DE112021001917T5 - Bildgebungsvorrichtung und elektronische vorrichtung - Google Patents

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semiconductor substrate
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light
pixel
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Akira Matsumoto
Koichiro ZAITSU
Keiji Nishida
Mizuki Nishida
Kazutaka Izukashi
Daisuke Ito
Yasufumi Miyoshi
Junpei YAMAMOTO
Yusuke Tanaka
Yasushi Hamamoto
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Sony Semiconductor Solutions Corp
Original Assignee
Sony Semiconductor Solutions Corp
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Abstract

Eine Bildgebungsvorrichtung (1) enthält mehrere Bildgebungselemente (100), wobei jedes der mehreren Bildgebungselemente Folgendes enthält: mehrere Pixel (300a, 300b), die Störstellen eines ersten Leitfähigkeitstyps enthalten; eine Elementtrennwand (310), die die mehreren Pixel umgibt und so vorgesehen ist, dass sie ein Halbleitersubstrat (10) durchdringt; eine On-Chip-Linse (200), die oberhalb einer Lichtempfangsfläche (10a) des Halbleitersubstrats so vorgesehen ist, dass sie von den mehreren Pixeln gemeinsam verwendet wird; und einen ersten Trennabschnitt (304), der in einem Gebiet vorgesehen ist, das von der Elementtrennwand umgeben ist, und die mehreren Pixel trennt, wobei der erste Trennabschnitt so vorgesehen ist, dass er sich in einer Dickenrichtung des Halbleitersubstrats erstreckt, und ein erstes Diffusionsgebiet (306), das Störstellen eines zweiten Leitfähigkeitstyps, der dem ersten Leitfähigkeitstyp entgegengesetzt ist, enthält, in einem Gebiet vorgesehen ist, das um den ersten Trennabschnitt positioniert ist, und sich in der Dickenrichtung des Halbleitersubstrats erstreckt.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Bildgebungsvorrichtung und eine elektronische Vorrichtung.
  • HINTERGRUND DER TECHNIK
  • In den letzten Jahren hat eine Bildgebungsvorrichtung ein Verfahren zum Detektieren einer Phasendifferenz unter Verwendung eines Paars von Phasendifferenzdetektionspixeln als eine Autofokusfunktion eingesetzt. Als ein solches Beispiel kann ein im nachstehenden Patentdokument 1 offenbartes Bildgebungselement genannt werden. In der in Patentdokument 1 offenbarten Technik werden sowohl ein effektives Pixel, das ein Bild eines Objekts aufnimmt, als auch ein Phasendifferenzdetektionspixel, das eine Phasendifferenz wie vorstehend beschrieben detektiert, separat auf einer Lichtempfangsfläche bereitgestellt.
  • ENTGEGENHALTUNGSLISTE
  • PATENTDOKUMENT
  • Patentdokument 1: JP 2000-292685 A
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • AUFGABEN, DIE DURCH DIE ERFINDUNG GELÖST WERDEN SOLLEN
  • In der in Patentdokument 1 offenbarten Technologie ist es jedoch schwierig, die durch das Phasendifferenzdetektionspixel erhaltenen Informationen als Informationen zu verwenden, die den Informationen aus dem Bildgebungspixel ähnlich sind, wenn ein aufgenommenes Bild eines Objekts erfasst wird. Deshalb wird eine Interpolation an einem Bild eines Pixels, das dem Phasendifferenzdetektionspixel entspricht, unter Verwendung von Informationen aus effektiven Pixeln in der Umgebung des Phasendifferenzdetektionspixels ausgeführt, um ein aufgenommenes Bild zu erzeugen. Das heißt, in der im Patentdokument 1 offenbarten Technologie ist es, da das Phasendifferenzdetektionspixel vorgesehen ist, um die Phasendifferenzdetektion auszuführen, schwierig, eine Verschlechterung des aufgenommenen Bildes aufgrund eines Informationsverlustes des aufgenommenen Bildes, der dem Phasendifferenzdetektionspixel entspricht, zu vermeiden.
  • Daher schlägt die vorliegende Offenlegung eine Bildgebungsvorrichtung und eine elektronische Vorrichtung vor, die in der Lage sind, eine Verschlechterung eines aufgenommenen Bildes zu vermeiden und gleichzeitig die Genauigkeit der Phasendifferenzerkennung zu verbessern.
  • LÖSUNGEN DER AUFGABEN
  • Gemäß der vorliegenden Offenbarung wird eine Bildgebungsvorrichtung bereitgestellt, die Folgendes enthält: ein Halbleitersubstrat; und mehrere Bildgebungselemente, die in einer Matrix auf dem Halbleitersubstrat entlang einer Zeilenrichtung und einer Spaltenrichtung angeordnet sind und konfiguriert sind, eine photoelektrische Umsetzung von einfallendem Licht auszuführen, wobei jedes der mehreren Bildgebungselemente Folgendes enthält: mehrere Pixel, die nebeneinander in dem Halbleitersubstrat vorgesehen sind und Störstellen eines ersten Leitfähigkeitstyps enthalten; eine Elementtrennwand, die die mehreren Pixel umgibt und so vorgesehen ist, dass sie das Halbleitersubstrat durchdringt; eine On-Chip-Linse, die oberhalb einer Lichtempfangsfläche des Halbleitersubstrats so vorgesehen ist, dass sie von den mehreren Pixeln gemeinsam verwendet wird; und einen ersten Trennabschnitt, der in einem Gebiet vorgesehen ist, das von der Elementtrennwand umgeben ist, um die mehreren Pixel zu trennen, wobei der erste Trennabschnitt so vorgesehen ist, dass er sich in einer Dickenrichtung des Halbleitersubstrats erstreckt, und ein erstes Diffusionsgebiet, das Störstellen eines zweiten Leitfähigkeitstyps, der dem ersten Leitfähigkeitstyp entgegengesetzt ist, enthält, in einem Gebiet vorgesehen ist, das in der Umgebung des ersten Trennabschnitts positioniert ist und sich in der Dickenrichtung des Halbleitersubstrats erstreckt.
  • Gemäß der vorliegenden Offenbarung wird eine Bildgebungsvorrichtung bereitgestellt, die Folgendes enthält: ein Halbleitersubstrat; und mehrere Bildgebungselemente, die in einer Matrix auf dem Halbleitersubstrat entlang einer Zeilenrichtung und einer Spaltenrichtung angeordnet sind und konfiguriert sind, eine photoelektrische Umsetzung von einfallendem Licht auszuführen, wobei jedes der mehreren Bildgebungselemente Folgendes enthält: mehrere Pixel, die nebeneinander in dem Halbleitersubstrat vorgesehen sind und Störstellen eines ersten Leitfähigkeitstyps enthalten; eine Pixeltrennwand, die die mehreren Pixel trennt; und eine On-Chip-Linse, die oberhalb einer Lichtempfangsfläche des Halbleitersubstrats so vorgesehen ist, dass sie von den mehreren Pixeln gemeinsam verwendet wird, wobei die Pixeltrennwand so vorgesehen ist, dass sie sich von der Lichtempfangsfläche zu einer Mitte des Halbleitersubstrats entlang einer Dickenrichtung des Halbleitersubstrats erstreckt, und ein Gebiet, das auf einer Seite gegenüber der Lichtempfangsfläche in Bezug auf die Pixeltrennwand in der Dickenrichtung des Halbleitersubstrats positioniert ist, Störstellen eines zweiten Leitfähigkeitstyps, der dem ersten Leitfähigkeitstyp entgegengesetzt ist, enthält.
  • Gemäß der vorliegenden Offenbarung wird eine elektronische Vorrichtung bereitgestellt, die Folgendes enthält: eine Bildgebungsvorrichtung, die Folgendes enthält: ein Halbleitersubstrat; und mehrere Bildgebungselemente, die in einer Matrix auf dem Halbleitersubstrat entlang einer Zeilenrichtung und einer Spaltenrichtung angeordnet sind und konfiguriert sind, eine photoelektrische Umsetzung von einfallendem Licht auszuführen, wobei jedes der mehreren Bildgebungselemente Folgendes enthält: mehrere Pixel, die nebeneinander in dem Halbleitersubstrat vorgesehen sind und Störstellen eines ersten Leitfähigkeitstyps enthalten; eine Elementtrennwand, die die mehreren Pixel umgibt und so vorgesehen ist, dass sie das Halbleitersubstrat durchdringt; eine On-Chip-Linse, die oberhalb einer Lichtempfangsfläche des Halbleitersubstrats so vorgesehen ist, dass sie von den mehreren Pixeln gemeinsam verwendet wird; und einen ersten Trennabschnitt, der in einem Gebiet vorgesehen ist, das von der Elementtrennwand umgeben ist, um die mehreren Pixel zu trennen, wobei der erste Trennabschnitt so vorgesehen ist, dass er sich in einer Dickenrichtung des Halbleitersubstrats erstreckt, und ein erstes Diffusionsgebiet, das Störstellen eines zweiten Leitfähigkeitstyps, der dem ersten Leitfähigkeitstyp entgegengesetzt ist, enthält, in einem Gebiet vorgesehen ist, das in der Umgebung des ersten Trennabschnitts positioniert ist und sich in der Dickenrichtung des Halbleitersubstrats erstreckt.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein erläuterndes Diagramm, das ein Beispiel für eine planare Konfiguration einer Bildgebungsvorrichtung 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 2 ist ein erläuterndes Diagramm (Teil 1), das einen Teil eines Querschnitts eines Bildgebungselements 100 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 3 ist ein erläuterndes Diagramm (Teil 2), das einen Teil eines Querschnitts des Bildgebungselements 100 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 4 ist ein erläuterndes Diagramm, das eine Ebene des Bildgebungselements 100 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 5 ist eine transparente perspektivische Ansicht des Bildgebungselements 100 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
    • 6 ist ein erläuterndes Diagramm, das ein Konfigurationsbeispiel eines Lichtabschirmungsabschnitts 204 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 7 ist ein erläuterndes Diagramm, das ein Konfigurationsbeispiel eines Lichtabschirmungsabschnitts 204 gemäß einem modifizierten Beispiel der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 8 ist ein erläuterndes Diagramm, das eine Ebene eines Bildgebungselements 100 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 9 ist ein erläuterndes Diagramm, das eine Ebene eines Bildgebungselements 100 gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 10 ist ein erläuterndes Diagramm (Teil 1), das eine Ebene eines Bildgebungselements 100 gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 11 ist ein erläuterndes Diagramm (Teil 2), das eine Ebene des Bildgebungselements 100 gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 12 ist ein erläuterndes Diagramm (Teil 3), das eine Ebene des Bildgebungselements 100 gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 13 ist ein erläuterndes Diagramm, das eine Ebene eines Bildgebungselements 100 gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 14 ist ein erläuterndes Diagramm, das eine Ebene eines Bildgebungselements 100 gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 15 ist ein erläuterndes Diagramm, das eine Ebene eines Bildgebungselements 100 gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 16 ist ein erläuterndes Diagramm, das ein Konfigurationsbeispiel eines Lichtabschirmungsabschnitts 204 gemäß der siebten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 17 ist ein erläuterndes Diagramm (Teil 1), das einen Teil eines Querschnitts eines Bildgebungselements 100 gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 18 ist ein erläuterndes Diagramm (Teil 1), das eine Ebene des Bildgebungselements 100 gemäß der achten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 19 ist ein erläuterndes Diagramm (Teil 2), das eine Ebene des Bildgebungselements 100 gemäß der achten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 20 ist ein erläuterndes Diagramm (Teil 2), das einen Teil eines Querschnitts des Bildgebungselements 100 gemäß der achten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 21 ist ein erläuterndes Diagramm (Teil 3), das einen Teil eines Querschnitts des Bildgebungselements 100 für jede Farbe gemäß der achten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 22 ist ein erläuterndes Diagramm (Teil 3), das eine Ebene des Bildgebungselements 100 gemäß der achten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 23 ist ein erläuterndes Diagramm (Teil 4), das einen Teil eines Querschnitts des Bildgebungselements 100 gemäß der achten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 24 ist ein erläuterndes Diagramm (Teil 4), das eine Ebene des Bildgebungselements 100 gemäß der achten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 25 ist ein erläuterndes Diagramm (Teil 5), das einen Teil eines Querschnitts des Bildgebungselements 100 gemäß der achten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 26 ist eine Prozessquerschnittsansicht zum Erläutern eines Teils des Herstellungsprozesses des Bildgebungselements 100 gemäß der achten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
    • 27 ist ein erläuterndes Diagramm, das eine Ebene eines Bildgebungselements 100 gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 28 ist ein erläuterndes Diagramm (Teil 1), das einen Teil eines Querschnitts des Bildgebungselements 100 gemäß der neunten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 29 ist ein erläuterndes Diagramm, das einen Teil eines Querschnitts eines Bildgebungselements 100 gemäß einem Vergleichsbeispiel der neunten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 30 ist ein erläuterndes Diagramm (Teil 2), das einen Teil eines Querschnitts des Bildgebungselements 100 gemäß der neunten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 31 ist ein erläuterndes Diagramm (Teil 3), das einen Teil eines Querschnitts des Bildgebungselements 100 gemäß der neunten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 32 ist ein erläuterndes Diagramm (Teil 4), das einen Teil eines Querschnitts des Bildgebungselements 100 gemäß der neunten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 33 ist ein erläuterndes Diagramm (Teil 5), das einen Teil eines Querschnitts des Bildgebungselements 100 gemäß der neunten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 34 ist ein erläuterndes Diagramm (Teil 6), das einen Teil eines Querschnitts des Bildgebungselements 100 gemäß der neunten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 35 ist ein erläuterndes Diagramm (Teil 7), das einen Teil eines Querschnitts des Bildgebungselements 100 gemäß der neunten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 36 ist ein erläuterndes Diagramm (Teil 2), das eine Ebene des Bildgebungselements 100 gemäß der neunten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 37 ist eine Prozessquerschnittsansicht (Teil 1) zum Erläutern eines Teils des Herstellungsprozesses der Bildgebungsvorrichtung 1 gemäß der neunten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
    • 38 ist eine Prozessquerschnittsansicht (Teil 2) zum Erläutern eines Teils des Herstellungsprozesses der Bildgebungsvorrichtung 1 gemäß der neunten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
    • 39 ist ein erläuterndes Diagramm (Teil 1), das eine Ebene eines Bildgebungselements 100 gemäß einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 40 ist ein erläuterndes Diagramm, das einen Teil eines Querschnitts des Bildgebungselements 100 gemäß der zehnten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 41 ist ein erläuterndes Diagramm, das einen Teil eines Querschnitts eines Bildgebungselements 100 gemäß einem Vergleichsbeispiel einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 42 ist eine Grafik, die eine Beziehung zwischen einer Breite eines Schlitzes und der Breite eines hervorstehenden Abschnitts gemäß einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 43 ist eine Prozessquerschnittsansicht (Teil 1) zum Erläutern eines Teils des Herstellungsprozesses des Bildgebungselements 100 gemäß der neunten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
    • 44 ist eine Prozessquerschnittsansicht (Teil 2) zum Erläutern eines Teils des Herstellungsprozesses des Bildgebungselements 100 gemäß der neunten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
    • 45 ist ein erläuterndes Diagramm (Teil 2), das eine Ebene eines Bildgebungselements 100 gemäß einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 46 ist ein erläuterndes Diagramm (Teil 3), das eine Ebene eines Bildgebungselements 100 gemäß der zehnten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 47 ist ein erläuterndes Diagramm (Teil 4), das eine Ebene des Bildgebungselements 100 gemäß der zehnten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 48 ist ein erläuterndes Diagramm (Teil 5), das eine Ebene des Bildgebungselements 100 gemäß der zehnten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 49 ist ein erläuterndes Diagramm (Teil 6), das eine Ebene des Bildgebungselements 100 gemäß der zehnten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 50 ist ein erläuterndes Diagramm (Teil 7), das eine Ebene des Bildgebungselements 100 gemäß der zehnten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 51 ist ein erläuterndes Diagramm (Teil 1), das eine Ebene eines Bildgebungselements 100 gemäß einer elften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 52 ist ein erläuterndes Diagramm, das eine Ebene eines Bildgebungselements 100 gemäß einem Vergleichsbeispiel der elften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 53 ist eine Prozessquerschnittsansicht zum Erläutern eines Teils des Herstellungsprozesses des Bildgebungselements 100 gemäß der elften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
    • 54 ist ein erläuterndes Diagramm (Teil 2), das eine Ebene des Bildgebungselements 100 gemäß der elften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 55 ist ein erläuterndes Diagramm (Teil 3), das eine Ebene des Bildgebungselements 100 gemäß der elften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 56 ist ein erläuterndes Diagramm (Teil 4), das eine Ebene des Bildgebungselements 100 gemäß der elften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 57 ist ein erläuterndes Diagramm (Teil 5), das eine Ebene des Bildgebungselements 100 gemäß der elften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 58 ist ein erläuterndes Diagramm (Teil 1), das eine Ebene eines Bildgebungselements 100 gemäß einer zwölften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 59 ist ein erläuterndes Diagramm (Teil 1), das beide Oberflächen und einen Querschnitt des Bildgebungselements 100 gemäß der zwölften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 60 ist ein erläuterndes Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer Schlitzbreite, einer Kondensationscharakteristik und einer Pixelcharakteristik des Bildgebungselements 100 gemäß der zwölften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 61 ist ein erläuterndes Diagramm (Teil 2), das beide Oberflächen und einen Querschnitt des Bildgebungselements 100 gemäß der zwölften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 62 ist ein erläuterndes Diagramm (Teil 3), das einen Querschnitt des Bildgebungselements 100 gemäß der zwölften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 63 ist ein erläuterndes Diagramm (Teil 4), das einen Querschnitt des Bildgebungselements 100 gemäß der zwölften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 64 ist ein erläuterndes Diagramm (Teil 5), das einen Querschnitt des Bildgebungselements 100 gemäß der zwölften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 65 ist ein erläuterndes Diagramm (Teil 6), das beide Oberflächen und einen Querschnitt des Bildgebungselements 100 gemäß der zwölften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 66 ist ein erläuterndes Diagramm (Teil 7), das einen Querschnitt des Bildgebungselements 100 gemäß der zwölften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 67 ist ein erläuterndes Diagramm (Teil 8), das beide Oberflächen des Bildgebungselements 100 gemäß der zwölften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 68 ist ein erläuterndes Diagramm (Teil 9), das beide Oberflächen und einen Querschnitt des Bildgebungselements 100 gemäß der zwölften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 69 ist ein erläuterndes Diagramm (Teil 10), das beide Oberflächen und einen Querschnitt des Bildgebungselements 100 gemäß der zwölften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 70 ist ein erläuterndes Diagramm (Teil 11), das beide Oberflächen des Bildgebungselements 100 gemäß der zwölften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 71 ist ein erläuterndes Diagramm (Teil 12), das beide Oberflächen des Bildgebungselements 100 gemäß der zwölften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 72 ist eine Prozessquerschnittsansicht zum Erläutern eines Teils des Herstellungsprozesses des Bildgebungselements 100 gemäß der zwölften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
    • 73 ist ein erläuterndes Diagramm (Teil 1), das eine Ebene eines Bildgebungselements 100 gemäß einer dreizehnten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 74 ist ein erläuterndes Diagramm, das eine Ebene eines Bildgebungselements 100 gemäß einem Vergleichsbeispiel der dreizehnten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 75 ist ein erläuterndes Diagramm (Teil 2), das eine Ebene des Bildgebungselements 100 gemäß der dreizehnten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 76 ist ein erläuterndes Diagramm (Teil 3), das eine Ebene des Bildgebungselements 100 gemäß der dreizehnten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 77 ist ein erläuterndes Diagramm (Teil 4), das eine Ebene des Bildgebungselements 100 gemäß der dreizehnten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 78 ist ein erläuterndes Diagramm (Teil 5), das eine Ebene des Bildgebungselements 100 gemäß der dreizehnten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 79 ist ein erläuterndes Diagramm (Teil 1), das eine Ebene eines Bildgebungselements 100 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 80 ist ein erläuterndes Diagramm (Teil 1), das einen Teil eines Querschnitts eines Bildgebungselements 100 für jede Struktur gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 81 ist ein erläuterndes Diagramm (Teil 2), das eine Ebene eines Bildgebungselements 100 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 82 ist ein erläuterndes Diagramm (Teil 2), das einen Teil eines Querschnitts eines Bildgebungselements 100 für jede Struktur gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 83 ist ein erläuterndes Diagramm (Teil 3), das eine Ebene eines Bildgebungselements 100 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 84 ist ein erläuterndes Diagramm (Teil 4), das eine Ebene eines Bildgebungselements 100 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 85 ist ein erläuterndes Diagramm, das einen Querschnitt einer zweischichtigen, gestapelten Struktur, auf die die Bildgebungsvorrichtung 1 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung angewandt werden kann, darstellt.
    • 86 ist ein erläuterndes Diagramm, das einen Querschnitt einer dreischichtigen, gestapelten Struktur, auf die die Bildgebungsvorrichtung 1 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung angewandt werden kann, darstellt.
    • 87 ist ein erläuterndes Diagramm, das einen Querschnitt einer zweistufigen Pixelstruktur, auf die die Bildgebungsvorrichtung 1 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung angewandt werden kann, darstellt.
    • 88 ist ein erläuterndes Diagramm, das eine Ebene eines Bildgebungselements 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 89 ist ein erläuterndes Diagramm, das Ebenen mehrerer Bildgebungselemente 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
    • 90 ist ein erläuterndes Diagramm, das ein Beispiel für eine schematische Funktionskonfiguration einer Kamera darstellt.
    • 91 ist Blockdiagramm, das ein Beispiel für eine schematische Funktionskonfiguration eines Smartphones darstellt.
    • 92 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine schematische Konfiguration eines endoskopischen Operationssystems zeigt.
    • 93 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für funktionale Konfigurationen eines Kamerakopfes und einer CCU zeigt.
    • 94 ist Blockdiagramm, das ein Beispiel für eine schematische Konfiguration eines Fahrzeugsteuersystem darstellt.
    • 95 ist ein erläuterndes Diagramm, das ein Beispiel für Installationspositionen einer Einheit zur Detektion von Fahrzeugaußeninformationen und einer Bildgebungseinheit darstellt.
  • ART UND WEISE ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
  • Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Einzelnen beschrieben. In jeder der folgenden Ausführungsformen sind die gleichen Teile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und redundante Beschreibungen werden weggelassen.
  • Zusätzlich können in der vorliegenden Spezifikation und in den Zeichnungen mehrere Komponenten, die im Wesentlichen die gleichen oder ähnliche Funktionskonfigurationen aufweisen, durch das Hinzufügen unterschiedlicher Zahlen nach den gleichen Bezugszeichen unterschieden werden. In einem Fall jedoch, in dem es nicht speziell notwendig ist, jede einzelne von mehreren Komponenten, die im Wesentlichen die gleiche oder eine ähnliche Funktionskonfiguration aufweisen, wird nur das gleiche Bezugszeichen verwendet. Zusätzlich können ähnliche Komponenten unterschiedlicher Ausführungsformen durch Hinzufügen unterschiedlicher Buchstaben nach den gleichen Bezugszeichen unterschieden werden. In einem Fall jedoch, in dem es nicht notwendig ist, jede aus ähnlichen Komponenten speziell zu unterscheiden, ist nur das gleiche Bezugszeichen zugewiesen.
  • Zusätzlich sind die Zeichnungen, auf die in der folgenden Beschreibung Bezug genommen ist, Zeichnungen zur Erleichterung der Beschreibung und des Verständnisses einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, und die in den Zeichnungen dargestellten Formen, Abmessungen, Verhältnisse und dergleichen können im Interesse der Klarheit von den tatsächlichen abweichen. Darüber hinaus kann die in den Zeichnungen dargestellte Bildgebungsvorrichtung unter Berücksichtigung der folgenden Beschreibung und bekannter Techniken auf geeignete Weise modifiziert werden. Darüber hinaus entspricht in der Beschreibung, die die Querschnittsansicht der Bildgebungsvorrichtung verwendet, die vertikale Richtung der gestapelten Struktur der Bildgebungsvorrichtung einer relativen Richtung in einem Fall, in dem die Lichtempfangsfläche, in die das auf die Bildgebungsvorrichtung einfallende Licht eintritt, der Richtung nach oben und kann sich von der vertikalen Richtung gemäß der tatsächlichen Gravitationsbeschleunigung unterscheiden.
  • Die in der folgenden Beschreibung ausgedrückte Abmessung bedeutet nicht nur eine mathematisch oder geometrisch definierte Abmessung, sondern auch eine Abmessung, die eine zulässige Differenz (Fehler/Verzerrung) beim Betrieb der Bildgebungsvorrichtung und beim Herstellungsprozess der Bildgebungsvorrichtung enthält. Darüber hinaus bedeutet „im Wesentlichen gleich“, das für spezifische Abmessungen in der folgenden Beschreibung verwendet ist, nicht nur einen Fall, in dem sie mathematisch oder geometrisch vollständig übereinstimmen, sondern auch einen Fall, in dem sie eine Differenz (Fehler/Verzerrung) in einem zulässigen Ausmaß beim Betrieb der Bildgebungsvorrichtung und beim Herstellungsprozess der Bildgebungsvorrichtung aufweisen.
  • Darüber hinaus bedeutet „elektrisch verbinden“ in der folgenden Beschreibung das Verbinden mehrerer Elemente direkt oder indirekt über andere Elemente.
  • Darüber hinaus bedeutet in der folgenden Beschreibung „gemeinsames Verwenden“, dass ein anderes Element (beispielsweise eine On-Chip-Linse oder dergleichen) von Elementen, die voneinander verschieden sind, (beispielsweise von einem Pixel oder dergleichen) gemeinsam verwendet wird.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass die Beschreibung in der folgenden Reihenfolge gegeben wird.
    1. 1. Schematische Konfiguration der Bildgebungsvorrichtung
    2. 2. Hintergrund der Erzeugung von Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Offenbarung durch die jetzigen Erfinder
    3. 3. Erste Ausführungsform
      • 3.1 Querschnittskonfiguration
      • 3.2 Planare Konfiguration
      • 3.3 Modifiziertes Beispiel
    4. 4. Zweite Ausführungsform
    5. 5. Dritte Ausführungsform
    6. 6. Vierte Ausführungsform
    7. 7. Fünfte Ausführungsform
    8. 8. Sechste Ausführungsform
    9. 9. Siebte Ausführungsform
    10. 10. Achte Ausführungsform
    11. 11. Neunte Ausführungsform
    12. 12. Zehnte Ausführungsform
    13. 13. Elfte Ausführungsform
    14. 14. Zwölfte Ausführungsform
    15. 15. Dreizehnte Ausführungsform
    16. 16. Zusammenfassung
    17. 17. Anwendungsbeispiel für eine Kamera
    18. 18. Anwendungsbeispiel für ein Smartphone
    19. 19. Anwendungsbeispiel für ein endoskopisches Operationssystem
    20. 20. Anwendungsbeispiel für einen mobile Körper
    21. 21. Anhang
  • <<1. Schematische Konfiguration der Bildgebungsvorrichtung>>
  • Zuerst wird eine schematische Konfiguration einer Bildgebungsvorrichtung 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. 1 ist ein erläuterndes Diagramm, das ein Beispiel für eine planare Konfiguration einer Bildgebungsvorrichtung 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt. Wie in 1 dargestellt, enthält eine Bildgebungsvorrichtung 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ein Halbleitersubstrat 10, das beispielsweise aus Silizium hergestellt ist, eine Pixelanordnungseinheit 20, in der mehrere Bildgebungselemente 100 in einer Matrix auf dem Halbleitersubstrat 10 angeordnet sind, und eine periphere Schaltungseinheit, die so vorgesehen ist, dass sie die Pixelanordnungseinheit 20 umgibt. Darüber hinaus enthält die Bildgebungsvorrichtung 1 als die periphere Schaltungseinheit eine Vertikalansteuerschaltungseinheit 21, eine Spaltensignalverarbeitungsschaltungseinheit 22, eine Horizontalansteuerschaltungseinheit 23, eine Ausgabeschaltungseinheit 24, eine Steuerschaltungseinheit 25 und dergleichen. Nachfolgend werden Einzelheiten jedes Blocks der Bildgebungsvorrichtung 1 beschrieben.
  • (Pixelanordnungseinheit 20)
  • Die Pixelanordnungseinheit 20 enthält mehrere Bildgebungselemente 100, die zweidimensional in einer Matrix entlang der Zeilenrichtung und der Spaltenrichtung auf dem Halbleitersubstrat 10 angeordnet sind. Jedes Bildgebungselement 100 ist ein Element, das eine photoelektrische Umsetzung von einfallendem Licht ausführt, und enthält eine photoelektrische Umsetzungseinheit (nicht dargestellt) und mehrere Pixeltransistoren (beispielsweise Metalloxidhalbleitertransistoren (MOS-Transistoren)) (nicht dargestellt). Dann enthält der Pixeltransistor beispielsweise vier MOS-Transistoren, nämlich einen Übertragungstransistor, einen Auswahltransistor, einen Rücksetztransistor und einen Verstärkungstransistor. Darüber hinaus sind in der Pixelanordnungseinheit 20 beispielsweise die mehreren Bildgebungselemente 100 zweidimensional gemäß der Bayer-Anordnung angeordnet. Hier ist die Bayer-Anordnung ein Anordnungsmuster, bei dem die Bildgebungselemente 100, die durch Absorbieren von Licht mit einer grünen Wellenlänge (beispielsweise einer Wellenlänge im Bereich 495 nm bis 570 nm) Ladungen erzeugen, in einem Schachbrettmuster angeordnet sind, und die Bildgebungselemente 100, die durch Absorbieren von Licht mit einer roten Wellenlänge (beispielsweise einer Wellenlänge im Bereich von 620 nm bis 750 nm) Ladungen erzeugen, und die Bildgebungselemente 100, die durch Absorbieren von Licht mit einer blauen Wellenlänge (beispielsweise einer Wellenlänge im Bereich von 450 nm bis 495 nm) Ladungen erzeugen, abwechselnd in dem verbleibenden Abschnitt für jede Zeile angeordnet sind. Es wird darauf hingewiesen, dass die genaue Struktur des Bildgebungselements 100 später beschrieben wird.
  • (Vertikalansteuerschaltungseinheit 21)
  • Die Vertikalansteuerschaltungseinheit 21 ist beispielsweise durch ein Schieberegister gebildet, wählt eine Pixelansteuerungsverdrahtung 26 aus, führt einen Impuls zum Ansteuern des Bildgebungselements 100 der ausgewählten Pixelansteuerungsverdrahtung 26 zu und steuert das Bildgebungselement 100 in Einheiten von Zeilen an. Das heißt, die Vertikalansteuerschaltungseinheit 21 tastet selektiv jedes Bildgebungselement 100 der Pixelanordnungseinheit 20 sequentiell in vertikaler Richtung (vertikaler Richtung in 1) in Einheiten von Zeilen ab und führt ein Pixelsignal basierend auf einer Signalladung, die gemäß der Lichtmenge erzeugt wird, die durch eine photoelektrische Umsetzungseinheit (nicht dargestellt) jedes Bildgebungselements 100 empfangen wird, über eine vertikale Signalleitung 27 der später beschriebenen Spaltensignalverarbeitungsschaltungseinheit 22 zu.
  • (Spaltensignalverarbeitungsschaltungseinheit 22)
  • Die Spaltensignalverarbeitungsschaltungseinheit 22 ist für jede Spalte der Bildgebungselemente 100 angeordnet und führt für jede Pixelspalte eine Signalverarbeitung, wie z. B. die Entfernung von Rauschen, an den von den Bildgebungselementen 100 für eine Zeile ausgegebenen Pixelsignalen aus. Beispielsweise führt die Spaltensignalverarbeitungsschaltungseinheit 22 Signalverarbeitungen wie korrelierte Doppelabtastung (CDS) und Analog/Digital-Umsetzung (AD-Umsetzung) aus, um das für Pixel eindeutige Rauschen mit festen Mustern zu entfernen.
  • (Horizontalansteuerschaltungseinheit 23)
  • Die Horizontalansteuerschaltungseinheit 23 ist beispielsweise durch ein Schieberegister gebildet, wählt durch sequentielles Ausgeben horizontaler Abtastimpulse sequentiell jede vorstehend oben beschriebenen Spaltensignalverarbeitungsschaltungseinheiten 22 aus und veranlasst jede der Spaltensignalverarbeitungsschaltungseinheiten 22, ein Pixelsignal an die horizontale Signalleitung 28 auszugeben.
  • (Ausgabeschaltungseinheit 24)
  • Die Ausgabeschaltungseinheit 24 führt eine Signalverarbeitung an den Pixelsignalen, die sequentiell von jeder der vorstehend beschriebenen Spaltensignalverarbeitungsschaltungseinheiten 22 über die horizontale Signalleitung 28 zugeführt werden, aus und gibt die Pixelsignale aus. Die Ausgabeschaltungseinheit 24 kann beispielsweise als eine Funktionseinheit funktionieren, die eine Pufferung ausführt, oder sie kann eine Verarbeitung, wie z. B. eine Schwarzpegelanpassung, eine Korrektur der Spaltenvariation und verschiedene digitale Signalverarbeitung, ausführen. Es wird darauf hingewiesen, dass sich die Pufferung auf temporäres Speichern von Pixelsignalen, um Unterschiede in der Verarbeitungsgeschwindigkeit und der Übertragungsgeschwindigkeit beim Austausch von Pixelsignalen auszugleichen, bezieht. Darüber hinaus ist der Eingabe/Ausgabe-Anschluss 29 ein Anschluss zum Austauschen von Signalen mit einer externen Vorrichtung.
  • (Steuerschaltungseinheit 25)
  • Die Steuerschaltungseinheit 25 empfängt einen Eingangstakt und Daten, die eine Betriebsart oder dergleichen anweisen, und gibt Daten wie interne Informationen der Bildgebungsvorrichtung 1 aus. Das heißt, die Steuerschaltungseinheit 25 erzeugt ein Taktsignal oder ein Steuersignal, das als Referenz für Operationen der Vertikalansteuerschaltungseinheit 21, der Spaltensignalverarbeitungsschaltungseinheit 22, der Horizontalansteuerschaltungseinheit 23 und dergleichen dient, auf der Basis des Vertikalsynchronisationssignals, des Horizontalsynchronisationssignals und des Haupttakts. Dann gibt die Steuerschaltungseinheit 25 das erzeugte Taktsignal und das Steuersignal an die Vertikalansteuerschaltungseinheit 21, die Spaltensignalverarbeitungsschaltungseinheit 22, die Horizontalansteuerschaltungseinheit 23 und dergleichen aus.
  • <<2. Hintergrund der Erzeugung von Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Offenbarung durch die jetzigen Erfinder>>
  • Als Nächstes wird vor dem Beschreiben der Einzelheiten der Ausführungsform gemäß der vorliegenden Offenbarung der Hintergrund, vor dem die jetzigen Erfinder die Ausführungsform gemäß der vorliegenden Offenbarung erzeugt haben, beschrieben.
  • Indessen haben die jetzigen Erfinder intensiv das Bereitstellen von Phasendifferenzdetektionspixeln auf der gesamten Oberfläche der Pixelanordnungseinheit 20 der Bildgebungsvorrichtung 1 (Alle-Pixel-Phasendifferenzdetektion) untersucht, um eine Autofokusfunktion weiter zu verbessern und gleichzeitig eine Verschlechterung eines aufgenommenen Bildes zu vermeiden, das heißt die Genauigkeit der Phasendifferenzdetektion zu verbessern. Unter solchen Gegebenheiten wurde untersucht, ein Bildgebungselement bereitzustellen, das zum Zeitpunkt der Bildgebung als ein Bildgebungselement funktioniert und zum Zeitpunkt der Phasendifferenzdetektion auf der gesamten Oberfläche der Pixelanordnungseinheit 20 als ein Paar von Phasendifferenzdetektionspixeln funktioniert (duale Photodiodenstruktur). Bei einer solchen Alle-Pixel-Phasendifferenzdetektion kann, da die Phasendifferenzdetektionspixel auf der gesamten Oberfläche vorgesehen sind, die Genauigkeit der Phasendifferenzdetektion verbessert werden, und ferner kann, da das Abbilden durch alle Bildgebungselemente ausgeführt werden kann, eine Verschlechterung des aufgenommenen Bildes vermieden werden.
  • Darüber hinaus haben, um die Genauigkeit der Phasendifferenzdetektion bei der Alle-Pixel-Phasendifferenzdetektion zu verbessern, die jetzigen Erfinder erdacht, dass ein Element zur physikalischen und elektrischen Trennung der Phasendifferenzdetektionspixel vorgesehen ist, um zu verhindern, dass die Ausgaben des Paares von Phasendifferenzdetektionspixeln zum Zeitpunkt der Phasendifferenzdetektion vermischt werden. Zusätzlich haben die jetzigen Erfinder erdacht, dass ein Überlaufpfad zwischen einem Paar von Phasendifferenzdetektionspixeln vorgesehen ist, um eine Verschlechterung eines aufgenommenen Bildes bei der Alle-Pixel-Phasendifferenzdetektion zu vermeiden. Insbesondere zum Zeitpunkt eines normalen Abbildens wird, wenn die Ladung irgendeines Pixels aus den Phasendifferenzdetektionspixeln kurz vor der Sättigung ist, die Ladung über den Überlaufpfad auf das andere Pixel übertragen, wodurch die Sättigung eines Pixels vermieden werden kann. Dann kann durch Bereitstellen eines solchen Überlaufpfades die Linearität des aus dem Bildgebungselement ausgegebenen Pixelsignals sichergestellt werden, und eine Verschlechterung des aufgenommenen Bildes kann vermieden werden.
  • Das heißt, auf der Basis der vorstehend beschriebenen Sichtweise haben die jetzigen Erfinder eine Ausführungsform gemäß der vorliegenden Offenbarung erzeugt, die es ermöglicht, eine Verschlechterung eines aufgenommenen Bildes zu vermeiden und gleichzeitig die Genauigkeit der Phasendifferenzdetektion zu verbessern. Nachstehend werden Einzelheiten von Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Offenbarung, die durch jetzigen Erfindern erzeugt wurden, der Reihe nach beschrieben.
  • <<3. Erste Ausführungsform>>
  • <3.1 Querschnittskonfiguration>
  • Zuerst wird eine Querschnittskonfiguration eines Bildgebungselements 100 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die 2 und 3 beschrieben. 2 und 3 sind erläuternde Diagramme, die einen Teil eines Querschnitts des Bildgebungselements 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellen und insbesondere Querschnitten entsprechen, die durch Schneiden des Bildgebungselements 100 an unterschiedlichen Positionen entlang der Dickenrichtung des Halbleitersubstrats 10 erhalten werden.
  • Wie in den 2 und 3 dargestellt, enthält das Bildgebungselement 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine On-Chip-Linse 200, einen Farbfilter 202, einen Lichtabschirmungsabschnitt (Lichtabschirmungsfilm) 204, ein Halbleitersubstrat 10 und Übertragungs-Gates 400a und 400b, ähnlich dem Vergleichsbeispiel. Darüber hinaus enthält das Halbleitersubstrat 10 in der vorliegenden Ausführungsform ein Pixelpaar 300a und 300b, die jeweils eine photoelektrische Umsetzungseinheit 302 enthalten. Zusätzlich weist das Halbleitersubstrat 10 einen hervorstehenden Abschnitt (ein Beispiel für einen ersten Trennabschnitt) 304, der das Pixelpaar 300a und 300b trennt, auf und enthält eine Elementtrennwand 310, die die Pixel 300a und 300b umgibt, und ein Diffusionsgebiet 306, das um den hervorstehenden Abschnitt 304 und die Elementtrennwand 310 vorgesehen ist. Nachstehend wird eine gestapelte Struktur des Bildgebungselements 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben, in der folgenden Beschreibung wird jedoch die Beschreibung in der Reihenfolge von der Oberseite (Seite der Lichtempfangsfläche 10a) zu der Unterseite in den 2 und 3 vorgenommen. Es wird darauf hingewiesen, dass 2 einem Querschnitt entspricht, der durch Schneiden des Bildgebungselements 100 an einer Position, an der der vorstehend beschriebene hervorstehende Abschnitt 304 geschnitten wird, erhalten wird, und 3 einem Querschnitt entspricht, der durch Schneiden des Bildgebungselements 100 an einer Position, an der ein Gebiet (Schlitz 312, siehe 4) zwischen den zueinander weisenden hervorstehenden Abschnitten 304 geschnitten wird, erhalten wird.
  • Wie in den 2 und 3 dargestellt, enthält das Bildgebungselement 100 eine On-Chip-Linse 200, die oberhalb der Lichtempfangsfläche 10a des Halbleitersubstrats 10 vorgesehen ist und einfallendes Licht auf der photoelektrischen Umsetzungseinheit 302 kondensiert. Das Bildgebungselement 100 weist eine Struktur auf, in der ein Pixelpaar 300a und 300b für eine On-Chip-Linse 200 vorgesehen ist. Das heißt, die On-Chip-Linse 200 wird von den beiden Pixeln 300a und 300b gemeinsam verwendet. Es wird darauf hingewiesen, dass die On-Chip-Linse 200 beispielsweise aus einem Siliziumnitridfilm (SiN) oder einem Harzmaterial wie z. B. einem Styrolharz, einem Acrylharz, einem Styrol-Acryl-Copolymerharz oder einem Siloxanharz gebildet sein kann.
  • Dann wird das durch die On-Chip-Linse 200 kondensierte einfallende Licht über den Farbfilter 202, der unterhalb der On-Chip-Linse 200 vorgesehen ist, zu jeder der photoelektrischen Umsetzungseinheiten 302 des Pixelpaars 300a und 300b emittiert. Der Farbfilter 202 ist irgendeiner aus einem Farbfilter, der eine rote Wellenlängenkomponente durchlässt, einem Farbfilter, der eine grüne Wellenlängenkomponente durchlässt, und einem Farbfilter, der eine blaue Wellenlängenkomponente durchlässt. Der Farbfilter 202 kann beispielsweise aus einem Material gebildet sein, in dem ein Pigment oder ein Farbstoff in einem lichtdurchlässigen Bindemittel wie z. B. Silikon dispergiert ist.
  • Darüber hinaus ist auf der Lichtempfangsfläche 10a des Halbleitersubstrats 10 ein Lichtabschirmungsabschnitt 204 vorgesehen, der den Farbfilter 202 umgibt. Da der Lichtabschirmungsabschnitt 204 zwischen den benachbarten Bildgebungselementen 100 vorgesehen ist, ist es möglich, eine Lichtabschirmung zwischen den Bildgebungselementen 100 auszuführen, um ein Übersprechen zwischen den benachbarten Bildgebungselementen 100 zu unterdrücken und die Genauigkeit der Phasendifferenzdetektion weiter zu verbessern. Der Lichtabschirmungsabschnitt 204 kann beispielsweise aus einem Metallmaterial oder dergleichen, das Wolfram (W), Aluminium (Al), Kupfer (Cu), Titan (Ti), Molybdän (Mo), Nickel (Ni) oder dergleichen enthält, gebildet sein.
  • Außerdem ist beispielsweise in dem Halbleitersubstrat 10 vom zweiten Leitfähigkeitstyp (beispielsweise P-Typ) die photoelektrische Umsetzungseinheit 302, die Störstellen vom ersten Leitfähigkeitstyps (beispielsweise N-Typ) aufweist, für jedes der einander benachbarten Pixel 300a und 300b vorgesehen. Wie vorstehend beschrieben, absorbiert die photoelektrische Umsetzungseinheit 302 das Licht L mit der roten Wellenlängenkomponente, der grünen Wellenlängenkomponente oder der blauen Wellenlängenkomponente, das durch den Farbfilter 202 einfällt, und erzeugt eine Ladung. Dann können in der vorliegenden Ausführungsform die photoelektrische Umsetzungseinheit 302 des Pixels 300a und die photoelektrische Umsetzungseinheit 302 des Pixels 300b als ein Paar von Phasendifferenzdetektionspixeln zum Zeitpunkt der Phasendifferenzdetektion funktionieren. Das heißt, in der vorliegenden Ausführungsform kann die Phasendifferenz durch Detektieren einer Differenz zwischen Pixelsignalen basierend auf Ladungen, die durch die photoelektrische Umsetzungseinheit 302 des Pixels 300a und die photoelektrische Umsetzungseinheit 302 des Pixels 300b erzeugt werden, detektiert werden.
  • Insbesondere ändert die photoelektrische Umsetzungseinheit 302 die zu erzeugende Ladungsmenge, das heißt die Empfindlichkeit, in Abhängigkeit von dem Einfallswinkel des Lichts in Bezug auf ihre eigene optische Achse (Achse senkrecht zu der Lichtempfangsfläche). Beispielsweise besitzt die photoelektrische Umsetzungseinheit 302 die höchste Empfindlichkeit, wenn der Einfallswinkel 0 Grad ist, und die Empfindlichkeit der photoelektrischen Umsetzungseinheit 302 besitzt eine liniensymmetrische Beziehung in Bezug auf den Einfallswinkel, wobei der Einfallswinkel 0 Grad als Objektachse aufweist. Deshalb fällt in der photoelektrischen Umsetzungseinheit 302 des Pixels 300a und der photoelektrischen Umsetzungseinheit 302 des Pixels 300b Licht von demselben Punkt mit unterschiedlichen Einfallswinkeln ein, und es werden Ladungen in den Einfallswinkeln entsprechenden Mengen erzeugt, so dass eine Verschiebung (Phasendifferenz) in dem detektierten Bild auftritt. Das heißt, die Phasendifferenz kann durch Detektieren einer Differenz zwischen den Pixelsignalen basierend der Ladungsmenge, die durch die photoelektrische Umsetzungseinheit 302 des Pixels 300a und die photoelektrische Umsetzungseinheit 302 des Pixels 300b erzeugt wird, detektiert werden. Deshalb wird eine solche Differenz (Phasendifferenz) zwischen den Pixelsignalen als Differenzsignal in einer Detektionseinheit (nicht dargestellt) der Ausgabeschaltungseinheit 24 detektiert, beispielsweise wird ein Defokussierungsbetrag auf der Basis der detektierten Phasendifferenz berechnet, und ein Bildgebungslinse (nicht dargestellt) wird angepasst (bewegt), wodurch Autofokus realisiert werden kann. Es wird darauf hingewiesen, dass in der vorstehenden Beschreibung beschrieben worden ist, dass die Phasendifferenz als Differenz zwischen den Pixelsignalen der photoelektrischen Umsetzungseinheit 302 des Pixels 300a und der photoelektrischen Umsetzungseinheit 302 des Pixels 300b detektiert wird. Jedoch in der vorliegenden Ausführungsform. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, und beispielsweise kann die Phasendifferenz als Verhältnis zwischen den Pixelsignalen der photoelektrischen Umsetzungseinheit 302 des Pixels 300a und der photoelektrischen Umsetzungseinheit 302 des Pixels 300b detektiert werden.
  • Darüber hinaus sind in der vorliegenden Ausführungsform die beiden photoelektrischen Umsetzungseinheiten 302 durch den hervorstehenden Abschnitt 304 physisch getrennt. Der hervorstehende Abschnitt 304 enthält einen Graben (nicht dargestellt), der als eindringende tiefe Grabenisolierung (DTI) vorgesehen ist, um das Halbleitersubstrat 10 entlang der Dickenrichtung des Halbleitersubstrats 10 zu durchdringen, und ein Material, das in den Graben eingebettet ist und aus einem Oxidfilm wie u. B. einem Siliziumoxidfilm (SiO), einem Siliziumnitridfilm, amorphem Silizium, polykristallinem Silizium, einem Titanoxidfilm (TiO), Aluminium oder Wolfram oder einem Metallfilm hergestellt ist. In dem Bildgebungselement 100 verschlechtert sich zum Zeitpunkt der Phasendifferenzdetektion in einem Fall, in dem die von dem Pixelpaar 300a und 300b ausgegebenen Pixelsignale miteinander vermischt werden und eine Farbmischung auftritt, die Genauigkeit der Phasendifferenzdetektion. In der vorliegenden Ausführungsform kann, da der hervorstehende Abschnitt 304 das Halbleitersubstrat 10 durchdringt, das Pixelpaar 300a und 300b effektiv physisch getrennt sein. Als ein Ergebnis kann das Auftreten von Farbmischung unterdrückt werden, und die Genauigkeit der Phasendifferenzdetektion kann weiter verbessert werden.
  • Darüber hinaus ist in einem Fall, in dem das Bildgebungselement 100 von der Seite der Lichtempfangsfläche 10a aus betrachtet wird, in der Nähe der Mitte des Bildgebungselements 100 ein Schlitz 312 (siehe 4), der einem Raum zwischen den beiden hervorstehenden Abschnitten 304 entspricht, vorgesehen. Darüber hinaus werden in dem Gebiet des Schlitzes 312 (ein Beispiel für ein Gebiet, das in der Umgebung des hervorstehenden Abschnitts 304 positioniert ist und sich in Dickenrichtung des Halbleitersubstrats 10 erstreckt) in dem Halbleitersubstrat 10 die Störstellen des zweiten Leitfähigkeitstyps (beispielsweise des P-Typs) durch konforme Dotierung über den hervorstehenden Abschnitt 304 diffundiert, und das Diffusionsgebiet 306 (ein Beispiel für das erste Diffusionsgebiet) wird gebildet (insbesondere wird das Diffusionsgebiet 306, wie später beschrieben wird, auch in der Umgebung der Elementtrennwand 310 gebildet). Um die Genauigkeit der Phasendifferenzdetektion weiter zu verbessern, kann das Diffusionsgebiet 306 das Pixelpaar 300a und 300b elektrisch trennen, um keine Farbmischung zu verursachen. Darüber hinaus kann in der vorliegenden Ausführungsform, da der hervorstehende Abschnitt 304 das Halbleitersubstrat 10 durchdringt, das Diffusionsgebiet 306 durch konformes Dotieren über den hervorstehenden Abschnitt 304 tief in dem Halbleitersubstrat 10 gebildet werden (hier ist die Tiefe ein Abstand zur Rückseite 10a und zur Vorderseite 10b des Halbleitersubstrats 10 entlang der Dickenrichtung des Halbleitersubstrats 10). Deshalb kann in der vorliegenden Ausführungsform, da das gewünschte Diffusionsgebiet 306 mit hoher Genauigkeit gebildet werden kann, das Pixelpaar 300a und 300b effektiv elektrisch getrennt werden. Als ein Ergebnis kann das Auftreten von Farbmischung unterdrückt werden, und die Genauigkeit der Phasendifferenzdetektion kann weiter verbessert werden. Einzelheiten über das Gebiet des Schlitzes 312 werden später beschrieben.
  • Darüber hinaus werden in der vorliegenden Ausführungsform, wie in 3 dargestellt, Störstellen des ersten Leitfähigkeitstyps (beispielsweise des N-Typs) durch Ionenimplantation unterhalb des Diffusionsgebiets 306 (auf der Seite der Vorderseite 10b), das im Schlitz 312 vorgesehen ist, eingeführt, wodurch das Diffusionsgebiet 320 gebildet wird. Insbesondere werden die Störstellen des ersten Leitfähigkeitstyps in das untere Gebiet in dem vorstehend beschriebenen Diffusionsgebiet 306 ionenimplantiert, und in dem Diffusionsgebiet 306 wird ein Loch gebildet, wodurch das Diffusionsgebiet 320 gebildet wird. Dann funktioniert das Diffusionsgebiet 320 als ein Überlaufpfad, der zum Austauschen von erzeugten Ladungen zwischen den Pixeln 300a und 300b fähig ist. Insbesondere wird zum Zeitpunkt eines normalen Abbildens, wenn die Ladung eines Pixels aus den Pixeln 300a und 300b kurz vor der Sättigung ist, die Ladung über den Überlaufpfad auf das andere Pixel übertragen, wodurch die Sättigung eines Pixels vermieden werden kann. Dann kann durch Bereitstellen eines solchen Überlaufpfades die Linearität des aus dem Bildgebungselement 100 ausgegebenen Pixelsignals sichergestellt werden, und eine Verschlechterung des aufgenommenen Bildes kann verhindert werden. Ferner kann in der vorliegenden Ausführungsform anstelle des Bildens des Diffusionsgebiets 320 durch Ionenimplantation ein Gate (nicht dargestellt) zwischen den Übertragungs-Gates 400a und 400b auf der Vorderseite 10b des Halbleitersubstrats 10 vorgesehen sein. In diesem Fall kann durch Anpassen der an das Gate angelegten Spannung das Pixelpaar 300a und 300b zum Zeitpunkt der Phasendifferenzdetektion elektrisch getrennt werden, und ein Kanal, der als ein Überlaufpfad dient, kann in einem Gebiet auf der Vorderseite 10b des Schlitzes 312 zum Zeitpunkt des normalen Abbildens gebildet werden.
  • Darüber hinaus ist in der vorliegenden Ausführungsform in dem Halbleitersubstrat 10 eine Elementtrennwand 310 vorgesehen, die die Pixel 300a und 300b umgibt und die benachbarten Bildgebungselemente 100 physisch voneinander trennt. Die Elementtrennwand 310 enthält einen Graben (nicht dargestellt), der so vorgesehen ist, dass er das Halbleitersubstrat 10 entlang der Dickenrichtung des Halbleitersubstrats 10 durchdringt, und ein Material, das in den Graben eingebettet ist und aus einem Oxidfilm wie z. B. einem Siliziumoxidfilm, einem Siliziumnitridfilm, amorphem Silizium, polykristallinem Silizium, einem Titanoxidfilm, Aluminium oder Wolfram oder einem Metallfilm hergestellt ist. Das heißt, der hervorstehende Abschnitt 304 und die Elementtrennwand 310 können aus dem gleichen Material gebildet sein. Es wird darauf hingewiesen, dass in der vorliegenden Ausführungsform, da die Elementtrennwand 310 und der hervorstehende Abschnitt 304 die gleiche Konfiguration aufweisen, sie eine Form aufweisen können, in der sie miteinander integriert sind, und somit gleichzeitig gebildet werden können. Als ein Ergebnis kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform, da der hervorstehende Abschnitt 304 gleichzeitig mit der Elementtrennwand 310 gebildet werden kann, eine Zunahme der Prozessschritte des Bildgebungselements 100 unterdrückt werden.
  • Darüber hinaus werden in der vorliegenden Ausführungsform die in der photoelektrischen Umsetzungseinheit 302 des Pixels 300a und der photoelektrischen Umsetzungseinheit 302 des Pixels 300b erzeugten Ladungen über die Übertragungs-Gates 400a und 400b der Übertragungstransistoren (ein Typ der vorstehend beschriebenen Pixeltransistoren), die auf der Vorderseite 10b, die auf der gegenüberliegenden Seite der Lichtempfangsfläche 10a des Halbleitersubstrats 10 positioniert ist, vorgesehen sind, übertragen. Die Übertragungs-Gates 400a und 400b können beispielsweise aus einem Metallfilm bestehen. Dann kann die Ladung beispielsweise in einem schwebenden Diffusionsabschnitt (Ladungsakkumulationsabschnitt) (nicht dargestellt), der in einem Halbleitergebiet, das den ersten Leitfähigkeitstyp (beispielsweise de N-Typ) aufweist, in dem Halbleitersubstrat 10 vorgesehen ist, akkumuliert werden. Es wird darauf hingewiesen, dass in der vorliegenden Ausführungsform der schwebende Diffusionsabschnitt nicht darauf beschränkt ist, dass er in dem Halbleitersubstrat 10 vorgesehen ist, sondern er beispielsweise auf einem anderen Substrat (nicht dargestellt), das auf das Halbleitersubstrat 10 gestapelt ist, vorgesehen sein kann.
  • Darüber hinaus können auf der Vorderseite 10b des Halbleitersubstrats 10 mehrere andere Pixeltransistoren (nicht dargestellt) als die vorstehend beschriebenen Übertragungstransistoren vorgesehen sein, die zum Auslesen von Ladungen als Pixelsignale und dergleichen verwendet werden. Darüber hinaus kann der Pixeltransistor in der vorliegenden Ausführungsform auf dem Halbleitersubstrat 10 vorgesehen sein oder kann auf einem weiteren Substrat (nicht dargestellt), das auf das Halbleitersubstrat 10 gestapelt ist, vorgesehen sein.
  • <3.2 Planare Konfiguration>
  • Als Nächstes wird eine planare Konfiguration des Bildgebungselements 100 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf 4 beschrieben. 4 ist ein erläuterndes Diagramm, das eine Ebene des Bildgebungselements 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt und insbesondere einem Querschnitt des Bildgebungselements 100 genommen entlang der in 3 dargestellten Linie A-A' entspricht.
  • Wie in 4 dargestellt, sind in der vorliegenden Ausführungsform die einander benachbarten Pixel 300a und 300b durch einen hervorstehenden Abschnitt 304, der integral mit der Elementtrennwand 310 gebildet ist, getrennt. Insbesondere besitzt die Elementtrennwand 310, wenn das Bildgebungselement 100 von oberhalb der Lichtempfangsfläche 10a betrachtet wird, zwei hervorstehende Abschnitte (ein Beispiel für einen ersten Trennabschnitt) 304, die entlang der Spaltenrichtung in Richtung der Mitte 0 des Bildgebungselements 100 hervorstehen und zueinander weisen. Hier ist in einem Fall, in dem das Bildgebungselement 100 von der Seite der Lichtempfangsfläche 10a betrachtet wird, ein Gebiet zwischen den beiden hervorstehenden Abschnitten 304, das in der Nähe der Mitte des Bildgebungselements 100 positioniert sind, als ein Schlitz 312 bezeichnet. In dem Gebiet des Schlitzes 312 werden, wie vorstehend beschrieben, Störstellen des zweiten Leitfähigkeitstyps (beispielsweise des P-Typs) durch konformes Dotieren über den hervorstehenden Abschnitt 304 diffundiert, und das Diffusionsgebiet 306 wird so gebildet, dass es den hervorstehenden Abschnitt 304 umgibt. Wie vorstehend beschrieben kann, um die Genauigkeit der Phasendifferenzdetektion weiter zu verbessern, das Diffusionsgebiet 306 das Pixelpaar 300a und 300b elektrisch trennen, um keine Farbmischung zu verursachen. Darüber hinaus werden in der vorliegenden Ausführungsform die Störstellen des zweiten Leitfähigkeitstyps durch konformes Dotieren über die Elementtrennwand 310 diffundiert, und das Diffusionsgebiet 306 wird entlang der Elementtrennwand 310 gebildet.
  • Darüber hinaus sind die beiden hervorstehenden Abschnitte 304 in der Mitte des Bildgebungselements 100 in Zeilenrichtung vorgesehen, wenn das Bildgebungselement 100 von oberhalb der Lichtempfangsfläche 10a betrachtet wird, und die hervorstehenden Längen (Längen in Spaltenrichtung) sind im Wesentlichen gleich. Wie vorstehend beschrieben, sind die beiden hervorstehenden Abschnitte 304 so vorgesehen, dass sie das Halbleitersubstrat 10 durchdringen. Es wird darauf hingewiesen, dass in der vorliegenden Ausführungsform die Breite des hervorstehenden Abschnitts 304 nicht besonders eingeschränkt ist, solange das Pixelpaar 300a und 300b getrennt werden kann.
  • Darüber hinaus besitzen der hervorstehende Abschnitt 304 und die Elementtrennwand 310 gemäß der vorstehend beschriebenen vorliegenden Ausführungsform eine Form wie in 5, die eine transparente perspektivische Ansicht des Bildgebungselements 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist, dargestellt. Das heißt, dass der hervorstehende Abschnitt 304 und die Elementtrennwand 310 gemäß der vorliegenden Ausführungsform so vorgesehen sind, dass sie das Halbleitersubstrat 10 durchdringen. Darüber hinaus ist der Schlitz 312 in der Nähe der Mitte des Bildgebungselements 100 zwischen den beiden hervorstehenden Abschnitten 304 vorgesehen.
  • Wie vorstehend beschrieben wird in der vorliegenden Ausführungsform, da der Schlitz 312 in der Nähe der Mitte O des Bildgebungselements 100 vorgesehen ist, die Streuung von Licht durch den hervorstehenden Abschnitt 304 unterdrückt. Deshalb kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform das auf die Mitte 0 des Bildgebungselements 100 einfallende Licht auf die photoelektrische Umsetzungseinheit 302 treffen, ohne gestreut zu werden. Als ein Ergebnis kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform, da das Bildgebungselement 100 das auf die Mitte 0 des Bildgebungselements 100 einfallende Licht zuverlässiger aufnehmen kann, eine Verschlechterung der Bildgebungspixel vermieden werden.
  • Darüber hinaus werden in der vorliegenden Ausführungsform, wie vorstehend beschrieben, beispielsweise die Störstellen des ersten Leitfähigkeitstyps durch Ionenimplantation in das Gebiet auf der Seite der Vorderseite 10b des Schlitzes 312 eingeführt, und es kann ein Kanal, der als Überlaufpfad dient, gebildet werden. Deshalb hinaus kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform, da der Überlaufpfad zum Zeitpunkt des normalen Abbildens gebildet werden kann, während das Pixelpaar 300a und 300b zum Zeitpunkt der Phasendifferenzdetektion getrennt wird, eine Verschlechterung des aufgenommenen Bildes vermieden und gleichzeitig die Genauigkeit der Phasendifferenzdetektion verbessert werden.
  • Darüber hinaus kann in der vorliegenden Ausführungsform, da das Diffusionsgebiet 306 durch Einführen von Störstellen in das Gebiet des Schlitzes 312 über den hervorstehenden Abschnitt 304 durch konformes Dotieren gebildet werden kann, das Verwenden von Ionenimplantation vermieden werden. Deshalb ist es gemäß der vorliegenden Ausführungsform, da die Ionenimplantation nicht verwendet wird, möglich, das Einführen von Störstellen in die photoelektrische Umsetzungseinheit 302 zu vermeiden, und es ist möglich, die Reduktion und Beschädigung der photoelektrischen Umsetzungseinheit 302 zu vermeiden. Ferner ist es unter Verwendung von konformem Dotieren möglich, Gitterfehler zu reparieren und gleichzeitig Störstellen durch Anwenden einer hohen Temperatur gleichmäßig zu diffundieren. Als ein Ergebnis ist es gemäß der vorliegenden Ausführungsform möglich, eine Abnahme der Empfindlichkeit und eine Abnahme des Dynamikbereichs des Bildgebungselements 100 zu unterdrücken.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass in der vorliegenden Ausführungsform die Elementtrennwand 310, wenn das Bildgebungselement 100 von oberhalb der Lichtempfangsfläche 10a betrachtet wird, zwei hervorstehende Abschnitte (ein Beispiel für den ersten Trennabschnitt) 304 aufweisen kann, die entlang der Zeilenrichtung in Richtung der Mitte 0 des Bildgebungselements 100 hervorstehen und zueinander weisen. Darüber hinaus können in diesem Fall die beiden hervorstehenden Abschnitte 304 in der Mitte des Bildgebungselements 100 in der Spaltenrichtung vorgesehen sein, wenn das Bildgebungselement 100 von oberhalb der Lichtempfangsfläche 10a betrachtet wird.
  • Wie vorstehend beschrieben, werden gemäß der vorliegenden Ausführungsform zum Zeitpunkt der Phasendifferenzdetektion, da das Diffusionsgebiet 306, das das Pixelpaar 300a und 300b elektrisch von dem hervorstehenden Abschnitt 304 trennt, der das Pixelpaar 300a und 300b physisch trennt, das Diffusionsgebiet 320, das das Pixelpaar 300a und 300b elektrisch trennt, und dergleichen bereitgestellt. Somit ist es möglich, eine Verschlechterung des aufgenommenen Bildes zu vermeiden und gleichzeitig die Genauigkeit der Phasendifferenzdetektion zu verbessern. Insbesondere kann in der vorliegenden Ausführungsform das Pixelpaar 300a und 300b durch den hervorstehenden Abschnitt 304 und das Diffusionsgebiet 306 effektiv getrennt werden. Als ein Ergebnis kann das Auftreten von Farbmischung unterdrückt werden, und die Genauigkeit der Phasendifferenzdetektion kann weiter verbessert werden. Darüber hinaus kann in der vorliegenden Ausführungsform, da der Überlaufpfad bereitgestellt ist, wenn die Ladung irgendeines Pixels aus den Pixeln 300a und 300b zum Zeitpunkt des normalen Abbildens kurz vor der Sättigung ist, die Sättigung eines Pixels vermieden werden, indem die Ladung über den Überlaufpfad auf das andere Pixel übertragen wird. Deshalb kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform durch Bereitstellen eines solchen Überlaufpfades die Linearität des aus dem Bildgebungselement 100 ausgegebenen Pixelsignals sichergestellt werden, und eine Verschlechterung des aufgenommenen Bildes kann verhindert werden.
  • Darüber hinaus kann in der vorliegenden Ausführungsform, da das Diffusionsgebiet 306 durch Diffundieren von Störstellen in das Gebiet des Schlitzes 312 über den hervorstehenden Abschnitt 304 durch konformes Dotieren gebildet werden kann, das Verwenden von Ionenimplantation vermieden werden. Deshalb ist es gemäß der vorliegenden Ausführungsform, da die Ionenimplantation nicht verwendet wird, möglich, das Einführen von Störstellen in die photoelektrische Umsetzungseinheit 302 zu vermeiden, und es ist möglich, die Reduktion und Beschädigung der photoelektrischen Umsetzungseinheit 302 zu vermeiden. Ferner ist es unter Verwendung von konformem Dotieren möglich, Gitterfehler zu reparieren und gleichzeitig Störstellen durch Anwenden einer hohen Temperatur gleichmäßig zu diffundieren. Als ein Ergebnis ist es gemäß der vorliegenden Ausführungsform möglich, eine Abnahme der Empfindlichkeit und eine Abnahme des Dynamikbereichs des Bildgebungselements 100 zu unterdrücken.
  • Darüber hinaus kann in der vorliegenden Ausführungsform, da der hervorstehende Abschnitt 304 das Halbleitersubstrat 10 durchdringt, das Diffusionsgebiet 306 in einem tiefen Gebiet des Halbleitersubstrats 10 durch konformes Dotieren über den hervorstehenden Abschnitt 304 gebildet werden. Deshalb kann in der vorliegenden Ausführungsform, da das gewünschte Diffusionsgebiet 306 mit hoher Genauigkeit gebildet werden kann, das Pixelpaar 300a und 300b effektiv elektrisch getrennt werden. Als ein Ergebnis kann das Auftreten von Farbmischung unterdrückt werden, und die Genauigkeit der Phasendifferenzdetektion kann weiter verbessert werden. Darüber hinaus kann in der vorliegenden Ausführungsform, da die Elementtrennwand 310 und der hervorstehende Abschnitt 304 die gleiche Form aufweisen, der hervorstehende Abschnitt 304 gleichzeitig mit der Elementtrennwand 310 gebildet werden, und eine Zunahme der Prozessschritte des Bildgebungselements 100 kann unterdrückt werden.
  • Zusätzlich wird in der vorliegenden Ausführungsform, da der Schlitz 312 in der Mitte 0 des Bildgebungselements 100 vorgesehen ist, die Streuung von Licht durch den hervorstehenden Abschnitt 304 unterdrückt, und auf die Mitte 0 des Bildgebungselements 100 einfallendes Licht kann auf die photoelektrische Umsetzungseinheit 302 treffen, ohne gestreut zu werden. Als ein Ergebnis kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform, da das Bildgebungselement 100 das auf die Mitte 0 des Bildgebungselements 100 einfallende Licht zuverlässiger aufnehmen kann, eine Verschlechterung der Bildgebungspixel vermieden werden.
  • <3.3 Modifiziertes Beispiel>
  • In der vorliegenden Ausführungsform kann der Lichtabschirmungsabschnitt (der Lichtabschirmungsfilm) 204 wie folgt modifiziert werden. Daher wird eine genaue Konfiguration des Lichtabschirmungsabschnitts 204 unter Bezugnahme auf die 6 und 7 beschrieben. 6 ist ein erläuterndes Diagramm, das ein Konfigurationsbeispiel des Lichtabschirmungsabschnitts 204 gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt, und 7 ist ein erläuterndes Diagramm, das ein Konfigurationsbeispiel des Lichtabschirmungsabschnitts 204 gemäß einem modifizierten Beispiel der vorliegenden Ausführungsform darstellt. Es wird darauf hingewiesen, dass in den 6 und 7 die im unteren Teil dargestellte Ansicht einem Querschnitt entspricht, der durch Schneiden des Bildgebungselements 100 entlang der in 3 dargestellten Linie A-A' erhalten wird, und die im oberen Teil dargestellte Ansicht einem Querschnitt entspricht, der durch Schneiden des Bildgebungselements 100 entlang der in 3 dargestellten Linie B-B' erhalten wird.
  • In der vorliegenden Ausführungsform kann beispielsweise, wie in 6 dargestellt, in einem Fall, in dem das Bildgebungselement 100 von oberhalb der Lichtempfangsfläche 10a betrachtet wird, der Lichtabschirmungsabschnitt (Lichtabschirmungsfilm) 204 an der Elementtrennwand 310 entlang der Elementtrennwand 310 vorgesehen sein.
  • Darüber hinaus kann beispielsweise in dem modifizierten Beispiel der vorliegenden Ausführungsform, wie in 7 dargestellt, wenn das Bildgebungselement 100 von oberhalb der Lichtempfangsfläche 10a betrachtet wird, der Lichtabschirmungsabschnitt (Lichtabschirmungsfilm) 204 nicht nur auf der Elementtrennwand 310 entlang der Elementtrennwand 310 vorgesehen sein, sondern auch auf dem hervorstehenden Abschnitt 304 (ein Beispiel für den ersten Trennabschnitt) entlang dem hervorstehenden Abschnitt 304 vorgesehen sein.
  • <<4. Zweite Ausführungsform>>
  • In der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung sind in einem Fall, in dem das Bildgebungselement 100 von oberhalb der Lichtempfangsfläche 10a betrachtet wird, die hervorstehenden Längen (Längen in Spaltenrichtung) der beiden hervorstehenden Abschnitte 304 nicht darauf beschränkt, dass sie im Wesentlichen gleich sind, und können voneinander verschieden sein. Deshalb wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, bei der die hervorstehenden Längen voneinander verschieden sind, unter Bezugnahme auf 8 beschrieben. 8 ist ein erläuterndes Diagramm, das eine Ebene des Bildgebungselements 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt und insbesondere einem Querschnitt des Bildgebungselements 100 genommen entlang der in 3 dargestellten Linie A-A' entspricht.
  • Wie in 8 dargestellt ist, weist in der vorliegenden Ausführungsform die Elementtrennwand 310, wenn das Bildgebungselement 8 von oberhalb der Lichtempfangsfläche 10a betrachtet wird, zwei hervorstehende Abschnitte (ein Beispiel für einen ersten Trennabschnitt) 304 auf, die entlang der Spaltenrichtung in Richtung der Mitte 0 (nicht dargestellt) des Bildgebungselements 100 hervorstehen und zueinander weisen. Ferner sind die hervorstehenden Längen der beiden hervorstehenden Abschnitte 304 voneinander verschieden.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass in der vorliegenden Ausführungsform die beiden hervorstehenden Abschnitte 304 entlang der Zeilenrichtung in Richtung der Mitte 0 (nicht dargestellt) des Bildgebungselements 100 hervorstehen können. Darüber hinaus sind die beiden hervorstehenden Abschnitte 304 in der vorliegenden Ausführung nicht darauf beschränkt, dass sie so vorgesehen sind, dass sie zueinander weisen, und es kann beispielsweise ein hervorstehender Abschnitt vorgesehen sein. In diesem Fall werden in dem Gebiet zwischen dem hervorstehenden Abschnitt 304 und dem Abschnitt der Elementtrennwand 310, der zu dem hervorstehenden Abschnitt 304 weist, die Störstellen des zweiten Leitfähigkeitstyps (beispielsweise des P-Typs) durch konformes Dotieren über den hervorstehenden Abschnitt 304 und die Elementtrennwand 310 diffundiert, und das Diffusionsgebiet (ein Beispiel für das erste Diffusionsgebiet) 306 wird gebildet.
  • <<5. Dritte Ausführungsform>>
  • In der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung sind die beiden hervorstehenden Abschnitte 304 nicht darauf beschränkt, dass sie in der Mitte des Bildgebungselements 100 in Zeilenrichtung angeordnet sind, wenn das Bildgebungselement 100 von oberhalb der Lichtempfangsfläche 10a betrachtet wird, und können an einer Position vorgesehen sein, die um einen vorbestimmten Abstand von der Mitte des Bildgebungselements 100 in der Zeilenrichtung verschoben ist. Deshalb wird eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, bei der die beiden hervorstehenden Abschnitte 304 an Positionen vorgesehen sind, die um einen vorbestimmten Abstand von der Mitte des Bildgebungselements 100 in Zeilenrichtung verschoben sind, unter Bezugnahme auf 9 beschrieben. 9 ist ein erläuterndes Diagramm, das eine Ebene des Bildgebungselements 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt und insbesondere einem Querschnitt des Bildgebungselements 100 genommen entlang der in 3 dargestellten Linie A-A' entspricht.
  • Wie in 9 dargestellt, weist die Elementtrennwand 310 in der vorliegenden Ausführungsform ähnlich der ersten Ausführungsform zwei hervorstehende Abschnitte (ein Beispiel für einen ersten Trennabschnitt) 304 auf, die zueinander weisen und entlang der Spaltenrichtung hervorstehen, wenn das Bildgebungselement 100 von oberhalb der Lichtempfangsfläche 10a betrachtet wird. Darüber hinaus sind in der vorliegenden Ausführungsform die hervorstehenden Abschnitte 304 an Positionen vorgesehen, die um einen vorbestimmten Abstand von der Mitte des Bildgebungselements 100 in Zeilenrichtung verschoben sind. In der vorliegenden Ausführungsform ist der vorbestimmte Abstand nicht besonders eingeschränkt.
  • Darüber hinaus sind in der vorliegenden Ausführungsform die beiden hervorstehenden Abschnitte 304 nicht auf die in 9 dargestellte Form beschränkt. Beispielsweise in dem Fall der beiden hervorstehenden Abschnitte (ein Beispiel für den ersten Trennabschnitt) 304, die entlang der Zeilenrichtung hervorstehen, können die beiden hervorstehenden Abschnitte an Positionen vorgesehen sein, die um einen vorbestimmten Abstand von der Mitte des Bildgebungselements 100 in Spaltenrichtung verschoben sind. Zusätzlich kann die vorliegende Ausführungsform mit der vorstehend beschriebenen zweiten Ausführungsform kombiniert werden, und somit können die hervorstehenden Längen der beiden hervorstehenden Abschnitte 304 voneinander verschieden sein.
  • <<6. Vierte Ausführungsform>>
  • Indessen besteht in einem Fall, in dem die Ebenengröße des Bildgebungselements 100 groß ist, die Möglichkeit, dass das Pixelpaar 300a und 300b in dem hervorstehenden Abschnitt 304 und dem Diffusionsgebiet 306 nicht ausreichend getrennt sein kann. Deshalb ist es in einem solchen Fall denkbar, zwischen den beiden hervorstehenden Abschnitten 304 eine zusätzliche Wand 308 oder dergleichen vorzusehen, um eine ausreichende Trennung des Pixelpaares 300a und 300b sicherzustellen. Nachstehend wird eine solche Ausführungsform als eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die 10 bis 12 beschrieben. 10 bis 12 sind erläuternde Diagramme, die eine Ebene des Bildgebungselements 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellen und insbesondere einem Querschnitt des Bildgebungselements 100 genommen entlang der in 3 dargestellten Linie A-A' entsprechen.
  • Zuerst, wie in 10 dargestellt, weist die Elementtrennwand 310 in der vorliegenden Ausführungsform wie in der ersten Ausführungsform zwei hervorstehende Abschnitte (ein Beispiel für einen ersten Trennabschnitt) 304 auf, die zueinander weisen und entlang der Spaltenrichtung hervorstehen, wenn das Bildgebungselement 100 von oberhalb der Lichtempfangsfläche 10a betrachtet wird. Darüber hinaus sind in der vorliegenden Ausführungsform mehrere rechteckige zusätzliche Wände 308 punktförmig zwischen diesen hervorstehenden Abschnitten 304 (Schlitzen 312) angeordnet. Ähnlich dem hervorstehenden Abschnitt 304 ist die zusätzliche Wand 308 so vorgesehen, dass sie das Halbleitersubstrat 10 durchdringt. Zusätzlich, obwohl in 10 nicht dargestellt, ist um die zusätzliche Wand 308 auch ein Diffusionsgebiet 306 vorgesehen, das durch Einführen von Störstellen des zweiten Leitfähigkeitstyps (beispielsweise des P-Typs) durch konformer Dotieren über die zusätzliche Wand gebildet ist.
  • In der vorliegenden Ausführungsform ist es durch Bereitstellen er mehreren zusätzlichen Wände 308 zwischen den beiden hervorstehenden Abschnitten 304 (Schlitzen 312) und durch Bereitstellen des Diffusionsgebiets 306 auch um die zusätzlichen Wände 308 möglich, ferner eine ausreichende Trennung des Pixelpaars 300a und 300b sicherzustellen. Darüber hinaus wird in der vorliegenden Ausführungsform durch Bereitstellen der zusätzlichen Wand 308 in einer Punktform die Streuung von Licht durch die zusätzliche Wand 308 unterdrückt, und Licht, das auf die Mitte 0 (nicht dargestellt) des Bildgebungselements 100 auftrifft, kann auf die photoelektrische Umsetzungseinheit 302 fallen, ohne gestreut zu werden. Als ein Ergebnis kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform, da das Bildgebungselement 100 das auf die Mitte 0 des Bildgebungselements 100 einfallende Licht zuverlässiger aufnehmen kann, eine Verschlechterung der Bildgebungspixel vermieden werden.
  • In der vorliegenden Ausführungsform ist der Querschnitt der zusätzlichen Wand 308 nicht auf die in 10 dargestellte rechteckige Form beschränkt, und die Anzahl der zusätzlichen Wände 308 ist nicht, wie in 10 dargestellt, auf zwei beschränkt und kann eine oder drei oder mehr sein.
  • Wie in 11 dargestellt, kann in der vorliegenden Ausführungsform eine zusätzliche Wand 308a zwischen den beiden hervorstehenden Abschnitten 304 (Schlitzen 312) angeordnet sein, und die zusätzliche Wand 308a kann als die Rückseite DTI verwendet werden. Die Rückseite DTI wird gebildet, indem ein Graben gebildet wird, der von der Seite der Lichtempfangsfläche 10a (Rückseite) des Halbleitersubstrats 10 zur Mitte des Halbleitersubstrats 10 entlang der Dickenrichtung des Halbleitersubstrats 10 eindringt, und ein Oxidfilm oder dergleichen in den Graben eingebettet wird. In diesem Fall wird ein als Überlaufpfad dienender Kanal gebildet, indem Störstellen in ein Gebiet auf der Seite der Vorderseite 10b der zusätzlichen Wand 308a, in das die zusätzliche Wand 308a nicht eindringt, eingeführt werden.
  • In der vorliegenden Ausführungsform ist der Querschnitt der zusätzlichen Wand 308a nicht auf die in 11 dargestellte rechteckige Form beschränkt, und die Anzahl der zusätzlichen Wände 308a ist nicht, wie in 11 dargestellt, auf zwei beschränkt und kann eine oder drei oder mehr sein.
  • Darüber hinaus besteht in einem Fall, in dem die Ebenengröße des Bildgebungselements 100 groß ist, die Möglichkeit, dass das Pixelpaar 300a und 300b in dem Diffusionsgebiet 306 nicht ausreichend getrennt sein kann. Daher kann in einem solchen Fall, um eine ausreichende Trennung des Pixelpaars 300a und 300b sicherzustellen, wie in 12 dargestellt, ein Diffusionsgebiet 306a (ein Beispiel für ein erstes Diffusionsgebiet), das durch Einführen von Störstellen des zweiten Leitfähigkeitstyps (beispielsweise des P-Typs) durch Ionenimplantation gebildet ist, zwischen den beiden hervorstehenden Abschnitten 304 (Schlitzen 312) vorgesehen sein.
  • <<7. Fünfte Ausführungsform>>
  • Ferner kann in der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung der hervorstehende Abschnitt 304 aus einem anderen Material als die Elementtrennwand 310 gebildet sein. Nachstehend wird eine solche Ausführungsform als eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die 13 beschrieben. 13 ist ein erläuterndes Diagramm, das eine Ebene des Bildgebungselements 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt und insbesondere einem Querschnitt des Bildgebungselements 100 genommen entlang der in 3 dargestellten Linie A-A' entspricht.
  • Wie vorstehend beschrieben, sind der hervorstehende Abschnitt 304 und die Elementtrennwand 310 aus einem Material hergestellt, das einen Oxidfilm wie z. B. einen Siliziumoxidfilm, einen Siliziumnitridfilm, amorphes Silizium, polykristallines Silizium, einen Titanoxidfilm, Aluminium oder Wolfram oder einen Metallfilm enthält. Deshalb können in der vorliegenden Ausführungsform, wie in 13 dargestellt, der hervorstehende Abschnitt 304 und die Elementtrennwand 310 aus Materialien gebildet sein, die aus den vorstehend beschriebenen Materialien ausgewählt sind und voneinander verschieden sind.
  • Insbesondere ist beispielsweise die Elementtrennwand 310 aus einem Siliziumoxidfilm gebildet, und der hervorstehende Abschnitt 304 aus einem Titanoxidfilm hergestellt, der einen hohen Brechungsindex und einen geringen Unterschied zum Brechungsindex von Silizium, das das Halbleitersubstrat 10 bildet, aufweist. Auf diese Weise kann die Streuung von Licht durch den hervorstehenden Abschnitt 304 unterdrückt werden, und Licht, das auf die Mitte 0 (nicht dargestellt) des Bildgebungselements 100 auftrifft, kann auf die photoelektrische Umsetzungseinheit 302 fallen, ohne gestreut zu werden. Als ein Ergebnis kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform, da das Bildgebungselement 100 das auf die Mitte 0 des Bildgebungselements 100 einfallende Licht zuverlässiger aufnehmen kann, eine Verschlechterung der Bildgebungspixel vermieden werden. Es wird darauf hingewiesen, dass in der vorliegenden Ausführungsform der hervorstehende Abschnitt 304 nicht darauf beschränkt ist, aus einem Titanoxidfilm gebildet zu sein, und dass beispielsweise andere Materialien verwendet sein können, solange das Material einen geringen Unterschied im Brechungsindex zu dem Material, aus dem das Halbleitersubstrat 10 gebildet ist, aufweist.
  • <<8. Sechste Ausführungsform>>
  • Darüber hinaus ist die Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung nicht darauf beschränkt, die zwei hervorstehenden Abschnitte 304 bereitzustellen, und es können zwei oder mehr hervorstehende Abschnitte 304 bereitgestellt sein. Nachstehend wird eine solche Ausführungsform als eine sechste Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf 14 beschrieben. 14 ist ein erläuterndes Diagramm, das eine Ebene des Bildgebungselements 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt und insbesondere einem Querschnitt des Bildgebungselements 100 genommen entlang der in 3 dargestellten Linie A-A' entspricht.
  • Wie in 14 dargestellt, enthält die Elementtrennwand 310 in der vorliegenden Ausführungsform, wenn das Bildgebungselement 100 von oberhalb der Lichtempfangsfläche 10a betrachtet wird, zwei hervorstehende Abschnitte (ein Beispiel für einen ersten Trennabschnitt) 304, die entlang der Spaltenrichtung in Richtung der Mitte des Bildelements 100 hervorstehen und zueinander weisen, und zwei hervorstehende Abschnitte (ein Beispiel für einen zweiten Trennabschnitt) 324, die entlang der Zeilenrichtung in Richtung der Mitte des Bildgebungselements 100 hervorstehen und zueinander weisen. Die vier hervorstehenden Abschnitte 304 und 324 sind so vorgesehen, dass sie das Halbleitersubstrat 10 durchdringen.
  • Darüber hinaus werden in der vorliegenden Ausführungsform, obwohl in 14 nicht dargestellt, Störstellen des zweiten Leitfähigkeitstyps (beispielsweise des P-Typs) in einen Raum (Schlitz 312) zwischen den beiden zueinander weisenden hervorstehenden Abschnitten 304 und einen Raum (Schlitz 312) zwischen den beiden zueinander weisenden hervorstehenden Abschnitten 324 durch konformes Dotieren über die hervorstehenden Abschnitte 304 und 324 eingeführt, und das Diffusionsgebiet 306 (ein Beispiel für ein erstes Diffusionsgebiet und ein Beispiel für ein zweites Diffusionsgebiet) kann gebildet werden. Darüber hinaus wird auch in der vorliegenden Ausführungsform das Diffusionsgebiet 320, das durch Einführen von Störstellen des ersten Leitfähigkeitstyps (beispielsweise des N-Typs) durch Ionenimplantation gebildet ist und als ein Überlaufpfad funktioniert, unterhalb des Diffusionsgebiets 306, das in dem Schlitz 312 (auf der Seite der Vorderseite 10b) vorgesehen ist, gebildet.
  • In dem Fall von 14 ist das Innere des Bildgebungselements 100 durch solche vier hervorstehenden Abschnitte 304 in vier Pixel 300a, 300b, 300c und 300d unterteilt. In diesem Fall kann eine Phasendifferenz sowohl in Zeilenrichtung als auch in Spaltenrichtung durch ein Bildgebungselement 100 detektiert werden. Es wird darauf hingewiesen, dass die vorliegende Ausführungsform nicht auf die vier hervorstehenden Abschnitte 304 und 324 beschränkt ist, und dass vier oder mehr (beispielsweise acht oder dergleichen) hervorstehende Abschnitte vorgesehen sein können.
  • <<9. Siebte Ausführungsform>>
  • Darüber hinaus kann in der vorliegenden Ausführungsform eine Pixeltrennwand 334, die eine Rückseite DTI enthält, die das Pixelpaar 300a und 300b trennt, vorgesehen sein. Nachstehend wird eine solche Ausführungsform als eine siebte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf 15 beschrieben. 15 ist ein erläuterndes Diagramm, das eine Ebene des Bildgebungselements 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt und insbesondere einem Querschnitt des Bildgebungselements 100 genommen entlang der in 3 dargestellten Linie A-A' entspricht.
  • Wie in 15 dargestellt, ist in der vorliegenden Ausführungsform eine Pixeltrennwand (ein Beispiel für einen Trennabschnitt) 334, die eine Rückseite DTI enthält, zwischen dem Pixelpaar 300a und 300b vorgesehen. Wie vorstehend beschrieben, wird die Rückseite DTI gebildet, indem ein Graben gebildet wird, der von der Lichtempfangsfläche 10a (Rückseite) des Halbleitersubstrats 10 zur Mitte des Halbleitersubstrats 10 entlang der Dickenrichtung des Halbleitersubstrats 10 eindringt, und ein Oxidfilm oder dergleichen in den Graben eingebettet wird. In diesem Fall wird in Dickenrichtung des Halbleitersubstrats 10 ein Gebiet auf der Seite der Vorderseite 10b der Pixeltrennwand 334, das die Pixeltrennwand 334 nicht durchdringt, zu einem Überlaufpfad. Alternativ kann in der vorliegenden Ausführungsform ein Überlaufpfad durch Einführen von Störstellen des ersten Leitfähigkeitstyps in das Gebiet durch Ionenimplantation gebildet werden. Es wird darauf hingewiesen, dass in der vorliegenden Ausführungsform die Pixeltrennwand 334 mit der Elementtrennwand 310 in Kontakt sein kann oder nicht und sie nicht besonders eingeschränkt ist. Darüber hinaus ist in dem Fall, dass sie nicht miteinander in Kontakt sind, ein Diffusionsgebiet (nicht dargestellt) vorgesehen, das durch Einführen von Störstellen des zweiten Leitfähigkeitstyps (beispielsweise des P-Typs) durch konformes Dotieren über die Elementtrennwand 310 oder Ionenimplantation zwischen der Pixeltrennwand 334 und der Elementtrennwand 310 gebildet wird und das Pixelpaar 300a und 300b elektrisch voneinander trennt.
  • Wie vorstehend beschrieben, ist es gemäß der vorliegenden Ausführungsform möglich, durch Bereitstellen der Pixeltrennwand 334, die die Rückseite DTI enthält und die das Pixelpaar 300a und 300b zum Zeitpunkt der Phasendifferenzerkennung physisch trennt, das Pixelpaar 300a und 300b effektiv physisch zu trennen. Als ein Ergebnis ist es möglich, das Auftreten von Farbmischung zu unterdrücken und die Genauigkeit der Phasendifferenzdetektion weiter zu verbessern. Darüber hinaus wird in der vorliegenden Ausführungsform, wenn die Ladung irgendeines der Pixel 300a und 300b zum Zeitpunkt des normalen Abbildens kurz vor der Sättigung ist, aufgrund des Überlaufpfades, der in dem Gebiet auf der Seite der Vorderseite 10b der Pixeltrennwand 334 angeordnet ist, die Ladung über den Überlaufpfad auf das andere Pixel übertragen, so dass die Sättigung des einen Pixels vermieden werden kann. Dann kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform durch Bereitstellen eines solchen Überlaufpfades die Linearität des aus dem Bildgebungselement 100 ausgegebenen Pixelsignals sichergestellt werden, und eine Verschlechterung des aufgenommenen Bildes kann verhindert werden.
  • Darüber hinaus kann in der vorliegenden Ausführungsform eine Pixeltrennwand 334, die durch Einführen von Störstellen des zweiten Leitfähigkeitstyps (beispielsweise des P-Typs) durch Ionenimplantation gebildet ist, zwischen dem Pixelpaar 300a und 300b vorgesehen sein. Auch in einem solchen modifizierten Beispiel wird die durch Ionenimplantation gebildete Pixeltrennwand 334 in einer solchen Form gebildet, dass sie von der Seite der Lichtempfangsfläche 10a (Rückseite) des Halbleitersubstrats 10 zur Mitte des Halbleitersubstrats 10 entlang der Dickenrichtung des Halbleitersubstrats 10 eindringt. In dem modifizierten Beispiel ist in Dickenrichtung des Halbleitersubstrats 10 ein Gebiet auf der Seite der Vorderseite 10b der Pixeltrennwand 334, das die Pixeltrennwand 334 nicht durchdringt, ein Überlaufpfad. Dann kann der Überlaufpfad gebildet werden, indem verhindert wird, dass Störstellen in das Gebiet auf der Seite der Vorderseite 10b der Pixeltrennwand 334 zum Zeitpunkt der Ionenimplantation zum Bilden der Pixeltrennwand 334 implantiert werden, oder er kann gebildet werden, indem Störstellen des ersten Leitfähigkeitstyps durch Ionenimplantation in das Gebiet eingeführt werden. Es wird darauf hingewiesen, dass auch in diesem modifizierten Beispiel die Pixeltrennwand 334 mit der Elementtrennwand 310 in Kontakt sein kann oder nicht und nicht besonders eingeschränkt ist.
  • Wie vorstehend beschrieben, ist es gemäß diesem modifizierten Beispiel durch Bereitstellen der durch Ionenimplantation gebildeten Pixeltrennwand 334 möglich, das Pixelpaar 300a und 300b effektiv elektrisch zu trennen. Als ein Ergebnis ist es möglich, das Auftreten von Farbmischung zu unterdrücken und die Genauigkeit der Phasendifferenzdetektion weiter zu verbessern. Darüber hinaus wird in der vorliegenden Ausführungsform, wenn die Ladung irgendeines der Pixel 300a und 300b zum Zeitpunkt des normalen Abbildens kurz vor der Sättigung ist, aufgrund des Überlaufpfades, der in dem Gebiet auf der Vorderseite 10b der Pixeltrennwand 334 angeordnet ist, die Ladung über den Überlaufpfad auf das andere Pixel übertragen, so dass die Sättigung des einen Pixels vermieden werden kann. Dann kann durch Bereitstellen eines solchen Überlaufpfades die Linearität des aus dem Bildgebungselement 100 ausgegebenen Pixelsignals sichergestellt werden, und eine Verschlechterung des aufgenommenen Bildes kann verhindert werden.
  • Darüber hinaus kann in der vorliegenden Ausführungsform der Lichtabschirmungsabschnitt (der Lichtabschirmungsfilm) 204 wie folgt modifiziert werden. Deshalb wird eine genaue Konfiguration des Lichtabschirmungsabschnitts 204 unter Bezugnahme auf 16 beschrieben. 16 ist ein erläuterndes Diagramm, das ein Konfigurationsbeispiel des Lichtabschirmungsabschnitts 204 gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt. Es wird darauf hingewiesen, dass in 16 die im unteren Teil dargestellte Ansicht einem Querschnitt entspricht, der durch Schneiden des Bildgebungselements 100 entlang der in 3 dargestellten Linie A-A' erhalten wird, und die in dem oberen Teil dargestellte Ansicht einem Querschnitt entspricht, der durch Schneiden des Bildgebungselements 100 entlang der in 3 dargestellten Linie B-B' erhalten wird.
  • In der vorliegenden Ausführungsform und dem modifizierten Beispiel, wie beispielsweise im oberen Teil von 16 dargestellt, kann, wenn das Bildgebungselement 100 von oberhalb der Lichtempfangsfläche 10a betrachtet wird, der Lichtabschirmungsabschnitt (Lichtabschirmungsfilm) 204 an der Elementtrennwand 310 entlang der Elementtrennwand 310 vorgesehen sein und kann zwei hervorstehende Abschnitte 206 aufweisen, die entlang der Spaltenrichtung in Richtung der Mitte 0 des Bildgebungselements 100 hervorstehen und zueinander weisen. Alternativ kann in der vorliegenden Ausführungsform und dem modifizierten Beispiel der Lichtabschirmungsabschnitt 204 entlang der Elementtrennwand 310 vorgesehen sein und den hervorstehenden Abschnitt 206 nicht aufweisen.
  • <<10. Achte Ausführungsform>>
  • In der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann eine zusätzliche Wand 308b als die Vorderseite DTI verwendet werden. Nachstehend wird eine solche Ausführungsform als eine achte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die 17 bis 21 beschrieben. 17 ist ein erläuterndes Diagramm, das einen Teil eines Querschnitts des Bildgebungselements 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt und insbesondere einem Querschnitt entspricht, der durch Schneiden des Bildgebungselements 100 entlang der Dickenrichtung des Halbleitersubstrats 10 erhalten wird. 18 ist ein erläuterndes Diagramm, das eine Ebene des Bildgebungselements 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt und insbesondere einem Querschnitt des Bildgebungselements 100 genommen entlang der in 17 dargestellten Linie C-C' entspricht. 19 ist ein erläuterndes Diagramm, das eine Ebene des Bildgebungselements 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt und insbesondere einem Querschnitt des Bildgebungselements 100 genommen entlang der in 17 dargestellten Linie D-D' entspricht. 20 ist ein erläuterndes Diagramm, das einen Teil eines Querschnitts des Bildgebungselements 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt und insbesondere einem Querschnitt entspricht, der durch Schneiden des Halbleitersubstrats 10 entlang der in 17 dargestellten Linie E-E' erhalten wird. 21 ist ein erläuterndes Diagramm, das einen Teil eines Querschnitts des Bildgebungselements 100 für jede Farbe gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt und insbesondere einem Querschnitt entspricht, der durch Schneiden des Halbleitersubstrats 10 entlang der Dickenrichtung des Halbleitersubstrats 10 erhalten wird.
  • Wie in den 17 bis 20 dargestellt, ist in der vorliegenden Ausführungsform eine zusätzliche Wand 308b zwischen den beiden hervorstehenden Abschnitten 304 (Schlitzen 312) angeordnet, und die zusätzliche Wand 308b wird als die Vorderseite DTI verwendet. Wie in 20 dargestellt, wird die Vorderseite DTI gebildet, indem ein Graben gebildet wird, der sich von der Seite der Vorderseite 10b, die die gegenüberliegende Oberfläche der Lichtempfangsfläche 10a des Halbleitersubstrats 10 ist, zur Mitte des Halbleitersubstrats 10 entlang der Dickenrichtung des Halbleitersubstrats 10 erstreckt, und ein Oxidfilm oder dergleichen in den Graben eingebettet wird. Die Länge der zusätzlichen Wand 308b in der Dickenrichtung des Halbleitersubstrats 10 kann durch Anpassen der Tiefe des Grabens angepasst werden. Im Fall der Vorderseite DTI kann ein als der Überlaufpfad dienender Kanal gebildet werden, indem Störstellen in ein Gebiet auf der Rückseite 10a der zusätzlichen Wand 308b, das zusätzliche Wand 308b nicht durchdringt, eingeführt werden.
  • Das heißt, die zusätzliche Wand 308b ist so vorgesehen, dass sie sich von der Vorderseite 10b, die eine Oberfläche des Halbleitersubstrats 10 gegenüber der Lichtempfangsfläche 10a ist, zur Mitte des Halbleitersubstrats 10 entlang der Dickenrichtung (Substratdickenrichtung) des Halbleitersubstrats 10 erstreckt. Als ein Ergebnis wird die Länge der zusätzlichen Wand 308b in der Substratdickenrichtung kürzer als die Länge der beiden hervorstehenden Abschnitte 304 in der Substratdickenrichtung. Deshalb kann, da die Stirnfläche (Oberfläche auf der Seite der Lichtempfangsfläche 10a) der zusätzlichen Wand 308b von der Lichtempfangsfläche 10a getrennt ist, die Streuung von einfallendem Licht in der Nähe der Lichtempfangsfläche 10a durch die zusätzliche Wand 308b unterdrückt werden. Zusätzlich ist es möglich, das Volumen der zusätzlichen Wand 308b auf der Seite der Lichtempfangsfläche 10a im Vergleich zu dem Fall, in dem die zusätzliche Wand 308b durch den vollen Graben gebildet wird, zu reduzieren, und es ist möglich, die Streuung von einfallendem Licht nahe der Lichtempfangsfläche 10a durch die zusätzliche Wand 308b zuverlässig zu unterdrücken.
  • Hier wird in den Beispielen der 2 bis 5 das einfallende Licht durch die beiden hervorstehenden Abschnitte 304, die in der Nähe der Mitte des Bildgebungselements 100 der Lichtempfangsfläche 10a angeordnet sind, gestreut, und das kann eine Verschlechterung durch Farbmischung verursachen, und die Unterdrückung der Empfindlichkeitsabnahme kann unzureichend sein. In diesem Fall ist, obwohl es möglich ist, die Streuung des einfallenden Lichts zu unterdrücken, indem die Schlitze 312 der beiden hervorstehenden Abschnitte 304 verlängert werden, der Effekt des konformen Dotierens unter Verwendung der beiden hervorstehenden Abschnitte 304 reduziert, und die Sättigungsladungsmenge Qs ist reduziert. Deshalb wird, wie vorstehend beschrieben, durch Bilden der zusätzlichen Wand 308b als die Vorderseite DTI die zusätzliche Wand 308b in der Nähe der Mitte des Bildgebungselements 100 auf der Seite der Lichtempfangsfläche 10a eliminiert, und die Streuung des einfallenden Lichts wird unterdrückt. Als ein Ergebnis können Farbmischen, eine Abnahme der Empfindlichkeit, eine Abnahme der Sättigungsladungsmenge und dergleichen unterdrückt werden.
  • Darüber hinaus kann, wie in 21 dargestellt, in der vorliegenden Ausführungsform die Tiefe (Grabentiefe) des Grabens zum Bilden der zusätzlichen Wand 308b gemäß der Wellenlänge des einfallenden Lichts in jedem der Bildgebungselemente 100 von RGB (Rot, Grün, Blau), das heißt der photoelektrischen Umsetzungstiefe, angepasst werden. In dem R-Pixel ist, da die photoelektrische Umsetzung in dem tiefen Teil stattfindet, die Grabentiefe auf flach einstellt. Beispielsweise ist die Grabentiefe eine Grabentiefe ZR = 3200 nm (50 % des Lichts mit der Wellenlänge von 700 nm werden absorbiert). In dem B-Pixel ist, da die photoelektrische Umsetzung in dem flachen Teil stattfindet, die Grabentiefe auf tief einstellt. Beispielsweise ist die Grabentiefe eine Grabentiefe ZB = 350 nm (50 % des Lichts mit der Wellenlänge von 450 nm werden absorbiert). In dem G-Pixel ist, da die photoelektrische Umsetzung in dem tiefen Teil mit dem Blau-Anteil und dem flachen Teil mit dem Rot-Anteil stattfindet, die Grabentiefe zwischen der Grabentiefe des R-Pixels und der Grabentiefe des B-Pixels eingestellt. Beispielsweise ist die Grabentiefe die Grabentiefe ZG = 1000 nm (50 % des Lichts mit der Wellenlänge von 550 nm werden absorbiert).
  • Wie vorstehend beschrieben kann die Grabentiefe, das heißt die Länge der zusätzlichen Wand 308a in der Substratdickenrichtung, gemäß der Wellenlänge des auf die Lichtempfangsfläche 10a einfallenden Lichts bestimmt werden. Das kann die Streuung des einfallenden Lichts für jede Farbe minimieren. Als ein Ergebnis ist es möglich, die Streuung des einfallenden Lichts gemäß der Wellenlänge des einfallenden Lichts zu unterdrücken. Somit ist es möglich, Farbmischen, Empfindlichkeitsreduktion, Sättigungsladungsmengenreduktion und dergleichen zu unterdrücken.
  • Ferner kann in der vorliegenden Ausführungsform die zusätzliche Wand 308b wie folgt modifiziert werden. Deshalb wird eine genaue Konfiguration der zusätzlichen Wand 308b unter Bezugnahme auf die 22 bis 25 beschrieben. 22 ist ein erläuterndes Diagramm, das eine Ebene des Bildgebungselements 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt und insbesondere einem Querschnitt des Bildgebungselements 100, der entlang einer Ebenenrichtung (Richtung orthogonal zu der Dickenrichtung des Halbleitersubstrats 10) geschnitten ist, entspricht. 23 ist ein erläuterndes Diagramm, das einen Teil eines Querschnitts des Bildgebungselements 100 für jede Farbe gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt und insbesondere einem Querschnitt entspricht, der durch Schneiden des Halbleitersubstrats 10 entlang der Dickenrichtung des Halbleitersubstrats 10 erhalten wird. 24 ist ein erläuterndes Diagramm, das eine Ebene des Bildgebungselements 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt und insbesondere einem Querschnitt des Bildgebungselements 100 geschnitten in einer Ebenenrichtung entspricht. 25 ist ein erläuterndes Diagramm, das einen Teil eines Querschnitts des Bildgebungselements 100 für jede Farbe gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt und insbesondere einem Querschnitt entspricht, der durch Schneiden des Halbleitersubstrats 10 entlang der Dickenrichtung des Halbleitersubstrats 10 erhalten wird.
  • Wie in 22 dargestellt ist, kann in der vorliegenden Ausführungsform, betrachtet von oberhalb der Lichtempfangsfläche 10a, die Breite (beispielsweise die Länge in Zeilenrichtung) des mittleren Abschnitts der zusätzlichen Wand 308b schmaler sein als die Breite (beispielsweise die Länge in Zeilenrichtung) beider Enden der zusätzlichen Wand 308b. Wie in 23 dargestellt ist, kann die Länge in Substratdickenrichtung des mittleren Abschnitts der zusätzlichen Wand 308b kürzer sein als die Längen in Substratdickenrichtung beider Enden der zusätzlichen Wand 308b.
  • Wie vorstehend beschrieben ist es möglich, durch Reduzieren der Linienbreite des mittleren Abschnitts der zusätzlichen Wand 308b in Bezug auf beide Enden und Reduzieren der Tiefe des Grabens zum Bilden des mittleren Abschnitts der zusätzlichen Wand 308b, um die Länge des mittleren Abschnitts der zusätzlichen Wand 308b in Substratdickenrichtung zu verkürzen, den mittleren Abschnitt der zusätzlichen Wand 308b von der Lichtempfangsfläche 10a zu trennen, während die Stirnfläche des mittleren Abschnitts der zusätzlichen Wand 308b verengt wird, und es ist möglich, das Volumen der zusätzlichen Wand 308b auf der Seite der Lichtempfangsfläche 10a zu reduzieren. Somit kann die Streuung des einfallenden Lichts in der Nähe der Lichtempfangsfläche 10a durch die zusätzliche Wand 308b zuverlässig unterdrückt werden.
  • In den Beispielen der 22 und 23 ist die Breite des mittleren Abschnitts der zusätzlichen Wand 308b schmaler als die beiden Enden der zusätzlichen Wand 308b, und die Länge in Dickenrichtung des mittleren Abschnitts des Halbleitersubstrats 10 ist kürzer als die beiden Enden der zusätzlichen Wand 308b. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, und sowohl die Breite als auch die Länge können reduziert sein. Ferner kann die Breite der zusätzlichen Wand 308b kürzer sein als die Breite der beiden hervorstehenden Abschnitte 304.
  • Wie in 24 dargestellt ist, kann in der vorliegenden Ausführungsform betrachtet von oberhalb der Lichtempfangsfläche 10a die Breite (beispielsweise die Länge in Zeilenrichtung) jedes der beiden hervorstehenden Abschnitte 304 schmaler sein als die Breite (beispielsweise die Länge in Zeilenrichtung) der zusätzlichen Wand 308b. Zusätzlich können, wie in 25 dargestellt, die beiden hervorstehenden Abschnitte 304 so vorgesehen sein, dass sie sich von der Vorderseite 10b des Halbleitersubstrats 10 zur Mitte des Halbleitersubstrats 10 entlang der Dickenrichtung des Halbleitersubstrats 10 erstrecken. Zu diesem Zeitpunkt kann die Länge der zusätzlichen Wand 308b in der Substratdickenrichtung kürzer sein als die Länge jedes der beiden hervorstehenden Abschnitte 304 in der Substratdickenrichtung.
  • Wie vorstehend beschrieben, wird zusätzlich zum Verkürzen der Länge der zusätzlichen Wand 308b in Substratdickenrichtung auch die Linienbreite der beiden hervorstehenden Abschnitte 304 verengt, und ferner wird die Tiefe des Grabens zum Bilden der beiden hervorstehenden Abschnitte 304 abgeflacht, um die Länge jedes hervorstehenden Abschnitts 304 in Substratdickenrichtung zu verkürzen. Somit können die Stirnfläche der zusätzlichen Wand 308b und die Stirnflächen der beiden hervorstehenden Abschnitte 304 von der Lichtempfangsfläche 10a getrennt werden, und das Volumen der beiden hervorstehenden Abschnitte 304 kann zusätzlich zu dem Volumen der zusätzlichen Wand 308b auf der Seite der Lichtempfangsfläche 10a reduziert werden. Deshalb kann die Streuung von einfallendem Licht nahe der Lichtempfangsfläche 10a durch die zusätzliche Wand 308b und die beiden hervorstehenden Abschnitte 304 zuverlässig unterdrückt werden.
  • In den Beispielen der 24 und 25 ist die Breite jedes der beiden hervorstehenden Abschnitte 304 schmaler als die Breite der zusätzlichen Wand 308b, die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann die Breite eines der beiden hervorstehenden Abschnitte 304 schmaler sein als die Breite der zusätzlichen Wand 308b.
  • Hier wird ein Teil des Herstellungsprozesses (Herstellungsverfahrens) des Bildgebungselements 100 unter Bezugnahme auf 26 beschrieben. 26 ist eine Prozessquerschnittsansicht zur Erläuterung eines Teils des Herstellungsprozesses des Bildgebungselements 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform und entspricht insbesondere einem Querschnitt, der durch Schneiden des Halbleitersubstrats 10 entlang der Dickenrichtung des Halbleitersubstrats 10 erhalten wird.
  • Wie in 26 dargestellt ist in der vorliegenden Ausführungsform eine Maske M1, wie z. B. eine Photomaske, auf der Vorderseite 10b des Halbleitersubstrats 10 gebildet (siehe das erste Diagramm von links in 26). Die Maske M1 wird beispielsweise durch Stapeln einer Photoresistschicht auf die Vorderseite 10b des Halbleitersubstrats 10 durch ein Rotationsbeschichtungsverfahren oder dergleichen und durch Strukturieren der Photoresistschicht in Übereinstimmung mit einem Grabenbildungsmuster gebildet. Als nächstes wird eine Maske M2, die als Schutzschicht funktioniert, auf der Maske M1 gebildet, und ein Teil des Grabens T1 zum Bilden der Elementtrennwand 310 wird durch Ätzen wie z. B. Trockenätzen gebildet (siehe das zweite Diagramm von links in 26). Danach wird die Maske M2 entfernt (siehe das dritte Diagramm von links in 26), und das Ätzen wird weiter ausgeführt, um den Graben T1 zum Bilden der Elementtrennwand 310 und den Graben T2 zum Bilden der zusätzlichen Wand 308b zu bilden (siehe das vierte Diagramm von links in 26). In einem nachfolgenden Prozess wird konformes Dotieren oder dergleichen ausgeführt, und ein Material wie ein Oxidfilm wird in den Graben T1 und den Graben T2 eingebettet, und die Elementtrennwand 310 und die zusätzliche Wand 308b werden gebildet. Danach wird auch die Maske M1 entfernt, und das Bildgebungselement 100, das die endgültige Struktur aufweist, wird durch einen Nachbearbeitungsprozess gebildet.
  • Wie vorstehend beschrieben, ist es gemäß der vorliegenden Ausführungsform (einschließlich modifizierter Beispiele) möglich, Effekte gemäß anderen Ausführungsformen (einschließlich modifizierter Beispiele) zu erhalten. Das heißt, dass eine Verschlechterung des aufgenommenen Bildes vermieden werden kann, während die Genauigkeit der Phasendifferenzdetektion verbessert wird. Zusätzlich kann, da die Stirnfläche (Oberfläche auf der Seite der Lichtempfangsfläche 10a) der zusätzlichen Wand 308b von der Lichtempfangsfläche 10a getrennt ist und das Volumen der zusätzlichen Wand 308b auf der Seite der Lichtempfangsfläche 10a weiter reduziert werden kann, die Streuung von einfallendem Licht in der Nähe der Lichtempfangsfläche 10a durch die zusätzliche Wand 308b oder den hervorstehenden Abschnitt 304 unterdrückt werden.
  • <<11. Neunte Ausführungsform>>
  • In der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann ein Diffusionsgebiet 306b (ein Beispiel für ein erstes Diffusionsgebiet), das durch Einführen von Störstellen durch Ionenimplantation gebildet ist, zwischen den beiden hervorstehenden Abschnitten 304 (Schlitzen 312) vorgesehen sein. Nachstehend wird eine solche Ausführungsform als eine neunte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die 27 bis 29 beschrieben. 27 ist ein erläuterndes Diagramm, das eine Ebene des Bildgebungselements 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt und insbesondere einem Querschnitt des Bildgebungselements 100 geschnitten entlang einer Ebenenrichtung entspricht. 28 ist ein erläuterndes Diagramm, das einen Teil eines Querschnitts des Bildgebungselements 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt und insbesondere einem Querschnitt entspricht, der durch Schneiden des Halbleitersubstrats 10 entlang der Dickenrichtung des Halbleitersubstrats 10 erhalten wird. 29 ist ein erläuterndes Diagramm, das einen Teil eines Querschnitts des Bildgebungselements 100 des Vergleichsbeispiels gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt und insbesondere einem Querschnitt entspricht, der durch Schneiden des Halbleitersubstrats 10 entlang der Dickenrichtung des Halbleitersubstrats 10 erhalten wird.
  • Wie in 28 dargestellt, wird die Ionenimplantation in der vorliegenden Ausführungsform sowohl von der Vorderseite 10b als auch von der Rückseite 10a des Halbleitersubstrats 10 ausgeführt. Als ein Ergebnis wird das Diffusionsgebiet 306b in einer Form gebildet, die sich von der Vorderseite 10b des Halbleitersubstrats 10 in Richtung zum Inneren des Halbleitersubstrats 10 ausdehnt und sich vom Inneren des Halbleitersubstrats 10 in Richtung der Rückseite 10a des Halbleitersubstrats 10 verengt. Das heißt, das Diffusionsgebiet 306b weist ein erstes Gebiet R1, das sich von der Vorderseite 1b des Halbleitersubstrats 2 in Richtung zum Inneren des Halbleitersubstrats 10 hin erstreckt, und ein zweites Gebiet R2, sich vom Inneren des Halbleitersubstrats 10 in Richtung der Rückseite 10a des Halbleitersubstrats 10 verengt, auf. Das erste Gebiet R1 und das zweite Gebiet R2 sind verbunden.
  • In dem Beispiel von 28 sind die Mittelachse des ersten Gebiets R1 und die Mittelachse des zweiten Gebiets R2 so positioniert, dass sie miteinander zusammenfallen, ohne verschoben zu werden, die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Beispielsweise können die Mittelachse des ersten Gebiets R1 und die Mittelachse des zweiten Gebiets R2 so positioniert sein, dass sie in der Links-Rechts-Richtung (beispielsweise einer Zeilenrichtung) verschoben sind. Das Gleiche gilt für die folgenden in den 30 bis 35 dargestellten Konfigurationen.
  • Hier, wie in 29 dargestellt, breitet sich, wenn die Ionenimplantation nur von der Vorderseite 10b des Halbleitersubstrats 10 aus ausgeführt wird, die Diffusion stark in Dickenrichtung des Halbleitersubstrats 10 aus, und es wird ein Diffusionsgebiet 306a, das sich weiter von der Vorderseite 10b zur Rückseite 10a des Halbleitersubstrats 10 ausbreitet, gebildet. Daher wird das Gebiet der photoelektrischen Umsetzung schmal. Deshalb wird, wie in 28 dargestellt, Ionenimplantation sowohl von der Vorderseite 10b auch von der Rückseite 10a des Halbleitersubstrats 10 ausgeführt. Als ein Ergebnis wird das Diffusionsgebiet 306b in einer Form gebildet, die sich von der Vorderseite 10b des Halbleitersubstrats 10 zum Inneren des Halbleitersubstrats 10 hin ausdehnt und sich vom Inneren des Halbleitersubstrats 10 zur Rückseite 10a des Halbleitersubstrats 10 hin verengt. Als ein Ergebnis kann, da das Diffusionsgebiet 306b (siehe 28) schmaler ist als das Diffusionsgebiet 306a (siehe 29), das photoelektrische Umsetzungsgebiet verbreitert werden.
  • Darüber hinaus kann in der vorliegenden Ausführungsform das Diffusionsgebiet 306b wie folgt modifiziert werden. Deshalb wird eine genaue Konfiguration des Diffusionsgebiets 306b unter Bezugnahme auf die 30 bis 35 beschrieben. 30 bis 35 sind erläuternde Diagramme, die einen Teil eines Querschnitts des Bildgebungselements 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellen und insbesondere einem Querschnitt entsprechen, der durch Schneiden des Halbleitersubstrats 10 entlang der Dickenrichtung des Halbleitersubstrats 10 erhalten wird.
  • Wie in 30 dargestellt, kann in der vorliegenden Ausführungsform das Diffusionsgebiet 306b so gebildet sein, dass das erste Gebiet R1 und das zweite Gebiet R2 getrennt sind, ohne dass sie verbunden sind. Selbst in dem Diffusionsgebiet 306b, das eine solche Form aufweist, kann die Ausbreitung des Diffusionsgebiets 306b unterdrückt werden, und das photoelektrische Umsetzungsgebiet kann verbreitert werden.
  • Wie in 31 dargestellt, kann in der vorliegenden Ausführungsform das Diffusionsgebiet 306b so gebildet sein, dass das erste Gebiet R1 und das zweite Gebiet R2 dünner sind als das in 28 dargestellte erste Gebiet R1 und das zweite Gebiet R2. Das erste Gebiet R1 und das zweite Gebiet R2 sind verbunden. In dem Diffusionsgebiet 306b, das eine solche Form aufweist, kann die Ausbreitung Diffusionsgebiets 306b im Vergleich zu dem in 28 dargestellten ersten Gebiet R1 und zweiten Gebiet R2 weiter unterdrückt werden, und das photoelektrische Umsetzungsgebiet kann zuverlässig verbreitert werden.
  • Wie in 32 dargestellt, kann in der vorliegenden Ausführungsform das Diffusionsgebiet 306b so gebildet sein, dass die Störstellenkonzentration in dem ersten Gebiet R1 und dem zweiten Gebiet R2 höher ist als dem in 28 dargestellten ersten Gebiet R1 und zweiten Gebiet R2. Das erste Gebiet R1 und das zweite Gebiet R2 sind verbunden. Gemäß einem solchen Diffusionsgebiet 306b kann eine Potentialanpassung (ein Potentialdesign) durch Ändern der Störstellenkonzentrationen des ersten Gebiets R1 und des zweiten Gebiets R2 leicht ausgeführt werden.
  • Wie in 33 dargestellt, kann in der vorliegenden Ausführungsform das Diffusionsgebiet 306b so gebildet sein, dass die Länge (Tiefe) des ersten Gebiets R1 in der Substratdickenrichtung größer ist als die Länge (Tiefe) des zweiten Gebiets R2 in der Substratdickenrichtung. Das erste Gebiet R1 und das zweite Gebiet R2 sind verbunden. Gemäß einem solchen Diffusionsgebiet 300b kann eine Potentialanpassung (ein Potentialdesign) durch Ändern der Länge in der Substratdickenrichtung sowohl des ersten Gebiets R1 als auch des zweiten Gebiets R2 leicht ausgeführt werden. Es wird darauf hingewiesen, dass das Diffusionsgebiet 306b so gebildet sein kann, dass die Längen in der Substratdickenrichtung des ersten Gebiets R1 und des zweiten Gebiets R2 voneinander verschieden sind. Außerdem kann das Diffusionsgebiet 306b beispielsweise so gebildet sein, dass die Länge in der Substratdickenrichtung des zweiten Gebiets R2 im Gegensatz zu der vorstehenden Beschreibung größer ist als die Länge in der Substratdickenrichtung des ersten Gebiets R1.
  • Darüber hinaus kann, wie in 34 dargestellt ist, in der vorliegenden Ausführungsform das Diffusionsgebiet 306b so gebildet sein, dass das erste Gebiet R1 dünner ist als das zweite Gebiet R2. Das heißt, die Länge des ersten Gebiets R1 in der Richtung orthogonal zu der Substratdickenrichtung ist kürzer als die Länge des ersten Gebiets R1 in der Richtung orthogonal zur zu der Substratdickenrichtung. Das erste Gebiet R1 und das zweite Gebiet R2 sind verbunden. Gemäß einem solchen Diffusionsgebiet 306b kann eine Potentialanpassung (ein Potentialdesign) durch Ändern der Dicke sowohl des ersten Gebiets R1 als auch des zweiten Gebiets R2 leicht ausgeführt werden. Es wird darauf hingewiesen, dass das Diffusionsgebiet 306b so gebildet sein kann, dass die Dicken des ersten Gebiets R1 und des zweiten Gebiets R2 voneinander verschieden sind. Außerdem kann beispielsweise das zweite Gebiet R2 im Gegensatz zu dem Vorstehenden dünner als das erste Gebiet R1 gebildet sein.
  • Wie in 35 dargestellt, kann in der vorliegenden Ausführungsform das Diffusionsgebiet 306b so gebildet sein, dass die Störstellenkonzentration des ersten Gebiets R1 niedriger ist als die Störstellenkonzentration des zweiten Gebiets R2. Das erste Gebiet R1 und das zweite Gebiet R2 sind verbunden. Gemäß einem solchen Diffusionsgebiet 306b kann eine Potentialanpassung (ein Potentialdesign) durch Ändern der Störstellenkonzentrationen sowohl des ersten Gebiets R1 als auch des zweiten Gebiets R2 leicht ausgeführt werden. Es wird darauf hingewiesen, dass das Diffusionsgebiet 306b so gebildet sein kann, dass die Störstellenkonzentration des ersten Gebiets R1 und des zweiten Gebiets R2 unterschiedlich ist. Außerdem kann das Diffusionsgebiet 306b beispielsweise so gebildet sein, dass die Störstellenkonzentration des zweiten Gebiets R2 im Gegensatz zu der vorstehenden Beschreibung niedriger ist als die Störstellenkonzentration des ersten Gebiets R1.
  • Die Ionenimplantation wird ausgeführt, um die Diffusionsgebiete 306b, die Formen wie in den 28 und 30 bis 35 dargestellt aufweisen, zu bilden. Zum Zeitpunkt der Ionenimplantation werden verschiedene Bedingungen wie z. B. Leistung, Implantationszeit, Verarbeitungstemperatur und elektrisches Feld angepasst. Durch geeignetes Anpassen dieser verschiedenen Bedingungen ist es möglich, die Diffusionsgebiete 306b, die verschiedene Formen aufweisen, zu erhalten, wie in den 28 und 30 bis 35 dargestellt.
  • Wie in 36 dargestellt, kann in der vorliegenden Ausführungsform eine zusätzliche Wand 308 zwischen den beiden hervorstehenden Abschnitten 304 (Schlitzen 312) vorgesehen sein. In diesem Fall ist das Diffusionsgebiet 306b zwischen jedem der beiden hervorstehenden Abschnitte 304 und einer zusätzlichen Wand 308 (zwei Gebiete) vorgesehen. Darüber hinaus ist ein Querschnitt des Bildgebungselements 100 entlang der in 36 dargestellten Linie G-G' gleich dem in 28 dargestellten Querschnitt, und ein Querschnitt des Bildgebungselements 100 entlang der in 36 dargestellten Linie H-H' ist gleich dem in 34 dargestellten Querschnitt. In einer solchen Konfiguration kann beispielsweise ein Potentialgradient (siehe weißer Pfeil in 36) gebildet werden. Als ein Ergebnis kann die elektrische Ladung leicht in Richtung der Übertragungs-Gates 400a und 400b rollen (sich bewegen). Das heißt, eine Potentialanpassung (ein Potentialdesign), wie z.B. das Bilden eines Potentialgradienten, kann leicht durch eine Kombination verschiedener Formen des ersten Gebiets R1 und des zweiten Gebiets R2, die das Diffusionsgebiet 306b bilden, eine Kombination von Störstellenkonzentrationen oder dergleichen ausgeführt werden.
  • Hier wird ein Teil des Herstellungsprozesses (Herstellungsverfahrens) der Bildgebungsvorrichtung 1 unter Bezugnahme auf 37 und 38 beschrieben. 37 und 38 sind Prozessquerschnitte zum Erläutern eines Teils des Herstellungsprozesses der Bildgebungsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Es wird darauf hingewiesen, dass in den 37 und 38 aus Gründen der Übersichtlichkeit nur ein zu der vorliegenden Ausführungsform gehörender Hauptteil der Bildgebungsvorrichtung 1 dargestellt ist und die Darstellung anderer Teile weggelassen ist.
  • Wie in dem oberen Teil von 37 dargestellt, wird in der vorliegenden Ausführungsform beispielsweise eine Ionenimplantation auf dem ersten Halbleitersubstrat 10, auf dem eine Photodiode, eine schwebende Diffusion (beide nicht dargestellt), Übertragungs-Gates 400a und 400b, eine Elementtrennwand 310, ein hervorstehender Abschnitt 304 und dergleichen gebildet sind, ausgeführt. Zu diesem Zeitpunkt wird in dem Beispiel von 37 die Ionenimplantation von der Vorderseite 10b des ersten Halbleitersubstrats 10 ausgeführt. Danach werden das erste Halbleitersubstrat 10 und das zweite Halbleitersubstrat 11 über einen isolierenden Zwischenfilm 10A gebondet. Danach wird für das erste Halbleitersubstrat 10 ein chemisch-mechanisches Polieren (CMP), ein Schleifer oder dergleichen verwendet, und das Dünnermachen wird von der Rückseite 10a des ersten Halbleitersubstrats 10 ausgeführt, wie in dem mittleren Teil von 37 dargestellt. Danach wird beispielsweise ein Aktivierungs-Tempern oder dergleichen ausgeführt, und dann wird erneut Ionenimplantation an dem ersten Halbleitersubstrat 10 durchgeführt. Zu diesem Zeitpunkt wird in dem Beispiel von 37 die Ionenimplantation von der Rückseite 10a des ersten Halbleitersubstrats 10 ausgeführt. Danach wird das Trägersubstrat 12 an das erste Halbleitersubstrat 10 gebondet, wie im unteren Teil von 37 dargestellt, und es wird beispielsweise ein Aktivierungs-Tempern durchgeführt.
  • Als nächstes werden auf dem zweiten Halbleitersubstrat 11 beispielsweise verschiedene Transistoren, Signalleitungen (beispielsweise die Pixelansteuerungsverdrahtung 26, die horizontale Signalleitung 28 und dergleichen) und dergleichen gebildet, wie im oberen Teil von 38 dargestellt. Dann wird, wie im mittleren Teil von 38 dargestellt, ein Logiksubstrat 13 an das zweite Halbleitersubstrat 11 gebondet. Das Logiksubstrat 13 enthält beispielsweise mehrere Schaltungen wie z. B. die verschiedenen Schaltungseinheiten 21 bis 25. Danach wird CMP, ein Schleifer oder dergleichen für das Trägersubstrat 12 verwendet und Dünnermachen wird ausgeführt, wie im unteren Teil von 38 dargestellt.
  • Wie vorstehend beschrieben, ist es gemäß der vorliegenden Ausführungsform (einschließlich modifizierter Beispiele) möglich, Effekte gemäß anderen Ausführungsformen (einschließlich modifizierter Beispiele) zu erhalten. Das heißt, dass eine Verschlechterung des aufgenommenen Bildes vermieden werden kann während gleichzeitig die Genauigkeit der Phasendifferenzdetektion verbessert wird. Darüber hinaus wird das Diffusionsgebiet 306b in einer Form gebildet, die sich von der Vorderseite 10b des Halbleitersubstrats 10 in Richtung zum Inneren des Halbleitersubstrats 10 ausdehnt und sich vom Inneren des Halbleitersubstrats 10 in Richtung der Rückseite 10a des Halbleitersubstrats 10 hin verengt. Als ein Ergebnis kann, da das Diffusionsgebiet 306b (siehe 28) schmaler ist als das Diffusionsgebiet 306a (siehe 29), das photoelektrische Umsetzungsgebiet verbreitert werden.
  • <<12. Zehnte Ausführungsform>>
  • Ferner kann in der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung der hervorstehende Abschnitt 304 durch einen Verlängerungsabschnitt 304a und einen hervorstehenden Abschnitt 304b konfiguriert sein. Nachstehend wird eine solche Ausführungsform als eine zehnte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die 39 bis 41 beschrieben. 39 ist ein erläuterndes Diagramm, das eine Ebene des Bildgebungselements 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt und insbesondere einem Querschnitt des Bildgebungselements 100 geschnitten einer Ebenenrichtung entspricht. 40 ist ein erläuterndes Diagramm, das einen Teil eines Querschnitts des Bildgebungselements 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt und insbesondere einem Querschnitt entspricht, der durch Schneiden des Halbleitersubstrats 10 entlang der in 39 dargestellten Linie I-I' erhalten wird. 41 ist ein erläuterndes Diagramm, das einen Teil eines Querschnitts des Bildgebungselements 100 gemäß dem Vergleichsbeispiel der vorliegenden Ausführungsform darstellt und insbesondere einem Querschnitt entspricht, der durch Schneiden des Halbleitersubstrats 10 entlang der Dickenrichtung des Halbleitersubstrats 10 erhalten wird.
  • Wie in 39 dargestellt, weisen in der vorliegenden Ausführung die beiden hervorstehenden Abschnitte 304 jeweils einen Verlängerungsabschnitt 304a und einen Vorsprungabschnitt 304b auf. Der Verlängerungsabschnitt 304a ist mit der Elementtrennwand 310 verbunden und erstreckt sich in Spaltenrichtung von der Elementtrennwand 310. Der Vorsprungabschnitt 304b ist an einem Ende des Verlängerungsabschnitts 304a vorgesehen und erstreckt sich in Zeilenrichtung. Betrachtet von oberhalb der Lichtempfangsfläche 10a sind die Form des Verlängerungsabschnitts 304a und die Form des Vorsprungabschnitts 304b rechteckig, und in dem Beispiel von 39 ist der Vorsprungabschnitt 304 T-förmig. Jeder Vorsprungabschnitt 304b weist einander gegenüberliegende Oberflächen S1 auf, die zueinander weisen. Betrachtet von oberhalb der Lichtempfangsfläche 10a ist eine individuelle Breite (beispielsweise eine Länge in der Zeilenrichtung) jeder gegenüberliegenden Oberfläche S1 breiter als eine individuelle Linienbreite (beispielsweise eine Länge in Zeilenrichtung) jedes Verlängerungsabschnitts 304a.
  • Gemäß einer solchen Konfiguration, wie in 40 dargestellt, wird eine Diffusionsschicht (Dotierungsschicht), das heißt das Diffusionsgebiet 306, nur durch konformes Dotieren auf der Wandoberfläche der Elementtrennwand 310 gebildet, und der Schlitz 312 ist mit dem Diffusionsgebiet 306 gefüllt. Dies liegt daran, dass die beiden hervorstehenden Abschnitte 304, die den Schlitz 312 bilden, gerade gebildet sind, so dass sie orthogonal zu der Lichtempfangsfläche 10a sind. Das heißt, es liegt daran, dass die Form des Schlitzes 312 keine konische Form ist, sondern eine lineare Form ist.
  • Wie in 41 dargestellt, kann sich beispielsweise die verarbeitete Form des gefüllten Grabens aufgrund des Einflusses des Mikrobelastungseffekts zum Zeitpunkt des Ätzens verjüngen. In diesem Fall wird das Gebiet des Schlitzes 312 nur durch das konforme Dotieren nicht vollständig mit dem Diffusionsgebiet 306 gefüllt, und es kann keine ausreichende Potentialtrennung ausgeführt werden. Als Gegenmaßnahme ist es wünschenswert, Ionenimplantation in den Schlitz 312 auszuführen, was jedoch zu einer Zunahme der Herstellungsprozesse führt. Im Allgemeinen kann die Ätzrate im Fall des Bildens eines Grabens (dünn besetzt) mit einer breiten Linienbreite im Vergleich zum Fall des Bildens Grabens (dicht) mit einer schmalen Linienbreite verbessert werden. Deshalb kann durch das Bereitstellen des Vorsprungabschnitts 304b in dem Verlängerungsabschnitt 304a, um den hervorstehenden Abschnitt 304 zu bilden, die Ätzrate im Vergleich zu dem Fall, in dem der hervorstehende Abschnitt 304 nur durch den Verlängerungsabschnitt 304a gebildet ist, erhöht werden, und die Form des Schlitzes 312 kann so hergestellt werden, dass sie keine konische Form, sondern eine lineare Form ist. Als ein Ergebnis kann die Ionenimplantation weggelassen werden, und eine Zunahme der Anzahl von Herstellungsschritten kann unterdrückt werden. Darüber hinaus kann, da die Rechtwinkligkeit des Schlitzes 312 (Rechtwinkligkeit des Grabens) verbessert ist, die Sättigungsladungsmenge Qs im Vergleich zu einem Fall, in dem die Ionenimplantation unerlässlich ist, verbessert werden, die Farbmischung und die Quanteneffizienz Qe können verbessert werden, und Gitterfehlerschäden können reduziert werden, um weiße Flecken zu verbessern.
  • Hier ist 42 ist eine Grafik, die eine Beziehung zwischen der Breite des Schlitzes 312 und der Breite des hervorstehenden Abschnitts 304 gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt. Wenn die Linienbreite (die Länge in der Zeilenrichtung) des Verlängerungsabschnitts 304a L1 ist, die Breite (die Länge in der Zeilenrichtung) des Vorsprungabschnitts 304b L2 ist, wie in 39 dargestellt, die Breite (die Länge in der Spaltenrichtung) des Schlitzes 312 auf der Seite der Rückseite 10a des Halbleitersubstrats 10 L3 ist, wie in 41 dargestellt, und die Breite (die Länge in der Spaltenrichtung) des Schlitzes 312 auf der Seite der Vorderseite 10b des Halbleitersubstrats 10 L4 ist, wird eine Grafik erhalten, die die Beziehung zwischen „L2/L1 (Verhältnis)“ und „L4-L3 (Differenz)“ zeigt, wie in 42 dargestellt. Aus dieser Grafik geht hervor, dass der Schlitz 312 rechtwinklig gemacht wird, wenn die Breite L2 des Vorsprungabschnitts 304b zum 1,2-Fachen oder mehr der Linienbreite L1 des Verlängerungsabschnitts 304a gemacht wird, und dass in der Praxis eine ausreichende Wirkung erhalten werden kann. In dem Fall, in dem eine weitere Rechtwinkligkeit erhalten wird, ist es wünschenswert, dass die Breite L2 des Vorsprungabschnitts 304b das 1,4-Fache oder mehr der Linienbreite L1 des Verlängerungsabschnitts 304a ist.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass es auch möglich ist, die Position zum Bilden des Schlitzes 312 in der Spaltenrichtung zu verschieben. In diesem Fall wird die Länge (beispielsweise die Länge in Spaltenrichtung) des Verlängerungsabschnitts 304a angepasst. Eine solche Verschiebung der Position zum Bilden des Schlitzes 312 ist auch in den folgenden Konfigurationen der 45 bis 50 möglich. Durch Verschieben der Position zum Bilden des Schlitzes 312 und Verlegen des Gebiets des Blooming-Pfads an das Ende statt in die Mitte, können beispielsweise die Übertragungs-Gates 400a und 400b und das schwebende Diffusionsgebiet von dem Gebiet des Blooming-Pfads getrennt werden, und die Toleranz für die Übertragung, weiße Flecken und dergleichen kann verbessert werden.
  • Hier wird ein Teil des Herstellungsprozesses (Herstellungsverfahrens) des Bildgebungselements 100 unter Bezugnahme auf 43 und 44 beschrieben. 43 ist eine Prozessquerschnittsansicht zum Erläutern eines Teils des Herstellungsprozesses des Bildgebungselements 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform und entspricht insbesondere einem Querschnitt des Halbleitersubstrats 10 genommen entlang der Linie L-L', die in 39 dargestellt ist. 44 ist eine Prozessquerschnittsansicht zum Erläutern eines Teils des Herstellungsprozesses des Bildgebungselements 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform und entspricht insbesondere einem Querschnitt des Halbleitersubstrats 10 genommen entlang der Linie I-I', die in 39 dargestellt ist.
  • Wie in den 43 und 44 dargestellt, wird in der vorliegenden Ausführungsform eine Maske M1 (beispielsweise eine anorganische Maske wie z. B. SiO2) auf der Rückseite 10a (oder der Vorderseite 10b) des Halbleitersubstrats 10 gebildet. Danach wird die Maske M2 auf der Maske M1 gebildet. Die Maske M2 wird beispielsweise durch Stapeln einer Photoresistschicht auf der Maske M1 auf der Vorderseite 10b des Halbleitersubstrats 10 durch ein Rotationsbeschichtungsverfahren oder dergleichen und durch Strukturieren der Photoresistschicht in Übereinstimmung mit einem Grabenbildungsmuster gebildet. Als Nächstes werden Gräben zum Bilden des hervorstehenden Abschnitts 304 und der Elementtrennwand 310 durch Ätzen wie z. B. Trockenätzen gebildet, und die Maske M2 wird entfernt. Dann wird beispielsweise konformes Dotieren ausgeführt, um das Diffusionsgebiet 306 zu bilden. Danach wird ein Material wie z. B. ein Oxidfilm in jeden Graben eingebettet, und der hervorstehende Abschnitt 304 und die Elementtrennwand 310 werden gebildet. Schließlich wird die Maske M1 entfernt, und das Bildgebungselement 100, das die endgültige Struktur aufweist, wird durch einen Nachbearbeitungsprozess gebildet.
  • Ferner kann in der vorliegenden Ausführungsform der hervorstehende Abschnitt 304 wie folgt modifiziert werden. Deshalb wird eine genaue Konfiguration des hervorstehenden Abschnitts 304 unter Bezugnahme auf die 45 bis 50 beschrieben. 45 bis 50 sind ist erläuternde Diagramme, die eine Ebene des Bildgebungselements 50 gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellen und insbesondere einem Querschnitt des Bildgebungselements 100 geschnitten entlang einer Ebenenrichtung entsprechen.
  • Wie in 45 dargestellt, weist in der vorliegenden Ausführung der hervorstehende Abschnitt 304 einen Verlängerungsabschnitt 304a und einen Vorsprungabschnitt 304b auf. Der Verlängerungsabschnitt 304a ist mit der Elementtrennwand 310 verbunden und erstreckt sich in Spaltenrichtung von der Elementtrennwand 310. Der Vorsprungabschnitt 304b ist an einem Ende des Verlängerungsabschnitts 304a vorgesehen und erstreckt sich in Zeilenrichtung. Betrachtet von oberhalb der Lichtempfangsfläche 10a sind die Form des Verlängerungsabschnitts 304a und die Form des Vorsprungabschnitts 304b rechteckig, und in dem Beispiel von 45 ist die Form des hervorstehenden Abschnitts 304 T-förmig. Der Vorsprungabschnitt 304b weist eine gegenüberliegende Oberfläche S1 auf, die zu der Wandfläche der Elementtrennwand 310 weist. Betrachtet von oberhalb der Lichtempfangsfläche 10a ist die Breite (beispielsweise die Länge in Zeilenrichtung) der gegenüberliegenden Oberfläche S1 des Projektionsabschnitts 304b größer als die Linienbreite (beispielsweise die Länge in Zeilenrichtung) des Verlängerungsabschnitts 304a.
  • Ferner sind, wie in 46 dargestellt, in der vorliegenden Ausführungsform die beiden hervorstehenden Abschnitte 304 so gebildet, dass sie in der Mitte gebogen sind und der Schlitz 312 geneigt ist. Jeder der hervorstehenden Abschnitte 304 weist gegenüberliegende Oberflächen S1 auf, die zueinander weisen. Betrachtet von oberhalb der Lichtempfangsfläche 10a ist die Länge (beispielsweise die Länge in Neigungsrichtung) jeder der gegenüberliegenden Oberflächen S1 größer als die Linienbreite (beispielsweise die Länge in Zeilenrichtung) jedes der beiden hervorstehenden Abschnitte 304.
  • Wie in 47 dargestellt, sind in der vorliegenden Ausführungsform die beiden hervorstehenden Abschnitte 304 so gebildet, dass sie in Zeilenrichtung verschoben sind. Jeder der hervorstehenden Abschnitte 304 weist gegenüberliegende Oberflächen S1 auf, die zueinander weisen. Betrachtet von oberhalb der Lichtempfangsfläche 10a ist eine individuelle Länge (beispielsweise eine Länge in der Spaltenrichtung) jeder gegenüberliegenden Oberfläche S1 länger als eine individuelle Linienbreite (beispielsweise eine Länge in Zeilenrichtung) jedes hervorstehenden Abschnitts 304.
  • Wie in 48 dargestellt, weisen in der vorliegenden Ausführung die beiden hervorstehenden Abschnitte 304 jeweils einen Verlängerungsabschnitt 304a und einen Vorsprungabschnitt 304b auf. Der Verlängerungsabschnitt 304a ist mit der Elementtrennwand 310 verbunden und erstreckt sich in Spaltenrichtung von der Elementtrennwand 310. Der Vorsprungabschnitt 304b ist an einem Ende des Verlängerungsabschnitts 304a vorgesehen und ist in einer Form gebildet, die sich in Zeilenrichtung und Spaltenrichtung erstreckt. Betrachtet von oberhalb der Lichtempfangsfläche 10a ist die Form des Verlängerungsabschnitts 304a rechteckig, und in dem Beispiel von 48 ist die Form des Vorsprungabschnitts 304b L-förmig. Jeder der hervorstehenden Abschnitte 304 weist gegenüberliegende Oberflächen S1 auf, die zueinander weisen. Betrachtet von oberhalb der Lichtempfangsfläche 10a ist eine individuelle Länge (beispielsweise eine Länge in der Zeilenrichtung und eine Länge in der Spaltenrichtung) jeder gegenüberliegenden Oberfläche S1 länger als eine individuelle Linienbreite (beispielsweise eine Länge in Zeilenrichtung) jedes Verlängerungsabschnitts 304.
  • Darüber hinaus sind, wie in 49 dargestellt, in der vorliegenden Ausführungsform zusätzlich zu den beiden hervorstehenden Abschnitten 304 zwei zusätzliche Wände (ein Beispiel für einen Trennabschnitt) 308c, die zueinander weisen, vorgesehen, wobei die Mitte des Bildgebungselements 100 dazwischen eingeschoben ist. Jede zusätzliche Wand 308c weist gegenüberliegende Oberflächen S1 auf, die zueinander weisen. Betrachtet von oberhalb der Lichtempfangsfläche 10a ist eine individuelle Länge (beispielsweise eine Länge in Spaltenrichtung) jeder gegenüberliegenden Oberfläche S1 länger als eine individuelle Linienbreite (beispielsweise eine Länge in Zeilenrichtung) jedes hervorstehenden Abschnitts 304.
  • Wie in 50 dargestellt, weisen in der vorliegenden Ausführung die beiden hervorstehenden Abschnitte 304 jeweils einen Verlängerungsabschnitt 304a und einen Vorsprungabschnitt 304b auf. In dem Beispiel von 50 ist die Konfiguration, abgesehen von der kreisförmigen Form des Projektionsabschnitts 304b, wenn er von oberhalb der Lichtempfangsfläche 10a betrachtet wird, die gleiche wie die Konfiguration von 39. Es wird darauf hingewiesen, dass die Form des Vorsprungabschnitts 304b verschiedene Formen, die nicht kreisförmig sind, annehmen kann, wie z. B. eine elliptische Form und eine trapezförmige Form.
  • Wie vorstehend beschrieben, ist es gemäß der vorliegenden Ausführungsform (einschließlich modifizierter Beispiele) möglich, Effekte gemäß anderen Ausführungsformen (einschließlich modifizierter Beispiele) zu erhalten. Das heißt, dass eine Verschlechterung des aufgenommenen Bildes vermieden werden kann während gleichzeitig die Genauigkeit der Phasendifferenzdetektion verbessert wird. Zusätzlich ist die Breite (beispielsweise die Länge in Zeilenrichtung) der gegenüberliegenden Oberfläche S1 des hervorstehenden Abschnitts 304 breiter als die Linienbreite (beispielsweise die Länge in Zeilenrichtung) des Verlängerungsabschnitts 304a des hervorstehenden Abschnitts 304. Als ein Ergebnis kann die Ätzrate auf der Seite gegenüberliegenden Oberfläche S1 des hervorstehenden Abschnitts 304 erhöht werden, und die Form des Schlitzes 312 kann nicht als eine konische Form, sondern als eine lineare Form hergestellt werden. Als ein Ergebnis kann die Ionenimplantation weggelassen werden, und eine Zunahme der Anzahl von Herstellungsschritten kann unterdrückt werden. Darüber hinaus kann, da die Rechtwinkligkeit des Schlitzes 312 (Rechtwinkligkeit des Grabens) verbessert ist, die Sättigungsladungsmenge Qs im Vergleich zu einem Fall, in dem die Ionenimplantation unerlässlich ist, verbessert werden, die Farbmischung und die Quanteneffizienz Qe können verbessert werden, und Gitterfehlerschäden können reduziert werden, um weiße Flecken zu verbessern.
  • <<13. Elfte Ausführungsform>>
  • Darüber hinaus können in der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zwei Pixeltrennwände (ein Beispiel für einen Trennabschnitt) 334a vorgesehen sein. Nachstehend wird eine solche Ausführungsform als eine elfte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die 51 bis 52 beschrieben. 51 ist ein erläuterndes Diagramm, das eine Ebene des Bildgebungselements 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt und insbesondere einem Querschnitt des Bildgebungselements 100 geschnitten einer Ebenenrichtung entspricht. 52 ist ein erläuterndes Diagramm, das eine Ebene eines Bildgebungselements 100 gemäß einem Vergleichsbeispiel der vorliegenden Ausführungsform darstellt und insbesondere einem Querschnitt des Bildgebungselements 100 gemäß dem Vergleichsbeispiel geschnitten entlang einer Ebenenrichtung entspricht.
  • Wie in 51 dargestellt, sind in der vorliegenden Ausführungsform die beiden Pixeltrennwände 334a in Spaltenrichtung so angeordnet, dass sie zueinander weisen, wobei die Mitte des Bildgebungselement 100 dazwischen eingeschoben ist. Jede Pixeltrennwand 334a ist von der Elementtrennwand 310 getrennt, ohne die Elementtrennwand 310 zu berühren, und ist ferner voneinander getrennt. In dem Beispiel von 51 weist jede Pixeltrennwand 334a, betrachtet von oberhalb der Lichtempfangsfläche 10a, eine rechteckige Form auf.
  • Das Diffusionsgebiet 306 enthält ein erstes Gebiet 306A und ein zweites Gebiet 306B. Das erste Gebiet 306A ist ein Gebiet, das durch einen Festphasendiffusionsprozess für jeden Graben zum Bilden der beiden Pixeltrennwände 334a gebildet ist. Das zweite Gebiet 306B ist ein Gebiet, das durch einen Festphasendiffusionsprozess für den Graben zum Bilden der Elementtrennwand 310 gebildet ist. Das heißt, die Diffusion aus dem Graben, der der Elementtrennwand 310 am Außenumfang entspricht, und die Diffusion aus jedem Graben, der den beiden hervorstehenden Abschnitten 304 entspricht, finden unabhängig voneinander statt, so dass das Diffusionsgebiet 306 das erste Gebiet 306A und das zweite Gebiet 306B aufweist.
  • Um die Trennung zwischen den beiden Pixeln zu verbessern, ist es hier beispielsweise möglich, ein Verfahren zum Diffundieren von Bor aus dotiertem Siliziumoxid, das durch Festphasendiffusion auf der Grabenseitenwand aufgebracht wurde, zu verwenden. In diesem Fall treten in der in 52 dargestellten Struktur Diffusion aus dem Graben, der der Elementtrennwand 310 am Außenumfang entspricht, und Diffusion aus jedem Graben, der den beiden hervorstehenden Abschnitten 304 entspricht, gleichzeitig auf, und das Diffusionsgebiet 306 des Bors wird breit gebildet. Da das Diffusionsgebiet 306 breit gebildet ist, nimmt die Sättigungsladungsmenge ab. Deshalb ist es, wie vorstehend beschrieben, möglich, die Festphasendiffusion der Trennstruktur unabhängig auszuführen, indem die Elementtrennwand 310 und die beiden Pixeltrennwände 334a getrennt voneinander angeordnet werden und die Trennstruktur unabhängig gebildet wird. Somit ist es möglich, eine Abnahme der Sättigungsladungsmenge zu unterdrücken. Das heißt, da die Diffusion aus dem Graben, der der Elementtrennwand 310 entspricht, und die Diffusion aus jedem Graben, der den beiden hervorstehenden Abschnitten 304 entspricht, unabhängig voneinander stattfinden, kann die Größe des Diffusionsgebiets 306 unterdrückt werden, und eine Abnahme der Sättigungsladungsmenge kann unterdrückt werden.
  • In der vorliegenden Ausführungsform wird beispielsweise Bor durch einen Festphasendiffusionsprozess (ein Beispiel für einen Diffusionsprozess) diffundiert. Der Diffusionsprozess ist jedoch nicht auf den Festphasendiffusionsprozess beschränkt, und es kann auch eine Dotierungstechnik wie z. B. Plasmadotierung verwendet werden, bei der das Dotieren von einer Seitenwand aus durch Wärme ausgeführt wird.
  • Darüber hinaus sind in dem Beispiel von 51 die beiden Pixeltrennwände 334a auf der Mittellinie, die durch die Mitte des Bildgebungselements 100 verläuft, positioniert. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, und beispielsweise können die Pixeltrennwände so positioniert sein, dass sie in der Links-Rechts-Richtung (als Beispiel in einer Zeilenrichtung) von 51 verschoben sind. Das Gleiche gilt für die folgenden in den 54 bis 57 dargestellten Konfigurationen.
  • Hier wird ein Teil des Herstellungsprozesses (Herstellungsverfahrens) des Bildgebungselements 100 unter Bezugnahme auf 53 beschrieben. 53 ist eine Prozessquerschnittsansicht zur Erläuterung eines Teils des Herstellungsprozesses des Bildgebungselements 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform und entspricht insbesondere einem Querschnitt des Bildgebungselements 100 geschnitten entlang der Ebenenrichtung.
  • Wie in 53 dargestellt, werden in der vorliegenden Ausführungsform individuelle Gräben T4 zum Bilden der beiden Pixeltrennwände 334a an inneren Positionen, die von den Positionen zum Bilden der Elementtrennwände 310 entfernt sind, gebildet (siehe das erste Diagramm von links in 53). Danach wird ein Festphasendiffusionsprozess für die Gräben T4 verwendet, eine Festphasendiffusionsschicht (beispielsweise eine P-Typ-Schicht), das heißt das erste Gebiet 306A, wird um jeden Graben T4 gebildet, und dann wird ein Material wie z. B. ein Oxidfilm in die Gräben T4 eingebettet, um die Pixeltrennwand 334a zu bilden (siehe das zweite Diagramm von links in 53). Als Nächstes wird der Graben T5 zum Bilden der Elementtrennwand 310 in einer rechteckigen Form einer vorbestimmten Größe, die jeden Graben T4 umgibt, gebildet, ein Festphasendiffusionsprozess wird für den Graben T5 verwendet, eine Festphasendiffusionsschicht (beispielsweise eine P-Typ-Schicht), das heißt das zweite Gebiet 306B, wird um den Graben T5 gebildet, und schließlich wird ein Material wie z. B. ein Oxidfilm in den Graben T5 eingebettet, um die Elementtrennwand 310 zu bilden (siehe das dritte Diagramm von links in 53). Als ein Ergebnis ist das Diffusionsgebiet 306, der das erste Gebiet 306A und das zweite Gebiet 306B enthält, gebildet.
  • Darüber hinaus kann in der vorliegenden Ausführungsform die Pixeltrennwand 334a wie folgt modifiziert werden. Deshalb wird eine genaue Konfiguration der Pixeltrennwand 334a unter Bezugnahme auf die 54 bis 57 beschrieben. 54 bis 57 sind ist erläuternde Diagramme, die eine Ebene des Bildgebungselements 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellen und insbesondere einem Querschnitt des Bildgebungselements 100 geschnitten entlang einer Ebenenrichtung entsprechen.
  • Wie in 54 dargestellt, sind in der vorliegenden Ausführungsform vier Pixeltrennwände 334a vorgesehen. Zwei der vier Pixeltrennwände 334a sind in Spaltenrichtung so angeordnet, dass sie zueinander weisen und die Mitte des Bildgebungselement 100 dazwischen ist, und die anderen beiden sind in Zeilenrichtung so angeordnet, dass sie zueinander weisen und die Mitte des Bildgebungselement 100 dazwischen ist. Jede Pixeltrennwand 334a ist von der Elementtrennwand 310 getrennt, ohne die Elementtrennwand 310 zu berühren, und ist ferner voneinander getrennt. In dem Beispiel von 54 weist jede Pixeltrennwand 334a, betrachtet von oberhalb der Lichtempfangsfläche 10a, eine rechteckige Form auf, und jede Pixeltrennwand 334a ist so angeordnet, dass sie eine Kreuzform bildet.
  • Darüber hinaus sind, wie in 55 dargestellt, in der vorliegenden Ausführungsform zusätzlich zu den beiden Pixeltrennwänden 334a zwei Pixeltrennwände 334a, die eine kleinere ebene Fläche aufweisen als diejenigen der Pixeltrennwände 334a, vorgesehen. Die Pixeltrennwände 334a mit einer kleinen Fläche (Größe) sind in Zeilenrichtung so angeordnet, dass zueinander weisen und die Mitte des Bildgebungselements 100 dazwischen ist. Individuelle Teile der beiden Pixeltrennwände 334a sind in einem Gebiet zwischen den beiden anderen Pixeltrennwänden 334a positioniert. In dem Beispiel von 55 weist jede Pixeltrennwand 334a, betrachtet von oberhalb der Lichtempfangsfläche 10a, eine rechteckige Form auf.
  • Darüber hinaus sind, wie in 56 dargestellt, in der vorliegenden Ausführungsform vier Pixeltrennwände 334a vorgesehen. Die vier Pixeltrennwände 334a sind in der durch die Mitte des Bildgebungselements 100 verlaufenden Spaltenrichtung punktförmig angeordnet. Jede Pixeltrennwand 334a ist von der Elementtrennwand 310 getrennt, ohne die Elementtrennwand 310 zu berühren, und ist ferner voneinander getrennt. In dem Beispiel von 56 weist jede Pixeltrennwand 334a, betrachtet von oberhalb der Lichtempfangsfläche 10a, eine rechteckige Form, und jede Pixeltrennwand 334a ist in einer geraden Linie angeordnet.
  • Darüber hinaus sind, wie in 57 dargestellt, die beiden Pixel-Trennwände 334a in der vorliegenden Ausführungsform jeweils kreisförmig gebildet, betrachtet von oberhalb der Lichtempfangsfläche 10a. In dem Beispiel von 57 ist, betrachtet von oberhalb der Lichtempfangsfläche 10a, die Konfiguration mit der Ausnahme, dass die Form jeder Pixeltrennwand 334a kreisförmig ist, die gleiche wie die Konfiguration von 51. Es wird darauf hingewiesen, dass die Pixeltrennwand 334a zusätzlich zu der Kreisform verschiedene Formen aufweisen kann, wie z. B. eine elliptische oder trapezförmige Form.
  • Wie vorstehend beschrieben, ist es gemäß der vorliegenden Ausführungsform (einschließlich modifizierter Beispiele) möglich, Effekte gemäß anderen Ausführungsformen (einschließlich modifizierter Beispiele) zu erhalten. Das heißt, dass eine Verschlechterung des aufgenommenen Bildes vermieden werden kann während gleichzeitig die Genauigkeit der Phasendifferenzdetektion verbessert wird. Darüber hinaus ist es durch Anordnen der Elementtrennwand 310 und jeder Pixeltrennwand 334a getrennt voneinander und unabhängiges Bilden der Trennstruktur möglich, unabhängig einen Diffusionsprozess wie z. B. Festphasendiffusion der Trennstruktur auszuführen. Somit ist es möglich, eine Abnahme der Sättigungsladungsmenge zu unterdrücken.
  • <<14. Zwölfte Ausführungsform>>
  • In der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist das Paar hervorstehender Abschnitte 304 nicht darauf beschränkt, dass es den im Wesentlichen gleichen Trennabstand in Tiefenrichtung (Höhenrichtung) aufweist, und kann unterschiedliche Abstände aufweisen. Deshalb wird eine solche Ausführungsform als eine zwölfte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die 58 bis 60 beschrieben. 58 ist ein erläuterndes Diagramm, das eine Ebene des Bildgebungselements 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt und insbesondere einem Querschnitt des Bildgebungselements 100 geschnitten einer Ebenenrichtung entspricht. 59 ist ein erläuterndes Diagramm, das beide Oberflächen und einen Querschnitt des Bildgebungselements 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt, und der Querschnitt entspricht einem Querschnitt des Bildgebungselements 100 genommen entlang der in 58 dargestellten Linie M-M'. 60 ist ein erläuterndes Diagramm, das die Beziehung zwischen der Schlitzbreite (der Länge des Spalts zwischen den Schlitzen), den Kondensationseigenschaften und den Pixeleigenschaften des Bildgebungselements 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt.
  • Wie in den 58 und 59 dargestellt, ist in der vorliegenden Ausführungsform das Paar hervorstehender Abschnitte 304 in einer konischen Form gebildet, bei der sich der Trennabstand (die Schlitzbreite) zwischen ihnen in Tiefenrichtung allmählich ändert. In dem Beispiel von 59 nimmt der Abstand zwischen dem Paar hervorstehender Abschnitte 304 in der Tiefenrichtung von der Vorderseite 10b in Richtung zur Rückseite (Lichtempfangsfläche) 10a (von der Oberseite zu der Unterseite in 58) allmählich zu (a<b). Als ein Ergebnis ist es möglich, den hervorstehenden Betrag insgesamt sicherzustellen, während die Seite der Lichtempfangsfläche 10a des Paars hervorstehender Abschnitte 304 von der Mitte weg verlagert wird. Wie in 60 dargestellt, ist es möglich, die Streuung von Licht zu verringern und gleichzeitig die Pixeleigenschaften beizubehalten, und es ist möglich, einen Kompromiss zwischen Lichtsammeleigenschaften und Pixeleigenschaften zu eliminieren.
  • Hier ist eine Beziehung von b - a = 2 × (t/tan (θ)) vorhanden. Es wird darauf hingewiesen, dass a die Länge des Schlitzes 312 auf der Seite der Vorderseite 10b ist, b die Länge des Schlitzes 312 auf Seite der Rückseite (Lichtempfangsfläche) 10a ist, t die Dicke (Länge in Tiefenrichtung) von der Vorderseite 10b zur Rückseite 10a ist und θ der Kegelwinkel des Schlitzes 312 in Bezug auf die Vorderseite 10b ist. Selbst wenn der Kegelwinkel θ klein ist, tritt ein großer Unterschied der Schlitzbreite von der Vorderseite 10b zur Rückseite 10a abhängig von der Dicke t von der Vorderseite 10b zur Rückseite 10a auf.
  • In der vorliegenden Ausführungsform kann das Paar hervorstehender Abschnitte 304 wie folgt modifiziert werden. Deshalb wird eine genaue Konfiguration des Paars hervorstehender Abschnitte 304 unter Bezugnahme auf die 61 bis 71 beschrieben. 61, 65, 68 und 69 sind erläuternde Diagramme, die beide Oberflächen bzw. einen Querschnitt des Bildgebungselements 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellen. 62 bis 64 und 66 sind erläuternde Diagramme, die einen Querschnitt des Bildgebungselements 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellen. 67, 70 und 71 sind erläuternde Diagramme, die beide Oberflächen des Bildgebungselements 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellen.
  • Wie in 61 dargestellt, ist in der vorliegenden Ausführungsform das Paar hervorstehender Abschnitte 304 so gebildet, dass die Trennabstände von der Vorderseite 10b zur Rückseite 10a (von der Oberseite zur Unterseite in 61) um eine vorbestimmte Tiefe in der Tiefenrichtung im Wesentlichen gleich sind und sich in der Tiefenrichtung ab der Mitte in der Tiefenrichtung allmählich erweitern (a<b). Es wird darauf hingewiesen, hinsichtlich der Farbmischungsverschlechterung die Grabenform in dem Lichtkondensationsabschnitt dominiert, und somit ist es effektiv, wenn der Lichtkondensationsabschnitt verändert wird.
  • Wie in 62 dargestellt, ist in der vorliegenden Ausführungsform das Paar hervorstehender Abschnitte 304 so gebildet, dass sich der Trennabstand zwischen den hervorstehenden Abschnitten 304 in der Tiefenrichtung von der Vorderseite 10b in Richtung der Rückseite 10a (von der Oberseite zur Unterseite in 62) allmählich verengt, um eine vorbestimmte Tiefe in der Tiefenrichtung im Wesentlichen gleich wird und sich in der Tiefenrichtung ab der Mitte in der Tiefenrichtung allmählich erweitert (a = b > c). Es wird darauf hingewiesen, dass a<b oder a>b erfüllt sein kann. Der Trennabstand auf der Seite der Rückseite (Lichtempfangsfläche) 10a ist vorzugsweise groß, weil er für die Lichtsammlung effektiv ist, und der Trennabstand auf der Seite der Vorderseite 10b ist unter dem Gesichtspunkt des Potentialdesigns vorzugsweise groß. Der Trennabstand in der Mitte funktioniert für Qs, daher ist es besser, wenn er schmal ist.
  • Ferner ist, wie in 63 dargestellt, in der vorliegenden Ausführungsform das Paar hervorstehender Abschnitte 304 so gebildet, dass sich der Trennabstand zwischen ihnen in mehreren Stufen in Tiefenrichtung von der Vorderseite 10b in Richtung der Rückseite 10a (von der Oberseite zur Unterseite in 63) ändert. In dem Beispiel von 63 ändert sich der Trennabstand zwischen dem Paar hervorstehender Abschnitte 304 in zwei Stufen in der Tiefenrichtung, und der Trennabstand auf der Seite der Vorderseite 10b ist enger als der Trennabstand auf der Seite der Rückseite 10a (a<b). Deshalb weist jeder der beiden hervorstehenden Abschnitte 304 eine Stufe auf. Wie vorstehend beschrieben kann der Trennabstand zwischen dem Paar hervorstehender Abschnitte 304 nicht kontinuierlich, sondern diskontinuierlich geändert werden und kann in mehreren Stufen geändert werden, wie z. B. in drei Stufen oder vier Stufen anstelle von zwei Stufen.
  • Zusätzlich ist, wie in 64 dargestellt, in der vorliegenden Ausführungsform das Paar hervorstehender Abschnitte 304 so gebildet, dass sich der Trennabstand zwischen den hervorstehenden Abschnitten 304 in der Tiefenrichtung von der Vorderseite 10b in Richtung der Rückseite 64a (von der Oberseite zur Unterseite in 62) zwei Stufen ändert, sich in der Tiefenrichtung ab der Mitte in der Tiefenrichtung allmählich erweitert (a<c<b). Auf diese Weise können die in den 61 und 62 dargestellte konische Zwischenform, die in 63 dargestellte mehrstufig bearbeitete Form oder dergleichen kombiniert werden.
  • Wie in 65 dargestellt, ist in der vorliegenden Ausführungsform ein hervorstehender Abschnitt 304 so gebildet, dass ein Trennabstand von der Elementtrennwand 310 in der Tiefenrichtung von der Vorderseite 10b in Richtung der Rückseite 10a (von der Oberseite zur Unterseite in 65) allmählich zunimmt (a<b).
  • Wie in 66 dargestellt, ist in der vorliegenden Ausführungsform ein hervorstehender Abschnitt 304 so gebildet, dass er sich in zwei Stufen in der Tiefenrichtung von der Vorderseite 10b in Richtung der Rückseite 10a (von der Oberseite zur Unterseite in 66) ändert. In dem Beispiel von 66 ist der Trennabstand auf der Seite der Vorderseite 10b enger als der Trennabstand auf der Seite der Rückseite 10a (a<b).
  • Wie in 67 dargestellt, sind in der vorliegenden Ausführungsform die vier hervorstehenden Abschnitte 304 so gebildet, dass der Abstand zwischen dem Paar hervorstehender Abschnitte 304, die zueinander weisen, in Tiefenrichtung von der Vorderseite 10b in Richtung der Rückseite 10a allmählich zunimmt (a<b). Diese hervorstehenden Abschnitte 304 sind kreuzförmig angeordnet.
  • Wie in den 65 bis 67 dargestellt, kann die in den 61 und 62 dargestellte konische Zwischenform, die in 63 dargestellte mehrstufig bearbeitete Form oder dergleichen auf die mehreren hervorstehenden Abschnitte 304 angewandt werden, wie z.B. einen hervorstehenden Abschnitt 304 und vier hervorstehende Abschnitte 304, oder es kann eine Kombination davon angewandt werden.
  • Wie in 68 dargestellt, ist in der vorliegenden Ausführungsform das Paar hervorstehender Abschnitte 304 so gebildet, dass jede Linienbreite (Breite in der Richtung orthogonal zur Erstreckungsrichtung) in der Tiefenrichtung von der Vorderseite 10b in Richtung der Rückseite 10a (von der Oberseite zur Unterseite in 68) allmählich schmaler wird (d>e). Der Abstand zwischen dem Paar hervorstehender Abschnitte 304 ist in Tiefenrichtung im Wesentlichen gleich (a = b).
  • Wie in 69 dargestellt, ist in der vorliegenden Ausführungsform ein hervorstehender Abschnitt 304 so gebildet, dass eine Linienbreite (Breite in einer Richtung orthogonal zu ihrer Erstreckungsrichtung) in der Tiefenrichtung von der Vorderseite 10b in Richtung der Rückseite 10a (von der Oberseite zur Unterseite in 69) allmählich schmaler wird (d>e). Der Trennabstand zwischen dem hervorstehenden Abschnitt 304 und der Elementtrennwand 310 nimmt entlang der Tiefenrichtung von der Vorderseite 10b in Richtung der Rückseite 10a allmählich zu (a<b).
  • Darüber hinaus sind, wie in 70 dargestellt, die vier Pixeltrennwände 334a in der vorliegenden Ausführungsform so gebildet, dass ihre Linienbreiten in der Tiefenrichtung von der Vorderseite 10b in Richtung der Rückseite 10a allmählich schmaler werden. Diese Pixeltrennwände 334a sind in der durch die Mitte des Bildgebungselements 100 verlaufenden Spaltenrichtung punktförmig angeordnet. Jede Pixeltrennwand 334a ist von der Elementtrennwand 310 getrennt, ohne die Elementtrennwand 310 zu berühren, und ist ferner voneinander getrennt.
  • Wie in 71 dargestellt, sind in der vorliegenden Ausführungsform die vier hervorstehenden Abschnitte 304 so gebildet, dass die Linienbreite (Breite in der Richtung orthogonal zur Erstreckungsrichtung) in der Tiefenrichtung von der Vorderseite 10b in Richtung der Rückseite 10a allmählich abnimmt (d<e). Diese hervorstehenden Abschnitte 304 sind kreuzförmig angeordnet. Ein Abstand zwischen dem Paar hervorstehender Abschnitte 304, die zueinander weisen, ist in Tiefenrichtung im Wesentlichen gleich (a = b).
  • Wie vorstehend beschrieben wird durch die Verbreitern des Spalts des Schlitzes 312 (der Breite des Schlitzes 312) auf der Seite der Lichtempfangsfläche 10a die Streuung durch jeden hervorstehenden Abschnitt 304 unterdrückt, und die Kondensationseigenschaft ist insbesondere in der Nähe der Lichtempfangsfläche 10a dominant. Somit können sowohl die Kondensationseigenschaft als auch die Pixeleigenschaft erreicht werden. Zusätzlich wird nicht nur der Spalt zwischen den Schlitzen 312 auf der Seite der Lichtempfangsfläche 10a verbreitert, sondern es wird auch die Linienbreite des hervorstehenden Abschnitts 304 auf der Seite der Lichtempfangsfläche 10a verengt. Somit kann die Streuung durch den hervorstehenden Abschnitt 304 unterdrückt werden, und die Farbmischung kann unterdrückt werden.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass nur entweder das Verbreitern des Spalts des Schlitzes 312 auf der Seite der Lichtempfangsfläche 10a oder das Verengen der Linienbreite des hervorstehenden Abschnitts 304 ausgeführt werden kann, oder dass beide ausgeführt werden können. Das heißt, die in den 61 bis 71 dargestellten Konfigurationen können allein oder in Kombination verwendet werden.
  • Hier wird ein Teil des Herstellungsprozesses (Herstellungsverfahrens) des Bildgebungselements 100 unter Bezugnahme auf 72 beschrieben. 72 ist eine Prozessquerschnittsansicht zur Erläuterung eines Teils des Herstellungsprozesses des Bildgebungselements 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform und entspricht insbesondere einem Querschnitt, der durch Schneiden des Halbleitersubstrats 10 entlang der Dickenrichtung des Halbleitersubstrats 10 erhalten wird.
  • Wie in 72 dargestellt, wird in der vorliegenden Ausführungsform auf dem Halbleitersubstrat 10 eine Verarbeitung zur Isolation durch einen gefüllten Graben der Vorderseite (FFTI) ausgeführt, um das Material einzubetten. Danach werden nach verschiedenen Schritten (weggelassen) das Halbleitersubstrat 10 und das gebondete Substrat 501 aneinander gebondet, und es wird Dünnermachen ausgeführt. Das dünner gemachte Halbleitersubstrat 10 wird wieder aufgefüllt, und der Farbfilter 202 und die On-Chip-Linse 200 werden gestapelt. Es wird darauf hingewiesen, dass als das gebondete Substrat 502 beispielsweise ein Logiksubstrat, ein Halbleitersubstrat oder dergleichen verwendet wird.
  • <<15. Dreizehnte Ausführungsform>>
  • Darüber hinaus können in der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung die beiden Übertragungs-Gates 400a und 400b, der FD-Abschnitt (schwebender Diffusionsabschnitt) 601 und der Masseabschnitt 602 wie in 73 dargestellt angeordnet sein. Nachstehend wird eine solche Ausführungsform als eine dreizehnte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die 73 bis 74 beschrieben. 73 ist ein erläuterndes Diagramm, das eine Ebene des Bildgebungselements 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt und insbesondere einem Querschnitt des Bildgebungselements 100 geschnitten einer Ebenenrichtung entspricht. 74 ist ein erläuterndes Diagramm, das eine Ebene eines Bildgebungselements 100 gemäß einem Vergleichsbeispiel der vorliegenden Ausführungsform darstellt und insbesondere einem Querschnitt des Bildgebungselements 100 gemäß dem Vergleichsbeispiel geschnitten entlang einer Ebenenrichtung entspricht.
  • Wie in 73 dargestellt, sind in der vorliegenden Ausführungsform die beiden Übertragungs-Gates 400a und 400b an einer Stirnseite (beispielsweise der Oberseite in 73) des von der Elementtrennwand 310 umgebenen Zellengebiets angeordnet. Das Zellengebiet ist in dem Bildgebungselement 100 enthalten. In dem Beispiel von 73 ist das Zellengebiet ein Quadrat.
  • Der FD-Abschnitt 601 ist eine schwebende Diffusion, die von zwei benachbarten Zellengebieten gemeinsam verwendet wird (siehe das Gebiet der gestrichelten Linie in 73). Der FD-Abschnitt 601 ist an einer Stirnseite (beispielsweise an der Oberseite von 73) des Zellengebiets positioniert. In dem Beispiel von 73 ist die Form des FD-Abschnitts 601 kein regelmäßiges Achteck, sondern ein Achteck mit langen und kurzen Seiten. Insbesondere ist der FD-Abschnitt 601 horizontal lang, und in dem FD-Abschnitt 601 ist die Länge in der Richtung orthogonal zu der Erstreckungsrichtung des hervorstehenden Abschnitts 304 länger als die Länge in der Erstreckungsrichtung des hervorstehenden Abschnitts 304. Als der FD-Abschnitt 601 wird beispielsweise Poly-Si (polykristallines Si) verwendet.
  • Der Masseabschnitt 602 ist ein Masseabschnitt, der von zwei benachbarten Zellengebieten gemeinsam verwendet wird (siehe das Gebiet der gestrichelten Linie in 73). Der Masseabschnitt 602 ist an einer Stirnseite (beispielsweise an der Unterseite von 73) des Zellengebiets positioniert. In dem Beispiel von 73 ist die Form des Masseabschnitts 602 kein regelmäßiges Achteck, sondern ein Achteck mit langen und kurzen Seiten. Insbesondere ist der Masseabschnitt 602 horizontal lang, und in dem Masseabschnitt 602 ist eine Länge des hervorstehenden Abschnitts 304 in einer Richtung orthogonal zu einer Erstreckungsrichtung länger als eine Länge des hervorstehenden Abschnitts 304 in der Erstreckungsrichtung. Als der Masseabschnitt 602 wird beispielsweise Poly-Si (polykristallines Si) verwendet. Der Masseabschnitt 602 ist an dem Massepotential (GND) und funktioniert beispielsweise als Wannenkontakt.
  • Wie in 74 dargestellt, ist die Breite g (die Länge in vertikaler Richtung in 74) des Schlitzes 312 schmaler als die Breite f (die Länge in vertikaler Richtung in 75) des in 75 dargestellten Schlitzes 312, wenn die Form des FD-Abschnitts 601 und des Masseabschnitts 602 jeweils ein regelmäßiges Achteck ist. In 74 wird, wie vorstehend beschrieben, das Verhältnis der Breite g des Schlitzes 312 zum Zellenzwischenraum des Zellengebiets (Länge in vertikaler Richtung in 74) aus dem Blickpunkt optischer Faktoren (Verbesserung von Qe und Unterdrückung der Farbmischung) oder zur weiteren Miniaturisierung vergrößert. Wenn beispielsweise die Breite g des in 74 dargestellten Schlitzes 312 zunimmt, nähert sich das Gebiet (Teilungsabschnitt) des Schlitzes 312 dem FD-Abschnitt 601 (beispielsweise der N+-Diffusionsschicht) und dem Masseabschnitt 602 (beispielsweise einer P+-Diffusionsschicht). Deshalb können der sich FD-Abschnitt 601 und der Masseabschnitt 602 und das Gebiet des Schlitzes 312 stören, und es eine Zunahme der Qs-Variation bei einzelnen Pixeln, eine Verschlechterung des FD-Weißpunkts und dergleichen stattfinden.
  • Deshalb weisen in der vorliegenden Ausführungsform, wie in 73 dargestellt, sowohl der FD-Abschnitt 601 als auch der Masseabschnitt 602 eine horizontal lange Form auf. Beispielsweise ist sowohl in dem FD-Abschnitt 601 als auch in dem Masseabschnitt 602 die Länge des hervorstehenden Abschnitts 304 in der Erstreckungsrichtung kürzer als die Länge des hervorstehenden Abschnitts 304 in der zur Erstreckungsrichtung orthogonalen Richtung. Als ein Ergebnis sind der FD-Abschnitt 601 und der Masseabschnitt 602 von dem Gebiet (Teilungsabschnitt) des Schlitzes 312 im Vergleich zu 74 getrennt. Deshalb wird der Einfluss der Diffusion des FD-Abschnitts 601 und des Masseabschnitts 602 auf das Potential des Gebiets des Schlitzes 312 unterdrückt. Somit ist es möglich, einen Anstieg der Qs-Variation in einzelnen Pixeln, eine Verschlechterung der weißen Flecken bei FD und dergleichen zu unterdrücken. Darüber hinaus kann die Form jedes der Übertragungs-Gates 400a und 400b, beispielsweise die Form der Seite des Schlitzes 312 in den Übertragungs-Gates 400a und 400b, vergrößert werden, und eine Verbesserung der Übertragung (Verbesserung der Übertragungseigenschaften) und die Unterdrückung der Variation der Potentialbarrieren können realisiert werden.
  • In der vorliegenden Ausführungsform kann der Masseabschnitt 602 wie folgt modifiziert werden. Deshalb wird eine genaue Konfiguration des Masseabschnitts 602 unter Bezugnahme auf die 75 bis 78 beschrieben. Jede der 75 bis 78 ist ein erläuterndes Diagramm, das eine Ebene des Bildgebungselements 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt und insbesondere einem Querschnitt des Bildgebungselements 100 geschnitten einer Ebenenrichtung entspricht.
  • Wie in 75 dargestellt, ist in der vorliegenden Ausführungsform der Masseabschnitt 602 an zwei der vier Ecken des Zellengebiets vorgesehen. Diese Masseabschnitte 602 sind Masseabschnitte, die von vier benachbarten Zellengebieten gemeinsam verwendet werden. In dem Beispiel von 75 sind die Zellen des Zellgebiets unten links und unten rechts aus den vier Ecken vorgesehen. Jeder Masseabschnitt 602 ist von dem FD-Abschnitt 601 um eine Hälfte des Zellenzwischenraums (Länge in Links-Rechts-Richtung in 75) des Zellengebiets verschoben. Als ein Ergebnis ist jeder Masseabschnitt 602 im Vergleich zu den 73 und 74 weiter von dem Gebiet des Schlitzes 312 entfernt. Deshalb kann eine Zunahme der Qs-Schwankungen bei einzelnen Pixeln, eine Verschlechterung des FD-Weißpunkts und dergleichen zuverlässig unterdrückt werden.
  • Wie in 76 dargestellt, ist in der vorliegenden Ausführungsform der in 75 dargestellte Masseabschnitt 602 um 90 Grad gedreht bereitgestellt (die anderen Konfigurationen sind die gleichen wie in 75). Als ein Ergebnis ist jeder Masseabschnitt 602 im Vergleich zu 75 weiter von dem Gebiet des Schlitzes 312 entfernt. Deshalb ist es möglich, einen Anstieg der Qs-Variation in einzelnen Pixeln, eine Verschlechterung der weißen Flecken bei FD und dergleichen zuverlässiger zu unterdrücken.
  • Wie in 77 dargestellt, ist in der vorliegenden Ausführungsform der in 75 dargestellte Masseabschnitt 602 in einem regelmäßigen Achteck gebildet (die anderen Konfigurationen sind die gleichen wie in 75). Sogar in diesem Fall ist jeder Masseabschnitt 602 im Vergleich zu 74 von dem Gebiet des Schlitzes 312 getrennt. Deshalb können eine Zunahme der Qs-Variationen bei einzelnen Pixeln, eine FD-Weißpunktverschlechterung und dergleichen zuverlässig unterdrückt werden.
  • Darüber hinaus ist, wie in 78 dargestellt, der in 77 dargestellte FD-Abschnitt 601 in der vorliegenden Ausführungsform in einem regelmäßigen Achteck gebildet, und die Formen der Übertragungs-Gates 400a und 400b sind die gleichen wie diejenigen in 74 (die anderen Konfigurationen sind die gleichen wie in 77). Sogar in diesem Fall ist jeder Masseabschnitt 602 im Vergleich zu 74 von dem Gebiet des Schlitzes 312 getrennt. Deshalb können eine Zunahme der Qs-Variationen bei einzelnen Pixeln, eine FD-Weißpunktverschlechterung und dergleichen zuverlässig unterdrückt werden.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass der FD-Abschnitt 601 und der Masseabschnitt 602 die gleiche Form (siehe 73 bis 76 und 78) oder unterschiedliche Formen (siehe 77) aufweisen können. Darüber hinaus kann die Form des FD-Abschnitts 601 oder des Masseabschnitts 602 eine Form sein, die lange und kurze Seiten aufweist, beispielsweise eine vertikal und horizontal symmetrische Form (siehe 73 bis 78) oder eine vertikal und horizontal asymmetrische Form.
  • Darüber hinaus sind der FD-Abschnitt 601 und der Masseabschnitt 602 in einer Anordnung angeordnet (z. B. in Form einer Matrixform entlang der Zeilenrichtung und der Spaltenrichtung), können jedoch mit dem gleichen Zwischenraum wie der Zellenzwischenraum des Zellengebiets angeordnet sein oder um können einen halben Zwischenraum zueinander versetzt angeordnet sein.
  • Darüber hinaus kann die Form des FD-Abschnitts 601 und des Masseabschnitts 602 beispielsweise andere polygonale Formen oder elliptische Formen sein als die achteckige Form, die die lange Seite und die kurze Seite aufweist.
  • <<16. Zusammenfassung>>
  • Wie vorstehend beschrieben, ist es gemäß jeder Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung möglich, eine Verschlechterung des aufgenommenen Bildes zu vermeiden und gleichzeitig die Genauigkeit der Phasendifferenzdetektion zu verbessern, da das Element, das das Pixelpaar 300a und 300b trennt, zum Zeitpunkt der Phasendifferenzdetektion bereitgestellt wird, und zusätzlich zu dem Trennelement das Element, das als der Überlaufpfad funktioniert, zum Zeitpunkt des normalen Abbildens bereitgestellt wird.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ein Fall, in dem die vorliegende Offenbarung auf eine rückseitig beleuchtete CMOS-Bildsensorstruktur angewandt wird, beschrieben worden ist. Die Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt und kann auch auf andere Strukturen angewandt werden.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung das Bildgebungselement 100 beschrieben worden ist, bei dem der erste Leitfähigkeitstyp der N-Typ ist, der zweite Leitfähigkeitstyp der P-Typ ist und Elektronen als Signalladungen verwendet werden, jedoch die Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung nicht auf ein solches Beispiel beschränkt ist. Die vorliegende Ausführungsform kann beispielsweise auf das Bildgebungselement 100 angewandt werden, bei dem der erste Leitfähigkeitstyp der P-Typ ist der zweite Leitfähigkeitstyp der N-Typ ist und Löcher als Signalladungen verwendet werden.
  • Darüber hinaus ist das Halbleitersubstrat 10 in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung nicht notwendigerweise ein Siliziumsubstrat, sondern kann auch ein anderes Substrat sein (z. B. ein Silizium-auf-Isolator-Substrat (SOI-Substrat), ein SiGe-Substrat oder dergleichen). Zusätzlich kann das Halbleitersubstrat 10 eine Halbleiterstruktur oder dergleichen, die auf solchen verschiedenen Substraten gebildet ist, aufweisen.
  • Darüber hinaus ist die Bildgebungsvorrichtung 1 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung nicht auf eine Bildgebungsvorrichtung beschränkt, die eine Verteilung der einfallenden Lichtmenge des sichtbaren Lichts detektiert und die Verteilung als ein Bild aufnimmt. Die vorliegende Ausführungsform kann beispielsweise auf eine Bildgebungsvorrichtung angewandt werden, die eine Verteilung der einfallenden Mengen an Infrarotstrahlen, Röntgenstrahlen, Partikeln oder dergleichen als ein Bild aufnimmt, oder auf eine Bildgebungsvorrichtung (Vorrichtung zur Detektion der Verteilung physikalischer Größen) wie z. B. einen Fingerabdruckdetektionssensor, der eine Verteilung anderer physikalischer Größen wie z. B. Druck und Kapazität detektiert und die Verteilung als ein Bild aufnimmt.
  • Darüber hinaus kann die Bildgebungsvorrichtung 1 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Verwendung Verfahren, einer Vorrichtung und unter Bedingungen hergestellt werden, die zum Herstellen einer allgemeinen Halbleitervorrichtung verwendet werden. Das heißt, die Bildgebungsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann unter Verwendung eines existierenden Herstellungsverfahrens für Halbleitervorrichtungen hergestellt werden.
  • Beispiele für das vorstehend beschriebene Verfahren enthalten ein physikalisches Gasphasenabscheidungsverfahren (PVD-Verfahren), ein chemisches Gasphasenabscheidungsverfahren (CVD-Verfahren) und ein Atomlagenabscheidungsverfahren (ALD-Verfahren). Beispiele für das PVD-Verfahren enthalten ein Vakuumaufdampfverfahren, ein Elektronenstrahl-Aufdampfverfahren (EB-Aufdampfverfahren), verschiedene Sputterverfahren (Magnetron-Sputterverfahren, Hochfrequenz-(HF)-Gleichstrom-(DC)-gekoppeltes Bias-Sputterverfahren, Elektronenzyklotronresonanz-(ECR)-Sputterverfahren, Counter-Target-Sputterverfahren, Hochfrequenz-Sputterverfahren und dergleichen), ein Ionenplattierungsverfahren, ein Laserabtragsverfahren, ein Molekularstrahlepitaxieverfahren (MBE-Verfahren) und Lasertransferverfahren. Beispiele für das CVD-Verfahren enthalten ein Plasma-CVD-Verfahren, ein thermisches CVD-Verfahren, ein CVD-Verfahren für organische Metalle (MO-CVD-Verfahren) und ein Photo-CVD-Verfahren. Ferner enthalten andere Verfahren ein Galvanisierungsverfahren, ein stromloses Beschichtungsverfahren und ein Rotationsbeschichtungsverfahren; ein Immersionsverfahren; ein Gussverfahren; ein Mikrokontakt-Druckverfahren; ein Tropfgussverfahren; verschiedene Druckverfahren wie z. B. ein Siebdruckverfahren, ein Tintenstrahldruckverfahren, ein Offsetdruckverfahren, ein Tiefdruckverfahren und ein Flexodruckverfahren; ein Prägeverfahren; ein Sprühverfahren; und verschiedene Beschichtungsverfahren, wie z. B. ein Luftrakel-Beschichtungsverfahren, ein Rakel-Beschichtungsverfahren, ein Stab-Beschichtungsverfahren, ein Messer-Beschichtungsverfahren, ein Quetsch-Beschichtungsverfahren, ein Umkehrwalzen-Beschichtungsverfahren, ein Transferwalzen-Beschichtungsverfahren, ein Tiefdruck-Beschichtungsverfahren, ein Walzen-Verfahren, ein Guss-Beschichtungsverfahren, ein Sprüh-Beschichtungsverfahren, ein Schlitzblenden-Beschichtungsverfahren und ein Kalender-Beschichtungsverfahren. Darüber hinaus enthalten Beispiele für das Strukturierungsverfahren chemisches Ätzen wie z. B. Schattenmaske, Lasertransfer und Photolithographie sowie physikalisches Ätzen unter Verwendung ultravioletter Strahlen, Laser oder dergleichen. Zusätzlich enthalten Beispiele für die Planarisierungstechnik ein chemisch-mechanisches Polierverfahren (CMP-Verfahren), ein Laserplanarisierungsverfahren, ein Rückflussverfahren und dergleichen.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung die Strukturen der hervorstehenden Abschnitte (ein Beispiel für den Trennabschnitt) 304 und 324, der zusätzlichen Wände (ein Beispiel für den Trennabschnitt) 308, 308a, 308b und 308c und der Pixeltrennwände (ein Beispiel für den Trennabschnitt) 334 und 334a beschrieben worden sind, die Struktur gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung jedoch darauf nicht beschränkt ist. Hier werden verschiedene Aspekte der Struktur jedes Teils unter Bezugnahme auf die Bildgebungen 79 bis 84 im Einzelnen beschrieben.
  • 79 ist ein erläuterndes Diagramm, das eine Ebene des Bildgebungselements 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform (modifiziertes Beispiel) darstellt und insbesondere einem Querschnitt des Bildgebungselements 100 geschnitten einer Ebenenrichtung entspricht. 80 ist ein erläuterndes Diagramm, das einen Teil eines Querschnitts des Bildgebungselements 100 für jede Struktur, das heißt des Halbleitersubstrats 10 für jede Struktur gemäß der vorliegenden Ausführungsform (modifiziertes Beispiel), darstellt und insbesondere einem Querschnitt entspricht, der durch Schneiden des Halbleitersubstrats 10 für jede Struktur entlang der in 79 dargestellten Linie J-J' erhalten wird.
  • Wie in den 79 und 80 dargestellt, wird die Pixeltrennwand 334 in einer der Strukturen RDTI (Rückseite DTI), FDTI (Vorderseite DTI), FFTI (Vorderseite FTI: Isolation mit gefülltem Graben), RFTI (Rückseite FTI) und RDTI+FDTI gebildet. In diesen Strukturen ist der Graben T3 in der Dickenrichtung des Halbleitersubstrats 10 gebildet. In den Graben T3 ist ein Material wie z. B. ein Oxidfilm eingebettet. In dem Beispiel von 80 ist der Graben T3 in einer konischen Form, die sich von der Oberfläche des Halbleitersubstrats 10 nach innen hin erweitert, gebildet, die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Der Graben T3 kann beispielsweise gerade gebildet sein, so dass er orthogonal (oder im Wesentlichen orthogonal) zu der Oberfläche des Halbleitersubstrats 10 ist.
  • Die RDTI weist eine Struktur auf, bei der ein Graben T3 von der Rückseite 10a (Lichtempfangsfläche 10a) des Halbleitersubstrats 10 zur Mitte des Halbleitersubstrats 10 gebildet ist. Die FDTI weist eine Struktur auf, bei der ein Graben T3 von der Vorderseite 10b (der Oberfläche gegenüber der Lichtempfangsfläche 10a) des Halbleitersubstrats 10 zur Mitte des Halbleitersubstrats 10 gebildet ist. Die FFTI ist eine Struktur, die durch das Eindringen des Grabens T3 von der Vorderseite 10b zur Rückseite 10a des Halbleitersubstrats 10 gebildet ist. Die RFTI ist eine Struktur, die durch das Eindringen des Grabens T3 von der Rückseite 10a zur Vorderseite 10b des Halbleitersubstrats 10 gebildet ist. Die RDTI+FDTI ist ein Verfahren, bei dem die vorstehend beschriebene RDTI und FDTI kombiniert sind. In der RDTI+FDTI sind der Graben T3, der sich von der Rückseite 10a aus erstreckt, und der Graben T3, der sich von der Vorderseite 10b aus erstreckt, nahe der Mitte in Dickenrichtung des Halbleitersubstrats 10 verbunden.
  • 81 ist ein erläuterndes Diagramm, das eine Ebene des Bildgebungselements 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform (modifiziertes Beispiel) darstellt und insbesondere einem Querschnitt des Bildgebungselements 100 geschnitten einer Ebenenrichtung entspricht. 82 ist ein erläuterndes Diagramm, das einen Teil eines Querschnitts des Bildgebungselements 100 für jede Struktur, das heißt des Halbleitersubstrats 10 für jede Struktur gemäß der vorliegenden Ausführungsform (modifiziertes Beispiel), darstellt und insbesondere einem Querschnitt entspricht, der durch Schneiden des Halbleitersubstrats 10 für jede Struktur entlang der in 81 dargestellten Linie K-K' erhalten wird.
  • Wie in den 81 und 82 dargestellt, ist der hervorstehende Abschnitt 304 in irgendeiner Struktur aus RDTI, FDTI, FFTI, RFTI und RDTI+FDTI ähnlich der vorstehend beschriebenen Pixeltrennwand 334 (siehe 80) gebildet. In diesen Strukturen ist der Graben T3 in der Dickenrichtung des Halbleitersubstrats 10 gebildet. Zu diesem Zeitpunkt ist der Graben T3, wie in 82 dargestellt, so gebildet, dass der hervorstehende Abschnitt 304 in Kontakt mit der Elementtrennwand 310 ist und nicht voneinander getrennt ist. In den Graben T3 wird ein Material eingebettet, das ein Oxidfilm oder dergleichen ist. In dem Beispiel von 82 ist der Graben T3 in einer konischen Form, die sich von der Oberfläche des Halbleitersubstrats 10 nach innen hin erweitert, gebildet, die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Der Graben T3 kann beispielsweise gerade gebildet sein, so dass er orthogonal (oder im Wesentlichen orthogonal) zu der Oberfläche des Halbleitersubstrats 10 ist.
  • Hier kann, wie in 79 dargestellt, als die Pixeltrennwand 334 zusätzlich zu einer Pixeltrennwand 334 eine weitere Struktur, die die Elementtrennwand 310 nicht berührt, verwendet sein. Beispielsweise können, wie in 83 dargestellt, mehrere Pixeltrennwände 334 in einer Linie in Punktform gebildet sein, so dass sie die Elementtrennwand 310 nicht berühren. In dem Beispiel von 83 ist die Anzahl der Pixeltrennwände 334 gleich 6, die Anzahl ist jedoch nicht eingeschränkt. Darüber hinaus kann, wie in 84 dargestellt, die Pixeltrennwand 334 so gebildet sein, dass ihre beiden Enden die Elementtrennwand 310 berühren. Es wird darauf hingewiesen, dass in den Beispielen der 79, 83 und 84 die Pixeltrennwand 334 in Spaltenrichtung gebildet ist, jedoch nicht darauf beschränkt ist und beispielsweise auch in Zeilenrichtung gebildet sein kann.
  • Zusätzlich können die vorstehend beschriebenen Strukturen der RDTI, der FDTI, der FFTI, der RFTI und der RDTI+FDTI nicht nur auf die Pixeltrennwand 334 und die hervorstehenden Abschnitt 304, die vorstehend beschrieben sind, angewandt werden, sondern auch auf den zweiten hervorstehenden Abschnitt 324, die Pixeltrennwand 334a, die zusätzlichen Wände 308, 308a, 308b und 308c gemäß den jeweiligen vorstehend beschriebenen Ausführungsformen.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ein Fall beschrieben worden ist, in dem die vorliegende Offenbarung auf eine einschichtige CMOS-Bildsensorstruktur angewandt wird. Die Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt und kann auch auf andere Strukturen, wie z. B. eine gestapelte CMOS-Bildsensorstruktur (CIS-Struktur), angewandt werden. Beispielsweise können, wie in den 85 bis 87 dargestellt, die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung auf einen zweischichtigen gestapelten CIS, einen dreischichtigen gestapelten CIS, einen zweistufigen Pixel-CIS oder dergleichen angewandt werden. Die Anwendung auf den zweistufigen Pixel-CIS ist ein Beispiel, die Anwendung auf ein einstufiges Pixel ist ebenfalls möglich. Hier werden die Strukturen des zweischichtigen gestapelten CIS, des dreischichtigen gestapelten CIS und des zweistufigen Pixel-CIS unter Bezugnahme auf die 85 bis 87 im Einzelnen beschrieben.
  • (Zweischichtiger gestapelter CIS)
  • 85 stellt ein Beispiel für eine zweischichtige, gestapelte Struktur, auf die die vorliegende Offenbarung angewandt werden kann, dar. 85 ist ein erläuterndes Diagramm, das einen Querschnitt einer zweischichtigen, gestapelten Struktur darstellt, auf die die Bildgebungsvorrichtung 1 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung angewandt werden kann.
  • In der in 85 dargestellten Struktur ist die Bildgebungsvorrichtung 1 durch elektrisches Verbinden des Pixelgebiets (der Pixelanordnungseinheit 20) und der Steuerschaltungseinheit 25 auf der Seite des ersten Halbleitersubstrats 31 und der Logikschaltung (nicht dargestellt) auf der Seite des zweiten Halbleitersubstrats 45 durch einen auf dem ersten Halbleitersubstrat 31 gebildeten Durchgangsverbindungsleiter 84 konfiguriert. Das heißt, in dem Beispiel von 85 sind das erste Halbleitersubstrat 31 und das zweite Halbleitersubstrat 45 gestapelt, und diese Halbleitersubstrate 31 und 45 sind durch den Durchgangsverbindungsleiter 84 elektrisch verbunden. Insbesondere wird ein Durchgangsverbindungsloch 85 gebildet, das das erste Halbleitersubstrat 31 von der Seite der Rückseite 31b des ersten Halbleitersubstrats durchdringt, die Verdrahtung der obersten Schicht 53 des zweiten Halbleitersubstrats 45 erreicht und die Verdrahtung der obersten Schicht 40 des ersten Halbleitersubstrats 31 erreicht. Nachdem der Isolierfilm 63 auf der inneren Wandoberfläche des Durchgangsverdingungslochs 85 gebildet worden ist, wird ein Durchgangsverbindungsleiter 84, der die Verdrahtung 40 auf der Seite des Pixelgebiets und der Seite Steuerschaltungseinheit 25 und die Verdrahtung 53 auf der Seite der Logikschaltung verbindet, in das Durchgangsverbindungsloch 85 eingebettet. In 85 werden, da der Durchgangsverbindungsleiter 84 mit der Verdrahtung der obersten Schicht 40 verbunden ist, die Verdrahtungen 40 der jeweiligen Schichten miteinander verbunden, so dass die verbundene Verdrahtung der obersten Schicht 40 zu einem Verbindungsende wird.
  • In der in 85 dargestellten Struktur ist eine Photodiode (PD), die als photoelektrische Umsetzungseinheit jedes Pixels dient, in dem Halbleiterwannengebiet 32 des ersten Halbleitersubstrats 31 gebildet. Ferner ist ein Source/Drain-Gebiet 33 jedes Pixeltransistors in dem Halbleiterwannengebiet 32 gebildet. Das Halbleiterwannengebiet 32 wird beispielsweise durch Einführen von p-Typ-Störstellen gebildet, und das Source/Drain-Gebiet 33 wird beispielsweise durch Einführen von n-Typ-Störstellen gebildet. Insbesondere werden die Photodiode (PD) und das Source/Drain-Gebiet 33 jedes Pixeltransistors durch Ionenimplantation von der Substratoberfläche aus gebildet.
  • Die Photodiode (PD) weist ein n-Typ-Halbleitergebiet 34 und ein p-Typ-Halbleitergebiet 35 auf der Seite der Substratoberfläche auf. Eine Gate-Elektrode 36 ist auf der Oberfläche des Substrats, das das Pixel bildet, über einen Gate-Isolierfilm gebildet, und die Pixeltransistoren Tr1 und Tr2 sind durch die Gate-Elektrode 36 und ein Paar von Source/Drain-Gebieten 33 gebildet. Beispielsweise entspricht der der Photodiode (PD) benachbarte Pixeltransistor Tr1 einem Übertragungstransistor, und sein Source/Drain-Gebiet entspricht einer schwebenden Diffusion (FD). Einheitspixel sind durch das Elementtrenngebiet 38 getrennt.
  • Auf dem ersten Halbleitersubstrat 31 sind die MOS-Transistoren Tr3, Tr4 gebildet, die eine Steuerschaltung bilden. Die MOS-Transistoren Tr3 und Tr4 sind durch ein n-Typ-Source/Drain-Gebiet 33 und eine Gate-Elektrode 36 gebildet, die über einen Gate-Isolierfilm gebildet ist. Darüber hinaus ist auf der Oberfläche des ersten Halbleitersubstrats 31 ein erster Zwischenschichtisolierfilm 39 gebildet, und in dem Zwischenschichtisolierfilm 39 ist ein Verbindungsleiter 44, der mit einem erforderlichen Transistor verbunden ist, gebildet. Zusätzlich ist die Mehrschichtverdrahtungsschicht 41 aus den mehreren Verdrahtungsschichten 40 über den Zwischenschichtisolierfilm 39 gebildet, so dass sie mit jedem Verbindungsleiter 44 verbunden ist.
  • Zusätzlich sind, wie in 85 dargestellt, mehrere MOS-Transistoren, die eine durch das Elementtrenngebiet 50 getrennte Logikschaltung bilden, in dem p-Typ-Halbleiterwannengebiet 46 auf der Seite der Vorderseite des zweiten Halbleitersubstrats 45 gebildet. Jeder der MOS-Transistoren Tr6, Tr7 und Tr8 weist ein Paar von n-Typ-Source/Drain-Gebieten 47 und eine Gate-Elektrode 48 auf, die über einem Gate-Isolierfilm gebildet ist. Darüber hinaus ist auf der Oberfläche des zweiten Halbleitersubstrats 45 ein erster Zwischenschichtisolierfilm 49 gebildet, und in dem Zwischenschichtisolierfilm 49 ist ein Verbindungsleiter 54, der mit einem erforderlichen Transistor verbunden ist, gebildet. Außerdem ist ein Verbindungsleiter 51 vorgesehen, der von der Oberfläche des Zwischenschichtisolierfilms 49 bis zu einer gewünschten Tiefe in das zweite Halbleitersubstrat 45 eindringt. Darüber hinaus ist ein Isolierfilm 52 zum Isolieren des Verbindungsleiters 51 und des Halbleitersubstrats 45 vorgesehen.
  • Zusätzlich wird die Mehrschichtverdrahtungsschicht 55 durch Bereitstellen mehrerer Schichten der Verdrahtung 53 in dem Zwischenschichtisolierfilm 49 gebildet, so dass sie mit sowohl dem Verbindungsleiter 54 als auch dem Verbindungsleiter 51 zur Elektrodenextraktion verbunden ist.
  • Darüber hinaus sind, wie in 85 dargestellt, das erste Halbleitersubstrat 31 und das zweite Halbleitersubstrat 45 aneinander gebondet, so dass die Mehrschichtverdrahtungsschichten 41 und 55 zueinander weisen.
  • Zusätzlich sind, wie in 85 dargestellt, beispielsweise On-Chip-Farbfilter 74 für Rot (R), Grün (G) und Blau (B) auf dem Verflachungsfilm 73 entsprechend jedem Pixel vorgesehen, und eine On-Chip-Mikrolinse 75 ist darauf vorgesehen.
  • Andererseits ist auf der Seite des zweiten Halbleitersubstrats 45 eine Öffnung 77, die dem Verbindungsleiter 51 entspricht, vorgesehen, und ein sphärischer Elektrodenhöcker 78, der durch die Öffnung 77 elektrisch mit dem Verbindungsleiter 51 verbunden ist, ist vorgesehen.
  • (Dreischichtiger gestapelter CIS)
  • 86 stellt ein Beispiel für eine dreischichtige, gestapelte Struktur, auf die die vorliegende Offenbarung angewandt werden kann, dar. 86 ist ein erläuterndes Diagramm, das einen Querschnitt einer dreischichtigen, gestapelten Struktur darstellt, auf die die Bildgebungsvorrichtung 1 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung angewandt werden kann.
  • In der in 86 dargestellten Struktur weist die Bildgebungsvorrichtung 1 eine dreischichtige gestapelte Struktur auf, in der ein erstes Halbleitersubstrat 211, ein zweites Halbleitersubstrat 212 und ein drittes Halbleitersubstrat 213 gestapelt sind. Insbesondere ist in der in 86 dargestellten Struktur beispielsweise zusätzlich zu dem ersten Halbleitersubstrat 211, auf dem eine Sensorschaltung gebildet ist, und dem zweiten Halbleitersubstrat 212, auf dem eine Logikschaltung gebildet ist, das dritte Halbleitersubstrat 213, auf dem eine Speicherschaltung gebildet ist, enthalten. Es wird darauf hingewiesen, dass die Logikschaltung und die Speicherschaltung so konfiguriert sind, dass sie mit der Eingabe und Ausgabe von Signalen von und nach außen zusammenarbeiten.
  • Wie in 86 dargestellt, ist eine Photodiode (PD) 234, die als photoelektrische Umsetzungseinheit eines Pixels dient, in dem ersten Halbleitersubstrat 211 gebildet, und ein Source/Drain-Gebiet jedes Pixeltransistors ist in dem Halbleiterwannengebiet gebildet. Darüber hinaus ist auf der Substratoberfläche des ersten Halbleitersubstrats 211 über einen Gate-Isolierfilm eine Gate-Elektrode gebildet, und ein Pixeltransistor Tr1 und ein Pixeltransistor Tr2 sind durch Source-/Drain-Gebiete, die mit der Gate-Elektrode gepaart sind, bereitgestellt. Insbesondere entspricht der der Photodiode (PD) 234 benachbarte Pixeltransistor Tr1 einem Übertragungstransistor, und sein Source/Drain-Gebiet entspricht einer schwebenden Diffusion (FD). Darüber hinaus ist auf dem ersten Halbleitersubstrat 211 ein Zwischenschichtisolierfilm (nicht dargestellt) vorgesehen, und in dem Zwischenschichtisolierfilm ist ein mit den Pixeltransistoren Tr1 und Tr2 verbundener Verbindungsleiter 244 vorgesehen.
  • Darüber hinaus ist das erste Halbleitersubstrat 211 mit einem Kontakt 265, der zur elektrischen Verbindung mit dem zweiten Halbleitersubstrat 212 verwendet wird, ausgestattet. Der Kontakt 265 ist mit einem Kontakt 311 des zweiten Halbleitersubstrats 212, der später beschrieben wird, verbunden und ist auch mit einer Kontaktstelle 280a des ersten Halbleitersubstrats 211 verbunden.
  • Andererseits ist auf dem zweiten Halbleitersubstrat 212 eine Logikschaltung gebildet. Insbesondere sind der MOS-Transistor Tr6, der MOS-Transistor Tr7 und der MOS-Transistor Tr8, die mehrere Transistoren sind, die eine Logikschaltung bilden, in einem p-Typ-Halbleiterwannengebiet (nicht dargestellt) des zweiten Halbleitersubstrats 212 gebildet. Darüber hinaus ist in dem zweiten Halbleitersubstrat 212 ein Verbindungsleiter 254, der mit dem MOS-Transistor Tr6, dem MOS-Transistor Tr7 und dem MOS-Transistor Tr8 verbunden ist, gebildet.
  • Darüber hinaus ist auf dem zweiten Halbleitersubstrat 212 ein Kontakt 311, der zur elektrischen Verbindung mit dem ersten Halbleitersubstrat 211 und dem dritten Halbleitersubstrat 213 dient, gebildet. Der Kontakt 311 ist mit dem Kontakt 265 des ersten Halbleitersubstrats 211 verbunden und ist außerdem mit der Kontaktstelle 330a des dritten Halbleitersubstrats 213 verbunden.
  • Ferner ist auf dem dritten Halbleitersubstrat 213 eine Speicherschaltung gebildet. Insbesondere sind der MOS-Transistor Tr11, der MOS-Transistor Tr12 und der MOS-Transistor Tr13, die mehrere Transistoren sind, die eine Speicherschaltung bilden, in einem p-Typ-Halbleiterwannengebiet (nicht dargestellt) des dritten Halbleitersubstrats 213 gebildet.
  • Darüber hinaus ist in dem dritten Halbleitersubstrat 213 ein Verbindungsleiter 344, der mit dem MOS-Transistor Tr11, dem MOS-Transistor Tr12 und dem MOS-Transistor Tr13 verbunden ist, gebildet.
  • (Zweistufiger Pixel-CIS)
  • 87 stellt ein Beispiel für eine zweistufige Pixelstruktur, auf die die vorliegende Offenbarung angewandt werden kann, dar. 87 ist ein erläuterndes Diagramm, das einen Querschnitt einer zweistufigen Pixelstruktur darstellt, auf die die Bildgebungsvorrichtung 1 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung angewandt werden kann.
  • In der in 87 dargestellten Struktur ist ein erstes Substrat 80 durch Stapeln einer Isolierschicht 86 auf einem Halbleitersubstrat 11 konfiguriert. Das erste Substrat 80 enthält eine Isolierschicht 86 als Teil des Zwischenschichtisolierfilms 87. Die Isolierschicht 86 ist in einem Spalt zwischen dem Halbleitersubstrat 11 und einem später beschriebenen Halbleitersubstrat 21A vorgesehen. Das erste Substrat 80 enthält eine Photodiode PD (83), einen Übertragungstransistor TR und eine schwebende Diffusion FD. Das erste Substrat 80 weist eine Konfiguration auf, in der der Übertragungstransistor TR und die schwebende Diffusion FD in einem Abschnitt auf der Seite der Vorderseite (der Seite gegenüber der Seite der Lichteinfallsoberfläche, Seite des zweiten Substrats 20A) des Halbleitersubstrats 11 vorgesehen sind.
  • In der in 87 dargestellten Struktur weist der Übertragungstransistor TR ein planares Übertragungs-Gate TG auf. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf eine solche Konfiguration beschränkt, und das Übertragungs-Gate TG kann ein vertikales Übertragungs-Gate sein, das die Wannenschicht 42 durchdringt.
  • Das zweite Substrat 20A ist durch Stapeln einer Isolierschicht 88 auf ein Halbleitersubstrat 21A gebildet. Das zweite Substrat 20A 20 enthält eine Isolierschicht 88 als Teil des Zwischenschichtisolierfilms 87. Die Isolierschicht 88 ist in einem Spalt zwischen dem Halbleitersubstrat 21A und dem Halbleitersubstrat 81 vorgesehen. Das zweite Substrat 20A enthält eine Ausleseschaltung 22A. Insbesondere weist das zweite Substrat 20A eine Konfiguration auf, in der die Ausleseschaltung 22A in einem Abschnitt auf der Seite der Vorderseite (Seite des dritten Substrats 30) des Halbleitersubstrats 21A vorgesehen ist. Das zweite Substrat 20A ist an das erste Substrat 80 gebondet, wobei die Rückseite des Halbleitersubstrats 21A zu der Seite der Vorderseite Halbleitersubstrats 11 weist. Das heißt, das zweite Substrat 20A ist an das erste Substrat 80 in einer Vorderseite-an-Rückseite-Anordnung gebondet. Das zweite Substrat 20A enthält ferner eine Isolierschicht 89, die das Halbleitersubstrat 21A durchdringt, in derselben Schicht wie das Halbleitersubstrat 21A. Das zweite Substrat 20A 20 enthält eine Isolierschicht 89 als Teil des Zwischenschichtisolierfilms 87.
  • Die gestapelte Struktur, die das erste Substrat 80 und das zweite Substrat 20A enthält, weist einen Zwischenschichtisolierfilm 87 und eine Durchgangsverdrahtung 90, die in dem Zwischenschichtisolierfilm 87 vorgesehen ist, auf. Insbesondere ist die Durchgangsverdrahtung 90 mit der schwebenden Diffusion FD und einer später zu beschreibenden Verbindungsverdrahtung 91 elektrisch verbunden. Das zweite Substrat 20A enthält ferner beispielsweise eine Verdrahtungsschicht 56 auf der Isolierschicht 88.
  • Die Verdrahtungsschicht 56 enthält ferner beispielsweise mehrere Kontaktstellendelektroden 58 in der Isolierschicht 57. Jede Kontaktstellenelektrode 58 ist aus einem Metall wie z. B. Kupfer (Cu) oder Aluminium (Al) hergestellt. Jede Kontaktstellenelektrode 58 ist auf der Oberfläche der Verdrahtungsschicht 56 freigelegt. Jede Kontaktstellenelektrode 58 wird zur elektrischen Verbindung zwischen dem zweiten Substrat 20A und dem dritten Substrat 30 sowie zum Bonden zwischen dem zweiten Substrat 20A und dem dritten Substrat 30 verwendet.
  • Das dritte Substrat 30 ist beispielsweise durch Stapeln eines Zwischenschichtisolierfilms 61 auf ein Halbleitersubstrat 81 gebildet. Wie später beschrieben wird, ist das dritte Substrat 30 auf der Seite der Vorderseite an das zweite Substrat 20A gebondet. Das dritte Substrat 30 weist eine Konfiguration auf, in der die Logikschaltung 82 in einem Abschnitt auf der Seite der Vorderseite des Halbleitersubstrats 81 vorgesehen ist. Das dritte Substrat 30 enthält ferner beispielsweise eine Verdrahtungsschicht 62 auf dem Zwischenschichtisolierfilm 61. Die Verdrahtungsschicht 62 enthält beispielsweise eine Isolierschicht 92 und mehrere Kontaktstellendelektroden 64, die in der Isolierschicht 92 vorgesehen sind. Die mehreren Kontaktstellendelektroden 64 sind mit der Logikschaltung 82 elektrisch verbunden. Jede Kontaktstellenelektrode 64 ist beispielsweise aus Cu (Kupfer) hergestellt. Jede Kontaktstellenelektrode 64 ist auf der Oberfläche der Verdrahtungsschicht 62 freigelegt. Jede Kontaktstellenelektrode 64 wird zur elektrischen Verbindung zwischen dem zweiten Substrat 20A und dem dritten Substrat 30 sowie zum Bonden zwischen dem zweiten Substrat 20A und dem dritten Substrat 30 verwendet.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass in einem Fall, in dem die Technologie der vorliegenden Offenbarung auf ein einstufiges Pixel (normaler CIS) angewandt wird, wie in 88 dargestellt, andere Transistoren (beispielsweise CMOS-Transistoren) als die Übertragungs-Gates 400a und 400b in den beiden Pixeltransistorgebieten Ra und Rb in dem Bildgebungselement 100 angeordnet sein können. Die schwebende Diffusion FD ist an einer Position benachbart den Übertragungs-Gates 400a und 400b vorgesehen. In dem Beispiel von 88 sind die Pixeltransistorgebiete Ra und Rb so gebildet, dass sich das Pixelgebiet Rc, das die Pixel 300a und 300b enthält, zwischen ihnen befindet. Der Auswahltransistor SEL und der Verstärkungstransistor AMP sind in dem Pixeltransistorgebiet Ra auf der linken Seite in 88 angeordnet, und der Rücksetztransistor RST ist in dem Pixeltransistorgebiet Rb auf der rechten Seite in 88 angeordnet. Das System zum gemeinsamen Verwenden der Pixel, die Anordnung der Transistoren, die eingebettete Struktur der Photodiode und dergleichen gemäß 88 sind lediglich Beispiele, und die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt.
  • Darüber hinaus kann das in 88 dargestellte Bildgebungselement 100 wie in 89 dargestellt angeordnet sein (wiederholte Anordnung), und ein Auswahltransistor SEL, ein Verstärkungstransistor AMP, ein Rücksetztransistor RST und ein FD-Übertragungstransistor FDG können in jedem der Pixeltransistorgebiete Ra und Rb jedes Bildgebungselements 100 angeordnet sein. Der FD-Übertragungstransistor FDG wird zum Umschalten der Umsetzungseffizienz verwendet. Die Anordnung jedes Transistors kann gleich oder ungleich jedem der Pixeltransistorgebiete Ra und Rb sein. Beispielsweise können mehrere Verstärkungstransistoren AMP für vier Bildgebungselemente 100 angeordnet sein, und die Verstärkungstransistoren AMP können parallel angeordnet sein.
  • <<17. Anwendungsbeispiel für eine Kamera>>
  • Die Technologie (vorliegende Technologie) gemäß der vorliegenden Offenbarung kann ferner auf verschiedene Produkte angewandt werden. Beispielsweise kann die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung auf eine Kamera oder dergleichen angewandt werden. Deshalb wird ein Konfigurationsbeispiel einer Kamera 700 als elektronische Vorrichtung, auf die die vorliegende Technologie angewandt wird, unter Bezugnahme auf 90 beschrieben. 90 ist ein erläuterndes Diagramm, das ein Beispiel für eine schematische Funktionskonfiguration einer Kamera 700, auf die die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung (die vorliegende Technologie) angewandt werden kann, darstellt.
  • Wie in 90 dargestellt, enthält die Kamera 700 eine Bildgebungsvorrichtung 702, eine optische Linse 710, einen Verschlussmechanismus 712, eine Ansteuerschaltungseinheit 714 und eine Signalverarbeitungsschaltungseinheit 716. Die optische Linse 710 bildet ein Bild des Bildlichts (einfallenden Lichts) von einem Objekt auf einer Bildgebungsfläche der Bildgebungsvorrichtung 702. Als ein Ergebnis werden in dem Bildgebungselement 100 der Bildgebungsvorrichtung 702 über eine bestimmte Zeitspanne Signalladungen akkumuliert. Der Verschlussmechanismus 712 öffnet und schließt sich, um eine Lichtbestrahlungszeitspanne und eine Lichtabschirmungszeitspanne für die Bildgebungsvorrichtung 702 zu steuern. Die Ansteuerschaltungseinheit 714 liefert ein Ansteuersignal zum Steuern eines Signalübertragungsvorgangs der Bildgebungsvorrichtung 702, eines Verschlussvorgangs des Verschlussmechanismus 712 und dergleichen an diese. Das heißt, die Bildgebungsvorrichtung 702 führt die Signalübertragung auf der Basis des von der Ansteuerschaltungseinheit 714 zugeführten Ansteuersignals (Zeitsignals) aus. Die Signalverarbeitungsschaltungseinheit 716 führt verschiedene Arten der Signalverarbeitung aus. Beispielsweise gibt die Signalverarbeitungsschaltungseinheit 716 das der Signalverarbeitung unterzogene Videosignal beispielsweise an ein Speichermedium (nicht dargestellt), wie z. B. einen Speicher, oder an eine Anzeigeeinheit (nicht dargestellt) aus.
  • <<18. Anwendungsbeispiel für ein Smartphone>>
  • Die Technologie (vorliegende Technologie) gemäß der vorliegenden Offenbarung kann ferner auf verschiedene Produkte angewandt werden. Beispielsweise kann die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung auf ein Smartphone oder dergleichen angewandt werden. Deshalb wird ein Konfigurationsbeispiel eines Smartphones 900 als eine elektronische Vorrichtung, auf die die vorliegende Technologie angewandt wird, unter Bezugnahme auf 91 beschrieben. 91 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für eine schematische Funktionskonfiguration eines Smartphones 900, auf das die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung (die vorliegende Technologie) angewandt werden kann, darstellt.
  • Wie in 91 dargestellt, enthält das Smartphone 900 eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) 901, einen Festwertspeicher (ROM) 902 und einen Direktzugriffsspeicher (RAM) 903. Zusätzlich enthält das Smartphone 900 eine Speichervorrichtung 904, ein Kommunikationsmodul 905 und ein Sensormodul 907. Darüber hinaus enthält das Smartphone 900 eine Bildgebungsvorrichtung 909, eine Anzeigevorrichtung 910, einen Lautsprecher 911, ein Mikrofon 912, eine Eingabevorrichtung 913 und einen Bus 914. Darüber hinaus kann das Smartphone 900 anstelle der CPU 901 oder zusätzlich dazu eine Verarbeitungsschaltung wie z. B. einen digitalen Signalprozessor (DSP) enthalten.
  • Die CPU 901 funktioniert als eine Arithmetikverarbeitungsvorrichtung und als eine Steuervorrichtung und steuert den Gesamtbetrieb des Smartphones 900 oder eines Teils davon gemäß verschiedenen Programmen, die in dem ROM 902, dem RAM 903, der Speichervorrichtung 904 oder dergleichen aufgezeichnet sind. Der ROM 902 speichert Programme, Betriebsparameter und dergleichen, die durch die CPU 901 verwendet werden. Der RAM 903 speichert primär Programme, die bei der Ausführung der CPU 901 verwendet werden, Parameter, die sich bei der Ausführung entsprechend ändern, und dergleichen. Die CPU 901, der ROM 902 und der RAM 903 sind über einen Bus 914 miteinander verbunden. Zusätzlich ist die Speichervorrichtung 904 eine Vorrichtung zur Datenspeicherung, die als Beispiel für eine Speichereinheit des Smartphones 900 konfiguriert ist. Die Speichervorrichtung 904 enthält beispielsweise eine magnetische Speichervorrichtung wie z. B. ein Festplattenlaufwerk (HDD), eine Halbleiterspeichervorrichtung, eine optische Speichervorrichtung und dergleichen. Die Speichervorrichtung 904 speichert Programme und verschiedene Daten, die durch die CPU 901 ausgeführt werden, verschiedene Daten, die von außen erfasst werden, und dergleichen.
  • Das Kommunikationsmodul 905 ist eine Kommunikationsschnittstelle, die beispielsweise eine Kommunikationsvorrichtung zum Verbinden mit dem Kommunikationsnetz 906 enthält. Das Kommunikationsmodul 905 kann beispielsweise eine Kommunikationskarte für ein drahtgebundenes oder drahtloses lokales Netz (LAN), Bluetooth (eingetragenes Warenzeichen), Drahtlos-USB (WUSB) oder dergleichen sein. Darüber hinaus kann das Kommunikationsmodul 905 ein Router zur optischen Kommunikation, ein Router für die asymmetrische digitale Teilnehmerleitung (ADSL), ein Modem für verschiedene Typen der Kommunikation oder dergleichen sein. Das Kommunikationsmodul 905 sendet und empfängt Signale und dergleichen zu dem und von dem Internet und anderen Kommunikationsvorrichtungen unter Verwendung eines vorbestimmten Protokolls wie z. B. dem Übertragungssteuerungsprotokoll/Internetprotokoll (TCP/IP). Darüber hinaus ist das mit dem Kommunikationsmodul 905 verbundene Kommunikationsnetz 906 ein drahtgebundenes oder drahtloses Netz, und ist beispielsweise das Internet, ein Heim-LAN, Infrarotkommunikation, Satellitenkommunikation oder dergleichen.
  • Das Sensormodul 907 enthält beispielsweise verschiedene Sensoren wie z. B. einen Bewegungssensor (beispielsweise einen Beschleunigungssensor, einen Gyrosensor, einen geomagnetischen Sensor oder dergleichen), einen Sensor für biologische Informationen (beispielsweise einen Pulssensor, einen Blutdrucksensor, einen Fingerabdrucksensor oder dergleichen) oder einen Positionssensor (beispielsweise Empfänger für das globale Navigationssatellitensystem (GNSS-Empfänger) oder dergleichen).
  • Die Bildgebungsvorrichtung 909 ist auf der Vorderseite des Smartphones 900 vorgesehen und kann ein Objekt oder dergleichen, das auf der Rückseite oder der Vorderseite des Smartphones 900 positioniert ist, abbilden. Insbesondere kann die Bildgebungsvorrichtung 909 ein Bildgebungselement (nicht abgebildet), wie z. B. einen komplementären MOS-(CMOS)-Bildsensor, auf den die Technologie (vorliegende Technologie) gemäß der vorliegenden Offenbarung angewandt werden kann, und eine Signalverarbeitungsschaltung (nicht abgebildet), die eine Bildgebungssignalverarbeitung an einem durch das Bildgebungselement photoelektrisch umgesetzten Signal ausführt, enthalten. Darüber hinaus kann die Bildgebungsvorrichtung 909 ferner einen optischen Systemmechanismus (nicht abgebildet), der eine Bildgebungslinse, eine Zoomlinse, eine Fokussierungslinse und dergleichen enthält, sowie einen Antriebssystemmechanismus (nicht abgebildet), der den Betrieb des optischen Systemmechanismus steuert, enthalten. Dann sammelt das Bildgebungselement einfallendes Licht von einem Objekt als optisches Bild, und die Signalverarbeitungsschaltung setzt das gebildete optische Bild photoelektrisch in Einheiten von Pixeln um, liest ein Signal jedes Pixels als ein Bildgebungssignal und führt eine Bildverarbeitung aus, um ein aufgenommenes Bild zu erfassen.
  • Die Anzeigevorrichtung 910 ist auf der Oberfläche des Smartphones 900 vorgesehen und kann beispielsweise eine Anzeigevorrichtung wie z. B. eine Flüssigkristallanzeige (LCD) oder eine organische Elektrolumineszenzanzeige (EL-Anzeige) sein. Die Anzeigevorrichtung 910 kann einen Bedienbildschirm, ein durch die vorstehend beschriebene Bildgebungsvorrichtung 909 erfasstes aufgenommenes Bild und dergleichen anzeigen.
  • Der Lautsprecher 911 kann beispielsweise eine Anrufstimme, eine Stimme, die den durch die vorstehend beschriebene Anzeigevorrichtung 910 angezeigten Videoinhalt begleitet, und dergleichen an den Benutzer ausgeben.
  • Das Mikrofon 912 kann beispielsweise eine Anrufstimme des Benutzers, eine Stimme, die einen Befehl zum Aktivieren einer Funktion des Smartphones 900 enthält, und eine Stimme aus der Umgebung des Smartphones 900 sammeln.
  • Die Eingabevorrichtung 913 ist eine Vorrichtung, die durch den Benutzer bedient wird, wie z. B. eine Taste, eine Tastatur, eine berührungssensitive Tafel oder eine Maus. Die Eingabevorrichtung 913 enthält eine Eingabesteuerungsschaltung, die auf der Basis der durch den Benutzer eingegebenen Informationen ein Eingabesignal erzeugt und das Eingabesignal an die CPU 901 ausgibt. Durch Bedienen der Eingabevorrichtung 913 kann der Benutzer verschiedene Daten in das Smartphone 900 eingeben und eine Anweisung für einen Verarbeitungsvorgang geben.
  • Das Konfigurationsbeispiel für das Smartphone 900 ist vorstehend beschrieben worden. Jede der vorstehend beschriebenen Komponenten kann unter Verwendung eines Allzweckelements konfiguriert sein oder kann durch eine für die Funktion der jeweiligen Komponente spezialisierte Hardware konfiguriert sein. Eine solche Konfiguration kann gemäß dem technischen Stand zum Zeitpunkt der Implementierung auf geeignete Weise verändert werden.
  • <<19. Anwendungsbeispiel für ein endoskopisches Operationssystem>>
  • Die Technologie (vorliegende Technologie) gemäß der vorliegenden Offenbarung kann ferner auf verschiedene Produkte angewandt werden. Die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung kann beispielsweise auf ein endoskopisches Operationssystem angewandt werden.
  • 92 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine schematische Konfiguration eines endoskopischen Operationssystems, auf das die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung (die vorliegende Technologie) angewandt werden kann, darstellt.
  • 92 stellt einen Zustand dar, in dem ein Operateur (Arzt) 11131 einen Patienten 11132 auf einem Patientenbett 11133 unter Verwendung eines endoskopischen Operationssystems 11000 operiert. Wie abgebildet, enthält das endoskopische Operationssystem 11000 ein Endoskop 11100, andere chirurgische Werkzeuge 11110 wie z. B. ein Pneumoperitoneum-Rohr 11111 und eine Energieversorgungsvorrichtung 11112, eine Tragarmvorrichtung 11120, die das Endoskop 11100 trägt, und einen Wagen 11200, auf dem verschiedene Vorrichtungen für die endoskopische Operation montiert sind.
  • Das Endoskop 11100 enthält einen Objektivtubus 11101, der ein Gebiet von vorbestimmter Länge ab seinem distalen Ende aufweist, um in eine Körperhöhle des Patienten 11132 eingeführt zu werden, und einen Kamerakopf 11102, der mit einem proximalen Ende des Objektivtubus 11101 verbunden ist. In dem abgebildeten Beispiel ist das Endoskop 11100, das ein starres Endoskop enthält, das den Objektivtubus 11101 vom harten Typ aufweist, abgebildet. Das Endoskop 11100 kann jedoch andererseits als ein flexibles Endoskop, das einen Objektivtubus vom flexiblen Typ aufweist, enthalten sein.
  • Der Objektivtubus 11101 weist an seinem distalen Ende eine Öffnung auf, in die eine Objektivlinse eingesetzt ist. Eine Lichtquellenvorrichtung 11203 ist mit dem Endoskop 11100 verbunden, so dass das durch die Lichtquellenvorrichtung 11203 erzeugte Licht durch einen Lichtleiter, der sich im Inneren des Objektivtubus 11101 erstreckt, in ein distales Ende des Objektivtubus eingeleitet und durch den Objektivtubus auf ein Beobachtungsziel in einer Körperhöhle des Patienten 11132 gestrahlt wird. Es wird darauf hingewiesen, dass das Endoskop 11100 ein Endoskop mit Blick nach vorne oder ein Endoskop mit schrägem Blick oder ein Endoskop mit seitlichem Blick sein kann.
  • Im Inneren des Kamerakopfes 11102 sind ein optisches System und ein Bildgebungselement vorgesehen, so dass das vom Beobachtungsobjekt reflektierte Licht (Beobachtungslicht) durch das optische System auf dem Bildgebungselement kondensiert wird. Das Beobachtungslicht wird durch das Bildgebungselement photoelektrisch umgesetzt, um ein elektrisches Signal, das dem Beobachtungslicht entspricht, und zwar ein Bildsignal, das einem Beobachtungsbild entspricht, zu erzeugen. Das Bildsignal wird als RAW-Daten an eine Kamerasteuereinheit (CCU) 11201 gesendet.
  • Die CCU 11201 enthält eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), eine Grafikverarbeitungseinheit (GPU) oder dergleichen und steuert den Betrieb des Endoskops 11100 und einer Anzeigevorrichtung 11202 insgesamt. Ferner empfängt die CCU 11201 ein Bildsignal von dem Kamerakopf 11102 und führt für das Bildsignal verschiedene Bildprozesse zum Anzeigen eines Bildes basierend auf dem Bildsignal aus, wie beispielsweise einen Entwicklungsprozess (Demosaikprozess) .
  • Die Anzeigevorrichtung 11202 zeigt darauf ein Bild basierend auf einem Bildsignal, für das die Bildprozesse durch die CCU 11201 ausgeführt worden sind, unter der Steuerung der CCU 11201 an.
  • Die Lichtquellenvorrichtung 11203 enthält eine Lichtquelle, wie beispielsweise eine Leuchtdiode (LED), und versorgt das Endoskop 11100 mit Bestrahlungslicht zum Fotografieren einer Operationsstelle oder dergleichen.
  • Eine Eingabevorrichtung 11204 ist eine Eingabeschnittstelle für das endoskopische Operationssystem 11000. Ein Benutzer kann über die Eingabevorrichtung 11204 das Eingeben verschiedener Arten von Informationen oder Anweisungen in das endoskopische Operationssystem 11000 ausführen. Beispielsweise würde der Benutzer eine Anweisung oder dergleichen eingeben, um eine Bildgebungsbedingung (Typ des Bestrahlungslichts, Vergrößerung, Brennweite oder dergleichen) durch das Endoskop 11100 zu ändern.
  • Eine Steuervorrichtung 11205 für das Behandlungswerkzeug steuert das Ansteuern der Energieversorgungsvorrichtung 11112 zum Kauterisieren oder Schneiden eines Gewebes, zum Verschließen eines Blutgefäßes oder dergleichen. Eine Pneumoperitoneum-Vorrichtung 11206 führt Gas durch das Pneumoperitoneum-Rohr 11111 in eine Körperhöhle des Patienten 11132 ein, um die Körperhöhle aufzublasen und so das Sichtfeld des Endoskops 11100 und den Arbeitsraum für den Chirurgen sicherzustellen. Ein Aufzeichnungsgerät 11207 ist eine Vorrichtung, die verschiedene Arten von Informationen im Zusammenhang mit einer Operation aufzeichnen kann. Ein Drucker 11208 ist eine Vorrichtung, die verschiedene Arten von Informationen im Zusammenhang mit einer Operation in verschiedenen Formen, wie z. B. als einen Text, ein Bild oder eine Grafik, drucken kann.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass die Lichtquellenvorrichtung 11203, die das Endoskop 11100 mit dem Bestrahlungslicht zum Zeitpunkt des Abbildens der Operationsstelle versorgt, beispielsweise eine LED, eine Laserlichtquelle oder eine Weißlichtquelle einschließlich einer Kombination davon enthalten kann. In einem Fall, in dem die Weißlichtquelle eine Kombination von RGB-Laserlichtquellen enthält, kann die Anpassung des Weißabgleichs des aufgenommenen Bildes in der Lichtquellenvorrichtung 11203 ausgeführt werden, da die Ausgabeintensität und der Ausgabezeitpunkt jeder Farbe (jeder Wellenlänge) mit hoher Genauigkeit gesteuert werden können. Darüber hinaus ist es in diesem Fall möglich, durch Bestrahlen des Beobachtungsziels mit dem Laserlicht aus jeder der RGB-Laserlichtquellen im Zeitraster und durch Steuern der Ansteuerung des Bildgebungselements des Kamerakopfes 11102 in Synchronisation mit dem Bestrahlungszeitpunkt ein Bild zu aufzunehmen, das jedem aus RGB in dem Zeitraster entspricht. Gemäß diesem Verfahren kann selbst dann ein Farbbild erhalten werden, wenn keine Farbfilter in dem Bildgebungselement vorgesehen sind.
  • Ferner kann die Lichtquelle 11203 so gesteuert werden, dass die Intensität des auszugebenden Lichts für jede vorbestimmte Zeit geändert wird. Durch Steuern der Ansteuerung des Bildgebungselements des Kamerakopfes 11102 synchron mit dem Zeitpunkt der Änderung der Lichtintensität, um Bilder im Zeitraster zu erfassen, und Synthetisieren der Bilder kann ein Bild mit einem hohen Dynamikbereich erzeugt werden, das frei von unterbelichteten, verdeckten Schatten und überbelichteten Hervorhebungen ist.
  • Ferner kann die Lichtquellenvorrichtung 11203 konfiguriert sein, Licht eines vorbestimmten Wellenlängenbandes, das für eine Speziallichtbeobachtung geeignet ist, zuzuführen. Bei der Speziallichtbeobachtung wird beispielsweise durch Nutzung der Wellenlängenabhängigkeit der Lichtabsorption in einem Körpergewebe, um Licht eines schmalen Bandes im Vergleich zum Bestrahlungslicht bei gewöhnlicher Beobachtung (nämlich weißes Licht) auszustrahlen, eine Schmalbandbeobachtung (Schmalbandbildgebung) zum Abbilden eines vorbestimmten Gewebes, wie z. B. eines Blutgefäßes eines oberflächlichen Abschnitts der Schleimhaut oder dergleichen, mit hohem Kontrast ausgeführt. Alternativ kann bei der Speziallichtbeobachtung auch eine Fluoreszenzbeobachtung ausgeführt werden, um ein Bild aus Fluoreszenzlicht, das durch Bestrahlung mit Anregungslicht erzeugt wird, zu erhalten. Bei der Fluoreszenzbeobachtung ist es möglich, eine Beobachtung von Fluoreszenzlicht aus einem Körpergewebe auszuführen, indem das Körpergewebe mit Anregungslicht bestrahlt wird (Autofluoreszenzbeobachtung), oder ein Fluoreszenzlichtbild zu erhalten, indem ein Reagens wie z. B. Indocyaningrün (ICG) lokal in ein Körpergewebe injiziert wird und das Körpergewebe mit Anregungslicht, das einer Fluoreszenzwellenlänge des Reagens entspricht, bestrahlt wird. Die Lichtquellenvorrichtung 11203 kann konfiguriert sein, ein solches schmalbandiges Licht und/oder Anregungslicht, das für die vorstehend beschriebene Speziallichtbeobachtung geeignet ist, zuzuführen.
  • 93 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für die in 92 dargestellten Funktionskonfigurationen des Kamerakopfes 11102 und der CCU 11201 darstellt.
  • Der Kamerakopf 11102 enthält eine Objektiveinheit 11401, eine Bildgebungseinheit 11402, eine Antriebseinheit 11403, eine Kommunikationseinheit 11404 und eine Kamerakopfsteuereinheit 11405. Die CCU 11201 enthält eine Kommunikationseinheit 11411, eine Bildverarbeitungseinheit 11412 und eine Steuereinheit 11413. Der Kamerakopf 11102 und die CCU 11201 sind zur Kommunikation durch ein Übertragungskabel 11400 miteinander verbunden.
  • Die Objektiveinheit 11401 ist ein optisches System, das an einem Verbindungsort mit dem Objektivtubus 11101 vorgesehen ist. Das von einem distalen Ende des Objektivtubus 11101 aufgenommene Beobachtungslicht wird zu dem Kamerakopf 11102 geführt und in die Objektiveinheit 11401 eingeführt. Die Objektiveinheit 11401 enthält eine Kombination aus mehreren Linsen, die eine Zoomlinse und eine Fokussierungslinse enthält.
  • Die Bildgebungseinheit 11402 besteht aus einem Bildgebungselement. Die Anzahl der Bildgebungselemente, die in der Bildgebungseinheit 11402 enthalten sind, kann eins (Einplattentyp) oder eine Mehrzahl (Mehrplattentyp) sein. Wenn die Bildgebungseinheit 11402 beispielsweise als diejenige vom Mehrplattentyp konfiguriert ist, werden durch die Bildgebungselemente Bildsignale, die jeweils R, G und B entsprechen, erzeugt, und die Bildsignale können synthetisiert werden, um ein Farbbild zu erhalten. Alternativ kann die Bildgebungseinheit 11402 ein Paar von Bildgebungselementen zum Erfassen von Bildsignalen für das rechte und das linke Auge enthalten, die einer dreidimensionalen (3D-) Anzeige entsprechen. Falls eine 3D-Anzeige ausgeführt wird, kann der Chirurg 11131 die Tiefe eines lebenden Körpergewebes in einem chirurgischen Gebiet genauer erfassen. Es wird darauf hingewiesen, dass dann, wenn die Bildgebungseinheit 11402 als eine vom stereoskopischen Typ konfiguriert ist, mehrere Systeme von Objektiveinheiten 11401, die den individuellen Bildgebungselementen entsprechen, vorgesehen sind.
  • Ferner muss die Bildgebungseinheit 11402 nicht notwendigerweise an dem Kamerakopf 11102 vorgesehen sein. Beispielsweise kann die Bildgebungseinheit 11402 unmittelbar hinter der Objektivlinse im Inneren des Objektivtubus 11101 vorgesehen sein.
  • Die Antriebseinheit 11403 enthält einen Aktor und bewegt die Zoomlinse und die Fokussierungslinse der Objektiveinheit 11401 unter der Steuerung der Kamerakopfsteuereinheit 11405 um eine vorbestimmte Strecke entlang einer optischen Achse. Folglich können die Vergrößerung und der Brennpunkt eines durch die Bildgebungseinheit 11402 aufgenommenen Bildes in geeigneter Weise angepasst werden.
  • Die Kommunikationseinheit 11404 enthält eine Kommunikationsvorrichtung zum Senden und Empfangen verschiedener Arten von Informationen an die und von der CCU 11201. Die Kommunikationseinheit 11404 sendet ein von der Bildgebungseinheit 11402 erfasstes Bildsignal als RAW-Daten über das Übertragungskabel 11400 an die CCU 11201.
  • Zusätzlich empfängt die Kommunikationseinheit 11404 ein Steuersignal zum Steuern der Ansteuerung des Kamerakopfes 11102 von der CCU 11201 und führt das Steuersignal der Kamerakopfsteuereinheit 11405 zu. Das Steuersignal enthält Informationen, die sich auf die Bildgebungsbedingungen beziehen, wie beispielsweise Informationen, dass eine Bildfrequenz eines aufgenommenen Bildes festgelegt ist, Informationen, dass ein Belichtungswert bei der Aufnahme festgelegt ist, und/oder Informationen, dass eine Vergrößerung und ein Brennpunkt eines aufgenommenen Bildes festgelegt sind.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass die Bildgebungsbedingungen wie z. B. Bildfrequenz, Belichtungswert, Vergrößerung oder Brennpunkt durch den Benutzer festgelegt oder durch die der Steuereinheit 11413 der CCU 11201 auf der Basis eines erfassten Bildsignals automatisch eingestellt werden können. Im letzteren Fall sind eine automatische Belichtungsfunktion (AE-Funktion), eine Autofokusfunktion (AF-Funktion) und eine automatische Weißabgleichsfunktion (AWB-Funktion) in das Endoskop 11100 integriert.
  • Die Kamerakopfsteuereinheit 11405 steuert das Ansteuern des Kamerakopfes 11102 auf der Basis eines Steuersignals von der CCU 11201, das über die Kommunikationseinheit 11404 empfangen wird.
  • Die Kommunikationseinheit 11411 enthält eine Kommunikationsvorrichtung zum Senden und Empfangen verschiedener Arten von Informationen an den und von vom Kamerakopf 11102. Die Kommunikationseinheit 11411 empfängt ein Bildsignal, das vom Kamerakopf 11102 über das Übertragungskabel 11400 an sie gesendet wird.
  • Ferner sendet die Kommunikationseinheit 11411 ein Steuersignal zum Steuern der Ansteuerung des Kamerakopfes 11102 an den Kamerakopf 11102. Das Bildsignal und das Steuersignal können durch elektrische, optische Kommunikation oder dergleichen gesendet werden.
  • Die Bildverarbeitungseinheit 11412 führt verschiedene Bildprozesse für ein Bildsignal in Form von RAW-Daten, die von dem Kamerakopf 11102 an sie gesendet werden, aus.
  • Die Steuereinheit 11413 führt verschiedene Arten der Steuerung in Bezug auf das Abbilden eines Operationsgebiets oder dergleichen durch das Endoskop 11100 und die Anzeige eines aufgenommenen Bildes, das durch das Abbilden des Operationsgebiets oder dergleichen erhalten wurde, aus. Beispielsweise erzeugt die Steuereinheit 11413 ein Steuersignal zum Steuern der Ansteuerung des Kamerakopfes 11102.
  • Ferner steuert die Steuereinheit 11413 auf der Basis eines Bildsignals, für das die Bildprozesse durch die Bildverarbeitungseinheit 11412 ausgeführt worden sind, die Anzeigevorrichtung 11202, um ein aufgenommenes Bild, in dem das Operationsgebiet oder dergleichen abgebildet ist, anzuzeigen. Daraufhin kann die Steuereinheit 11413 verschiedene Objekte in dem aufgenommenen Bild unter Verwendung verschiedener Bilderkennungstechnologien erkennen. Beispielsweise kann die Steuereinheit 11413 ein chirurgisches Werkzeug wie z. B. eine Pinzette, ein spezielles Gebiet des lebenden Körpers, Blutung, Nebel bei Verwendung der Energieversorgungsvorrichtung 11112 usw. erkennen, indem sie die Form, Farbe und so weiter von Rändern von Objekten, die in einem aufgenommenen Bild enthalten sind, detektiert. Die Steuereinheit 11413 kann, wenn sie die Anzeigevorrichtung 11202 steuert, das aufgenommene Bild anzuzeigen, bewirken, dass verschiedene Arten von die Operation unterstützenden Informationen in einer mit einem Bild des Operationsgebiets überlappenden Weise unter Verwendung eines Ergebnisses der Erkennung angezeigt werden. Wenn die die Operation unterstützenden Informationen überlappend angezeigt und dem Chirurgen 11131 präsentiert werden, kann die Belastung für den Chirurgen 11131 reduziert werden, und der Chirurg 11131 kann mit der Operation sicher fortfahren.
  • Das Übertragungskabel 11400, das den Kamerakopf 11102 und die CCU 11201 miteinander verbindet, ist ein elektrisches Signalkabel, das zur Kommunikation eines elektrischen Signals geeignet ist, ein Glasfaserkabel, das zur optischen Kommunikation geeignet ist, oder ein kombiniertes Kabel, das sowohl zur elektrischen als auch zur optischen Kommunikation geeignet ist.
  • Hier kann, obwohl in dem abgebildeten Beispiel die Kommunikation durch drahtgebundene Kommunikation unter Verwendung des Übertragungskabels 11400 ausgeführt wird, die Kommunikation zwischen dem Kamerakopf 11102 und der CCU 11201 auch über Drahtloskommunikation ausgeführt werden.
  • Ein Beispiel des endoskopischen Operationssystems, auf das die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung angewandt werden kann, ist vorstehend beschrieben worden. Die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung kann beispielsweise auf das Endoskop 11100, den (die Bildgebungseinheit 11402 des) Kamerakopf 11102, die (die Bildverarbeitungseinheit 11412 der) CCU 11201 und dergleichen) unter den vorstehend beschriebenen Konfigurationen angewandt werden.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass hier das endoskopische Operationssystem als Beispiel beschrieben worden ist, die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung jedoch beispielsweise auch auf ein mikroskopisches Operationssystem oder dergleichen angewandt werden kann.
  • <<20. Anwendungsbeispiel für einen mobilen Körper>>
  • Die Technologie (vorliegende Technologie) gemäß der vorliegenden Offenbarung kann auf verschiedene Produkte angewandt werden. Beispielsweise kann die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung als eine Vorrichtung realisiert werden, die auf irgendeiner Art eines mobilem Körpers wie z. B. einem Kraftfahrzeug, einem Elektrofahrzeug, einem Hybrid-Elektrofahrzeug, einem Motorrad, einem Fahrrad, einer Vorrichtung zur persönlichen Mobilität, einem Flugzeug, einer Drohne, einem Schiff und einem Roboter montiert ist.
  • 94 ist ein Blockdiagramm, das ein schematisches Konfigurationsbeispiel eines Fahrzeugsteuerungssystems, das ein Beispiel für ein Steuerungssystem eines mobilen Körpers ist, auf den die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung angewandt werden kann, darstellt.
  • Das Fahrzeugsteuerungssystem 12000 enthält mehrere elektronische Steuereinheiten, die über ein Kommunikationsnetz 12001 miteinander verbunden sind. In dem in 94 dargestellten Beispiel umfasst das Fahrzeugsteuerungssystem 12000 eine Fahrsystemsteuereinheit 12010, eine Karosseriesystemsteuereinheit 12020, eine Fahrzeugaußeninformationsdetektionseinheit 12030, eine Fahrzeuginneninformationsdetektionseinheit 12040 und eine integrierte Steuereinheit 12050. Darüber hinaus sind als eine Funktionskonfiguration der integrierten Steuereinheit 12050 ein Mikrocomputer 12051, eine Ton-Bild-Ausgabeeinheit 12052 und eine Schnittstelle (I/F) des fahrzeuginternen Netzes 12053 dargestellt.
  • Die Fahrsystemsteuereinheit 12010 steuert den Betrieb von Vorrichtungen, die zu Fahrsystem des Fahrzeugs gehören, in Übereinstimmung mit verschiedenen Arten von Programmen. Beispielsweise funktioniert die Fahrsystemsteuereinheit 12010 als eine Steuervorrichtung für eine Antriebskrafterzeugungsvorrichtung zum Erzeugen der Antriebskraft des Fahrzeugs, wie z. B. eine Brennkraftmaschine, einen Antriebsmotor oder dergleichen, einen Antriebskraftübertragungsmechanismus zum Übertragen der Antriebskraft auf die Räder, einen Lenkmechanismus zum Anpassen des Lenkwinkels des Fahrzeugs, eine Bremsvorrichtung zum Erzeugen der Bremskraft des Fahrzeugs und dergleichen.
  • Die Karosseriesystemsteuereinheit 12020 steuert den Betrieb verschiedener Arten von Vorrichtungen, die an einer Fahrzeugkarosserie vorgesehen sind, in Übereinstimmung mit verschiedenen Arten von Programmen. Beispielsweise funktioniert die Karosseriesystemsteuereinheit 12020 als eine Steuervorrichtung für ein schlüsselloses Zugangssystem, ein Smart-Key-System, eine elektrische Fensterhebervorrichtung oder verschiedene Arten von Lampen wie z. B. Scheinwerfer, Rückfahrscheinwerfer, Bremslicht, Blinker, Nebelscheinwerfer 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 Karosseriesystemsteuereinheit 12020 eingegeben werden. Die Karosseriesystemsteuereinheit 12020 empfängt diese eingegebenen Funkwellen oder Signale und steuert eine Türverriegelungsvorrichtung, die elektrische Fensterhebervorrichtung, die Lampen oder dergleichen des Fahrzeugs.
  • Die Fahrzeugaußeninformationsdetektionseinheit 12030 detektiert Informationen über die Außenwelt des Fahrzeugs, das das Fahrzeugsteuersystem des 12000 enthält. Beispielsweise ist die Fahrzeugaußeninformationsdetektionseinheit 12030 mit einer Bildgebungseinheit 12031 verbunden. Die Fahrzeugaußeninformationsdetektionseinheit 12030 veranlasst die Bildgebungseinheit 12031, ein Bild der Außenwelt des Fahrzeugs aufzunehmen, und empfängt das aufgenommene Bild. Auf der Basis des empfangenen Bildes kann die Fahrzeugaußeninformationsdetektionseinheit 12030 Verarbeitung zum Detektieren eines Objekts, wie z. B. eines Menschen, eines Fahrzeugs, eines Hindernisses, eines Schilds, eines Zeichens auf einer Straßenoberfläche oder dergleichen, oder eine Verarbeitung zum Detektieren eines Abstands zu diesem ausführen.
  • Die Bildgebungseinheit 12031 ist ein optischer Sensor, der Licht empfängt und der ein elektrisches Signal, das einer empfangenen Lichtmenge des Lichts entspricht, ausgibt. Die Bildgebungseinheit 12031 kann das elektrische Signal als ein Bild ausgeben oder kann das elektrische Signal als Information über einen gemessenen Abstand ausgeben. Zusätzlich kann das durch die Bildgebungseinheit 12031 empfangene Licht sichtbares Licht sein, oder kann unsichtbares Licht wie z. B. Infrarotstrahlen oder dergleichen sein.
  • Die Fahrzeuginneninformationsdetektionseinheit 12040 detektiert Informationen über den Innenraum des Fahrzeugs. Die Fahrzeuginneninformationsdetektionseinheit 12040 ist beispielsweise mit einer Fahrerzustandsdetektionseinheit 12041, die den Zustand eines Fahrers detektiert, verbunden. Die Fahrerzustandsdetektionseinheit 12041 enthält beispielsweise eine Kamera, die den Fahrer abbildet. Auf der Basis der Detektionsinformationen, die von der Fahrerzustandsdetektionseinheit 12041 eingegeben werden, kann die Fahrzeuginneninformationsdetektionseinheit 12040 einen Ermüdungsgrad des Fahrers oder einen Konzentrationsgrad des Fahrers berechnen oder kann bestimmen, ob der Fahrer schläft.
  • Der Mikrocomputer 12051 kann auf Basis der Informationen über das Innere oder die Außenwelt des Fahrzeugs, die Informationen sind, die durch die Fahrzeugaußeninformationsdetektionseinheit 12030 oder die Fahrzeuginneninformationsdetektionseinheit 12040 erhalten werden, einen Steuersollwert für die Antriebskrafterzeugungsvorrichtung, den Lenkmechanismus oder die Bremsvorrichtung berechnen und einen Steuerbefehl an die Fahrsystemsteuereinheit 12010 ausgeben. Beispielsweise kann der Mikrocomputer 12051 eine kooperative Steuerung ausführen, die dazu dient, Funktionen eines fortschrittlichen Fahrerassistenzsystems (ADAS) zu implementieren, wobei diese Funktionen Kollisionsvermeidung oder Stoßabschwächung für das Fahrzeug, Verfolgungsfahren basierend auf einem Verfolgungsabstand, Fahren unter Beibehalten der Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Kollisionswarnung für das Fahrzeug, eine Warnung vor einer Abweichung des Fahrzeugs von einer Fahrspur oder dergleichen enthalten.
  • Zusätzlich kann der Mikrocomputer 12051 eine kooperative Steuerung ausführen, die für ein automatisiertes Fahren vorgesehen ist, das das Fahrzeug automatisch fahren lässt, ohne von der Bedienung des Fahrers abhängig zu sein, oder dergleichen, indem er die Antriebskrafterzeugungsvorrichtung, den Lenkmechanismus, die Bremsvorrichtung oder dergleichen auf der Basis der Informationen über die Außenwelt oder das Innere des Fahrzeugs, die Informationen sind, die durch die Fahrzeugaußeninformationsdetektionseinheit 12030 oder die Fahrzeuginneninformationsdetektionseinheit 12040 erhalten werden, steuert.
  • Darüber hinaus kann der Mikrocomputer 12051 einen Steuerbefehl an die Karosseriesystemsteuereinheit 12020 auf der Basis der durch die Fahrzeugaußeninformationsdetektionseinheit 12030 erfassten Informationen über die Außenwelt des Fahrzeugs ausgeben. Beispielsweise kann der Mikrocomputer 12051 eine kooperative Steuerung ausführen, um eine Blendung zu verhindern, indem er den Scheinwerfer so steuert, dass er von Fernlicht auf Abblendlicht umschaltet, beispielsweise in Übereinstimmung mit der Position eines vorausfahrenden Fahrzeugs oder eines entgegenkommenden Fahrzeugs, das durch die Fahrzeugaußeninformationsdetektionseinheit 12030 detektiert wird.
  • Die Ton-Bild-Ausgabeeinheit 12052 überträgt ein Ausgangssignal eines Tons und/oder eines Bilds an eine Ausgabevorrichtung, die in der Lage ist, einem Fahrzeuginsassen oder zur Außenseite des Fahrzeugs visuell oder akustisch Informationen mitzuteilen. In dem Beispiel von 94 sind ein Audio-Lautsprecher 12061, eine Anzeigeeinheit 12062 und eine Instrumententafel 12063 als die Ausgabevorrichtung dargestellt. Die Anzeigeeinheit 12062 kann beispielsweise ein bordeigene Anzeigevorrichtung und/oder ein Head-up-Display enthalten.
  • 95 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Installationsposition der Bildgebungseinheit 12031 darstellt.
  • In 95 enthält das Fahrzeug 12100 die Bildgebungseinheiten 12101, 12102, 12103, 12104 und 12105 als die Bildgebungseinheit 12031.
  • Die Bildgebungseinheiten 12101, 12102, 12103, 12104 und 12105 sind beispielsweise an Positionen wie einer Frontnase, einem Seitenspiegel, einem hinteren Stoßfänger, einer Heckklappe und einem oberen Abschnitt einer Windschutzscheibe in einem Fahrzeuginnenraum des Fahrzeugs 12100 vorgesehen. Die Bildgebungseinheit 12101, die an der Frontnase vorgesehen ist, und die Bildgebungseinheit 12105, die an dem oberen Abschnitt der Windschutzscheibe im Inneren des Fahrzeugs vorgesehen ist, erhalten hauptsächlich ein Bild vor dem Fahrzeug 12100. Die an den Seitenspiegeln angebrachten Bildgebungseinheiten 12102 und 12103 erfassen hauptsächlich Bilder an den Seiten des Fahrzeugs 12100. Die an dem hinteren Stoßfänger oder an der Heckklappe angebrachte Bildgebungseinheit 12104 erhält hauptsächlich ein Bild hinter dem Fahrzeug 12100. Die von den Bildgebungseinheiten 12101 und 12105 erfassten Bilder vor dem Fahrzeug werden hauptsächlich zum Detektieren eines vorausfahrenden Fahrzeugs, eines Fußgängers, eines Hindernisses, einer Ampel, eines Verkehrszeichens, einer Fahrspur oder dergleichen verwendet.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass 95 ein Beispiel für die Bildgebungsbereiche der Bildgebungseinheiten 12101 bis 12104 dargestellt. Ein Bildgebungsbereich 12111 repräsentiert den Bildgebungsbereich der Bildgebungseinheit 12101, die an der Frontnase vorgesehen ist. Die Bildgebungsbereiche 12112 und 12113 repräsentieren jeweils die Bildgebungsbereiche der Bildgebungseinheiten 12102 und 12103, die an den Seitenspiegeln vorgesehen sind. Ein Bildgebungsbereich 12114 repräsentiert den Bildgebungsbereich der Bildgebungseinheit 12104 dar, die an dem hinteren Stoßfänger oder an der Heckklappe angebracht ist. Ein Bild des Fahrzeugs 12100 gesehen von oben aus der Vogelperspektive wird beispielsweise durch Überlagern der durch die Bildgebungseinheiten 12101 bis 12104 aufgenommenen Bilddaten erhalten.
  • Wenigstens eine der Bildgebungseinheiten 12101 bis 12104 kann die Funktion zum Erhalten von Abstandsinformationen aufweisen. Beispielsweise kann wenigstens eine der Bildgebungseinheiten 12101 bis 12104 eine Stereokamera sein, die aus mehreren Bildgebungselementen besteht, oder kann ein Bildgebungselement sein, das Pixel zur Phasendifferenzdetektion aufweist.
  • Beispielsweise kann der Mikrocomputer 12051 auf der Basis der von den Bildgebungseinheiten 12101 bis 12104 erhaltenen Abstandsinformationen einen Abstand zu jedem dreidimensionalen Objekt innerhalb der Bildgebungsbereiche 12111 bis 12114 und eine zeitliche Änderung des Abstands (Relativgeschwindigkeit in Bezug auf das Fahrzeug 12100) bestimmen und dadurch als vorausfahrendes Fahrzeug insbesondere ein nächstgelegenes dreidimensionales Objekt extrahieren, das auf einem Fahrweg des Fahrzeugs 12100 vorhanden ist und das sich mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit (beispielsweise gleich oder größer 0 km/h) im Wesentlichen in die gleiche Richtung wie das Fahrzeug 12100 fortbewegt. Ferner kann der Mikrocomputer 12051 im Voraus einen Folgeabstand einstellen, der vor einem vorausfahrenden Fahrzeug einzuhalten ist, und eine automatische Bremssteuerung (einschließlich einer Folgestoppsteuerung), eine automatische Beschleunigungssteuerung (einschließlich einer Folgestartsteuerung) oder dergleichen ausführen. Es ist somit möglich, eine kooperative Steuerung für das automatisierte Fahren auszuführen, die das Fahrzeug automatisiert fahren lässt, ohne dass es von der Bedienung durch den Fahrer oder dergleichen abhängt.
  • Beispielsweise kann der Mikrocomputer 12051 dreidimensionale Objektdaten über dreidimensionale Objekte in dreidimensionale Objektdaten eines zweirädrigen Fahrzeugs, eines Fahrzeugs in Standardgröße, eines großen Fahrzeugs, eines Fußgängers, eines Versorgungsmasts und anderer dreidimensionaler Objekte auf der Basis der von den Bildgebungseinheiten 12101 bis 12104 erhaltenen Abstandsinformationen klassifizieren, die klassifizierten dreidimensionalen Objektdaten extrahieren und die extrahierten dreidimensionalen Objektdaten zur automatischen Vermeidung eines Hindernisses verwenden. Beispielsweise identifiziert der Mikrocomputer 12051 Hindernisse in der Umgebung des Fahrzeugs 12100 als Hindernisse, die der Fahrer des Fahrzeugs 12100 visuell erkennen kann, und als Hindernisse, die der Fahrer des Fahrzeugs 12100 visuell nur schwer erkennen kann. Dann bestimmt der Mikrocomputer 12051 ein Kollisionsrisiko, das das Risiko einer Kollision mit jedem Hindernis angibt. In einer Situation, in der das Kollisionsrisiko gleich einem oder höher als ein eingestellter Wert ist und somit die Möglichkeit einer Kollision besteht, gibt der Mikrocomputer 12051 über den Lautsprecher 12061 oder die Anzeigeeinheit 12062 eine Warnung an den Fahrer aus und führt über die Fahrsystemsteuereinheit 12010 eine Zwangsverzögerung oder Ausweichlenkung aus. Der Mikrocomputer 12051 kann dadurch das Fahren unterstützen, um eine Kollision zu vermeiden.
  • Wenigstens eine der Bildgebungseinheiten 12101 bis 12104 kann eine Infrarotkamera sein, die Infrarotstrahlen detektiert. Der Mikrocomputer 12051 kann beispielsweise einen Fußgänger erkennen, indem er bestimmt, ob auf den aufgenommenen Bildern der Bildgebungseinheiten 12101 bis 12104 ein Fußgänger vorhanden ist oder nicht. Eine solche Erkennung eines Fußgängers wird beispielsweise durch eine Prozedur zum Extrahieren charakteristischer Punkte in den aufgenommenen Bildern der Bildgebungseinheiten 12101 bis 12104 als Infrarotkameras und eine Prozedur zum Bestimmen, ob es der Fußgänger ist oder nicht, durch Ausführen von Musterabgleichsverarbeitung auf einer Reihe charakteristischer Punkte, die die Kontur des Objekts darstellen, ausgeführt. Wenn der Mikrocomputer 12051 bestimmt, dass sich in den aufgenommenen Bildern der Bildgebungseinheiten 12101 bis 12104 ein Fußgänger befindet, und somit den Fußgänger erkennt, steuert die Ton-Bild-Ausgabeeinheit 12052 die Anzeigeeinheit 12062 so, dass eine quadratische Konturlinie zur Hervorhebung, die dem erkannten Fußgänger überlagert ist, angezeigt wird. Die Ton-Bild-Ausgabeeinheit 12052 kann auch die Anzeigeeinheit 12062 so steuern, dass ein Symbol oder dergleichen, das den Fußgänger repräsentiert, an einer gewünschten Position angezeigt wird.
  • Ein Beispiel des Fahrzeugsteuersystem, auf das die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung angewandt werden kann, ist vorstehend beschrieben worden. Die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung kann beispielsweise auf die Bildgebungseinheit 12031 und dergleichen unter den vorstehend beschriebenen Konfigurationen angewandt werden.
  • <<21. Anhang>>
  • Obwohl die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen genau beschrieben worden sind, ist der technische Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung nicht auf diese Beispiele beschränkt. Es ist offensichtlich, dass ein normaler Fachmann auf dem technischen Gebiet der vorliegenden Offenbarung verschiedene Änderungen oder Modifikationen innerhalb des in den Ansprüchen beschriebenen technischen Schutzbereichs ersinnen kann, und es ist natürlich zu verstehen, dass diese ebenfalls zum technischen Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung gehören.
  • Darüber hinaus sind die in der vorliegenden Spezifikation beschriebenen Effekte lediglich erläuternd oder beispielhaft und nicht einschränkend. Das heißt, die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung kann andere Effekte zeigen, die für Fachleute aus der Beschreibung der vorliegenden Spezifikation zusammen mit den oder anstelle der vorstehend genannten Effekte offensichtlich sind.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass die vorliegende Technologie die folgenden Konfigurationen aufweisen kann.
    • (1) Bildgebungsvorrichtung, die Folgendes enthält:
      • ein Halbleitersubstrat; und
      • mehrere Bildgebungselemente, die in einer Matrix auf dem Halbleitersubstrat entlang einer Zeilenrichtung und einer Spaltenrichtung angeordnet sind und konfiguriert sind, eine photoelektrische Umsetzung von einfallendem Licht auszuführen, wobei
      • jedes der mehreren Bildgebungselemente Folgendes enthält:
        • mehrere Pixel, die nebeneinander in dem Halbleitersubstrat vorgesehen sind und Störstellen eines ersten Leitfähigkeitstyps enthalten;
        • eine Elementtrennwand, die die mehreren Pixel umgibt und so vorgesehen ist, dass sie das Halbleitersubstrat durchdringt;
        • eine On-Chip-Linse, die oberhalb einer Lichtempfangsfläche des Halbleitersubstrats so vorgesehen ist, dass sie von den mehreren Pixeln gemeinsam verwendet wird; und
        • einen ersten Trennabschnitt, der in einem von der Elementtrennwand umgebenen Gebiet vorgesehen ist, um die mehreren Pixel zu trennen,
        • wobei der erste Trennabschnitt so vorgesehen ist, dass er sich in einer Dickenrichtung des Halbleitersubstrats erstreckt, und
        • ein erstes Diffusionsgebiet, das Störstellen eines zweiten Leitfähigkeitstyps, der dem ersten Leitfähigkeitstyp entgegengesetzt ist, enthält, in einem Gebiet positioniert ist, das um den ersten Trennabschnitt angeordnet ist und sich in der Dickenrichtung des Halbleitersubstrats erstreckt.
    • (2) Bildgebungsvorrichtung nach (1), wobei zwei erste Trennabschnitte vorgesehen sind, die beiden ersten Trennabschnitte sich so erstrecken, dass sie die mehreren Pixel trennen, und zueinander weisen, wenn sie von oberhalb der Lichtempfangsfläche betrachtet werden, und das erste Diffusionsgebiet in einem Gebiet zwischen den beiden ersten Trennabschnitten vorgesehen ist.
    • (3) Bildgebungsvorrichtung nach (2), wobei ein Überlaufpfad zum Austauschen von Sättigungsladungen zwischen den mehreren Pixeln in einem Gebiet zwischen den beiden ersten Trennabschnitten vorgesehen ist.
    • (4) Bildgebungsvorrichtung nach (2) oder (3), wobei jeder der beiden ersten Trennabschnitte so vorgesehen ist, dass er das Halbleitersubstrat entlang der Dickenrichtung des Halbleitersubstrats durchdringt.
    • (5) Bildgebungsvorrichtung nach (2) oder (3), wobei jeder der beiden ersten Trennabschnitte so vorgesehen ist, dass er sich von der Lichtempfangsfläche des Halbleitersubstrats oder einer der Lichtempfangsfläche gegenüberliegenden Oberfläche des Halbleitersubstrats zu einer Mitte des Halbleitersubstrats entlang der Dickenrichtung des Halbleitersubstrats erstreckt.
    • (6) Bildgebungsvorrichtung nach einem aus (2) bis (5), wobei die beiden ersten Trennabschnitte von der Elementtrennwand in Richtung einer Mitte des Bildgebungselements hervorstehen und zueinander weisen, wenn sie von oberhalb der Lichtempfangsfläche betrachtet werden.
    • (7) Bildgebungsvorrichtung nach einem aus (2) bis (6), wobei die beiden ersten Trennabschnitte von der Elementtrennwand entlang der Spaltenrichtung hervorstehen, wenn sie von oberhalb der Lichtempfangsfläche betrachtet werden.
    • (8) Bildgebungsvorrichtung nach (7), wobei die beiden ersten Trennabschnitte so vorgesehen sind, dass sie in der Mitte des Bildgebungselements in der Zeilenrichtung positioniert sind, wenn sie von oberhalb der Lichtempfangsfläche betrachtet werden.
    • (9) Bildgebungsvorrichtung nach (7), wobei die beiden ersten Trennabschnitte an Positionen vorgesehen sind, die von der Mitte des Bildgebungselements um einen vorbestimmten Abstand in der Zeilenrichtung verschoben sind, wenn sie von oberhalb der Lichtempfangsfläche betrachtet werden.
    • (10) Bildgebungsvorrichtung nach einem aus (2) bis (6), wobei die beiden ersten Trennabschnitte von der Elementtrennwand entlang der Zeilenrichtung hervorstehen, wenn sie von oberhalb der Lichtempfangsfläche betrachtet werden.
    • (11) Bildgebungsvorrichtung nach (10), wobei die beiden ersten Trennabschnitte so vorgesehen sind, dass sie in der Mitte des Bildgebungselements in der Spaltenrichtung positioniert sind, wenn sie von oberhalb der Lichtempfangsfläche betrachtet werden.
    • (12) Bildgebungsvorrichtung nach (10), wobei die beiden ersten Trennabschnitte an Positionen vorgesehen sind, die von der Mitte des Bildgebungselements um einen vorbestimmten Abstand in der Spaltenrichtung verschoben sind, wenn sie von oberhalb der Lichtempfangsfläche betrachtet werden.
    • (13) Bildgebungsvorrichtung nach einem aus (2) bis (12), wobei die Längen der beiden ersten Trennabschnitte gleich sind, wenn sie von oberhalb der Lichtempfangsfläche betrachtet werden.
    • (14) Bildgebungsvorrichtung nach einem aus (2) bis (12), wobei die Längen der beiden ersten Trennabschnitte voneinander verschieden sind, wenn sie von oberhalb der Lichtempfangsfläche betrachtet werden.
    • (15) Bildgebungsvorrichtung nach einem aus (2) bis (14), die ferner Folgendes enthält:
      • zwei zweite Trennabschnitte, die sich entlang einer Richtung erstrecken, die sich von einer Richtung unterscheidet, in der sich jeder der beiden ersten Trennabschnitte erstreckt, und die zueinander weisen, wenn sie von oberhalb der Lichtempfangsfläche betrachtet werden, wobei
      • jeder der beiden zweiten Trennabschnitte so vorgesehen ist, dass er sich in der Dickenrichtung des Halbleitersubstrats erstreckt, und
      • ein zweites Diffusionsgebiet, das Störstellen des zweiten Leitfähigkeitstyps enthält, in einem Gebiet zwischen den beiden zweiten Trennabschnitten vorgesehen ist.
    • (16) Bildgebungsvorrichtung nach einem aus (2) bis (15), die Folgendes enthält:
      • eine oder mehrere zusätzliche Wände, die zwischen den beiden ersten Trennabschnitten vorgesehen sind.
    • (17) Bildgebungsvorrichtung nach (16), wobei die zusätzliche Wand so vorgesehen ist, dass sie das Halbleitersubstrat durchdringt.
    • (18) Bildgebungsvorrichtung nach (16), wobei die zusätzliche Wand so vorgesehen ist, dass sie sich von der Lichtempfangsfläche zu einer Mitte des Halbleitersubstrats entlang der Dickenrichtung des Halbleitersubstrats erstreckt.
    • (19) Bildgebungsvorrichtung nach (16), wobei die zusätzliche Wand so vorgesehen ist, dass sie sich von einer der Lichtempfangsfläche gegenüberliegenden Oberfläche des Halbleitersubstrats zu einer Mitte des Halbleitersubstrats entlang der Dickenrichtung des Halbleitersubstrats erstreckt.
    • (20) Bildgebungsvorrichtung nach (19), wobei eine Länge der zusätzlichen Wand in Dickenrichtung gemäß einer Wellenlänge des auf die Lichtempfangsfläche einfallenden Lichts bestimmt wird.
    • (21) Bildgebungsvorrichtung nach (19) oder (20), wobei betrachtet von oberhalb der Lichtempfangsfläche eine Breite eines mittleren Abschnitts der zusätzlichen Wand schmaler ist als die Breiten beider Enden der zusätzlichen Wand.
    • (22) Bildgebungsvorrichtung nach einem aus (19) bis (21), wobei eine Länge in Dickenrichtung eines mittleren Abschnitts der zusätzlichen Wand kürzer ist als eine Länge in Dickenrichtung beider Enden der zusätzlichen Wand.
    • (23) Bildgebungsvorrichtung nach einem aus (19) bis (22), wobei betrachtet von oberhalb der Lichtempfangsfläche eine Breite beider oder eines der beiden ersten Trennabschnitte schmaler ist als eine Breite der zusätzlichen Wand.
    • (24) Bildgebungsvorrichtung nach einem aus (19) bis (23), wobei die beiden ersten Trennabschnitte so vorgesehen sind, dass sie sich von einer der Lichtempfangsfläche gegenüberliegenden Oberfläche des Halbleitersubstrats zu einer Mitte des Halbleitersubstrats entlang der Dickenrichtung des Halbleitersubstrats erstrecken.
    • (25) Bildgebungsvorrichtung nach (24), wobei eine Länge der zusätzlichen Wand in Dickenrichtung kürzer ist als eine Länge beider oder eines der beiden ersten Trennabschnitte in Dickenrichtung.
    • (26) Bildgebungsvorrichtung nach einem aus (2) bis (25), wobei die Elementtrennwand und die beiden ersten Trennabschnitte aus dem gleichen Material hergestellt sind.
    • (27) Bildgebungsvorrichtung nach einem aus (2) bis (25), wobei die Elementtrennwand und die beiden ersten Trennabschnitte aus unterschiedlichen Materialien hergestellt sind.
    • (28) Bildgebungsvorrichtung nach einem aus (2) bis (25), wobei die beiden ersten hervorstehenden Abschnitte Titanoxid hergestellt sind.
    • (29) Bildgebungsvorrichtung nach einem aus (2) bis (28), wobei die mehreren Bildgebungselemente ferner einen Lichtabschirmungsfilm enthalten, der, betrachtet von oberhalb der Lichtempfangsfläche, entlang der Elementtrennwand auf der Elementtrennwand vorgesehen ist.
    • (30) Bildgebungsvorrichtung nach (29), wobei der Lichtabschirmungsfilm entlang der beiden ersten Trennabschnitte vorgesehen ist.
    • (31) Bildgebungsvorrichtung nach einem aus (2) bis (30), wobei das erste Diffusionsgebiet in einer Form gebildet ist, die sich ab der Lichtempfangsfläche in Richtung zu dem Inneren Halbleitersubstrats ausdehnt und sich ab dem Inneren des Halbleitersubstrats in Richtung einer Oberfläche des Halbleitersubstrats gegenüber der Lichtempfangsfläche verengt.
    • (32) Bildgebungsvorrichtung nach (31), wobei das erste Diffusionsgebiet Folgendes enthält: ein erstes Gebiet, das sich ab der Lichtempfangsfläche in Richtung zu dem Inneren des Halbleitersubstrats ausdehnt; und ein zweites Gebiet, das sich ab dem Inneren Halbleitersubstrats in Richtung zu einer der Lichtempfangsfläche gegenüberliegenden Oberfläche des Halbleitersubstrats verengt.
    • (33) Bildgebungsvorrichtung nach (32), wobei das erste Gebiet und das zweite Gebiet voneinander getrennt sind.
    • (34) Bildgebungsvorrichtung nach (32) oder (33), wobei die Längen in Dickenrichtung ersten Gebiets und des zweiten Gebiets unterschiedlich sind.
    • (35) Bildgebungsvorrichtung nach (34), wobei eine Länge des ersten Gebiets in Dickenrichtung länger ist als eine Länge des zweiten Gebiets in Dickenrichtung.
    • (36) Bildgebungsvorrichtung nach einem aus (32) bis (35), wobei die Längen des ersten Gebiets und des zweiten Gebiets in einer Richtung orthogonal zur Dickenrichtung unterschiedlich sind.
    • (37) Bildgebungsvorrichtung nach (36), wobei eine Länge des ersten Gebiets in einer Richtung orthogonal zu der Dickenrichtung kürzer ist als eine Länge des zweiten Gebiets in einer Richtung orthogonal zu der Dickenrichtung.
    • (38) Bildgebungsvorrichtung nach einem aus (32) bis (37), wobei die Konzentrationen der Störstellen in dem ersten Gebiet und dem zweiten Gebiet unterschiedlich sind,
    • (39) Bildgebungsvorrichtung nach (38), wobei eine Konzentration der Störstellen in dem ersten Gebiet niedriger ist als eine Konzentration der Störstellen in dem ersten Gebiet.
    • (40) Bildgebungsvorrichtung nach einem aus (16) bis (25), wobei das erste Diffusionsgebiet zwischen jedem der beiden ersten Trennabschnitte und wenigstens einer zusätzlichen Wand vorgesehen ist, und die beiden ersten Diffusionsgebiete unterschiedliche Formen aufweisen und in einer Form gebildet sind, die sich ab der Lichtempfangsfläche in Richtung zu dem Inneren des Halbleitersubstrats ausdehnt und sich ab dem Inneren des Halbleitersubstrats in Richtung zu einer Oberfläche des Halbleitersubstrats gegenüber der Lichtempfangsfläche verengt.
    • (41) Bildgebungsvorrichtung nach einem aus (1) bis (40), wobei der erste Trennabschnitt Folgendes enthält: einen Verlängerungsabschnitt, der mit der Elementtrennwand verbunden ist; und eine gegenüberliegende Oberfläche, die zu einer Wandfläche der Elementtrennwand weist, und betrachtet von oberhalb der Lichtempfangsfläche eine Breite der gegenüberliegenden Oberfläche des ersten Trennabschnitts breiter ist als eine Linienbreite des Verlängerungsabschnitts.
    • (42) Bildgebungsvorrichtung nach (41), wobei der erste Trennabschnitt ferner Folgendes enthält: einen Vorsprungabschnitt, der an einem Ende des Verlängerungsabschnitts vorgesehen ist und die gegenüberliegende Oberfläche aufweist.
    • (43) Bildgebungsvorrichtung nach einem aus (2) bis (40), wobei jeder der beiden ersten Trennabschnitte Folgendes enthält:
      • einen Verlängerungsabschnitt, der mit der Elementtrennwand verbunden ist; und
      • gegenüberliegende Flächen, die zueinander weisen, und
      • betrachtet von oberhalb der Lichtempfangsfläche eine Breite jeder der gegenüberliegenden Oberflächen jedes der beiden ersten Trennabschnitte breiter ist als eine Breite jeder der Linienbreiten jedes der beiden Verlängerungsabschnitte.
    • (44) Bildgebungsvorrichtung nach (43), wobei jeder der beiden ersten Trennabschnitte ferner Folgendes enthält: einen Vorsprungabschnitt, der an einem Ende des Verlängerungsabschnitts vorgesehen ist und die gegenüberliegende Oberfläche aufweist.
    • (45) Bildgebungsvorrichtung nach einem aus (2) bis (44), die Folgendes enthält:
      • zwei zusätzliche Wände, die so vorgesehen sind, dass sie zueinander weisen, wobei die Mitte des Bildgebungselements, betrachtet von oberhalb der Lichtempfangsfläche, dazwischen eingeschoben ist.
    • (46) Bildgebungsvorrichtung nach einem aus (2) bis (45), wobei jeder der beiden ersten Trennabschnitte an einer von der Elementtrennwand getrennten Position vorgesehen ist.
    • (47) Bildgebungsvorrichtung nach (46), wobei drei oder mehr erste Trennabschnitte vorgesehen sind.
    • (48) Bildgebungsvorrichtung nach (47), wobei vier erste Trennabschnitte vorgesehen sind, wobei zwei der ersten Trennabschnitte in Spaltenrichtung so vorgesehen sind, dass sie zueinander weisen, wobei die Mitte des Bildgebungselements, betrachtet von oberhalb der Lichtempfangsfläche, dazwischen eingeschoben ist, und wobei die anderen beiden ersten Trennabschnitte in Zeilenrichtung so vorgesehen sind, dass sie zueinander weisen, wobei die Mitte des Bildgebungselements, betrachtet von oberhalb der Lichtempfangsfläche, dazwischen eingeschoben ist.
    • (49) Bildgebungsvorrichtung nach (48), wobei eine Größe jedes der beiden ersten Trennabschnitte, die in Spaltenrichtung angeordnet sind, von einer Größe jedes der beiden ersten Trennabschnitte, die in Zeilenrichtung angeordnet sind, verschieden ist.
    • (50) Bildgebungsvorrichtung nach einem aus (2) bis (49), wobei das erste Diffusionsgebiet Folgendes enthält:
      • ein erstes Gebiet, das durch einen Diffusionsprozess auf individuellen Gräben zum Bilden der beiden ersten Trennabschnitte gebildet ist; und
      • ein zweites Gebiet, das durch einen Diffusionsprozess auf einem Graben zum Bilden der Elementtrennwand gebildet ist.
    • (51) Bildgebungsvorrichtung, die Folgendes enthält:
      • ein Halbleitersubstrat; und
      • mehrere Bildgebungselemente, die in einer Matrix auf dem Halbleitersubstrat entlang einer Zeilenrichtung und einer Spaltenrichtung angeordnet sind und konfiguriert sind, eine photoelektrische Umsetzung von einfallendem Licht auszuführen, wobei
      • jedes der mehreren Bildgebungselemente Folgendes enthält:
        • mehrere Pixel, die nebeneinander in dem Halbleitersubstrat vorgesehen sind und Störstellen eines ersten Leitfähigkeitstyps enthalten;
        • eine Pixeltrennwand, die die mehreren Pixel trennt; und
        • eine On-Chip-Linse, die oberhalb einer Lichtempfangsfläche des Halbleitersubstrats so vorgesehen ist, dass sie von den mehreren Pixeln gemeinsam verwendet wird,
        • wobei die Pixeltrennwand so vorgesehen ist, dass sie sich von der Lichtempfangsfläche zu einer Mitte des Halbleitersubstrats entlang einer Dickenrichtung des Halbleitersubstrats erstreckt, und
        • ein Gebiet, das auf einer Seite gegenüber der Lichtempfangsfläche in Bezug auf die Pixeltrennwand in Dickenrichtung des Halbleitersubstrats positioniert ist, Störstellen eines zweiten Leitfähigkeitstyps, der dem ersten Leitfähigkeitstyp entgegengesetzt ist, enthält.
    • (52) Elektronische Vorrichtung, die Folgendes enthält:
      • eine Bildgebungsvorrichtung, die Folgendes enthält:
        • ein Halbleitersubstrat; und
        • mehrere Bildgebungselemente, die in einer Matrix auf dem Halbleitersubstrat entlang einer Zeilenrichtung und einer Spaltenrichtung angeordnet sind und konfiguriert sind, eine photoelektrische Umsetzung von einfallendem Licht auszuführen, wobei
        • jedes der mehreren Bildgebungselemente Folgendes enthält:
          • mehrere Pixel, die nebeneinander in dem Halbleitersubstrat vorgesehen sind und Störstellen eines ersten Leitfähigkeitstyps enthalten;
          • eine Elementtrennwand, die die mehreren Pixel umgibt und so vorgesehen ist, dass sie das Halbleitersubstrat durchdringt;
          • eine On-Chip-Linse, die oberhalb einer Lichtempfangsfläche des Halbleitersubstrats so vorgesehen ist, dass sie von den mehreren Pixeln gemeinsam verwendet wird; und
          • einen ersten Trennabschnitt, der in einem von der Elementtrennwand umgebenen Gebiet vorgesehen ist, um die mehreren Pixel zu trennen,
          • wobei der erste Trennabschnitt so vorgesehen ist, dass er sich in einer Dickenrichtung des Halbleitersubstrats erstreckt, und
          • ein erstes Diffusionsgebiet, das Störstellen eines zweiten Leitfähigkeitstyps, der dem ersten Leitfähigkeitstyp entgegengesetzt ist, enthält, in einem Gebiet vorgesehen ist, das um den ersten Trennabschnitt angeordnet ist, und sich in der Dickenrichtung des Halbleitersubstrats erstreckt.
          • (Hinzugefügt)
    • (53) Elektronische Vorrichtung, die die Bildgebungsvorrichtung nach einem aus (1) bis (51) enthält.
    • (54) Bildgebungsvorrichtung nach (26) oder (27), wobei das Material wenigstens ein oder mehrere Materialien enthält, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Siliziumoxid, Siliziumnitrid, amorphem Silizium, polykristallinem Silizium, Titanoxid, Aluminium und Wolfram besteht.
    • (55) Bildgebungsvorrichtung, die Folgendes enthält:
      • ein Halbleitersubstrat; und
      • mehrere Bildgebungselemente, die in einer Matrix auf dem Halbleitersubstrat entlang einer Zeilenrichtung und einer Spaltenrichtung angeordnet sind und konfiguriert sind, eine photoelektrische Umsetzung von einfallendem Licht auszuführen, wobei
      • jedes der mehreren Bildgebungselemente Folgendes enthält:
        • mehrere Pixel, die nebeneinander in dem Halbleitersubstrat vorgesehen sind und Störstellen eines ersten Leitfähigkeitstyps enthalten;
        • eine Elementtrennwand, die die mehreren Pixel umgibt und so vorgesehen ist, dass sie das Halbleitersubstrat durchdringt; und
        • eine On-Chip-Linse, die oberhalb einer Lichtempfangsfläche des Halbleitersubstrats so vorgesehen ist, dass sie von den mehreren Pixeln gemeinsam verwendet wird,
        • wobei die Elementtrennwand zwei erste hervorstehende Abschnitte enthält, die in Richtung einer Mitte des Bildgebungselements hervorstehen und zueinander weisen, wenn sie von oberhalb der Lichtempfangsfläche betrachtet werden,
        • jeder der beiden ersten hervorstehenden Abschnitte so vorgesehen ist, dass er das Halbleitersubstrat durchdringt, und
        • ein erstes Diffusionsgebiet, das Störstellen eines zweiten Leitfähigkeitstyps, der dem ersten Leitfähigkeitstyp entgegengesetzt ist, enthält, in einem Gebiet zwischen den beiden ersten hervorstehenden Abschnitten vorgesehen ist.
    • (56) Bildgebungsvorrichtung, die Folgendes enthält:
      • ein Halbleitersubstrat; und
      • mehrere Bildgebungselemente, die in einer Matrix auf dem Halbleitersubstrat entlang einer Zeilenrichtung und einer Spaltenrichtung angeordnet sind und konfiguriert sind, eine photoelektrische Umsetzung von einfallendem Licht auszuführen, wobei
      • jedes der mehreren Bildgebungselemente Folgendes enthält:
        • mehrere Pixel, die nebeneinander in dem Halbleitersubstrat vorgesehen sind und Störstellen eines ersten Leitfähigkeitstyps enthalten;
        • eine Elementtrennwand, die die mehreren Pixel umgibt und so vorgesehen ist, dass sie das Halbleitersubstrat durchdringt; und
        • eine On-Chip-Linse, die oberhalb einer Lichtempfangsfläche des Halbleitersubstrats so vorgesehen ist, dass sie von den mehreren Pixeln gemeinsam verwendet wird,
        • wobei die Elementtrennwand einen ersten hervorstehenden Abschnitt enthält, der in Richtung einer Mitte des Bildgebungselements hervorsteht, wenn er von oberhalb der Lichtempfangsfläche betrachtet wird,
        • wobei der erste hervorstehende Abschnitt so vorgesehen ist, dass er das Halbleitersubstrat durchdringt, und
        • wobei ein erstes Diffusionsgebiet, das Störstellen eines zweiten Leitfähigkeitstyps, der dem ersten Leitfähigkeitstyp entgegengesetzt ist, enthält, in einem Gebiet zwischen dem ersten hervorstehenden Abschnitt und einem Abschnitt der Elementtrennwand, der zu dem ersten hervorstehenden Abschnitt weist, vorgesehen ist.
    • (57) Bildgebungsvorrichtung, die Folgendes enthält:
      • ein Halbleitersubstrat; und
      • mehrere Bildgebungselemente, die in einer Matrix auf dem Halbleitersubstrat entlang einer Zeilenrichtung und einer Spaltenrichtung angeordnet sind und konfiguriert sind, eine photoelektrische Umsetzung von einfallendem Licht auszuführen, wobei
      • jedes der mehreren Bildgebungselemente Folgendes enthält:
        • mehrere Pixel, die nebeneinander in dem Halbleitersubstrat vorgesehen sind und Störstellen eines ersten Leitfähigkeitstyps enthalten;
        • eine Pixeltrennwand, die die mehreren Pixel trennt; und
        • eine On-Chip-Linse, die oberhalb einer Lichtempfangsfläche des Halbleitersubstrats so vorgesehen ist, dass sie von den mehreren Pixeln gemeinsam verwendet wird, und
        • wobei die Pixeltrennwand Störstellen eines zweiten Leitfähigkeitstyps, der dem ersten Leitfähigkeitstyp entgegengesetzt ist, enthält.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Bildgebungsvorrichtung
    10
    Halbleitersubstrat
    10a
    Lichtempfangsfläche
    10b
    Vorderseite
    20
    Pixelanordnungseinheit
    21
    Vertikalansteuerschaltungseinheit
    22
    Spaltensignalverarbeitungsschaltungseinheit
    23
    Horizontalansteuerschaltungseinheit
    24
    Ausgabeschaltungseinheit
    25
    Steuerschaltungseinheit
    26
    Pixelansteuerungsverdrahtung
    27
    Vertikale Signalleitung
    28
    Horizontale Signalleitung
    29
    Eingabe/Ausgabe-Anschluss
    100
    Bildgebungselement
    200
    On-Chip-Linse
    202
    Farbfilter
    204
    Lichtabschirmungsabschnitt
    300a, 300b, 300c, 300d
    Pixel
    302
    Photoelektrische Umsetzungseinheit
    304, 324
    Hervorstehender Abschnitt
    304a
    Verlängerungsabschnitt
    304b
    Vorsprungabschnitt
    306, 306a, 306b, 320
    Diffusionsgebiet
    306A
    Erstes Gebiet
    306B
    Zweites Gebiet
    308, 308a, 308b, 308c
    Zusätzliche Wand
    310
    Elementtrennwand
    312
    Schlitz
    334, 334a
    Pixeltrennwand
    400a, 400b
    Übertragungs-Gate
    R1
    Erstes Gebiet
    R2
    Zweites Gebiet
  • 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 2000292685 A [0003]

Claims (20)

  1. Bildgebungsvorrichtung, die Folgendes umfasst: ein Halbleitersubstrat; und mehrere Bildgebungselemente, die in einer Matrix auf dem Halbleitersubstrat entlang einer Zeilenrichtung und einer Spaltenrichtung angeordnet sind und konfiguriert sind, eine photoelektrische Umsetzung von einfallendem Licht auszuführen, wobei jedes der mehreren Bildgebungselemente Folgendes enthält: mehrere Pixel, die nebeneinander in dem Halbleitersubstrat vorgesehen sind und Störstellen eines ersten Leitfähigkeitstyps enthalten; eine Elementtrennwand, die die mehreren Pixel umgibt und so vorgesehen ist, dass sie das Halbleitersubstrat durchdringt; eine On-Chip-Linse, die oberhalb einer Lichtempfangsfläche des Halbleitersubstrats so vorgesehen ist, dass sie von den mehreren Pixeln gemeinsam verwendet wird; und einen ersten Trennabschnitt, der in einem von der Elementtrennwand umgebenen Gebiet vorgesehen ist, um die mehreren Pixel zu trennen, wobei der erste Trennabschnitt so vorgesehen ist, dass er sich in einer Dickenrichtung des Halbleitersubstrats erstreckt, und ein erstes Diffusionsgebiet, das Störstellen eines zweiten Leitfähigkeitstyps, der dem ersten Leitfähigkeitstyp entgegengesetzt ist, enthält, in einem Gebiet vorgesehen ist, das um den ersten Trennabschnitt angeordnet ist und sich in der Dickenrichtung des Halbleitersubstrats erstreckt.
  2. Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei zwei erste Trennabschnitte vorgesehen sind, die beiden ersten Trennabschnitte sich so erstrecken, dass sie die mehreren Pixel trennen und zueinander weisen, wenn sie von oberhalb der Lichtempfangsfläche betrachtet werden, und das erste Diffusionsgebiet in einem Gebiet zwischen den beiden ersten Trennabschnitten vorgesehen ist.
  3. Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die beiden ersten Trennabschnitte von der Elementtrennwand entlang der Spaltenrichtung hervorstehen, wenn sie von oberhalb der Lichtempfangsfläche betrachtet werden.
  4. Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die beiden ersten Trennabschnitte so vorgesehen sind, dass sie in der Mitte des Bildgebungselements in der Zeilenrichtung positioniert sind, wenn sie von oberhalb der Lichtempfangsfläche betrachtet werden.
  5. Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die beiden ersten Trennabschnitte an Positionen vorgesehen sind, die von der Mitte des Bildgebungselements um einen vorbestimmten Abstand in der Zeilenrichtung verschoben sind, wenn sie von oberhalb der Lichtempfangsfläche betrachtet werden.
  6. Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die beiden ersten Trennabschnitte von der Elementtrennwand entlang der Zeilenrichtung hervorstehen, wenn sie von oberhalb der Lichtempfangsfläche betrachtet werden.
  7. Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die beiden ersten Trennabschnitte so vorgesehen sind, dass sie in der Mitte des Bildgebungselements in der Spaltenrichtung positioniert sind, wenn sie von oberhalb der Lichtempfangsfläche betrachtet werden.
  8. Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die beiden ersten Trennabschnitte an Positionen vorgesehen sind, die von der Mitte des Bildgebungselements um einen vorbestimmten Abstand in der Spaltenrichtung verschoben sind, wenn sie von oberhalb der Lichtempfangsfläche betrachtet werden.
  9. Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Längen der beiden ersten Trennabschnitte gleich sind, wenn sie von oberhalb der Lichtempfangsfläche betrachtet werden.
  10. Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Längen der beiden ersten Trennabschnitte unterschiedlich sind, wenn sie von oberhalb der Lichtempfangsfläche betrachtet werden.
  11. Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 2, die ferner Folgendes umfasst: zwei zweite Trennabschnitte, die sich entlang einer Richtung erstrecken, die sich von einer Richtung unterscheidet, in der sich jeder der beiden ersten Trennabschnitte erstreckt, und die zueinander weisen, wenn sie von oberhalb der Lichtempfangsfläche betrachtet werden, wobei jeder der beiden zweiten Trennabschnitte so vorgesehen ist, dass er sich in der Dickenrichtung des Halbleitersubstrats erstreckt, und ein zweites Diffusionsgebiet, das Störstellen des zweiten Leitfähigkeitstyps enthält, in einem Gebiet zwischen den beiden zweiten Trennabschnitten vorgesehen ist.
  12. Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 2, die ferner Folgendes umfasst: eine oder mehrere zusätzliche Wände, die zwischen den beiden ersten Trennabschnitten vorgesehen sind.
  13. Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 12, wobei die zusätzliche Wand so vorgesehen ist, dass sie das Halbleitersubstrat durchdringt.
  14. Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 12, wobei die zusätzliche Wand so vorgesehen ist, dass sie sich von der Lichtempfangsfläche zu einer Mitte des Halbleitersubstrats entlang der Dickenrichtung des Halbleitersubstrats erstreckt.
  15. Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Elementtrennwand und die beiden ersten Trennabschnitte aus dem gleichen Material hergestellt sind.
  16. Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Elementtrennwand und die beiden ersten Trennabschnitte aus unterschiedlichen Materialien hergestellt sind.
  17. Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die mehreren Bildgebungselemente ferner einen Lichtabschirmungsfilm enthalten, der entlang der Elementtrennwand auf der Elementtrennwand vorgesehen ist, wenn er von oberhalb der Lichtempfangsfläche betrachtet wird.
  18. Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 17, wobei der Lichtabschirmungsfilm entlang der beiden ersten Trennabschnitte vorgesehen ist.
  19. Bildgebungsvorrichtung, die Folgendes umfasst: ein Halbleitersubstrat; und mehrere Bildgebungselemente, die in einer Matrix auf dem Halbleitersubstrat entlang einer Zeilenrichtung und einer Spaltenrichtung angeordnet sind und konfiguriert sind, eine photoelektrische Umsetzung von einfallendem Licht auszuführen, wobei jedes der mehreren Bildgebungselemente Folgendes enthält: mehrere Pixel, die nebeneinander in dem Halbleitersubstrat vorgesehen sind und Störstellen eines ersten Leitfähigkeitstyps enthalten; eine Pixeltrennwand, die die mehreren Pixel trennt; und eine On-Chip-Linse, die oberhalb einer Lichtempfangsfläche des Halbleitersubstrats so vorgesehen ist, dass sie von den mehreren Pixeln gemeinsam verwendet wird, wobei die Pixeltrennwand so vorgesehen ist, dass sie sich von der Lichtempfangsfläche zu einer Mitte des Halbleitersubstrats entlang einer Dickenrichtung des Halbleitersubstrats erstreckt, und ein Gebiet, das auf einer Seite gegenüber der Lichtempfangsfläche in Bezug auf die Pixeltrennwand in Dickenrichtung des Halbleitersubstrats positioniert ist, Störstellen eines zweiten Leitfähigkeitstyps, der dem ersten Leitfähigkeitstyp entgegengesetzt ist, enthält.
  20. Elektronische Vorrichtung, die Folgendes umfasst: eine Bildgebungsvorrichtung, die Folgendes enthält: ein Halbleitersubstrat; und mehrere Bildgebungselemente, die in einer Matrix auf dem Halbleitersubstrat entlang einer Zeilenrichtung und einer Spaltenrichtung angeordnet sind und konfiguriert sind, eine photoelektrische Umsetzung von einfallendem Licht auszuführen, wobei jedes der mehreren Bildgebungselemente Folgendes enthält: mehrere Pixel, die nebeneinander in dem Halbleitersubstrat vorgesehen sind und Störstellen eines ersten Leitfähigkeitstyps enthalten; eine Elementtrennwand, die die mehreren Pixel umgibt und so vorgesehen ist, dass sie das Halbleitersubstrat durchdringt; eine On-Chip-Linse, die oberhalb einer Lichtempfangsfläche des Halbleitersubstrats so vorgesehen ist, dass sie von den mehreren Pixeln gemeinsam verwendet wird; und einen ersten Trennabschnitt, der in einem von der Elementtrennwand umgebenen Gebiet vorgesehen ist, um die mehreren Pixel zu trennen, wobei der erste Trennabschnitt so vorgesehen ist, dass er sich in einer Dickenrichtung des Halbleitersubstrats erstreckt, und ein erstes Diffusionsgebiet, das Störstellen eines zweiten Leitfähigkeitstyps, der dem ersten Leitfähigkeitstyp entgegengesetzt ist, enthält, in einem Gebiet vorgesehen ist, das um den ersten Trennabschnitt positioniert ist und sich in der Dickenrichtung des Halbleitersubstrats erstreckt.
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