CN112534579A - 摄像装置和电子设备 - Google Patents

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Abstract

提供一种能够将电荷从光电转换单元平稳地传输至传输目的地的摄像装置。该摄像装置设置有：半导体层，具有前表面和位于与前表面相反侧的后表面；光电转换单元，被埋设在半导体层中，并且通过光电转换产生与所接收的光量相对应的电荷；和传输单元，包括第一沟槽栅极和第二沟槽栅极，并且传输单元经由第一沟槽栅极和第二沟槽栅极将所述电荷从光电转换单元传输至相同的传输目的地，第一沟槽栅极和第二沟槽栅极分别从半导体层的所述前表面向着所述后表面延伸至光电转换单元。所述第一沟槽栅极具有从所述前表面至所述光电转换单元的第一长度，并且所述第二沟槽栅极具有从所述前表面至所述光电转换单元的第二长度，所述第二长度比所述第一长度短。

Description

摄像装置和电子设备
技术领域
本公开涉及通过执行光电转换进行摄像的摄像装置和包括该摄像装置的电子设备。
背景技术
已经提出了这样的固态摄像装置：在该固态摄像装置中，在设置于半导体层中的光电转换器中产生的信号电荷通过被埋设在在该半导体层中的栅电极传输至浮动扩散部(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2013-84785号
发明内容
顺便提及地，在这种固态摄像装置中，期望电荷从光电转换器平稳地传输至传输目的地。
因此，期望提供具有优异的操作可靠性的摄像装置和包括这种摄像装置的电子设备。
根据本公开的实施例的摄像装置包括：半导体层，其具有前表面和后表面，所述后表面位于所述前表面的相反侧；光电转换器，其被埋设在所述半导体层中，并且通过光电转换产生与所接收的光量相对应的电荷；和传输部，其包括第一沟槽栅极和第二沟槽栅极，并且所述传输部经由所述第一沟槽栅极和所述第二沟槽栅极将所述电荷从所述光电转换器传输至相同的传输目的地，所述第一沟槽栅极和所述第二沟槽栅极分别从所述半导体层的所述前表面向着所述后表面延伸至所述光电转换器。所述第一沟槽栅极具有从所述前表面至所述光电转换器的第一长度，并且所述第二沟槽栅极具有从所述前表面至所述光电转换器的第二长度，所述第二长度比所述第一长度短。
此外，根据本公开的实施例的电子设备包括上述摄像装置。
如上所述，在分别具有上述构造的根据本公开的实施例的摄像装置和电子设备中，即使在传输部处于关断状态时光电转换器中存在电位突降，但是在传输部处于导通状态时就能消除电位突降。
根据本公开的实施例的摄像装置和电子设备，电荷从光电转换器平稳地传输至传输目的地，并且能够实现优异的摄像性能。
应注意，本公开的效果不限于上述效果，并且可以包括以下说明的任何效果。
附图说明
图1A是示出根据本公开的第一实施例的摄像装置的功能的构造示例的框图。
图1B是示出根据第一实施例的第一变形例的摄像装置的功能的构造示例的框图。
图1C是示出根据第一实施例的第二变形例的摄像装置的功能的构造示例的框图。
图2是示出图1A所示的摄像装置中包括的一个传感器像素的电路构造的电路图。
图3是图1A所示的摄像装置中包括的传感器像素的一部分的构造的示意性平面图。
图4是图1A所示的摄像装置中包括的传感器像素的一部分的构造的示意性横截面图以及在深度方向上的电位状态的示意图。
图5是根据第一实施例的第三变形例的传感器像素的平面图。
图6是根据第一实施例的第四变形例的传感器像素的平面图。
图7是根据第一实施例的第五变形例的传感器像素的平面图。
图8是根据第一实施例的第六变形例的传感器像素的平面图。
图9A是根据本公开的第二实施例的传感器像素的平面图。
图9B是示出图9A所示的传感器像素的电路构造的电路图。
图10A是根据本公开的第三实施例的传感器像素的平面图。
图10B是示出图10A所示的传感器像素的电路构造的电路图。
图11A是根据本公开的第四实施例的传感器像素的平面图。
图11B是示出图11A所示的传感器像素的电路构造的电路图。
图11C是图11A所示的传感器像素的构造的示意性截面图。
图12A是示出图11A所示的传感器像素的各驱动信号的波形的第一时序图。
图12B是示出图11A所示的传感器像素的各驱动信号的波形的第二时序图。
图12C是示出图11A所示的传感器像素的各驱动信号的波形的第三时序图。
图13A是根据第四实施例的第一变形例的传感器像素的平面图。
图13B是根据第四实施例的第二变形例的传感器像素的平面图。
图13C是根据第四实施例的第三变形例的传感器像素的平面图。
图13D是根据第四实施例的第四变形例的传感器像素的平面图。
图14是示出电子设备的整体构造示例的示意图。
图15是示出车辆控制系统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安装位置的示例的图。
图17是示出内窥镜手术系统的示意性构造的示例的图。
图18是示出摄像头和CCU(camera control unit：相机控制单元)的功能构造的示例的框图。
具体实施方式
下面参考附图详细说明本公开的实施例。应注意，按以下顺序给出说明。
1.第一实施例
固态摄像装置的示例，其中，传输部中的一个垂直晶体管包括两个不同深度的沟槽栅极(trench gate)。
2.第一实施例的变形例
3.第二实施例
固态摄像装置的示例，其还包括：用作电荷的传输目的地的电源；和放电晶体管。
4.第三实施例
固态摄像装置的示例，其还包括电荷保持部。
5.第四实施例
固态摄像装置的示例：其中，传输部包括两个垂直晶体管，这两个垂直晶体管被构造为彼此独立地被驱动。
6.第四实施例的变形例
7.电子设备的应用示例
8.移动体的应用实例
9.内窥镜手术系统的应用实例
10.其他变形例
<1.第一实施例>
[固态摄像装置101A的构造]
图1A是示出根据本技术的第一实施例的固态摄像装置101A的功能的构造示例的框图。
固态摄像装置101A例如是诸如CMOS(Complementary Metal OxideSemiconductor：互补金属氧化物半导体)图像传感器等所谓的全局快门模式的背面照射型图像传感器。固态摄像装置101A接收来自被摄体的光，然后对该光进行光电转换，并且产生图像信号并拍摄图像。
全局快门模式基本上是执行全局曝光的模式，在全局曝光中，所有像素同时开始曝光，并且所有像素同时终止曝光。这里，所有像素是指图像中出现的部分的所有像素，并且排除了虚设像素(dummy pixel)等。此外，如果时间差或图像失真足够小到不会造成问题的程度，则在以多行(例如，几十行)为单位地而不是所有像素同时地执行全局曝光的同时移动用于执行全局曝光的区域的模式也包括在全局快门模式中。此外，对预定区域中的像素而不是图像中出现的部分的所有像素执行全局曝光的模式也包括在全局快门模式中。
背面照射型图像传感器是指具有如下构造的图像传感器：其中，诸如光电二极管等的用于接收来自被摄体的光并且将该光转换成电信号的光电转换器设置在光接收表面和配线层之间，来自被摄体的光进入所述光接收表面，所述配线层设置有用于驱动各像素的晶体管等的配线。
固态摄像装置101A例如包括像素阵列111、垂直驱动器112、列信号处理器113、数据存储部119、水平驱动器114、系统控制器115和信号处理器118。
固态摄像装置101A具有形成在半导体层11(稍后将说明)上的像素阵列111。诸如垂直驱动器112、列信号处理器113、数据存储部119、水平驱动器114、系统控制器115和信号处理器118等的周边电路例如与像素阵列111形成在相同的半导体层11上。
像素阵列111具有多个传感器像素110，每个传感器像素110包括光电转换器51(稍后将说明)，该光电转换器51产生与从被摄体进入的光量相对应的电荷并且累积电荷。如图1所示，传感器像素110在水平方向(行方向)和垂直方向(列方向)上布置。在像素阵列111中，像素驱动线116针对包括在行方向上排成一行的传感器像素110的各像素行沿着行方向布设，并且垂直信号线(VSL)117针对包括在列方向上排成一列的传感器像素110的各像素列沿着列方向布设。
垂直驱动器112包括移位寄存器和地址解码器等。垂直驱动器112通过经由相应的多个像素驱动线116将信号等提供给多个传感器像素110，来同时驱动像素阵列111中的所有的多个传感器像素110，或者以像素行为单位来驱动它们。
垂直驱动器112包括两个扫描系统，例如，读出扫描系统和扫出扫描系统。读出扫描系统逐行地选择并扫描像素阵列111的单位像素，以便从单位像素读出信号。扫出扫描系统在比读出扫描提前一个快门速度的时间对将由读出扫描系统进行读出扫描的读出行执行扫出扫描。
由于由扫出扫描系统执行的扫出扫描，从读出行的单位像素的光电转换器51清除了不必要的电荷。这称为复位。然后，由于通过扫出扫描系统清除了不必要的电荷，即复位，所以执行所谓的电子快门操作。这里，电子快门操作是指丢弃光电转换器51的光电荷并且重新开始曝光(即，重新开始光电荷的累积)的操作。
将要通过读出扫描系统的读出操作而被读出的信号对应于在前一个读出操作或电子快门操作之后进入的光量。单位像素中的光电荷的累积时间，即曝光时间，是从紧接在前的读出操作的读出时刻或从紧接在前的电子快门操作的扫出时刻到当前的读出操作的读出时刻的时间段。
将要从由垂直驱动器112选择并扫描的像素行的各单位像素输出的信号通过各个垂直信号线117提供给列信号处理器113。列信号处理器113对通过像素阵列111的各像素列的垂直信号线117从所选行的各单位像素输出的信号进行预定的信号处理，并且临时保持已经进行了信号处理的像素信号。
具体地，列信号处理器113例如包括移位寄存器或地址解码器，并且列信号处理器113对模拟像素信号执行噪声消除处理、相关双采样处理、A/D(模拟/数字)转换A/D转换处理等，以生成数字像素信号。列信号处理器113将所生成的像素信号提供给信号处理器118。
水平驱动器114包括移位寄存器和地址解码器等，并且水平驱动器114依次选择与列信号处理器113的像素列相对应的单位电路。由于水平驱动器114的选择扫描，针对列信号处理器113中的各单位电路处理的像素信号被依次输出到信号处理器118。
系统控制器115包括产生各种时序信号的时序发生器等。系统控制器115基于由时序发生器产生的时序信号来控制垂直驱动器112、列信号处理器113和水平驱动器114的驱动。
信号处理器118在根据需要将数据临时存储在数据存储部119中的同时，对从列信号处理器113提供的像素信号执行诸如算术处理等信号处理，并且输出包括各个像素信号的图像信号。
数据存储部119临时存储当信号处理器118要执行信号处理时信号处理所需的数据。
应注意，根据本技术的固态摄像装置不限于图1A所示的固态摄像装置101A，并且例如可以具有诸如图1B所示的固态摄像装置101B或图1C所示的固态摄像装置101C等构造。图1B是示出根据本技术的第一实施例的第一变形例的固态摄像装置101B的功能的构造示例的框图。图1C是示出根据本技术的第一实施例的第二变形例的固态摄像装置101C的功能的构造示例的框图。
图1B所示的固态摄像装置101B具有设置在列信号处理器113和水平驱动器114之间的数据存储部119，并且从列信号处理器113输出的像素信号经由数据存储部119提供给信号处理器118。
此外，图1C所示的固态摄像装置101C具有并行布置在列信号处理器113和水平驱动器114之间的数据存储部119和信号处理器118。在固态摄像装置101C中，列信号处理器113以像素阵列111的一列为单位或以像素阵列111的多列为单位执行A/D转换，以将模拟像素信号转换为数字像素信号。
[传感器像素110的构造]
(电路构造示例)
接下来，参考图2，将说明设置在图1A的像素阵列111中的传感器像素110的电路构造示例。图2是像素阵列111中包括的多个传感器像素110中的一个传感器像素110的电路构造示例。
在图2所示的示例中，像素阵列111中的传感器像素110包括光电转换器(PD)51、传输晶体管(TG)52、电荷-电压转换器(FD)53、复位晶体管(RST)54、放大晶体管(AMP)55和选择晶体管(SEL)56。
在该示例中，TG 52、RST 54、AMP 55和SEL 56都是N型MOS晶体管。基于系统控制器115的驱动控制，通过垂直驱动器112和水平驱动器114向TG 52的栅电极、RST 54的栅电极、AMP 55的栅电极和SEL56的栅电极分别提供驱动信号S52、S54和S56。驱动信号S52、S54和S56均是脉冲信号，其中，高电平状态是激活状态(导通状态)，低电平状态是非激活状态(关断状态)。应注意，在下文中，使驱动信号变为激活状态也称为接通驱动信号，使驱动信号变为非激活状态也称为关断驱动信号。
PD 51例如是包括PN结的光电二极管的光电转换元件，并且PD 51被构造为接收来自被摄体的光，通过光电转换产生与所接收的光量相对应的电荷，并且累积电荷。
TG 52连接在PD 51与FD 53之间，并且TG 52被构造为响应于施加到TG 52的栅电极的驱动信号S52，将PD 51中累积的电荷传输至FD53。TG 52是与本公开的“传输部”相对应的具体示例。
RST 54的漏极连接至电源VDD，源极连接至FD 53。RST 54响应于施加到RST 54的栅电极的驱动信号S54来初始化或复位FD 53。例如，当驱动信号S58被接通并且RST 58被导通时，FD 53的电位被复位到电源VDD的电压电平。即，FD 53被初始化。
FD 53是浮动扩散区域，其将经由TG 52从PD 51传输来的电荷转换成电信号(例如，电压信号)并且输出电信号。RST 54连接至FD 53，并且垂直信号线VSL经由AMP 55和SEL56也连接至FD 53。
(平面构造示例和截面构造示例)
接下来，参考图3和图4，将说明设置在图1A的像素阵列111中的传感器像素110的平面构造示例和横截面构造示例。图3示出了像素阵列111中包括的多个传感器像素110中的一个传感器像素110的平面构造示例。图4的(A)示出了一个传感器像素110的横截面构造示例，其对应于沿着图3所示的线IV-IV截取的箭头方向的横截面。然而，在图4的(A)中，位置P1与位置P2之间的部分表示沿X轴方向的XZ横截面，而其他截面表示沿着Y轴方向的YZ横截面。
在图3和图4的(A)所示的示例中，PD 51占据传感器像素110的中央区域，并且RST54、VDD、AMP 55、SEL 56、FD 57、VSS和VSL117设置在周边区域中。TG 52和FD 53分别设置在使得它们在Z轴方向(也称为厚度方向或深度方向)上与PD 51重叠的位置处。FD 57通过金属层连接至FD 53。VSS是接地端子，通常设置为0V。
如图3和图4的(A)所示，传感器像素110包括：包含诸如Si(硅)等半导体材料的半导体层11；PD 51；和用作传输部的TG 52。此外，在TG 52与半导体层11之间以及在TG 52与PD 51之间设置有包含氧化物等的绝缘层13。半导体层11包括：前表面11S1；和位于前表面11S1的相反侧的后表面11S2。半导体层11可以设置有包围PD 51的遮光部12。
TG 52包括沟槽栅极521和沟槽栅极522。TG 52适于经由沟槽栅极521和沟槽栅极522将在PD 51中产生并累积的电荷从PD 51传输至相同的传输目的地，即FD 53。如图4的(A)所示，沟槽栅极521和沟槽栅极522分别从半导体层11的前表面11S1向着后表面11S2延伸至PD51中。
沟槽栅极521具有从前表面11S1至PD 51的长度L521。沟槽栅极522具有从前表面11S1至PD 51的长度L522，长度L522比长度L521短(L521>L522)。
另外，沟槽栅极521的直径D521和沟槽栅极522的直径D522分别从前表面11S1朝向后表面11S2变窄。此外，沟槽栅极521的直径D521的最大值大于沟槽栅极522的直径D522的最大值。应注意，在图4的(A)所示的示例中，沟槽栅极521的直径D521和沟槽栅极522的直径D522都在最上部处最大。
(传感器像素110的操作)
接下来，除了图2和图4的(A)之外，还参考图4的(B)和图4的(C)，将说明传感器像素110的操作。在传感器像素110中，当在接收来自被摄体的光的PD 51中产生并累积的电荷被读出时，基于系统控制器115的驱动控制来接通施加给TG 52的驱动信号S52。这导致所累积的电荷经由沟槽栅极521和沟槽栅极522从PD 51传输至FD 53。应注意，PD 51中的深度方向(Z轴方向)上的电位具有这样的梯度：从较深的位置(即，靠近后表面11S2的位置)朝向较浅的位置(即，靠近前表面11S1的位置)，电位逐渐增大。
然而，实际上，在PD 51的深度方向的一部分中可能发生电位突降(potentialdip)。电位突降是指与自身正上方的电位和正下方的电位相比具有较低电位的位置。特别地，当PD 51在深度方向上的尺寸增大时，在深度方向上的电位梯度变得平缓，并且往往容易发生电位突降。在此，如果TG 52仅具有一个沟槽栅极521，则PD 51中的厚度方向(Z轴方向)上的电位状态例如是图4的(B)所示的状态。图4的(B)是在假设TG 52仅具有一个沟槽栅极521的情况下在PD 51中的深度方向(Z轴方向)上的电位状态的示意图，并且图4的(B)对应于图4的(A)的横截面。如果TG 52仅具有一个沟槽栅极521，则如图4的(B)所示，在PD 51中，电位突降(由虚线包围的部分)可以在深度方向的一部分中保持不变。可替代地，在TG52具有长度彼此相同的沟槽栅极521和沟槽栅极522的情况下，情况类似。
相比之下，根据本实施例的传感器像素110包括具有相对长的沟槽栅极521和相对短的沟槽栅极522的TG 52。因此，PD 51的电位从TG52接收到的调制力在从仅存在沟槽栅极521的区域移动至沟槽栅极521和沟槽栅极522都存在的区域时增大。因此，PD 51中的在厚度方向(Z轴方向)上的电位状态变为例如图4的(C)所示的状态，从而消除了在深度方向的一部分中存在的电位突降。应注意，图4的(C)是PD 51中的在深度方向(Z轴方向)上的电位状态的示意图，并且对应于图4的(A)的横截面。
[固态摄像装置101A的效果]
如上所述，在根据本实施例的固态摄像装置101A中，从PD 51传输电荷的TG 52具有长度为L521的沟槽栅极521和长度为L522的沟槽栅极522，长度L522小于长度L521。因此，即使在TG 52关断的状态下PD 51中存在意外的电位突降，或者即使为了增加饱和电荷量而在PD 51中产生了意外的电位突降，也能够在TG 52导通的状态下消除电位突降。因此，即使在半导体层11的厚度增加的情况下，即，即使在沿Z轴方向的电位的梯度变得缓和的情况下，也能够将电荷从PD 51平稳地传输至FD 53。因此，期待改善固态摄像装置101A的操作可靠性。
此外，在根据本实施例的固态摄像装置101A中，沟槽栅极521的直径D521和沟槽栅极522的直径D522从前表面11S1朝向后表面11S2变窄。此外，沟槽栅极521的直径D521的最大值大于沟槽栅极522的直径D522的最大值。因此，提供了对于准确地形成具有较大长度L521的沟槽栅极521和具有小于长度L521的长度L522的沟槽栅极522有利的结构。
<2.第一实施例的变形例>
(第三变形例)
[传感器像素110A的构造]
图5是根据第一实施例的第三变形例的传感器像素110A的平面图。应注意，图5对应于第一实施例的图3。
如图5所示，根据本变形例的传感器像素110A是这样的：作为电荷的传输目的地的FD 53位于沟槽栅极521与沟槽栅极522之间。除此之外，其余部分具有与上述根据第一实施例的传感器像素110基本相同的构造。
[传感器像素110A的作用和效果]
如上所述，与根据上述第一实施例的传感器像素110相比，根据本变形例的传感器像素110A，用作传输目的地的FD 53设置在沟槽栅极521与沟槽栅极522之间。在沟槽栅极521与沟槽栅极522之间的部分中，消除了反偏压效应(back-bias effect)，并且从TG 52接收到的调制力最高。因此，要被传输的电荷不可避免地在沟槽栅极521与沟槽栅极522之间通过，并被传输至前表面11S1。由于作为电荷的传输目的地的FD 53存在于前表面11S附近，因此提高了电荷从PD 51去往FD 53的传输效率。
(第四变形例)
[传感器像素110B的构造]
图6是根据第一实施例的第四变形例的传感器像素110B的平面图。应注意，图6对应于第一实施例的图3。
如图6所示，根据本变形例的传感器像素110B是这样的：TG 52除了包括沟槽栅极521和沟槽栅极522之外，还包括用作第三沟槽栅极的沟槽栅极523。此外，沟槽栅极521至523分别具有沿着XY平面的基本呈正方形的截面。此外，在XY平面中，沟槽栅极522与作为传输目的地的FD 53之间的距离比沟槽栅极521与FD 53之间的距离短，并且比沟槽栅极523与FD 53之间的距离短。除此之外，其他部分具有与上述根据第一实施例的传感器像素110基本相同的构造。
[传感器像素110B的作用和效果]
如上所述，根据本变形例的传感器像素110B，由于还设置有沟槽栅极523，因此沟槽栅极的数量大于传感器像素110中的沟槽栅极的数量。因此，也能够对PD 51的水平平面(XY平面)中距TG 52较远的位置处的区域的电位施加调制力。结果，能够将电荷从PD 51更平稳地传输至FD 53。
(第五变形例)
[传感器像素110C的构造]
图7是根据第一实施例的第五变形例的传感器像素110C的平面图。应注意，图7对应于第一实施例的图3。
如图7所示，在根据本变形例的传感器像素110C中，TG 52除了包括沟槽栅极521和沟槽栅极522之外，还包括用作第三沟槽栅极的沟槽栅极523。此外，沟槽栅极521至523分别具有沿着XY平面的基本呈正方形的截面。此外，在XY平面中，沟槽栅极521与作为传输目的地的FD 53之间的距离比沟槽栅极522与FD 53之间的距离长，并且比沟槽栅极523与FD 53之间的距离长。除此之外，其他部分具有与上述根据第一实施例的传感器像素110基本相同的构造。
[传感器像素110C的作用和效果]
如上所述，根据本变形例的传感器像素110C，由于还设置有沟槽栅极523，因此沟槽栅极的数量大于传感器像素110中的沟槽栅极的数量。因此，也可以对PD 51的水平平面(XY平面)中距TG 52较远的位置处的区域的电位施加调制力。结果，能够将电荷从PD 51更平稳地传输至FD 53。此外，在根据本变形例的传感器像素110C中，三个沟槽栅极中的两个沟槽栅极设置在作为电荷的传输目的地的FD 53附近。因此，与根据图6所示的第一实施例的第四变形例的传感器像素110B相比，能够将PD 51的电荷更有效地传输至FD 53。这是因为在FD 53附近设置有有利的传输路径(即，沟槽栅极522与沟槽栅极523之间的区域部分)，该传输路径能够更有效地传输PD 51的电荷。
(第六变形例)
[传感器像素110D的构造]
图8是根据第一实施例的第六变形例的传感器像素110D的平面图。应注意，图8对应于第一实施例的图3。
如图8所示，根据本变形例的传感器像素110D具有沟槽栅极521和522，沟槽栅极521和522分别具有沿着XY平面的基本呈正方形的截面。除此之外，其他部分具有与上述根据第一实施例的传感器像素110基本相同的构造。
[传感器像素110D的作用和效果]
如上所述，根据本变形例的传感器像素110D，与上述根据第一实施例的传感器像素110相比，可以减小TG 52在水平平面(XY平面)中所占据的面积。因此，能够增加PD 51在水平平面(XY平面)中的光接收面积。
<3.第二实施例>
图9A是根据本技术的第二实施例的传感器像素210的平面构造示例。图9B是传感器像素210的电路构造示例。
作为PD 51的电荷的传输目的地，根据本实施例的传感器像素210除了设置有FD53之外，还设置有VDD2，并且在PD 51与VDD2之间还设置有放电晶体管(OFG)58。除此之外，其他部分具有与上述根据第一实施例的传感器像素110基本相同的构造。
OFG 58的漏极连接至电源VDD2，源极连接将TG 52连接至PD 51的配线。OFG 58响应于施加到其栅电极的驱动信号S58来将PD 51初始化或复位。复位PD 51意味着耗尽PD51。
此外，OFG 58在TG 52与电源VDD2之间形成溢出路径，并且将从PD 51溢出的电荷排出到电源VDD2。如上所述，在根据本实施例的传感器像素210中，OFG 58能够直接复位PD51，并且能够实现FD保持式全局快门。
此外，在本实施例中，OFG 58还设置有具有不同深度的多个沟槽栅极，即，沟槽栅极581和沟槽栅极582。在此，沟槽栅极581的长度和沟槽栅极582的长度不同。如上所述，在根据本实施例的传感器像素210中，由于OFG 58具有深度不同的沟槽栅极581和沟槽栅极582；因此，能够防止当从PD 51溢出的电荷被排出到电源VDD2时的传输失败。
<4.第三实施例>
图10A是根据本技术的第三实施例的传感器像素310的平面构造示例。图10B是传感器像素310的电路构造示例。
根据本实施例的传感器像素310还在PD 51与FD 53之间设置有电荷保持部(MEM)59。因此，代替TG 52，设置有第一传输晶体管(TG)52A和第二传输晶体管(TG)52B。TG 52A设置在PD 51与MEM 59之间，TG 52B设置在MEM 59与FD 53之间。除此之外，其他部分具有与上述根据第二实施例的传感器像素210基本相同的构造。
在根据本实施例的传感器像素310中，通过进一步设置MEM 59，来自PD 51的电荷被传输至MEM 59，并且可以实现存储器保持式全局快门。具体地，在传感器像素310中，当要施加到TG 52A的栅电极的驱动信号S52A被接通从而导通TG 52A时，累积在PD 51中的电荷经由TG 52A传输至MEM 59。MEM 59是临时保持累积在PD 51中的电荷以便实现全局快门功能的区域。TG 52B适于响应于施加到TG 52B的栅电极的驱动信号S52B而将保持在MEM 59中的电荷传输至FD 53。例如，当驱动信号S52被断开从而关断TG 52A而驱动信号S52B被接通从而导通TG 52B时，保持在MEM 59中的电荷经由TG 52B传输至FD 53。
在根据本实施例的传感器像素310中，MEM 59具有深度不同的沟槽栅极591和沟槽栅极592。因此，能够防止在PD 51中当电荷被传输至MEM 59时的传输失败。
<5.第四实施例>
图11A示出了根据本技术的第四实施例的传感器像素410的平面构造示例。此外，图11B示出了传感器像素410的电路构造示例。此外，图11C示出了传感器像素410的截面构造示例。
如图11A至图11C所示，在根据本实施例的传感器像素410中，传输部包括独立地被驱动的第一传输晶体管(TG)52A和第二传输晶体管(TG)52B。TG 52A包括沟槽栅极TG 521，TG 52B包括沟槽栅极TG522。除此之外，其他部分具有与上述根据第一实施例的传感器像素110基本相同的构造。因此，在传感器像素410中，与传感器像素110相似地，沟槽栅极522的长度L522比沟槽栅极521的长度L521短(L521>L522)。
[传感器像素410的作用和效果]
在根据本实施例的传感器像素410中，由于可以独立地驱动TG 52A和TG 52B；因此，能够自由地选择TG 52A的导通/关断驱动时刻和TG52B的导通/关断驱动时刻。因此，例如，如图12A所示，在同时升高TG52A和TG 52B之后，即，在同时从关断状态导通TG 52A和TG52B之后，能够使TG 52A在TG 52B之前下降(从导通状态变为关断状态)。如上所述，通过使TG 52A在TG 52B之前下降，PD 51的电位从TG 52接收的调制力沿着Z轴方向从后表面11S2侧向前表面11S1侧增加。结果，与如上述根据第一实施例的传感器像素110中那样在一个TG52中设置有两个沟槽栅极TG 521和TG 522的情况相比，能够更有效地消除PD 51中的电位突降。
TG 52A的导通/关断驱动时刻和TG 52B的导通/关断驱动时刻不限于图12A所示的那样，并且例如可以如图12B所示。图12B示出了其中TG 52A在TG 52B之前升高并且TG 52A在TG 52B之前下降的示例。即，在根据本实施例的传感器像素410中，TG 52A的导通状态的时段和TG 52B的导通状态的时段彼此部分地重叠，并且TG 52A可以在TG 52B之前下降。可替代地，如图12C所示，即使TG 52A开始下降的时刻与TG 52B开始下降的时刻一致，TG 52A完成下降的时刻也可以比TG 52B完成下降的时刻早。即，通过改变从导通状态到关断状态的切换速度的梯度，可以使在TG 52B中完成从导通状态到关断状态的切换的时刻晚于在TG52A中完成从导通状态到关断状态的切换的时刻。通过改变垂直驱动器112的负载或水平驱动器114的负载，或者通过改变图11B所示的电路中的配线的电容，能够实现图12C所示的钝化的脉冲波形。应注意，图12A至12C均是表示提供给RST 54、SEL 56、TG 52A和TG52B的驱动信号的波形的时序图。
<6.第四实施例的变形例>
(第一变形例)
[传感器像素410A的构造]
图13A是根据第四实施例的第一变形例的传感器像素410A的平面图。应注意，图13A对应于第四实施例的图11A。
如图13A所示，根据本变形例的传感器像素410A是这样的：作为电荷的传输目的地的FD 53位于沟槽栅极521与沟槽栅极522之间。除此之外，其他部分具有与上述根据第四实施例的传感器像素410基本相同的构造。
[传感器像素410A的作用和效果]
如上所述，与根据上述第四实施例的传感器像素410相比，根据本变形例的传感器像素410A，用作传输目的地的FD 53设置在沟槽栅极521与沟槽栅极522之间。在沟槽栅极521与沟槽栅极522之间的部分中，消除了反偏压效应，并且从TG 52A和TG 52B接收到的调制力最高。因此，要被传输的电荷不可避免地在沟槽栅极521与沟槽栅极522之间通过，并被传输至前表面11S1。由于作为电荷的传输目的地的FD53存在于前表面11S附近，因此提高了电荷从PD 51去往FD 53的传输效率。
(第二变形例)
[传感器像素410B的构造]
图13B是根据第四实施例的第二变形例的传感器像素410B的平面图。应注意，图13B对应于第四实施例的图11A。
如图13B所示，在根据本变形例的传感器像素410B中，TG 52A包括沟槽栅极521和沟槽栅极522。TG 52B没有沟槽栅极，并且TG 52B位于TG 52A与作为电荷的传输目的地的FD53之间。除此之外，其他部分具有与上述根据第四实施例的传感器像素410基本相同的构造。
[传感器像素410B的作用和效果]
因此，根据本变形例的传感器像素410B，不具有沟槽栅极的TG 52B设置在FD 53与具有两个沟槽栅极521和522的TG 52A之间。因此，在将PD 51的电位从TG 52A的沟槽栅极521和522接收到的调制力抑制到适当水平的同时，能够消除PD 51中的电位突降。如图11A等所示的传感器像素410中那样，在靠近作为电荷的传输目的地的FD 53的TG52B具有沟槽栅极的情况下，沟槽栅极对PD 51的电位的调制力可能变得过高。在这种情况下，当TG 52B从导通状态切换到关断状态时，电子可能会从FD 53朝向沟槽栅极移动。本变形例的传感器像素410B能够有效地防止电子的这种回流。
(第三变形例)
[传感器像素410C的构造]
图13C是根据第四实施例的第三变形例的传感器像素410C的平面图。应注意，图13C对应于第四实施例的图11A。
如图13C所示，根据本变形例的传感器像素410C还包括TG 52C，该TG 52C被构造为独立于作为传输部的TG 52A和TG 52B而被驱动。TG 52A包括沟槽栅极521，TG 52B包括沟槽栅极522，TG 52C包括沟槽栅极523。除此之外，其他部分具有与上述根据第四实施例的传感器像素410基本相同的构造。
[传感器像素410C的作用和效果]
如上所述，根据本变形例的传感器像素410C，由于进一步设置有TG52C；因此，与传感器像素410相比，能够在水平平面(XY平面)中更平稳地传输来自PD 51的电荷。因此，例如，能够容易地增大PD 51的饱和信号量。
(第四变形例)
[传感器像素410D的构造]
图13D是根据第四实施例的第四变形例的传感器像素410D的平面图。应注意，图13D对应于第四实施例的图11A。
如图13D所示，在根据本变形例的传感器像素410D中，TG 52C不具有沟槽栅极。除此之外，其他部分具有与上述根据第四实施例的第三变形例的传感器像素410C基本相同的构造。
[传感器像素410D的作用和效果]
因此，根据本变形例的传感器像素410D，不具有沟槽栅极的TG 52C设置在FD 53与分别具有沟槽栅极521和522的TG 52A和TG 52B之间。因此，在将PD 51的电位从TG 52A的沟槽栅极521和TG 52B的沟槽栅极522的各者接收到的调制力抑制到适当水平的同时，能够消除PD51中的电位突降。
<7.电子设备的应用例>
图14是示出作为应用了本技术的电子设备的相机2000的构造示例的框图。
相机2000包括：包括透镜组等的光学单元2001；应用了上述固态摄像装置101等(以下称为固态摄像装置101等)的摄像装置2002；和作为相机信号处理电路的DSP(DigitalSignal Processor：数字信号处理器)电路2003。相机2000还包括帧存储器2004、显示器2005、记录器2006、操作单元2007和电源单元2008。DSP电路2003、帧存储器2004、显示器2005、记录器2006、操作单元2007和电源单元2008经由总线2009彼此连接。
光学单元2001获取来自被摄体的入射光(图像光)，并且在摄像装置2002的成像面上形成图像。摄像装置2002以像素为单位将由光学单元2001在成像面上成像的入射光的光量转换为电信号，并且将该电信号作为像素信号输出。
显示器2005例如包括诸如液晶面板或有机EL面板等面板型显示装置。显示器2005例如显示由摄像装置2002拍摄的运动图像或静止图像。记录器2006使由摄像装置2002拍摄的运动图像或静止图像记录在诸如硬盘或半导体存储器等记录介质中。
操作单元2007在用户的操作下输出关于相机2000的各种功能的操作命令。电源单元2008适当地将用作DSP电路2003、帧存储器2004、显示器2005、记录器2006和操作单元2007的操作电源的各种电源提供给这些供应目标。
如上所述，通过使用上述固态摄像装置101A等作为摄像装置2002，可以期望获得良好的图像。
<8.移动体的应用实例>
根据本公开的技术(本技术)适用于各种产品。例如，根据本公开的技术可以被实现为安装在以下任何类型的移动体上的装置，所述移动体例如是：汽车、电动汽车、混合动力汽车、摩托车、自行车、个人移动设备、飞机、无人机、轮船和机器人等。
图15是示出作为能够应用根据本公开实施例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构造示例的框图。
车辆控制系统12000包括通过通信网络12001彼此连接的多个电子控制单元。在图21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以及集成控制单元12050。此外，作为集成控制单元12050的功能构造，示出了微型计算机12051、声音/图像输出部12052和车载网络接口(I/F)12053。
驱动系统控制单元12010根据各种程序来控制与车辆的驱动系统有关的设备的操作。例如，驱动系统控制单元12010用作下述各设备的控制装置，这些设备是：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设备；用于将驱动力传递到车轮的驱动力传递机构；用于调节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设备等。
车身系统控制单元12020根据各种程序来控制安装在车体上的各种设备的操作。例如，车身系统控制单元12020用作下述各设备的控制装置，这些设备是：无钥匙进入系统；智能钥匙系统；电动车窗装置；或诸如前灯、尾灯、刹车灯、转向灯或雾灯等各种灯。在这种情况下，能够将从代替钥匙的移动设备发送来的无线电波或各种开关的信号输入到车身系统控制单元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、电动车窗装置或灯等。
车外信息检测单元12030检测包括车辆控制系统12000的车辆的外部的信息。例如，车外信息检测单元12030与摄像部12031连接。车外信息检测单元12030使摄像部12031拍摄车辆外部的图像，并且接收所拍摄的图像。基于所接收到的图像，车外信息检测单元12030可以对诸如行人、车辆、障碍物、标志、或路面上的字母等物体执行检测处理或距离检测处理。
摄像部12031是用于接收光并且输出与所接收的光量相对应的电信号的光学传感器。摄像部12031能够将该电信号作为图像输出，或者能够将该电信号作为测距信息输出。此外，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检测车辆内部的信息。例如，车内信息检测单元12040连接到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包括用于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专注程度，或者可以判断驾驶员是否在打瞌睡。
基于由车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获取的车外或车内的信息，微型计算机12051能够计算驱动力产生设备、转向机构、或制动设备的控制目标值，并且能够向驱动系统控制单元12010输出控制命令。例如，微型计算机12051能够执行用于实现高级驾驶员辅助系统(ADAS：advanced driver assistance system)功能的协同控制，ADAS功能包括：车辆的碰撞避免或撞击减轻、基于跟随距离的跟随行驶、车速保持行驶、车辆碰撞警告、或车辆的车道偏离警告等。
此外，微型计算机12051能够基于由车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获取的车外或车内有关的信息来控制驱动力产生设备、转向机构、或制动设备等，从而执行用于实现不依赖驾驶员的操作而使车辆自主行驶的自动驾驶等的协同控制。
此外，基于由车外信息检测单元12030获取的车辆外部的信息，微型计算机12051能够向车身系统控制单元12020输出控制命令。例如，微型计算机12051能够例如根据由车外信息检测单元12030检测到的前车或对面来车的位置来控制前灯以将远光灯切换到近光灯，从而执行用于防眩光的协同控制。
声音/图像输出部12052将声音和图像中的至少一者的输出信号发送到输出设备，该输出设备能够在视觉上或在听觉上向车上的乘客或车辆外部通知信息。在图15的示例中，作为输出设备，示出了音频扬声器12061、显示部12062和仪器面板12063。例如，显示部12062可以包括车载显示器(on-board display)和抬头显示器(head-up display)中的至少一者。
图16是示出摄像部12031的安装位置的示例的图。
在图16中，摄像部12031包括摄像部12101、12102、12103、12104和12105。
摄像部12101、12102、12103、12104和12105例如被设置于车辆12100的前鼻、后视镜、后保险杠和后门的位置以及车内的挡风玻璃的上部的位置。设置于前鼻的摄像部12101和设置于车内的挡风玻璃的上部的摄像部12105主要获取车辆12100前方的图像。设置于后视镜的摄像部12102和12103主要获取车辆12100侧面的图像。设置于后保险杠或后门的摄像部12104主要获取车辆12100后方的图像。设置于车内的挡风玻璃的上部的摄像部12105主要用于检测前车、行人、障碍物、交通信号灯、交通标志、或车道等。
顺便提及，图22示出了摄像部12101～12104的拍摄范围的示例。摄像范围12111表示设置于前鼻的摄像部12101的摄像范围。摄像范围12112和12113分别表示设置于后视镜的摄像部12102和12103的摄像范围。摄像范围12114表示设置于后保险杠或后门的摄像部12104的摄像范围。例如，通过将由摄像部12101～12104成像的图像数据叠加，获得了从上方看到的车辆12100的鸟瞰图像。
摄像部12101～12104中的至少一者可以具有获取距离信息的功能。例如，摄像部12101～12104中的至少一者可以是由多个摄像元件组成的立体相机，或者可以是具有用于相位差检测的像素的摄像元件。
例如，微型计算机12051能够基于从摄像部12101～12104获得的距离信息来确定距摄像范围12111～12114内的各三维物体的距离以及该距离随时间的变化(相对于车辆12100的相对速度)，从而特别地提取如下三维物体作为前车：在车辆12100的行驶道路上以预定速度(例如，大于或等于0km/h)在与车辆12100几乎相同的方向上行驶的最接近的三维物体。此外，微型计算机12051能够预先设置在前车的前方要保持的跟随距离，并且能够执行自动制动控制(包括跟随停止控制)或自动加速控制(包括跟随起动控制)等。因此，可以执行用于实现不依赖驾驶员的操作而使车辆自主行驶的自动驾驶等的协同控制。
例如，微型计算机12051能够基于从摄像部12101～12104获得的距离信息，将关于三维物体的三维物体数据分类为两轮车辆、标准车辆、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的驾驶员能够在视觉上识别的障碍物和难以在视觉上识别的障碍物。然后，微型计算机12051确定用于表示与各个障碍物发生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通过音频扬声器12061或显示部12062向驾驶员输出警告，并且通过驱动系统控制单元12010执行强制减速或避让转向。因此，微型计算机12051能够辅助驾驶以避免碰撞。
摄像部12101～12104中的至少一者可以是用于检测红外线的红外相机。例如，微型计算机12051能够通过判定摄像部12101～12104的所拍摄图像中是否存在行人来识别该行人。例如，通过以下过程来进行这种行人识别：提取作为红外相机的摄像部12101～12104的所拍摄图像中的特征点；以及通过对表示物体的轮廓的一系列特征点进行图案匹配处理来判定该物体是否是行人。当微型计算机12051判定摄像部12101～12104的所拍摄图像中存在行人并识别出该行人时，声音/图像输出部12052控制显示部12062，使得在识别出的行人上叠加并显示用于强调的矩形轮廓线。声音/图像输出部12052还可以控制显示部12062，使得在所期望的位置处显示用于表示行人的图标等。
在上文中，说明了根据本公开的技术适用的车辆控制系统的一个示例。根据本公开的技术适用于上述组件中的摄像部12031。具体地，图1等所示的固态摄像装置101A等适用于摄像部12031。通过将根据本公开的技术应用于摄像部12031，可以期望车辆控制系统的出色操作。
<9.内窥镜手术系统的应用实例>
根据本公开的技术(本技术)适用于各种产品。例如，根据本公开的技术可以应用于内窥镜手术系统。
图17是示出能够应用根据本公开实施例的技术(本技术)的内窥镜手术系统的示意性构造的示例的图。
在图17中，示出了外科医生(医生)11131使用内窥镜手术系统11000对病床11133上的患者11132进行手术的状态。如图所示，内窥镜手术系统11000包括内窥镜(endoscope)11100、诸如气腹管(pneumoperitoneum tube)11111和能量处置装置11112等其他手术工具11110、支撑内窥镜11100的支撑臂装置11120、和安装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，从镜筒11101的远端起具有预定长度的区域被插入患者11132的体腔中；以及摄像头11102，摄像头11102连接到镜筒11101的近端。在所示的示例中，示出了被构造为具有刚性镜筒11101的刚性内窥镜的内窥镜11100。然而，内窥镜11100也可以被构造为具有柔性镜筒11101的柔性内窥镜。
在镜筒11101的远端设置安装有物镜的开口。光源装置11203连接到内窥镜11100，使得由光源装置11203产生的光通过在镜筒11101内延伸的光导被引导到该镜筒11101的远端，并且该光经由上述物镜照射到患者11132体腔中的观察对象上。应注意，内窥镜11100可以是前视内窥镜(forward-viewing endoscope)，或者可以是斜视内窥镜(oblique-viewing endoscope)或侧视内窥镜(side-viewing endoscope)。
在摄像头11102内设置有光学系统和摄像元件，使得来自观察目标的反射光(观察光)通过该光学系统会聚到该摄像元件上。观察光通过摄像元件进行光电转换，并产生对应于观察光的电信号，即，对应于观察图像的图像信号。该图像信号作为原始数据被发送到CCU(camera control unit：相机控制单元)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CCU 11201整体控制内窥镜11100和显示装置11202的操作。此外，CCU 11201接收来自摄像头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)等用于显示基于该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在其上显示基于图像信号(由CCU 11201进行了图像处理)的图像。
例如，光源装置11203包括诸如发光二极管(LED：light emitting diode)等光源，并且将对手术部位进行摄像时的照射光提供给内窥镜11100。
输入装置11204是内窥镜手术系统11000的输入接口。用户能够通过输入装置11204将各种信息或指令输入到内窥镜手术系统11000。例如，用户将输入指令等，用于改变内窥镜11100的摄像条件(照射光的类型、倍率或焦距等)。
处置工具控制装置11205控制能量处置装置11112的驱动，用于组织的烧灼或切割、或血管的密封等。气腹装置11206通过气腹管11111将气体送入患者11132的体腔中以使体腔膨胀，从而确保内窥镜11100的视野以及确保外科医生的工作空间。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。
注意，向内窥镜11100提供对手术部位进行摄像时的照射光的光源装置11203可以包括白光源，该白光源例如包括LED、激光光源、或LED和激光光源的组合。在白光源包括红色、绿色和蓝色(RGB)激光光源的组合的情况下，由于能够以高精度来控制各颜色(各波长)的输出强度和输出时序，因此，能够通过光源装置11203对所拍摄图像的白平衡进行调整。此外，在这种情况下，如果来自各RGB激光光源的激光束以时分方式(time-divisionally)照射观察对象，并与照射时序同步地控制摄像头11102的摄像元件的驱动，则也能够以时分方式来拍摄分别对应于R、G和B颜色的图像。根据这种方法，即使在摄像元件中没有设置滤色器，也能够获得彩色图像。
此外，可以控制光源装置11203，从而改变每预定时间要输出的光强度。通过与光强度变化的时刻同步地控制摄像头11102的摄像元件的驱动并以时分方式(time-divisionally)获取图像，然后合成这些图像，能够产生没有曝光不足引起的暗影(underexposed blocked up shadow)和曝光过度引起的高光(overexposed highlight)的高动态范围图像。
此外，光源装置11203可以被构造成提供准备用于特殊光观察的预定波长带的光。在特殊光观察中，例如，通过利用人体组织中的光吸收的波长依赖性并照射比普通观察时的照射光(即，白光)更窄的带域的光，来执行以高对比度对诸如黏膜表层中的血管等预定组织进行摄像的窄带观察(窄带摄像)。可替代地，在特殊光观察中，可以执行通过照射激发光而产生的荧光来获得图像的荧光观察。在荧光观察中，可以通过用激发光照射人体组织来观察来自该人体组织的荧光(自发荧光观察)，或者可以通过将诸如吲哚菁绿(ICG：indocyanine green)等试剂局部注射到人体组织中并且利用与该试剂的荧光波长对应的激发光照射人体组织，来获得荧光图像。如上所述，光源装置11203能够被构造成提供这种适合于特殊光观察的窄带光和/或激发光。
图18是示出图17所示的摄像头11102和CCU 11201的功能构造的示例的框图。
摄像头11102包括透镜单元11401、摄像单元11402、驱动单元11403、通信单元11404和摄像头控制单元11405。CCU 11201包括通信单元11411、图像处理单元11412和控制单元11413。摄像头11102和CCU 11201通过传输线缆11400彼此可通信地连接。
透镜单元11401是设置在与镜筒11101的连接位置处的光学系统。从镜筒11101的远端所获取的观察光被引导到摄像头11102，并入射到透镜单元11401。透镜单元11401包括多个透镜(包括变焦透镜和聚焦透镜)的组合。
摄像单元11402包括摄像元件。摄像单元11402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)。例如，在摄像单元11402被构造为多板型的情况下，通过各摄像元件产生分别与R、G和B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还可以被构造为具有一对摄像元件，用于分别获取准备用于三维(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能够更精确地掌握手术部位中的活体组织的深度。注意，在摄像单元11402被构造为上述多板型的情况下，与各个摄像元件对应地设置多个透镜单元11401系统。
此外，摄像单元11402并非必须设置在摄像头11102上。例如，摄像单元11402可以设置在镜筒11101内且紧跟在物镜的后方。
驱动单元11403包括致动器，并且在摄像头控制单元11405的控制下，驱动单元11403将透镜单元11401的变焦透镜和聚焦透镜沿着光轴移动预定距离。因此，能够适当地调整通过摄像单元11402拍摄的图像的倍率和焦点。
通信单元11404包括用于向CCU 11201发送各种信息和从CCU11201接收各种信息的通信装置。通信单元11404将从摄像单元11402获得的图像信号作为原始数据通过传输线缆11400发送到CCU 11201。
另外，通信单元11404从CCU 11201接收用于控制摄像头11102的驱动的控制信号，并将该控制信号提供给摄像头控制单元11405。例如，上述控制信号包括与摄像条件相关的信息，例如，规定所拍摄图像的帧率的信息、规定摄像时的曝光值的信息、和/或规定所拍摄图像的倍率和焦点的信息。
应注意，诸如上述的帧率、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地设置。在后一种情况下，内窥镜11100中包含有自动曝光(AE：auto exposure)功能、自动聚焦(AF：autofocus)功能和自动白平衡(AWB：auto white balance)功能。
摄像头控制单元11405基于通过通信单元11404接收的来自CCU11201的控制信号来控制摄像头11102的驱动。
通信单元11411包括用于向摄像头11102发送各种信息和从摄像头11102接收各种信息的通信装置。通信单元11411接收通过传输线缆11400从摄像头11102发送来的图像信号。
此外，通信单元11411将用于控制摄像头11102的驱动的控制信号发送到摄像头11102。上述图像信号和上述控制信号能够通过电通信或光通信等进行传输。
图像处理单元11412对从摄像头11102发送来的原始数据形式的图像信号进行各种图像处理。
控制单元11413执行与通过内窥镜11100对手术部位等进行摄像和显示通过对手术部位等进行摄像而获得的拍摄图像有关的各种控制。例如，控制单元11413产生用于控制摄像头11102的驱动的控制信号。
此外，基于已经由图像处理单元11412进行了图像处理的图像信号，控制单元11413控制显示装置11202，使其显示对手术部位等进行摄像的所拍摄图像。此时，控制单元11413可以利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能够通过检测所拍摄图像中所包括的物体的边缘的形状和颜色等，来识别出诸如镊子等手术工具、特定活体部位、出血、在使用能量处置装置11112时的薄雾等。当控制单元11413控制显示装置11202使其显示出所拍摄图像时，控制单元11413可以利用识别结果在手术部位的图像上以叠加的方式显示各种手术辅助信息。在以叠加的方式显示手术辅助信息并且将该手术辅助信息呈现给外科医生11131的情况下，能够减轻外科医生11131的负担，并且外科医生11131能够可靠地进行手术。
将摄像头11102和CCU 11201连接在一起的传输线缆11400是能够用于电信号通信的电信号线缆、能够用于光通信的光纤、或者能够用于电通信和光通信的复合线缆。
这里，在所示的示例中，尽管使用传输线缆11400以有线通信的方式执行通信，但是也可以以无线通信的方式执行摄像头11102与CCU11201之间的通信。
上面说明了可以应用根据本公开的技术的内窥镜手术系统的示例。根据本公开的技术可以应用于上述组件中的CCU 11201等(CCU 11201的图像处理单元11412)。具体地，例如，图1A的固态摄像装置101A可以应用于摄像单元10402。通过将根据本公开的技术应用于摄像单元10402，能够获得更清晰的手术部位图像，从而外科医生可以确定地确认手术部位。
应注意，尽管以内窥镜手术系统为例进行了说明，但是根据本公开的技术例如还可以应用于显微手术系统等。
<10.其他变形例>
尽管已经参考一些实施例和变形例说明了本公开，但是本公开不限于以上实施例等，并且可以以各种方式进行修改。例如，在以上实施例等中，尽管已经举例说明了全局快门模式背面照射型图像传感器，但是根据本公开的摄像装置不限于此，并且还可以是其他类型的图像传感器。即，本公开不限于全局快门模式图像传感器，并且还适用于卷帘快门图像传感器。此外，本公开不限于背面照射型图像传感器，并且还适用于前面照射型图像传感器。此外，本公开的技术不限于应用于CMOS图像传感器，并且还适用于其中单位像素以矩阵方式二维布置的X-Y寻址方法的所有固态摄像装置。
此外，根据本公开的摄像装置不限于检测可见光的光量分布并获取该光量分布作为图像的摄像装置，并且还可以是获取红外线、X射线或颗粒等的入射量的分布作为图像的摄像装置。
此外，根据本公开的摄像装置可以是模块形式，其中，摄像部和信号处理器或光学系统被封装在一起。
在以上实施例等中，尽管举例说明了分别包括彼此分开的两个或三个传输晶体管作为传输部的传感器像素，但是根据本公开的摄像装置可以具有四个或更多个传输晶体管作为传输部。
应注意，在此说明的效果仅是示例，而不是限制性的。另外，可以有其他效果。此外，本公开可以具有以下构造。
(1)
一种摄像装置，其包括：
半导体层，其具有前表面和后表面，所述后表面位于所述前表面的相反侧；
光电转换器，其被埋设在所述半导体层中，并且通过光电转换产生与所接收的光量相对应的电荷；和
传输部，其包括第一沟槽栅极和第二沟槽栅极，并且所述传输部经由所述第一沟槽栅极和所述第二沟槽栅极将所述电荷从所述光电转换器传输至相同的传输目的地，所述第一沟槽栅极和所述第二沟槽栅极分别从所述半导体层的所述前表面向着所述后表面延伸至所述光电转换器，其中，
所述第一沟槽栅极具有从所述前表面至所述光电转换器的第一长度，并且
所述第二沟槽栅极具有从所述前表面至所述光电转换器的第二长度，所述第二长度比所述第一长度短。
(2)
根据(1)所述的摄像装置，其中，所述传输目的地是电荷-电压转换器。
(3)
根据(1)所述的摄像装置，其中，所述传输目的地是电荷保持部。
(4)
根据(1)所述的摄像装置，其中，所述传输目的地是电源。
(5)
根据(1)所述的摄像装置，其中，所述传输目的地位于所述第一沟槽栅极与所述第二沟槽栅极之间。
(6)
根据(1)至(5)中任一项所述的摄像装置，其中，在平行于所述前表面的平面中，所述第二沟槽栅极与所述传输目的地之间的距离比所述第一沟槽栅极与所述传输目的地之间的距离短。
(7)
根据(1)至(6)中任一项所述的摄像装置，其中，所述传输部包括彼此独立地被驱动的第一晶体管和第二晶体管。
(8)
根据(7)所述的摄像装置，其中，
所述第一晶体管包括所述第一沟槽栅极，并且
所述第二晶体管包括所述第二沟槽栅极。
(9)
根据(7)所述的摄像装置，其中，
所述第一晶体管包括所述第一沟槽栅极和所述第二沟槽栅极，并且
所述第二晶体管位于所述第一晶体管与所述传输目的地之间。
(10)
根据(7)所述的摄像装置，还包括：
控制器，所述控制器将处于导通状态的所述第一晶体管变为关断状态，然后将处于导通状态的所述第二晶体管变为关断状态。
(11)
根据(1)所述的摄像装置，其中，
所述传输部包括一个晶体管，
所述一个晶体管包括所述第一沟槽栅极、所述第二沟槽栅极和第三沟槽栅极，并且，
在平行于所述前表面的平面中，所述第二沟槽栅极与所述传输目的地之间的第二距离比所述第一沟槽栅极与所述传输目的地之间的第一距离短，并且所述第三沟槽栅极与所述传输目的地之间的第三距离比所述第一距离短。
(12)
根据(1)所述的摄像装置，其中，
所述传输部包括一个晶体管，
所述一个晶体管包括所述第一沟槽栅极、所述第二沟槽栅极和第三沟槽栅极，并且，
在平行于所述前表面的平面中，所述第二沟槽栅极与所述传输目的地之间的第二距离比所述第一沟槽栅极与所述传输目的地之间的第一距离短，并且所述第三沟槽栅极与所述传输目的地之间的第三距离比所述第二距离长。
(13)
根据(1)至(12)中任一项所述的摄像装置，其中，所述第一沟槽栅极的最大直径大于所述第二沟槽栅极的最大直径。
(14)
根据(1)至(12)中任一项所述的摄像装置，其中，所述第一沟槽栅极的直径和所述第一沟槽栅极的直径分别具有从所述前表面朝向所述后表面变窄的部分。
(15)
一种电子设备，其包括摄像装置，所述摄像装置包括：
半导体层，其具有前表面和后表面，所述后表面位于所述前表面的相反侧；
光电转换器，其被埋设在所述半导体层中，并且通过光电转换产生与所接收的光量相对应的电荷；和
传输部，其包括第一沟槽栅极和第二沟槽栅极，并且所述传输部经由所述第一沟槽栅极和所述第二沟槽栅极将电荷从所述光电转换器传输至相同的传输目的地，所述第一沟槽栅极和所述第二沟槽栅极分别从所述半导体层的所述前表面向着所述后表面延伸至所述光电转换器，其中，
所述第一沟槽栅极具有从所述前表面至所述光电转换器的第一长度，并且
所述第二沟槽栅极具有从所述前表面至所述光电转换器的第二长度，所述第二长度比所述第一长度短。
本申请要求于2018年7月31日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP2018-143491的权益，其全部内容通过引用合并于此。
本领域技术人员应该理解，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和变更，只要它们在所附权利要求或其等同物的范围内即可。

Claims (15)

1.一种摄像装置，其包括：
半导体层，具有前表面和后表面，所述后表面位于所述前表面的相反侧；
光电转换器，被埋设在所述半导体层中，并且通过光电转换产生与所接收的光量相对应的电荷；和
传输部，包括第一沟槽栅极和第二沟槽栅极，并且所述传输部经由所述第一沟槽栅极和所述第二沟槽栅极将所述电荷从所述光电转换器传输至相同的传输目的地，所述第一沟槽栅极和所述第二沟槽栅极分别从所述半导体层的所述前表面向着所述后表面延伸至所述光电转换器，其中，
所述第一沟槽栅极具有从所述前表面至所述光电转换器的第一长度，并且
所述第二沟槽栅极具有从所述前表面至所述光电转换器的第二长度，所述第二长度比所述第一长度短。
2.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，所述传输目的地是电荷-电压转换器。
3.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，所述传输目的地是电荷保持部。
4.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，所述传输目的地是电源。
5.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，所述传输目的地位于所述第一沟槽栅极与所述第二沟槽栅极之间。
6.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，在平行于所述前表面的平面中，所述第二沟槽栅极与所述传输目的地之间的距离比所述第一沟槽栅极与所述传输目的地之间的距离短。
7.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，所述传输部包括彼此独立地被驱动的第一晶体管和第二晶体管。
8.根据权利要求7所述的摄像装置，其中，
所述第一晶体管包括所述第一沟槽栅极，并且
所述第二晶体管包括所述第二沟槽栅极。
9.根据权利要求7所述的摄像装置，其中，
所述第一晶体管包括所述第一沟槽栅极和所述第二沟槽栅极，并且
所述第二晶体管位于所述第一晶体管与所述传输目的地之间。
10.根据权利要求7所述的摄像装置，还包括：
控制器，所述控制器将处于导通状态的所述第一晶体管变为关断状态，然后将处于导通状态的所述第二晶体管变为关断状态。
11.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，
所述传输部包括一个晶体管，
所述一个晶体管包括所述第一沟槽栅极、所述第二沟槽栅极和第三沟槽栅极，并且，
在平行于所述前表面的平面中，所述第二沟槽栅极与所述传输目的地之间的第二距离比所述第一沟槽栅极与所述传输目的地之间的第一距离短，并且所述第三沟槽栅极与所述传输目的地之间的第三距离比所述第一距离短。
12.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，
所述传输部包括一个晶体管，
所述一个晶体管包括所述第一沟槽栅极、所述第二沟槽栅极和第三沟槽栅极，并且，
在平行于所述前表面的平面中，所述第二沟槽栅极与所述传输目的地之间的第二距离比所述第一沟槽栅极与所述传输目的地之间的第一距离短，并且所述第三沟槽栅极与所述传输目的地之间的第三距离比所述第二距离长。
13.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，所述第一沟槽栅极的最大直径大于所述第二沟槽栅极的最大直径。
14.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，所述第一沟槽栅极的直径和所述第一沟槽栅极的直径分别具有从所述前表面朝向所述后表面变窄的部分。
15.一种电子设备，其包括摄像装置，所述摄像装置包括：
半导体层，具有前表面和后表面，所述后表面位于所述前表面的相反侧；
光电转换器，被埋设在所述半导体层中，并且通过光电转换产生与所接收的光量相对应的电荷；和
传输部，包括第一沟槽栅极和第二沟槽栅极，并且所述传输部经由所述第一沟槽栅极和所述第二沟槽栅极将电荷从所述光电转换器传输至相同的传输目的地，所述第一沟槽栅极和所述第二沟槽栅极分别从所述半导体层的所述前表面向着所述后表面延伸至所述光电转换器，其中，
所述第一沟槽栅极具有从所述前表面至所述光电转换器的第一长度，并且
所述第二沟槽栅极具有从所述前表面至所述光电转换器的第二长度，所述第二长度比所述第一长度短。
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