[发明专利]固体摄像器件

说明书

本发明基于并要求享受申请号为2010-49914、申请日为2010年3月5日的日本专利申请的优先权，该在先专利申请的所有内容通过参考包含在本申请中。

技术领域

本说明书记载的实施例涉及固体摄像器件，该固体摄像器件的单位像素由高灵敏度像素和低灵敏度像素的两种像素构成。

背景技术

近年来，提出了在CCD图像传感器或CMOS图像传感器等的固体摄像器件中，通过在摄像区域内相邻地设置高灵敏度像素和低灵敏度像素，扩大动态范围(dynamic range)的技术。在该装置中，在单个单元像素中排列了相同的光电二极管大小的高灵敏度像素和低灵敏度像素。因此，在高灵敏度像素之上配置面积较大的微透镜，在低灵敏度像素之上配置面积较小的微透镜。

但是，在这种装置中存在如下问题。即，由于在低照射时(暗时)所产生的信号电荷量较少，所以不会发生光电二极管饱和。但是，由于在高照射时(明亮时)入射光量较多，所以高灵敏度像素的光电二极管当然饱和，而且低灵敏度像素的光电二极管饱和的可能性也较高。并且，低灵敏度像素的饱和是动态范围降低的主要原因。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种固体摄像器件，该固体摄像器件在由高灵敏度像素和低灵敏度像素的两种像素形成单位像素的结构中，抑制高照射时的低灵敏度像素的饱和，谋求得到动态范围的扩大。

一个实施方式的固体摄像器件，具备半导体基板和在上述半导体基板内以一定间距二维配置的多个像素，上述各像素具备：第一光电二极管，用于将入射光进行光电变换、并蓄积经变换而得到的电荷；第二光电二极管，用于将入射光进行光电变换、并蓄积经变换而得到的电荷，该第二光电二极管的饱和电荷量比上述第一光电二极管大；第一微透镜，用于将光聚集到上述第一光电二极管；以及第二微透镜，用于将光聚集到上述第二光电二极管，该第二微透镜的开口比上述第一微透镜小。

其他实施方式的固体摄像器件，具备：半导体基板；摄像区域，在上述半导体基板上在行方向和列方向上以一定间距二维配置多个像素来形成该摄像区域；垂直移位寄存器，与上述摄像区域的行方向的端部相邻地被设置，向上述摄像区域的各行提供像素驱动信号；以及水平移位寄存器，与上述摄像区域的列方向的端部相邻地被设置，提取来自上述摄像区域的各列的信号，上述各像素具备：第一光电二极管，用于将入射光进行光电变换、并蓄积经变换而得到的电荷；第二光电二极管，用于将入射光进行光电变换、并蓄积经变换而得到的电荷，该第二光电二极管的饱和电荷量比上述第一光电二极管大；第一微透镜，用于将光聚集到上述第一光电二极管；以及第二微透镜，用于将光聚集到上述第二光电二极管，该第二微透镜的开口比上述第一微透镜小。

根据上述结构的固体摄像器件，在由高灵敏度像素和低灵敏度像素的两种像素形成了单位像素的结构中，通过抑制高照射时的低灵敏度像素的饱和，能够谋求动态范围的进一步的扩大。

附图说明

图1是示出第一实施方式的CMOS图像传感器的单位像素的结构的截面图。

图2是示出第二实施方式的CMOS图像传感器的概略结构的框图。

图3A、图3B是概略地示出图2的CMOS图像传感器的布置图(layoutimage)的一部分的图。

图4是用于说明图2的COMS图像传感器的动作定时和电势(Potential)电位的图(高照射模式)。

图5是用于说明图2的CMOS图像传感器的动作定时和电位的图(低照射模式)。

图6A、图6B是用于说明图2的CMOS图像传感器的动态范围扩大效果的特性图。

图7是示出第三实施方式的CMOS图像传感器的单位像素的结构的截面图。

具体实施方式

根据本实施方式(通常根据一个实施方式)，具备半导体基板和在上述半导体基板内以一定间距二维配置的多个像素的固体摄像器件，上述各像素具备：第一及光电二极管，用于将入射光进行光电变换、并蓄积进行变换所得到的电荷；第一微透镜，用于将光聚集到上述第一光电二极管上；以及第二微透镜，用于将光聚到上述第二光电二极管上。并且，第二光电二极管的饱和电荷量比第一光电二极管大。并且，第二微透镜的开口比第一微透镜的开口小。

下面，参照附图，对本实施方式进行详细说明。

(第一实施方式)

图1是示出第一实施方式的CMOS图像传感器的单位像素的结构的截面图。