮに送出され、カラム読み出し回路４０に入力される。
【0113】
一方、各画素ＰＸ１１、ＰＸ１２、ＰＸ１３、ＰＸ１４の転送トランジスタＴＧ１１－Ｔｒ，ＴＧ１２－Ｔｒ，ＴＧ１３－Ｔｒ，ＴＧ１４－Ｔｒの複数を同時にオン、オフさせ、フォトダイオードＰＤ１１、ＰＤ１２、ＰＤ１３、ＰＤ１４で光電変換されて蓄積された電荷を共通フローティングディフュージョンＦＤ１１に同時並列的に転送させた場合、フローティングディフュージョンＦＤ１１は加算部として機能する。
この場合、画素ユニットＰＵ内の複数、すなわち、２，３、または４画素の画素信号を加算した加算信号が垂直信号線ＬＳＧＮに送出され、カラム読み出し回路４０に入力される。
この場合、画素ユニットＰＵ内の複数、すなわち、２，３、または４画素の画素信号を加算した加算信号が垂直信号線ＬＳＧＮに送出され、カラム読み出し回路４０に入力される。
【0114】
以上説明したように、本第１の実施形態においては、画素部２０は、光電変換部（ＰＤ）を含む複数の画素ＰＸがアレイ状に配置されて形成されている。
画素部２０においては、隣接する複数（本例では４つ）の同色画素ＰＸを含む複数（本例では４）の画素ユニットＰＵにより形成される画素群ＰＸＧ１１，ＰＸＧ１１２，ＰＸＧ１３，ＰＸＧ１４が２×２のマトリクス状に配置されている。本第１の実施形態の画素部２０においては、隣接する複数（本例では４つ）の同色画素ＰＸを含む複数（本例では４）の画素ユニットＰＵにより形成される通常画素群ＮＰＸＧと、焦点機能を制御するための位相差情報を検出するための位相差検出画素群ＰＤＸＧと、が混載され、画素群ＰＸＧ１１，ＰＸＧ１２，ＰＸＧ１４が通常画素群ＮＰＸＧ１１，ＮＰＸＧ１２，ＮＰＸＧ１４として適用され、画素群ＰＸＧ１３の一部が位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０として援用されている。
そして、位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０は、通常画素群ＮＰＸＧ１１，ＮＰＸＧ１２，ＮＰＸＧ１４の画素ユニットＰＵを形成する画素ＮＰＸの数（４）より多い数（５以上、本例では２×４＝８）の同色（本例では緑色（Ｇ））の位相差検出画素ＰＤＰＸを含んで形成されている。
画素部２０においては、隣接する複数（本例では４つ）の同色画素ＰＸを含む複数（本例では４）の画素ユニットＰＵにより形成される画素群ＰＸＧ１１，ＰＸＧ１１２，ＰＸＧ１３，ＰＸＧ１４が２×２のマトリクス状に配置されている。本第１の実施形態の画素部２０においては、隣接する複数（本例では４つ）の同色画素ＰＸを含む複数（本例では４）の画素ユニットＰＵにより形成される通常画素群ＮＰＸＧと、焦点機能を制御するための位相差情報を検出するための位相差検出画素群ＰＤＸＧと、が混載され、画素群ＰＸＧ１１，ＰＸＧ１２，ＰＸＧ１４が通常画素群ＮＰＸＧ１１，ＮＰＸＧ１２，ＮＰＸＧ１４として適用され、画素群ＰＸＧ１３の一部が位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０として援用されている。
そして、位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０は、通常画素群ＮＰＸＧ１１，ＮＰＸＧ１２，ＮＰＸＧ１４の画素ユニットＰＵを形成する画素ＮＰＸの数（４）より多い数（５以上、本例では２×４＝８）の同色（本例では緑色（Ｇ））の位相差検出画素ＰＤＰＸを含んで形成されている。
【0115】
さらに、本第１の実施形態の通常画素群ＮＰＸＧ１１,ＮＰＸＧ１２，ＮＰＸＧ１４においては、各画素ユニットＰＵを形成する各画素ＮＰＸに対して平面視して略円形をなすように形成された１つの個別型マイクロレンズＣＭＣＬ１が配置されている。
これに対して、位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０は、位相差検出画素群を形成する配置方向の中央領域ＡＣＴＲにおける４つの位相差検出画素ＰＤＰＸの光電変換部に光を入射する平面視して略円形をなすように形成された１つの共有型マイクロレンズＣＭＣＬ１０と、配置方向の端部領域ＡＥＤＧにおける４つの画素ＰＤＰＸの光電変換部に光を入射する平面視して略円形をなすように形成された４つの個別型マイクロレンズＰＭＣＬ２０が配置されている。
位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０は、たとえば、通常画素群ＮＰＸＧ１１，ＮＰＸＧ１２，ＮＰＸＧ１４に隣接して配置されている２つの同色（Ｇ）の画素ユニットＰＵ２１１，ＰＵ２１２を第１方向（Ｘ方向）に延設するようにして形成されている。
これに対して、位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０は、位相差検出画素群を形成する配置方向の中央領域ＡＣＴＲにおける４つの位相差検出画素ＰＤＰＸの光電変換部に光を入射する平面視して略円形をなすように形成された１つの共有型マイクロレンズＣＭＣＬ１０と、配置方向の端部領域ＡＥＤＧにおける４つの画素ＰＤＰＸの光電変換部に光を入射する平面視して略円形をなすように形成された４つの個別型マイクロレンズＰＭＣＬ２０が配置されている。
位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０は、たとえば、通常画素群ＮＰＸＧ１１，ＮＰＸＧ１２，ＮＰＸＧ１４に隣接して配置されている２つの同色（Ｇ）の画素ユニットＰＵ２１１，ＰＵ２１２を第１方向（Ｘ方向）に延設するようにして形成されている。
【0116】
そして、位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０は、配置方向の中央領域ＡＣＴＲにおける少なくとも一つの位相差検出画素ＰＤＰＸにより取得した位相差検出信号と配置方向の端部領域ＡＥＤＧにおける画素ＰＸにより取得した信号を同じ（共通の）読み出しノードとしてのフローティングディフュージョンＦＤ１１（ＦＤ１２）に読み出し可能である。
【0117】
したがって、本第１の実施形態によれば、微細化画素においても位相差画素の感度低下を抑制することができ、入射光量の低い撮影シーンにおいても高速かつ良好な合焦性能を持つ高い位相差性能を実現することが可能となる。
【0118】
また、本第１の実施形態によれば、位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０は、共有型マイクロレンズＣＭＣＬ１０による光が入射される一対の第１組の位相差検出画素ＰＤＰＸ１と第２組の位相差検出画素ＰＤＰＸ２を含み、第１組の位相差検出画素ＰＤＰＸ１から読み出された位相差検出信号と第２組の位相差検出画素ＰＤＰＸ２から読み出された位相差検出信号とは異なる読み出しノードとしてのフローティングディフュージョンＦＤ１１，ＦＤ１２に読み込まれる。
【0119】
したがって、本第１の実施形態によれば、位相差検出画素を含む領域では、同一のフローティングディフュージョンＦＤに２色以上の信号を読み出すことができ、その結果、位相差検出画素群において同一の読み出しノードに同色の画素信号を、高画質でフレームレートを落とすことなく読み出すことが可能となる。
【0120】
また、本第１の実施形態によれば、位相差検出画素と通常画素の境界部、位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０内の画素境界部のうちの少なくともいずれ一方で遮光膜幅が他の領域より厚く（太く、広く）形成されていることから、混色やブルーミングを効率よく抑制することが可能となる。
【0121】
また、本第１の実施形態によれば、より優れた低照度ＰＤＡＦ(位相検出オートフォーカス)性能とより優れた遮光性能を同時に実現することが可能で、ひいてはより精度の高い画質を実現することが可能となる。
【0122】
以上のように、本第１の実施形態によれば、微細化画素においても位相差検出画素の感度低下を抑制することができ、入射光量の低い撮影シーンにおいても高速かつ良好な合焦性能を持つ高い位相差性能を実現することが可能となり、また、位相差検出画素群において同一の読み出しノードに同色の画素信号を、高画質でフレームレートを落とすことなく読み出すことが可能となる。
【0123】
（第２の実施形態）
図１１は、本発明の第２の実施形態に係る画素部の画素アレイにおける位相差検出画素群の形成例を示す図である。
図１２は、本発明の第２の実施形態に係る画素アレイを形成する位相差検出画素群およびその隣接領域の一例を示す簡略断面図である。
図１３は、本発明の第２の実施形態に係る画素アレイを形成する位相差検出画素群における素子分離部の形成例を示す図である。
図１１は、本発明の第２の実施形態に係る画素部の画素アレイにおける位相差検出画素群の形成例を示す図である。
図１２は、本発明の第２の実施形態に係る画素アレイを形成する位相差検出画素群およびその隣接領域の一例を示す簡略断面図である。
図１３は、本発明の第２の実施形態に係る画素アレイを形成する位相差検出画素群における素子分離部の形成例を示す図である。
【0124】
本第２の実施形態の画素部２０Ａが、上述した第１の実施形態の画素部２０と異なる点は、次の通りである。
【0125】
第１の実施形態の位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０は、中央領域ＡＣＴＲの画素ユニットＰＵ２１３において、平面視して略円形をなすように形成された一つの共有型マイクロレンズＣＭＣＬ１０が、第１の画素ユニットＰＵ２１１の第２の同色画素ＤＰＸの光電変換部ＰＤ２、第４の同色画素ＤＰＸ４の光電変換部ＰＤ４、並びに、第２の画素ユニットＰＵ２１２の第５の同色画素ＤＰＸ５の光電変換部ＰＤ５、および第７の同色画素ＤＰＸ７の光電変換部ＰＤ７に光を入射するように配置されている。
【0126】
これに対して、本第２の実施形態の位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０Ａは、中央領域ＡＣＴＲの画素ユニットＰＵ２１３において、平面視して長円形（楕円形）をなすように形成された２つの共有型マイクロレンズＣＭＣＬ１１、ＣＭＣＬ１２が適用されている。
【0127】
本第２の実施形態の位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０Ａは、中央領域ＡＣＴＲの画素ユニットＰＵ２１３において、第１の共有型マイクロレンズＣＭＣＬ１１が、第１の画素ユニットＰＵ２１１の第２の同色画素ＤＰＸ２の光電変換部ＰＤ２と第２の画素ユニットＰＵ２１２の第５の同色画素ＤＰＸ５の光電変換部ＰＤ５に光を入射するように配置されている。
同様に、中央領域ＡＣＴＲの画素ユニットＰＵ２１３において、第２の共有型マイクロレンズＣＭＣＬ１２が、第１の画素ユニットＰＵ２１１の第４の同色画素ＤＰＸ４の光電変換部ＰＤ４と第２の画素ユニットＰＵ２１２の第７の同色画素ＤＰＸ７の光電変換部ＰＤ７に光を入射するように配置されている。
同様に、中央領域ＡＣＴＲの画素ユニットＰＵ２１３において、第２の共有型マイクロレンズＣＭＣＬ１２が、第１の画素ユニットＰＵ２１１の第４の同色画素ＤＰＸ４の光電変換部ＰＤ４と第２の画素ユニットＰＵ２１２の第７の同色画素ＤＰＸ７の光電変換部ＰＤ７に光を入射するように配置されている。
【0128】
なお、本第２の実施形態に係る位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０Ａにおける素子分離部２２０Ａの形成は、上記した第１の実施形態に係る位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０と同様に行われている。
【0129】
すなわち、位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０Ａは、図１３に示すように、中央領域ＡＣＴＲの画素ユニットＰＵ２１３において、第２の同色画素ＤＰＸ２の光電変換部ＰＤ２と第４の同色画素ＤＰＸ４の光電変換部ＰＤ４間、第５の同色画素ＤＰＸ５の光電変換部ＰＤ５と第７の同色画素ＤＰＸ７の光電変換部ＰＤ７間、第２の同色画素ＤＰＸ２の光電変換部ＰＤ２と第５の同色画素ＤＰＸ５の光電変換部ＰＤ５間、第４の同色画素ＤＰＸ４の光電変換部ＰＤ４と第７の同色画素ＤＰＸ７の光電変換部ＰＤ７間に、ＢＳＭ、あるいはＢＳＭとＢＤＴＩ等により構成される素子分離部２２０Ａ（２２１～２２４）が形成されている。
【0130】
本第２の実施形態によれば、上述した第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
すなわち、本第２の実施形態によれば、微細化画素においても位相差検出画素の感度低下を抑制することができ、入射光量の低い撮影シーンにおいても高速かつ良好な合焦性能を持つ高い位相差性能を実現することが可能となり、また、位相差検出画素群において同一の読み出しノードに同色の画素信号を、高画質でフレームレートを落とすことなく読み出すことが可能となる。
すなわち、本第２の実施形態によれば、微細化画素においても位相差検出画素の感度低下を抑制することができ、入射光量の低い撮影シーンにおいても高速かつ良好な合焦性能を持つ高い位相差性能を実現することが可能となり、また、位相差検出画素群において同一の読み出しノードに同色の画素信号を、高画質でフレームレートを落とすことなく読み出すことが可能となる。
【0131】
また、本第２の実施形態によれば、位相差検出画素と通常画素の境界部、位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０内の画素境界部のうちの少なくともいずれ一方で遮光膜幅が他の領域より厚く（太く、広く）形成されていることから、混色やブルーミングを効率よく抑制することが可能となる。
また、本第２の実施形態によれば、より優れた低照度ＰＤＡＦ(位相検出オートフォーカス)性能とより優れた遮光性能を同時に実現することが可能で、ひいてはより精度の高い画質を実現することが可能となる。
また、本第２の実施形態によれば、より優れた低照度ＰＤＡＦ(位相検出オートフォーカス)性能とより優れた遮光性能を同時に実現することが可能で、ひいてはより精度の高い画質を実現することが可能となる。
【0132】
（第３の実施形態）
図１４は、本発明の第３の実施形態に係る画素アレイを形成する位相差検出画素群における素子分離部の形成例を示す図である。
図１４は、本発明の第３の実施形態に係る画素アレイを形成する位相差検出画素群における素子分離部の形成例を示す図である。
【0133】
本第３の実施形態の画素部２０Ｂが、上述した第１の実施形態の画素部２０と異なる点は、次の通りである。
【0134】
第１の実施形態の位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０は、中央領域ＡＣＴＲの画素ユニットＰＵ２１３において、第２の同色画素ＤＰＸ２の光電変換部ＰＤ２と第４の同色画素ＤＰＸ４の光電変換部ＰＤ４間、第５の同色画素ＤＰＸ５の光電変換部ＰＤ５と第７の同色画素ＤＰＸ７の光電変換部ＰＤ７間、第２の同色画素ＤＰＸ２の光電変換部ＰＤ２と第５の同色画素ＤＰＸ５の光電変換部ＰＤ５間、第４の同色画素ＤＰＸ４の光電変換部ＰＤ４と第７の同色画素ＤＰＸ７の光電変換部ＰＤ７間に、ＢＳＭ、あるいはＢＳＭとＢＤＴＩ等により構成される素子分離部２２０（２２１～２２４）が形成されている。
【0135】
これに対して、本第３の実施形態の位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０Ｂは、中央領域ＡＣＴＲの画素ユニットＰＵ２１３において、第２の同色画素ＤＰＸ２の光電変換部ＰＤ２と第４の同色画素ＤＰＸ４の光電変換部ＰＤ４間、第５の同色画素ＤＰＸ５の光電変換部ＰＤ５と第７の同色画素ＤＰＸ７の光電変換部ＰＤ７間に選択的に素子分離部（２２１，２２２）が形成されず、第２の同色画素ＤＰＸ２の光電変換部ＰＤ２と第５の同色画素ＤＰＸ５の光電変換部ＰＤ５間、第４の同色画素ＤＰＸ４の光電変換部ＰＤ４と第７の同色画素ＤＰＸ７の光電変換部ＰＤ７間に、ＢＳＭ、あるいはＢＳＭとＢＤＴＩ等により構成される素子分離部２２０Ｂ（２２３，２２４）が選択的に形成されている。
【0136】
本第３の実施形態によれば、上述した第１の実施形態と同様の効果を得ることができることはもとより、他領域への不要輻射を抑制することが可能で、画素間のクロストークを小さくすることができる。
【0137】
（第４の実施形態）
図１５は、本発明の第４の実施形態に係る画素アレイを形成する位相差検出画素群における素子分離部の形成例を示す図である。
図１５は、本発明の第４の実施形態に係る画素アレイを形成する位相差検出画素群における素子分離部の形成例を示す図である。
【0138】
本第４の実施形態の画素部２０Ｃが、上述した第１の実施形態の画素部２０と異なる点は、次の通りである。
【0139】
第１の実施形態の位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０は、中央領域ＡＣＴＲの画素ユニットＰＵ２１３において、第２の同色画素ＤＰＸ２の光電変換部ＰＤ２と第４の同色画素ＤＰＸ４の光電変換部ＰＤ４間、第５の同色画素ＤＰＸ５の光電変換部ＰＤ５と第７の同色画素ＤＰＸ７の光電変換部ＰＤ７間、第２の同色画素ＤＰＸ２の光電変換部ＰＤ２と第５の同色画素ＤＰＸ５の光電変換部ＰＤ５間、第４の同色画素ＤＰＸ４の光電変換部ＰＤ４と第７の同色画素ＤＰＸ７の光電変換部ＰＤ７間に、ＢＳＭ、あるいはＢＳＭとＢＤＴＩ等により構成される素子分離部２２０Ａ（２２１～２２４）が形成されている。
【0140】
これに対して、本第４の実施形態の位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０Ｃは、中央領域ＡＣＴＲの画素ユニットＰＵ２１３において、第２の同色画素ＤＰＸ２の光電変換部ＰＤ２と第４の同色画素ＤＰＸ４の光電変換部ＰＤ４間、第５の同色画素ＤＰＸ５の光電変換部ＰＤ５と第７の同色画素ＤＰＸ７の光電変換部ＰＤ７間に選択的に素子分離部２２０Ｃ（２２３，２２４）が形成されていないとともに、第２の同色画素ＤＰＸ２の光電変換部ＰＤ２と第５の同色画素ＤＰＸ５の光電変換部ＰＤ５間、第４の同色画素ＤＰＸ４の光電変換部ＰＤ４と第７の同色画素ＤＰＸ７の光電変換部ＰＤ７間に、ＢＳＭ、あるいはＢＳＭとＢＤＴＩ等により構成される素子分離部２２０Ｃ（２２１，２２２）が選択的に形成されていない。
【0141】
本第４の実施形態によれば、上述した第１の実施形態と同様の効果を得ることができることはもとより、他領域への不要輻射を抑制することが可能で、画素間のクロストークを小さくすることができる。
【0142】
（第５の実施形態）
図１６は、本発明の第５の実施形態に係る画素アレイを形成する位相差検出画素群における素子分離部の形成例を示す図である。
図１６は、本発明の第５の実施形態に係る画素アレイを形成する位相差検出画素群における素子分離部の形成例を示す図である。
【0143】
本第５の実施形態の画素部２０Ｄが、上述した第２の実施形態の画素部２０Ａと異なる点は、次の通りである。
【0144】
第２の実施形態の位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０Ａは、中央領域ＡＣＴＲの画素ユニットＰＵ２１３において、第２の同色画素ＤＰＸ２の光電変換部ＰＤ２と第４の同色画素ＤＰＸ４の光電変換部ＰＤ４間、第５の同色画素ＤＰＸ５の光電変換部ＰＤ５と第７の同色画素ＤＰＸ７の光電変換部ＰＤ７間、第２の同色画素ＤＰＸ２の光電変換部ＰＤ２と第５の同色画素ＤＰＸ５の光電変換部ＰＤ５間、第４の同色画素ＤＰＸ４の光電変換部ＰＤ４と第７の同色画素ＤＰＸ７の光電変換部ＰＤ７間に、ＢＳＭ、あるいはＢＳＭとＢＤＴＩ等により構成される素子分離部２２０Ａ（２２１～２２４）が形成されている。
【0145】
これに対して、本第５の実施形態の位相差検出画素群ＰＤＸＧ１０Ｄは、中央領域ＡＣＴＲの画素ユニットＰＵ２１３において、第２の同色画素ＤＰＸ２の光電変換部ＰＤ２と第４の同色画素ＤＰＸ４の光電変換部ＰＤ４間、第５の同色画素ＤＰＸ５の光電変換部ＰＤ５と第７の同色画素ＤＰＸ７の光電変換部ＰＤ７間に選択的に素子分離部（２２３，２２４）が形成されており、第２の同色画素ＤＰＸ２の光電変換部ＰＤ２と第５の同色画素ＤＰＸ５の光電変換部ＰＤ５間、第４の同色画素ＤＰＸ４の光電変換部ＰＤ４と第７の同色画素ＤＰＸ７の光電変換部ＰＤ７間に、ＢＳＭ、あるいはＢＳＭとＢＤＴＩ等により構成される素子分離部２２０Ｄ（２２１，２２２）が選択的に形成されていない。
【0146】
本第５の実施形態によれば、上述した第２の実施形態と同様の効果を得ることができることはもとより、他領域への不要輻射を抑制することが可能で、画素間のクロストークを小さくすることができる。
【0147】
以上説明した固体撮像装置１０，１０Ａ～１０Ｄは、デジタルカメラやビデオカメラ、携帯端末、あるいは監視用カメラ、医療用内視鏡用カメラなどの電子機器に、撮像デバイスとして適用することができる。
【0148】
図１７は、本発明の実施形態に係る固体撮像装置が適用されるカメラシステムを搭載した電子機器の構成の一例を示す図である。
【0149】
本電子機器８００は、図１７に示すように、本実施形態に係る固体撮像装置１０，１０Ａ～１０Ｄが適用可能なＣＭＯＳイメージセンサ８１０を有する。
さらに、電子機器８００は、このＣＭＯＳイメージセンサ８１０の画素領域に入射光を導く（被写体像を結像する）光学系（レンズ等）８２０を有する。
電子機器８００は、ＣＭＯＳイメージセンサ８１０の出力信号を処理する信号処理回路(ＰＲＣ)８３０を有する。
さらに、電子機器８００は、このＣＭＯＳイメージセンサ８１０の画素領域に入射光を導く（被写体像を結像する）光学系（レンズ等）８２０を有する。
電子機器８００は、ＣＭＯＳイメージセンサ８１０の出力信号を処理する信号処理回路(ＰＲＣ)８３０を有する。
【0150】
信号処理回路８３０は、ＣＭＯＳイメージセンサ８１０の出力信号に対して所定の信号処理を施す。
信号処理回路８３０で処理された画像信号は、液晶ディスプレイ等からなるモニタに動画として映し出し、あるいはプリンタに出力することも可能であり、またメモリカード等の記録媒体に直接記録する等、種々の態様が可能である。
信号処理回路８３０で処理された画像信号は、液晶ディスプレイ等からなるモニタに動画として映し出し、あるいはプリンタに出力することも可能であり、またメモリカード等の記録媒体に直接記録する等、種々の態様が可能である。
【0151】
上述したように、ＣＭＯＳイメージセンサ８１０として、前述した固体撮像装置１０，１０Ａ～１０Ｄを搭載することで、高性能、小型、低コストのカメラシステムを提供することが可能となる。
そして、カメラの設置の要件に実装サイズ、接続可能ケーブル本数、ケーブル長さ、設置高さなどの制約がある用途に使われる、たとえば、監視用カメラ、医療用内視鏡用カメラなどの電子機器を実現することができる。
そして、カメラの設置の要件に実装サイズ、接続可能ケーブル本数、ケーブル長さ、設置高さなどの制約がある用途に使われる、たとえば、監視用カメラ、医療用内視鏡用カメラなどの電子機器を実現することができる。
【符号の説明】
【0152】
１０，１０Ａ～１０Ｄ・・・固体撮像装置、２０，２０Ａ～２０Ｄ・・・画素部、２００，２００Ａ～２００Ｄ・・・画素アレイ、ＰＸ・・・画素、ＰＤＰＸ,ＤＰＸ・・・位相差検出画素、ＰＸＧ・・・画素群、ＮＰＸＧ・・・通常画素群、ＰＤＸＧ・・・位相差検出画素群、ＰＵ・・・画素ユニット、ＣＭＣＬ２０, ＣＭＣＬ２１, ＣＭＣＬ２２・・・共有型マイクロレンズ、ＰＭＣＬ２０, ＰＭＣＬ２１, ＰＭＣＬ２２・・・個別型マイクロレンズ、ＳＬＤＦ, ＳＬＤＦ２１，２ ＳＬＤＦ２１, ＳＬＤＦ２２・・・遮光膜、ＦＤ，ＦＤ１１，ＦＤ１２・・・フローティングディフュージョン（読み出しノード）、３０・・・垂直走査回路、４０・・・読み出し回路、５０・・・水平走査回路、６０・・・タイミング制御回路、７０・・・読み出し駆動制御部、８００・・・電子機器、８１０・・・ＣＭＯＳイメージセンサ、８２０・・・光学系、８３０・・・信号処理回路（ＰＲＣ）。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【手続補正書】
【提出日】2023-09-25
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【手続補正書】
【提出日】2024-02-22
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
光電変換部を含む複数の画素がアレイ状に配置された画素部を有し、
前記画素部においては、
隣接する複数の同色画素を含む複数の画素ユニットにより形成される通常画素群と、
前記通常画素群の前記画素ユニットを形成する画素の数より多い数の同色の位相差検出画素を含んで形成され、焦点機能を制御するための位相差情報を検出するための位相差検出画素群と、が混載され、
前記位相差検出画素群は、
複数の同色画素がマトリクス状に、第１方向および前記第１方向に直交する第２方向の少なくともいずれか一方の方向に延設するようにして形成され、
配置方向の中央領域における複数の位相差検出画素のうち少なくとも２つの位相差検出画素の光電変換部に光を入射する少なくとも一つの共有型マイクロレンズを含み、
前記中央領域における少なくとも一つの位相差検出画素により取得した位相差検出信号と前記配置方向の端部領域における画素により取得した信号を同じ読み出しノードに読み出し可能である
固体撮像装置。
前記画素部においては、
隣接する複数の同色画素を含む複数の画素ユニットにより形成される通常画素群と、
前記通常画素群の前記画素ユニットを形成する画素の数より多い数の同色の位相差検出画素を含んで形成され、焦点機能を制御するための位相差情報を検出するための位相差検出画素群と、が混載され、
前記位相差検出画素群は、
複数の同色画素がマトリクス状に、第１方向および前記第１方向に直交する第２方向の少なくともいずれか一方の方向に延設するようにして形成され、
配置方向の中央領域における複数の位相差検出画素のうち少なくとも２つの位相差検出画素の光電変換部に光を入射する少なくとも一つの共有型マイクロレンズを含み、
前記中央領域における少なくとも一つの位相差検出画素により取得した位相差検出信号と前記配置方向の端部領域における画素により取得した信号を同じ読み出しノードに読み出し可能である
固体撮像装置。
【請求項2】
前記位相差検出画素群において、
前記共有型マイクロレンズによる光が入射される一対の第１組の位相差検出画素と第２組の位相差検出画素を含み、
前記第１組の位相差検出画素から読み出された位相差検出信号と前記第２組の位相差検出画素から読み出された位相差検出信号とは異なる読み出しノードに読み込まれる
請求項１記載の固体撮像装置。
前記共有型マイクロレンズによる光が入射される一対の第１組の位相差検出画素と第２組の位相差検出画素を含み、
前記第１組の位相差検出画素から読み出された位相差検出信号と前記第２組の位相差検出画素から読み出された位相差検出信号とは異なる読み出しノードに読み込まれる
請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項3】
前記位相差検出画素群は、
前記配置方向の端部領域における複数の位相差検出画素ごとに、当該位相差検出画素の光電変換部に光を入射する複数の個別型マイクロレンズを含む
請求項２記載の固体撮像装置。
前記配置方向の端部領域における複数の位相差検出画素ごとに、当該位相差検出画素の光電変換部に光を入射する複数の個別型マイクロレンズを含む
請求項２記載の固体撮像装置。
【請求項4】
前記画素は、
蓄積期間に光電変換により生成した電荷を蓄積する前記光電変換部としての光電変換素子と、
前記光電変換素子に蓄積された電荷を前記蓄積期間後の転送期間に転送可能な転送素子と、
前記転送素子を通じて前記光電変換素子で蓄積された電荷が転送される前記読み出しノードとしてのフローティングディフュージョンと、を含み、
前記位相差検出画素群においては、
前記位相差検出信号を取得するための前記中央領域における少なくとも一つの位相差検出画素と、前記信号を取得するための前記端部領域における位相差検出画素は、前記フローティングディフュージョンを共有する共有構造を有する
請求項３記載の固体撮像装置。
蓄積期間に光電変換により生成した電荷を蓄積する前記光電変換部としての光電変換素子と、
前記光電変換素子に蓄積された電荷を前記蓄積期間後の転送期間に転送可能な転送素子と、
前記転送素子を通じて前記光電変換素子で蓄積された電荷が転送される前記読み出しノードとしてのフローティングディフュージョンと、を含み、
前記位相差検出画素群においては、
前記位相差検出信号を取得するための前記中央領域における少なくとも一つの位相差検出画素と、前記信号を取得するための前記端部領域における位相差検出画素は、前記フローティングディフュージョンを共有する共有構造を有する
請求項３記載の固体撮像装置。
【請求項5】
前記画素部において、
前記画素間の境界部には不要な光の入射を防止する遮光膜が形成され、
前記位相差検出画素群においては、
前記位相差検出信号を取得するための前記中央領域における少なくとも一つの位相差検出画素と、前記信号を取得するための前記端部領域における位相差検出画素間の境界部の少なくとも一部に、不要な光の入射を防止する遮光膜が前記端部領域における位相差検出画素の少なくとも一部に空間的に重なるように形成されている
請求項４記載の固体撮像装置。
前記画素間の境界部には不要な光の入射を防止する遮光膜が形成され、
前記位相差検出画素群においては、
前記位相差検出信号を取得するための前記中央領域における少なくとも一つの位相差検出画素と、前記信号を取得するための前記端部領域における位相差検出画素間の境界部の少なくとも一部に、不要な光の入射を防止する遮光膜が前記端部領域における位相差検出画素の少なくとも一部に空間的に重なるように形成されている
請求項４記載の固体撮像装置。
【請求項6】
前記位相差検出画素と通常画素の境界部、前記位相差検出画素群内の画素境界部のうちの少なくともいずれかで遮光膜の膜幅が他の画素間領域の遮光膜より厚く形成されている
請求項５記載の固体撮像装置。
請求項５記載の固体撮像装置。
【請求項7】
前記位相差検出画素群は、
前記通常画素群に隣接して配置されている２つの第１の画素ユニットおよび第２の画素ユニットを第１方向および前記第１方向に直交する第２方向の少なくともいずれか一方の方向に延設するようにして形成されている
請求項５記載の固体撮像装置。
前記通常画素群に隣接して配置されている２つの第１の画素ユニットおよび第２の画素ユニットを第１方向および前記第１方向に直交する第２方向の少なくともいずれか一方の方向に延設するようにして形成されている
請求項５記載の固体撮像装置。
【請求項8】
前記位相差検出画素群において、
前記第１の画素ユニットは、
第１の同色画素、第２の同色画素、第３の同色画素、および第４の同色画素の４つが、
第１方向または第２方向に、前記第１の同色画素と前記第２の同色画素が隣接するとともに、前記第３の同色画素と前記第４の同色画素が隣接し、
前記第１方向または第２方向に直交する第２方向または第１方向に、前記第１の同色画素と前記第３の同色画素が隣接するとともに、前記第２の同色画素と前記第４の同色画素が隣接するように正方配列され、
前記第２の画素ユニットは、
第５の同色画素、第６の同色画素、第７の同色画素、および第８の同色画素の４つが、
第１方向または第２方向に、前記第５の同色画素と前記第６の同色画素が隣接するとともに、前記第７の同色画素と前記第８の同色画素が隣接し、
前記第１方向または第２方向に直交する第２方向または第１方向に、前記第５の同色画素と前記第７の同色画素が隣接するとともに、前記第６の同色画素と前記第８の同色画素が隣接するように正方配列され、
前記第１の画素ユニットと前記第２の画素ユニットは、
第１方向または第２方向に、前記第２の同色画素と前記第５の同色画素が隣接するとともに、前記第４の同色画素と前記第７の同色画素が隣接するように配列され、
前記中央領域の画素ユニットは、
前記第１の画素ユニットの第２の同色画素、第４の同色画素、並びに、前記第２の画素ユニットの第５の同色画素、および第７の同色画素の４つが正方配列されて形成されている
請求項７記載の固体撮像装置。
前記第１の画素ユニットは、
第１の同色画素、第２の同色画素、第３の同色画素、および第４の同色画素の４つが、
第１方向または第２方向に、前記第１の同色画素と前記第２の同色画素が隣接するとともに、前記第３の同色画素と前記第４の同色画素が隣接し、
前記第１方向または第２方向に直交する第２方向または第１方向に、前記第１の同色画素と前記第３の同色画素が隣接するとともに、前記第２の同色画素と前記第４の同色画素が隣接するように正方配列され、
前記第２の画素ユニットは、
第５の同色画素、第６の同色画素、第７の同色画素、および第８の同色画素の４つが、
第１方向または第２方向に、前記第５の同色画素と前記第６の同色画素が隣接するとともに、前記第７の同色画素と前記第８の同色画素が隣接し、
前記第１方向または第２方向に直交する第２方向または第１方向に、前記第５の同色画素と前記第７の同色画素が隣接するとともに、前記第６の同色画素と前記第８の同色画素が隣接するように正方配列され、
前記第１の画素ユニットと前記第２の画素ユニットは、
第１方向または第２方向に、前記第２の同色画素と前記第５の同色画素が隣接するとともに、前記第４の同色画素と前記第７の同色画素が隣接するように配列され、
前記中央領域の画素ユニットは、
前記第１の画素ユニットの第２の同色画素、第４の同色画素、並びに、前記第２の画素ユニットの第５の同色画素、および第７の同色画素の４つが正方配列されて形成されている
請求項７記載の固体撮像装置。
【請求項9】
前記位相差検出画素群は、
前記第１の画素ユニットおける第１の同色画素、第２の同色画素、第３の同色画素、および第４の同色画素の４つが、第１の読み出しノードとしての第１のフローティングディフュージョンを共有する第１の共有構造と、
前記第２の画素ユニットにおける第５の同色画素、第６の同色画素、第７の同色画素、および第８の同色画素の４つが、第２の読み出しノードとしての第２のフローティングディフュージョンを共有する第２の共有構造と、を有する
請求項８記載の固体撮像装置。
前記第１の画素ユニットおける第１の同色画素、第２の同色画素、第３の同色画素、および第４の同色画素の４つが、第１の読み出しノードとしての第１のフローティングディフュージョンを共有する第１の共有構造と、
前記第２の画素ユニットにおける第５の同色画素、第６の同色画素、第７の同色画素、および第８の同色画素の４つが、第２の読み出しノードとしての第２のフローティングディフュージョンを共有する第２の共有構造と、を有する
請求項８記載の固体撮像装置。
【請求項10】
前記中央領域の画素ユニットにおいては、
一つの前記共有型マイクロレンズが、
前記第１の画素ユニットの前記第２の同色画素の光電変換部、前記第４の同色画素の光電変換部、並びに、前記第２の画素ユニットの前記第５の同色画素の光電変換部、および前記第７の同色画素の光電変換部に光を入射するように配置されている
請求項９記載の固体撮像装置。
一つの前記共有型マイクロレンズが、
前記第１の画素ユニットの前記第２の同色画素の光電変換部、前記第４の同色画素の光電変換部、並びに、前記第２の画素ユニットの前記第５の同色画素の光電変換部、および前記第７の同色画素の光電変換部に光を入射するように配置されている
請求項９記載の固体撮像装置。
【請求項11】
前記中央領域の画素ユニットにおいて、
前記第２の同色画素の光電変換部と前記第４の同色画素の光電変換部間、前記第５の同色画素の光電変換部と前記第７の同色画素の光電変換部間、前記第２の同色画素の光電変換部と前記第５の同色画素の光電変換部間、前記第４の同色画素の光電変換部と前記第７の同色画素の光電変換部間に、素子分離部が形成されている
請求項１０記載の固体撮像装置。
前記第２の同色画素の光電変換部と前記第４の同色画素の光電変換部間、前記第５の同色画素の光電変換部と前記第７の同色画素の光電変換部間、前記第２の同色画素の光電変換部と前記第５の同色画素の光電変換部間、前記第４の同色画素の光電変換部と前記第７の同色画素の光電変換部間に、素子分離部が形成されている
請求項１０記載の固体撮像装置。
【請求項12】
前記中央領域の画素ユニットにおいて、
前記第２の同色画素の光電変換部と前記第４の同色画素の光電変換部間、前記第５の同色画素の光電変換部と前記第７の同色画素の光電変換部間に素子分離部が形成されず、前記第２の同色画素の光電変換部と前記第５の同色画素の光電変換部間、前記第４の同色画素の光電変換部と前記第７の同色画素の光電変換部間に、素子分離部が形成されている
請求項１０記載の固体撮像装置。
前記第２の同色画素の光電変換部と前記第４の同色画素の光電変換部間、前記第５の同色画素の光電変換部と前記第７の同色画素の光電変換部間に素子分離部が形成されず、前記第２の同色画素の光電変換部と前記第５の同色画素の光電変換部間、前記第４の同色画素の光電変換部と前記第７の同色画素の光電変換部間に、素子分離部が形成されている
請求項１０記載の固体撮像装置。
【請求項13】
前記中央領域の画素ユニットにおいて、
前記第２の同色画素の光電変換部と前記第４の同色画素の光電変換部間、前記第５の同色画素の光電変換部と前記第７の同色画素の光電変換部間に素子分離部が形成されず、前記第２の同色画素の光電変換部と前記第５の同色画素の光電変換部間、前記第４の同色画素の光電変換部と前記第７の同色画素の光電変換部間に、素子分離部が形成されていない
請求項１０記載の固体撮像装置。
前記第２の同色画素の光電変換部と前記第４の同色画素の光電変換部間、前記第５の同色画素の光電変換部と前記第７の同色画素の光電変換部間に素子分離部が形成されず、前記第２の同色画素の光電変換部と前記第５の同色画素の光電変換部間、前記第４の同色画素の光電変換部と前記第７の同色画素の光電変換部間に、素子分離部が形成されていない
請求項１０記載の固体撮像装置。
【請求項14】
前記中央領域の画素ユニットにおいては、
第１の共有型マイクロレンズが、
前記第１の画素ユニットの前記第２の同色画素の光電変換部と前記第２の画素ユニットの前記第５の同色画素の光電変換部に光を入射するように配置され、
第２の共有型マイクロレンズが、
前記第１の画素ユニットの前記第４の同色画素の光電変換部と前記第２の画素ユニットの前記第７の同色画素の光電変換部に光を入射するように配置されている
請求項９記載の固体撮像装置。
第１の共有型マイクロレンズが、
前記第１の画素ユニットの前記第２の同色画素の光電変換部と前記第２の画素ユニットの前記第５の同色画素の光電変換部に光を入射するように配置され、
第２の共有型マイクロレンズが、
前記第１の画素ユニットの前記第４の同色画素の光電変換部と前記第２の画素ユニットの前記第７の同色画素の光電変換部に光を入射するように配置されている
請求項９記載の固体撮像装置。
【請求項15】
前記中央領域の画素ユニットにおいて、
前記第２の同色画素の光電変換部と前記第４の同色画素の光電変換部間、前記第５の同色画素の光電変換部と前記第７の同色画素の光電変換部間、前記第２の同色画素の光電変換部と前記第５の同色画素の光電変換部間、前記第４の同色画素の光電変換部と前記第７の同色画素の光電変換部間に、素子分離部が形成されている
請求項１４記載の固体撮像装置。
前記第２の同色画素の光電変換部と前記第４の同色画素の光電変換部間、前記第５の同色画素の光電変換部と前記第７の同色画素の光電変換部間、前記第２の同色画素の光電変換部と前記第５の同色画素の光電変換部間、前記第４の同色画素の光電変換部と前記第７の同色画素の光電変換部間に、素子分離部が形成されている
請求項１４記載の固体撮像装置。
【請求項16】
前記中央領域の画素ユニットにおいて、
前記第２の同色画素の光電変換部と前記第４の同色画素の光電変換部間、前記第５の同色画素の光電変換部と前記第７の同色画素の光電変換部間に素子分離部が形成され、前記第２の同色画素の光電変換部と前記第５の同色画素の光電変換部間、前記第４の同色画素の光電変換部と前記第７の同色画素の光電変換部間に、素子分離部が形成されていない
請求項１４記載の固体撮像装置。
前記第２の同色画素の光電変換部と前記第４の同色画素の光電変換部間、前記第５の同色画素の光電変換部と前記第７の同色画素の光電変換部間に素子分離部が形成され、前記第２の同色画素の光電変換部と前記第５の同色画素の光電変換部間、前記第４の同色画素の光電変換部と前記第７の同色画素の光電変換部間に、素子分離部が形成されていない
請求項１４記載の固体撮像装置。
【請求項17】
前記位相差検出画素群において、
第１の個別型マイクロレンズが、
前記第１の画素ユニットの前記第１の同色画素の光電変換部に光を入射するように配置され、
第２の個別型マイクロレンズが、
前記第１の画素ユニットの前記第３の同色画素の光電変換部に光を入射するように配置され、
第３の個別型マイクロレンズが、
前記第２の画素ユニットの前記第６の同色画素の光電変換部に光を入射するように配置され、
第４の個別型マイクロレンズが、
前記第２の画素ユニットの前記第８の同色画素の光電変換部に光を入射するように配置されている
請求項８から１６のいずれか一に記載の固体撮像装置。
第１の個別型マイクロレンズが、
前記第１の画素ユニットの前記第１の同色画素の光電変換部に光を入射するように配置され、
第２の個別型マイクロレンズが、
前記第１の画素ユニットの前記第３の同色画素の光電変換部に光を入射するように配置され、
第３の個別型マイクロレンズが、
前記第２の画素ユニットの前記第６の同色画素の光電変換部に光を入射するように配置され、
第４の個別型マイクロレンズが、
前記第２の画素ユニットの前記第８の同色画素の光電変換部に光を入射するように配置されている
請求項８から１６のいずれか一に記載の固体撮像装置。
【請求項18】
前記位相差検出画素群において、
第１の端部領域を形成する前記第１の画素ユニットの前記第１の同色画素および前記第３の同色画素と、前記中央領域の画素ユニットの前記第２の同色画素および前記第４の同色画素との第１の境界部から前記第１の端部領域に向かって前記第１の個別型マイクロレンズおよび前記第２の個別型マイクロレンズの少なくとも一部に空間的に重なるように、不要な光の入射を防止する第１の遮光膜が形成され、
第２の端部領域を形成する前記第２の画素ユニットの前記第６の同色画素および前記第８の同色画素と、前記中央領域の画素ユニットの前記第５の同色画素および前記第７の同色画素との第２の境界部から第１の端部とは反対方向である第２の端部に向かって前記第３の個別型マイクロレンズおよび前記第４の個別型マイクロレンズの少なくとも一部に空間的に重なるように、不要な光の入射を防止する第２の遮光膜が形成されている
請求項１７記載の固体撮像装置。
第１の端部領域を形成する前記第１の画素ユニットの前記第１の同色画素および前記第３の同色画素と、前記中央領域の画素ユニットの前記第２の同色画素および前記第４の同色画素との第１の境界部から前記第１の端部領域に向かって前記第１の個別型マイクロレンズおよび前記第２の個別型マイクロレンズの少なくとも一部に空間的に重なるように、不要な光の入射を防止する第１の遮光膜が形成され、
第２の端部領域を形成する前記第２の画素ユニットの前記第６の同色画素および前記第８の同色画素と、前記中央領域の画素ユニットの前記第５の同色画素および前記第７の同色画素との第２の境界部から第１の端部とは反対方向である第２の端部に向かって前記第３の個別型マイクロレンズおよび前記第４の個別型マイクロレンズの少なくとも一部に空間的に重なるように、不要な光の入射を防止する第２の遮光膜が形成されている
請求項１７記載の固体撮像装置。
【請求項19】
光電変換部を含む複数の画素がアレイ状に配置された画素部を有し、
前記画素部においては、
隣接する複数の同色画素を含む複数の画素ユニットにより形成される通常画素群と、
前記通常画素群の前記画素ユニットを形成する画素の数より多い数の同色の位相差検出画素を含んで形成され、焦点機能を制御するための位相差情報を検出するための位相差検出画素群と、が混載されている固体撮像装置の製造方法であって、
前記位相差検出画素群の形成工程において、
複数の同色画素をマトリクス状に、第１方向および前記第１方向に直交する第２方向の少なくともいずれか一方の方向に延設するようにして形成し、
配置方向の中央領域における複数の位相差検出画素のうち少なくとも２つの位相差検出画素の光電変換部に光を入射する少なくとも一つの共有型マイクロレンズを形成し、
前記中央領域における少なくとも一つの位相差検出画素により取得した位相差検出信号と前記配置方向の端部領域における画素により取得した信号を同じ読み出しノードに読み出し可能に形成する
固体撮像装置の製造方法。
前記画素部においては、
隣接する複数の同色画素を含む複数の画素ユニットにより形成される通常画素群と、
前記通常画素群の前記画素ユニットを形成する画素の数より多い数の同色の位相差検出画素を含んで形成され、焦点機能を制御するための位相差情報を検出するための位相差検出画素群と、が混載されている固体撮像装置の製造方法であって、
前記位相差検出画素群の形成工程において、
複数の同色画素をマトリクス状に、第１方向および前記第１方向に直交する第２方向の少なくともいずれか一方の方向に延設するようにして形成し、
配置方向の中央領域における複数の位相差検出画素のうち少なくとも２つの位相差検出画素の光電変換部に光を入射する少なくとも一つの共有型マイクロレンズを形成し、
前記中央領域における少なくとも一つの位相差検出画素により取得した位相差検出信号と前記配置方向の端部領域における画素により取得した信号を同じ読み出しノードに読み出し可能に形成する
固体撮像装置の製造方法。
【請求項20】
固体撮像装置と、
前記固体撮像装置に被写体像を結像する光学系と、を有し、
前記固体撮像装置は、
光電変換部を含む複数の画素がアレイ状に配置された画素部を有し、
前記画素部においては、
隣接する複数の同色画素を含む複数の画素ユニットにより形成される通常画素群と、
前記通常画素群の前記画素ユニットを形成する画素の数より多い数の同色の位相差検出画素を含んで形成され、焦点機能を制御するための位相差情報を検出するための位相差検出画素群と、が混載され、
前記位相差検出画素群は、
複数の同色画素がマトリクス状に、第１方向および前記第１方向に直交する第２方向の少なくともいずれか一方の方向に延設するようにして形成され、
配置方向の中央領域における複数の位相差検出画素のうち少なくとも２つの位相差検出画素の光電変換部に光を入射する少なくとも一つの共有型マイクロレンズを含み、
前記中央領域における少なくとも一つの位相差検出画素により取得した位相差検出信号と前記配置方向の端部領域における画素により取得した信号を同じ読み出しノードに読み出し可能である
電子機器。
前記固体撮像装置に被写体像を結像する光学系と、を有し、
前記固体撮像装置は、
光電変換部を含む複数の画素がアレイ状に配置された画素部を有し、
前記画素部においては、
隣接する複数の同色画素を含む複数の画素ユニットにより形成される通常画素群と、
前記通常画素群の前記画素ユニットを形成する画素の数より多い数の同色の位相差検出画素を含んで形成され、焦点機能を制御するための位相差情報を検出するための位相差検出画素群と、が混載され、
前記位相差検出画素群は、
複数の同色画素がマトリクス状に、第１方向および前記第１方向に直交する第２方向の少なくともいずれか一方の方向に延設するようにして形成され、
配置方向の中央領域における複数の位相差検出画素のうち少なくとも２つの位相差検出画素の光電変換部に光を入射する少なくとも一つの共有型マイクロレンズを含み、
前記中央領域における少なくとも一つの位相差検出画素により取得した位相差検出信号と前記配置方向の端部領域における画素により取得した信号を同じ読み出しノードに読み出し可能である
電子機器。