CN117836946A - 摄像装置和电子设备 - Google Patents

Abstract

提供了一种摄像装置，包括半导体基板和多个摄像元件(100)，所述多个摄像单元(100)在所述半导体基板上沿第一方向和第二方向以矩阵形式布置，并且对入射光进行光电转换。所述多个摄像元件中的各者包括：多个像素，所述多个像素设置为在所述半导体基板的预定单位区域中彼此相邻，并且包括第一导电型的杂质；分隔部(304)，其对所述多个像素进行分隔；两个第一元件分隔壁(310)，设置为沿着所述预定单位区域的在所述第二方向上延伸的两个第一侧表面贯穿所述半导体基板的至少一部分；以及第一扩散区域(306)，其在所述第一元件分隔壁与所述分离部的周围设置于所述半导体基板内，并且包含第二导电型的杂质。

Description

摄像装置和电子设备

技术领域

本发明涉及摄像装置和电子设备。

背景技术

近年来，摄像装置已采用使用一对相位差检测像素来检测相位差作为自动聚焦功能的方法。作为这样的示例，可以提到下面专利文献1公开的摄像元件。在专利文献1公开的技术中，在光接收面上分别设置对被摄体的图像进行摄像的有效像素和检测上述相位差的相位差检测像素。

引用文献列表

专利文献

专利文献1：JP 2000-292685 A

发明内容

技术问题

然而，在专利文献1公开的技术中，当获取被摄体的被摄图像时，难以将由相位差检测像素获得的信息作为与来自摄像像素的信息相同的信息来利用。因此，在上述技术中，使用来自相位差检测像素周围的有效像素的信息对与相位差检测像素相对应的像素的图像执行插值，并且生成被摄图像。即，在专利文献1公开的技术中，由于设置了相位差检测像素来执行相位差检测，因此难以避免由于与对应于相位差检测像素的被摄图像有关的信息的丢失而导致的被摄图像的劣化。

因此，本发明提出了能够在提高相位差检测的精度的同时避免被摄图像的劣化的摄像装置和电子设备。

技术问题的解决方案

根据本发明，提供了一种摄像装置，其包括：半导体基板；和多个摄像元件，所述多个摄像元件在所述半导体基板上沿第一方向和第二方向以矩阵形式布置，并且对入射光进行光电转换。在所述摄像装置中，所述多个摄像元件中的各者包括：多个像素，所述多个像素设置为在所述半导体基板的预定单位区域中彼此相邻，并且包括含有第一导电型的杂质的光电转换部；分隔部，所述分隔部对所述多个像素进行分隔；两个第一元件分隔壁，所述两个第一元件分隔壁设置为沿着所述预定单位区域的在所述第二方向上延伸的两个第一侧表面穿透所述半导体基板的至少一部分；片上透镜，所述片上透镜设置在所述半导体基板的光接收面上方以被所述多个像素共用；以及第一扩散区域，所述第一扩散区域在所述第一元件分隔壁和所述分隔部周围设置在所述半导体基板中，并且所述第一扩散区域包含具有与所述第一导电型相反的导电型的第二导电型的杂质。

此外，根据本发明，提供了一种包括摄像装置的电子设备。所述摄像装置包括半导体基板和多个摄像元件，所述多个摄像元素在所述半导体基板上沿第一方向和第二方向以矩阵形式布置并且对入射光进行光电转换。在所述摄像装置中，所述多个摄像元件中的各者包括：多个像素，所述多个像素设置为在所述半导体基板的预定单位区域中彼此相邻，并且包括含有第一导电型的杂质的光电转换部；分隔部，所述分隔部对所述多个像素进行分隔；两个第一元件分隔壁，所述两个第一元件分隔壁设置为沿着在所述第二方向上延伸的所述预定单位区域的两个第一侧表面穿透所述半导体基板的至少一部分；片上透镜，所述片上透镜设置在所述半导体基板的光接收面上方以被所述多个像素共用；以及第一扩散区域，所述第一扩散区域在所述第一元件分隔壁和所述分隔部周围设置在所述半导体基板中，并且所述第一扩散区域包含具有与所述第一导电型相反的导电型的第二导电型的杂质。

附图说明

图1是示出了根据本发明实施方案的摄像装置1的平面构造示例的说明图。

图2是示出了根据比较例的摄像元件100的横截面的一部分的说明图(部分1)。

图3是示出了根据比较例的摄像元件100的横截面的一部分的说明图(部分2)。

图4是示出了根据比较例的摄像元件100的平面的说明图。

图5是根据比较例的摄像元件100的透明立体图。

图6是根据本发明第一实施方案的摄像元件100的平面图。

图7A是用于说明根据本发明第一实施方案的摄像元件100的制造方法1的制造工艺的一部分的平面图(部分1)。

图7B是用于说明根据本发明第一实施方案的摄像元件100的制造方法1的制造工艺的一部分的平面图(部分2)。

图7C是用于说明根据本发明第一实施方案的摄像元件100的制造方法1的制造工艺的一部分的平面图(部分3)。

图8A是用于说明根据本发明第一实施方案的摄像元件100的制造方法2的制造工艺的一部分的平面图(部分1)。

图8B是用于说明根据本发明第一实施方案的摄像元件100的制造方法2的制造工艺的一部分的平面图(部分2)。

图8C是用于说明根据本发明第一实施方案的摄像元件100的制造方法2的制造工艺的一部分的平面图(部分3)。

图8D是用于说明根据本发明第一实施方案的摄像元件100的制造方法2的制造工艺的一部分的平面图(部分4)。

图8E是用于说明根据本发明第一实施方案的摄像元件100的制造方法2的制造工艺的一部分的平面图(部分5)。

图9是根据本发明第一实施方案的变形例1的摄像元件100的平面图(部分1)。

图10是根据本发明第一实施方案的变形例1的摄像元件100的平面图(部分2)。

图11是根据本发明第一实施方案的变形例1的摄像元件100的平面图(部分3)。

图12是根据本发明第一实施方案的变形例2的摄像元件100的平面图。

图13是根据本发明第一实施方案的变形例3的摄像装置1的一部分的平面图。

图14是根据本发明第一实施方案的变形例4的摄像装置1的一部分的平面图(部分1)。

图15是根据本发明第一实施方案的变形例4的摄像装置1的一部分的平面图(部分2)。

图16是根据本发明第二实施方案的摄像元件100的平面图。

图17是根据本发明第二实施方案摄像元件100的截面图。

图18是用于说明根据本发明第二实施方案的摄像元件100的制造方法1的制造工艺的一部分的截面图。

图19是用于说明根据本发明第二实施方案摄像元件100的制造方法2的制造工艺的一部分的截面图。

图20是用于说明根据本发明第二实施方案的摄像元件100的制造方法3的制造工艺的一部分的截面图。

图21是根据本发明第二实施方案的变形例的摄像元件100的平面图和截面图。

图22A是根据比较例的摄像装置1的一部分的平面图。

图22B是根据比较例的摄像装置1的一部分的截面图。

图23A是根据本发明第三实施方案的摄像装置1的一部分的平面图(部分1)。

图23B是根据本发明第三实施方案的摄像装置1的一部分的截面图。

图24是根据本发明第三实施方案的摄像装置1的一部分的平面图(部分2)。

图25A是根据本发明第三实施方案的变形例的摄像装置1的一部分的平面图。

图25B是根据本发明第三实施方案的变形例的摄像装置1的一部分的截面图。

图26是示出了根据本发明第四实施方案的摄像元件100的平面的说明图(部分1)。

图27是示出了根据本发明第四实施方案的比较例的摄像元件100的平面的说明图。

图28是示出了根据本发明第四实施方案的摄像元件100的平面的说明图(部分2)。

图29是示出了根据本发明第四实施方案的摄像元件100的平面的说明图(部分3)。

图30是示出了根据本发明第四实施方案的摄像元件100的平面的说明图(部分4)。

图31是示出了根据本发明第四实施方案的摄像元件100的平面的说明图(部分5)。

图32是示出了根据本发明第四实施方案的摄像元件100的平面的说明图(部分6)。

图33是示出了根据本发明第四实施方案的摄像元件100的平面的说明图(部分7)。

图34是示出了根据本发明第四实施方案的摄像元件100的平面的说明图(部分8)。

图35是示出了根据本发明另一实施方案的摄像元件100的平面的说明图(部分1)。

图36是示出了根据本发明另一实施方案的针对各结构的摄像元件100的截面的一部分的说明图(部分1)。

图37是示出了根据本发明另一实施方案的摄像元件100的平面的说明图(部分2)。

图38是示出了根据本发明另一实施方案的针对各结构的摄像元件100的截面的一部分的说明图(部分2)。

图39是示出了根据本发明另一实施方案的摄像元件100的平面的说明图(部分3)。

图40是示出了根据本发明另一实施方案的摄像元件100的平面的说明图(部分4)。

图41是示出了可以应用根据本发明实施方案的摄像装置1的两层堆叠型结构的截面的说明图。

图42是示出了可以应用根据本发明实施方案的摄像装置1的三层堆叠型结构的截面的说明图。

图43是示出了可以应用根据本发明实施方案的摄像装置1的两级像素结构的截面的说明图。

图44是示出了根据本发明实施方案的摄像元件100的平面的说明图。

图45是示出了根据本发明实施方案的多个摄像元件100的平面的说明图。

图46是示出了相机的示意性功能构造的示例的说明图。

图47是示出了智能手机的示意性功能构造的示例的框图。

图48是示出了内窥镜手术系统的示意性构造的示例的图。

图49是示出了摄像头和相机控制单元(CCU)的功能构造的示例的框图。

图50是示出了车辆控制系统的示意性构造的示例的框图。

图51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

下面参照附图详细说明本发明的优选实施方案。注意，在本说明书和附图中，由相同的附图标记和符号表示具有大致相同的功能构造的组件，从而省略组件的冗余说明。

以下说明中参照的附图是用于便于说明和理解本发明的实施方案的附图。为了清楚地显示附图，附图中所示的形状、尺寸、比例等有时与实际的不同。此外，在考虑以下说明和公知技术的情况下，可以在设计上适当地改变附图所示的摄像装置。

以下说明中表达的形状和尺寸不仅指数学上或几何上定义的形状和尺度，还指在摄像装置的操作和摄像装置的制造工艺中包括允许范围内的差异(误差和失真)的相似的形状和维度。此外，在以下说明中，用于特定形状和尺寸的“相同”不仅指数学上或几何上完全匹配的情况，还指在摄像装置的操作和摄像装置的制造工艺中具有允许范围内的差异(误差/失真)的情况。

此外，在以下说明中，“电连接”是指经由其它元件直接或间接地连接多个元件。

此外，在以下说明中，“共用”是指彼此不同的元件(例如，像素)一起使用另一元件(例如，片上透镜)。

注意，按照以下顺序进行说明。

1.摄像装置的示意性构造

2.比较例

2.1 背景

2.2 截面构造

2.3 平面构造

3.第一实施方案

3.1 背景

3.2 实施方案

3.3 制造方法

3.4 变形例

4.第二实施方案

4.1 背景

4.2 实施方案

4.3 制造方法

4.4 变形例

5.第三实施方案

5.1 背景

5.2 实施方案

5.3 变形例

6.第四实施方案

7.总结

7.1 总结

7.2 其它方面

8.相机的应用示例

9.智能手机的应用示例

10.内窥镜手术系统的应用示例

11.移动体的应用示例

12.补充

<<1.摄像装置的示意性构成>>

首先，参照图1说明根据本发明实施方案的摄像装置1的示意性构成。图1是示出了根据本发明实施方案的摄像装置1的平面构造示例的说明图。如图1所示，根据本发明实施方案的摄像装置1包括：像素阵列单元20，在像素阵列单元20中，多个摄像元件100在例如由硅制成的半导体基板10上布置成矩阵；以及外围电路单元，其设置为包围像素阵列单元20。此外，摄像装置1包括垂直驱动电路单元21、列信号处理电路单元22、水平驱动电路单元23、输出电路单元24和控制电路单元25作为外围电路单元。在以下说明中，对摄像装置1的各块的细节进行说明。

(像素阵列单元20)

像素阵列单元20包括在半导体基板10上沿行方向(第一方向)和列方向(第二方向)以矩阵形式二维地布置的多个摄像元件100。摄像元件100是对入射光进行光电转换的元件，并且包括光电转换部(未图示)和多个像素晶体管(例如，MOS(金属氧化物半导体)晶体管)(未图示)。例如，像素晶体管包括四MOS晶体管，四MOS晶体管包括传输晶体管、选择晶体管、复位晶体管和放大晶体管。此外，在像素阵列单元20中，例如根据拜耳(Bayer)阵列二维地布置有多个摄像元件100。这里，拜耳阵列是这样的阵列图案，其中吸收具有绿色波长(例如，495nm至570nm的波长)的光并生成电荷的摄像元件100布置为棋盘图案，并且吸收具有红色波长(例如，620nm至750nm的波长)的光且生成电荷的摄像元件100和吸收具有蓝色波长(例如，450nm至495nm的波长)的光并生成电荷的摄像元件100交替地布置在各列的剩余部分中。注意，如下所述摄像元件100的详细结构。

(垂直驱动电路单元21)

垂直驱动电路单元21例如由移位寄存器形成，选择像素驱动线26，将用于驱动摄像元件100的脉冲供给至所选择的像素驱动线26，并且以行为单位驱动摄像元件100。即，垂直驱动电路单元21以行为单位在垂直方向(图1的上下方向)上依次选择性地扫描像素阵列单元20的摄像元件100，并且通过垂直信号线27将基于根据摄像元件100的光电转换部(未图示)的光接收量生成的信号电荷的像素信号供给至如下所述的列信号处理电路单元22。

(列信号处理电路单元22)

列信号处理电路单元22针对摄像元件100的各列布置，并且针对各像素列，对一行从摄像元件100输出的像素信号执行诸如噪声去除等信号处理。例如，列信号处理电路单元22执行诸如CDS(相关双采样和AD(模数)转换等信号处理，以便去除像素特有的固定模式噪声。

(水平驱动电路单元23)

水平驱动电路单元23例如由移位寄存器形成，通过依次地输出水平扫描脉冲来依次地选择上述列信号处理电路单元22中的各者，并且使列信号处理电路单元22中的各者向水平信号线28输出像素信号。

(输出电路单元24)

输出电路单元24通过水平信号线28对从上述列信号处理电路单元22中的各者依次供给的像素信号执行信号处理，并且输出像素信号。输出电路单元24可以用作例如执行缓冲的功能单元，或者可以执行诸如黑电平调整、列变化校正和各种数字信号处理等处理。注意，“缓冲”指临时地存储像素信号，以补偿交换像素信号时处理速度和传输速度的差。此外，输入/输出端子29是用于与外部设备交换信号的终端。

(控制电路单元25)

控制电路单元25接收输入时钟和用于指示操作模式等的数据，并且输出诸如摄像装置1的内部信息等数据。即，控制电路单元25基于垂直同步信号、水平同步信号和主时钟，生成用作垂直驱动电路单元21、列信号处理电路单元22、水平驱动电路单元23等的操作的基准的时钟信号或控制信号。然后，控制电路单元25将生成的时钟信号和生成的控制信号输出至垂直驱动电路单元21、列信号处理电路单元22、水平驱动电路单元23等。

<<2.比较例>>

<2.1背景>

接下来，说明根据本发明实施方案的细节，说明本发明人在创造根据本发明的实施方案之前研究的比较例。首先，说明创造比较例的背景。

在对在摄像装置1的像素阵列单元20的整个表面上设置相位差检测像素(全像素相位差检测)以进一步提高自动聚焦功能(即，提高相位差检测的精度，同时避免被摄图像劣化)的广泛研究期间创造了与本发明实施方案进行比较的比较例。在比较例中，在像素阵列单元20的整个表面上设置有在摄像时用作一个摄像元件并且在相位差检测时用作一对相位差检测像素的摄像元件100(双光电二极管结构)。根据能够进行这种全像素相位差检测的比较例，由于在整个表面上设置有相位差检测像素，因此能够提高相位差检测精度，并且，还能够通过所有摄像元件执行摄像。因此，能够避免被摄图像的劣化。

此外，在该比较例中，为了提高相位差检测的精度，设置有用于物理和电分离相位差检测像素的元件，用于防止在相位差检测时一对相位差检测像素的输出被混合。另外，在该比较例中，在相位差检测像素对之间设置有溢出路径，以避免被摄图像的劣化。具体地，在正常摄像时，当相位差检测像素中的任何一个像素的电荷即将饱和时，可以通过经由溢出路径将电荷移动至另一个像素来避免这一个像素饱和。然后，通过设置这种溢出路径，能够确保从摄像元件输出的像素信号的线性，并且能够防止被摄图像的劣化。

下面依次说明这种比较例的细节。

<2.2截面构造>

首先，参照图2和图3说明根据比较例的摄像元件100的截面构造。图2和图3是示出了根据比较例的摄像元件100的截面的一部分的说明图，并且具体地，对应于在不同位置沿着半导体基板10的厚度方向截取的摄像元件100的截面。

如图2和图3所示，根据比较例的摄像元件100包括片上透镜200、滤色器202、遮光部204、半导体基板10以及传输栅极400a和400b。此外，在本实施方案中，半导体基板10包括各自包括光电转换部302的一对像素300a和300b。另外，半导体基板10包括用于分隔一对像素300a和300b的突出部(像素分隔区域)304(分隔部的示例)，并且包括包围像素300a和300b的元件分隔壁310以及设置为包围突出部304和元件分隔壁310a的扩散区域(第一扩散区域)306。

在以下说明中，对根据比较例的摄像元件100的堆叠结构进行说明。然而，在以下说明中，按从图2和图3的上侧(光接收面10a侧)到下侧的顺序进行说明。注意，图2对应于沿着切割上述突出部304的位置截取的摄像元件100的截面，并且图3对应于沿着切割在彼此面对的突出部304之间的区域(狭缝312，参照图4)的位置截取的摄像元件100的截面。

如图2和图3所示，摄像元件100包括一个片上透镜200，该片上透镜设置在半导体基板10的光接收面10a上方，并且将入射光会聚在光电转换部302上。摄像元件100具有针对一个片上透镜200设置一对像素300a和300b的结构。即，片上透镜200被两个像素300a和300b共用。注意，片上透镜200可以例如由氮化硅膜(SiN)或诸如苯乙烯树脂、丙烯酸树脂、苯乙烯-丙烯酸共聚物树脂、o-硅氧烷树脂等树脂材料形成。

然后，由片上透镜200会聚的入射光经由设置在片上透镜200下方的滤色器202发射到一对像素300a和300b的各个光电转换部302。滤色器202是透射红色波长分量的滤色器、透射绿色波长分量的滤色器和透射蓝色波长分量的滤色器中的任一者。例如，滤色器202可以例如由在诸如硅树脂等透明粘合剂中分散有颜料或染料的材料形成。

此外，遮光部204设置在半导体基板10的光接收面10a上以包围滤色器202。由于遮光部204设置在彼此相邻的摄像元件100之间，因此能够在摄像元件100之间进行遮光，以抑制相邻的摄像元件100之间的串扰，并且进一步提高相位差检测的精度。例如，遮光部204可以由包含钨(W)、铝(Al)、铜(Cu)、钛(Ti)、钼(Mo)或镍(Ni)等的金属材料等形成。

此外，例如，在第二导电型(例如，p型)的半导体基板10的预定单位区域中，针对彼此相邻的像素300a和300b中的各者设置具有第一导电型(例如，n型)的杂质的光电转换部(光电二极管)302。如上所述，光电转换部302吸收通过滤色器202入射的具有红色波长分量、绿色波长分量或蓝色波长分量的光，并且生成电荷。然后，在本实施方案中，像素300a的光电转换部302和像素300b的光电转换部302可以在相位差检测时用作一对相位差检测像素。即，在本实施方案中，基于由像素300a的光电转换部302和像素300b的光电转换部302生成的电荷，可以通过检测像素信号之间的差来检测相位差。

具体地，根据光相对于光电转换部302的光轴(垂直于光接收面的轴)的入射角来改变要生成的电荷量，即，光电转换部302的灵敏度。例如，当入射角为0度时，光电转换部302具有最高的灵敏度。此外，光电转换部302的灵敏度相对于入射角具有如下线对称关系，其中入射角为0度时的光轴是对称轴。因此，在像素300a的光电转换部302和像素300b的光电转换部302中，来自同一点的光以不同的入射角入射，并且生成与入射角相对应的量的电荷。因此，在检测到的图像中发生偏移(相位差)。即，通过基于由像素300a的光电转换部302和像素300b的光电转换部302生成的电荷量检测像素信号之间的差，能够检测相位差。因此，检测像素信号之间的这种差(相位差)作为例如输出电路单元24的检测单元(未图示)的差分信号，基于检测到的相位差计算离焦量，并且调整(移动)图像形成透镜(未图示)，从而可以实现自动聚焦。注意，在上述说明中，说明的是检测像素300a的光电转换部302和像素300b的光电转换部302的像素信号之间的差作为相位差。然而，在本实施方案中，不限于此，而且例如相位差可以为检测像素300a的光电转换部302和像素300b的光电转换部302的像素信号的比率。

此外，在比较例中，通过突出部304(像素划分区域)(分隔部的示例)物理地分隔两个光电转换部302。突出部304包括设置为从面向半导体基板10的光接收面10a的正面10b开始穿透半导体基板10的贯通DTI(深沟槽隔离)的槽部(沟槽)(未图示)和埋入在沟槽中并且由诸如氧化硅膜(SiO)、氮化硅膜、非晶硅、多晶硅、氧化钛膜(TiO)、铝或钨等氧化物膜或金属膜制成的材料。在摄像元件100中，在相位差检测时，当由一对像素300a和300b输出的像素信号彼此混合并且发生混色时，相位差检测的精度劣化。在本实施方案中，由于突出部304贯穿半导体基板10，因此能够有效地物理地分隔一对像素300a和300b。因此，能够抑制混色的发生，并且能够进一步提高相位差检测的精度。

此外，当从光接收面10a侧或正面10b侧观察摄像元件100时，在摄像元件100的中心附近设置有与两个突出部304之间的空间相对应的狭缝312(参照图4)。在半导体基板10的狭缝312的区域(位于突出部304周围并且在半导体基板的厚度方向上延伸的区域的示例)中，通过保形掺杂(conformal doping)经由突出部304的沟槽扩散第二导电型(例如p型)的杂质，并且形成扩散区域306(具体地，如下所述，扩散区域306也形成在元件分隔壁310周围)。通过设置扩散区域306，一对像素300a和300b能够被电气分离，不引起混色。因此，能够进一步提高相位差检测的精度。

此外，在比较例中，由于突出部304贯穿半导体基板10，因此能够通过保形掺杂经由突出部304在半导体基板10的深处形成扩散区域306(这里，深度是在半导体基板10的厚度方向上距半导体基板10的光接收面10a的距离)。因此，在比较例中，由于可以精确地形成期望的扩散区域306，因此能够有效地电气分离一对像素300a和300b。因此，能够抑制混色的发生，并且能够进一步提高相位差检测的精度。注意，狭缝312的区域的细节将在下文中说明。

此外，在比较例中，如图3所示，在狭缝312中设置的扩散区域306的下方(表面10b侧)通过离子注入引入第一导电型(例如，n型)的杂质，从而形成扩散区域320。具体地，将第一导电型的杂质如上所述地离子注入到扩散区域306的下部区域中，从而在扩散区域306下方形成扩散区域320。扩散区域320可以用作可以在像素300a和300b之间交换生成的电荷的溢出路径(在本说明书中，有时也称为“路径”)。具体地，在正常摄像时，当像素300a和300b中的一个像素的电荷即将饱和时，电荷经由溢出路径移动至另一像素，从而能够避免一个像素饱和。因此，通过设置这样的溢出路径，能够确保从摄像元件100输出的像素信号的线性，并且能够防止被摄图像的劣化。在比较例中，代替利用离子注入形成扩散区域320，可以在半导体基板10的正面10b的传输栅极400a和400b之间设置栅极(未图示)。在这种情况下，通过调节施加至该栅极的电压，能够在相位差检测时电气分隔一对像素300a和300b，并且能够在正常摄像时在狭缝312的表面10b侧的区域中形成用作溢出路径的沟道。

在比较例中，在半导体基板10中设置有包围像素300a和300b并且物理地分隔彼此相邻的摄像元件100的元件分隔壁310。元件分隔壁310包括设置为在半导体基板10的厚度方向上贯穿半导体基板10的槽部(沟槽)(未图示)和埋入在沟槽中的并且由诸如氧化硅膜、氮化硅膜、非晶硅、多晶硅、氧化钛膜、铝或钨等氧化物膜或金属膜制成的材料。即，突出部304和元件分隔壁310可以由相同的材料形成。注意，在比较例中，由于元件分隔壁310和突出部304具有相同的构造，因此元件分隔壁310和突出部304a可以具有一体的形式，并且因此能够同时形成。因此，根据比较例，由于突出部304可以与元件分隔壁310同时形成，因此能够抑制摄像元件100的工艺步骤的增加。

此外，在比较例中，通过经由元件分隔壁310保形掺杂第二导电型(例如，p型)的杂质，可以在元件分隔壁310周围的半导体基板10中形成深的扩散区域306(这里，深度是在半导体基板10的厚度方向上距半导体基板10的光接收面10a的距离)。

在比较例中，经由设置在位于半导体基板10的光接收面10a的相反侧的表面10b上的传输晶体管(上述像素晶体管中的一种类型)的传输栅极400a和400b传输在像素300a的光电转换部302和像素300b的光电转换部302中生成的电荷。传输栅极400a和400b可以例如由金属膜形成。然后，电荷可以存储在例如设置在半导体基板10中的具有第一导电型(例如，n型)的半导体区域中的浮动扩散部(电荷存储部)(未图示)中。注意，在比较例中，浮动扩散部不限于设置在半导体基板10中，并且可以设置在例如堆叠在半导体基板10上的另一基板(未图示)上。

此外，在半导体基板10的正面10b上，可以设置除了上述传输晶体管之外的例如用于读取电荷作为像素信号的多个不同的像素晶体管(未图示)。此外，在比较例中，像素晶体管可以设置在半导体基板10上，或者可以设置在堆叠在半导体基板10上的其它基板(未图示)上。

<2.3平面构造>

接下来，参照图4说明根据比较例的摄像元件100的平面构造。图4是示出了根据比较例的摄像元件100的平面的说明图，并且具体地，对应于沿着图3所示的A-A’线截取的摄像元件100的横截面。

如图4所示，在比较例中，彼此相邻的像素300a和300b被与元件分隔壁310一体形成的突出部304分隔。具体地，当从光接收面10a或正面10b的上方观察摄像元件100时，元件分隔壁310包括两个突出部304，这两个突出部304在列方向上朝向摄像元件100的中心O突出并且彼此面对。这里，当从光接收面10a侧或正面10b侧观察摄像元件100时，位于摄像元件100的中心附近的两个突出部304之间的区域被称为狭缝312。如上所述，在狭缝312的区域中，通过保形掺杂经由突出部304的沟槽扩散第二导电型(例如，p型)的杂质，并且扩散区域306形成为包围突出部304。如上所述，扩散区域306能够电分离一对像素300a和300b并且防止混色。此外，在比较例中，通过保形掺杂经由元件分隔壁310的沟槽扩散第二导电型的杂质，并且沿着元件分隔壁310形成扩散区域306。

此外，当从光接收面10a或表面10b的上方观察摄像元件100时，两个突出部304在行方向上设置在摄像元件100的中心。突出部304的突出长度(列方向上的长度)大致相同。如上所述，设置两个突出部304以贯穿半导体基板10。注意，在比较例中，突出部304的宽度没有特别限制，只要能够分隔一对像素300a和300b即可。

此外，根据上述比较例的突出部304和元件分隔壁310具有如图5所示的形式，图5是根据比较例的摄像元件100的透明立体图。即，根据比较例的突出部304和元件分隔壁310设置为穿透半导体基板10。此外，狭缝312设置在两个突出部304之间的摄像元件100的中心附近。注意，扩散区域306形成在狭缝312中的至少一部分中。

如上所述，在比较例中，由于狭缝312设置在摄像元件100的中心O附近，因此抑制了由突出部304引起的光散射。因此，根据比较例，入射在摄像元件100的中心O上的光可以入射在光电转换部302上而不被散射。因此，根据比较例，由于摄像元件100能够更可靠地捕获入射在摄像元件100的中心O上的光，因此能够避免摄像像素的劣化。

此外，在比较例中，如上所述，例如，通过离子注入将第一导电型的杂质引入狭缝312的表面10b侧的区域中，并且能够形成用作溢出路径的沟道。因此，根据比较例，能够在正常摄像时形成溢出路径，同时在相位差检测时对像素对300a和300b进行分隔。因此，能够在提高相位差检测的精度的同时避免被摄图像的劣化。

此外，在比较例中，可以利用保形掺杂通过突出部304的沟槽将杂质引入狭缝312的区域中，并且形成扩散区域306。因此，能够避免使用离子注入。因此，根据比较例，由于不使用离子注入，因此能够避免杂质被引入到光电转换部302中，并且能够避免光电转换部302的减小和损坏。此外，通过使用保形掺杂，在通过施加高温均匀地扩散杂质的同时能够修复晶体缺陷。因此，根据比较例，能够抑制摄像元件100的灵敏度的劣化和动态范围的减小。

注意，保形掺杂是将杂质均匀引入半导体基板10的方法。具体地，使用等离子体掺杂、气相分解(VPD)、固相扩散或热扩散等来实现杂质的均匀化。与这种保形掺杂相比，用于杂质导入的离子注入方法的杂质分布具有取决于注入能量的峰值。因此，难以均匀地导入杂质。

注意，在比较例中，当从光接收面10a或表面10b的上方观察摄像元件100时，元件分隔壁310可以包括在行方向上朝向摄像元件100的中心O突出并且彼此面对的两个突出部304。此外，在这种情况下，当从光接收面10a或表面10b的上方观察摄像元件100时，两个突出部304可以设置在摄像元件100的列方向的中心。

如上所述，根据比较例，在相位差检测时，由于设置了与物理地分离一对像素300a和300b的突出部304电分离的扩散区域306、电分离一对图像300a和300b的扩散区域320等，因此能够在提高相位差检测的精度的同时避免被摄图像的劣化。具体地，在比较例中，一对像素300a和300b可以被突出部304和扩散区域306有效地分离。因此，能够抑制混色的发生，并且进一步提高相位差检测的精度。此外，在比较例中，由于设置有溢出路径，因此在正常摄像时当像素300a和300b中的任何一个像素的电荷即将饱和时，可以通过经由溢出路径将电荷传输至另一像素来避免一个像素的饱和。因此，根据比较例，通过设置这样的溢出路径，能够确保从摄像元件100输出的像素信号的线性，并且防止被摄图像的劣化。

此外，在比较例中，由于可以通过利用保形掺杂通过突出部304的沟槽将杂质扩散到狭缝312的区域来形成扩散区域306，因此能够避免使用离子注入。因此，根据比较例，由于不使用离子注入，因此能够避免杂质被引入到光电转换部302中，并且能够避免光电转换部的减小和对其的损坏。此外，通过使用保形掺杂，在通过施加高温均匀地扩散杂质的同时能够修复晶体缺陷。因此，根据比较例，能够抑制摄像元件100的灵敏度的劣化和动态范围的减小。

在比较例中，由于突出部304贯穿半导体基板10，因此可以经由突出部304通过保形掺杂在半导体基板10的深的区域中形成扩散区域306。因此，在比较例中，由于可以精确地形成期望的扩散区域306，因此能够有效地对一对像素300a和300b进行分隔。因此，能够抑制混色的发生，并且能够进一步提高相位差检测的精度。根据比较例，由于元件分隔壁310和突出部304具有相同的形式，因此突出部304可以与元件分隔壁310同时形成。能够抑制摄像元件100的工艺步骤的增多。

另外，在比较例中，由于狭缝312设置在摄像元件100的中心O中，因此抑制了突出部304对光的散射，并且使入射在摄像元件100中心O上的光可以入射在光电转换部302上而不被散射。因此，根据比较例，由于摄像元件100能够更可靠地捕获入射在摄像元件100的中心O上的光，因此能够避免摄像像素的劣化。

在以下说明中，基于以上说明的比较例，依次说明本发明人创造的本发明的实施方案的细节。

<<3.第一实施方案>>

<3.1背景>

接下来，说明本发明人创建的本发明的第一实施方案。首先，说明导致创造第一实施方案的背景。

在根据比较例的摄像元件100中，由于包围摄像元件100的元件分隔壁310以及设置在元件分隔壁310和突出部304周围的扩散区域306，不可避免地减小了光电转换部302(光电二极管)的尺寸。特别地，当进一步精细化摄像元件100时，由于光电转换部302较小，因此即使大量的光入射在摄像元件100上，也会限制将生成的电荷量。换言之，在比较例中，在增加摄像元件100的饱和信号量(Qs)的方面存在限制。另外，在比较例中，由于在行方向和列方向上设置元件分隔壁310，因此在可以布置传输栅极400a和400b、各种像素晶体管(未图示)、浮动扩散部(电荷存储部)(未图示)等的范围方面存在限制。在比较例中，布局的灵活性低。

因此，本发明人创造了本发明的第一实施方案，以在进一步增加根据这样的比较例的摄像元件100的饱和信号量(Qs)的同时，进一步提高布局的灵活性。

<3.2实施方案>

首先，参照图6说明本实施方案的平面构造。图6是根据本发明第一实施方案的摄像元件100的平面图，并且是从半导体基板10的正面10b的上方观察的摄像元件的平面图。注意，在图6中，设置在正面10b侧的传输栅极400a和400b、浮动扩散部(FD部)(电荷存储部)601和接地部(阱区域)602由虚线表示，以便于理解。在以下说明中，在附图中用相同的附图标记和符号表示与比较例相同的元件，并且省略这些元件的说明。

尽管在比较例中元件分隔壁310设置在行方向(第一方向)和列方向(第二方向)上，但是在本实施方案中，如图6所示，元件分隔壁(第一元件分隔壁)310b仅设置在列方向(第二方向)(图6的上下方向)上。具体地，在半导体基板10中设置摄像元件100的预定单位区域(图6所示的整个区域)中，设置两个元件分隔壁310b以沿着在列方向上延伸的两个侧表面(第一侧表面)从正面10b贯穿半导体基板10的至少一部分或全部。注意，在本实施方案中，由于以矩阵形式设置多个摄像元件100，因此列方向上彼此相邻的各个元件分隔壁310b和各突出部304设置为彼此连接。

此外，在本实施方案中，元件分隔壁310b物理地和电气地分隔行方向(第一方向)上相邻的摄像元件100。然而，与比较例不同，在行方向上没有设置元件分隔壁310。因此，没有元件分隔在列方向(第二方向)上彼此相邻的摄像元件100。因此，列方向上彼此相邻的摄像元件100之间发生混色的可能性很高。因此，在本实施方案中，为了将在列方向上彼此相邻的摄像元件100电气分隔，在列方向上彼此相邻的摄像元件100之间设置有扩散区域(第二扩散区域)306d。具体地，如图6所示，在本实施方案中，可以通过沿着并围绕在半导体基板10中设置摄像元件100的预定单位区域(图6所示的整个区域)的行方向上延伸的两个侧表面(第二侧表面)扩散第二导电型(例如，p型)的杂质来形成扩散区域306d。在本实施方案中，扩散区域306d的至少一部分(图6的扩散区域306c)包含与元件分隔壁310和突出部304周围的扩散区域(第一扩散区域)306e相比浓度更高的第二导电型的杂质。

如上所述，在本实施方案中，通过仅在列方向(第二方向)上设置元件分隔壁310b并且在列方向上彼此相邻的摄像元件100之间设置扩散区域(第二扩散区域)306d，能够电气分隔在列方向上相邻的摄像元件100。因此，在本实施方案中，由于没有设置行方向上的元件分隔壁310，因此与比较例相比，能够增大光电转换部302(光电二极管)的尺寸。因此，根据本实施方案，能够进一步增加摄像元件100的饱和信号量(Qs)。

另外，在本实施方案中，由于没有设置行方向上的元件分隔壁310，因此加宽了可以布置传输栅极400a和400b、各种像素晶体管(未图示)、浮动扩散部(电荷存储部)601、接地部602等的范围。因此，根据本实施方案，提高了布局的灵活性。

此外，在本实施方案中，由于仅在列方向(第二方向)上设置元件分隔壁310b，并且不在行方向(第一方向)上设置元件分隔壁310，因此元件分隔壁310不形成为栅格形状(在平面图中)。因此，根据本实施方案，由于元件分隔壁310b可以形成为简单的形状，因此能够更精确地形成元件分隔壁310b，并且能够提高元件分隔壁310b的矩形性(rectangularity)。

注意，在上述说明中，仅在列方向(第二方向)上设置元件分隔壁310b。然而，在本实施方案中，相反地，可以仅在行方向(第一方向)上设置元件分隔壁310。在这种情况下，为了将在行方向上彼此相邻的摄像元件100电气分隔，在行方向上彼此相邻的摄像单元100之间设置扩散区域(第二扩散区域)306d。

<3.3制造方法>

(制造方法1)

接下来，参照图7A至图7C说明根据本实施方案的摄像元件100的制造工艺(制造方法)的一部分。图7A至图7C是用于说明根据本发明第一实施方案的摄像元件100的制造方法1的制造工艺的一部分的平面图，并且具体地，对应于图6所示的平面图。

首先，为了在半导体基板10中形成元件分隔壁310b和突出部304，在半导体基板10的预定位置处形成沟槽，并且在沟槽中形成含有第二导电型(例如，p型)的杂质的材料(例如，多晶硅)。此外，通过干法蚀刻去除沟槽中包含杂质的材料，以将其留在沟槽的内壁表面上。接着，通过向半导体基板10施加热量，将杂质从材料扩散至半导体基板10。即，通过保形掺杂来形成扩散区域306。接着，通过在沟槽中形成绝缘材料，可以获得图7A所示的形式。

此外，在本实施方案中，使用掩模等将第一导电型(例如，n型)的杂质离子注入(图案化)到图7B所示的区域500中。注意，此时注入的杂质的量小于用于电气地消除已经包括在扩散区域306中的第二导电型(例如，p型)的杂质的量。

以这种方式，如图7C所示，由于第二导电型的杂质的一部分被之后注入的第一导电型(例如，n型)杂质电气地消除，因此可以分别形成包含高浓度的第二导电型(例如，p型)杂质的扩散区域306d(包括扩散区域306c)和包含低浓度的第二导电型杂质的扩散区域306e。

(制造方法2)

接下来，也可以通过另一种方法(各向异性保形掺杂)形成根据本实施方案的摄像元件100。参照图8A至图8E说明制造方法2的制造工艺(制造方法)的一部分。图8A至图8E是用于说明根据本发明第一实施方案的摄像元件100的制造方法2的制造工艺的一部分的平面图，并且具体地，对应于图6所示的平面图。

首先，如图8A所示，在半导体基板10的预定部分中形成沟槽，在沟槽的预定区域中形成包含第二导电型(例如，p型)的杂质的材料(例如，多晶硅)，在余下的沟槽中形成绝缘材料，并且形成元件分隔壁310b和突出部304。

接下来，使用掩模等蚀刻包含第二导电型(例如，p型)的杂质的材料(例如，多晶硅)，并且仅将该材料留在期望的部分。此外，不含杂质的多晶硅形成被蚀刻部分，并且可以获得图8B所示的形式。

此外，如图8C所示，通过向半导体基板10施加热量，将杂质从材料扩散至半导体基板10。即，通过保形掺杂来形成扩散区域306d。

接着，沿着元件分隔壁310b和突出部304形成沟槽，在沟槽中形成含有第二导电型(例如，p型)的杂质的材料(例如，多晶硅)，并且可以获得图8D所示的形式。

此外，如图8E所示，通过向半导体基板10施加热量，将杂质从材料扩散至半导体基板10。即，通过保形掺杂来形成扩散区域306d和306e。

<3.4变形例>

(变形例1)

在上述实施方案中，说明了不设置沿着行方向(第二方向)的元件分隔壁310。然而，本实施方案不限于此，并且可以适当地变形。因此，参照图9至图11对本实施方案的变形例1进行说明。图9至图11是根据本实施方案的变形例1的摄像元件100的平面图，并且对应于图6的平面图。

如图9和图10所示，在本变形例中，从正面10b贯穿半导体基板10的至少一部分或整个的元件分隔壁(第二元件分隔壁)340可以沿着在设置摄像元件100的预定单位区域(图9和图10所示的整个区域)的行方向(第一方向)上延伸的两个侧表面(第二侧表面)设置在元件分隔壁(第一元件分隔壁)310b和突出部304(分隔部的示例)之间。在本变形例中，通过设置这样的元件分隔壁340，能够物理地分隔在列方向(第二方向)上彼此相邻的摄像元件100。

注意，如图9和图10所示，元件分隔壁340在行方向上的长度、到元件分隔壁(第一元件分隔壁)310b的距离L(图9)以及元件分隔壁340之间的距离L不是限制性的。注意，在本变形例中，由于长度和距离L较长，因此与比较例相比，能够增大光电转换部302(光电二极管)的尺寸。因此，能够进一步增加摄像元件100的饱和信号量(Qs)。另外，提高了布局的灵活性。在本变形例中，能够通过经由元件分隔壁340的沟槽扩散杂质(保形掺杂)来形成扩散区域306d。

此外，在本变形例中，如图10所示，可以减小摄像元件100的预定单位区域(图10所示的整个区域)在元件分隔壁(第一元件分隔壁)310d中的四个角在列方向(第二方向)上的长度。因此，在本变形例中，由于与比较例相比可以增大光电转换部302(光电二极管)的区域的尺寸，因此能够进一步增加摄像元件100的饱和信号量(Qs)。另外，在本变形中，提高了布局的灵活性。

在本变形例中，元件分隔壁(第二元件分隔壁)340的形状不是限制性的。可以选择诸如矩形形状、圆形形状、椭圆形形状、多边形形状以及图11所示的通过连接两个三角形的顶点而获得的形状等各种形状。此外，在本变形例中，元件分隔壁(第一元件分隔壁)310b和突出部304(分隔部的示例)之间的元件分隔壁340的数量不是限制性的。可以以点状方式设置多个元件分隔壁340。

(变形例2)

此外，在本实施方案中，分隔两个像素300a和300b(光电转换部302)的元件不限于一对突出部304(分隔部的示例)和包围突出部的扩散区域306e。因此，参照图12说明分隔两个像素300a和300b的分隔部的变形例。图12是根据本实施方案的变形例2的摄像元件100的平面图，并且对应于图6的平面图。注意，为了便于理解，在图6中将上述的扩散区域306d和306e示出为一体的扩散区域。

例如，在图12左侧示出的分隔部可以是设置为沿列方向(第二方向)在两个像素300a和300b之间延伸以分隔两个像素300和300b并从正面10b贯穿半导体基板10的一个像素分隔壁(第一像素分隔壁)334。

如从图12的左侧起第二个所示，当从正面10b的上方观察摄像元件100时，可以在上部和下部切割像素分隔壁(第一像素分隔壁)334，以与图12左侧所示的像素分隔壁334相比更短。在这种情况下，像素分隔壁334在列方向(第二方向)上的长度与预定单位区域(从图12的左侧起第二个所示的摄像元件100的整个区域)中的元件分隔壁(第一元件分隔壁)310b相比更短。

如从图12的左侧起第三个所示，像素分隔壁(第一像素分隔壁)334b可以不设置为从正面10b贯穿半导体基板10，并且，例如，可以设置为在半导体基板10的厚度方向上从正面10b贯穿至半导体基板10的中途。

在本变形例中，例如，如图12右侧所示，可以通过设置为在列方向(第二方向)上延伸的扩散区域(第四扩散区域)306h电气分隔而不是物理分隔两个像素300a和300b。在这种情况下，扩散区域306h包括第二导电型(例如，p型)的杂质。

(变形例3)

在本实施方案中，由于布局的灵活性高，因此像素晶体管等的布置不被限制。因此，参照图13来说明像素晶体管的布置。图13是根据本实施方案的变形例3的摄像装置1的一部分的平面图。具体地，图13示出了在半导体基板10上以矩阵形式布置多个摄像元件100的形式，并且进一步示出了设置在表面10b上的各种像素晶体管(AMP、SEL、RST和FDG)、传输栅极(TG)400a和400b、浮动扩散部(FD部)(电荷存储部)601、以及接地部(阱区域)602。

例如，在本变形例中，如图13的左侧所示，传输栅极(TG)400、浮动扩散部(FD部)601和接地部(阱区域)602可以设置在半导体基板10的扩散区域306d上，或者代替扩散区域306d的一部分。在这种情况下，例如，在堆叠在半导体基板10的正面10b侧的其它基板(未图示)上设置各种像素晶体管。

例如，在本变形例中，如图13的右侧所示，诸如放大晶体管(AMP)、选择晶体管(SEL)、复位晶体管(RST)和FD传输晶体管(FDG)等像素晶体管可以设置在半导体基板10上。

(变形例4)

在上述的本实施方案中，由于没有设置行方向(第二方向)上的元件分隔壁310，因此没有将列方向(第二方向)上相邻的摄像元件100分隔开的元件。因此，列方向上彼此相邻的摄像元件100之间发生混色的可能性很高。因此，为了防止这种混色，可以想到使设置在半导体基板10的光接收面10a上的遮光部204变形。在以下说明中，参照图14和图15说明这种遮光部204的变形。图14和图15是根据本实施方案的变形例4的摄像装置1的一部分的平面图，并且具体地，在左侧示出了在从半导体基板的正面10b侧观察时的平面图并且在右侧示出了在从半导体基板的光接收面10a侧观察时的平面图。

如图14所示，在本比较例中，在行方向(第一方向)上延伸的遮光部204和在列方向(第二方向)上延伸的遮光部204设置在半导体基板10的光接收面10a上。在本变形例中，将在行方向上延伸的遮光部204的宽度a设置为比在列方向上延伸的遮光部204的宽度b更大，从而能够防止在列方向上彼此相邻的摄像元件100之间发生混色。

如图15所示，在本比较例中，在行方向(第一方向)上延伸的遮光部204a和在列方向(第二方向)上延伸的遮光部204b设置在半导体基板10的光接收面10a上。在本变形例中，遮光部204a和遮光部204b由不同的材料形成。具体地，遮光部204a由能够阻挡光的材料形成。例如，遮光部204a可以由硅(Si)、钛(Ti)、钨(W)、铝(Al)、它们的氧化膜或氮化膜或者它们的叠层膜形成。例如，遮光部204a可以具有由上述材料制成的中空结构(气隙)。

<<4.第二实施方案>>

<4.1背景>

接下来，说明本发明人创造的本发明的第二实施方案。首先，说明导致创造第二实施方案的背景。

在根据比较例的摄像元件100中，由于设置了包围摄像元件100的元件分隔壁310以及设置在元件分隔壁310和突出部304周围的扩散区域306，因此不可避免地减小了光电转换部302(光电二极管)的尺寸。换言之，在比较例中，在增大摄像元件100的饱和信号量(Qs)方面存在着限制。

因此，与在上述第一实施方案中类似地，发明人创造了本发明的第二实施方案，以便进一步增大根据比较例的摄像元件100的饱和信号量(Qs)。

<4.2实施方案>

(平面构造)

首先，参照图16说明本实施方案的摄像元件100的平面构造。图16是从正面10b侧观察的根据本实施方案的摄像元件100的平面图。在以下说明中，在附图中用相同的附图标记和符号表示与比较例相同的元件，并且省略这些元件的说明。

如图16所示，在本实施方案中，在半导体基板10上设置有在行方向(第一方向)上延伸的元件分隔壁(第三元件分隔壁)310a和在列方向(第二方向)上延伸的元件分隔壁(第一元件分隔壁)310b。此外，尽管在比较例中元件分隔壁310a和元件分隔壁310b设置为具有相同的宽度，但是在本实施方案中，元件分隔壁310a的宽度与元件分隔壁310b相比更小。

在本实施方案中，包含第二导电型(例如，p型)的杂质的扩散区域306(包括元件分隔壁310a周围的扩散区域(第三扩散区域))设置在元件分隔壁310a和310b周围。具体地，在本实施方案中，元件分隔壁310a周围的扩散区域306可以比元件分隔壁310b周围的扩散区域306更窄，并且元件分隔壁310a周围的扩散区域306的杂质浓度可以低于元件分隔壁310b周围的扩散区域306的杂质浓度。

(剖面构造)

接下来，参照图17说明本实施方案的摄像元件100的截面构造。图17是根据本实施方案的摄像元件100的截面图，并且具体地，是图16的从顶部的A-A横截面、A'-A'横截面和B-B横截面。在以下说明中，在附图中用相同的附图标记和符号表示与比较例相同的元件，并且省略这些元件的说明。

具体地，如图17所示，元件分隔壁(第二元件分隔壁)310a和元件分隔壁(第一元件分隔壁)310b设置为从正面10b贯穿整个半导体基板10。具体地，元件分隔壁310a设置为沿着在摄像元件100的预定单位区域的行方向(第一方向)上延伸的两个侧表面(第二侧表面)贯穿半导体基板10。此外，元件分隔壁310b设置为沿着在摄像元件100的预定单位区域的列方向(第二方向)上延伸的两个侧表面(第一侧表面)贯穿半导体基板10。

此外，如上所述，在本实施方案中，元件分隔壁310a的宽度B比元件分隔壁310b的宽度A更小。在本实施方案中，元件分隔壁310a周围的扩散区域306可以比元件分隔壁310b周围的扩散区域306更窄。此外，元件分隔壁310a周围的扩散区域306的杂质浓度可以比元件分隔壁310b周围的扩散区域306的杂质浓度更低。

在本实施方案中，与比较例相比，通过将元件分隔壁310a的宽度B设置得与元件分隔壁310b的宽度A相比更小，能够增大光电转换部302(光电二极管)的区域的尺寸。因此，能够进一步增加饱和信号量(Qs)。

注意，在图16和图17中，包围一个摄像元件100的两个元件分隔壁310a的宽度相同，但是在本实施方案中不限于此。在本实施方案中，例如，浮动扩散部(FD部)601侧的元件分隔壁310a的宽度与接地部(阱区域)602侧的元件分隔壁310a的宽度相比可以设置得更小。在这种情况下，可以将浮动扩散部(FD部)601侧的元件分隔壁310a周围的扩散区域306的杂质浓度设置得与接地部(阱区域)602侧的元件分离壁310a周围的扩散区域306的杂质浓度相比更低。因此，光电转换部302(光电二极管)的区域能够扩展到浮动扩散部(FD部)601侧，并且能够使浮动扩散部601和光电转换部302彼此靠近。因此，能够提高电荷传输效率。

<4.3制造方法>

(制造方法1)

接下来，参照图18说明根据本实施方案的摄像元件100的制造工艺(制造方法)的一部分。图18是用于说明根据本实施方案的摄像元件100的制造方法1的制造工艺的一部分的截面图。具体地，图18对应于图17所示的截面图的一部分，右侧的截面图对应于图16的A-A截面，并且左侧的截面图相应于图16的A'-A'截面。

首先，如图18的上部和中部所示，使用具有预定图案的掩模752和干法蚀刻形成在行方向(第一方向)和列方向(第二方向)上延伸并且从正面10b侧贯穿半导体基板10的沟槽750。此时，在制造方法1中，在行方向上延伸的沟槽750的宽度形成为与在列方向上延伸的沟槽750的宽度相比更小。在本制造方法中，沟槽750可以从正面10b侧仅穿透半导体基板10的一部分代替贯穿半导体基板10。本制造方法不限于使用掩模和干法蚀刻来形成沟槽750。可以使用各向异性蚀刻方法等来形成沟槽750。在行方向上延伸的沟槽750和在列方向上延伸的沟槽750可以同时形成，或者可以在单独的过程中形成。

接下来，如图18的下部所示，使用脉冲激光沉积方法等，在沟槽750的侧表面上形成由含有第二导电型(例如，p型)的杂质的多晶硅等制成的扩散区域306。此时，在行方向上延伸的沟槽750的侧表面上的扩散区域306的杂质浓度设置为比在列方向上延伸的沟槽750的侧表面上的扩散区域306的杂质浓度更低。此外，在本制造方法中，通过向半导体基板10施加热量，杂质扩散到半导体基板10中(保形掺杂)。此外，尽管未图示，但是通过在沟槽750中形成绝缘材料来形成元件分隔壁310a和310b。

(制造方法2)

此外，在本实施方案中，可以通过其它制造方法形成摄像元件100。接下来，参照图19说明根据本实施方案的摄像元件100的制造工艺(制造方法)的一部分。图19是用于说明根据本实施方案的摄像元件100的制造方法1的制造工艺的一部分的截面图。具体地，图19对应于图17所示的截面图的一部分，右侧的截面图对应于图16的A-A截面，并且左侧的截面图相应于图16的A'-A'截面。

首先，如图19的上部所示，在从半导体基板10的正面10b侧沿行方向(第一方向)和列方向(第二方向)延伸至光接收面10a侧的范围中形成由含有第二导电型(例如p型)的杂质的多晶硅等制成的扩散区域306。此时，在行方向上延伸的扩散区域306的杂质浓度设置为与在列方向上延伸的扩散区域306a的杂质浓度相同。此外，在行方向上延伸的扩散区域306的宽度形成为与在列方向上延伸的扩散区域306的宽度相同。

此外，如图19的中间部分所示，在扩散区域306中形成沟槽750。此时，形成沟槽750，使得扩散区域306保留在沟槽750的侧壁上。在本制造方法中，在行方向上延伸的扩散区域306中的沟槽750的宽度形成为与在列方向上延伸的扩散区域306中的沟槽750a的宽度相同。

接下来，如图19的下部所示，将第一导电型(例如，n型)杂质注入到在行方向(第一方向)上延伸的沟槽750的侧壁上的扩散区域306中，以电气地消除扩散区域306中的第二导电型(例如，p型)杂质。

此外，尽管未图示，但在本制造方法中，通过向半导体基板10施加热量，将杂质扩散到半导体基板10中(保形掺杂)。此外，通过在沟槽750中形成绝缘材料来形成元件分隔壁310a和310b。

(制造方法3)

接下来，参照图20说明根据本实施方案的摄像元件100的制造工艺(制造方法)的一部分。图20是用于说明根据本实施方案的摄像元件100的制造方法1的制造工艺的一部分的截面图。具体地，图20对应于图17所示的截面图的一部分，右侧的截面图对应于图16的A-A截面，并且左侧的截面图对应于图16的A'-A'截面。

首先，如图20的上部所示，在从半导体基板10的正面10b侧沿行方向(第一方向)和列方向(第二方向)延伸至光接收面10a侧的范围中形成由含有第二导电型(例如p型)的杂质的多晶硅等制成的扩散区域306。此时，在行方向上延伸的扩散区域306的杂质浓度与在列方向上延伸的扩散区域36的杂质浓度相比更低。此外，在行方向上延伸的扩散区域306的宽度设置为与在列方向上延伸的扩散区域306的宽度相比更小。

此外，如图20的中间部分所示，沟槽750形成在扩散区域306中。此时，形成沟槽750，使得扩散区域306保留在沟槽750的侧壁上。

此外，如图20的下部所示，通过向半导体基板10施加热量，将杂质从扩散区域306扩散到半导体基板10中(保形掺杂)。此外，尽管未图示，但是通过在沟槽750中形成绝缘材料来形成元件分隔壁310a和310b。

<4.4变形例>

此外，在本实施方案中，分离两个像素300a和300b(光电转换部302)的元件不限于一对突出部304(分隔部的示例)和突出周围的扩散区域306。因此，参照图21说明分离两个像素300a和300b的分隔部的变形例。图21是根据本实施方案的变形例的摄像元件100的平面图和截面图。具体地，左侧的图是对应于图16的平面图，并且右侧的图示出了沿着左侧的图中的虚线截取的横截面。

例如，图21的上部所示的分隔部可以是设置在狭缝312中以在半导体基板10的厚度方向上从光接收面10a贯穿半导体基板10至中部的像素分隔壁334和位于像素分隔壁334周围的扩散区域306。在该变形例的情况下，如从图21的顶部起的第二部分所示，元件分隔壁310b也可以设置为在半导体基板10的厚度方向上从光接收面10a贯穿至半导体基板10的中部。

例如，从图21的顶部起的第三部分所示的分隔部可以仅仅是扩散区域(第四扩散区域)306。扩散区域306包含第二导电型(例如p型)的杂质。在这种情况下，元件分隔壁310b还可以包括扩散区域306。

例如，如图21的下部所示，可以通过连接包括在半导体基板10的厚度方向上从光接收面10a贯穿至半导体基板10中部的沟槽的元件分隔部(STI)和包括在半导体基板10的厚度方向上从正面10b贯穿至半导体基板10中部的沟槽的元件分隔部(RDTI)来形成元件分隔壁310b。

<<5.第三实施方案>>

＜5.1背景＞

接下来，参照图22A和图22B说明本发明人创造的本发明的第三实施方案。首先，说明导致创造第三实施方案的背景。图22A是从正面10b观察的根据比较例的摄像装置1的一部分的平面图。图22B是根据比较例的摄像装置1的一部分的截面图，具体地，是沿着图22A所示的线D-D'截取的半导体基板10的截面图。

如图22A和图22B所示，在比较例中，由于传输栅极400a和400b由设置在半导体基板10上的平板状电极形成，因此难以在半导体基板中深度调制电位，并且难以有效地将电荷从PD传输至FD。因此，可以想到增大传输栅极400本身的尺寸。然而，由于摄像元件100是精细化的，因此这也是困难的。

在比较例中，当增大传输栅极400的尺寸时，传输栅极400更靠近像素300a和300b之间的溢出路径的位置。因此，当将通过溢出路径的中心并在列方向上延伸的线设置为对称轴时，由于受到来自传输栅极400的调制的影响，溢出路径的电位梯度有时是不对称的。另外，由于当增大传输栅极400的尺寸时，光电转换部302(光电二极管：PDs)的尺寸减小是不可避免的，因此摄像元件100的饱和信号量(Qs)的增大是有限的。

因此，发明人创造了本发明的第三实施方案，使得能够抑制来自传输栅极400的影响，可以使溢出路径的电位梯度更加对称，并且可以进一步增大通过传输栅极400的调制程度和饱和信号量(Qs)。

<5.2实施方案>

首先，参照图23A、图23B和图24说明本实施方案的摄像元件100的构成。图23A和图24是从正面10b观察的根据本实施方案的摄像装置1的平面图。此外，图23B是根据本实施方案的摄像装置1的一部分的截面图，具体地，是沿着图23A所示的线E-E'截取的半导体基板10的截面图。在以下说明中，在附图中用相同的附图标记和符号表示与比较例相同的元件，并且省略这些元件的说明。

在本实施方案中，如图23A所示，传输栅极(传输栅极电极)400设置在远离溢出路径(在图中说明为“路径”)的位置，以不干扰溢出路径。具体地，当从正面10b上方观察半导体基板10时，传输栅极400设置为与在列方向(第二方向)上延伸的元件分隔壁(第一元件分隔壁)310b相邻，并且沿着元件分隔壁(第一元件分隔壁)310b延伸。

当从正面10b的上方观察时，浮动扩散部(FD部)(电荷存储部)601设置在一个元件分隔壁(第三元件分隔壁)310a和突出部304(分隔部的示例)相交的第一交叉点附近。此外，传输栅极400设置在形成第一交叉点的元件分隔壁(第三元件分隔壁)310a和在列方向(第二方向)上延伸的元件分隔壁(第一元件分隔壁)310b交叉的第二交叉点附近。

在本实施方案中，传输栅极(传输栅极电极)400可以通过如上所述的构造而设置在远离溢出路径的位置。注意，在本实施方案中，只要传输栅极400不妨碍其它元件的布置和功能，传输栅极400优选地设置在尽可能远离溢出路径的位置。根据本实施方案，由于能够抑制来自传输栅极400的电位调制的影响，因此能够使溢出路径的电位梯度接近对称。另外，在本实施方案中，由于能够通过将传输栅极400设置在远离溢出路径的位置来宽大地形成光电转换部302(光电二极管：PD)，因此能够进一步增大摄像元件100的饱和信号量(Qs)。

在本实施方案中，如图23B所示，传输栅极(传输栅极电极)400包括半导体基板10中的埋入电极部402。如上所述，在本实施方案中，通过在传输栅极400中设置埋入电极部402，容易对半导体基板10中的电位进行深度调制，并且来自光电转换部302(光电二极管：PDs)的电荷能够有效地传输至浮动扩散部(FD部)(电荷存储部)601。注意，在本实施方案中，如图24B所示，位于传输栅极400附近的扩散区域306设置在埋入电极部402下方。

在本实施方案中，如图24所示，当从正面10b的上方观察时，可以将沿着元件分隔壁(第一元件分隔壁)310b延伸的传输栅极400的长度设置为比图23A所示的示例更小。因此，由于传输栅极(传输栅极电极)400可以设置在远离溢出路径的位置，因此能够抑制来自传输栅极400的影响。因此，能够使溢出路径的电位梯度更接近对称。另外，由于可以通过将传输栅极400设置在远离溢出路径的位置来宽大地形成光电转换部302(光电二极管：PDs)，因此能够进一步增加摄像元件100的饱和信号量(Qs)。

<5.3变形例>

此外，本实施方案可以变形。参照图25A和图25B说明传输栅极(传输栅极电极)400的变形例。图25A是从正面10b观察的根据本实施方案的摄像装置1的平面图。图25B是根据本实施方案的摄像装置1的一部分的截面图，并且具体地，是沿着图25A所示的线F-F’截取的半导体基板10的截面图。

如图25A和图25B所示，传输栅极(传输栅极电极)400包括埋入在半导体基板10中的两个埋入电极部402。因此，根据本变形例，容易更有效地在半导体基板10中进行电位的深度调制。来自光电转换部302(光电二极管：PDs)的电荷能够被有效地传输至浮动扩散部(FD部)(电荷存储部)601。注意，两个埋入电极部402优选地以良好平衡的方式设置，以不干扰从光电转换部302(光电二极管：PDs)到浮动扩散部(FD部)601的电荷路径，并且不限于是两个以及具有圆形横截面，而是只要能够根据需要调制电位即可。例如，可以为一个传输栅极400设置三个或四个或更多个埋入电极部402，并且埋入电极部402的横截面可以具有圆形形状、椭圆形形状或多边形形状。

<<6.第四实施方案>>

在本发明的实施方案中，两个传输栅极400a和400b、FD部(浮动扩散部)601和接地部602可以设置为如图26所示。在以下说明中，参照图26和图27将这种实施方案作为本发明的第四实施方案进行说明。图26是示出了根据本实施方案的摄像元件100的平面的说明图，并且具体地，对应于沿着平面方向截取的摄像元件100的横截面。图27是示出了根据本实施方案的比较例的摄像元件100的平面的说明图，并且具体地，对应于沿着平面方向截取的根据比较例的摄像元件100横截面。

如图26所示，在本实施方案中，两个传输栅极400a和400b位于由元件分隔壁310包围的单元区域的一端侧(例如，图26的上侧)。单元区域被包括在摄像元件100中。在图26所示的示例中，单元区域是正方形。

FD部601是由彼此相邻的两个单元区域共用的浮动扩散(参照图26的虚线区域)。FD部601位于单元区域的一端侧(例如，图26的上侧)。在图26所示的示例中，FD部601的形状不是正八边形，而是具有长边和短边的八边形。具体地，FD部601是水平长，并且在FD部601中，在与突出部304的延伸方向正交的方向上的长度大于在突出部304的延伸方向上的长度。作为FD部601，例如，使用Poly-Si(多晶硅)。

接地部602是由彼此相邻的两个单元区域共用的接地部(参照图26的虚线区域)。接地部602位于单元区域的一端侧(例如，图26的下侧)。在图26所示的示例中，接地部602的形状不是正八边形，而是具有长边和短边的八边形。具体地，接地部602是水平长，并且在接地部602中，在与突出部304的延伸方向正交的方向上的长度大于在突出部304的延伸方向上的长度。作为接地部602，例如，使用Poly-Si(多晶硅)。接地部602是接地(GND)电位，并且例如用作阱接触。

这里，如图27所示，当FD部601和接地部602中的各者的形状是正八边形时，狭缝312的宽度g(在图27的上下方向上的长度)小于图27所示的狭缝312的宽度f(在图75的上下方向上的长度)。在上述图26中，从光学因素(Qe的改善和混色的抑制)的角度或由于进一步精细化，狭缝312的宽度g与单元区域的单元间距(在图27的上下方向上的长度)的比率增大。例如，在图27所示的狭缝312的宽度g增大时，狭缝312和FD部601(例如，N+扩散层)以及接地部602(例如，P+扩散层)的区域(划分部)靠近。因此，FD部601和接地部602有时会干扰狭缝312的区域，从而导致单像素Qs的变化增加、FD白点劣化等。

因此，在本实施方案中，如图26所示，FD部601和接地部602中的各者的形状形成为水平长的形状。例如，在FD部601和接地部602中的各者中，在突出部304的延伸方向上的长度小于在与突出部304的延伸方向正交的方向上的长度。因此，与图27相比，FD部601和接地部602进一步与狭缝312的区域(划分部)分隔。因此，由于抑制了FD部601和接地部602的扩散对狭缝312的区域的电位的影响，因此能够抑制单像素Qs变化的增大、FD白点劣化等。传输栅极400a和400b中的各者的形状，例如，传输栅极400a和400b中的狭缝312侧的形状的尺寸能够被增大。能够实现传输改善(传输特性的改善)和势垒变化的抑制。

在本实施方案中，可以如下所述对接地部602进行变形。因此，参照图28至图31说明接地部602的详细构造。图28至图31中的各者是示出了根据本实施方案的摄像元件100的平面的说明图，并且具体地，对应于沿着平面方向截取的摄像元件100的横截面。

如图28所示，在本实施方案中，在单元区域的四个角中的两个角处设置接地部602。这些接地部602是由彼此相邻的四个单元区域共用的接地部。在图28所示的示例中，接地部602设置在单元区域的四个角的左下角和右下角处。接地部602从FD部601偏移单元区域的单元间距(图28的左右方向上的长度)的一半。因此，与图26和图27相比，接地部602进一步远离狭缝312的区域。因此，能够可靠地抑制单像素Qs变化的增大、FD白点劣化等。

如图29所示，在本实施方案中，将图28所示的接地部602设置为旋转90度(其它部件与图28所述的部件相同)。因此，与图28相比，接地部602进一步远离狭缝312的区域。因此，能够更可靠地抑制单像素Qs变化的增加、FD白点劣化等。

如图30所示，在本实施方案中，将图28所示的接地部602形成为正八边形(其它部件与图28所述的部件相同)。在这种情况下，接地部602与图27相比也进一步远离狭缝312的区域。因此，能够可靠地抑制单像素Qs变化的增大、FD白点劣化等。

如图31所示，在本实施方案中，将图30所示的FD部601形成为正八边形，并且传输栅极400a和400b的形状与图74所示的形状相同(其它部件与图30所述的部件相同)。在这种情况下，接地部602与图27相比也进一步远离狭缝312的区域。因此，能够可靠地抑制单像素Qs变化的增大、FD白点劣化等。

此外，在本实施方案中，可以如下所述地对FD部601和接地部602进行变形。因此，参照图32至图34说明FD部601和接地部602的详细构造。图32至图34是示出了根据本实施方案的摄像元件100的平面的说明图，并且具体地，对应于沿着平面方向截取的摄像元件100的横截面。

如图32和图33所示，在本实施方案中，FD部601和接地部602形成为正方形形状(其它部件与图28所示的部件相同)。因此，由于可以形成更大的PD，因此能够进一步增加饱和信号量(Qs)。

如图34所示，在本实施方案中，接地部602形成为正方形形状(其它部件与图28所示的部件相同)。因此，由于可以形成更大的PD，因此能够进一步增大饱和信号量(Qs)。注意，在图34所示的示例中，优选地在行方向上增加传输栅极400的长度。因此，在增加距溢出路径的距离的同时能够减少由于施加高电压引起的负载。

注意，FD部601和接地部602的形状可以相同(参照图26至图29以及图31至图33)，也可以不同(参照图30和图34)。FD部601或接地部602的形状可以是具有长边和短边的形状，例如，垂直和水平对称的形状(参照图26至图34)，或者垂直和水平不对称的形状。

以阵列(例如，行方向和列方向上的矩阵)布置FD部601和接地部602，但是可以以与单元区域的单元节距相同的间距布置或者可以通过彼此偏移半个节距来布置。

例如，FD部601和接地部602的形状可以是除了具有长边和短边的八边形形状之外的其它多边形形状或椭圆形形状。

<<7.总结>>

<7.1总结>

如上所述，根据本发明的实施方案，能够在提高相位差检测的精度的同时避免被摄图像的劣化。

注意，在上述本发明的实施方案中，说明了将本发明应用于背面照射型CMOS图像传感器结构的情况。然而，本发明的实施方案不限于此，并且可以应用于其它结构。

注意，在上述本发明的实施方案中，说明了其中第一导电型为n型、第二导电型为p型并且电子用作信号电荷的摄像元件100。然而，本发明的实施方案不限于这样的示例。例如，本实施方案可以应用于其中第一导电型为p型、第二导电型为n型并且空穴用作信号电荷的摄像元件100。

在上述本发明的实施方案中，半导体基板10可以不总是硅基板，并且可以是其它基板(例如，SOI(绝缘体上硅)基板、SiGe基板等)。半导体基板10可以是在这样的各种基板上形成有半导体结构等的半导体基板。

此外，根据本发明实施方案的摄像装置1不限于检测可见光的入射光量的分布并将该分布摄像为图像的摄像装置。例如，本实施方案可以应用于拍摄红外线、X射线、粒子等的入射量的分布作为图像的摄像装置，以及诸如指纹检测传感器等检测诸如压力或电容等其它物理量的分布并将该分布摄像为图像的摄像装置(物理量分布检测装置)。

可以使用用于制造通用半导体装置的方法、装置和条件来制造根据本发明实施方案的摄像装置1。即，可以使用现有的半导体装置的制造工艺来制造根据本实施方案的摄像装置1。

注意，上述方法的示例包括PVD(物理气相沉积)方法、CVD(化学气相沉积)方法和ALD(原子层沉积)方法。PVD方法的示例包括真空气相沉积方法、EB(电子束)气相沉积方法、各种溅射方法(磁控溅射方法、RF(射频)-DC(直流)耦合偏压溅射方法、ECR(电子回旋共振)溅射方法、对靶溅射方法、高频溅射方法等)、离子镀方法、激光烧蚀方法、分子束外延(MBE)方法和激光转印方法。CVD方法的示例包括等离子体CVD方法、热CVD方法、有机金属(MO)CVD方法和光CVD方法。此外，其它方法包括电解电镀法、化学镀法、旋涂法；浸入法；铸造法；微接触印刷；滴铸法；诸如丝网印刷法、喷墨印刷法、胶印方法、凹版印刷方法和柔性版印刷方法等各种印刷方法；冲压法；喷雾法；以及诸如气刀涂布法、刮刀涂布法、棒式涂布法，刀式涂布法，挤压涂布法、逆转辊式涂布法、转送辊式涂布法、凹版涂布法、吻式涂布法、延流涂布法、喷雾涂布法、狭孔涂布法、轧辊涂布(calender coater)法等各种涂布方法。此外，图案化方法的示例包括诸如荫罩、激光转印和光刻等化学蚀刻和通过紫外线、激光等的物理蚀刻。此外，平坦化技术的示例包括CMP(化学机械抛光)法、激光平坦化法和回流法。

<7.2其它形式>

注意，在上述本发明的实施方案中，说明了突出部304和像素分隔壁334的结构。然而，根据本发明实施方案的结构不限于此。这里，参照图35至图40详细说明各部分的结构的各种形式。

图35是示出了根据本实施方案(变形例)的摄像元件100的平面的说明图，并且具体地，对应于沿着平面方向截取的摄像元件的横截面。图36是示出了针对根据本实施方案(变形例)的各结构的摄像元件100，即，针对各结构的半导体基板10的横截面的一部分的说明图，并且具体地，对应于沿着图35所示的线J-J'截取的针对各结构的半导体基板10横截面。

如图35和图36所示，像素分隔壁334形成为RDTI(背面DTI)、FDTI(正面DTI)，FFTI(正面FTI：全沟槽隔离)、RFTI(背面FTI)和RDTI+FDTI中的任意结构。在这些结构中，沟槽T3形成在半导体基板10的厚度方向上。在沟槽T3中埋入有诸如氧化膜等材料。在图36所示的示例中，沟槽T3形成为从半导体基板10的表面朝向内部扩展的锥形形状。然而，沟槽T3不限于此。例如，沟槽T3可以形成为与半导体基板10的表面正交(或大致正交)。

RDTI是从半导体基板10的光接收面10a到半导体基板10中的中部形成沟槽T3的结构。FDTI是从半导体基板10的正面10b到半导体基板10中的中部形成沟槽的结构。FFTI是通过使沟槽T3从半导体基板10的正面10b贯穿半导体基板10到光接收面10a而形成的结构。RFTI是形成沟槽T3以从半导体基板10的光接收面10a贯穿半导体基板10到正面10b的方法。RDTI+FDTI是将上述RDTI和FDTI组合的方法。在RDTI+FDTI中，从光接收面10a延伸的沟槽T3和从正面10b延伸的沟槽T3在半导体基板10的厚度方向上的中央附近连接。

图37是示出了根据本实施方案(变形例)的摄像元件100的平面的说明图，并且具体地，对应于沿着平面方向截取的摄像元件100的横截面。图38是示出了根据本实施方案(变形例)的针对各结构的摄像元件100，即针对各结构的半导体基板10的横截面的一部分的说明图，具体地，对应于沿着图37所示的线K-K'截取的针对各结构的半导体基板10的横截面。

如图37和图38所示，突出部304形成为与上述像素分隔壁334的结构(参照图36)相同的RDTI、FDTI、FFTI、RFTI和RDTI+FDTI中的任一种结构。在这些结构中，沟槽T3形成在半导体基板10的厚度方向上。此时，如图38所示，沟槽T3形成为使得突出部304与元件分隔壁310接触而不是与元件分隔壁310分隔。在沟槽T3中埋入有将成为氧化膜等的材料。在图38所示的示例中，沟槽T3形成为从半导体基板10的表面朝向内部扩展的锥形形状。然而，沟槽T3不限于此。例如，沟槽T3可以形成为与半导体基板10的表面正交(或大致正交)。

这里，作为像素分隔壁334，还可以使用除了如图35所示的不与元件分隔壁310接触的一个像素分隔壁334之外的其它结构。例如，如图39所示，多个像素分隔壁334可以以不与元件分隔壁310接触的点形状形成成行。在图39所示的示例中，像素分隔壁334的数量是六个。然而，数量不是限制性的。如图40所示，像素分隔壁334可以形成为使得其两端与元件分隔壁310接触。注意，在图35、图39和图40所示的示例中，像素分隔壁334形成在列方向上。然而，像素分隔壁334不限于此，并且例如可以形成在行方向上。

注意，在上述本发明的实施方案中，说明了将本发明应用于一层CMOS图像传感器结构的情况。然而，本发明的实施方案不限于此，并且可以应用于诸如堆叠CMOS图像传感器(CIS)结构等其它结构。例如，如图41至图43所示，本发明的实施方案可以应用于两层堆叠的CIS、三层堆叠的CIS或两级像素CIS等。两级像素CIS的应用是示例。应用于一级像素也是可能的。这里，参照图41至图43详细说明两层堆叠的CIS、三层堆叠的CIS和两级像素CIS的结构。

(两层堆叠的CIS)

图41示出了可应用本发明实施方案的两层堆叠的结构的示例。图41是示出了可以应用根据本发明实施方案的摄像装置1的两层堆叠型结构的横截面的说明图。

在图41所示的结构中，摄像装置1包括使用形成在第一半导体基板31上的一个贯通连接导体84电连接第一半导体基板31侧的像素区域(像素阵列单元20)和控制电路单元25和在第二半导体基板45侧的逻辑电路(未图示)。即，在图41所示的示例中，第一半导体基板31和第二半导体基板45堆叠。半导体基板31和45通过贯通连接导体84电连接。具体地，形成了贯通连接孔85，其从第一半导体基板的背面31b侧贯穿第一半导体基板31，到达第二半导体基板45的顶层中的配线53，并且到达第一半导体基板31的顶层的配线40。在贯通连接孔85的内壁表面上形成绝缘膜63之后，将用于连接像素区域和控制电路单元25侧的配线40和逻辑电路侧的配线53的贯通连接导体84埋入在贯通连接孔85中。在图41中，由于贯通连接导体84连接至顶层的配线40，因此各层的配线40彼此连接，使得顶层的被连接的配线40是连接端。

在图41所示的结构中，用作像素的光电转换部的光电二极管(PDs)形成在第一半导体基板31的半导体阱区域32中。此外，像素晶体管的源极/漏极区域33形成在半导体阱区域32中。通过引入例如p型杂质来形成半导体阱区域32。通过引入例如n型杂质来形成源极/漏极区域33。具体地，通过从基板表面离子注入来形成光电二极管(PD)和像素晶体管的源极/漏极区域33。

光电二极管(PD)在基板表面侧具有n型半导体区域34和p型半导体区域35。栅极电极36隔着栅极绝缘膜形成在构成像素的基板的表面上。像素晶体管Tr1和Tr2由与栅极电极36成对的源极/漏极区域33形成。例如，与光电二极管(PD)相邻的像素晶体管Tr1对应于传输晶体管。像素晶体管Tr1的源极/漏极区域对应于浮动扩散(FD)。单位像素由元件分隔区域38分隔。

在第一半导体基板31上，形成有构成控制电路的MOS晶体管Tr3、Tr4。MOS晶体管Tr3和Tr4由n型源极/漏极区域33和隔着栅极绝缘膜形成的栅极电极36形成。此外，在第一半导体基板31的表面上形成第一层中的层间绝缘膜39。在层间绝缘膜39中形成有与所需的晶体管连接的连接导体44。另外，隔着层间绝缘膜39通过多层配线40形成多层配线层41以连接至连接导体44。

如图41所示，在第二半导体基板45的正面侧的p型半导体阱区域46中形成构成被元件分隔区域50分隔的逻辑电路的多个MOS晶体管。MOS晶体管Tr6、Tr7、Tr8中的各者包括经由栅极绝缘膜形成的一对n型源极/漏极区域47和栅极电极48。在第二半导体基板45的表面上形成有第一层的层间绝缘膜49。在层间绝缘膜49中形成有连接至所需的晶体管的连接导体54。此外，在第二半导体基板45中，设置有从层间绝缘膜49的表面穿透层间绝缘膜49至期望深度的连接导体51。此外，设置有用于使连接导体51和半导体基板45绝缘的绝缘膜52。

通过在层间绝缘膜49中设置多层的配线53以连接至用于电极引出的连接导体54和连接导体51来形成多层配线层55。

此外，如图41所示，第一半导体基板31和第二半导体基板45彼此接合，使得其多层配线层41和55彼此面对。

如图41所示，例如，红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)的滤色器74设置在平坦化膜73上以对应于像素。在滤色器74上设置有片上透镜75。

另一方面，在第二半导体基板45侧，设置有与连接导体51相对应的开口77。设置有通过开口77电连接至连接导体51的球形电极凸块78。

(三层堆叠的CIS)

图42示出了可以应用本发明实施方案的三层堆叠的结构的示例。图42是示出了可以应用根据本发明实施方案的摄像装置1的三层堆叠结构的横截面的说明图。

在图42所示的结构中，在摄像装置1中，堆叠第一半导体基板211、第二半导体基板212和第三半导体基板213来形成三层堆叠结构。具体地，在图42所示的结构中，例如，摄像装置1除了其上形成有传感器电路的第一半导体基板211和其上形成有逻辑电路的第二半导体基板212之外，还包括其上形成有存储电路的第三半导体基板213。注意，逻辑电路和存储电路分别被构造为伴随着向外部输出信号和从外部输入信号而进行操作。

如图42所示，在第一半导体基板211中形成有用作像素的光电转换部的光电二极管(PD)234。像素晶体管的源极/漏极区域形成在第一半导体基板211的半导体阱区域中。此外，栅极电极隔着栅极绝缘膜形成在第一半导体基板211的基板表面上。像素晶体管Tr1和像素晶体管Tr2由与栅极电极成对的源极/漏极区域设置。具体地，与光电二极管(PD)234相邻的像素晶体管Tr1等效于传输晶体管。像素晶体管Tr1的源极/漏极区域等效于浮动扩散(FD)。在第一半导体基板211上设置有层间绝缘膜(未图示)。连接至像素晶体管Tr1和Tr2的连接导体244设置在层间绝缘膜中。

此外，在第一半导体基板211上设置有用于电连接至第二半导体基板212的接触265。接触265连接至下文中说明的第二半导体基板212的接触311，并且还连接至第一半导体基板211的焊盘280a。

另一方面，在第二半导体基板212上形成有逻辑电路。具体地，作为构成逻辑电路的多个晶体管的MOS晶体管Tr6、MOS晶体管Tr7和MOS晶体管Tr8形成在第二半导体基板212的p型半导体阱区域(未图示)中。在第二半导体基板212中，形成有连接至MOS晶体管Tr6、MOS晶体管Tr7和MOS晶体管Tr8的连接导体254。

此外，在第二半导体基板212上形成有用于电连接至第一半导体基板211和第三半导体基板213接触311。接触311连接至第一半导体基板211的接触265，并且还连接至第三半导体基板213的焊盘330a。

此外，在第三半导体基板213上形成有存储电路。具体地，在第三半导体基板213的p型半导体阱区域(未图示)中形成有作为构成存储电路的多个晶体管的MOS晶体管Tr11、MOS晶体管Tr12和MOS晶体管Tr13。

此外，在第三半导体基板213中，形成有连接至MOS晶体管Tr11、MOS晶体管Tr12和MOS晶体管Tr13的连接导体344。

(两级像素CIS)

图43示出了可以应用本发明的实施方案的两级像素结构的示例。图43是示出了可以应用根据本发明实施方案的摄像装置1的两级像素结构的横截面的说明图。

在图43所示的结构中，第一基板80包括在半导体基板11上堆叠绝缘层86。第一基板80包括作为层间绝缘膜87的一部分的绝缘层86。绝缘层86设置在半导体基板11和下文说明的半导体基板21A之间的间隙中。第一基板80包括光电二极管PD(83)、传输晶体管TR和浮动扩散FD。第一基板80具有在半导体基板11的正面侧(光入射面侧的相反侧，第二基板20A侧)的部分中设置有传输晶体管TR和浮动扩散FD的构造。

在图43所示的结构中，传输晶体管TR具有平面传输栅极TG。然而，传输晶体管TR不限于这种构造。传输栅极TG可以是穿透阱层42的垂直传输栅极。

第二基板20A包括在半导体基板21A上堆叠绝缘层88。第二基板20A包括作为层间绝缘膜87的一部分的绝缘层88。绝缘层88设置在半导体基板21A和半导体基板81之间的间隙中。第二基板20A包括读取电路22A。具体地，第二基板20A具有在半导体基板21A的正面侧(第三基板30侧)的部分中设置有读取电路22A的构造。第二基板20A以半导体基板21A的背面朝向半导体基板11的正面侧的方式接合至第一基板80。即，第二基板20A以面对背的方式接合至第一基板80。第二基板20A在与半导体基板21A相同的层中还包括穿透半导体基板21A的绝缘层89。第二基板20A包括作为层间绝缘膜87的一部分的绝缘层89。

包括第一基板80和第二基板20A的堆叠体包括层间绝缘膜87和设置在层间绝缘膜87中的贯通配线90。具体地，贯通配线90电连接至浮动扩散FD和下文说明的连接线91。第二基板20A还包括例如在绝缘层88上的配线层56。

配线层56还包括，例如，在绝缘层57中的多个焊盘电极58。焊盘电极58由诸如铜(Cu)或铝(Al)等金属制成。焊盘电极58露出在配线层56的表面上。焊盘电极58用于第二基板20A和第三基板30的电连接以及第二基板20A和第三基板30的接合。

第三基板30包括，例如，在半导体基板81上堆叠层间绝缘膜61。注意，如下所述，第三基板30在正面侧的表面上接合至第二基板20A。第三基板30具有在半导体基板81的正面侧的部分中设置有逻辑电路82的构造。第三基板30还包括例如在层间绝缘膜61上的配线层62。配线层62包括例如绝缘层92和设置在绝缘层92中的多个焊盘电极64。多个焊盘电极64电连接至逻辑电路82。焊盘电极64例如由Cu(铜)制成。焊盘电极64露出在配线层62的表面上。焊盘电极64用于第二基板20A和第三基板30的电连接以及第二基板20A和第三基板30的接合。

注意，当将本发明的技术应用于一级像素(普通CIS)时，作为示例，如图43所示，除传输栅极400a和400b之外的晶体管(例如，CMOS晶体管)可以布置在摄像元件100的两个像素晶体管区域Ra和Rb中。浮动扩散FD设置在与传输栅极400a和400b相邻的位置处。在图43所示的示例中，像素晶体管区域Ra和Rb形成为夹着包括像素300a和300b的像素区域Rc。选择晶体管SEL和放大晶体管AMP设置在图43左侧的像素晶体管区域Ra中，并且复位晶体管RST设置在图43右侧的像素晶体管区域Rb中。根据图43的像素共用方案、晶体管的布置、光电二极管的埋入结构等仅是示例并且不是限制性的。

可以如图45所示布置(重复布置)图44所示的摄像元件100。可以在各个摄像元件100的像素晶体管区域Ra和Rb中设置一个选择晶体管SEL、一个放大晶体管AMP、一个复位晶体管RST和一个FD传输晶体管FDG。FD传输晶体管FDG用于切换转换效率。对于像素晶体管区域Ra和Rb，晶体管的布置可以相等或者可以不相等。例如，可以为四个摄像元件100布置多个放大晶体管AMP。也可以并联设置放大晶体管AMP。

<<8.相机的应用示例>>

根据本发明的技术(本技术)还可以应用于各种产品。例如，根据本发明的技术可以应用于相机等。因此，参照图46说明用作应用本技术的电子设备的相机700的构造示例。图46是示出了可以应用根据本发明的技术(本技术)的相机700的示意性功能构造的示例的说明图。

如图46所示，相机700包括摄像装置702、光学透镜710、快门机构712、驱动电路单元714和信号处理电路单元416。光学透镜710在摄像装置702的摄像面上形成来自被摄体的图像光(入射光)的图像。因此，在固定的时间段内将信号电荷存储在摄像装置702的摄像元件100中。打开和关闭快门机构712，从而控制摄像装置702的光照射时段和遮光时段。驱动电路单元714将用于控制摄像装置702的信号传送操作、快门机构712的快门操作等的驱动信号供给至摄像装置702、快门机构714等。即，摄像装置702基于从驱动电路单元714供给的驱动信号(时序信号)执行信号传输。信号处理电路单元416执行各种类型的信号处理。例如，信号处理电路单元416将经过信号处理的视频信号输出至诸如存储器等存储介质(未图示)，并且将视频信号输出至显示部(未图示)。

<<9.智能手机的应用示例>>

根据本发明的技术(本技术)还可以应用于各种产品。例如，根据本发明的技术可以应用于智能手机等。因此，参照图47说明用作应用了本技术的电子设备的智能手机900的构造示例。图47是示出了可以应用根据本发明的技术(本技术)的智能手机900的示意性功能构造的示例的框图。

如图47所示，智能手机900包括CPU(中央处理单元)901、ROM(只读存储器)902和RAM(随机存取存储器)903。智能手机900包括存储装置904、通信模块905和传感器模块907。此外，智能手机900包括摄像装置909、显示装置910、扬声器911、麦克风912、输入装置913和总线914。作为CPU 901的替代者或者与CPU 901一起地，智能手机900可以包括诸如DSP(数字信号处理器)等处理电路。

CPU 901用作算术处理装置和控制装置，并且根据记录在ROM 902、RAM 903、存储装置904等中的各种程序来控制智能手机900的整个操作或部分操作。ROM 902存储将由CPU901使用的程序、算术运算参数等。RAM 903主要存储将在CPU 901的执行中使用的程序、在执行中适当改变的参数等。CPU 901、ROM 902和RAM 903通过总线914彼此连接。存储装置904是构造为智能手机900的存储单元的示例的用于数据存储的装置。例如，存储装置904包括诸如HDD(硬盘驱动器)等磁存储装置、半导体存储装置或光存储装置。存储装置904存储将由CPU 901执行的程序、各种数据、从外部获取的各种数据等。

通信模块905是包括例如用于连接至通信网络906的通信装置的通信接口。例如，通信模块905可以是用于有线或无线LAN(局域网)、蓝牙(注册商标)或WUSB(无线USB)的通信卡。通信模块905可以是用于光通信的路由器、用于ADSL(非对称数字用户线)的路由器、用于各种类型的通信的调制解调器等。通信模块905使用诸如TCP(传输控制协议)/IP(互联网协议)等预定协议向例如互联网和其它通信设备发送信号等，并从互联网和其它通信设备接收信号等。连接至通信模块905的通信网络906是通过有线或无线电连接的网络，并且例如是互联网、家庭LAN、红外通信或卫星通信。

传感器模块907包括诸如运动传感器(例如，加速度传感器、陀螺仪传感器或地磁传感器)、生物信息传感器(例如，脉冲传感器、血压传感器或指纹传感器)或位置传感器(例如，GNSS(全球导航卫星系统)接收器)等各种传感器。

摄像装置909设置在智能手机900的表面上，并且能够对位于智能手机900后侧或前侧的目标物体等进行摄像。具体地，摄像装置909可以包括可以应用根据本发明的技术(本技术)的诸如CMOS(互补MOS)图像传感器等摄像元件(未图示)，以及对由摄像元件光电转换的信号应用摄像信号处理的信号处理电路(未图示)。此外，摄像装置909还可以包括光学系统机构(未图示)和驱动系统机构(未图示)，光学系统机构包括摄像透镜、变焦透镜、聚焦透镜等，驱动系统机构控制光学系统机构的操作。摄像元件将来自目标物体的入射光会聚为光学图像。信号处理电路可以通过以像素为单位对形成的光学图像进行光电转换，读取像素的信号作为摄像信号，并且执行图像处理来获取拍摄的图像。

显示装置910设置在智能手机900的表面上，并且可以是诸如LCD(液晶显示器)或有机EL(电致发光)显示器等显示装置。显示装置910可以显示操作屏幕、由上述摄像装置909获取的被摄图像等。

扬声器911可以向用户输出例如呼叫语音、上述显示装置910显示的视频内容所附带的语音等。

麦克风912可以收集例如用户的呼叫语音、包括启动智能手机900的功能的命令的语音以及智能手机900的周围环境中的语音。

输入装置913是诸如按钮、键盘、触摸板或鼠标等由用户操作的装置。输入装置913包括输入控制电路，输入控制电路基于用户输入的信息生成输入信号并且将输入信号输出至CPU 901。通过操作输入装置913，用户可以向智能手机900输入各种数据，并且指示智能手机900执行处理操作。

以上说明了智能手机900的构造示例。上述组件可以使用通用构件来构造，或者可以包括专用于组件功能的硬件。这种构造可以根据每次要实现的技术水平适当地改变。

<<10.内窥镜手术系统的应用示例>>

根据本发明的技术(本技术)还可以应用于各种产品。例如，根据本发明的技术可以应用于内窥镜手术系统。

图48是示出了可以应用根据本发明的实施例的技术(本技术)的内窥镜手术系统的示意性构成示例的视图。

在图48中，示出了外科大夫(医生)11131正在使用内窥镜手术系统11000为在病床11133上的患者11132执行手术的状态。如图所示，内窥镜手术系统11000包括内窥镜11100、其它手术工具11110(例如气腹管11111和能量处理工具11112)、支撑臂装置11120(在其上支撑内窥镜11100)和推车11200，用于内窥镜手术的各种装置装载在推车11200上。

内窥镜11100包括镜筒11101和连接至镜筒11101的近端的摄像头11102，镜筒11101具有从其远端起预定长度的用于插入患者11132的体腔的区域。在所说明的示例中，内窥镜11100被说明为包括作为具有硬型的镜筒11101的硬性镜。然而，内窥镜11100也可以是包括作为具有柔性的镜筒11101的柔性镜。

镜筒11101在其远端具有安装物镜的开口部。光源装置11203连接至内窥镜11100，使得由光源装置11203产生的光通过在镜筒11101内部延伸的光导而被引导至镜筒的远端并且通过物镜朝着患者11132体腔中的观察目标照射。需要注意的是，内窥镜11100可以是直视镜，或者可以是透视镜或者侧视镜。

在摄像头11102的内部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)被光学系统聚集在摄像元件上。摄像元件对观察光进行光电转换，以产生与观察光相对应的电信号，即与观察图像相对应的图像信号。图像信号被作为原始数据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，并且集中地控制内窥镜11100和显示装置11202的操作。另外，CCU 11201从摄像头11102接收图像信号，并且针对图像信号执行用于基于图像信号显示图像的各种图像处理，例如显影处理(去马赛克处理)。

显示装置11202在CCU 11201的控制下显示基于已由CCU 11201进行了图像处理的图像信号的图像。

光源装置11203包括诸如例如发光二极管(LED)等光源，并且在对手术区域等进行摄像时向内窥镜11100提供照射光。

输入装置11204是用于内窥镜手术系统11000的输入接口。使用者可以通过输入装置11204进行输入至内窥镜手术系统11000的各种类型信息或指令的输入。例如，使用者可输入指令等来来改变内窥镜11100的摄像条件(照射光的类型、放大率或焦距等)。

治疗工具控制装置11205控制用于烧灼或切开组织、密封血管等的能量处理工具11112的驱动。气腹装置11206通过气腹管11111将气体送入患者11132的体腔内以便对体腔充气，以确保内窥镜11100的视野并且确保外科大夫的工作空间。记录器11207是能够记录与手术有关的各种类型的信息的装置。打印机11208是能够以各种形式(例如文本、图像或图形)打印与手术有关的各种类型的信息的装置。

需要注意的是，将手术区域要被摄像时的照射光提供至内窥镜11100的光源装置11203可以包括诸如包含LED、激光光源或者它们的组合的白光源。在白光源包括红、绿、蓝(RGB)激光光源的组合的情况下，因为可以高精度地控制各种颜色(各个波长)的输出强度和输出时序，所以可以由光源装置11203执行被摄图像的白平衡调整。另外，在这种情况下，如果来自各个RGB激光光源的激光束分时地照射到观察目标上，并且与照射时序同步地控制摄像头11102的摄像元件的驱动，则也能够分时地摄取对应于R、G和B各者的图像。根据此方法，即使没有为摄像元件提供滤色器，也能够获得彩色图像。

另外，可以控制光源装置11203，使得每隔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时序同步地控制摄像头11102的摄像装置的驱动从而分时地获取图像并且合成所述图像，能够创建没有曝光不足阴影和过曝高光的高动态范围的图像。

另外，光源装置11203可以被构造用于提供能够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光吸收的波长依赖性照射与普通观察的照射光(即白光)相比更窄波段的光，进行以高对比度对预定组织(例如粘膜的表面的血管等)摄像的窄带光观察。或者，在特殊光观察中，可以执行用于由通过激发光照射产生的荧光而获得图像的荧光观察。在荧光观察中，可以通过将激发光照射到身体组织上来观察来自身体组织的荧光(自体荧光观察)或者通过将试剂(诸如吲哚菁绿(ICG))局部地注射至身体组织并且将与试剂的荧光波长对应的激发光照射到身体组织上获得荧光图像。光源装置11203可以被构造为提供适于上述的特殊光观察的窄带光和/或激发光。

图49是示出了图48所示的摄像头11102和CCU 11201的功能配置的示例的框图。

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通过传输电缆11400彼此连接以进行通信。

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的远端被摄取的观察光被引导到摄像头11102并且被引入到透镜单元11401中。透镜单元11401包括包含变焦透镜和聚焦透镜的多个透镜的组合。

摄像单元11402包括摄像元件。摄像单元11402包含的摄像元件的数量可以是一个(单板型)或者是多个(多板型)。例如，在摄像单元11402被配置为多板型的摄像单元的情况下，通过摄像元件生成与R、G和B的各者相对应的图像信号，并且可以合成图像信号以获得彩色图像。摄像单元11402还可以被构造为具有用于分别获取用于右眼的图像信号和用于左眼的图像信号的一对摄像元件，从而用于三维(3D)显示。如果执行3D显示，则外科大夫11131能够更准确地理解手术区域中活体组织的深度。应当注意的是，在摄像单元11402被配置为立体型的摄像单元的情况下，与各个摄像元件相对应地设置有透镜单元11401的多个系统。

此外，摄像单元11402不是必须设置在摄像头11102上。例如，可以在镜筒11101内部的紧挨着物镜后面设置摄像单元11402。

驱动单元11403包含致动器，并且在摄像头控制单元11405的控制下，沿光轴以预定距离移动透镜单元11401的变焦透镜和聚焦透镜。因此，能够适当地调整由摄像单元11402拍摄的图像的放大率和焦点。

通信单元11404包括用于发送各种类型的信息到CCU 11201和接收来自CCU 11201的各种类型信息的通信装置。通信单元11404通过传输电缆11400将从摄像单元11402获取的图像信号作为RAW数据发送到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。控制信息包括诸如与摄像条件相关的信息，例如指定被摄图像的帧率的信息、指定拍摄图像时的曝光值的信息和/或指定被摄图像的放大倍数和焦点的信息。

应当注意的是，诸如帧率、曝光值、放大倍数或焦点等的图像拍摄条件可以由用户指定或者可以由CCU 11201的控制单元11413基于获得的图像信号自动设置。在后一种情况下，内窥镜11100包括了自动曝光(AE)功能、自动聚焦(AF)功能和自动白平衡(AWB)功能。

摄像头控制单元11405基于通过通信单元11404接收到的来自CCU 11201的控制信号控制摄像头11102的驱动。

通信单元11411包含用于发送各种类型的信息到摄像头11102和接收来自摄像头11102的各种类型的信息的通信装置。通过传输电缆11400，通信单元11411接收从摄像头11102向其发送的图像信号。

此外，通信单元11411向摄像头11102发送用于控制摄像头11102的驱动的控制信号。图像信号和控制信号可以通过电通信或光通信等传输。

图像处理单元11412对从摄像头11102向其发送的RAW数据形式的图像信号执行各种图像处理。

控制单元11413执行与由内窥镜11100对手术区域等的摄像和通过对手术区域等的摄像而获得的被摄图像的显示相关的各种类型的控制。例如，控制单元11413创建用于控制摄像头11102的驱动的控制信号。

此外，控制单元11413基于已经由图像处理单元11412进行了图像处理的图像信号控制显示装置11202显示对手术区域等摄像的被摄图像。因此，控制单元11413可以使用各种图像识别技术来识别被摄图像中的各种对象。例如，控制单元11413可以通过检测包含在被摄图像中的对象的边缘的形状、颜色等来识别例如镊子等手术工具、特定的活体区域、出血、当使用能量处理工具11112时的雾等等。当控制单元11413控制显示装置11202显示拍摄的图像时，控制单元11413可以使用识别的结果使得各种类型的手术支持信息以与手术区域的图像交叠的方式被显示。当以交叠的方式显示手术支持信息并且呈现给外科大夫11131时，能够减轻外科大夫11131的负担，并且外科医生11131可以确信地进行手术。

将摄像头11102和CCU 11201彼此连接的传输电缆11400是能够用于电信号通信的电信号电缆、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电缆。

这里，虽然在所说明的示例中，通过使用传输电缆11400的有线通信来进行通信，但是也可以通过无线通信来进行摄像头11102和CCU 11201之间的通信。

以上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。根据本发明的技术可以应用于例如上述组件中的内窥镜11100、摄像头11102(的摄像单元11402)、CCU11201(的图像处理单元11412的)等)。

注意，这里，将内窥镜手术系统作为示例进行说明。然而，除此之外，根据本发明的技术可以应用于例如显微手术系统等。

<<11.移动体的应用示例>>

根据本发明的技术(本技术)可以应用于各种产品。例如，根据本发明的技术可以实现为安装在诸如汽车、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、船舶和机器人等任意类型的移动体上的装置。

图50是示出了作为可以应用根据本发明的实施方案的技术的移动体控制系统的示例的车辆控制系统的示意性构成的示例的框图。

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50所示的示例中，车辆控制系统12000包括驱动系统控制单元12010、车身系统控制单元12020、车外信息检测单元12030、车内信息检测单元12040和集成控制单元12050。另外，作为集成控制单元12050的功能构成，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根据各种类型的程序控制与车辆的驱动系统相关的装置的操作。例如，驱动系统控制单元12010用作以下装置的控制装置：诸如内燃机或驱动马达等用于产生车辆驱动力的驱动力产生装置、用于将驱动力传递至车轮的驱动力传递机构、用于调整车辆转向角的转向机构和用于产生车辆制动力的制动装置等。

车身系统控制单元12020根据各种类型的程序控制设置在车身上的各种类型的装置的操作。例如，车身系统控制单元12020用作无钥匙进入系统、智能钥匙系统、电动车窗装置或诸如前照灯、后车灯、刹车灯、转向灯或雾灯等各种灯的控制装置。在这种情况下，可以向车身系统控制单元12020输入从替代钥匙的移动装置发送的无线电波或各种类型的开关的信号。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对车辆外部的图像进行摄像，并且接收所摄像的图像。基于接收到的图像，车外信息检测单元12030可以执行诸如人、车辆、障碍物、标志或路面上的字符等物体的检测处理，或者可以执行距上述物体的距离的检测处理。

摄像部12031是接收光并且输出与接收到的光的光量相对应的电信号的光学传感器。摄像部12031可以将电信号作为图像输出，或者可以将电信号作为测距信息输出。另外，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不可见光。

车内信息检测单元12040检测车辆内部的信息。车内信息检测单元12040例如与检测驾驶员状态的驾驶员状态检测部12041连接。驾驶员状态检测部12041例如包括对驾驶员进行摄像的相机。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驾驶员的集中程度，或者可以确定驾驶员是否在打瞌睡。

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获得的车辆外部或内部的信息来计算驱动力产生装置、转向机构或制动装置的控制目标值，并且向驱动系统控制单元12010输出控制命令。例如，微型计算机12051可以执行旨在实现高级驾驶员辅助系统(ADAS)功能的协同控制，ADAS功能包括车辆的碰撞避免或冲击减缓、基于车间距离的跟随驾驶、车速保持驾驶、车辆碰撞警告或车辆偏离车道警告等。

另外，通过基于由车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获得的车辆外部或内部的信息来控制驱动力产生装置、转向机构或制动装置等，微型计算机12051能够执行旨在实现自动驾驶等的协同控制，所述自动驾驶使得车辆能够不依赖于驾驶员的操作而自主行驶。

另外，基于由车外信息检测单元12030获得的车辆外部的信息，微型计算机12051可以向车身系统控制单元12020输出控制命令。例如，微型计算机12051可以例如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，通过控制前照灯以从远光变为近光来执行旨在防止眩光的协同控制。

声音/图像输出部12052将声音和图像中的至少一者的输出信号发送至能够在视觉上或听觉上将信息通知到车辆的乘客或车辆外部的输出装置。在图50的示例中，作为输出装置，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抬头显示器中的至少一者。

图51是示出了摄像部12031的安装位置的示例的图。

在图51中，车辆12100包括摄像部12101、12102、12103、12104和12105作为摄像部12031。

摄像部12101、12102、12103、12104和12105例如设置在车辆12100的前鼻、后视镜、后保险杠和后门上的位置以及车厢内挡风玻璃的上部的位置。设置在前鼻的摄像部12101和设置在车厢内挡风玻璃的上部的摄像部12105主要获得车辆12100前方的图像。设置在后视镜的摄像部12102和12103主要获得车辆12100两侧的图像。设置在后保险杠或后门的摄像部12104主要获得车辆12100后方的图像。由摄像部12101和12105获取的前方图像主要用于检测前方车辆、行人、障碍物、交通信号灯、交通标志或车道等。

顺便提及地，图51示出了摄像部12101至12104的摄像范围的示例。摄像范围12111表示设置在前鼻的摄像部12101的摄像范围。摄像范围12112和12113分别表示设置在后视镜的摄像部12102和12103的摄像范围。摄像范围12114表示设置在后保险杠或后门的摄像部12104的摄像范围。例如，通过叠加由摄像部12101至12104拍摄的图像数据，获得从上方观察的车辆12100的鸟瞰图像。

摄像部12101至12104中的至少一者可以具有获得距离信息的功能。例如，摄像部12101至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，基于从摄像部12101至12104获得的距离信息，微型计算机12051可以求出距摄像范围12111至12114内的各个三维物体的距离和所述距离的时间变化(相对于车辆12100的相对速度)，从而提取最靠近的三维物体作为前方车辆，特别地，该三维物体存在于车辆12100的行驶路径上并且以预定速度(例如，等于或大于0km/h)沿着与车辆12100大致相同的方向行驶。此外，微型计算机12051可以预先设定与前方车辆要保持的车间距离，并且执行自动制动控制(包括跟车停止控制)或自动加速控制(包括跟车启动控制)等。因此，能够执行旨在使车辆不依赖于驾驶员的操作而自主行驶的自动驾驶等的协同控制。

例如，基于从摄像部12101至12104获得的距离信息，微型计算机12501可以将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、电线杆和其它三维物体的三维物体数据，提取分类后的三维物体数据，并且使用所提取的三维物体数据来自动躲避障碍物。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车辆12100的驾驶员难以在视觉上识别的障碍物。然后，微型计算机12051确定用于指示与各个障碍物发生碰撞的风险的碰撞风险。在碰撞风险等于或者高于设定值并且因此存在碰撞可能性的情况下，微型计算机12051经由音频扬声器12061或显示部12062向驾驶员输出警告，并且经由驱动系统控制单元12010执行强制减速或规避转向。因此，微型计算机12051能够辅助驾驶以避免碰撞。

摄像部12101至12104中的至少一者可以是检测红外线的红外相机。微型计算机12051可以例如通过确定摄像部12101至12104的摄像图像中是否存在行人来识别行人。例如，这种对行人的识别是通过以下步骤执行的：提取作为红外相机的摄像部12101至12104的摄像图像中的特征点的步骤；以及对表示物体轮廓的一系列特征点进行图案匹配处理以确定是否是行人的步骤。如果微型计算机12051确定在摄像部12101至12104的摄像图像中存在行人，并因此识别出行人，则声音/图像输出部12052控制显示部12062，使得用于强调的方形轮廓线以叠加在识别出的行人上的方式被显示。声音/图像输出部12052还可以控制显示部12062，以便在期望的位置处显示表示行人的图标等。

以上说明了可以应用根据本发明的技术的车辆控制系统的示例。根据本发明的技术可以应用于例如上述组件中的摄像部12031等。

<<12.补充>>

以上参照附图详细说明了本发明的优选实施方案。然而，本发明的技术范围不限于这样的示例。显而易见的是，那些在本发明的技术领域中具有普通知识的人可以在权利要求中所述的技术思想的范畴内得到各种改变或修正。应当理解的是，这些改变和修正自然地属于本发明的技术范围。上述实施方案和变形例可以彼此结合地实现。

本说明书中记载的效果仅为解释性或说明性的，并且不是限制性的。即，根据本发明的技术能够通过本说明书的说明，从而与上述效果一起地或者作为上述效果的替代地实现对于本领域技术人员而言显而易见的其它效果。

注意，本技术还可以采用以下构造。

(1)

一种摄像装置，包括：

半导体基板；和

多个摄像元件，所述多个摄像元件在所述半导体基板上沿第一方向和第二方向上以矩阵形式布置，并且对入射光进行光电转换，其中

所述多个摄像元件中的各者包括：

多个像素，所述多个像素设置为在所述半导体基板的预定单位区域中彼此相邻，并且包括包含第一导电型的杂质的光电转换部；

分隔部，所述分隔部对所述多个像素进行分隔；

两个第一元件分隔壁，所述两个第一元件分隔壁设置为沿着所述预定单位区域的在所述第二方向上延伸的两个第一侧表面贯穿所述半导体基板的至少一部分；

片上透镜，所述片上透镜设置在所述半导体基板的光接收面的上方以被所述多个像素共用；以及

第一扩散区域，所述第一扩散区域在所述第一元件分隔壁和所述分隔部周围设置于所述半导体基板内并且包含第二导电型的杂质，所述第二导电型具有与所述第一导电型相反的导电型。

(2)

根据上述(1)记载的摄像装置，其中，所述摄像元件还包括第二扩散区域，所述第二扩散区域在所述预定单位区域的在所述第一方向上延伸的两个第二侧表面附近设置于所述半导体基板内，并且包含所述第二导电型的杂质。

(3)

根据上述(2)记载的摄像装置，其中，所述第二扩散区域的至少一部分包含比所述第一扩散区域的浓度更高的所述第二导电型的杂质。

(4)

根据上述(2)或(3)记载的摄像装置，其中，所述摄像元件还包括沿着所述第二侧表面设置在所述第一元件分隔壁与所述分隔部之间的第二元件分隔壁。

(5)

根据上述(1)记载的摄像装置，其中，

所述摄像元件还包括：

两个第三元件分隔壁，所述两个第三元件分隔壁设置为沿着所述预定单位区域的在所述第一方向上延伸的两个第二侧表面贯穿所述半导体基板的至少一部分；和

第三扩散区域，所述第三扩散区在所述第三元件分隔壁周围设置于所述半导体基板内，并且包含所述第二导电型的杂质。

(6)

根据上述(5)记载的摄像装置，其中，当从所述光接收面的上方观看时，所述第三元件分隔壁的宽度比所述第一元件分隔壁的宽度小。

(7)

根据上述(5)或(6)记载的摄像装置，其中，所述第三元件分隔壁设置为在所述半导体基板的厚度方向上从与所述光接收面相对的表面贯穿所述半导体基板。

(8)

根据上述(2)至(6)中任一项记载的摄像装置，其中，所述第一元件分隔壁设置为在所述半导体基板的厚度方向上从与所述光接收面相对的表面贯穿所述半导体基板。

(9)

根据上述(2)至(8)中任一项记载的摄像装置，其中，

所述第一方向是以所述矩阵形式布置的所述多个摄像元件的行方向，并且

所述第二方向是以所述矩阵形式布置的所述多个摄像元件的列方向。

(10)

根据上述(2)至(9)中任一项记载的摄像装置，其中，所述分隔部包括第一像素分隔壁，所述第一像素分隔壁在所述第二方向上延伸以分隔所述多个像素，并且所述第一像素分隔壁被设置为贯穿所述半导体基板。

(11)

根据上述(10)记载的摄像装置，其中，

所述第一像素分隔壁具有由狭缝划分的两个像素分隔区域，并且

所述第一扩散区域位于所述狭缝内。

(12)

根据上述(11)记载的摄像装置，其中，

当从所述光接收面的上方观察时，所述狭缝设置为位于所述摄像元件的中心处。

(13)

根据上述(5)记载的摄像装置，其中，

各个所述像素包括：

传输栅极电极，所述传输栅极电极传输在所述光电转换部中生成的电荷；和

电荷存储部，所述电荷存储部存储来自所述光电转换部的电荷，并且

当从所述半导体基板的与所述光接收面相对的表面的上方观察时，所述电荷存储部设置在所述第三元件分隔壁中的一者与所述分隔部彼此相交的第一交叉点附近。

(14)

根据上述(13)记载的摄像装置，其中，当从所述表面的上方观察时，所述传输栅极电极设置为与所述第一元件分隔壁相邻，并且沿着所述第一元件分隔壁延伸。

(15)

根据上述(14)记载的摄像装置，其中，当从所述表面的上方观察时，所述传输栅极电极设置在所述第一元件分隔壁与形成所述第一交叉点的所述第三元件分隔壁相交的第二交叉点附近。

(16)

根据上述(13)至(15)中任一项记载的摄像装置，其中，所述传输栅极电极包括埋入在所述半导体基板中的一个或多个埋入电极部。

(17)

根据上述(10)记载的摄像装置，其中，当从所述光接收面的上方观察时，所述第一像素分隔壁设置为在所述第二方向上比所述第一元件分隔壁更短。

(18)

根据上述(1)至(6)中任一项记载的摄像装置，其中，所述分隔部包括第二像素分离壁，所述第二像素分隔壁在所述第二方向上延伸以分隔所述多个像素，并且设置为在所述半导体基板的厚度方向上从与所述光接收面相对的表面到所述半导体基板的中部贯通所述半导体基板。

(19)

根据上述(1)至(6)中任一项记载的摄像装置，其中，所述分隔部包括包含所述第二导电型的杂质的第四扩散区域。

(20)

一种电子设备包括：

摄像装置，所述摄像装置包括：

半导体基板；和

多个摄像元件，所述多个摄像元件在所述半导体基板上沿第一方向和第二方向以矩阵形式布置，并且对入射光进行光电转换，其中

所述多个摄像元件中的各者包括：

多个像素，所述多个像素设置为在所述半导体基板的预定单位区域中彼此相邻，并且包括包含第一导电型的杂质的光电转换部；

分隔部，所述分隔部对所述多个像素进行分隔；

两个第一元件分隔壁，所述两个第一元件分隔壁设置为沿着所述预定单位区域的在所述第二方向上延伸的两个第一侧表面贯穿所述半导体基板的至少一部分；

片上透镜，所述片上透镜设置在所述半导体基板的光接收面的上方以被所述多个像素共用；以及

第一扩散区域，所述第一扩散区域在所述第一元件分隔壁和所述分隔部周围设置于所述半导体基板内并且包含第二导电型的杂质，所述第二导电型具有与所述第一导电型相反的导电型。

附图标记列表

1摄像装置

10、11、20A、21A、30、31、45、80、81、211、212、213基板10a光接收面

10b正面

20像素阵列单元

21垂直驱动电路单元

22列信号处理电路单元

22A读取电路

23水平驱动电路单元

24输出电路单元

25控制电路单元

26像素驱动线

27垂直信号线

28水平信号线

29输入/输出端子

31b背面

32、46阱区域

33、47源极/漏极区域

34、35半导体区域

36、48栅极电极

38元件分隔区域

39、49、61、87层间绝缘膜

40、53配线

41、55多层配线层

42阱层

44、51、54、244、254、344连接导体

52、63绝缘膜

56、62配线层

57、86、88、89、92绝缘层

58、64焊盘电极

73平坦化膜

74、202滤色器

75、200片上透镜

77开口

78电极凸块

82逻辑电路

84贯通连接导体

234PD

85贯通连接孔

90贯通配线

91连接线

100摄像元件

204、204a、204b遮光部

265、311接触

280a、330a PAD

300a、300b像素

302光电转换部

304突出部

306、306c、306d、306e、306h、320扩散区域

310、310a、310b、340元件分隔壁

312狭缝

334、334b像素分隔壁

400a、400b传输栅极

402埋入电极部

601FD部

602接地部

750沟槽

752掩模

Claims (20)

1.一种摄像装置，包括：

半导体基板；和

多个摄像元件，所述多个摄像元件在所述半导体基板上沿第一方向和第二方向上以矩阵形式布置，并且对入射光进行光电转换，其中

所述多个摄像元件中的各者包括：

多个像素，所述多个像素设置为在所述半导体基板的预定单位区域中彼此相邻，并且包括包含第一导电型的杂质的光电转换部；

分隔部，所述分隔部对所述多个像素进行分隔；

两个第一元件分隔壁，所述两个第一元件分隔壁设置为沿着所述预定单位区域的在所述第二方向上延伸的两个第一侧表面贯穿所述半导体基板的至少一部分；

片上透镜，所述片上透镜设置在所述半导体基板的光接收面的上方以被所述多个像素共用；以及

第一扩散区域，所述第一扩散区域在所述第一元件分隔壁和所述分隔部周围设置于所述半导体基板内并且包含第二导电型的杂质，所述第二导电型具有与所述第一导电型相反的导电型。

2.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，所述摄像元件还包括第二扩散区域，所述第二扩散区域在所述预定单位区域的在所述第一方向上延伸的两个第二侧表面附近设置于所述半导体基板内，并且包含所述第二导电型的杂质。

3.根据权利要求2所述的摄像装置，其中，所述第二扩散区域的至少一部分包含比所述第一扩散区域的浓度更高的所述第二导电型的杂质。

4.根据权利要求2所述的摄像装置，其中，所述摄像元件还包括沿着所述第二侧表面设置在所述第一元件分隔壁与所述分隔部之间的第二元件分隔壁。

5.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，

所述摄像元件还包括：

两个第三元件分隔壁，所述两个第三元件分隔壁设置为沿着所述预定单位区域的在所述第一方向上延伸的两个第二侧表面贯穿所述半导体基板的至少一部分；和

第三扩散区域，所述第三扩散区在所述第三元件分隔壁周围设置于所述半导体基板内，并且包含所述第二导电型的杂质。

6.根据权利要求5所述的摄像装置，其中，当从所述光接收面的上方观看时，所述第三元件分隔壁的宽度比所述第一元件分隔壁的宽度小。

7.根据权利要求5所述的摄像装置，其中，所述第三元件分隔壁设置为在所述半导体基板的厚度方向上从与所述光接收面相对的表面贯穿所述半导体基板。

8.根据权利要求2所述的摄像装置，其中，所述第一元件分隔壁设置为在所述半导体基板的厚度方向上从与所述光接收面相对的表面贯穿所述半导体基板。

9.根据权利要求2所述的摄像装置，其中，

所述第一方向是以所述矩阵形式布置的所述多个摄像元件的行方向，并且

所述第二方向是以所述矩阵形式布置的所述多个摄像元件的列方向。

10.根据权利要求2所述的摄像装置，其中，所述分隔部包括第一像素分隔壁，所述第一像素分隔壁在所述第二方向上延伸以分隔所述多个像素，并且所述第一像素分隔壁被设置为贯穿所述半导体基板。

11.根据权利要求10所述的摄像装置，其中，

所述第一像素分隔壁具有由狭缝划分的两个像素分隔区域，并且

所述第一扩散区域位于所述狭缝内。

12.根据权利要求11所述的摄像装置，其中，

当从所述光接收面的上方观察时，所述狭缝设置为位于所述摄像元件的中心处。

13.根据权利要求5所述的摄像装置，其中，

各个所述像素包括：

传输栅极电极，所述传输栅极电极传输在所述光电转换部中生成的电荷；和

电荷存储部，所述电荷存储部存储来自所述光电转换部的电荷，并且

当从所述半导体基板的与所述光接收面相对的表面的上方观察时，所述电荷存储部设置在所述第三元件分隔壁中的一者与所述分隔部彼此相交的第一交叉点附近。

14.根据权利要求13所述的摄像装置，其中，当从所述表面的上方观察时，所述传输栅极电极设置为与所述第一元件分隔壁相邻，并且沿着所述第一元件分隔壁延伸。

15.根据权利要求14所述的摄像装置，其中，当从所述表面的上方观察时，所述传输栅极电极设置在所述第一元件分隔壁与形成所述第一交叉点的所述第三元件分隔壁相交的第二交叉点附近。

16.根据权利要求13所述的摄像装置，其中，所述传输栅极电极包括埋入在所述半导体基板中的一个或多个埋入电极部。

17.根据权利要求10所述的摄像装置，其中，当从所述光接收面的上方观察时，所述第一像素分隔壁设置为在所述第二方向上比所述第一元件分隔壁更短。

18.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，所述分隔部包括第二像素分离壁，所述第二像素分隔壁在所述第二方向上延伸以分隔所述多个像素，并且设置为在所述半导体基板的厚度方向上从与所述光接收面相对的表面到所述半导体基板的中部贯通所述半导体基板。

19.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，所述分隔部包括包含所述第二导电型的杂质的第四扩散区域。

20.一种电子设备包括：

摄像装置，所述摄像装置包括：

半导体基板；和

多个摄像元件，所述多个摄像元件在所述半导体基板上沿第一方向和第二方向以矩阵形式布置，并且对入射光进行光电转换，其中

所述多个摄像元件中的各者包括：

多个像素，所述多个像素设置为在所述半导体基板的预定单位区域中彼此相邻，并且包括包含第一导电型的杂质的光电转换部；

分隔部，所述分隔部对所述多个像素进行分隔；

两个第一元件分隔壁，所述两个第一元件分隔壁设置为沿着所述预定单位区域的在所述第二方向上延伸的两个第一侧表面贯穿所述半导体基板的至少一部分；

片上透镜，所述片上透镜设置在所述半导体基板的光接收面的上方以被所述多个像素共用；以及

第一扩散区域，所述第一扩散区域在所述第一元件分隔壁和所述分隔部周围设置于所述半导体基板内并且包含第二导电型的杂质，所述第二导电型具有与所述第一导电型相反的导电型。