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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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