TW202137537A - 固體攝像裝置及電子機器 - Google Patents

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Abstract

本揭示之課題在於提供一種可實現對暗電流之抑制及改善傳送特性的固體攝像裝置及具備其之電子機器。 本揭示之固體攝像裝置具備：傳送電晶體，其具有垂直閘極電極；及元件分離部，其至少一部分隔著第1導電型之雜質濃度較高之半導體層而與垂直閘極電極離開地配置，且由氧化膜絕緣體構成。

Description

固體攝像裝置及電子機器
本揭示係關於一種固體攝像裝置及電子機器。
固體攝像裝置例如使用於數位靜態相機或攝像機等攝像裝置、或具有攝像功能之可攜式終端裝置等電子機器。作為固體攝像裝置，已知有一種經由MOS(Metal Oxide Semiconductor：金屬氧化物半導體)電晶體讀出蓄積於光電轉換元件即光電二極體之電荷的CMOS(complementary(互補) MOS)影像感測器(例如，參照專利文獻1～3)。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]國際公開WO2018/221261 [專利文獻2]日本專利特開2010-283086號公報 [專利文獻3]日本專利特開2018-148116號公報
[發明所欲解決之問題]
然而，於固體攝像裝置，謀求抑制暗電流、或改善傳送特性。因此，期望提供一種可實現抑制暗電流、或改善傳送特性之固體攝像裝置及具備其之電子機器。 [解決問題之技術手段]
本揭示之一實施形態之固體攝像裝置具備半導體基板，該半導體基板具有受光面、及與受光面對向配置之複數個像素。各像素具有光電轉換部、電荷保持部、傳送電晶體、元件分離部及半導體層。光電轉換部將經由受光面入射之光進行光電轉換。電荷保持部於半導體基板之第1導電型之半導體區域內，作為與第1導電型不同之第2導電型之半導體區域而形成，保持自光電轉換部傳送之電荷。傳送電晶體具有到達光電轉換部之垂直閘極電極、及與垂直閘極電極相接且形成於半導體基板之與受光面為相反側之表面的閘極絕緣膜，將電荷自光電轉換部傳送至電荷保持部。元件分離部由氧化膜絕緣體構成，該氧化膜絕緣體靠近半導體基板之與受光面為相反側之表面而形成。半導體層與元件分離部之側面及底面相接且與閘極絕緣膜相接，且第1導電型之雜質濃度高於半導體區域高之層。元件分離部之至少一部分隔著半導體層中與閘極絕緣膜相接之部分而與垂直閘極電極離開地配置。
本揭示之一實施形態之電子機器具備：輸出對應於入射光之像素信號的固體攝像裝置；及處理像素信號之信號處理電路。設置於電子機器之固體攝像裝置具有與上述固體攝像裝置相同之構成。
於本揭示之一實施形態之固體攝像裝置及電子機器中，設置具有垂直閘極電極之傳送電晶體，由氧化膜絕緣體構成之元件分離部之至少一部分隔著第1導電型之雜質濃度較高之半導體層而與垂直閘極電極離開地配置。藉此，即便於使元件分離部接近垂直閘極電極之情形時，亦可抑制暗電流，且改善傳送特性。
以下一面參照附加圖式，一面對本揭示之較佳之實施形態詳細地進行說明。另，於本說明書及圖式中，對具有實質上相同之功能構成之構成要件，附註相同之符號，藉此省略重複說明。
又，於本說明書及圖式中，有將具有實質上相同或類似之功能構成之複數個構成要件於相同之符號後附註不同之數字進行區分之情形。但，於無需特別區分具有實質上相同或類似之功能構成之複數個構成要件之各者之情形時，僅附註相同符號。又，有對不同之實施形態之類似之構成要件，於相同之符號之後附註不同之英文字母進行區分之情形。但，於無需特別區分類似之構成要件之各者之情形時，僅附註相同之符號。
又，以下之說明所參照之圖式係用於促進本揭示之一實施形態之說明與其理解之圖式，為了易於理解，有圖中所示之形狀或尺寸、比例等與實際不同之情形。再者，圖中所示之固體攝像裝置可參酌以下之說明與習知之技術而適當進行設計變更。又，於使用固體攝像元件之剖視圖之說明中，有固體攝像元件之積層構造之上下方向對應於將光入射於固體攝像元件之入射面設為上時之相對方向，而與依照實際之重力加速度之上下方向不同之情形。
又，於以下之說明中，大小或形狀相關之表現並非意為與數學上定義之數值相同之值或幾何學上定義之形狀者，亦包含於固體攝像元件之製造步驟中存在工業上允許之程度的差異等之情形或類似於其形狀的形狀。
再者，於以下之電路構成之說明中，只要無特別說明，「連接」意為將複數個要件之間電性連接。此外，以下說明中之「連接」不僅包含直接且電性連接複數個要件之情形，亦包含經由其他要件間接且電性連接之情形。
另，按以下之順序進行說明。 1.實施形態(固體攝像裝置)…圖1～圖5 2.變化例(固體攝像裝置)…圖6～圖14 3.適用例(攝像系統)…圖15、圖16 4.應用例 對移動體之應用例…圖17、圖18 對內視鏡手術系統之應用例…圖19、圖20
＜1.實施形態＞ [構成] 圖1顯示本揭示之一實施形態之固體攝像裝置1之概略構成之一例。固體攝像裝置1具備將複數個感測器像素11矩陣狀配置之像素陣列部10。像素陣列部10例如具有於包含矽之半導體基板12上，積層複數個感測器像素11之構成。複數個感測器像素11矩陣狀配置於半導體基板12之背面即與受光面11A對向之位置。即，像素陣列部10具有半導體基板12，該半導體基板12具有受光面11A、及與受光面11A對向配置之複數個感測器像素11。
像素陣列部10於例如包含矽之半導體基板12上，進而具有複數根像素驅動線、與複數根垂直信號線VSL。像素驅動線係被施加控制蓄積於感測器像素11之電荷之輸出的控制信號之配線，且例如於列方向延伸。垂直信號線VSL係將自各感測器像素11輸出之像素信號輸出至邏輯電路20之配線，例如於行方向延伸。邏輯電路20例如設置於半導體基板12上且像素陣列部10之周圍。邏輯電路20亦可設置於在半導體基板12上形成之半導體基板或半導體層。邏輯電路20例如具有垂直驅動電路21、行信號處理電路22、水平驅動電路23、系統控制電路24及輸出電路25等。以下，對本實施形態之固體攝像裝置1之各區塊之詳情進行說明。
(垂直驅動電路21) 垂直驅動電路21由例如移位暫存器構成。垂直驅動電路21選擇像素驅動線42，對選擇之像素驅動線42供給用於驅動感測器像素11之脈衝，並以特定單位像素列驅動感測器像素11。垂直驅動電路21以特定單位像素列順次於垂直方向(圖1中之上下方向)選擇掃描像素陣列部10之各感測器像素11，並將基於根據各感測器像素11之光電二極體PD之受光量產生之電荷的像素信號經由垂直信號線VSL供給至行信號處理電路22。
(行信號處理電路22) 行信號處理電路22配置於感測器像素11之每一行，按每一像素行對自特定單位像素列量之感測器像素11輸出之像素信號進行雜訊去除等信號處理。行信號處理電路22例如為了去除像素固有之固定圖案雜訊而進行相關雙重取樣(Correlated Double Sampling：CDS)處理。行信號處理電路22例如包含單斜率A/D轉換器。單斜率A/D轉換器例如包含比較器及計數器電路而構成，對像素信號進行AD(Analog-Degital：類比-數位)轉換。
(水平驅動電路23) 水平驅動電路23由例如移位暫存器構成。水平驅動電路23藉由順次輸出水平掃描脈衝，而依序選擇上述之行信號處理電路22之各者，使像素信號自行信號處理電路22之各者輸出至水平信號線。
(輸出電路25) 輸出電路25對自行信號處理電路22之各者經由水平信號線順次供給之像素信號進行信號處理，輸出藉此獲得之像素信號。輸出電路25例如可作為進行緩存(buffering)之功能部發揮功能，亦可進行黑位準調整、行不均修正、各種數位信號處理等處理。緩存意指於交換像素信號時，為了補償充處理速度或傳送速度之差，而暫時保存像素信號。
(系統控制電路24) 系統控制電路24接收指令輸入時脈、與動作模式等之資料，又輸出感測器像素11之內部資訊等資料。系統控制電路24基於垂直同步信號、水平同步信號及主時脈，產生成為垂直驅動電路21、行信號處理電路22及水平驅動電路23等之動作之基準的時脈信號或控制信號。系統控制電路24將產生之時脈信號或控制信號輸出至垂直驅動電路21、行信號處理電路22及水平驅動電路23等。
本實施形態之固體攝像裝置1之平面構成例並非限定於圖1所示之例者，例如亦可包含其他電路等。
(感測器像素11) 其次，對感測器像素11之電路構成進行說明。圖2係顯示感測器像素11之電路構成之一例者。像素陣列部10如上所述具有複數個感測器像素11。各感測器像素11具有例如將經由受光面11A入射之光進行光電轉換之光電二極體PD、與像素電路。光電二極體PD相當於本揭示之「光電轉換部」之一具體例。像素電路例如產生基於自光電二極體PD輸出之電荷的像素信號，並輸出至垂直號線VSL。像素電路包含複數個像素電晶體而構成，例如具有傳送電晶體TRX、選擇電晶體SEL、重設電晶體RST及放大電晶體AMP等。像素電晶體係例如MOS(Metal-Oxide-Semiconductor：金屬-氧化物-半導體)電晶體。像素電路進而具有浮動擴散區FD。傳送電晶體TRX相當於本揭示之「傳送電晶體」之一具體例。浮動擴散區FD相當於本揭示之「電荷保持部」之一具體例。
傳送電晶體TRX連接於光電二極體PD與浮動擴散區FD之間，根據施加於閘極電極之控制信號，將蓄積於光電二極體PD之電荷自光電二極體PD傳送至浮動擴散區FD。傳送電晶體TRX自光電二極體PD對浮動擴散區FD傳送電荷。傳送電晶體TRG之汲極電性連接於浮動擴散區FD，傳送電晶體TRX之閘極連接於像素驅動線。
浮動擴散區FD係暫時保持經由傳送電晶體TRX自光電二極體PD傳送之電荷之浮動擴散區域。於浮動擴散區FD，例如連接有重設電晶體RST，且經由放大電晶體AMP及選擇電晶體SEL連接有垂直信號線VSL。
於重設電晶體RST，汲極連接於電源線VDD，源極連接於浮動擴散區FD。重設電晶體RST根據施加於閘極電極之控制信號，將浮動擴散區FD初始化(重設)。例如，若重設電晶體RST接通，則將浮動擴散區FD之電位重設為電源線VDD之電位位準。即，進行浮動擴散區FD之初始化。
放大電晶體AMP之閘極電極連接於浮動擴散區FD，汲極連接於電源線VDD，成為讀出可藉由光電二極體PD之光電轉換獲得之電荷的源極跟隨電路之輸入部。即，放大電晶體AMP之源極經由選擇電晶體SEL連接於垂直信號線VSL，藉此與連接於垂直信號線VSL之一端之恆定電流源構成源極跟隨電路。
選擇電晶體SEL連接於放大電晶體AMP之源極與垂直信號線VSL之間，對選擇電晶體SEL之閘極電極供給控制信號作為選擇信號。選擇電晶體SEL係當控制信號接通時成為導通狀態，連結於選擇電晶體SEL之感測器像素11成為選擇狀態。當感測器像素11變為選擇狀態時，將自放大電晶體AMP輸出之像素信號經由垂直信號線VSL讀出至行信號處理電路22。
接著，對感測器像素11之構造進行說明。圖3係顯示感測器像素11之平面構成之一例者。圖4係顯示感測器像素11在圖3之A-A線處之剖面構成之一例者。圖5係顯示感測器像素11在圖3之B-B線處之剖面構成之一例者。
於半導體基板12之上表面，例如形成有包含傳送電晶體TRX等之像素電路。因此，半導體基板12之上表面成為傳送電晶體TRX等之形成面11B。另，像素電路之一部分(例如選擇電晶體SEL、放大電晶體及重設電晶體RST)亦可形成於在半導體基板12之上表面(形成面11B)側形成之半導體基板或半導體層內。於半導體基板12之上表面(形成面11B)，例如相接形成包含像素電路內之配線等之配線層。
半導體基板12例如由矽基板構成。半導體基板12於上表面(形成面11B)之一部分及其附近，具有第1導電型(例如P型)之半導體區域(井層14)，於較井層14深之區域，具有第1導電型(例如P型)之雜質濃度較井層14淡之半導體區域。
半導體基板12於第1導電型(例如P型)之雜質濃度較井層14淡之半導體區域內，具有與第1導電型(例如P型)不同之第2導電型(例如N型)之半導體區域13。藉由半導體區域13、及與半導體區域13相鄰之具有第1導電型(例如P型)之半導體區域之PN接合，形成光電二極體PD。光電二極體PD將經由半導體基板12之背面即受光面11A入射之光進行光電轉換。光電二極體PD進行光電轉換產生對應於受光量之電荷。光電二極體PD之陰極電性連接於傳送電晶體TRG之源極，光電二極體PD之陽極電性連接於基準電位線(例如接地GND)。
半導體基板12於上表面(形成面11B)之一部分，具有可作為傳送電晶體TRX之閘極氧化膜使用之絕緣膜15。絕緣膜15係例如藉由對矽基板之表面實施熱氧化等而形成之氧化矽膜。半導體基板12於上表面(形成面11B)之附近，於井層14與絕緣膜15間之層內，具有第1導電型(例如P型)之雜質濃度較井層14高之半導體層17。半導體層17相當於本揭示之「半導體層」之一具體例。半導體層17與絕緣膜15及井層14相接而形成。半導體層17亦與稍後敘述之元件分離部16之側面及底面相接而形成。
傳送電晶體TRX具有垂直閘極電極VG作為閘極電極。垂直閘極電極VG中之上端部(傘形狀之部分)以外之部位於半導體基板12內，於半導體基板12之厚度方向延伸而形成。垂直閘極電極VG之下端部例如形成至到達光電二極體PD之深度。垂直閘極電極VG之上端部與半導體基板12之上表面相接而形成。垂直閘極電極VG例如藉由將設置於半導體基板12之內壁由絕緣膜15覆蓋之溝槽以例如金屬材料或多晶矽等導電性材料埋入而形成。溝槽內之絕緣膜15例如藉由對設置於半導體基板12之溝槽之內壁實施熱氧化等而形成。對溝槽內埋入導電性材料例如藉由CVD(Chemical Vapor Deposition：化學氣相沈積)等進行。
傳送電晶體TRX具有絕緣膜15作為閘極氧化膜。絕緣膜15相當於本揭示之「閘極氧化膜」之一具體例。絕緣膜15形成於半導體基板12之上表面(與受光面11A為相反側之表面(形成面11B))。絕緣膜15與垂直閘極電極VG中之上端部(傘形狀之部分)以外之部位相接而形成。
浮動擴散區FD例如離開垂直閘極電極VG中之上端部(傘形狀之部分)以外之部位而配置。浮動擴散區FD亦可於自半導體基板12之法線方向觀察時離開垂直閘極電極VG而配置。可於浮動擴散區FD之周圍，設置有第2導電型(例如N型)之雜質濃度較浮動擴散區FD低之濃度之半導體區域。於此情形時，該半導體區域可配置於該半導體區域之至少一部分於自半導體基板12之法線方向觀察時與垂直閘極電極VG重疊之位置。
各感測器像素11於半導體基板12之上表面(形成面11B)，具有元件分離部16。元件分離部16相當於本揭示之「元件分離部」之一具體例。元件分離部16靠近半導體基板12之與受光面11A為相反側之表面(形成面11B)而形成。元件分離部16於半導體基板12之上表面(形成面11B)及其附近，電性分離彼此相鄰之2個感測器像素11彼此。元件分離部16之下端例如設置於未到達半導體基板12中形成有光電二極體PD之深度的深度。元件分離部16之至少一部分隔著半導體層17，離開垂直閘極電極VG中之上端部(傘形狀之部分)以外之部位而配置。元件分離部16之至少一部分隔著半導體層17中與絕緣膜15相接之部分，離開垂直閘極電極VG中之上端部(傘形狀之部分)以外之部位而配置。
半導體層17形成於半導體基板12之上表面(形成面11B)之附近。半導體層17與元件分離部16之側面及底面相接而形成，進而於半導體基板12之上表面(形成面11B)之附近，自元件分離部16側朝向垂直閘極電極VG延伸。半導體層17配置於，自半導體基板12之法線方向觀察時半導體層17之一部分與垂直閘極電極VG重疊之位置。
元件分離部16之至少一部分亦可於自半導體基板12之法線方向觀察時與垂直閘極電極VG離開地配置。亦可為，自半導體基板12之法線方向觀察時元件分離部16之任意部位皆與垂直閘極電極VG離開地配置。元件分離部16例如由STI(Shallow Trench Isolation：淺溝槽隔離)等之氧化膜絕緣體構成。STI例如藉由CVD等以氧化矽埋入形成於半導體基板12之溝槽而形成。
各感測器像素11亦可於半導體基板12之背面(受光面11A)側具有彩色濾光片或受光透鏡。此時，固體攝像裝置1具備逐一設置於每一感測器像素11之複數個受光透鏡。複數個受光透鏡對每一光電二極體PD逐一設置，且配置於與光電二極體PD對向之位置。受光透鏡與例如彩色濾光片相接而設置，且設置於介隔彩色濾光片與光電二極體PD對向之位置。
各感測器像素11亦可具有將彼此相鄰之2個光電二極體PD電性且光學分離之元件分離部。此時，元件分離部於半導體基板12之法線方向(厚度方向)延伸而形成，例如，貫通半導體基板12而形成。元件分離部例如包含DTI(Deep Trench Isolation：深渠溝隔離)構造而構成。DTI例如由與自半導體基板12之背面(受光面11A)側設置之溝槽之內壁相接之絕緣膜、及設置於絕緣膜之內側之金屬埋入部而構成。絕緣膜係例如藉由將半導體基板12進行熱氧化而形成之氧化膜，例如由氧化矽形成。金屬埋入部例如利用熱處理之置換現象形成，例如由鋁或鋁合金形成。
[效果] 接著，對本實施形態之固體攝像裝置1之效果進行說明。
於本實施形態中，設置具有垂直閘極電極VG之縱型電晶體(傳送電晶體TRX)，元件分離部16之至少一部分隔著半導體層17而與垂直閘極電極VG中之上端部(傘形狀之部分)以外之部位離開地配置。藉此，例如如圖6、圖7所示，即便於使元件分離部16接近垂直閘極電極VG之情形時，亦可抑制暗電流，且改善傳送特性。
本實施形態中，於元件分離部16之至少一部分與垂直閘極電極VG之間設置半導體層17，再者，自半導體基板12之法線方向觀察時元件分離部16之任意部位皆與垂直閘極電極VG離開地配置。藉此，與於元件分離部16與垂直閘極電極VG之間未設置半導體層17之情形相比，可抑制暗電流，且改善傳送特性。
＜2.變化例＞ 以下，對上述實施形態之固體攝像裝置1之變化例進行說明。
[變化例A] 於上述實施形態，半導體層17之一部分於自半導體基板12之法線方向觀察時與垂直閘極電極VG重疊。然而，於上述實施形態中，例如亦可如圖8、圖9所示，半導體層17於自半導體基板12之法線方向觀察時離開垂直閘極電極VG而配置。圖8係顯示感測器像素11在圖3之A-A線處之剖面構成之一變化例者。圖9係顯示感測器像素11在圖3之B-B線處之剖面構成之一變化例者。於此種情形時，亦可與上述實施形態同樣，可實現暗電流之抑制，或傳送特性之改善。
[變化例B] 於上述實施形態及其變化例，光電二極體PD於半導體基板12中，形成於較井層14深之位置。然而，於上述實施形態及其變化例中，例如亦可如圖10、圖11所示，光電二極體PD之一部分形成於傳送電晶體TRX中之電荷傳送路徑。圖10係顯示感測器像素11在圖3之A-A線處之剖面構成之一變化例者。圖11係顯示感測器像素11在圖3之B-B線處之剖面構成之一變化例者。此時，光電二極體PD之一部分沿垂直閘極電極VG，朝向半導體基板12之上表面(形成面11B)延伸。於此種情形時，可實現傳送特性之改善。
[變化例C] 於上述實施形態及其變化例，垂直閘極電極VG之上端部為傘形狀。然而，於上述實施形態及其變化例中，例如亦可如圖12所示，省略垂直閘極電極VG之上端部中與非傳送閘極之傳送路徑之部位對應之部分。此時，垂直閘極電極VG之上端部之積層面內方向之尺寸減小被省略之量。於此種情形時，縮小垂直閘極電極VG之上端部之積層面內方向之尺寸，相應地，可使元件分離部16接近垂直閘極電極VG。其結果，縮小垂直閘極電極VG之上端部之積層面內方向之尺寸，相應地，可縮小感測器像素11之像素尺寸。
[變化例D] 於上述實施形態及其變化例中，各感測器像素11例如亦可如圖13所示，取代光電二極體PD而具有光電二極體PD1，且除光電二極體PD1以外還具有光電二極體PD2。此時，各像素電路例如亦可如圖13所示，除傳送電晶體TRX、重設電晶體RST、選擇電晶體SEL、放大電晶體AMP及浮動擴散區FD以外，還包含傳送電晶體TGS、像素內電容FC、FC連接用電晶體FCC及轉換效率切換用電晶體EXC而構成。
於本變化例中，各像素電路例如產生基於浮動擴散區FD所保持之電荷的像素信號，並輸出至垂直信號線VSL。光電二極體PD2將經由受光面11A入射之光進行光電轉換。光電二極體PD2進行光電轉換產生對應於受光量之電荷。光電二極體PD2之陰極電性連接於傳送電晶體TGS之源極，光電二極體PD2之陽極電性連接於基準電位線(例如接地GND)。
於本變化例中，光電二極體PD1中，單位時間內每單位照度產生之電荷之總量可較光電二極體PD2多。此時，光電二極體PD1與光電二極體PD2相比，成為高感度，光電二極體PD2與光電二極體PD1相比，成為低感度。
傳送電晶體TGS連接於光電二極體PD2、與像素內電容FC及FC連接用電晶體FCC間之節點之間。傳送電晶體TGS根據施加於閘極電極之控制信號，使蓄積於光電二極體PD2之電荷移動至像素內電容FC及FC連接用電晶體FCC間之節點。
於重設電晶體RST，汲極連接於電源線VDD1，源極連接於轉換效率切換用電晶體EXC之汲極。重設電晶體RST根據施加於閘極電極之控制信號，經由轉換效率切換用電晶體EXC，將浮動擴散區FD初始化(重設)。例如，若重設電晶體RST及轉換效率切換用電晶體EXC接通，則將浮動擴散區FD之電位重設為電源線VDD1之電位位準。即，進行浮動擴散區FD之初始化。
放大電晶體AMP之閘極電極連接於浮動擴散區FD，汲極連接於電源線VDD1，源極連接於選擇電晶體SEL，成為讀出浮動擴散區FD所保持之電荷之源極跟隨電路之輸入部。即，放大電晶體AMP之源極經由選擇電晶體SEL連接於垂直信號線VSL，藉此與連接於垂直信號線VSL之一端之恆定電流源構成源極跟隨電路。
像素內電容FC連接於FC連接用電晶體FCC及傳送電晶體TGS間之節點、與電源線VDD2之間。像素內電容FC蓄積自光電二極體PD2傳送(溢出)之電荷。
FC連接用電晶體FCC連接於傳送電晶體TGS及像素內電容FC之間之節點、與重設電晶體RST及轉換效率切換用電晶體EXC之間的節點之間。FC連接用電晶體FCC根據施加於閘極電極之控制信號，使浮動擴散區FD之電容電位、與像素內電容FC之電容電位相互耦合。
轉換效率切換用電晶體EXC連接於重設電晶體RST及FC連接用電晶體FCC間之節點、與浮動擴散區FD之間，根據施加於閘極電極之控制信號，使浮動擴散區FD之電容 電位、與像素內電容FC之電容電位相互耦合。
像素內電容FC例如如圖14所示，由形成於半導體基板12之第2導電型(例如N型)之半導體區域18a、與介隔絕緣膜15與半導體區域18a對向配置之電極18b構成。像素內電容FC由元件分離部16包圍，隔著元件分離部16，配置於與垂直閘極電極VG對向之位置。傳送電晶體TGS之汲極例如如圖14所示，包含半導體區域18c而構成。半導體區域18c隔著元件分離部16，與像素內電容FC相鄰而設置。半導體區域18c於半導體基板12內，作為第2導電型(例如N型)之半導體區域設置。蓄積於光電二極體PD之電荷之一部分經由電性連接於半導體區域18c之金屬配線11a移動至像素內電容FC。
於本變化例，於半導體基板12之上表面(形成面11B)形成有像素內電容FC及傳送電晶體TGS。此時，元件分離部16例如如圖14所示，設置於像素內電容FC與垂直閘極電極VG之間、或像素內電容FC與傳送電晶體TGS之間。藉此，元件分離部16將像素內電容FC與傳送電晶體TRX或傳送電晶體TGS電性分離。此處，元件分離部16例如如圖14所示，設置於垂直閘極電極VG之附近。如此，即使於將元件分離部16設置於垂直閘極電極VG之附近之情形時，亦可與上述實施形態同樣，可實現暗電流之抑制、或傳送特性之改善。
＜3.適用例＞ 圖15係顯示具備上述實施形態及其變化例之固體攝像裝置1之攝像系統2之概略構成之一例者。攝像系統2相當於本揭示之「電子機器」之一具體例。
攝像系統2係例如數位靜態相機或攝像機等攝像裝置、或智慧型手機或平板型終端等可攜式終端裝置等電子機器。攝像系統2具備例如上述實施形態及其變化例之固體攝像裝置1、光學系統31、快門裝置32、控制電路33、DSP(Digital Signal Processing：數位信號處理)電路34、訊框記憶體35、顯示部36、記憶部37、操作部38及電源部39。於攝像系統2中，上述實施形態及其變化例之固體攝像裝置1、快門裝置32、控制電路33、DSP電路34、訊框記憶體35、顯示部36、記憶部37、操作部38及電源部39經由匯流排線L相互連接。
光學系統31具有1片或複數片透鏡而構成，將來自被攝體之光(入射光)導光至固體攝像裝置1，使之成像於固體攝像裝置1之受光面。快門裝置32配置於光學系統31及固體攝像裝置1之間，依照控制電路33之控制，控制對固體攝像裝置1之光照射期間及遮光期間。固體攝像裝置1根據經由光學系統31及快門裝置32成像於受光面之光，於一定期間內蓄積信號電荷。蓄積於固體攝像裝置1之信號電荷依照自控制電路33供給之驅動信號(時序信號)作為像素信號(圖像資料)被傳送至DSP電路34。即，固體攝像裝置1接受經由光學系統31及快門裝置32入射之像光(入射光)，將對應於接受到之像光(入射光)之像素信號輸出至DSP電路34。控制電路33輸出控制固體攝像裝置1之傳送動作、及快門裝置32之快門動作之驅動信號，驅動固體攝像裝置1及快門裝置32。
DSP電路34係處理自固體攝像裝置1輸出之像素信號(圖像資料)之信號處理電路。訊框記憶體35以訊框單位暫時保持由DSP電路34處理後之圖像資料。顯示部36例如包含液晶面板或有機EL(Electro Luminescence：電致發光)面板等面板型顯示裝置，顯示由固體攝像裝置1拍攝之動態圖像或靜止圖像。記憶部147將由固體攝像裝置1拍攝之動態圖像或靜止圖像之圖像資料記錄於半導體記憶體或硬碟等記錄媒體。操作部38依照使用者之操作，發出攝像系統2具有之各種功能相關之操作指令。電源部39將成為固體攝像裝置1、快門裝置32、控制電路33、DSP電路34、訊框記憶體35、顯示部36、記憶部37及操作部38之動作電源之各種電源適當供給至該等供給對象。
接著，對攝像系統2之攝像順序進行說明。
圖16顯示攝像系統2之攝像動作之流程圖之一例。使用者藉由操作操作部38而指示攝像開始(步驟S101)。如此，操作部38將攝像指令發送至控制電路33(步驟S102)。控制電路33當接收到攝像指令時，開始快門裝置32及固體攝像裝置1之控制。固體攝像裝置1(具體而言係系統控制電路24)藉由控制電路33之控制，執行特定攝像方式之攝像(步驟S103)。快門裝置32藉由控制電路33之控制，控制對固體攝像裝置1之光照射期間及遮光期間。
固體攝像裝置1將可藉由攝像而得之圖像資料輸出至DSP電路34。此處，圖像資料係基於暫時保持於浮動擴散區FD之電荷而產生之像素信號之所有像素量之資料。DSP電路34基於自固體攝像裝置1輸入之圖像資料，進行特定信號處理(例如雜訊減少處理等)(步驟S104)。DSP電路34使訊框記憶體35保持經特定信號處理之圖像資料，訊框記憶體35使記憶部37記憶圖像資料(步驟S105)。如此，進行攝像系統2之攝像。
於本適用例，將上述實施形態及其變化例之固體攝像裝置1適用於攝像系統2。藉此，可獲得雜訊較少且高精細之圖像。
＜4.應用例＞ [應用例1] 本揭示之技術(本技術)可應用於各種產品。例如，本揭示之技術亦可作為搭載於汽車、電動汽車、混合動力汽車、機車、自行車、個人移動載具、飛機、無人機、船舶、機器人等任一種移動體之裝置而實現。
圖17係顯示可適用本揭示之技術之移動體控制系統之一例即車輛控制系統之概略構成例的方塊圖。
車輛控制系統12000具備經由通信網路12001連接之複數個電子控制單元。於圖17所示之例中，車輛控制系統12000具備驅動系統控制單元12010、車體系統控制單元12020、車外資訊檢測單元12030、車內資訊檢測單元12040、及整合控制單元12050。又，作為整合控制單元12050之功能構成，圖示有微電腦12051、聲音圖像輸出部12052、及車載網路I/F(interface：介面)12053。
驅動系統控制單元12010依照各種程式，控制與車輛之驅動系統關聯之裝置之動作。例如，驅動系統控制單元12010作為內燃機或驅動用馬達等用於產生車輛之驅動力之驅動力產生裝置、用於將驅動力傳遞至車輪之驅動力傳遞機構、調節車輛之舵角之轉向機構、及產生車輛之制動力之制動裝置等控制裝置發揮功能。
車體系統控制單元12020依照各種程式，控制車體所裝備之各種裝置之動作。例如，車體系統控制單元12020作為免鑰匙啟動系統、智慧鑰匙系統、電動車窗裝置、或頭燈、尾燈、煞車燈、方向燈或霧燈等各種燈之控制裝置發揮功能。該情形時，可對車體系統控制單元12020輸入自替代鑰匙之可攜式機器發送之電波或各種開關之信號。車體系統控制單元12020受理該等電波或信號之輸入，控制車輛之門鎖裝置、電動車窗裝置、燈等。
車外資訊檢測單元12030檢測搭載有車輛控制系統12000之車輛之外部之資訊。例如，於車外資訊檢測單元12030連接有攝像部12031。車外資訊檢測單元12030使攝像部12031拍攝車外之圖像，並接收拍攝到之圖像。車外資訊檢測單元12030亦可基於接收到之圖像，進行人、車、障礙物、標識或路面上之文字等之物體檢測處理或距離檢測處理。
攝像部12031係接受光且輸出與該光之受光量對應之電性信號之光感測器。攝像部12031可將電性信號作為圖像輸出，亦可作為測距資訊輸出。又，攝像部12031接受之光可為可見光，亦可為紅外線等非可見光。
車內資訊檢測單元12040檢測車內之資訊。於車內資訊檢測單元12040，連接有例如檢測駕駛者之狀態之駕駛者狀態檢測部12041。駕駛者狀態檢測部12041例如包含拍攝駕駛者之相機，車內資訊檢測單元12040可基於自駕駛者狀態檢測部12041輸入之檢測資訊，算出駕駛者之疲勞度或精力集中度，亦可判別駕駛者是否在打瞌睡。
微電腦12051可基於由車外資訊檢測單元12030或車內資訊檢測單元12040取得之車內外之資訊，運算驅動力產生裝置、轉向機構或制動裝置之控制目標值，對驅動系統控制單元12010輸出控制指令。例如，微電腦12051可進行以實現包含迴避車輛碰撞或緩和衝擊、基於車間距離之追隨行駛、車速維持行駛、車輛之碰撞警告或車輛偏離車道警告等之ADAS(Advanced Driver Assistance System：先進駕駛輔助系統)之功能為目的之協調控制。
又，微電腦12051可藉由基於由車外資訊檢測單元12030或車內資訊檢測單元12040取得之車輛周圍之資訊，控制驅動力產生裝置、轉向機構或制動裝置等，而進行以不依據駕駛者之操作而自主行駛之自動駕駛等為目的之協調控制。
又，微電腦12051可基於由車外資訊檢測單元12030取得之車外資訊，對車體系統控制單元12020輸出控制指令。例如，微電腦12051可根據由車外資訊檢測單元12030檢測到之前方車或對向車之位置而控制頭燈，進行將遠光切換為近光等以謀求防眩為目的之協調控制。
聲音圖像輸出部12052向可對車輛之搭乘者或車外視覺性或聽覺性通知資訊之輸出裝置，發送聲音及圖像中之至少一者之輸出信號。於圖17之例中，作為輸出裝置，例示有擴音器12061、顯示部12062及儀表板12063。顯示部12062亦可包含例如車載顯示器及抬頭顯示器之至少一者。
圖18係顯示攝像部12031之設置位置之例之圖。
圖18中，車輛12100具有攝像部12101、12102、12103、12104、12105作為攝像部12031。
攝像部12101、12102、12103、12104、12105設置於例如車輛12100之前保險桿、側視鏡、後保險桿、尾門及車廂內之擋風玻璃之上部等位置。前保險桿所裝備之攝像部12101及車廂內之擋風玻璃之上部所裝備之攝像部12105主要取得車輛12100之前方之圖像。側視鏡所裝備之攝像部12102、12103主要取得車輛12100之側方之圖像。後保險桿或尾門所裝備之攝像部12104主要取得車輛12100之後方之圖像。由攝像部12101及12105取得之前方圖像主要用於檢測前方車輛或行人、障礙物、號誌機、交通標識或車道線等。
另，圖18中顯示攝像部12101至12104之攝像範圍之一例。攝像範圍12111表示設置於前保險桿之攝像部12101之攝像範圍，攝像範圍12112、12113分別表示設置於側視鏡之攝像部12102、12103之攝像範圍，攝像範圍12114表示設置於後保險桿或尾門之攝像部12104之攝像範圍。例如，藉由將由攝像部12101至12104拍攝之圖像資料重合，可獲得自上方觀察車輛12100之俯瞰圖像。
攝像部12101至12104之至少1者亦可具有取得距離資訊之功能。例如，攝像部12101至12104之至少1者可為包含複數個攝像元件之立體相機，亦可為具有相位差檢測用之像素之攝像元件。
例如，微電腦12051可基於自攝像部12101至12104取得之距離資訊，求得到達攝像範圍12111至12114內之各立體物之距離、及該距離之時間變化(相對於車輛12100之相對速度)，藉此尤其可將位於車輛12100之行進路上最近之立體物、且在與車輛12100大致相同之方向以特定速度(例如，0 km/h以上)行駛之立體物，作為前方車擷取。再者，微電腦12051可設定近前應與前方車預先確保之車間距離，進行自動煞車控制(亦包含停止追隨控制)、或自動加速控制(亦包含追隨起步控制)等。如此可進行以不依據駕駛者之操作而自主地行駛之自動駕駛等為目的之協調控制。
例如，微電腦12051可基於自攝像部12101至12104取得之距離資訊，將與立體物相關之立體物資料分類為機車、普通車輛、大型車輛、行人、電線桿等其他立體物而擷取，並使用於自動迴避障礙物。例如，微電腦12051可將車輛12100周邊之障礙物識別為車輛12100之駕駛者可視認之障礙物與難以視認之障礙物。且，微電腦12051判斷表示與各障礙物碰撞之危險度之碰撞風險，當碰撞風險為設定值以上而為可能碰撞之狀況時，經由擴音器12061或顯示部12062向駕駛者輸出警報，或經由驅動系統控制單元12010進行強制減速或迴避轉向，藉此可進行用於避免碰撞之駕駛支援。
攝像部12101至12104之至少1者亦可為檢測紅外線之紅外線相機。例如，微電腦12051可藉由判定攝像部12101至12104之攝像圖像中是否存在行人而辨識行人。該行人之辨識藉由例如擷取作為紅外線相機之攝像部12101至12104之攝像圖像中之特徵點之順序、及對表示物體輪廓之一連串特徵點進行圖案匹配處理而判別是否為行人之順序進行。若微電腦12051判定攝像部12101至12104之攝像圖像中存在行人，且辨識出行人，則聲音圖像輸出部12052以對該經辨識出之行人重合顯示用於強調之方形輪廓線之方式控制顯示部12062。又，聲音圖像輸出部12052亦可以將表示行人之圖標等顯示於期望之位置之方式控制顯示部12062。
以上，已對可適用本揭示之技術之移動體控制系統之一例進行說明。本揭示之技術可適用於以上說明之構成中之攝像部12031。具體而言，上述實施形態及其變化例之固態攝像裝置1可適用於攝像部12031。藉由將本揭示之技術適用於攝像部12031，可提供使用雜訊較少且高精細之圖像之移動體控制系統。
[應用例2] 圖19係顯示可適用本揭示之技術(本技術)之內視鏡手術系統之概略構成之一例的圖。
於圖19中，圖示施術者(醫師)11131使用內視鏡手術系統11000，對病床11133上之患者11132進行手術之狀況。如圖所示，內視鏡手術系統11000由內視鏡11100、氣腹管11111或能量處置器具11122等之其他手術器械11110、支持內視鏡11100之支持臂裝置11120、及搭載有用於內視鏡下手術之各種裝置之台車11200構成。
內視鏡11100由將距前端特定長度之區域***至患者11132之體腔內之鏡筒11101、及連接於鏡筒11101之基端之相機頭11102構成。於圖示之例中，圖示作為具有硬性鏡筒11101之所謂硬性鏡構成之內視鏡11100，但內視鏡11100亦可作為具有軟性鏡筒之所謂軟性鏡構成。
於鏡筒11101之前端，設置嵌入有對物透鏡之開口部。於內視鏡11100連接有光源裝置11203，由該光源裝置11203產生之光藉由於鏡筒11101內部延設之導光件而被導光至該鏡筒之前端，並經由對物透鏡向患者11132體腔內之觀察對象照射。另，內視鏡11100可為直視鏡，亦可為斜視鏡或側視鏡。
於相機頭11102之內部設置有光學系統及攝像元件，來自觀察對象之反射光(觀察光)藉由該光學系統而聚光於該攝像元件。藉由該攝像元件將觀察光進行光電轉換，產生對應於觀察光之電性信號，即對應於觀察像之圖像信號。該圖像信號作為RAW資料發送至相機控制單元(CCU：Camera Contral Unit)11201。
CCU11201由CPU(Central Processing Unit：中央處理單元)或GPU(Graphics Processing Unit：圖形處理單元)等構成，且總括性控制內視鏡11100及顯示裝置11202之動作。再者，CCU11201自相機頭11102接收圖像信號，對該圖像信號實施例如顯影處理(去馬賽克處理)等用以顯示基於該圖像信號之圖像之各種圖像處理。
顯示裝置11202藉由來自CCU11201之控制，顯示基於由該CCU11201實施圖像處理後之圖像信號之圖像。
光源裝置11203由例如LED(Light Emitting Diode：發光二極體)等光源構成，並將拍攝手術部等時之照射光供給至內視鏡11100。
輸入裝置11204為針對內視鏡手術系統11000之輸入介面。使用者可經由輸入裝置11204，對內視鏡手術系統11000進行各種資訊之輸入或指示輸入。例如，使用者輸入變更內視鏡11100之攝像條件(照射光之種類、倍率及焦點距離等)之主旨的指示等。
處置器具控制裝置11205控制用於組織之燒灼、切開或血管之密封等之能量處置器具11112之驅動。氣腹裝置11206基於確保內視鏡11100之視野及確保施術者之作業空間之目的，為了使患者11132之體腔鼓起，而經由氣腹管11111對該體腔內送入空氣。記錄器11207係可記錄手術相關之各種資訊之裝置。印表機11208係可以文字、圖像或圖表等各種形式印刷手術相關之各種資訊之裝置。
另，對內視鏡11100供給拍攝手術部時之照射光之光源裝置11203例如可由LED、雷射光源或由該等之組合構成之白色光源構成。於藉由RGB雷射光源之組合構成白色光源之情形時，由於可高精度地控制各色(各波長)之輸出強度及輸出時序，故光源裝置11203中可進行攝像圖像之白平衡之調整。又，於該情形時，亦可藉由分時對觀察對象照射來自RGB雷射光源各者之雷射光，與該照射時序同步控制相機頭11102之攝像元件之驅動，而分時拍攝對應於RGB各者之圖像。根據該方法，即便不於該攝像元件設置彩色濾光片，亦可獲得彩色圖像。
又，光源裝置11203亦可以每隔特定時間變更要輸出之光的強度之方式控制其驅動。與該光之強度之變更時序同步地，控制相機頭11102之攝像元件之驅動，分時取得圖像，並合成該圖像，藉此可產生不存在所謂欠曝及過曝之高動態範圍之圖像。
又，光源裝置11203亦可構成為能夠供給對應於特殊光觀察之特定波長頻帶之光。於特殊光觀察中，例如進行所謂窄頻帶成像(Narrow Band Imaging)，即，利用身體組織中光吸收之波長依存性，照射與通常觀察時之照射光(即白色光)相比更窄頻帶之光，藉此以高對比度拍攝黏膜表層之血管等特定組織。或，於特殊光觀察中，亦可進行藉由因照射激發光產生之螢光獲得圖像之螢光觀察。於螢光觀察中，可進行對身體組織照射激發光，觀察來自該身體組織之螢光(自螢光觀察)，或將吲哚青綠(ICG)等試劑局部注射於身體組織，且對該身體組織照射對應於該試劑之螢光波長的激發光，獲得螢光像等。光源裝置11203可構成為能供給對應於此種特殊光觀察之窄頻帶光及/或激發光。
圖20係顯示圖19所示之相機頭11102及CCU11201之功能構成之一例之方塊圖。
相機頭11102具有透鏡單元11401、攝像部11402、驅動部11403、通信部11404及相機頭控制部11405。CCU11201具有通信部11411、圖像處理部11412及控制部11413。相機頭11102與CCU11201藉由傳輸纜線11400可相互通信地連接。
透鏡單元11401係設置於與鏡筒11101之連接部之光學系統。將自鏡筒11101之前端提取之觀察光導光至相機頭11102，並使之入射至該透鏡單元11401。透鏡單元11401係組合包含變焦透鏡及聚焦透鏡之複數個透鏡而構成。
攝像部11402以攝像元件構成。構成攝像部11402之攝像元件可為1個(所謂單板式)，亦可為複數個(所謂多板式)。於攝像部11402以多板式構成之情形時，例如亦可由各攝像元件產生對應於RGB各者之圖像信號，並將其等合成，藉此可獲得彩色圖像。或，攝像部11402亦可構成為具有用以分別取得對應於3D(Dimensional：維)顯示之右眼用及左眼用圖像信號之1對攝像元件。藉由進行3D顯示，施術者11131可更準確地掌握手術部之生物體組織之深度。另，於攝像部11402以多板式構成之情形時，亦可對應於各攝像元件，設置複數個系統之透鏡單元11401。
又，攝像部11402亦可不設置於相機頭11102。例如，攝像部11402亦可於鏡筒11101之內部緊接對物透鏡之正後方而設置。
驅動部11403由致動器構成，且根據來自相機頭控制部11405之控制，使透鏡單元11401之變焦透鏡及聚焦透鏡沿光軸移動特定距離。藉此，可適當調整攝像部11402之攝像圖像之倍率及焦點。
通信部11404由用以與CCU11201之間收發各種資訊之通信裝置構成。通信部11404將自攝像部11402獲得之圖像信號作為RAW資料經由傳輸纜線11400發送至CCU11201。
又，通信部11404自CCU11201接收用以控制相機頭11102之驅動的控制信號，並供給至相機頭控制部11405。該控制信號中例如包含有指定攝像圖像之訊框率之主旨之資訊、指定攝像時之曝光值之主旨之資訊、以及/或指定攝像圖像之倍率及焦點之主旨的資訊等攝像條件相關之資訊。
另，上述訊框率或曝光值、倍率、焦點等攝像條件可由使用者適當設定，亦可基於取得之圖像信號由CCU11201之控制部11413自動設定。於後者之情形時，將所謂之AE(Auto Exposure：自動曝光)功能、AF(Auto Focus：自動聚焦)功能及AWB(Auto White Balance：自動白平衡)功能搭載於內視鏡11100。
相機頭控制部11405基於經由通信部11404接收到之來自CCU11201之控制信號，控制相機頭11102之驅動。
通信部11411由用以於與相機頭11102之間收發各種資訊之通信裝置構成。通信部11411接收自相機頭11102經由傳輸纜線11400發送之圖像信號。
又，通信部11411對相機頭11102發送用以控制相機頭11102之驅動的控制信號。圖像信號或控制信號可藉由電性通信或光通信等發送。
圖像處理部11412對自相機頭11102發送之RAW資料即圖像信號實施各種圖像處理。
控制部11413進行利用內視鏡11100拍攝手術部等、及藉由拍攝手術部等獲得之攝像圖像之顯示相關之各種控制。例如，控制部11413產生用以控制相機頭11102之驅動之控制信號。
又，控制部11413基於由圖像處理部11412實施圖像處理後之圖像信號，使顯示裝置11202顯示手術部等映射之攝像圖像。此時，控制部11413亦可使用各種圖像辨識技術辨識攝像圖像內之各種物體。例如，控制部11413可藉由檢測攝像圖像所含之物體之邊緣形狀或顏色等，辨識鉗子等手術器械、特定生物體部位、出血、使用能量處置器具11112時之霧等。控制部11413於使顯示裝置11202顯示攝像圖像時，亦可使用該辨識結果，使各種手術支援資訊與該手術部之圖像重疊顯示。藉由重疊顯示手術支援資訊，並對施術者11131提示，可減輕施術者11131之負擔，或施術者11131可確實地進行手術。
連接相機頭11102及CCU11201之傳輸纜線11400為對應於電性信號通信之電性信號纜線、對應於光通信之光纖或其等之複合纜線。
此處，於圖示之例中，使用傳輸纜線11400以有線進行通信，但亦可以無線進行相機頭11102與CCU11201之間的通信。
以上，已對可適用本揭示之技術之內視鏡手術系統之一例進行說明。本揭示之技術可較佳適用於以上說明之構成中設置於內視鏡11100之相機頭11102之攝像部11042。藉由對攝像部11402適用本揭示之技術，而可使攝像部11402小型化或高精細化，因而可提供使用雜訊較少且高精細之圖像之內視鏡11100。
以上，雖已列舉實施形態及其變化例、適用例以及應用例說明本揭示，但本揭示並非限定於上述實施形態等者，可進行各種變化。另，本說明書中記載之效果僅為例示。本揭示之效果並非限定於本說明書中記載之效果者。本揭示亦可具有本說明書中記載之效果以外之效果。
又，本揭示亦可採取如下之構成。 (1) 一種固體攝像裝置，其具備半導體基板，該半導體基板具有受光面、及與上述受光面對向配置之複數個像素，且 各上述像素具有： 光電轉換部，其將經由上述受光面入射之光進行光電轉換； 電荷保持部，其於上述半導體基板之第1導電型之半導體區域內，作為與上述第1導電型不同之第2導電型之半導體區域而形成，保持自上述光電轉換部傳送之電荷； 傳送電晶體，其具有到達上述光電轉換部之垂直閘極電極、及與上述垂直閘極電極相接且形成於上述半導體基板之與上述受光面為相反側之表面的閘極絕緣膜，將電荷自上述光電轉換部傳送至上述電荷保持部； 元件分離部，其由氧化膜絕緣體構成，該氧化膜絕緣體靠近上述半導體基板之與上述受光面為相反側之表面而形成；及 半導體層，其與上述元件分離部之側面及底面相接且與上述閘極絕緣膜相接，且上述第1導電型之雜質濃度高於上述半導體區域；且 上述元件分離部之至少一部分隔著上述半導體層中與上述閘極絕緣膜相接之部分而與上述垂直閘極電極離開地配置。 (2) 如(1)之固體攝像裝置，其中 上述元件分離部之至少一部分隔著上述半導體層中與上述閘極絕緣膜相接之部分而與上述垂直閘極電極中之上端部以外之部位離開地配置。 (3) 如(2)之固體攝像裝置，其中 自上述半導體基板之法線方向觀察時，上述元件分離部之至少一部分與上述垂直閘極電極離開地配置。 (4) 如(3)之固體攝像裝置，其中 自上述半導體基板之法線方向觀察時，上述元件分離部之任意部位皆與上述垂直閘極電極離開地配置。 (5) 如(1)至(4)中任一項之固體攝像裝置，其中 自上述半導體基板之法線方向觀察時，上述半導體層與上述垂直閘極電極離開地配置。 (6) 如(1)至(5)中任一項之固體攝像裝置，其中 上述光電轉換部之一部分沿上述垂直閘極電極，朝向上述半導體基板之與上述受光面為相反側之表面延伸。 (7) 如(1)至(6)中任一項之固體攝像裝置，其進而具備： 像素內電容，其隔著上述元件分離部而配置於與上述垂直閘極電極對向之位置，蓄積自上述光電轉換部傳送之電荷。 (8) 一種電子機器，其具備： 固體攝像裝置，其輸出對應於入射光之像素信號；及 信號處理電路，其處理上述像素信號；且 上述固體攝像裝置包含半導體基板，該半導體基板具有受光面、及與上述受光面對向配置之複數個像素，且 各上述像素具有： 光電轉換部，其將經由上述受光面入射之光進行光電轉換； 電荷保持部，其於上述半導體基板之第1導電型之半導體區域內，作為與上述第1導電型不同之第2導電型之半導體區域而形成，保持自上述光電轉換部傳送之電荷； 傳送電晶體，其具有到達上述光電轉換部之垂直閘極電極、及與上述垂直閘極電極相接且形成於上述半導體基板之與上述受光面為相反側之表面的閘極絕緣膜，將電荷自上述光電轉換部傳送至上述電荷保持部； 元件分離部，其由氧化膜絕緣體構成，該氧化膜絕緣體靠近上述半導體基板之與上述受光面為相反側之表面而形成；及 半導體層，其與上述元件分離部之側面及底面相接且與上述閘極絕緣膜相接，且上述第1導電型之雜質濃度高於上述半導體區域；且 上述元件分離部之至少一部分隔著上述半導體層中與上述閘極絕緣膜相接之部分而與上述垂直閘極電極離開地配置。
根據本揭示之一實施形態之固體攝像裝置及電子機器，設置具有垂直閘極電極VG之縱型電晶體(傳送電晶體TRX)，隔著半導體層17與垂直閘極電極VG中之上端部(傘形狀之部分)以外之部位離開地配置元件分離部16之至少一部分，因而可抑制暗電流，且改善傳送特性。另，本技術之效果並非限定於此處記載之效果，亦可為本說明書中記載之任意效果。
1:固體攝像裝置 2:攝像系統 10:像素陣列部 11:感測器像素 11A:受光面 11a:金屬配線 11B:形成面 12:半導體基板 13:半導體區域 14:井層 15:絕緣膜 16:元件分離部 17:半導體層 18a:半導體區域 18b:電極 18c:半導體區域 19:溢出路徑 20:邏輯電路 21:垂直驅動電路 22:行信號處理電路 23:水平驅動電路 24:系統控制電路 25:輸出電路 31:光學系統 32:快門裝置 33:控制電路 34:DSP電路 35:訊框記憶體 36:顯示部 37:記憶部 38:操作部 39:電源部 11000:內視鏡手術系統 11100:內視鏡 11101:鏡筒 11102:相機頭 11110:其他手術器械 11111:氣腹管 11112:能量處置器具 11120:支持臂裝置 11131:施術者(醫師) 11132:患者 11133:病床 11200:台車 11201:CCU(CCU：Camera Control Unit) 11202:顯示裝置 11203:光源裝置 11204:輸入裝置 11205:處置器具控制裝置 11206:氣腹裝置 11207:記錄器 11208:印表機 11400:傳輸纜線 11401:透鏡單元 11402:攝像部 11403:驅動部 11404:通信部 11405:相機頭控制部 11411:通信部 11412:圖像處理部 11413:控制部 12000:車輛控制系統 12001:通信網路 12010:驅動系統控制單元 12020:車體系統控制單元 12030:車外資訊檢測單元 12031:攝像部 12040:車內資訊檢測單元 12041:駕駛者狀態檢測部 12050:整合控制單元 12051:微電腦 12052:聲音圖像輸出部 12053:車載網路I/F(interface) 12061:聲頻揚聲器 12062:顯示部 12063:儀表板 12100:車輛 12101:攝像部 12102:攝像部 12103:攝像部 12104:攝像部 12105:攝像部 12111:攝像範圍 12112:攝像範圍 12113:攝像範圍 12114:攝像範圍 AMP:放大電晶體 EXC:轉換效率切換用電晶體 FC:像素內電容 FCC:FC連接用電晶體 FD:浮動擴散區 GND:接地 JCN:接面電晶體 L:匯流線 PD:光電二極體 PD1:光電二極體 PD2:光電二極體 RST:重設電晶體 S101～S105:步驟 SEL:選擇電晶體 TRX:傳送電晶體 TGS:傳送電晶體 VDD:電源線 VDD1:電源線 VDD2:電源線 VG:垂直閘極電極 VSL:垂直信號線
圖1係顯示本揭示之一實施形態之固體攝像裝置之概略構成之一例之圖。 圖2係顯示圖1之感測器像素之電路構成之一例之圖。 圖3係顯示圖1之感測器像素之平面構成之一例之圖。 圖4係顯示圖3之感測器像素之A-A線之剖面構成之一例的圖。 圖5係顯示圖3之感測器像素之B-B線之剖面構成之一例的圖。 圖6係顯示圖4之感測器像素之剖面構成之一變化例之圖。 圖7係顯示圖5之感測器像素之剖面構成之一變化例之圖。 圖8係顯示圖4之感測器像素之剖面構成之一變化例之圖。 圖9係顯示圖5之感測器像素之剖面構成之一變化例之圖。 圖10係顯示圖4之感測器像素之剖面構成之一變化例之圖。 圖11係顯示圖5之感測器像素之剖面構成之一變化例之圖。 圖12係顯示圖5之感測器像素之剖面構成之一變化例之圖。 圖13係顯示圖2之感測器像素之電路構成之一變化例之圖。 圖14係顯示圖4之感測器像素之剖面構成之一變化例之圖。 圖15係顯示具備上述實施形態及其變化例之攝像裝置之攝像系統之概略構成之一例的圖。 圖16係顯示圖15之攝像系統之攝像順序之一例之圖。 圖17係顯示車輛控制系統之概略構成之一例之方塊圖。 圖18係顯示車外資訊檢測部及攝像部之設置位置之一例之說明圖。 圖19係顯示內視鏡手術系統之概略構成之一例之圖。 圖20係顯示相機頭及CCU之功能構成之一例之方塊圖。
11:感測器像素
11A:受光面
11B:形成面
12:半導體基板
13:半導體區域
14:井層
15:絕緣膜
16:元件分離部
17:半導體層
FD:浮動擴散區
PD:光電二極體
RST:重設電晶體
TRX:傳送電晶體
VG:垂直閘極電極

Claims (8)

  1. 一種固體攝像裝置，其具備半導體基板，該半導體基板具有受光面、及與上述受光面對向配置之複數個像素，且 各上述像素具有： 光電轉換部，其將經由上述受光面入射之光進行光電轉換； 電荷保持部，其於上述半導體基板之第1導電型之半導體區域內，作為與上述第1導電型不同之第2導電型之半導體區域而形成，保持自上述光電轉換部傳送之電荷； 傳送電晶體，其具有到達上述光電轉換部之垂直閘極電極、及與上述垂直閘極電極相接且形成於上述半導體基板之與上述受光面為相反側之表面的閘極絕緣膜，將電荷自上述光電轉換部傳送至上述電荷保持部； 元件分離部，其由氧化膜絕緣體構成，該氧化膜絕緣體靠近上述半導體基板之與上述受光面為相反側之表面而形成；及 半導體層，其與上述元件分離部之側面及底面相接且與上述閘極絕緣膜相接，且上述第1導電型之雜質濃度高於上述半導體區域；且 上述元件分離部之至少一部分隔著上述半導體層中與上述閘極絕緣膜相接之部分而與上述垂直閘極電極離開地配置。
  2. 如請求項1之固體攝像裝置，其中 上述元件分離部之至少一部分隔著上述半導體層中與上述閘極絕緣膜相接之部分而與上述垂直閘極電極中之上端部以外之部位離開地配置。
  3. 如請求項2之固體攝像裝置，其中 自上述半導體基板之法線方向觀察時，上述元件分離部之至少一部分與上述垂直閘極電極離開地配置。
  4. 如請求項3之固體攝像裝置，其中 自上述半導體基板之法線方向觀察時，上述元件分離部之任意部位皆與上述垂直閘極電極離開地配置。
  5. 如請求項1之固體攝像裝置，其中 自上述半導體基板之法線方向觀察時，上述半導體層與上述垂直閘極電極離開地配置。
  6. 如請求項1之固體攝像裝置，其中 上述光電轉換部之一部分沿上述垂直閘極電極，朝向上述半導體基板之與上述受光面為相反側之表面延伸。
  7. 如請求項1之固體攝像裝置，其進而具備： 像素內電容，其隔著上述元件分離部而配置於與上述垂直閘極電極對向之位置，蓄積自上述光電轉換部傳送之電荷。
  8. 一種電子機器，其具備： 固體攝像裝置，其輸出對應於入射光之像素信號；及 信號處理電路，其處理上述像素信號；且 上述固體攝像裝置包含半導體基板，該半導體基板具有受光面、及與上述受光面對向配置之複數個像素，且 各上述像素具有： 光電轉換部，其將經由上述受光面入射之光進行光電轉換； 電荷保持部，其於上述半導體基板之第1導電型之半導體區域內，作為與上述第1導電型不同之第2導電型之半導體區域而形成，保持自上述光電轉換部傳送之電荷； 傳送電晶體，其具有到達上述光電轉換部之垂直閘極電極、及與上述垂直閘極電極相接且形成於上述半導體基板之與上述受光面為相反側之表面的閘極絕緣膜，將電荷自上述光電轉換部傳送至上述電荷保持部； 元件分離部，其由氧化膜絕緣體構成，該氧化膜絕緣體靠近上述半導體基板之與上述受光面為相反側之表面而形成；及 半導體層，其與上述元件分離部之側面及底面相接且與上述閘極絕緣膜相接，且上述第1導電型之雜質濃度高於上述半導體區域；且 上述元件分離部之至少一部分隔著上述半導體層中與上述閘極絕緣膜相接之部分而與上述垂直閘極電極離開地配置。
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