CN113906566A - 摄像装置 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的实施例的摄像装置包括：光电转换部，其设置于半导体基板中；电荷保持部，其设置成在所述半导体基板的厚度方向上层叠于所述光电转换部上方，并且用于保持由所述光电转换部进行光电转换而得到的电荷；水平遮光膜，其设置于所述光电转换部和所述电荷保持部之间，并且在所述半导体基板的平面内方向上延伸；和多个垂直栅极电极，它们穿过设置于所述水平遮光膜中的同一开口，并且在所述半导体基板的厚度方向上延伸到所述光电转换部。

Description

摄像装置
相关申请
本申请要求2019年9月3日提交的日本在先专利申请JP2019-160598的优先权权益，该日本在先专利申请的全部内容通过引用的方式而并入本文中。
技术领域
本发明涉及摄像装置。
背景技术
近年来，关于CMOS(互补金属氧化物半导体：Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)图像传感器，已经研究了通过针对每个像素分别设置模拟存储器(analogmemory)来实现像素之间的电荷累积同时性(即，实现全局快门方式)。
具体地，整个像素阵列同时将电荷从光电二极管传输到模拟存储器，并且依次扫描所传输的电荷且从模拟存储器读出所传输的电荷。藉此，能够使得整个像素阵列中的电荷累积时序是一致的(例如，参见专利文献1)。
引用列表
专利文献
专利文献1：日本未审查专利申请公开第2013-98446号
发明内容
[要解决的技术问题]
这种CMOS图像传感器需要针对模拟存储器进行充分地遮光，以便防止由于光电转换而在模拟存储器中产生新电荷。
此外，关于CMOS图像传感器，为了维持光电二极管的面积，已经研究了将光电二极管和模拟存储器在半导体基板的厚度方向上以层叠的方式设置着。
因此，目前期望一种在维持针对模拟存储器的遮光性的同时还能提高从光电二极管到模拟存储器的电荷传输效率的技术。
[解决技术问题的方案]
根据本发明的实施例的摄像装置包括：光电转换部，其设置于半导体基板中；电荷保持部，其设置成在所述半导体基板的厚度方向上层叠于所述光电转换部上方，并且用于保持由所述光电转换部进行光电转换而得到的电荷；水平遮光膜，其设置于所述光电转换部和所述电荷保持部之间，并且在所述半导体基板的平面内(in-plane)方向上延伸；和多个垂直栅极电极，各所述垂直栅极电极穿过设置于所述水平遮光膜中的同一开口，并且在所述半导体基板的厚度方向上延伸到所述光电转换部。
在根据本发明的实施例的摄像装置中，所述光电转换部和用于保持通过光电转换而得到的电荷的所述电荷保持部在所述半导体基板的厚度方向上层叠地设置着，所述水平遮光膜处于所述光电转换部和所述电荷保持部之间，而且，在所述半导体基板的厚度方向上延伸到所述光电转换部的所述多个垂直栅极电极穿过设置于所述水平遮光膜中的同一开口。例如，与把在半导体基板的厚度方向上延伸到光电转换部的多个垂直栅极电极形成得穿过单独开口的情况相比，这使得根据本发明的实施例的摄像装置例如能够减小由所述多个垂直栅极电极和所述开口占用的面积。
附图说明
图1是示出了根据本发明第一实施例的摄像装置1的整体构造的示意图。
图2是根据本发明第一实施例的包含于传感器像素中的像素电路的等效电路图。
图3是在平面图中观看半导体基板200的一个主要表面的情况下的各个组件的布置的平面图，根据本发明第一实施例的传感器像素2设置于该主要表面上。
图4是通过沿图3中的切割线A-AA切割传感器像素2而获得的截面的垂直截面图。
图5是根据本发明第二实施例的包含于传感器像素中的像素电路的等效电路图。
图6是在平面图中观看半导体基板200的一个主要表面的情况下的各个组件的布置的平面图，根据本发明第二实施例的传感器像素2A设置于该主要表面上。
图7是通过沿图6中的切割线B-BB切割传感器像素2A而获得的截面的垂直截面图。
图8A是在平面图中观看半导体基板200的一个主要表面的情况下的各个组件的布置的一个示例的平面图，根据本发明第三实施例的传感器像素设置于该主要表面上。
图8B是在平面图中观看半导体基板200的一个主要表面的情况下的各个组件的布置的另一示例的平面图，根据本发明第三实施例的传感器像素设置于该主要表面上。
图9是在平面图中观看半导体基板200的一个主要表面的情况下的各个组件的布置的一个示例的平面图，根据本发明第四实施例的传感器像素2B设置于该主要表面上。
图10是在平面图中观看半导体基板200的一个主要表面的情况下的各个组件的布置的平面图，根据本发明第五实施例的传感器像素2C设置于该主要表面上。
图11是通过在半导体基板200的厚度方向上切割根据本发明第五实施例的传感器像素2C而获得的截面的垂直截面图。
图12是示出了摄像***900的示意性构造的示例的框图，该摄像***900包括根据本发明一个实施例的摄像装置1。
图13示出了摄像***900的摄像操作的流程图的示例。
图14是用于说明摄像***900的使用例的说明图。
图15是绘出了车辆控制***的示意性构造的示例的框图。
图16是用于辅助说明车外信息检测部和摄像部的设置位置的示例的图。
图17是绘出了内窥镜手术***的示意性构造的示例的图。
图18是绘出了相机头(camera head)和相机控制单元(CCU：Camera ControlUnit)的功能构造的示例的框图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图来详细说明本发明的实施例。以下所说明的实施例仅仅是本发明的特定示例，并且根据本发明的技术并不限于以下模式。此外，本发明的各幅图中所示出的组件的布置、尺寸、尺寸比等不限于各幅图中所示出的布置、尺寸、尺寸比等。
应当注意，将会按照以下顺序给出说明。
1.第一实施例
1.1.摄像装置的整体构造
1.2.电路构造
1.3.像素构造
2.第二实施例
2.1.电路构造
2.2.像素构造
3.第三实施例
4.第四实施例
5.第五实施例
6.应用例
(1.第一实施例)
(1.1.摄像装置的整体构造)
首先，参照图1来说明根据本发明第一实施例的摄像装置的整体构造。图1是示出了根据本发明第一实施例的摄像装置1的整体构造的示意图。
如图1所示，摄像装置1包括像素阵列部3、垂直驱动部4、斜波(RAMP wave)模块6、时钟模块7、列处理部8、水平驱动部9、***控制部10和信号处理部5。
例如，摄像装置1是形成于诸如硅基板等半导体基板上的CMOS(互补金属氧化物半导体)型摄像装置。
更具体地，摄像装置1是实现全局快门方式的背面照射型图像传感器。全局快门方式通常表示如下一种曝光方式：其中，所有像素同时开始曝光并且所有像素同时终止曝光。如本文所使用的，所有像素可以表示除了虚设像素(dummy pixel)等以外的在所拍摄图像中出现的所有像素。然而，在曝光时间差或图像失真足够小的情况下，全局快门方式亦可以包括如下的曝光方式：其中，依次执行以多行(例如，几十行)为单位的同时曝光而不是对所有像素执行同时曝光。此外，全局快门方式还可以包括如下的曝光方式：其中，对预定区域中的各像素同时进行曝光。
通过在诸如硅基板等半导体基板上以矩阵(matrix)状布置多个传感器像素(未示出)来构造出像素阵列部3。在像素阵列部3中，针对沿行方向排列着的各个传感器像素而布线有沿行方向延伸的像素驱动线，并且针对沿列方向排列着的各个传感器像素而布线有沿列方向延伸的垂直信号线。
例如，多个传感器像素中的每一者包括：将入射光转换为电荷的诸如光电二极管等光电转换部；用于临时保持由光电转换部进行光电转换而得到的电荷的电荷保持部；以及用于将从电荷保持部读出的电荷转换为像素信号的像素电路。电荷保持部是设置在半导体基板中的导电区域，并且被设置成在半导体基板的厚度方向上层叠于光电转换部上方。
藉此，就使得多个传感器像素中的每一者能够将由光电转换部产生的电荷临时保持在电荷保持部中。因此，可以单独地控制曝光的开始和结束的时序以及所产生的电荷的读出时序。于是，在摄像装置1中，通过把由所有像素同时曝光而产生的电荷临时保持在各传感器像素的电荷保持部中并且通过将电荷转换为像素信号，可以从各传感器像素依次读出像素信号。因此，针对每个传感器像素而设置有电荷保持部，这使得摄像装置1能够实现全局快门方式。
例如，垂直驱动部4包括移位寄存器、地址解码器等。垂直驱动部4通过经由多条像素驱动线向各个传感器像素提供控制信号来对像素阵列部3中的所有传感器像素同时进行驱动或以行为单位进行驱动。
斜波模块6生成用于对像素信号进行A/D(模拟/数字)转换的斜波信号，并且将所生成的斜波信号提供给列处理部8。
例如，列处理部8包括移位寄存器、地址解码器等。列处理部8通过针对每一列对从各传感器像素输出的像素信号进行噪声去除处理、相关双采样处理、A/D转换处理等，将像素信号转换为数字信号。已经由列处理部8转换成数字信号的像素信号被输出到信号处理部5。
时钟模块7基于主时钟而生成用于控制摄像装置1的各部分的驱动的时钟信号。
例如，水平驱动部9包括移位寄存器、地址解码器等。水平驱动部9依次选择列处理部8的与传感器像素的列相对应的各个单元电路，从而将像素信号从列处理部8的各个单元电路依次输出到信号处理部5。
***控制部10控制摄像装置1的各部分的驱动。具体地，***控制部10包括时序发生器，该时序发生器生成各种时序信号并且基于所生成的时序信号来控制垂直驱动部4、斜波模块6、时钟模块7、列处理部8、水平驱动部9等的驱动。
信号处理部5通过对从列处理部8输出的像素信号执行算术处理等来生成表示所拍摄图像的图像信号，并且将所生成的图像信号输出到摄像装置1的外部。应当注意，信号处理部5在必要时可以在将数据临时存储于未示出的数据存储部中的同时执行上述算术处理。
像素阵列部3的周边电路(诸如垂直驱动部4、斜波模块6、时钟模块7、列处理部8、水平驱动部9、***控制部10、信号处理部5等)可以形成于形成有像素阵列部3的半导体基板上。可供替代地，像素阵列部3的周边电路可以形成于进一步层叠到形成有像素阵列部3的半导体基板上的半导体层上，或者可以形成于贴附到形成有像素阵列部3的半导体基板上的另一半导体基板上。此外，上文所述的像素阵列部3的周边电路可以分别形成于形成有像素阵列部3的半导体基板上和层叠到该半导体基板上的半导体层或半导体基板上。
(1.2.电路构造)
随后，参照图2来说明根据本实施例的传感器像素的电路构造。图2是根据本实施例的包含于传感器像素中的像素电路的等效电路图。
如图2所示，包含于传感器像素中的像素电路例如包括光电转换部(PD)101、第一传输晶体管(TRZ)111、缓冲器部(Buffer)103、排出晶体管(OFG)113、第二传输晶体管(TRX)115、电荷保持部(MEM)105、第三传输晶体管(TRG)117、浮动扩散部(FD)107、复位晶体管(RST)119、放大晶体管(AMP)121和选择晶体管(SEL)123。
例如，光电转换部101是包括P-N结(P-N junction)的光电二极管。光电转换部101通过对来自被摄体的光进行光电转换而生成与所接收光的光量对应的电荷。
例如，第一传输晶体管111是设置在光电转换部101和缓冲器部103之间的N型MOS-FET(金属氧化物半导体场效应晶体管)。第一传输晶体管111响应于施加到栅极电极的驱动信号而将累积于光电转换部101中的电荷传输到缓冲器部103。具体地，使第一传输晶体管111进入接通状态(导电状态)，这就致使电荷从光电转换部101传输到缓冲器部103。
缓冲器部103用作当累积于光电转换部101中的电荷向电荷保持部105传输时的中点。例如，缓冲器部103可以临时保持从光电转换部101传输过来的电荷，直到该电荷被传输到电荷保持部105为止。或者，缓冲器部103可以用作用于将从光电转换部101传输过来的电荷传输到电荷保持部105的传输路径。
例如，排出晶体管113是如下的N型MOS-FET：其漏极电气连接到电源VDD，并且其源极电气连接到缓冲器部103。排出晶体管113响应于施加到栅极电极的驱动信号而至少初始化(复位)缓冲器部103的电状态。
具体地，使排出晶体管113进入接通状态(导电状态)，这就致使累积于缓冲器部103中的电荷被排出到电源VDD，并且缓冲器部103的电位被复位至电源VDD的电位。此外，使排出晶体管113和第一传输晶体管111同时进入接通状态(导电状态)，这就致使累积于缓冲器部103及电荷保持部105中的电荷被排出到电源VDD，并且缓冲器部103及电荷保持部105的电位被复位至电源VDD的电位。
此外，在第一传输晶体管111和电源VDD之间形成溢流路径(overflow path)，这使得排出晶体管113能够将从光电转换部101溢流的电荷排出到电源VDD。
例如，第二传输晶体管115是设置在缓冲器部103和电荷保持部105之间的N型MOS-FET。第二传输晶体管115响应于施加到栅极电极的驱动信号而将缓冲器部103的电荷传输到电荷保持部105。具体地，使第二传输晶体管115进入接通状态(导电状态)，这就致使电荷从缓冲器部103传输到电荷保持部105。
例如，使第二传输晶体管115进入接通状态(导电状态)，这就致使临时保持在缓冲器部103中的电荷传输到电荷保持部105。可供替代地，使第二传输晶体管115和第一传输晶体管111同时进入接通状态(导电状态)，这就致使累积于光电转换部101中的电荷经由缓冲器部103传输到电荷保持部105。
电荷保持部105是这样的区域：其临时保持着累积于光电转换部101中的电荷以实现全局快门方式。由电荷保持部105保持的电荷是通过所有像素的同时曝光而产生的电荷，并且这些电荷由电荷保持部105临时保持着，直到针对各传感器像素依次读出像素信号为止。
第三传输晶体管117是设置在电荷保持部105和浮动扩散部107之间的N型MOS-FET。第三传输晶体管117响应于施加到栅极电极的驱动信号而将由电荷保持部105保持的电荷传输到浮动扩散部107。具体地，使第三传输晶体管117进入接通状态(导电状态)，这就致使电荷从电荷保持部105传输到浮动扩散部107。
浮动扩散部107用于将从电荷保持部105经由第三传输晶体管117传输过来的电荷转换为电气信号(例如，电压信号)。浮动扩散部107经由放大晶体管121电气连接到垂直信号线VSL，并且能够取决于所累积的电荷量来改变施加到放大晶体管121的栅极电极的电压。这使得浮动扩散部107能够取决于所累积的电荷量来控制包含放大晶体管121在内的源极跟随器电路的输出。
放大晶体管121是这样的N型MOS-FET：其栅极电极电气连接到浮动扩散部107，其漏极电气连接到电源VDD，并且其源极经由选择晶体管123电气连接到垂直信号线VSL。放大晶体管121将源极跟随器电路构造为能够将累积于浮动扩散部107中的电荷量作为电压信号而读出。
选择晶体管123是设置在放大晶体管121的源极和垂直信号线VSL之间的N型MOS-FET。选择信号被提供给选择晶体管123的栅极电极，由此使选择晶体管123进入接通状态(导电状态)，从而致使像素进入被选定状态。在处于被选定状态的像素中，来自放大晶体管121的与累积于浮动扩散部107中的电荷量相对应的电压信号(即，像素信号)经由垂直信号线VSL被列处理部8读出。
复位晶体管119是这样的N型MOS-FET：其漏极电气连接到电源VDD，并且其源极电气连接到浮动扩散部107。复位晶体管119响应于施加到栅极电极的驱动信号而初始化(复位)从电荷保持部105到浮动扩散部107这些组件的电状态。具体地，在使复位晶体管119和第三传输晶体管117进入接通状态(导电状态)的情况下，累积于电荷保持部105及浮动扩散部107中的电荷被排出到电源VDD，并且电荷保持部105和浮动扩散部107的电位被复位至电源VDD的电位。
应当注意，经由针对各像素行而布线着的多条像素驱动线(未示出)从垂直驱动部4供给去往第一传输晶体管111、第二传输晶体管115、第三传输晶体管117、排出晶体管113、复位晶体管119和选择晶体管123的驱动信号。
在根据本实施例的摄像装置1中，通过为各传感器像素设置上述像素电路来使得能够实现全局快门方式。然而，图2所示的像素电路仅仅是一个示例，并且根据本实施例的摄像装置1的包含于各传感器像素中的像素电路不限于图2所示的像素电路。例如，可以省略缓冲器部103和第二传输晶体管115。
(1.3.像素构造)
接下来，参照图3和图4具体说明根据本实施例的传感器像素的平面构造和截面构造。图3是在平面图中观看半导体基板200的一个主要表面的情况下的各个组件的布置的平面图，传感器像素2设置于该主要表面上。图4是通过沿图3中的切割线A-AA切割传感器像素2而获得的截面的垂直截面图。
在下文中，将面对图4时的上方称为上侧或正面侧，并且将面对图4时的下方称为下侧或背面侧。因此，图3是在平面图中从正面侧看到的半导体基板200的平面图。
如图3和图4所示，在传感器像素2中，光电转换部101设置在诸如硅基板等半导体基板200内部，并且激活区域(activation region)147设置在半导体基板200的正面侧上，在该激活区域147中已引入有导电杂质。半导体基板200的激活区域147包括第一传输晶体管111、缓冲器部103、排出晶体管113、第二传输晶体管115、电荷保持部105、第三传输晶体管117、浮动扩散部107、放大晶体管121、选择晶体管123和复位晶体管119中的每一者。
在半导体基板200的背面侧上，虽然未示出，但是还设置有例如平坦化膜、彩色滤光片和微透镜。在半导体基板200的正面侧上，还设置有包含氧化硅(SiOX)、氮化硅(SiNX)或氮氧化硅(SiON)等的层间绝缘膜250，以将上文所述的各晶体管埋入。
光电转换部101包括设置在诸如硅基板等半导体基板200内部的N型区域211和P型区域212。借助于N型区域211与P型区域212的P-N结，把已从半导体基板200的背面侧入射进来的光转换为电荷。由光电转换部101产生的电荷被累积到N型区域211中。
此外，光电转换部101的顶面和侧面被水平遮光膜223和垂直遮光膜221包围，以便防止入射光进入到非期望区域。
垂直遮光膜221被设置为在半导体基板200的厚度方向上延伸的壁状形状，且包围着光电转换部101的一部分侧面或全部侧面。垂直遮光膜221可以通过防止光从倾斜方向进入光电转换部101，来防止在传感器像素2之间产生诸如混色(mixed color)等噪声。
例如，垂直遮光膜221可以被设置成沿列方向延伸并且跨及在像素阵列部3的行方向上彼此相邻的传感器像素列之间的多个传感器像素，或者可以设置成沿行方向延伸并且跨及在像素阵列部3的列方向上彼此相邻的传感器像素行之间的多个传感器像素。可供替代地，垂直遮光膜221可以沿传感器像素2的整个周面设置着，以使得传感器像素2能够彼此分离开。
水平遮光膜223被设置为在半导体基板200的平面内方向上延伸的板状形状，以将光电转换部101与第一传输晶体管111、缓冲器部103、排出晶体管113、第二传输晶体管115、电荷保持部105、第三传输晶体管117、浮动扩散部107、放大晶体管121、选择晶体管123及复位晶体管119分离。
具体地，水平遮光膜223以跨及传感器像素2的除开口135以外的整个表面的方式被设置在光电转换部101的顶面上。水平遮光膜223可以防止已经入射到光电转换部101的光进一步入射到存在于半导体基板200的较深侧的电荷保持部105等。
具体地，在层叠于光电转换部101上方的电荷保持部105中，存在有如下的情况：在其与设置于半导体基板200中的另一区域的界面处形成有P-N结。因此，如果已经从半导体基板200的背面侧入射进来的入射光到达了电荷保持部105，那么电荷保持部105会产生电荷，这就导致了该电荷可能是相对于像素信号而言的噪声的可能性。水平遮光膜223遮蔽了透过光电转换部101的光，从而可以防止在电荷保持部105处产生将会成为像素信号的噪声的电荷。
例如，垂直遮光膜221和水平遮光膜223可以包括如下的材料，该材料包含具有遮光性质的金属、合金、金属氮化物或硅化物。例如，垂直遮光膜221和水平遮光膜223可以包括钨(W)、钛(Ti)、钽(Ta)、镍(Ni)、钼(Mo)、铬(Cr)、铱(Ir)、天然铂铱合金(platiniridium：PtIr)、氮化钛(TiN)或硅化钨(WS)等。然而，垂直遮光膜221和水平遮光膜223可以包括除上述材料之外的材料，只要该材料具有遮光性质即可。
应当注意，P+型区域222设置在垂直遮光膜221及水平遮光膜223的周围。P+型区域222是具有比P型区域212的P型杂质浓度高的P型杂质浓度的区域，并且被设置为包住垂直遮光膜221及水平遮光膜223。P+型区域222可以防止因出现于垂直遮光膜221及水平遮光膜223与半导体基板200之间的界面处的缺陷而导致的暗电流的产生。
此外，在水平遮光膜223中设置有开口135，以允许在半导体基板200的厚度方向上延伸的垂直栅极电极131能够***至N型区域211中。
垂直栅极电极131是第一传输晶体管111的栅极电极，并且被设置用于将累积于光电转换部101的N型区域211中的电荷传输到缓冲器部103。具体地，第一传输晶体管111被设置为垂直晶体管，其中，位于穿过开口135且在半导体基板200的厚度方向上延伸的垂直栅极电极131的一端附近的N型区域211用作源极，并且在垂直栅极电极131的半导体基板200正面侧处且位于垂直栅极电极131的另一端附近的缓冲器部103用作漏极。在第一传输晶体管111中，从作为源极的N型区域211到作为漏极的缓冲器部103沿半导体基板200的厚度方向形成有沟道。藉此，使得第一传输晶体管111能够将电荷从设置于半导体基板200内部的光电转换部101提取到存在于半导体基板200的正面侧处的缓冲器部103。
阻挡层(stopper layer)133被设置在开口135的两侧，以将开口135夹在中间。例如，阻挡层133可以由氧化硅(SiOX)、氮化硅(SiNX)或氮氧化硅(SiON)等形成。通过形成阻挡层133，就可以使得在摄像装置1中更容易地形成开口135。
例如，可以通过以下方法来形成水平遮光膜223和垂直遮光膜221。首先，在半导体基板200的厚度方向上形成用于形成垂直遮光膜221的开口。随后，从在半导体基板200的厚度方向上形成的开口，在半导体基板200的平面内方向上通过各向异性蚀刻而形成用于形成水平遮光膜223的开口。之后，通过把具有遮光性质的材料填充于在半导体基板200的厚度方向和平面内方向上形成的开口内，就可以形成水平遮光膜223和垂直遮光膜221。
此时，阻挡层133用作当在半导体基板200的平面内方向上进行各向异性蚀刻时的蚀刻停止层。因此，位于被以与垂直遮光膜221平行的方式形成的阻挡层133夹在中间的区域中的半导体基板200被保留下来，而不会因在半导体基板200的平面内方向上进行的各向异性蚀刻而被蚀刻掉。因此，在摄像装置1中，可以在以与垂直遮光膜221平行的方式形成的阻挡层133之间的区域中形成水平遮光膜223的开口135。
在根据本实施例的摄像装置1中，在开口135中设置多个垂直栅极电极131，就使得可以在维持针对电荷保持部105的遮光性的同时，还能提高从光电转换部101到电荷保持部105的电荷传输效率。
例如，如果把垂直栅极电极131分别形成在不同的开口135中，那么将开口135彼此分离开的水平遮光膜223就得形成在各开口135之间。另一方面，当把多个垂直栅极电极131形成在同一开口135中时，就可以通过省略将开口135彼此分离开的水平遮光膜223而使多个垂直栅极电极131彼此靠近。藉此，使得根据本实施例的摄像装置1能够进一步提高多个垂直栅极电极131整体上的电荷传输效率。因此，在根据本实施例的摄像装置1中，可以在不扩大开口135的面积的情况下提高从光电转换部101到电荷保持部105的电荷传输效率。
此外，根据本实施例的摄像装置1，可以省略将开口135彼此分离开的水平遮光膜223。因此，可以提高传感器像素2的面积效率。此外，根据本实施例的摄像装置1，可以省略用于形成将开口135彼此分离开的水平遮光膜223的制造过程。因此，可以提高摄像装置1的制造过程的效率。
应当注意，在图3和图4中，已经示出了在单个开口135中设置有两个垂直栅极电极131的示例。然而，本实施例不限于这种示例。例如，设置于开口135中的垂直栅极电极131的数量和形状没有特别限制。此外，当将多个垂直栅极电极131设置于至少一个开口135中时，可以在传感器像素2中设置有多个开口135。
缓冲器部103是设置在第一传输晶体管111的垂直栅极电极131附近的N型区域。电荷从光电转换部101的N型区域211经由第一传输晶体管111的沟道而传输过来。
第二传输晶体管115被设置为平面型场效应晶体管。第二传输晶体管115的栅极电极设置在与电荷保持部105相对应的区域中的半导体基板200上，且栅极绝缘膜251置于该栅极电极与该半导体基板200之间。第二传输晶体管115将电荷从缓冲器部103传输到电荷保持部105。
电荷保持部105是层叠于光电转换部101上方且设置在半导体基板200中的N型区域。类似于缓冲器部103，电荷保持部105被设置为具有比光电转换部101的N型区域211的N型杂质浓度高的N型杂质浓度的区域。利用第二传输晶体管115将电荷从缓冲器部103传输到电荷保持部105。
此外，在半导体基板200的正面侧上在电荷保持部105上还设置有P+型区域218。P+型区域218是具有比P型区域212的P型杂质浓度高的P型杂质浓度的区域。P+型区域218可以防止因出现于半导体基板200与层叠于半导体基板200上的栅极绝缘膜251之间的界面处的缺陷而导致的暗电流的产生。即，类似于P+型区域222，P+型区域218可以防止因出现于不同材料之间的界面处的缺陷而导致的暗电流的产生。
第三传输晶体管117被设置为垂直型场效应晶体管。第三传输晶体管117的栅极电极被设置为在半导体基板200的厚度方向上延伸，并且***到电荷保持部105中。第三传输晶体管117被设置用于将由电荷保持部105临时保持的电荷传输到浮动扩散部107。
第三传输晶体管117被设置为垂直晶体管，其中，位于该第三传输晶体管的沿半导体基板200的厚度方向延伸的栅极电极的一端附近的电荷保持部105用作源极，并且在半导体基板200的正面侧处位于该第三传输晶体管的栅极电极的另一端附近的激活区域147用作漏极。在第三传输晶体管117中，从作为源极的电荷保持部105到作为漏极的激活区域147沿半导体基板200的厚度方向形成有沟道。藉此，使得第三传输晶体管117能够将由未在半导体基板200的表面上露出的电荷保持部105临时保持的电荷传输到浮动扩散部107。
第一传输晶体管111、缓冲器部103、第二传输晶体管115、电荷保持部105和第三传输晶体管117可以被设置成按此顺序沿着激活区域147在半导体基板200的平面内的一个方向上布置着。
浮动扩散部107被设置于从电荷保持部105附近的激活区域147到经由低电阻区域219、接点部141及未示出的上层配线与放大晶体管121的栅极电极连接的位置的等电位区域中。低电阻区域219是用于降低接点部141与半导体基板200之间的接触电阻的区域，并且例如，被设置为硅化物或高浓度N+型区域。接点部141是将激活区域147与未示出的上层配线彼此电气连接的贯通配线，并且能够由金属、合金、或金属氮化物等形成。
放大晶体管121被设置为半导体基板200的正面侧上的平面型场效应晶体管。浮动扩散部107经由未示出的上层配线电气连接到放大晶体管121的栅极电极。此外，放大晶体管121的漏极经由接点部143及未示出的上层配线电气连接到电源VDD。此外，放大晶体管121的源极经由激活区域147电气连接到选择晶体管123的漏极。
选择晶体管123被设置为半导体基板200的正面侧上的平面型场效应晶体管。选择晶体管123的漏极经由激活区域147电气连接到放大晶体管121的源极。此外，选择晶体管123的源极经由接点部145及未示出的上层配线电气连接到垂直信号线VSL。
复位晶体管119被设置为半导体基板200的正面侧上的平面型场效应晶体管。复位晶体管119的漏极经由接点部143及未示出的上层配线电气连接到电源VDD。此外，复位晶体管119的源极经由激活区域147电气连接到浮动扩散部107。
排出晶体管113被设置为半导体基板200的正面侧上的平面型场效应晶体管。排出晶体管113的漏极经由接点部139及未示出的上层配线电气连接到电源VDD。此外，排出晶体管113的源极经由激活区域147电气连接到缓冲器部103。
根据具有这种构造的传感器像素2，通过在设置于水平遮光膜223中的开口135中形成多个垂直栅极电极131，就能够相对于开口135的大小而言有效地提高从光电转换部101到电荷保持部105的传输特性。此外，根据该传感器像素2，能够抑制由于形成多个垂直栅极电极131而导致的开口135的面积增加，这使得可以提高传感器像素2的布局的自由度。此外，在该传感器像素2中，能够以更简单的结构形成含有开口135的水平遮光膜223，这使得可以降低水平遮光膜223的形成过程的难度。
(2.第二实施例)
(2.1.电路构造)
随后，参照图5来说明根据本发明第二实施例的传感器像素的电路构造。图5是根据本实施例的包含于传感器像素中的像素电路的等效电路图。
如图5所示，例如，包含于传感器像素中的像素电路包括光电转换部(PD)101、第一传输晶体管(TRZ)111、缓冲器部(Buffer)103、排出晶体管(OFG)113、第二传输晶体管(TRX)115、电荷保持部(MEM)105、第三传输晶体管(TRG)117、浮动扩散部(FD)107、复位晶体管(RST)119、放大晶体管(AMP)121和选择晶体管(SEL)123。
根据第二实施例的传感器像素与根据第一实施例的传感器像素的不同之处在于，排出晶体管113电气连接到光电转换部101而不是连接到缓冲器部103。第二实施例中的除了排出晶体管113之外的组件与第一实施例中的组件大致相同，因此这里省略说明。
在第二实施例中，例如，排出晶体管113是这样的N型MOS-FET:其漏极电气连接到电源VDD，并且其源极电气连接到光电转换部101。排出晶体管113被构造为垂直晶体管，它的栅极电极***到半导体基板200内部的光电转换部101中，并且该排出晶体管113响应于施加到栅极电极的驱动信号而初始化(复位)光电转换部101的电状态。具体地，在排出晶体管113进入接通状态(导电状态)的情况下，累积于光电转换部101中的电荷被排出到电源VDD，并且光电转换部101的电位被复位至电源VDD的电位。这使得排出晶体管113能够在不使用第一传输晶体管111的情况下把来自光电转换部101的电荷直接排出到电源VDD。
在本实施例中，形成在设置于水平遮光膜223中的开口135中的多个垂直栅极电极131可以是不同的垂直晶体管的栅极电极。藉此，可以在同一开口135中形成第一传输晶体管111的垂直栅极电极和排出晶体管113的垂直栅极电极。因此，根据本实施例的摄像装置，可以在抑制了开口135的扩大的同时，还能增加通过排出晶体管113把来自光电转换部101的电荷排出的能力。
(2.2.像素构造)
接下来，参照图6和图7具体说明根据本实施例的传感器像素的平面构造和截面构造。图6是在平面图中观看半导体基板200的一个主要表面的情况下的各个组件的布置的平面图，传感器像素2A设置于该主要表面上。图7是通过沿图6中的切割线B-BB切割传感器像素2A而获得的截面的垂直截面图。
如图6和图7所示，在传感器像素2A中，光电转换部101设置在半导体基板200内部，并且激活区域147设置在半导体基板200的正面侧上，在该激活区域147中已引入有导电杂质。半导体基板200的激活区域147包括第一传输晶体管111、缓冲器部103、排出晶体管113、第二传输晶体管115、电荷保持部105、第三传输晶体管117、浮动扩散部107、放大晶体管121、选择晶体管123和复位晶体管119。
根据第二实施例的传感器像素2A的排出晶体管113的构造和形成位置不同于根据第一实施例的传感器像素2的排出晶体管的构造和形成位置。具体地，传感器像素2A与传感器像素2的不同之处在于，排出晶体管113被设置为与光电转换部101电气连接的垂直晶体管。
垂直栅极电极131Z是第一传输晶体管111的栅极电极，并且被设置用于将累积于光电转换部101的N型区域211中的电荷传输到缓冲器部103。具体地，垂直栅极电极131Z被设置成穿过开口135且在半导体基板200的厚度方向上延伸，并且***到光电转换部101的N型区域211中。
另一方面，垂直栅极电极131OF是排出晶体管113的栅极电极，并且被设置用于将累积于光电转换部101的N型区域211中的电荷排出到电源VDD。具体地，垂直栅极电极131OF被设置成穿过开口135且在半导体基板200的厚度方向上延伸，并且***到光电转换部101的N型区域211中。
排出晶体管113被设置为这样的垂直晶体管：其漏极电气连接到电源VDD，并且其源极电气连接到光电转换部101。具体地，排出晶体管113被设置为垂直晶体管，其中，位于该排出晶体管的穿过开口135且在半导体基板200的厚度方向上延伸的垂直栅极电极131OF的一端附近的N型区域211作为源极，并且在半导体基板200的正面侧处且位于该排出晶体管的垂直栅极电极131OF的另一端附近的低电阻区域219用作漏极。应当注意，低电阻区域219是硅化物或高浓度N+型区域，并且经由接点部139及未示出的上层配线电气连接到电源VDD。藉此，就允许在排出晶体管113中，从作为源极的N型区域211到作为漏极的低电阻区域219沿半导体基板200的厚度方向形成沟道。
如本实施例所述，设置在开口135中的多个垂直栅极电极131Z和131OF可以是各个不同的垂直晶体管(即，第一传输晶体管111和排出晶体管113)的栅极电极。这使得在根据本实施例的摄像装置中能够在同一开口135中形成垂直栅极电极131Z和131OF，从而可以在抑制了开口135的扩大的同时能够提高来自光电转换部101的电荷的传输特性。
(3.第三实施例)
接下来，参照图8A和图8B来说明根据本发明第三实施例的传感器像素。图8A是在平面图中观看半导体基板200的一个主要表面的情况下的各个组件的布置的一个示例的平面图，根据本实施例的传感器像素设置于该主要表面上。图8B是在平面图中观看半导体基板200的一个主要表面的情况下的各个组件的布置的另一示例的平面图，根据本实施例的传感器像素设置于该主要表面上。
根据第三实施例的传感器像素与根据第一实施例的传感器像素的不同之处在于，在开口135中进一步还形成有毗邻的传感器像素的垂直栅极电极。
例如，如图8A所示，水平遮光膜223可以连续地设置成跨及两个传感器像素2-1和2-2。此时，水平遮光膜223的开口135可以连续地设置成跨及两个传感器像素2-1和2-2，并且这两个传感器像素2-1和2-2中每一者的第一传输晶体管111的垂直栅极电极131都可以穿过该开口135而设置着。
此外，如图8B所示，例如，水平遮光膜223可以连续地设置成跨及四个传感器像素2-1、2-2、2-3和2-4。此时，水平遮光膜223的开口135可以连续地设置成跨及四个传感器像素2-1、2-2、2-3和2-4，并且这四个传感器像素2-1、2-2、2-3和2-4中每一者的第一传输晶体管111的垂直栅极电极131都可以穿过该开口135而设置着。
如本实施例所述，设置于开口135中的多个垂直栅极电极131可以是不同的传感器像素的垂直晶体管的栅极电极。这使得在根据本实施例的摄像装置中能够在同一开口135中形成不同的传感器像素的垂直栅极电极131，从而可以在抑制了开口135的扩大的同时能够提高来自光电转换部101的电荷的传输特性。
(4.第四实施例)
随后，参照图9来说明根据本发明第四实施例的传感器像素。图9是在平面图中观看半导体基板200的一个主要表面的情况下的各个组件的布置的示例的平面图，根据本实施例的传感器像素2B设置于该主要表面上。
根据第四实施例的传感器像素2B与根据第一实施例的传感器像素2的不同之处在于，设置有电荷从光电转换部101到放大晶体管121的栅极电极的多个传输路径。
如图9所示，例如，第一传输晶体管(TRZ1)111A的垂直栅极电极131A***到光电转换部101中。例如，累积于光电转换部101中的电荷经由第一传输晶体管(TRZ1)111A传输到第一缓冲器部(未示出)。传输到第一缓冲器部的电荷经由第二传输晶体管(TRX1)115A从第一缓冲器部传输到第一电荷保持部(未示出)。之后，电荷由第一电荷保持部临时保持。由第一电荷保持部临时保持的电荷经由第三传输晶体管(TRG1)117A传输到第一浮动扩散部(未示出)。第一浮动扩散部经由接点部141A及未示出的上层配线电气连接到放大晶体管121的栅极电极，并且能够取决于累积于第一浮动扩散部中的电荷量来控制放大晶体管121的输出。
此外，第一传输晶体管(TRZ2)111B的垂直栅极电极131B***到光电转换部101中。例如，累积于光电转换部101中的电荷经由第一传输晶体管(TRZ2)111B传输到第二缓冲器部(未示出)。传输到第二缓冲器部的电荷经由第二传输晶体管(TRX2)115B从第二缓冲器部传输到第二电荷保持部(未示出)。之后，电荷由第二电荷保持部临时保持。由第二电荷保持部临时保持的电荷经由第三传输晶体管(TRG2)117B传输到第二浮动扩散部(未示出)。第二浮动扩散部经由接点部141B及未示出的上层配线电气连接到放大晶体管121的栅极电极，并且能够取决于累积于第二浮动扩散部中的电荷量来控制放大晶体管121的输出。
此外，排出晶体管113的垂直栅极电极132***到光电转换部101中。即，排出晶体管113被设置为把来自光电转换部101的电荷直接排出的垂直晶体管。排出晶体管113的垂直栅极电极132可以设置在开口135中，在该开口135中设置有第一传输晶体管111A的垂直栅极电极131A及第一传输晶体管111B的垂直栅极电极131B。该构造使得排出晶体管113能够通过抑制开口135的扩大来进一步提高面积效率。
在根据第四实施例的传感器像素2B中，设置有多个第一传输晶体管111、多个缓冲器部103、多个第二传输晶体管115、多个电荷保持部105、多个第三传输晶体管117以及多个浮动扩散部107，并且设置有电荷从光电转换部101到放大晶体管121的栅极电极的多个传输路径。
利用这种构造，就使得针对各个时间周期可以选择将累积于光电转换部101中的电荷传输到多个电荷保持部105中的哪一个电荷保持部。例如，可以使用这种传感器像素2B作为ToF(飞行时间：Time of Flight)传感器。
电荷从光电转换部101到放大晶体管121的栅极电极的传输路径可以对称地设置着，以便允许延迟时间等是相同的。例如，如果存在有电荷从光电转换部101到放大晶体管121的栅极电极的两条传输路径，那么可以把用于形成各传输路径的第一传输晶体管111、缓冲器部103、第二传输晶体管115、电荷保持部105、第三传输晶体管117及浮动扩散部107以线对称的方式(line-symmetrically)布置着。
如本实施例所述，在水平遮光膜223的开口135中可以设置有用于构成不同的传输路径的第一传输晶体管111A的垂直栅极电极131A及第一传输晶体管111B的垂直栅极电极131B。这使得在根据本实施例的摄像装置中能够在同一开口135中形成用于构成不同的传输路径的垂直栅极电极131A及131B，从而使得能够在抑制了开口135的扩大的同时还能构造出适用于ToF传感器的传感器像素2B。
(5.第五实施例)
接下来，参照图10和图11来说明根据本发明第五实施例的传感器像素的平面构造和截面构造。图10是在平面图中观看半导体基板200的一个主要表面的情况下的各个组件的布置的平面图，传感器像素2C设置于该主要表面上。图11是通过在半导体基板200的厚度方向上切割传感器像素2C而获得的截面的垂直截面图。
如图10和图11所示，在传感器像素2C中，光电转换部101设置在半导体基板200内部，并且激活区域147设置在半导体基板200的正面侧上，在该激活区域147中已引入有导电杂质。在半导体基板200的激活区域147中，设置有第一传输晶体管111、缓冲器部103、排出晶体管113、第二传输晶体管115、电荷保持部105、第三传输晶体管117和浮动扩散部107。此外，层间绝缘膜250层叠于半导体基板200的正面侧上，并且电路基板300贴附到层间绝缘膜250上，该电路基板300包括放大晶体管121、选择晶体管123和复位晶体管119。
根据第五实施例的传感器像素2C与根据第一实施例的传感器像素2的不同之处在于，放大晶体管121、选择晶体管123和复位晶体管119设置在将要贴附到半导体基板200上的电路基板300中。
具体地，电路基板300是通过在诸如硅基板等基板310上层叠有配线层350来构造而成的。在基板310上，设置有放大晶体管121、选择晶体管123和复位晶体管119，并且在配线层350中，设置有用于将放大晶体管121、选择晶体管123和复位晶体管119的各种电极彼此电气连接的配线320。配线层350是通过在绝缘层的内部呈三维地布置有配线320来构造而成的，该绝缘层包含氧化硅(SiOX)、氮化硅(SiNX)或氮氧化硅(SiON)，该配线320包括各种类型的金属或合金。
此外，电路基板300贴附到半导体基板200，且配线层350和层间绝缘膜250是彼此面对的。借助于电极接合结构321使包含于配线层350中的配线320和包含于层间绝缘膜250中的配线电气连接，该电极接合结构321是通过把从配线层350与层间绝缘膜250之间的接合面上露出的各个电极接合起来而获得的。
如本实施例所述，传感器像素2C的像素电路之中的位于浮动扩散部107的后续阶段的像素电路可以设置在除半导体基板200以外的基板上。具体地，与第三传输晶体管117之后的信号处理有关的放大晶体管121、选择晶体管123及复位晶体管119可以设置在贴附到半导体基板200上的电路基板300中。
这可以使得在传感器像素2C中能够增大缓冲器部103和电荷保持部105在半导体基板200中的占用面积。因此，可累积于缓冲器部103和电荷保持部105中的电荷量就能够增加。因此，根据第五实施例，可以增加传感器像素2C中的饱和电子。
(6.应用例)
参照图12至图18来说明根据本发明一个实施例的摄像装置的应用例。
(应用于摄像***)
首先，参照图12和图13来说明根据本发明一个实施例的摄像装置在摄像***中的应用例。图12是示出了摄像***900的示意性构造的示例的框图，该摄像***900包括根据本发明一个实施例的摄像装置1。图13示出了摄像***900的摄像操作的流程图的示例。
如图12所示，摄像***900是诸如下列之类的电子设备：例如数码相机或摄录相机等摄像装置；或者，例如智能手机或平板电脑终端等便携式终端装置等。
例如，摄像***900包括透镜组941、快门942、根据本发明各实施例的摄像装置1、DSP(数字信号处理器：Digital Signal Processor)电路943、帧存储器944、显示单元945、存储单元946、操作单元947和电源单元948。在摄像***900中，摄像装置1、DSP电路943、帧存储器944、显示单元945、存储单元946、操作单元947和电源单元948经由总线949彼此连接。
摄像装置1输出与已经透过透镜组941及快门942的入射光相应的图像数据。DSP电路943是用于处理从摄像装置1输出的信号(即，图像数据)的信号处理电路。帧存储器944以帧为单位临时保持由DSP电路943处理的图像数据。例如，显示单元945是诸如液晶面板、或有机EL(Electro Luminescence：电致发光)面板等面板型显示装置，并且显示出由摄像装置1拍摄到的运动图像或静止图像。存储单元946包括诸如半导体存储器、或硬盘等记录介质，并且记录由摄像装置1拍摄到的运动图像或静止图像的图像数据。操作单元947基于用户的操作而输出关于摄像***900的各种功能的操作命令。电源单元948是用于提供摄像装置1、DSP电路943、帧存储器944、显示单元945、存储单元946和操作单元947的操作电源的各种电源供应器。
接下来，说明摄像***900的摄像过程。
如图13所示，用户通过对操作单元947进行操作来发出开始摄像的指示(S101)。响应于该指示，操作单元947向摄像装置1发送摄像命令(S102)。当接收到摄像命令时，摄像装置1以预定的摄像方式进行摄像(S103)。
摄像装置1将通过摄像而获得的图像数据输出到DSP电路943。如本文所使用的，图像数据是基于由各个传感器像素2的电荷保持部105临时保持的电荷而生成的像素信号的所有像素的数据。DSP电路943对从摄像装置1输出的图像数据进行预定的信号处理(例如，降噪处理等)(S104)。DSP电路943致使已经实施了预定的信号处理后的图像数据保持于帧存储器944中。之后，帧存储器944致使该图像数据记录到存储单元946中(S105)。以这种方式，执行了摄像***900的摄像。
在本应用例中，根据本发明一个实施例的摄像装置1被应用于摄像***900中。根据本发明的技术，可以在维持针对电荷保持部105的遮光性的同时，还能提高从光电转换部101到电荷保持部105的电荷传输效率。因此，根据本发明的技术，实现了全局快门方式的摄像***900可以拍摄到具有更高图像质量的图像。
(摄像***的使用例)
接下来，参照图14来说明摄像***900的使用例。图14是用于说明摄像***900的使用例的说明图。
如图14所示，安装有根据本发明实施例的摄像装置1的摄像***900可以使用于对诸如可见光、红外光、紫外光或X射线等光进行感测的各种情况。
例如，可以将摄像***900使用于诸如下列之类的设备：拍摄鉴赏用图像的数码相机；或者具有相机功能的移动设备，等等。
例如，可以将摄像***900使用于诸如下列之类的设备：拍摄汽车的前侧、后侧、周围或内部以便实现安全驾驶(诸如自动停止等)或识别驾驶员状态的板载传感器；监视行进车辆或道路的监视摄像机；或者测量车辆之间的距离的测距传感器，等等。
例如，可以将摄像***900使用于诸如下列之类的设备：拍摄用户的手势且响应于所拍摄的手势来操作诸如电视、冰箱或空调等家用电器的设备。
例如，可以将摄像***900使用于医疗保健领域内的诸如下列之类的设备：内窥镜；或通过接收红外光进行血管造影的设备。
例如，可以将摄像***900使用于诸如下列之类的安保设备：预防犯罪的监视摄像机；或个人身份验证用的相机等。
例如，可以将摄像***900使用于美容护理领域内的诸如下列之类的设备：对皮肤进行成像的皮肤测量设备；或者对头皮进行成像的显微镜等。
例如，可以将摄像***900使用于针对运动用途的诸如下列之类的设备：动作相机；或可穿戴式相机等。
例如，可以将摄像***900使用于农业及畜牧业领域内的诸如下列之类的设备：监控田地、农作物或家畜等的状态的相机。
(应用于移动体控制***)
可以将根据本发明的技术(本技术)应用于各种产品。例如，根据本发明的技术可以被实现为要安装到诸如汽车、电动汽车、混合动力汽车、摩托车、自行车、个人机动载具、飞机、无人飞行器、船舶或机器人等任何类型的移动体上的装置。
图15是绘出了车辆控制***的示意性构造的示例的框图，该车辆控制***作为本发明实施例的技术可适用的移动体控制***的示例。
车辆控制***12000包括经由通信网络12001彼此连接的多个电子控制单元。在图15所示的示例中，车辆控制***12000包括驱动***控制单元12010、车身***控制单元12020、车外信息检测单元12030、车内信息检测单元12040和综合控制单元12050。另外，作为综合控制单元12050的功能构造，示出了微型计算机12051、声音/图像输出部12052和车载网络I/F(接口：interface)12053。
驱动***控制单元12010根据各种程序来控制与车辆的驱动***相关的设备的操作。例如，驱动***控制单元12010可以作为如下各种设备的控制装置而发挥作用：诸如内燃机或驱动电机等用于产生车辆的驱动力的驱动力产生装置；用于向车轮传递驱动力的驱动力传递机构；用于调整车辆的转向角的转向机构；以及用于产生车辆的制动力的制动装置等。
车身***控制单元12020根据各种程序来控制设置于车身上的各种装置的操作。例如，车身***控制单元12020可以作为如下各种设备的控制装置而发挥作用：无钥匙进入***；智能钥匙***；电动窗装置；或者诸如前照灯、倒车灯、刹车灯、转向灯、雾灯等各种灯。在这种情况下，从代替钥匙的便携式装置发送的无线电波或各种开关的信号可以输入到车身***控制单元12020。车身***控制单元12020接收这些所输入的无线电波或信号，并且控制车辆的门锁装置、电动窗装置、灯等。
车外信息检测单元12030检测关于包括车辆控制***12000的车辆的外部的信息。例如，车外信息检测单元12030连接有摄像部12031。车外信息检测单元12030使摄像部12031摄取车辆外部的图像，并且接收所摄取的图像。基于所接收到的图像，车外信息检测单元12030可以针对诸如人、汽车、障碍物、标志、道路上的文字等物体进行物体检测处理或距离检测处理。
摄像部12031是接收光、并且输出与所接收的该光的光量对应的电气信号的光学传感器。摄像部12031可以把电气信号作为图像而输出，或者可以把电气信号作为测距信息而输出。另外，由摄像部12031接收的光可以是可见光，或者可以是诸如红外线等非可见光。
车内信息检测单元12040检测关于车辆内部的信息。例如，车内信息检测单元12040连接有用于检测驾驶员状态的驾驶员状态检测部12041。例如，驾驶员状态检测部12041包括对驾驶员进行摄像的相机。基于从驾驶员状态检测部12041输入的检测信息，车内信息检测单元12040可以计算驾驶员的疲劳程度或驾驶员的专注程度，或者可以判断驾驶员是否正在打瞌睡。
基于由车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获得的关于车辆内部或外部的信息，微型计算机12051可以计算驱动力产生装置、转向机构或制动装置的控制目标值，并且可以向驱动***控制单元12010输出控制命令。例如，微型计算机12051可以执行旨在实现高级驾驶辅助***(ADAS：advanced driver assistance system)的功能的协调控制，该ADAS的功能包括：车辆的碰撞规避或撞击缓和、基于车间距离的跟随行驶、车辆定速行驶、车辆碰撞警告、车辆偏离车道警告等。
另外，基于由车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获得的关于车辆外部或内部的信息，微型计算机12051可以控制驱动力产生装置、转向机构、制动装置等，由此执行旨在实现使车辆不依赖于驾驶员的操作而自主行驶的自动行驶等的协调控制。
另外，基于由车外信息检测单元12030获得的关于车辆外部的信息，微型计算机12051可以将控制命令输出到车身***控制单元12020。例如，微型计算机12051可以根据由车外信息检测单元12030检测到的前方车辆或对向车辆的位置，来控制前照灯使其从远光改变为近光，由此执行旨在防止眩光的协调控制。
声音/图像输出部12052将声音和图像中的至少一者的输出信号传送到能够在视觉上或听觉上将信息通知到车辆乘员或车辆外部的输出装置。在图15的示例中，作为输出装置，示出了音频扬声器12061、显示部12062和仪表板12063。例如，显示部12062可以包括板载显示器和平视显示器中的至少一者。
图16是绘出了摄像部12031的安置位置的示例的图。
在图16中，摄像部12031包括摄像部12101、12102、12103、12104和12105。
例如，摄像部12101、12102、12103、12104和12105被安置在车辆12100的前鼻、侧视镜、后保险杠和后备厢门的位置处以及车厢内挡风玻璃上部的位置处。设置在前鼻处的摄像部12101和设置在车厢内挡风玻璃上部处的摄像部12105主要获取车辆12100前方的图像。设置在侧视镜处的摄像部12102和12103主要获取车辆12100侧方的图像。设置在后保险杠或后备厢门处的摄像部12104主要获取车辆12100后方的图像。设置在车厢内挡风玻璃上部处的摄像部12105主要用来检测前方的车辆、行人、障碍物、信号、交通标志或车道等。
顺便提及，图16绘出了摄像部12101～12104的拍摄范围的示例。摄像范围12111表示设置在前鼻处的摄像部12101的摄像范围。摄像范围12112和12113分别表示设置在侧视镜处的摄像部12102和12103的摄像范围。摄像范围12114表示设置在后保险杠或后备厢门处的摄像部12104的摄像范围。例如，通过叠加由摄像部12101～12104摄取到的图像数据，可以获得车辆12100的从上方看到的俯瞰图像。
摄像部12101～12104中的至少一者可以具有获得距离信息的功能。例如，摄像部12101～12104中的至少一者可以是由多个摄像元件构成的立体相机，或者可以是具有相位差检测用像素的摄像元件。
例如，基于由摄像部12101～12104获得的距离信息，微型计算机12051可以计算距摄像范围12111～12114内的各立体物的距离和该距离随时间的变化(相对于车辆12100的相对速度)，从而提取如下的立体物作为前方车辆：该立体物尤其是在车辆12100的行驶路线上离得最近的立体物，并且该立体物在与车辆12100大致相同的方向上以预定速度(例如，0km/h以上)行驶。此外，微型计算机12051可以设定应当与前方车辆的近前要预先确保的车间距离，并且进行自动制动控制(包括跟随停止控制)、自动加速控制(包括跟随启动控制)等。因此，可以进行旨在实现使车辆不依赖于驾驶员的操作而自主行驶的自动驾驶等的协调控制。
例如，基于由摄像部12101～12104获得的距离信息，微型计算机12051可以将立体物的立体物数据分类为两轮车辆、普通车辆、大型车辆、行人、电线杆和其他立体物的立体物数据，提取经过分类后的立体物数据，并且使用所提取的立体物数据来自动规避障碍物。例如，微型计算机12051将车辆12100周围的障碍物识别为车辆12100的驾驶员可以在视觉上辨认出来的障碍物和车辆12100的驾驶员难以在视觉上辨认出来的障碍物。然后，微型计算机12051判定用于表示与各障碍物发生碰撞的危险度的碰撞风险。在碰撞风险等于或高于设定值并且因此存在碰撞可能性的情况下，微型计算机12051经由音频扬声器12061或显示部12062向驾驶者输出警告，并且经由驱动***控制单元12010进行强制减速和规避转向。由此，微型计算机12051可以提供用于避免碰撞的辅助驾驶。
摄像部12101～12104中的至少一者可以是检测红外线的红外相机。例如，微型计算机12051可以通过判定在摄像部12101～12104的所拍摄图像中是否存在行人来识别出行人。例如，对行人的这种识别是通过如下步骤来进行的：从作为红外相机的摄像部12101～12104的所拍摄图像中提取特征点的步骤；以及对表示物体轮廓的一系列特征点进行图案匹配处理以判定是否为行人的步骤。当微型计算机12051判定在摄像部12101～12104的所拍摄图像中存在有行人并且由此识别出行人时，声音/图像输出部12052控制显示部12062，使其把用于表示强调的矩形轮廓线叠加地显示在所识别出的行人上。声音/图像输出部12052还可以控制显示部12062，使其把用于表示行人的图标等显示在所期望的位置处。
上面已经说明了根据本发明的技术可适用的移动体控制***的示例。根据本发明的技术可以应用于上述组件中的摄像部12031。根据本发明的技术，可以获得具有更高图像质量的所拍摄图像。因此，移动体控制***可以使用所拍摄图像以高精度进行控制。
(应用于内窥镜手术***)
图17是绘出了根据本发明实施例的技术(本技术)可以应用的内窥镜手术***的示意性构造的示例的图。
在图17中，示出了外科医生(医师)11131正在使用内窥镜手术***11000对病床11133上的患者11132进行手术的状态。如图所示，内窥镜手术***11000包括：内窥镜11100；诸如气腹管11111和能量装置11112等其他手术器械11110；用于支撑内窥镜11100的支撑臂装置11120；以及搭载有用于内窥镜手术的各种装置的推车11200。
内窥镜11100包括：镜筒11101，从其远端算起具有预定长度的区域被***患者11132的体腔内；以及相机头11102，其连接到镜筒11101的近端。在所绘出的示例中，将内窥镜11100示出为包括具有刚性镜筒11101的刚性内窥镜。然而，内窥镜11100也可以包括具有柔性镜筒11101的柔性内窥镜。
镜筒11101在其远端具有开口，在该开口中装配有物镜。光源装置11203连接到内窥镜11100，利用在镜筒11101内部延伸的光导件把由光源装置11203产生的光引导到镜筒11101的远端，并且该光经由物镜照射至患者11132体腔内的观察对象。应当注意，内窥镜11100可以是前视内窥镜，或者可以是斜视内窥镜或侧视内窥镜。
光学***和摄像元件被设置在相机头11102内部，使得通过该光学***把来自观察对象的反射光(观察光)聚集到该摄像元件上。观察光由该摄像元件进行光电转换，以产生与观察光相对应的电气信号，即，与观察图像相对应的图像信号。图像信号作为RAW(原始)数据传送到CCU 11201。
CCU 11201包括中央处理单元(CPU：central processing unit)、或图形处理单元(GPU：graphics processing unit)等，并且综合地控制内窥镜11100和显示装置11202的操作。此外，CCU 11201接收来自相机头11102的图像信号，并且例如，对该图像信号进行诸如显像处理(去马赛克处理：demosaic process)等用于显示出基于图像信号的图像的各种图像处理。
在CCU 11201的控制下，显示装置11202显示出基于由CCU 11201进行了图像处理后的图像信号的图像。
例如，光源装置11203包括诸如发光二极管(LED)等光源，并且把对手术区域等进行摄像时的照射光提供给内窥镜11100。
输入装置11204是内窥镜手术***11000的输入接口。用户可以通过输入装置11204对内窥镜手术***11000执行各种信息的输入和指令的输入。例如，用户可以输入指令等以改变由内窥镜11100进行摄像时的摄像条件(照射光的类型、倍率、或焦距等)。
治疗器械控制装置11205控制能量装置11112的驱动以用于烧灼或切开组织、或者封闭血管等。气腹装置11206通过气腹管11111将气体供给到患者11132的体腔中以使体腔充气膨胀，从而确保内窥镜11100的视野并且确保外科医生的作业空间。记录仪11207是能够记录与手术有关的各种信息的装置。打印机11208是能够以诸如文本、图像或图表等各种形式打印与手术有关的各种信息的装置。
应当注意，用于把对手术区域进行摄像时的照射光提供到内窥镜11100的光源装置11203可以包括白色光源，该白色光源包括例如LED、激光光源或它们的组合。在白色光源包括红色、绿色和蓝色(RGB)激光光源的组合的情况下，由于可以针对各颜色(各波长)以高精度控制输出强度和输出时序，因此，可以由光源装置11203执行所拍摄图像的白平衡调整。此外，在这种情况下，如果来自RGB激光光源各者的激光束以时分的方式(time-divisionally)照射到观察对象，则与照射时序同步地控制相机头11102的摄像元件的驱动。于是，也能够以时分的方式摄取分别对应于R、G、B各色彩的图像。根据该方法，即使未给各个摄像元件设置有彩色滤光片，也可以获得彩色图像。
此外，可以控制光源装置11203，使得要输出的光强度针对每一预定时间就发生变化。通过与光强度的变化的时序同步地控制相机头11102的摄像元件的驱动，以时分的方式获取图像，并且合成图像，就可以生成没有出现曝光不足的暗影及曝光过度的高光的高动态范围图像。
此外，光源装置11203可以被构造为能够提供用于特殊光观察的预定波长带域的光。例如，在特殊光观察中，可以执行如下的所谓窄带域光观察(窄带域摄像)：例如通过利用身体组织中的光吸收的波长依赖性，照射与普通观察时的照射光(即，白光)相比具有更窄带域的光，由此以高对比度对诸如粘膜表层的血管等预定组织进行摄像。可供替代地，在特殊光观察中，可以执行利用通过照射激发光而产生的荧光来获得的图像的荧光观察。在荧光观察中，可以用激发光照射身体组织以观察来自身体组织的荧光(自身荧光观察)，或者可以将诸如吲哚菁绿(ICG：indocyanine green)等试剂局部地注射到身体组织中、并且用与该试剂的荧光波长相应的激发光照射身体组织来获得荧光图像。光源装置11203可以被构造为能够供给与上述特殊光观察相应的窄带域光和/或激发光。
图18是绘出了图17所示的相机头11102和CCU 11201的功能构造的示例的框图。
相机头11102包括透镜单元11401、摄像单元11402、驱动单元11403、通信单元11404和相机头控制单元11405。CCU 11201包括通信单元11411、图像处理单元11412和控制单元11413。相机头11102和CCU 11201通过传输线缆11400以彼此能够通信的方式进行连接。
透镜单元11401是设置在与镜筒11101的连接位置处的光学***。从镜筒11101的远端摄入的观察光被引导到相机头11102，并且被引入到透镜单元11401。透镜单元11401包括含有变焦透镜和聚焦透镜在内的多个透镜的组合。
摄像单元11402中所包括的摄像元件的数量可以是一个(单板型)或多个(多板型)。在摄像单元11402被构造为多板型摄像单元的情况下，例如，由各摄像元件生成与各R、G、B相对应的图像信号，并且可以合成这些图像信号来获得彩色图像。摄像单元11402可以被构造为具有一对摄像元件，它们分别用来获取用于三维(3D)显示的右眼图像信号和左眼图像信号。如果执行3D显示，则外科医生11131可以更加准确地掌握手术区域中的活体组织的深度。应当注意，在摄像单元11402被构造为立体型摄像单元的情况下，可以与各个摄像元件相对应地设置多个***的透镜单元11401。
此外，摄像单元11402不是必须设置在相机头11102上。例如，摄像单元11402可以设置在镜筒11101内部且紧跟在物镜的后方。
驱动单元11403包括致动器，并且在相机头控制单元11405的控制下使透镜单元11401的变焦透镜和聚焦透镜沿光轴移动预定距离。因此，可以适当地调整由摄像单元11402拍摄到的图像的倍率和焦点。
通信单元11404包括用于向CCU 11201传送各种信息和从CCU 11201接收各种信息的通信装置。通信单元11404将从摄像单元11402获取的图像信号作为RAW数据通过传输线缆11400传送到CCU 11201。
另外，通信单元11404从CCU 11201接收用于控制相机头11102的驱动的控制信号，并且将控制信号提供给相机头控制单元11405。控制信号包括与摄像条件有关的信息，例如：用于指定所拍摄图像的帧速率的信息；用于指定在摄像时的曝光值的信息；和/或用于指定所拍摄图像的倍率和焦点的信息等。
应当注意，诸如帧速率、曝光值、倍率或焦点等摄像条件可以由用户适当地指定，或者可以由CCU 11201的控制单元11413基于所获取的图像信号来自动设定。在后一种情况下，在内窥镜11100中并入有自动曝光(AE：auto exposure)功能、自动对焦(AF：autofocus)功能和自动白平衡(AWB：auto white balance)功能。
相机头控制单元11405基于经由通信单元11404接收到的来自CCU 11201的控制信号来控制相机头11102的驱动。
通信单元11411包括用于向相机头11102传送各种信息和从相机头11102接收各种信息的通信装置。通信单元11411接收从相机头11102经由传输线缆11400传送过来的图像信号。
此外，通信单元11411将用于控制相机头11102的驱动的控制信号传送到相机头11102。图像信号和控制信号可以通过电气通信、或光学通信等予以传送。
图像处理单元11412对从相机头11102传送过来的呈RAW数据形式的图像信号进行各种各样的图像处理。
控制单元11413执行与通过内窥镜11100进行的对手术区域等的摄像有关以及与通过对手术区域等进行摄像而获得的所拍摄图像的显示有关的各种控制。例如，控制单元11413生成用于控制相机头11102的驱动的控制信号。
此外，基于已经由图像处理单元11412实施了图像处理后的图像信号，控制单元11413控制显示装置11202使其显示出反映了手术区域等的图像的所拍摄图像。接着，控制单元11413可以使用各种图像识别技术来识别所拍摄图像中的各种物体。例如，控制单元11413可以通过检测包含于所拍摄图像中的物体的边缘形状、颜色等，来识别出诸如钳子等手术器械、特定活体区域、出血、及在使用能量装置11112时的薄雾等。当控制单元11413控制显示装置11202使其显示所拍摄图像时，控制单元11413可以利用识别结果致使以与手术区域的图像叠加的方式显示出各种手术支持信息。在通过以叠加的方式显示出手术支持信息并将其呈现给外科医生11131情况下，可以减轻外科医生11131的负担，并且外科医生11131可以稳妥地进行手术。
将相机头11102和CCU 11201彼此连接的传输线缆11400是用于电气信号通信的电气信号线缆、用于光学通信的光纤、或者用于电气通信及光学通信的复合线缆。
这里，虽然在所绘出的示例中，使用传输电缆11400通过有线通信来进行通信，但是相机头11102和CCU 11201之间的通信也可以通过无线通信来进行。
上面已经说明了根据本发明的技术可以适用的内窥镜手术***的示例。根据本发明的技术可以优选地应用于上述构造之中的设置于内窥镜11100的相机头11102中的摄像单元11402。根据本发明的技术，可以进一步提高由摄像单元11402拍摄到的图像的图像质量。因此，可以提高使用内窥镜手术***的用户的可视性和可操作性。
上面已经参照第一至第五实施例说明了根据本发明的技术。然而，根据本发明的技术不限于前述实施例等，并且可以以多种方式进行修改。例如，上述第一至第五实施例可以相互组合。
此外，并非在实施例中所说明的所有构成要素和操作都是作为本发明的构成要素和操作而必不可少的。例如，在实施例的构成要素之中，未记载于独立权利要求(其表示本发明的最宽泛概念)任一者中的构成要素被认为是可选用的构成要素。
贯穿本说明书和所附权利要求书而使用的术语应被解释为“开放式”术语。例如，术语“包括”及其语法变体是非限制性的，使得清单中的列举项目并不排除可被替代到或可被添加到所列出项目内的其他类似项目。术语“具有”及其语法变体是非限制性的，使得清单中的列举项目并不排除可被替代到或可被添加到所列出项目内的其他类似项目。
这里所使用的术语包括仅为了便于说明而使用的且不会限制构造和操作的术语。例如，术语“右”、“左”、“上”和“下”仅指示所参照的附图中的方向。此外，术语“向内”和“向外”分别表示朝着所关注元件的中心的方向和远离所关注元件的中心的方向。这同样适用于与其类似的术语和具有类似含义的术语。
应当注意，根据本发明的技术可以具有以下构造。根据具有以下构造的本发明的技术，通过在设置于光电转换部和电荷保持部之间的水平遮光膜中的同一开口中设置多个垂直栅极电极，可以抑制由于增加垂直栅极电极的数量而导致的开口的面积增加。因此，根据本发明的技术，可以在维持针对作为模拟存储器的电荷保持部的遮光性的同时还能提高从光电转换部到电荷保持部的电荷传输效率。通过根据本发明的技术而实现的效果并不一定限于这里所说明的效果，并且可以是本发明中所说明的任何效果。
(1)一种摄像装置，包括：
光电转换部，其设置于半导体基板中；
电荷保持部，其设置成在所述半导体基板的厚度方向上层叠于所述光电转换部上方，并且用于保持由所述光电转换部进行光电转换而得到的电荷；
水平遮光膜，其设置于所述光电转换部和所述电荷保持部之间，并在所述半导体基板的平面内方向上延伸；和
多个垂直栅极电极，它们穿过设置于所述水平遮光膜中的同一开口，并且在所述半导体基板的厚度方向上延伸到所述光电转换部。
(2)根据(1)所述的摄像装置，还包括：
缓冲器部，其临时保持所述电荷，
其中，所述电荷从所述光电转换部经由所述缓冲器部传输到所述电荷保持部。
(3)根据(2)所述的摄像装置，还包括：
排出晶体管，其将由所述缓冲器部临时保持的所述电荷排出到电源。
(4)根据(1)至(3)中任一项所述的摄像装置，还包括：
浮动扩散部，其电气连接到放大晶体管的栅极电极，所述浮动扩散部用于将所述电荷转换为电气信号，
其中，所述电荷从所述电荷保持部传输到所述浮动扩散部。
(5)根据(4)所述的摄像装置，其中，
所述放大晶体管设置于贴附到所述半导体基板上的基板上。
(6)根据(1)至(5)中任一项所述的摄像装置，其中，
在所述半导体基板的平面中，设置于所述水平遮光膜中的所述开口在与所述多个垂直栅极电极及所述电荷保持部的排列方向正交的方向上夹在阻挡层之间。
(7)根据(1)至(6)中任一项所述的摄像装置，其中，
所述多个垂直栅极电极包括传输晶体管的栅极电极，所述传输晶体管用于将所述电荷从所述光电转换部提取到所述电荷保持部。
(8)根据(1)至(6)中任一项所述的摄像装置，还包括：
排出晶体管，其将累积于所述光电转换部中的所述电荷排出到电源，
其中，所述多个垂直栅极电极包括所述排出晶体管的栅极电极和传输晶体管的栅极电极，所述传输晶体管用于将所述电荷从所述光电转换部提取到所述电荷保持部。
(9)根据(1)至(6)中任一项所述的摄像装置，其中，
所述多个垂直栅极电极包括多个传输晶体管的栅极电极，所述多个传输晶体管各者从包含于多个毗邻像素中的多个所述光电转换部各者提取所述电荷。
(10)根据(1)至(6)中任一项所述的摄像装置，其中，
设置有多个所述电荷保持部，并且
所述多个垂直栅极电极包括多个传输晶体管的栅极电极，所述多个传输晶体管各者将所述电荷从所述光电转换部提取到所述多个电荷保持部各者。
(11)根据(10)所述的摄像装置，其中，
在所述半导体基板的平面中，所述多个电荷保持部相对于与所述多个传输晶体管各自的栅极电极的排列方向正交的直线以线对称的方式布置着。
(12)根据(11)所述的摄像装置，还包括：
多个浮动扩散部，它们每一者都电气连接到单个放大晶体管的栅极电极，所述多个浮动扩散部各者用于将所述电荷转换为电气信号，
其中，所述电荷从所述多个电荷保持部各者传输到所述多个浮动扩散部的相应一者。
[附图标记列表]
1：摄像装置
2、2A、2B、2C：传感器像素
3：像素阵列部
4：垂直驱动部
5：信号处理部
6：斜波模块
7：时钟模块
8：列处理部
9：水平驱动部
10：***控制部
101：光电转换部
103：缓冲器部
105：电荷保持部
107：浮动扩散部
111、111A、111B：第一传输晶体管
113：排出晶体管
115、115A、115B：第二传输晶体管
117、117A、117B：第三传输晶体管
119：复位晶体管
121：放大晶体管
123：选择晶体管
131、131OF、131Z、131A、131B、132：垂直栅极电极
133：阻挡层
135：开口
147：激活区域
200：半导体基板
211：N型区域
212：P型区域
218、222：P+型区域
219：低电阻区域
221：垂直遮光膜
223：水平遮光膜
250：层间绝缘膜
251：栅极绝缘膜

Claims (12)

1.一种摄像装置，包括：
光电转换部，其设置于半导体基板中；
电荷保持部，其设置成在所述半导体基板的厚度方向上层叠于所述光电转换部上方，并且用于保持由所述光电转换部进行光电转换而得到的电荷；
水平遮光膜，其设置于所述光电转换部和所述电荷保持部之间，并在所述半导体基板的平面内方向上延伸；和
多个垂直栅极电极，它们穿过设置于所述水平遮光膜中的同一开口，并且在所述半导体基板的厚度方向上延伸到所述光电转换部。
2.根据权利要求1所述的摄像装置，还包括：
缓冲器部，其临时保持所述电荷，
其中，所述电荷从所述光电转换部经由所述缓冲器部传输到所述电荷保持部。
3.根据权利要求2所述的摄像装置，还包括：
排出晶体管，其将由所述缓冲器部临时保持的所述电荷排出到电源。
4.根据权利要求1所述的摄像装置，还包括：
浮动扩散部，其电气连接到放大晶体管的栅极电极，所述浮动扩散部用于将所述电荷转换为电气信号，
其中，所述电荷从所述电荷保持部传输到所述浮动扩散部。
5.根据权利要求4所述的摄像装置，其中，
所述放大晶体管设置于贴附到所述半导体基板上的基板上。
6.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，
在所述半导体基板的平面中，设置于所述水平遮光膜中的所述开口在与所述多个垂直栅极电极及所述电荷保持部的排列方向正交的方向上夹在阻挡层之间。
7.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，
所述多个垂直栅极电极包括传输晶体管的栅极电极，所述传输晶体管用于将所述电荷从所述光电转换部提取到所述电荷保持部。
8.根据权利要求1所述的摄像装置，还包括：
排出晶体管，其将累积于所述光电转换部中的所述电荷排出到电源，
其中，所述多个垂直栅极电极包括所述排出晶体管的栅极电极和传输晶体管的栅极电极，所述传输晶体管用于将所述电荷从所述光电转换部提取到所述电荷保持部。
9.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，
所述多个垂直栅极电极包括多个传输晶体管的栅极电极，所述多个传输晶体管各者从包含于多个毗邻像素中的多个所述光电转换部各者提取所述电荷。
10.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，
设置有多个所述电荷保持部，并且
所述多个垂直栅极电极包括多个传输晶体管的栅极电极，所述多个传输晶体管各者将所述电荷从所述光电转换部提取到所述多个电荷保持部各者。
11.根据权利要求10所述的摄像装置，其中，
在所述半导体基板的平面中，所述多个电荷保持部相对于与所述多个传输晶体管各自的栅极电极的排列方向正交的直线以线对称的方式布置着。
12.根据权利要求10所述的摄像装置，还包括：
多个浮动扩散部，它们每一者都电气连接到单个放大晶体管的栅极电极，所述多个浮动扩散部各者用于将所述电荷转换为电气信号，
其中，所述电荷从所述多个电荷保持部各者传输到所述多个浮动扩散部的相应一者。
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