CN115602696A - 成像装置和电子设备 - Google Patents

Abstract

提供了一种具有高电荷传输效率的成像装置和电子设备。这种成像装置设置有半导体基板和设置在半导体基板上的垂直晶体管。半导体基板设置有在第一主平面侧开口的孔部。垂直晶体管包括第一栅极电极和第一栅极绝缘膜，第一栅极电极设置在孔部中，第一栅极绝缘膜设置在孔部的内壁和第一栅极电极之间。沿平行于第一主平面的平面截取的第一栅极电极的截面具有在半导体基板的<100>晶向方向上细长的形状。

Description

成像装置和电子设备

本申请是申请日为2021年1月28日、国际申请号为PCT/JP2021/003105、发明名称为“成像装置和电子设备”的PCT申请的中国国家阶段申请的分案申请，该中国国家阶段申请进入中国国家阶段的进入日为2022年9月7日、申请号为202180019697.5。

技术领域

本公开涉及成像装置和电子设备。

背景技术

在包括光电二极管和读取已由光电二极管进行光电转换的电荷的晶体管的固态成像元件中，已知这样的配置，其中，为了减小由元件占据的面积并扩大光电二极管的光接收面积的目的，垂直地布置用于传输电荷的传输晶体管(例如，参考PTL 1)。垂直晶体管包括：在半导体基板中形成的孔部；以覆盖上述孔部的内壁的方式形成的栅极绝缘膜；以及栅极电极，其形成以便于经由栅极绝缘膜填充孔部的内部。

[引用列表]

[专利文献]

[PTL 1]

JP 2011-14751A

发明内容

[技术问题]

形成在半导体基板内部的孔部的内壁具有各种晶面。半导体材料(例如，Si)的代表性晶面包括(110)平面和相对于(110)平面倾斜45度的(100)平面。由于(110)的平面和(100)的平面的热氧化速度不同，因此在形成于孔部的内壁上的栅极绝缘膜中，根据结晶面产生膜厚度的差异。膜厚度的差异可能充当势垒并抑制电荷的传输。

鉴于这种情况做出本公开，并且其目的是提供具有优异的电荷传输效率的成像装置和电子设备。

[问题的解决方案]

根据本公开的一方面的成像装置包括：半导体基板；以及垂直晶体管，设置在半导体基板上，其中半导体基板具有在第一主平面侧开口的孔部，垂直晶体管具有设置在孔部内的第一栅极电极和设置在孔部的内壁和第一栅极电极之间的第一栅极绝缘膜，沿平行于第一主平面的平面切割的第一栅极电极的截面具有在半导体基板的晶向<100>的方向上细长的形状。

因而，在孔部的内壁间形成有较厚的第一栅极绝缘膜的(110)的平面配置在沿着与第一主平面平行的平面切割的第一栅极电极的截面的长轴方向的端部附近。另外，通过(110)的平面的热氧化，在长轴方向的端部附近形成第一栅极绝缘膜的厚膜部分。通过在垂直晶体管的源极端子和漏极端子处分别设置与半导体基板中的厚膜部分相接触的区域(厚膜区域)，可以通过源极端子和漏极端子处产生的每个电势梯度来抵消和减小在厚膜区域中产生的势垒。因此，可以提高垂直晶体管的电荷e^-的传输效率。

根据本公开的一方面的电子设备包括：光学组件；成像装置，通过所述光学组件的透射的光入射至成像装置中；以及信号处理电路，被配置为处理从成像装置输出的信号，其中成像装置包括：半导体基板；以及设置在半导体基板中的垂直晶体管，半导体基板具有在第一主平面侧开口的孔部，垂直晶体管具有设置在孔部内部的第一栅极电极和设置在孔部的内壁和第一栅极电极之间的第一栅极绝缘膜，并且沿着与第一主平面平行的平面切割的第一栅极电极的截面具有在半导体基板的晶向<100>的方向上细长的形状。因此，可以提供包括具有优异电荷传输效率的成像装置的电子设备。

附图说明

图1是示出根据本公开的实施例的成像装置的配置示例的示图。

图2是示出根据本公开的实施例的成像装置的像素共享结构的示例的平面图。

图3是示出根据本公开的实施例的像素的配置示例的平面图。

图4是示出根据本公开的实施例的像素的配置示例的截面图。

图5是示出根据本公开的实施例的第一栅极电极和第一栅极绝缘膜的第一配置示例的截面图。

图6是示出根据本公开的实施例的第一栅极电极和第一栅极绝缘膜的第二配置示例的截面图。

图7是示意性地示出了根据本公开的实施例的第一栅极电极的外围中的半导体基板的电势分布的曲线图。

图8是示出根据本公开的比较例的第一栅极电极和第一栅极绝缘膜的配置的截面图。

图9是示意性地示出根据本公开内容的比较例的半导体基板在第一栅极电极的外围的电势分布的曲线图。

图10是示出根据本公开的实施例的第一变形例的像素的配置的平面图。

图11是示出根据本公开的实施例的第二变形例的像素的配置的平面图。

图12是示出根据本公开的实施例的第三变形例的像素的配置的平面图。

图13是示出根据本公开的实施例的第四变形例的像素的配置的平面图。

图14是示出根据本公开的实施例的第五变形例的像素的配置的平面图。

图15是示出根据本公开的技术(本技术)应用于电子设备的示例的概念图。

图16是示出可应用根据本公开的技术(本技术)的内窥镜手术系统的示意性配置的示例的示图。

图17是示出了图16中所示的相机头和CCU的功能配置的示例的框图。

图18是示出车辆控制系统的示意性配置示例的框图，该车辆控制系统是可以应用根据本公开的技术的移动物体控制系统的示例。

图19是示出成像部的安装位置的示例的图。

具体实施方式

下面将参考附图描述本公开的实施例。在以下说明中参照的附图的说明中，对相同或类似的部分标注相同或类似的附图标记。然而，应注意，附图是示意性的并且厚度与平面尺寸之间的关系、各层的厚度比率等与实际不同。因此，具体厚度和尺寸应该通过考虑以下描述来确定。另外，不言而喻地，附图也包含具有彼此的不同的尺寸关系、比率的部分。

此外，应当理解，在以下描述中的方向的定义(诸如向上和向下)仅仅是为了简洁而提供的定义，而并非旨在限制本公开的技术构思。例如，显而易见的是，当在旋转90度之后观察对象时，将上-下转换为并解释为左-右，并且当在旋转180度之后观察对象时，将上-下解释为倒置。

此外，在以下描述中，“平面图”表示稍后描述的半导体基板111的表面111a的法线方向的视图。

<实施例>

(总体配置示例)

图1是示出根据本公开的实施例的成像装置100的配置示例的示图。图1中所示的成像装置100例如，是CMOS固态成像装置。如图1所示。成像装置100被配置为具有像素区域(所谓的成像区域)103(其中包括多个光电转换元件的像素102被二维规则地布置)和半导体基板111(例如，硅基板)上的外围电路部分。像素102被配置为具有用作光电转换元件的光电二极管和多个像素晶体管(所谓的MOS晶体管)。多个像素晶体管可以由包括传输晶体管、复位晶体管和放大晶体管的三个晶体管构成。通过将选择性晶体管添加到上述三个晶体管中，多个像素晶体管也可以由四个晶体管构成。由于单位像素的等效电路与通常的相同，因此将省略其详细描述。

像素102还可以具有共享像素结构。共享像素结构由多个光电二极管、多个传输晶体管、一个共享浮置扩散和其他共享像素晶体管中的每一个组成。换言之，在共享像素结构中，构成多个单位像素的光电二极管和传输晶体管被配置为共享除了传输晶体管之外的其他像素晶体管中的每一个。

外围电路部分包括垂直驱动电路104、列信号处理电路105、水平驱动电路106、输出电路107、控制电路108等。

控制电路108接收输入时钟和指示操作模式等的数据，并输出诸如成像装置的内部信息的数据。即，控制电路108基于垂直同步信号、水平同步信号和主时钟生成用作用于垂直驱动电路104、列信号处理电路105、水平驱动电路106等的操作的参考的时钟信号和控制信号。此外，控制电路108将这些信号输入至垂直驱动电路104、列信号处理电路105、水平驱动电路106等。

垂直驱动电路104例如由移位寄存器构成，选择像素驱动配线，将用于驱动像素的脉冲提供至所选择的像素驱动配线，并且驱动每行的像素。即，垂直驱动电路104针对各行在垂直方向上顺次地选择并扫描像素区域103中的各个像素102，并且通过垂直信号线109将基于根据每个像素102的光电转换元件中接收的光量生成的信号电荷的像素信号提供至列信号处理电路105。

例如为每列像素102设置列信号处理电路105，并且为每个像素行执行从一行中的像素102输出的信号的信号处理，诸如降噪。即，列信号处理电路105执行信号处理(诸如，用于去除像素102特有的固定图案噪声的CDS)、信号放大以及AD转换。水平选择开关(未示出)设置在列信号处理电路105的输出级处以连接在输出级与水平信号线110之间。

水平驱动电路106例如由移位寄存器构成，通过顺次输出水平扫描脉冲顺次地选择每个列信号处理电路105，并且将像素信号从每个列信号处理电路105输出至水平信号线110。

输出电路107对通过水平信号线110从每个列信号处理电路105顺次提供的信号执行信号处理并且输出经处理的信号。例如，输出电路107可以仅执行缓冲，或者可以执行黑电平调整、列变化校正、各种类型的数字信号处理等。输入/输出端112与外部交换信号。

(像素的配置示例)

图2是示出根据本公开的实施例的成像装置100的像素共享结构的示例的平面图。如图2所示在成像装置100中，包括例如沿垂直方向布置的两个像素102和沿水平方向布置的两个像素102的总共四个像素102构成一个共享像素结构。一个共享像素结构包括四个光电二极管PD(根据本公开内容的“光电转换单元”的示例)、四个传输晶体管Tr(根据本公开内容的“垂直晶体管”的示例)、一个共享浮置扩散FD(根据本公开内容的“电场保持单元”的示例)、一个共享选择性晶体管(未示出)、一个共享复位晶体管(未示出)以及一个共享放大晶体管(未示出)。

浮置扩散FD布置在构成一个共享像素结构的四个像素102的中心部中。传输晶体管Tr的栅极电极GE布置在浮置扩散FD的附近。四个像素102的每个栅极电极GE被布置为在平面图中围绕一个浮置扩散FD。像素分隔部120设置在每个像素102的外围。像素分隔部120由例如不同于半导体基板111的导电类型的杂质扩散层、深沟槽隔离等构成。

在图2中，在垂直于纸平面的方向上方表示半导体基板111的表面101a侧，该半导体基板111设置有由多个配线层和多个层间绝缘膜构成的多层配线层(均未示出)。另一方面，在垂直于图2中的纸平面的方向上方表示半导体基板111的后表面侧，半导体基板111是光入射到其中的光入射表面并且设置有片上透镜、滤色器等(两者均未示出)。成像装置100是背面照明CMOS图像传感器，其对从半导体基板111的后表面侧入射的光进行光电转换。

图3是示出根据本公开的实施例的像素102的配置示例的平面图。图4是示出根据本公开的实施例的像素102的配置示例的截面图。图4示意性地示出沿着图3中的线A3-A’3切割的截面。半导体基板111是例如单晶硅基板或通过外延生长法在基板(未示出)上形成的单晶硅层。如图4所示，半导体基板111的导电类型例如为P型。

如图3和图4所示，光电二极管PD设置在P型半导体基板111的内部。光电二极管PD例如由N型杂质扩散层构成。光电二极管PD对从半导体基板111的后表面侧入射的入射光进行光电转换并且累积所获得的电荷e^-。

传输晶体管Tr设置在从半导体基板111的内部到表面111a(根据本公开内容的“第一主平面”的示例)的顶部上的位置。例如，传输晶体管Tr是N型垂直晶体管，其具有栅极电极GE和设置在栅极电极GE与半导体基板111之间的栅极绝缘膜1并且使用光电二极管PD作为源极并且使用浮置扩散FD作为漏极。传输晶体管Tr将电荷e^-从光电二极管PD传输至浮置扩散FD。

浮置扩散FD设置在半导体基板111的表面111a侧上，并且由例如N型杂质扩散层构成。浮置扩散FD保持已从传输晶体管Tr传输的电荷e^-。

现在将更详细地描述传输晶体管Tr的结构。半导体基板111设置有向表面111a侧开口并且与光电二极管PD相邻的孔部H1。栅极电极GE具有第一栅极电极VG和第二栅极电极TG，第一栅极电极VG经由第一栅极绝缘膜11布置在孔部H1内并且设置成在纵向(换言之，半导体基板111的厚度方向)上延伸，第二栅极电极TG设置在第二栅极绝缘膜12上并且连接到第一栅极电极VG。第一栅极电极VG和第二栅极电极TG由例如掺杂杂质的多晶硅膜构成。可替代地，第一栅极电极VG和第二栅极电极TG可以由金属等构成。第一栅极电极VG和第二栅极电极TG一体形成。

栅极绝缘膜1具有第一栅极绝缘膜11和第二栅极绝缘膜12，第一栅极绝缘膜11设置在孔部H1的内壁与第一栅极电极VG之间，第二栅极绝缘膜12设置在半导体基板111的表面111a侧上并且与第一栅极绝缘膜11连接。第二栅极绝缘膜12位于半导体基板111的表面111a与第二栅极电极TG之间。第一栅极绝缘膜11和第二栅极绝缘膜12例如是通过热氧化半导体基板111形成的二氧化硅膜。第一栅极绝缘膜11和第二栅极绝缘膜12一体形成。

由光电二极管PD的光电转换而产生的电荷e^-沿着传输晶体管Tr的第一栅极电极VG在纵向(例如，半导体基板111的厚度方向)上传输，随后沿着第二栅极电极TG在水平方向(例如，与半导体基板111的表面111a水平的方向)上传输，并且到达浮置扩散FD。当电荷e^-从光电二极管PD传输至浮置扩散FD时，电荷e^-沿着第一栅极电极VG的侧表面移动以避开第一栅极电极VG。

虽然未示出，但是穿过第一栅极绝缘膜11在半导体基板111中与第一栅极电极VG相对的区域设置有电荷传输沟道。此外，在半导体基板111中与第二栅极电极TG穿过第二栅极绝缘膜12相对的区域还可设置有电荷传输沟道。例如，电荷传输沟道由P型杂质扩散层构成。在上述区域中设置电荷传输沟道使得能够将传输晶体管的各种特性(例如，阈值电压和截止状态击穿电压)调节至期望值。

(晶向)

图2至图4中所示的半导体基板111是例如硅基板。半导体基板111的表面111a是晶面为(100)的平面或相当于晶面为(100)的平面的平面。等同于(100)平面的平面的示例包括(010)平面、(001)平面、(-100)平面、(0-10)平面以及(00-1)平面。在本说明书中，为了方便起见，等同于(100)平面的平面将简称为(100)平面。

晶面的法线方向是晶向。(100)平面的晶向是<100>方向。在本说明书中，为了方便起见，不仅将(100)平面的晶向简称为<100>方向，还将与(100)平面相等的平面的晶向简称为<100>方向。

晶向<110>方向与<100>方向以45度的角度相交。在本说明书中，为了方便起见，不仅<110>方向的晶向而且等同于<110>方向的晶向将被简称为<110>方向。

(第一栅极电极的配置示例)

图5是示出根据本公开实施例的第一栅极电极VG和第一栅极绝缘膜11的第一配置示例的截面图。图5示出了沿着平行于半导体基板111的表面111a的平面(在下文中，也称为水平平面)切割的第一栅极电极VG和第一栅极绝缘膜11的截面。如图5所示第一栅极电极VG沿水平平面切割的截面(以下也称为VG截面)具有在半导体基板111的晶向<100>方向上细长的形状。例如，VG截面具有在平面图中在<100>方向上细长的八边形形状。第一栅极电极VG的VG截面的长轴方向上的一端部位于光电二极管PD侧，并且VG截面的长轴方向上的另一端部位于浮置扩散FD侧。此外，第一栅极VG的VG截面的长轴方向的一端部和VG截面的长轴方向的另一端部分别位于第二栅极TG的下方。

位于沿着水平平面切割的第一栅极电极VG的外围的第一栅极绝缘膜11的截面的外围(在下文中，也称为绝缘膜截面)也具有在平面图中在<100>方向上细长的八边形形状。

图6是示出根据本公开实施例的第一栅极电极VG和第一栅极绝缘膜11的第二配置示例的截面图。图6示出了沿着平行于半导体基板111的表面111a的水平平面切割的第一栅极电极VG和第一栅极绝缘膜11的截面。在本实施例中，沿着水平平面切割的第一栅极电极VG的截面(VG截面)仅需要在平面图中在<100>方向上延长。而图5中的VG截面表示在<100>方向上延长的八边形的每一边具有直线形状的情况，本实施例不限于此。如图6所示，在VG截面中，面向<110>方向侧的至少一部分可以弯曲，以便在平面图中向内凹陷。另外，VG截面的形状不限于八边形。

此外，位于沿着水平平面的第一栅极电极VG周围的第一栅极绝缘膜11的截面(绝缘膜截面)的外围俯视时只要在<100>方向上伸长即可，并不限于八角形。如图6所示，绝缘膜截面的外围可以具有在平面图中在<100>方向上延长的椭圆形的形状。

在图5所示的第一配置示例以及图6中所示的第二配置示例中，第一栅极绝缘膜11通过热氧化半导体基板111的孔部H1的内壁形成(参照图4)。孔部H1的内壁具有晶面为(100)的平面的第一内壁IW1和晶面为(110)的平面的第二内壁IW2。第一栅极绝缘膜11具有位于第一内壁IW1和第一栅极电极VG之间的第一部分21和位于第二内壁IW2和第一栅极电极VG之间的第二部分22。第一部分21通过热氧化第一内壁IW1而形成，第一内壁IW1的晶面为(100)的平面。第二部分22通过热氧化第二内壁IW2形成，该第二内壁IW2的晶面为(110)的平面。

第二部分22具有比第一部分21更厚的膜厚度。膜厚度的差异是由于为热氧化提供基础的内壁的晶面的差异造成的。(110)平面比(100)平面更容易热氧化，并且更容易形成更厚的氧化膜。例如，第二部分22的膜厚度为第一部分21的膜厚度的1.1倍以上且2.0倍以下。在图5和图6中，第二部分22分别位于第一栅极电极VG的截面(VG截面)的长轴方向的两端部。

图7是示意性地示出根据本公开内容的实施例的第一栅极电极VG的外围中的半导体基板111的电势分布的曲线图。在图7中，Tr_on表示存在等于或高于阈值电压的电压被施加到第一栅极电极VG并且传输晶体管Tr导通的状态。Tr_off表示不存在向第一栅极电极VG施加电压并且传输晶体管Tr关断的状态。此外，在图7中，E1表示沿着第一栅极电极VG形成的沟道区域的光电二极管PD侧的端部(源极端子)。在图7中，E2表示沿着第一栅极电极VG形成的沟道区域的浮置扩散FD侧的端部(漏极端子)。

在与半导体基板111中的第二部分22接触的区域(在下文中，也称为厚膜区域)中，由于与半导体基板中的第一部分21接触的区域(在下文中，也称为薄膜区域)相比，不太可能形成Tr_on引起的反转层，并且更容易产生势垒。因此，电荷e^-在厚膜区域中比在薄膜区域中较不容易流动。另一方面，更容易形成电势梯度，并且电荷e^-更容易在源极端子E1和漏极端子E2处流动。

在本公开实施例中，给定VG截面在<100>方向上为细长的形状，这使得厚膜区域能够设置在源极端子E1和漏极端子E2的每个位置处。因此，传输晶体管Tr可以通过源极端子E1和漏极端子E2处的电势梯度抵消和减小在厚膜区域中产生的势垒。因此，传输晶体管Tr可以改善电荷e^-的传输效率。

在本公开的实施例中，优选地，当在半导体基板111的表面111a的法线方向上观看时(在平面图中)，浮置扩散FD的中心部分FDC、沿水平平面切割的第一栅极电极VG的VG截面的中心部分VGC、以及光电二极管PD的中心部分PDC排成直线或近似排成直线。由于光电二极管PD的势能在光电二极管PD的中心部分PDC达到最大，所以可提高每单位光强度的电荷e^-的传输效率。

此外，优选地，连接上述相应中心部分FDC、VGC和PDC的直线平行于或近似平行于VG截面的长轴方向。因此，电荷e^-的在传输路径中的薄膜区域的比率可增加。因此，传输晶体管Tr可进一步提高电荷e^-的传输效率。

(比较例)

图8是示出根据本公开的比较例的第一栅极电极VG’和第一栅极绝缘膜11’的配置的截面图。图5示出了沿着与半导体基板111’的表面平行的水平平面切割的第一栅极电极VG’和第一栅极绝缘膜11的截面。如图8所示，沿水平平面切割的第一栅极电极VG’的截面具有类似于在一个方向上具有减小的偏置的八边形的形状。此外，位于沿水平平面的第一栅极电极VG’周围的第一栅极绝缘膜11’的截面的外围具有类似于完美的圆的形状。

在图8所示的比较例中第一栅极绝缘膜11’通过热氧化半导体基板111’的孔部H1’的内壁形成。孔部H1’的内壁具有(100)平面为晶面的第一内壁IW1’和(110)平面为晶面的第二内壁IW2’。第一栅极绝缘膜11’具有位于第一内壁IW1’和第一栅极电极VG之间的第一部分21’和位于第二内壁IW2’和第一栅极电极VG’之间的第二部分22’。第二部分22’的膜厚度大于第一部分21’的膜厚度。膜厚度的差异是由于为热氧化提供基础的内壁的晶面的差异造成的。(110)平面比(100)平面更容易热氧化，并且更加厚的氧化膜更容易形成。

图9是示意性地示出根据本公开内容的比较例的半导体基板111’在第一栅极电极VG的外围的电势分布的曲线图。在图9中Tr’_on表示存在等于或高于阈值电压的电压被施加到第一栅极电极VG’并且传输晶体管导通的状态。Tr’_off表示存在没有向第一栅极电极VG’施加电压并且传输晶体管关断的状态。此外，在图9中E1’表示沿着第一栅极电极VG’形成的沟道区域的光电二极管PD’侧的端部(换言之，源极端子)。在图9中E2表示沿着第一栅极电极VG’形成的沟道区域的浮置扩散FD’侧的端部(换言之，漏极端子)。

在与第二部分22’接触的半导体区域(厚膜区域)中，由于Tr’_on反转层相比在与第一部分21’接触的半导体区域(薄膜区域)中更不可能形成。如图9中所示，在比较例中，更容易形成电势梯度的源极端子E1’和漏极端子E2’和厚膜区域设置在彼此不同的位置处。在图9所示的情况下，因为在厚膜区域中产生的势垒不能被源极端子E1’和漏极端子E2’处的电势梯度抵消，所以电荷e^-比图7中所示的情况中更不容易流动。.

(实施例的有益效果)

如迄今所描述的，根据本公开的实施例的成像装置100包括半导体基板111和设置在半导体基板111上的垂直传输晶体管Tr。半导体基板111设置有向表面111a侧开口的孔部H1。传输晶体管Tr具有设置在孔部H1内的第一栅极电极VG和设置在孔部H1的内壁与第一栅极电极VG之间的第一栅极绝缘膜11。沿平行于半导体基板111的表面111a的水平平面切割的第一栅极电极VG的截面具有在半导体基板111的晶向<100>方向上细长的形状。

因而，在孔部H1的内壁之间，第一栅极绝缘膜11较厚地形成的(110)平面配置在VG截面的长轴方向的端部附近。另外，通过(110)平面的热氧化，作为第一栅极绝缘膜11的厚膜部分的第二部分22形成在长轴方向上的端部附近。在半导体基板111中，与第二部分22接触的区域(厚膜区域)分别设置在传输晶体管Tr的源极端子E1和漏极端子E2处。因此，在厚膜区域中产生的势垒可以通过源极端子E1和漏极端子E2处产生的每个电势梯度来抵消和减小。因此，可以提高传输晶体管Tr的电荷e^-的传输效率。

(第一变形例)

图10是示出根据本公开的实施例的第一变形例的像素102A的配置的平面图。如图10所示，在本公开实施例中，第一栅极电极VG的VG截面的长轴方向两端部中光电二极管PD侧的端部可以从第二栅极电极TG的下方朝向光电二极管PD的侧面突出。在这种情况下，电荷e^-的传输路径从光电二极管PD直接连接至传输晶体管Tr的薄膜区域，而不经过厚膜区域。传输晶体管Tr的源极端子E1设置在薄膜区域中，并且源极侧(光电二极管PD侧)上的厚膜区域偏离电荷e^-的传输路径。即使利用这种配置，传输晶体管Tr能够改善电荷e^-的传输效率。

(第二变形例)

图11是示出根据本公开的实施例的第二变形例的像素102B的配置的平面图。如图11所示，在本公开的实施例中，第一栅极电极VG的截面的VG截面的长轴方向上的两端部中的浮置扩散FD侧的端部可从第二栅极电极TG下方朝向浮置扩散FD侧突出。在这种情况下，电荷e^-的传输路径从传输晶体管Tr的薄膜区域直接连接至浮置扩散FD而不穿过厚膜区域。传输晶体管Tr的漏极端子E2设置在薄膜区域中，并且漏极侧(浮置扩散FD侧)上的厚膜区域偏离电荷e^-的传输路径。即使利用这种配置，传输晶体管Tr能够改善电荷e^-的传输效率。

(第三变形例)

图12是示出根据本公开的实施例的第三变形例的像素102C的配置的平面图。如图12所示，本公开实施例中，第一栅极VG的VG截面的长轴方向的两端可分别从第二栅极TG的下方突出。VG截面的光电二极管PD侧的端部可从第二栅极电极TG下方朝向光电二极管PD的侧面突出，并且VG截面的浮置扩散FD侧的端部可从第二栅极电极TG下方朝向浮置扩散FD的侧面突出。

在这种情况下，电荷e^-的传输路径从光电二极管PD直接连接至传输晶体管Tr的薄膜区域而不经过厚膜区域，并且从薄膜区域直接连接至浮置扩散FD而不经过厚膜区域。传输晶体管Tr的源极端子E1设置在薄膜区域中，并且源极侧(光电二极管PD侧)上的厚膜区域偏离电荷e^-的传输路径。传输晶体管Tr的漏极端子E2设置在薄膜区域中，并且漏极侧(浮置扩散FD侧)上的厚膜区域偏离电荷e^-的传输路径。即使利用这种配置，传输晶体管Tr能够改善电荷e^-的传输效率。

(第四变形例和第五变形例)

图13是示出根据本公开的实施例的第四变形例的像素102D的配置的平面图。图14是示出了根据本公开的实施例的第五变形例的像素102E的配置的平面图。在图13、图14中，第二栅极TG未示出。如图13、图14所示，在本公开的实施例中，一个像素102D可设置有N个(其中，N是等于或大于2的整数)第一栅极电极VG。N个第一栅极电极VG被设置成在VG截面的短轴方向上间隔排列。短轴方向是指在平面图中与长轴方向垂直的方向。图13表示N＝2和图14表示N＝3的情况。利用这种配置，由于数量N越大，电荷e^-的传输路径的数量越大，传输晶体管Tr的导通电阻可以减小。

<其他实施例>

虽然已经基于上述实施例和变形例描述了本公开，但是构成本公开的一部分的描述和附图不应理解为限制本公开。根据本公开，不同替代实施例、示例和可操作技术对于本领域技术人员而言将是显而易见的。不言而喻，根据本公开内容的技术(本技术)包括本文中没有描述的各种实施例等。

例如，虽然在上述实施例中已经描述了四个像素102构成一个共享像素结构，但是本技术不限于此。在本技术中，像素102不需要构成共享像素结构。具体地，除了上述元件以外，一个像素102可以由一个光电二极管、一个传输晶体管、一个浮置扩散、一个复位晶体管和一个放大晶体管构成，或者一个像素102可以由一个选择性晶体管构成。以类似的方式，像素102A、102B、102C、102D和102E中的每一个不需要构成共享像素结构。如上所述，本技术能够在不背离上述实施例的主旨的情况下执行组成元件的各种省略、替换以及修改中的至少一个。此外，本说明书中描述的有益效果仅是示例性的并且不旨在限制，并且可以产生其它有益效果。

<应用于电子设备>

例如，根据本公开的技术(本技术)可应用于包括诸如数码相机、数码摄像机等的成像系统(在下文中，统称为相机)的各种电子设备、诸如具有成像功能的移动电话的移动设备、或者具有成像功能的其他设备。

图15是示出了根据本公开的技术(本技术)应用于电子设备300的示例的概念图。如图15，例如，电子设备300是相机并且具有固态成像装置201、光学透镜210、快门装置211、驱动电路212、以及信号处理电路213。光学透镜210是本公开的“光学部件”的示例。

通过光学透镜210透射的光入射到固态成像装置201。例如，光学透镜210在固态成像装置201的成像表面上形成来自对象的图像光(入射光)的图像。由此，信号电荷在固态成像装置201中累积特定时间段。快门装置211控制用于固态成像装置201的光照射时段和光阻挡时段。驱动电路212提供用于控制固态成像装置201的传输操作等和快门装置211的快门操作的驱动信号。根据从驱动电路212提供的驱动信号(时序信号)执行固态成像装置201的信号传输。信号处理电路213执行各种信号处理。例如，信号处理电路213处理从固态成像装置201输出的信号。信号处理后的视频信号被存储在存储器等存储介质中，或者被输出到监视器。

应当注意，电子设备300中的快门操作可以通过由固态成像装置201操作的电子快门(例如，全局快门)而不是机械快门来实现。在电子设备300中的快门操作由电子快门实现的情况下，快门装置211在图15中示出可以省略。

在电子设备300中，上述成像装置100应用于固态成像装置201。由此，可以获得具有改进性能的电子设备300。应注意，电子设备300不限于相机。电子设备300可以是诸如具有成像功能的移动电话之类的移动设备或者具有成像功能的其他设备。

<应用于内窥镜手术系统>

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16是示出应用了根据本公开的技术(本技术)的内窥镜手术系统的示意性配置的示例的示图。

图16示出了操作者(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由内窥镜11100、气腹管1111或通电用处理器具11112等其他手术器械11110、支承内窥镜11100的支承臂装置11120、以及搭载有各种内窥镜手术用装置的手推车11200构成。

内窥镜11100包括透镜镜筒11101和连接到透镜镜筒11101的基端的相机头11102，透镜镜筒11101的从远端具有预定长度的区域被插入到患者11132的体腔中。在图示的示例中，内窥镜11100被配置为具有硬质透镜镜筒11101的所谓的硬质镜体，但是，也可以被配置为具有软质透镜镜筒的所谓的软质镜体。

透镜镜筒11101的远端设置有开口，物镜装配在该开口中。光源装置11203连接到内窥镜11100，由光源装置11203产生的光通过延伸到透镜镜筒11101内部的光导引导至透镜镜筒11101的前端，并且光通过物镜朝向患者11132的体腔内的观察对象照射。内窥镜11100可以是直视内窥镜、斜视内窥镜或侧视内窥镜。

光学系统和成像元件被设置在相机头11102的内部，并且从观察目标反射的光(观察光)通过光学系统会聚在成像元件上。通过成像元件对观察光进行光电转换，生成与该观察光对应的电信号、即与观察图像对应的图像信号。图像信号被作为RAW数据发送至相机控制单元(CCU)11201。

CCU11201由中央处理器(CPU)、图形处理单元(GPU)等构成，并且全面地控制内窥镜11100和显示装置11202的操作。此外，CCU11201从相机头11102接收图像信号并且对图像信号执行用于基于图像信号显示图像的各种类型的图像处理，例如，显影处理(去马赛克处理)等。

显示装置11202在CCU11201的控制下基于CCU11201已经过图像处理的图像信号来显示图像。

光源装置11203例如由诸如LED(发光二极管)的光源构成，并且在拍摄手术部位等时向内窥镜11100供应照射光。

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向内窥镜手术系统11000输入各种信息或指令。例如，用户输入用于改变内窥镜11100的成像条件(照射光的种类、倍率、焦距等)的指令等。

处置器具控制装置11205对通电用处理器具11112进行驱动控制以进行组织烧灼或切口、血管封闭等。为了确保内窥镜11100的视野、确保手术医生的工作空间，气腹装置11206经由气腹管11111向患者11132的体腔内送入气体，对体腔内进行充气。记录器11207是能够记录关于手术的各种信息的设备。打印机11208是能够以包括文本、图像和图形的各种形式打印关于手术的各种信息的装置。

在拍摄手术部位时向内窥镜11100提供照射光的光源装置11203可由例如LED、激光光源或由其组合构成的白光源构成。当白色光源由RGB激光光源的组合构成时，由于可以高精度控制每种颜色(每种波长)的输出强度和输出时序，所以光源装置11203可以调整捕获图像的白平衡。此外，在这种情况下，通过以时间共享的方式利用来自RGB激光光源中的每一个的激光照射观察目标并且与照射时序同步地控制相机头11102的成像元件的驱动，也可以以时间共享的方式捕获分别对应于RGB的图像。根据该方法，即使在成像元件中没有设置滤色器，也能够得到彩色图像。

可以控制光源装置11203的驱动，使得在每个预定时间改变要输出的光的强度。通过与光强度的改变时序同步地控制相机头11102的成像元件的驱动、以时间共享的方式获取图像、以及组合图像，可以生成具有不存在所谓的阻挡阴影和曝光过度亮点的高动态范围的图像。

另外，光源装置11203也可以被配置为能够供给与特殊光观察对应的规定波段的光。在特殊光观察中，例如，通过利用生物体组织的光吸收的波长依赖性来发射比通常观察时的照射光(即白色光)窄的频带的光，以高对比度对粘膜表层的血管等规定的组织进行成像来进行所谓的窄频带光观察(窄频带光观察)。或者，在特殊光观察中，也可以通过发射激励光而生成的荧光来获取图像进行荧光观察。荧光观察可通过朝向身体组织发射激发光并从身体组织观察荧光(自发荧光观察)来执行，或将诸如吲哚菁绿(ICG)的试剂局部注入到身体组织并将与试剂的荧光波长对应的激发光发射到身体组织以获得荧光图像来执行。光源装置11203可以被配置为能够供给与这样的特殊光观察对应的窄频带光和/或激励光。

图17是示出了图16中所示的相机头11102和CCU11201的功能配置的示例的框图。

相机头11102具有透镜单元11401、成像部11402、驱动部11403、通信部11404和相机头控制部11405。CCU11201包括通信部11411、图像处理部11412和控制部11413。相机头11102和CCU11201被连接以能够经由传输电缆11400彼此通信。

透镜单元11401是设置在与透镜镜筒11101的连接部中的光学系统。从透镜镜筒11101的远端接收的观察光被引导至相机头11102并且入射在透镜单元11401上。透镜单元11401由包括变焦透镜和聚焦透镜的多个透镜的组合构成。

成像部11402由成像元件构成。构成成像部11402的成像元件可以是一个元件(所谓的单板型元件)或多个元件(所谓的多板型元件)。例如，当成像部11402由多板型元件构成时，每个成像元件生成对应于每个RGB中的图像信号，并且可通过组合图像信号来获得彩色图像。可选地，成像部11402可被配置为包括用于分别获取对应于三维(3D)显示的右眼和左眼的图像信号的成像元件对。通过执行3D显示，操作者11131可以更准确地确定手术部位中的生物组织的深度。当成像部11402由多板型元件构成时，多个透镜单元11401可被设置为与各个成像元件相对应。

成像部11402不必设置在相机头11102中。例如，成像部11402可马上设置在透镜镜筒11101内部的物镜之后。

驱动部11403由致动器构成，并且在相机头控制部11405的控制下，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。这样，能够适当地调整成像部11402所捕获的图像的倍率和焦点。

通信部11404由用于向CCU11201发送各种信息或从CCU11201接收各种信息的通信装置构成。通信部11404经由传输电缆11400将从成像部11402获得的图像信号作为原始数据传输至CCU11201。

通信部11404从CCU11202接收用于控制相机头11102的驱动的控制信号，并且向相机头控制部11405供应控制信号。控制信号包括例如关于成像条件的信息，诸如表示指定捕获图像的帧速率的信息、表示指定成像时的曝光值的信息、和/或表示指定捕获图像的放大倍率和聚焦的信息。

成像条件(诸如前述帧速率、曝光值、放大率和聚焦)可以由用户适当地指定或者可以基于所获取的图像信号由CCU11201的控制部11413自动设置。在后者的情况下，内窥镜11100配备有所谓的AE(自动曝光)功能、AF(自动聚焦)功能和AWB(自动白平衡)功能。

相机头控制部11405基于经由通信部11404接收的来自CCU111201的控制信号控制相机头11102的驱动。

通信部11411由向和从相机头11102发送和接收各种信息的通信装置构成。通信部11411接收从相机头11102经由传输电缆11400传输的图像信号。

另外，通信部11411将用于控制相机头11102的驱动的控制信号发送到相机头11102。图像信号或控制信号可以通过电通信、光通信等传输。

图像处理部11412对作为从相机头11102发送的原始数据的图像信号应用各种类型的图像处理。

控制部11413对通过内窥镜11100进行手术的部位的成像、通过对手术部位的成像而获得的捕获图像的显示等进行各种控制。例如，控制部11413生成用于控制相机头11102的驱动的控制信号。

此外，控制部11413使得显示装置11202基于经受图像处理部11412的图像处理的图像信号显示示出手术部位等的捕获图像。在这样做时，控制部11413可使用不同图像识别技术来识别所捕获的图像中的不同对象。例如，控制部11413可以通过检测捕获图像中包含的对象的边缘的形状、颜色等，在使用通电用处理器具11112时，识别诸如钳子的处理器具、特定的生物体部位、出血、雾沫等。当使显示装置11202显示捕获图像时，控制部11413可以将各种手术支持信息叠加在手术部位的图像上，以使用捕获图像的识别结果进行显示。通过叠加和显示手术辅助信息并且向操作者11131呈现手术辅助信息，可以减少操作者11131的负担或者允许操作者11131可靠地执行操作。

将相机头11102和CCU11201彼此连接的传输电缆11400是支持电信号通信的电信号电缆、支持光学通信的光纤或者其复合电缆。

在此，虽然在示出的示例中使用传输电缆11400以有线方式执行通信，但是可替换地，可以以无线方式执行相机头11102与CCU11201之间的通信。

上面已经描述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例如上述组件中的内窥镜11100、相机头11102的成像部11402、CCU111201的图像处理部11412等。具体而言，前述成像装置100可应用于成像部10402。因为将根据本公开的技术应用于内窥镜11100、相机头11102的成像部11402、CCU11201的图像处理部11412等使得能够获得手术部位的更清晰的图像，所以操作者可以可靠地确认手术部位。此外，因为将根据本公开的技术应用于内窥镜11100、相机头11102的成像部11402、CCU11201的图像处理部11412等使得能够以较低的延迟获得手术部位的图像，所以可以进行与操作者通过触摸观察手术部位时相同的感觉进行治疗。

在此，尽管内窥镜手术系统已被描述为示例，但根据本公开的技术可另外应用于显微手术系统等。

<应用于移动对象>

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到任何类型的移动对象的装置，移动对象诸如汽车、电动车辆、混合电动车辆、摩托车、自行车、个人移动性、飞机、无人机、船舶和机器人。

图18是示出车辆控制系统的示意性配置示例的框图，该车辆控制系统是可以应用根据本公开的技术的移动体控制系统的示例。

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以及综合控制单元12050。另外，作为综合控制单元12050的功能部件，图中示出了微型计算机12051、音频/图像输出部12052和车载网络I/F(接口)12053。

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作为产生内燃机或驱动电动机等车辆的驱动力的驱动力产生器、向车轮传输驱动力的驱动力传输机制、调整车辆的转向角的转向机制、产生车辆的制动力的制动装置等控制装置发挥功能。

车身系统控制单元12020根据各种程序控制配备在车身中的各种装置的操作。例如，车身系统控制单元12020用作无钥匙进入系统、智能钥匙系统或电动车窗装置或诸如车头灯、车尾灯、制动灯、转向信号或雾灯的各种灯的控制装置。在这种情况下，可以将从替代钥匙的便携式装置发送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接收这些无线电波或信号的输入并且控制车辆的门锁装置、电动车窗装置、灯等。

车外信息检测单元12030检测关于安装有车辆控制系统12000的车辆的外部的信息。例如，成像部12031连接到车外信息检测单元12030。车外信息检测单元12030使成像部12031捕获车辆外部的图像并接收捕获的图像。车外信息检测单元12030可以基于所接收的图像执行对道路上的人、汽车、障碍物、标志或文字的物体检测处理或距离检测处理。

成像部12031是接收光并根据所接收的光量输出电信号的光学传感器。成像部12031还可以输出电信号作为图像或输出电信号作为测距信息。另外，由成像部12031接收的光可以是可见光或诸如红外光的不可见光。

车内信息检测单元12040检测车辆内部的信息。例如，检测驾驶员状态的驾驶员状态检测部12041连接到车内信息检测单元12040。驾驶员状态检测部12041包括例如捕获驾驶员的图像的相机，并且车内信息检测单元12040可以基于从驾驶员状态检测部12041输入的检测信息计算驾驶员的疲劳度或集中度或者可以确定驾驶员是否打瞌睡。

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获取的车辆的内部或外部的信息来计算驱动力产生器、转向机制或制动装置的控制目标值，并且向驱动系统控制单元12010输出控制命令。例如，为了实现ADAS(高级驾驶员辅助系统)的功能，微计算机12051可以执行协作控制，该功能包括基于车间距离、定速巡航、车辆碰撞警报、车辆车道偏离警报等的车辆防碰撞、冲击缓冲，跟随行驶。

另外，微型计算机12051根据由车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040取得的车辆的周围的信息，对驱动力产生器、转向机制、制动装置等进行控制，由此，能够进行不依赖于驾驶员的操作而进行自动行驶的自动驾驶等的协作控制。

另外，微型计算机12051可以基于由车外信息检测单元12030获取的关于车辆外部的信息，将控制命令输出到车身系统控制单元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检测的前方车辆或对面车辆的位置控制前照灯以从远光切换为近光等，来执行用于防止眩光的协作控制。

音频/图像输出部12052将音频和图像中的至少一个的输出信号传输到能够可视地或可听地通知车辆内部的乘客或者通知信息到车辆外部的输出设备。在图18所示的示例中，作为这种输出设备，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个。

图19是示出成像部12031的安装位置的示例的图。

在图19中，车辆12100包括成像部12101、12102、12103、12104和12105作为成像部12031。

成像部12101、12102、12103、12104和12105例如设置在车辆12100的车辆内部中的诸如前鼻、侧视镜、后保险杠、后门、以及挡风玻璃的上部的位置处。设置在车辆内部中的前鼻部上的成像部12101和设置在挡风玻璃的上部中的成像部12105主要获取车辆12100的前方的图像。设置在侧视镜上的成像部12102和12103主要获取车辆12100的侧边的图像。设置在后保险杠或后门上的成像部12104主要获取车辆12100的后部的图像。通过成像部12101和12105获取的前视图图像主要用于前方车辆、行人、障碍物、交通灯、交通标志、车道等的检测。

而且，图19示出成像部12101至12104的成像范围的示例。成像范围12111表示设置在前鼻处的成像部12101的成像范围，成像范围12112和12113分别表示设置在侧视镜处的成像部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上的成像部12104的成像范围。例如，通过重叠由成像部12101至12104捕获的多条图像数据，可以获得从上方观看的车辆12100的鸟瞰视角图像。

成像部12101至12104中的至少一个可以具有用于获取距离信息的功能。例如，成像部12101至12104中的至少一个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可以通过基于从成像部12101至12104获得的距离信息获取在成像范围12111至12114中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)，来特别地提取车辆12100行驶的路径上的最近的三维物体(即，在与车辆12100近似相同的方向上以预定速度(例如，0km/h或更高)行驶的三维物体)作为前面车辆。另外，微型计算机12051可以在前行车辆的前方预先设定要确保的车间距离，并且可以执行自动制动控制(也包括跟随停止控制)、自动加速控制(也包括跟随起动控制)等。因此，例如，能够执行用于车辆以自动方式行驶的自动驾驶目的的协作控制，而无需驾驶员执行操作。

例如，微型计算机12051可以基于从成像部12101至12104获得的距离信息将与三维物体有关的三维数据分类并提取为二轮车、普通车辆、大型车辆、行人和其他三维物体(诸如电极)，并且可以使用该三维数据来执行障碍物的自动躲避。例如，微型计算机12051将车辆12100的周围障碍物区分成车辆12100的驾驶员能够看到的障碍物和难以看到的障碍物。然后，微型计算机12051判断表示与各障碍物碰撞的风险的程度的碰撞风险，当碰撞风险等于或高于设定值且存在碰撞的可能性时，通过音频扬声器12061或显示部12062向驾驶员输出警报，通过驱动系统控制单元12010执行强制减速或躲避转向，因而可以进行用于碰撞躲避的驾驶支持。

成像部12101至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可通过确定在成像部12101至12104的捕获图像中是否存在行人来识别行人。例如，这样的行人识别通过提取作为红外相机的成像部12101至12104的捕获图像中的特征点的过程和对表示对象的轮廓的一系列特征点执行图案匹配处理以确定对象是否是行人的过程来执行。当微型计算机12051确定在成像部12101到12104的捕获图像中存在行人且识别到行人时，音频/图像输出部12052控制显示部12062，使得用于强调的正方形轮廓线与识别到的行人重叠并显示。另外，音频/图像输出部12052可以控制显示部12062，使得在期望位置处显示指示行人等的图标。

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应用于上述配置之中的成像部12031等。具体而言，前述的成像装置100可应用于成像部12031。通过将根据本公开的技术应用于成像部12031，可以获得更清晰的捕获图像，并且因此可以减少驾驶员的疲劳。

本公开还可配置如下。

(1)一种成像装置，包括：

半导体基板；以及

垂直晶体管，设置在半导体基板上，其中

半导体基板，设置有在第一主平面侧开口的孔部，

垂直晶体管具有：

第一栅极电极，设置在孔部的内部；以及

第一栅极绝缘膜，设置在孔部的内壁与第一栅极电极之间，以及

沿着与第一主平面平行的平面切割的第一栅极电极的截面具有在半导体基板的晶向<100>的方向上细长的形状。

(2)根据(1)的成像装置，其中，

该内壁具有：

第一内壁，第一内壁的晶面为(100)的平面；以及

第二内壁，第二内壁的晶面为(110)的平面，

第一栅极绝缘膜具有：

第一部分，位于第一内壁和第一栅极电极之间；以及

第二部分，位于第二内壁和第一栅极电极之间，以及

第二部分的膜厚度比第一部分的膜厚度厚。

(3)根据(2)的成像装置，其中，

第二部分位于第一栅极电极的截面的长轴方向上的端部处。

(4)根据(2)或(3)的成像装置，其中，

第二部分的膜厚度比第一部分的膜厚度厚1.1倍以上且2.0倍以下。

(5)根据(1)至(4)中任一项的成像装置，其中

垂直晶体管还包括：

第二栅极绝缘膜，设置在半导体基板的第一主平面侧；以及第二栅极电极，设置在第二栅极绝缘膜上并且与第一栅极电极连接。

(6)根据(1)至(5)中任一项的成像装置，进一步包括：

光电转换部，其设置在半导体基板的内部；以及

电荷保持部，设置在半导体基板的第一主平面侧并且被配置为保持由光电转换部生成的电荷，其中，

第一栅极电极的截面的长轴方向上的端部位于光电转换部侧，并且长轴方向上的另一端部位于电荷保持部侧，以及

垂直晶体管被配置为将光电转换部中产生的电荷传输到电荷保持部。

(7)根据(6)的成像装置，其中

在半导体基板的第一主平面的法线方向上的平面图中，电荷保持部的中心部分、第一栅极电极的截面的中心部分以及光电转换部的中心部分排成直线或近似排成直线。

(8)根据(5)的成像装置，其中，

第一栅极电极的截面的长轴方向上的两个端部位于第二栅极电极下方。

(9)根据(5)的成像装置，其中，

第一栅极电极的截面的长轴方向上的两端中的至少一个从第二栅极电极下方突出。

(10)根据(1)至(9)中任一项的成像装置，其中

垂直晶体管具有多个第一栅极电极，以及

多个第一栅极电极被布置为在截面的短轴方向上间隔排列。

(11)根据(1)至(10)中任一项的成像装置，其中

第一主平面是晶面为(100)的平面或相当于晶面为(100)的平面的平面。

(12)一种电子设备，包括：

光学组件；

成像装置，通过光学组件的透射的光入射至成像装置中；以及

信号处理电路，被配置为处理从成像装置输出的信号，

其中，成像装置包括：

半导体基板；以及

垂直晶体管，设置在半导体基板上，

半导体基板，设置有在第一主平面侧开口的孔部，

垂直晶体管具有：

第一栅极电极，设置在孔部的内部；以及

第一栅极绝缘膜，设置在孔部的内壁与第一栅极电极之间，以及

沿着与第一主平面平行的平面切割的截面具有在半导体基板的晶向<100>的方向上细长的形状。

[参考标号列表]

1栅极绝缘膜 11、11’第一栅极绝缘膜 12第二栅极绝缘膜 21、21’第一部分 22、22’第二部分 100成像装置 101a、111a表面 102、102A、102B、102C、102D、102E像素 103像素区域(成像区域) 104垂直驱动电路 105列信号处理电路 106水平驱动电路 107输出电路 108控制电路 109垂直信号线 110水平信号线 111、111’半导体基板 112输入输出端120像素分隔部 201固态成像装置 210光学透镜 211快门装置 212驱动电路 213信号处理电路 300电子设备 10402成像部 11000内窥镜手术系统 11100内窥镜 11101镜筒 11102相机头 11110手术器械 11111气腹管 11112通电用处理器具 11120支承臂设备 11131操作者(医生) 11131操作者 11132患者 11133病床 11200手推车 11201相机控制单元(CCU)11202显示装置 11203光源装置 11204输入装置 11205处置器具控制装置 11206气腹装置11207记录器 11208打印机 11400传输电缆 11401透镜单元 11402成像部 11403驱动部11404通信部 11405相机头控制部 11411通信部 11412图像处理部 11413控制部 12000车辆控制系统 12001通信网络 12010驱动系统控制单元 12020车身系统控制单元 12030车外信息检测单元 12031成像部 12040 车内信息检测单元 12041 驾驶员状态检测部12050集成控制单元 12051 微型计算机 12052 音频/图像输出 12061音频扬声器 12062显示部 12063仪表板 12100车辆 12101成像部 12102成像部 12103成像部 12104成像部12105成像部 12111成像范围 12112成像范围 12113成像范围 12114成像范围 CCU 11201成像部 CCU 11201相机头 E1、E1’源极端子 E2、E2’漏极端子 FD浮置扩散 FDC、PDC、VGC中心部分 GE栅极电极 H1、H1’孔部 I车载网络 IW1、IW1’第一内壁 IW2、IW2’第二内壁 PD光电二极管 TG、TG’第二栅极电极 Tr传输晶体管 VG、VG’第一栅极电极

Claims (10)

1.一种成像装置，包括：

第一光电转换部至第四光电转换部，设置在半导体基板中；

电荷保持部，设置在所述半导体基板中并且设置在所述半导体基板的第一主平面上，以及

第一传输晶体管至第四传输晶体管，所述第一传输晶体管被配置为将在所述第一光电转换部中产生的电荷传输到所述电荷保持部，所述第二传输晶体管被配置为将在所述第二光电转换部中产生的电荷传输到所述电荷保持部，所述第三传输晶体管被配置为将在所述第三光电转换部中产生的电荷传输到所述电荷保持部，并且所述第四传输晶体管被配置为将在所述第四光电转换部中产生的电荷传输到所述电荷保持部，

其中，在平面图中，所述第一光电转换部至所述第四光电转换部以2乘2矩阵排列设置，并且所述第一光电转换部和所述第二光电转换部对角设置，

其中，所述第一传输晶体管包括设置在所述半导体基板中的第一栅极电极以及设置在所述半导体基板与所述第一栅极电极之间的第一栅极绝缘膜，

其中，所述第二传输晶体管包括设置在所述半导体基板中的第二栅极电极，

其中，所述第一栅极电极的截面为八边形并且具有第一侧面至第八侧面，在平面图中，所述第一侧面被设置为在所述第一侧面至第八侧面中最接近的所述第二栅极电极的中心，并且所述第一侧面被设置为与所述第二侧面相对，

其中，所述第一栅极绝缘膜的截面包括分别设置在所述第一侧面至第八侧面上的第一部分至第八部分，并且所述第一栅极绝缘膜的所述第一部分至第八部分中的每一部分属于第一组或第二组中的一组，属于所述第二组的所述第一栅极绝缘膜的膜厚度厚于属于所述第一组的所述第一栅极绝缘膜的膜厚度，

其中，面向属于所述第一组的所述第一栅极绝缘膜的第三侧面至第八侧面的长度的总和长于面向属于所述第二组的所述第一栅极绝缘膜的第三侧面至第八侧面的长度的总和。

2.根据权利要求1所述的成像装置，其中，所述第一栅极绝缘膜中的属于所述第一组的所述第一部分至第八部分面向所述半导体基板的(100)平面，所述第一栅极绝缘膜中的属于所述第二组的所述第一至第八部分面向所述半导体基板的(110)平面。

3.根据权利要求2所述的成像装置，其中，所述半导体基板是硅基板。

4.根据权利要求1所述的成像装置，其中，属于所述第二组的所述第一栅极绝缘膜的膜厚度比属于所述第一组的所述第一栅极绝缘膜的膜厚度厚1.1倍以上和2.0倍以下。

5.根据权利要求1所述的成像装置，其中，所述传输晶体管还包括：

第二栅极绝缘膜，设置在所述半导体基板的所述第一主平面上；以及

第三栅极电极，设置在所述第二栅极绝缘膜上并且与所述第一栅极电极接触。

6.根据权利要求1所述的成像装置，其中，在所述半导体基板的所述第一主平面的法线方向上的平面图中，所述电荷保持部的中心部分、所述第一栅极电极的截面的中心部分以及所述光电转换部的中心部分排成直线或近似排成直线。

7.根据权利要求1所述的成像装置，其中，所述传输晶体管具有多个所述第一栅极电极，其中，在所述半导体基板的所述第一主平面的法线方向上的平面图中，所述电荷保持部的中心部分和所述光电转换部的中心部分排成直线，并且其中，所述多个第一栅极电极被设置成在垂直于所述直线的方向上间隔排列。

8.根据权利要求1所述的成像装置，其中，所述第一主平面是晶面为(100)平面或等同于(100)平面的平面。

9.根据权利要求1所述的成像装置，其中，面向属于所述第二组的所述第一栅极绝缘膜的所述第一侧面至第八侧面的至少一部分被弯曲，以便在平面图中向内凹陷。

10.一种电子设备，包括：

光学组件；

成像装置，通过所述光学组件透射的光入射至所述成像装置中；以及

信号处理电路，被配置为处理从所述成像装置输出的信号，

其中，所述成像装置包括：

第一光电转换部至第四光电转换部，设置在半导体基板中；

电荷保持部，设置在所述半导体基板中并设置在所述半导体基板的第一主平面上；以及

第一传输晶体管至第四传输晶体管，所述第一传输晶体管被配置为将在所述第一光电转换部中产生的电荷传输到所述电荷保持部，所述第二传输晶体管被配置为将在所述第二光电转换部中产生的电荷传输到所述电荷保持部，所述第三传输晶体管被配置为将在所述第三光电转换部中产生的电荷传输到所述电荷保持部，并且所述第四传输晶体管被配置为将在所述第四光电转换部中产生的电荷传输到所述电荷保持部，

其中，在平面图中，所述第一光电转换部至所述第四光电转换部以2乘2矩阵排列设置，并且所述第一光电转换部和所述第二光电转换部对角设置，

其中，所述第一传输晶体管包括设置在所述半导体基板中的第一栅极电极以及设置在所述半导体基板与所述第一栅极电极之间的第一栅极绝缘膜，

其中，所述第二传输晶体管包括设置在所述半导体基板中的第二栅极电极，

其中，所述第一栅极电极的截面为八边形并且具有第一侧面至第八侧面，在平面图中，所述第一侧面被设置为在所述第一侧面至第八侧面中最接近的所述第二栅极电极的中心，并且所述第一侧面被设置为与所述第二侧面相对，

其中，所述第一栅极绝缘膜的截面包括分别设置在所述第一侧面至第八侧面上的第一部分至第八部分，并且所述第一栅极绝缘膜的所述第一部分至第八部分中的每一部分属于第一组或第二组中的一组，属于所述第二组的所述第一栅极绝缘膜的膜厚度厚于属于所述第一组的所述第一栅极绝缘膜的膜厚度，

其中，面向属于所述第一组的所述第一栅极绝缘膜的第三侧面至第八侧面的长度的总和长于面向属于所述第二组的所述第一栅极绝缘膜的第三侧面至第八侧面的长度的总和。

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