(57)【要約】【課題】グローバルシャッタ機能と位相差AF機能とを有する固体撮像装置において、解像度の劣化を抑えつつ、位相差検出の精度を向上させる。【解決手段】それぞれ光電変換部と電荷蓄積部を有する複数の画素は、第１の画素と、第１の画素と隣り合って配列された第２の画素と、第１および第２の画素の電荷蓄積部と第２の画素の光電変換部の一部とを遮光する遮光膜とを有する。本技術は、例えばCMOSイメージセンサに適用することができる。【選択図】図２３
2018207548.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ光電変換部と電荷蓄積部を有する複数の画素を備え、
前記複数の画素は、
第１の画素と、
前記第１の画素と隣り合って配列された第２の画素と、
前記第１および第２の画素の電荷蓄積部と前記第２の画素の光電変換部の一部とを遮光する遮光膜と
を有する
固体撮像装置。
【請求項２】
前記第１の画素は、浮遊拡散領域と、前記電荷蓄積部に蓄積された電荷を前記浮遊拡散領域に転送する転送トランジスタとを有し、
前記光電変換部と前記電荷蓄積部とは、第１の方向に配列され、
前記電荷蓄積部と前記浮遊拡散領域とは、前記第１の方向とは異なる第２の方向に配列された
請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記第１の画素は、前記浮遊拡散領域と接続された、増幅トランジスタおよびリセットトランジスタを有し、
前記増幅トランジスタと前記リセットトランジスタは、前記第１の方向に配列された
請求項２に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記第１の画素は、前記光電変換部に蓄積された電荷をドレインへ排出する電荷排出トランジスタを有する
請求項３に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記複数の画素は、前記第１の画素と前記第１の方向に隣り合って配列された第３の画素を有し、
前記第１の画素の電荷蓄積部と前記第３の画素の電荷蓄積部は、前記第１の方向において前記第１の画素の光電変換部と前記第３の画素の光電変換部との間に設けられた
請求項４に記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記複数の画素は、前記第１の画素と前記第２の方向に隣り合って配列された第４の画素を有し、
前記浮遊拡散領域は、前記第２の方向において前記第１の画素の電荷蓄積部と前記第４の画素の電荷蓄積部との間に設けられた
請求項５に記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記浮遊拡散領域は、前記第１の画素と前記第４の画素で共有された
請求項６に記載の固体撮像装置。
【請求項８】
前記増幅トランジスタおよび前記リセットトランジスタは、前記第１の画素と前記第４の画素で共有された、
請求項６または７に記載の固体撮像装置。
【請求項９】
前記増幅トランジスタは、前記第１の方向において前記転送トランジスタと前記電荷排出トランジスタとの間に設けられた、
請求項５乃至８のいずれかに記載の固体撮像装置。
【請求項１０】
前記遮光膜は、前記第１の画素の電荷蓄積部の光入射面および前記第３の画素の電荷蓄積部の光入射面を覆う第１の遮光部を有している
請求項５乃至９のいずれかに記載の固体撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、固体撮像装置に関し、特に、グローバルシャッタ機能と位相差AF機能とを有する固体撮像装置において、解像度の劣化を抑えつつ、位相差検出の精度を向上させることができるようにする固体撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、撮像画素中に位相差検出画素を混在させることで、AF（Auto Focus）機能を実現する固体撮像装置がある。このような固体撮像装置においては、一対の位相差検出画素それぞれの光電変換部の互いに異なる半分の領域を遮光し、それぞれの出力の差分を用いることで、位相差検出方式のAF機能（以下、位相差AF機能という）が実現される。
【０００３】
また、各画素に、光電変換部から転送される電荷を保持する電荷保持部を備えることで、グローバルシャッタ機能を実現する固体撮像装置がある。このような固体撮像装置においては、全画素における電荷の転送と保持を同時に行い、全画素で露光期間を一致させることで、グローバルシャッタ機能が実現される。
【０００４】
さらに近年、グローバルシャッタ機能と位相差AF機能の両方を備える固体撮像装置が提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２４３７４４号公報
【特許文献２】特開２０１２−１５１７７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の技術においては、１つの位相差検出画素内に、光電変換部と電荷保持部とを２組備えるようにしているため、光電変換部の受光面積が小さくなってしまい、位相差検出画素の感度が低下し、結果として、位相差検出の精度が低下してしまう。
【０００７】
また、特許文献２の技術においては、撮像画素と位相差検出画素の２画素をセットで形成するようにしているため、固体撮像装置全体の有効画素数が半減し、出力される画像の解像度が低下してしまう。
【０００８】
本技術は、このような状況に鑑みてなされたものであり、グローバルシャッタ機能と位相差AF機能とを有する固体撮像装置において、解像度の劣化を抑えつつ、位相差検出の精度を向上させることができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本技術の固体撮像装置は、それぞれ光電変換部と電荷蓄積部を有する複数の画素を備え、前記複数の画素は、第１の画素と、前記第１の画素と隣り合って配列された第２の画素と、前記第１および第２の画素の電荷蓄積部と前記第２の画素の光電変換部の一部とを遮光する遮光膜とを有する。
【００１０】
本技術においては、第１の画素と、前記第１の画素と隣り合って配列された第２の画素と、前記第１および第２の画素の電荷蓄積部と前記第２の画素の光電変換部の一部とを遮光する遮光膜とが設けられる。
【発明の効果】
【００１１】
本技術によれば、グローバルシャッタ機能と位相差AF機能とを有する固体撮像装置において、解像度の劣化を抑えつつ、位相差検出の精度を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本技術を適用したイメージセンサを備える電子機器の一実施の形態を示すブロック図である。
【図２】イメージセンサの構成例を示すブロック図である。
【図３】イメージセンサの画素配置の例について説明する図である。
【図４】電子機器による撮像処理について説明するフローチャートである。
【図５】撮像画素の構成例を示す上面図である。
【図６】図５に示された撮像画素の断面図である。
【図７】位相差検出画素の構成例を示す上面図である。
【図８】図７に示された位相差検出画素の断面図である。
【図９】撮像画素の動作について説明する図である。
【図１０】位相差検出画素の動作について説明する図である。
【図１１】位相差検出画素の動作について説明する図である。
【図１２】位相差検出画素の他の構成例（変形例１）を示す上面図である。
【図１３】位相差検出画素のさらに他の構成例（変形例２）を示す上面図である。
【図１４】位相差検出画素のさらに他の構成例（変形例３）を示す上面図である。
【図１５】位相差検出画素の動作について説明する図である。
【図１６】位相差検出画素のさらに他の構成例（変形例４）を示す上面図である。
【図１７】位相差検出画素のさらに他の構成例（変形例５）を示す上面図である。
【図１８】位相差検出画素のさらに他の構成例（変形例５）を示す上面図である。
【図１９】イメージセンサの画素配置の他の例（変形例６）について説明する図である。
【図２０】位相差検出画素のさらに他の構成例（変形例６）を示す上面図である。
【図２１】位相差検出画素のさらに他の構成例（変形例６の変化）を示す上面図である。
【図２２】位相差検出画素のさらに他の構成例（変形例７）を示す断面図である。
【図２３】位相差検出画素のさらに他の構成例（変形例８）を示す上面図である。
【図２４】図２３に示された位相差検出画素の断面図である。
【図２５】位相差検出画素のさらに他の構成例（変形例９）を示す上面図である。
【図２６】位相差検出画素のさらに他の構成例（変形例１０）を示す上面図である。
【図２７】位相差検出画素のさらに他の構成例（変形例１１）を示す上面図である。
【図２８】位相差検出画素のさらに他の構成例（変形例１２）を示す上面図である。
【図２９】位相差検出画素のさらに他の構成例（変形例１３）を示す上面図である。
【図３０】位相差検出画素のさらに他の構成例（変形例１４）を示す上面図である。
【図３１】位相差検出画素のさらに他の構成例（変形例１５）を示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本技術の実施の形態について図を参照して説明する。
【００１４】
［電子機器の機能構成例］
図１は、本技術を適用したイメージセンサを備える電子機器の一実施の形態を示すブロック図である。
【００１５】
図１の電子機器１は、デジタルカメラや撮像機能を有する携帯端末等として構成され、AF（Auto Focus）機能により、被写体を撮像して撮像画像を生成し、静止画像または動画像として記録する。以下においては、主に静止画像が記録されるものとする。
【００１６】
電子機器１は、レンズ部１１、操作部１２、制御部１３、イメージセンサ１４、信号処理部１５、記憶部１６、表示部１７、位相差検出部１８、および駆動部１９から構成される。
【００１７】
レンズ部１１は、被写体からの光（被写体光）を集光する。レンズ部１１により集光された被写体光は、イメージセンサ１４に入射される。
【００１８】
レンズ部１１は、ズームレンズ２１、絞り２２、フォーカスレンズ２３を備えている。
【００１９】
ズームレンズ２１は、駆動部１９の駆動により光軸方向に移動することにより焦点距離を変動させて、撮像画像に含まれる被写体の倍率を調整する。絞り２２は、駆動部１９の駆動により開口の度合いを変化させて、イメージセンサ１４に入射する被写体光の光量を調整する。フォーカスレンズ２３は、駆動部１９の駆動により光軸方向に移動することによりフォーカスを調整する。
【００２０】
操作部１２は、ユーザからの操作を受け付ける。操作部１２は、例えば、シャッターボタン（図示せず）が押下された場合、その旨の操作信号を制御部１３に供給する。
【００２１】
制御部１３は、電子機器１の各部の動作を制御する。
【００２２】
例えば、制御部１３は、シャッターボタンが押下された旨の操作信号を受け付けた場合、静止画像の記録の指示を、信号処理部１５に供給する。また、制御部１３は、表示部１７に、被写体のリアルタイムな画像であるライブビュー画像を表示する場合、ライブビュー画像の生成の指示を、信号処理部１５に供給する。
【００２３】
また、制御部１３は、位相差検出方式によりフォーカスの合焦判定を行う場合、合焦判定を行う動作（位相差検出動作）の指示を、信号処理部１５に供給する。位相差検出方式とは、撮像レンズを通過した光を瞳分割して一対の像を形成し、形成された像の間隔（像の間のずれ量）を計測（位相差を検出）することによって合焦の度合いを検出する焦点検出方法である。
【００２４】
イメージセンサ１４は、受光した被写体光を電気信号に光電変換する固体撮像装置である。
【００２５】
例えば、イメージセンサ１４は、CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサやCCD（Charge Coupled Device）イメージセンサ等により実現される。イメージセンサ１４の画素アレイ部には、複数の画素として、受光した被写体光に基づいて撮像画像を生成するための信号を生成する画素（撮像画素）と、位相差検出を行うための信号を生成する画素（位相差検出画素）とが配置される。イメージセンサ１４は、光電変換により発生した電気信号を信号処理部１５に供給する。
【００２６】
信号処理部１５は、イメージセンサ１４から供給された電気信号に対して各種の信号処理を施す。
【００２７】
例えば、信号処理部１５は、制御部１３から静止画像の記録の指示が供給されている場合、静止画像のデータ（静止画像データ）を生成し、黒レベル補正、欠陥補正、シェーディング補正、混色補正等を行い、記憶部１６に供給する。また、信号処理部１５は、制御部１３からライブビュー画像の生成の指示が供給されている場合、イメージセンサ１４における撮像画素からの出力信号に基づいて、ライブビュー画像のデータ（ライブビュー画像データ）を生成し、黒レベル補正、欠陥補正、シェーディング補正、混色補正等を行い、表示部１７に供給する。
【００２８】
また、信号処理部１５は、制御部１３から位相差検出動作の指示が供給されている場合、イメージセンサ１４における位相差検出画素からの出力信号に基づいて、位相差を検出するためのデータ（位相差検出用データ）を生成し、位相差検出部１８に供給する。
【００２９】
記憶部１６は、信号処理部１５から供給された画像データを記録する。記憶部１６は、例えば、DVD（Digital Versatile Disc）等のディスクやメモリカード等の半導体メモリ等、１または複数のリムーバブルな記録媒体として構成される。これらの記録媒体は、電子機器１に内蔵されるようにしてもよいし、電子機器１から着脱可能とするようにしてもよい。
【００３０】
表示部１７は、信号処理部１５から供給された画像データに基づいて、画像を表示する。例えば、表示部１７は、信号処理部１５からライブビュー画像データが供給された場合、ライブビュー画像を表示する。表示部１７は、例えば、LCD（Liquid Crystal Display）や有機EL（Electro-Luminescence）ディスプレイ等により実現される。
【００３１】
位相差検出部１８は、信号処理部１５から供給された位相差検出用データに基づいて、フォーカスのずれの量（デフォーカス量）を算出することで、フォーカスを合わせる対象の物体（合焦対象物）に対してフォーカスが合っているか否かを判定する。位相差検出部１８は、フォーカスエリアにおける物体にフォーカスが合っている場合、合焦していることを示す情報を合焦判定結果として、駆動部１９に供給する。また、位相差検出部１８は、合焦対象物にフォーカスが合っていない場合、算出したデフォーカス量を示す情報を合焦判定結果として、駆動部１９に供給する。
【００３２】
駆動部１９は、ズームレンズ２１、絞り２２、およびフォーカスレンズ２３を駆動させる。例えば、駆動部１９は、位相差検出部１８から供給された合焦判定結果に基づいて、フォーカスレンズ２３の駆動量を算出し、その算出した駆動量に応じてフォーカスレンズ２３を移動させる。
【００３３】
具体的には、駆動部１９は、フォーカスが合っている場合には、フォーカスレンズ２３の現在の位置を維持させる。また、駆動部１９は、フォーカスが合っていない場合には、デフォーカス量を示す合焦判定結果およびフォーカスレンズ２３の位置に基づいて駆動量（移動距離）を算出し、その駆動量に応じてフォーカスレンズ２３を移動させる。
【００３４】
［イメージセンサの構成例］
図２は、イメージセンサ１４の構成例を示すブロック図である。
【００３５】
イメージセンサ１４は、画素アレイ部１１１、垂直駆動部１１２、カラム処理部１１３、水平駆動部１１４、およびシステム制御部１１５から構成される。画素アレイ部１１１、垂直駆動部１１２、カラム処理部１１３、水平駆動部１１４、およびシステム制御部１１５は、図示せぬ半導体基板（チップ）上に形成されている。
【００３６】
画素アレイ部１１１には、上述した撮像画素および位相差検出画素が行列状に２次元配置されている。なお、以下においては、撮像画素および位相差検出画素を、単に「画素」ともいう。
【００３７】
画素アレイ部１１１にはさらに、行列状の画素配列に対して行毎に画素駆動線１１６が図の左右方向（画素行の画素の配列方向）に沿って形成され、列毎に垂直信号線１１７が図の上下方向（画素列の画素の配列方向）に沿って形成されている。画素駆動線１１６の一端は、垂直駆動部１１２の各行に対応した出力端に接続されている。
【００３８】
垂直駆動部１１２は、シフトレジスタやアドレスデコーダなどによって構成され、画素アレイ部１１１の各画素を、駆動信号により、全画素同時または行単位等で駆動する画素駆動部である。垂直駆動部１１２は、その具体的な構成については図示を省略するが、読み出し走査系と掃き出し走査系の２つの走査系を有する構成となっている。
【００３９】
読み出し走査系は、画素から信号を読み出すために、画素アレイ部１１１の画素を行単位で順に選択走査する。行駆動（ローリングシャッタ動作）の場合、掃き出しについては、読み出し走査系によって読み出し走査が行われる読み出し行に対して、その読み出し走査よりもシャッタスピードの時間分だけ先行して掃き出し走査が行われる。また、グローバル露光（グローバルシャッタ動作）の場合は、一括転送よりもシャッタスピードの時間分先行して一括掃き出しが行なわれる。
【００４０】
この掃き出しにより、読み出し行の画素の光電変換素子から不要な電荷が掃き出される（リセットされる）。そして、不要電荷の掃き出し（リセット）により、いわゆる電子シャッタ動作が行われる。ここで、電子シャッタ動作とは、光電変換素子の電荷を捨てて、新たに露光を開始する（電荷の蓄積を開始する）動作のことを言う。
【００４１】
読み出し走査系による読み出し動作によって読み出される信号は、その直前の読み出し動作または電子シャッタ動作以降に入射した光量に対応するものである。行駆動の場合は、直前の読み出し動作による読み出しタイミングまたは電子シャッタ動作による掃き出しタイミングから、今回の読み出し動作による読み出しタイミングまでの期間が、画素における電荷の蓄積時間（露光期間）となる。グローバル露光の場合は、一括掃き出しから一括転送までの期間が蓄積時間（露光期間）となる。
【００４２】
垂直駆動部１１２によって選択走査された画素行の各画素から出力される画素信号は、垂直信号線１１７の各々を通してカラム処理部１１３に供給される。カラム処理部１１３は、画素アレイ部１１１の画素列毎に、選択行の各画素から垂直信号線１１７を通して出力される画素信号に対して所定の信号処理を行うとともに、信号処理後の画素信号を一時的に保持したり、信号処理部１５（図１）に供給する。
【００４３】
具体的には、カラム処理部１１３は、信号処理として少なくとも、ノイズ除去処理、例えばCDS（Correlated Double Sampling；相関二重サンプリング）処理を行う。このカラム処理部１１３によるCDS処理により、リセットノイズや増幅トランジスタの閾値ばらつき等の画素固有の固定パターンノイズが除去される。カラム処理部１１３にノイズ除去処理以外に、例えば、A/D（Analog/Digital）変換機能を持たせ、信号レベルをデジタル信号で出力することも可能である。
【００４４】
水平駆動部１１４は、シフトレジスタやアドレスデコーダなどによって構成され、カラム処理部１１３の画素列に対応する単位回路を順番に選択する。この水平駆動部１１４による選択走査により、カラム処理部１１３で信号処理された画素信号が順番に信号処理部１１８に出力される。
【００４５】
システム制御部１１５は、各種のタイミング信号を生成するタイミングジェネレータ等によって構成され、タイミングジェネレータで生成された各種のタイミング信号を基に垂直駆動部１１２、カラム処理部１１３および水平駆動部１１４などの駆動制御を行う。
【００４６】
［画素アレイ部の画素配置］
次に、図３を参照して、画素アレイ部１１１の画素配置について説明する。
【００４７】
図３においては、左から右へ向かう方向（行方向）をＸ方向、下から上へ向かう方向（列方向）をＹ方向、奥から手前へ向かう方向をＺ方向とする。
【００４８】
図３に示されるように、画素アレイ部１１１には、複数の撮像画素１２１が、ＸＹ平面上に行列状に２次元配置されている。撮像画素１２１は、Ｒ画素、Ｇ画素、およびＢ画素からなり、これらは、ベイヤ配列に従い規則的に配置されている。
【００４９】
また、画素アレイ部１１１には、行列状に２次元配置される複数の撮像画素１２１の中に、複数の位相差検出画素１２２が配置されている。具体的には、位相差検出画素１２２は、その受光領域のＸ方向右側が遮光されたＡ画素と、受光領域のＸ方向左側が遮光されたＢ画素とからなり、これらの画素が、画素アレイ部１１１における画素行のうちの所定の１行において、撮像画素１２１の一部を置き換えることで、特定のパターンで規則的に（図３の場合、Ａ画素とＢ画素が交互に）配置されている。
【００５０】
なお、図３に示された、画素アレイ部１１１における撮像画素１２１および位相差検出画素１２２の配置は、これに限られるものではなく、他のパターンで配置されるようにしてもよい。例えば、画素アレイ部１１１の２行分の幅でＡ画素とＢ画素を配置してもよい。また、位相差検出画素１２２を、その受光領域のＹ方向上側が遮光されたＡ画素と、受光領域のＹ方向下側が遮光されたＢ画素とによって構成し、それらをＹ方向（列方向）に配置してもよい。
【００５１】
［電子機器の撮像処理について］
ここで、図４のフローチャートを参照して、電子機器１による撮像処理について説明する。
【００５２】
図４の撮像処理は、電子機器１の電源がオンされると開始される。このとき、表示部１７には、ライブビュー画像や図示せぬ測光部によって測光された輝度情報等が表示される。
【００５３】
ステップＳ１１において、信号処理部１５は、イメージセンサ１４から位相差検出画素１２２の画素データ（出力信号）を読み出す。このとき、位相差検出画素１２２のＡ画素の画素データとＢ画素の画素データのそれぞれが、同時に読み出されてもよいし、異なるタイミングで読み出されてもよい。信号処理部１５は、読み出した出力信号に基づいて、位相差検出用データを生成し、位相差検出部１８に供給する。
【００５４】
ステップＳ１２において、位相差検出部１８は、信号処理部１５から供給された位相差検出用データに基づいて、デフォーカス量を算出する。
【００５５】
ステップＳ１３において、位相差検出部１８は、算出したデフォーカス量の絶対値が、所定の値より小さいか否かを判定することによって、合焦対象物に対してフォーカスが合っているか否かを判定する。
【００５６】
ステップＳ１３において、フォーカスが合っていないと判定された場合、位相差検出部１８は、算出したデフォーカス量を示す情報を合焦判定結果として、駆動部１９に供給し、処理はステップＳ１４に進む。
【００５７】
ステップＳ１４において、駆動部１９は、デフォーカス量を示す合焦判定結果、および、現在のフォーカスレンズ２３の位置に基づいて駆動量（移動距離）を算出し、その駆動量に応じてフォーカスレンズ２３を移動させる。その後、処理はステップＳ１１に戻り、それ以降の処理が繰り返される。
【００５８】
一方、ステップＳ１３において、フォーカスが合っていると判定された場合、位相差検出部１８は、合焦していることを示す情報を合焦判定結果として、駆動部１９に供給し、処理はステップＳ１５に進む。このとき、駆動部１９は、フォーカスレンズ２３の現在の位置を維持させる。
【００５９】
ステップＳ１５において、操作部１２は、シャッターボタンが操作されたか否かを判定する。ステップＳ１５において、シャッターボタンが操作されていないと判定された場合、処理はステップＳ１１に戻り、それ以降の処理が繰り返される。
【００６０】
一方、ステップＳ１５において、シャッターボタンが操作されたと判定された場合、処理はステップＳ１６に進み、信号処理部１５は、イメージセンサ１４から全画素の画素データ（出力信号）を読み出す。このとき、少なくとも撮像画素１２１の画素データは、電荷の蓄積と保持が同時に行われた後、行毎に読み出される。そして、信号処理部１５は、読み出した出力信号に基づいて、静止画像データを生成し、黒レベル補正、欠陥補正、シェーディング補正、混色補正等を行い、ステップＳ１７において、記憶部１６に記憶させる。
【００６１】
以上の処理によれば、グローバルシャッタ機能によって同時性が保たれ、位相差AF機能によってピンぼけしていない画像を得ることができる。
【００６２】
以下においては、上述のようにグローバルシャッタ機能と位相差AF機能の実現を両立させる画素アレイ部１１１における撮像画素１２１および位相差検出画素１２２の構成および動作について詳述する。
【００６３】
［撮像画素の構成例］
まず、図５および図６を参照して、撮像画素１２１の構成例について説明する。図５は、撮像画素１２１の上面図を示しており、図６は、図５右側の破線ａ−ａ'での撮像画素１２１の断面図を示している。
【００６４】
図５左側に示されるように、撮像画素１２１は、フォトダイオード（PD）２０１、メモリ部（MEM）２０２、第１転送ゲート２０３、浮遊拡散領域（FD）２０４、第２転送ゲート２０５、リセットトランジスタ２０６、増幅トランジスタ２０７、選択トランジスタ２０８、および電荷排出部２０９を備えている。
【００６５】
フォトダイオード２０１は、例えば、Ｎ型基板に形成されたＰ型ウェル層に対して、Ｐ型層を基板表面側に形成してＮ型埋め込み層を埋め込むことによって形成される。
【００６６】
メモリ部２０２は、本技術における電荷蓄積部として形成され、電荷を保持する電荷保持部として機能する。フォトダイオード２０１とメモリ部２０２とは、Ｘ方向（行方向）に並んで形成される。
【００６７】
第１転送ゲート２０３は、ポリシリコンからなるゲート電極と絶縁膜とを含むように構成される。第１転送ゲート２０３は、絶縁膜を介して、フォトダイオード２０１とメモリ部２０２との間、およびメモリ部２０２の上部を覆うように形成され、図示せぬコンタクトを介してゲート電極に駆動信号TRXが印加されることにより、フォトダイオード２０１に蓄積されている電荷を、メモリ部２０２に転送する。
【００６８】
第２転送ゲート２０５は、ポリシリコンからなるゲート電極と絶縁膜とを含むように構成される。第２転送ゲート２０５は、絶縁膜を介して、メモリ部２０２と浮遊拡散領域２０４との間を覆うように形成され、図示せぬコンタクトを介してゲート電極に駆動信号TRGが印加されることにより、メモリ部２０２に蓄積されている電荷を、浮遊拡散領域２０４に転送する。
【００６９】
リセットトランジスタ２０６は、図示せぬ電源と浮遊拡散領域２０４との間に接続されており、ゲート電極に駆動信号RSTが印加されることによって浮遊拡散領域２０４をリセットする。
【００７０】
増幅トランジスタ２０７は、ドレイン電極が図示せぬ電源に接続され、ゲート電極が浮遊拡散領域２０４に接続されており、浮遊拡散領域２０４の電圧を読み出す。
【００７１】
選択トランジスタ２０８は、例えば、ドレイン電極が増幅トランジスタ２０７のソース電極に、ソース電極が画素駆動線１１６（図２）にそれぞれ接続されており、ゲート電極に駆動信号SELが印加されることで、画素信号を読み出すべき画素を選択する。
【００７２】
電荷排出部２０９は、露光開始時にゲート電極に駆動信号OFGが印加されることで、フォトダイオード２０１に蓄積された電荷をＮ型層のドレインに排出する。
【００７３】
また、図５右側に示されるように、撮像画素１２１は、例えばタングステン（Ｗ）からなる遮光膜２１０を備える。遮光膜２１０は、メモリ部２０２を遮光するように形成されており、遮光膜２１０には、フォトダイオード２０１に光（被写体光）を受光させるための開口部２１１と、第２転送ゲート２０５乃至電荷排出部２０９のゲート電極と配線２１４（図６）とをコンタクトで接続するための開口部２１２とが設けられている。
【００７４】
さらに、撮像画素１２１は、最も上層に、オンチップレンズ２１３を備えている。オンチップレンズ２１３は、その光軸が、開口部２１１（フォトダイオード２０１の受光領域）の中心と一致するように形成されている。
【００７５】
なお、図６に示されるように、撮像画素１２１におけるオンチップレンズ２１３の下層には、Ｒ画素、Ｇ画素、およびＢ画素に応じた分光特性を有するカラーフィルタ２１５が形成されている。
【００７６】
［位相差検出画素の構成例］
次に、図７および図８を参照して、位相差検出画素１２２の構成例について説明する。図７は、位相差検出画素１２２のうちの、右側遮光された位相差検出画素１２２Ａ（Ａ画素）、および左側遮光された位相差検出画素１２２Ｂ（Ｂ画素）それぞれの上面図を示しており、図８は、図７の破線ａ−ａ'，ｂ−ｂ'での位相差検出画素１２２Ａ，Ｂそれぞれの断面図を示している。
【００７７】
なお、図７および図８に示される位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂと、図５および図６を参照して説明した撮像画素１２１とで、同様にして形成される部分については、その説明を省略する。
【００７８】
位相差検出画素１２２Ａにおいて、遮光膜２１０は、メモリ部２０２を遮光するように形成されており、フォトダイオード２０１に光を受光させるための開口部２２１Ａが設けられている。一方、位相差検出画素１２２Ｂにおいて、遮光膜２１０は、フォトダイオード２０１を遮光するように形成されており、メモリ部２０２に光を受光させるための開口部２２１Ｂが設けられている。
【００７９】
なお、開口部２２１Ａと開口部２２１Ｂとは、その形状が同一であることが好ましい。
【００８０】
また、位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂにおいて、オンチップレンズ２２２は、それぞれ同一の位置に形成されている。具体的には、位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂにおいて、オンチップレンズ２２２は、その光軸と位相差検出画素１２２Ａにおける開口部２２１Ａの右側（メモリ部２０２側）の辺との距離が、その光軸と位相差検出画素１２２Ｂにおける開口部２２１Ｂの左側（フォトダイオード２０１側）の辺との距離と等しくなる位置に形成されている。
【００８１】
すなわち、一対の位相差検出画素１２２（１２２Ａ，１２２Ｂ）において、遮光膜２１０の開口部２２１Ａ，２２１Ｂは、オンチップレンズ２２２の光軸に対して、位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂが配列されるＸ方向に互いに対称となる位置に設けられることになる。
【００８２】
なお、位相差検出画素１２２におけるオンチップレンズ２２２の位置は、撮像画素１２１におけるオンチップレンズ２１３の位置とは異なるが、位相差検出画素１２２におけるオンチップレンズ２２２の大きさは、撮像画素１２１におけるオンチップレンズ２１３の大きさと同一であることが好ましい。
【００８３】
また、図８に示されるように、位相差検出画素１２２におけるオンチップレンズ２２２の下層には、カラーフィルタは形成されない。
【００８４】
以上の構造によれば、グローバルシャッタ機能と位相差AF機能とを有する固体撮像装置において、位相差検出画素の受光領域の面積を小さくすることもなく、かつ、固体撮像装置全体の有効画素数を減らす必要もなくなるので、解像度の劣化を抑えつつ、位相差検出の精度を向上させることが可能となる。
【００８５】
次に、撮像画素１２１および位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂの動作について説明する。
【００８６】
［撮像画素の動作について］
まず、図９を参照して、撮像画素１２１の動作について説明する。図９を参照して説明する撮像画素１２１の動作（駆動）は、撮像画像が生成される際に行われる。
【００８７】
図９上段には、撮像画素１２１の選択トランジスタ２０８、リセットトランジスタ２０６、第１転送ゲート２０３、第２転送ゲート２０５、および電荷排出部２０９それぞれに印加される駆動信号を表すタイミングチャートが示されている。
【００８８】
また、図９下段には、図９上段のタイミングチャートにおける時刻t1乃至t4における撮像画素１２１のポテンシャル図が示されている。
【００８９】
時刻t1においては、全ての撮像画素１２１で、入射光量に応じた電荷がフォトダイオード（PD）２０１に蓄積される。
【００９０】
その後、全ての駆動信号がオフされた状態で、駆動信号RSTがオンされ、駆動信号TRGがオンされた後、時刻t2において、駆動信号TRXがオンされると、フォトダイオード２０１に蓄積された電荷が、メモリ部（MEM）２０２に転送される。
【００９１】
その後、駆動信号TRXがオフされることで、メモリ部２０２に電荷が保持された状態となる。そして、駆動信号RSTがオフされるとともに、駆動信号OFGがオンされる。図９上段のタイミングチャートに示されるように、駆動信号OFGがオフされている期間が、撮像画素１２１における蓄積時間Ｔとされる。
【００９２】
時刻t3において、駆動信号SEL，RSTがオンされると、フォトダイオード２０１に電荷が蓄積されない状態となる。
【００９３】
時刻t4において、駆動信号TRGがオンされると、メモリ部２０２に保持されていた電荷が、浮遊拡散領域（FD）２０４に転送される。
【００９４】
以上の動作によれば、撮像画像の生成の際に、全ての撮像画素１２１における電荷の蓄積を同時に行うことができるので、グローバルシャッタ機能を実現することが可能となる。
【００９５】
［位相差検出画素（Ａ画素）の動作について］
次に、図１０を参照して、位相差検出画素１２２Ａ（Ａ画素）の動作について説明する。図１０を参照して説明する位相差検出画素１２２Ａの動作（駆動）は、撮像画像が生成される際に行われる他、位相差検出の際に行われる。
【００９６】
図１０上段には、位相差検出画素１２２Ａの選択トランジスタ２０８、リセットトランジスタ２０６、第１転送ゲート２０３、第２転送ゲート２０５、および電荷排出部２０９それぞれに印加される駆動信号を表すタイミングチャートが示されている。
【００９７】
また、図１０下段には、図１０上段のタイミングチャートにおける時刻t11乃至t14における位相差検出画素１２２Ａのポテンシャル図が示されている。
【００９８】
なお、図１０に示される位相差検出画素１２２Ａの動作は、図９を参照して説明した撮像画素１２１の動作と同様であるので、その説明は省略する。
【００９９】
ただし、図１０上段のタイミングチャートに示される、位相差検出画素１２２Ａにおける蓄積時間Taは、図９上段のタイミングチャートに示される、撮像画素１２１における蓄積時間Ｔと同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【０１００】
［位相差検出画素（Ｂ画素）の動作について］
次に、図１１を参照して、位相差検出画素１２２Ｂ（Ｂ画素）の動作について説明する。図１１を参照して説明する位相差検出画素１２２Ｂの動作（駆動）もまた、撮像画像が生成される際に行われる他、位相差検出の際に行われる。
【０１０１】
図１１上段には、位相差検出画素１２２Ｂの選択トランジスタ２０８、リセットトランジスタ２０６、第１転送ゲート２０３、第２転送ゲート２０５、および電荷排出部２０９それぞれに印加される駆動信号を表すタイミングチャートが示されている。
【０１０２】
また、図１１下段には、図１１上段のタイミングチャートにおける時刻t21乃至t24における位相差検出画素１２２Ｂのポテンシャル図が示されている。
【０１０３】
駆動信号OFGが常時オンされた状態で、時刻t21において、入射光量に応じた電荷がメモリ部（MEM）２０２に蓄積される。駆動信号OFGが常時オンされることで、フォトダイオード（PD）２０１には電荷が蓄積されないようになる。
【０１０４】
その後、駆動信号RSTがオンされ、駆動信号TRGがオンされると、メモリ部２０２に蓄積された電荷がリセットされる。
【０１０５】
時刻t22においては、リセットされた後からの入射光量に応じた電荷がメモリ部２０２に蓄積される。
【０１０６】
駆動信号RSTがオフされた後、時刻t23において、駆動信号SEL，RSTがオンされると、浮遊拡散領域（FD）２０４がリセットされる。
【０１０７】
時刻t24において、駆動信号TRGがオンされると、メモリ部２０２に保持されていた電荷が、浮遊拡散領域２０４に転送される。図１１上段のタイミングチャートに示されるように、メモリ部２０２をリセットするために駆動信号TRGがオンされてから、時刻t24において駆動信号TRGがオンされるまでの期間が、位相差検出画素１２２Ｂにおける蓄積時間Tbとされる。
【０１０８】
なお、図１０における時刻t11乃至t14と、図１１における時刻t21乃至t24とは、それぞれ同一時刻とすることができる。
【０１０９】
以上の動作によれば、位相差検出を行う際、位相差検出画素１２２Ａの読み出しと、位相差検出画素１２２Ｂの読み出しとを同時に行うことができるので、位相差検出画素１２２Ａと位相差検出画素１２２Ｂの同時性を保ちながら、位相差AF機能を実現することが可能となる。
【０１１０】
なお、位相差検出画素１２２Ａにおける蓄積時間Taと、位相差検出画素１２２Ｂにおける蓄積時間Tbとは、個別に設定されるようにでき、それぞれの画素の感度（出力）に応じて、最適化することが好ましい。具体的には、位相差検出画素１２２Ａの感度と蓄積時間Taとの積が、位相差検出画素１２２Ｂの感度と蓄積時間Tbとの積と等しくなるように、すなわち、
（位相差検出画素１２２Ａの感度）×（蓄積時間Ta）
＝（位相差検出画素１２２Ｂの感度）×（蓄積時間Tb）
を満たすように、それぞれの蓄積時間が設定されるようにする。
【０１１１】
これにより、位相差検出に用いられる信号を、一対の位相差検出画素それぞれにおいて均一にすることができ、位相差検出の精度を向上させることができるようになる。
【０１１２】
以下においては、位相差検出画素の変形例について説明する。
【０１１３】
＜変形例１＞
［位相差検出画素の構成例］
図１２は、位相差検出画素１２２の他の構成例を示している。
【０１１４】
なお、図１２に示される位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂと、図７に示された位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂとで、同様にして形成される部分については、その説明を省略する。
【０１１５】
図１２に示されるように、位相差検出画素１２２Ａにおいては、フォトダイオード２０１の左側の略半分に開口部２２１Ａが設けられている。一方、位相差検出画素１２２Ｂにおいては、フォトダイオード２０１の右側の略半分に開口部２２１Ｂが設けられている。
【０１１６】
さらに、図１２に示されるように、開口部２２１Ａ，２２１Ｂは、そのＹ方向の長さが可能な限り長くなるように形成されるようにする。具体的には、開口部２２１Ａ，２２１ＢのＹ方向の長さは、撮像画素１２１の開口部２１１（図５）のＹ方向の長さよりも長い長さとされる。
【０１１７】
なお、開口部２２１Ａと開口部２２１Ｂとは、その形状が同一であることが好ましい。
【０１１８】
また、位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂにおいて、オンチップレンズ２２２は、それぞれ同一の位置に形成されている。具体的には、位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂにおいて、オンチップレンズ２２２は、その光軸と位相差検出画素１２２Ａにおける開口部２２１Ａの右側（メモリ部２０２側）の辺との距離が、その光軸と位相差検出画素１２２Ｂにおける開口部２２１Ｂの左側（フォトダイオード２０１側）の辺との距離と等しくなる位置に形成されている。
【０１１９】
すなわち、一対の位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂにおいて、遮光膜２１０の開口部２２１Ａ，２２１Ｂは、オンチップレンズ２２２の光軸に対して、位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂが配列されるＸ方向に互いに対称となる位置に設けられることになる。
【０１２０】
なお、図１２の位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂにおいて、オンチップレンズ２２２は、その光軸が、それぞれのフォトダイオード２０１の受光領域の中心と一致するように形成されている。すなわち、図１２の位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂにおけるオンチップレンズ２２２の位置は、撮像画素１２１におけるオンチップレンズ２１３の位置と同一とされる。
【０１２１】
以上の構造によっても、グローバルシャッタ機能と位相差AF機能とを有する固体撮像装置において、位相差検出画素の受光領域の面積を小さくすることもなく、かつ、固体撮像装置全体の有効画素数を減らす必要もなくなるので、解像度の劣化を抑えつつ、位相差検出の精度を向上させることが可能となる。
【０１２２】
なお、図１２に示される位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂの動作は、それぞれ図１０を参照して説明したものと同様となる。
【０１２３】
＜変形例２＞
［位相差検出画素の構成例］
図１３は、位相差検出画素１２２のさらに他の構成例を示している。
【０１２４】
なお、図１３に示される位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂと、図７に示された位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂとで、同様にして形成される部分については、その説明を省略する。
【０１２５】
図１３に示される位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂそれぞれにおいては、フォトダイオード２０１とメモリ部２０２とが、Ｘ方向に互いに対称となる位置に形成されている。具体的には、位相差検出画素１２２Ａにおいては、フォトダイオード２０１が左側に、メモリ部２０２が右側に形成されているのに対して、位相差検出画素１２２Ｂにおいては、メモリ部２０２が左側に、フォトダイオード２０１が右側に形成されている。
【０１２６】
図１３に示されるように、位相差検出画素１２２Ａにおいては、その左側に形成されているフォトダイオード２０１に光を受光させるための開口部２２１Ａが設けられている。一方、位相差検出画素１２２Ｂにおいては、その右側に形成されているフォトダイオード２０１に光を受光させるための開口部２２１Ｂが設けられている。
【０１２７】
なお、開口部２２１Ａと開口部２２１Ｂとは、その形状が同一であることが好ましい。
【０１２８】
また、位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂにおいて、オンチップレンズ２２２は、それぞれ同一の位置に形成されている。具体的には、位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂにおいて、オンチップレンズ２２２は、その光軸と位相差検出画素１２２Ａにおける開口部２２１Ａの右側（メモリ部２０２側）の辺との距離が、その光軸と位相差検出画素１２２Ｂにおける開口部２２１Ｂの左側（メモリ部２０２側）の辺との距離と等しくなる位置に形成されている。
【０１２９】
すなわち、一対の位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂにおいて、遮光膜２１０の開口部２２１Ａ，２２１Ｂは、オンチップレンズ２２２の光軸に対して、位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂが配列されるＸ方向に互いに対称となる位置に設けられることになる。
【０１３０】
以上の構造によっても、グローバルシャッタ機能と位相差AF機能とを有する固体撮像装置において、位相差検出画素の受光領域の面積を小さくすることもなく、かつ、固体撮像装置全体の有効画素数を減らす必要もなくなるので、解像度の劣化を抑えつつ、位相差検出の精度を向上させることが可能となる。
【０１３１】
なお、図１３に示される位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂの動作は、図１０を参照して説明したものと同様となる。
【０１３２】
＜変形例３＞
［位相差検出画素の構成例］
図１４は、位相差検出画素１２２のさらに他の構成例を示している。
【０１３３】
なお、図１４に示される位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂと、図７に示された位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂとで、同様にして形成される部分については、その説明を省略する。
【０１３４】
図１４に示される位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂそれぞれにおいては、フォトダイオード２０１やメモリ部２０２等が、図７に示された位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂを左に90度回転させた状態となるように形成されている。すなわち、位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂにおいては、フォトダイオード２０１とメモリ部２０２とはＹ方向に並んで形成されている。
【０１３５】
なお、本例では、撮像画素１２１においても、フォトダイオード２０１やメモリ部２０２、遮光膜２１０における開口部２１１が、図５に示される撮像画素１２１を左に90度回転させた状態となるように形成されている。
【０１３６】
図１４に示されるように、位相差検出画素１２２Ａにおいては、フォトダイオード２０１およびメモリ部２０２それぞれの左側の略半分に開口部２２１Ａが設けられている。一方、位相差検出画素１２２Ｂにおいては、フォトダイオード２０１およびメモリ部２０２それぞれの右側の略半分に開口部２２１Ｂが設けられている。
【０１３７】
さらに、図１４に示されるように、開口部２２１Ａ，２２１Ｂは、そのＹ方向の長さが可能な限り長くなるように形成されるようにする。
【０１３８】
なお、開口部２２１Ａと開口部２２１Ｂとは、その形状が同一であることが好ましい。
【０１３９】
また、位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂにおいて、オンチップレンズ２２２は、それぞれ同一の位置に形成されている。具体的には、位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂにおいて、オンチップレンズ２２２は、その光軸と位相差検出画素１２２Ａにおける開口部２２１Ａの右側の辺との距離が、その光軸と位相差検出画素１２２Ｂにおける開口部２２１Ｂの左側の辺との距離と等しくなる位置に形成されている。
【０１４０】
すなわち、一対の位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂにおいて、遮光膜２１０の開口部２２１Ａ，２２１Ｂは、オンチップレンズ２２２の光軸に対して、位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂが配列されるＸ方向に互いに対称となる位置に設けられることになる。
【０１４１】
なお、図１４の位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂにおいて、オンチップレンズ２２２は、その光軸が、それぞれのフォトダイオード２０１の受光領域の中心と一致するように形成されている。すなわち、図１４の位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂにおけるオンチップレンズ２２２の位置は、撮像画素１２１におけるオンチップレンズ２１３の位置と同一とされる。
【０１４２】
以上の構造によっても、グローバルシャッタ機能と位相差AF機能とを有する固体撮像装置において、位相差検出画素の受光領域の面積を小さくすることもなく、かつ、固体撮像装置全体の有効画素数を減らす必要もなくなるので、解像度の劣化を抑えつつ、位相差検出の精度を向上させることが可能となる。
【０１４３】
ここで、本例における撮像画素１２１および位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂの動作について説明するが、撮像画素１２１の駆動は、図９を参照して説明したものと同様となるので、その説明は省略する。
【０１４４】
［位相差検出画素の動作について］
次に、図１５を参照して、位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂの動作について説明する。本例においては、位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂともに同様の動作をする。
【０１４５】
図１５上段には、位相差検出画素１２２（１２２Ａ，１２２Ｂ）の選択トランジスタ２０８、リセットトランジスタ２０６、第１転送ゲート２０３、第２転送ゲート２０５、および電荷排出部２０９それぞれに印加される駆動信号を表すタイミングチャートが示されている。
【０１４６】
また、図１５下段には、図１５上段のタイミングチャートにおける時刻t31乃至t34における位相差検出画素１２２のポテンシャル図が示されている。
【０１４７】
時刻t31においては、全ての位相差検出画素１２２で、入射光量に応じた電荷がフォトダイオード（PD）２０１およびメモリ部（MEM）２０２それぞれに蓄積される。
【０１４８】
その後、全ての駆動信号がオフされた状態で、駆動信号RSTがオンされた後、時刻t32において、駆動信号TRXがオンされると、フォトダイオード２０１に蓄積された電荷が、メモリ部２０２に転送される。
【０１４９】
なお、時刻t31乃至時刻t32において、駆動信号TRGはオンされないので、メモリ部２０２の電荷はリセットされず、時刻t32においては、フォトダイオード２０１に蓄積された電荷とメモリ部２０２に蓄積された電荷とが合算される。
【０１５０】
その後、駆動信号TRXがオフされることで、メモリ部２０２に電荷が保持された状態となる。そして、駆動信号RSTがオフされるとともに、駆動信号OFGがオンされる。図１５上段のタイミングチャートに示されるように、駆動信号OFGがオフされている期間が、本例の位相差検出画素１２２における蓄積時間とされる。
【０１５１】
時刻t33において、駆動信号SEL，RSTがオンされると、フォトダイオード２０１に電荷が蓄積されない状態となる。
【０１５２】
時刻t34において、駆動信号TRGがオンされると、メモリ部２０２に保持されていた電荷が、浮遊拡散領域（FD）２０４に転送される。
【０１５３】
このようにして、位相差検出画素１２２Ａにおいては、右側が遮光されたフォトダイオード２０１およびメモリ部２０２に蓄積された電荷が合わせて読み出され、位相差検出画素１２２Ｂにおいては、左側が遮光されたフォトダイオード２０１およびメモリ部２０２に蓄積された電荷が合わせて読み出される。
【０１５４】
以上の動作によっても、位相差検出を行う際、位相差検出画素１２２Ａの読み出しと、位相差検出画素１２２Ｂの読み出しとを同時に行うことができるので、位相差検出画素１２２Ａと位相差検出画素１２２Ｂの同時性を保ちながら、位相差AF機能を実現することが可能となる。
【０１５５】
＜変形例４＞
［位相差検出画素の構成例］
図１６は、位相差検出画素１２２のさらに他の構成例を示している。
【０１５６】
なお、図１６に示される位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂと、図７に示された位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂとで、同様にして形成される部分については、その説明を省略する。
【０１５７】
図１６に示される位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂそれぞれにおいては、フォトダイオード２０１やメモリ部２０２等が、図７に示された位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂを左に90度回転させた状態となるように形成されている。すなわち、位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂにおいては、フォトダイオード２０１およびメモリ部２０２はＹ方向に並んで形成されている。
【０１５８】
なお、本例では、撮像画素１２１においても、フォトダイオード２０１やメモリ部２０２、遮光膜２１０における開口部２１１が、図５に示される撮像画素１２１を左に90度回転させた状態となるように形成されている。
【０１５９】
図１６に示されるように、位相差検出画素１２２Ａにおいては、フォトダイオード２０１の左側の略半分に開口部２２１Ａが設けられている。一方、位相差検出画素１２２Ｂにおいては、フォトダイオード２０１の右側の略半分に開口部２２１Ｂが設けられている。
【０１６０】
さらに、図１６に示されるように、開口部２２１Ａ，２２１Ｂは、そのＸ方向およびＹ方向の長さが可能な限り長くなるように形成されるようにする。具体的には、開口部２２１Ａ，２２１ＢのＸ方向の長さは、撮像画素１２１の開口部２１１のＸ方向の長さの半分よりも長い長さとされ、開口部２２１Ａ，２２１ＢのＹ方向の長さは、撮像画素１２１の開口部２１１のＹ方向の長さよりも長い長さとされる。
【０１６１】
また、位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂにおいて、オンチップレンズ２２２は、それぞれ同一の位置に形成されている。具体的には、位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂにおいて、オンチップレンズ２２２は、その光軸と位相差検出画素１２２Ａにおける開口部２２１Ａの右側の辺との距離が、その光軸と位相差検出画素１２２Ｂにおける開口部２２１Ｂの左側の辺との距離と等しくなる位置に形成されている。
【０１６２】
すなわち、一対の位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂにおいて、遮光膜２１０の開口部２２１Ａ，２２１Ｂは、オンチップレンズ２２２の光軸に対して、位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂが配列されるＸ方向に互いに対称となる位置に設けられることになる。
【０１６３】
なお、図１６の位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂにおいて、オンチップレンズ２２２は、その光軸が、それぞれのフォトダイオード２０１の受光領域の中心と一致するように形成されている。すなわち、図１６の位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂにおけるオンチップレンズ２２２の位置は、撮像画素１２１におけるオンチップレンズ２１３の位置と同一とされる。
【０１６４】
以上の構造によっても、グローバルシャッタ機能と位相差AF機能とを有する固体撮像装置において、位相差検出画素の受光領域の面積を小さくすることもなく、かつ、固体撮像装置全体の有効画素数を減らす必要もなくなるので、解像度の劣化を抑えつつ、位相差検出の精度を向上させることが可能となる。
【０１６５】
なお、図１６に示される位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂの動作は、それぞれ図１０を参照して説明したものと同様となる。
【０１６６】
＜変形例５＞
［位相差検出画素の構成例］
図１７および図１８は、位相差検出画素１２２の他の構成例を示している。
【０１６７】
なお、図１７および図１８に示される位相差検出画素１２２（１２２Ａ，１２２Ｂ）と、図７に示された位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂとで、同様にして形成される部分については、その説明を省略する。
【０１６８】
図１７の位相差検出画素１２２は、図７の位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂと、メモリ部２０２に代えて、フォトダイオード２３１を設けた点で異なる。フォトダイオード２３１は、本技術における電荷蓄積部として形成され、入射光量に応じた電荷を蓄積する光電変換部として機能する。図１７に示されるように、フォトダイオード２０１とフォトダイオード２３１とは、Ｘ方向（行方向）に並んで形成される。
【０１６９】
このように、本例では、位相差検出画素１２２は、メモリ部２０２を備えないので、グローバルシャッタ動作を行わない。ただし、撮像画素１２１は、図５に示される構成を有し、メモリ部２０２を備えているので、グローバルシャッタ動作を行うことができる。
【０１７０】
図１８に示されるように、位相差検出画素１２２Ａにおいては、左側に配置されているフォトダイオード２０１に光を受光させるための開口部２２１Ａが設けられている。一方、位相差検出画素１２２Ｂにおいては、右側に配置されているフォトダイオード２３１に光を受光させるための開口部２２１Ｂが設けられている。
【０１７１】
なお、開口部２２１Ａと開口部２２１Ｂとは、その形状が同一であることが好ましい。
【０１７２】
また、位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂにおいて、オンチップレンズ２２２は、それぞれ同一の位置に形成されている。具体的には、位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂにおいて、オンチップレンズ２２２は、その光軸と位相差検出画素１２２Ａにおける開口部２２１Ａの右側（フォトダイオード２３１側）の辺との距離が、その光軸と位相差検出画素１２２Ｂにおける開口部２２１Ｂの左側（フォトダイオード２０１側）の辺との距離と等しくなる位置に形成されている。
【０１７３】
すなわち、一対の位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂにおいて、遮光膜２１０の開口部２２１Ａ，２２１Ｂは、オンチップレンズ２２２の光軸に対して、位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂが配列されるＸ方向に互いに対称となる位置に設けられることになる。
【０１７４】
以上の構造によっても、グローバルシャッタ機能と位相差AF機能とを有する固体撮像装置において、位相差検出画素の受光領域の面積を小さくすることもなく、かつ、固体撮像装置全体の有効画素数を減らす必要もなくなるので、解像度の劣化を抑えつつ、位相差検出の精度を向上させることが可能となる。
【０１７５】
なお、上述したように、図１８に示される位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂは、グローバルシャッタ動作を行わないので、その動作としては、行毎または画素毎に順次電荷の読み出しを行うローリングシャッタ動作が行われる。
【０１７６】
以上においては、一対の位相差検出画素それぞれの出力信号に基づいて、位相差検出を行う構成について説明してきたが、以下においては、１つの位相差検出画素に、一対の位相差検出画素の機能を持たせるようにした構成について説明する。
【０１７７】
＜変形例６＞
［画素アレイ部の画素配置］
まず、図１９を参照して、本例の画素アレイ部１１１の画素配置について説明する。
【０１７８】
図１９に示されるように、画素アレイ部１１１には、複数の撮像画素１２１が、ＸＹ平面上に行列状に２次元配置されている。撮像画素１２１は、Ｒ画素、Ｇ画素、およびＢ画素からなり、これらは、ベイヤ配列に従い規則的に配置されている。
【０１７９】
また、画素アレイ部１１１には、行列状に２次元配置される複数の撮像画素１２１の中に、複数の位相差検出画素３１１が配置されている。具体的には、位相差検出画素３１１は、その受光領域のＸ方向右側が遮光されたＡ画素と、受光領域のＸ方向左側が遮光されたＢ画素の２画素分の機能を有するＡＢ画素からなり、この画素が、画素アレイ部１１１における画素行のうちの所定の１行において、撮像画素１２１の一部を置き換えることで、特定のパターンで規則的に配置されている。
【０１８０】
［位相差検出画素の構成例］
次に、図２０を参照して、画素アレイ部１１１における位相差検出画素３１１の構成例について説明する。
【０１８１】
なお、図２０に示される位相差検出画素３１１と、図５を参照して説明した撮像画素１２１とで、同様にして形成される部分については、その説明を省略する。
【０１８２】
位相差検出画素３１１において、遮光膜２１０には、フォトダイオード２０１に光を受光させるための開口部３２１Ａと、メモリ部２０２に光を受光させるための開口部３２１Ｂとが設けられている。
【０１８３】
なお、開口部３２１Ａと開口部３２１Ｂとは、その形状が同一であることが好ましい。
【０１８４】
また、位相差検出画素３１１において、オンチップレンズ３２２は、その光軸と開口部３２１Ａの右側（メモリ部２０２側）の辺との距離が、その光軸と開口部３２１Ｂの左側（フォトダイオード２０１側）の辺との距離と等しくなる位置に形成されている。
【０１８５】
すなわち、位相差検出画素３１１において、遮光膜２１０の開口部３２１Ａ，３２１Ｂは、オンチップレンズ３２２の光軸に対して、開口部３２１Ａ，３２１Ｂが配列されるＸ方向に互いに対称となる位置に設けられることになる。
【０１８６】
なお、位相差検出画素３１１におけるオンチップレンズ３２２の位置および大きさは、撮像画素１２１におけるオンチップレンズ２１３の位置および大きさと同一であることが好ましい。
【０１８７】
以上の構造によっても、グローバルシャッタ機能と位相差AF機能とを有する固体撮像装置において、位相差検出画素の受光領域の面積を小さくすることもなく、かつ、固体撮像装置全体の有効画素数を減らす必要もなくなるので、解像度の劣化を抑えつつ、位相差検出の精度を向上させることが可能となる。
【０１８８】
なお、図２０に示される位相差検出画素３１１の動作は、図９を参照して説明した動作と、図１０を参照して説明した動作とを順次行ったものとなる。すなわち、位相差検出画素３１１においては、位相差検出を行う際、フォトダイオード２０１に蓄積された電荷と、メモリ部２０２に蓄積された電荷とが、別個に読み出される。
【０１８９】
また、図２０の位相差検出画素３１１においては、フォトダイオード２０１およびメモリ部２０２のいずれにも開口部が設けられ、いずれも遮光される必要がないので、図２１に示されるように、位相差検出画素３１１が、遮光膜２１０を備えないようにすることもできる。
【０１９０】
この場合、位相差検出画素３１１においては、フォトダイオード２０１およびメモリ部２０２が、オンチップレンズ３２２の光軸に対して、フォトダイオード２０１およびメモリ部２０２が配列されるＸ方向に互いに対称となる位置に設けられることになる。
【０１９１】
＜変形例７＞
ところで、上述した位相差検出画素の構成のうち、メモリ部２０２に開口部が設けられる構成においては、メモリ部２０２の上層に、メモリ部２０２の上部を覆うように第１転送ゲート２０３が形成されるため、メモリ部２０２において、十分な受光特性が得られない恐れがある。
【０１９２】
そこで、図２２に示されるように、例えば、位相差検出画素１２２Ｂにおいて、第１転送ゲート２０３に代えて、透明導電膜により形成される第１転送ゲート３６１を設けるようにする。
【０１９３】
透明導電膜の材料としては、ITO（酸化インジウムスズ）、酸化亜鉛、酸化スズ等が用いられる。第１転送ゲート３６１の透過率は、例えば80％以上であることが好ましい。
【０１９４】
このような構成により、メモリ部２０２において、十分な受光特性を得ることが可能となる。
【０１９５】
なお、この構成は、図７（図８）の位相差検出画素１２２Ｂの他、図１４の位相差検出画素１２２Ｂや、図２０および図２１の位相差検出画素３１１に適用可能である。
【０１９６】
上述した構成においては、位相差検出画素は、右側遮光および左側遮光の構成をとっているが、画素配置に応じて、上側遮光および下側遮光の構成をとるようにしてもよいし、斜めに遮光されるようにしてもよい。
【０１９７】
＜変形例８＞
［位相差検出画素の構成例］
図２３および図２４は、位相差検出画素１２２のさらに他の構成例を示しており、図３４は上面図を、図２４は図２３の破線ａ−ｂにおける断面図を示している。
【０１９８】
なお、図２３に示される位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂと、図７に示された位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂとで、同様にして形成される部分については、その説明を省略する。
【０１９９】
図２３に示される構成例の場合、位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂが同一チップ上にＸ方向に隣り合って配置されて一体的に形成される。位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂそれぞれにおいては、フォトダイオード２０１とメモリ部２０２とが、Ｘ方向に互いに対称となる位置に形成されている。換言すれば、位相差検出画素１２２Ａと位相差検出画素１２２Ｂは、両者の境となるＹ軸に対して、フォトダイオード２０１、メモリ部２０２等の構成要素が鏡面対称となるように配置されて構成される。
【０２００】
具体的には、位相差検出画素１２２Ａにおいては、フォトダイオード２０１が左側に、メモリ部２０２が右側に形成されているのに対して、位相差検出画素１２２Ｂにおいては、メモリ部２０２が左側に、フォトダイオード２０１が右側に形成されている。
【０２０１】
位相差検出画素１２２Ａにおいては、その左側に形成されているフォトダイオード２０１に光を受光させるための開口部２２１Ａが設けられている。一方、位相差検出画素１２２Ｂにおいては、その右側に形成されているフォトダイオード２０１に光を受光させるための開口部２２１Ｂが設けられている。
【０２０２】
なお、開口部２２１Ａと開口部２２１Ｂとは、その形状が同一であることが好ましい。
【０２０３】
また、位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂにおいて、オンチップレンズ２２２は、それぞれ同一の位置に形成されている。具体的には、位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂにおいて、オンチップレンズ２２２は、その光軸と位相差検出画素１２２Ａにおける開口部２２１Ａの右側（メモリ部２０２側）の辺との距離が、その光軸と位相差検出画素１２２Ｂにおける開口部２２１Ｂの左側（メモリ部２０２側）の辺との距離と等しくなる位置に形成されている。
【０２０４】
すなわち、一対の位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂにおいて、遮光膜２１０の開口部２２１Ａ，２２１Ｂは、オンチップレンズ２２２の光軸に対して、位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂが配列されるＸ方向に互いに対称となる位置に設けられることになる。
【０２０５】
以上の構造によっても、グローバルシャッタ機能と位相差AF機能とを有する固体撮像装置において、位相差検出画素の受光領域の面積を小さくすることもなく、かつ、固体撮像装置全体の有効画素数を減らす必要もなくなるので、解像度の劣化を抑えつつ、位相差検出の精度を向上させることが可能となる。
【０２０６】
なお、図２３に示される位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂの動作は、図１０を参照して説明したものと同様となる。
【０２０７】
＜変形例９＞
［位相差検出画素の構成例］
図２５は、位相差検出画素１２２の他の構成例を示している。
【０２０８】
なお、図２５に示される位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂと、図７に示された位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂとで、同様にして形成される部分については、その説明を省略する。
【０２０９】
図２５に示される構成例の場合、位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂが同一チップ上にＸ方向に隣り合って配置されて一体的に形成される。位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂそれぞれにおいては、フォトダイオード２０１とメモリ部２０２とが、Ｘ方向に互いに対称となる位置に形成されている。換言すれば、位相差検出画素１２２Ａと位相差検出画素１２２Ｂは、両者の境となるＹ軸に対して、フォトダイオード２０１、メモリ部２０２等の構成要素が鏡面対称となるように配置されて構成される。
【０２１０】
具体的には、位相差検出画素１２２Ａにおいては、フォトダイオード２０１が左側に、メモリ部２０２が右側に形成されているのに対して、位相差検出画素１２２Ｂにおいては、メモリ部２０２が左側に、フォトダイオード２０１が右側に形成されている。
【０２１１】
位相差検出画素１２２Ａにおいては、その左側に形成されているフォトダイオード２０１の上側の略半分に開口部２２１Ａが設けられている。一方、位相差検出画素１２２Ｂにおいては、その右側に形成されているフォトダイオード２０１の上側の略半分に開口部２２１Ｂが設けられている。
【０２１２】
なお、開口部２２１Ａと開口部２２１Ｂとは、その形状が同一であることが好ましい。
【０２１３】
また、位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂにおいて、オンチップレンズ２２２は、それぞれ同一の位置に形成されている。具体的には、位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂにおいて、オンチップレンズ２２２は、その光軸と位相差検出画素１２２Ａにおける開口部２２１Ａの右側（メモリ部２０２側）の辺との距離が、その光軸と位相差検出画素１２２Ｂにおける開口部２２１Ｂの左側（フォトダイオード２０１側）の辺との距離と等しくなる位置に形成されている。
【０２１４】
すなわち、一対の位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂにおいて、遮光膜２１０の開口部２２１Ａ，２２１Ｂについては、オンチップレンズ２２２の光軸に対して、位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂが配列されるＸ方向に互いに対称となる位置に設けられることになる。換言すれば、開口部２２１Ａ，２２１Ｂについても、位相差検出画素１２２Ａと位相差検出画素１２２Ｂの境となるＹ軸に対して鏡面対称となるように形成されている。
【０２１５】
以上の構造によっても、グローバルシャッタ機能と位相差AF機能とを有する固体撮像装置において、位相差検出画素の受光領域の面積を小さくすることもなく、かつ、固体撮像装置全体の有効画素数を減らす必要もなくなるので、解像度の劣化を抑えつつ、位相差検出の精度を向上させることが可能となる。
【０２１６】
なお、図２５に示される位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂの動作は、それぞれ図１０を参照して説明したものと同様となる。
【０２１７】
＜変形例１０＞
［位相差検出画素の構成例］
図２６は、位相差検出画素１２２のさらに他の構成例を示している。
【０２１８】
図２６に示される位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂは、図７に示された位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂとで、同様にして形成される部分については、その説明を省略する。
【０２１９】
図２６に示される構成例の場合、位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂが、図２３（変形例８）に示された位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂと同様に、同一チップ上に隣り合って配置されて一体的に形成され、両者の境となるＹ軸に対して、構成要素が鏡面対称となるように配置されて構成される。
【０２２０】
ただし、浮遊拡散領域２０４、リセットトランジスタ２０６、増幅トランジスタ２０７、および選択トランジスタ２０８を、位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂの２画素で共有される。
【０２２１】
以上の構造によっても、グローバルシャッタ機能と位相差AF機能とを有する固体撮像装置において、位相差検出画素の受光領域の面積を小さくすることもなく、かつ、固体撮像装置全体の有効画素数を減らす必要もなくなるので、解像度の劣化を抑えつつ、位相差検出の精度を向上させることが可能となる。
【０２２２】
なお、図２６に示される位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂの動作は、図１０を参照して説明したものと同様となる。
【０２２３】
＜変形例１１＞
［位相差検出画素の構成例］
図２７は、位相差検出画素１２２のさらに他の構成例を示している。
【０２２４】
図２７の構成例は、図２６に示された構成例（変形例１０）の下側に、Ｘ軸に対する鏡面対称となる構成を追加することにより、同一チップ上に位相差検出画素１２２Ａ１，１２２Ａ２，１２２Ｂ１，１２２Ｂ２の４画素を２画素×２画素に隣接配置して一体的に形成したものである。なお、図２７の構成例の場合、画素アレイ部１１１における少なくとも連続した２行分または２列分の撮像画素１２１を位相差検出画素１２２で置き換える必要がある。
【０２２５】
図２７の構成例の場合、浮遊拡散領域２０４、リセットトランジスタ２０６、増幅トランジスタ２０７、および選択トランジスタ２０８が、位相差検出画素１２２Ａ１，１２２Ａ２，１２２Ｂ１，１２２Ｂ２の４画素で共有される。
【０２２６】
以上の構造によっても、グローバルシャッタ機能と位相差AF機能とを有する固体撮像装置において、位相差検出画素の受光領域の面積を小さくすることもなく、かつ、固体撮像装置全体の有効画素数を減らす必要もなくなるので、解像度の劣化を抑えつつ、位相差検出の精度を向上させることが可能となる。
【０２２７】
なお、図２７に示される位相差検出画素１２２Ａ１，１２２Ａ２，１２２Ｂ１，１２２Ｂ２の動作は、図１０を参照して説明したものと同様となる。
【０２２８】
＜変形例１２＞
［位相差検出画素の構成例］
図２８は、位相差検出画素１２２のさらに他の構成例を示している。
【０２２９】
図２８の構成例は、図２３に示された構成例（変形例８）を、Ｚ軸を回転軸として９０度回転したものである。すなわち、図２８に示される位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂは、同一チップ上にＹ方向に隣り合って配置されて一体的に形成される。位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂそれぞれにおいては、フォトダイオード２０１とメモリ部２０２とが、Ｙ方向に互いに対称となる位置に形成されている。換言すれば、位相差検出画素１２２Ａと位相差検出画素１２２Ｂは、両者の境となるＸ軸に対して、フォトダイオード２０１、メモリ部２０２等の構成要素が鏡面対称となるように配置されて構成される。
【０２３０】
図２８の構成例の場合、画素アレイ部１１１においてＹ方向（列方向）に位相差検出画素１２２を並べて配置することになる。
【０２３１】
以上の構造によっても、グローバルシャッタ機能と位相差AF機能とを有する固体撮像装置において、位相差検出画素の受光領域の面積を小さくすることもなく、かつ、固体撮像装置全体の有効画素数を減らす必要もなくなるので、解像度の劣化を抑えつつ、位相差検出の精度を向上させることが可能となる。
【０２３２】
なお、図２８に示される位相差検出画素１２２Ａ，１２２Ｂの動作は、図１０を参照して説明したものと同様となる。
【０２３３】
＜変形例１３＞
［位相差検出画素の構成例］
図２９は、位相差検出画素１２２のさらに他の構成例を示している。
【０２３４】
図２９の構成例は、図２５に示された構成例（変形例９）を、Ｚ軸を回転軸として９０度回転し、それをＸ軸方向に２つ並べることにより、同一チップ上に位相差検出画素１２２Ａ１，１２２Ａ２，１２２Ｂ１，１２２Ｂ２の４画素を２画素×２画素に隣接配置して一体的に形成したものである。
【０２３５】
図２９の構成例の場合、画素アレイ部１１１における少なくとも連続した２行分または２列分の撮像画素１２１を位相差検出画素１２２で置き換える必要がある。
【０２３６】
以上の構造によっても、グローバルシャッタ機能と位相差AF機能とを有する固体撮像装置において、位相差検出画素の受光領域の面積を小さくすることもなく、かつ、固体撮像装置全体の有効画素数を減らす必要もなくなるので、解像度の劣化を抑えつつ、位相差検出の精度を向上させることが可能となる。
【０２３７】
なお、図２９に示される位相差検出画素１２２Ａ１，１２２Ａ２，１２２Ｂ１，１２２Ｂ２の動作は、図１０を参照して説明したものと同様となる。
【０２３８】
＜変形例１４＞
［位相差検出画素の構成例］
図３０は、位相差検出画素１２２のさらに他の構成例を示している。
【０２３９】
図３０の構成例は、図２８に示された構成例（変形例１２）の右側に、Ｘ軸に対する鏡面対称となる構成を追加することにより、同一チップ上に位相差検出画素１２２Ａ１，１２２Ａ２，１２２Ｂ１，１２２Ｂ２の４画素を２画素×２画素に隣接配置して一体的に形成したものである。なお、図３０の構成例の場合、画素アレイ部１１１における少なくとも連続した２行分または２列分の撮像画素１２１を位相差検出画素１２２で置き換える必要がある。
【０２４０】
図３０の構成例では、浮遊拡散領域２０４、リセットトランジスタ２０６、増幅トランジスタ２０７、および選択トランジスタ２０８が、位相差検出画素１２２Ａ１，１２２Ａ２，１２２Ｂ１，１２２Ｂ２の４画素で共有される。
【０２４１】
以上の構造によっても、グローバルシャッタ機能と位相差AF機能とを有する固体撮像装置において、位相差検出画素の受光領域の面積を小さくすることもなく、かつ、固体撮像装置全体の有効画素数を減らす必要もなくなるので、解像度の劣化を抑えつつ、位相差検出の精度を向上させることが可能となる。
【０２４２】
なお、図３０に示される位相差検出画素１２２Ａ１，１２２Ａ２，１２２Ｂ１，１２２Ｂ２の動作は、図１０を参照して説明したものと同様となる。
【０２４３】
＜変形例１５＞
［位相差検出画素の構成例］
図３１は、位相差検出画素１２２のさらに他の構成例を示している。
【０２４４】
図３１の構成例は、図２５に示された構成例（変形例９）を、Ｚ軸を回転軸として９０度回転し、その右側に、Ｘ軸に対する鏡面対称となる構成を追加することにより、同一チップ上に位相差検出画素１２２Ａ１，１２２Ａ２，１２２Ｂ１，１２２Ｂ２の４画素を２画素×２画素に隣接配置して一体的に形成したものである。なお、図３１の構成例の場合、画素アレイ部１１１における少なくとも連続した２行分または２列分の撮像画素１２１を位相差検出画素１２２で置き換える必要がある。
【０２４５】
図３１の構成例では、浮遊拡散領域２０４、リセットトランジスタ２０６、増幅トランジスタ２０７、および選択トランジスタ２０８が、位相差検出画素１２２Ａ１，１２２Ａ２，１２２Ｂ１，１２２Ｂ２の４画素で共有される。
【０２４６】
以上の構造によっても、グローバルシャッタ機能と位相差AF機能とを有する固体撮像装置において、位相差検出画素の受光領域の面積を小さくすることもなく、かつ、固体撮像装置全体の有効画素数を減らす必要もなくなるので、解像度の劣化を抑えつつ、位相差検出の精度を向上させることが可能となる。
【０２４７】
なお、図３１に示される位相差検出画素１２２Ａ１，１２２Ａ２，１２２Ｂ１，１２２Ｂ２の動作は、図１０を参照して説明したものと同様となる。
【０２４８】
なお、本実施の形態では、位相差検出画素１２２についてのみ、複数の画素で浮遊拡散領域２０４、リセットトランジスタ２０６、増幅トランジスタ２０７、および選択トランジスタ２０８を共有する例を示したが、複数の撮像画素１２１でも、これらを共有することができる。
【０２４９】
本技術は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【０２５０】
さらに、本技術は以下のような構成をとることができる。
（１）
オンチップレンズと、光電変換部と、電荷蓄積部とを備える画素として、撮像画像を生成するための撮像画素と、位相差検出を行うための位相差検出画素とが配列されてなる画素アレイ部と、
前記画素の駆動を制御する駆動制御部と
を備え、
前記撮像画素は、前記電荷蓄積部が遮光されて形成され、
前記位相差検出画素は、前記光電変換部および前記電荷蓄積部の少なくとも一方の、少なくとも一部が遮光されないように形成される
固体撮像装置。
（２）
前記駆動制御部は、
前記位相差検出を行う際、前記位相差検出画素における前記光電変換部および前記電荷蓄積部の少なくとも一方の、少なくとも一部に蓄積された電荷を読み出し、
前記撮像画像を生成する際、少なくとも前記撮像画素における電荷の蓄積を同時に行う
前記（１）に記載の固体撮像装置。
（３）
前記位相差検出画素は、前記光電変換部および前記電荷蓄積部の少なくとも一方の、少なくとも一部に開口部を設けた遮光膜を備え、
一対の前記位相差検出画素のそれぞれにおいて、前記開口部は、前記オンチップレンズの光軸に対して、一対の前記位相差検出画素が配列される第１の方向に互いに対称となる位置に設けられる
前記（１）または（２）に記載の固体撮像装置。
（４）
前記電荷蓄積部は、前記光電変換部からの電荷を保持する電荷保持部として形成される  前記（１）から（３）のいずれかに記載の固体撮像装置。
（５）
前記光電変換部および前記電荷保持部は、前記第１の方向に並んで形成され、
一対の前記位相差検出画素のうち、一方の前記位相差検出画素においては、前記光電変換部に前記開口部が設けられ、他方の前記位相差検出画素においては、前記電荷保持部に前記開口部が設けられる
前記（４）に記載の固体撮像装置。
（６）
前記駆動制御部は、前記位相差検出を行う際、一方の前記位相差検出画素における前記光電変換部に蓄積された電荷を読み出すとともに、他方の前記位相差検出画素における前記電荷保持部に蓄積された電荷を読み出す
前記（５）に記載の固体撮像装置。
（７）
前記駆動制御部は、一方の前記位相差検出画素における前記光電変換部の感度と蓄積時間との積と、他方の前記位相差検出画素における前記電荷保持部の感度と蓄積時間との積が等しくなるように、一方および他方の前記位相差検出画素の駆動を制御する
前記（６）に記載の固体撮像装置。
（８）
前記光電変換部および前記電荷保持部は、前記第１の方向に並んで形成され、
一対の前記位相差検出画素のうち、一方の前記位相差検出画素においては、前記光電変換部の前記第１の方向の略半分に前記開口部が設けられ、他方の前記位相差検出画素においては、前記光電変換部の前記第１の方向の他の略半分に前記開口部が設けられる
前記（４）に記載の固体撮像装置。
（９）
一対の前記位相差検出画素のそれぞれにおいて、前記光電変換部および前記電荷保持部は、一対の前記位相差検出画素の境界線に対して鏡面対称となる位置に形成され、
一対の前記位相差検出画素のそれぞれにおいて、前記開口部は、前記光電変換部に設けられる
前記（４）に記載の固体撮像装置。
（１０）
前記光電変換部および前記電荷保持部は、前記第１の方向に垂直な第２の方向に並んで形成され、
一対の前記位相差検出画素のうち、一方の前記位相差検出画素においては、前記光電変換部および前記電荷保持部の前記第１の方向の略半分に前記開口部が設けられ、他方の前記位相差検出画素においては、前記光電変換部および前記電荷保持部の前記第１の方向の他の略半分に前記開口部が設けられる
前記（４）に記載の固体撮像装置。
（１１）
前記駆動制御部は、前記位相差検出を行う際、一方の前記位相差検出画素における前記光電変換部および前記電荷保持部に蓄積された電荷を合わせて読み出すとともに、他方の前記位相差検出画素における前記光電変換部および前記電荷保持部に蓄積された電荷を合わせて読み出す
前記（１０）に記載の固体撮像装置。
（１２）
前記位相差検出画素において、前記電荷蓄積部は、他の光電変換部として、前記光電変換部と前記第１の方向に並んで形成され、
一対の前記位相差検出画素のうち、一方の前記位相差検出画素においては、前記光電変換部に前記開口部が設けられ、他方の前記位相差検出画素においては、前記他の光電変換部に前記開口部が設けられる
前記（３）に記載の固体撮像装置。
（１３）
前記位相差検出画素において、前記光電変換部および前記電荷蓄積部は、前記オンチップレンズの光軸に対して、所定の方向に対称となる位置に形成され、
前記駆動制御部は、前記位相差検出を行う際、前記位相差検出画素における前記光電変換部に蓄積された電荷と、前記位相差検出画素における前記電荷保持部に蓄積された電荷とを別個に読み出す
前記（１）または（２）に記載の固体撮像装置。
（１４）
前記電荷蓄積部は、前記光電変換部からの電荷を保持する電荷保持部として形成される  前記（１３）に記載の固体撮像装置。
（１５）
前記位相差検出画素は、前記光電変換部および前記電荷蓄積部の一部に開口部を設けた遮光膜を備え、
前記開口部は、前記オンチップレンズの光軸に対して、前記所定の方向に対称となる位置に設けられる
前記（１３）または（１４）に記載の固体撮像装置。
（１６）
前記電荷蓄積部は、前記光電変換部からの電荷を保持する電荷保持部として形成され、  前記位相差検出画素は、前記電荷保持部の上層に、前記光電変換部から前記電荷保持部に電荷を転送する転送電極を備え、
前記転送電極は、透明導電膜により形成される
前記（１）または（２）に記載の固体撮像装置。
（１７）
前記撮像画素および前記位相検出画素の少なくとも一方は、構成要素を複数の画素で共有する
前記（１）から（１６）のいずれかに記載の固体撮像装置。
（１８）
複数の画素で共有される前記構成要素は、浮遊拡散領域、リセットトランジスタ、増幅トランジスタ、および選択トランジスタのうちの少なくとも一つを含む
前記（１７）に記載の固体撮像装置。
（１９）
オンチップレンズと、光電変換部と、電荷蓄積部とを備える画素として、撮像画像を生成するための撮像画素と、位相差検出を行うための位相差検出画素とが配列されてなる画素アレイ部と、
前記画素の駆動を制御する駆動制御部と
を備え、
前記撮像画素は、前記電荷蓄積部が遮光されて形成され、
前記位相差検出画素は、前記光電変換部および前記電荷蓄積部の少なくとも一方の、少なくとも一部が遮光されないように形成される固体撮像装置が、
前記位相差検出を行う際、前記位相差検出画素における前記光電変換部および前記電荷蓄積部の少なくとも一方の、少なくとも一部に蓄積された電荷を読み出し、
前記撮像画像を生成する際、少なくとも前記撮像画素における電荷の蓄積を同時に行う  ステップを含む固体撮像装置の駆動方法。
（２０）
オンチップレンズと、光電変換部と、電荷蓄積部とを備える画素として、撮像画像を生成するための撮像画素と、位相差検出を行うための位相差検出画素とが配列されてなる画素アレイ部と、
前記画素の駆動を制御する駆動制御部と
を備え、
前記撮像画素は、前記電荷蓄積部が遮光されて形成され、
前記位相差検出画素は、前記光電変換部および前記電荷蓄積部の少なくとも一方の、少なくとも一部が遮光されないように形成される
固体撮像装置を備える電子機器。
【符号の説明】
【０２５１】
１  電子機器，  １４  イメージセンサ，  １１１  画素アレイ部，  １２１  撮像画素，  １２２  位相差検出画素，  ２０１  フォトダイオード，  ２０２  メモリ部，  ２０３  第１転送ゲート，  ２１０  遮光膜，  ２１１  開口部，  ２１３  オンチップレンズ，  ２２１Ａ，２２１Ｂ  開口部，  ２２２  オンチップレンズ，  ２３１  フォトダイオード，  ３１１  位相差検出画素，  ３２１Ａ，３２１Ｂ  開口部，  ３２２  オンチップレンズ，  ３６１  第１転送ゲート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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