CN110199393A - 固态成像元件和电子设备 - Google Patents

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Abstract

本技术涉及一种用于实现在每个像素中可以累积的信号电荷量Qs的增加的固态成像元件和电子设备。根据本技术第一方面的固态成像元件设置有：在每个像素上形成的光电转换部和使每个像素的所述光电转换部分离的像素间分离部。所述像素间分离部包括具有朝向所述光电转换部突出的形状的突出部。例如，本技术可以应用于背面照射型CMOS图像传感器。

Description

固态成像元件和电子设备
技术领域
本技术涉及一种固态成像元件和电子设备，尤其涉及一种抑制像素之间的混色、提高每个像素中的光接收灵敏度并且还增加每个像素可以累积的信号电荷量Qs的固态成像元件和电子设备。
背景技术
常规提出的方法在固态成像元件的像素之间形成具有绝缘性和/或反射性的壁以抑制像素之间的混色。进一步地，所提出的另一种方法在固态成像元件的每个像素的光入射侧的Si界面上形成具有蛾眼结构的抗反射膜以将入射光限制在像素内并增加光路长度。因此，这提高了PD(光电二极管)的光接收灵敏度(例如，参见专利文献1)。
引用列表
专利文献
专利文献1：日本专利公开第2015-29054号
发明内容
技术问题
根据上述常规技术，可以抑制像素之间的混色并提高每个像素的光接收灵敏度。然而，同时，不能容易地增加每个像素可以累积的信号电荷量Qs。
鉴于这种情况完成了本技术，并且除了提供通过上述常规技术所获得的效果之外，本技术还允许增加每个像素的信号电荷量Qs。
问题的解决方案
根据本技术第一方面的固态成像元件包括：光电转换部，其形成在每个像素中；和像素间分离部，其使每个像素的所述光电转换部分离，其中所述像素间分离部包括具有朝向所述光电转换部突出的形状的突出部。
根据本技术第一方面的固态成像元件可以进一步地包括：所述像素间分离部和所述光电转换部之间的区域，所述区域的导电类型与所述光电转换部不同。
所述像素间分离部可以由折射率比所述光电转换部低的材料和光反射材料中的至少一种形成。
所述像素间分离部可以为在基板上从光入射面侧形成的DTI。
所述像素间分离部可以为在基板上从与光入射面相对的表面侧形成的DTI。
所述像素间分离部可以形成网格图案，以便使每个像素的所述光电转换部分离。
所述像素间分离部在深度方向上的长度可以在所述突出部和所述网格图案的边之间不同。
所述像素间分离部中包含的所述突出部可以根据每个像素的颜色而改变。
所述像素间分离部中包含的所述突出部的长度可以根据每个像素的颜色而改变。
所述像素间分离部中包含的所述突出部的宽度可以根据每个像素的颜色而改变。
所述像素间分离部中包含的所述突出部的数量可以根据每个像素的颜色而改变。
所述像素间分离部中包含的所述突出部可以根据共享像素的图案而改变。
所述像素间分离部中包含的所述突出部的长度可以根据共享像素的图案而改变。
所述像素间分离部中包含的所述突出部的宽度可以根据共享像素的图案而改变。
所述像素间分离部中包含的所述突出部的数量可以根据共享像素的图案而改变。
所述像素间分离部中包含的所述突出部可以根据从光学中心到相应像素的距离而改变。
包括所述突出部的所述像素间分离部可以不包括其中横向部分和纵向部分垂直相交的部分。
所述像素间分离部的所述网格图案的边可以具有直线状。
所述像素间分离部的所述网格图案的边可以具有锯齿状。
所述像素间分离部的所述网格图案的边可以具有三角波形状。
所述像素间分离部的所述网格图案的边可以具有连续半圆形状。
所述像素间分离部的所述网格图案的边可以具有连续半矩形形状。
所述像素间分离部可以由阱区域形成，所述阱区域的导电类型与所述光电转换部不同。
根据本技术第二方面的固态成像元件包括：光电转换部，其形成在每个像素中；网格图案状的像素间分离部，其使每个像素的所述光电转换部分离；以及柱状突出部，其形成在所述光电转换部的内部。
根据本技术第二方面的固态成像元件可以进一步地包括：所述像素间分离部与所述光电转换部和所述突出部与所述光电转换部之间的阱区域，所述阱区域的导电类型与所述光电转换部不同。
所述突出部可以由折射率比所述光电转换部低的材料和光反射材料中的至少一种形成。
所述突出部可以为在基板上从光入射面侧形成的DTI，以及所述像素间分离部可以为在基板上从与光入射面相对的表面侧形成的DTI。
所述突出部可以具有圆柱形状。
所述突出部可以具有多边形柱形状。
所述固态成像元件可以是背面照射型。
根据本技术第三方面的电子设备包括固态成像元件，其中所述固态成像元件包括：光电转换部，其形成在每个像素中，和像素间分离部，其使每个像素的所述光电转换部分离，并且所述像素间分离部包括具有朝向所述光电转换部突出的形状的突出部。
根据本技术第四方面的电子设备包括固态成像元件，其中所述固态成像元件包括：光电转换部，其形成在每个像素中，网格图案状的像素间分离部，其使每个像素的所述光电转换部分离，以及柱状突出部，其形成在所述光电转换部的内部。
发明的有益效果
根据本技术的第一到第四方面，可以增加每个像素的信号电荷量Qs，同时提高其光接收灵敏度。
附图说明
图1是示出应用本技术的固态成像元件的第一配置示例的水平断面图。
图2是示出应用本技术的固态成像元件的第一配置示例的垂直断面图。
图3是示出应用本技术的固态成像元件的第二配置示例的水平断面图。
图4是示出应用本技术的固态成像元件的第二配置示例的垂直断面图。
图5是示出应用本技术的固态成像元件的第三配置示例的断面图。
图6是示出应用本技术的固态成像元件的第四配置示例的断面图。
图7是示出图6中的F-DTI的配置示例的断面图。
图8是示出应用本技术的固态成像元件的第五配置示例的断面图。
图9是示出图8中的R-DTI的配置示例的断面图。
图10是示出像素分离部的第一变形例的图。
图11是示出像素分离部的第二变形例的图。
图12是示出像素分离部的第三变形例的图。
图13是示出像素分离部的第四变形例的图。
图14是示出像素分离部的第五变形例的图。
图15是示出像素分离部的第六变形例的图。
图16是示出像素分离部的第七变形例的图。
图17是示出体内信息获取系统的示意性配置示例的框图。
图18是示出车辆控制系统的示意性配置示例的框图。
图19是辅助说明车外信息检测部和成像部的安装位置的示例的图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图对实施本技术的最佳方式(在下文中称为实施方案)进行详细描述。
<第一实施方案>
将描述根据本技术第一实施方案的固态成像元件的配置示例(第一配置示例)。图1示出了第一配置示例中Si基板的中央附近水平方向的断面。图2的A示出了沿图1的线X-X’获得的垂直方向的断面图。图2的B示出了沿图1的线Y-Y’获得的垂直方向的断面图。
在第一配置示例中，如图1所示，像素间分离部11由P型阱区域形成并形成网格图案以便呈矩形包围每个像素。在由网格图案状的像素间分离部11所包围的每个区域中形成PD 12。PD 12是N型区域，其导电性与像素间分离部11(P型阱区域)不同。
在包围PD 12的网格图案状的像素间分离部11中形成突出部11a。突出部11a从每个矩形各个边的中心向PD 12突出。需要指出的是，像素间分离部11的深度方向上的长度在网格图案的边和突出部11a之间是不同的，并且网格图案的边形成为其长度(深度)比突出部11a的长度(深度)大。然而，突出部11a可以形成为其长度(深度)比网格图案的边的长度(深度)大，或两者的长度(深度)可以彼此相等。
进一步地，如图2所示，第一配置示例是背面照射型的。在入射面侧的Si基板10上形成OCL(片上透镜)14和CF(滤色器)15。在与Si基板10的入射面相对的表面上形成像素Tr(晶体管)18和配线层19。在各个像素的CF 15之间形成每个CF间遮光部16。在与Si基板10的入射面侧相对的表面上在像素之间形成每个STI(浅沟槽隔离)18。
在第一配置示例的情况下，在像素间分离部11中形成突出部11a。因此，这种配置与像素间分离部11具有简单的矩形形状而没有突出部11a的情况相比，增大了PN结部分13的表面积。每个PN结部分13是由P型阱区域形成的像素间分离部11和由N型区域形成的相应的PD 12彼此接触的部分。由于PN结部分13具有存储信号电荷的作用，所以PN结部分13的表面积增加了的第一配置示例可以增加每个像素的信号电荷量Qs。
需要指出的是，由于在第一配置示例中没有形成后面描述的DTI(DeepTrench.Isolation：深沟槽隔离)，所以可以通过与传统的固态成像元件类似的工艺制造第一配置示例。
<第二实施方案>
接着，将描述根据本技术的第二实施方案的固态成像元件的配置示例(第二配置示例)。图3示出了第二配置示例的Si基板的中央附近的水平方向的断面。图4示出了沿图2的线X-X’获得的垂直方向的断面图。需要指出的是，用相同的符号表示与第一配置示例的组件共同的组件，并将适当省略对其的描述。
在第二配置示例中，形成具有与第一配置示例中的像素间分离部11类似的形状的网格图案状的像素间分离部21。即，包括突出部的像素间分离部21形成为DTI。需要指出的是，没有对第二配置示例中将像素间分离部分21形成为DTI的方法进行特别描述，并且可以使用任意方法。
即，在第二配置示例中，如图3所示，包括突出部21a的网格图案状的像素间分离部21形成为DTI。例如，像素间分离部21包括诸如AlO、HfO、SiO2、W和/或多晶硅(poly-Si)等单膜层或层叠膜。
进一步地，在由像素间分离部21所包围的区域中的各个相应的区域中形成每个PD12。在像素间分离部21和相应的PD 12之间形成每个P型阱区域22。
在第二配置示例中，如图4所示，由OCL 14收集的光在Si基板10的界面31处变窄，使得光收集点进入基板。因此，入射光撞击Si基板10的深部的侧壁。因此，入射光透过具有相对较高的折射率的Si基板10的内部，然后撞击具有较低折射率的像素间分离部21的侧壁32。因此，这种配置与入射光撞击Si基板10的浅部的侧壁的情况相比，可以抑制入射光泄漏到相邻像素。因此，这可以抑制混色。
在第二配置示例的情况下，在包括突出部21a的像素间分离部21和各自的PD 12之间形成P型阱区域22。因此，与在第一配置示例中一样，这种配置增大了PN结部分的表面积。因此，第二配置示例也可以增加每个像素的信号电荷量Qs。
进一步地，在第二配置示例的情况下，与没有突出部21a的像素间分离部21相比，包括突出部21a的像素间分离部21可以增大每个像素中入射光所撞击的侧壁的面积。此外，由于入射光在水平方向上也可以被反射，所以可以增加每个PD 12中的光路长度。因此，这种配置可以提高每个PD 12的光接收灵敏度。
<第三实施方案>
接着，将参照图5对根据本技术的第三实施方案的固态成像元件的配置示例(第三配置示例)进行描述。第三配置示例是第二配置示例中的DTI限定为反向-DTI(在下文中称为R-DTI)的示例。
图的A是水平方向的断面图，示出了第三配置示例中Si基板的中央附近的扩散层分离结构。图的B示出了第三配置示例中Si基板的Tr表面上的水平方向的断面图。图的C示出了沿图的A的线X-X’获得的垂直方向的断面图。图的D示出了沿图的A的线Y-Y’获得的垂直方向的断面图。需要指出的是，用相同的符号表示与第一和第二配置示例中的组件共同的组件，并将适当省略对其的描述。
在第三配置示例中，具有与第一配置示例中的像素间分离部11类似的形状的像素间分离部41形成为其中从与Tr表面相对的入射面侧填充绝缘材料的反向-DTI。
例如，作为R-DTI的像素间分离部41包括诸如AlO、HfO、SiO2、W和/或poly-Si等单膜层或层叠膜。从每个矩形的各个边的中心向PD 12突出的突出部41a在网格图案状的像素间分离部41中形成并且由与像素间分离部41相同的材料形成。
进一步地，在由像素间分离部41所包围的区域中的各个相应的区域中形成每个PD12。在像素间分离部41和相应的PD 12之间形成每个P型阱区域42。
在第三配置示例的情况下，在包括突出部41a的像素间分离部41和相应的PD 12之间形成每个P型阱区域42。因此，这种配置增大了PN结部分的表面积。因此，第三配置示例也可以增加每个像素的信号电荷量Qs。
进一步地，在第三配置示例的情况下，与在第二配置示例中一样，由于可以增大每个像素中入射光所撞击的侧壁的面积并且，此外，入射光也可以在水平方向上被反射，所以可以增加每个PD 12中的光路长度。因此，这种配置可以增加每个PD 12的光接收灵敏度。
此外，在第三配置示例中，通过作为R-DTI的像素间分离部41与诸如AlO3或HfO2等引起极化的膜组合形成并使得R-DTI和每个PD 12之间的界面处于空穴累积状态，可以抑制白点和暗电流。
<第四实施方案>
接着，将参照图6对根据本技术的第四实施方案的固态成像元件的配置示例(第四配置示例)进行描述。
图的A示出了第四配置示例中Si基板的Tr表面上的水平方向的断面图。图的B示出了沿图的A的线X-X’获得的垂直方向的断面图。图的C示出了沿图的A的线Y-Y’获得的垂直方向的断面图。需要指出的是，用相同的符号表示与第一到第三配置示例中的组件共同的组件，并将适当省略对其的描述。
在第四配置示例中，具有与第一配置示例中的像素间分离部11类似的形状的像素间分离部51形成为其中通过FEOL工艺从Tr表面侧填充绝缘材料的前面(Front)-DTI(在下文中称为F-DTI)。
图7示出了作为F-DTI的像素间分离部51的侧壁的断面。通过使用等离子体掺杂、固相扩散、气相扩散等各向同性地扩散P型杂质，在作为F-DTI的像素间分离部51的侧壁上形成每个P型区域52。通过这种配置，可以有效地增加信号电荷量Qs而不减小PD 12的N型区域。
例如，作为F-DTI的像素间分离部51包括诸如AlO、HfO、SiO2、W和/或poly-Si等单膜层或层叠膜。从每个矩形各个边的中心向PD 12突出的突出部51a在网格图案状的像素间分离部51中形成，并由与像素间分离部51相同的材料形成。
进一步地，PD 12的形成甚到延伸到由像素间分离部51所包围的各个区域的深部。将每个PD 12和相应的像素Tr 18构造成垂直堆叠。在将像素Tr栅极与相应的PD 12分离的每个区域中形成P型区域53。
在第四配置示例的情况下，在包括突出部51a的像素间分离部51和相应的PD 12之间形成每个P型区域52。因此，这种配置增加了PN结部分的表面积。因此，第四配置示例也可以增加每个像素的信号电荷量Qs。
进一步地，在第四配置示例的情况下，与在第二配置示例中一样，由于可以增大每个像素中入射光所撞击的侧壁的面积并且，此外，入射光也可以在水平方向上被反射，所以可以增加每个PD 12中的光路长度。因此，这种配置可以增加每个PD 12的光接收灵敏度。
然而，在第四配置示例的情况下，由于每个像素被F-DTI(像素间分离部51)完全分离，所以每个像素都需要用于相应的P型阱区域的接触。
<第五实施方案>
接着，将参照图8对根据本技术的第五实施方案的固态成像元件的配置示例(第五配置示例)进行描述。
图的A示出了第五配置示例中Si基板的Tr表面上的水平方向的断面图。图的B示出了沿图的A的线X-X’获得的垂直方向的断面图。图的C示出了沿图的A的线Y-Y’获得的垂直方向的断面图。图的D示出了入射面侧的水平方向的断面图。需要指出的是，用相同的符号表示与第一到第四配置示例中的组件共同的组件，并将适当省略对其的描述。
在第五配置示例中，如图的A所示，像素间分离部61形成为从Tr表面侧通过FEOL工艺填充有绝缘材料的F-DTI。像素间分离部61形成为网格图案以便呈矩形包围每个像素。N型区域的PD 12分别形成在由网格图案状的像素间分离部61所包围的区域中相应的一个区域中。在像素间分离部61和相应的PD 12之间形成每个P型阱区域62。
在形成PD 12的每个区域中，将柱状突出部63设置为从入射面侧形成的R-DTI。
图9示出了作为R-DTI的柱状突出部63的断面图。通过将具有比形成PD 12的N型区域低的折射率的SiO2和Al3O2膜层叠来形成每个柱状突出部63。
在相应的柱状突出部63和PD 12之间形成每个P型阱区域62。
将柱状突出部63形成为R-DTI允许每个柱状突出部63和相应像素Tr 18配置成在纵向方向上堆叠。
在图的D的情况下，柱状突出部63的横截面具有圆形形状。然而，柱状突出部63的横截面可以具有椭圆形状或有三个以上边的多边形形状。进一步地，在图的D的情况下，在每个像素中形成的柱状突出部63的数量是八个。然而，每个像素中的柱状突出部63的数量可以是一个或两个或更多。
需要指出的是，在一个像素中形成多个柱状突出部63的情况下，多个柱状突出部63形成为夹住相应的PD 12，而在柱状突出部63之间没有任何接触。由于入射光在柱状突出部63之间被反射，所以这种配置可以增加每个PD 12的光接收灵敏度。
进一步地，在一个像素中形成多个柱状突出部63的情况下，多个柱状突出部形成为夹住相应的PD 12，而在设置在柱状突出部63和PD 12之间的P型阱区域62之间没有任何接触。这种配置可以增加PN结部分的表面积，从而增加每个像素的信号电荷量Qs。
在第五配置示例的情况下，设置了网格图案状的像素间分离部61。因此，这种配置可以抑制入射光泄漏到相邻像素中，允许抑制混色。
进一步地，在第五配置示例的情况下，设置了柱状突出部63。这种配置可以增加每个像素中的入射光并增加每个PD 12中的光路长度。因此，这种配置可以增加每个PD 12的光接收灵敏度。此外，设置柱状突出部63可以增加PN结部分的表面积，从而增加每个像素的信号电荷量Qs。
<变形例>
接着，将描述像素分离部的变形例。
图10示出了包括突出部的像素分离部的第一变形例。在第一变形例中，突出部的数量根据像素的(滤色器的)颜色而改变。
在该图情况下，B像素中没有形成突出部，而每个G像素中形成四个突出部以及R像素中形成八个突出部。一般地，在Si中R、G和B各自波长的吸收系数中，R的吸收系数最低，而B的吸收系数最高。因此，增加每个R像素的突出部的数量可以提高相应的PD 12中R的光接收灵敏度。
需要指出的是，除了突出部的数量之外，长度、厚度、位置等也可以根据像素颜色而改变。
图11示出了包括突出部的像素分离部的第二变形例。在第二变形例中，突出部的数量根据网格图案状像素间分离部的纵边或横边而改变。在该图情况下，在每个像素的每个纵边上形成两个突出部，而在每个像素的每个横边上形成一个突出部。需要指出的是，每个像素的纵边和横边上突出部的数量的组合不限于图中所示出的示例。
图12示出了包括突出部的像素分离部的第三变形例。例如，在第三变形例中，根据每个像素距光学中心的距离，将与光学中心相对的一侧上的突起部拉长，或使突出部的中心位置偏移。因此，这种配置可以增大从倾斜方向入射的光的反射效率，允许减少周边变暗的光瞳校正。
图13示出了包括突出部的像素分离部的第四变形例。在第四变形例中，突出部的数量根据网格图案状像素间分离部的边而改变。
这种配置允许调整其中每个像素都需要Tr和配线的布局的像素之间的灵敏度差异。例如，在多个像素之间共享FD(浮动扩散)的情况下，可能发生灵敏度差异。需要指出的是，除突出部的数量之外，长度、厚度、位置等也可以根据边而改变。
图14示出了包括突出部的像素分离部的第五变形例。第五变形例形成为使得像素间分离部与突出部的纵向部分和横向部分不是垂直相交的。
通常，DIT中交叉部分的存在增加了交叉部分的线宽，导致刻蚀速率增大。因此，没有这种交叉部分时可以抑制这些问题。
图15示出了像素分离部的第六变形例。在第六变形例中，像素间分离部的边不是直线状而是形成三角波形状的锯齿形。
在该图情况下，像素间分离部的边形成波状。需要指出的是，除了三角波形状之外，像素间分离部的边也可以形成连续半圆或半矩形形状。
图16示出了包括突出部的像素分离部的第七变形例。在第七变形例中，突出部具有三角形形状。需要指出的是，除了三角形形状之外，突出部也可以具有半圆形状或多边形形状。
<应用于体内信息获取系统的示例>
根据本公开的技术(本技术)可以应用于各种产品。例如，根据本公开的技术可以应用于内窥镜手术系统。
图17是示出使用可以应用根据本公开的实施方案的技术(本技术)的胶囊型内窥镜的患者的体内信息获取系统的示意性配置示例的框图。
体内信息获取系统10001包括胶囊型内窥镜10100和外部控制装置10200。
检查时患者吞咽胶囊型内窥镜10100。胶囊型内窥镜10100具有摄像功能和无线通信功能，并且在其通过蠕动运动在诸如胃或肠等器官的内部移动一段时间的同时以预定间隔顺序地拍摄器官的内部的图像(在下文中称为体内图像)，直到其从患者体内自然排出。然后，胶囊型内窥镜10100通过无线传输将体内图像的信息顺序传输给体外的外部控制装置10200。
外部控制装置10200整体控制体内信息获取系统10001的操作。进一步地，外部控制装置10200接收从胶囊型内窥镜10100传输到其上的体内图像的信息，并基于接收的体内图像的信息生成用于在显示装置(未示出)上显示体内图像的图像数据。
在体内信息获取系统10001中，以这种方式在胶囊型内窥镜10100被吞下之后直到胶囊型内窥镜10100被排出的时间段内的任何时间可以获取对患者体内的状态进行成像的体内图像。
下面更详细地描述胶囊型内窥镜10100和外部控制装置10200的配置和功能。
胶囊型内窥镜10100包括胶囊型壳体10101，壳体10101中容纳有光源单元10111、成像单元10112、图像处理单元10113、无线通信单元10114、供电单元10115、电源单元10116和控制单元10117。
光源单元10111由光源，例如发光二极管(LED：light emitting diode)构成，并且光源单元10111将光照射在成像单元10112的摄像视场上。
成像单元10112由成像元件和光学系统构成，该光学系统包括设置在成像元件的前一级的多个透镜。照射在作为观察目标的身体组织上的光的反射光(在下文中称为观察光)通过光学系统会聚并被引入到成像元件中。在成像单元10112中，通过成像元件对入射的观察光进行光电转换，由此生成对应于观察光的图像信号。由成像单元10112生成的图像信号被提供给图像处理单元10113。
图像处理单元10113由诸如中央处理器(CPU：central processing unit)或图形处理器元(GPU：graphics processing unit)等处理器构成，并且对由成像单元10112生成的图像信号执行各种信号处理。因此，图像处理单元10113将已经执行了信号处理的图像信号作为原始(RAW)数据提供给无线通信单元10114。
无线通信单元10114对已经由图像处理单元10113执行了信号处理的图像信号执行诸如调制处理等预定处理，并且通过天线10114A将得到的图像信号传输到外部控制装置10200。此外，无线通信单元10114通过天线10114A从外部控制装置10200接收与胶囊型内窥镜10100的驱动控制有关的控制信号。无线通信单元10114将从外部控制装置10200接收到的控制信号提供给控制单元10117。
供电单元10115由用于电力接收的天线线圈、用于从天线线圈中产生的电流再生电力的电力再生电路和升压电路(voltage booster circuit)等构成。供电单元10115使用非接触充电原理产生电力。
电源单元10116由二次电池构成，并存储由供电单元10115产生的电力。在图17中，为了避免复杂的图示，省略了表示来自电源单元10116等的电力的供应目的地的箭头标记。然而，存储在电源单元10116中的电力被供应给光源单元10111、成像单元10112、图像处理单元10113、无线通信单元10114和控制单元10117，并且可以用于驱动光源单元10111、成像单元10112、图像处理单元10113、无线通信单元10114和控制单元10117。
控制单元10117由诸如CPU等处理器构成，并且根据从外部控制装置10200传输到其的控制信号适当地控制光源单元10111、成像单元10112、图像处理单元10113、无线通信单元10114和供电单元10115的驱动。
外部控制装置10200由处理器(诸如CPU或GPU)或混合地安装有处理器和存储元件(诸如存储器)的微型计算机或控制板等构成。外部控制装置10200通过天线10200A将控制信号传输到胶囊型内窥镜10100的控制单元10117，以控制胶囊型内窥镜10100的操作。在胶囊型内窥镜10100中，例如，可以根据来自外部控制装置10200的控制信号来改变光源单元10111的在观察目标时的光照射条件。此外，可以根据来自外部控制装置10200的控制信号来改变摄像条件(例如，成像单元10112的帧速率或曝光值等)。此外，可以根据来自外部控制装置10200的控制信号来改变图像处理单元10113的处理的内容或者用于从无线通信单元10114传输图像信号的条件(例如，传输间隔或传输图像数量等)。
此外，外部控制装置10200对从胶囊型内窥镜10100发送到其的图像信号执行各种图像处理，以生成用于在显示装置上显示拍摄的体内图像的图像数据。作为图像处理，可以执行各种信号处理，例如，显影处理(去马赛克处理)、图像质量改善处理(带宽增强处理、超分辨率处理、降噪(NR：noise reduction)处理和/或图像稳定处理(image stabilizationprocess))和/或放大处理(电子变焦处理)。外部控制装置10200控制显示装置的驱动，以使显示装置显示基于所生成的图像数据的拍摄的体内图像。或者，外部控制装置10200还可以控制记录装置(未示出)以记录所生成的图像数据，或控制打印装置(未示出)以通过打印输出所生成的图像数据。
上面已经描述了可以应用根据本公开的技术的体内信息获取系统的示例。根据本公开的技术可以应用于上述配置中的成像单元10112。
<移动体的应用示例>
根据本公开的技术(本技术)可以应用于各种产品。例如，根据本公开的技术可以实现为安装在如汽车、电动汽车、混合动力电动汽车、摩托车、自行车、个人移动装置、飞机、无人机、船或机器人等任何类型的移动体上的装置。
图18是示出了作为可以应用根据本公开的实施方案的技术的移动体控制系统的示例的车辆控制系统的示意性配置示例的框图。
车辆控制系统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18所示的示例中，车辆控制系统12000包括驱动系统控制单元12010、车身系统控制单元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。此外，微型计算机12051、声音/图像输出部12052和车载网络接口(I/F)12053被示出为综合控制单元12050的功能构成。
驱动系统控制单元12010根据各种程序控制与车辆的驱动系统相关的装置的操作。例如，驱动系统控制单元12010用作以下装置的控制装置：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；用于将驱动力传输至车轮的驱动力传输机构；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。
车身系统控制单元12020根据各种程序控制设置到车身上的各种装置的操作。例如，车身系统控制单元12020用作无钥匙进入系统、智能钥匙系统、电动窗装置或诸如车头灯、车尾灯、刹车灯、转向信号灯或雾灯等各种灯的控制装置。在这种情况下，从作为钥匙的替代的便携式装置传输过来的无线电波或各种开关的信号能够输入至车身系统控制单元12020。车身系统控制单元12020接收这些输入的无线电波或信号，并且控制车辆的门锁装置、电动窗装置和灯等。
车外信息检测单元12030检测关于具有车辆控制系统12000的车辆的外部的信息。例如，车外信息检测单元12030与成像部12031连接。车外信息检测单元12030使成像部12031对车辆外部的图像进行成像，并且接收所拍摄的图像。在接收的图像的基础上，车外信息检测单元12030可以对诸如人、车辆、障碍物、标记或路面上的符号等物体执行检测处理或距这些物体的距离的检测处理。
成像部12031是光学传感器，其用于接收光并且输出与接收的光的光量对应的电信号。成像部12031可以输出电信号作为图像，或可以输出电信号作为关于测量距离的信息。此外，成像部12031接收的光可以是可见光，或可以是诸如红外线等不可见光。
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与检测驾驶员状态的驾驶员状态检测部12041连接。驾驶员状态检测部12041例如包括对驾驶员进行成像的相机。在从驾驶员状态检测部12041输入的检测信息的基础上，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集中程度，或可以判断驾驶员是否正在打瞌睡。
微型计算机12051可以在关于车辆内部或外部的信息(该信息是由车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获得的)的基础上计算驱动力产生装置、转向机构或制动装置的控制目标值，并向驱动系统控制单元12010输出控制命令。例如，微型计算机12051可以执行旨在实现先进驾驶员辅助系统(ADAS：advanced driver assistancesystem)的功能的协同控制，该功能包括：车辆的碰撞避免或撞击减轻、基于车间距离的跟车行驶、车辆速度维持行驶、车辆碰撞警告或车辆偏离车道警告等。
此外，微型计算机12051可以执行旨在用于自动驾驶的协同控制，其在关于车辆内部或外部的信息(该信息是由车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获得的)的基础上通过控制驱动力产生装置、转向机构或制动装置等使车辆自主行驶，而不依赖于驾驶员的操作等。
此外，微型计算机12051可以在关于车辆外部的信息(该信息是由车外信息检测单元12030获得的)的基础上向车身系统控制单元12020输出控制命令。例如，微型计算机12051可以根据车外信息检测单元12030检测到的前方车辆或对向车辆的位置通过控制车头灯以从远光灯变为近光灯来执行旨在防止眩光的协同控制。
声音/图像输出部12052将声音和图像中的至少一种的输出信号传输到输出装置，该输出装置能够在视觉上或听觉上将信息通知车辆的乘客或车辆的外部。在图18的示例中，音频扬声器12061、显示部12062和仪表面板12063被示出为输出装置。例如，显示部12062可以包括车载显示器和平视显示器中的至少一者。
图19是示出了成像部12031的安装位置的示例的图。
在图19中，成像部12031包括成像部12101、12102、12103、12104和12105。
成像部12101、12102、12103、12104和12105例如设置在车辆12100的前鼻、侧视镜、后保险杠和后门上的位置以及车辆内部挡风玻璃的上部上的位置。设置到前鼻上的成像部12101和设置到车辆内部挡风玻璃的上部上的成像部12105主要获得车辆12100的前方的图像。设置到侧视镜上的成像部12102和12103主要获得车辆12100的侧面的图像。设置到后保险杠或后门上的成像部12104主要获得车辆12100的后方的图像。设置到车辆内部挡风玻璃的上部上的成像部12105主要用于检测前方车辆、行人、障碍物、信号、交通标志或车道等。
顺便提及，图19示出了成像部12101至12104的拍摄范围的示例。成像范围12111表示设置到前鼻上的成像部12101的成像范围。成像范围12112和12113分别表示设置到侧视镜上的成像部12102和12103的成像范围。成像范围12114表示设置到后保险杠或后门上的成像部12104的成像范围。例如，通过叠加由成像部12101至12104拍摄的图像数据，获得从上方观看到的车辆12100的俯瞰图像。
成像部12101至12104中的至少一者可以具有获得距离信息的功能。例如，成像部12101至12104中的至少一者可以是由多个成像元件构成的立体相机，或者可以是具有用于相位差检测的像素的成像元件。
例如，微型计算机12051可以在从成像部12101至12104获得的距离信息的基础上确定到成像范围12111到12114内的每个三维物体的距离和距离的时间变化(相对于车辆12100的相对速度)，从而提取最近的三维物体作为前方车辆，特别地，该三维物体存在于车辆12100的行驶路径上并且以预定速度(例如，等于或大于0千米/小时)在与车辆12100基本相同的方向上行驶。此外，微型计算机12051可以预先设定在前方车辆前方要保持的车间距离，并且执行自动制动控制(包括跟车停止控制)或自动加速控制(包括跟车启动控制)等。因此，可以执行旨在用于自动驾驶的协同控制，其使得车辆自主行驶而不依赖于驾驶员的操作等。
例如，微型计算机12051可以在从成像部12101至12104获得的距离信息的基础上将关于三维物体的三维物体数据分类为两轮车辆、标准尺寸车辆、大型车辆、行人、电线杆和其他三维物体的三维物体数据，提取分类后的三维物体数据，并使用所提取的三维物体数据来自动避开障碍物。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识别的障碍物以及车辆12100的驾驶员难以在视觉上识别的障碍物。然后，微型计算机12051确定表示与每个障碍物碰撞的风险的碰撞风险。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向驾驶员输出警告，并通过驱动系统控制单元12010执行强制减速或者避让转向。微型计算机12051由此可以辅助驱动以避免碰撞。
成像部12101至12104中的至少一者可以是检测红外线的红外摄像机。例如，微型计算机12051可以通过确定成像部12101至12104的拍摄图像中是否存在行人来识别行人。例如，通过在作为红外摄像机的成像部12101至12104的拍摄图像中提取特征点的程序以及通过对表示物体轮廓的一系列特征点执行图案匹配处理来确定是否是行人的程序来执行对行人的这种识别。当微型计算机12051确定成像部12101至12104的拍摄图像中存在行人并且因此识别出行人时，声音/图像输出部12052控制显示部12062，使得用于强调的方形轮廓线以叠加在识别出的行人上的方式显示。声音/图像输出部12052还可以控制显示部12062，使得表示行人的图标等显示在期望的位置处。
上面已经描述了可以应用根据本公开的技术的车辆控制系统的示例。根据本公开的技术可以应用于上述的配置中的成像部12031。
需要指出的是，本技术的实施方案不限于上述实施方案，并且在不脱离本技术范围的情况下可以产生各种变形。
本技术也可以具有以下配置。
(1)一种固态成像元件，包括：
光电转换部，其形成在每个像素中；和
像素间分离部，其使每个像素的所述光电转换部分离，其中
所述像素间分离部包括具有朝向所述光电转换部突出的形状的突出部。
(2)根据(1)所述的固态成像元件，进一步地包括：
所述像素间分离部和所述光电转换部之间的区域，所述区域的导电类型与所述光电转换部不同。
(3)根据(1)或(2)所述的固态成像元件，其中
所述像素间分离部由折射率比所述光电转换部低的材料和光反射材料中的至少一种形成。
(4)根据(1)到(3)中任一项所述的固态成像元件，其中
所述像素间分离部为在基板上从光入射面侧形成的DTI。
(5)根据(1)到(3)中任一项所述的固态成像元件，其中
所述像素间分离部为在基板上从与光入射面相对的表面侧形成的DTI。
(6)根据(1)到(5)中任一项所述的固态成像元件，其中
所述像素间分离部形成网格图案，以便使每个像素的所述光电转换部分离。
(7)根据(6)所述的固态成像元件，其中
所述像素间分离部在深度方向上的长度在所述突出部和所述网格图案的边之间不同。
(8)根据(1)到(7)中任一项所述的固态成像元件，其中
所述像素间分离部中包含的所述突出部根据每个像素的颜色而改变。
(9)根据(1)到(7)中任一项所述的固态成像元件，其中
所述像素间分离部中包含的所述突出部的长度根据每个像素的颜色而改变。
(10)根据(1)到(7)中任一项所述的固态成像元件，其中
所述像素间分离部中包含的所述突出部的宽度根据每个像素的颜色而改变。
(11)根据(1)到(7)中任一项所述的固态成像元件，其中
所述像素间分离部中包含的所述突出部的数量根据每个像素的颜色而改变。
(12)根据(1)到(7)中任一项所述的固态成像元件，其中
所述像素间分离部中包含的所述突出部根据共享像素的图案而改变。
(13)根据(1)到(7)中任一项所述的固态成像元件，其中
所述像素间分离部中包含的所述突出部的长度根据共享像素的图案而改变。
(14)根据(1)到(7)中任一项所述的固态成像元件，其中
所述像素间分离部中包含的所述突出部的宽度根据共享像素的图案而改变。
(15)根据(1)到(7)中任一项所述的固态成像元件，其中
所述像素间分离部中包含的所述突出部的数量根据共享像素的图案而改变。
(16)根据(1)到(7)中任一项所述的固态成像元件，其中
所述像素间分离部中包含的所述突出部根据从光学中心到相应像素的距离而改变。
(17)根据(6)所述的固态成像元件，其中
包括所述突出部的所述像素间分离部不包括其中横向部分和纵向部分垂直相交的部分。
(18)根据(6)或(7)所述的固态成像元件，其中
所述像素间分离部的所述网格图案的边具有直线状。
(19)根据(6)或(7)所述的固态成像元件，其中
所述像素间分离部的所述网格图案的边具有锯齿状。
(20)根据(6)或(7)所述的固态成像元件，其中
所述像素间分离部的所述网格图案的边具有三角波形状。
(21)根据(6)或(7)所述的固态成像元件，其中
所述像素间分离部的所述网格图案的边具有连续半圆形状。
(22)根据(6)或(7)所述的固态成像元件，其中
所述像素间分离部的所述网格图案的边具有连续半矩形形状。
(23)根据(1)所述的固态成像元件，其中
所述像素间分离部由阱区域形成，所述阱区域的导电类型与所述光电转换部不同。
(24)一种固态成像元件，包括：
光电转换部，其形成在每个像素中；
网格图案状的像素间分离部，其使每个像素的所述光电转换部分离；以及
柱状突出部，其形成在所述光电转换部的内部。
(25)根据(24)所述的固态成像元件，进一步地包括：
所述像素间分离部与所述光电转换部和所述突出部与所述光电转换部之间的阱区域，所述阱区域的导电类型与所述光电转换部不同。
(26)根据(24)或(25)所述的固态成像元件，其中
所述突出部由折射率比所述光电转换部低的材料和光反射材料中的至少一种形成。
(27)根据(24)到(26)中任一项所述的固态成像元件，其中
所述突出部为在基板上从光入射面侧形成的DTI，以及
所述像素间分离部为在基板上从与光入射面相对的表面侧形成的DTI。
(28)根据(24)到(27)中任一项所述的固态成像元件，其中
所述突出部具有圆柱形状。
(29)根据(24)到(27)中任一项所述的固态成像元件，其中
所述突出部具有多边形柱形状。
(30)根据(1)到(29)中任一项所述的固态成像元件，其中
所述固态成像元件是背面照射型。
(31)一种电子设备，包括：
固态成像元件，其中
所述固态成像元件包括：
光电转换部，其形成在每个像素中，和
像素间分离部，其使每个像素的所述光电转换部分离，并且
所述像素间分离部包括具有朝向所述光电转换部突出的形状的突出部。
(32)一种电子设备，包括：
固态成像元件，其中
所述固态成像元件包括：
光电转换部，其形成在每个像素中，
网格图案状的像素间分离部，其使每个像素的所述光电转换部分离，以及
柱状突出部，其形成在所述光电转换部的内部。
附图标记列表
10 Si基板
11 像素间分离部
11a 突出部
12 PD
13 PN结部分
14 OCL
15 CF
16 CF间遮光部
17 STI
18 Tr栅极
19 配线层
21 像素间分离部
21a 突出部
41 像素间分离部
41a 突出部
42 P型阱区域
51 像素间分离部
51a 突出部
52 P型区域
61 像素间分离部
61a 突出部
62 P型阱区域
63 柱状突出部

Claims (32)

1.一种固态成像元件，包括：
光电转换部，其形成在每个像素中；和
像素间分离部，其使每个像素的所述光电转换部分离，其中
所述像素间分离部包括具有朝向所述光电转换部突出的形状的突出部。
2.根据权利要求1所述的固态成像元件，进一步地包括：
所述像素间分离部和所述光电转换部之间的区域，所述区域的导电类型与所述光电转换部不同。
3.根据权利要求2所述的固态成像元件，其中
所述像素间分离部由折射率比所述光电转换部低的材料和光反射材料中的至少一种形成。
4.根据权利要求2所述的固态成像元件，其中
所述像素间分离部为在基板上从光入射面侧形成的DTI。
5.根据权利要求2所述的固态成像元件，其中
所述像素间分离部为在基板上从与光入射面相对的表面侧形成的DTI。
6.根据权利要求2所述的固态成像元件，其中
所述像素间分离部形成网格图案，以便使每个像素的所述光电转换部分离。
7.根据权利要求6所述的固态成像元件，其中
所述像素间分离部在深度方向上的长度在所述突出部和所述网格图案的边之间不同。
8.根据权利要求2所述的固态成像元件，其中
所述像素间分离部中包含的所述突出部根据每个像素的颜色而改变。
9.根据权利要求8所述的固态成像元件，其中
所述像素间分离部中包含的所述突出部的长度根据每个像素的颜色而改变。
10.根据权利要求8所述的固态成像元件，其中
所述像素间分离部中包含的所述突出部的宽度根据每个像素的颜色而改变。
11.根据权利要求8所述的固态成像元件，其中
所述像素间分离部中包含的所述突出部的数量根据每个像素的颜色而改变。
12.根据权利要求2所述的固态成像元件，其中
所述像素间分离部中包含的所述突出部根据共享像素的图案而改变。
13.根据权利要求12所述的固态成像元件，其中
所述像素间分离部中包含的所述突出部的长度根据共享像素的图案而改变。
14.根据权利要求12所述的固态成像元件，其中
所述像素间分离部中包含的所述突出部的宽度根据共享像素的图案而改变。
15.根据权利要求12所述的固态成像元件，其中
所述像素间分离部中包含的所述突出部的数量根据共享像素的图案而改变。
16.根据权利要求2所述的固态成像元件，其中
所述像素间分离部中包含的所述突出部根据从光学中心到相应像素的距离而改变。
17.根据权利要求6所述的固态成像元件，其中
包括所述突出部的所述像素间分离部不包括其中横向部分和纵向部分垂直相交的部分。
18.根据权利要求6所述的固态成像元件，其中
所述像素间分离部的所述网格图案的边具有直线状。
19.根据权利要求6所述的固态成像元件，其中
所述像素间分离部的所述网格图案的边具有锯齿状。
20.根据权利要求6所述的固态成像元件，其中
所述像素间分离部的所述网格图案的边具有三角波形状。
21.根据权利要求6所述的固态成像元件，其中
所述像素间分离部的所述网格图案的边具有连续半圆形状。
22.根据权利要求6所述的固态成像元件，其中
所述像素间分离部的所述网格图案的边具有连续半矩形形状。
23.根据权利要求1所述的固态成像元件，其中
所述像素间分离部由阱区域形成，所述阱区域的导电类型与所述光电转换部不同。
24.一种固态成像元件，包括：
光电转换部，其形成在每个像素中；
网格图案状的像素间分离部，其使每个像素的所述光电转换部分离；以及
柱状突出部，其形成在所述光电转换部的内部。
25.根据权利要求24所述的固态成像元件，进一步地包括：
所述像素间分离部与所述光电转换部和所述突出部与所述光电转换部之间的阱区域，所述阱区域的导电类型与所述光电转换部不同。
26.根据权利要求25所述的固态成像元件，其中
所述突出部由折射率比所述光电转换部低的材料和光反射材料中的至少一种形成。
27.根据权利要求25所述的固态成像元件，其中
所述突出部为在基板上从光入射面侧形成的DTI，以及
所述像素间分离部为在基板上从与光入射面相对的表面侧形成的DTI。
28.根据权利要求25所述的固态成像元件，其中
所述突出部具有圆柱形状。
29.根据权利要求25所述的固态成像元件，其中
所述突出部具有多边形柱形状。
30.根据权利要求1所述的固态成像元件，其中
所述固态成像元件是背面照射型。
31.一种电子设备，包括：
固态成像元件，其中
所述固态成像元件包括：
光电转换部，其形成在每个像素中，和
像素间分离部，其使每个像素的所述光电转换部分离，并且
所述像素间分离部包括具有朝向所述光电转换部突出的形状的突出部。
32.一种电子设备，包括：
固态成像元件，其中
所述固态成像元件包括：
光电转换部，其形成在每个像素中，
网格图案状的像素间分离部，其使每个像素的所述光电转换部分离，以及
柱状突出部，其形成在所述光电转换部的内部。
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