CN114556576A - 固态摄像装置和电子设备 - Google Patents

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城户英男
福井僚
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Abstract

一种固态摄像装置包括：光接收面；多个像素，每个像素包括光电转换部，所述光电转换部对通过所述光接收面入射的光进行光电转换；和分离部，其使各光电转换部电气分离且光学分离。每个所述像素包括：电荷保持部，其保持从所述光电转换部传输的电荷；传输晶体管，其包括到达所述光电转换部的垂直栅电极，并且将电荷从所述光电转换部传输到所述电荷保持部；和遮光部，其设置在所述光电转换部和所述电荷保持部之间的层中。在多个像素中彼此相邻的多个第一像素中，多个垂直栅电极电连接在一起。

Description

固态摄像装置和电子设备
技术领域
本公开涉及固态摄像装置和电子设备。
背景技术
在固态摄像装置中，已知一种使用CMOS图像传感器的全局快门方法(例如，参见专利文献1)。在上面专利文献1所述的发明中，通过在与光电转换部的深度不同的深度处设置电荷保持部(在光电转换部中累积的电荷被传输到该电荷保持部)，能够在确保光电转换部的面积的同时，确保饱和电子数。
引用列表
专利文献
专利文献1：日本未审查专利申请公开No.2010-114273
发明内容
然而，在上述专利文献1所记载的发明中，存在因光入射到电荷保持部而产生噪声的可能性。为了减少噪声，可以考虑设置遮光层。在设置遮光层的情况下，难以将电荷从光电转换部传输到电荷保持部。为了便于电荷传输，可以考虑设置从设置于遮光层中的开口到达光电转换部的垂直栅电极。在设置垂直栅电极的情况下，像素尺寸增加，并且由光从设置于遮光层中的开口入射到电荷保持部引起的噪声增加。因此，期望提供一种能够在抑制噪声和像素尺寸增加的同时避免电荷传输劣化的固态摄像装置以及包括该固态摄像装置的电子设备。
根据本公开实施例的第一固态摄像装置包括：光接收面；多个像素，每个像素包括光电转换部，所述光电转换部对通过所述光接收面入射的光进行光电转换；和分离部，其使各光电转换部电气分离且光学分离。每个所述像素包括：电荷保持部，其保持从所述光电转换部传输的电荷；传输晶体管，其包括到达所述光电转换部的垂直栅电极，并且将电荷从所述光电转换部传输到所述电荷保持部；和遮光部，其设置在所述光电转换部和所述电荷保持部之间的层中。在所述多个像素中彼此相邻的多个第一像素中，多个所述垂直栅电极电连接在一起。
根据本公开实施例的第一电子设备包括：固态摄像装置，其输出与入射光相对应的像素信号；和信号处理电路，其对所述像素信号进行处理。设置在第一电子设备中的固态摄像装置具有与上述第一固态摄像装置的构造相同的构造。
在根据本公开的各实施例的第一固态摄像装置和第一电子设备中，提供了到达光电转换部的垂直栅电极。因此，可以避免由于设置遮光部而导致的从光电转换部到电荷保持部的电荷传输的劣化。此外，在本公开中，在多个像素中彼此相邻的多个第一像素中，多个垂直栅电极电连接在一起。与针对各个像素分别设置传输晶体管的情况相比，能够减小传输晶体管的尺寸；因此，能够减小遮光部的垂直栅电极贯穿的开口的尺寸。结果，能够抑制噪声和像素尺寸的增加。
根据本公开实施例的第二固态摄像装置包括：光接收面；多个像素，每个像素包括光电转换部，所述光电转换部对通过所述光接收面入射的光进行光电转换；和分离部，其使各光电转换部电气分离且光学分离。每个所述像素包括：电荷保持部，其保持从所述光电转换部传输的电荷；传输晶体管，其包括到达所述光电转换部的第一垂直栅电极，并且将电荷从所述光电转换部传输到所述电荷保持部；放电晶体管，其包括到达所述光电转换部的第二垂直栅电极，并且被设置成与所述传输晶体管相邻，所述放电晶体管排出来自所述光电转换部的电荷；和遮光部，其设置在所述光电转换部和所述电荷保持部之间的层中。在所述多个像素中彼此相邻的多个第一像素中，多个所述垂直栅电极电连接在一起。
根据本公开实施例的第二电子设备包括：固态摄像装置，其输出与入射光相对应的像素信号；和信号处理电路，其对所述像素信号进行处理。设置在第二电子设备中的固态摄像装置具有与上述第二固态摄像装置的构造相同的构造。
在根据本公开的各实施例的第二固态摄像装置和第二电子设备中，提供了到达光电转换部的第一和第二垂直栅电极。因此，可以避免由于设置遮光部而导致的从光电转换部到电荷保持部的电荷传输的劣化。此外，在本公开中，在多个像素中彼此相邻的多个第一像素中，多个第一垂直栅电极电连接在一起，并且多个第二垂直栅电极电连接在一起。因此，与针对各个像素分别设置第一和第二传输晶体管的情况相比，能够减小第一和第二传输晶体管的尺寸；因此，能够减小遮光部的第一和第二垂直栅电极贯穿的开口的尺寸。结果，能够抑制噪声和像素尺寸的增加。
附图说明
[图1]图1示出了根据本公开的实施例的固态摄像装置的概略构造的示例。
[图2]图2示出了图1中的像素阵列部的电路构造的示例。
[图3]图3示出了图1中的像素阵列部的截面构造的示例。
[图4]图4示出了图3中的像素阵列部的逻辑电路侧的平面构造的示例。
[图5]图5示出了图3中的像素阵列部的光接收面侧的平面构造的示例。
[图6]图6示出了图3中的像素阵列部的逻辑电路侧的平面构造的变形例。
[图7]图7示出了图3中的像素阵列部的光接收面侧的平面构造的变形例。
[图8]图8示出了图3中的像素阵列部的逻辑电路侧的平面构造的变形例。
[图9]图9示出了图3中的像素阵列部的光接收面侧的平面构造的变形例。
[图10]图10示出了图1中的像素阵列部的电路构造的变形例。
[图11]图11示出了具有图10的电路构造的像素阵列部的逻辑电路侧的平面构造的示例。
[图12]图12示出了具有图10的电路构造的像素阵列部的光接收面侧的平面构造的变形例。
[图13]图13示出了像素阵列部的逻辑电路侧的平面构造的变形例。
[图14]图14示出了像素阵列部的光接收面侧的平面构造的变形例。
[图15]图15示出了图1中的像素阵列部的电路构造的变形例。
[图16]图16示出了图1中的像素阵列部的截面构造的变形例。
[图17]图17示出了图16中的像素阵列部的逻辑电路侧的平面构造的示例。
[图18]图18示出了图16中的像素阵列部的光接收面侧的平面构造的示例。
[图19]图19示出了图16中的像素阵列部的逻辑电路侧的平面构造的变形例。
[图20]图20示出了图16中的像素阵列部的光接收面侧的平面构造的变形例。
[图21]图21示出了图16中的像素阵列部的逻辑电路侧的平面构造的变形例。
[图22]图22示出了图16中的像素阵列部的光接收面侧的平面构造的变形例。
[图23]图23示出了图3中的像素阵列部的截面构造的变形例。
[图24]图24示出了图16中的像素阵列部的截面构造的变形例。
[图25]图25示出了图3中的像素阵列部的截面构造的变形例。
[图26]图26示出了图16中的像素阵列部的截面构造的变形例。
[图27]图27示出了图3中的像素阵列部的截面构造的变形例。
[图28]图28示出了图16中的像素阵列部的截面构造的变形例。
[图29]图29示出了图3、图16和图23至图28中任意一个中的像素阵列部的一部分的截面构造的变形例。
[图30]图30是本公开的Si基板的晶面中的反向键(backbond)的说明性示意图。
[图31]图31是本公开的Si基板的前表面处的偏角的说明性示意图。
[图32]图32示出了包括根据前述实施例的固态摄像装置的摄像系统的概略构造的示例。
[图33]图33是示出了车辆控制系统的示意性构造的示例的框图。
[图34]图34是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。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细说明本公开的实施例。应当注意，按照以下顺序给出说明。
1.实施例(固态摄像装置)…图1至图4
2.变形例(固态摄像装置)…图5至图31
3.适用例(摄像系统)…图32
4.移动体的应用例…图33、图34
<1.实施例>
[构造]
说明根据本公开的实施例的固态摄像装置1。固态摄像装置1例如是包括CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor：互补金属氧化物半导体)图像传感器的全局快门方法的背面照射型图像传感器等。固态摄像装置1接收来自被摄体的光，并且进行光电转换以产生图像信号，从而捕捉图像。固态摄像装置1输出对应于入射光的像素信号。
全局快门方法是一种进行全局曝光的方法，其中，所有像素基本上同时开始曝光并且所有像素同时结束曝光。这里，术语“所有像素”是指出现在图像中的部分的所有像素，并且排除伪像素等。另外，当时间差或图像失真足够小而不会引起问题时，全局快门方法还包括如下的方法：其中，不是所有像素同时而是以多行(例如，数十行)为单位进行全局曝光时，移动进行全局曝光的区域。另外，全局快门方法还包括：不是对图像中出现的部分的所有像素而是对预定区域的像素进行全局曝光的方法。
背面照射型图像传感器是具有如下构造的图像传感器：其中，在来自被摄体的光入射的光接收面与设置有驱动各像素的晶体管等的配线的配线层之间设置有光电转换部(例如，光电二极管)，该光电转换部接收来自被摄体的光并且将光转换为电信号。应当注意，本公开不限于CMOS图像传感器的应用。
图1示出了根据本公开的实施例的固态摄像装置1的概略构造的示例。固态摄像装置1包括像素阵列部10，在该像素阵列部10中，进行光电转换的多个传感器像素11以矩阵状排列。传感器像素11对应于本公开的“像素”的具体示例。图2示出了像素阵列部10的电路构造的示例。图3示出了像素阵列部10的截面构造的示例。例如通过将两个基板(第一基板30和第二基板40)贴合在一起来构成固态摄像装置1。
第一基板30在半导体基板31上包括多个传感器像素11。多个传感器像素11以矩阵状设置在与半导体基板31的背面(光接收面31A)相对的位置。第一基板30还在半导体基板31上包括多个读出电路12。每个读出电路12基于从传感器像素11输出的电荷输出像素信号。例如，针对各个传感器像素11逐一地设置多个读出电路12。读出电路12例如包括复位晶体管RST、选择晶体管SEL和放大晶体管AMP。
第一基板30包括在行方向上延伸的多个像素驱动线和在列方向上延伸的多个数据输出线VSL。像素驱动线是施加了用于控制在传感器像素11中累积的电荷的输出的控制信号的配线，并且例如在行方向上延伸。数据输出线VSL是从各读出电路12输出的像素信号通过其输出到逻辑电路20的配线，并且例如在列方向上延伸。
第二基板40在半导体基板41上包括逻辑电路20，该逻辑电路20对像素信号进行处理。逻辑电路20例如包括垂直驱动电路21、列信号处理电路22、水平驱动电路23和系统控制电路24。逻辑电路20(具体地，水平驱动电路23)将各传感器像素11的输出电压输出到外部。
例如，垂直驱动电路21分别为预定单位像素行顺序选择多个传感器像素11。术语“预定单位像素行”是指能够选择具有相同地址的像素的像素行。
例如，列信号处理电路22对从垂直驱动电路21选择的行的各传感器像素11输出的像素信号进行相关双采样(Correlated Double Sampling:CDS)处理。例如，列信号处理电路22进行CDS处理，从而提取像素信号的信号电平并且保持与各传感器像素11的光接收量相对应的像素数据。例如，列信号处理电路22包括用于各数据输出线VSL的列信号处理部。例如，该列信号处理部包括单斜率A/D转换器。例如，该单斜率A/D转换器包括比较器和计数器电路。例如，水平驱动电路23将在列信号处理电路22中保持的像素数据顺序地输出到外部。例如，系统控制电路24控制逻辑电路20中的每个块(垂直驱动电路21、列信号处理电路22和水平驱动电路23)的驱动。
各传感器像素11包括相互通用的组件。例如，各传感器像素11包括光电二极管PD、传输晶体管TRG和浮动扩散部FD。例如，传输晶体管TRG是NMOS(Metal OxideSemiconductor：金属氧化物半导体)晶体管。光电二极管PD对应于本公开的“光电转换部”的具体示例。传输晶体管TRG对应于本公开的“传输晶体管”的具体示例。浮动扩散部FD对应于本公开的“电荷保持部”的具体示例。
光电二极管PD对通过光接收面31A入射的光L进行光电转换。光电二极管PD进行光电转换，从而产生与光接收量相对应的电荷。例如，光电二极管PD是包括设置在半导体基板31中的N型半导体区域32A和P型半导体区域32B的PN结光电转换元件。光电二极管PD的阴极电连接到传输晶体管TRG的源极，光电二极管PD的阳极电连接到参考电位线(例如，地GND)。传输晶体管TRG形成在与光电二极管PD不同的层中，并且形成在半导体基板31的法线方向上与光电二极管PD相对的位置处。
传输晶体管TRG连接在光电二极管PD和浮动扩散部FD之间，并且响应于施加到栅电极的控制信号，传输晶体管TRG将光电二极管PD中累积的电荷从光电二极管PD传输到浮动扩散部FD。传输晶体管TRG将电荷从光电二极管PD传输到浮动扩散部FD。传输晶体管TRG的漏极电连接到浮动扩散部FD1，并且传输晶体管TRG的栅极电连接到像素驱动线。
传输晶体管TRG包括作为栅电极的两个垂直栅电极VG和连接部CN。在传输晶体管TRG中，一个垂直栅电极VG设置在彼此相邻的两个传感器像素11的一个传感器像素11中，另一个垂直栅电极VG设置在彼此相邻的两个传感器像素11的另一个传感器像素11中。在传输晶体管TRG中，连接部CN与两个垂直栅电极VG接触。即，在彼此相邻的两个传感器像素11中，两个垂直栅电极VG经由连接部CN电连接在一起，并且彼此相邻的两个传感器像素11共享连接部CN(栅电极的一部分)。这里，术语“共享”是指彼此相邻的两个传感器像素11的输出由共同的连接部CN控制。
浮动扩散部FD是临时保持经由传输晶体管TRG从光电二极管PD输出的电荷的浮动扩散部。例如，复位晶体管RST连接到浮动扩散部FD，另外，垂直信号线VSL经由放大晶体管AMP和选择晶体管SEL连接到浮动扩散部FD。
在复位晶体管RST中，漏极连接到电源线VDD，源极连接到浮动扩散部FD。复位晶体管RST响应于施加到栅电极的控制信号来初始化(复位)浮动扩散部FD。例如，当复位晶体管RST导通时，浮动扩散部FD的电位被复位到电源线VDD的电位电平。即，浮动扩散部FD被初始化。
放大晶体管AMP具有连接到浮动扩散部FD的栅电极和连接到电源线VDD的漏极，并且放大晶体管AMP用作源极跟随器电路的输入部，该源极跟随器电路读取通过光电二极管PD处的光电转换获得的电荷。即，放大晶体管AMP的源极经由选择晶体管SEL连接到垂直信号线VSL，因此放大晶体管AMP与连接到垂直信号线VSL一端的恒流源一起构成源极跟随器电路。
选择晶体管SEL连接在放大晶体管AMP的源极和垂直信号线VSL之间，并且控制信号作为选择信号被提供给选择晶体管SEL的栅电极。当控制信号接通时，选择晶体管SEL变为导通状态，并且与选择晶体管SEL连接的传感器像素11变为选择状态。当传感器像素11处于选择状态时，从放大晶体管AMP输出的像素信号经由垂直信号线VSL被列信号处理电路22读取。
接下来，将参考图3、图4和图5详细说明传感器像素11的构造。图4示出了像素阵列部10的逻辑电路20侧的平面构造的示例。图5示出了像素阵列部10的光接收面31A侧的平面构造的示例。应当注意，在图4中，读出电路12中包括的各种晶体管(复位晶体管RST、放大晶体管AMP和选择晶体管SEL)的布局在半导体基板31的逻辑电路20侧的平面构造上重叠。另外，在图5中，垂直栅电极VG的布局在半导体基板31的光接收面31A侧的平面构造上重叠。
通过在半导体基板31上依次层叠半导体层33和绝缘层32来构成第一基板30。即，绝缘层32形成为与半导体层33的上表面接触。在半导体层33的上表面上形成有传输晶体管TRG和浮动扩散部FD。因此，半导体层33的上表面是传输晶体管TRG的形成面31B等。应当注意，包括半导体基板31和半导体层33的层叠体也可以被认为是半导体基板。在这种情况下，包括半导体基板31和半导体层33的层叠体(半导体基板)的上表面是形成面31B，包括半导体基板31和半导体层33的层叠体(半导体基板)的背面是光接收面31A。此时，各传感器像素11形成在包括半导体基板31和半导体层33的层叠体(半导体基板)中。
在绝缘层32中设置有传输晶体管TRG的栅极和与传输晶体管TRG的栅极连接的配线。例如，传输晶体管TRG的栅极和与传输晶体管TRG的栅极连接的配线由金属材料形成。应当注意，传输晶体管TRG的栅极可以由多晶硅形成。在绝缘层32中设置有读出电路12。应当注意，读出电路12也可以形成在半导体基板31的形成面31B上。
例如，半导体基板31和41分别由硅基板构成。例如，半导体层33由通过外延晶体生长形成的硅层构成。半导体基板31在上表面的一部分及其附近包括P型半导体区域32B以及在比P型半导体区域32B深的区域导电类型与P型半导体区域32B的导电类型不同的N型半导体区域32A。P型半导体区域32B设置在半导体基板31的与光接收面31A相反的表面侧。P型半导体区域32B的导电类型是P型。N型半导体区域32A的导电类型是N型，其是与P型半导体区域32B的导电类型不同的导电类型。半导体层33具有与P型半导体区域32B的导电类型相同的P型导电类型。半导体层33包括导电类型与半导体层33的导电类型不同的浮动扩散部FD。传输晶体管TRG的栅极的一部分(两个垂直栅电极VG)形成为从半导体层33的上表面(形成面31B)沿半导体基板31的厚度方向(法线方向)延伸。传输晶体管TRG的栅极的该部分(两个垂直栅电极VG)从形成面31B延伸至到达N型半导体区域32A的深度。例如，传输晶体管TRG的栅极的该部分(两个垂直栅电极VG)具有沿半导体基板31的厚度方向(法线方向)延伸的棒状形状。
例如，第一基板30还包括与半导体基板31的背面(光接收面31A)接触的固定电荷膜36。固定电荷膜36具有负固定电荷，以便抑制由半导体基板31的光接收面31A侧的界面状态引起的暗电流的产生。例如，固定电荷膜36由具有负固定电荷的绝缘膜形成。这种绝缘膜的材料的实例包括氧化铪、氧化锆、氧化铝、氧化钛和氧化钽。由固定电荷膜36引起的电场在半导体基板31的光接收面31A侧的界面处形成空穴累积层。该空穴累积层抑制从界面产生电子。例如，第一基板30还包括彩色滤光片37。彩色滤光片37设置在半导体基板31的光接收面31A侧。例如，彩色滤光片37被设置成与固定电荷膜36接触，并且被设置在隔着固定电荷膜36与传感器像素11相对的位置处。
各传感器像素11在半导体基板31的背面(光接收面31A)侧包括受光透镜50。即，固态摄像装置1包括针对各个传感器像素11逐一设置的多个受光透镜50。多个受光透镜50针对各个光电二极管PD逐一设置，并且被布置在与光电二极管PD相对的位置。即，固态摄像装置1是背面照射型摄像装置。例如，受光透镜50被设置为与彩色滤光片37接触，并且被设置在隔着彩色滤光片37和固定电荷膜36与传感器像素11相对的位置处。
第一基板30包括将相邻的两个传感器像素11彼此电气分离且光学分离的分离部51、52和54。分离部51、52和54对应于本公开的“分离部”的具体示例。分离部51、52和54以沿着半导体基板31的法线方向(厚度方向)延伸的方式形成。分离部51和52在半导体基板31和半导体层33内沿半导体基板31的法线方向(厚度方向)层叠。换句话说，分离部51和52彼此连接。包括分离部51和52的结构形成为从光接收面31A延伸到形成面31B。即，包括分离部51和52的结构贯穿半导体基板31和半导体层33。同样，分离部54形成为在半导体基板31和半导体层33内沿半导体基板31的法线方向(厚度方向)延伸。分离部54形成为从光接收面31A延伸到形成面31B。即，分离部54贯穿半导体基板31和半导体层33。
分离部51和54一体形成，并且例如在水平面内方向上以包围传感器像素11(特别地，光电二极管PD)的方式形成，而且进一步形成为沿半导体基板31的法线方向(厚度方向)延伸。分离部52和54例如在水平面内方向上以包围传感器像素11(特别地，传输晶体管TRG和浮动扩散部FD)的方式形成，而且进一步形成为沿半导体基板31的法线方向(厚度方向)延伸。
例如，分离部51和54分别是通过将杂质注入半导体基板31中而形成的高电阻区域。例如，分离部52包括DTI(Deep Trench Isolation：深沟槽隔离)结构。在分离部52中，DTI包括与设置在半导体基板31中的沟槽的内壁接触的绝缘膜52B和设置在绝缘膜52B内部的金属嵌入部52A。金属嵌入部52A以从形成面31B延伸到预定深度的方式形成。例如，绝缘膜52B是通过使半导体基板31热氧化而形成的氧化膜，而且由例如氧化硅形成。金属嵌入部52A是在水平面内方向上包围传感器像素11(具体地，传输晶体管TRG和浮动扩散部FD)的环状金属层。例如使用CVD(Chemical Vapor Deposition：化学气相沉积)形成金属嵌入部52A，并且金属嵌入部52A由例如铝或铝合金形成。
针对各传感器像素11，第一基板30还包括设置在光电二极管PD和浮动扩散部FD之间的层中的遮光部53。遮光部53具有开口53H，垂直栅电极VG贯穿该开口53H。在彼此相邻的两个传感器像素11中，两个垂直栅电极VG被布置成隔着分离部54彼此相对，并且与分离部54接触。连接部CN与分离部54的顶部和被布置成彼此相对的两个垂直栅电极VG各者的顶部接触。遮光部53在与分离部54接触且垂直栅电极VG贯穿的位置处具有开口53H。即，遮光部53在与传输晶体管TRG的栅极相对的位置处具有开口53H。遮光部53阻挡通过光接收面31A入射的光L在除了开口53H以外的位置向浮动扩散部FD入射。
例如，遮光部53包括与设置在第一基板30中的中空部58的内壁接触的绝缘膜53B和设置在绝缘膜53B内部的金属嵌入部53A。金属嵌入部53A对应于本公开的“遮光部”的具体示例。
中空部58在半导体层33中沿层叠的面内方向延伸。例如，使用预定的化学溶液，通过湿蚀刻在半导体层33中的预定位置处形成中空部58。例如在中空部58的与垂直栅电极VG相对的位置处可以设置蚀刻停止层。该蚀刻停止层由与半导体层33相比上述化学溶液的蚀刻速率相对较慢的材料构成。
例如，使用CVD形成绝缘膜53B。例如，绝缘膜53B由诸如SiO2等介电材料形成。例如，绝缘膜53B具有包括SiO2膜(氧化硅膜)、SCF膜和SiO2膜(氧化硅膜)的层叠结构。应当注意，绝缘膜53B可以是包括SiO2(氧化硅)的单层膜。例如，使用CVD形成金属嵌入部53A。例如，可以使用CVD统一形成金属嵌入部53A。例如，金属嵌入部53A由铝或铝合金形成。
金属嵌入部53A形成为与分离部52的金属嵌入部52A的下部接触。金属嵌入部53A阻挡通过半导体基板31的背面(光接收面31A)入射的光向浮动扩散部FD的入射。金属嵌入部53A设置在光电二极管PD和浮动扩散部FD之间的层中。金属嵌入部53A是在与半导体基板31的法线方向(厚度方向)正交的方向上延伸的片状金属层。金属嵌入部53A具有开口，垂直栅电极VG贯穿该开口。绝缘膜53B覆盖金属嵌入部53A，并且使金属嵌入部53A和垂直栅电极VG彼此绝缘和分离。例如，金属嵌入部53A和垂直栅电极VG隔着绝缘膜53B和半导体层33的一部分(以下称为“半导体部分33A”)布置。
[效果]
接下来，说明根据本实施例的固态摄像装置1的效果。
在固态摄像装置中，已知一种使用CMOS图像传感器的全局快门方法(例如，参见专利文献1)。在上面专利文献1所述的发明中，通过在与光电转换部的深度不同的深度处设置电荷保持部(在光电转换部中累积的电荷被传输到该电荷保持部)，能够在确保光电转换部的面积的同时，确保饱和电子数。
然而，在上述专利文献1所记载的发明中，存在因光入射到电荷保持部而产生噪声的可能性。为了减少噪声，可以考虑设置遮光层。在设置遮光层的情况下，难以将电荷从光电转换部传输到电荷保持部。为了便于电荷传输，可以考虑设置从设置于遮光层中的开口到达光电转换部的垂直栅电极。在设置垂直栅电极的情况下，像素尺寸增加，并且由光从设置于遮光层中的开口入射到电荷保持部引起的噪声增加。
同时，在本实施例中，设置有到达光电二极管PD的垂直栅电极VG。因此，能够避免由设置遮光部53引起的从光电二极管PD到浮动扩散部FD的电荷传输的劣化。此外，在本实施例中，两个垂直栅电极VG在彼此相邻的两个传感器像素11中电连接在一起。因此，与针对各个传感器像素11分别设置传输晶体管TRG的情况相比，能够减小传输晶体管TRG的尺寸；因此，能够减小遮光部53的垂直栅电极VG贯穿的开口53H的尺寸。结果，能够抑制噪声和像素尺寸的增加。因此，能够在抑制噪声和像素尺寸的增加的同时避免电荷传输的劣化。
在本实施例中，在彼此相邻的两个传感器像素11中设置有连接部CN，该连接部CN与两个垂直栅电极VG接触并且将两个垂直栅电极VG电连接在一起。因此，与针对各个传感器像素11分别设置传输晶体管TRG的情况相比，能够减小传输晶体管TRG的尺寸；因此，能够减小遮光部53的垂直栅电极VG贯穿的开口53H的尺寸。结果，能够抑制噪声和像素尺寸的增加。因此，能够在抑制噪声和像素尺寸的增加的同时避免电荷传输的劣化。
在本实施例中，在彼此相邻的两个传感器像素11中，两个垂直栅电极VG被布置成隔着分离部54彼此相对，并且与分离部54接触。此外，连接部CN与分离部54的顶部和被布置成彼此相对的两个垂直栅电极VG各者的顶部接触。因此，与针对各个传感器像素11分别设置传输晶体管TRG的情况相比，这能够减小传输晶体管TRG的尺寸；因此，能够减小遮光部53的垂直栅电极VG贯穿的开口53H的尺寸。结果，能够抑制噪声和像素尺寸的增加。因此，能够在抑制噪声和像素尺寸的增加的同时避免电荷传输的劣化。
在本实施例中，在与分离部54接触且垂直栅电极VG贯穿的位置处设置有开口53H。因此，与针对各个传感器像素11分别设置传输晶体管TRG的情况相比，这能够减小传输晶体管TRG的尺寸；因此，能够减小遮光部53的垂直栅电极VG贯穿的开口53H的尺寸。结果，能够抑制噪声和像素尺寸的增加。因此，能够在抑制噪声和像素尺寸的增加的同时避免电荷传输的劣化。
<2.变形例>
在下文中，说明根据前述实施例的固态摄像装置1的变形例。
[变形例A]
在上述实施例中，各传感器像素11可以具有多个传输晶体管TRG。例如，如图6和图7所示，各传感器像素11可以具有两个传输晶体管TRG。图6示出了像素阵列部10的逻辑电路20侧的平面构造的变形例。图7示出了像素阵列部10的光接收面31A侧的平面构造的变形例。应当注意，在图6中，读出电路12中包括的各种晶体管(复位晶体管RST、放大晶体管AMP和选择晶体管SEL)的布局在半导体基板31的逻辑电路20侧的平面构造上重叠。另外，在图7中，垂直栅电极VG的布局在半导体基板31的光接收面31A侧的平面构造上重叠。
例如，放电晶体管OFG是NMOS晶体管。放电晶体管OFG响应于施加到栅电极的控制信号，排出来自光电转换部的电荷。放电晶体管OFG具有与传输晶体管TRG共同的构造，并且包括作为栅电极的两个垂直栅电极VG和连接部CN。在每个传输晶体管TRG中，一个垂直栅电极VG设置在彼此相邻的两个传感器像素11的一个传感器像素11中，而另一个垂直栅电极VG设置在彼此相邻的两个传感器像素11的另一个传感器像素11中。在每个传输晶体管TRG中，连接部CN与两个垂直栅电极VG接触。即，在彼此相邻的两个传感器像素11中，两个垂直栅电极VG经由连接部CN电连接在一起，并且彼此相邻的两个传感器像素11共享连接部CN(栅电极的一部分)。这里，术语“共享”是指彼此相邻的两个传感器像素11中的电荷的排出由共同的连接部CN控制。
在本变形例中，传输晶体管TRG对应于本公开的“传输晶体管”的具体示例。另外，在本变形例中，一个传输晶体管TRG的垂直栅电极VG对应于本公开的“第一垂直栅电极”的具体示例，另一个传输晶体管TRG的垂直栅电极VG对应于本公开的“第二垂直栅电极”的具体示例。
在本变形例中，连接部CN与传输晶体管TRG中的两个垂直栅电极VG接触。即，在彼此相邻的两个传感器像素11中，传输晶体管TRG中包括的两个垂直栅电极VG经由连接部CN电连接在一起，并且彼此相邻的两个传感器像素11共享上述连接部CN(栅电极的一部分)。在彼此相邻的两个传感器像素11中，传输晶体管TRG中包括的两个垂直栅电极VG被布置成隔着分离部54彼此相对，并且与分离部54接触。在传输晶体管TRG中，上述连接部CN与分离部54的顶部和被布置成彼此相对的两个垂直栅电极VG各者的顶部接触。
在本变形例中，遮光部53在与分离部54接触且传输晶体管TRG中包括的垂直栅电极VG贯穿的位置处具有开口53H。设置在各传感器像素11中的两个传输晶体管TRG被布置成彼此相邻，并且浮动扩散部FD被布置成与两个垂直栅电极VG之间的间隙相邻。
在本变形例中，在每个传感器像素11中设置有两个传输晶体管TRG。因此，与在每个传感器像素11中设置一个传输晶体管TRG的情况相比，改善了从光电二极管PD到浮动扩散部FD的电荷传输。
在本变形例中，设置在每个传感器像素11中的两个传输晶体管TRG被布置为彼此相邻。此外，在每个传感器像素11中，浮动扩散部FD被布置成与两个垂直栅电极VG之间的间隙相邻。因此，与浮动扩散部FD远离两个垂直栅电极VG之间的间隙设置的情况相比，改善了从光电二极管PD到浮动扩散部FD的电荷传输。
在本变形例中，在传输晶体管TRG中，设置有与两个垂直栅电极VG接触并且将两个垂直栅电极VG电连接在一起的连接部CN。因此，与针对各个传感器像素11分别设置传输晶体管TRG的情况相比，能够减小传输晶体管TRG的尺寸；因此，能够减小遮光部53的垂直栅电极VG贯穿的开口53H的尺寸。结果，能够抑制噪声和像素尺寸的增加。因此，能够在抑制噪声和像素尺寸增加的同时避免电荷传输的劣化。
在本变形例中，在传输晶体管TRG中，两个垂直栅电极VG被布置成隔着分离部54彼此相对，并且与分离部54接触。此外，连接部CN与分离部54的顶部和被布置成彼此相对的两个垂直栅电极VG各者的顶部接触。因此，与针对各个传感器像素11分别设置传输晶体管TRG的情况相比，这能够减小传输晶体管TRG的尺寸；因此，能够减小遮光部53的垂直栅电极VG贯穿的开口53H的尺寸。结果，能够抑制噪声和像素尺寸的增加。因此，能够在抑制噪声和像素尺寸的增加的同时避免电荷传输的劣化。
在本变形例中，开口53H设置在与分离部54接触且两个垂直栅电极VG贯穿的位置处。因此，与针对各个传感器像素11分别设置传输晶体管TRG的情况相比，能够减小传输晶体管TRG的尺寸；因此，能够减小遮光部53的垂直栅电极VG贯穿的开口53H的尺寸。结果，能够抑制噪声和像素尺寸的增加。因此，能够在抑制噪声和像素尺寸增加的同时避免电荷传输的劣化。
[变形例B]
在前述实施例中，例如，如图8和图9所示，每个传感器像素11的传输晶体管TRG还可以包括一个不与连接部CN连接的垂直栅电极VG。图8示出了像素阵列部10的逻辑电路20侧的平面构造的变形例。图9示出了像素阵列部10的光接收面31A侧的平面构造的变形例。应当注意，在图8中，读出电路12中包括的各种晶体管(复位晶体管RST、放大晶体管AMP和选择晶体管SEL)的布局在半导体基板31的逻辑电路20侧的平面构造上重叠。另外，在图9中，垂直栅电极VG的布局在半导体基板31的光接收面31A侧的平面构造上重叠。
在本变形例中，每个传感器像素11在与连接到连接部CN的垂直栅电极VG和未连接到连接部CN的垂直栅电极VG之间的间隙相邻的位置处包括浮动扩散部FD。因此，与浮动扩散部FD远离两个垂直栅电极VG之间的间隙设置的情况相比，改善了从光电二极管PD到浮动扩散部FD的电荷传输。
[变形例C]
在前述实施例及其变形例中，传输晶体管TRG可以包括作为栅电极的四个垂直栅电极VG和连接部CN。在这种情况下，如图10、图11和图12所示，在传输晶体管TRG中，分别针对彼此相邻的四个传感器像素11逐一地设置四个垂直栅电极VG。
图10示出了根据本变形例的像素阵列部10的电路构造的示例。图11示出了根据本变形例的像素阵列部10的逻辑电路20侧的平面构造的示例。图12示出了根据本变形例的像素阵列部10的光接收面31A侧的平面构造的示例。应当注意，在图11中，读出电路12中包括的各种晶体管(复位晶体管RST、放大晶体管AMP和选择晶体管SEL)的布局在半导体基板31的逻辑电路20侧的平面构造上重叠。另外，在图12中，垂直栅电极VG的布局在半导体基板31的光接收面31A侧的平面构造上重叠。
在本变形例中，连接部CN与传输晶体管TRG中的四个垂直栅电极VG接触。即，在彼此相邻的四个传感器像素11中，四个垂直栅电极VG经由连接部CN彼此电连接，并且彼此相邻的四个传感器像素11共享连接部CN(栅电极的一部分)。
在本变形例中，在彼此相邻的四个传感器像素11中，四个垂直栅电极VG被布置成隔着分离部54彼此相对，并且与分离部54接触。连接部CN与分离部54的顶部和被布置成彼此相对的四个垂直栅电极VG各者的顶部接触。遮光部53在与分离部54接触且垂直栅电极VG贯穿的位置处包括开口53H。
以这种方式，在本变形例中，在传输晶体管TRG中，设置有作为栅电极的四个垂直栅电极VG和连接部CN。因此，与针对各个传感器像素11分别设置传输晶体管TRG的情况相比，能够减小传输晶体管TRG的尺寸；因此，能够减小遮光部53的垂直栅电极VG贯穿的开口53H的尺寸。结果，能够抑制噪声和像素尺寸的增加。因此，能够在抑制噪声和像素尺寸增加的同时避免电荷传输的劣化。
[变形例D]
在前述实施例及其变形例中，例如，如图13和图14所示，各传感器像素11可以包括传输晶体管TRG和放电晶体管OFG。图13示出了像素阵列部10的逻辑电路20侧的平面构造的变形例。图14示出了像素阵列部10的光接收面31A侧的平面构造的变形例。应当注意，在图13中，读出电路12中包括的各种晶体管(复位晶体管RST、放大晶体管AMP和选择晶体管SEL)的布局在半导体基板31的逻辑电路20侧的平面构造上重叠。另外，在图14中，垂直栅电极VG的布局在半导体基板31的光接收面31A侧的平面构造上重叠。
例如，放电晶体管OFG是NMOS晶体管。放电晶体管OFG响应于施加到栅电极的控制信号，排出来自光电转换部的电荷。放电晶体管OFG具有与传输晶体管TRG共同的构造，并且包括作为栅电极的两个垂直栅电极VG和连接部CN。在放电晶体管OFG中，一个垂直栅电极VG设置在彼此相邻的两个传感器像素11的一个传感器像素11中，而另一个垂直栅电极VG设置在彼此相邻的两个传感器像素11的另一个传感器像素11中。在放电晶体管OFG中，连接部CN与两个垂直栅电极VG接触。即，在彼此相邻的两个传感器像素11中，两个垂直栅电极VG经由连接部CN电连接在一起，并且彼此相邻的两个传感器像素11共享连接部CN(栅电极的一部分)。这里，术语“共享”是指彼此相邻的两个传感器像素11中的电荷的排出由共同的连接部CN控制。
在本变形例中，传输晶体管TRG对应于本公开的“传输晶体管”的具体示例，放电晶体管OFG对应于本公开的“放电晶体管”的具体示例。另外，在本变形例中，传输晶体管TRG的垂直栅电极VG对应于本公开的“第一垂直栅电极”的具体示例，放电晶体管OFG的垂直栅电极VG对应于本公开的“第二垂直栅电极”的具体示例。
在本变形例中，连接部CN与传输晶体管TRG中的两个垂直栅电极VG接触。即，在彼此相邻的两个传感器像素11中，传输晶体管TRG中包括的两个垂直栅电极VG经由连接部CN电连接在一起，并且彼此相邻的两个传感器像素11共享上述连接部CN(栅电极的一部分)。在彼此相邻的两个传感器像素11中，传输晶体管TRG中包括的两个垂直栅电极VG被布置成隔着分离部54彼此相对，并且与分离部54接触。在传输晶体管TRG中，上述连接部CN与分离部54的顶部和被布置成彼此相对的两个垂直栅电极VG各者的顶部接触。
此外，在本变形例中，连接部CN与放电晶体管OFG中的两个垂直栅电极VG接触。即，在彼此相邻的两个传感器像素11中，放电晶体管OFG中包括的两个垂直栅电极VG经由连接部CN电连接在一起，并且彼此相邻的两个传感器像素11共享上述连接部CN(栅电极的一部分)。在彼此相邻的两个传感器像素11中，放电晶体管OFG中包括的两个垂直栅电极VG被布置成隔着分离部54彼此相对，并且与分离部54接触。在放电晶体管OFG中，上述连接部CN与分离部54的顶部和被布置成彼此相对的两个垂直栅电极VG各者的顶部接触。
在本变形例中，遮光部53在与分离部54接触且传输晶体管TRG中包括的垂直栅电极VG和放电晶体管OFG中包括的垂直栅电极VG贯穿的位置处具有开口53H。设置在各传感器像素11中的传输晶体管TRG和放电晶体管OFG被布置成彼此相邻，并且浮动扩散部FD被布置成与两个垂直栅电极VG之间的间隙相邻。
在本变形例中，在每个传感器像素11中设置有传输晶体管TRG和放电晶体管OFG。与在每个传感器像素11中设置一个传输晶体管TRG的情况相比，改善了从光电二极管PD到浮动扩散部FD的电荷传输。
在本变形例中，设置在每个传感器像素11中的传输晶体管TRG和放电晶体管OFG被布置为彼此相邻。此外，在每个传感器像素11中，浮动扩散部FD被布置成与两个垂直栅电极VG之间的间隙相邻。与浮动扩散部FD远离两个垂直栅电极VG之间的间隙设置的情况相比，改善了从光电二极管PD到浮动扩散部FD的电荷传输。
在本变形例中，在传输晶体管TRG中，设置有与两个垂直栅电极VG接触并且将两个垂直栅电极VG电连接在一起的连接部CN。此外，在本变形例中，在放电晶体管OFG中，设置有与两个垂直栅电极VG接触并且将两个垂直栅电极VG电连接在一起的连接部CN。因此，与针对每个传感器像素11分别设置传输晶体管TRG和放电晶体管OFG的情况相比，能够减小传输晶体管TRG和放电晶体管OFG的尺寸；因此，能够减小遮光部53的垂直栅电极VG贯穿的开口53H的尺寸。结果，能够抑制噪声和像素尺寸的增加。因此，能够在抑制噪声和像素尺寸的增加的同时避免电荷传输的劣化。
在本变形例中，在传输晶体管TRG中，两个垂直栅电极VG被布置成隔着分离部54彼此相对，并且与分离部54接触。此外，连接部CN与分离部54的顶部和被布置成彼此相对的两个垂直栅电极VG各者的顶部接触。此外，在本变形例中，在放电晶体管OFG中，两个垂直栅电极VG被布置成隔着分离部54彼此相对，并且与分离部54接触。此外，连接部CN与分离部54的顶部和被布置成彼此相对的两个垂直栅电极VG各者的顶部接触。与针对每个传感器像素11分别设置传输晶体管TRG和放电晶体管OFG的情况相比，这能够减小传输晶体管TRG和放电晶体管OFG的尺寸；因此，能够减小遮光部53的垂直栅电极VG贯穿的开口53H的尺寸。结果，能够抑制噪声和像素尺寸的增加。因此，能够在抑制噪声和像素尺寸的增加的同时避免电荷传输的劣化。
在本变形例中，开口53H设置在与分离部54接触且两个垂直栅电极VG贯穿的位置处。与针对各个传感器像素11分别设置传输晶体管TRG的情况相比，这能够减小传输晶体管TRG的尺寸；因此，能够减小遮光部53的垂直栅电极VG贯穿的开口53H的尺寸。结果，能够抑制噪声和像素尺寸的增加。因此，能够在抑制噪声和像素尺寸的增加的同时避免电荷传输的劣化。
[变形例E]
在前述实施例及其变形例中，如图15、图16、图17和图18所示，每个传感器像素11可以包括例如光电二极管PD、传输晶体管TRG、传输晶体管TRM、电荷保持部MEM、传输晶体管TRX、浮动扩散部FD、放电晶体管OFG和放电浮动扩散部OFD。
图15示出了根据本变形例的像素阵列部10的电路构造的示例。图16示出了根据本变形例的像素阵列部10的截面构造的示例。图17示出了根据本变形例的像素阵列部10的逻辑电路20侧的平面构造的示例。图18示出了根据本变形例的像素阵列部10的光接收面31A侧的平面构造的示例。应当注意，在图17中，读出电路12中包括的各种晶体管(复位晶体管RST、放大晶体管AMP和选择晶体管SEL)的布局在半导体基板31的逻辑电路20侧的平面构造上重叠。另外，在图18中，垂直栅电极VG的布局在半导体基板31的光接收面31A侧的平面构造上重叠。
例如，传输晶体管TRG、TRM、TRX和OFG分别是NMOS晶体管。图15示出了传输晶体管TRG的栅极的一部分由彼此相邻的两个传感器像素11共享的情况。应当注意，在本变形例中，传输晶体管TRG的栅极的一部分可以由彼此相邻的四个传感器像素11共享。
在本变形例中，传输晶体管TRG连接在光电二极管PD和传输晶体管TRM之间，并且传输晶体管TRG响应于施加到栅极的控制信号将累积在光电二极管PD中的电荷传输到传输晶体管TRM。传输晶体管TRG将电荷从光电二极管PD传输到电荷保持部MEM。例如，当放电晶体管OFG关断并且传输晶体管TRG导通时，光电二极管PD中保持的电荷经由传输晶体管TRG传输到浮动扩散部FD。传输晶体管TRG的漏极电连接到传输晶体管TRM的源极，传输晶体管TRG的栅极连接到像素驱动线。
传输晶体管TRM连接在传输晶体管TRG和传输晶体管TRX之间，并且传输晶体管TRM响应于施加到栅极的控制信号，控制电荷保持部MEM的电位。例如，当传输晶体管TRM导通时，电荷保持部MEM的电位变深，当传输晶体管TRM关断时，电荷保持部MEM的电位变浅。此外，例如，当传输晶体管TRG和传输晶体管TRM导通时，累积在光电二极管PD中的电荷经由传输晶体管TRG和传输晶体管TRM传输到电荷保持部MEM。传输晶体管TRM的漏极电连接到传输晶体管TRX的源极，传输晶体管TRM的栅极连接到像素驱动线。
电荷保持部MEM是临时保持在光电二极管PD中累积的电荷以便实现全局快门功能的区域。电荷保持部MEM保持从光电二极管PD传输来的电荷。
传输晶体管TRX连接在传输晶体管TRM和浮动扩散部FD之间，并且传输晶体管TRX响应于施加到栅极的控制信号，将电荷保持部MEM保持的电荷传输到浮动扩散部FD。例如，当传输晶体管TRM关断并且传输晶体管TRX导通时，由电荷保持部MEM保持的电荷经由传输晶体管TRM和传输晶体管TRX传输到浮动扩散部FD。传输晶体管TRX的漏极电连接到浮动扩散部FD，传输晶体管TRX的栅极连接到像素驱动线。
浮动扩散部FD是临时保持从光电二极管PD经由传输晶体管TRX输出的电荷的浮动扩散区域。例如，复位晶体管RST连接到浮动扩散部FD，另外，垂直信号线VSL经由放大晶体管AMP和选择晶体管SEL连接到浮动扩散部FD。
在放电晶体管OFG中，漏极连接到电源线VDD，源极连接在传输晶体管TRG和传输晶体管TRM之间。放电晶体管OFG响应于施加到栅极的控制信号，初始化(复位)光电二极管PD。例如，当传输晶体管TRG和放电晶体管OFG导通时，光电二极管PD的电位被复位到电源线VDD的电位电平。即，光电二极管PD被初始化。另外，放电晶体管OFG例如在传输晶体管TRG和电源线VDD之间形成溢出路径，并且将从光电二极管PD溢出的电荷排出到电源线VDD。
传输晶体管TRG、TRM和TRX、电荷保持部MEM、浮动扩散部FD以及放电晶体管OFG形成在半导体层33的上表面(形成面31B)上。传输晶体管TRG、TRM和TRX的栅极、放电晶体管OFG的栅电极、以及连接到这些栅电极的配线设置在绝缘层32中。
在本变形例中，与前述实施例及其变形例类似，设置有到达光电二极管PD的垂直栅电极VG。因此，能够避免由设置遮光部53引起的从光电二极管PD到浮动扩散部FD的电荷传输的劣化。此外，在本变形例中，多个(例如，两个或四个)垂直栅电极VG在彼此相邻的多个(例如，两个或四个)传感器像素11中电连接在一起。因此，与针对各个传感器像素11分别设置传输晶体管TRG的情况相比，能够减小传输晶体管TRG的尺寸；因此，能够减小遮光部53的垂直栅电极VG贯穿的开口53H的尺寸。结果，能够抑制噪声和像素尺寸的增加。因此，能够在抑制噪声和像素尺寸增加的同时避免电荷传输的劣化。
在本变形例中，各传感器像素11可以在垂直栅电极VG和电荷保持部MEM之间包括缓冲区域。例如，该缓冲区域是具有与电荷保持部MEM的导电类型相同的导电类型的N型半导体区域。例如，在累积的电荷由于用大量的光照射光电二极管PD而溢出的情况下，通过以这种方式设置缓冲区域，能够防止溢出的电荷直接进入电荷保持部MEM。
在本变形例中，读出电路12可以设置在绝缘层32中，而不是设置在半导体基板31的形成面31B上。即，读出电路12可以设置在与传感器像素11中包括的各晶体管(例如，传输晶体管TRG、TRM和TRX、或放电晶体管OFG)的层不同的层中。在这种情况下，能够将电荷保持部MEM形成得较大，从而能够确保更多数量的饱和电子。
[变形例F]
在前述变形例E中，例如，如图19和图20所示，放电晶体管OFG可以包括作为栅电极的两个垂直栅电极VG和连接部CN。在放电晶体管OFG中，一个垂直栅电极VG设置在彼此相邻的两个传感器像素11的一个传感器像素11中，而另一个垂直栅电极VG设置在彼此相邻的两个传感器像素11的另一个传感器像素11中。在放电晶体管OFG中，连接部CN与两个垂直栅电极VG接触。即，在彼此相邻的两个传感器像素11中，两个垂直栅电极VG经由连接部CN电连接在一起，并且彼此相邻的两个传感器像素11共享连接部CN(栅电极的一部分)。这里，术语“共享”是指彼此相邻的两个传感器像素11的输出由共同的连接部CN控制。
在本变形例中，遮光部53在与分离部54接触且传输晶体管TRG中包括的垂直栅电极VG和放电晶体管OFG中包括的垂直栅电极VG贯穿的位置处具有开口53H。设置在各传感器像素11中的传输晶体管TRG和放电晶体管OFG被布置成彼此相邻，并且浮动扩散部FD被布置成与两个垂直栅电极VG之间的间隙相邻。
在本变形例中，在每个传感器像素11中设置有传输晶体管TRG和放电晶体管OFG。与在每个传感器像素11中设置一个传输晶体管TRG的情况相比，改善了从光电二极管PD到浮动扩散部FD的电荷传输。
在本变形例中，设置在每个传感器像素11中的传输晶体管TRG和放电晶体管OFG被布置为彼此相邻。此外，在每个传感器像素11中，浮动扩散部FD被布置成与两个垂直栅电极VG之间的间隙相邻。与浮动扩散部FD远离两个垂直栅电极VG之间的间隙设置的情况相比，改善了从光电二极管PD到浮动扩散部FD的电荷传输。
在本变形例中，在传输晶体管TRG中，设置有与两个垂直栅电极VG接触并且将两个垂直栅电极VG电连接在一起的连接部CN。此外，在本变形例中，在放电晶体管OFG中，设置有与两个垂直栅电极VG接触并且将两个垂直栅电极VG电连接在一起的连接部CN。与针对每个传感器像素11分别设置传输晶体管TRG和放电晶体管OFG的情况相比，能够减小传输晶体管TRG和放电晶体管OFG的尺寸；因此，能够减小遮光部53的垂直栅电极VG贯穿的开口53H的尺寸。结果，能够抑制噪声和像素尺寸的增加。因此，能够在抑制噪声和像素尺寸的增加的同时避免电荷传输的劣化。
在本变形例中，在传输晶体管TRG中，两个垂直栅电极VG被布置成隔着分离部54彼此相对，并且与分离部54接触。此外，连接部CN与分离部54的顶部和被布置成彼此相对的两个垂直栅电极VG各者的顶部接触。此外，在本变形例中，在放电晶体管OFG中，两个垂直栅电极VG被布置成隔着分离部54彼此相对，并且与分离部54接触。此外，连接部CN与分离部54的顶部和被布置成彼此相对的两个垂直栅电极VG各者的顶部接触。与针对每个传感器像素11分别设置传输晶体管TRG和放电晶体管OFG的情况相比，这能够减小传输晶体管TRG和放电晶体管OFG的尺寸；因此，能够减小遮光部53的垂直栅电极VG贯穿的开口53H的尺寸。结果，能够抑制噪声和像素尺寸的增加。因此，能够在抑制噪声和像素尺寸的增加的同时避免电荷传输的劣化。
在本变形例中，开口53H设置在与分离部54接触且两个垂直栅电极VG贯穿的位置处。与针对各个传感器像素11分别设置传输晶体管TRG的情况相比，这能够减小传输晶体管TRG的尺寸；因此，能够减小遮光部53的垂直栅电极VG贯穿的开口53H的尺寸。结果，能够抑制噪声和像素尺寸的增加。因此，能够在抑制噪声和像素尺寸的增加的同时避免电荷传输的劣化。
[变形例G]
在前述变形例E中，例如，如图21和图22所示，每个传感器像素11的传输晶体管TRG还可以包括一个不与连接部CN连接的垂直栅电极VG。图21示出了像素阵列部10的逻辑电路20侧的平面构造的变形例。图22示出了像素阵列部10的光接收面31A侧的平面构造的变形例。应当注意，在图21中，读出电路12中包括的各种晶体管(复位晶体管RST、放大晶体管AMP和选择晶体管SEL)的布局在半导体基板31的逻辑电路20侧的平面构造上重叠。另外，在图22中，垂直栅电极VG的布局在半导体基板31的光接收面31A侧的平面构造上重叠。
在本变形例中，每个传感器像素11在与连接到连接部CN的垂直栅电极VG和未连接到连接部CN的垂直栅电极VG之间的间隙相邻的位置处包括浮动扩散部FD。因此，与浮动扩散部FD远离两个垂直栅电极VG之间的间隙设置的情况相比，改善了从光电二极管PD到浮动扩散部FD的电荷传输。
[变形例H]
在前述实施例及其变形例中，分离部51和54的至少与多个垂直栅电极VG相邻的位置可以由氧化膜形成。例如，如图23和图24所示，分离部51和54的与多个垂直栅电极VG相邻的位置可以由氧化膜54A形成。另外，例如，如图25和图26所示，整个分离部54可以由氧化膜54A形成。另外，例如，如图27和图28所示，在分离部54中，可以形成从光接收面31A延伸到与多个垂直栅电极VG相邻的位置的氧化膜54A。
例如，通过使用CVD将SiO2(氧化硅)嵌入到形成于半导体基板31中的沟槽中，来形成氧化膜54A。在这种情况下，当传输晶体管TRG的栅极导通时，能够防止由于分离部51和54的电位变化而导致电荷在彼此相邻的两个传感器像素11之间泄漏。因此，能够降低由电荷泄漏引起的噪声。
[变形例I]
在前述实施例及其变形例中，例如，如图29所示，垂直栅电极VG可以形成为横跨彼此相邻的两个传感器像素11。即使在这种情况下，也能够获得与前述实施例及其变形例的效果类似的效果。
[变形例J]
在前述变形例E、F、G、H和I中，半导体基板31的由包围光电二极管PD的分离部51和54形成的区域的层叠面内的形状(以下称为“第一形状”)以及半导体基板31的由包围浮动扩散部FD或电荷保持部MEM的分离部52和54形成的区域的层叠面内的形状(以下称为“第二形状”)可以彼此不同。例如，第一形状可以是矩形形状，第二形状可以是比第一形状更接近正方形形状的形状。
[变形例K]
在前述实施例及其变形例中，例如，半导体基板31可以包括Si{111}基板。Si{111}基板是单晶硅基板或单晶硅晶片，其具有由米勒指数符号{111}表示的晶面。在单晶硅基板或单晶硅晶片中，由{111}表示的晶面(由平面指数{111}表示的晶面)沿着与厚度方向正交的平面(水平面)延伸。在本变形例中，Si{111}基板还包括晶体取向偏离几度的基板或晶片，例如，从{111}平面朝向最近的[110]方向偏离几度的基板或晶片。在本变形例中，Si{111}基板还包括通过外延方法等在基板或晶片的一部分或整个表面上生长的硅单晶。
另外，在本变形例中，{111}平面是(111)平面、(-111)平面、(1-11)平面、(11-1)平面、(-1-11)平面、(-11-1)平面、(1-1-1)平面和(-1-1-1)平面的总称，它们是对称性上彼此等效的晶面。因此，在本变形例中，例如，可以将Si{111}基板的描述替换为Si(1-11)基板。这里，用减号代替用于表示米勒指数的负方向上的指数的条形符号。
另外，在本变形例中，<110>方向是[110]方向、[101]方向、[011]方向、[-110]方向、[1-10]方向、[-101]方向、[10-1]方向、[0-11]方向、[01-1]方向、[-1-10]方向、[-10-1]方向和[0-1-1]方向的总称，它们是对称性上彼此等效的晶面方向，并且可以被理解为上述任何一种。然而，在本变形例中，在与元件形成面正交的方向和与元件形成面正交的方向进一步正交的方向(即，与元件形成面平行的方向)上进行蚀刻。
表1示出了在作为本变形例中的Si{111}基板的晶面的{111}平面中在<110>方向上建立蚀刻的平面和取向的具体组合。
[表1]
Figure BDA0003603245100000271
如表1所示，{111}平面和<110>方向的组合有96(＝8×12)种。然而，在本变形例中，<110>方向限定为与作为元件形成面的{111}平面正交的方向和与元件形成面平行的方向。即，在本变形例中，Si{111}基板中的元件形成面和Si{111}基板上进行蚀刻的取向的组合选自表1中由○表示的组合中的一种。
在本变形例中，通过使用Si{111}基板进行湿蚀刻，使得蚀刻能够容易地在图3、图16和图23至图28中的横向方向(X轴方向)上进行，而至少在图3、图16和图23至图28中的深度方向(Y轴方向)和垂直方向(Z轴方向)中的Z轴方向上不容易进行，从而可以形成中空部58。
例如，可以通过在Si{111}基板上使用预定的碱性水溶液进行湿蚀刻来形成中空部58。作为碱性水溶液，KOH、NaOH或CsOH等适用于无机溶液，EDP(乙二胺邻苯二酚水溶液)、N2H4(肼)、NH4OH(氢氧化铵)或TMAH(氢氧化四甲基铵)等适用于有机溶液。根据Si{111}的平面取向，利用不同蚀刻速率的特性进行结晶各向异性蚀刻，从而能够形成中空部58。
具体地，在Si{111}基板中，<110>方向(即，具有一个或两个Si反向键的方向)上的蚀刻速率比<111>方向(即，具有三个Si反向键的方向)上的蚀刻速率足够高。因此，在本变形例中，将<110>方向(即，具有一个或两个Si反向键的方向)设为X轴方向，将<111>方向(即，具有三个Si反向键的方向)设为Z轴方向，从而允许在X轴方向上进行蚀刻，而至少在Y轴方向和Z轴方向中的Z轴方向上几乎不进行蚀刻。因此，在作为Si{111}基板的半导体基板31内形成包括一对第一平面、一对第二平面和第三平面的中空部58。因此，形成在中空部58中的遮光部53也包括一对第一平面、一对第二平面和第三平面。
使用图30的示意性说明图进行说明，例如，当将Si悬挂键(或悬空键)侧定义为Si{111}平面的法线的正方向时，Si反向键是指在与正方向相反的负方向上延伸的原子键。图30举例说明了与{111}平面成-19.47°～+19.47°角度的三个反向键。具体地，在Si{111}基板中设置光电二极管PD、中空部58、遮光部53和电荷保持部MEM的情况下，中空部58和遮光部53包括：沿着Si{111}基板的第一晶面的第一平面，所述第一晶面与第一方向正交并且由平面指数{111}表示；以及沿着Si{111}基板的第二晶面的第二平面，所述第二晶面相对于第一方向倾斜并且由平面指数{111}表示。
一对第一平面分别是沿着半导体基板31的第一晶面的平面，并且在Z轴方向上彼此相对。应当注意，半导体基板31中的第一晶面由平面指数{111}表示。一对第二平面分别是沿着半导体基板31的第二晶面的平面，并且在Y轴方向上彼此相对。应当注意，半导体基板31中的第二晶面由平面指数{111}表示，并且相对于Z轴方向倾斜约19.5°。即，第二晶面相对于水平面(X-Y平面)的倾斜角大约为70.5°。另外，第二晶面在水平面(X-Y平面)中相对于X轴和Y轴倾斜，并且例如相对于Y轴形成约30°的角度。第三平面是沿着半导体基板31的第三晶面的平面。与第二晶面类似，半导体基板31的第三晶面相对于Z轴方向倾斜约19.5°。即，第三晶面相对于水平面(X-Y平面)的倾斜角大约为70.5°。
应当注意，例如，如图31所示，Si{111}基板还包括基板表面被处理成相对于<112>方向具有偏角的基板的情况。在偏角小于或等于19.47°的情况下，即使基板具有偏角，也保持着其中<110>方向(即，具有一个Si反向键的方向)上的蚀刻速率比<111>方向(即，具有三个Si反向键)上的蚀刻速率足够高的关系。当偏角变大时，台阶(step)数量增加，从而微台阶的密度增加；因此，偏角优选小于或等于5°。顺便提及，图31举例说明了基板表面在<112>方向上具有偏角的情况；然而，也可以采用基板表面在<110>方向上具有偏角的情况，并且偏角在哪个方向无关紧要。另外，可以使用X射线衍射法、电子束衍射法或电子束背散射衍射法等来分析Si平面取向。由于Si反向键的数量由Si晶体结构来确定，因此也可以通过分析Si平面取向来分析反向键的数量。
在本变形例中，在作为Si{111}基板的半导体基板31内设置中空部58和遮光部53。中空部58和遮光部53包括沿着第一晶面的第一平面和沿着相对于第一平面倾斜的第二晶面的第二平面。这里，第一晶面和第二晶面分别由平面指数{111}表示。因此，中空部58可以通过使用诸如碱性水溶液等蚀刻溶液的晶体各向异性蚀刻容易地形成，并且具有高的尺寸精度。
<3.适用例>
图32示出了包括根据前述实施例及其变形例中任意一个的固态摄像装置1的摄像系统2的概略构造的示例。摄像系统2对应于本公开的“电子设备”的具体示例。摄像系统2例如包括光学系统210、固态摄像装置1、信号处理电路220和显示单元230。
光学系统210在固态摄像装置1的成像面上形成来自被摄体的图像光(入射光)的图像。固态摄像装置1接收从固态摄像装置1入射的图像光(入射光)，并且将与所接收的图像光(入射光)相对应的像素信号输出到信号处理电路220。信号处理电路220对从固态摄像装置1输入的图像信号进行处理，并且产生图像数据。信号处理电路220还生成与所产生的图像数据对应的图像信号，并且将所生成的图像信号输出到显示单元230。显示单元230基于从信号处理电路220输入的图像信号显示画面。
在本适用例中，根据前述实施例及其变形例中任意一个的固态摄像装置1适用于摄像系统2。因此，能够提供具有低噪声的高图像质量的摄像系统2。
<4.移动体的应用例>
根据本公开实施例的技术(本技术)适用于各种产品。例如，根据本公开实施例的技术可以以安装在任何类型的移动体上的装置的方式实现。所述移动体的非限制性示例可以包括：汽车、电动汽车、混合动力汽车、摩托车、自行车、任何个人移动设备、飞机、无人驾驶飞行器(无人机)、轮船和机器人。
图33是示出作为根据本公开实施方案的技术能够适用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33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以及车载网络接口(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：用于产生车辆的驱动力的驱动力产生设备，例如内燃机或驱动电机等；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用作以下各设备的控制装置，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。根据所接收到的图像，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与用于检测驾驶员状态的驾驶员状态检测部12041连接。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，所述高级驾驶员辅助系统功能包括：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。
另外，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并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听觉上向车上的乘客或车辆外部通知信息。在图33的示例中，作为输出设备，示出了音频扬声器12061、显示部12062和仪表板12063。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34是示出摄像部12031的安装位置的示例的图。
在图34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、信号灯、交通标志或车道等。
顺便提及，图34示出了摄像部12101～12104的摄像范围的示例。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获取的图像数据叠加，获得了从上方观察时的车辆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)，从而将尤其在车辆12100行驶道路上最靠近车辆并且在与车辆12100几乎相同的方向上以预定速度(例如，大于或等于0km/h)行驶的三维物体提取为前车。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，可以执行旨在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周围的障碍物区分为车辆12100的驾驶员能够在视觉上识别的障碍物和车辆12100的驾驶员在视觉上难以识别的障碍物。然后，微型计算机12051确定用于表示与各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因此可能发生碰撞的情况下，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，并且经由驱动系统控制单元12010执行强制减速或避让转向。从而微型计算机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的识别：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因此识别出该行人时，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。
上面已经说明了可以应用根据本公开实施例的技术的移动体控制系统的一个示例。根据本公开实施例的技术可以应用于上述构造的组件中的摄像部12031。具体地，根据前述实施例及其变形例中任意一个的固态摄像装置1适用于摄像部12031。通过将根据本公开实施例的技术应用于摄像部12031，能够得到具有较少噪声的高质量拍摄图像，从而可以在移动体控制系统中利用拍摄图像进行高精度控制。
上面，尽管参照实施例及其变形例、适用例、应用例对本公开进行了说明，但是本公开并不限于前述实施例等，还可以以各种各样的方式进行修改。应当注意，这里描述的效果仅仅是说明性的。本公开的效果不限于本文所述的那些效果。本公开可以具有本文所述的那些效果以外的其他效果。
根据本公开的各实施例的第一固态摄像装置和第一电子设备，提供了到达光电转换部的垂直栅电极，并且在多个像素中彼此相邻的多个第一像素中，多个垂直栅电极电连接在一起。因此，可以在抑制噪声和像素尺寸的增加的同时避免电荷传输的劣化。
根据本公开的各实施例的第二固态摄像装置和第二电子设备，提供了到达光电转换部的第一和第二垂直栅电极，并且在多个像素中彼此相邻的多个第一像素中，多个第一垂直栅电极电连接在一起，并且多个第二垂直栅电极电连接在一起。因此，可以在抑制噪声和像素尺寸的增加的同时避免电荷传输的劣化。
另外，本公开也可以具有以下构造。
(1)
一种固态摄像装置，其包括：
光接收面；
多个像素，每个像素包括光电转换部，所述光电转换部对通过所述光接收面入射的光进行光电转换；和
分离部，其使各光电转换部电气分离且光学分离，
每个所述像素包括：
电荷保持部，其保持从所述光电转换部传输的电荷；
传输晶体管，其包括到达所述光电转换部的垂直栅电极，并且所述传输晶体管将电荷从所述光电转换部传输到所述电荷保持部；和
遮光部，其设置在所述光电转换部和所述电荷保持部之间的层中，其中，
在所述多个像素中彼此相邻的多个第一像素中，多个所述垂直栅电极电连接在一起。
(2)
根据(1)所述的固态摄像装置，其中，所述第一像素共享连接部，所述连接部与所述多个垂直栅电极接触并且将所述多个垂直栅电极电连接在一起。
(3)
根据(2)所述的固态摄像装置，其中，在所述多个第一像素中，
所述多个垂直栅电极被布置成隔着所述分离部彼此相对，并且与所述分离部接触，并且
所述连接部与所述分离部的顶部和被布置成彼此相对的所述多个垂直栅电极各者的顶部接触。
(4)
根据(3)所述的固态摄像装置，其中，所述遮光部在与所述分离部接触并且所述垂直栅电极贯穿的位置处具有开口。
(5)
根据(1)至(4)中任一项所述的固态摄像装置，还具有其中包括所述遮光部的半导体基板，其中，
所述半导体基板包括Si{111}基板，所述Si{111}基板包括沿着与厚度方向正交的平面延伸的由平面指数{111}表示的第一晶面，并且
所述遮光部包括：
沿着所述第一晶面的第一平面；和
相对于所述厚度方向倾斜并且沿着所述Si{111}基板的第二晶面的第二平面。
(6)
一种固态摄像装置，其包括：
光接收面；
多个像素，每个像素包括光电转换部，所述光电转换部对通过所述光接收面入射的光进行光电转换；和
分离部，其使各光电转换部电气分离且光学分离，
每个所述像素包括：
电荷保持部，其保持从所述光电转换部传输的电荷；
传输晶体管，其包括到达所述光电转换部的第一垂直栅电极，并且所述传输晶体管将电荷从所述光电转换部传输到所述电荷保持部；
放电晶体管，其包括到达所述光电转换部的第二垂直栅电极，并且被设置成与所述传输晶体管相邻，所述放电晶体管排出来自所述光电转换部的电荷；和
遮光部，其设置在所述光接收面和所述电荷保持部之间的层中，其中，
在所述多个像素中彼此相邻的多个第一像素中，多个所述第一垂直栅电极电连接在一起，并且多个所述第二垂直栅电极电连接在一起。
(7)
根据(6)所述的固态摄像装置，其中，在所述多个第一像素中，
所述多个第一垂直栅电极被布置成隔着所述分离部彼此相对，并且与所述分离部接触，
所述多个第二垂直栅电极被布置成隔着所述分离部彼此相对，并且与所述分离部接触，并且
所述第一像素共享第一连接部和第二连接部，
所述第一连接部与所述多个第一垂直栅电极接触，并且将所述多个第一垂直栅电极电连接在一起，
所述第二连接部与所述多个第二垂直栅电极接触，并且将所述多个第一垂直栅电极电连接在一起。
(8)
根据(7)所述的固态摄像装置，其中，
在所述多个第一像素中，所述多个第一垂直栅电极被布置成隔着所述分离部彼此相对，并且与所述分离部接触，并且
所述第一连接部与所述分离部的顶部和被布置成彼此相对的所述多个第一垂直栅电极各者的顶部接触，并且
在所述多个第一像素中，所述多个第二垂直栅电极被布置成隔着所述分离部彼此相对，并且与所述分离部接触，并且
所述第二连接部与所述分离部的顶部和被布置成彼此相对的所述多个第二垂直栅电极各者的顶部接触。
(9)
根据(8)所述的固态摄像装置，其中，所述遮光部在与所述分离部接触并且所述第一垂直栅电极和所述第二垂直栅电极贯穿的位置处具有开口。
(10)
根据(6)至(9)中任一项所述的固态摄像装置，其中，所述电荷保持部被布置成与所述第一垂直栅电极和所述第二垂直栅电极之间的间隙相邻。
(11)
根据(6)至(10)中任一项所述的固态摄像装置，还具有其中包括所述遮光部的半导体基板，其中，
所述半导体基板包括Si{111}基板，所述Si{111}基板包括沿着与厚度方向正交的平面延伸的由平面指数{111}表示的第一晶面，并且
所述遮光部包括：
沿着所述第一晶面的第一平面；和
相对于所述厚度方向倾斜并且沿着所述Si{111}基板的第二晶面的第二平面。
(12)
一种电子设备，其包括：
固态摄像装置，其输出与入射光相对应的像素信号；和
信号处理电路，其对所述像素信号进行处理，
所述固态摄像装置包括：
光接收面；
多个像素，每个像素包括光电转换部，所述光电转换部对通过所述光接收面入射的光进行光电转换；和
分离部，其使各光电转换部电气分离且光学分离，
每个所述像素包括：
电荷保持部，其保持从所述光电转换部传输的电荷；
传输晶体管，其包括到达所述光电转换部的垂直栅电极，并且将电荷从所述光电转换部传输到所述电荷保持部；和
遮光部，其设置在所述光电转换部和所述电荷保持部之间的层中，其中，
在所述多个像素中彼此相邻的多个第一像素中，多个所述垂直栅电极电连接在一起。
(13)
一种电子设备，其包括：
固态摄像装置，其输出与入射光相对应的像素信号；和
信号处理电路，其对所述像素信号进行处理，
所述固态摄像装置包括：
光接收面；
多个像素，每个像素包括光电转换部，所述光电转换部对通过所述光接收面入射的光进行光电转换；和
分离部，其使各光电转换部电气分离且光学分离，
每个所述像素包括：
电荷保持部，其保持从所述光电转换部传输的电荷；
传输晶体管，其包括到达所述光电转换部的第一垂直栅电极，并且将电荷从所述光电转换部传输到所述电荷保持部；
放电晶体管，其包括到达所述光电转换部的第二垂直栅电极，并且所述放电晶体管被设置成与所述传输晶体管相邻，所述放电晶体管排出来自所述光电转换部的电荷；和
遮光部，其设置在所述光接收面和所述电荷保持部之间的层中，其中，
在所述多个像素中彼此相邻的多个第一像素中，多个所述垂直栅电极电连接在一起。
本申请要求于2019年11月18日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP2019-207923的权益，其全部内容通过引用并入本文。
本领域技术人员应当理解，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 (13)

1.一种固态摄像装置，其包括：
光接收面；
多个像素，每个所述像素包括光电转换部，所述光电转换部对通过所述光接收面入射的光进行光电转换；和
分离部，其使各所述光电转换部电气分离且光学分离，
每个所述像素包括：
电荷保持部，其保持从所述光电转换部传输的电荷；
传输晶体管，其包括到达所述光电转换部的垂直栅电极，并且所述传输晶体管将电荷从所述光电转换部传输到所述电荷保持部；和
遮光部，其设置在所述光电转换部和所述电荷保持部之间的层中，其中，
在所述多个像素中彼此相邻的多个第一像素中，多个所述垂直栅电极彼此电连接在一起。
2.根据权利要求1所述的固态摄像装置，其中，所述第一像素共享连接部，所述连接部与所述多个垂直栅电极接触并且将所述多个垂直栅电极彼此电连接在一起。
3.根据权利要求2所述的固态摄像装置，其中，在所述多个第一像素中，
所述多个垂直栅电极被布置成隔着所述分离部彼此相对，并且与所述分离部接触，并且
所述连接部与所述分离部的顶部和被布置成彼此相对的所述多个垂直栅电极各者的顶部接触。
4.根据权利要求3所述的固态摄像装置，其中，所述遮光部在与所述分离部接触并且所述垂直栅电极贯穿的位置处具有开口。
5.根据权利要求1所述的固态摄像装置，还具有设置在所述遮光部内部的半导体基板，其中，
所述半导体基板包括Si{111}基板，所述Si{111}基板包括沿着与厚度方向正交的平面扩展的由平面指数{111}表示的第一晶面，并且
所述遮光部包括：
沿着所述第一晶面的第一平面；和
相对于所述厚度方向倾斜并且沿着所述Si{111}基板的第二晶面的第二平面。
6.一种固态摄像装置，其包括：
光接收面；
多个像素，每个所述像素包括光电转换部，所述光电转换部对通过所述光接收面入射的光进行光电转换；和
分离部，其使各所述光电转换部电气分离且光学分离，
每个所述像素包括：
电荷保持部，其保持从所述光电转换部传输的电荷；
传输晶体管，其包括到达所述光电转换部的第一垂直栅电极，并且所述传输晶体管将电荷从所述光电转换部传输到所述电荷保持部；
放电晶体管，其包括到达所述光电转换部的第二垂直栅电极，并且所述放电晶体管被设置成与所述传输晶体管相邻，所述放电晶体管排出来自所述光电转换部的电荷；和
遮光部，其设置在所述光接收面和所述电荷保持部之间的层中，其中，
在所述多个像素中彼此相邻的多个第一像素中，多个所述第一垂直栅电极彼此电连接在一起，并且多个所述第二垂直栅电极彼此电连接在一起。
7.根据权利要求6所述的固态摄像装置，其中，在所述多个第一像素中，
所述多个第一垂直栅电极被布置成隔着所述分离部彼此相对，并且与所述分离部接触，
所述多个第二垂直栅电极被布置成隔着所述分离部彼此相对，并且与所述分离部接触，并且
所述第一像素共享第一连接部和第二连接部，
所述第一连接部与所述多个第一垂直栅电极接触，并且将所述多个第一垂直栅电极彼此电连接在一起，
所述第二连接部与所述多个第二垂直栅电极接触，并且将所述多个第一垂直栅电极彼此电连接在一起。
8.根据权利要求7所述的固态摄像装置，其中，
在所述多个第一像素中，所述多个第一垂直栅电极被布置成隔着所述分离部彼此相对，并且与所述分离部接触，并且
所述第一连接部与所述分离部的顶部和被布置成彼此相对的所述多个第一垂直栅电极各者的顶部接触，并且
在所述多个第一像素中，所述多个第二垂直栅电极被布置成隔着所述分离部彼此相对，并且与所述分离部接触，并且
所述第二连接部与所述分离部的顶部和被布置成彼此相对的所述多个第二垂直栅电极各者的顶部接触。
9.根据权利要求8所述的固态摄像装置，其中，所述遮光部在与所述分离部接触并且所述第一垂直栅电极和所述第二垂直栅电极贯穿的位置处具有开口。
10.根据权利要求6所述的固态摄像装置，其中，所述电荷保持部被布置成与所述第一垂直栅电极和所述第二垂直栅电极之间的间隙相邻。
11.根据权利要求6所述的固态摄像装置，还具有设置在所述遮光部内部的半导体基板，其中，
所述半导体基板包括Si{111}基板，所述Si{111}基板包括沿着与厚度方向正交的平面延伸的由平面指数{111}表示的第一晶面，并且
所述遮光部包括：
沿着所述第一晶面的第一平面；和
相对于所述厚度方向倾斜并且沿着所述Si{111}基板的第二晶面的第二平面。
12.一种电子设备，其包括：
固态摄像装置，其输出与入射光相对应的像素信号；和
信号处理电路，其对所述像素信号进行处理，
所述固态摄像装置包括：
光接收面；
多个像素，每个所述像素包括光电转换部，所述光电转换部对通过所述光接收面入射的光进行光电转换；和
分离部，其使各所述光电转换部电气分离且光学分离，
每个所述像素包括：
电荷保持部，其保持从所述光电转换部传输的电荷；
传输晶体管，其包括到达所述光电转换部的垂直栅电极，并且所述传输晶体管将电荷从所述光电转换部传输到所述电荷保持部；和
遮光部，其设置在所述光电转换部和所述电荷保持部之间的层中，其中，
在所述多个像素中彼此相邻的多个第一像素中，多个所述垂直栅电极彼此电连接在一起。
13.一种电子设备，其包括：
固态摄像装置，其输出与入射光相对应的像素信号；和
信号处理电路，其对所述像素信号进行处理，
所述固态摄像装置包括：
光接收面；
多个像素，每个所述像素包括光电转换部，所述光电转换部对通过所述光接收面入射的光进行光电转换；和
分离部，其使各所述光电转换部电气分离且光学分离，
每个所述像素包括：
电荷保持部，其保持从所述光电转换部传输的电荷；
传输晶体管，其包括到达所述光电转换部的第一垂直栅电极，并且所述传输晶体管将电荷从所述光电转换部传输到所述电荷保持部；
放电晶体管，其包括到达所述光电转换部的第二垂直栅电极，并且所述放电晶体管被设置成与所述传输晶体管相邻，所述放电晶体管排出来自所述光电转换部的电荷；和
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