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首页 / 专利分类库 / 基本电气元件 / 光电检测装置和电子设备

光电检测装置和电子设备
申请号 CN202280055093.0 申请日 2022-03-24 公开(公告)号 CN117813689A 公开(公告)日 2024-04-02
申请人 索尼半导体解决方案公司; 发明人 古本和哉; 中川进次; 坂本美智子; 黑岩淳; 饭岛匡; 皆川哲哉;
摘要 本公开涉及一种能够提高其性能的光电检测装置和 电子 设备。提供了一种光电检测装置，包括分别具有光电转换区域的多个 像素 以及针对所述像素布置的片上微透镜。在由n×n像素构成的像素部的至少一部分中，布置有第一片上微透镜和与第一片上微透镜不同的第二片上微透镜。例如，本公开可以应用于CMOS固态摄像装置。
权利要求

1.一种光电检测装置，包括：
多个像素，其分别具有光电转换区域；和
片上微透镜，其针对像素布置，
其中，在由n×n像素构成的像素部的至少一部分中，布置有第一片上微透镜和与所述第一片上微透镜不同的第二片上微透镜。
2.根据权利要求1所述的光电检测装置，
其中，所述像素部由与n×n阵列中的相同颜色的滤色器相对应的n×n像素构成，所述像素部至少部分地具有n×n‑OCL结构，所述n×n‑OCL结构是其中单个片上微透镜由n×n像素共享的结构，并且
在作为在所述n×n‑OCL结构的片上微透镜附近且其中不存在所述片上微透镜的区域的间隙部中布置有其他片上微透镜。
3.根据权利要求2所述的光电检测装置，
其中，所述像素部由与4×4阵列中的相同颜色的滤色器相对应的4×4像素构成，所述像素部的全部或一部分具有4×4‑OCL结构，所述4×4‑OCL结构是其中单个片上微透镜由4×4像素共享的结构，并且
所述其他片上微透镜被布置为填充所述间隙部。
4.根据权利要求3所述的光电检测装置，其中，所述其他片上微透镜的全部或一部分为内透镜。
5.根据权利要求3所述的光电检测装置，
其中，所述像素部部分地具有1×1‑OCL结构，所述1×1‑OCL结构是其中针对单个像素布置单个片上微透镜的结构，并且
所述4×4‑OCL结构与所述1×1‑OCL结构组合。
6.根据权利要求5所述的光电检测装置，其中，所述像素部包括用于获取相位差信息的相位差像素。
7.根据权利要求5所述的光电检测装置，其中，所述其他片上微透镜的全部或一部分为内透镜。
8.根据权利要求5所述的光电检测装置，
其中，具有所述4×4‑OCL结构的所述像素部包括不同颜色的像素部，
当所述4×4‑OCL结构与所述1×1‑OCL结构组合时，所述间隙部包括位于在形成所述4×4‑OCL结构的所述像素部之中的不同颜色的像素部之间的不同颜色间的间隙部，并且其他片上微透镜被布置在所述不同颜色间的间隙部中。
9.根据权利要求5所述的光电检测装置，其中，所述像素部包括与特定颜色相对应并且全部或一部分具有所述4×4‑OCL结构的像素部。
10.根据权利要求9所述的光电检测装置，
其中，所述像素部包括设置有被构造为透射与绿色(G)相对应的波长的滤色器并且全部或一部分具有所述4×4‑OCL结构的像素部，并且
所述其他片上微透镜被布置在位于所述4×4‑OCL结构附近的所述间隙部中。
11.根据权利要求10所述的光电检测装置，其中，所述其他片上微透镜的全部或一部分为内透镜。
12.根据权利要求9所述的光电检测装置，
其中，所述像素部包括设置有被构造为透射与红色(R)相对应的波长的滤色器并且全部或一部分具有所述4×4‑OCL结构的像素部，并且
所述其他片上微透镜被布置在位于所述4×4‑OCL结构附近的所述间隙部中。
13.根据权利要求12所述的光电检测装置，其中，所述其他片上微透镜的全部或一部分为内透镜。
14.根据权利要求9所述的光电检测装置，
其中，所述像素部包括设置有被构造为透射与蓝色(B)相对应的波长的滤色器并且全部或一部分具有所述4×4‑OCL结构的像素部，并且
所述其他片上微透镜被布置在位于所述4×4‑OCL结构附近的所述间隙部中。
15.根据权利要求14所述的光电检测装置，其中，所述其他片上微透镜的全部或一部分为内透镜。
16.根据权利要求1所述的光电检测装置，
其中，所述像素部由与n×n阵列中的相同颜色的滤色器相对应的n×n像素构成，并且在所述像素部中，由相同颜色的像素包围的像素和与不同颜色的像素相邻的像素配置的片上微透镜在结构上不同。
17.根据权利要求16所述的光电检测装置，
其中，所述像素部由与4×4阵列中的相同颜色的滤色器相对应的4×4像素构成，并且在所述像素部中，由相同颜色的像素包围的像素具有其中单个片上微透镜由2×2像素共享的2×2‑OCL结构，并且与不同颜色的像素相邻的像素具有其中针对单个像素布置单个片上微透镜的1×1‑OCL结构。
18.根据权利要求17所述的光电检测装置，其中，所述2×2‑OCL结构的片上微透镜的高度大于所述1×1‑OCL结构的片上微透镜的高度。
19.根据权利要求17所述的光电检测装置，其中，用于将与所述2×2‑OCL结构相对应的
2×2阵列中的滤色器与周围的滤色器分开的分离部的宽度大于用于将与所述1×1‑OCL结构相对应的1×1阵列中的滤色器与周围的滤色器分开的分离部的宽度。
20.根据权利要求17所述的光电检测装置，其中，所述滤色器包括被构造为透射与红色(R)相对应的波长的滤色器、被构造为透射与绿色(G)相对应波长的滤色器以及被构造为透射与蓝色(B)相对应的波长的滤色器中的至少任一个。
21.根据权利要求17所述的光电检测装置，其中，所述滤色器包括被构造为透射与青色(C)相对应的波长的滤色器、被构造为透射与品红色(M)相对应的波长的滤色器以及被构造为透射与黄色(Y)相对应的波长的滤色器中的至少任一个。
22.根据权利要求17所述的光电检测装置，其中，所述像素部的至少一部分是被构造为获取相位差信息的相位差像素部。
23.根据权利要求16所述的光电检测装置，
其中，所述像素部由与4×4阵列中的相同颜色的滤色器相对应的4×4像素构成，并且在所述像素部中，由相同颜色的像素包围的像素具有其中单个片上微透镜由2×2像素共享的2×2‑OCL结构，并且与不同颜色的像素相邻的像素具有其中针对单个像素布置单个片上微透镜的1×1‑OCL结构、其中单个片上微透镜由1×2像素共享的1×2‑OCL结构或者其中单个片上微透镜由2×1像素共享的2×1‑OCL结构。
24.根据权利要求16所述的光电检测装置，
其中，所述像素部由与4×4阵列中的相同颜色的滤色器相对应的4×4像素构成，并且在像素部中，由相同颜色的像素包围的像素具有其中单个片上微透镜由1×2像素共享的1×2‑OCL结构或者其中单个片上微透镜由2×1像素共享的2×1‑OCL结构，并且与不同颜色的像素相邻的像素具有其中针对单个像素布置单个片上微透镜的1×1‑OCL结构。
25.根据权利要求17所述的光电检测装置，其中，所述像素部的所述片上微透镜、所述滤色器和被构造为分离所述滤色器的分离部的至少一个的结构在位置和尺寸中的至少一者上不同。
26.一种电子设备，包括：
安装在所述电子设备上的光电检测装置，
所述光电检测装置包括：
多个像素，其分别具有光电转换区域，和
片上微透镜，其针对像素布置，
其中，在由n×n像素构成的像素部的至少一部分中，布置有第一片上微透镜和与所述第一片上微透镜不同的第二片上微透镜。
说明书全文

光电检测装置和电子设备

技术领域

[0001] 本公开涉及一种光电检测装置和电子设备，特别是涉及一种可以提高其性能的光电检测装置和电子设备。

背景技术

[0002] 在固态摄像装置中，已知其中单个片上微透镜(在下文中，也被称为“OCL”)由相同颜色的多个像素共享的结构(例如，参见专利文献1)。
[0003] [引文列表]
[0004] [专利文献]
[0005] [专利文献1]：美国专利申请公开第2021/0144315号发明内容
[0006] [技术问题]
[0007] 然而，当使用其中单个片上微透镜由相同颜色的多个像素共享的结构时，专利文献1中公开的技术有可能无法获得足够的性能，并且存在增强性能的需求。
[0008] 本公开是鉴于这种情况而作出的，并且旨在实现性能增强。
[0009] [问题的解决方案]
[0010] 根据本公开的一个方面的光电检测装置是如下一种光电检测装置，其包括：多个像素，其分别具有光电转换区域；和片上微透镜，其针对像素布置。在由n×n像素构成的像素部的至少一部分中，布置有第一片上微透镜和与所述第一片上微透镜不同的第二片上微透镜。
[0011] 根据本公开的一个方面的电子设备是如下一种电子设备，其包括：安装在所述电子设备上的光电检测装置，所述光电检测装置包括：多个像素，其分别具有光电转换区域；和片上微透镜，其针对像素布置。在由n×n像素构成的像素部的至少一部分中，布置有第一片上微透镜和与所述第一片上微透镜不同的第二片上微透镜。
[0012] 在根据本公开的一个方面的光电检测装置和电子设备中，设置有分别具有光电转换区域的多个像和针对所述像素布置的片上微透镜，并且在由n×n像素构成的像素部的至少一部分中，布置有第一片上微透镜和与所述第一片上微透镜不同的第二片上微透镜。
[0013] 注意，根据本公开的一个方面的光电检测装置可以是独立装置或构成单个装置的内部块。附图说明
[0014] 图1是示出应用本公开的固态摄像装置的构成例的图。
[0015] 图2是示出应用本公开的结构的第一示例的平面图。
[0016] 图3是与图2的平面布局相对应的截面图。
[0017] 图4是示出应用本公开的结构的第二示例的平面图。
[0018] 图5是与图4的平面布局相对应的截面图。
[0019] 图6是示出应用本公开的结构的第三示例的平面图。
[0020] 图7是与图6的平面布局相对应的截面图。
[0021] 图8是示出应用本公开的结构的第四示例的平面图。
[0022] 图9是与图8的平面布局相对应的截面图。
[0023] 图10是示出应用本公开的结构的第五示例的平面图。
[0024] 图11是与图10的平面布局相对应的截面图。
[0025] 图12是示出应用本公开的结构的第六示例的平面图。
[0026] 图13是与图12的平面布局相对应的截面图。
[0027] 图14是示出应用本公开的结构的第七示例的平面图。
[0028] 图15是与图14的平面布局相对应的截面图。
[0029] 图16是示出应用本公开的结构的第八示例的平面图。
[0030] 图17是与图16的平面布局相对应的截面图。
[0031] 图18是示出应用本公开的结构的第九示例的平面图。
[0032] 图19是与图18的平面布局相对应的截面图。
[0033] 图20是示出应用本公开的结构的第十示例的平面图。
[0034] 图21是与图20的平面布局相对应的截面图。
[0035] 图22是示出应用本公开的结构的第十一示例的平面图。
[0036] 图23是与图22的平面布局相对应的截面图。
[0037] 图24是示出应用本公开的结构的第十二示例的平面图。
[0038] 图25是与图24的平面布局相对应的截面图。
[0039] 图26是示出应用本公开的结构的第十三示例的平面图。
[0040] 图27是与图26的平面布局相对应的截面图。
[0041] 图28是示出应用本公开的结构的第十四示例的平面图。
[0042] 图29是与图28的平面布局相对应的截面图。
[0043] 图30是示出包括用于形成应用本公开的结构的步骤的制造方法的示例的图。
[0044] 图31是示出与图30的截面图相对应的平面布局的图。
[0045] 图32是示出应用本公开的结构的第一示例的平面图。
[0046] 图33是示出应用本公开的结构的效果的截面图。
[0047] 图34是示出应用本公开的结构的效果的截面图。
[0048] 图35是示出片上微透镜的结构的示例的截面图。
[0049] 图36是示出CF分离部的结构的示例的截面图。
[0050] 图37是示出应用本公开的结构的第二示例的平面图。
[0051] 图38是示出应用本公开的结构的第三示例的平面图。
[0052] 图39是示出应用本公开的结构的第四示例的平面图。
[0053] 图40是示出应用本公开的结构的第五示例的平面图。
[0054] 图41是示出应用本公开的结构的第六示例的平面图。
[0055] 图42是示出应用本公开的结构的第七示例的平面图。
[0056] 图43是示出应用本公开的结构的第八示例的平面图。
[0057] 图44是示出应用本公开的结构的第九示例的平面图。
[0058] 图45是示出应用本公开的结构的第十示例的平面图。
[0059] 图46是示出应用本公开的结构的第十示例的平面图。
[0060] 图47是示出应用本公开的结构的第十示例的平面图。
[0061] 图48是示出应用本公开的结构的第十示例的平面图。
[0062] 图49是示出应用本公开的结构的第十一示例的平面图。
[0063] 图50是示出应用本公开的结构的第十一示例的平面图。
[0064] 图51是示出应用本公开的结构的第十一示例的平面图。
[0065] 图52是示出应用本公开的结构的第十一示例的平面图。
[0066] 图53是示出应用本公开的结构的第十一示例的平面图。
[0067] 图54是示出应用本公开的结构的第十一示例的平面图。
[0068] 图55是示出应用本公开的结构的第十一示例的平面图。
[0069] 图56是示出其上安装有应用本公开的光电检测装置的电子设备的构成例的框图。

具体实施方式

[0070] (固态摄像装置的构成)
[0071] 图1是示出应用本公开的固态摄像装置的构成例的图。
[0072] 在图1中，固态摄像装置10是互补金属氧化物半导体(CMOS：Complementary Metal Oxide Semiconductor)图像传感器。固态摄像装置10是应用本公开的光电检测装置的示例。固态摄像装置10包括像素阵列部21、垂直驱动部22、信号处理部23、水平驱动部24、输出部25和控制部26。
[0073] 像素阵列部21包括在由硅(Si)制成的基板上以二维方式排列的多个像素100。像素100分别具有由光电二极管(PD)构成的光电转换区域。
[0074] 在像素阵列部21中，对于以二维方式排列的多个像素100，像素驱动线41针对各个行形成并连接到垂直驱动部22，并且垂直信号线42针对各个列形成并连接到信号处理部23。
[0075] 垂直驱动部22包括移位寄存器、地址解码器等，并驱动排列在像素阵列部21中的每个像素100。从由垂直驱动部22选择性地扫描的像素100输出的像素信号通过垂直信号线42提供给信号处理部23。
[0076] 针对像素阵列部21的每个像素列，信号处理部23对分别通过垂直信号线42从所选行中的每个像素100输出的像素信号执行预定的信号处理。作为信号处理，例如，执行读出处理和去噪处理。
[0077] 水平驱动部24包括移位寄存器、地址解码器等，并依次选择与信号处理部23的像素列相对应的单位电路。通过水平驱动部24的选择性扫描，经过信号处理部23的信号处理的像素信号通过水平信号线51输出到输出部25。
[0078] 输出部25对通过水平信号线51从每个信号处理部23依次输入的像素信号执行预定的信号处理，并输出由此获得的信号。
[0079] 控制部26包括被构造为生成各种定时信号的定时发生器等。基于由定时发生器生成的各种定时信号，控制部26执行垂直驱动部22、信号处理部23、水平驱动部24等的驱动控制。
[0080] <1.第一实施方案>
[0081] 接下来，参照图2至图31，说明固态摄像装置10中的在像素阵列部21中包括以二维方式排列的像素100的结构的示例(第一实施方案)。
[0082] (结构的第一示例)
[0083] 图2是示出应用本公开的结构的第一示例的平面图。图3是示出图2的平面布局中的截面A1‑A1’的截面图。
[0084] 在图2中，在行和列方向上布置的每个正方形表示像素100，并且针对每个像素100，布置有与红色(R)、绿色(G)或蓝色(B)相对应的滤色器121。
[0085] 在图2中，为了便于说明，在与针对像素100布置的滤色器121相对应的区域中记载了将表示滤色器121的颜色的缩写，即，“R”、“Gr”、“Gb”和“B”与用于识别每个区域的数字组合的识别信息。同样在图3中，在与滤色器121相对应的区域中记载了将表示颜色的缩写与数字组合的识别信息。
[0086] 设置有被构造为透射与红色(R)相对应的波长的R滤色器121‑R1至R16的16(4×4)个像素被构造为R像素。设置有被构造为透射与绿色(G)相对应的波长的G滤色器121‑Gr1至Gr16的16(4×4)个像素被构造为Gr像素。设置有G滤色器121‑Gb1至Gb16的16(4×4)个像素被构造为Gb像素。设置有被构造为透射与蓝色(B)相对应的波长的B滤色器121‑B1至B16的16(4×4)个像素被构造为B像素。
[0087] 在图2中，像素部200分别包括设置有相同颜色的滤色器121的16(4×4)个像素100。具体地，4×4R像素形成R像素部。4×4Gr像素形成Gr像素部，并且4×4Gb像素形成Gb像素部。4×4B像素形成B像素部。
[0088] 在像素阵列部21中，R像素部、Gr像素部、Gb像素部和B像素部规则地排列成拜耳阵列。拜耳阵列是以下阵列图案：其中G像素以格子图案布置，并且R像素和B像素交替地布置在剩余部分的各列中。图2所示的阵列图案被重复地布置在像素阵列部21中。
[0089] 针对形成每个R像素部的4×4R像素布置单个片上微透镜131。类似地，关于Gr像素部、Gb像素部和B像素部，针对形成相应颜色的像素部200的16(4×4)个像素布置单个片上微透镜131。在第一实施方案中，其中单个片上微透镜131由4×4像素100(其滤色器121)共享的结构也被称为“4×4‑OCL结构”。具有4×4‑OCL结构的像素部200可以被构造为像素部(普通像素部)或像素部(相位差像素部)，该像素部(普通像素部)被构造为生成用于生成与来自被摄体的光相对应的捕获图像的信号，该像素部(相位差像素部)被构造为生成用于执行相位差检测的信号。
[0090] 这里，在图2中，当关注以拜耳阵列布置的像素部200之中的作为相邻的四个像素部200的R像素部、Gr像素部、Gb像素部和B像素部时，存在作为以下区域的间隙部：其中不存在针对相应颜色的像素部200布置的片上微透镜131的区域。间隙部是靠近片上微透镜131且其中不存在片上微透镜131的区域。间隙部中的像素100具有降低的灵敏度。
[0091] 在图2中，在四个片上微透镜131附近的每个间隙部中布置单个片上微透镜141。这可以抑制间隙部中的像素100的灵敏度的降低。
[0092] 具体地，在图2的平面图中，当关注中央部中的四个像素部200时，包括设置有B滤色器121‑B16的B像素、设置有G滤色器121‑Gb13的Gb像素、设置有G滤色器121‑Gr4的Gr像素和设置有R滤色器121‑R1的R像素的四个像素位于间隙部中。因此，在图2的平面图中，针对这四个(2×2)像素布置单个片上微透镜141。在第一实施方案中，其中单个片上微透镜141由2×2像素100(其滤色器121)共享的结构也被称为“2×2‑OCL结构”。
[0093] 如图3的截面图所示，在Gb像素部和Gr像素部中的每个中，布置有单个片上微透镜131。此外，在Gb像素部和Gr像素部中，设置有G滤色器121‑Gb13的Gb像素和设置有G滤色器
121‑Gr4的Gr像素部分地位于间隙部中，因此，片上微透镜141被布置在G滤色器121‑Gb13和G滤色器121‑Gr4上。
[0094] 以这种方式，尽管Gb像素部和Gr像素部具有4×4‑OCL结构，但由于设置有G滤色器121‑Gb13的Gb像素和设置有G滤色器121‑Gr4的Gr像素位于间隙部中，因此这些G像素具有2×2‑OCL结构。
[0095] 在图3中，像素100具有形成在硅基板111中的光电转换区域。像素100通过像素分离部112与相邻的其他像素分离。像素分离部112包括诸如深沟槽隔离(DTI：Deep Trench Isolation)等元件分离结构。此外，4×4阵列中的相同颜色的滤色器121被布置为对应于包括16(4×4)个像素的像素部200，并且通过CF分离部122与相邻的其他滤色器分离。防反射膜113形成在硅基板111的上表面上。
[0096] 如上所述，在该结构的第一示例中，当针对以拜耳阵列布置的相应颜色的像素部200布置4×4‑OCL结构时，2×2‑OCL结构被布置在位于每四个像素部200的中央部的间隙部中，从而抑制位于间隙部中的像素100的灵敏度的降低。
[0097] 注意，在结构的第一示例中，已经说明了其中2×2‑OCL结构被布置在间隙部中的结构，但布置在间隙部中的片上微透镜的结构不限于2×2‑OCL结构。
[0098] (结构的第二示例)
[0099] 图4是示出应用本公开的结构的第二示例的平面图。图5是示出图4的平面布局中的截面A2‑A2’的截面图。在图4和图5中，与图2和图3相对应的部分由相同的附图标记表示，并且适当地省略其说明。在以下附图中，也适当地省略具有相同附图标记的部件的说明。
[0100] 在图4的平面布局中所示的结构中，与图2的平面布局中所示的结构相比，内透镜142被布置在由于4×4‑OCL结构形成的间隙部中，以代替片上微透镜141。在图4中，单个内透镜142被布置在针对相邻的四个像素部200中的每个布置的片上微透镜131附近的各个间隙部中。
[0101] 如图5的截面图所示，在Gb像素部和Gr像素部中的每个中，布置有单个片上微透镜131。此外，在Gb像素部和Gr像素部中，设置有G滤色器121‑Gb13的Gb像素和设置有G滤色器
121‑Gr4的Gr像素部分地位于间隙部中，因此，内透镜142被布置在G滤色器121‑Gb13和G滤色器121‑Gr4上。内透镜142是形成在片上微透镜131内部的片上微透镜。
[0102] 如上所述，在结构的第二示例中，当针对以拜耳阵列布置的相应颜色的像素部200布置4×4‑OCL结构时，OCL(内透镜)被布置在位于每四个像素部200的中央部的间隙部中，从而抑制位于间隙部中的像素100的灵敏度的降低。
[0103] 注意，在结构的第二示例中，已经说明了其中内透镜被布置在间隙部中的结构，但布置在间隙部中的所有片上微透镜不一定是内透镜。一些间隙部可以设置有2×2‑OCL结构。也就是说，可以使用结构的第一示例和结构的第二示例的组合结构。
[0104] (结构的第三示例)
[0105] 图6是示出应用本公开的结构的第三示例的平面图。图7是示出图6的平面布局中的截面A3‑A3’的截面图。
[0106] 与图2的平面布局中所示的结构相比，图6的平面布局中所示的结构除了4×4‑OCL结构之外还包括1×1‑OCL结构，并且是4×4‑OCL结构和1×1‑OCL结构的组合结构。
[0107] 在图6中，相应颜色，即，红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)的像素部200以拜耳阵列布置，并且存在其中针对形成相应颜色的像素部200的全部16(4×4)个像素布置单个片上微透镜131的区域以及其中针对形成相应颜色的像素部200的每个像素布置单个片上微透镜132的区域。在第一实施方案中，其中针对单个像素100(其滤色器121)设置单个片上微透镜
132的结构也被称为“1×1‑OCL结构”。
[0108] 也就是说，当图6的平面图中所示的区域被划分为四个时，右上区域和左下区域中的每个中的四个像素部200具有4×4‑OCL结构。另一方面，左上区域和右下区域中的每个中的四个像素部200具有1×1‑OCL结构。在右上区域和左下区域中，单个片上微透镜141被布置在作为以下区域的间隙部中从而形成2×2‑OCL结构：其中不存在针对相应颜色的像素部200布置的片上微透镜131的区域。
[0109] 如图7的截面图所示，在Gr像素部和Gb像素部中的的每个中，布置有单个片上微透镜131。此外，在Gr像素部和Gb像素部中，设置有G滤色器121‑Gr13的Gr像素和设置有G滤色器121‑Gb4的Gb像素部分地位于间隙部中，因此，片上微透镜141被布置在G滤色器121‑Gr13和G滤色器121‑Gb4上。
[0110] 如上所述，在结构的第三示例中，当4×4‑OCL结构和1×1‑OCL结构的组合结构被应用于以拜耳阵列布置的相应颜色的像素部200时，2×2‑OCL结构被布置在位于每四个具有4×4‑OCL结构的像素部200的中央部的间隙部中，从而抑制位于间隙部中的像素100的灵敏度的降低。此外，存在以下情况：当在布置滤色器之后布置片上微透镜时，会发生错位，即，片上微透镜从预期位置偏移，但通过4×4‑OCL结构和1×1‑OCL结构的组合，即使当发生错位时，也能够减小相同颜色像素之间的灵敏度差异的影响。
[0111] (结构的第四示例)
[0112] 图8是示出应用本公开的结构的第四示例的平面图。图9是示出图8的平面布局中的截面A4‑A4’的截面图。
[0113] 与图6的平面布局中所示的结构相比，图8的平面布局中所示的结构是将4×4‑OCL结构和1×1‑OCL结构的组合与用于获取相位差信息的相位差像素(PDAF像素)的结构进一步组合的结构。
[0114] 在图8中，相应颜色，即，红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)的像素部200以拜耳阵列布置。在四个划分区域中的左上区域和右下区域中，设置有用于相位检测自动对焦(PDAF：phase detection auto focus)的相位差像素110，在该左上区域和右下区域中，针对形成相应颜色的像素部200的每个像素布置有单个片上微透镜132。在图8中，针对每两个相位差像素110布置有片上微透镜133。
[0115] 也就是说，当图8的平面图中所示的区域被划分为四个时，右上区域和左下区域中的每个中的四个像素部200具有4×4‑OCL结构。另一方面，左上区域和右下区域中的每个中的四个像素部200具有包括相位差像素110的1×1‑OCL结构。在右上区域和左下区域中，单个片上微透镜141被布置在作为以下区域的间隙部中从而形成2×2‑OCL结构：其中不存在针对相应颜色的像素部200布置的片上微透镜131的区域。另一方面，在左上区域和右下区域中的每个中，中央部中的四个像素具有相位差像素110的结构，而除中央部中的四个像素以外的周围区域具有1×1‑OCL结构。
[0116] 如图9的截面图所示，在Gb像素部中，设置有G滤色器121‑Gb1至Gb3的Gb像素中的每个布置有单个片上微透镜132。在Gb像素部中，对于相位差像素110，布置有所讨论的相位差像素110与成对的相位差像素共享的单个片上微透镜133。在B像素部中，针对设置有B滤色器121‑B2至B4的B像素中的每个布置有单个片上微透镜132。在B像素部中，对于相位差像素110，布置有所讨论的相位差像素110与成对的相位差像素共享的单个片上微透镜133。
[0117] 如上所述，在结构的第四示例中，当4×4‑OCL结构、1×1‑OCL结构和PDAF结构的组合结构被应用于以拜耳阵列布置的相应颜色的像素部200时，2×2‑OCL结构被布置在位于每四个具有4×4‑OCL结构的像素部200的中央部的间隙部中，从而抑制位于间隙部中的像素100的灵敏度的降低。
[0118] 此外，在从具有4×4‑OCL结构的像素部200获取相位差信息的情况下，即使当存在一些故障并且不能获取相位差信息时，也可以使用由相位差像素110获取的相位差信息。此外，与结构的第三示例一样，通过4×4‑OCL结构和1×1‑OCL结构的组合，即使当发生错位时，即，片上微透镜从预期位置偏移时，也能够减小相同颜色像素之间的灵敏度差异的影响。
[0119] (结构的第五示例)
[0120] 图10是示出应用本公开的结构的第五示例的平面图。图11是示出图10的平面布局中的截面A5‑A5’的截面图。
[0121] 在图10的平面布局中所示的结构中，与图6的平面布局中所示的结构相比，内透镜142被布置在由于4×4‑OCL结构形成的间隙部中，以代替片上微透镜141。
[0122] 在图10中，在4×4‑OCL结构和1×1‑OCL结构之中的4×4‑OCL结构中，单个内透镜142被布置在针对相邻的四个像素部200中的每个布置的片上微透镜131附近的各个间隙部中。
[0123] 如图11的截面图所示，在Gr像素部和Gb像素部中的每个中，布置有单个片上微透镜131。此外，在Gr像素部和Gb像素部中，设置有G滤色器121‑Gr13的Gr像素和设置有G滤色器121‑Gb4的Gb像素部分地位于间隙部中，因此，内透镜142被布置在G滤色器121‑Gr13和G滤色器121‑Gb4上。
[0124] 如上所述，在结构的第五示例中，当4×4‑OCL结构和1×1‑OCL结构的组合结构被应用于以拜耳阵列布置的相应颜色的像素部200时，OCL(内透镜)被布置在位于每四个具有4×4‑OCL结构的像素部200的中央部的间隙部中，从而抑制位于间隙部中的像素100的灵敏度的降低。此外，与结构的第三示例一样，通过4×4‑OCL结构和1×1‑OCL结构的组合，即使当发生错位时，即，片上微透镜从预期位置偏移时，也能够减小相同颜色像素之间的灵敏度差异的影响。
[0125] (结构的第六示例)
[0126] 图12是示出应用本公开的结构的第六示例的平面图。图13是示出图12的平面布局中的截面A6‑A6’的截面图。
[0127] 在图12的平面布局中所示的结构中，与图10的平面布局中所示的结构相比，片上微透镜143被进一步布置在位于不同颜色的像素部200(其像素100)之间的间隙部(不同颜色间的间隙部)中。
[0128] 在图12中，在4×4‑OCL结构和1×1‑OCL结构之中的4×4‑OCL结构中，单个内透镜142被布置在针对相邻的四个像素部200中的每个布置的片上微透镜131附近的各个间隙部中。此外，关于具有4×4‑OCL结构的像素部200，在作为位于不同颜色的像素部(其像素100)之间的间隙部的不同颜色间的间隙部中，布置有单个片上微透镜143。
[0129] 如图13的截面图所示，在Gb像素部和Gr像素部中的每个中，布置有单个片上微透镜131。在Gb像素部中，设置有G滤色器121‑Gb4的Gb像素部分地位于间隙部中，因此，内透镜142被布置在G滤色器121‑Gb4上。此外，在Gr像素部中，设置有G滤色器121‑Gr13的Gr像素部分地位于间隙部中，因此，内透镜142被布置在G滤色器121‑Gr13上。
[0130] 如上所述，在结构的第六示例中，当4×4‑OCL结构和1×1‑OCL结构的组合结构被应用于以拜耳阵列布置的相应颜色的像素部200时，OCL(内透镜)被布置在位于每四个具有4×4‑OCL结构的像素部200的中央部的间隙部中，并且OCL(片上微透镜143)被布置在不同颜色间的间隙部中，从而抑制位于这些间隙部中的像素100的灵敏度的降低。此外，与结构的第三示例一样，通过4×4‑OCL结构和1×1‑OCL结构的组合，即使当发生错位时，即，片上微透镜从预期位置偏移时，也能够减小相同颜色像素之间的灵敏度差异的影响。
[0131] 注意，在结构的第六示例中，已经说明了OCL(内透镜)被布置在间隙部中的结构，但所讨论的间隙部可以设置有2×2‑OCL结构。
[0132] (结构的第七示例)
[0133] 图14是示出应用本公开的结构的第七示例的平面图。图15是示出图14的平面布局中的截面A7‑A7’的截面图。
[0134] 与图6的平面布局中所示的结构一样，图14的平面布局中所示的结构是4×4‑OCL结构和1×1‑OCL结构的组合结构，其中由于4×4‑OCL结构形成的间隙部设置有2×2‑OCL结构，但与图6的结构的不同之处在于，Gr像素部和Gb像素部具有4×4‑OCL结构，而R像素部和B像素部具有1×1‑OCL结构。
[0135] 在图14中，相应颜色，即，红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)的像素部200以拜耳阵列布置，并且针对形成Gr像素部和Gb像素部中的每个的全部16(4×4)个像素布置单个片上微透镜131，而针对形成R像素部和B像素部的每个像素布置单个片上微透镜132。
[0136] 此外，当图14的平面图中所示的区域被划分为四个时，在每个区域中，单个片上微透镜141被布置在由于针对Gr像素部和Gb像素部布置的两个片上微透镜131而形成的间隙部中，从而形成2×2‑OCL结构。为了实现2×2‑OCL结构，R像素部和B像素部中的一些像素不具有1×1‑OCL结构而具有2×2‑OCL结构。具体地，在R像素部和B像素部中，设置有R滤色器121‑R16的R像素和设置有B滤色器121‑B1的B像素具有2×2‑OCL结构。
[0137] 如图15的截面图所示，在Gb像素部和Gr像素部中的每个中，布置有单个片上微透镜131。此外，在Gb像素部和Gr像素部中，设置有G滤色器121‑Gb4的Gb像素和设置有G滤色器121‑Gr13的Gr像素部分地位于间隙部中，因此，片上微透镜141被布置在G滤色器121‑Gb4和G滤色器121‑Gr13上。
[0138] 如上所述，在结构的第七示例中，当4×4‑OCL结构被应用于以拜耳阵列布置的Gr像素部和Gb像素部，而1×1‑OCL结构被应用于R像素部和B像素部时，2×2‑OCL结构被布置在由于4×4‑OCL结构而形成的间隙部中，从而抑制位于间隙部中的像素100的灵敏度的降低。此外，通过将4×4‑OCL结构应用于Gr像素部和Gb像素部，能够增强Gr像素和Gb像素的灵敏度。通过使用具有4×4‑OCL结构的Gr像素部和Gb像素部中的至少一个作为相位差像素部，能够从所讨论的相位差像素部获取相位差信息。
[0139] 注意，在结构的第七示例中，已经说明了其中所有Gr像素部和Gb像素部具有4×4‑OCL结构的结构，但可以是Gr像素部和Gb像素部中的一些具有4×4‑OCL结构，而剩余Gr像素部和Gb像素部具有1×1‑OCL结构。
[0140] (结构的第八示例)
[0141] 图16是示出应用本公开的结构的第八示例的平面图。图17是示出图16的平面布局中的截面A8‑A8’的截面图。
[0142] 在图16的平面布局中所示的结构中，与图14的平面布局中所示的结构相比，布置有内透镜142，以代替片上微透镜141。
[0143] 在图16中，单个内透镜142被布置在针对Gr像素部和Gb像素部中的每个布置的片上微透镜131附近的各个间隙部中。
[0144] 如图17的截面图所示，在Gb像素部和Gr像素部中的每个中，布置有单个片上微透镜131。在Gb像素部和Gr像素部中，设置有G滤色器121‑Gb4的Gb像素和设置有G滤色器121‑Gr13的Gr像素部分地位于间隙部中，因此，内透镜142被布置在G滤色器121‑Gb4和G滤色器121‑Gr13上。
[0145] 如上所述，在结构的第八示例中，当4×4‑OCL结构被应用于以拜耳阵列布置的Gr像素部和Gb像素部，而1×1‑OCL结构被应用于R像素部和B像素部时，OCL(内透镜)被布置在由于4×4‑OCL结构而形成的间隙部中，从而抑制位于间隙部中的像素100的灵敏度的降低。此外，通过将4×4‑OCL结构应用于Gr像素部和Gb像素部，能够增强Gr像素和Gb像素的灵敏度。通过使用具有4×4‑OCL结构的Gr像素部和Gb像素部中的至少一个作为相位差像素部，能够从所讨论的相位差像素部获取相位差信息。
[0146] 注意，在结构的第八示例中，已经说明了所有Gr像素部和Gb像素部具有4×4‑OCL结构的结构，但可以是Gr像素部和Gb像素部中的一些具有4×4‑OCL结构，而剩余Gr像素部和Gb像素部具有1×1‑OCL结构。
[0147] (结构的第九示例)
[0148] 图18是示出应用本公开的结构的第九示例的平面图。图19是示出图18的平面布局中的截面A9‑A9’的截面图。
[0149] 与图6的平面布局中所示的结构一样，图18的平面布局中所示的结构是其中由于4×4‑OCL结构而形成的间隙部设置有2×2‑OCL结构的4×4‑OCL结构和1×1‑OCL结构的组合结构，但与图6的结构的不同之处在于，R像素部具有4×4‑OC结构，而G像素部和B像素部具有1×1‑OCL结构。
[0150] 在图18中，相应颜色，即，红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)的像素部200以拜耳阵列布置，并且针对形成每个R像素部的全部16(4×4)个像素布置单个片上微透镜131，而针对形成Gr像素部、Gb像素部和B像素部的每个像素布置单个片上微透镜132。
[0151] 此外，当图18的平面图中所示的区域被划分为四个时，在每个区域中，单个片上微透镜141被布置在由于针对R像素部布置的单个片上微透镜131而形成的间隙部中，从而形成2×2‑OCL结构。为了实现2×2‑OCL结构，Gr像素部、Gb像素部和B像素部中的一些像素不具有1×1‑OCL结构而是具有2×2‑OCL结构。具体地，在Gr像素部、Gb像素部和B像素部中，设置有G滤色器121‑Gr13和Gb4的Gr像素和Gb像素以及设置有B滤色器121‑B1的B像素具有2×2‑OCL结构。
[0152] 如图19的截面图所示，在Gb像素部中，针对设置有G滤色器121‑Gb7、Gb10或Gb13的每个Gb像素布置单个片上微透镜132。设置有G滤色器121‑Gb4的Gb像素具有2×2‑OCL结构，因此，针对所讨论的像素布置片上微透镜141。在Gr像素部中，针对设置有G滤色器121‑Gr4、Gr7或Gr10的每个Gr像素布置单个片上微透镜132。设置有G滤色器121‑Gr13的Gr像素具有2×2‑OCL结构，因此，针对所讨论的像素布置片上微透镜141。
[0153] 如上所述，在结构的第九示例中，当4×4‑OCL结构被应用于以拜耳阵列布置的R像素部，而1×1‑OCL结构被应用于G像素部和B像素部时，2×2‑OCL结构被布置在由于4×4‑OCL结构而形成的间隙部中，从而抑制位于间隙部中的像素100的灵敏度的降低。此外，通过将4×4‑OCL结构应用于R像素部，能够增强R像素的灵敏度。通过使用具有4×4‑OCL结构的R像素部作为相位差像素部，能够获取相位差信息。
[0154] 注意，在结构的第九示例中，已经说明了其中所有R像素部具有4×4‑OCL结构的结构，但可以是R像素部中的一些具有4×4‑OCL结构，而剩余R像素部具有1×1‑OCL结构。
[0155] (结构的第十示例)
[0156] 图20是示出应用本公开的结构的第十示例的平面图。图21是示出图20的平面布局中的截面A10‑A10’的截面图。
[0157] 在图20的平面布局中所示的结构中，与图18的平面布局中所示的结构相比，布置有内透镜142以代替片上微透镜141。
[0158] 在图20中，单个内透镜142被布置在针对每个R像素部布置的单个片上微透镜131附近的各个间隙部中。
[0159] 如图21的截面图所示，在Gb像素部和Gr像素部中，针对设置有G滤色器121的Gb像素和Gr像素中的每个布置单个片上微透镜132。然而，针对设置有G滤色器121‑Gb4的Gb像素和设置有G滤色器121‑Gr13的Gr像素布置内透镜142。
[0160] 如上所述，在结构的第十示例中，当4×4‑OCL结构被应用于以拜耳阵列布置的R像素部，而1×1‑OCL结构被应用于G像素部和B像素部时，OCL(内透镜)被布置在由于4×4‑OCL结构而形成的间隙部中，从而抑制位于间隙部中的像素100的灵敏度的降低。此外，通过将4×4‑OCL结构应用于R像素部，能够增强R像素的灵敏度。通过使用具有4×4‑OCL结构的R像素部作为相位差像素部，能够获取相位差信息。
[0161] 注意，在结构的第十示例中，已经说明了其中所有R像素部具有4×4‑OCL结构的结构，但可以是R像素部的一些具有4×4‑OCL结构，而剩余R像素部具有1×1‑OCL结构。
[0162] (结构的第十一示例)
[0163] 图22是示出应用本公开的结构的第十一示例的平面图。图23是示出图22的平面布局中的截面A11‑A11’的截面图。
[0164] 与图6的平面布局中所示的结构一样，图22的平面布局中所示的结构是其中由于4×4‑OCL结构而形成的间隙部设置有2×2‑OCL结构的4×4‑OCL结构和1×1‑OCL结构的组合结构，但与图6的结构的不同之处在于，B像素部具有4×4‑OC结构，而R像素部和G像素部具有1×1‑OCL结构。
[0165] 在图22中，相应颜色，即，红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)的像素部200以拜耳阵列布置，并且针对形成每个B像素部的全部16(4×4)个像素布置单个片上微透镜131，而针对形成R像素部、Gr像素部和Gb像素部的每个像素布置单个片上微透镜132。
[0166] 此外，当图22的平面图中所示的区域被划分为四个时，在每个区域中，单个片上微透镜141被布置在由于针对B像素部布置的单个片上微透镜131而形成的间隙部中，从而形成2×2‑OCL结构。为了实现2×2‑OCL结构，R像素部、Gr像素部和Gb像素部中的一些像素不具有1×1‑OCL结构而是具有2×2‑OCL结构。具体地，在R像素部、Gr像素部和Gb像素部中，设置有R滤色器121‑R16的R像素以及设置有G滤色器121‑Gr13和Gb4的Gr像素和Gb像素具有2×2‑OCL结构。
[0167] 如图23的截面图所示，在Gb像素部和Gr像素部中，针对设置有G滤色器121的Gb像素和Gr像素中的每个布置单个片上微透镜132。然而，设置有G滤色器121‑Gb4的Gb像素和设置有G滤色器121‑Gr13的Gr像素具有2×2‑OCL结构，因此，针对所讨论的像素布置片上微透镜141。
[0168] 如上所述，在结构的第十一示例中，当4×4‑OCL结构被应用于以拜耳阵列布置的B像素部，而1×1‑OCL结构被应用于R像素部和G像素部时，2×2‑OCL结构被布置在由于4×4‑OCL结构而形成的间隙部中，从而抑制位于间隙部中的像素100的灵敏度的降低。此外，通过将4×4‑OCL结构应用于B像素部，能够增强B像素的灵敏度。通过使用具有4×4‑OCL结构的B像素部作为相位差像素部，能够获取相位差信息。
[0169] 注意，在结构的第十一示例中，已经说明了其中所有B像素部具有4×4‑OCL结构的结构，但可以是B像素部中的一些具有4×4‑OCL结构，而剩余B像素部具有1×1‑OCL结构。
[0170] (结构的第十二示例)
[0171] 图24是示出应用本公开的结构的第十二示例的平面图。图25是示出图24的平面布局中的截面A12‑A12’的截面图。
[0172] 在图24的平面布局中所示的结构中，与图22的平面布局中所示的结构相比，布置有内透镜142以代替片上微透镜141。
[0173] 在图24中，单个内透镜142被布置在针对每个B像素部布置的单个片上微透镜131附近的各个间隙部中。
[0174] 如图25的截面图所示，在Gb像素部和Gr像素部中，针对设置有G滤色器121的Gb像素和Gr像素中的每个布置单个片上微透镜132。然而，针对设置有G滤色器121‑Gb4的Gb像素和设置有G滤色器121‑Gr13的Gr像素布置内透镜142。
[0175] 如上所述，在结构的第十二示例中，当4×4‑OCL结构被应用于以拜耳阵列布置的B像素部，而1×1‑OCL结构被应用于R像素部和G像素部时，OCL(内透镜)被布置在由于4×4‑OCL结构而形成的间隙部中，从而抑制位于间隙部中的像素100的灵敏度的降低。此外，通过将4×4‑OCL结构应用于B像素部，能够增强B像素的灵敏度。通过使用具有4×4‑OCL结构的B像素部作为相位差像素部，能够获取相位差信息。
[0176] 注意，在结构的第十二示例中，已经说明了其中所有B像素部具有4×4‑OCL结构的结构，但可以是B像素部中的一些具有4×4‑OCL结构，而剩余B像素部具有1×1‑OCL结构。
[0177] (结构的第十三示例)
[0178] 图26是示出应用本公开的结构的第十三示例的平面图。图27是示出图26的平面布局中的截面A13‑A13’的截面图。
[0179] 在图26的平面布局中所示的结构中，与图2的平面布局中所示的结构相比，相应颜色的像素部200具有3×3‑OCL结构，以代替4×4‑OCL结构。
[0180] 在图26中，相应颜色，即，红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)的像素部200以拜耳阵列布置，并且针对形成相应颜色的每个像素部200的全部9(3×3)个像素布置单个片上微透镜134。
[0181] 具体地，针对形成每个R像素部的3×3R像素布置单个片上微透镜134。类似地，关于Gr像素部、Gb像素部和B像素部，针对形成相应颜色的像素部200的9(3×3)个像素布置单个片上微透镜134。在第一实施方案中，其中单个片上微透镜134由3×3像素100(其滤色器121)共享的结构也被称为“3×3‑OCL结构”。
[0182] 在图26中，在四个片上微透镜134附近的各个间隙部中布置有单个片上微透镜144。这可以抑制间隙部中的像素100的灵敏度的降低。
[0183] 如图27的截面图所示，在Gb像素部和Gr像素部中的每个中，布置有单个片上微透镜134。此外，在Gb像素部和Gr像素部中，设置有G滤色器121‑Gb7的Gb像素和设置有G滤色器121‑Gr3的Gr像素部分地位于间隙部中，因此，片上微透镜144被布置在G滤色器121‑Gb7和G滤色器121‑Gr3上。
[0184] 以这种方式，尽管Gb像素部和Gr像素部具有3×3‑OCL结构，但由于设置有G滤色器121‑Gb7的Gb像素和设置有G滤色器121‑Gr3的Gr像素位于间隙部中，因此这些G像素具有2×2‑OCL结构。
[0185] 如上所述，在结构的第十三示例中，当针对以拜耳阵列布置的相应颜色的像素部200布置3×3‑OCL结构时，2×2‑OCL结构被布置在位于每四个像素部200的中央部的间隙部中，从而抑制位于间隙部中的像素100的灵敏度的降低。
[0186] 在上面的说明中，作为相应颜色的像素部200的结构，已经例示出了3×3‑OCL结构和4×4‑OCL结构，但本公开可以应用于具有n×n‑OCL结构(n是2以上的整数)的像素部，即，由与相同颜色的n×n阵列的滤色器相对应的n×n像素构成的像素部200。在本公开中，以预定的阵列图案排列的相应颜色的像素部200中的至少一些可以具有n×n‑OCL结构，该n×n‑OCL结构是其中单个片上微透镜由n×n像素共享的结构，并且其他片上微透镜可以被布置在n×n‑OCL结构的片上微透镜附近的间隙部中。
[0187] (结构的第十四示例)
[0188] 图28是示出应用本公开的结构的第十四示例的平面图。图29是示出图28的平面布局中的截面A14‑A14’的截面图。
[0189] 与图2的平面图中所示的结构相比，图28的平面图中所示的结构是使用与青色(C)、品红色(M)和黄色(Y)相对应的滤色器121的结构。
[0190] 在图28中，为了便于说明，在与针对像素100布置的滤色器121相对应的区域中记载了将表示滤色器的颜色的缩写，即，“Y”、“C”、“G”和“M”与用于识别每个区域的数字组合的识别信息。同样在图29中，在与滤色器121相对应的区域中记载了将表示颜色的缩写与数字组合的识别信息。
[0191] 设置有被构造为透射与黄色(Y)相对应的波长的Y滤色器121‑Y1至Y16的16(4×4)个像素被构造为Y像素。4×4Y像素形成Y像素部。设置有被构造为透射与青色(C)相对应的波长的C滤色器121‑C1至C16的16(4×4)个像素被构造为C像素。4×4C像素形成C像素部。
[0192] 设置有与绿色(G)相对应的G滤色器121‑G1至G16的16(4×4)个像素被构造为G像素。4×4G像素形成G像素部。设置有被构造为透射与品红色(M)相对应的波长的M滤色器121‑M1至M16的16(4×4)个像素被构造为M像素。4×4M像素形成M像素部。
[0193] 在相应颜色的像素部200，即，Y像素部、C像素部、G像素部和M像素部中，针对16(4×4)个像素布置单个片上微透镜131，从而形成4×4‑OCL结构。在图28中，单个片上微透镜141被布置在四个片上微透镜131附近的各个间隙部中。这可以抑制间隙部中的像素100的灵敏度的降低。
[0194] 如图29的截面图所示，在G像素部和C像素部中的每个中，布置有单个片上微透镜131。此外，在G像素部和C像素部中，设置有G滤色器121‑G13的G像素和设置有C滤色器121‑C4的C像素部分地位于间隙部中，因此，片上微透镜141被布置在G滤色器121‑G13和C滤色器
121‑C4上。
[0195] 如上所述，同样在代替与红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)相对应的滤色器使用与青色(C)、品红色(M)和黄色(Y)相对应的滤色器作为滤色器121的结构中，通过将2×2‑OCL结构布置在4×4‑OCL结构的片上微透镜141附近的间隙部中，能够抑制位于间隙部中的像素100的灵敏度的降低。注意，C像素部、M像素部和Y像素部是RGB以外的颜色的像素部200的示例，并且可以采用诸如使用由与白色(W)相对应的W像素构成的W像素部的结构等其他颜色的像素部200。
[0196] (制造方法的示例)
[0197] 现在，参照图30和图31说明包括用于形成应用本公开的结构的步骤的制造方法的示例。图30的A至C示出了与图31的A至C的平面布局上的虚线相对应的截面结构。在该制造方法的示例中，按照步骤的顺序说明在其中形成有光电转换区域的硅基板111上形成像素分离部112和防反射膜113之后的步骤。
[0198] 在图30的A所示的步骤中，在防反射膜113上形成包括遮光材料等的CF分离部122。在图30的B所示的步骤中，形成相应颜色的滤色器121。在图30的C所示的步骤中，针对具有4×4‑OCL结构的像素部200形成片上微透镜131，并且在片上微透镜131附近的间隙部中形成片上微透镜141。通过进行这些步骤，例如，能够形成图2和图3所示的结构。
[0199] <2.第二实施方案>
[0200] 接下来，参照图32至图55，说明固态摄像装置10中在像素阵列部21中包括以二维方式排列的像素100的结构的另一示例(第二实施方案)。
[0201] (结构的第一示例)
[0202] 图32是示出应用本公开的结构的第一示例的平面图。图33是示出在图32的平面布局中包括R像素部和Gr像素部的截面的截面图。
[0203] 在图32中，在行和列方向上布置的每个正方形表示像素100，并且针对每个像素100，布置有与红色(R)、绿色(G)或蓝色(B)相对应的滤色器221。
[0204] 在图32中，为了便于说明，在与针对像素100布置的滤色器221相对应的区域中记载了将表示滤色器221的颜色的缩写，即，“R”、“Gr”、“Gb”和“B”与用于识别每个区域的数字组合的识别信息。同样在图33中，在与滤色器121相对应的区域中记载了表示颜色的缩写。
[0205] 设置有被构造为透射与红色(R)相对应的波长的R滤色器221‑R1至R16的16(4×4)个像素被构造为R像素。设置有被构造为透射与绿色(G)相对应的波长的G滤色器221‑Gr1至Gr16的16(4×4)个像素被构造为Gr像素。设置有G滤色器221‑Gb1至Gb16的16(4×4)个像素被构造为Gb像素。设置有被构造为透射与蓝色(B)相对应的波长的B滤色器221‑B1至B16的16(4×4)个像素被构造为B像素。
[0206] 在图32中，像素部200分别包括设置有相同颜色的滤色器221的16(4×4)个像素100。具体地，16(4×4)个R像素形成R像素部。16(4×4)个Gr像素形成Gr像素部，并且16(4×
4)个Gb像素形成Gb像素部。16(4×4)个B像素形成B像素部。图32所示的阵列图案被重复地布置在像素阵列部21中，并且R像素部、Gr像素部、Gb像素部和B像素部以拜耳阵列布置。
[0207] 在R像素部中，针对由相同颜色的像素(R像素)包围的R像素，即，设置有R滤色器221‑R6、R7、R10和R11的2×2R像素布置单个片上微透镜231。在第二实施方案中，其中单个片上微透镜231由2×2像素100(其滤色器221)共享的结构也被称为“2×2‑OCL结构”。具有2×2‑OCL结构的2×2像素100(四个像素)可以被构造为像素(普通像素)或像素(相位差像素)，该像素(普通像素)被构造为生成用于生成与来自被摄体的光相对应的捕获图像的信号，该像素(相位差像素)被构造为用于生成用于执行相位差检测的信号。
[0208] 此外，在R像素部中，对于与不同颜色的像素(G像素)相邻的每个R像素，即，设置有R滤色器221‑R1至R5、R8、R9和R12至R16的12个R像素中的每个布置单个片上微透镜232。在第二实施方案中，其中针对单个像素100(其滤色器221)布置单个片上微透镜232的结构也被称为“1×1‑OCL结构”。
[0209] 以这种方式，在R像素部中，由相同颜色的像素(R像素)包围的R像素具有2×2‑OCL结构，并且与不同颜色的像素(G像素)相邻的R像素具有1×1‑OCL结构。与2×2‑OCL结构相对应的2×2阵列中的R滤色器221与周围的与1×1‑OCL结构相对应的1×1阵列中的R滤色器211通过CF分离部222分离。与1×1‑OCL结构相对应的1×1阵列中的R滤色器221与其他的与
1×1‑OCL结构相对应的1×1阵列中的滤色器221以及与2×2‑OCL结构相对应的2×2阵列中的R滤色器221通过CF分离部222分离。
[0210] 类似地，在Gr像素部中，由相同颜色的像素(Gr像素)包围的Gr像素具有2×2‑OCL结构，并且与不同颜色的像素(R像素或B像素)相邻的Gr像素具有1×1‑OCL结构。在Gb像素部中，由相同颜色的像素(Gb像素)包围的Gb像素具有2×2‑OCL结构，并且与不同颜色的像素(R像素或B像素)相邻的Gb像素具有1×1‑OCL结构。在B像素部中，由相同颜色的像素(B像素)包围的B像素具有2×2‑OCL结构，并且与不同颜色的像素(G像素)相邻的B像素具有1×1‑OCL结构。
[0211] 利用这种结构，能够显著地减小由于颜色混合而导致的相同颜色像素之间的灵敏度差异。此外，能够显著地减少由于沟槽分离散射而导致的不同颜色的混合，从而实现非常高的信噪比(SNR：Signal‑Noise Ratio)。
[0212] 具体地，如图33的截面图所示，例如，在Gr像素部中，当入射到片上微透镜231上的光(图中的箭头L)穿过G滤色器221并进入Gr像素(其光电转换区域)时，光可能被形成为像素分离部212的沟槽散射。即使当发生这种沟槽分离散射时，由于具有2×2‑OCL结构的Gr像素被具有1×1‑OCL结构的Gr像素包围并且光因此进入相同颜色的Gr像素(其光电转换区域)，因此也能够显著地减少不同颜色的混合。
[0213] 另一方面，在图34的截面图中，示出了像素部200中的相同颜色的16个像素(4×4像素)仅具有2×2‑OCL结构的情况的结构以进行比较。在该比较结构中，相应颜色的像素部200中的4×4像素被划分为四个区域，并且针对每2×2像素布置单个片上微透镜231，从而形成四个2×2‑OCL结构。如图34的截面图所示，例如，在Gr像素部中，在入射到片上微透镜
231上的光(图中的箭头L)穿过G滤色器221，并且发生沟槽分离散射的情况下，由于具有2×
2‑OCL结构的Gr像素周围的像素是不同于Gr像素的像素(例如，R像素)，因此由于沟槽分离散射而导致的不同颜色的混合更加严重。
[0214] 此外，与图34的截面图中所示的结构相比，图33的截面图中所示的结构包括1×1‑OCL结构，因此可以增强调制传递函数(MTF：Modulation Transfer Function)以增加分辨率。
[0215] 在图33中，像素100分别具有形成在硅基板211中的光电转换区域。像素100通过像素分离部212与其他相邻像素分离。像素分离部212包括诸如DTI等元件分离结构。与2×2‑OCL结构相对应的2×2阵列中的G滤色器221与和1×1‑OCL结构相对应的1×1阵列中的G滤色器221通过CF分离部222分离。与1×1‑OCL结构相对应的1×1阵列中的G滤色器221与和1×1‑OCL结构相对应的1×1阵列中的R滤色器221通过CF分离部222分离。防反射膜213形成在硅基板211的上表面上。
[0216] 这里，已经对Gr像素部给出了说明，但这类似地适用于R像素部、Gb像素部和B像素部。通过将2×2‑OCL结构应用于由相同颜色的像素包围的像素以及将1×1‑OCL结构应用于与不同颜色的像素相邻的像素，能够显著地减小由于颜色混合而导致的相同颜色像素之间的灵敏度差异，并且还显著地减少由于沟槽分离散射而导致的不同颜色的混合。
[0217] 图35是示出结构的第一示例中的片上微透镜231和232的结构的示例的截面图。
[0218] 在Gr像素部中，由相同颜色的像素(Gr像素)包围的Gr像素(中央部的2×2像素)具有2×2‑OCL结构，并且与不同颜色的像素(R像素或B像素)相邻的Gr像素具有1×1‑OCL结构。如图35的截面图所示，针对2×2‑OCL结构布置的片上微透镜231的高度大于针对1×1‑OCL结构布置的片上微透镜232的高度。
[0219] 以这种方式，通过具有更大高度的片上微透镜231，可以减小在硅基板211的上表面上的入射光(图中的L)的光斑直径D，从而提高分离比。另一方面，通过具有较小高度的片上微透镜232，可以增强量子效率(QE：quantum efficiency)。由此，可以消除2×2‑OCL结构的分离比与1×1‑OCL结构的量子效率(QE)之间的折衷。
[0220] 图36是示出结构的第一示例中的CF分离部222的结构的示例的截面图。
[0221] 在Gr像素部中，由相同颜色的像素(Gr像素)包围的Gr像素(中央部的2×2像素)具有2×2‑OCL结构，并且与不同颜色的像素(R像素或B像素)相邻的Gr像素(周围12个像素)具有1×1‑OCL结构。如图36的截面图所示，用于将与2×2‑OCL结构相对应的2×2阵列中的G滤色器221与周围滤色器分离的CF分离部222的宽度大于用于将与1×1‑OCL结构相对应的1×1阵列中的G滤色器211与周围滤色器分离的CF分离部222的宽度。
[0222] 以这种方式，通过在2×2阵列中的G滤色器221的周边处具有更大宽度的CF分离部222，可以通过由低折射率材料等构成的CF分离部222来增强光收集，从而提高分离比。此外，通过具有较小高度的片上微透镜232，可以增强量子效率(QE)。由此，可以消除2×2‑OCL结构的分离比与1×1‑OCL结构的量子效率(QE)之间的折衷。这里，已经对Gr像素部给出了说明，但这类似地适用于R像素部、Gb像素部和B像素部。
[0223] 在结构的第一示例中，可以采用图35的截面图中所示的结构或图36的截面图中所示的结构。
[0224] (结构的第二示例)
[0225] 图37是示出应用本公开的结构的第二示例的平面图。在图37中，与图32相对应的部分由相同的附图标记表示，并且适当地省略其说明。在以后的附图中，也适当地省略具有相同附图标记的部分的说明。
[0226] 在图37中，为了便于说明，在与针对像素100布置的滤色器221相对应的区域中记载了将表示滤色器221的颜色的缩写，即，“R”、“Y”和“B”与用于识别每个区域的数字组合的识别信息。,
[0227] 与图32的平面布局中所示的结构相比，图37的平面布局中所示的结构具有RYYB阵列，其中布置有Y像素部，以代替以拜耳阵列布置的Gr像素部和Gb像素部。
[0228] 设置有被构造为透射与黄色(Y)相对应的波长的Y滤色器221‑Y1至Y16的16(4×4)个像素被构造为Y像素。16(4×4)个Y像素形成Y像素部。在Y像素部中，由相同颜色的像素(Y像素)包围的Y像素具有2×2‑OCL结构，并且与不同颜色的像素(R像素或B像素)相邻的Y像素具有1×1‑OCL结构。
[0229] 如上所述，在结构的第二示例中，在以RYYB阵列布置的相应颜色的像素部200中，通过将2×2‑OCL结构应用于由相同颜色的像素包围的像素以及将1×1‑OCL结构应用于与不同颜色的像素相邻的像素，能够减小由于颜色混合而导致的相同颜色像素之间的灵敏度差异。此外，能够减少由于沟槽分离散射而导致的不同颜色的混合，从而提高SNR。
[0230] (结构的第三示例)
[0231] 图38是示出应用本公开的结构的第三示例的平面图。
[0232] 在图38中，为了便于说明，在与针对像素100布置的滤色器221相对应的区域中记载了将表示滤色器的颜色的缩写，即，“C”、“M”和“Y”与用于识别每个区域的数字组合的识别信息。
[0233] 与图32的平面布局中所示的结构相比，图38的平面布局中所示的结构具有MYYC阵列，其中布置有M像素部、Y像素部和C像素部，以代替以拜耳阵列布置的R像素部、Gr像素部、Gb像素部和B像素部。
[0234] 设置有被构造为透射与品红色(M)相对应的波长的M滤色器221‑M1至M16的16(4×4)个像素被构造为M像素。这16(4×4)个M像素形成M像素部。在M像素部中，由相同颜色的像素(M像素)包围的M像素具有2×2‑OCL结构，并且与不同颜色的像素(Y像素)相邻的M像素具有1×1‑OCL结构。
[0235] 设置有被构造为透射与黄色(Y)相对应的波长的Y滤色器221‑Y1至Y16的16(4×4)个像素被构造为Y像素。16(4×4)个Y像素形成Y像素部。在Y像素部中，由相同颜色的像素(Y像素)包围的Y像素具有2×2‑OCL结构，并且与不同颜色的像素(M像素或C像素)相邻的Y像素具有1×1‑OCL结构。
[0236] 设置有被构造为透射与青色(C)相对应的波长的C滤色器221‑C1至C16的16(4×4)个像素被构造为C像素。16(4×4)个C像素形成C像素部。在C像素部中，由相同颜色的像素(C像素)包围的C像素具有2×2‑OCL结构，并且与不同颜色的像素(Y像素)相邻的C像素具有1×1‑OCL结构。
[0237] 如上所述，在结构的第三示例中，在以MYYC阵列布置的相应颜色的像素部200中，通过将2×2‑OCL结构应用于由相同颜色的像素包围的像素以及将1×1‑OCL结构应用于与不同颜色的像素相邻的像素，能够减小由于颜色混合而导致的相同颜色像素之间的灵敏度差异。此外，能够减少由于沟槽分离散射而导致的不同颜色的混合，从而提高SNR。
[0238] 注意，在图37和图38中，CMY滤色器已经被例示为RGB滤色器以外的滤色器221，但本公开不限于此，并且可以使用其他滤色器。此外，C像素部、M像素部和Y像素部是RGB以外的颜色的像素部200的示例，并且可以采用诸如使用由与白色(W)相对应的W像素构成的W像素部的结构等其他颜色的像素部200。不仅RGB滤色器，而且CMY的滤色器等也可以用于增强量子效率(QE)。
[0239] (结构的第四示例)
[0240] 图39是示出应用本公开的结构的第四示例的平面图。
[0241] 在图39的平面布局中所示的结构中，与图32的平面布局中所示的结构相比，R像素部和B像素部的中央部中的2×2‑OCL结构被改变为1×1‑OCL结构，从而增加了1×1‑OCL结构的比例。
[0242] 在Gr像素部和Gb像素部中，由相同颜色的像素包围的像素具有2×2‑OCL结构，并且与不同颜色的像素相邻的像素具有1×1‑OCL结构。
[0243] 另一方面，在R像素部中，由相同颜色的像素(R像素)包围的R像素和与不同颜色的像素(Gr像素或Gb像素)相邻的R像素，即，所有R像素都具有1×1‑OCL结构。在B像素部中，由相同颜色的像素(B像素)包围的B像素和与不同颜色的像素(Gr像素或Gb像素)相邻的B像素，即，所有B像素都具有1×1‑OCL结构。
[0244] 如上所述，在结构的第四示例中，在以拜耳阵列布置的像素部200之中的Gr像素部和Gb像素部具有2×2‑OCL结构，而R像素部和B像素部不具有2×2‑OCL结构并且仅具有1×1‑OCL结构。这可以增加1×1‑OCL结构在整个结构中的比例。通过增加1×1‑OCL结构的比例，能够增强MTF以提高分辨率。因此，在分辨率优先的情况下，采用结构的第四示例来使用像素部200中的至少一些作为相位差像素部而非使用所有像素部200作为被构造为获取相位差信息的相位差像素部就足够了。
[0245] (结构的第五示例)
[0246] 图40是示出应用本公开的结构的第五示例的平面图。
[0247] 在图40的平面布局中所示的结构中，与图39的平面布局中所示的结构相比，除了R像素部和B像素部之外，Gb像素部的中央部中的2×2‑OCL结构也被改变为1×1‑OCL结构，从而进一步增加了1×1‑OCL结构的比例。
[0248] 在Gr像素部中，由相同颜色的像素包围的像素具有2×2‑OCL结构，并且与不同颜色的像素相邻的像素具有1×1‑OCL结构。另一方面，在R像素部、B像素部和Gb像素部中，由相同颜色的像素包围的像素和与不同颜色的像素相邻的像素，即，所有像素都具有1×1‑OCL结构。
[0249] 如上所述，在结构的第五示例中，在以拜耳阵列布置的像素部200之中的Gr像素部具有2×2‑OCL结构，而R像素部、B像素部和Gb像素部不具有2×2‑OCL结构并且仅具有1×1‑OCL结构。这可以增加1×1‑OCL结构在整个结构中的比例。通过增加1×1‑OCL结构的比例，能够提高分辨率。
[0250] 注意，在图39和图40中，已经说明了R像素部和B像素部具有1×1‑OCL结构的情况，但不需要布置在像素阵列部21中的所有R像素部以及B像素部都具有1×1‑OCL结构。可以是R像素部和B像素部中的一些仅具有1×1‑OCL结构，而剩余R像素部和B像素部具有2×2‑OCL结构和1×1‑OCL结构。可以在一些位置布置2×2‑OCL结构，并且根据需要确定2×2‑OCL结构和1×1‑OCL结构在整个结构中的比例。
[0251] (结构的第六示例)
[0252] 图41是示出应用本公开的结构的第六示例的平面图。
[0253] 在图41的平面布局中所示的结构中，与图32的平面布局中所示的结构相比，Gr像素部和Gb像素部的中央部中的2×2‑OCL结构被改变为1×1‑OCL结构，使得仅R像素部和B像素部中的每个的中央部中的四个像素具有2×2‑OCL结构。
[0254] 在R像素部和B像素部中，由相同颜色的像素包围的像素具有2×2‑OCL结构，而与不同颜色的像素相邻的像素具有1×1‑OCL结构。另一方面，在Gr像素部和Gb像素部中，由相同颜色的像素包围的像素和与不同颜色的像素相邻的像素，即，所有像素都具有1×1‑OCL结构。
[0255] 如上所述，在结构的第六示例中，在以拜耳阵列布置的像素部200之中的R像素部和B像素部具有2×2‑OCL结构，而Gr像素部和Gb像素部不具有2×2‑OCL结构并且仅具有1×1‑OCL结构。这可以增加R像素部和B像素部的灵敏度。也就是说，由于R像素部和B像素部的灵敏度与Gr像素部和Gb像素部相比相对较低，因此2×2‑OCL结构被应用于每个中央部中的四个像素，以增加灵敏度。
[0256] (结构的第七示例)
[0257] 图42是示出应用本公开的结构的第七示例的平面图。
[0258] 在图42的平面布局中所示的结构中，与图32的平面布局中所示的结构相比，相应颜色的像素部200中的1×1‑OCL结构中的一些被改变为1×2‑OCL结构或2×1‑OCL结构，从而从与不同颜色的像素相邻的像素获得相位差信息。
[0259] 在R像素部中，由相同颜色的像素(R像素)包围的R像素具有2×2‑OCL结构，并且与不同颜色的像素(Gr像素或Gb像素)相邻的R像素具有1×1‑OCL结构、1×2‑OCL结构和2×1‑OCL结构中的任一个。
[0260] 具体地，对于设置有R滤色器221‑R6、R7、R10和R11的2×2R像素(四个像素)，单个片上微透镜231被布置在整个区域上方，从而形成2×2‑OCL结构。对于设置有R滤色器221‑R1、R4、R13或R16的每个R像素(一个像素)，布置有单个片上微透镜232，从而形成1×1‑OCL结构。
[0261] 对于设置有R滤色器221‑R2和R3的1×2R像素(两个像素)，布置有单个片上微透镜233，从而形成1×2‑OCL结构。类似地，设置有R滤色器221‑R14和R15的1×2R像素(两个像素)具有1×2‑OCL结构。在第二实施方案中，其中单个片上微透镜233由1×2像素100(其滤色器221)共享的结构也被称为“1×2‑OCL结构”。
[0262] 对于设置有R滤色器221‑R5和R9的2×1R像素(两个像素)，布置有单个片上微透镜234，从而形成2×1‑OCL结构。类似地，设置有R滤色器221‑R8和R12的2×1R像素(两个像素)具有2×1‑OCL结构。在第二实施方案中，其中单个片上微透镜234由2×1像素100(其滤色器
221)共享的结构也被称为“2×1‑OCL结构”。
[0263] 在R像素部中，可以通过使用具有2×2‑OCL结构的R像素作为相位差像素来获得相位差信息。然而，在期望增加相位差像素的数量的情况下，1×1‑OCL结构可以被改变为1×2‑OCL结构或2×1‑OCL结构，以利用具有1×2‑OCL结构或2×1‑OCL结构的R像素作为相位差像素。
[0264] 类似地，在Gr像素部、Gb像素部和B像素部中，由相同颜色的像素包围的像素具有2×2‑OCL结构，并且与不同颜色的像素相邻的像素具有1×1‑OCL结构、1×2‑OCL结构和2×1‑OCL结构中的任一个。
[0265] 如上所述，在结构的第七示例中，在以拜耳阵列布置的像素部200中，通过将2×2‑OCL结构应用于由相同颜色的像素包围的像素以及包括1×2‑OCL结构或2×1‑OCL结构作为与不同颜色的像素相邻的像素的结构，能够增加相位差像素的数量。采用图42的平面布局中所示的结构不会导致由于沟槽分离散射而导致的不同颜色的混合的显著增加。
[0266] (结构的第八示例)
[0267] 图43是示出应用本公开的结构的第八示例的平面图。
[0268] 与图32的平面布局中所示的结构相比，图43的平面布局中所示的结构是其中滤色器221、CF分离部222和片上微透镜235的位置和尺寸在像素100或像素部200之间不同的结构。
[0269] 在R像素部中，针对每个R像素布置的R滤色器221和片上微透镜235在R像素之间具有不同的位置和尺寸。类似地，在Gr像素部、Gb像素部和B像素部中，针对每个像素布置的滤色器221和片上微透镜235在像素之间具有不同的位置和尺寸。此外，在滤色器221之间形成的CF分离部222在像素之间具有不同的位置和尺寸。
[0270] 通过其中滤色器221、CF分离部222和片上微透镜235的位置和尺寸在作为R像素、Gr像素、Gb像素或B像素的像素100之间不同的结构，实现了其中滤色器221、CF分离部222和片上微透镜235的位置和尺寸在作为R像素部、Gr像素部、Gb像素部或B像素部的像素部200之间不同的结构。
[0271] 如上所述，在结构的第八示例中，通过其中滤色器221、CF分离部222和片上微透镜235的位置和尺寸在像素100或像素部200之间不同的结构，还能够减小由于沟槽分离散射以外的混合颜色分量而导致的相同颜色像素之间的灵敏度差异。
[0272] 注意，当然，滤色器221、CF分离部222和片上微透镜235的所有结构可以在像素100或像素部200之间不同，或者结构中的至少一个可以不同。此外，在改变结构时，将位置和尺寸中的至少一个改变为不同就足够了。也就是说，相应颜色的像素部200的位置或尺寸在整体上不同就足够了。
[0273] (结构的第九示例)
[0274] 图44是示出应用本公开的结构的第九示例的平面图。
[0275] 与图32的平面布局中所示的结构相比，图44的平面布局中所示的结构是其中针对2×2‑OCL结构布置的片上微透镜231的折射率不同于针对1×1‑OCL结构布置的片上微透镜
232的折射率的结构。
[0276] 在R像素部中，针对设置有R滤色器221‑R6、R7、R10和R11的2×2R像素布置的单个片上微透镜231的有效折射率高于针对分别设置有R滤色器221‑R1至R5、R8、R9和R12至R16的12个R像素布置的12个片上微透镜232的有效折射率。
[0277] 类似地，在Gr像素部、Gb像素部和B像素部中，针对以由相同颜色的像素包围的像素构成的2×2‑OCL结构布置的片上微透镜231的有效折射率高于针对1×1‑OCL结构布置的片上微透镜232的有效折射率。
[0278] 如上所述，在结构的第九示例中，在相应颜色的像素部200中，通过使2×2‑OCL结构的片上微透镜231的有效折射率高于1×1‑OCL结构的片上微透镜232的有效折射率，能够确保分离比。
[0279] (结构的第十示例)
[0280] 图45至图48是示出应用本公开的结构的第十示例的平面图。
[0281] 在图45的平面布局中所示的结构中，与图32的平面布局中所示的结构相比，相应颜色的像素部200的中央部中的2×2‑OCL结构被改变为2×1‑OCL结构，从而从由相同颜色的像素包围的像素获得相位差信息。
[0282] 在R像素部中，由相同颜色的像素(R像素)包围的R像素具有2×1‑OCL结构，并且与不同颜色的像素(Gr像素或Gb像素)相邻的R像素具有1×1‑OCL结构。
[0283] 具体地，对于设置有R滤色器221‑R6和R10的2×1R像素(两个像素)，布置有片上微透镜234，从而形成2×1‑OCL结构。类似地，对于设置有R滤色器221‑7和R11的2×1R像素(两个像素)，布置有片上微透镜234，从而形成2×1‑OCL结构。对于设置有R滤色器221‑R1至R5、R8、R9和R12至R16的R像素(12个像素)中的每个，布置有片上微透镜232，从而形成1×1‑OCL结构。
[0284] 类似地，在Gr像素部、Gb像素部和B像素部中，由相同颜色的像素包围的像素具有2×1‑OCL结构，并且与不同颜色的像素相邻的像素具有1×1‑OCL结构。
[0285] 如上所述，在结构的第十示例中，在以拜耳阵列布置的像素部200中，由相同颜色的像素包围的像素具有2×1‑OCL结构，从而允许在行方向上并排布置的具有2×1‑OCL结构的两对像素被用作相位差像素。
[0286] 注意，在图45的平面布局中所示的结构中，由相同颜色的像素包围的像素具有2×1‑OCL结构，但如图46的平面布局所示，由相同颜色的像素包围的像素可以具有1×2‑OCL结构。在图46中，在列方向上并排布置的具有1×2‑OCL结构的两对像素可以被用作相位差像素。
[0287] 此外，如图47和图48的平面布局所示，2×1‑OCL结构或1×2‑OCL结构中的任一个可以被用于相应颜色的像素部200中的每个，从而形成2×1‑OCL结构和1×2‑OCL结构的组合结构。在图47中，R像素部和B像素部中的每个的中央部中的四个像素具有1×2‑OCL结构，而Gr像素部和Gb像素部中的每个的中央部中的四个像素具有2×1‑OCL结构。在图48中，R像素部和B像素部中的每个的中央部中的四个像素具有2×1‑OCL结构，而Gr像素部和Gb像素部中的每个的中央部中的四个像素具有1×2‑OCL结构。
[0288] (结构的第十一示例)
[0289] 图49至图55是示出应用本公开的结构的第十一示例的平面图。
[0290] 在相应颜色的像素部200中，滤色器221的颜色可以在用于获取相位差信息的相位差像素和除这些像素以外的像素之间不同。在这一点上，通过将对应于红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)的滤色器221与对应于其他颜色的滤色器221组合，能够确保颜色再现性。作为其他颜色，例如，青色(C)、品红色(M)、黄色(Y)、白色(W)和诸如祖母绿(E)和宽绿色(wide green)等绿色系的颜色可以被用于增强灵敏度。
[0291] (A)示例1
[0292] 如图49的平面布局所示，在每个像素部200中，在具有2×2‑OCL结构的中央部中的四个像素被用作相位差像素的情况下，滤色器221的颜色可以在具有2×2‑OCL结构的四个像素和具有1×1‑OCL结构的周围的12个像素之间不同。
[0293] 具体地，在四个像素部200之中的左上像素部200和右下像素部200中，针对具有2×2‑OCL结构的四个像素布置Y滤色器221，并且针对周围的具有1×1‑OCL结构的12个像素布置G滤色器211。
[0294] 此外，在右上像素部200中，针对具有2×2‑OCL结构的四个像素布置M滤色器221，并且针对周围的具有1×1‑OCL结构的12个像素布置R滤色器221。在左下像素部200中，针对具有2×2‑OCL结构的四个像素布置C滤色器221，并且针对周围的具有1×1‑OCL结构的12个像素布置B滤色器211。
[0295] (B)示例2
[0296] 如图50的平面布局所示，在每个像素部200中，在具有2×2‑OCL结构的中央部中的四个像素、具有1×2‑OCL结构的中央部的上部和下部中的两对像素以及具有2×1‑OCL结构的中央部的左部和右部中的两对像素被用作相位差像素的情况下，滤色器221的颜色可以在具有2×2‑OCL结构、1×2‑OCL结构和2×1‑OCL结构的12个像素与具有1×1‑OCL结构的其他四个像素之间不同。
[0297] 具体地，在四个像素部200之中的左上像素部200和右下像素部200中，针对具有2×2‑OCL结构、1×2‑OCL结构和2×1‑OCL结构的12个像素布置Y滤色器221，并且针对具有1×1‑OCL结构的四个像素布置G滤色器221。
[0298] 此外，在右上像素部200中，针对具有2×2‑OCL结构、1×2‑OCL结构和2×1‑OCL结构的12个像素布置M滤色器221，并且针对具有1×1‑OCL结构的4个像素布置R滤色器221。在左下像素部200中，针对具有2×2‑OCL结构、1×2‑OCL结构和2×1‑OCL结构的12个像素布置C滤色器221，并且针对具有1×1‑OCL结构的4个像素布置B滤色器221。
[0299] (C)示例3
[0300] 如图51的平面布局所示，在每个像素部200中，在具有2×2‑OCL结构的中央部中的四个像素被用作相位差像素的情况下，滤色器221的颜色可以在具有2×2‑OCL结构的四个像素和周围的具有1×1‑OCL结构12个像素之间不同。
[0301] 具体地，在四个像素部200之中的左上像素部200和右下像素部200中，针对具有2×2‑OCL结构的四个像素布置绿色系的颜色的G滤色器221，并且针对周围的具有1×1‑OCL结构的12个像素布置G滤色镜221。
[0302] 此外，在右上像素部200中，具有2×2‑OCL结构的四个像素是不具有滤色器的W像素，并且针对周围的具有1×1‑OCL结构的12个像素布置R滤色器221。在左下像素部200中，具有2×2‑OCL结构的四个像素是不具有滤色器的W像素，并且针对周围的具有1×1‑OCL结构的12个像素布置B滤色器221。
[0303] (D)示例4
[0304] 如图52的平面布局所示，在每个像素部200中，在具有2×2‑OCL结构的中央部中的四个像素被用作相位差像素的情况下，滤色器221的颜色可以在具有2×2‑OCL结构的四个像素和周围的具有1×1‑OCL结构的12个像素之间不同。
[0305] 具体地，在四个像素部200中，具有2×2‑OCL结构的四个像素是不具有滤色器的W像素。在左上像素部200和右下像素部200中，针对具有1×1‑OCL结构的12个像素布置G滤色器221。在右上像素部200中，针对具有1×1‑OCL结构的12个像素布置R滤色器221。在左下像素部200中，针对具有1×1‑OCL结构的12个像素布置B滤色器221。
[0306] (E)示例5
[0307] 如图53的平面布局所示，在每个像素部200中，在具有2×2‑OCL结构的中央部中的四个像素或具有1×2‑OCL结构的中央部的上部和下部中的两对像素以及具有2×1‑OCL结构的中央部的左部和右部中的两对像素被用作相位差像素的情况下，滤色器221的颜色可以在具有2×2‑OCL结构、1×2‑OCL结构和2×1‑OCL结构的12个像素与具有1×1‑OCL结构的其他四个像素之间不同。
[0308] 在四个像素部200中，具有2×2‑OCL结构的四个像素是不具有滤色器的W像素，并且针对具有1×2‑OCL结构和2×1‑OCL结构的八个像素布置E滤色器221。
[0309] 在左上像素部200和右下像素部200中，针对具有1×1‑OCL结构的四个像素布置G滤色器221。在右上像素部200中，针对具有1×1‑OCL结构的四个像素布置R滤色器221。在左下像素部200中，针对具有1×1‑OCL结构的四个像素布置B滤色器221。
[0310] (F)示例6
[0311] 如图54的平面布局所示，在每个像素部200中，在具有2×2‑OCL结构的中央部中的四个像素被用作相位差像素的情况下，滤色器221的颜色可以在具有2×2‑OCL结构的四个像素和周围的具有1×1‑OCL结构的12个像素之间不同。
[0312] 具体地，在四个像素部200之中的右上像素部200和左下像素部200中，针对具有2×2‑OCL结构的四个像素布置G滤色器221，并且针对周围的具有1×1‑OCL结构的12个像素布置C滤色器211。
[0313] 此外，在左上像素部200中，针对具有2×2‑OCL结构的四个像素布置B滤色器221，并且针对周围的具有1×1‑OCL结构的12个像素布置M滤色器211。在右下像素部200中，针对具有2×2‑OCL结构的四个像素布置R滤色器221，并且针对周围的具有1×1‑OCL结构的12个像素布置Y滤色器211。
[0314] (G)示例7
[0315] 如图55的平面布局所示，在每个像素部200中，在具有2×2‑OCL结构的中央部中的四个像素被用作相位差像素的情况下，滤色器221的颜色可以在具有2×2‑OCL结构的四个像素和周围的具有1×1‑OCL结构的12个像素之间不同。
[0316] 具体地，在四个像素部200之中的右上像素部200和左下像素部200中，针对具有2×2‑OCL结构的四个像素布置G滤色器221，并且针对周围的具有1×1‑OCL结构的12个像素布置C滤色器211。
[0317] 此外，在左上像素部200中，针对具有2×2‑OCL结构的四个像素布置B滤色器221，并且针对周围的具有1×1‑OCL结构的12个像素布置G滤色器211。在右下像素部200中，针对具有2×2‑OCL结构的四个像素布置R滤色器221，并且针对周围的具有1×1‑OCL结构的12个像素布置Y滤色器211。
[0318] 如上所述，在结构的第十一示例中，例如，通过使滤色器221的颜色在用于获取相位差信息的相位差像素和除这些像素以外的像素之间不同，确保了颜色再现性，或者实现了灵敏度增强。
[0319] 注意，在第二实施方案中，作为相应颜色的像素部200，已经例示了由与4×4阵列中的相同颜色的滤色器相对应的4×4像素构成的结构，但本公开可以应用于由与n×n阵列中的相同颜色的滤色器相对应的n×n像素构成的像素部200。也就是说，在本公开中，相应颜色的像素部200分别由与n×n阵列中的相同颜色的滤色器相对应的n×n像素构成，使得在相应颜色的图像部200中，由相同颜色的像素包围的像素和与不同颜色的像素相邻的像素配置的片上微透镜在结构上不同。
[0320] <3.变形例>
[0321] 上述应用本公开的结构是示例。第一实施方案的结构的第一至第十四示例中的任一个的结构可以与任何其他结构组合。此外，第二实施方案的结构的第一至第十一示例中的任一个的结构可以与任何其他结构组合。
[0322] 固态摄像装置10可以是具有背面照射型结构的CMOS固态摄像装置，当从其中形成有光电转换区域的硅基板观看时，光从与形成为下层的配线层侧(前表面侧)相反的上层(背面侧)入射。注意，固态摄像装置10可以具有光从配线层侧(前表面侧)入射的前面照射型结构。
[0323] 注意，应用本公开的结构不仅可以应用于CMOS固态摄像装置，而且还可以应用于诸如电荷耦合器件(CCD：Charge Coupled Device)型固态摄像装置等其他固态摄像装置。
[0324] (电子设备的构成)
[0325] 应用本公开的光电检测装置可以被安装在诸如智能手机、平板设备、手机、数码相机和数码摄像机等电子设备上。图56是示出其上安装有应用本公开的光电检测装置的电子设备的构成例的框图。
[0326] 在图56中，电子设备1000包括摄像系统，该摄像系统包括包含透镜组的光学系统1011、具有与图1的固态摄像装置10相对应的功能和结构的光电检测元件1012以及作为相机信号处理单元的数字信号处理器(DSP：Digital Signal Processor)1013。在电子设备
1000中，除摄像系统以外，中央处理单元(CPU：Central Processing Unit)1010、帧存储器
1014、显示器1015、操作系统1016、辅助存储器1017、通信I/F 1018和电源系统1019通过总线1020彼此连接。
[0327] CPU 1010控制电子设备1000的每个单元的操作。
[0328] 光学系统1011捕获来自被摄体的入射光(图像光)，并在光电检测元件1012的光电检测表面上形成入射光的图像。光电检测元件1012将已经通过光学系统1011在光电检测表面上形成图像的入射光的光量逐像素地转换为电信号，并将该电信号作为像素信号输出。DSP 1013对从光电检测元件1012输出的信号执行预定的信号处理。
[0329] 帧存储器1014临时记录由摄像系统捕获的静止图像或运动图像的图像数据。显示器1015是液晶显示器或有机EL显示器，并且显示由摄像系统捕获的静止图像或运动图像。操作系统1016响应于用户输入发出关于电子设备1000的各种功能的操作命令。
[0330] 辅助存储器1017是包括诸如闪存等半导体存储器的存储介质，并且记录关于由摄像系统捕获的静止图像或运动图像的图像数据。通信I/F1018包括与预定的通信方法兼容的通信模块，并且通过网络将关于由摄像系统捕获的静止图像或运动图像的图像数据发送到其他设备。
[0331] 电源系统1019适当地向CPU 1010、DSP 1013、帧存储器1014、显示器1015、操作系统1016、辅助存储器1017和通信I/F 1018提供各种电源作为操作电源。
[0332] 注意，本公开的实施方案不限于上述实施方案，并且可以在不偏离本公开要点的范围内进行各种改变。
[0333] 这里所述的效果仅仅是示例性的，而非限制性的，并且可以提供其他效果。注意，这里，“片上微透镜”可以读作“片上透镜(OCL)”
[0334] 此外，本公开可以采用以下构成。
[0335] (1)一种光电检测装置，包括：
[0336] 多个像素，其分别具有光电转换区域；和
[0337] 片上微透镜，其针对像素布置，
[0338] 其中，在由n×n像素构成的像素部的至少一部分中，布置有第一片上微透镜和与所述第一片上微透镜不同的第二片上微透镜。
[0339] (2)根据上述(1)所述的光电检测装置，
[0340] 其中，所述像素部由与n×n阵列中的相同颜色的滤色器相对应的n×n像素构成，[0341] 所述像素部至少部分地具有n×n‑OCL结构，所述n×n‑OCL结构是其中单个片上微透镜由n×n像素共享的结构，并且
[0342] 在作为在所述n×n‑OCL结构的片上微透镜附近且其中不存在所述片上微透镜的区域的间隙部中布置有其他片上微透镜。
[0343] (3)根据上述(2)所述的光电检测装置，
[0344] 其中，所述像素部由与4×4阵列中的相同颜色的滤色器相对应的4×4像素构成，[0345] 所述像素部的全部或一部分具有4×4‑OCL结构，所述4×4‑OCL结构是其中单个片上微透镜由4×4像素共享的结构，并且
[0346] 所述其他片上微透镜被布置为填充所述间隙部。
[0347] (4)根据上述(3)所述的光电检测装置，其中，所述其他片上微透镜的全部或一部分为内透镜。
[0348] (5)根据上述(3)所述的光电检测装置，
[0349] 其中，所述像素部部分地具有1×1‑OCL结构，所述1×1‑OCL结构是其中针对单个像素布置单个片上微透镜的结构，并且
[0350] 所述4×4‑OCL结构与所述1×1‑OCL结构组合。
[0351] (6)根据上述(5)所述的光电检测装置，其中，所述像素部包括用于获取相位差信息的相位差像素。
[0352] (7)根据上述(5)或(6)所述的光电检测装置，其中，所述其他片上微透镜的全部或一部分为内透镜。
[0353] (8)根据上述(5)所述的光电检测装置，
[0354] 其中，具有所述4×4‑OCL结构的所述像素部包括不同颜色的像素部，
[0355] 当所述4×4‑OCL结构与所述1×1‑OCL结构组合时，所述间隙部包括位于不同颜色的像素部之间的不同颜色间的间隙部，并且
[0356] 其他片上微透镜被布置在所述不同颜色间的间隙部中。
[0357] (9)根据上述(5)所述的光电检测装置，其中，所述像素部包括与特定颜色相对应并且全部或一部分具有所述4×4‑OCL结构的像素部。
[0358] (10)根据上述(9)所述的光电检测装置，
[0359] 其中，所述像素部包括设置有被构造为透射与绿色(G)相对应的波长的滤色器并且全部或一部分具有所述4×4‑OCL结构的像素部，并且
[0360] 所述其他片上微透镜被布置在位于所述4×4‑OCL结构附近的所述间隙部中。
[0361] (11)根据上述(10)所述的光电检测装置，其中，所述其他片上微透镜的全部或一部分为内透镜。
[0362] (12)根据上述(9)所述的光电检测装置，
[0363] 其中，所述像素部包括设置有被构造为透射与红色(R)相对应的波长的滤色器并且全部或一部分具有所述4×4‑OCL结构的像素部，并且
[0364] 所述其他片上微透镜被布置在位于所述4×4‑OCL结构附近的所述间隙部中。
[0365] (13)根据上述(12)所述的光电检测装置，其中，所述其他片上微透镜的全部或一部分为内透镜。
[0366] (14)根据上述(9)所述的光电检测装置，
[0367] 其中，所述像素部包括设置有被构造为透射与蓝色(B)相对应的波长的滤色器并且全部或一部分具有所述4×4‑OCL结构的像素部，并且
[0368] 所述其他片上微透镜被布置在位于所述4×4‑OCL结构附近的所述间隙部中。
[0369] (15)根据上述(14)所述的光电检测装置，其中，所述其他片上微透镜的全部或一部分为内透镜。
[0370] (16)根据上述(1)所述的光电检测装置，
[0371] 其中，所述像素部由与n×n阵列中的相同颜色的滤色器相对应的n×n像素构成，并且
[0372] 在所述像素部中，由相同颜色的像素包围的像素和与不同颜色的像素相邻的像素配置的片上微透镜在结构上不同。
[0373] (17)根据上述(16)所述的光电检测装置，
[0374] 其中，所述像素部由与4×4阵列中的相同颜色的滤色器相对应的4×4像素构成，并且
[0375] 在所述像素部中，由相同颜色的像素包围的像素具有其中单个片上微透镜由2×2像素共享的2×2‑OCL结构，并且与不同颜色的像素相邻的像素具有其中针对单个像素布置单个片上微透镜的1×1‑OCL结构。
[0376] (18)根据上述(17)所述的光电检测装置，其中，所述2×2‑OCL结构的片上微透镜的高度大于所述1×1‑OCL结构的片上微透镜的高度。
[0377] (19)根据上述(17)所述的光电检测装置，其中，用于将与所述2×2‑OCL结构相对应的2×2阵列中的滤色器与周围的滤色器分开的分离部的宽度大于用于将与所述1×1‑OCL结构相对应的1×1阵列中的滤色器与周围的滤色器分开的分离部的宽度。
[0378] (20)根据上述(17)至(19)中任一项所述的光电检测装置，其中，所述滤色器包括被构造为透射与红色(R)相对应的波长的滤色器、被构造为透射与绿色(G)相对应波长的滤色器以及被构造为透射与蓝色(B)相对应的波长的滤色器中的至少任一个。
[0379] (21)根据上述(17)至(20)中任一项所述的光电检测装置，其中，所述滤色器包括被构造为透射与青色(C)相对应的波长的滤色器、被构造为透射与品红色(M)相对应的波长的滤色器以及被构造为透射与黄色(Y)相对应的波长的滤色器中的至少任一个。
[0380] (22)根据上述(17)至(21)中任一项所述的光电检测装置，其中，所述像素部的至少一部分是被构造为获取相位差信息的相位差像素部。
[0381] (23)根据上述(16)所述的光电检测装置，
[0382] 其中，所述像素部由与4×4阵列中的相同颜色的滤色器相对应的4×4像素构成，并且
[0383] 在所述像素部中，由相同颜色的像素包围的像素具有其中单个片上微透镜由2×2像素共享的2×2‑OCL结构，并且与不同颜色的像素相邻的像素具有其中针对单个像素布置单个片上微透镜的1×1‑OCL结构、其中单个片上微透镜由1×2像素共享的1×2‑OCL结构或者其中单个片上微透镜由2×1像素共享的2×1‑OCL结构。
[0384] (24)根据上述(16)所述的光电检测装置，
[0385] 其中，所述像素部由与4×4阵列中的相同颜色的滤色器相对应的4×4像素构成，并且
[0386] 在像素部中，由相同颜色的像素包围的像素具有其中单个片上微透镜由1×2像素共享的1×2‑OCL结构或者其中单个片上微透镜由2×1像素共享的2×1‑OCL结构，并且与不同颜色的像素相邻的像素具有其中针对单个像素布置单个片上微透镜的1×1‑OCL结构。
[0387] (25)根据上述(17)至(24)中任一项所述的光电检测装置，其中，所述像素部的所述片上微透镜、所述滤色器和被构造为分离所述滤色器的分离部的至少一个的结构在位置和尺寸中的至少一者上不同。
[0388] (26)一种电子设备，包括：
[0389] 安装在所述电子设备上的光电检测装置，
[0390] 所述光电检测装置包括：
[0391] 多个像素，其分别具有光电转换区域，和
[0392] 片上微透镜，其针对像素布置，
[0393] 其中，在由n×n像素构成的像素部的至少一部分中，布置有第一片上微透镜和与所述第一片上微透镜不同的第二片上微透镜。
[0394] [附图标记列表]
[0395] 10：固态摄像装置
[0396] 100：像素
[0397] 110：相位差像素
[0398] 111：硅基板
[0399] 112：像素分离部
[0400] 121：滤色器
[0401] 122：CF分离部
[0402] 131、132、133、134：片上微透镜
[0403] 141、143、144：片上微透镜
[0404] 142：内透镜
[0405] 200：像素部
[0406] 211：硅基板
[0407] 212：像素分离部
[0408] 221：滤色器
[0409] 222：CF分离部
[0410] 231、232、233、234、235：片上微透镜
[0411] 1000：电子设备
[0412] 1012：光电检测元件。

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