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公開番号2023174229
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-12-07
出願番号2022086972
出願日2022-05-27
発明の名称光電変換装置
出願人キヤノン株式会社
代理人個人,個人
主分類H01L 27/146 20060101AFI20231130BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】光電変換装置の位相差検出の精度低下
【解決手段】半導体層に設けられた複数の光電変換領域と、マイクロレンズと、をそれぞれが有する画素と、を含み、前記半導体層は、前記マイクロレンズが形成された面に対向する面側から順に第1の深さと、第2の深さと、前記第1の深さと前記第2の深さとの間の深さである第3の深さと、を有し、前記第1の深さにおいて前記複数の光電変換領域を分離し、第1の方向に延在する第1の分離部と、記第2の深さにおいて前記複数の光電変換領域を分離し、第2の方向に延在する第2の分離部と、前記第3の深さにおいて前記複数の光電変換領域を分離し、第3の方向に延在する第3の分離部と、を有し、前記第1の分離部と前記第3の分離部がなす90度以下の角は、前記第1の分離部と前記第2の分離部がなす90度以下の角よりも小さいことを特徴とする光電変換装置。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
半導体層に設けられた複数の光電変換領域と、マイクロレンズと、をそれぞれが有する画素と、を含み、
前記半導体層は、前記マイクロレンズが形成された面に対向する面側から順に第１の深さと、第２の深さと、前記第１の深さと前記第２の深さとの間の深さである第３の深さと、を有し、
前記第１の深さにおいて前記複数の光電変換領域を分離し、第１の方向に延在する第１の分離部と、
前記第２の深さにおいて前記複数の光電変換領域を分離し、第２の方向に延在する第２の分離部と、
前記第３の深さにおいて前記複数の光電変換領域を分離し、第３の方向に延在する第３の分離部と、を有し、
前記第１の分離部と前記第３の分離部がなす９０度以下の角は、前記第１の分離部と前記第２の分離部がなす９０度以下の角よりも小さいことを特徴とする光電変換装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記第２の深さと前記第３の深さの間の第４の深さに、複数の光電変換領域を分離し、第４の方向に延在する第４の分離部を有し、
前記第１の分離部と前記第４の分離部がなす９０度以下の角は、前記第１の分離部と前記第２の分離部がなす９０度以下の角よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の光電変換装置。
【請求項３】
前記第１の分離部と前記第４の分離部がなす９０度以下の角は、前記第１の分離部と前記第３の分離部がなす９０度以下の角よりも大きいことを特徴とする請求項２に記載の光電変換装置。
【請求項４】
前記複数の光電変換領域は、前記第１の分離部によって分離される第１の光電変換領域と第２の光電変換領域と、前記第３の分離部によって分離される第３の光電変換領域と第４の光電変換領域と、を有し、
平面視で、前記第１の光電変換領域と前記第３の光電変換領域とが重なり、前記第１の光電変換領域と前記第４の光電変換領域とが重ならないことを特徴とする請求項１に記載の光電変換装置。
【請求項５】
前記複数の光電変換領域は、前記第１の分離部によって分離される第１の光電変換領域および第２の光電変換領域と、前記第３の分離部によって分離される第３の光電変換領域および第４の光電変換領域と、を有し、
前記第１の光電変換領域と前記第３の光電変換領域との間のポテンシャル差は、前記第１の光電変換領域と前記第４の光電変換領域との間のポテンシャル差よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の光電変換装置。
【請求項６】
前記複数の光電変換領域は、前記第１の分離部によって分離される第１の光電変換領域と第２の光電変換領域とを有し、
前記第１の分離部の、前記複数の光電変換領域で生成される信号電荷に対するポテンシャルは、前記第１の光電変換領域および前記第２の光電変換領域の、前記信号電荷に対するポテンシャルよりも高いことを特徴とする請求項１に記載の光電変換装置。
【請求項７】
前記複数の光電変換領域のそれぞれが台形の領域を有し、
前記第１の分離部によって分離される第１の光電変換領域と第２の光電変換領域とはその長手方向に沿って第１の分離部が配された矩形の領域を有することを特徴とする請求項１に記載の光電変換装置。
【請求項８】
前記第１の分離部は、各画素における前記複数の光電変換領域の重心を通る線に沿って設けられることを特徴とする請求項１に記載の光電変換装置。
【請求項９】
前記第２の深さに設けられた光電変換領域と、前記第３の深さに設けられた光電変換領域とは導電型が同じであることを特徴とする請求項１に記載の光電変換装置。
【請求項１０】
前記第１の分離部の面積は、前記第１の光電変換領域の面積よりも小さいことを特徴とする請求項５に記載の光電変換装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換装置に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
光電変換装置において、１つの画素マイクロレンズ下に複数の光電変換素子を配置し、撮像と位相差検出を同一のセンサで行う場合に、被写体のコントラストの方向によりオートフォーカス（ＡＦ）の精度が低下する可能性がある。この問題は特許文献１の図２０に示すように、光入射方向に積層した光電変換素子の分離方向を１層目と２層目で異ならせることで解決できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２０－１４１１２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に開示された画素構造では、積層した光電変換素子間のクロストークにより位相差検出の精度が低下する恐れがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一つの側面は、導体層に設けられた複数の光電変換領域と、マイクロレンズと、をそれぞれが有する画素と、を含む光電変換装置であって、前記半導体層は、前記マイクロレンズが形成された面に対向する面側から順に第１の深さと、第２の深さと、前記第１の深さと前記第２の深さとの間の深さである第３の深さと、を有し、前記第１の深さにおいて前記複数の光電変換領域を分離し、第１の方向に延在する第１の分離部と、記第２の深さにおいて前記複数の光電変換領域を分離し、第２の方向に延在する第２の分離部と、前記第３の深さにおいて前記複数の光電変換領域を分離し、第３の方向に延在する第３の分離部と、を有し、前記第１の分離部と前記第３の分離部がなす９０度以下の角は、前記第１の分離部と前記第２の分離部がなす９０度以下の角よりも小さいことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、光電変換装置の位相差検出の精度低下を防ぐことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
第１実施形態に係る光電変換装置の各半導体基板の模式図である。
第１実施形態に係る光電変換装置のブロック図である。
第１実施形態に係る光電変換装置の画素の等価回路図である。
第１実施形態に係る光電変換装置の画素の平面図である。
第１実施形態に係る光電変換装置の光電変換部の模式図である。
第１実施形態に係る光電変換装置の断面図である。
第１実施形態に係る光電変換装置の画素と配線の平面図である。
第１実施形態に係る光電変換装置の光電変換部の配置方向を示す図である。
第１実施形態に係る光電変換装置の画素の平面図である。
第２実施形態に係る光電変換装置の画素の平面図である。
第２実施形態に係る光電変換装置の光電変換部の模式図である。
第３実施形態に係る光電変換装置の画素の平面図である。
第３実施形態に係る光電変換装置の光電変換部の模式図である。
第４実施形態に係る光電変換装置の画素の平面図である。
第４実施形態に係る光電変換装置の光電変換部の模式図である。
第５の実施形態に係る光電変換システムの機能ブロック図である。
第６の実施形態に係る光電変換システムの機能ブロック図である。
第７の実施形態に係る光電変換システムの機能ブロック図である。
第８の実施形態に係る光電変換システムの機能ブロック図である。
第９の実施形態に係る光電変換システムの機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に示す形態は、本発明の技術思想を具体化するためのものであって、本発明を限定するものではない。各図面が示す部材の大きさや位置関係は、説明を明確にするために誇張していることがある。以下の説明において、同一の構成については同一の番号を付して説明を省略することがある。
【０００９】
以下の説明においては、信号電荷が電子である場合を例として説明する。したがって、信号電荷と同じ導電型のキャリアを多数キャリアとする第１導電型の半導体領域とはＮ型半導体領域であり、第２導電型の半導体領域とはＰ型半導体領域である。なお、信号電荷がホールである場合でも本発明は成立する。この場合は、信号電荷と同じ導電型のキャリアを多数キャリアとする第１導電型の半導体領域はＰ型半導体領域であり、第２導電型の半導体領域とはＮ型半導体領域である。
【００１０】
本明細書および請求項において、単に「不純物濃度」という用語が使われた場合、逆導電型の不純物によって補償された正味の不純物濃度を意味している。つまり、「不純物濃度」とは、ＮＥＴドーピング濃度を指す。Ｐ型の添加不純物濃度がＮ型の添加不純物濃度より高い領域はＰ型半導体領域である。反対に、Ｎ型の添加不純物濃度がＰ型の添加不純物濃度より高い領域はＮ型半導体領域である。また、以下に述べる実施形態中に記載される半導体領域、ウエルの導電型や注入されるドーパントは一例であって、実施形態中に記載された導電型、ドーパントのみに限定されるものではない。実施形態中に記載された導電型、ドーパントに対して適宜変更できる。さらに、この変更に伴って、半導体領域、ウエルの電位は適宜変更される。
（【００１１】以降は省略されています）

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