專利名稱：固態(tài)圖像傳感器和照相機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及固態(tài)圖像傳感器和照相機。
背景技術(shù)：
在固態(tài)圖像傳感器中，可以在像素陣列的各列處布置多個列信號線，以便提高其中多個像素被按矩陣排列的像素陣列的讀取速度，和單獨讀出來自單位像素中的兩個光電轉(zhuǎn)換部的信號。例如，為了防止其中來自列信號線的信號相互干擾的所謂串擾，可在這些列信號線之間插入屏蔽圖案。隨著列信號線和屏蔽圖案的數(shù)目增大，由于這些布線阻擋入射光，因此固態(tài)圖像傳感器的各像素的開口率會降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種有利于抑制由布線數(shù)目的增大引起的開口率的降低的技術(shù)。本發(fā)明的一個方面提供一種固態(tài)圖像傳感器，它包括其中多個像素被按矩陣排列的像素陣列，所述矩陣具有多個行和多個列， 其中所述像素陣列包括第一布線層和布置在第一布線層之上的第二布線層，第一布線層包括布置在像素陣列的各列的第一列信號線，第二布線層包括布置在像素陣列的各列的第二列信號線。參考附圖，根據(jù)示例性實施例的以下描述，本發(fā)明的其它特征將變得明顯。


圖1是解釋按照第一實施例的固態(tài)圖像傳感器的布置的例子的框圖；圖2是解釋單位像素的布置的例子的電路圖；圖3是解釋按照第一實施例的像素陣列的布局的例子的平面圖；圖4是解釋固態(tài)圖像傳感器的布置的參考例子的視圖；圖5A和5B是解釋按照第一實施例的固態(tài)圖像傳感器的布置的例子的視圖；圖6是解釋像素陣列的拜耳布置的視圖；圖7是解釋按照第二實施例的固態(tài)圖像傳感器的布置的例子的框圖；圖8是解釋按照第二實施例的像素陣列的布局的例子的平面圖；圖9是解釋按照第三實施例的固態(tài)圖像傳感器的布置的例子的框圖；圖10是解釋按照第三實施例的像素陣列的布局的例子的平面圖；圖11是解釋固態(tài)圖像傳感器的布置的參考例子的視圖；圖12A-12C是解釋按照第三實施例的固態(tài)圖像傳感器的布置的例子的視圖；圖13是解釋按照第四實施例的固態(tài)圖像傳感器的布置的例子的框圖；圖14是解釋單位像素的布置的例子的電路圖；圖15是解釋按照第四實施例的像素陣列的布局的例子的平面圖；圖16是解釋利用相差檢測方法的焦點檢測操作的例子的視圖17A和17B是解釋相差檢測方法的不圖；圖18A和18B是解釋固態(tài)圖像傳感器的布置的再一個例子的視圖；圖19是解釋固態(tài)圖像傳感器的布置的又一個例子的視圖；以及圖20是解釋固態(tài)圖像傳感器的布置的另一個例子的視圖。
具體實施例方式<第一實施例>下面將參考圖1-5B描述按照第一實施例的固態(tài)圖像傳感器I。圖1是解釋固態(tài)圖像傳感器I1的布置的框圖。固態(tài)圖像傳感器I1包括其中多個像素3被按矩陣排列的像素陣列2，所述矩陣具有多行和多列。為了便于說明，例示的像素陣列2具有4X4的像素
3。第一列信號線4A和第二列信號線4B被布置成把從像素陣列2讀出的像素信號分別傳輸給水平掃描電路8A和8B。像素陣列2中的奇數(shù)行(第一行和第三行)上的像素3的像素信號被輸出給第一列信號線4A。偶數(shù)行(第二行和第四行)上的像素3的像素信號被輸出給第二列信號線4B。在像素陣列2的每一列,布置電源布線5和電源布線6。定時控制電路9A能夠向水平掃描電路8A輸出控制信號，以控制像素信號的處理定時。類似地，定時控制電路9B能夠向水平掃描電路8B輸出控制信號。垂直掃描電路7能夠向像素陣列2的各個像素3輸出控制信號RES1、TXU SELl等，以讀出像素信號。雖然省略了控制信號RESU TXU SELl等到像素 陣列2的連接，不過像素3是如下所述被控制的。每個水平掃描電路8A和SB可包括例如噪聲抑制電路，放大器電路，和模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換電路。借助這種布置，利用垂直掃描電路7從像素陣列2輸出的每個信號能夠經(jīng)歷水平掃描電路8A或SB的信號處理，并且可被讀出。圖2例示像素3 (單位像素)的電路的布置。像素3包括光電轉(zhuǎn)換部10 (例如，光電二極管)、傳輸晶體管11、浮置擴散電容器14、復位晶體管15、源極跟隨器晶體管17以及選擇晶體管18。在像素3中，VDD電源被提供給電源端子21 (電源布線5連接到電源端子21)，地電位被提供給電源端子22(電源布線6連接到電源端子22)。控制信號TXl被提供給傳輸晶體管11的柵極端子12。當控制信號TXl被激活時，受光時生成的并累積在光電轉(zhuǎn)換部10中的電荷通過傳輸晶體管11被傳輸給浮置擴散電容器14。流過源極跟隨器晶體管17的電流量可依賴于在節(jié)點13處的電位波動而變化，所述電位波動是由傳輸給浮置擴散電容器14的電荷引起的?？刂菩盘朣ELl被提供給選擇晶體管18的柵極端子19。當控制信號SELl被激活時，選擇晶體管18能夠從像素信號輸出部分20輸出與源極跟隨器晶體管17的電流量對應(yīng)的像素信號。如圖1中所例示的那樣，像素信號輸出部分20連接到第一或第二列信號線4A或4B。控制信號RESl被提供給復位晶體管15的柵極端子。當控制信號RESl被激活時，復位晶體管15能夠復位節(jié)點13的電位。圖3是示意性地示出固態(tài)圖像傳感器I1的像素陣列2中的2 X 3的像素3的布局的平面圖。為了便于圖3的圖解說明，省略了用于控制信號RES1、TX1、SEL1等的布線的例示。對于在第三列上的像素3，省略了第一和第二列信號線4A和4B、電源布線5以及電源布線6的例示。作為參考例子，圖4以沿著圖3中的切割線A-B的截面結(jié)構(gòu)示意性地示出了其中第一和第二列信號線4A和4B被布置在相同布線層中的典型結(jié)構(gòu)。在圖4的左側(cè)，光電轉(zhuǎn)換部10接收經(jīng)由濾色器24進入微透鏡25的光。像素陣列2包括第一布線層Ml和布置在第一布線層Ml之上的第二布線層M2。第一布線層Ml可以是例如多個布線層中的最下層。在這個參考例子中，第一和第二列信號線4A和4B都被布置在第一布線層Ml中。導電屏蔽圖案(例如，電源布線5)被插入第一列信號線4A和第二列信號線4B之間。第一列信號線4A、電源布線5和第二列信號線4B彼此隔開布線間距離Wl (例如，可由制造工藝決定的臨界尺寸)。另一個屏蔽圖案(例如，電源布線6)被布置在第二布線層M2中。用于VDD電源的電源布線5和用于地(GND)的電源布線6可用作這些屏蔽圖案，如在本實施例中那樣，或者也可以使用接收其它基準電位的布線。實線LI指示進入微透鏡25的光的光路未被第一和第二列信號線4A和4B阻擋的范圍。圖5A示意性地示出當應(yīng)用第一實施例時沿著切割線A-B的截面結(jié)構(gòu)。第一布線層Ml包括布置在像素陣列2的每一列的第一列信號線4A。第二布線層M2包括布置在像素陣列2的每一列的第二列信號線4B。至少第一布線層Ml和第二布線層M2當中的第一布線層Ml優(yōu)選還包括導電屏蔽圖案。所述屏蔽圖案(這種情況下，電源布線5)被布置為與第一布線層Ml的第一列信號線4A相鄰的。第二列信號線4B布置在從在第一列信號線4A正上方的位置偏離的位置處。第二布線層M2還包括另一個屏蔽圖案(這種情況下，電源布線6)。該屏蔽圖案被布置為與第二列信號線4B相鄰的。圖5A中所示的實線L2指示進入微透鏡25的光的光路未被第二列信號線4B和屏蔽圖案(電源布線6)阻擋的范圍。圖5A中所示的虛線LI和參考例子(圖4)中的實線LI相同。LI和L2之間的比較揭示了:由于第一實施例中的布線布置，光電轉(zhuǎn)換部10能夠接收更大量的光。與在中央?yún)^(qū)域中相比，在像素陣列2的周邊區(qū)域中，這種現(xiàn)象更顯著。如上所述，按照第一實施例，多個列信號線被布置在不同的布線層中。這種布置能夠減小其中光路被阻擋的區(qū)域，從而抑制固態(tài)圖像傳感器I1的開口率的降低。作為第一實施例的另一種效果，通過使布置在第二布線層M2中的第二列信號線4B的位置偏離在布置在第一布線層Ml中的第一列信號線正上方的位置，能夠抑制列信號線之間的串擾噪聲。作為串擾噪聲抑制方法，可以在列信號線的上方和下方，以及在列信號線的左側(cè)和右側(cè)，布置屏蔽圖案。不過，在第一實施例中，只在列信號線的一側(cè)，或者在列信號線的上方或下方布置屏蔽圖案。于是，第 一實施例能夠抑制由布線電容引起的圖像信號傳播延遲。圖5B示意性地示出其中相對于圖5A的結(jié)構(gòu)改變布線位置的應(yīng)用例子。更具體地說，按大的距離W2布置第一布線層Ml中的第一列信號線4A和屏蔽圖案(電源布線5)，不過所述大的距離W2不會妨礙圖5A中所示的光路的范圍(實線L2)。在第一列信號線4A的布線電容和第二列信號線4B的布線電容之間的電容值差低于容許值的范圍內(nèi)，決定距離WZ0這能夠進一步減少例如布線形成工藝中的布線之間的短路的產(chǎn)生，從而提高成品率。<第二實施例>下面將參考圖6-8描述按照第二實施例的固態(tài)圖像傳感器12。通過對第一實施例中的固態(tài)圖像傳感器I1應(yīng)用圖6中例示的拜耳布置的濾色器，獲得固態(tài)圖像傳感器12。在圖6中所示的符號當中，RD代表檢測紅光的像素(紅色像素)，BL代表檢測藍光的像素(藍色像素)，GR和GB代表檢測綠光的像素(綠色像素)，H代表列，L代表行。圖7是類似于第一實施例解釋固態(tài)圖像傳感器I2的布置的框圖。在像素陣列2中示出了檢測紅光的像素3RD、檢測藍光的像素3BL以及檢測綠光的像素3GR和3GB。像素3GR和3GB的像素信號輸出部分20連接到第一列信號線4A。像素3RD和3BL的像素信號輸出部分20連接到第二列信號線4B。圖8是類似于第一實施例示意性地示出固態(tài)圖像傳感器I2的像素陣列2中的2X3的像素3RD、3BL、3GR和3GB的布局的平面圖。可包含在水平掃描電路8A中的噪聲抑制電路能夠在讀出各個像素3RD、3BL、3GR和3GB的像素信號時，預(yù)先對當使節(jié)點13的電位復位時獲得的輸出箝位，作為噪聲電平。然后，讀出信號和噪聲電平之間的差值能夠被讀出，以抑制噪聲，所得到的信號可作為像素信號被處理。由于像素3GR和3GB的輸出經(jīng)歷公用水平掃描電路8A的信號處理，因此能夠使起因于水平掃描電路8A的噪聲電平一致。除了第一實施例的效果之外，第二實施例還能夠挑選出由水平掃描電路8A引起的噪聲電平。
<第三實施例>下面將參考圖9-12C描述按照第三實施例的固態(tài)圖像傳感器13。圖9是類似于第一和第二實施例用于解釋固態(tài)圖像傳感器I3的布置的框圖。第三實施例與第一和第二實施例的不同之處在于在像素陣列2的每一列，布置4個列信號線4A-4D。此外，類似于第二實施例，應(yīng)用拜耳布置的濾色器。在第一行和第一列上的像素3GR以及在第二行和第二列上的像素3GB的像素信號輸出部分20連接到列信號線4A。在第一行和第二列上的像素3RD以及在第二行和第一列上的像素3BL的像素信號輸出部分20連接到列信號線4B。在第三行和第一列上的像素3GR以及在第四行和第二列上的像素3GB的像素信號輸出部分20連接到列信號線4C。在第三行和第二列上的像素3RD以及在第四行和第一列上的像素3BL的像素信號輸出部分20連接到列信號線4D。這也適用于剩余的像素。圖10是類似于第一和第二實施例，示意性地示出固態(tài)圖像傳感器I3的像素陣列2中的4X3像素3RD、3BL、3GR和3GB的布局的平面圖。圖11示意性地示出沿著圖10中的切割線C-D的截面結(jié)構(gòu)的參考例子。在這個參考例子中，第一布線層Ml包括列信號線4A-4D。第二布線層M2包括屏蔽圖案(例如，電源布線5和電源布線6)。在圖11的右側(cè)示出了可在相鄰布線之間產(chǎn)生的寄生電容分量。注意，例示了在水平方向或垂直方向彼此相鄰的布線之間的電容分量(包括邊緣電容分量)。另一個電容分量(例如，沿對角線方向定位的布線，或者隔開兩層或者更多層的布線之間的電容分量)小，從而未被例示。CLl是可在第一布線層Ml中的彼此相鄰的布線之間產(chǎn)生的電容分量。CHl是可在第一布線層Ml的布線層和在其正上方的第二布線層M2的布線層之間產(chǎn)生的電容分量。此時，可在列信號線4A和4D中產(chǎn)生的各個電容分量為CL1?？稍诹行盘柧€4B和4C中產(chǎn)生的各個電容分量為2XCL1+CH1。從而，列信號線可具有電容值差(CL1+CH1)。這種差異在列信號線4A-4D中導致信號傳播延遲差異，并且后續(xù)信號處理的速率由具有大的延遲的列信號線確定。在該參考例子的結(jié)構(gòu)中，相鄰的列信號線會產(chǎn)生信號串擾。圖12A示意性地示出當應(yīng)用本實施例時，沿著切割線C-D的截面結(jié)構(gòu)。至少第一布線層Ml和第二布線層M2當中的第一布線層Ml還包括導電屏蔽圖案(這種情況下，電源布線5)。第一布線層Ml的第一列信號線包括至少兩個列信號線(這種情況下，列信號線4A和4C)。在這兩個列信號線4A和4C之間插入屏蔽圖案(電源布線5)。第二布線層M2也包括兩個列信號線(這種情況下，列信號線4B和4D)，在這兩個列信號線4B和4D之間插入另一個屏蔽圖案(這種情況下，電源布線6)。類似于圖11，在圖12的右側(cè)示意性地示出了可在相鄰布線之間產(chǎn)生的寄生電容分量。CL2是在第一布線層Ml中的彼此相鄰的布線之間產(chǎn)生的電容分量。CL3是可在第二布線層M2中的彼此相鄰的布線之間產(chǎn)生的電容分量。CH2是可在第一布線層Ml的布線層和在其正上方的第二布線層M2的布線層之間產(chǎn)生的電容分量。此時，可在列信號線4A和4C之間產(chǎn)生的電容分量為CL2+CH2。在列信號線4B和4D之間產(chǎn)生的電容分量為CL3+CH2。這些電容值之間的差值為| CL2-CL3 |。與上面描述的參考例子相比，能夠抑制列信號線4A-4D中的信號傳播延遲差。如圖12A中例示，用于傳播相同顏色的像素信號的列信號線優(yōu)選被布置成相對于相同布線層中的屏蔽圖案對稱(例如，列信號線4A和4C，或者列信號線4B和4D)。在這種結(jié)構(gòu)中，不同布線層之間的電容分量CH2優(yōu)選小于相同布線層中的相鄰布線之間的電容分量CL2和CL3中的每一個。還可向正上方或下方的布線層添加屏蔽圖案。如上所述，按照第三實施例，在不同的布線層中布置多個列信號線。這種布置能夠減小其中光路被阻擋的區(qū)域，抑制固態(tài)圖像傳感器I3的開口率的降低。通常，層間電介質(zhì)膜的厚度大于相同布線層中的彼此相鄰的布線之間的距離(例如，可由制造工藝決定的臨界尺寸)。從而，作為第三實施例的另一種效果，不同布線層中的布線之間的電容變得小于相同布線層中的相鄰布線之間的電容，能夠抑制列信號線之間的串擾噪聲。作為串擾噪聲抑制方法，可以在列信號線的上方和下方，以及在列信號線的左側(cè)和右側(cè)，布置屏蔽圖案。不過，在本實施例中，只在列信號線的一側(cè)，或者在列信號線的上方或下方布置屏蔽圖案。第三實施例甚至能夠抑制由布線電容引起的圖像信號傳播延遲。圖12B示意性地示出其中相對于圖12A的結(jié)構(gòu)改變布線位置的應(yīng)用例子。S卩，按例如大于W3的距離W4布置第一布線層Ml中的列信號線4A和4C以及屏蔽圖案(電源布線5)。這能夠進一步減少例如布線形成工藝中的布線之間的短路的產(chǎn)生，從而在確保光電轉(zhuǎn)換部10的受光量的同時，提高成品率。類似地在圖12B的右側(cè)，示出了可在相鄰布線之間產(chǎn)生的寄生電容分量。CL4是可在第一布線層Ml中的彼此相鄰的布線之間產(chǎn)生的電容分量。CL5是可在第二布線層M2中的彼此相鄰的布線之間產(chǎn)生的電容分量。CH3是可在第一布線層Ml的布線層和在其正上方的第二布線層M2的布線層之間產(chǎn)生的電容分量。在例如其中可在列信號線4A-4D中產(chǎn)生的電容值之間的差值|CL4-CL5|低于容許值的范圍內(nèi)，決定距離W4。在圖12C中，屏蔽圖案(這種情況下，電源布線6)不是布置在第二布線層M2中，而是布置在另一個布線層(例如，第三布線層)中。類似地，在圖12C的右側(cè)，示意性地示出了可在相鄰布線之間產(chǎn)生的寄生電容分量。CL6是可在第一布線層Ml中的彼此相鄰的布線之間產(chǎn)生的電容分量。CL7是可在第二布線層M2中的彼此相鄰的布線之間產(chǎn)生的電容分量。CH4是可在第一布線層Ml的布線層和在其正上方的第二布線層M2的布線層之間產(chǎn)生的電容分量。此時，如果CL7遠遠小于CH4，那么能夠抑制相鄰列信號線4B和4D之間的串擾。只要例如列信號線4A-4D的布線電容之間的電容值差在容許范圍內(nèi)，就能夠?qū)崿F(xiàn)這一點。按照這種方式，屏蔽圖案(電源布線6)可被布置在另一個布線層(例如，第三布線層)中。〈第四實施例〉下面將參考圖13-15描述按照第四實施例的固態(tài)圖像傳感器14。圖13是類似于第三實施例解釋固態(tài)圖像傳感器 I4的布置的框圖。第四實施例和第三實施例的不同之處在于每個單位像素3包括兩個光電轉(zhuǎn)換部(光電二極管IOA和10B)。更具體地說，光經(jīng)由光電二極管IOA和IOB共用的微透鏡進入光電二極管IOA和IOB。從光電二極管IOA和IOB讀出的信號包含焦點檢測信號，可用于后面描述的焦點檢測操作。如在圖14中例示的那樣，每個光電二極管IOA和IOB連接到用于讀出信號的各個晶體管，包括傳輸晶體管11。單位像素 3 將被稱為分割像素 3RD-A, 3BL-A, 3GR-A, 3GB-A, 3RD-B, 3BL-B, 3GR-B 和 3GB-B。雖然在圖14中，采用了不包括選擇晶體管18的電路布置，不過如在第一實施例(圖2)中所述的那樣，可以采用包括選擇晶體管18的電路布置。在第一行和第一列上的分割像素3GR-A以及在第二行和第二列上的分割像素3GB-A的像素信號輸出部分20A連接到列信號線4A。在第一行和第二列上的分割像素3RD-A以及在第二行和第一列上的分割像素3BL-A的像素信號輸出部分20A連接到列信號線4B。在第一行和第一列上的分割像素3GB-B以及在第二行和第二列上的分割像素3GR-B的像素信號輸出部分20B連接到列信號線4C。在第一行和第二列上的分割像素3RD-B以及在第二行和第一列上的分割像素3BL-B的像素信號輸出部分20B連接到列信號線4D。這也適用于剩余的像素。圖15是類似于第一到第三實施例、示意性地示出固態(tài)圖像傳感器I4的像素陣列2中的2X3的像素3的布局的平面圖。按照這種方式，當單位像素3包括兩個光電二極管IOA和10B，并且它們的信號被單獨讀出時，優(yōu)選像第四實施例中那樣布置列信號線4A-4D。因而，第四實施例能夠獲得與第一到第三實施例的效果相同的效果，同時保持像素陣列2的像素信號讀取速度。圖18A和18B示出第四實施例的變形例I。和圖13-15中的附圖標記相同的附圖標記表示具有相同功能的部分，并且將不重復其詳細描述。圖18A是類似于圖15、示意性地示出固態(tài)圖像傳感器I4的像素陣 列2中的2X3的像素3的布局的平面圖。圖18B示意性地示出包括列信號線和電源布線的部分的截面結(jié)構(gòu)。在該變形例中，如圖18B中所示，在第一列上，在第一布線層中讀出分割像素3BL-A和3BL-B中的信號，在第二布線層中讀出在分割像素3GR-A和3GR-B中的信號。在第二列上，在第一布線層中讀出分割像素3RD-A和3RD-B中的信號，在第二布線層中讀出在分割像素3GB-A和3GB-B中的信號。這種布局能夠降低列信號線中的混色的影響。圖19類似于圖18A和18B，示出變形例2。變形例2和變形例I的區(qū)別在于列信號線的布局。列信號線不是被插入分割像素之間，而是被插入相鄰像素之間。此外，用于傳輸相同顏色的信號的列信號線被分布到不同的布線層，并被布置成彼此接近。這種布局能夠降低列信號線中的混色的影響，因為接近的列信號線傳輸相同顏色的信號。圖20類似于圖18A和18B，示出變形例3。變形例3和變形例2的區(qū)別在于列信號線的布局。在變形例3中，利用兩層，把用于傳輸來自分割像素3GR-A，3GR-B, 3GB-A和3GB-B的信號的列信號線布置成彼此接近。這種布局能夠降低列信號線中的對于綠色像素的信號的混色的影響。下面將參考圖16、17A和17B描述焦點檢測操作的例子。圖16是示意性地示出其中從拍攝透鏡900的出射光瞳902射出的光束進入固態(tài)圖像傳感器901的狀態(tài)的視圖。固態(tài)圖像傳感器901包括用于每個單位像素的微透鏡202、濾色器301以及兩個光電轉(zhuǎn)換部PDl和TO2。已通過出射光瞳902的光進入利用光軸903作為中心的固態(tài)圖像傳感器901。附圖標記906和907表示在通過出射光瞳902的部分區(qū)域904的光的最外緣的光線。附圖標記908和909表示在通過出射光瞳902的另一部分區(qū)域905的光的最外緣的光線。在圖16中，在通過出射光瞳902的光束當中，在光軸903上方示出的那些光束進入光電轉(zhuǎn)換部PDl,在光軸903下方示出的那些光束進入光電轉(zhuǎn)換部PD2。換句話說，光電轉(zhuǎn)換部PDl和PD2接收通過拍攝透鏡900的出射光瞳902的不同區(qū)域的光束。例如，當在像素陣列的一列上的各個像素中受光時，從光電轉(zhuǎn)換部PDl輸出的信號將被定義為第一行數(shù)據(jù)。類似地，從光電轉(zhuǎn)換部PD2輸出的信號將被定義為第二行數(shù)據(jù)。例如，根據(jù)第一行數(shù)據(jù)和第二行數(shù)據(jù)之間的差異(相差)，進行焦點檢測操作的處理器(未示出)確定圖像是否合焦。圖17A示出在當使點光源形成圖像時的合焦狀態(tài)下的行數(shù)據(jù)。圖17B示出離焦狀態(tài)下的行數(shù)據(jù)。橫坐標代表各像素的位置，縱坐標代表各像素的輸出值。在合焦狀態(tài)下，第一行數(shù)據(jù)和第二行數(shù)據(jù)相互重疊。相反，在離焦狀態(tài)下，第一行數(shù)據(jù)和第二行數(shù)據(jù)不相互重疊。此時，處理器可根據(jù)這些輸出之間的偏移量1001，計算移動透鏡位置以聚焦在圖像上的距離。焦點檢測操作可以由上述處理器進行。替代地，可根據(jù)需要，在固態(tài)圖像傳感器中包括配置成執(zhí)行焦點檢測操作的算術(shù)單元。與在中央?yún)^(qū)域中相比，在像素陣列的周邊區(qū)域中，在各像素的光電轉(zhuǎn)換部PDl和PD2之間可產(chǎn)生入射光量的較大的差異。從而，焦點檢測像素優(yōu)選被布置在像素陣列的周邊區(qū)域中。下面將描述這種像素布置中的圖像數(shù)據(jù)的產(chǎn)生。如上所述，從兩個光電轉(zhuǎn)換部roi和PD2輸出的信號被分別讀出，并用于焦點檢測。將響應(yīng)于入射到各像素3的光而從光電轉(zhuǎn)換部PDl和PD2輸出的信號相加，從而獲得像素3的像素信號。例如，當在光電轉(zhuǎn)換部PDl和PD2之一中產(chǎn)生和累積的電荷的數(shù)量達到飽和狀態(tài)時，可以采用確定信號的可靠性差、從而不進行相位檢測或者停止相位檢測的序列。以此方式，可以根據(jù)光電轉(zhuǎn)換部PDl和PD2的狀態(tài)(電荷量和信號)，控制上述操作。雖然描述了 4個實施例，不過本發(fā)明并不局限于此?？蛇m當?shù)馗淖兡康?、狀態(tài)、用途、功能和其它規(guī)范，當然能夠以其他實施例實施本發(fā)明。例如，列信號線4A-4D的布置并不局限于這些實施例。 列信號線4A和4C可被布置在第二布線層M2中，而列信號線4B和4D可被布置在第一布線層Ml中。在上面的各個實施例中，對于導電屏蔽圖案，使用了用于VDD電源的電源布線5和用于地(GND)的電源布線6，不過，可以使用用于另一種用途的布線。在上面的各個實施例中，使用了拜耳布置的濾色器，不過可以使用另一個陣列的濾色器，或者可以用單色傳感器實現(xiàn)濾色器。在上面的各個實施例中，像素陣列2被描述成CMOS圖像傳感器，但是像素陣列2可以是另一種傳感器。上面的各個實施例中的每個功能塊的全部或部分操作可由在計算機上運行的OS等連同計算機一起控制，或者代替計算機控制。上面描述了包含在照相機中的固態(tài)圖像傳感器。不過，照相機的概念不僅包括主要用于拍攝的設(shè)備，而且包括附帶具有拍攝功能的設(shè)備(例如，個人計算機或移動終端)。照相機可包括在各個實施例中例示的按照本發(fā)明的固態(tài)圖像傳感器，和處理從固態(tài)圖像傳感器輸出的信號的處理器。所述處理器可包括例如A/D轉(zhuǎn)換器，和處理從A/D轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字數(shù)據(jù)的處理器。雖然參照示例性實施例描述了本發(fā)明，不過應(yīng)理解，本發(fā)明不局限于公開的示例性實施例。所附權(quán)利要求的范圍應(yīng)被給予最寬廣的解釋，以包含所有這樣的修改以及等同的結(jié)構(gòu)和功能。
權(quán)利要求
1.一種固態(tài)圖像傳感器，包括其中多個像素被按矩陣排列的像素陣列，所述矩陣具有多個行和多個列， 其中所述像素陣列包括第一布線層和布置在第一布線層之上的第二布線層， 第一布線層包括布置在所述像素陣列的各列的第一列信號線，以及 第二布線層包括布置在所述像素陣列的各列的第二列信號線。
2.按照權(quán)利要求1所述的傳感器，其中 第一布線層和第二布線層當中的至少第一布線層還包括導電屏蔽圖案， 所述屏蔽圖案被布置為與第一布線層的第一列信號線相鄰的，以及 第二列信號線被布置在從第一列信號線正上方的位置偏離的位置處。
3.按照權(quán)利要求1所述的傳感器，其中 第一布線層和第二布線層當中的至少第一布線層還包括導電屏蔽圖案， 第一布線層的第一列信號線包括至少兩個列信號線，和 所述屏蔽圖案被布置在所述至少兩個列信號線之間。
4.按照權(quán)利要求3所述的傳感器，其中 第二布線層還包括第二導電屏蔽圖案， 第二布線層的第二列信號線包括至少兩個列信號線，和 第二屏蔽圖案被布置在第二布線層的第二列信號線中的所述至少兩個列信號線之間。
5.按照權(quán)利要求4所述的 傳感器，其中 所述多個像素是按照拜耳布置排列的， 第一布線層的第一列信號線中的所述至少兩個列信號線傳播相同顏色的像素信號，以及 第二布線層的第二列信號線中的所述至少兩個列信號線傳播相同顏色的像素信號。
6.按照權(quán)利要求4所述的傳感器，其中 所述多個像素是按照拜耳布置排列的，以及 所述像素陣列包括其中第一布線層的第一列信號線中的所述至少兩個列信號線和第二布線層的第二列信號線中的所述至少兩個列信號線傳播相同顏色的像素信號的部分。
7.按照權(quán)利要求4所述的傳感器，其中 所述多個像素是按照拜耳布置排列的，以及 第一布線層的第一列信號線中的所述至少兩個列信號線之中的一個列信號線與被布置在該一個列信號線正上方的第二布線層的第二列信號線中的所述至少兩個列信號線之中的一個列信號線傳播相同顏色的像素信號。
8.按照權(quán)利要求2所述的傳感器，其中向所述屏蔽圖案提供基準電位。
9.按照權(quán)利要求1所述的傳感器，其中 像素包括至少兩個光電轉(zhuǎn)換部， 光經(jīng)由公用微透鏡進入所述至少兩個光電轉(zhuǎn)換部，以及 從所述至少兩個光電轉(zhuǎn)換部單獨地讀出信號。
10.按照權(quán)利要求1所述的傳感器，其中 在各個像素中布置按照拜耳布置的濾色器， 綠色像素的信號被讀出到被包括在第一布線層中的第一列信號線，以及紅色像素和藍色像素的信號被讀出到被包括在第二布線層中的第二列信號線。
11.一種照相機，包括:按照權(quán)利要求1-10中的任一項所定義的固態(tài)圖像傳感器；和處理從所述固態(tài)圖像傳感器輸 出的信號的處理器。
全文摘要
本發(fā)明涉及固態(tài)圖像傳感器和照相機。一種固態(tài)圖像傳感器，包括其中多個像素被按矩陣排列的像素陣列，所述矩陣具有多個行和多個列，其中所述像素陣列包括第一布線層和布置在第一布線層之上的第二布線層，第一布線層包括布置在像素陣列的各列的第一列信號線，第二布線層包括布置在像素陣列的各列的第二列信號線。
文檔編號H04N5/363GK103220475SQ201310018720
公開日2013年7月24日 申請日期2013年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月18日
發(fā)明者小林昌弘, 高田英明, 小野俊明 申請人:佳能株式會社