DE112019006299T5 - Bildgebungselement und bildgebungsvorrichtung - Google Patents

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Naohiko Kimizuka
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Abstract

Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Bildgebungselement und eine Bildgebungsvorrichtung, die imstande sind, eine Verschlechterung einer Bildqualität zu reduzieren.Eine Pixeleinheit des Bildgebungselements enthält einen Auswahltransistor und einen Verstärkungstransistor, die jeweils von einem Multigate-Transistor gebildet werden. Beispielsweise ist jeder des Auswahltransistors und des Verstärkungstransistors ein FinFET, der einen Siliziumkanal mit einer Finnenform enthält. Außerdem sind beispielsweise Gates des Auswahltransistors und des Verstärkungstransistors auf einem identischen Siliziumkanal mit einer Finnenform ausgebildet. Überdies ist beispielsweise ein Ion mit einem geringeren thermischen Diffusionsvermögen als ein thermisches Diffusionsvermögen von Bor oder Phosphor in den Siliziumkanal des Auswahltransistors injiziert. Darüber hinaus ist beispielsweise eine Austrittsarbeit eines Materials einer Gateelektrode des Auswahltransistors von einer Austrittsarbeit eines Materials einer Gateelektrode des Verstärkungstransistors verschieden. Die vorliegende Offenbarung ist beispielsweise für ein Bildgebungselement, eine Bildgebungsvorrichtung, eine Bildverarbeitungsvorrichtung oder dergleichen verwendbar.

Description

  • [Technisches Gebiet]
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Bildgebungselement und eine Bildgebungsvorrichtung und insbesondere auf ein Bildgebungselement und eine Bildgebungsvorrichtung, die jeweils eine Verschlechterung der Bildqualität reduzieren können.
  • [Hintergrundtechnik]
  • Herkömmlicherweise wurde ein Verfahren, das einen vertikalen Kanal in einem Verstärkungstransistor bildet, zur Reduzierung eines Nachbildes und eines Dunkelstroms, die in einem Bildgebungselement erzeugt werden, untersucht (z.B. siehe PTL 1) .
  • [Zitatliste]
  • [Patentliteratur]
  • [PTL 1] Offengelegtes japanisches Patent Nr. 2006-121093
  • [Zusammenfassung]
  • [Technisches Problem]
  • Zufallsrauschen, das von einem Verstärkungstransistor und einem Auswahltransistor erzeugt wird und eine Hauptquelle von Pixelrauschen wird, ist jedoch unter Verwendung des in PTL 1 beschriebenen Verfahrens schwer zu reduzieren. Dementsprechend kann sich die Bildqualität eines durch die vorhergehende Art von Bildgebungselement erzeugten aufgenommenen Bildes verschlechtern.
  • Die vorliegende Offenbarung wurde in Anbetracht der oben erwähnten Umstände entwickelt und erreicht eine Reduzierung der Verschlechterung der Bildqualität.
  • [Lösung für das Problem]
  • Ein Bildgebungselement gemäß einem Aspekt der vorliegenden Technologie ist auf ein Bildgebungselement gerichtet, das eine Pixeleinheit enthält, die einen Auswahltransistor und einen Verstärkungstransistor enthält, die jeweils von einem Multigate-Transistor gebildet werden.
  • Eine Bildgebungsvorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Technologie ist auf eine Bildgebungsvorrichtung gerichtet, die eine Bildgebungseinheit, die ein Objekt abbildet, und eine Bildverarbeitungseinheit enthält, die eine Bildverarbeitung für Bilddaten durchführt, die durch Abbilden unter Verwendung der Bildgebungseinheit erhalten werden. Die Bildgebungseinheit enthält eine Pixeleinheit, die einen Auswahltransistor und einen Verstärkungstransistor enthält, die jeweils von einem Multigate-Transistor gebildet werden.
  • Gemäß dem Bildgebungselement des einen Aspekts der vorliegenden Technologie ist eine Pixeleinheit vorgesehen, die einen Auswahltransistor und einen Verstärkungstransistor enthält, die jeweils von einem Multigate-Transistor gebildet werden.
  • Gemäß der Bildgebungsvorrichtung des anderen Aspekts der vorliegenden Technologie sind eine Bildgebungseinheit, die ein Bild eines Objekts aufnimmt, und eine Bildverarbeitungseinheit vorgesehen, die eine Bildverarbeitung für Bilddaten durchführt, die durch Abbilden unter Verwendung der Bildgebungseinheit erhalten werden. Die Bildgebungseinheit enthält eine Pixeleinheit, die einen Auswahltransistor und einen Verstärkungstransistor enthält, die jeweils von einem Multigate-Transistor gebildet werden.
  • Figurenliste
    • [1] 1 ist eine Draufsicht, die ein Hauptkonfigurationsbeispiel einer Pixeleinheit eines Bildgebungselements darstellt.
    • [2] 2 stellt Diagramme dar, die ein Hauptkonfigurationsbeispiel eines Verstärkungstransistors und eines Auswahltransistors darstellen.
    • [3] 3 stellt Diagramme dar, die ein anderes Konfigurationsbeispiel des Verstärkungstransistors und des Auswahltransistors darstellen.
    • [4] 4 stellt Diagramme dar, die ein Gate-Intervall des Verstärkungstransistors und des Auswahltransistors erläutern.
    • [5] 5 ist ein Blockdiagramm, das ein Hauptkonfigurationsbeispiel einer Herstellungsvorrichtung darstellt.
    • [6] 6 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines Ablaufs eines Ausbildungsprozesses erläutert.
    • [7] 7 stellt Diagramme dar, die einen beispielhaften Zustand einer Ausbildung des Verstärkungstransistors und des Auswahltransistors erläutern.
    • [8] 8 stellt Diagramme dar, die einen beispielhaften Zustand einer Ausbildung des Verstärkungstransistors und des Auswahltransistors erläutern.
    • [9] 9 stellt Diagramme dar, die einen beispielhaften Zustand einer Ausbildung des Verstärkungstransistors und des Auswahltransistors erläutern.
    • [10] 10 stellt Diagramme dar, die einen beispielhaften Zustand einer Ausbildung des Verstärkungstransistors und des Auswahltransistors erläutern.
    • [11] 11 stellt Diagramme dar, die einen beispielhaften Zustand einer Ausbildung des Verstärkungstransistors und des Auswahltransistors erläutern.
    • [12] 12 stellt Diagramme dar, die einen beispielhaften Zustand einer Ausbildung des Verstärkungstransistors und des Auswahltransistors erläutern.
    • [13] 13 stellt Diagramme dar, die ein anderes Konfigurationsbeispiel des Verstärkungstransistors und des Auswahltransistors darstellen.
    • [14] 14 stellt Diagramme dar, die das andere Konfigurationsbeispiel des Verstärkungstransistors und des Auswahltransistors darstellen.
    • [15] 15 ist ein Diagramm, das ein Periodensystem von Elementen präsentiert.
    • [16] 16 ist ein Diagramm, das ein Beispiel von Austrittsarbeiten von Hauptelementen präsentiert.
    • [17] 17 ist ein Diagramm, das ein Beispiel von Austrittsarbeiten eines Hauptsilizids präsentiert.
    • [18] 18 ist eine Draufsicht, die ein Hauptkonfigurationsbeispiel einer Pixeleinheit eines Bildgebungselements darstellt.
    • [19] 19 ist ein Blockdiagramm, das ein Hauptkonfigurationsbeispiel einer Bildgebungsvorrichtung darstellt.
    • [20] 20 ist ein Blockdiagramm, das ein Hauptkonfigurationsbeispiel eines Computers darstellt.
    • [21] 21 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer schematischen Konfiguration eines Fahrzeugsteuerungssystems darstellt.
    • [22] 22 ist ein Diagramm zur Unterstützung beim Erläutern eines Beispiels von Installationspositionen einer Sektion zur Detektion von Informationen von außerhalb des Fahrzeugs und einer Bildgebungssektion.
  • [Beschreibung von Ausführungsformen]
  • Modi zum Ausführen der vorliegenden Offenbarung (worauf hier im Folgenden als Ausführungsformen verwiesen wird) werden im Folgenden hierin beschrieben. Man beachte, dass die Beschreibung in der folgenden Reihenfolge gegeben wird.
    1. 1. Erste Ausführungsform (Bildgebungselement)
    2. 2. Zweite Ausführungsform (Bildgebungselement)
    3. 3. Dritte Ausführungsform (Herstellungsvorrichtung)
    4. 4. Vierte Ausführungsform (Bildgebungselement)
    5. 5. Anwendungsbeispiele
    6. 6. Anwendungsbeispiel für einen beweglichen Körper
    7. 7. Ergänzende Bemerkungen
  • <Erste Ausführungsform>
  • <Konfiguration einer Pixeleinheit>
  • 1 ist eine Draufsicht, die ein Hauptkonfigurationsbeispiel eines Bildgebungselements darstellt, für das die vorliegende Technologie verwendet wurde. Ein Bildgebungselement 100, das in 1 dargestellt ist, ist ein CMOS- (Complementary-Metal-Oxide-Semiconductor-) Bildsensor, der ein Bild eines Objekts aufnimmt, und erlangt das aufgenommene Bild als elektrisches Signal. Das Bildgebungselement 100 weist beispielsweise eine Vielzahl von Pixeleinheiten auf, die in einer planaren Form wie etwa einer Form eines Arrays angeordnet sind. Einfallendes Licht wird an jeder der Pixeleinheiten fotoelektrisch umgewandelt, um ein Pixelsignal eines aufgenommenen Bildes zu erhalten. 1 stellt ein Hauptkonfigurationsbeispiel einer Pixeleinheit des Bildgebungselements 100 mit dieser Konfiguration schematisch dar.
  • Wie in 1 dargestellt ist, enthält die Pixeleinheit des Bildgebungselements 100 eine Fotodiode (PD) 111, einen Transfer- bzw. Übertragungstransistor (TG) 112, einen Rücksetztransistor (RST) 113, einen Verstärkungstransistor (AMP) 114 und einen Auswahltransistor (SEL) 115. Man beachte, dass ein Elementtrenngebiet oder dergleichen zum Trennen der Pixeleinheit von anderen Pixeleinheiten beispielsweise in einem weißen Gebiet in der Figur ausgebildet sein kann. Das Elementtrenngebiet wird beispielsweise von einem Isolierungsfilm wie etwa LOCOS (lokale Oxidation von Silizium) und STI (flache Grabenisolation) gebildet. Im Fall eines elektronischen Auslesens kann das Elementtrenngebiet auch von einem Gebiet vom p-Typ gebildet werden.
  • Die Fotodiode 111 wandelt empfangenes Licht entsprechend der Lichtmenge des empfangenen Lichts fotoelektrisch in eine Ladungsmenge einer Fotoladung (hierin Fotoelektron) um und akkumuliert die Fotoladung. Eine Anode der Fotodiode 111 ist mit einer Masse eines Pixelgebiets verbunden (geerdet), während eine Kathode der Fotodiode 111 über den Übertragungstransistor 112 mit einem Floating-Diffusionsgebiet (FD) verbunden ist. Selbstverständlich kann auch solch ein System übernommen werden, in dem die Kathode der Fotodiode 111 mit einer Stromquelle des Pixelgebiets (Pixel-Stromquelle) verbunden ist und in dem die Anode der Fotodiode 111 über den Übertragungstransistor 112 mit dem Floating-Diffusionsgebiet verbunden ist, um Fotoladung als Fotoloch zu lesen.
  • Der Übertragungstransistor 112 steuert ein Auslesen einer Fotoladung aus der Fotodiode 111. Der Übertragungstransistor 112 ist so konfiguriert, dass ein Drain mit dem Floating-Diffusionsgebiet verbunden ist und dass eine Source mit der Kathode der Fotodiode 111 verbunden ist. Außerdem wird einem Gate des Übertragungstransistors 112 ein Übertragungs-Steuerungssignal bereitgestellt. Ein Auslesen einer Fotoladung aus der Fotodiode 111 wird entsprechend diesem Übertragungs-Steuerungssignal gesteuert. Falls beispielsweise das Übertragungs-Steuerungssignal (d.h. ein Gate-Potential des Übertragungstransistors 112) in einem Aus-Zustand ist, wird die Fotoladung von der Fotodiode 111 nicht übertragen. Im Fall eines Ein-Zustands wird die in der Fotodiode 111 akkumulierte Fotoladung zum Floating-Diffusionsgebiet übertragen. Mit anderen Worten fungiert der Übertragungstransistor 112 als Schalter. Dementsprechend wird auf den Übertragungstransistor 112 auch als Übertragungsschalter verwiesen.
  • Der Rücksetztransistor 113 setzt eine Ladung innerhalb der Pixeleinheit (z.B. eine Ladung der Fotodiode 111 und des Floating-Diffusionsgebiets) zurück. Der Rücksetztransistor 113 ist so konfiguriert, dass ein Drain mit einem Stromquellenpotential (VDD) verbunden ist und dass eine Source mit dem Floating-Diffusionsgebiet verbunden ist. Außerdem wird einem Gate des Rücksetztransistors 113 ein Rücksetz-Steuerungssignal bereitgestellt. Das Zurücksetzen der Ladung innerhalb der Pixeleinheit wird entsprechend diesem Rücksetz-Steuerungssignal gesteuert. Falls beispielsweise das Rücksetz-Steuerungssignal (d.h. das Gate-Potential des Rücksetztransistors 113) in einem Aus-Zustand ist, wird die Ladung nicht zurückgesetzt. In einem Ein-Zustand wird eine Ladung innerhalb der Pixeleinheit zurückgesetzt.
  • Der Verstärkungstransistor 114 verstärkt eine Potentialänderung des Floating-Diffusionsgebiets und gibt die verstärkte Potentialänderung als elektrisches Signal (analoges Signal) aus. Konkret fungiert der Verstärkungstransistor 114 als Ausleseschaltung, die eine Spannung des Floating-Diffusionsgebiets ausliest. Der Verstärkungstransistor 114 ist so konfiguriert, dass ein Gate mit dem Floating-Diffusionsgebiet verbunden ist, dass ein Drain mit einer Source-Folger-Stromquellenspannung (VDD) verbunden ist und dass eine Source mit einem Drain des Auswahltransistors 115 verbunden ist. Beispielsweise gibt der Verstärkungstransistor 114 an den Auswahltransistor 115 ein Rücksetzsignal (Rücksetzpegel) entsprechend einem Potential des Floating-Diffusionsgebiets in einem Rücksetzzustand aus. Außerdem gibt der Verstärkungstransistor 114 an den Auswahltransistor 115 ein Lichtakkumulierungssignal (Signalpegel) entsprechend einem Potential des Floating-Diffusionsgebiets in einem Zustand aus, in dem Fotoladung von der Fotodiode 111 übertragen wurde.
  • Der Auswahltransistor 115 steuert eine Ausgabe eines vom Verstärkungstransistor 114 bereitgestellten elektrischen Signals an eine Signalleitung (VSL). Der Auswahltransistor 115 ist so konfiguriert, dass ein Drain mit der Source des Verstärkungstransistors 114 verbunden ist und dass eine Source mit der Signalleitung (VSL) verbunden ist. Außerdem wird einem Gate des Auswahltransistors 115 ein Auswahl-Steuerungssignal bereitgestellt. Eine Ausgabe des vom Verstärkungstransistor 114 bereitgestellten elektrischen Signals an die Signalleitung (VSL) wird entsprechend diesem Auswahl-Steuerungssignal gesteuert. Falls beispielsweise das Auswahl-Steuerungssignal (d.h. das Gate-Potential des Auswahltransistors 115) in einem Aus-Zustand ist, werden Signale wie etwa ein Rücksetzsignal und ein Pixelsignal von der entsprechenden Pixeleinheit nicht an die Signalleitung (VSL) ausgegeben. Auf der anderen Seite werden in einem Fall, in dem das Auswahl-Steuerungssignal in einem Ein-Zustand ist, Signale (ein Rücksetzsignal, ein Pixelsignal und dergleichen), die vom Verstärkungstransistor 114 ausgegeben werden, an die Signalleitung (VSL) ausgegeben. Diese Signalleitung ist mit einer Schaltung (z.B. A/D-Umwandlungsschaltung oder dergleichen) verbunden, die außerhalb des die Pixeleinheit bildenden Pixelgebiets angeordnet ist. Ein an die Signalleitung (VSL) ausgegebenes Signal (d.h. ein von der entsprechenden Pixeleinheit gelesenes Signal) wird über die entsprechende Signalleitung (VSL) zu der außerhalb des Pixelgebiets angeordneten Schaltung übertragen.
  • <Pixelrauschen>
  • Herkömmlicherweise wurde ein Verfahren, das einen vertikalen Kanal in einem Verstärkungstransistor ausbildet, zur Reduzierung eines Nachbildes und eines Dunkelstroms des Bildgebungselements 100, das beispielsweise wie in PTL 1 präsentiert konfiguriert ist, untersucht.
  • In der Praxis war jedoch Zufallsrauschen, das von einem Verstärkungstransistor und einem Auswahltransistor herrührt, eine Hauptquelle von für jede Pixeleinheit erzeugtem Rauschen (worauf auch als Pixelrauschen verwiesen wird). Dementsprechend ist es unter Verwendung des in PTL 1 beschriebenen Verfahrens schwierig, das Zufallsrauschen zu verringern, und somit ist eine Zunahme im Pixelrauschen schwer zu reduzieren. Als Konsequenz kann sich eine Bildqualität eines aufgenommenen Bildes, das von dem Bildgebungselement 100 gemäß dem oben beschriebenen Typ erzeugt wird, verschlechtern.
  • <Anwendung eines Multigate-Transistors>
  • Um dieses Problem zu überwinden, wird ein Multigate-Transistor für sowohl den Auswahltransistor 115 als auch den Verstärkungstransistor 114 übernommen. Der Multigate-Transistor ist ein Transistor vom nicht-planaren Typ (nichtflachen Typ), bei dem eine Vielzahl von Oberflächen einer Gateelektrode in Bezug auf einen Kanal dreidimensional ausgebildet ist.
  • Durch Verwenden der Multigate-Transistoren, um wie oben beschrieben sowohl den Auswahltransistor 115 als auch den Verstärkungstransistor 114 zu bilden, können sowohl der Auswahltransistor 115 als auch der Verstärkungstransistor 114 längere effektive Kanalbreiten aufweisen. Dementsprechend kann eine Zunahme des Zufallsrauschens mehr reduziert werden (typischerweise kann Zufallsrauschen mehr bzw. stärker reduziert werden) als in einem Fall, in dem zumindest entweder der Auswahltransistor 115 oder der Verstärkungstransistor 114 ein planarer Typ (flacher Typ) ist. Mit anderen Worten kann eine Verschlechterung der Bildqualität eines aufgenommenen Bildes reduziert werden (typischerweise kann eine Verbesserung der Bildqualität erzielt werden).
  • Im Fall eines FET vom planaren Typ (flachen Typ) ist zum Beispiel eine vorbestimmte Größe für sowohl eine Source als auch einen Drain mit niedrigem Widerstand erforderlich, um diese Source und diesen Drain in Richtung einer Kanalbreite einheitlich auszubilden. Selbst wenn wie in PTL 1 beschrieben ein Transistor, der einen vertikalen Kanal enthält, als der Verstärkungstransistor 114 verwendet wird, ist eine vorbestimmte Größe zwischen einer Gateelektrode des Verstärkungstransistors 114 und des Auswahltransistors 115 erforderlich, um einen Siliziumkanal des Verstärkungstransistors 114 unter Verwendung von Lithografie ohne einen Effekt eines Diffusionsschichtbereichs des Auswahltransistors 115 an dem Siliziumkanal sehr genau auszubilden. Wie aus dem Obigen ersichtlich ist, ist ein vorbestimmter Abstand zwischen Gateelektroden des Auswahltransistors 115 und des Verstärkungstransistors 114 erforderlich.
  • Indem man die Multigate-Transistoren verwendet, um sowohl den Auswahltransistor 115 als auch den Verstärkungstransistor 114 zu bilden, wie oben beschrieben wurde, kann eine Zunahme des Abstands, der zwischen den Gateelektroden des Auswahltransistors 115 und des Verstärkungstransistors 114 erforderlich ist, reduziert werden (typischerweise kann dieser Abstand mehr verkürzt werden) als in einem Fall, in dem zumindest entweder der Auswahltransistor 115 oder der Verstärkungstransistor 114 ein planarer Typ ist. Dementsprechend kann eine Zunahme der Größe der Pixeleinheit mehr reduziert werden (typischerweise kann eine Miniaturisierung der Pixeleinheit mehr erleichtert werden) als in einem Fall, in dem zumindest entweder der Auswahltransistor 115 oder der Verstärkungstransistor 114 ein planarer Typ ist.
  • <FinFET>
  • Beispielsweise kann ein FinFET verwendet werden, um sowohl den Verstärkungstransistor 114 als auch den Auswahltransistor 115 zu bilden. Der FinFET ist ein Beispiel des Multigate-Transistors und ist ein FET (Feldeffekttransistor), der einen Siliziumkanal, der eine Finnenform (stehender bzw. aufrechter Typ) hat und zwischen einer Source und einem Drain des FET ausgebildet ist, und eine Gateelektrode enthält, die auf solch eine Weise ausgebildet ist, dass sie den Siliziumkanal bedeckt.
  • Ein Teil A von 2 ist eine Draufsicht, die ein Hauptkonfigurationsbeispiel des Verstärkungstransistors 114 und des Auswahltransistors 115 darstellt. Wie in der Figur dargestellt ist, ist der Verstärkungstransistor 114 in einem linken Teil der Figur vorgesehen, während der Auswahltransistor 115 in einem rechten Teil der Figur vorgesehen ist. Dementsprechend sind der Verstärkungstransistor 114 und der Auswahltransistor 115 einander benachbart ausgebildet.
  • Genauer gesagt ist ein Siliziumkanal 121A mit einer Finnenform auf einer Siliziumschicht 121 vorgesehen. Eine Gateelektrode 114A (Gateelektrode 114A-1 und Gateelektrode 114A-2) ist auf solch eine Weise ausgebildet, dass sie den Siliziumkanal 121A bedeckt, um den Verstärkungstransistor 114 zu bilden. Außerdem ist eine Gateelektrode 115A (Gateelektrode 115A-1 und Gateelektrode 115A-2) auf solch eine Weise ausgebildet, dass sie den Siliziumkanal 121A bedeckt, um den Auswahltransistor 115 zu bilden. Dementsprechend sind die Gateelektrode 115A des Auswahltransistors 115 und die Gateelektrode 114A des Verstärkungstransistors 114 beide auf dem gleichen Siliziumkanal 121A vorgesehen.
  • Darüber hinaus sind Isolierungsfilme 122-1 bis 122-6 auf beiden Seiten (Aufwärtsrichtung und Abwärtsrichtung in der Figur) des Siliziumkanals 121A mit einer Finnenform in einem anderen Bereich als der Verstärkungstransistor 114 und der Auswahltransistor 115 ausgebildet. Falls keine Unterscheidung zwischen den Isolierungsfilmen 122-1 bis 122-6 in der Beschreibung notwendig ist, wird auf jeden der Isolierungsfilme 122-1 bis 122-6 zusammen als Isolierungsfilm 122 verwiesen. Beispielsweise enthält jeder der Isolierungsfilme 122 Siliziumdioxid (SiO2).
  • Ein Teil B von 2 stellt ein Beispiel eines Querschnittsdiagramms dar, das entlang einer strichpunktierten Linie X-X' in der im Teil A von 2 dargestellten Konfiguration genommen ist. Wie im Teil B von 2 dargestellt ist, ist die Gateelektrode 114A auch auf der Oberseite des Siliziumkanals 121A vorgesehen. Dementsprechend ist zusammen mit den Gateelektroden 114A-1 und 114A-2 im Teil A von 2 die Gateelektrode 114A des Verstärkungstransistors 114 so vorgesehen, dass sie den Siliziumkanal 121A mit einer Finnenform bedeckt. Wie aus dem Obigen ersichtlich ist, ist der Verstärkungstransistor 114 ein sogenannter FinFET (hat eine sogenannte FinFET-Struktur).
  • Ähnlich ist auch die Gateelektrode 115A auf der Oberseite des Siliziumkanals 121A vorgesehen. Dementsprechend ist zusammen mit den Gateelektroden 115A-1 und 115A-2 im Teil A von 2 die Gateelektrode 115A des Auswahltransistors 115 so vorgesehen, dass sie den Siliziumkanal 121A mit einer Finnenform bedeckt. Ein Teil C von 2 stellt ein Beispiel eines Querschnittsdiagramms dar, das entlang einer strichpunktierten Linie Y-Y' in der im Teil A von 2 dargestellten Konfiguration genommen wurde. Wie im Teil C von 2 dargestellt ist, ist die Gateelektrode 115A des Auswahltransistors 115 so vorgesehen, dass sie den Siliziumkanal 121A mit einer Finnenform bedeckt. Wie aus dem Obigen ersichtlich ist, ist der Auswahltransistor 115 ein sogenannter FinFET (hat eine sogenannte FinFET-Struktur).
  • Indem man den FinFET verwendet, um sowohl den Auswahltransistor 115 als auch den Verstärkungstransistor 114 wie oben beschrieben zu bilden, können sowohl die Gateelektroden des Auswahltransistors 115 als auch des Verstärkungstransistors 114 längere effektive Kanalbreiten aufweisen. Dementsprechend kann eine Zunahme im Zufallsrauschen stärker reduziert werden als in einem Fall, in dem zumindest entweder der Auswahltransistor 115 oder der Verstärkungstransistor 114 ein planarer Typ (flacher Typ) ist. Mit anderen Worten kann eine Verschlechterung der Bildqualität eines aufgenommenen Bildes reduziert werden (typischerweise kann eine Verbesserung der Bildqualität erzielt werden).
  • Wie im Teil A von 2 dargestellt ist, sind indes der Verstärkungstransistor 114 und der Auswahltransistor 115 (Gateelektrode 114A und Gateelektrode 115A) mit einem zwischen einander freigelassenen vorbestimmten Zwischenraum ausgebildet (angeordnet). Dieser Zwischenraum wird durch den Siliziumkanal 121A, den Isolierungsfilm 122-2 und den Isolierungsfilm 122-5 wie durch einen Doppelpfeil 123 angegeben erzeugt.
  • Indem man den FinFET verwendet, um wie oben beschrieben sowohl den Verstärkungstransistor 114 als auch den Auswahltransistor 115 zu bilden, kann eine Größe, die erforderlich ist, um eine Source und einen Drain mit niedrigem Widerstand in der Kanalbreitenrichtung im Fall des FET vom planaren Typ (flachen Typ) einheitlich auszubilden, für sowohl den Verstärkungstransistor 114 als auch den Auswahltransistor 115 reduziert werden. Außerdem wird die Notwendigkeit einer Berücksichtigung des Effekts des Diffusionsschichtbereichs des Auswahltransistors 115 während einer Ausbildung des Siliziumkanals eliminiert. Dementsprechend kann eine Zunahme in dem Abstand, der zwischen dem Verstärkungstransistor 114 und dem Auswahltransistor 115 (Gateelektrode 114A und die Gateelektrode 115A) wie durch den Doppelpfeil 123 angegeben erforderlich ist, reduziert werden. Infolgedessen kann eine Zunahme in der Größe der Pixeleinheit stärker reduziert werden als in dem Fall, in dem zumindest entweder der Auswahltransistor 115 oder der Verstärkungstransistor 114 ein planarer Typ ist.
  • Indem man den Verstärkungstransistor 114 und den Auswahltransistor 115 wie oben beschrieben einander benachbart anordnet, kann eine Zunahme im Abstand zwischen dem Verstärkungstransistor 114 und dem Auswahltransistor 115 (Gateelektrode 114A und die Gateelektrode 115A) stärker reduziert werden. Überdies kann, indem man sowohl die Gateelektrode 115A des Auswahltransistors 115 als auch die Gateelektrode 114A des Verstärkungstransistors 114 auf dem gleichen Siliziumkanal 121A wie oben beschrieben vorsieht, eine Struktur der Pixeleinheit weiter vereinfacht (einfacher ausgebildet) werden. Dementsprechend kann eine Größenzunahme der Pixeleinheit weiter reduziert werden.
  • <Zweite Ausführungsform>
  • <Störstelleninjektion>
  • Man beachte, dass eine Störstelle (Dotierstoff) in einen dem Auswahltransistor 115 entsprechenden Bereich (einen von der Gateelektrode 115A bedeckten Bereich) im Siliziumkanal 121A injiziert werden kann. Mit anderen Worten kann der Auswahltransistor 115 einen Siliziumkanal enthalten, in den ein Dotierstoff injiziert worden ist.
  • Falls einer Aus-Charakteristik Priorität für den Auswahltransistor 115, der wie oben beschrieben einen FinFET verwendet, gegeben wird, ist es vorzuziehen, dass eine Ein-Aus-Schwellenspannung Vth im Vergleich mit einem Fall, in dem der Aus-Charakteristik keine Priorität gegeben ist, höher eingestellt wird. Außerdem wird in einem Fall, in dem einem Modulationsgrad oder einer gesättigten Ladungsmenge Priorität gegeben wird, bevorzugt, dass die Ein-Aus-Schwellenspannung Vth im Vergleich mit einem Fall, in dem dem Modulationsgrad oder der gesättigten Ladungsmenge keine Priorität gegeben wird, niedriger eingestellt wird.
  • Ein Teil A von 3 ist eine Draufsicht, die ein Hauptkonfigurationsbeispiel des Verstärkungstransistors 114 und des Auswahltransistors 115 in diesem Fall darstellt. Im Fall des in 3 dargestellten Beispiels ist ein Ioneninjektionsgebiet 131, in das ein Ion als Dotierstoff injiziert wurde, in einem dem Auswahltransistor 115 entsprechenden Bereich im Siliziumkanal 121A mit einer Finnenform ausgebildet.
  • Ein Teil B von 3 stellt ein Beispiel eines Querschnittsdiagramms dar, das entlang einer strichpunktierten Linie X-X' in der im Teil A von 3 dargestellten Konfiguration genommen ist. Ein Teil C von 3 stellt ein Beispiel eines Querschnittsdiagramms dar, das entlang einer strichpunktierten Linie Y-Y' in der im Teil A von 3 dargestellten Konfiguration genommen wurde. Auf diese Weise ist das Ioneninjektionsgebiet 131 in dem dem Auswahltransistor 115 entsprechenden Bereich im Siliziumkanal 121A mit einer Finnenform ausgebildet.
  • Die Schwellenspannung Vth des Auswahltransistors 115 kann wie oben beschrieben gesteuert werden, indem ein Ion als Dotierstoff in den Siliziumkanal 121A injiziert wird, um das Ioneninjektionsgebiet 131 wie oben beschrieben auszubilden. Beispielsweise kann das Ioneninjektionsgebiet 131 als ein Halbleiter vom P-Typ bereitgestellt werden, indem Bor (B) als Dotierstoff in den dem Auswahltransistor 115 entsprechenden Bereich im Siliziumkanal 121A mit einer Finnenform injiziert wird. Konkret kann die Schwellenspannung Vth des Auswahltransistors 115 höher als die Schwellenspannung Vth in einem Fall eingerichtet werden, in dem kein Dotierstoff injiziert ist. Außerdem kann beispielsweise das Ioneninjektionsgebiet 131 als ein Halbleiter vom N-Typ vorgesehen werden, indem Phosphor (P) als Dotierstoff in den dem Auswahltransistor 115 entsprechenden Bereich im Siliziumkanal 121A mit einer Finnenform injiziert wird. Konkret kann die Schwellenspannung Vth des Auswahltransistors 115 niedriger eingerichtet werden als die Schwellenspannung Vth in einem Fall, in dem kein Dotierstoff injiziert ist.
  • Jedoch verursachen sowohl Bor (B) als auch Phosphor (P), die oben beschrieben wurden, verhältnismäßig leicht eine thermische Diffusion (weisen ein verhältnismäßig großes thermisches Diffusionsvermögen auf). Wenn ein Dotierstoff, der eine thermische Diffusion leicht verursacht (ein großes thermisches Diffusionsvermögen aufweist), verwendet wird, diffundiert durch die nachfolgende Wärmebehandlung dieser Dotierstoff vom Gebiet des Auswahltransistors 115 zum Gebiet des Verstärkungstransistors 114 (d.h. das Ioneninjektionsgebiet 131 dehnt sich zum Bereich des Verstärkungstransistors 114 aus). In diesem Fall kann sich entsprechend einer Zunahme der MOS-Grenzflächen-Elektronendichte die Vth-Steuerbarkeit des Verstärkungstransistors 114 verschlechtern oder kann 1/f-Rauschen zunehmen. Dementsprechend kann sich eine Bildqualität eines aufgenommenen Bildes verschlechtern.
  • Um dieses Problem zu überwinden, kann als Dotierstoff ein Ion mit einem geringeren thermischen Diffusionsvermögen als jenes von Bor (B) beispielsweise in den dem Auswahltransistor 115 entsprechenden Bereich im Siliziumkanal 121A injiziert werden. Mit anderen Worten kann der Auswahltransistor 115 einen Siliziumkanal enthalten, in dem ein Ion mit einem geringeren thermischen Diffusionsvermögen als jenes von Bor (B) injiziert worden ist. Beispielsweise kann als diese Art von Dotierstoff Indium (In) injiziert werden.
  • Auf diese Weise kann eine Diffusion des Ioneninjektionsgebiets 131 (des dem Auswahltransistor 115 entsprechenden Bereichs im Siliziumkanal 121A) in einer durch Pfeile im Teil B von 3 angegebenen Art und Weise stärker reduziert werden als in einem Fall, in dem Bor (B) als Dotierstoff verwendet wird. Dementsprechend können eine Verschlechterung der Vth-Steuerbarkeit des Verstärkungstransistors 114 und eine Zunahme im 1/f-Rauschen entsprechend einer Zunahme der MOS-Grenzflächen-Elektronendichte reduziert werden. Konkret ist eine Verbesserung der Aus-Charakteristik des Auswahltransistors 115 erreichbar, während eine Verschlechterung der Vth-Steuerbarkeit des Verstärkungstransistors 114 und eine Zunahme im 1/f-Rauschen reduziert werden. Mit anderen Worten kann eine Verschlechterung der Bildqualität eines aufgenommenen Bildes reduziert werden (typischerweise kann eine Verbesserung der Bildqualität erzielt werden).
  • Außerdem kann als Dotierstoff ein Ion mit einem geringeren thermischen Diffusionsvermögen als jenes von Phosphor (P) beispielsweise in den dem Auswahltransistor 115 entsprechenden Bereich des Siliziumkanals 121A injiziert werden. Mit anderen Worten kann der Auswahltransistor 115 einen Siliziumkanal enthalten, in den ein Ion mit einem geringeren thermischen Diffusionsvermögen als jenes von Phosphor (P) injiziert worden ist. Beispielsweise kann als diese Art von Dotierstoff Arsen (As) injiziert werden. Darüber hinaus kann beispielsweise Antimon (Sb) als diese Art von Dotierstoff injiziert werden.
  • Auf diese Weise kann eine Diffusion des Ioneninjektionsgebiets 131 (des dem Auswahltransistor 115 entsprechenden Bereichs im Siliziumkanal 121A) in einer durch die Pfeile in Teil B von 3 angegebenen Art und Weise stärker reduziert werden als in einem Fall, in dem als Dotierstoff Phosphor (P) verwendet wird. Dementsprechend können eine Verschlechterung einer Vth-Steuerbarkeit des Verstärkungstransistors 114 und eine Zunahme im 1/f-Rauschen entsprechend einer Zunahme der MOS-Grenzflächen-Elektronendichte reduziert werden. Konkret ist eine Verbesserung des Modulationsgrads und der gesättigten Ladungsmenge des Auswahltransistors 115 erzielbar, während eine Verschlechterung der Vth-Steuerbarkeit des Verstärkungstransistors 115 und eine Zunahme im 1/f-Rauschen reduziert werden. Mit anderen Worten kann eine Verschlechterung der Bildqualität eines aufgenommenen Bildes reduziert werden (typischerweise kann eine Verbesserung der Bildqualität erreicht werden).
  • Auf diese Weise kann außerdem eine Diffusion des Ioneninjektionsgebiets 131 durch Verwenden eines Ions mit einem geringeren thermischen Diffusionsvermögen als ein thermisches Diffusionsvermögen von sowohl Bor (B) als auch Phosphor (P) als Dotierstoff stärker reduziert werden als in einem Fall, in dem wie oben beschrieben Bor (B) oder Phosphor (P) als Dotierstoff verwendet wird. Dementsprechend kann eine Zunahme im Abstand (einer Länge eines Doppelpfeils 132 in 3), der zwischen dem Verstärkungstransistor 114 und dem Auswahltransistor 115 (der Gateelektrode 114A und der Gateelektrode 115A) erforderlich ist, reduziert werden. Infolgedessen kann eine Größenzunahme der Pixeleinheit weiter reduziert werden.
  • <Abstand zwischen AMP und SEL>
  • Nachfolgend wird ein zwischen dem Verstärkungstransistor 114 und dem Auswahltransistor 115 (Gateelektrode 114A und Gateelektrode 115A) erforderlicher Abstand wie durch den Doppelpfeil 123 im Teil A von 2 und den Doppelpfeil 132 im Teil A von 3 angegeben beschrieben.
  • Wie in einem Teil A von 4 angegeben ist, nehme man zum Beispiel an, dass die Gate-Seitenwände 141 (Gate-Seitenwände 141-1 und 141-2) an der Gateelektrode 114A des Verstärkungstransistors 114 ausgebildet sind und dass Gate-Seitenwände 142 (Gate-Seitenwände 142-1 und 142-2) an der Gateelektrode 115A des Auswahltransistors 115 ausgebildet sind. Nach deren Ausbildung kann ein Dotierstoff in den Siliziumkanal 121A injiziert werden. Durch Injektion dieses Dotierstoffs wird eine dem Drain des Verstärkungstransistors 114 entsprechende Elektrode 143-1 an der Gateelektrode 114A auf der dem Auswahltransistor 115 entgegengesetzten Seite gebildet. Außerdem wird eine der Source des Verstärkungstransistors 114 und dem Drain des Auswahltransistors 115 entsprechende Elektrode 143-2 zwischen der Gateelektrode 114A und der Gateelektrode 115A ausgebildet. Darüber hinaus wird eine Elektrode 143-3, die der Source des Auswahltransistors 115 entspricht, an der Gateelektrode 115A auf der dem Verstärkungstransistor 114 entgegengesetzten Seite vorgesehen. Falls in der Beschreibung keine Unterscheidung zwischen den Elektroden 143-1 bis 143-3 notwendig ist, wird auf jede der Elektroden 143-1 bis 143-3 zusammen als Elektrode 143 verwiesen.
  • In diesem Fall reicht es aus, falls eine Länge der Elektrode 143-2 (ein Intervall zwischen der Gate-Seitenwand 141-2 und der Gate-Seitenwand 142-1), die durch einen Doppelpfeil 144 angegeben ist, auf 100 nm oder länger festgelegt wird.
  • Konkret reicht es beispielsweise unter der Annahme, dass jede Breite der Gate-Seitenwand 142-1 und der Gate-Seitenwand 142-1 auf 50 nm festgelegt ist, aus, falls der Abstand zwischen dem Verstärkungstransistor 114 und dem Auswahltransistor 115 (Gateelektrode 114A und Gateelektrode 115A) auf 200 nm oder länger festgelegt ist.
  • Außerdem kann beispielsweise, wie in einem Teil B von 4 dargestellt ist, eine Injektion des Dotierstoffs in den Siliziumkanal 121A zum Ausbilden der oben beschriebenen Elektroden 143 vor Ausbildung der Gate-Seitenwand 141 und der Gate-Seitenwand 142 ausgeführt werden. In diesem Fall reicht es aus, falls der Abstand zwischen dem Verstärkungstransistor 114 und dem Auswahltransistor 115 (Gateelektrode 114A und Gateelektrode 115A) auf 100 nm oder länger festgelegt wird.
  • <Dritte Ausführungsform>
  • <Herstellungsvorrichtung>
  • Nachfolgend wird eine Herstellung des wie oben konfigurierten Bildgebungselements 100 beschrieben. Beschrieben wird ein Beispiel einer Herstellung des Bildgebungselements 100, das durch Injizieren eines Dotierstoffs in den Siliziumkanal 121A wie mit Verweis auf 3 beschrieben hergestellt wird.
  • 5 ist ein Blockdiagramm, das ein Hauptkonfigurationsbeispiel einer Herstellungsvorrichtung darstellt, für die die vorliegende Technologie verwendet wurde. Eine Herstellungsvorrichtung 200 stellt (produziert) das Bildgebungselement 100 im Beispiel von 3 her. Man beachte, dass hier im Folgenden nur ein Teil der Schritte zum Herstellen des Bildgebungselements 100 beschrieben wird.
  • Wie in 5 dargestellt ist, enthält die Herstellungsvorrichtung 200 eine FinFETs bzw. Finnen bildende Einheit 211, eine SiO2 bildende Einheit 212, eine Ioneninjektionseinheit 213, eine SiO2-Expositionseinheit 214, eine Ätzeinheit 215, eine Resist-Entfernungseinheit 216, eine Ausheileinheit 217 und eine Gates bildende Einheit 218.
  • Mit Verweis auf ein Flussdiagramm in 6 wird ein Beispiel eines Ablaufs eines Ausbildungsprozesses beschrieben, der von diesen Verarbeitungseinheiten zum Ausbilden des Bildgebungselements 100 ausgeführt wird. Dieses Beispiel wird nach Bedarf mit Verweis auf 7 bis 12 beschrieben.
  • Zu Beginn des Ausbildungsprozesses erhält bzw. erlangt die Finnen bildende Einheit 211 in Schritt S201 die Siliziumschicht 121, bildet den Siliziumkanal 121A mit einer Finnenform auf der Siliziumschicht 121 und führt die so erhaltene Siliziumschicht 121 der SiO2 bildenden Einheit 212 zu.
  • In Schritt S202 erlangt die SiO2 bildende Einheit 212 die von der Finnen bildenden Einheit 211 zugeführte Siliziumschicht 121 in dem Zustand, in dem der Siliziumkanal 121A mit einer Finnenform auf der Siliziumschicht 121 ausgebildet ist. Außerdem bildet die SiO2 bildende Einheit 212 den SiO2 enthaltenden Isolierungsfilm 122 in jedem von Trenngebieten der Siliziumschicht 121 auf beiden Seiten des Siliziumkanals 121A. Darüber hinaus führt die SiO2 bildende Einheit 212 die Siliziumschicht 121 der Ioneninjektionseinheit 213 in dem Zustand zu, in dem der Isolierungsfilm 122 auf der Siliziumschicht 121 ausgebildet worden ist.
  • Ein Teil A in 7 ist eine Draufsicht, die ein Hauptkonfigurationsbeispiel der Siliziumschicht 121 darstellt, auf der der Isolierungsfilm 122 ausgebildet ist. Im Teil A von 7 ist ein AMP bildendes Gebiet 251 ein Gebiet, wo der Verstärkungstransistor 114 auf der Siliziumschicht 121 (Siliziumkanal 121A) ausgebildet wird. Außerdem ist ein SEL bildendes Gebiet 252 ein Gebiet, wo der Auswahltransistor 115 auf der Siliziumschicht 121 (Siliziumkanal 121A) ausgebildet wird.
  • Ein Teil B in 7 stellt ein Beispiel eines Querschnittsdiagramms dar, das entlang einer strichpunktierten Linie X-X' in der im Teil A von 7 dargestellten Konfiguration genommen wurde. Ein Teil C von 7 stellt ein Beispiel eines Querschnittsdiagramms dar, das entlang einer strichpunktierten Linie Y-Y' in der im Teil A von 7 dargestellten Konfiguration genommen wurde. Wie in dem Teil A von 7 und dem Teil C von 7 dargestellt ist, sind die Isolierungsfilme 122-1 und 122-2 auf einer bzw. der anderen Seite des Siliziumkanals 121A mit einer Finnenform ausgebildet.
  • In Schritt S203 erlangt die Ioneninjektionseinheit 213 die Siliziumschicht 121, die von der SiO2 bildenden Einheit 212 in einem Zustand zugeführt wurde, in dem der Isolierungsfilm 122 auf der Siliziumschicht 121 ausgebildet worden ist. Darüber hinaus bringt die Ioneninjektionseinheit 213 ein Fotoresist auf eine Oberfläche der Siliziumschicht 121 auf. Überdies entfernt die Ioneninjektionseinheit 213 einen Teil des dem SEL bildenden Gebiet 252 entsprechenden Fotoresists, um eine Öffnung auszubilden.
  • Ein Teil A von 8 ist eine Draufsicht, die ein Hauptkonfigurationsbeispiel der Siliziumschicht 121 darstellt. Wie im Teil A von 8 dargestellt ist, wird ein Fotoresist 261 auf die Oberfläche der Siliziumschicht 121 aufgebracht. Außerdem wird eine Öffnung 261A gebildet, indem das Fotoresist 261 von einem Teil des SEL bildenden Gebiets 252 entfernt wird. Ein Teil von jedem der Isolierungsfilme 122-1 und 122-2 (d.h. SiO2) und des Siliziumkanals 121A wird durch die so ausgebildete Öffnung 261A freigelegt bzw. exponiert.
  • In Schritt S204 injiziert die Ioneninjektionseinheit 213 einen Dotierstoff (Ion) in den durch die Öffnung 261a freigelegten Siliziumkanal 121A. Ein Teil B von 8 stellt ein Beispiel eines Querschnittsdiagramms dar, das entlang einer strichpunktierten Linie X-X' in der im Teil A von 8 dargestellten Konfiguration genommen wurde. Wie durch einen Pfeil 262 im Teil B von 8 angegeben wird, wird der Dotierstoff (Ion) von der Öffnung 261A in den Siliziumkanal 121A injiziert, um das Ioneninjektionsgebiet 131 auszubilden.
  • Auf diese Weise wird die Schwellenspannung Vth des Auswahltransistors 115 in der zweiten Ausführungsform wie oben beschrieben steuerbar, indem das Ion als Dotierstoff in den Siliziumkanal 121A injiziert und das Ioneninjektionsgebiet 131 ausgebildet wird. Außerdem kann für diese Injektion als Dotierstoff ein Ion mit einem geringeren thermischen Diffusionsvermögen als das jeweilige thermische Diffusionsvermögen von beispielsweise Bor (B) und Phosphor (P) injiziert werden. In diesem Fall ist eine Diffusion des Ioneninjektionsgebiets 131 vermeidbar. Dementsprechend sind eine Verbesserung der Aus-Charakteristik des Auswahltransistors 115 und eine Verbesserung des Modulationsgrads und der gesättigten Ladungsmenge des Auswahltransistors 115 erzielbar, während eine Verschlechterung der Vth-Steuerbarkeit des Verstärkungstransistors 114 und eine Zunahme im 1/f-Rauschen reduziert werden, was sich aus einer Zunahme der MOS-Grenzflächen-Elektronendichte ergibt. Mit anderen Worten kann eine Verschlechterung der Bildqualität eines aufgenommenen Bildes reduziert werden (typischerweise kann eine Verbesserung der Bildqualität erreicht werden).
  • Die Ioneninjektionseinheit 213 führt die Siliziumschicht 121, in die das Ion injiziert worden ist, der SiO2-Expositionseinheit 214 zu.
  • In Schritt S205 erlangt die SiO2-Expositionseinheit 214 die von der Ioneninjektionseinheit 213 zugeführte Siliziumschicht 121. Außerdem bringt die SiO2-Expositionseinheit 214 ein Fotoresist auf der Siliziumschicht 121 neu auf. Darüber führt die SiO2-Expositionseinheit 214 eine Fotolithografieverarbeitung für das aufgebrachte Fotoresist durch, um SiO2 an einem einer Grabung (engl.: digging) entsprechenden Bereich zu exponieren. Die SiO2-Expositionseinheit 214 führt die Siliziumschicht 121 der Ätzeinheit 215 in einem Zustand zu, in dem der Isolierungsfilm 122 in dem AMP bildenden Gebiet 251 und dem SEL bildenden Gebiet 252 wie oben beschrieben freigelegt ist.
  • Ein Teil A von 9 ist eine Draufsicht, die ein Hauptkonfigurationsbeispiel der Siliziumschicht 121 darstellt. Wie im Teil A von 9 dargestellt ist, wird das Fotoresist 261 in dem AMP bildenden Gebiet 251 und dem SEL bildenden Gebiet 252 entfernt und wird SiO2 freigelegt (Isolierungsfilme 122-1 bis 122-4). Ein Teil B von 9 stellt ein Beispiel ein Querschnittsdiagramms dar, das entlang einer strichpunktierten Linie X-X' in der im Teil A von 9 dargestellten Konfiguration genommen wurde.
  • In Schritt S206 erlangt die Ätzeinheit 215 die Siliziumschicht 121, die von der SiO2-Expositionseinheit 214 zugeführt wurde. Außerdem ätzt die Ätzeinheit 215 die Siliziumschicht 121, um SiO2 im freigelegten bzw. exponierten Bereich zu entfernen. Darüber hinaus führt die Ätzeinheit 215 die geätzte Siliziumschicht 121 der Resist-Entfernungseinheit 216 zu.
  • Ein Teil A von 10 ist eine Draufsicht, die ein Hauptkonfigurationsbeispiel der Siliziumschicht 121 in diesem Zustand darstellt. Wie im Teil A von 10 dargestellt ist, wird durch Ätzen der Isolierungsfilm 122 (SiO2) in dem AMP bildenden Gebiet 251 und dem SEL bildenden Gebiet 252 entfernt. Als Ergebnis wird auch die Siliziumschicht 121 auf beiden Seiten des Siliziumkanals 121A freigelegt. Ein Teil B von 10 stellt ein Beispiel eines Querschnittsdiagramms dar, das entlang einer strichpunktierten Linie X-X' in der im Teil A von 10 dargestellten Konfiguration genommen wurde.
  • In Schritt S207 erlangt die Resist-Entfernungseinheit 216 die von der Ätzeinheit 215 geätzte und zugeführte Siliziumschicht 121. Darüber hinaus entfernt die Resist-Entfernungseinheit 216 das auf die Siliziumschicht 121 aufgebrachte Fotoresist 261. Überdies führt die Resist-Entfernungseinheit 216 die Siliziumschicht 121, von der das Fotoresist entfernt worden ist, der Ausheileinheit 217 zu.
  • Ein Teil A von 11 ist eine Draufsicht, die ein Hauptkonfigurationsbeispiel der Siliziumschicht 121 in diesem Zustand darstellt. Wie im Teil A von 11 dargestellt ist, werden Fotoresiste 261-1 bis 261-3 im Teil A von 10 entfernt und werden die Isolierungsfilme 122-1 bis 122-6 freigelegt. Ein Teil B von 11 stellt ein Beispiel eines Querschnittsdiagramms dar, das entlang einer strichpunktierten Linie X-X' in der im Teil A von 11 dargestellten Konfiguration genommen wurde.
  • In Schritt S208 erlangt die Ausheileinheit 217 die Siliziumschicht 121, die von der Resist-Entfernungseinheit 216 in einem Zustand zugeführt wurde, in dem das Fotoresist entfernt worden ist. Darüber hinaus heilt die Ausheileinheit 217 die erlangte Siliziumschicht 121 bei einer vorbestimmten Temperatur für eine vorbestimmte Zeit aus, um eine Grenzflächenzustandsdichte zu reduzieren, und entfernt einen in der Seitenwand des Siliziumkanals 121A erzeugten Gitterdefekt.
  • Ein Teil A von 12 ist eine Draufsicht, die ein Hauptkonfigurationsbeispiel der Siliziumschicht 121 darstellt. Ein Teil B von 12 stellt ein Beispiel eines Querschnittsdiagramms dar, das entlang einer strichpunktierten Linie X-X' in der im Teil A von 12 dargestellten Konfiguration genommen wurde. Ein Teil C von 12 stellt ein Beispiel eines Querschnittsdiagramms dar, das entlang einer strichpunktierten Linie Y-Y' in der im Teil A von 10 dargestellten Konfiguration genommen wurde. Das Ioneninjektionsgebiet 131 wird durch dieses Ausheilen (oder jedes, in der folgenden Stufe durchgeführtes Ausheilen) in einer durch Pfeile 271 und 272 angezeigten Weise ausgedehnt, wie im Teil B von 12 dargestellt ist. Nach Abschluss des Ausheilens führt die Ausheileinheit 217 die ausgeheilte Siliziumschicht 121 der Gates bildenden Einheit 218 zu.
  • Wie oben beschrieben wurde, kann eine Diffusion des Ioneninjektionsgebiets 131 stärker reduziert werden, indem als Dotierstoff ein Ion mit einem geringeren thermischen Diffusionsvermögen als ein thermisches Diffusionsvermögen von sowohl Bor (B) als auch Phosphor (P) verwendet wird, als in einem Fall, in dem als Dotierstoff Bor (B) oder Phosphor (P) verwendet wird. Dementsprechend kann eine Zunahme des Abstands (einer Länge eines Doppelpfeils 132 in 3), der zwischen dem Verstärkungstransistor 114 und dem Auswahltransistor 115 (Gateelektrode 114A und Gateelektrode 115A) erforderlich ist, reduziert werden. Infolgedessen kann eine Größenzunahme der Pixeleinheit weiter reduziert werden.
  • In Schritt S209 bildet die Gates bildende Einheit 218 eine Gateelektrode unter Verwendung von Polysilizium (Poly-Si) auf solch eine Weise, dass sie das AMP bildende Gebiet 251 und das SEL bildende Gebiet 252 des Siliziumkanals 121A mit einer Finnenform bedeckt. Als Ergebnis sind der Verstärkungstransistor 114 und der Auswahltransistor 115, die wie in 3 dargestellt konfiguriert sind, (d. h. das Bildgebungselement 100) gebildet. Außerdem gibt die Gates bildende Einheit 218 das so ausgebildete Bildgebungselement 100 aus der Herstellungsvorrichtung 200 nach außen ab und beendet den Ausbildungsprozess.
  • Die Herstellungsvorrichtung 200 ist imstande, das Bildgebungselement 100 einfacher zu bilden, indem der Ausbildungsprozess in der oben beschriebenen Art und Weise durchgeführt wird. Außerdem reicht es zum Ausbilden des Bildgebungselements 100 im Beispiel von 2 aus, falls eine Verarbeitung in den 2. Schritten S203 und S204 in 6 eliminiert ist.
  • <Vierte Ausführungsform>
  • <Steuerung der Austrittsarbeit>
  • Man beachte, dass anstelle einer Injektion eines Dotierstoffs in den Siliziumkanal 121A eine Austrittsarbeit der Gateelektrode gesteuert werden kann. Konkret können die Schwellenspannungen Vth des Auswahltransistors 115 und des Verstärkungstransistors 114 entsprechend einer Auswahl von für die Gateelektrode 115A des Auswahltransistors 115 und die Gateelektrode 114A des Verstärkungstransistors 114 übernommenen Materialien gesteuert werden.
  • Beispielsweise kann die Vth des Auswahltransistors 115 angehoben werden, indem ein Material mit einer größeren Austrittsarbeit verwendet wird, um die Gateelektrode 115A zu bilden. Auf diese Weise ist eine Verbesserung der Aus-Charakteristik des Auswahltransistors 115 erzielbar. Mit anderen Worten kann eine Verschlechterung der Bildqualität eines aufgenommenen Bildes reduziert werden (typischerweise kann eine Verbesserung der Bildqualität erzielt werden).
  • Außerdem kann zum Beispiel die Vth des Auswahltransistors 115 abgesenkt werden, indem ein Material mit einer geringeren Austrittsarbeit verwendet wird, um die Gateelektrode 115A zu bilden. Auf diese Weise ist eine Verbesserung des Modulationsgrads und des gesättigten Ladungsvolumens des Auswahltransistors 115 erzielbar. Mit anderen Worten kann eine Verschlechterung der Bildqualität eines aufgenommenen Bildes reduziert werden (typischerweise kann eine Verbesserung der Bildqualität erzielt werden).
  • Ähnlich ist die Schwellenspannung Vth des Verstärkungstransistors 114 entsprechend dem Material der Gateelektrode 114A steuerbar. Dementsprechend kann eine Verschlechterung der Bildqualität eines aufgenommenen Bildes reduziert werden (kann typischerweise eine Verbesserung der Bildqualität erzielt werden) .
  • Beispielsweise können die Gateelektroden des Auswahltransistors 115 und des Verstärkungstransistors 114 Materialien mit voneinander unterschiedlichen Austrittsarbeiten enthalten. Ein Teil A von 13 ist eine Draufsicht, die ein Hauptkonfigurationsbeispiel des Verstärkungstransistors 114 und des Auswahltransistors 115 in diesem Fall darstellt. In einem Fall des im Teil A von 13 dargestellten Beispiels wird die Gateelektrode 311 des Verstärkungstransistors 114 von einem Halbleiter vom N-Typ gebildet und hat einen niedrigen Wert der Schwellenspannung Vth. Indes wird die Gateelektrode 312 des Auswahltransistors 115 von einem Halbleiter vom P-Typ gebildet und hat einen hohen Wert der Schwellenspannung Vth.
  • Ein Teil B von 13 stellt ein Beispiel eines Querschnittsdiagramm dar, das entlang einer strichpunktierten Linie X-X' in der im Teil A von 13 dargestellten Konfiguration genommen wurde. Darüber hinaus stellt ein Teil A von 14 ein Beispiel eines Querschnittsdiagramms dar, das entlang einer strichpunktierten Linie Y-Y' in der im Teil A von 13 dargestellten Konfiguration genommen wurde. Überdies stellt ein Teil B von 14 ein Beispiel eines Querschnittsdiagramms dar, das entlang einer strichpunktierten Linie Z-Z' in der im Teil A von 13 dargestellten Konfiguration genommen wurde.
  • Wie in diesen Figuren dargestellt ist, sind in dem hierin dargestellten Fall nur die Gateelektrode 114A und die Gateelektrode 115A auf dem Siliziumkanal 121A des Verstärkungstransistors 114 und des Auswahltransistors 115 auf solch eine Weise ausgebildet, dass sie den Siliziumkanal 121A bedecken. In diesem Fall ist kein Dotierstoff injiziert. Dementsprechend wird das Ioneninjektionsgebiet 131 durch Ausheilen oder dergleichen nicht diffundiert bzw. verbreitert. Infolgedessen kann der Abstand zwischen dem Verstärkungstransistor 114 und dem Auswahltransistor kürzer als jener Abstand in der zweiten Ausführungsform gemacht werden. Auf diese Weise kann eine Zunahme der Größe der Pixeleinheit reduziert werden (typischerweise kann eine Miniaturisierung der Pixeleinheit weiter erleichtert werden).
  • Wie zum Beispiel in einem Periodensystem der Elemente in 15 präsentiert ist, nimmt beispielsweise die Austrittsarbeit mit Nähe bzw. näher zur rechten Seite des Periodensystems der Elemente zu. Beispielsweise kann jede der Gateelektrode 311 und der Gateelektrode 312 ein Metall enthalten, um ein Metall-Gate zu bilden. Eine grafische Darstellung in 16 ist ein Diagramm, das ein Beispiel von Austrittsarbeiten verschiedener Metallarten präsentiert. Wie in der grafischen Darstellung in 16 präsentiert ist, unterscheiden sich Austrittsarbeiten verschiedener Metallarten für jede Art.
  • Dementsprechend sind die Austrittsarbeiten der Gateelektrode 311 und der Gateelektrode 312 entsprechend einer Auswahl eines für die Gateelektrode 311 und die Gateelektrode 312 übernommenen Metalls steuerbar. Beispielsweise enthält die Gateelektrode 312 des Auswahltransistors 115 ein Material wie etwa Wolfram (W), Ruthenium (Ru) oder Rhodium (Rh), während die Gateelektrode 311 des Verstärkungstransistors 114 einen Halbleiter vom N-Typ enthält. In diesem Fall kann die Schwellenspannung Vth des Auswahltransistors 115 höher als die Schwellenspannung Vth des Verstärkungstransistors 114 eingestellt werden.
  • Selbstverständlich sind die Materialien der Gateelektrode 311 und der Gateelektrode 312 gegeneinander austauschbar. Indem man diese Materialien des oben beschriebenen Beispiels umgekehrt nutzt, kann in Bezug auf die Beziehung des oben beschriebenen Beispiels eine umgekehrte Beziehung der Schwellenspannung Vth zwischen dem Verstärkungstransistor 114 und dem Auswahltransistor 115 eingerichtet werden.
  • Außerdem kann jede der Gateelektrode 311 und der Gateelektrode 312 von einer Verbindung aus Metall und Silizium (Silizids) gebildet werden. 17 stellt Beispiele von Austrittsarbeiten eines Silizids dar. Ähnlich dem Fall eines Metalls kann jede der Schwellenspannungen Vth des Verstärkungstransistors 114 und des Auswahltransistors 115 durch Verwenden eines Silizids mit einer größeren Austrittsarbeit in verschiedenen Arten eines Silizids, die in 17 dargestellt sind, noch höher eingestellt werden. Außerdem kann jede der Schwellenspannungen Vth des Verstärkungstransistors 114 und des Auswahltransistors 115 durch Verwenden eines Silizids mit einer geringeren Austrittsarbeit noch niedriger eingestellt werden.
  • <Anwendungsbeispiele>
  • <Konfigurationsanwendung>
  • Nachfolgend werden Anwendungsbeispiele der oben beschriebenen vorliegenden Technologie beschrieben. Statt des Konfigurationsbeispiels der in 1 dargestellten Pixeleinheit kann ein Bildgebungselement 400 übernommen werden, das in 18 dargestellt und so konfiguriert ist, dass die jeweiligen Positionen der Übertragungstransistoren 112 bis zum Auswahltransistor 115 in der vertikalen Richtung in der Figur (Positionen in einer Spaltenrichtung in einem Pixel-Array, d. h. Reihe) in einem Pixel identisch mit jenen Positionen eines Pixels sein können, das nächst dem vorhergehenden Pixel in der horizontalen Richtung (Reihenrichtung) in der Figur im Pixel-Array angeordnet ist. 18 stellt ein Konfigurationsbeispiel von zwei Pixeleinheiten (Pixeleinheiten 411 und 412) dar, die in der Reihenrichtung des Pixel-Array einander benachbart sind. Wie durch gestrichelte Linien in 18 angegeben ist, sind der Verstärkungstransistor 114 und der Auswahltransistor 115 der Pixeleinheit 411 und der Verstärkungstransistor 114 und der Auswahltransistor 115 der Pixeleinheit 412 in einer identischen Reihe (einer identischen Position in der vertikalen Richtung in der Figur) angeordnet. Man beachte, dass ein Elementtrenngebiet oder dergleichen zum Trennen der Pixeleinheiten von anderen Pixeleinheiten beispielsweise in einem weißen Gebiet zwischen den Pixeleinheiten in der Figur ausgebildet sein kann. Beispielsweise wird das Elementtrenngebiet von einem Isolierungsfilm wie etwa LOCOS und STI gebildet. Im Fall eines elektronischen Auslesens kann das Elementtrenngebiet auch von einem Gebiet vom p-Typ gebildet werden.
  • Wie in dem in 18 dargestellten Beispiel können außerdem der Übertragungstransistor 112 und der Rücksetztransistor 113 in Reihen (Positionen in der vertikalen Richtung in der Figur) angeordnet sein, die von der Reihe verschieden sind, in der der Verstärkungstransistor 114 und der Auswahltransistor 115 angeordnet sind.
  • Auf diese Weise ist eine Vereinfachung des Layouts von Steuerleitungen und dergleichen erzielbar. Dementsprechend kann eine Zunahme der Dimension des Pixel-Arrays einfacher reduziert werden (typischerweise kann das Pixel-Array weiter miniaturisiert werden), indem die vorliegende Technologie auf dieses Layout angewendet wird.
  • Obwohl die einzelne Fotodiode 111 in dem Beispiel vorgesehen ist, das in 1 und 8 dargestellt ist, die als das Konfigurationsbeispiel der Pixeleinheit präsentiert wurden, kann eine Vielzahl der Fotodioden 111 vorgesehen werden, um eine Pixeleinheit zu bilden. Konkret kann eine sogenannte Pixel-Sharing-Struktur übernommen werden, um dem Verstärkungstransistor 114 und dem Auswahltransistor 115 zu ermöglichen, eine Ladung der Vielzahl von Fotodioden 111 zu verstärken oder eine Ausgabe der Ladung an die Signalleitungen zu steuern.
  • Obgleich das Beispiel des von einem FinFET gebildeten Multigate-Transistors präsentiert wurde, um die vorliegende Technologie zu beschreiben, kann überdies jeder des Verstärkungstransistors 114 und des Auswahltransistors 115 ein anderer Multigate-Transistor als ein FinFET, wie etwa ein Tri-Gate-Transistor oder ein Allround-Gate-FET, sein.
  • <Anwendung für eine Bildgebungsvorrichtung>
  • Man beachte, dass die vorliegende Technologie auch für andere als das Bildgebungselement verwendet werden kann. Beispielsweise kann die vorliegende Technologie für eine Vorrichtung, die das Bildgebungselement enthält, (ein elektronisches Gerät oder dergleichen) wie etwa eine Bildgebungsvorrichtung verwendet werden. 19 ist ein Blockdiagramm, das ein Hauptkonfigurationsbeispiel einer Bildgebungsvorrichtung als elektronisches Gerät darstellt, für das die vorliegende Technologie verwendet wurde. Eine in 19 dargestellte Bildgebungsvorrichtung 600 ist eine Vorrichtung, die ein Bild eines Objekts aufnimmt und das Bild des Objekts als elektrisches Signal ausgibt.
  • Wie in 19 dargestellt ist, enthält die Bildgebungsvorrichtung 600 eine optische Einheit 611, einen CMOS-(Complementary-Metal-Oxide-Semiconductor-) Bildsensor 612, eine Bildverarbeitungseinheit 613, eine Anzeigeeinheit 614, eine Codec-Verarbeitungseinheit 615, eine Speichereinheit 616, eine Ausgabeeinheit 617, eine Kommunikationseinheit 618, eine Steuerungseinheit 621, eine Bedieneinheit 622 und ein Laufwerk 623.
  • Die optische Einheit 611 stellt einen Fokus auf ein Objekt ein und wird von einer Linse zum Sammeln von Licht, das von einer Position im Fokus kommt, einer Blende zum Einstellen einer Belichtung, einem Verschluss zum Steuern des Zeitpunkts einer Abbildung und dergleichen gebildet. Die optische Einheit 611 lässt Licht (einfallendes Licht) vom Objekt durch und führt das Licht zum CMOS-Bildsensor 612.
  • Der CMOS-Bildsensor 612 wandelt einfallendes Licht fotoelektrisch um, erreicht eine A/D-Umwandlung eines Signals jedes Pixels (Pixelsignals), führt eine Signalverarbeitung wie etwa CDS durch und stellt durch die Signalverarbeitung erhaltene Daten des aufgenommenen Bildes der Bildverarbeitungseinheit 613 bereit.
  • Die Bildverarbeitungseinheit 613 führt eine Bildverarbeitung für vom CMOS-Bildsensor 612 erhaltene Daten eines aufgenommenen Bildes durch. Konkreter führt die Bildverarbeitungseinheit 613 verschiedene Arten einer Bildverarbeitung wie etwa eine Korrektur der Farbmischung, eine Schwarzpegel-Korrektur, eine Weißabgleich-Einstellung, eine Demosaic-Verarbeitung, eine Matrixverarbeitung, eine Gammakorrektur und eine YC-Umwandlung für die vom CMOS-Bildsensor 612 bereitgestellten Daten des aufgenommenen Bildes durch. Die Bildverarbeitungseinheit 613 stellt die mittels Bildverarbeitung erhaltenen Daten des aufgenommenen Bildes der Anzeigeeinheit 614 bereit.
  • Die Anzeigeeinheit 614 wird beispielsweise von einer Flüssigkristallanzeige oder dergleichen gebildet und zeigt ein Bild der von der Bildverarbeitungseinheit 613 bereitgestellten Daten des aufgenommenen Bildes (z.B. ein Bild eines Objekts) an.
  • Die Bildverarbeitungseinheit 613 stellt ferner nach Bedarf die mittels Bildverarbeitung erhaltenen Daten des aufgenommenen Bildes der Codec-Verarbeitungseinheit 615 bereit.
  • Die Codec-Verarbeitungseinheit 615 führt einen Codierungsprozess in einer vorbestimmten Form für von der Bildverarbeitungseinheit 613 bereitgestellte Daten des aufgenommenen Bildes durch und stellt die so erhaltenen codierten Daten der Speichereinheit 616 bereit. Darüber hinaus liest die Code-Verarbeitungseinheit 615 in der Speichereinheit 616 aufgezeichnete codierte Daten, decodiert die codierten Daten, um decodierte Bilddaten zu erzeugen, und stellt die decodierten Bilddaten der Bildverarbeitungseinheit 613 bereit.
  • Die Bildverarbeitungseinheit 613 führt eine vorbestimmte Bildverarbeitung für von der Codec-Verarbeitungseinheit 615 bereitgestellte decodierte Bilddaten durch. Die Bildverarbeitungseinheit 613 stellt durch die Bildverarbeitung erhaltene decodierte Bilddaten der Anzeigeeinheit 614 bereit. Beispielsweise wird die Anzeigeeinheit 614 von einer Flüssigkristallanzeige oder dergleichen gebildet und zeigt ein Bild der von der Bildverarbeitungseinheit 613 bereitgestellten decodierten Bilddaten an.
  • Darüber hinaus kann die Codec-Verarbeitungseinheit 615 der Ausgabeeinheit 617 codierte Daten, die erhalten werden, indem von der Bildverarbeitungseinheit 613 bereitgestellte Daten des aufgenommenen Bildes codiert werden, oder codierte Daten von Daten des aufgenommenen Bildes, die von der Speichereinheit 616 gelesen werden, bereitstellen und veranlassen, dass die Ausgabeeinheit 617 die bereitgestellten codierten Daten an die äußere Umgebung der Bildgebungsvorrichtung 600 ausgibt. Darüber hinaus kann die Codec-Verarbeitungseinheit 615 der Ausgabeeinheit 617 Daten des aufgenommenen Bildes vor einer Codierung oder decodierte Bilddaten, die erhalten werden, indem von der Speichereinheit 616 gelesene codierte Daten decodiert werden, bereitstellen und veranlassen, dass die Ausgabeeinheit 617 die bereitgestellten Daten an die äußere Umgebung der Bildgebungsvorrichtung 600 ausgibt.
  • Im Übrigen kann die Codec-Verarbeitungseinheit 615 Daten eines aufgenommenen Bildes, codierte Daten von Daten eines aufgenommenen Bildes oder decodierte Bilddaten über die Kommunikationseinheit 618 zu einer anderen Vorrichtung übertragen. Darüber hinaus kann die Codec-Verarbeitungseinheit 615 Daten eines aufgenommenen Bildes oder codierte Daten von Bilddaten über die Kommunikationseinheit 618 erlangen. Die Codec-Verarbeitungseinheit 615 führt eine Codierung, Decodierung oder dergleichen für Daten eines aufgenommenen Bildes oder codierte Daten von Bilddaten, die über die Kommunikationseinheit 618 erlangt werden, nach Bedarf durch. Die Codec-Verarbeitungseinheit 615 kann erhaltene Bilddaten oder codierte Daten der Bildverarbeitungseinheit 613 bereitstellen, veranlassen, dass die Speichereinheit 616 die Bilddaten oder codierten Daten speichert, oder veranlassen, dass die Ausgabeeinheit 617 und die Kommunikationseinheit 618 die Bilddaten oder codierten Daten wie oben beschrieben ausgibt.
  • Die Speichereinheit 616 speichert codierte Daten oder dergleichen, die von der Codec-Verarbeitungseinheit 615 bereitgestellt werden. Die in der Speichereinheit 616 gespeicherten codierten Daten werden nach Bedarf von der Codec-Verarbeitungseinheit 615 gelesen und decodiert. Die durch den Decodierprozess erhaltenen Daten eines aufgenommenen Bildes werden der Anzeigeeinheit 614 bereitgestellt, und ein den Daten eines aufgenommenen Bildes entsprechende aufgenommenes Bild wird angezeigt.
  • Die Ausgabeeinheit 617 hat eine externe Ausgangsschnittstelle wie etwa einen externen Ausgangsanschluss und gibt verschiedene Arten von Daten, die über die Codec-Verarbeitungseinheit 615 bereitgestellt werden, über die externe Ausgangsschnittstelle an die äußere Umgebung der Bildgebungsvorrichtung 600 aus.
  • Die Kommunikationseinheit 618 stellt verschiedene Arten von Informationen wie etwa Bilddaten und codierte Daten, die von der Codec-Verarbeitungseinheit 615 bereitgestellt werden, einer anderen Vorrichtung bereit, die ein Kommunikationspartner einer vorbestimmten Kommunikation (drahtgebundenen Kommunikation oder drahtlosen Kommunikation) ist. Außerdem erfasst die Kommunikationseinheit 618 verschiedene Arten von Informationen wie etwa Bilddaten und codierte Daten von einer anderen Vorrichtung, die ein Kommunikationspartner einer vorbestimmten Kommunikation (drahtgebundenen Kommunikation oder drahtlosen Kommunikation) ist, und stellt die erfassten Informationen der Codec-Verarbeitungseinheit 615 bereit.
  • Die Steuerungseinheit 621 weist eine vorbestimmte digitale Schaltung und dergleichen auf und führt eine Verarbeitung durch, die mit einer Steuerung von Operationen jeweiliger Verarbeitungseinheiten (jeweiliger Verarbeitungseinheiten, die innerhalb einer gestrichelten Linie 620 dargestellt sind, einer Bedieneinheit 622 und eines Laufwerks 623) der Bildgebungsvorrichtung 600 verbunden ist. Man beachte, dass die Steuerungseinheit 621 beispielsweise eine CPU, einen ROM, einen RAM und dergleichen aufweisen kann und die CPU veranlassen kann, verschiedene Arten einer Verarbeitung, die mit der vorhergehenden Steuerung verbunden sind, durch Ausführen von Programmen und Daten, die von dem ROM und dergleichen in den RAM geladen werden, durchzuführen.
  • Die Bedieneinheit 622, die beispielsweise von einer beliebigen Eingabevorrichtung wie etwa einer Jog-Dial (Warenzeichen) bzw. eine Jog-Wählscheibe, Tasten, Knöpfen und einem Touchpanel gebildet wird, empfängt eine Bedieneingabe von einem Nutzer oder dergleichen und stellt der Steuerungseinheit 621 ein der Bedieneingabe entsprechendes Signal bereit.
  • Das Laufwerk 623 liest Informationen, die in einem am Laufwerk 623 selbst angeschlossenen Wechselmedium 624 wie etwa einer Magnetplatte, einer optischen Platte, einer magnetooptischen Platte und einem Halbleiterspeicher gespeichert sind. Das Laufwerk 623 liest verschiedene Arten von Informationen wie etwa Programme und Daten vom Wechselmedium 624 und stellt die gelesenen Informationen der Steuerungseinheit 621 bereit. Außerdem veranlasst, falls das Wechselmedium 624 vom beschreibbaren Typ am Laufwerk 623 angeschlossen ist, das Laufwerk 623, dass das Wechselmedium 624 verschiedene Arten von Informationen wie etwa Bilddaten und codierte Daten, die über die Steuerungseinheit 621 bereitgestellt werden, speichert.
  • Die in jeder der Ausführungsformen beschriebene vorliegende Technologie wird für den CMOS-Bildsensor 612 der Bildgebungsvorrichtung 600 verwendet, die wie oben beschrieben konfiguriert ist. Konkret wird das Bildgebungselement 100 oder das Bildgebungselement 400, die oben beschrieben wurden, als der CMOS-Bildsensor 612 verwendet. In diesem Fall kann der CMOS-Bildsensor 612 eine Verschlechterung der Bildqualität eines aufgenommenen Bildes reduzieren. Dementsprechend kann die Bildgebungsvorrichtung 600 ein aufgenommenes Bild höherer Qualität durch Abbilden eines Objekts erhalten.
  • <Anwendung für eine Software>
  • Eine Reihe von oben beschriebenen Prozessen kann entweder mittels Hardware oder mittels Software ausgeführt werden. Falls die Reihe von Prozessen mittels Software ausgeführt wird, ist ein die Software bildendes Programm in einem Computer installiert. Beispiele des Computers hierin umfassen einen Computer, der in einer dedizierten Hardware eingebaut ist, und einen Computer, der verschiedene Funktionen unter verschiedenen Programmen ausführen kann, die in dem Computer wie etwa einem Allzweck-Personal Computer installiert sind.
  • 20 ist ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel einer Hardware eines Computers darstellt, der die Reihe oben beschriebener Prozesse unter einem Programm ausführt.
  • Ein in 20 dargestellter Computer 900 enthält eine CPU (zentrale Verarbeitungseinheit) 901, einen ROM (Nurlesespeicher) 902 und einen RAM (Direktzugriffsspeicher) 903, die über einen Bus 904 miteinander verbunden sind.
  • Eine Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle 910 ist ferner mit dem Bus 904 verbunden. Eine Eingabeeinheit 911, eine Ausgabeeinheit 912, eine Speichereinheit 913, eine Kommunikationseinheit 914 und ein Laufwerk 915 sind mit der Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle 910 verbunden.
  • Beispielsweise wird die Eingabeeinheit 911 von einer Tastatur, einer Maus, einem Mikrofon, einem Touchpanel, einem Eingangsanschluss und anderen gebildet. Die Ausgabeeinheit 912 wird beispielsweise von einer Anzeige, einem Lautsprecher, einem Ausgangsanschluss und anderen gebildet. Die Speichereinheit 913 wird zum Beispiel von einer Festplatte, einer RAM-Platte, einem nicht-flüchtigen Speicher und anderen gebildet. Beispielsweise wird die Kommunikationseinheit 914 von einer Netzwerk-Schnittstelle und anderen gebildet. Das Laufwerk 915 steuert ein Wechselmedium 921 wie etwa eine Magnetplatte, eine optische Platte, eine magnetooptische Platte und einen Halbleiterspeicher an.
  • Gemäß dem wie oben beschrieben konfigurierten Computer lädt beispielsweise die CPU 901 ein in der Speichereinheit 913 gespeichertes Programm über die Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle 910 und den Bus 904 in den RAM 903 und führt das geladene Programm aus, um die Reihe oben beschriebener Prozesse durchzuführen. Daten und dergleichen, die erforderlich sind, wenn die CPU 901 verschiedene Prozesse ausführt, werden ebenfalls nach Bedarf in den RAM 903 gespeichert.
  • Das vom Computer (CPU 901) ausgeführte Programm kann beispielsweise im Wechselmedium 921 als Paketmedium oder dergleichen aufgezeichnet und in dieser Form bereitgestellt werden. In diesem Fall kann das Programm über die Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle 910 von dem am Laufwerk 915 angeschlossenen Wechselmedium 921 in die Speichereinheit 913 installiert werden.
  • Darüber hinaus kann das Programm über ein drahtgebundenes oder drahtloses Übertragungsmedium wie etwa ein lokales Netzwerk, das Internet und eine digitale Satellitenübertragung bereitgestellt werden. In diesem Fall kann das Programm von der Kommunikationseinheit 914 empfangen und in die Speichereinheit 913 installiert werden.
  • Darüber hinaus kann das Programm vorher in dem ROM 902 oder der Speichereinheit 913 installiert werden.
  • <Beispielhafte Anwendung für einen beweglichen Körper>
  • Die Technologie (vorliegende Technologie) gemäß der vorliegenden Offenbarung kann für verschiedene Produkte verwendet werden. Beispielsweise kann die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung als eine Vorrichtung implementiert werden, die einer beliebigen Art von beweglichem Körper wie etwa einem Motorfahrzeug, einem Elektrofahrzeug, einem Hybrid-Elektrofahrzeug, einem Motorrad, einem Fahrrad, einer Vorrichtung für persönliche Mobilität, einem Flugzeug, einer Drohne, einem Schiff, einem Roboter oder einem beliebigen anderen Körper montiert werden soll.
  • 21 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer schematischen Konfiguration eines Fahrzeugsteuerungssystems als ein Beispiel eines Systems zur Steuerung beweglicher Körper veranschaulicht, für das die Technologie gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung verwendet werden kann.
  • Das Fahrzeugsteuerungssystem 12000 umfasst eine Vielzahl elektronischer Steuereinheiten, die über ein Kommunikationsnetzwerk 12001 miteinander verbunden sind. In dem in 21 dargestellten Beispiel umfasst das Fahrzeugsteuerungssystem 12000 eine Antriebssystem-Steuerungseinheit 12010, eine Karosseriesystem-Steuerungseinheit 12020, eine Einheit 12030 zur Detektion von Information von außerhalb des Fahrzeugs, eine Einheit 12040 zur Detektion von Information von innerhalb des Fahrzeugs und eine integrierte Steuereinheit 12050. Außerdem sind als eine funktionale Konfiguration der integrierten Steuereinheit 12050 ein Mikrocomputer 12051, eine Ton/Bild-Ausgabesektion 12052 und eine Schnittstelle (I/F) 12053 des im Fahrzeug montierten Netzwerks veranschaulicht.
  • Die Antriebssystem-Steuerungseinheit 12010 steuert gemäß verschiedenen Arten von Programmen die Operation von Vorrichtungen in Bezug auf das Antriebssystem des Fahrzeugs. Beispielsweise dient die Antriebssystem-Steuerungseinheit 12010 als Steuerungsvorrichtung für eine Antriebskraft-Erzeugungsvorrichtung zum Erzeugen einer Antriebskraft des Fahrzeugs wie etwa einen Verbrennungsmotor, einen Antriebsmotor oder dergleichen, einen Antriebskraft-Übertragungsmechanismus, um die Antriebskraft auf Räder zu übertragen, einen Lenkmechanismus, um den Lenkwinkel des Fahrzeugs einzustellen, eine Bremsvorrichtung, um die Bremskraft des Fahrzeugs zu erzeugen, und dergleichen.
  • Die Karosseriesystem-Steuerungseinheit 12020 steuert die Operation verschiedener Arten von Vorrichtungen, die an einer Fahrzeugkarosserie vorgesehen sind, gemäß verschiedenen Arten von Programmen. Beispielsweise dient die Karosseriesystem-Steuerungseinheit 12020 als Steuerungsvorrichtung für ein schlüsselloses Zugangssystem, ein System für intelligente Schlüssel, eine automatische Fenstervorrichtung oder verschiedene Arten von Leuchten wie etwa einen Frontscheinwerfer, einen Heckscheinwerfer, eine Bremsleuchte, ein Fahrtrichtungssignal, eine Nebelleuchte oder dergleichen. In diesem Fall können Funkwellen, die von einer mobilen Vorrichtung als Alternative zu einem Schlüssel gesendet werden, oder Signale verschiedener Arten von Schaltern in die Karosseriesystem-Steuerungseinheit 12020 eingespeist werden. Die Karosseriesystem-Steuerungseinheit 12020 empfängt diese eingespeisten Funkwellen oder Signale und steuert eine Türverriegelungsvorrichtung, die automatische Fenstervorrichtung, die Leuchten oder dergleichen des Fahrzeugs.
  • Die Einheit 12030 zur Detektion von Information von außerhalb des Fahrzeugs detektiert Information über die äußere Umgebung des das Fahrzeugsteuerungssystem 12000 enthaltenden Fahrzeugs. Beispielsweise ist die Einheit 12030 zur Detektion von Information von außerhalb des Fahrzeugs mit einer Bildgebungssektion 12031 verbunden. Die Einheit 12030 zur Detektion von Information von außerhalb des Fahrzeugs veranlasst die Bildgebungssektion 12031, ein Bild der äußeren Umgebung des Fahrzeugs aufzunehmen, und empfängt das aufgenommene Bild. Die Einheit 12030 zur Detektion von Information von außerhalb des Fahrzeugs kann auf der Basis des empfangenen Bildes eine Verarbeitung zum Detektieren eines Objekts wie etwa einer Person, eines Wagens, eines Hindernisses, eines Verkehrsschilds, eines Zeichens auf einer Straßenoberfläche oder dergleichen oder eine Verarbeitung zum Detektieren eines Abstands dazu ausführen.
  • Die Bildgebungssektion 12031 ist ein optischer Sensor, der Licht empfängt und der entsprechend einer empfangenen Lichtmenge des Lichts ein elektrisches Signal abgibt. Die Bildgebungssektion 12031 kann auch das elektrische Signal als Bild ausgeben oder kann das elektrische Signal als Information über einen gemessenen Abstand abgeben. Außerdem kann das von der Bildgebungssektion 12031 empfangene Licht sichtbares Licht sein oder kann unsichtbares Licht wie etwa Infrarotstrahlen oder dergleichen sein.
  • Die Einheit 12040 zur Detektion von Information von innerhalb des Fahrzeugs detektiert Information über das Innere bzw. aus dem Inneren des Fahrzeugs. Die Einheit 12040 zur Detektion von Information von innerhalb des Fahrzeugs ist zum Beispiel mit einer Sektion 12041 zur Detektion eines Fahrerzustands verbunden, die den Zustand eines Fahrers detektiert. Die Sektion 12041 zur Detektion eines Fahrerzustands umfasst zum Beispiel eine Kamera, die den Fahrer aufnimmt. Die Einheit 12040 zur Detektion von Information von innerhalb des Fahrzeugs kann auf der Basis einer von der Sektion 12041 zur Detektion eines Fahrerzustands eingegebenen Detektionsinformation einen Ermüdungsgrad des Fahrers oder einen Konzentrationsgrad des Fahrers berechnen oder kann bestimmen, ob der Fahrer eindöst.
  • Der Mikrocomputer 12051 kann einen Steuerungszielwert für die Antriebskraft-Erzeugungsvorrichtung, den Lenkmechanismus oder die Bremsvorrichtung auf der Basis der Information über das Innere oder die äußere Umgebung des Fahrzeugs berechnen, welche Information durch die Einheit 12030 zur Detektion von Information von außerhalb des Fahrzeugs oder die Einheit 12040 zur Detektion von Information von innerhalb des Fahrzeugs erhalten wird, und kann einen Steuerungsbefehl an die Antriebssystem-Steuerungseinheit 12010 ausgeben. Beispielsweise kann der Mikrocomputer 12051 eine kooperative Steuerung durchführen, die dazu gedacht ist, Funktionen eines fortgeschrittenen Fahrerassistenzsystems (ADAS) zu realisieren, dessen Funktionen eine Vermeidung einer Kollision oder Aufprallabschwächung für das Fahrzeug, eine Nachfolgefahrt basierend auf einem Folgeabstand, eine Fahrt bei konstanter Geschwindigkeit, eine Warnung vor einer Kollision des Fahrzeugs, eine Warnung vor einer Spurabweichung des Fahrzeugs oder dergleichen einschließen.
  • Außerdem kann der Mikrocomputer 12051 eine kooperative Steuerung ausführen, die für automatisches Fahren gedacht ist, die das Fahrzeug, ohne von einem Eingriff des Fahrers oder dergleichen abhängig zu sein, autonom fahren lässt, indem die Antriebskraft-Erzeugungsvorrichtung, der Lenkmechanismus, die Bremsvorrichtung oder dergleichen auf der Basis der Information über die äußere Umgebung oder das Innere des Fahrzeugs gesteuert werden, welche Information durch die Einheit 12030 zur Detektion von Information von außerhalb des Fahrzeugs oder die Einheit 12040 zur Detektion von Information von innerhalb des Fahrzeugs erhalten wird.
  • Der Mikrocomputer 12051 kann außerdem einen Steuerungsbefehl an die Karosseriesystem-Steuerungseinheit 12020 auf der Basis der Information über die äußere Umgebung des Fahrzeugs ausgeben, welche Information durch die Einheit 12030 zur Detektion von Information von außerhalb des Fahrzeugs erhalten wird. Beispielsweise kann der Mikrocomputer 12051 eine kooperative Steuerung ausführen, die dazu gedacht ist, eine Blendung zu verhindern, indem die Frontleuchte gemäß der Position eines vorausfahrenden Fahrzeugs oder eines entgegenkommenden Fahrzeugs, das durch die Einheit 12030 zur Detektion von Information von außerhalb des Fahrzeugs detektiert wird, gesteuert wird, um von Fernlicht auf Abblendlicht umzuschalten.
  • Die Ton/Bild-Ausgabesektion 12052 überträgt ein Ausgangssignal eines Tons und/oder eines Bildes an eine Ausgabevorrichtung, die eine Information einem Insassen des Fahrzeugs oder der äußeren Umgebung des Fahrzeugs optisch oder akustisch übermitteln kann. Im Beispiel von 21 sind als die Ausgabevorrichtung ein Lautsprecher 12061, eine Anzeigesektion 12062 und ein Armaturenbrett 12063 angegeben. Die Anzeigesektion 12062 kann beispielsweise eine bordeigene Anzeige und/oder ein Head-Up-Display umfassen.
  • 22 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Installationsposition der Bildgebungssektion 12031 veranschaulicht.
  • In 22 umfasst die Bildgebungssektion 12031 Bildgebungssektionen 12101, 12102, 12103, 12104 und 12105.
  • Die Bildgebungssektionen 12101, 12102, 12103, 12104 und 12105 sind beispielsweise an Positionen an einer Frontpartie, von Seitenspiegeln, einer hinteren Stoßstange und einer Hecktür, des Fahrzeugs 12100 sowie einer Position an einem oberen Teil einer Windschutzscheibe im Inneren des Fahrzeugs angeordnet. Die an der Frontpartie vorgesehene Bildgebungssektion 12101 und die am oberen Teil der Windschutzscheibe im Inneren des Fahrzeugs vorgesehene Bildgebungssektion 12105 erhalten vorwiegend ein Bild von vor dem Fahrzeug 12100. Die an den Seitenspiegeln vorgesehenen Bildgebungssektionen 12102 und 12103 erhalten vorwiegend ein Bild von den Seiten des Fahrzeugs 12100. Die an der hinteren Stoßstange oder der Hecktür vorgesehene Bildgebungssektion 12104 erhält vorwiegend ein Bild von hinter dem Fahrzeug 12100. Das Bild der Vorderseite, das von den Bildgebungssektionen 12101 und 12105 erhalten wird, wird vorwiegend genutzt, um ein vorausfahrendes Fahrzeug, einen Fußgänger, ein Hindernis, eine Verkehrsampel, ein Verkehrszeichen, eine Fahrspur oder dergleichen zu detektieren.
  • Im Übrigen stellt 22 ein Beispiel von Fotografierbereichen der Bildgebungssektionen 12101 bis 12104 dar. Ein Abbildungsbereich 12111 repräsentiert den Abbildungsbereich der an der Frontpartie vorgesehenen Bildgebungssektion 12101. Abbildungsbereiche 12112 und 12113 repräsentieren die Abbildungsbereiche der an den Seitenspiegeln vorgesehenen Bildgebungssektionen 12102 bzw. 12103. Ein Abbildungsbereich 12114 repräsentiert den Abbildungsbereich der an der hinteren Stoßstange oder der Hecktür vorgesehenen Bildgebungssektion 12104. Beispielsweise wird ein Bild aus der Vogelperspektive des Fahrzeugs 12100, wie es von oben gesehen wird, erhalten, indem beispielsweise durch die Bildgebungssektionen 12101 bis 12104 abgebildete Bilddaten aufeinander gelegt werden.
  • Zumindest eine der Bildgebungssektionen 12101 bis 12104 kann eine Funktion zum Erhalten einer Abstandsinformation aufweisen. Beispielsweise kann zumindest eine der Bildgebungssektionen 12101 bis 12104 eine Stereokamera sein, die aus einer Vielzahl von Bildgebungselementen aufgebaut ist, oder kann ein Bildgebungselement sein, das Pixel für eine Detektion von Phasendifferenzen enthält.
  • Der Mikrocomputer 12051 kann beispielsweise einen Abstand zu jedem dreidimensionalen Objekt innerhalb der Abbildungsbereiche 12111 bis 12114 und eine zeitliche Änderung des Abstands (Relativgeschwindigkeit in Bezug auf das Fahrzeug 12100) auf der Basis der von den Bildgebungssektionen 12101 bis 12104 erhaltenen Abstandsinformation bestimmen und dadurch insbesondere als ein vorausfahrendes Fahrzeug ein nächstgelegenes dreidimensionales Objekt extrahieren, das sich auf einem Fahrweg des Fahrzeugs 12100 befindet und das mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit (zum Beispiel gleich 0 km/h oder höher) in im Wesentlichen der gleichen Richtung wie das Fahrzeug 12100 fährt. Ferner kann der Mikrocomputer 12051 einen beizubehaltenden Folgeabstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug vorher festlegen und eine automatische Bremssteuerung (einschließlich einer Nachfolge-Stopp-Steuerung), eine automatische Beschleunigungssteuerung (einschließlich einer Nachfolge-Start-Steuerung) oder dergleichen durchführen. Folglich ist es möglich, eine kooperative Steuerung auszuführen, die für automatisches Fahren gedacht ist, was das Fahrzeug, ohne vom Eingriff des Fahrers oder dergleichen abhängig zu sein, autonom fahren lässt.
  • Der Mikrocomputer 12051 kann zum Beispiel dreidimensionale Objektdaten über dreidimensionale Objekte in dreidimensionale Objektdaten eines zweirädrigen Fahrzeugs, eines Fahrzeugs üblicher Größe, eines großen Fahrzeugs, eines Fußgängers, eines Telefonmasten und andere dreidimensionale Objekte auf der Basis der Abstandsinformation klassifizieren, die von den Bildgebungssektionen 12101 bis 12104 erhalten werden, die klassifizierten dreidimensionalen Objektdaten extrahieren und die extrahierten dreidimensionalen Objekten zum automatischen Ausweichen eines Hindernisses nutzen. Beispielsweise identifiziert der Mikrocomputer 12051 Hindernisse um das Fahrzeug 12100 als Hindernisse, die der Fahrer des Fahrzeugs 12100 optisch erkennen kann, und Hindernisse, die für den Fahrer des Fahrzeugs 12100 optisch schwer zu erkennen sind. Der Mikrocomputer 12051 bestimmt dann ein Kollisionsrisiko, das ein Risiko einer Kollision mit jedem Hindernis angibt. In einer Situation, in der das Kollisionsrisiko gleich einem eingestellten Wert oder höher ist und somit eine Möglichkeit einer Kollision besteht, gibt der Mikrocomputer 12051 über den Lautsprecher 12061 oder die Anzeigesektion 12062 eine Warnung an den Fahrer aus und führt über die Antriebssystem-Steuerungseinheit 12010 eine erzwungene Abbremsung oder Ausweichlenkbewegung durch. Der Mikrocomputer 12051 kann dadurch beim Fahren unterstützen, um eine Kollision zu vermeiden.
  • Zumindest eine der Bildgebungssektionen 12101 bis 12104 kann eine Infrarotkamera sein, die Infrarotstrahlen detektiert. Beispielsweise kann der Mikrocomputer 12051 einen Fußgänger erkennen, indem bestimmt wird, ob sich in aufgenommenen Bildern der Bildgebungssektionen 12101 bis 12104 ein Fußgänger befindet oder nicht. Eine solche Erkennung eines Fußgängers wird beispielsweise mittels einer Prozedur zum Extrahieren charakteristischer Punkte in den aufgenommenen Bildern der Bildgebungssektionen 12101 bis 12104 als Infrarotkameras und einer Prozedur, um zu bestimmen, ob es der Fußgänger ist oder nicht, indem eine Verarbeitung zum Musterabgleich an einer Reihe charakteristischer Punkte durchgeführt wird, die die Kontur des Objekts angeben. Wenn der Mikrocomputer 12051 bestimmt, dass es in den aufgenommenen Bildern der Bildgebungssektionen 12101 bis 12104 einen Fußgänger gibt, und somit den Fußgänger erkennt, steuert die Ton/Bild-Ausgabesektion 12052 die Anzeigesektion 12062, so dass eine viereckige Konturlinie zur Hervorhebung so angezeigt wird, dass sie dem erkannten Fußgänger überlagert wird. Die Ton/Bild-Ausgabesektion 12052 kann auch die Anzeigesektion 12062 so steuern, dass ein Symbol oder dergleichen, das den Fußgänger repräsentiert, an einer gewünschten Position angezeigt wird.
  • Ein Beispiel des Fahrzeugsteuerungssystems, für das die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung verwendet werden kann, wurde oben beschrieben. Die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung ist für die Bildgebungssektion 12031 in der oben beschriebenen Konfiguration verwendbar. Beispielsweise sind sowohl das Bildgebungselement 100 in 1, das Bildgebungselement 400 in 18 als auch die Bildgebungsvorrichtung 600 in 19 für die Bildgebungssektion 12031 verwendbar. Auf diese Weise kann eine Verschlechterung der Bildqualität eines aufgenommenen Bildes durch Verwenden der Technologie der vorliegenden Offenbarung für die Bildgebungssektion 12031 reduziert werden. Dementsprechend sind auf der Basis des aufgenommenen Bildes eine genauere (geeignetere) Steuerung eines beweglichen Körpers und Antriebsunterstützung erzielbar.
  • <Ergänzende Anmerkungen>
  • <Anwendungsziele der vorliegenden Technologie>
  • Die vorliegende Technologie kann in der Form beliebiger Konfigurationen realisiert werden, die auf beliebigen Vorrichtungen oder Systeme bildenden Vorrichtungen (d.h. Konfigurationen eines Teils von Vorrichtungen) wie etwa einem Prozessor (z.B. Video-Prozessor), der ein System LSI (Large Scale Integration) oder dergleichen bildet, einem Modul (z.B. Video-Modul), das eine Vielzahl von Prozessoren oder dergleichen nutzt, einer Einheit (z.B. Video-Einheit), die eine Vielzahl von Modulen oder dergleichen nutzt, einem Set (z.B. Video-Set) als eine Einheit, der andere Funktionen hinzugefügt sind, montiert werden.
  • Außerdem ist die vorliegende Technologie auch für ein von einer Vielzahl von Vorrichtungen gebildetes Netzwerksystem verwendbar. Beispielsweise ist die vorliegende Technologie auch für einen Cloud-Dienst verwendbar, der mit Bildern (Bewegtbildern) verbundene Dienste für beliebige Endgeräte wie etwa einen Computer, eine AV- (audiovisuelle) Vorrichtung, ein tragbares Endgerät zur Informationsverarbeitung und eine IoT-(Internet-of-Things-) Vorrichtung bereitstellt.
  • <Sonstiges>
  • Man beachte, dass Ausführungsformen der vorliegenden Technologie nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt sind, sondern auf verschiedene Weisen modifiziert werden können, ohne vom Gegenstand der vorliegenden Technologie abzuweichen.
  • Außerdem kann beispielsweise eine als eine Vorrichtung (oder Verarbeitungseinheit) erläuterte Konfiguration in Teile unterteilt werden, die eine Vielzahl von Vorrichtungen (oder Verarbeitungseinheiten) bilden. Umgekehrt kann eine oben als Vielzahl von Vorrichtungen (oder Verarbeitungseinheiten) erläuterte Konfiguration in eine Vorrichtung (oder Verarbeitungseinheit) zusammengefasst werden. Selbstverständlich kann darüber hinaus einer Konfiguration jeder Vorrichtung (oder jeder Verarbeitungseinheit) eine oben nicht beschriebene Konfiguration hinzugefügt werden. Außerdem kann ein Teil einer Konfiguration einer bestimmten Vorrichtung (oder Verarbeitungseinheit) in einer Konfiguration einer anderen Vorrichtung (oder einer anderen Verarbeitungseinheit) enthalten sein, solange Konfigurationen oder Operationen der gesamten Systeme dieser Vorrichtungen im Wesentlichen ähnlich sind.
  • Man beachte, dass sich ein System in der vorliegenden Beschreibung auf einen Satz einer Vielzahl von Bestandteilen (Vorrichtungen, Module (Teile) oder dergleichen) bezieht. Ein Satz von Bestandteilen wird ungeachtet davon, ob all die Bestandteile in einem identischen Gehäuse enthalten sind oder nicht, als System betrachtet. Dementsprechend werden eine Vielzahl von Vorrichtungen, die in unterschiedlichen Gehäusen untergebracht und über ein Netzwerk miteinander verbunden sind, und eine Vorrichtung, die eine Vielzahl von Modulen in einem Gehäuse enthält, beide als ein System betrachtet.
  • Beispielsweise kann außerdem die vorliegende Technologie eine Konfiguration eines Cloud-Computing aufweisen, bei der über ein Netzwerk eine Funktion durch kooperative Operationen einer Vielzahl von Vorrichtungen gemeinsam genutzt und verarbeitet wird.
  • Außerdem kann das oben beschriebene Programm beispielsweise von einer beliebigen Vorrichtung ausgeführt werden. In diesem Fall reicht es aus, falls diese Vorrichtung eine notwendige Funktion (Funktionsblock oder dergleichen) aufweist und notwendige Informationen erhalten kann.
  • Darüber hinaus kann beispielsweise jeder der mit Verweis auf das oben beschriebene Flussdiagramm erläuterten Schritte unter Verwendung einer Vorrichtung ausgeführt oder von einer Vielzahl von Vorrichtungen gemeinsam genutzt und ausgeführt werden. Außerdem kann in einem Fall, in dem eine Vielzahl von Prozessen in einem Schritt enthalten ist, die Vielzahl von in dem einen Schritt enthaltenen Prozessen von einer Vorrichtung ausgeführt werden oder von einer Vielzahl von Vorrichtungen gemeinsam genutzt und ausgeführt werden. Mit anderen Worten kann die Vielzahl von in dem einen Schritt enthaltenen Prozessen als Prozesse in einer Vielzahl von Schritten ausgeführt werden. Umgekehrt kann ein als eine Vielzahl von Schritten in der obigen Beschreibung ausgeführter Prozess zusammengefasst und als ein Schritt ausgeführt werden.
  • Man beachte, dass das vom Computer ausgeführte Programm ein Programm sein kann, in dem Prozesse in Schritten, die das Programm beschreiben, in der in der vorliegenden Beschreibung angegebenen Reihenfolge in einer zeitlichen Abfolge ausgeführt werden, oder ein Programm, in dem diese Prozesse parallel oder individuell zu einem notwendigen Zeitpunkt wie etwa bei einem Aufruf ausgeführt werden. Mit anderen Worten können die Prozesse in den jeweiligen Schritten in einer Reihenfolge ausgeführt werden, die von der oben beschriebenen Reihenfolge verschieden ist, solange kein Widerspruch erzeugt wird. Darüber hinaus können die Prozesse in den das Programm beschreibenden Schritten parallel mit Prozessen eines anderen Programms ausgeführt werden oder können in Kombination mit Prozessen eines anderen Programms ausgeführt werden.
  • Man beachte, dass eine Vielzahl von Elementen der vorliegenden Technologie, die in der vorliegenden Beschreibung beschrieben wurden, unabhängig und einzeln in die Praxis umgesetzt werden können, solange kein Widerspruch erzeugt wird. Selbstverständlich kann jede beliebige Anzahl an Elementen der vorliegenden Technologie in Kombination miteinander in die Praxis umgesetzt werden. Beispielsweise kann ein Teil oder eine Gesamtheit der in irgendeiner der Ausführungsformen beschriebenen vorliegenden Technologie in Kombination mit einem Teil oder einer Gesamtheit der vorliegenden Technologie, die in einer anderen der Ausführungsformen beschrieben wird, in die Praxis umgesetzt werden. Außerdem kann ein Teil oder eine Gesamtheit jedes beliebigen Elements der vorliegenden Technologie, die oben beschrieben wurde, in Kombination mit einer oben nicht beschriebenen anderen Technologie in die Praxis umgesetzt werden.
  • Man beachte, dass die vorliegende Technologie auch die folgenden Konfigurationen annehmen kann.
    • (1) Ein Bildgebungselement, das eine Pixeleinheit enthält, die einen Auswahltransistor und einen Verstärkungstransistor enthält, die jeweils von einem Multigate-Transistor gebildet werden.
    • (2) Das Bildgebungselement gemäß (1), in dem der Multigate-Transistor ein FinFET ist.
    • (3) Das Bildgebungselement gemäß (1) oder (2), worin der Auswahltransistor und der Verstärkungstransistor nebeneinander ausgebildet sind.
    • (4) Das Bildgebungselement gemäß (3), worin ein Intervall zwischen Gates des Auswahltransistors und des Verstärkungstransistors, die einander benachbart sind, 100 nm oder länger ist.
    • (5) Das Bildgebungselement gemäß einem von (1) bis (4), worin Gates des Auswahltransistors und des Verstärkungstransistors auf einem identischen Siliziumkanal ausgebildet sind.
    • (6) Das Bildgebungselement gemäß einem von (1) bis (5), worin in der Pixeleinheit jeder des Auswahltransistors und des Verstärkungstransistors in einer Reihe ausgebildet ist, die von Reihen verschieden ist, in denen ein Übertragungstransistor und ein Rücksetztransistor ausgebildet sind.
    • (7) Das Bildgebungselement gemäß einem von (1) bis (6), worin die Pixeleinheit ein einziges fotoelektrisches Umwandlungselement enthält, der Auswahltransistor eine Ausgabe einer vom fotoelektrischen Umwandlungselement gelesenen Ladung an eine Signalleitung steuert und der Verstärkungstransistor ein Signal verstärkt, falls der Auswahltransistor die Ladung an die Signalleitung als das Signal ausgibt.
    • (8) Das Bildgebungselement gemäß einem von (1) bis (7), worin die Pixeleinheit eine Vielzahl fotoelektrischer Umwandlungselemente enthält, der Auswahltransistor eine Ausgabe einer von irgendeinem der Vielzahl fotoelektrischer Umwandlungselemente gelesenen Ladung an eine Signalleitung steuert und der Verstärkungstransistor ein Signal verstärkt, falls der Auswahltransistor die Ladung an die Signalleitung als das Signal ausgibt.
    • (9) Das Bildgebungselement gemäß einem von (1) bis (8), worin der Auswahltransistor einen Siliziumkanal enthält, in den eine Störstelle injiziert worden ist.
    • (10) Das Bildgebungselement gemäß einem von (1) bis (9), worin der Auswahltransistor einen Siliziumkanal enthält, der einen Halbleiter vom P-Typ enthält, in den ein Ion mit einem geringeren thermischen Diffusionsvermögen als ein thermisches Diffusionsvermögen von Bor injiziert worden ist.
    • (11) Das Bildgebungselement gemäß einem von (1) bis (10), worin der Auswahltransistor einen Siliziumkanal enthält, der einen Halbleiter vom P-Typ enthält, in den Indium injiziert worden ist.
    • (12) Das Bildgebungselement gemäß einem von (1) bis (11), worin der Auswahltransistor einen Siliziumkanal enthält, der einen Halbleiter vom N-Typ enthält, in den ein Ion mit einem geringeren thermischen Diffusionsvermögen als ein thermisches Diffusionsvermögen von Phosphor injiziert worden ist.
    • (13) Das Bildgebungselement gemäß einem von (1) bis (12), worin der Auswahltransistor einen Siliziumkanal enthält, der einen Halbleiter vom N-Typ enthält, in den Arsen injiziert worden ist.
    • (14) Das Bildgebungselement gemäß einem von (1) bis (13), worin der Auswahltransistor einen Siliziumkanal enthält, der einen Halbleiter vom N-Typ enthält, in den Antimon injiziert worden ist.
    • (15) Das Bildgebungselement gemäß einem von (1) bis (14), worin der Auswahltransistor einen Siliziumkanal enthält, in den vor Ausbildung einer Seitenwand eines Gates eine Störstelle injiziert worden ist.
    • (16) Das Bildgebungselement gemäß einem von (1) bis (15), worin der Auswahltransistor einen Siliziumkanal enthält, in den nach Ausbildung einer Seitenwand eines Gates eine Störstelle injiziert worden ist.
    • (17) Das Bildgebungselement gemäß einem von (1) bis (16), worin jeder des Auswahltransistors und des Verstärkungstransistors eine Gateelektrode enthält, wobei eine Austrittsarbeit eines Materials der Gateelektrode des Auswahltransistors von einer Austrittsarbeit eines Materials der Gateelektrode des Verstärkungstransistors verschieden ist.
    • (18) Das Bildgebungselement gemäß einem von (1) bis (17), worin der Auswahltransistor eine Gateelektrode enthält, die einen Halbleiter vom P-Typ enthält, und der Verstärkungstransistor eine Gateelektrode enthält, die einen Halbleiter vom N-Typ enthält.
    • (19) Das Bildgebungselement gemäß einem von (1) bis (18), worin der Auswahltransistor eine Gateelektrode enthält, die Wolfram, Ruthenium oder Rhodium enthält, und der Verstärkungstransistor eine Gateelektrode enthält, die einen Halbleiter vom N-Typ enthält.
    • (20) Eine Bildgebungsvorrichtung, enthaltend:
      • eine Bildgebungseinheit, die ein Objekt abbildet; und
      • eine Bildverarbeitungseinheit, die eine Bildverarbeitung für Bilddaten durchführt, die durch ein Abbilden unter Verwendung der Bildgebungseinheit erhalten werden,
      • worin die Bildgebungseinheit eine Pixeleinheit enthält, die einen Auswahltransistor und einen Verstärkungstransistor enthält, die jeweils von einem Multigate-Transistor gebildet werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 100:
    Bildgebungselement
    111:
    Fotodiode
    112:
    Übertragungstransistor
    113:
    Rücksetztransistor
    114:
    Verstärkungstransistor
    114A:
    Gateelektrode
    115:
    Übertragungstransistor
    115A:
    Gateelektrode
    121:
    Siliziumschicht
    121A:
    Siliziumkanal
    122:
    Isolierungsfilm
    131:
    Ioneninjektionsgebiet
    141, 142:
    Gate-Seitenwand
    143:
    Elektrode
    200:
    Herstellungsvorrichtung
    211:
    FinFETs bzw. Finnen bildende Einheit
    212:
    SiO2 bildende Einheit
    213:
    Ioneninjektionseinheit
    214:
    SiO2-Expositionseinheit
    215:
    Ätzeinheit
    216:
    Resist-Entfernungseinheit
    217:
    Ausheileinheit
    218:
    Gates bildende Einheit
    251:
    AMP bildendes Gebiet
    252:
    SEL bildendes Gebiet
    261:
    Fotoresist
    261A:
    Öffnung
    311, 312:
    Gateelektrode
    400:
    Bildgebungselement
    411, 412:
    Pixeleinheit
    600:
    Bildgebungsvorrichtung
    612:
    CMOS-Bildsensor
    613:
    Bildverarbeitungseinheit
    900:
    Computer
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2006121093 [0003]

Claims (20)

  1. Bildgebungselement, aufweisend: eine Pixeleinheit, die einen Auswahltransistor und einen Verstärkungstransistor enthält, die jeweils von einem Multigate-Transistor gebildet werden.
  2. Bildgebungselement nach Anspruch 1, wobei der Multigate-Transistor ein FinFET ist.
  3. Bildgebungselement nach Anspruch 1, wobei der Auswahltransistor und der Verstärkungstransistor nebeneinander ausgebildet sind.
  4. Bildgebungselement nach Anspruch 3, wobei ein Intervall zwischen Gates des Auswahltransistors und des Verstärkungstransistors, die einander benachbart sind, 100 nm oder länger ist.
  5. Bildgebungselement nach Anspruch 1, wobei Gates des Auswahltransistors und des Verstärkungstransistors auf einem identischen Siliziumkanal ausgebildet sind.
  6. Bildgebungselement nach Anspruch 1, wobei in der Pixeleinheit jeder des Auswahltransistors und des Verstärkungstransistors in einer Reihe ausgebildet ist, die von Reihen verschieden ist, in denen ein Übertragungstransistor und ein Rücksetztransistor ausgebildet sind.
  7. Bildgebungselement nach Anspruch 1, wobei die Pixeleinheit ein einziges fotoelektrisches Umwandlungselement enthält, der Auswahltransistor eine Ausgabe einer vom fotoelektrischen Umwandlungselement gelesenen Ladung an eine Signalleitung steuert und der Verstärkungstransistor ein Signal verstärkt, falls der Auswahltransistor die Ladung an die Signalleitung als das Signal ausgibt.
  8. Bildgebungselement nach Anspruch 1, wobei die Pixeleinheit eine Vielzahl fotoelektrischer Umwandlungselemente enthält, der Auswahltransistor eine Ausgabe einer von irgendeinem der Vielzahl fotoelektrischer Umwandlungselemente gelesenen Ladung an eine Signalleitung steuert und der Verstärkungstransistor ein Signal verstärkt, falls der Auswahltransistor die Ladung an die Signalleitung als das Signal ausgibt.
  9. Bildgebungselement nach Anspruch 1, wobei der Auswahltransistor einen Siliziumkanal enthält, in den eine Störstelle injiziert worden ist.
  10. Bildgebungselement nach Anspruch 1, wobei der Auswahltransistor einen Siliziumkanal enthält, der einen Halbleiter vom P-Typ enthält, in den ein Ion mit einem geringeren thermischen Diffusionsvermögen als ein thermisches Diffusionsvermögen von Bor injiziert worden ist.
  11. Bildgebungselement nach Anspruch 1, wobei der Auswahltransistor einen Siliziumkanal enthält, der einen Halbleiter vom P-Typ enthält, in den Indium injiziert worden ist.
  12. Bildgebungselement nach Anspruch 1, wobei der Auswahltransistor einen Siliziumkanal enthält, der einen Halbleiter vom N-Typ enthält, in den ein Ion mit einem geringeren thermischen Diffusionsvermögen als ein thermisches Diffusionsvermögen von Phosphor injiziert worden ist.
  13. Bildgebungselement nach Anspruch 1, wobei der Auswahltransistor einen Siliziumkanal enthält, der einen Halbleiter vom N-Typ enthält, in den Arsen injiziert worden ist.
  14. Bildgebungselement nach Anspruch 1, wobei der Auswahltransistor einen Siliziumkanal enthält, der einen Halbleiter vom N-Typ enthält, in den Antimon injiziert worden ist.
  15. Bildgebungselement nach Anspruch 1, wobei der Auswahltransistor einen Siliziumkanal enthält, in den vor Ausbildung einer Seitenwand eines Gates eine Störstelle injiziert worden ist.
  16. Bildgebungselement nach Anspruch 1, wobei der Auswahltransistor einen Siliziumkanal enthält, in den nach Ausbildung einer Seitenwand eines Gates eine Störstelle injiziert worden ist.
  17. Bildgebungselement nach Anspruch 1, wobei jeder des Auswahltransistors und des Verstärkungstransistors eine Gateelektrode enthält, wobei eine Austrittsarbeit eines Materials der Gateelektrode des Auswahltransistors von einer Austrittsarbeit eines Materials der Gateelektrode des Verstärkungstransistors verschieden ist.
  18. Bildgebungselement nach Anspruch 1, wobei der Auswahltransistor eine Gateelektrode enthält, die einen Halbleiter vom P-Typ enthält, und der Verstärkungstransistor eine Gateelektrode enthält, die einen Halbleiter vom N-Typ enthält.
  19. Bildgebungselement nach Anspruch 1, wobei der Auswahltransistor eine Gateelektrode enthält, die Wolfram, Ruthenium oder Rhodium enthält, und der Verstärkungstransistor eine Gateelektrode enthält, die einen Halbleiter vom N-Typ enthält.
  20. Bildgebungsvorrichtung, aufweisend: eine Bildgebungseinheit, die ein Objekt abbildet; und eine Bildverarbeitungseinheit, die eine Bildverarbeitung für Bilddaten durchführt, die durch ein Abbilden unter Verwendung der Bildgebungseinheit erhalten werden, wobei die Bildgebungseinheit eine Pixeleinheit enthält, die einen Auswahltransistor und einen Verstärkungstransistor enthält, die jeweils von einem Multigate-Transistor gebildet werden.
DE112019006299.9T 2018-12-21 2019-12-06 Bildgebungselement und bildgebungsvorrichtung Pending DE112019006299T5 (de)

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