CN114631187A - 固态成像装置和电子设备 - Google Patents

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Abstract

本公开的固态成像装置包括：具有垂直栅电极的传输晶体管；和元件分离部，所述元件分离部的至少一部分隔着半导体层与所述垂直栅电极分开地配置，所述半导体层具有高的第一导电类型的杂质浓度，并且所述元件分离部由氧化膜绝缘体构成。

Description

固态成像装置和电子设备
技术领域
本公开涉及一种固态成像装置和电子设备。
背景技术
例如，固态成像装置已被用于诸如数码相机或摄像机等成像装置或具有成像功能的诸如便携式终端设备等电子设备。作为固态成像装置，已知一种CMOS(互补金属氧化物半导体)图像传感器，其经由MOS晶体管读出在作为光电转换元件的光电二极管中累积的电荷(例如，参见专利文献1～3)。
引用文献列表
专利文献
专利文献1：国际公开第WO 2018/221261号
专利文献2：日本未审查专利申请公开第2010-283086号
专利文献3：日本未审查专利申请公开第2018-148116号
发明内容
顺便提及的是，固态成像装置被要求抑制暗电流并改善传输特性。因此，期望提供一种能够实现暗电流抑制和传输特性改善的固态成像装置以及包括该固态成像装置的电子设备。
根据本公开实施方案的固态成像装置包括半导体基板，所述半导体基板包括光接收面和与所述光接收面相对配置的多个像素。每个所述像素包括光电转换部、电荷保持部、传输晶体管、元件分离部和半导体层。所述光电转换部对经由所述光接收面入射的光执行光电转换。所述电荷保持部在所述半导体基板中的第一导电类型的半导体区域内作为与第一导电类型不同的第二导电类型的半导体区域而形成，并且保持从所述光电转换部传输的电荷。所述传输晶体管包括垂直栅电极和与所述垂直栅电极接触的栅极绝缘膜，所述垂直栅电极到达所述光电转换部，所述栅极绝缘膜形成在所述半导体基板的与所述光接收面相对的表面上，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。所述元件分离部靠近所述半导体基板的与所述光接收面相对的表面形成，并且包含氧化膜绝缘体。所述半导体层与所述元件分离部的侧面和底面以及所述栅极绝缘膜接触，并且具有高于所述半导体区域的杂质浓度的第一导电类型的杂质浓度。所述元件分离部的至少一部分隔着所述半导体层的接触所述栅极绝缘膜的部分与所述垂直栅电极分开地配置。
根据本公开实施方案的电子设备包括固态成像装置和信号处理电路。所述固态成像装置输出对应于入射光的像素信号。所述信号处理电路处理所述像素信号。设置在所述电子设备中的固态成像装置具有与上述固态成像装置的构成相同的构成。
根据本公开各个实施方案的固态成像装置和电子设备均设置有包括垂直栅电极的传输晶体管，并且具有隔着半导体层与所述垂直栅电极分开地配置的元件分离部的至少一部分。所述元件分离部包含氧化膜绝缘体。所述半导体层具有高的第一导电类型的杂质浓度。即使在元件分离部更靠近垂直栅电极的情况下，这样也可以在抑制暗电流的同时改善传输特性。
附图说明
图1是示出根据本公开实施方案的固态成像装置的示意性构成的示例的图。
图2是示出图1中的传感器像素的电路构成的示例的图。
图3是示出图1中的传感器像素的平面构成的示例的图。
图4是示出沿着图3中的线A-A截取的传感器像素的截面构成的示例的图。
图5是示出沿着图3中的线B-B截取的传感器像素的截面构成的示例的图。
图6是示出图4中的传感器像素的截面构成的变形例的图。
图7是示出图5中的传感器像素的截面构成的变形例的图。
图8是图示图4中的传感器像素的截面构成的变形例的图。
图9是图示图5中的传感器像素的截面构成的变形例的图。
图10是图示图4中的传感器像素的截面构成的变形例的图。
图11是示出图5中的传感器像素的截面构成的变形例的图。
图12是示出图5中的传感器像素的截面构成的变形例的图。
图13是示出图2中的传感器像素的电路构成的变形例的图。
图14是示出图4中的传感器像素的截面构成的变形例的图。
图15是示出具备根据上述实施方案及其变形例的成像装置的成像系统的示意性构成的示例的图。
图16是示出图15中的成像系统的成像过程的示例的图。
图17是示出车辆控制系统的示意性构成的示例的框图。
图18是辅助说明车外信息检测单元和成像单元的设置位置的示例的图。
图19是示出内窥镜手术系统的示意性构成的示例的图。
图20是示出摄像头和相机控制单元(CCU)的功能构成的示例的框图。
具体实施方式
下面结合附图对本公开的优选实施方案进行详细说明。注意，在本说明书和附图中，具有基本相同的功能构成的构成要素由相同的附图标记表示，并且因此省略了其重复说明。
此外，在本说明书和附图中，具有基本相同或类似的功能构成的多个构成要素在某些情况下通过在相同的附图标记的末端添加不同的数字来区分。然而，在不需要特别区分具有基本相同或类似的功能构成的多个构成要素的情况下，仅对它们分配相同的附图标记。此外，在某些情况下，通过将不同的字母附加到相同的附图标记来区分根据不同实施方案的类似构成要素。然而，在不需要特别区分类似的构成要素的情况下，仅附加相同的附图标记。
另外，以下说明中所参照的附图是为了说明本公开的实施方案并促进对本公开的理解，并且在某些情况下为了便于理解，附图所示的形状、尺寸、比例等与实际不同。此外，可以通过考虑以下说明和已知技术来适当地改变附图中所示的固态成像元件的设计。另外，在使用固态成像元件的截面图的说明中，固态成像元件的层叠结构的上下方向对应于在将固态成像元件的光入射的入射面用作顶面的情况下的相对方向。在某些情况下，上下方向与遵循实际重力加速度的上下方向不同。
另外，在以下的说明中，关于尺寸和形状的表述不仅是指与数学上定义的数值相同的值和几何学上定义的形状，而且包括在制造固态成像元件的步骤中具有工业上可接受的差异的形状，甚至类似于该形状的形状。
此外，在以下的电路构成的说明中，除非另有说明，否则“连接”是指多个要素之间的电气连接。此外，以下说明中的“连接”不仅包括多个要素的直接电气连接，还包括多个要素经由其他要素的间接的电气连接。
注意，按照以下顺序进行说明。
1.实施方案(固态成像装置) 图1～图5
2.变形例(固态成像装置) 图6～图14
3.适用例(成像系统) 图15和图16
4.应用例
移动体的应用例 图17和图18
内窥镜手术系统的应用例 图19和图20
<1.实施方案>
[构成]
图1示出了根据本公开实施方案的固态成像装置1的示意性构成的示例。固态成像装置1包括其中多个像素11以矩阵状配置的像素阵列部10。像素阵列部10具有其中多个像素11层叠在包含例如硅的半导体基板12上的构成。多个传感器像素11在与作为半导体基板12的背面的光接收面11A相对的位置处以矩阵状配置。换句话说，像素阵列部10包括具有光接收面11A以及与光接收面11A相对配置的多个传感器像素11的半导体基板12。
像素阵列部10在包含例如硅的半导体基板12上还包括多条像素驱动线和多条垂直信号线VSL。每条像素驱动线是被施加用于控制累积在传感器像素11中的电荷的输出的控制信号的配线。像素驱动线例如在行方向上延伸。每条垂直信号线VSL是将从各传感器像素11输出的像素信号输出到逻辑电路20的配线。垂直信号线VSL例如在列方向上延伸。逻辑电路20例如设置在半导体基板12上和像素阵列部10的周围。逻辑电路20可以设置在形成于半导体基板12上的半导体基板或半导体层上。逻辑电路20包括例如垂直驱动电路21、列信号处理电路22、水平驱动电路23、系统控制电路24、输出电路25等。下面详细说明根据本实施方案的固态成像装置1的各个块。
(垂直驱动电路21)
垂直驱动电路21包括例如移位寄存器。垂直驱动电路21选择像素驱动线42，向选择的像素驱动线42供给用于驱动传感器像素11的脉冲，并且以预定的单位像素行驱动传感器像素11。垂直驱动电路21以预定的单位像素行在垂直方向(图1中的上下方向)上依次选择性地扫描像素阵列部10中的各个传感器像素11。垂直驱动电路21将基于根据由各传感器像素11的光电二极管PD接收的光量生成的电荷的像素信号经由垂直信号线VSL供给到列信号处理电路22。
(列信号处理电路22)
列信号处理电路22针对传感器像素11的每列设置并且对从预定单位像素行的传感器像素11输出的像素信号执行针对每一像素列的诸如噪声去除等信号处理。列信号处理电路22执行例如相关双采样(Correlated Double Sampling：CDS)处理，以去除像素固有的固定模式噪声。列信号处理电路22包括例如单斜率A/D转换器。单斜率A/D转换器包括例如比较器和计数器电路并且对像素信号执行AD(模拟-数字)转换。
(水平驱动电路23)
水平驱动电路23包括例如移位寄存器。水平驱动电路23依次输出水平扫描脉冲，以依次选择上述各列信号处理电路22并将来自各列信号处理电路22的像素信号输出到水平信号线。
(输出电路25)
输出电路25对经由水平信号线从各列信号处理电路22依次供给的像素信号执行信号处理并输出得到的像素信号。输出电路25例如可以作为执行缓冲(buffering)的功能部发挥作用，可以执行诸如黑电平调整、列偏差校正、各种数字信号处理等处理。缓冲是指临时存储像素信号以在交换像素信号时补偿处理速度和传输速度的差异。
(系统控制电路24)
系统控制电路24接收输入时钟和用于发出关于操作模式等的指令的数据。另外，系统控制电路24输出诸如传感器像素11的内部信息等数据。基于垂直同步信号、水平同步信号和主时钟，系统控制电路24生成作为垂直驱动电路21、列信号处理电路22、水平驱动电路23等的操作的基准的时钟信号和控制信号。系统控制电路24将生成的时钟信号和生成的控制信号输出到垂直驱动电路21、列信号处理电路22、水平驱动电路23等。
根据本实施方案的固态成像装置1的平面构成例不限于图1所示的示例，而是可以包括例如其他电路等。
(传感器像素11)
接下来，说明传感器像素11的电路构成。图2示出了传感器像素11的电路构成的示例。如上所述，像素阵列部10包括多个传感器像素11。各传感器像素11包括例如光电二极管PD和像素电路。光电二极管PD对经由光接收面11A入射的光执行光电转换。光电二极管PD对应于根据本公开的“光电转换部”的具体例。像素电路例如基于从光电二极管PD输出的电荷生成像素信号，并将像素信号输出到垂直信号线VSL。像素电路包括多个像素晶体管。像素电路包括例如传输晶体管TRX、选择晶体管SEL、复位晶体管RST、放大晶体管AMP等。像素晶体管例如是MOS(金属氧化物半导体)晶体管。像素电路还包括浮动扩散部FD。传输晶体管TRX对应于根据本公开的“传输晶体管”的具体例。浮动扩散部FD对应于根据本公开的“电荷保持部”的具体例。
传输晶体管TRX连接在光电二极管PD和浮动扩散部FD之间，并且根据施加到栅电极的控制信号将累积在光电二极管PD中的电荷从光电二极管PD传输到浮动扩散部FD。传输晶体管TRX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的漏极电气连接到浮动扩散部FD，并且传输晶体管TRX的栅极连接到像素驱动线。
浮动扩散部FD是临时保持经由传输晶体管TRX从光电二极管PD传输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，并且垂直信号线VSL也经由放大晶体管AMP和选择晶体管SEL连接到浮动扩散部FD。
复位晶体管RST具有连接到电源线VDD的漏极并且具有连接到浮动扩散部FD的源极。复位晶体管RST根据施加到栅电极的控制信号初始化(复位)浮动扩散部FD。例如，在复位晶体管RST导通的情况下，浮动扩散部FD的电位被复位为电源线VDD的电位水平。换句话说，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的栅电极并且具有连接到电源线VDD的漏极。放大晶体管AMP用作读取通过光电二极管PD中的光电转换获得的电荷的源极跟随器电路的输入部。换句话说，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，从而提供源极跟随器电路以及连接到垂直信号线VSL的一端的恒电流源。
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。选择晶体管SEL的栅电极被供给作为选择信号的控制信号。在控制信号导通的情况下，选择晶体管SEL进入导通状态并且连结到选择晶体管SEL的传感器像素11进入选择状态。在传感器像素11进入选择状态的情况下，从放大晶体管AMP输出的像素信号经由垂直信号线VSL由列信号处理电路22读出。
接下来，说明传感器像素11的结构。图3示出了传感器像素11的平面构成的示例。图4示出了沿着图3中的线A-A截取的传感器像素11的截面构成的示例。图5示出了沿着图3中的线B-B截取的传感器像素11的截面构成的示例。
包括例如传输晶体管TRX等的像素电路形成在半导体基板12的上面上。因此，半导体基板12的上面用作传输晶体管TRX等的形成面11B。注意，像素电路的一部分(例如，选择晶体管SEL、放大晶体管和复位晶体管RST)可以在形成于半导体基板12的上面(形成面11B)侧的半导体基板或半导体层内形成。在半导体基板12的上面(形成面11B)上接触地形成包括例如像素电路内的配线等的配线层。
半导体基板12包括例如硅基板。半导体基板12在上面(形成面11B)的一部分及其附近具有第一导电类型(例如，P型)的半导体区域(阱层14)。半导体基板12在比阱层14更深的区域中具有第一导电类型(例如，P型)的杂质浓度低于阱层14的半导体区域。
半导体基板12在第一导电类型(例如，P型)的杂质浓度低于阱层14的半导体区域内包括与第一导电类型(例如，P型)不同的第二导电类型(例如，N型)的半导体区域13。光电二极管PD由半导体区域13以及与半导体区域13相邻的具有第一导电类型(例如，P型)的半导体区域的PN结形成。光电二极管PD对经由作为半导体基板12的背面的光接收面11A入射的光执行光电转换。光电二极管PD执行光电转换以生成与接收光量对应的电荷。光电二极管PD的阴极电气连接到传输晶体管TRG的源极并且光电二极管PD的阳极电气连接到参考电位线(例如，接地GND)。
半导体基板12在上面(形成面11B)的一部分上具有绝缘膜15。绝缘膜15用作传输晶体管TRX的栅极氧化膜。绝缘膜15例如是通过对硅基板的表面进行热氧化等而形成的氧化硅膜。半导体基板12在上面(形成面11B)的附近在阱层14与绝缘膜15之间的层内具有半导体层17。半导体层17具有高于阱层14的第一导电类型(例如，P型)的杂质浓度。半导体层17对应于根据本公开的“半导体层”的具体例。半导体层17形成为与绝缘膜15和阱层14接触。半导体层17也形成为与后述的元件分离部16的侧面和底面接触。
传输晶体管TRX包括作为栅电极的垂直栅电极VG。垂直栅电极VG的上端部(伞状部分)以外的部分形成在半导体基板12内以在半导体基板12的厚度方向上延伸。垂直栅电极VG的下端部例如形成的深度足以到达光电二极管PD。垂直栅电极VG的上端部形成为与半导体基板12的上面接触。垂直栅电极VG通过例如用金属材料或诸如多晶硅等导电材料填充例如设置在半导体基板12中的内壁覆盖有绝缘膜15的沟槽而形成。沟槽内的绝缘膜15例如通过对设置在半导体基板12中的沟槽的内壁进行热氧化等来形成。例如通过CVD(化学气相沉积)等将导电材料填充到沟槽内。
传输晶体管TRX包括作为栅极氧化膜的绝缘膜15。绝缘膜15对应于根据本公开的“栅极氧化膜”的具体例。绝缘膜15形成在半导体基板12的上面(与光接收面11A相对的表面(形成面11B))上。绝缘膜15形成为与垂直栅电极VG的上端部(伞状部分)以外的部分接触。
浮动扩散部FD例如与垂直栅电极VG的上端部(伞状部分)以外的部分分开地配置。从半导体基板12的法线方向观察时，浮动扩散部FD可以与垂直栅电极VG分开地配置。可以在浮动扩散部FD的周围设置第二导电类型(例如，N型)的杂质浓度低于浮动扩散部FD的浓度的半导体区域。在这种情况下，从半导体基板12的法线方向观察时，该半导体区域可以配置在该半导体区域的至少一部分与垂直栅电极VG重叠的位置。
各传感器像素11在半导体基板12的上面(形成面11B)上包括元件分离部16。元件分离部16对应于根据本公开的“元件分离部”的具体例。元件分离部16形成在半导体基板12的与光接收面11A相对侧的表面(形成面11B)附近。元件分离部16将在半导体基板12的上面(形成面11B)及其附近彼此相邻的两个传感器像素11电气地分离。元件分离部16的下端例如设置为不足以到达半导体基板12之中的光电二极管PD的形成深度。元件分离部16的至少一部分隔着半导体层17与垂直栅电极VG的上端部(伞状部分)以外的部分分开地配置。元件分离部16的至少一部分隔着半导体层17的接触绝缘膜15的部分与垂直栅电极VG的上端部(伞状部分)以外的部分分开地配置。
半导体层17形成在半导体基板12的上面(形成面11B)附近。半导体层17形成为与元件分离部16的侧面和底面接触。此外，半导体层17在半导体基板12的上面(形成面11B)附近从元件分离部16侧朝向垂直栅电极VG延伸。从半导体基板12的法线方向观察时，半导体层17配置在半导体层17的一部分与垂直栅电极VG重叠的位置。
从半导体基板12的法线方向观察时，元件分离部16的至少一部分可以与垂直栅电极VG分开地配置。从半导体基板12的法线方向观察时，元件分离部16的任意部分可以与垂直栅电极VG分开地配置。元件分离部16包括例如STI(浅沟槽隔离)等氧化膜绝缘体。STI例如通过利用CVD等用氧化硅填充在半导体基板12中形成的沟槽而形成。
各传感器像素11可以在半导体基板12的背面(光接收面11A)侧具有滤色器和受光透镜。在这种情况下，固态成像装置1包括分别针对传感器像素11设置的多个受光透镜。多个受光透镜分别针对光电二极管PD设置。多个受光透镜配置在与光电二极管PD相对的位置处。各个受光透镜例如设置为与滤色器接触并且隔着滤色器设置在与光电二极管PD相对的位置处。
各传感器像素11可以包括将彼此相邻的两个光电二极管PD电气和光学地分离的元件分离部。在这种情况下，元件分离部形成为在半导体基板12的法线方向(厚度方向)上延伸。例如，元件分离部形成为贯穿半导体基板12。元件分离部包括例如DTI(深沟槽隔离)结构。DTI包括例如与从半导体基板12的背面(光接收面11A)侧设置的沟槽的内壁接触的绝缘膜和设置在该绝缘膜内侧的金属埋入部。绝缘膜例如是通过对半导体基板12进行热氧化而形成的氧化膜，并且例如包含氧化硅。金属埋入部例如通过热处理利用置换现象而形成，并且例如通过使用铝或铝合金而形成。
[效果]
接下来，说明根据本实施方案的固态成像装置1的效果。
在本实施方案中，设置有包括垂直栅电极VG的垂直晶体管(传输晶体管TRX)。元件分离部16的至少一部分隔着半导体层17与垂直栅电极VG的上端部(伞状部分)以外的部分分开地配置。即使在元件分离部16更靠近垂直栅电极VG的情况下，例如，如图6和图7所示，这样也可以在抑制暗电流的同时改善传输特性。
在本实施方案中，半导体层17设置在元件分离部16的至少一部分与垂直栅电极VG之间。此外，从半导体基板12的法线方向观察时，元件分离部16的任意部分与垂直栅电极VG分开地配置。与在元件分离部16和垂直栅电极VG之间未设置半导体层17的情况相比，这样可以在抑制暗电流的同时改善传输特性。
<2.变形例>
下面说明根据上述实施方案的固态成像装置1的变形例。
[变形例A]
在上述实施方案中，从半导体基板12的法线方向观察时，半导体层17的一部分与垂直栅电极VG重叠。然而，在上述实施方案中，例如，如图8和图9所示，从半导体基板12的法线方向观察时，半导体层17可以与垂直栅电极VG分开地配置。图8示出了沿着图3中的线A-A截取的传感器像素11的截面构成的变形例。图9示出了沿着图3中的线B-B截取的传感器像素11的截面构成的变形例。即使在这种情况下，也可以如同上述实施方案中那样抑制暗电流和改善传输特性。
[变形例B]
在上述实施方案及其变形例中，光电二极管PD在半导体基板12中形成在比阱层14更深的位置处。然而，在上述实施方案及其变形例中，例如，如图10和图11所示，光电二极管PD的一部分可以形成在传输晶体管TRX中的电荷传输路径中。图10示出了沿着图3中的线A-A截取的传感器像素11的截面构成的变形例。图11示出了沿着图3中的线B-B截取的传感器像素11的截面构成的变形例。在这种情况下，光电二极管PD的一部分沿着垂直栅电极VG朝向半导体基板12的上面(形成面11B)延伸。在这种情况下，可以实现传输特性的改善。
[变形例C]
在上述实施方案及其变形例中，垂直栅电极VG的上端部具有伞形形状。然而，在上述实施方案及其变形例中，例如，如图12所示，可以省略垂直栅电极VG的上端部的与传输栅极的未作为传输路径的部分相对应的部分。在这种情况下，垂直栅电极VG的上端部在层叠面内方向上的尺寸减小了省略的量。在这种情况下，可以使元件分离部16以垂直栅电极VG的上端部在层叠面内方向上的尺寸减小的量更靠近垂直栅电极VG。结果，可以使传感器像素11的像素尺寸减小垂直栅电极VG的上端部在层叠面内方向上的尺寸减小的量。
[变形例D]
在上述实施方案及其变形例中，例如，如图13所示，各传感器像素11可以包括代替光电二极管PD的光电二极管PD1，并且除了光电二极管PD1之外还可以包括光电二极管PD2。在这种情况下，例如，如图13所示，除了传输晶体管TRX、复位晶体管RST、选择晶体管SEL、放大晶体管AMP和浮动扩散部FD之外，各像素电路还可以包括传输晶体管TGS、像素内电容FC、FC连接用晶体管FCC和转换效率切换用晶体管EXC。
在本变形例中，各像素电路例如基于保持在浮动扩散部FD中的电荷生成像素信号，并将其输出到垂直信号线VSL。光电二极管PD2对经由光接收面11A入射的光执行光电转换。光电二极管PD2执行光电转换以生成对应于接收光量的电荷。光电二极管PD2的阴极电气连接到传输晶体管TGS的源极，并且光电二极管PD2的阳极电气连接到参考电位线(例如，接地GND)。
在本变形例中，与光电二极管PD2相比，光电二极管PD1在单位时间内生成的每单位照度的电荷总量可以更多。在这种情况下，光电二极管PD1的感度高于光电二极管PD2的感度，而光电二极管PD2的感度低于光电二极管PD1的感度。
传输晶体管TGS连接在光电二极管PD2与像素内电容FC和FC连接用晶体管FCC之间的节点之间。传输晶体管TGS根据施加到栅电极的控制信号将累积在光电二极管PD2中的电荷移动到像素内电容FC和FC连接用晶体管FCC之间的节点。
复位晶体管RST具有连接到电源线VDD1的漏极并且具有连接到转换效率切换用晶体管EXC的漏极的源极。复位晶体管RST根据施加到栅电极的控制信号经由转换效率切换用晶体管EXC初始化(复位)浮动扩散部FD。例如，在复位晶体管RST和转换效率切换用晶体管EXC导通的情况下，浮动扩散部FD的电位被复位为电源线VDD1的电位水平。换句话说，浮动扩散部FD被初始化。
放大晶体管AMP的栅电极连接到浮动扩散部FD，漏极连接到电源线VDD1，源极连接到选择晶体管SEL。放大晶体管AMP用作读出保持在浮动扩散部FD中的电荷的源极跟随器电路的输入部。换句话说，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，从而提供源极跟随器电路以及连接到垂直信号线VSL的一端的恒电流源。
像素内电容FC连接在FC连接用晶体管FCC和传输晶体管TGS之间的节点与电源线VDD2之间。像素内电容FC累积从光电二极管PD2传输(溢出)的电荷。
FC连接用晶体管FCC连接到传输晶体管TGS和像素内电容FC之间的节点以及复位晶体管RST和转换效率切换用晶体管EXC之间的节点。FC连接用晶体管FCC根据施加到栅电极的控制信号将浮动扩散部FD的电容电位和像素内电容FC的电容电位相互结合。
转换效率切换用晶体管EXC连接在复位晶体管RST和FC连接用晶体管FCC之间的节点与浮动扩散部FD之间。转换效率切换用晶体管EXC根据施加到栅电极的控制信号将像素内电容FC的电容电位和浮动扩散部FD的电容电位相互结合。
例如，如图14所示，像素内电容FC包括形成在半导体基板12中的第二导电类型(例如，N型)的半导体区域18a和隔着绝缘膜15与半导体区域18a相对配置的电极18b。像素内电容FC被元件分离部16包围。像素内电容FC隔着元件分离部16配置在与垂直栅电极VG相对的位置。例如，如图14所示，传输晶体管TGS的漏极包括半导体区域18c。半导体区域18c隔着元件分离部16与像素内电容FC相邻设置。半导体区域18c被设置作为半导体基板12内的第二导电类型(例如，N型)的半导体区域。累积在光电二极管PD中的电荷的一部分经由电气连接到半导体区域18c的金属配线11a移动到像素内电容FC。
在本变形例中，像素内电容FC和传输晶体管TGS形成在半导体基板12的上面(形成面11B)上。在这种情况下，例如，如图14所示，元件分离部16设置在像素内电容FC和垂直栅电极VG之间或在像素内电容FC和传输晶体管TGS之间。这使得元件分离部16将传输晶体管TRX和传输晶体管TGS与像素内电容FC电气地分离。这里，例如，如图14所示，元件分离部16设置在垂直栅电极VG附近。即使在以这种方式将元件分离部16设置在垂直栅电极VG附近的情况下，也可以如同上述实施方案中那样实现暗电流抑制和传输特性改善。
<3.适用例>
图15示出了包括根据上述实施方案及其变形例的固态成像装置1的成像系统2的示意性构成的示例。成像系统2对应于根据本公开的“电子设备”的具体例。
成像系统2例如是电子设备，该电子设备是诸如数码相机或摄像机等成像装置、诸如智能手机或平板电脑终端等便携式终端设备。成像系统2包括例如根据上述实施方案及其变形例的固态成像装置1、光学系统31、快门装置32、控制电路33、DSP电路34、帧存储器35、显示部36、存储部37、操作部38和电源部39。在成像系统2中，根据上述实施方案及其变形例的固态成像装置1、快门装置32、控制电路33、DSP电路34、帧存储器35、显示部36、存储部37、操作部38和电源部39经由总线L彼此连接。
光学系统31包括一个或多个透镜。光学系统31将来自被摄体的光(入射光)引导至固态成像装置1以在固态成像装置1的光接收面上形成图像。快门装置32配置在光学系统31和固态成像装置1之间并在控制电路33的控制下控制对固态成像装置1的光照射时段和遮光时段。固态成像装置1根据经由光学系统31和快门装置32在光接收面上形成图像的光在一定时段内累积信号电荷。根据从控制电路33供给的驱动信号(定时信号)，累积在固态成像装置1中的信号电荷作为像素信号(图像数据)被传输到DSP电路34。换句话说，固态成像装置1接收经由光学系统31和快门装置32入射的图像光(入射光)，并将与接收到的图像光(入射光)对应的像素信号输出到DSP电路34。控制电路33输出用于控制固态成像装置1的传输操作和快门装置32的快门操作的驱动信号，并且驱动固态成像装置1和快门装置32。
DSP电路34是处理从固态成像装置1输出的像素信号(图像数据)的信号处理电路。帧存储器35以帧为单位临时保持由DSP电路34处理的图像数据。显示部36例如包括诸如液晶面板或有机电致发光(EL)面板等面板型显示装置，并且显示由固态成像装置1捕获的运动图像或静止图像。存储部147将由固态成像装置1捕获的运动图像或静止图像的图像数据记录在诸如半导体存储器或硬盘等记录介质中。操作部38根据用户的操作发出用于成像系统2的各种功能的操作指令。电源部39为固态成像装置1、快门装置32、控制电路33、DSP电路34、帧存储器35、显示部36、存储部37和操作部38等供应目标适当地供给用于操作的各种电源。
接下来，将说明成像系统2中的成像步骤。
图16示出了成像系统2中成像操作的流程的示例。用户通过操作操作部38给出关于成像开始的指令(步骤S101)。然后，操作部38向控制电路33发送成像指令(步骤S102)。在接收到成像指令后，控制电路33开始控制快门装置32和固态成像装置1。固态成像装置1(具体地，系统控制电路24)在控制电路33的控制下以预定成像方案执行成像(步骤S103)。快门装置32在控制电路33的控制下控制对固态成像装置1的光照射时段和遮光时段。
固态成像装置1将通过成像获得的图像数据输出到DSP电路34。这里，图像数据是基于临时保持在浮动扩散部FD中的电荷生成的像素信号的所有像素的数据。DSP电路34基于从固态成像装置1输入的图像数据执行预定的信号处理(例如，降噪处理等)(步骤S104)。DSP电路34使帧存储器35保持经过预定的信号处理的图像数据，并且帧存储器35使存储部37存储图像数据(步骤S105)。以这种方式，执行成像系统2中的成像。
在本适用例中，根据上述实施方案及其变形例中的任一个的固态成像装置1适用于成像系统2。这可以获得具有较少噪声的高清晰度图像。
[4.应用例]
[应用例1]
根据本公开的技术(本技术)可以适用于各种产品。例如，根据本公开的技术可以被实现为安装在诸如汽车、电动汽车、混合电动汽车、摩托车、自行车、个人移动装置、飞机、无人飞行器、船舶、机器人等任何类型的移动体上的装置。
图17是作为根据本公开的技术可以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成例的框图。
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17所示的示例中，车辆控制系统12000包括驱动系统控制单元12010、主体系统控制单元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，作为综合控制单元12050的功能构成，示出了微型计算机12051、音频/图像输出单元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装置的操作。例如，驱动系统控制单元12010用作诸如内燃机或驱动电机等用于生成车辆的驱动力的驱动力生成装置、用于向车轮传递驱动力的驱动力传递机构、用于调整车辆的转向角的转向机构、用于生成车辆的制动力的制动装置的控制装置。
主体系统控制单元12020根据各种程序来控制安装到车体的各种装置的操作。例如，主体系统控制单元12020用作无钥匙进入系统、智能钥匙系统、电动窗装置或诸如头灯、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，用于代替按键的从便携式装置传递的无线电波或各种开关的信号可以输入到主体系统控制单元12020。主体系统控制单元12020接收无线电波或信号的输入并控制车辆的门锁装置、电动窗装置、灯等。
车外信息检测单元12030检测包括车辆控制系统12000的车辆的外部的信息。例如，成像单元12031连接到车外信息检测单元12030。车外信息检测单元12030使成像单元12031拍摄车辆外部的图像，并接收所拍摄的图像。车外信息检测单元12030可以基于接收到的图像进行诸如人、汽车、障碍物、标志、道路上的文字等物体检测处理或距离检测处理。
成像单元12031是接收光并输出对应于接收光量的电气信号的光学传感器。成像单元12031可以输出电气信号作为图像，或者可以输出电气信号作为测距信息。此外，由成像单元12031接收的光可以是可见光或诸如红外线等不可见光。
车内信息检测单元12040检测车内的信息。例如，检测驾驶员的状态的驾驶员状态检测单元12041连接到车内信息检测单元12040。例如，驾驶员状态检测单元12041包括对驾驶员成像的相机。基于从驾驶员状态检测单元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度或集中度，或者可以判断驾驶员是否瞌睡。
微型计算机12051可以基于由车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获得的车辆内部和外部的信息来计算驱动力生成装置、转向机构或制动装置的控制目标值，并且可以向驱动系统控制单元12010输出控制指令。例如，微型计算机12051可以进行协调控制，以实现包括车辆的碰撞避免或碰撞缓和、基于车辆之间的距离的追踪行驶、车辆速度保持行驶、车辆碰撞警告和车辆的车道偏离警告等的高级驾驶员辅助系统(ADAS)的功能。
此外，微型计算机12051可以通过基于由车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获得的关于车辆周围的信息来控制驱动力生成装置、转向机构、制动装置等来进行协调控制，以实现其中车辆自主行驶而不依赖于驾驶员的操作的自动驾驶等。
此外，微型计算机12051可以基于由车外信息检测单元12030获得的车辆外部的信息将控制指令输出到主体系统控制单元12020。例如，微型计算机12051可以通过根据由车外信息检测单元12030检测到的前方车辆或对向车辆的位置控制头灯来进行协调控制，以实现诸如将远光灯切换为近光灯等防止眩光。
此外，微型计算机12051可以基于由车外信息检测单元12030获得的车辆外部的信息将控制指令输出到主体系统控制单元12020。例如，微型计算机12051可以通过根据由车外信息检测单元12030检测到的前方车辆或对向车辆的位置控制头灯来进行协调控制，以实现诸如将远光灯切换为近光灯等防止眩光。
音频/图像输出单元12052将音频和图像至少一者的输出信号传递到能够在视觉上或听觉上通知车辆乘员或车辆外部的信息的输出装置。在图17的示例中，作为输出装置，音频扬声器12061、显示单元12062和仪表板12063被示出。例如，显示单元12062可以包括车载显示器和平视显示器中的至少一种。
图18是示出成像单元12031的安装位置的示例的图。
在图18中，成像单元12031包括成像单元12101、12102、12103、12104和12105。
成像单元12101、12102、12103、12104和12105设置在例如车辆12100的车头、侧视镜、后保险杠、后门和车内的挡风玻璃的上部等位置。设置在车头的成像单元12101和设置在车内的挡风玻璃上部的成像单元12105主要获得车辆12100的前方的图像。设置在侧视镜的成像单元12102和12103主要获得车辆12100的侧方的图像。设置在后保险杠或后门的成像单元12104主要获得车辆12100的后方的图像。设置在车内的挡风玻璃上部的成像单元12105主要用于检测前方车辆、行人、障碍物、交通信号、交通标志、车道等。
此外，图18示出了成像单元12101～12104的成像范围的示例。成像范围12111表示设置在车头的成像单元12101的成像范围。成像范围12112和12113分别表示设置在侧视镜的成像单元12102和12103的成像范围。成像范围12114表示设置在后保险杠或后门的成像单元12104的成像范围。例如，通过叠加由成像单元12101～12104捕获的图像数据，获得车辆12100的从上方看到的鸟瞰图像。
成像单元12101～12104中的至少一个可以具有获取距离信息的功能。例如，成像单元12101～12104中的至少一个可以是包括多个成像元件的立体相机，或者可以是具有相位差检测用的像素的成像元件。
例如，基于从成像单元12101～12104获得的距离信息，通过获得距成像范围12111至12114内的各立体物的距离和距离的时间变化(相对于车辆12100的相对速度)，微型计算机12051提取在车辆12100的行驶路线上的特别是最靠近的立体物且在与车辆12100的大致相同的方向上以预定速度(例如，0km/h以上)行驶的立体物作为前方车辆。此外，微型计算机12051可以设定针对前方车辆的预先确保的车辆间的距离，并且可以进行自动制动控制(包括追踪行驶停止控制)、自动加速控制(包括追踪行驶开始控制)等。因此可以进行其中车辆自主行驶而不依赖于驾驶员的操作的用于自动驾驶等的协调控制。
例如，基于从成像单元12101～12104获得的距离信息，微型计算机12051可以将关于立体物的立体物数据分类为两轮车辆、普通车辆、大型车辆、行人、电线杆等其他立体物，提取立体物数据，并且使用立体物数据自动避开障碍物。例如，微型计算机12051将车辆12100周围的障碍物识别为可以由车辆12100的驾驶员视觉识别的障碍物和难以视觉识别的障碍物。然后，微型计算机12051判断指示与每个障碍物碰撞的危险度的碰撞风险。当碰撞风险等于或高于设定值并且存在碰撞的可能性时，可以通过经由音频扬声器12061和显示单元12062向驾驶者输出警告，并经由驱动系统控制单元12010进行强制减速或回避转向。微型计算机12051因此可以辅助驾驶以避免碰撞。
成像单元12101～12104中的至少一个可以是检测红外线的红外相机。例如，微型计算机12051可以通过判断行人是否存在于由成像单元12101～12104捕获的图像中来识别行人。例如，通过提取由作为红外相机的成像单元12101～12104捕获的图像中的特征点的步骤以及对指示物体的轮廓的一系列特征点进行图案匹配处理以判断该物体是否为行人的步骤来进行行人的识别。当微型计算机12051判断行人存在于由成像单元12101～12104捕获的图像中并且识别出行人时，音频/图像输出单元12052使显示单元12062在所识别的行人上叠加并显示用于强调的四边形轮廓线。此外，音频/图像输出单元12052还可以控制显示单元12062以在期望的位置显示指示行人的图标等。
上面已经说明了根据本公开的技术可以适用的移动体控制系统的示例。根据本公开的技术可以适用于上述构成之中的成像单元12031。具体地，根据上述实施方案及其变形例的固态成像装置1可以适用于成像单元12031。将根据本公开的技术适用于成像单元12031可以提供使用具有较少噪声的高清晰度图像的移动体控制系统。
[应用例2]
图19是示出根据本公开的技术(本技术)可以适用的内窥镜手术系统的示意性构成的示例的图。
图19示出了其中手术者(医生)11131正在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11100、诸如气腹管11111和能量装置11112等其他手术器械11110、支撑内窥镜11100的支撑臂装置11120和其上安装有用于内窥镜手术的各种装置的推车11200。
内窥镜11100包括其中距远端预定长度的区域被插入患者11132的体腔内的透镜筒11101和连接到透镜筒11101的近端的摄像头11102。在所示的示例中，示出了具有硬性透镜筒11101的刚性内窥镜11100。但是内窥镜11100可以另外具有软性透镜筒11101的柔性内窥镜。
透镜筒11101在其远端具有安装物镜的开口。光源装置11203连接到内窥镜11100使得由光源装置11203生成的光通过延伸到透镜筒11101内部的光导被引导到透镜筒11101的远端并且经由物镜朝向在患者11132的体腔内的观察对象发射。注意，内窥镜11100可以是直视内窥镜、斜视内窥镜或侧视内窥镜。
光学系统和图像拾取元件设置在摄像头11102内部使得来自观察对象的反射光(观察光)通过光学系统会聚在图像拾取元件上。观察光由图像拾取元件执行光电转换以生成与观察光相对应的电气信号，即，与观察图像相对应的图像信号。图像信号作为RAW数据被传输到相机控制单元(CCU)11201。
CCU 11201包括中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)等并且综合控制内窥镜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，并且例如对图像信号执行诸如显像处理(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。
显示装置11202在CCU 11201的控制下显示基于由CCU 11201经过图像处理的图像信号的图像。
例如，光源装置11203包括诸如发光二极管(LED)等光源并且将用于对手术部位等成像的照射光供给到内窥镜11100。
输入装置11204是用于内窥镜手术系统11000的输入接口。使用者可以经由输入装置11204向内窥镜手术系统11000输入各种信息和指令。例如，使用者通过使用内窥镜11100输入指令等以改变图像拾取条件(照射光的类型、放大率、焦距等)。
处置器械控制装置11205控制能量装置11112的驱动以用于组织的烧灼和切开、血管的密封等。气腹装置11206经由气腹管11111向患者11132的体腔内注入气体以使患者11132的体腔膨胀，用于确保内窥镜11100的视野并确保手术者的工作空间。记录器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、图形等各种形式打印与手术有关的各种信息的装置。
注意，在内窥镜11100拍摄手术部位时向内窥镜11100供给照射光的光源装置11203例如可以具备LED、激光光源或它们的组合的白色光源。在白色光源包括红色、绿色和蓝色(RGB)激光光源的组合的情况下，由于可以高精度地控制各种颜色(各波长)的输出强度和输出定时，因此可以在光源装置11203中进行所拾取的图像的白平衡的调整。此外，在这种情况下，如果将来自各RGB激光光源的激光按时间分割地照射到观察对象上并且与照射定时同步地控制摄像头11102的成像元件的驱动，那么也可以按时间分割地拾取对应于RGB的每个的图像。根据该方法，可以在成像元件中未设置滤色器的情况下获得彩色图像。
此外，可以控制光源装置11203的驱动从而在每预定的时间改变要输出的光的强度。通过与光强度的改变的定时同步地控制摄像头11102的图像拾取元件的驱动以按时间分割地获取图像并合成图像，可以生成不具有曝光不足的阴影和曝光过度的高亮的高动态范围的图像。
此外，光源装置11203可以被构造为供给与特殊光观察相对应的预定波长带的光。在特殊光观察中，例如，进行所谓的窄带域光观察(窄带域成像)，其中通过使用身体组织中的光吸收的波长依赖性，通过照射与普通观察时的照射光(即，白光)相比更窄带域的光以高对比度对诸如粘膜表层的血管等预定组织进行成像。可选择地，在特殊光观察中，可以进行用于通过照射激发光生成的荧光获得图像的荧光观察。在荧光观察中，例如，可以用激发光照射身体组织，以观察来自身体组织的荧光(自体荧光观察)，或者以将诸如吲哚菁绿(ICG)等试剂局部地注射到身体组织中并用与试剂的荧光波长相对应的激发光照射身体组织来获得荧光图像。光源装置11203可以被构造为供给与这种特殊光观察相对应的窄带域光和/或激发光。
图20是示出图19所示的摄像头11102和CCU 11201的功能构成的示例的框图。
摄像头11102包括透镜单元11401、图像拾取单元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CCU11201通过传输线缆11400彼此可通信地连接。
透镜单元11401是设置在与透镜筒11101的连接部分处的光学系统。从透镜筒11101的远端接收的观察光被引导到摄像头11102并且入射到透镜单元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。
图像拾取单元11402包括的图像拾取元件的数量可以是一个(单板型)或多个(多板型)。当图像拾取单元11402被构造为多板型时，例如，可以通过图像拾取元件生成与R、G和B各自对应的图像信号，并且可以通过组合图像信号来获得彩色图像。图像拾取单元11402还可以被构造为具有一对图像拾取元件，用于为右眼和左眼获取各自的图像信号为三维(3D)显示做好准备。如果进行3D显示，手术者11131可以更加准确地把握手术部位中的身体组织的深度。注意，当图像拾取单元11402被构造为多板型时，对应于各个图像拾取元件设置多个系统的透镜单元11401。
此外，图像拾取单元11402不必须设置在摄像头11102上。例如，图像拾取单元11402可以设置在透镜筒11101内部的物镜的正后方。
驱动单元11403包括致动器并且在摄像头控制单元11405的控制下使透镜单元11401的变焦透镜和焦点透镜沿光轴移动预定距离。因此，可以适当地调整由图像拾取单元11402捕获的图像的放大率和焦点。
通信单元11404包括用于向和从CCU 11201传输和接收各种信息的通信装置。通信单元11404将从图像拾取单元11402获取的图像信号作为RAW数据经由传输线缆11400传输到CCU 11201。
此外，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，并且将控制信号供给到摄像头控制单元11405。控制信号包括例如与图像拾取条件有关的信息，例如，指定所捕获的图像的帧速率的信息、指定在成像时的曝光值的信息和/或指定所捕获的图像的放大率和焦点的信息等。
注意，诸如帧速率、曝光值、放大率和焦点等图像拾取条件可以由使用者适当地指定或者可以由CCU 11201的控制单元11413基于捕获的图像信号来自动设定。在后一种情况下，自动曝光(AE)功能、自动对焦(AF)功能和自动白平衡(AWB)功能安装在内窥镜11100中。
摄像头控制单元11405基于经由通信单元11404从CCU 11201接收的控制信号来控制摄像头11102的驱动。
通信单元11411包括用于向和从摄像头11102传输和接收各种信息的通信装置。通信单元11411经由传输线缆11400接收从摄像头11102传输的图像信号。
此外，通信单元11411将用于控制摄像头11102的驱动的控制信号传输到摄像头11102。图像信号和控制信号可以通过电气通信、光通信等来传输。
图像处理单元11412对作为从摄像头11102传输的RAW数据的图像信号进行各种图像处理。
控制单元11413进行与通过使用内窥镜11100进行的手术部位等的图像拾取以及通过对手术部位等成像获得的所捕获的图像的显示有关的各种控制。例如，控制单元11413生成用于控制摄像头11102的驱动的控制信号。
此外，控制单元11413基于由图像处理单元11412经过图像处理的图像信号使显示装置11202显示手术部位等的所捕获的图像。此时，控制单元11413可以通过使用各种图像识别技术来识别所捕获的图像内的各种物体。例如，控制单元11413可以通过检测包括在所捕获的图像中的物体的边缘形状、颜色等识别诸如钳子等手术器械、特定活体部位、出血、使用能量装置11112时的雾等。当在显示装置11202中显示所捕获的图像时，通过使用识别结果，控制单元11413可以叠加并显示与手术部位的图像有关的各种手术支持信息。在手术支持信息以叠加方式显示并且呈现给手术者11131时，可以减轻手术者11131的负担，并且手术者11131可以可靠地进行手术。
将摄像头11102和CCU 11201相互连接的传输线缆11400是电气信号通信用电气信号线缆、光通信用光纤或电光通信用复合线缆。
这里，在所示的示例中，通过使用传输电缆11400有线地进行通信，但是可以无线地进行摄像头11102和CCU 11201之间的通信。
上面已经说明了根据本公开的技术可以适用的内窥镜手术系统的示例。根据本公开的技术可以适当地应用于上述构成之中的为内窥镜11100的摄像头11102设置的图像拾取单元11402。通过将根据本公开的技术应用于图像拾取单元11402可以使图像拾取单元11402小型化或具有高清晰度，因此可以提供使用具有较少噪声的高清晰度图像的内窥镜11100。
尽管已经参照实施方案、变形例、适用例和应用例说明了本公开，但是本公开并不限于实施方案等，并且可以进行各种变形。注意，本说明书中记载的效果仅仅是示例性的。本公开的效果不限于本说明书中记载的效果。本公开可以具有本申请中记载的效果以外的效果。
此外，本公开还可以具有以下构成。
(1)一种固态成像装置，包括
半导体基板，所述半导体基板包括光接收面和与所述光接收面相对配置的多个像素，其中，
每个所述像素包括
光电转换部，所述光电转换部对经由所述光接收面入射的光执行光电转换，
电荷保持部，所述电荷保持部在所述半导体基板中的第一导电类型的半导体区域内作为与第一导电类型不同的第二导电类型的半导体区域而形成，并且保持从所述光电转换部传输的电荷，
传输晶体管，所述传输晶体管包括垂直栅电极和与所述垂直栅电极接触的栅极绝缘膜，所述垂直栅电极到达所述光电转换部，所述栅极绝缘膜形成在所述半导体基板的与所述光接收面相对的表面上，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，
元件分离部，所述元件分离部靠近所述半导体基板的与所述光接收面相对的表面形成，并且包含氧化膜绝缘体，和
半导体层，所述半导体层与所述元件分离部的侧面和底面以及所述栅极绝缘膜接触，并且具有高于所述半导体区域的杂质浓度的第一导电类型的杂质浓度，
所述元件分离部的至少一部分隔着所述半导体层的接触所述栅极绝缘膜的部分与所述垂直栅电极分开地配置。
(2)根据(1)所述的固态成像装置，其中，所述元件分离部的至少该部分隔着所述半导体层的接触所述栅极绝缘膜的部分与所述垂直栅电极的上端部以外的部分分开地配置。
(3)根据(2)所述的固态成像装置，其中，从所述半导体基板的法线方向观察时，所述元件分离部的至少该部分与所述垂直栅电极分开地配置。
(4)根据(3)所述的固态成像装置，其中，从所述半导体基板的法线方向观察时，所述元件分离部的任意部分与所述垂直栅电极分开地配置。
(5)根据(1)～(4)中任一项所述的固态成像装置，其中，从所述半导体基板的法线方向观察时，所述半导体层与所述垂直栅电极分开地配置。
(6)根据(1)～(5)中任一项所述的固态成像装置，其中，所述光电转换部的一部分沿着所述垂直栅电极朝向所述半导体基板的与所述光接收面相对的表面延伸。
(7)根据(1)～(6)中任一项所述的固态成像装置，还包括像素内电容，所述像素内电容隔着所述元件分离部配置在与所述垂直栅电极相对的位置，并且累积从所述光电转换部传输的电荷。
(8)一种电子设备，包括：
固态成像装置，所述固态成像装置输出对应于入射光的像素信号；和
信号处理电路，所述信号处理电路处理所述像素信号，其中，
所述固态成像装置包括
半导体基板，所述半导体基板包括光接收面和与所述光接收面相对配置的多个像素，其中，
每个所述像素包括
光电转换部，所述光电转换部对经由所述光接收面入射的光执行光电转换，
电荷保持部，所述电荷保持部在所述半导体基板中的第一导电类型的半导体区域内作为与第一导电类型不同的第二导电类型的半导体区域而形成，并且保持从所述光电转换部传输的电荷，
传输晶体管，所述传输晶体管包括垂直栅电极和与所述垂直栅电极接触的栅极绝缘膜，所述垂直栅电极到达所述光电转换部，所述栅极绝缘膜形成在所述半导体基板的与所述光接收面相对的表面上，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，
元件分离部，所述元件分离部靠近所述半导体基板的与所述光接收面相对的表面形成，并且包含氧化膜绝缘体，和
半导体层，所述半导体层与所述元件分离部的侧面和底面以及所述栅极绝缘膜接触，并且具有高于所述半导体区域的杂质浓度的第一导电类型的杂质浓度，
所述元件分离部的至少一部分隔着所述半导体层的接触所述栅极绝缘膜的部分与所述垂直栅电极分开地配置。
根据本公开各个实施方案的固态成像装置和电子设备均设置有包括垂直栅电极VG的垂直晶体管(传输晶体管TRX)，并且元件分离部16的至少一部分隔着半导体层17与垂直栅电极VG的上端部(伞状部分)以外的部分分开地配置。这样可以在抑制暗电流的同时改善传输特性。注意，本技术的效果不必限于这里记载的效果，而是可以包括本说明书中记载的任何效果。
本申请要求于2019年12月16日向日本特许厅提交的日本专利申请第2019-226378号的权益，其全部内容通过引用并入本申请中。
本领域技术人员应该理解，根据设计要求和其他因素，可以进行各种变形、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。

Claims (8)

1.一种固态成像装置，包括
半导体基板，所述半导体基板包括光接收面和与所述光接收面相对配置的多个像素，其中，
每个所述像素包括
光电转换部，所述光电转换部对经由所述光接收面入射的光执行光电转换，
电荷保持部，所述电荷保持部在所述半导体基板中的第一导电类型的半导体区域内作为与第一导电类型不同的第二导电类型的半导体区域而形成，并且保持从所述光电转换部传输的电荷，
传输晶体管，所述传输晶体管包括垂直栅电极和与所述垂直栅电极接触的栅极绝缘膜，所述垂直栅电极到达所述光电转换部，所述栅极绝缘膜形成在所述半导体基板的与所述光接收面相对的表面上，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，
元件分离部，所述元件分离部靠近所述半导体基板的与所述光接收面相对的表面形成，并且包含氧化膜绝缘体，和
半导体层，所述半导体层与所述元件分离部的侧面和底面以及所述栅极绝缘膜接触，并且具有高于所述半导体区域的杂质浓度的第一导电类型的杂质浓度，
所述元件分离部的至少一部分隔着所述半导体层的接触所述栅极绝缘膜的部分与所述垂直栅电极分开地配置。
2.根据权利要求1所述的固态成像装置，其中，所述元件分离部的至少该部分隔着所述半导体层的接触所述栅极绝缘膜的部分与所述垂直栅电极的上端部以外的部分分开地配置。
3.根据权利要求2所述的固态成像装置，其中，从所述半导体基板的法线方向观察时，所述元件分离部的至少该部分与所述垂直栅电极分开地配置。
4.根据权利要求3所述的固态成像装置，其中，从所述半导体基板的法线方向观察时，所述元件分离部的任意部分与所述垂直栅电极分开地配置。
5.根据权利要求1所述的固态成像装置，其中，从所述半导体基板的法线方向观察时，所述半导体层与所述垂直栅电极分开地配置。
6.根据权利要求1所述的固态成像装置，其中，所述光电转换部的一部分沿着所述垂直栅电极朝向所述半导体基板的与所述光接收面相对的表面延伸。
7.根据权利要求1所述的固态成像装置，还包括像素内电容，所述像素内电容隔着所述元件分离部配置在与所述垂直栅电极相对的位置，并且累积从所述光电转换部传输的电荷。
8.一种电子设备，包括：
固态成像装置，所述固态成像装置输出对应于入射光的像素信号；和
信号处理电路，所述信号处理电路处理所述像素信号，其中，
所述固态成像装置包括
半导体基板，所述半导体基板包括光接收面和与所述光接收面相对配置的多个像素，其中，
每个所述像素包括
光电转换部，所述光电转换部对经由所述光接收面入射的光执行光电转换，
电荷保持部，所述电荷保持部在所述半导体基板中的第一导电类型的半导体区域内作为与第一导电类型不同的第二导电类型的半导体区域而形成，并且保持从所述光电转换部传输的电荷，
传输晶体管，所述传输晶体管包括垂直栅电极和与所述垂直栅电极接触的栅极绝缘膜，所述垂直栅电极到达所述光电转换部，所述栅极绝缘膜形成在所述半导体基板的与所述光接收面相对的表面上，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，
元件分离部，所述元件分离部靠近所述半导体基板的与所述光接收面相对的表面形成，并且包含氧化膜绝缘体，和
半导体层，所述半导体层与所述元件分离部的侧面和底面以及所述栅极绝缘膜接触，并且具有高于所述半导体区域的杂质浓度的第一导电类型的杂质浓度，
所述元件分离部的至少一部分隔着所述半导体层的接触所述栅极绝缘膜的部分与所述垂直栅电极分开地配置。
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