TW202038460A - 成像元件及電子裝置 - Google Patents

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Abstract

一種成像器件包含一第一像素群組，該第一像素群組包含第一光電轉換區、及該等第一光電轉換區上之至少一個第一彩色濾光器。該成像器件包含一第二像素群組，該第二像素群組包含第二光電轉換區、及該等第二光電轉換區上之至少一個第二彩色濾光器。該成像器件包含一虛設區，該虛設區在一第一方向上介於該第一像素群組與該第二像素群組之間，使得該虛設區之一第一側鄰近該第一像素群組且該虛設區之一第二側鄰近該第二像素群組。

Description

成像元件及電子裝置
本發明係關於一種成像元件及一種包含該成像元件之電子裝置。
申請者已提出一種具有一「夸德拉」配置之成像元件，其中包含四個像素之複數個像素群組經配置成一拜耳配置(舉例而言，參考PTL 1)。四個像素經配置成一兩列乘兩行正方形配置，且針對該四個像素提供與該四個像素之色彩相同之色彩的一個彩色濾光器。 [引用列表] [專利文獻]
[PTL 1]日本未審查專利申請案公開案第2018-098344號
[技術問題]
期望此一成像元件具有較高解析度。 [問題之解決方案]
根據本發明之一實施例之一成像元件包含複數個第一像素群組、複數個第二像素群組、複數個第三像素群組、及複數個第四像素群組。複數個第一像素群組之各者包含配置成一第一方向上之m個第一像素及一第二方向上之m個第一像素之一二維陣列的複數個第一像素，其中m係2或更大之一自然數。複數個第二像素群組之各者包含配置成第一方向上之m個第二像素及第二方向上之m個第二像素之一二維陣列的複數個第二像素。在第一方向上交替地配置第二像素群組及第一像素群組。複數個第三像素群組之各者包含配置成第一方向上之m個第三像素及第二方向上之m個第三像素之一二維陣列的複數個第三像素。在第二方向上交替地配置第三像素群組及第一像素群組。複數個第四像素群組之各者包含配置成第一方向上之m個第四像素及第二方向上之m個第四像素之一二維陣列的複數個第四像素。在第一方向上交替地配置第四像素群組及第三像素群組，且在第二方向上交替地配置第四像素群組及第二像素群組。本文中，第一像素群組、第二像素群組、第三像素群組及第四像素群組在第一方向上之尺寸全部實質上等於一第一尺寸，且第一像素群組、第二像素群組、第三像素群組及第四像素群組在第二方向上之尺寸全部實質上等於一第二尺寸。藉由X表示第一尺寸，且藉由Y表示第二尺寸。在第一方向上彼此交替相鄰之第一像素群組及第二像素群組在第二方向上彼此偏移達[Y/n]，其中n係2或更大之一自然數。在第二方向上彼此交替相鄰之第一像素群組及第三像素群組在第一方向上彼此偏移達[X/n]。在第一方向上彼此交替相鄰之第三像素群組及第四像素群組在第二方向上彼此偏移達[Y/n]。在第二方向上彼此交替相鄰之第二像素群組及第四像素群組在第一方向上彼此偏移達[X/n]。
根據本發明之一實施例之一成像器件包含一第一像素群組，該第一像素群組包含第一光電轉換區、及該等第一光電轉換區上之至少一個第一彩色濾光器。成像器件包含一第二像素群組，該第二像素群組包含第二光電轉換區、及該等第二光電轉換區上之至少一個第二彩色濾光器。成像器件包含一虛設區，該虛設區在一第一方向上介於第一像素群組與第二像素群組之間，使得該虛設區之一第一側鄰近第一像素群組且該虛設區之一第二側鄰近第二像素群組。虛設區之大小與第一像素群組或第二像素群組中之一個像素相同。虛設區不具有一彩色濾光器。虛設區係偵測紅外光之一紅外偵測區、偵測一相位差之一相位差偵測區、或偵測距離之一距離偵測區。第二像素群組在垂直於第一方向之一第二方向上偏離第一像素群組。第二像素群組偏離第一像素群組達一距離X/n，其中X係第一像素群組在第一方向上之一尺寸且n係至少2之一自然數。第一像素群組包含一第一2×2像素陣列，且第二像素群組包含一第二2×2像素陣列。成像器件包含鄰近虛設區之一第三側的一第三像素群組。第三像素群組包含第三光電轉換區、及該等第三光電轉換區上之至少一個第三彩色濾光器。成像器件包含鄰近虛設區之一第四側的一第四像素群組。第四像素群組包含第四光電轉換區、及該等第四光電轉換區上之至少一個第四彩色濾光器。第一像素群組、第二像素群組、第三像素群組及第四像素群組經配置使得虛設區由第一像素群組、第二像素群組、第三像素群組及第四像素群組包圍。至少一個第三彩色濾光器及至少一個第四彩色濾光器使相同波長範圍之光通過。虛設區之第一側及第二側為相對側，且虛設區之第三側及第四側為相對側。第一像素群組、第二像素群組、第三像素群組及第四像素群組中之各像素包含一記憶體及耦合至該記憶體之一浮動擴散。成像器件包含第一像素群組與第二像素群組中之各像素之間的一隔離區。第一光電轉換區及第二光電轉換區经安置於一基板中，且隔離區穿透基板之一第一表面且由基板之具有與第一光電轉換區及第二光電轉換區不同之一導電性類型之一部分包圍。根據本發明之一實施例之一成像器件包含一虛設像素、一第一像素群組、一第二像素群組、一第三像素群組、及一第四像素群組，其中第一像素群組、第二像素群組、第三像素群組及第四像素群組包圍虛設像素。第一像素群組、第二像素群組、第三像素群組及第四像素群組之各者包含一2×2像素陣列。各像素群組具有使綠光、紅光或藍光通過之一各自彩色濾光器。虛設像素不具有一彩色濾光器。成像器件包含：一基板，其包含各像素之光電轉換區；一記憶體，其安置於該基板中；及一佈線層，其在該基板之一側上且包含耦合至該記憶體之至少一個電晶體。根據本發明之一實施例之一成像器件包含：複數個像素群組；及複數個虛設區，其等散置於該複數個像素群組當中使得各虛設區之各側鄰近各像素群組中之一個像素。
[相關申請案之交叉參考]
本申請案主張2018年12月6日申請之日本優先權專利申請案JP2018-228642之權利，該案之全部內容以引用之方式併入本文中。
下文參考圖式詳細描述本發明之一些實施例。應注意，依以下順序給出描述。 1.實施例 一成像元件之一實例，其中配置成一「夸德拉」配置之複數個像素群組之相對位置在一垂直方向及一水平方向上偏移達一預定量 2.實施例之修改實例 (2.1)第一修改實例：其中在由複數個像素群組包圍之一間隙區中提供一白色像素之一實例 (2.2)第二修改實例：其中在由複數個像素群組包圍之間隙區中提供一近紅外光偵測像素之一實例 (2.3)第三修改實例：其中在複數個像素群組之間隙區中提供一影像平面相位偵測像素之一實例 (2.4)第四修改實例：其中在複數個像素群組之間隙區中提供一距離量測像素之一實例 3.電子裝置之應用實例 4.移動本體之進一步應用實例 5.其他修改實例 (1.實施例) 固態成像元件101之組態
圖1係繪示根據本發明之一實施例之一固態成像元件(或成像器件) 101之一功能之一組態實例之一方塊圖。
固態成像元件101包含(舉例而言)一所謂的全域快門系統背部照明影像感測器，諸如一互補金屬氧化物半導體(CMOS)影像感測器。固態成像元件101接收來自一物件之光，且對光執行光電轉換以產生一影像信號，藉此擷取一影像。
全域快門系統指示其中執行全域曝光之一系統。在全域曝光中，基本上，全部像素之曝光同時開始且同時結束。本文中，全部像素指示在一影像中出現之一部分中之全部像素，且排除一虛設像素及任何其他像素。此外，在其中一時差及影像失真足夠小至不引起一問題的情況下，全域快門系統涵蓋一系統，其中在以兩個或兩個以上列為單位(舉例而言，以數十列為單位)執行像素之全域曝光而非同時執行全部像素之曝光時，其中執行全域曝光之一區移動。此外，全域快門系統亦涵蓋其中執行一預定區中之像素之全域曝光而非在一影像中出現之一部分中之全部像素之曝光之一系統。
背部照明影像感測器指示具有其中在一光接收表面與一佈線層之間提供一光電轉換器(諸如一光二極體)之一組態之一影像感測器。光二極體接收來自一物件之光且將光轉換成一電信號。來自物件之光進入光接收表面。佈線層包含佈線，諸如驅動各像素之一電晶體。
固態成像元件101包含(舉例而言)一像素陣列單元111、一垂直驅動器112、一行信號處理器113、一資料儲存單元119、一水平驅動器114、一系統控制器115、及一信號處理器118。
在固態成像元件101中，在稍後描述之一半導體基板11上提供像素陣列單元111。舉例而言，在提供像素陣列單元111之半導體基板11上提供周邊電路，諸如垂直驅動器112、行信號處理器113、資料儲存單元119、水平驅動器114、系統控制器115、及信號處理器118。
像素陣列單元111包含複數個感測器像素110，各感測器像素110包含稍後描述之一光電轉換器(PD) 51。PD 51產生對應於從一物件入射之光量之一電荷，且累積該電荷。沿一水平方向(即，一列方向)及一垂直方向(即，一行方向)配置感測器像素110，如圖1中繪示。在像素陣列單元111中，像素驅動線116沿列方向佈線，其中各自像素列各包含在列方向上配置成一行的感測器像素110，且垂直信號線(VSL) 117沿行方向佈線，其中各自像素行各包含在行方向上配置成一行的感測器像素110。
垂直驅動器112包含一移位暫存器、一位址解碼器、及任何其他組件。垂直驅動器112透過複數個像素驅動線116將(舉例而言)一信號供應至複數個感測器像素110以同時或在一逐像素列基礎上驅動像素陣列單元111中之全部複數個感測器像素110。
垂直驅動器112將一驅動信號S58輸入至稍後描述之一放電電晶體(OFG) 58以接通OFG 58，藉此導致在感測器像素110之各者中之稍後描述之PD 51與一電源VDD2之間之傳導。因此，從PD 51排放一不必要電荷。此一操作被稱為「重設」。此後，垂直驅動器112將驅動信號S58輸入至OFG 58以關閉OFG 58，此可開始感測器像素110之各者之曝光。在曝光開始之後，垂直驅動器112將驅動信號S58輸入至一第一傳送電晶體(TG) 52A以將TG 52A從接通轉至關斷，此可將在PD 51中產生並累積之一電荷傳送至稍後描述之一電荷保持單元(MEM) 59。在完成將電荷從PD 51傳送至MEM 59之後，曝光結束。
本文中，對像素陣列單元111中之全部感測器像素110同時執行OFG 58之一關斷操作及TG 52A之一關斷操作。因此，像素陣列單元111中之全部感測器像素110之曝光同時開始且同時結束。
從一選定像素列中之各自單位像素輸出且藉由垂直驅動器112掃描之信號透過各自VSL 117供應至行信號處理器113。行信號處理器113在一逐像素行基礎上對透過VSL 117從選定列中之各自單位像素輸出之信號執行預定信號處理，且暫時保持已經受信號處理之像素信號。
明確言之，行信號處理器113包含(舉例而言)一移位暫存器、一位址解碼器、及任何其他組件，且執行一類比像素信號之處理(諸如雜訊移除、相關雙重取樣及類比轉數位(A/D)轉換)以產生一數位像素信號。行信號處理器113將因此產生之像素信號供應至信號處理器118。
水平驅動器114包含一移位暫存器、一位址解碼器、及任何其他組件，且循序地選擇對應於行信號處理器113之像素行之單位電路。已在行信號處理器113中之各自單位電路中經受信號處理之像素信號藉由水平驅動器114之選擇及掃描循序地輸出至信號處理器118。
系統控制器115包含一時序產生器及任何其他組件。時序產生器產生各種時序信號。系統控制器115基於由時序產生器產生之時序信號而執行垂直驅動器112、行信號處理器113、及水平驅動器114之驅動控制。
信號處理器118對從行信號處理器113供應之像素信號執行信號處理(諸如操作處理)以輸出包含各自像素信號之一影像信號，同時根據需要將資料暫時儲存於資料儲存單元119中。
在藉由信號處理器118之信號處理中，資料儲存單元119暫時保持信號處理所必需之資料。 感測器像素110之組態 (電路組態實例)
接著，參考圖2給出圖1中之像素陣列單元111中提供之感測器像素110之一電路組態實例之描述。圖2繪示包含於像素陣列單元111中之複數個感測器像素110之一個感測器像素110之一電路組態實例。
在圖2中繪示之實例中，像素陣列單元111中之感測器像素110實施一記憶體保持類型全域快門。感測器像素110包含電源VDD1及VDD2、PD 51、TG 52A、一第二傳送電晶體(TG) 52B、一電荷轉電壓轉換器(FD) 53、一重設電晶體(RST) 54、一放大電晶體(AMP) 55、一選擇電晶體(SEL) 56、OFG 58、及MEM 59。
在此實例中，TG 52A及52B、RST 54、AMP 55、SEL 56及OFG 58之各者包含一N型MOS電晶體。驅動信號S52A、S52B、S54、S56及S58分別基於藉由系統控制器115之驅動控制藉由垂直驅動器112及水平驅動器114供應至TG 52A及52B、RST 54、SEL 56及OFG 58之閘極電極。此外，一驅動信號S55從感測器像素110中之FD 53供應至AMP 55之閘極電極。驅動信號S52A、S52B、S54、S55、S56及S58之各者充當一脈衝信號，其中一高位準狀態指示一作用狀態(一接通狀態)且一低位準狀態指示一非作用狀態(一關斷狀態)。應注意，下文中，將驅動信號轉變至作用狀態亦被稱為「接通驅動信號」，且將驅動信號轉變至非作用狀態亦被稱為「關斷驅動信號」。
PD 51包含(舉例而言)一光電轉換元件，其包含一PN接面光二極體。PD 51接收來自一物件之光且藉由光電轉換產生對應於所接收光量之一電荷並累積該電荷。
MEM 59經安置於PD 51與FD 53之間。為達成一全域快門功能，MEM 59充當一區，將在PD 51中產生並累積之電荷暫時儲存於該區中，直至電荷經傳送至FD 53。
TG 52A經安置於PD 51與MEM 59之間，且TG 52B經安置於MEM 59與FD 53之間。TG 52A根據施加至TG 52A之閘極電極之驅動信號S52A將PD 51中累積之電荷傳送至MEM 59。TG 52B根據施加至TG 52B之閘極電極之驅動信號S52B將暫時儲存於MEM 59中之電荷傳送至FD 53。舉例而言，在感測器像素110中，關斷驅動信號S52A以關斷TG 52A且接通驅動信號S52B以接通TG 52B，此導致儲存於MEM 59中之電荷透過TG 52B傳送至FD 53。
RST 54包含耦合至電源VDD1之一汲極及耦合至FD 53之一源極。RST 54初始化，即，根據施加至RST 54之閘極電極之驅動信號S54重設FD 53。舉例而言，接通驅動信號S54以接通RST 54，此導致將FD 53之一電位重設為電源VDD1之一電壓位準。換言之，執行FD 53之初始化。
FD 53充當一浮動擴散區，其將透過TG 52A、MEM 59及TG 52B從PD 51傳送之電荷轉換成一電信號(舉例而言，一電壓信號)且輸出該電信號。FD 53經耦合至RST 54，且透過AMP 55及SEL 56耦合至VSL 117。
AMP 55輸出對應於FD 53之電位之電信號。舉例而言，AMP 55運用行信號處理器113中提供之一恆定電流源來組態一源極隨耦器電路。在選定感測器像素110之一情況下，SEL 56接通，且透過VSL 117將透過AMP 55從FD 53傳送之電信號輸出至行信號處理器113。
除FD 53以外，感測器像素110進一步包含電源VDD2作為PD 51之電荷之一傳送目的地。OFG 58經安置於PD 51與電源VDD2之間。
OFG 58包含耦合至電源VDD2之一汲極及耦合至將TG 52A及PD 51彼此耦合之佈線之一源極。OFG 58初始化，即，根據施加至OFG 58之閘極電極之驅動信號S58重設PD 51。重設PD 51意謂使PD 51空乏。
此外，OFG 58在TG 52A與電源VDD2之間形成一溢流路徑以將從PD 51溢出之一電荷排放至電源VDD2。因此，在根據本發明實施例之感測器像素110中，OFG 58可直接重設PD 51。 (像素陣列單元111之平面組態實例)
接著，參考圖3給出圖1中之像素陣列單元111之一平面組態實例及一橫截面組態實例之描述。圖3係像素陣列單元111之一部分之一平面組態實例之一示意性平面圖。
如圖3中繪示，固態成像元件101之像素陣列單元111包含(舉例而言)四種複數個像素群組，即，複數個第一像素群組G1、複數個第二像素群組G2、複數個第三像素群組G3、及複數個第四像素群組G4。複數個第一像素群組G1之各者包含配置成一X軸方向(或X方向)上之m個第一像素及一Y軸方向(或Y方向)上之m個第一像素1之一二維陣列的複數個第一像素1，其中m係2或更大之一自然數。第一像素1之各者對應於圖1及圖2中描述之感測器像素110。應注意，圖3及其他圖式繪示m=2之一情況作為一實例，且在本發明實施例中給出m=2之情況之描述。因此，複數個第一像素群組G1之各者包含配置成一兩列乘兩行正方形配置的四個第一像素1A至1D。同樣地，複數個第二像素群組G2之各者包含配置成X軸方向上之m個第二像素2及Y軸方向上之m個第二像素2之一二維陣列的複數個第二像素2，且包含(舉例而言)配置成一兩列乘兩行正方形配置的四個第二像素2A至2D，如圖3中繪示。第二像素2之各者對應於圖1及圖2中描述之感測器像素110。同樣地，複數個第三像素群組G3之各者包含配置成X軸方向上之m個第三像素3及Y軸方向上之m個第三像素3之一二維陣列的複數個第三像素3，且包含(舉例而言)配置成一兩列乘兩行正方形配置的四個第三像素3A至3D，如圖3中繪示。第三像素3之各者對應於圖1及圖2中描述之感測器像素110。同樣地，複數個第四像素群組G4之各者包含配置成X軸方向上之m個第四像素4及Y軸方向上之m個第四像素之一二維陣列的複數個第四像素4，且包含(舉例而言)配置成一兩列乘兩行正方形配置的四個第四像素4A至4D，如圖3中繪示。第四像素4之各者對應於圖1及圖2中描述之感測器像素110。
在像素陣列單元111中，第一像素群組G1、第二像素群組G2、第三像素群組G3及第四像素群組G4在X軸方向上之尺寸X全部實質上等於一第一尺寸X，且第一像素群組G1、第二像素群組G2、第三像素群組G3及第四像素群組G4在Y軸方向上之尺寸全部實質上等於一第二尺寸。本文中，明確言之，第一尺寸X及第二尺寸Y較佳實質上彼此相等，即，X=Y係較佳的。應注意，X軸方向在本發明之一實施例中對應於一「第一方向」之一特定但非限制實例，且Y軸方向在本發明之一實施例中對應於一「第二方向」之一特定但非限制實例。
在像素陣列單元111中，第一像素群組G1至第四像素群組G4經配置成一「夸德拉」配置。換言之，在X軸方向上，交替地配置第一像素群組G1及第二像素群組G2，且交替地配置第三像素群組G3及第四像素群組G4。注意，在X軸方向上彼此交替相鄰之第一像素群組G1及第二像素群組G2在Y軸方向上彼此偏移達[Y/n]，其中n係2或更大之一自然數。同樣地，在X軸方向上彼此交替相鄰之第三像素群組G3及第四像素群組G4在Y軸方向上彼此偏移達[Y/n]。應注意，圖3繪示n=2之一情況作為一實例。因此，在圖3中之實例中，第一像素群組G1及第二像素群組G2彼此交替相鄰配置以沿+X方向在-Y方向上彼此移位達[Y/2]。此外，第三像素群組G3及第四像素群組G4彼此交替相鄰配置以朝向+X方向在-Y方向上彼此移位達[Y/2]。
在像素陣列單元111中，如圖3中繪示，在Y軸方向上，交替地配置第一像素群組G1及第三像素群組G3，且交替地配置第二像素群組G2及第四像素群組G4。注意，在Y軸方向上彼此交替相鄰之第一像素群組G1及第三像素群組G3在X軸方向上彼此偏移達[X/n]，其中n係2或更大之一自然數。同樣地，在Y軸方向上彼此交替相鄰之第二像素群組G2及第四像素群組G4在X軸方向上彼此偏移達[X/n]。應注意，圖3繪示n=2之一情況作為一實例。因此，在圖3中之實例中，第一像素群組G1及第三像素群組G3彼此交替相鄰配置以朝向+Y方向在+X方向上彼此移位達[X/2]。此外，第二像素群組G2及第四像素群組G4彼此交替相鄰配置以朝向+Y方向在+X方向上彼此移位達[X/2]。
本文中，比較根據本發明實施例之像素陣列單元111與(舉例而言)作為圖15中繪示之一參考實例之一像素陣列單元111Z。在作為圖15中繪示之參考實例之像素陣列單元111Z中，第一像素群組G1至第四像素群組G4沿X軸方向及Y軸方向筆直地配置而不偏移。相較於作為圖15中繪示之參考實例之像素陣列單元111Z，在像素陣列單元111中，舉例而言，在注意力集中於一特定像素群組(舉例而言，第一像素群組G1)上的一情況中，其他像素群組(舉例而言，兩個第二像素群組G2及兩個第三像素群組G3)以特定像素群組作為一中心朝向一順時針方向移動達X/n或Y/n。因此，在像素陣列單元111中，針對每四個像素群組存在由第一像素群組G1、第二像素群組G2、第三像素群組G3及第四像素群組G4包圍之一個間隙區(或虛設區，或虛設像素) GR。間隙區(或虛設區，或虛設像素) GR可為像素陣列單元111之未用於感測色彩(例如，R、G或B)之一區，且因此，可不包含一彩色濾光器且不為包含像素群組G1至G4之夸德拉配置之部分。根據設計偏好，間隙區(或虛設區，或虛設像素) GR可具有與群組G1至G4中之一個像素相同之一大小或可具有一不同大小。在至少一項例示性實施例中，間隙區(或虛設區，或虛設像素) GR係偵測紅外光之一紅外偵測區、偵測一相位差之一相位差偵測區、或偵測距離之一距離偵測區。因此，間隙區(或虛設區，或虛設像素) GR可能不具有彩色濾光器或具有除一R、G或B彩色濾光器以外之一彩色濾光器，諸如一灰色彩色濾光器或一透明彩色濾光器。如展示，像素群組G1在X方向上偏離像素群組G4，像素群組G2在Y方向上偏離像素群組G3。因此，第一像素群組G1、第二像素群組G2、第三像素群組G3及第四像素群組G4經配置使得間隙區(或虛設區，或虛設像素) GR在一平面圖中被第一像素群組G1、第二像素群組G2、第三像素群組G3及第四像素群組G4包圍。換言之，將複數個間隙區(或虛設區，或虛設像素) GR散置於複數個像素群組G1、G2、G3及G4中，使得各間隙區(或虛設區，或虛設像素) GR之各側鄰近各像素群組G1至G4中之一個像素。
此外，在像素陣列單元111中，第一像素1及第四像素4兩者將綠光(G)偵測為一第一色彩，第二像素2將紅光(R)偵測為一第二色彩，且第三像素3將藍光(B)偵測為一第三色彩。因此，第一像素群組G1至第四像素群組G4之色彩經配置成一拜耳配置。 (像素陣列單元111之橫截面組態實例)
接著，參考圖4給出圖1中之像素陣列單元111之一橫截面組態實例之描述。圖4係穿過在X軸方向上彼此相鄰之第一像素群組G1及第二像素群組G2之一橫截面之一組態實例之一橫截面視圖。圖4中之橫截面對應於沿圖3中之一線IV-IV在一箭頭之一方向上獲取之一橫截面。應注意，第一像素群組G1至第四像素群組G4具有實質上一相同組態，惟第一像素群組G1至第四像素群組G4中之彩色濾光器CF之色彩不同除外。
如圖4中繪示，感測器像素110之各者(即，第一像素群組G1中提供之第一像素及第二像素群組G2中提供之第二像素2之各者)包含半導體基板11、一佈線層12、彩色濾光器CF (CF1或CF2)、及一晶片上透鏡LNS (LNS1或LNS2)。
半導體基板11包含(舉例而言)一單晶矽基板。半導體基板11具有一背表面11B及在與背表面11B相對之一側上之一前表面11A。背表面11B充當一光接收表面，其接收來自一物件之已穿過晶片上透鏡LNS及彩色濾光器CF之光。
在半導體基板11中提供PD 51。舉例而言，PD 51從接近背表面11B之一位置開始依序具有一N型半導體區51A及一N型半導體區51B。已進入背表面11B之光在N型半導體區51A中經受光電轉換以產生一電荷，且此後，將電荷累積於N型半導體區51B中。應注意，N型半導體區51A與N型半導體區51B之間之一邊界不一定清楚，且舉例而言，一N型雜質之濃度從N型半導體區51A至N型半導體區51B逐漸增加即足夠。
在半導體基板11中進一步提供元件分離器(或隔離區) 13。元件分離器13包含在一Z軸(或Z方向)方向上延伸以在感測器像素110之鄰近者之間之一邊界位置處穿透半導體基板11的一壁形部件，且包圍PD 51之各者。感測器像素110之鄰近者藉由元件分離器13彼此電分離。元件分離器13包含(舉例而言)一絕緣材料，諸如氧化矽。半導體基板11可進一步具有在元件分離器13與PD 51之各者之間之一P型半導體區14。沿元件分離器13之一側表面提供P型半導體區14。
一固定電荷膜15經提供以覆蓋背表面11B，且具有一負固定電荷以抑制由充當半導體基板11之光接收表面之背表面11B之一介面狀態導致之一暗電流之產生。藉由由固定電荷膜15引發之一電場在半導體基板11之背表面11B附近提供一電洞累積層。電洞累積層抑制從背表面11B產生電子。
在固定電荷膜15上提供彩色濾光器CF。諸如一抗反射膜及一平坦化膜之任何其他膜可插置於彩色濾光器CF與固定電荷膜15之間。應注意，舉例而言在第一像素群組G1中，針對四個第一像素1 (1A至1D)提供一個彩色濾光器CF1。同樣地，在第二像素群組G2中，針對四個第二像素2 (2A至2D)提供一個彩色濾光器CF2。在第三像素群組G3中，針對四個第三像素3 (3A至3D)提供一個彩色濾光器CF3。在第四像素群組G4中，針對四個第四像素4 (4A至4D)提供一個彩色濾光器CF4。在本發明實施例中，彩色濾光器CF1及彩色濾光器CF4之色彩係綠色，彩色濾光器CF2之色彩係紅色，且彩色濾光器CF3之色彩係藍色。
晶片上透鏡LNS如從彩色濾光器CF觀看定位於與固定電荷膜15相對之一側上，且經提供與彩色濾光器CF接觸。在第一像素群組G1中，針對四個第一像素1 (1A至1D)提供一個晶片上透鏡LNS1以覆蓋四個第一像素1之全部光接收表面。同樣地，在第二像素群組G2中，針對四個第二像素2 (2A至2D)提供一個晶片上透鏡LNS2以覆蓋四個第二像素2之全部光接收表面。在第三像素群組G3中，針對四個第三像素3 (3A至3D)提供一個晶片上透鏡LNS3以覆蓋四個第三像素3之全部光接收表面。在第四像素群組G4中，針對四個第四像素4 (4A至4D)提供一個晶片上透鏡LNS4以覆蓋四個第四像素4之全部光接收表面。
佈線層12經提供以覆蓋半導體基板11之前表面11A，且包含TG 52A、TG 52B、MEM 59、及包含於圖2中繪示之感測器像素110之一像素電路中之任何其他組件。用一絕緣層18覆蓋佈線層12之與前表面11A相對之一側上之一表面。 [固態成像元件101之工作及效應]
如上文描述，在根據本發明實施例之固態成像元件101中，在X軸方向上交替配置之兩種像素群組(舉例而言，第一像素群組G1及第二像素群組G2)之相對位置在Y軸方向上彼此偏移達一預定量(Y/n)。此外，在Y軸方向上交替配置之兩種像素群組(舉例而言，第一像素群組G1及第三像素群組G3)之相對位置在X軸方向上彼此偏移達一預定量(X/n)。此可縮短像素陣列單元111中之像素群組在X軸方向上之一配置間距及在Y軸方向上之一配置間距。
本文中，舉例而言，比較根據本發明實施例之像素陣列單元111與作為圖15中繪示之參考實例之像素陣列單元111Z。在像素陣列單元111Z中，沿X軸方向，交替地配置第一像素群組G1及第二像素群組G2，且交替地配置第三像素群組G3及第四像素群組G4。此外，在像素陣列單元111Z中，沿Y軸方向，交替地配置第一像素群組G1及第三像素群組G3，且交替地配置第二像素群組G2及第四像素群組G4。在此情況下，在像素陣列單元111Z中，藉由Px = X * 2表示定位成在X軸方向上彼此最接近之兩個第一像素群組之間之一間隔Px。換言之，在像素陣列單元111Z中，在添加包含於第一像素群組G1中之四個第一像素1以輸出一影像的一情況中，藉由Px = X * 2表示第一像素群組G1在X軸方向上之一輸出間距Px。此外，在像素陣列單元111Z中，藉由Py = Y * 2表示定位成在Y軸方向上彼此最接近之兩個第一像素群組G1之間之一間隔Py。換言之，在像素陣列單元111Z中，在添加包含於第一像素群組G1中之四個第一像素1以輸出一影像的情況中，藉由Py = Y * 2表示第一像素群組G1在Y軸方向上之一輸出間距Py。應注意，在圖15中繪示之像素陣列單元111Z中，由(舉例而言)晶片上透鏡LNS與PD 51之間之一XY平面中之一位移及源自傾斜地進入晶片上透鏡LNS之光之色彩混合導致一個像素群組中之像素中之輸出差。因此，在一些情況中，難以達成較高解析度同時維持影像品質。
相比之下，在根據本發明實施例之像素陣列單元111中，如圖3中繪示，舉例而言，藉由Px = X * 1表示定位成在X軸方向上彼此最接近之兩個第一像素群組G1之間之間隔Px。換言之，在像素陣列單元111中，在添加包含於第一像素群組G1中之四個第一像素1以輸出一影像的一情況中，藉由Px = X * 1表示第一像素群組G1在X軸方向上之輸出間距Px，其等於一個第一像素群組G1在X軸方向上之尺寸X。此外，在像素陣列單元111中，藉由Py = Y * 1表示定位成在Y軸方向上彼此最接近之兩個第一像素群組G1之間之間隔Py。換言之，在添加包含於第一像素群組G1中之四個第一像素1以輸出一影像的情況中，藉由Py = Y * 1表示第一像素群組G1在Y軸方向上之輸出間距Py，其等於一個第一像素群組G1在Y軸方向上之尺寸Y。因此，在根據本發明實施例之像素陣列單元111中，相較於作為參考實例之像素陣列單元111Z，可使X軸方向上之解析度及Y軸方向上之解析度加倍。 (2.實施例之修改實例) (2.1)
圖5係根據本發明之實施例之一第一修改實例之一像素陣列單元111A之一整個組態實例之一示意性平面圖。在像素陣列單元111A中，在間隙區GR中提供一白色像素5。在包含具有此一組態之像素陣列單元111A之一固態成像元件中，可達成較高靈敏度同時達成較高解析度。 (2.2)
圖6係根據本發明之實施例之一第二修改實例之一像素陣列單元111B之一整個組態實例之一示意性平面圖。在像素陣列單元111B中，在間隙區GR中提供一近紅外光偵測像素6。在包含具有此一組態之像素陣列單元111B之一固態成像元件中，可偵測近紅外光同時達成較高解析度。 (2.3)
圖7係根據本發明之實施例之一第三修改實例之一像素陣列單元111C之一整個組態實例之一示意性平面圖。在像素陣列單元111C中，在間隙區GR中提供一影像平面相位偵測像素7。在包含具有此一組態之像素陣列單元111C之一固態成像元件中，可偵測一物件之一焦點同時達成較高解析度。 (2.4)
圖8係根據本發明之實施例之一第四修改實例之一像素陣列單元111D之一整個組態實例之一示意性平面圖。在像素陣列單元111D中，在間隙區GR中提供一距離量測像素8。在包含具有此一組態之像素陣列單元111D之一固態成像元件中，可偵測至一物件之一距離同時達成較高解析度。 (3.電子裝置之應用實例)
圖9係繪示作為應用根據本發明之一實施例之技術之一電子裝置之一相機2000之一組態實例的一方塊圖。
相機2000包含一光學單元2001、一成像器件2002、及一數位信號處理器(DSP)電路2003。光學單元2001包含一透鏡群組及任何其他組件。前述成像元件101或任何其他成像元件(下文中稱為「固態成像元件101等」)應用於成像器件2002。DSP電路2003充當一相機信號處理電路。此外，相機2000包含一圖框記憶體2004、一顯示單元2005、一記錄單元2006、一操作單元2007、及一電源單元2008。DSP電路2003、圖框記憶體2004、顯示單元2005、記錄單元2006、操作單元2007及電源單元2008透過一浴線2009彼此耦合。
光學單元2001獲取從一物件入射之光(影像光)，且在成像器件2002之一成像表面上形成光之一影像。成像器件2002在一逐像素基礎上將藉由光學單元2001在成像表面上形成影像之一定量之光轉換成一電信號，且輸出該電信號作為一像素信號。
顯示單元2005包含(舉例而言)一面板顯示器件(諸如一液晶面板及一有機電致發光(EL)面板)，且顯示藉由成像器件2002擷取之一移動影像或一靜止影像。記錄單元2006將藉由成像器件2002擷取之移動影像或靜止影像記錄於諸如一硬碟及一半導體記憶體之一記錄媒體上。
操作單元2007在一使用者之一操作下提供用於相機2000之各種功能之操作的一指令。電源單元2008將充當DSP電路2003、圖框記憶體2004、顯示單元2005、記錄單元2006、及操作單元2007之操作功率之各種功率適當地供應至DSP電路2003、圖框記憶體2004、顯示單元2005、記錄單元2006及操作單元2007。
如上文描述，可預期在使用前述固態成像元件101等作為成像器件2002之情況下獲取一良好影像。 (4.移動本體之進一步應用實例)
根據本發明之一實施例之技術(本技術)可應用於各種產品。舉例而言，可以待安裝至任何種類之一移動本體之一裝置之形式達成根據本發明之一實施例之技術。移動本體之非限制實例包含一汽車、一電動車輛、一混合動力電動車輛、一摩托車、一自行車、任何個人移動器件、一飛機、一無人飛行器(無人機)、一船舶、及一機器人。
圖10係描繪作為可應用根據本發明之一實施例之技術之一移動本體控制系統之一實例之一車輛控制系統之示意性組態之一實例的一方塊圖。
車輛控制系統12000包含經由一通信網路12001彼此連接的複數個電子控制單元。在圖10中描繪之實例中，車輛控制系統12000包含一驅動系統控制單元12010、一本體系統控制單元12020、一車輛外部資訊偵測單元12030、一車輛內部資訊偵測單元12040、及一整合控制單元12050。另外，繪示一微電腦12051、一聲音/影像輸出區段12052及一車載網路介面(I/F) 12053作為整合控制單元12050之一功能組態。
驅動系統控制單元12010根據各個種類之程式控制與車輛之驅動系統有關之器件之操作。舉例而言，驅動系統控制單元12010充當以下各者之一控制器件：一驅動力產生器件，其用於產生車輛之驅動力，諸如一內燃機、一驅動馬達或類似者；一驅動力傳輸機構，其用於將驅動力傳輸至車輪；一轉向機構，其用於調整車輛之轉向角；一制動器件，其用於產生車輛之制動力；及類似者。
本體系統控制單元12020根據各個種類之程式控制提供至一車輛本體之各個種類之器件之操作。舉例而言，本體系統控制單元12020充當以下各者之一控制器件：一無鑰匙進入系統；一智慧型鑰匙系統；一電動車窗器件；或各個種類之燈，諸如頭燈、倒車燈、剎車燈、轉向燈、霧燈或類似者。在此情況中，從作為一鑰匙之替代品之一行動器件傳輸之無線電波或各個種類之開關之信號可輸入至本體系統控制單元12020。本體系統控制單元12020接收此等輸入無線電波或信號，且控制車輛之一門鎖器件、電動車窗器件、燈或類似者。
車輛外部資訊偵測單元12030偵測關於包含車輛控制系統12000之車輛外部之資訊。舉例而言，車輛外部資訊偵測單元12030與一成像區段12031連接。車輛外部資訊偵測單元12030使成像區段12031使車輛外部之一影像成像，且接收成像影像。基於所接收影像，車輛外部資訊偵測單元12030可執行偵測一物件(諸如人類、車輛、障礙物、標識、路面上之文字或類似者)之處理或偵測至其之一距離之處理。
成像區段12031係一光學感測器，其接收光且輸出對應於光之所接收光量之一電信號。成像區段12031可輸出電信號作為一影像，或可輸出電信號作為關於一量測距離之資訊。另外，由成像區段12031接收之光可為可見光，或可為不可見光(諸如紅外線或類似者)。
車輛內部資訊偵測單元12040偵測關於車輛內部之資訊。車輛內部資訊偵測單元12040 (舉例而言)與偵測一駕駛員之狀態之一駕駛員狀態偵測區段12041連接。駕駛員狀態偵測區段12041 (舉例而言)包含使駕駛員成像的一相機。基於從駕駛員狀態偵測區段12041輸入之偵測資訊，車輛內部資訊偵測單元12040可計算駕駛員之一疲勞程度或駕駛員之一集中程度，或可判定駕駛員是否困倦。
微電腦12051可基於關於車輛內部或外部之資訊(由車輛外部資訊偵測單元12030或車輛內部資訊偵測單元12040獲取該資訊)而計算驅動力產生器件、轉向機構或制動器件之一控制目標值，且將一控制命令輸出至驅動系統控制單元12010。舉例而言，微電腦12051可執行旨在實施一先進駕駛輔助系統(ADAS)之功能(該等功能包含車輛之碰撞避免或撞擊緩解、基於一車輛間距離之跟車駕駛、恆定車速行駛、車輛碰撞警告、車道偏離警告或類似者)之協同控制。
另外，微電腦12051可藉由基於關於車輛外部或內部之資訊(由車輛外部資訊偵測單元12030或車輛內部資訊偵測單元12040獲取該資訊)控制驅動力產生器件、轉向機構、制動器件或類似者而執行旨在用於自動駕駛(其使車輛自主行駛而不取決於駕駛員之操作或類似者)之協同控制。
另外，微電腦12051可基於關於車輛外部之資訊(由車輛外部資訊偵測單元12030獲取該資訊)將一控制命令輸出至本體系統控制單元12020。舉例而言，微電腦12051可藉由(舉例而言)根據由車輛外部資訊偵測單元12030偵測之一前方車輛或一對向車輛之位置控制頭燈以便從一遠光燈變為一近光燈而執行旨在防止(或替代地，減少)眩光之協同控制。
聲音/影像輸出區段12052將一聲音及一影像之至少一者之一輸出信號傳輸至能夠在視覺上或聽覺上將資訊通知給車輛之一乘客或車輛外部的一輸出器件。在圖10之實例中，一音訊揚聲器12061、一顯示區段12062及一儀錶板12063繪示為輸出器件。顯示區段12062可(舉例而言)包含一車載顯示器及一抬頭顯示器之至少一者。
圖11係描繪成像區段12031之安裝位置之一實例之一圖式。
在圖11中，成像區段12031包含成像區段12101、12102、12103、12104及12105。
舉例而言，成像區段12101、12102、12103、12104及12105經安置於車輛12100之前鼻、後視鏡、後保險桿及後門上之位置以及車輛內部內之一擋風玻璃之一上部上之一位置處。設置至前鼻之成像區段12101及設置至車輛內部內之擋風玻璃之上部之成像區段12105主要獲取車輛12100前方之一影像。設置至後視鏡之成像區段12102及12103主要獲取車輛12100側方之一影像。設置至後保險桿或後門之成像區段12104主要獲取車輛12100後方之一影像。設置至車輛內部內之擋風玻璃之上部之成像區段12105主要用於偵測一前方車輛、行人、障礙物、一信號、一交通標識、車道或類似者。
附帶地，圖11描繪成像區段12101至12104之拍攝範圍之一實例。一成像範圍12111表示設置至前鼻之成像區段12101之成像範圍。成像範圍12112及12113分別表示設置至後視鏡之成像區段12102及12103之成像範圍。一成像範圍12114表示設置至後保險桿或後門之成像區段12104之成像範圍。舉例而言，藉由疊加由成像區段12101至12104成像之影像資料而獲取如從上方觀看之車輛12100之一鳥瞰影像。
成像區段12101至12104之至少一者可具有獲取距離資訊之一功能。舉例而言，成像區段12101至12104之至少一者可為由複數個成像元件組成之一立體相機，或可為具有用於相位差偵測之像素之一成像元件。
舉例而言，微電腦12051可基於從成像區段12101至12104獲取之距離資訊來判定在成像範圍12111至12114內至各三維物件之一距離及距離之一時間變化(相對於車輛12100之相對速度)，且藉此特別地提取一最近三維物件作為一前方車輛，其存在於車輛12100之一行駛路徑上且在實質上與車輛12100相同之方向上按一預定速度(舉例而言，等於或大於0 km/小時)行駛。此外，微電腦12051可預先設定維持在一前方車輛前方之一跟車距離，且執行自動制動控制(包含跟車停止控制)、自動加速控制(包含跟車起動控制)或類似者。因此，可執行旨在用於自動駕駛(其使車輛自主行駛而不取決於駕駛員之操作或類似者)之協同控制。
舉例而言，微電腦12051可基於從成像區段12101至12104獲取之距離資訊將關於三維物件之三維物件資料分類為二輪車輛、標準大小車輛、大型車輛、行人、電線桿及其他三維物件之三維物件資料，提取經分類之三維物件資料且使用所提取三維物件資料以自動避免一障礙物。舉例而言，微電腦12051將車輛12100周圍之障礙物識別為車輛12100之駕駛員可在視覺上辨識之障礙物及車輛12100之駕駛員難以在視覺上辨識之障礙物。接著，微電腦12051判定指示與各障礙物碰撞之風險的一碰撞風險。在碰撞風險等於或高於一設定值且因此存在碰撞之可能性的一情境中，微電腦12051經由音訊揚聲器12061或顯示區段12062將警告輸出至駕駛員，且經由驅動系統控制單元12010執行強制減速或避免轉向。藉此，微電腦12051可輔助駕駛以避免碰撞。
成像區段12101至12104之至少一者可為偵測紅外線之一紅外線相機。舉例而言，微電腦12051可藉由判定成像區段12101至12104之經成像影像中是否存在行人而辨識行人。舉例而言，藉由在作為紅外線相機之成像區段12101至12104之經成像影像中提取特性點的一程序及藉由對表示物件之輪廓之一系列特性點執行圖案匹配處理而判定物件是否係行人的一程序來執行一行人之此辨識。當微電腦12051判定在成像區段12101至12104之經成像影像中存在一行人且因此辨識該行人時，聲音/影像輸出區段12052控制顯示區段12062使得用於強調之一正方形輪廓線經顯示以便疊加於所辨識行人上。聲音/影像輸出區段12052亦可控制顯示區段12062使得在一所要位置處顯示表示行人之一圖示或類似者。
在前述內容中，已給出可應用根據本發明之一實施例之技術之車輛控制系統之一個實例之描述。根據本發明之一實施例之技術可應用於(舉例而言)上文描述之組態之組件當中之成像區段12031。明確言之，圖1及其他圖式中繪示之固態成像器件101或任何其他固態成像器件可應用於成像區段12031。可藉由將根據本發明之一實施例之技術應用於成像區段12031而預期車輛控制系統之一優越操作。 (5.其他修改實例)
儘管已參考一些實施例及一些修改實例給出描述，然本發明不限於此，且可以各種方式進行修改。舉例而言，在前述實施例中，已描述一個像素群組包含配置成一兩列乘兩行正方形配置之四個像素的情況(即，m=2的情況)作為一實例；然而，在本發明中，m可為3或更大。此外，在前述實施例及修改實例中，已描述像素群組之各者中之第一方向上之第一尺寸及第二方向上之第二尺寸實質上相等的情況作為一實例；然而，在本發明之一實施例中，第一尺寸及第二尺寸可彼此不同。
此外，在前述實施例及修改實例中，已描述成像元件輸出一彩色影像的一情況；然而，根據本發明之一實施例之一成像元件可輸出一單色影像。
此外，在前述實施例及修改實例中，舉例而言，已在圖3及圖5至圖8中例示n=2的情況；然而，在本發明之一實施例中，m可為3或更大。
此外，在前述實施例及修改實例中，在注意力集中於像素陣列單元中之一特定像素群組上的情況中，其他像素群組以特定像素群組作為一中心朝向順時針方向移動達X/n或Y/n；然而，本發明不限於此。舉例而言，在注意力集中於像素陣列單元中之特定像素群組上的情況中，其他像素群組可以特定像素群組作為一中心朝向一逆時針方向移動達X/n或Y/n。
此外，在根據本發明之一實施例之一成像元件中，舉例而言，如同圖12中繪示之根據一第五修改實例之一像素陣列單元111E，可將像素電路中之MEM 59安置於間隙區GR中。如與在沿一厚度方向疊加於PD 51上之一區中提供MEM 59的一情況相比，此可增加MEM 59之一XY平面中之一面積，且增大MEM 59之一容量。應注意，代替彩色濾光器CF，在提供MEM 59之間隙區GR中提供一阻光層SS即足夠。
此外，在根據本發明之一實施例之一成像元件中，舉例而言，如同圖13中繪示之根據一第六修改實例之一像素陣列單元111F，可在間隙區GR中提供像素電路中之AMP 55。如與在沿厚度方向疊加於PD 51上之一區中提供AMP 55的情況相比，此可增加AMP 55之XY平面中之一面積，且減少隨機雜訊。
此外，在根據本發明之一實施例之一成像元件中，舉例而言，如同圖14中繪示之根據一第七修改實例之一像素陣列單元111G，可在間隙區GR中提供像素電路中之OFG 58。此可抑制不同色彩之間之輝散。應注意，可組合根據圖13中繪示之第六修改實例之一組態及根據圖14中繪示之第七修改實例之一組態。
此外，在前述實施例中，已描述全域快門系統固態成像元件作為一實例；然而，根據本發明之一實施例之一成像元件不限於此。舉例而言，如同圖16及圖17中繪示之根據一第八修改實例之一像素電路110A及一像素陣列單元111H，根據本發明之一實施例之一成像元件可包含一個傳送電晶體52以代替TG 52A及TG 52B，且可不包含MEM 59。
如上文描述，根據本發明之實施例之成像元件及電子裝置適合增強解析度。應注意，藉由本發明達成之效應不限於此，且可包含下文描述之效應之任一者。此外，本技術可具有以下組態。 (1)一種成像器件，其包括： 一第一像素群組，其包含： 第一光電轉換區；及 至少一個第一彩色濾光器，其在該等第一光電轉換區上； 一第二像素群組，其包含： 第二光電轉換區；及 至少一個第二彩色濾光器，其在該等第二光電轉換區上； 一虛設區，其在一第一方向上介於該第一像素群組與該第二像素群組之間，使得該虛設區之一第一側鄰近該第一像素群組且該虛設區之一第二側鄰近該第二像素群組。 (2)如(1)之成像器件，其中該虛設區之大小與該第一像素群組或該第二像素群組中之一個像素相同。 (3)如(1)至(2)中一或多項之成像器件，其中該虛設區不具有一彩色濾光器。 (4)如(1)至(3)中一或多項之成像器件，其中該虛設區係偵測紅外光之一紅外偵測區、偵測一相位差之一相位差偵測區、或偵測距離之一距離偵測區。 (5)如(1)至(4)中一或多項之成像器件，其中該第二像素群組在垂直於該第一方向之一第二方向上偏離該第一像素群組。 (6)如(1)至(5)中一或多項之成像器件，其中該第二像素群組偏離該第一像素群組達一距離X/n，其中X係該第一像素群組在該第一方向上之一尺寸且n係至少2之一自然數。 (7)如(1)至(6)中一或多項之成像器件，其中該第一像素群組包含一第一2×2像素陣列，且該第二像素群組包含一第二2×2像素陣列。 (8)如(1)至(7)中一或多項之成像器件，其進一步包括： 一第三像素群組，其鄰近該虛設區之一第三側，該第三像素群組包含； 第三光電轉換區；及 至少一個第三彩色濾光器，其在該等第三光電轉換區上；及 一第四像素群組，其鄰近該虛設區之一第四側，該第四像素群組包含： 第四光電轉換區；及 至少一個第四彩色濾光器，其在該等第四光電轉換區上。 (9)如(1)至(8)中一或多項之成像器件，其中該第一像素群組、該第二像素群組、該第三像素群組及該第四像素群組經配置使得該虛設區由該第一像素群組、該第二像素群組、該第三像素群組及該第四像素群組包圍。 (10)如(1)至(9)中一或多項之成像器件，其中該至少一個第三彩色濾光器及該至少一個第四彩色濾光器使相同波長範圍之光通過。 (11)如(1)至(10)中一或多項之成像器件，其中該虛設區之該第一側及該第二側為相對側，且其中該虛設區之該第三側及該第四側為相對側。 (12)如(1)至(11)中一或多項之成像器件，其中該第一像素群組、該第二像素群組、該第三像素群組及該第四像素群組中之各像素包含一記憶體及耦合至該記憶體之一浮動擴散。 (13)如(1)至(12)中一或多項之成像器件，其進一步包括： 一隔離區，其在該第一像素群組與該第二像素群組中之各像素之間。 (14)如(1)至(13)中一或多項之成像器件，其中該等第一光電轉換區及該等第二光電轉換區經安置於一基板中，且其中該隔離區穿透該基板之一第一表面且由該基板之具有與該等第一光電轉換區及該等第二光電轉換區不同之一導電性類型之一部分包圍。 (15)一種成像器件，其包括： 一虛設像素； 一第一像素群組； 一第二像素群組； 一第三像素群組；及 一第四像素群組，其中該第一像素群組、該第二像素群組、該第三像素群組及該第四像素群組包圍該虛設像素。 (16)如(15)之成像器件，其中該第一像素群組、該第二像素群組、該第三像素群組及該第四像素群組之各者包含一2×2像素陣列。 (17)如(15)至(16)中一或多項之成像器件，其中各像素群組具有使綠光、紅光或藍光通過之一各自彩色濾光器。 (18)如(15)至(17)中一或多項之成像器件，其中該虛設像素不具有一彩色濾光器。 (19)如(15)至(18)中一或多項之成像器件，其進一步包括： 一基板，其包含各像素之光電轉換區； 一記憶體，其安置於該基板中；及 一佈線層，其在該基板之一側上且包含耦合至該記憶體之至少一個電晶體。 (20)一種成像器件，其包括： 複數個像素群組；及 複數個虛設區，其等散置於該複數個像素群組當中使得各虛設區之各側鄰近各像素群組中之一個像素。
熟習此項技術者應瞭解，各種修改、組合、子組合及更改可取決於設計要求及其他因素而發生，只要該等修改、組合、子組合及更改在隨附發明申請專利範圍及其等效物之範疇內。
1:第一像素 1A:第一像素 1B:第一像素 1C:第一像素 1D:第一像素 2:第二像素 2A:第二像素 2B:第二像素 2C:第二像素 2D:第二像素 3:第三像素 3A:第三像素 3B:第三像素 3C:第三像素 3D:第三像素 4:第四像素 4A:第四像素 4B:第四像素 4C:第四像素 4D:第四像素 5:白色像素 6:近紅外光偵測像素 7:影像平面相位偵測像素 8:距離量測像素 11:半導體基板 11A:前表面 11B:背表面 12:佈線層 13:元件分離器 14:P型半導體區 15:固定電荷膜 18:絕緣層 51:光電轉換器(PD) 51A:N型半導體區 51B:N型半導體區 52:傳送電晶體 52A:傳送電晶體(TG) 52B:傳送電晶體(TG) 53:電荷轉電壓轉換器(FD) 54:重設電晶體(RST) 55:放大電晶體(AMP) 56:選擇電晶體(SEL) 58:放電電晶體(OFG) 59:電荷保持單元(MEM) 101:固態成像元件 110:感測器像素 110A:像素電路 111:像素陣列單元 111A:像素陣列單元 111B:像素陣列單元 111C:像素陣列單元 111D:像素陣列單元 111E:像素陣列單元 111F:像素陣列單元 111G:像素陣列單元 111H:像素陣列單元 111Z:像素陣列單元 112:垂直驅動器 113:行信號處理器 114:水平驅動器 115:系統控制器 116:像素驅動線 117:垂直信號線(VSL) 118:信號處理器 119:資料儲存單元 2000:相機 2001:光學單元 2002:成像器件 2003:數位信號處理器(DSP)電路 2004:圖框記憶體 2005:顯示單元 2006:記錄單元 2007:操作單元 2008:電源單元 2009:浴線 12000:車輛控制系統 12001:通信網路 12010:驅動系統控制單元 12020:本體系統控制單元 12030:車輛外部資訊偵測單元 12031:成像區段 12040:車輛內部資訊偵測單元 12041:駕駛員狀態偵測區段 12050:整合控制單元 12051:微電腦 12052:聲音/影像輸出區段 12053:車載網路介面(I/F) 12061:音訊揚聲器 12062:顯示區段 12063:儀錶板 12100:車輛 12101:成像區段 12102:成像區段 12103:成像區段 12104:成像區段 12105:成像區段 12111:成像範圍 12112:成像範圍 12113:成像範圍 12114:成像範圍 CF1:彩色濾光器 CF2:彩色濾光器 G1:第一像素群組 G2:第二像素群組 G3:第三像素群組 G4:第四像素群組 GR:間隙區 LNS1:晶片上透鏡 LNS2:晶片上透鏡 LNS4:晶片上透鏡 Px:間隔/輸出間距 Py:間隔/輸出間距 S52A:驅動信號 S52B:驅動信號 S54:驅動信號 S55:驅動信號 S56:驅動信號 S58:驅動信號 SS:阻光層 VDD1:電源 VDD2:電源
包含隨附圖式以提供對本技術之一進一步理解，且該等隨附圖式併入本說明書中且組成本說明書之一部分。圖式展示闡釋性實施例且與說明書一起用於說明本技術之各種原理。 圖1係繪示根據本發明之一實施例之一成像元件之一功能之一整個組態實例之一方塊圖。 圖2係繪示圖1中繪示之成像元件中之一個像素群組之一電路組態之一電路圖。 圖3係圖1中繪示之成像元件中之一像素陣列單元之一平面組態實例之一平面圖。 圖4係圖1中繪示之成像元件中之一個像素群組之一橫截面組態之一橫截面視圖。 圖5係根據本發明之一第一修改實例之一像素陣列單元之一平面組態實例之一平面圖。 圖6係根據本發明之一第二修改實例之一像素陣列單元之一平面組態實例之一平面圖。 圖7係根據本發明之一第三修改實例之一像素陣列單元之一平面組態實例之一平面圖。 圖8係根據本發明之一第四修改實例之一像素陣列單元之一平面組態實例之一平面圖。 圖9係根據本發明之實施例之包含成像元件之一電子裝置之一整個組態實例之一示意圖。 圖10係描繪一車輛控制系統之示意性組態之一實例之一方塊圖。 圖11係輔助說明一車輛外部資訊偵測區段及一成像區段之安裝位置之一實例之一圖式。 圖12係根據本發明之一第五修改實例之一像素陣列單元之一部分之一橫截面組態實例之一部分橫截面視圖。 圖13係根據本發明之一第六修改實例之一像素陣列單元之一橫截面組態實例之一部分橫截面視圖。 圖14係根據本發明之一第七修改實例之一像素陣列單元之一部分之一橫截面組態實例之一部分橫截面視圖。 圖15係作為一參考實例之一像素陣列單元之一平面組態實例之一平面圖。 圖16係繪示根據本發明之一第八修改實例之一像素陣列單元之一電路組態之一電路圖。 圖17係根據本發明之第八修改實例之像素陣列單元之一部分之一橫截面組態實例之一部分橫截面視圖。
1A:第一像素
1B:第一像素
1C:第一像素
1D:第一像素
2A:第二像素
2B:第二像素
2C:第二像素
2D:第二像素
3A:第三像素
3B:第三像素
3C:第三像素
3D:第三像素
4A:第四像素
4B:第四像素
4C:第四像素
4D:第四像素
111:像素陣列單元
G1:第一像素群組
G2:第二像素群組
G3:第三像素群組
G4:第四像素群組
GR:間隙區
Px:間隔/輸出間距
Py:間隔/輸出間距

Claims (20)

  1. 一種成像器件，其包括： 一第一像素群組，其包含： 第一光電轉換區；及 至少一個第一彩色濾光器，其在該等第一光電轉換區上； 一第二像素群組，其包含： 第二光電轉換區；及 至少一個第二彩色濾光器，其在該等第二光電轉換區上；及 一虛設區，其在一第一方向上介於該第一像素群組與該第二像素群組之間，使得該虛設區之一第一側鄰近該第一像素群組且該虛設區之一第二側鄰近該第二像素群組。
  2. 如請求項1之成像器件，其中該虛設區之大小與該第一像素群組或該第二像素群組中之一個像素相同。
  3. 如請求項1之成像器件，其中該虛設區不具有一彩色濾光器。
  4. 如請求項1之成像器件，其中該虛設區係偵測紅外光之一紅外偵測區、偵測一相位差之一相位差偵測區、或偵測距離之一距離偵測區。
  5. 如請求項1之成像器件，其中該第二像素群組在垂直於該第一方向之一第二方向上偏離該第一像素群組。
  6. 如請求項5之成像器件，其中該第二像素群組偏離該第一像素群組達一距離X/n，其中X係該第一像素群組在該第一方向上之一尺寸且n係至少2之一自然數。
  7. 如請求項6之成像器件，其中該第一像素群組包含一第一2×2像素陣列，且該第二像素群組包含一第二2×2像素陣列。
  8. 如請求項5之成像器件，其進一步包括： 一第三像素群組，其鄰近該虛設區之一第三側，該第三像素群組包含； 第三光電轉換區；及 至少一個第三彩色濾光器，其在該等第三光電轉換區上；及 一第四像素群組，其鄰近該虛設區之一第四側，該第四像素群組包含： 第四光電轉換區；及 至少一個第四彩色濾光器，其在該等第四光電轉換區上。
  9. 如請求項8之成像器件，其中該第一像素群組、該第二像素群組、該第三像素群組及該第四像素群組經配置使得該虛設區由該第一像素群組、該第二像素群組、該第三像素群組及該第四像素群組包圍。
  10. 如請求項9之成像器件，其中該至少一個第三彩色濾光器及該至少一個第四彩色濾光器使相同波長範圍之光通過。
  11. 如請求項10之成像器件，其中該虛設區之該第一側及該第二側為相對側，且其中該虛設區之該第三側及該第四側為相對側。
  12. 如請求項1之成像器件，其中該第一像素群組、該第二像素群組、該第三像素群組及該第四像素群組中之各像素包含一記憶體及耦合至該記憶體之一浮動擴散。
  13. 如請求項12之成像器件，其進一步包括： 一隔離區，其在該第一像素群組與該第二像素群組中之各像素之間。
  14. 如請求項13之成像器件，其中該等第一光電轉換區及該等第二光電轉換區經安置於一基板中，且其中該隔離區穿透該基板之一第一表面且由該基板之具有與該等第一光電轉換區及該等第二光電轉換區不同之一導電性類型之一部分包圍。
  15. 一種成像器件，其包括： 一虛設像素； 一第一像素群組； 一第二像素群組； 一第三像素群組；及 一第四像素群組，其中該第一像素群組、該第二像素群組、該第三像素群組及該第四像素群組包圍該虛設像素。
  16. 如請求項15之成像器件，其中該第一像素群組、該第二像素群組、該第三像素群組及該第四像素群組之各者包含一2×2像素陣列。
  17. 如請求項16之成像器件，其中各像素群組具有使綠光、紅光或藍光通過之一各自彩色濾光器。
  18. 如請求項17之成像器件，其中該虛設像素不具有一彩色濾光器。
  19. 如請求項16之成像器件，其進一步包括： 一基板，其包含各像素之光電轉換區； 一記憶體，其安置於該基板中；及 一佈線層，其在該基板之一側上且包含耦合至該記憶體之至少一個電晶體。
  20. 一種成像器件，其包括： 複數個像素群組；及 複數個虛設區，其等散置於該複數個像素群組當中使得各虛設區之各側鄰近各像素群組中之一個像素。
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