[发明专利]图像传感器和电子装置

说明书

一种图像传感器包括形成为半导体芯片的多个单元像素，其每一个具有光电转换部、保持电荷存储在光电转换部中的电荷保持部、将从电荷保持部传输的电荷转换成电压的电荷电压转换部以及其间开口形成在光电转换部之上的遮光膜。多个单元像素设成像素阵列形式的矩阵。遮光膜的形状根据像素阵列中单元像素的位置而变化。

技术领域

本公开涉及图像传感器和电子装置，更具体地，涉及能减少噪声发生的图像传感器和电子装置。

背景技术

近来，互补金属氧化物半导体（CMOS）图像传感器广泛地用作成像装置。然而，通常CMOS图像传感器中的像素顺序地一次读出一个，从而难以实现整个图像的同时性。

就是说，在CMOS图像传感器中，光电转换部产生且存储在其中的光电荷顺序地一次扫描且读出一个像素或一行像素。在执行该顺序扫描时时，就是说，卷帘式快门（rollingshutter）用作电子快门时，难以对所有像素同时开始曝光（在曝光期间存储光电荷）且对所有像素同时结束曝光。因此，顺序扫描存在移动目标的捕获图像变形的问题。

在不允许这种类型的图像变形的传感应用中，例如，在捕获高速移动的目标或者希望捕获图像的同时性时，所用的全域快门同时在像素阵列中的所有像素开始曝光且对于所有像素的同时终止曝光。

采用全域快门作为电子快门的图像传感器包括电荷存储单元，例如在每个像素中以半导体存储器形成。在这种类型的图像传感器中，电荷同时从光敏二极管传输到半导体存储器并存储在其中，然后存储的电荷顺序读出以实现整个图像的同时性（例如，见日本专利特开2008-103647号公报）。

发明内容

这种类型的采用全域快门的图像传感器的问题是进入像素中保持电荷的区域中的光产生噪声。例如，如果像素中光接收区域中意欲接收的光泄漏到电荷存储单元，则产生光学噪声。

为了抑制这种类型的噪声，存储器例如用配线层和遮光膜挡光。然而，因为电荷存储单元相邻于光敏二极管，所以难以完全抑制光学噪声。

就是说，即使存储器用配线层和遮光膜挡光，入射光的主光线的角度也在像素阵列的每个区域中变化，从而遮挡能力的好坏取决于像素阵列中的区域。

相关技术中调整图像角落处光量的技术是纠正配线层、滤色器和芯片上透镜等的布置。

然而，在相关领域的技术中，尽管进入光敏二极管的光量可因为为光敏二极管提供配线层和为光敏二极管执行通孔纠正而减少，但是难以抑制进入电荷保持区域的光量的增加。

所希望的是实现噪声降低。

根据本技术的实施例，所提供的图像传感器包括形成为半导体芯片的多个单元像素，每个像素单元具有光电转换部、保持存储在光电转换部中的电荷的电荷保持部、将从电荷保持部传输的电荷转换为电压的电荷电压转换部以及其间有开口形成在光电转换部之上的遮光膜；多个单元像素在像素阵列中设置成矩阵；遮光膜的形状根据像素阵列中单元像素的位置而变化。

在像素阵列中的单元像素的每个位置处，能根据光入射在光电转换部上光的主光线指向的方向确定遮光膜的形状。

遮光膜之间形成的开口的位置能根据像素阵列中单元像素的位置变化。

能采用半导体芯片的配线取代遮光膜。

根据像素阵列中单元像素的位置进一步变化遮光膜之间形成的开口的尺寸。

根据像素阵列中单元像素的位置能变化半导体芯片的配线的形状。

在像素阵列中单元像素的每个位置处，根据入射在光电转换部上的光的主光线指向的方向能决定遮光膜的形状以及半导体芯片的配线的形状，并且根据主光线的方向进一步变化设置单元像素的芯片上透镜的位置。