DE112022001714T5 - Festkörperbildgebungsvorrichtung und verfahren zur herstellung einer festkörperbildgebungsvorrichtung - Google Patents

Festkörperbildgebungsvorrichtung und verfahren zur herstellung einer festkörperbildgebungsvorrichtung Download PDF

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Chihiro Tomita
Koichiro ZAITSU
Hidenobu Tsugawa
Junpei YAMAMOTO
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Abstract

Eine Festkörperbildgebungsvorrichtung umfasst eine erste Halbleiterschicht, eine zweite Halbleiterschicht und einen äußeren Anschluss. Die erste Halbleiterschicht weist ein Pixelgebiet, in dem mehrere Pixel angeordnet sind, und ein Peripheriegebiet, das um das Pixelgebiet herum angeordnet ist, auf. Die zweite Halbleiterschicht ist auf der ersten Halbleiterschicht gestapelt, und mit den Pixeln verbundene Pixelschaltungen sind auf der zweiten Halbleiterschicht angeordnet. Der äußere Anschluss ist in einer von dem Peripheriegebiet der ersten Halbleiterschicht zu der zweiten Halbleiterschicht verlaufenden Öffnung angeordnet. Ein erster Separator und zweiter Separator sind in dem Peripheriegebiet in der Festkörperbildgebungsvorrichtung angeordnet. Der erste Separator ist im Peripheriegebiet auf der ersten Halbleiterschicht angeordnet und umgibt mindestens einen Teil eines Bereichs um die Außenseite der Öffnung herum. Der zweite Separator ist in einem dem Peripheriegebiet entsprechenden Gebiet auf der zweiten Halbleiterschicht angeordnet und umgibt mindestens einen Teil eines Bereichs um die Außenseite der Öffnung herum.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Festkörperbildgebungsvorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung einer Festkörperbildgebungsvorrichtung.
  • Stand der Technik
  • PTL 1 offenbart eine Festkörperbildgebungsvorrichtung als eine Halbleitervorrichtung. Die Festkörperbildgebungsvorrichtung ist so gebildet, dass sie eine Verbundchipstruktur aufweist, bei der ein erster Teil und ein zweiter Teil miteinander verbunden sind. Der erste Teil ist mit Halbleiterelementen wie beispielsweise Transistoren gebildet. Der zweite Teil ist mit mehreren Bildgebungselementen gebildet, die in einem zweidimensionalen Array-Format vorgesehen sind. Um jedes der mehreren Bildgebungselemente herum, die auf dem zweiten Teil vorgesehen sind, ist eine die Halbleiterschicht durchdringende Öffnung gebildet. In der Öffnung ist eine äußere Kopplungselektrode vorgesehen. Um die Öffnung in der Halbleiterschicht herum ist ferner ein Isolationsstrukturkörper durch tiefe Grabenisolation gebildet. Selbst wenn ein mit der äußeren Kopplungselektrode gekoppelter Draht mit einer Innenwand der Öffnung in Kontakt kommt, sichert die Isolationskörperstruktur einen Isolationszustand hinsichtlich der in der Halbleiterschicht gebildeten Elemente. Daher ist es möglich, ein Leckphänomen zu verhindern. Darüber hinaus wird die mechanische Festigkeit der Halbleiterschicht durch den Isolationsstrukturkörper verbessert, wodurch durch das Bonden von Drähten verursachte Risse reduziert werden können. Des Weiteren ist es möglich, ein durch Zerteilen verursachtes Absplittern an den Chipenden zu unterdrücken.
  • Liste der Anführungen
  • Patentliteratur
  • PTL 1: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Veröffentlichungsnr. 2020-181953
  • Kurzdarstellung der Erfindung
  • Bei einem Verfahren zur Herstellung einer oben beschriebenen Festkörperbildgebungsvorrichtung werden ein Schritt des Bildens eines Grabens, ein Schritt des Bildens eines Isolierfilms in dem Graben und andere Schritte dem Bilden eines Isolationsstrukturkörpers um eine äußere Kopplungselektrode herum hinzugefügt. Es sind daher Maßnahmen gefordert worden, um jene zu lösen, die eine erhöhte Anzahl von Schritten bei der Herstellung einer Festkörperbildgebungsvorrichtung und eine komplizierte Struktur des Isolationsstrukturkörpers beinhalten.
  • Die vorliegende Offenbarung stellt eine Festkörperbildgebungsvorrichtung, die ermöglicht, eine um einen äußeren Anschluss herum vorgesehene Struktur eines Isolationsstrukturkörpers leicht zu erreichen, und ein Verfahren zur Herstellung einer Festkörperbildgebungsvorrichtung, die ermöglicht, die Anzahl von Schritten bei der Herstellung eines Isolationsstrukturkörpers zu reduzieren, bereit.
  • Eine Festkörperbildgebungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beinhaltet: eine erste Halbleiterschicht, die ein Pixelgebiet und ein Peripheriegebiet, das Pixelgebiet, in dem mehrere Pixel angeordnet sind, und das Peripheriegebiet, das um das Pixelgebiet herum vorgesehen ist, aufweist; eine zweite Halbleiterschicht, die auf der der Lichteinfallsseite der Pixel gegenüberliegenden Seite auf der ersten Halbleiterschicht gestapelt ist, wobei die zweite Halbleiterschicht mit einer mit den Pixeln gekoppelten Pixelschaltung versehen ist; einen äußeren Anschluss, der in einer Öffnung vorgesehen ist, die mit der zweiten Halbleiterschicht von dem Peripheriegebiet in der ersten Halbleiterschicht kommuniziert; einen ersten Isolator, der in der ersten Halbleiterschicht in dem Peripheriegebiet vorgesehen ist, wobei der Isolator mindestens einen Teil eines Außenumfangs der Öffnung umgibt; und einen zweiten Isolator, der in der zweiten Halbleiterschicht in einem Gebiet, das dem Peripheriegebiet entspricht, vorgesehen ist, wobei der zweite Isolator mindestens einen Teil des Außenumfangs der Öffnung umgibt.
  • Ein Verfahren zur Herstellung einer Festkörperbildgebungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beinhaltet: Bilden eines Pixelisolators in einem Pixelgebiet einer ersten Halbleiterschicht und Bilden eines ersten Isolators, des Pixelisolators, der mehrere Pixel voneinander isoliert, und des ersten Isolators, der mindestens einen Teil eines Außenumfangs einer Öffnung, die mit einem in einem Peripheriegebiet um das Pixelgebiet herum vorgesehenen äußeren Anschluss kommuniziert, umgibt; Bilden einer zweiten Halbleiterschicht auf der der Lichteinfallsseite der Pixel gegenüberliegenden Seite auf der ersten Halbleiterschicht, wobei die zweite Halbleiterschicht mit einer mit den Pixeln gekoppelten Pixelschaltung versehen ist; und Bilden eines Schaltungsisolators in der Pixelschaltung und Bilden eines zweiten Isolators in der zweiten Halbleiterschicht in dem Peripheriegebiet, wobei der Schaltungsisolator die zweite Halbleiterschicht in einer Dickenrichtung durchdringt und der zweite Isolator mindestens einen Teil des Außenumfangs der Öffnung umgibt.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
    • [1] 1 ist eine schematische Draufsicht einer Festkörperbildgebungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
    • [2] 2 ist ein Schaltplan, der eine Konfiguration von Pixeln und eine Pixelschaltung der in 1 dargestellten Festkörperbildgebungsvorrichtung darstellt.
    • [3] 3 ist ein Längsquerschnittskonfigurationsdiagramm eines Pixelgebiets in der in 1 dargestellten Festkörperbildgebungsvorrichtung.
    • [4] 4 ist ein Längsquerschnittskonfigurationsdiagramm eines Peripheriegebiets in der in 1 dargestellten Festkörperbildgebungsvorrichtung (ein Querschnittdiagramm entlang der in 1 dargestellten Linie A-A).
    • [5] 5 ist ein Längsquerschnittskonfigurationsdiagramm des Peripheriegebiets in der in 1 dargestellten Festkörperbildgebungsvorrichtung (ein Querschnittdiagramm entlang der in 1 dargestellten Linie B-B).
    • [6] 6 ist eine vergrößerte Draufsicht eines äußeren Anschlusses und eines Isolators (eines Isolationsstrukturkörpers), der im Peripheriegebiet der in 1 dargestellten Festkörperbildgebungsvorrichtung vorgesehen ist.
    • [7] 7 ist ein Querschnittdiagramm eines ersten Schritts zum Beschreiben eines Verfahrens zur Herstellung der Festkörperbildgebungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
    • [8] 8 ist ein Querschnittdiagramm eines zweiten Schritts, der 7 entspricht.
    • [9] 9 ist ein Querschnittdiagramm eines dritten Schritts, der 7 entspricht.
    • [10] 10 ist ein Querschnittdiagramm eines vierten Schritts, der 7 entspricht.
    • [11] 11 ist ein Querschnittdiagramm eines fünften Schritts, der 7 entspricht.
    • [12] 12 ist ein Querschnittdiagramm eines sechsten Schritts, der 7 entspricht.
    • [13] 13 ist ein Querschnittdiagramm eines siebten Schritts, der 7 entspricht.
    • [14] 14 ist ein Querschnittdiagramm eines achten Schritts, der 7 entspricht.
    • [15] 15 ist ein Querschnittdiagramm eines neunten Schritts, der 7 entspricht.
    • [16] 16 ist ein Querschnittdiagramm eines zehnten Schritts, der 7 entspricht.
    • [17] 17 ist ein Querschnittdiagramm eines elften Schritts, der 7 entspricht.
    • [18] 18 ist ein Querschnittdiagramm eines zwölften Schritts, der 7 entspricht.
    • [19] 19 ist ein Querschnittdiagramm eines dreizehnten Schritts, der 7 entspricht.
    • [20] 20 ist ein Querschnittdiagramm eines vierzehnten Schritts, der 7 entspricht.
    • [21] 21 ist ein Querschnittdiagramm eines fünfzehnten Schritts, der 7 entspricht.
    • [22] 22 ist ein Querschnittdiagramm eines sechzehnten Schritts, der 7 entspricht.
    • [23] 23 ist eine vergrößerte Draufsicht eines äußeren Anschlusses und eines Isolators gemäß einem Modifikationsbeispiel für die erste Ausführungsform, die 6 entspricht.
    • [24] 24 ist ein Längsquerschnittskonfigurationsdiagramm eines Peripheriegebiets in einer Festkörperbildgebungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, das 4 entspricht.
    • [25] 25 ist eine vergrößerte Draufsicht eines äußeren Anschlusses und eines Isolators, der in dem Peripheriegebiet in der in 24 dargestellten Festkörperbildgebungsvorrichtung vorgesehen ist, das 4 entspricht.
    • [26] 26 ist ein Längsquerschnittskonfigurationsdiagramm eines Peripheriegebiets in einer Festkörperbildgebungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, das 4 entspricht.
    • [27] 27 ist eine vergrößerte Draufsicht eines äußeren Anschlusses und eines Isolators, der in dem Peripheriegebiet in der in 26 dargestellten Festkörperbildgebungsvorrichtung vorgesehen ist, das 4 entspricht.
    • [28] 28 ist ein Längsquerschnittskonfigurationsdiagramm eines Peripheriegebiets in einer Festkörperbildgebungsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, das 4 entspricht.
    • [29] 29 ist eine vergrößerte Draufsicht eines äußeren Anschlusses und eines Isolators, der in dem Peripheriegebiet in der in 28 dargestellten Festkörperbildgebungsvorrichtung vorgesehen ist, das 4 entspricht.
    • [30] 30 ist ein Längsquerschnittskonfigurationsdiagramm eines Peripheriegebiets in einer Festkörperbildgebungsvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, das 4 entspricht.
    • [31] 31 ist eine vergrößerte Draufsicht eines äußeren Anschlusses und eines Isolators, der in dem Peripheriegebiet in der in 30 dargestellten Festkörperbildgebungsvorrichtung vorgesehen ist, das 4 entspricht.
    • [32] 32 ist ein Längsquerschnittskonfigurationsdiagramm eines Peripheriegebiets in einer Festkörperbildgebungsvorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, das 4 entspricht.
    • [33] 33 ist ein Längsquerschnittskonfigurationsdiagramm eines Peripheriegebiets in einer Festkörperbildgebungsvorrichtung gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, das 4 entspricht.
    • [34] 34 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für eine schematische Konfiguration eines Fahrzeugsteuersystems zeigt.
    • [35] 35 ist ein Diagramm zum Unterstützen der Erläuterung eines Beispiels für Installationspositionen eines Fahrzeugaußenbereichsinformationsdetektionsabschnitts und eines Bildgebungsabschnitts.
    • [36] 36 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für eine schematische Konfiguration eines endoskopischen Operationssystems zeigt.
    • [37] 37 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für eine funktionale Konfiguration eines Kamerakopfes und einer Kamerasteuereinheit (CCU) zeigt. Durchführungsweisen der Erfindung
  • Es werden nunmehr Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben. Es sei darauf hingewiesen, dass die Beschreibung in der folgenden Reihenfolge erfolgt
  • 1. Erste Ausführungsform
  • Eine erste Ausführungsform beschreibt ein Beispiel, in dem die vorliegende Technologie auf eine Festkörperbildgebungsvorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung einer Festkörperbildgebungsvorrichtung angewandt wird.
  • 2. Zweite Ausführungsform
  • Eine zweite Ausführungsform beschreibt ein Beispiel, in dem eine planare Form eines Isolators in der Festkörperbildgebungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform geändert ist.
  • 3. Dritte Ausführungsform
  • Eine dritte Ausführungsform beschreibt ein Beispiel, in dem eine Querschnittsstruktur und die planare Form des Isolators in der Festkörperbildgebungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform geändert sind.
  • 4. Vierte Ausführungsform
  • Eine vierte Ausführungsform beschreibt ein Beispiel, in dem die Querschnittsstruktur und die planare Form des Isolators in der Festkörperbildgebungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform geändert sind.
  • 5. Fünfte Ausführungsform
  • Eine fünfte Ausführungsform beschreibt ein Beispiel, in dem die Querschnittsstruktur und die planare Form des Isolators in der Festkörperbildgebungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform geändert sind.
  • 6. Sechste Ausführungsform
  • Eine sechste Ausführungsform beschreibt ein Beispiel, in dem die Querschnittsstruktur und die planare Form des Isolators in der Festkörperbildgebungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform geändert sind.
  • 7. Siebte Ausführungsform
  • Eine siebte Ausführungsform beschreibt ein Beispiel, in dem die Querschnittsstruktur und die planare Form des Isolators in der Festkörperbildgebungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform geändert sind.
  • 8. Anwendungsbeispiel für einen mobilen Körper
  • Es wird ein Beispiel beschrieben, in dem die vorliegende Technologie auf ein Fahrzeugsteuersystem, das ein Beispiel für ein Steuersystem eines mobilen Körpers ist, angewandt wird.
  • 9. Anwendungsbeispiel für ein endoskopisches Operationssystem
  • Es wird ein Beispiel beschrieben, in dem die vorliegende Technologie auf ein endoskopisches Operationssystem angewandt wird.
  • 10. Andere Ausführungsformen
  • Es sei hier darauf hingewiesen, dass eine in den Zeichnungen angemessen dargestellte Richtung von Pfeil X der Einfachheit halber eine planare Richtung einer auf einer flachen Oberfläche montierten Festkörperbildgebungsvorrichtung 1 anzeigt. Eine Richtung von Pfeil Y zeigt eine eine andere planare Richtung an, die orthogonal zur Richtung von Pfeil X verläuft. Darüber hinaus zeigt eine Richtung von Pfeil Z eine nach oben verlaufende Richtung an, die orthogonal zu der Richtung von Pfeil X und der Richtung von Pfeil Y verläuft. Das heißt, die Richtung von Pfeil X, der Richtung von Pfeil Y und die Richtung von Pfeil Z fallen jeweils genau mit einer Richtung der x-Achse, eine Richtung der y-Achse und einer Richtung der z-Achse in einem dreidimensionalen Koordinatensystem zusammen. Es sei darauf hingewiesen, dass diese Richtungen zum besseren Verständnis der Beschreibung dargestellt sind und die für die vorliegende Technologie verwendeten Richtungen nicht einschränken sollen.
  • <1. Erste Ausführungsform>
  • Unter Bezugnahme auf die 1 bis 22 werden hier nunmehr die Festkörperbildgebungsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung und ein Verfahren zur Herstellung der Festkörperbildgebungsvorrichtung 1 beschrieben.
  • [Konfiguration der Festkörperbildgebungsvorrichtung 1]
  • (1) Layoutkonfiguration der Festkörperbildgebungsvorrichtung 1 in Draufsicht.
  • 1 ist ein schematisches Konfigurationsbeispiel für die Festkörperbildgebungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung in Draufsicht. Wie in 1 dargestellt ist, weist die Festkörperbildgebungsvorrichtung 1 ein Pixelgebiet 2 und ein Peripheriegebiet 3 auf. Die Festkörperbildgebungsvorrichtung 1 ist zu einer rechteckigen planaren Form gebildet, wie in der Richtung von Pfeil Z gesehen (nachfolgend einfach als „wie in einer Draufsicht gesehen“ bezeichnet). Das Pixelgebiet 2 ist an einem mittleren Teil auf einer Oberfläche auf der Lichteinfallsseite der Festkörperbildgebungsvorrichtung 1 vorgesehen. In dem Pixelgebiet 2 sind mehrere Pixel 20, die einfallendes Licht in elektrische Signale umwandeln, in einer Matrix angeordnet.
  • Das Peripheriegebiet 3 ist auf der Oberfläche der Festkörperbildgebungsvorrichtung 1 an einem Peripherieteil, der sich außerhalb des Pixelgebiets 2 befindet, vorgesehen. In dem Peripheriegebiet 3 sind Kopplungsgebiete 35 an Positionen auf der Oberseite des Flächengebildes, der Unterseite des Flächengebildes und der linken Seite des Flächengebildes bezüglich des Pixelgebiets 2 vorgesehen. Auf der der Lichteinfallsseite der Festkörperbildgebungsvorrichtung 1 gegenüberliegenden Seite ist ein dritter Basiskörper 300 verbunden (siehe 3). In dem dritten Basiskörper 300 ist eine Peripherieschaltung vorgesehen. Die Kopplungsgebiete 35 sind dazu vorgesehen, als Teile zum Miteinanderkoppeln des Pixelgebiets 2 und der Peripherieschaltung zu dienen.
  • Im Peripheriegebiet 3 sind äußere Anschlüsse (Bonding-Pads) 324 an Positionen auf der rechten Seite des Flächengebildes bezüglich des Pixelgebiets 2 vorgesehen. Hier sind drei Anschlüsse 324 in gleichen Abständen in der Richtung von Pfeil Y vorgesehen und in der Richtung von Pfeil X in einer einzigen Spalte ausgerichtet. Eine Oberfläche jedes der äußeren Anschlüsse 324 liegt in einer Öffnung (Bonding-Öffnung) 4 frei, die durch Abwärtsgraben in einer Halbleiterschicht, einer Isolierschicht und dergleichen in einer Dickenrichtung gebildet ist. Die äußeren Anschlüsse 324 sind jeweils zur elektrischen Kopplung mit einem Draht 8 konfiguriert (siehe 4). In mindestens einem Teil eines Außenumfangs einer Seitenfläche der Öffnung 4 ist ein Isolator 5, der einen Isolationsstrukturkörper (Pad-Umfangsschutzring) bildet, so vorgesehen, dass er die Öffnung 4 umgibt. Eine detaillierte Struktur des Isolators 5 wird später beschrieben.
  • Ein Schutzring (Chipumfangsschutzring) 6 ist an einem äußersten Umfang des Peripheriegebiets 3 in der Festkörperbildgebungsvorrichtung 1 vorgesehen. Des Weiteren ist ein Zerteilungsgebiet 7 außerhalb des Schutzrings 6 vorgesehen.
  • (2) Schaltungskonfiguration des Pixels 20 und der Pixelschaltung 24
  • Wie in 2 dargestellt ist, beinhaltet ein Pixel 20 eine Reihenschaltung, die eine Fotodiode 21 und einen Transfertransistor 22 beinhaltet. Ein Anodenanschluss der Fotodiode 21 ist mit einem Bezugspotenzial GND gekoppelt. Ein Kathodenanschluss der Fotodiode 21 ist mit einem Anschluss des Transfertransistors 22 gekoppelt. Die Fotodiode 21 wandelt das von außerhalb der Festkörperbildgebungsvorrichtung 1 einfallende Licht in ein elektrisches Signal um. Ein weiterer Anschluss des Transfertransistors 22 ist mit einer Pixelschaltung 24 gekoppelt. Ein Steueranschluss des Transfertransistors 22 ist mit einer horizontalen Signalleitung 23 gekoppelt.
  • Die Pixelschaltung 24 beinhaltet einen Umwandlungsverstärkungsschalttransistor 25 mit floatender Diffusion (FD-Umwandlungsverstärkungsschalttransistor), einen Rücksetztransistor 26, einen Verstärkungstransistor 27 und einen Auswahltransistor 28. Der andere Anschluss des Transfertransistors 22 ist mit einem Anschluss des FD-Umwandlungsverstärkungsschalttransistors 25 und einem Steueranschluss des Verstärkertransistors 27 gekoppelt. Ein weiterer Anschluss des FD-Umwandlungsverstärkungsschalttransistors 25 ist mit einem Anschluss des Rücksetztransistors 26 gekoppelt. Ein weiterer Anschluss des Rücksetztransistors 26 ist mit einem Stromversorgungspotenzial VDD gekoppelt. Ein Anschluss des Verstärkertransistors 27 ist mit einem Anschluss des Auswahltransistors 28 gekoppelt. Ein weiterer Anschluss des Verstärkungstransistors 27 ist mit einem Stromversorgungspotenzial VDD gekoppelt. Ein weiterer Anschluss des Auswahltransistors 28 ist mit einer vertikalen Signalleitung 29 gekoppelt.
  • (3) Struktur im Pixelgebiet 2
  • Wie in 3 dargestellt ist, beinhaltet die Festkörperbildgebungsvorrichtung 1 einen ersten Basiskörper 100, einen zweiten Basiskörper 200 und den dritten Basiskörper 300, die gestapelt sind. Der erste Basiskörper 100 ist auf dem zweiten Basiskörper 200 gestapelt und damit verbunden. Der zweite Basiskörper 200 ist auf dem dritten Basiskörper 300 gestapelt und damit verbunden.
  • Der erste Basiskörper 100 beinhaltet eine erste Halbleiterschicht 110 und eine erste Verdrahtungsschicht 120, die auf der Seite des zweiten Basiskörpers 200 der ersten Halbleiterschicht 110 vorgesehen sind. Die erste Halbleiterschicht 110 beinhaltet einkristallines Silicium (Si).
  • Im Pixelgebiet 2 ist das Pixel 20 in der ersten Halbleiterschicht 110 gebildet. Die Fotodiode 21 im Pixel 20 weist ein n-Halbleitergebiet 111 und ein p-Halbleitergebiet 112 auf. Das n-Halbleitergebiet 111 ist auf der Lichteinfallsseite der ersten Halbleiterschicht 110 vorgesehen und dient als der Kathodenanschluss. Das p-Halbleitergebiet 112 ist auf der Seite des zweiten Basiskörpers 200 der ersten Halbleiterschicht 110 vorgesehen und dient als der Anodenanschluss. Das p-Halbleitergebiet 112 ist als ein p-Wannengebiet konfiguriert. Der Transfertransistor 22 in dem Pixel 20 weist das n-Halbleitergebiet 111, ein n-Halbleitergebiet 113 und eine Elektrode 114 auf. Das n-Halbleitergebiet 111 wird von dem Kathodenanschluss der Fotodiode 21 geteilt und ist als der eine Anschluss des Transfertransistors 22 konfiguriert Das n-Halbleitergebiet 113 ist auf der Seite des zweiten Basiskörpers 200 des p-Halbleitergebiets 112 vorgesehen und ist als der andere Anschluss des Transfertransistors 22 konfiguriert. Die Elektrode 114 ist dahingehend gebildet, dass sie das p-Halbleitergebiet 112 von einem Oberflächenteil auf der Seite des zweiten Basiskörpers 200 des p-Halbleitergebiets 112 durchdringt und das n-Halbleitergebiet 111 erreicht. Die Elektrode 114 ist als der Steueranschluss des Transfertransistors 22 konfiguriert. Die Elektrode 114 beinhaltet zum Beispiel polykristallines Silicium (Si).
  • Des Weiteren ist in dem Oberflächenteil auf der Seite des zweiten Basiskörpers 200 des p-Halbleitergebiets 112 ein p-Halbleitergebiet 115 vorgesehen, das eine höhere Störstellendichte und eine geringere Tiefe als das p-Halbleitergebiet 112 aufweist. Das p-Halbleitergebiet 115 wird als Wannenkontaktgebiet verwendet und führt das Bezugspotenzial GND zu
  • In dem Pixelgebiet 2 ist ein Pixelisolationsgebiet 130, das die Pixel 20 elektrisch und optisch voneinander isoliert, zwischen den Pixeln 20 in der ersten Halbleiterschicht 110 vorgesehen. Obgleich dies nicht dargestellt ist, ist das Pixelisolationsgebiet 130, in Draufsicht gesehen, in einem Gitter ausgebildet. Das Pixelisolationsgebiet 130 beinhaltet hier einen Graben 131, ein Pinning-Gebiet 132, einen Isolierfilm 133 und einen Lichtabschirmungsfilm 134.
  • Der Graben 131 ist dahingehend ausgebildet, dass er die erste Halbleiterschicht 110 von der Lichteinfallsseite zu der Seite des zweiten Basiskörpers 200 in der Dickenrichtung durchdringt. Das heißt, das Pixelisolationsgebiet 130 ist so gebildet, dass es eine vollständige Grabenisolationsstruktur aufweist. Es sei darauf hingewiesen, dass der Graben 131 so gebildet sein kann, dass er eine tiefe Grabenisolationsstruktur aufweist, die die erste Halbleiterschicht 110 nicht durchdringt. Das Pinning-Gebiet 132 ist entlang einer Innenwand des Grabens 131 gebildet. Das Pinning-Gebiet 132 beinhaltet eine feste negative elektrische Isoliermaterialhalteladung und kann das Auftreten eines Dunkelstroms unterdrücken. Zum Beispiel beinhaltet das Pinning-Gebiet 132 Hafniumoxid (HfO), Zirconoxid (ZrO), Aluminiumoxid (AlO), Titanoxid (TiO) oder Tantaloxid (TaO). Der Isolierfilm 133 ist entlang der Innenwand des Grabens 131 mit dazwischen angeordnetem Pinning-Gebiet 132 gebildet. Der Isolierfilm 133 beinhaltet zum Beispiel Siliciumoxid (SiO). Der Lichtabschirmungsfilm 134 ist in dem Graben 131 mit dazwischen angeordneten Isolierfilmen 133 vergraben. Der Lichtabschirmungsfilm 134 beinhaltet zum Beispiel Wolfram (W) oder polykristallines Silicium.
  • Die erste Verdrahtungsschicht 120 beinhaltet die oben beschriebene Elektrode 114, einen ersten Elektrodenanschluss 121, einen zweiten Elektrodenanschluss 122 und eine Isolationsschicht 123. Der erste Elektrodenanschluss 121 ist unter dem Pixelisolationsgebiet 130 auf der Seite des zweiten Basiskörpers 200 der ersten Halbleiterschicht 110 vorgesehen. Der erste Elektrodenanschluss 121 ist mit dem n-Halbleitergebiet 113 im Transfertransistor 22 gekoppelt. Der erste Elektrodenanschluss 121 beinhaltet zum Beispiel polykristallines Silicium (Si). Der zweite Elektrodenanschluss 122 ist unter dem Pixelisolationsgebiet 130 auf der Seite des zweiten Basiskörpers 200 der ersten Halbleiterschicht 110 vorgesehen. Der zweite Elektrodenanschluss 122 ist mit dem p-Halbleitergebiet 115 gekoppelt. Der zweite Elektrodenanschluss 122 ist in der gleichen elektrisch leitenden Schicht wie die, in der der erste Elektrodenanschluss 121 gebildet ist, gebildet und beinhaltet das gleiche elektrisch leitende Material wie der erste Elektrodenanschluss 121. Die Isolationsschicht 123 ist durch Stapeln beispielsweise eines Siliciumoxidfilms und eines Siliciumnitridfilms (SiN-Films) gebildet.
  • Der zweite Basiskörper 200 beinhaltet eine zweite Halbleiterschicht 210, die mit der ersten Verdrahtungsschicht 120 im ersten Basiskörper 100 und einer zweiten Verdrahtungsschicht 220, die auf der Seite des dritten Basiskörpers 300 der zweiten Halbleiterschicht 210 vorgesehen ist, verbunden ist. Die zweite Halbleiterschicht 210 beinhaltet einkristallines Silicium (Si).
  • Im Pixelgebiet 2 ist die Pixelschaltung 24 in der zweiten Halbleiterschicht 210 gebildet. 3 stellt den FD-Umwandlungsverstärkungsschalttransistor 25 und den Verstärkungstransistor 27 in der Pixelschaltung 24 dar. Der Rücksetztransistor 26 und der Auswahltransistor 28 sind nicht dargestellt. Die zweite Halbleiterschicht 210 weist ein p-Halbleitergebiet 211 auf. Das p-Halbleitergebiet 211 ist dazu konfiguriert, als ein Wannengebiet zu dienen. Der FD-Umwandlungsverstärkungsschalttransistor 25 beinhaltet ein Paar n-Halbleitergebiete 212 und eine Elektrode 221. Die n-Halbleitergebiete 212 sind in einem Oberflächenteil auf der Seite des dritten Basiskörpers 300 jedes der p-Halbleitergebiete 211 vorgesehen und sind dazu konfiguriert, als der eine Anschluss und der andere Anschluss zu dienen. Die Elektrode 221 ist auf einer Oberfläche auf der Seite des dritten Basiskörpers 300 der p-Halbleitergebiete 211 vorgesehen und ist dazu konfiguriert, als ein Steueranschluss zu dienen. Die Elektrode 221 beinhaltet zum Beispiel polykristallines Silicium. Der Verstärkungstransistor 27 beinhaltet ein Paar n-Halbleitergebiete, die nicht dargestellt sind, und eine Elektrode 222. Die n-Halbleitergebiete 212 sind in dem Oberflächenteil der p-Halbleitergebiete 211 ähnlich wie die n-Halbleitergebiete 212 vorgesehen und sind dazu konfiguriert, als der eine Anschluss und der andere Anschluss zu dienen. Die Elektrode 222 weist einen Teil in der gleichen elektrisch leitenden Schicht wie der, in der die Elektrode 221 gebildet ist, auf und ist dazu konfiguriert, als der Steueranschluss zu dienen.
  • Des Weiteren ist ein p-Halbleitergebiet 213 in einem Oberflächenteil auf der Seite des dritten Basiskörpers 300 der zweiten Halbleiterschicht 210 vorgesehen. Das p-Halbleitergebiet 213 wird als Wannenkontaktgebiet ähnlich wie das p-Halbleitergebiet 115 verwendet.
  • Des Weiteren ist zwischen dem n-Halbleitergebiet 212 und dem p-Halbleitergebiet 213 ein Elementisolator 214 im Oberflächenteil der zweiten Halbleiterschicht 210 vorgesehen. Obgleich jegliche Symbole weggelassen sind, beinhaltet der Elementisolator 214 einen von einer Oberfläche auf der Seite des dritten Basiskörpers 300 des p-Halbleitergebiets 211 aus zu der Seite des ersten Basiskörpers 100 gebildeten Graben und einen in dem Graben vergrabenen Isolationskörper.
  • Die zweite Verdrahtungsschicht 220 beinhaltet die Elektrode 221 und die Elektrode 222, die oben beschrieben sind, Drähte 223 in mehreren Schichten und eine Isolationsschicht 224. Die Drähte 223 sind auf einer Oberfläche auf der Seite des dritten Basiskörpers 300 der zweiten Halbleiterschicht 210 vorgesehen. Obgleich die Anzahl von Verdrahtungsschichten nicht begrenzt ist, sind die Drähte 223 hier in vier Schichten vorgesehen. Die Drähte 223 in den jeweiligen Verdrahtungsschichten sind unter Verwendung von Steckerdrähten, für die Symbole weggelassen sind, miteinander gekoppelt. Die Isolationsschicht 224 ist durch Stapeln beispielsweise eines Siliciumoxidfilms und eines Siliciumnitridfilms gebildet.
  • An einer Position, die dem Pixelisolationsgebiet 130 entspricht, ist ein vollständiger Grabenbereich 230 in der zweiten Halbleiterschicht 210 vorgesehen. Der vollständige Grabenbereich 230 beinhaltet einen Isolationskörper 231, ein Durchgangsloch (Via-Loch) 232 und einen Durchgangsdraht 233. Der vollständige Grabenbereich 230 bildet einen Schaltungsisolator, der Elemente in der Pixelschaltung 24 elektrisch voneinander isoliert. Der Isolationskörper 231 ist in einem Gebiet, in dem Halbleiterelemente wie beispielsweise der FD-Umwandlungsverstärkungsschalttransistor 25 nicht vorgesehen sind, in der zweiten Halbleiterschicht 210 vorgesehen. Der Isolationskörper 231 ist in einem gesamten Gebiet in der Dickenrichtung der zweiten Halbleiterschicht 210 gebildet. Das Durchgangsloch 232 ist dahingehend gebildet, dass es den Isolationskörper 231 in der Dickenrichtung durchdringt. Der Durchgangsdraht 233 ist in dem Durchgangsloch 232 vorgesehen. Eine Seite auf der Seite des ersten Basiskörpers 100 des Durchgangsdrahts 233 erreicht den ersten Elektrodenanschluss 121 in der ersten Verdrahtungsschicht 120 und ist mit dem ersten Elektrodenanschluss 121 gekoppelt. Eine Seite auf der Seite des dritten Basiskörpers 300 des Durchgangsdrahts 233 ist mit dem Draht 223 gekoppelt, der der zweiten Halbleiterschicht 210 am nächsten ist. Der Durchgangsdraht 233 enthält zum Beispiel Wolfram. Eine Seite auf der Seite des ersten Basiskörpers 100 eines anderen Durchgangsdrahts 233 erreicht des Weiteren den zweiten Elektrodenanschluss 122 in der ersten Verdrahtungsschicht 120 und ist mit dem zweiten Elektrodenanschluss 122 gekoppelt.
  • Ein Anschluss 225 ist auf der Seite des dritten Basiskörpers 300 der zweiten Verdrahtungsschicht 220 vorgesehen. Der Anschluss 225 ist mit einem Anschluss 325 in dem dritten Basiskörper 300 mechanisch verbunden und ist mit dem Anschluss 325 elektrisch gekoppelt. Der Anschluss 225 enthält zum Beispiel Kupfer (Cu).
  • Der dritte Basiskörper 300 beinhaltet ein Substrat 30 und eine dritte Verdrahtungsschicht 320, die auf der Seite des zweiten Basiskörpers 200 des Substrats 30 vorgesehen ist. Als das Substrat 30 wird ein einkristallines Siliciumsubstrat verwendet. In einem Oberflächenteil auf der Seite des zweiten Basiskörpers 200 des Substrats 30 ist ein Transistor 31 vorgesehen, der eine Peripherieschaltung bildet. Obgleich eine genaue Beschreibung weggelassen ist, beinhaltet die Peripherieschaltung beispielsweise einen Eingabeteil, eine Zeitsteuerung, einen Zeilentreiber, einen Spaltensignalprozessor, einen Bildsignalprozessor und einen Ausgabeteil.
  • Der Transistor 31 beinhaltet ein Paar n-Halbleitergebiete 311 und eine Elektrode 321. Das Paar n-Halbleitergebiete 311 ist im Oberflächenteil des Substrats 30 vorgesehen und ist dazu konfiguriert, als ein Source-Anschluss und ein Drain-Anschluss zu dienen. Die Elektrode 321 ist dazu konfiguriert, als ein Steueranschluss zu dienen. Der in 3 dargestellte Transistor 31 ist ein n-Feldeffekttransistor mit isoliertem Gate. Obgleich dies nicht dargestellt ist, ist ein p-Feldeffekttransistor mit isoliertem Gate im Oberflächenteil des Substrats 30 vorgesehen.
  • Im Oberflächenteil des Substrats 30 ist zwischen den benachbarten Transistoren 31 ein Elementisolator 32 vorgesehen. Der Elementisolator 32 beinhaltet einen von einer Oberfläche des Substrats 30 aus in einer Tiefenrichtung gebildeten Graben und einen in dem Graben vergrabenen Isolationskörper. Ein Symbol für den Graben ist weggelassen, und ein Symbol für den Isolationskörper ist weggelassen.
  • Die dritte Verdrahtungsschicht 320 beinhaltet die oben beschriebene Elektrode 321, Drähte 322 in mehreren Schichten und eine Isolationsschicht 323. Die Drähte 322 sind auf einer Oberfläche auf der Seite des zweiten Basiskörpers 200 des Substrats 30 vorgesehen. Obgleich die Anzahl von Verdrahtungsschichten nicht begrenzt ist, sind die Drähte 322 hier in vier Schichten vorgesehen. Die Drähte 322 in den jeweiligen Verdrahtungsschichten sind unter Verwendung von Steckerdrähten, für die Symbole weggelassen sind, miteinander gekoppelt. Die Isolationsschicht 323 ist durch Stapeln beispielsweise eines Siliciumoxidfilms und eines Siliciumnitridfilms gebildet.
  • Der Anschluss 325 ist auf der Seite des zweiten Basiskörpers 200 der dritten Verdrahtungsschicht 320 vorgesehen. Der Anschluss 325 ist mit dem Anschluss 225 im zweiten Basiskörper 200 gekoppelt. Der Anschluss 325 enthält zum Beispiel Kupfer.
  • Im Pixelgebiet 2 in der wie oben beschrieben konfigurierten Festkörperbildgebungsvorrichtung 1 sind ein Ladungsfixierfilm 140, ein Isolierfilm 150 und eine Lichtempfangslinse 160 nacheinander auf einer Oberfläche der Lichteinfallsseite des ersten Basiskörpers 100 vorgesehen. Des Weiteren ist ein Lichtabschirmungsfilm 135 in dem Pixelisolationsgebiet 130 vorgesehen. Der Lichtabschirmungsfilm 135 beinhaltet zum Beispiel Wolfram.
  • (4) Struktur im Peripheriegebiet 3 (äußere Anschlüsse 324, Öffnungen 4 und Isolatoren 5)
  • In dem in 1 dargestellten Peripheriegebiet 3 sind die äußeren Anschlüsse 324, die Öffnungen 4 und die Isolatoren 5 vorgesehen, wie in den 4 bis 6 dargestellt ist.
  • Bei der ersten Ausführungsform sind die äußeren Anschlüsse 324 in der gleichen elektrisch leitenden Schicht wie die, in der der am nächsten zum ersten Basiskörper 100 gelegene Draht 322 in der dritten Verdrahtungsschicht 320 in dem dritten Basiskörper 300 gebildet ist, gebildet und enthalten das gleiche elektrisch leitende Material wie der Draht 322. Die äußeren Anschlüsse 324 enthalten zum Beispiel Aluminium (Al) als Hauptbestandteil. Wie in 6 dargestellt ist, sind die äußeren Anschlüsse 324, wie in einer Draufsicht gesehen, jeweils in einer rechteckigen Form, insbesondere einer quadratischen Form, gebildet.
  • Von der Oberfläche auf der Lichteinfallsseite des ersten Basiskörpers 100 sind die Öffnungen 4 jeweils durch Abwärtsgraben und Durchdringen des ersten Basiskörpers 100, des zweiten Basiskörpers 200 und eines Teils der Isolationsschicht 323 im dritten Basiskörper 300 zum Freilegen der Oberfläche des äußeren Anschlusses 324 gebildet. Die Öffnungen 4 sind, wie in einer Draufsicht gesehen, jeweils in einer rechteckigen Form gebildet, die eine kleinere Größe als eine Konturform des äußeren Anschlusses 324 aufweist.
  • Die Isolatoren 5 beinhalten jeweils einen ersten Isolator 51 und einen zweiten Isolator 52. Der erste Isolator 51 ist in der ersten Halbleiterschicht 110 im ersten Basiskörper 100 vorgesehen. Der erste Isolator 51 beinhaltet einen Graben 511, ein Pinning-Gebiet 512, einen Isolierfilm 513 und einen Lichtabschirmungsfilm 514. Der Graben 511 ist dahingehend vorgesehen, dass er einen gesamten Außenumfang der Öffnung 4 umgibt, und ist dahingehend gebildet, dass er die erste Halbleiterschicht 110 in der Dickenrichtung durchdringt. Mit Ausnahme eines Eckteils der Öffnung 4 ist ein Abstand vom Graben 511 zu einer Innenwand der Öffnung 4 konstant. In einer Draufsicht gesehen, ist der Graben 511 in einer Rechteckform gebildet, die den Außenumfang der Öffnung 4 umgibt. Das Pinning-Gebiet 512 ist entlang einer Innenwand des Grabens 511 gebildet. Der Isolierfilm 513 ist entlang der Innenwand des Grabens 511 mit dazwischen angeordnetem Pinning-Gebiet 512 gebildet. Der Lichtabschirmungsfilm 514 ist in dem Graben 511 mit dem dazwischen angeordneten Isolierfilm 513 vergraben.
  • Der Graben 511, das Pinning-Gebiet 512, der Isolierfilm 513 und der Lichtabschirmungsfilm 514 im ersten Isolator 51 sind mit den gleichen Querschnittsstrukturen konfiguriert, wie jene des Grabens 131, des Pinning-Gebiets 132, des Isolierfilms 133 und des Lichtabschirmungsfilms 134 in dem Pixelisolationsgebiet 130. Darüber hinaus enthält das Pinning Gebiet 512 im ersten Isolator 51 das gleiche Material wie das Pinning-Gebiet 132 in den Pixelisolationsgebieten 130. Analog dazu enthält der Isolierfilm 513 das gleiche Material wie die Isolierfilme 133. Der Lichtabschirmungsfilm 514 enthält das gleiche Material wie die Lichtabschirmungsfilme 134. Analog zu dem Lichtabschirmungsfilm 135 in dem Pixelisolationsgebiet 130 ist des Weiteren ein Lichtabschirmungsfilm 515 auf einer Oberfläche der Lichteinfallsseite des ersten Isolators 51 vorgesehen. Es sei darauf hingewiesen, dass das Pinning-Gebiet 512 möglicherweise nicht im ersten Isolator 51 gebildet ist. Es ist möglicherweise nicht jeder Lichtabschirmungsfilm 514 im ersten Isolator 51 gebildet. Des Weiteren kann ein p-Halbleitergebiet entlang einer Seitenwand des Grabens 511 in der ersten Halbleiterschicht 110 gebildet sein. Es ist möglich, das p-Halbleitergebiet zum Beispiel mit einer Festphasendiffusionstechnologie oder Plasmadotierungstechnologie zu bilden.
  • Der zweite Isolator 52 ist in der zweiten Halbleiterschicht 210 im zweiten Basiskörper 200 vorgesehen. Der zweite Isolator 52 beinhaltet einen Isolationskörper 521, Gräben 522, vergrabene Körper 523 und einen Isolationskörper 524. Der Isolationskörper 521 ist dahingehend vorgesehen, dass er den gesamten Außenumfang der Öffnung 4 umgibt, und ist an einer Position gebildet, die näher als der erste Isolator 51 an der Öffnung 4 liegt. Der Isolationskörper 521 ist in einem gesamten Gebiet in der Dickenrichtung der zweiten Halbleiterschicht 210 gebildet. Die Gräben 522 sind dahingehend gebildet, dass sie den Isolationskörper 521 in der Dickenrichtung durchdringen, und sind dahingehend vorgesehen, dass sie den gesamten Außenumfang der Öffnung 4 umgeben. In einer Draufsicht gesehen, sind die Gräben 522 jeweils in einer Rechteckform gebildet, die den Außenumfang der Öffnung 4 umgibt. Bei der ersten Ausführungsform sind die drei Gräben 522 in gleichen Abständen zwischen dem Isolator 51 und der Öffnung 4 vorgesehen. Die Gräben 522 sind nicht auf eine Anzahl von drei beschränkt. Es können ein, zwei, vier oder mehr Gräben 522 vorhanden sein. Die vergrabenen Körper 523 sind in den Gräben 522 vergraben. Der Isolationskörper 524 ist auf der Seite des ersten Basiskörpers 100 der vergrabenen Körper 523 vorgesehen und mit einer Seite gekoppelt. Es sei darauf hingewiesen, dass in tatsächlichen Fällen mehrere Isolierfilme zwischen dem Isolationskörper 524 und dem vergrabenen Körper 523 vorhanden sind. Die mehreren Isolierfilme sind jedoch mit einer Öffnung versehen. Der Isolationskörper 524 und die vergrabenen Körper 523 stehen somit über die Öffnung miteinander in Kontakt. Es sei darauf hingewiesen, dass Isolierfilme bereitgestellt werden können, um den Isolationskörper 524 und die vergrabenen Körper 523 voneinander zu isolieren.
  • Der Isolationskörper 521, die Gräben 522, die vergrabenen Körper 523 und der Isolationskörper 524 im zweiten Isolator 52 sind mit den gleichen Querschnittsstrukturen wie jene des Isolationskörpers 231, des Durchgangslochs 232, des Durchgangsdrahts 233 und der Elektrode 114 in dem vollständigen Grabenbereich 230 konfiguriert. Das heißt, der zweite Isolator 52 ist mit der gleichen Querschnittsstruktur wie die des vollständigen Grabenbereichs 230 konfiguriert (Schaltungsisolator). Darüber hinaus enthält das Isolationsgebiet 521 im zweiten Isolator 52 das gleiche Material wie der Isolationskörper 231 im vollständigen Grabenbereich 230. Analog dazu enthalten die vergrabenen Körper 523 das gleiche Material wie die Durchgangsdrähte 233. Der Isolationskörper 524 enthält das gleiche Material wie die Elektroden 114, d. h. enthält zum Beispiel polykristallines Silicium. Des Weiteren kann der Isolationskörper 524 das gleiche Material wie der erste Elektrodenanschluss 121 und der zweite Elektrodenanschluss 122 enthalten, d. h. kann zum Beispiel polykristallines Silicium enthalten. In einem Fall, in dem der Isolationskörper 524 eine elektrisch leitende Eigenschaft hat, sind der Isolationskörper 524 und die erste Halbleiterschicht 110 durch einen dazwischen angeordneten Isolationskörper elektrisch voneinander isoliert. Als solch ein zwischen dem Isolationskörper 524 und der ersten Halbleiterschicht 110 vorgesehener Isolationskörper kann zum Beispiel einen Siliciumoxidfilm verwendet werden, der eine Dicke von mehreren nm oder mehr und mehreren Dutzend nm oder weniger aufweist. Es sei darauf hingewiesen, dass der Isolationskörper 524 hier ein elektrisch leitendes Material wie zum Beispiel polykristallines Silicium enthält. Der Isolationskörper 524 kann jedoch ein Isolationsmaterial enthalten.
  • Wie in den 1, 4 und 5 dargestellt ist, ist der Isolator 5 für jeden der mehreren äußeren Anschlüsse 324 (die Öffnungen 4) vorgesehen. Das heißt, zwischen zwei benachbarten äußeren Anschlüssen 324 sind der um einen der äußeren Anschlüsse 324 vorgesehene Isolator 5 und der um den anderen der äußeren Anschlüsse 324 vorgesehene Isolator 5 vorgesehen.
  • Wie in 4 dargestellt ist, ist der äußere Anschluss 324 durch die Öffnung 4 mit dem Draht 8 gekoppelt. Für den Draht 8 werden zum Beispiel Gold(Au)-Drähte oder ein Kupferdraht verwendet. Es sei darauf hingewiesen, dass zwischen zwei benachbarten äußeren Anschlüssen 324 der um einen der zwei benachbarten äußeren Anschlüsse 324 vorgesehene Isolator 5 als der um den anderen der zwei benachbarten äußeren Anschlüsse 324 vorgesehene Isolator 5 verwendet werden kann (siehe 1 und 5). Das heißt, es ist möglich, einen Isolator 5 zwischen zwei benachbarten äußeren Anschlüssen 324 vorzusehen. Des Weiteren kann der Isolator 5 in einem Teil zwischen dem äußeren Anschluss 324 und dem Zerteilungsgebiet 7 eines Umfangs des äußeren Anschlusses 324 vorgesehen sein. In diesem Fall ist es möglich, das Entstehen eines Risses und von Absplittern aufgrund eines Zerteilungsschritts effektiv zu unterdrücken. Des Weiteren kann der Isolator 5 in einem Teil zwischen dem äußeren Anschluss 324 und dem Pixelgebiet 2 des Umfangs der äußeren Anschlüsse 324 vorgesehen sein. Selbst wenn der Draht 8 mit der Innenwand der Öffnung 4 in Kontakt kommt, kann in diesem Fall ein Leckphänomen in das Pixelgebiet 2 effektiv unterdrückt werden.
  • [Verfahren zur Herstellung einer Festkörperbildgebungsvorrichtung 1]
  • Das Verfahren zur Herstellung der Festkörperbildgebungsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform, insbesondere ein Verfahren zur Herstellung des Peripheriegebiets 3, beinhaltet die in den 7 bis 22 dargestellten folgenden Herstellungsschritte. Nachfolgend wird nunmehr das Verfahren zur Herstellung des Peripheriegebiets 3 ausführlich beschrieben.
  • (1) Herstellung des ersten Isolators 51 der Isolatoren 5
  • Wie in 7 dargestellt ist, wird zunächst die erste Halbleiterschicht 110, die als eine Basis des ersten Basiskörpers 100 dient, vorbereitet. Die erste Halbleiterschicht 110 ist zum Beispiel ein einkristallines Siliciumsubstrat (Wafer).
  • Wie in 8 dargestellt ist, wird in dem Peripheriegebiet 3 ein Teil des ersten Isolators 51 des Isolators 5 auf einem Oberflächenteil der ersten Halbleiterschicht 110 gebildet. Der Oberflächenteil der ersten Halbleiterschicht 110, auf dem der Teil des ersten Isolators 51 gebildet wird, befindet sich auf der der in den 4 und 5 dargestellten Lichteinfallsseite gegenüberliegenden Seite. Zunächst wird der Graben 511 durch den gleichen Schritt wie der Schritt des Bildens des Grabens 131 des Pixelisolationsgebiets 130 in dem Pixelgebiet 2 in dem ersten Isolator 51 gebildet. Um den Graben 511 zu bilden, werden eine Fotolithografietechnologie und eine Technologie des anisotropen Ätzens verwendet. In dem Pixelisolationsgebiet 130 werden nacheinander ein p-Halbleitergebiet, ein Isolierfilm und ein vergrabener Körper, die nicht dargestellt sind, gebildet. Durch den gleichen Schritt wie die Schritte werden in dem ersten Isolator 51 nacheinander das p-Halbleitergebiet 515, ein Isolierfilm 516 und ein vergrabener Körper 517 gebildet. Ein p-Halbleitergebiet 518 wird entlang mindestens einer Seitenwand des Grabens 511 in der ersten Halbleiterschicht 110 gebildet. Zur Bildung des p-Halbleitergebiets 518 wird zum Beispiel eine Festphasendiffusionstechnologie oder eine Plasmadotierungstechnologie verwendet. Auf der ersten Halbleiterschicht 110 wird der Isolierfilm 516 entlang der Seitenwand und einem Boden des Grabens 511 gebildet. Um die Isolierfilme 516 zu bilden, wird zum Beispiel eine Technologie der thermischen Oxidation verwendet. Der vergrabene Körper 517 wird auf den Isolierfilmen 516 im Graben 511 gebildet. Um den vergrabenen Körper 517 zu bilden, werden zum Beispiel eine Technologie der chemischen Abscheidung aus der Gasphase oder eine Atomlagenabscheidungstechnologie und eine Technologie des chemisch-mechanischen Polierens verwendet.
  • (2) Herstellung des zweiten Isolators 52 der Isolatoren 5
  • Wie in 9 dargestellt ist, wird in dem Peripheriegebiet 3 der Isolationskörper 524 des zweiten Isolators 52 auf einer Oberfläche der ersten Halbleiterschicht 110 gebildet. Der Isolationskörper 524 wird durch den gleichen Schritt wie ein Schritt des Bildens der Elektrode 114 im Pixelgebiet 2 gebildet. Es wird die Elektrode 114 gebildet, was die erste Verdrahtungsschicht 120 im ersten Basiskörper 100 im Wesentlichen abschließt.
  • Obgleich jegliche Symbole weggelassen sind, wird auf der Seitenwand des Isolationskörpers 524 ein Seitenwandabstandsstück gebildet, wie in 10 dargestellt ist. Des Weiteren wird ein Isolierfilm gebildet, der den Isolationskörper 524 und das Seitenwandabstandsstück bedeckt. Es sei darauf hingewiesen, dass in einem Fall, in dem der Isolationskörper 524 durch den gleichen Schritt wie ein Schritt des Bildens jedes von dem ersten Elektrodenanschluss 121 und dem zweiten Elektrodenanschluss 122 gebildet wird, kein Seitenwandabstandsstück gebildet wird.
  • Wie in 11 dargestellt ist, wird in dem Pixelgebiet 2 und dem Peripheriegebiet 3 die Isolationsschicht 123 auf der Oberfläche der ersten Halbleiterschicht 110 gebildet. Der Isolationskörper 524 wird durch die Isolationsschicht 123 bedeckt. Die Isolationsschicht 123 wird gebildet, wodurch der Basiskörper 100 fertiggestellt wird.
  • Wie in 12 dargestellt ist, wird die zweite Halbleiterschicht 210 mit der ersten Halbleiterschicht 110 mit dazwischen angeordneter Isolationsschicht 123 verbunden. Ähnlich wie die erste Halbleiterschicht 110 ist die zweite Halbleiterschicht 210 ein einkristallines Siliciumsubstrat (Wafer). Wie in 13 dargestellt ist, wird die zweite Halbleiterschicht 210 einem Polieren in der Dickenrichtung unterzogen. Die zweite Halbleiterschicht 210 wird somit gedünnt.
  • Wie in 14 dargestellt ist, wird in dem Peripheriegebiet 3 ein Gebiet entfernt, in dem der zweite Isolator 52 in der zweiten Halbleiterschicht 210 gebildet werden soll. In dem Gebiet, das dem Entfernen unterzogen wurde, wird der Isolationskörper 521 gebildet. Der Isolationskörper 521 wird über der Isolationsschicht 524 gebildet. Dann wird der Isolationskörper 521 durch den gleichen Schritt wie ein Schritt des Bildens des Isolationskörpers 231 in dem vollständigen Grabenbereich 230 gebildet.
  • In dem Peripheriegebiet 3 werden die Gräben 522, die eine Oberfläche des Isolationskörpers 524 erreichen, in dem Isolationskörper 521 gebildet. Die Gräben 522 werden durch eine Fotolithografietechnologie und eine Technologie des anisotropen Ätzens gebildet. Die Gräben 522 werden durch den gleichen Schritt wie ein Schritt des Bildens des Durchgangslochs 232 in dem vollständigen Grabenbereich 230 gebildet. Wie in 15 dargestellt ist, sind die vergrabenen Körper 523 in den Gräben 522 vergraben. Um die vergrabenen Körper 523 zu bilden, werden zum Beispiel eine Technologie der chemischen Abscheidung aus der Gasphase oder eine Atomlagenabscheidungstechnologie und eine Technologie des chemisch-mechanischen Polierens verwendet. Die vergrabenen Körper 523 werden durch den gleichen Schritt wie ein Schritt des Bildens des Durchgangslochs 233 in dem vollständigen Grabenbereich 230 gebildet. Die vergrabenen Körper 523 werden gebildet, wodurch der den Isolationskörper 521, die Gräben 522, die vergrabenen Körper 523 und den Isolationskörper 524 enthaltende zweite Isolator 52 fertiggestellt wird. Des Weiteren wird der zweite Isolator 52 fertiggestellt, wodurch der den ersten Isolator 51 und den zweiten Isolator 52 enthaltende Isolator 5 fertiggestellt wird.
  • Wie in 16 dargestellt ist, werden einige der Drähte 223 und ein Teil der Isolationsschicht 224 in der zweiten Verdrahtungsschicht 220 im zweiten Basiskörper 200 auf der Oberfläche der zweiten Halbleiterschicht 210 gebildet. Wie in 17 dargestellt ist, werden dann der Rest der Drähte 223 und ein restlicher Teil der Isolationsschicht 224 gebildet.
  • Wie in 18 dargestellt ist, wird des Weiteren der Anschluss 225 als eine oberste Schicht in der zweiten Verdrahtungsschicht 220 gebildet. Es wird der Anschluss 225 gebildet, wodurch der die zweite Halbleiterschicht 210 und die zweite Verdrahtungsschicht 220 enthaltende zweite Basiskörper 200 fertiggestellt wird.
  • (3) Herstellung des äußeren Anschlusses 324 und der Öffnung 4.
  • Als Nächstes werden der erste Basiskörper 100 und der zweite Basiskörper 200 vertikal umgedreht. Der zweite Basiskörper 200 wird dann auf dem dritten Basiskörper 300 gestapelt (siehe 19). Wie in 3 dargestellt ist, beinhaltet der dritte Basiskörper 300 das Substrat 30, auf dem der die Peripherieschaltung bildende Transistor 31 montiert ist. Die dritte Verdrahtungsschicht 320 wird auf einer Oberfläche des Substrats 30 vorgesehen. Der Anschluss 325 wird in einer obersten Schicht der dritten Verdrahtungsschicht 320 vorgesehen. Nach dem Stapeln des zweiten Basiskörpers 200 und des ersten Basiskörpers 100 auf dem dritten Basiskörper 300, wie in 19 dargestellt ist, wird der Anschluss 225 im zweiten Basiskörper 200 mit dem Anschluss 325 im dritten Basiskörper 300 verbunden.
  • Die erste Halbleiterschicht 110 im ersten Basiskörper 100 wird einem Polieren unterzogen. Somit wird die erste Halbleiterschicht 110 gedünnt (siehe 20). Die erste Halbleiterschicht 110 wird gedünnt, um den ersten Isolator 51 auf der Oberfläche der ersten Halbleiterschicht 110 freizulegen. Der vergrabene Körper 517 und der Isolierfilm 516 im ersten Isolator 51 werden dann selektiv entfernt. Wie in 20 dargestellt ist, werden dann nacheinander das Pinning-Gebiet 512, der Isolierfilm 513 und der Lichtabschirmungsfilm 514 in dem Graben 511 gebildet. Das Pinning-Gebiet 512, der Isolierfilm 513 und der Lichtabschirmungsfilm 514 im ersten Isolator 51 werden durch den gleichen Schritt wie ein Schritt des Bildens des Pinning-Gebiets 132, des Isolierfilms 133 und des Lichtabschirmungsfilms 134 in dem Pixelisolationsgebiet 130 gebildet. Des Weiteren wird der Ladungsfixierfilm 140 durch den gleichen Schritt wie ein Schritt des Bildens des Pinning-Gebiets 132 in dem Pixelisolationsgebiet 130 auf der Oberfläche auf der Lichteinfallsseite des ersten Basiskörpers 100 gebildet. Nach Beendigung der bisher beschriebenen Schritte ist der erste Isolator 51 fertiggestellt. Des Weiteren ist der die erste Halbleiterschicht 110 und die erste Verdrahtungsschicht 120 enthaltende erste Basiskörper 100 fertiggestellt.
  • Als Nächstes wird auf der Oberfläche der Lichteinfallsseite des ersten Basiskörpers 100 der Lichtabschirmungsfilm 515 auf dem ersten Isolator 51 in dem Isolator 5 gebildet (siehe 21). Der Lichtabschirmungsfilm 515 wird durch den gleichen Schritt wie ein Schritt des Bildens des Lichtabschirmungsfilms 135 auf dem Pixelisolationsgebiet 130 im Pixelgebiet 2 gebildet. Wie in 21 dargestellt ist, wird in dem Pixelgebiet 2 und dem Peripheriegebiet 3 der Isolierfilm 150 auf der Oberfläche auf der Lichteinfallsseite des ersten Basiskörpers 100 gebildet. Danach wird in dem Pixelgebiet 2 die Lichtempfangslinse 160 auf dem Isolierfilm 150 gebildet.
  • Wie in 22 dargestellt ist, wird die Öffnung 4 in einem von dem Isolator 5 im Peripheriegebiet 3 umgebenen Gebiet gebildet. Die Öffnung 4 durchdringt den ersten Basiskörper 100 und den zweiten Basiskörper 200 und erreicht die Oberfläche des auf dem dritten Basiskörper 300 vorgesehenen äußeren Anschlusses 324. In der Öffnung 4 liegt die Oberfläche des äußeren Anschlusses 324 frei.
  • Nach Beendigung der Reihe der bisher beschriebenen Herstellungsschritte ist die in den 1 und 3 bis 6 dargestellte Festkörperbildgebungsvorrichtung 1 fertiggestellt.
  • [Arbeitsweisen und Wirkungen]
  • Die Festkörperbildgebungsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform beinhaltet die erste Halbleiterschicht 110 und die zweite Halbleiterschicht 210, wie in den 1 bis 3 dargestellt. Die erste Halbleiterschicht 110 weist das Pixelgebiet 2, in dem die mehreren Pixel 20 angeordnet sind, und das Peripheriegebiet 3, das um das Pixelgebiet 2 herum vorgesehen ist, auf. Die zweite Halbleiterschicht 210 ist auf der der Lichteinfallsseite der Pixel 20 gegenüberliegenden Seite auf der ersten Halbleiterschicht 110 gestapelt und ist mit der mit den Pixeln 20 gekoppelten Pixelschaltung 24 versehen. Die Festkörperbildgebungsvorrichtung 1 beinhaltet ferner den äußeren Anschluss 324, den ersten Isolator 51 und den zweiten Isolator 52, wie in den 1 und 4 bis 6 dargestellt. Der äußere Anschluss 324 ist in der Öffnung 4 vorgesehen, die von dem Peripheriegebiet 3 in der ersten Halbleiterschicht 10 mit der zweiten Halbleiterschicht 210 kommuniziert. In der ersten Halbleiterschicht 110 ist der erste Isolator 51 in dem Peripheriegebiet 3 vorgesehen und umgibt mindestens einen Teil des Außenumfangs der Öffnung 4. Der zweite Isolator 52 ist in der zweiten Halbleiterschicht 210 in einem Gebiet vorgesehen, das dem Peripheriegebiet 3 entspricht, und umgibt mindestens einen Teil des Außenumfangs der Öffnung 4. Selbst wenn die Pixel 20 und die Pixelschaltung 24 gestapelt sind und die zweite Halbleiterschicht 210 auf der ersten Halbleiterschicht 110 gestapelt ist, ist dementsprechend der erste Isolator 51 in der ersten Halbleiterschicht 110 vorgesehen und ist der zweite Isolator 52 in der zweiten Halbleiterschicht 210 vorgesehen. In der Festkörperbildgebungsvorrichtung 1 ist es daher möglich, die Struktur des Isolators 5 leicht zu erreichen, die einen Isolationsstrukturkörper bildet.
  • Da der Isolator 5 in der Festkörperbildgebungsvorrichtung 1 vorgesehen ist, gewährleistet des Weiteren der erste Isolator 51 einen Isolationszustand der Drähte 8 bezüglich der Pixel 20 in der ersten Halbleiterschicht 110. Es ist daher möglich, ein Leckphänomen zwischen den Pixeln 20 und den Drähten 8 zu verhindern. In der zweiten Halbleiterschicht 210 gewährleistet der zweite Isolator 52 einen Isolationszustand der Drähte 8 bezüglich der Pixelschaltung 24. Es ist daher möglich, ein Leckphänomen zwischen der Pixelschaltung 24 und den Drähten zu verhindern. Des Weiteren verbessert der erste Isolator 51 die mechanische Festigkeit der ersten Halbleiterschicht 110. Der zweite Isolator 52 verbessert die mechanische Festigkeit der zweiten Halbleiterschicht 210. Es ist daher möglich, das Entstehen eines Risses aufgrund von Bonden der Drähte 8 und das Entstehen von Absplittern an einem Chipende aufgrund eines Zerteilungsprozesses zu unterdrücken.
  • Des Weiteren umgibt in der Festkörperbildgebungsvorrichtung 1, wie in den 1 und 6 dargestellt ist, der erste Isolator 51 den gesamten Außenumfang der Öffnung 4. Daher ist es möglich, die Isolationsleistung des ersten Isolators 51 zu verbessern, und es ist möglich, die mechanische Festigkeit der ersten Halbleiterschicht 110 weiter zu verbessern.
  • Des Weiteren umgibt in der Festkörperbildgebungsvorrichtung 1, wie in den 1 und 6 dargestellt ist, der zweite Isolator 52 den gesamten Außenumfang der Öffnung 4. Daher ist es möglich, die Isolationsleistung des zweiten Isolators 52 zu verbessern, und es ist möglich, die mechanische Festigkeit der zweiten Halbleiterschicht 210 weiter zu verbessern.
  • Des Weiteren wird in der Festkörperbildgebungsvorrichtung 1, wie in den 4 bis 6 dargestellt ist, der erste Isolator 51 an einer Position außerhalb einer Position, an der der zweite Isolator 52 vorgesehen ist, um die Öffnung 4 herum zentriert vorgesehen. Dementsprechend ist es möglich, die Isolationsleistung des zweiten Isolators 52 an einer Position nahe der Innenwand der Öffnung 4 zu verbessern, und es ist möglich, die mechanische Festigkeit der zweiten Halbleiterschicht 210 zu verbessern.
  • Des Weiteren weist in der Festkörperbildgebungsvorrichtung 1, wie in den 4 und 5 dargestellt ist, der erste Isolator 51 den Graben 511 (erster Graben) auf, der in der Dickenrichtung von der Lichteinfallsseite der ersten Halbleiterschicht 110 gebildet ist, und beinhaltet einen Isolationskörper (bei der ersten Ausführungsform das Pinning-Gebiet 512, den Isolierfilm 513 und den Lichtabschirmungsfilm 514), der im Graben 511 gebildet ist. Es ist daher möglich, die Struktur des ersten Isolators 51 in der ersten Halbleiterschicht 110 leicht zu erreichen. Ähnlich wie der Graben 131 im Pixelisolationsgebiet 130 durchdringt der Graben 511 im ersten Isolator 51 die erste Halbleiterschicht 110. Es ist daher möglich, die Struktur des ersten Isolators 51 leicht zu erreichen.
  • Des Weiteren beinhaltet in der Festkörperbildgebungsvorrichtung 1, wie in den 4 und 5 dargestellt ist, der zweite Isolator 52 die Gräben 522 (zweite Gräben), die in der Dickenrichtung von der Lichteinfallsseite der zweiten Halbleiterschicht 210 gebildet sind, den Isolationskörper 231 und elektrisch leitende Körper (bei der ersten Ausführungsform die vergrabenen Körper 523), die in den Gräben 522 gebildet sind. Es ist daher möglich, die Struktur des zweiten Isolators 52 in der zweiten Halbleiterschicht 210 leicht zu erreichen. Ähnlich wie das Durchgangsloch 232 im vollständigen Grabenbereich 230 durchdringen die Gräben 522 im zweiten Isolator 52 die zweite Halbleiterschicht 210. Es ist daher möglich, die Struktur des zweiten Isolators 52 leicht zu erreichen.
  • Des Weiteren beinhaltet die Festkörperbildgebungsvorrichtung 1 das Pixelisolationsgebiet 130, das um die Pixel 20 im Pixelgebiet 2 in der ersten Halbleiterschicht 110 vorgesehen ist, wie in den 3 bis 5 dargestellt ist. Das Pixelisolationsgebiet 130 isoliert die mehreren Pixel 20 voneinander. Der erste Isolator 51 ist dann durch die gleiche Struktur konfiguriert wie die des Pixelisolationsgebiets 130. Es ist daher möglich, die Struktur des ersten Isolators 51 in der ersten Halbleiterschicht 110 leicht zu erreichen.
  • Des Weiteren beinhaltet die Festkörperbildgebungsvorrichtung 1 den vollständigen Grabenbereich 230 (Schaltungsisolator), der die zweite Halbleiterschicht 210 in der Dickenrichtung in der Pixelschaltung 24 in der zweiten Halbleiterschicht 210 durchdringt, wie in den 3 bis 5 dargestellt ist. Der zweite Isolator 52 ist dann durch die gleiche Struktur konfiguriert wie die des Schaltungsisolators. Es ist daher möglich, die Struktur des zweiten Isolators 52 in der zweiten Halbleiterschicht 210 leicht zu erreichen.
  • Des Weiteren wird bei dem Verfahren zur Herstellung der Festkörperbildgebungsvorrichtung 1 das Pixelisolationsgebiet 130, das die Pixel 20 voneinander isoliert, zunächst um die mehreren Pixel 20 im Pixelgebiet 2 in der ersten Halbleiterschicht 110 gebildet (siehe 3). Durch den gleichen Schritt wie der Schritt des Bildens des Pixelisolationsgebiets 130, wie in 20 dargestellt, wird der erste Isolator 51 gebildet. Der erste Isolator 51 umgibt mindestens einen Teil des Außenumfangs der Öffnung 4, die mit dem im Peripheriegebiet 3 um das Pixelgebiet 2 herum vorgesehenen äußeren Anschluss 324 kommuniziert. Wie in 12 dargestellt ist, wird auf der der Lichteinfallsseite der Pixel 20 gegenüberliegenden Seite die zweite Halbleiterschicht 210 auf der ersten Halbleiterschicht 110 gebildet. Die zweite Halbleiterschicht 210 ist mit der mit den Pixeln 20 gekoppelten Pixelschaltung 24 versehen. Dann wird in der Pixelschaltung 24 der vollständige Grabenbereich 230 (Schaltungsisolator) gebildet. Der vollständige Grabenbereich 230 (Schaltungsisolator) durchdringt die zweite Halbleiterschicht 210 in der Dickenrichtung (siehe 3). Durch den gleichen Schritt wie der den vollständigen Grabenbereich 230 bildende Schritt, wie in den 9 bis 15 dargestellt, wird der zweite Isolator 52 im Peripheriegebiet 3 in der zweiten Halbleiterschicht 210 gebildet. Der zweite Isolator 52 umgibt mindestens einen Teil des Außenumfangs der Öffnung 4. Der erste Isolator 51 wird daher durch Verwendung des Schritts des Bildens des Pixelisolationsgebiets 130 gebildet, und der zweite Isolator 52 wird durch Verwendung des Schritts des Bildens des Schaltungsisolators gebildet. Das heißt, es ist möglich, die Anzahl von Schritten zur Herstellung der Festkörperbildgebungsvorrichtung verglichen mit einem Fall, in dem Schritte zur Bildung des ersten Isolators 51 und des zweiten Isolators 52 getrennt bereitgestellt werden, zu reduzieren.
  • [Modifikationsbeispiel für die Festkörperbildgebungsvorrichtung 1]
  • Bei einer Festkörperbildgebungsvorrichtung 1 gemäß einem Modifikationsbeispiel der ersten Ausführungsform wird, wie in 23 dargestellt ist, die Form des Isolators 5 geändert. Insbesondere werden in dem ersten Isolator 51 Teile, die Ecken der Öffnung 4 entsprechen, jeweils auf geneigte Weise auf einer Ebene in der Richtung von Pfeil X und in der Richtung von Pfeil Y, in Draufsicht gesehen, vorgesehen. Das heißt, die planare Form des ersten Isolators 51 wird zu einer achteckigen Form gebildet. Eine planare Form des zweiten Isolators 52 wird auf ähnliche Weise zu einer achteckigen Form, wie in Draufsicht gesehen, gebildet.
  • Bei der wie oben beschrieben konfigurierten Festkörperbildgebungsvorrichtung 1 weisen die Ecken des Isolators 5 jeweils eine weniger scharfkantige Form auf, die eine gegen die Konzentration einer Leckage und von Spannungen widerstandsfähige Struktur bildet. Es ist daher möglich, das Entstehen eines Leckphänomens, eines Risses oder von Absplittern effektiv zu verhindern.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass die planare Form des Isolators 5 statt zu einer achteckigen Form zu einer polygonalen Form, einer Kreisform oder einer ovalen Form gebildet werden kann.
  • <2. Zweite Ausführungsform>
  • Hinsichtlich einer Festkörperbildgebungsvorrichtung 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform wird nunmehr ein solches Beispiel beschrieben, in dem bei der Festkörperbildgebungsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform die Struktur der zweiten Halbleiterschicht 210 in dem Peripheriegebiet 3 geändert ist. Wie in den 24 und 25 dargestellt ist, ist bei der Festkörperbildgebungsvorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform die zweite Halbleiterschicht 210 in einem von dem zweiten Isolator 52 umgebenen Gebiet nicht im Peripheriegebiet 3 vorgesehen. Der Isolationskörper 521 ist in einem Gebiet vorgesehen, das der zweiten Halbleiterschicht 210 entspricht. Mit Ausnahme dieser Konfiguration weist die Festkörperbildgebungsvorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform die gleiche Konfiguration wie die Festkörperbildgebungsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform auf.
  • Bei der Festkörperbildgebungsvorrichtung 1, die wie oben beschrieben konfiguriert ist, ist es möglich, Arbeitsweisen und Wirkungen zu erreichen, die den Arbeitsweisen und Wirkungen ähnlich sind, die mit der Festkörperbildgebungsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform erreicht werden.
  • <3. Dritte Ausführungsform>
  • Hinsichtlich einer Festkörperbildgebungsvorrichtung 1 gemäß einer dritten Ausführungsform wird nunmehr ein solches Beispiel beschrieben, in dem bei der Festkörperbildgebungsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform die Struktur der Isolatoren 5 in dem Peripheriegebiet 3 geändert ist. Wie in den 26 und 27 dargestellt ist, ist bei der Festkörperbildgebungsvorrichtung 1 gemäß der dritten Ausführungsform im Peripheriegebiet 3 der erste Isolator 51 in dem Isolator 5 an einer Position innerhalb einer Position, an der der zweite Isolator 52 vorgesehen ist, um die Öffnung 4 herum zentriert vorgesehen. Mit Ausnahme dieser Konfiguration weist die Festkörperbildgebungsvorrichtung 1 gemäß der dritten Ausführungsform die gleiche Konfiguration wie die Festkörperbildgebungsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform auf.
  • Bei der Festkörperbildgebungsvorrichtung 1, die wie oben beschrieben konfiguriert ist, ist es möglich, Arbeitsweisen und Wirkungen zu erreichen, die den Arbeitsweisen und Wirkungen ähnlich sind, die mit der Festkörperbildgebungsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform erreicht werden. Des Weiteren ist bei der Festkörperbildgebungsvorrichtung 1 der erste Isolator 51 an der Position innerhalb der Position, an der der zweite Isolator 52 vorgesehen ist, um die Öffnung 4 herum zentriert vorgesehen. Dementsprechend ist es möglich, die Isolationsleistung des ersten Isolators 51 an einer Position nahe der Innenwand der Öffnung 4 zu verbessern, und es ist möglich, die mechanische Festigkeit der ersten Halbleiterschicht 110 zu verbessern.
  • <4. Vierte Ausführungsform>
  • Hinsichtlich einer Festkörperbildgebungsvorrichtung 1 gemäß einer vierten Ausführungsform wird nunmehr ein solches Beispiel beschrieben, in dem bei der Festkörperbildgebungsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform die Struktur des Isolators 5 in dem Peripheriegebiet 3 geändert ist. Wie in den 28 und 29 dargestellt ist, ist bei der Festkörperbildgebungsvorrichtung 1 gemäß der vierten Ausführungsform im Peripheriegebiet 3 der erste Isolator 51 in dem Isolator 5 an der gleichen Position wie die Position, an der der zweite Isolator 52 vorgesehen ist, um die Öffnung 4 herum zentriert vorgesehen. Mit Ausnahme dieser Konfiguration weist die Festkörperbildgebungsvorrichtung 1 gemäß der vierten Ausführungsform die gleiche Konfiguration wie die Festkörperbildgebungsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform auf.
  • Bei der Festkörperbildgebungsvorrichtung 1, die wie oben beschrieben konfiguriert ist, ist es möglich, Arbeitsweisen und Wirkungen zu erreichen, die den Arbeitsweisen und Wirkungen ähnlich sind, die mit der Festkörperbildgebungsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform erreicht werden. Des Weiteren ist bei der Festkörperbildgebungsvorrichtung 1 der erste Isolator 51 jeweils an der gleichen Position wie die Position, an der der zweite Isolator 52 vorgesehen ist, um die Öffnung 4 herum zentriert vorgesehen. Dementsprechend ist es möglich, die Isolationsleistung des ersten Isolators 51 und des zweiten Isolators 52 zu verbessern, und es ist möglich, die mechanische Festigkeit der ersten Halbleiterschicht 110 und der zweiten Halbleiterschicht 210 zu verbessern.
  • <5. Fünfte Ausführungsform>
  • Hinsichtlich einer Festkörperbildgebungsvorrichtung 1 gemäß einer fünften Ausführungsform wird nunmehr ein solches Beispiel beschrieben, in dem bei der Festkörperbildgebungsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform die Struktur des zweiten Isolators 52 im Isolator 5 in dem Peripheriegebiet 3 geändert ist.
  • Wie in den 30 und 31 dargestellt ist, beinhaltet bei der Festkörperbildgebungsvorrichtung 1 gemäß der fünften Ausführungsform im Peripheriegebiet 3 der zweite Isolator 52 ein erstes Halbleitergebiet 525, ein zweites Halbleitergebiet 526 und einen Elementisolator 527. Das erste Halbleitergebiet 525 ist in der zweiten Halbleiterschicht 210 an einer dem ersten Isolator 51 entsprechenden Position vorgesehen. Das erste Halbleitergebiet 525 ist zum Beispiel ein p-Halbleitergebiet. Das erste Halbleitergebiet 525 ist mit der gleichen Struktur wie das im Pixelgebiet 2 vorgesehene p-Halbleitergebiet 213 (siehe 3) konfiguriert und wird durch die gleichen Herstellungsschritte gebildet. Das zweite Halbleitergebiet 526 ist näher an der Öffnung 4 als das erste Halbleitergebiet 525 in der zweiten Halbleiterschicht 210 vorgesehen. Das zweite Halbleitergebiet 526 ist zum Beispiel ein n-Halbleitergebiet. In einem Fall, in dem ein n-Halbleitergebiet, das einem Wannengebiet entspricht, im Pixelgebiet 2 oder Peripheriegebiet 3 vorgesehen ist, ist das zweite Halbleitergebiet 526 mit der gleichen Struktur wie das dem Wannengebiet entsprechende n-Halbleitergebiet konfiguriert und wird durch die gleichen Herstellungsschritte gebildet. In einem Fall, in dem das dem Wannengebiet entsprechende n-Halbleitergebiet nicht vorgesehen ist, wird ein weiterer Schritt zur Bildung des zweiten Halbleitergebiets 526 hinzugefügt. Der Elementisolator 527 ist zwischen dem ersten Halbleitergebiet 525 und dem zweiten Halbleitergebiet 526 vorgesehen. Der Elementisolator 527 ist mit der gleichen Struktur wie der im Pixelgebiet 2 vorgesehene Elementisolator 214 konfiguriert und wird durch die gleichen Herstellungsschritte gebildet.
  • Bei der Festkörperbildgebungsvorrichtung 1, die wie oben beschrieben konfiguriert ist, ist es möglich, Arbeitsweisen und Wirkungen zu erreichen, die den Arbeitsweisen und Wirkungen ähnlich sind, die mit der Festkörperbildgebungsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform erreicht werden. Des Weiteren können bei der Festkörperbildgebungsvorrichtung 1 gemäß der fünften Ausführungsform das erste Halbleitergebiet 525 und das zweite Halbleitergebiet 526 im zweiten Isolator 52 als n-Halbleitergebiete gebildet werden, und der Elementisolator 527 kann als p-Halbleitergebiet gebildet werden. In diesem Fall wird im zweiten Isolator 52 eine n-p-n-Isolationsstruktur gebildet.
  • <6. Sechste Ausführungsform>
  • Hinsichtlich der Festkörperbildgebungsvorrichtungen 1 gemäß einer sechsten und siebten Ausführungsform werden nunmehr solche Beispiele beschrieben, in denen bei der Festkörperbildgebungsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform die Struktur des äußeren Anschlusses 324 geändert ist.
  • Wie in 32 dargestellt ist, ist bei der Festkörperbildgebungsvorrichtung 1 gemäß der sechsten Ausführungsform ein äußerer Anschluss 250 im Peripheriegebiet 3 vorgesehen. Der äußere Anschluss 250 ist in der zweiten Verdrahtungsschicht 220 im zweiten Basiskörper 200 gebildet. Die Öffnung 4 ist von dem Peripheriegebiet 3 in der ersten Halbleiterschicht 110 aus bis zu einer Oberfläche des äußeren Anschlusses 250 durch die zweite Halbleiterschicht 210 gebildet. Des Weiteren ist der äußere Anschluss 250 mit dem Anschluss 225 gekoppelt und ist der Anschluss 225 mit dem Anschluss 325 im dritten Basiskörper 300 verbunden.
  • Bei der Festkörperbildgebungsvorrichtung 1, die wie oben beschrieben konfiguriert ist, ist es möglich, Arbeitsweisen und Wirkungen zu erreichen, die den Arbeitsweisen und Wirkungen ähnlich sind, die mit der Festkörperbildgebungsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform erreicht werden.
  • <7. Siebte Ausführungsform>
  • Wie in 33 dargestellt ist, ist bei der Festkörperbildgebungsvorrichtung 1 gemäß der siebten Ausführungsform ein äußerer Anschluss 170 im Peripheriegebiet 3 vorgesehen. Der äußere Anschluss 170 ist auf der Lichteinfallsseite des ersten Basiskörpers 100 vorgesehen. Der äußere Anschluss 170 ist über einen Durchgangsdraht 171 mit den Drähten 223 in der zweiten Verdrahtungsschicht 220 im zweiten Basiskörper 200 gekoppelt. Des Weiteren ist der äußere Anschluss 170 über einen Durchgangsdraht 172 mit dem Anschluss 325 im dritten Basiskörper 300 gekoppelt. In Abhängigkeit von der Anwendung kann einer von dem Durchgangsdraht 171 und dem Durchgangsdraht 172 vorgesehen sein. Bei der Festkörperbildgebungsvorrichtung 1 gemäß der siebten Ausführungsform ist die Öffnung 4 nicht vorgesehen. Der den ersten Isolator 51 und den zweiten Isolator 52 enthaltende Isolator 5 ist jedoch im Peripheriegebiet 3 vorgesehen.
  • Bei der Festkörperbildgebungsvorrichtung 1, die wie oben beschrieben konfiguriert ist, ist es möglich, Arbeitsweisen und Wirkungen zu erreichen, die den Arbeitsweisen und Wirkungen ähnlich sind, die mit der Festkörperbildgebungsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform erreicht werden.
  • <8. Anwendungsbeispiel für einen mobilen Körper>
  • Die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung (die vorliegende Technologie) ist auf verschiedene Produkte anwendbar. Zum Beispiel kann die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung als eine Vorrichtung implementiert werden, die auf einer beliebigen Art eines mobilen Körpers, wie etwa einem Automobil, einem Elektrofahrzeug, einem Hybridelektrofahrzeug, einem Motorrad, einem Fahrrad, einer „Personal Mobility“-Vorrichtung, einem Flugzeug, einer Drohne, einem Schiff oder einem Roboter, zu montieren ist.
  • 34 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für eine schematische Konfiguration eines Fahrzeugsteuersystems als ein Beispiel für ein Mobilkörpersteuersystem darstellt, auf das die Technologie gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung angewandt werden kann.
  • Das Fahrzeugsteuersystem 12000 enthält mehrere elektronische Steuereinheiten, die über ein Kommunikationsnetz 12001 miteinander verbunden sind. Bei dem in 34 dargestellten Beispiel enthält das Fahrzeugsteuersystem 12000 eine Antriebssystemsteuereinheit 12010, eine Karosseriesystemsteuereinheit 12020, eine Fahrzeugaußenbereichsinformationsdetektionseinheit 12030, eine Fahrzeuginnenbereichsinformationsdetektionseinheit 12040 und eine integrierte Steuereinheit 12050. Zusätzlich sind ein Mikrocomputer 12051, ein Ton/Bild-Ausgabeabschnitt 12052 und eine fahrzeugmontierte Netz-Schnittstelle (Netz-SST) 12053 als eine funktionale Konfiguration der integrierten Steuereinheit 12050 dargestellt.
  • Die Antriebssystemsteuereinheit 12010 steuert den Betrieb von Vorrichtungen, die mit dem Antriebssystem des Fahrzeugs in Beziehung stehen, gemäß verschiedenen Arten von Programmen. Zum Beispiel fungiert die Antriebssystemsteuereinheit 12010 als eine Steuervorrichtung für eine Antriebskrafterzeugungsvorrichtung zum Erzeugen der Antriebskraft des Fahrzeugs, wie etwa einen Verbrennungsmotor, einen Antriebsmotor oder dergleichen, einen Antriebskraftübertragungsmechanismus zum Übertragen der Antriebskraft auf die Räder, einen Lenkmechanismus zum Einstellen 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 bereitgestellt sind, gemäß verschiedenen Arten von Programmen. Zum Beispiel fungiert die Karosseriesystemsteuereinheit 12020 als eine Steuervorrichtung für ein schlüsselloses Zugangssystem, ein intelligentes Schlüsselsystem, eine elektrische Fensterhebervorrichtung oder verschiedene Arten von Leuchten, wie etwa einen Frontscheinwerfer, ein Rückfahrlicht, ein Bremslicht, einen Fahrtrichtungsanzeiger, einen Nebelscheinwerfer oder dergleichen. In diesem Fall können Funkwellen, die von einer Mobilvorrichtung übertragen werden, als eine Alternative zu einem Schlüssel oder Signale verschiedener Arten von Schaltern in die Karosseriesystemsteuereinheit 12020 eingegeben werden. Die Karosseriesystemsteuereinheit 12020 empfängt diese Eingabefunkwellen oder Signale und steuert eine Türverriegelungsvorrichtung, die elektrische Fensterhebervorrichtung, die Leuchten oder dergleichen des Fahrzeugs.
  • Die Fahrzeugaußenbereichsinformationsdetektionseinheit 12030 detektiert Informationen über den Außenbereich des Fahrzeugs, einschließlich des Fahrzeugsteuersystems 12000. Zum Beispiel ist die Fahrzeugaußenbereichsinformationsdetektionseinheit 12030 mit einem Bildgebungsabschnitt 12031 verbunden. Die Fahrzeugaußenbereichsinformationsdetektionseinheit 12030 bewirkt, dass der Bildgebungsabschnitt 12031 ein Bild des Außenbereichs des Fahrzeugs aufnimmt, und empfängt das aufgenommene Bild. Basierend auf dem empfangenen Bild kann die Fahrzeugaußenbereichsinformationsdetektionseinheit 12030 eine Verarbeitung zum Detektieren eines Objekts, wie etwa eines Menschen, eines Fahrzeugs, eines Hindernisses, eines Schilds, eines Symbols auf einer Straßenoberfläche oder dergleichen, oder eine Verarbeitung zum Detektieren einer Entfernung dazu durchführen.
  • Der Bildgebungsabschnitt 12031 ist ein optischer Sensor, der Licht empfängt und der ein elektrisches Signal ausgibt, das einer empfangenen Lichtmenge des Lichts entspricht. Der Bildgebungsabschnitt 12031 kann das elektrische Signal als ein Bild ausgeben oder kann das elektrische Signal als Informationen über eine gemessene Entfernung ausgeben. Zusätzlich kann das durch den Bildgebungsabschnitt 12031 empfangene Licht sichtbares Licht sein oder kann nichtsichtbares Licht, wie etwa Infrarotstrahlen oder dergleichen, sein.
  • Die Fahrzeuginnenbereichsinformationsdetektionseinheit 12040 detektiert Informationen über den Innenbereich des Fahrzeugs. Die Fahrzeuginnenbereichsinformationsdetektionseinheit 12040 ist zum Beispiel mit einem Fahrerzustandsdetektionsabschnitt 12041 verbunden, der den Zustand eines Fahrers detektiert. Der Fahrerzustandsdetektionsabschnitt 12041 enthält zum Beispiel eine Kamera, die den Fahrer aufnimmt. Basierend auf Detektionsinformationen, die von dem Fahrerzustandsdetektionsabschnitt 12041 eingegeben werden, kann die Fahrzeuginnenbereichsinformationsdetektionseinheit 12040 einen Müdigkeitsgrad des Fahrers oder einen Konzentrationsgrad des Fahrers berechnen oder kann bestimmen, ob der Fahrer döst.
  • Der Mikrocomputer 12051 kann einen Steuersollwert für die Antriebskrafterzeugungsvorrichtung, den Lenkmechanismus oder die Bremsvorrichtung basierend auf den Informationen über den Innenbereich oder den Außenbereich des Fahrzeugs berechnen, wobei diese Informationen durch die Fahrzeugaußenbereichsinformationsdetektionseinheit 12030 oder die Fahrzeuginnenbereichsinformationsdetektionseinheit 12040 erhalten werden, und einen Steuerbefehl an die Antriebssystemsteuereinheit 12010 ausgeben. Zum Beispiel kann der Mikrocomputer 12051 eine kooperative Steuerung durchführen, die Funktionen eines Fahrerassistenzsystems (ADAS: Advanced Driver Assistance System) implementieren soll, wobei diese Funktionen eine Kollisionsvermeidung oder Aufprallabschwächung für das Fahrzeug, eine Folgefahrt basierend auf einer Folgeentfernung, eine Fahrt mit Geschwindigkeitsbeibehaltung, eine Warnung bezüglich einer Kollision des Fahrzeugs, eine Warnung, dass das Fahrzeug eine Spur verlässt, oder dergleichen beinhalten.
  • Zusätzlich kann der Mikrocomputer 12051 eine kooperative Steuerung durchführen, die für automatisiertes Fahren bestimmt ist, was bewirkt, dass das Fahrzeug automatisiert ohne Abhängigkeit von der Bedienung des Fahrers fährt, oder dergleichen, indem die Antriebskrafterzeugungsvorrichtung, der Lenkmechanismus, die Bremsvorrichtung oder dergleichen basierend auf den Informationen über den Außenbereich oder den Innenbereich des Fahrzeugs gesteuert werden, wobei die Informationen durch die Fahrzeugaußenbereichsinformationsdetektionseinheit 12030 oder die Fahrzeuginnenbereichsinformationsdetektionseinheit 12040 erhalten werden.
  • Zusätzlich kann der Mikrocomputer 12051 einen Steuerbefehl an die Karosseriesystemsteuerungseinheit 12020 basierend auf den Informationen über den Außenbereich des Fahrzeugs ausgeben, wobei diese Informationen durch die Fahrzeugaußenbereichsinformationsdetektionseinheit 12030 erhalten werden. Zum Beispiel kann der Mikrocomputer 12051 eine kooperative Steuerung durchführen, die ein Blenden verhindern soll, indem der Frontscheinwerfer so gesteuert wird, dass zum Beispiel von einem Fernlicht auf ein Abblendlicht gemäß der Position eines vorausfahrenden Fahrzeugs oder eines entgegenkommenden Fahrzeugs gewechselt wird, welche durch die Fahrzeugaußenbereichsinformationsdetektionseinheit 12030 detektiert wird.
  • Der Ton/Bild-Ausgabeabschnitt 12052 überträgt ein Ausgabesignal eines Tons und/oder eines Bilds an eine Ausgabevorrichtung, die dazu in der Lage ist, einem Insassen des Fahrzeuges oder dem Außenbereich des Fahrzeugs Informationen visuell oder akustisch mitzuteilen. In dem Beispiel von 34 sind ein Audiolautsprecher 12061, ein Anzeigeabschnitt 12062 und eine Instrumententafel 12063 als die Ausgabevorrichtung dargestellt. Der Anzeigeabschnitt 12062 kann zum Beispiel eine Onboard-Anzeige und/oder eine Head-Up-Anzeige beinhalten.
  • 35 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Installationsposition des Bildgebungsabschnitts 12031 darstellt.
  • In 35 enthält der Bildgebungsabschnitt 12031 Bildgebungsabschnitte 12101, 12102, 12103, 12104 und 12105.
  • Die Bildgebungsabschnitte 12101, 12102, 12103, 12104 und 12105 sind zum Beispiel an Positionen an einer Frontnase, Seitenspiegeln, einer hinteren Stoßstange und einer Hecktür des Fahrzeugs 12100 sowie einer Position auf einem oberen Teil einer Windschutzscheibe innerhalb des Innenraums des Fahrzeugs angeordnet. Der an der Frontnase bereitgestellte Bildgebungsabschnitt 12101 und der an dem oberen Teil der Windschutzscheibe innerhalb des Innenraums des Fahrzeugs bereitgestellte Bildgebungsabschnitt 12105 erhalten hauptsächlich ein Bild der Vorderseite des Fahrzeugs 12100. Die an den Seitenspiegeln bereitgestellten Bildgebungsabschnitte 12102 und 12103 erhalten hauptsächlich ein Bild der Seiten des Fahrzeugs 12100. Der an der hinteren Stoßstange oder der Hecktür bereitgestellte Bildgebungsabschnitt 12104 erhält hauptsächlich ein Bild rückwärtig des Fahrzeugs 12100. Der auf dem oberen Teil der Windschutzscheibe innerhalb des Innenraums des Fahrzeugs bereitgestellte Bildgebungsabschnitt 12105 wird hauptsächlich zum Detektieren eines vorausfahrenden Fahrzeugs, eines Fußgängers, eines Hindernisses, eines Signals, eines Verkehrsschilds, einer Fahrspur oder dergleichen verwendet.
  • Übrigens stellt 35 ein Beispiel für Fotografierbereiche der Bildgebungsabschnitte 12101 bis 12104 dar. Ein Bildgebungsbereich 12111 repräsentiert den Bildgebungsbereich des an der Frontnase bereitgestellten Bildgebungsabschnitts 12101. Die Bildgebungsbereiche 12112 und 12113 repräsentieren jeweils die Bildgebungsbereiche der an den Seitenspiegeln bereitgestellten Bildgebungsabschnitte 12102 bzw. 12103. Ein Bildgebungsbereich 12114 repräsentiert den Bildgebungsbereich des an der hinteren Stoßstange oder der Hecktür bereitgestellten Bildgebungsabschnitts 12104. Ein wie von oben gesehenes Vogelperspektivenbild des Fahrzeugs 12100 wird zum Beispiel durch Überlagern von Bilddaten, die durch die Bildgebungsabschnitte 12101 bis 12104 abgebildet werden, erhalten.
  • Mindestens einer der Bildgebungsabschnitte 12101 bis 12104 kann eine Funktion zum Erhalten von Entfernungsinformationen haben. Zum Beispiel kann wenigstens einer der Bildgebungsabschnitte 12101 bis 12104 eine Stereokamera sein, die aus mehreren Bildgebungselementen besteht, oder kann ein Bildgebungselement mit Pixeln zur Phasendifferenzdetektion sein.
  • Zum Beispiel kann der Mikrocomputer 12051 eine Entfernung zu einem dreidimensionalen Objekt innerhalb der Bildgebungsbereiche 12111 bis 12114 und eine zeitliche Änderung der Entfernung (relative Geschwindigkeit mit Bezug auf das Fahrzeug 12100) basierend auf den von den Bildgebungsabschnitten 12101 bis 12104 erhaltenen Entfernungsinformationen bestimmen und dadurch als ein vorausfahrendes Fahrzeug insbesondere ein nächstes dreidimensionales Objekt extrahieren, das in dem Bewegungspfad des Fahrzeugs 12100 vorhanden ist und das sich in im Wesentlichen der gleichen Richtung wie das Fahrzeug 12100 mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit (zum Beispiel gleich oder größer als 0 km/h) bewegt. Ferner kann der Mikrocomputer 12051 eine Folgeentfernung, die zu einem vorausfahrenden Fahrzeug einzuhalten ist, im Voraus einstellen und eine automatische Bremssteuerung (einschließlich Folgestoppsteuerung), eine automatische Beschleunigungssteuerung (einschließlich Folgestartsteuerung) oder dergleichen durchführen. Es ist somit möglich, eine kooperative Steuerung durchzuführen, die für das automatisierte Fahren bestimmt ist und ermöglicht, dass das Fahrzeug autonom ohne Abhängigkeit von der Bedienung des Fahrers oder dergleichen fährt.
  • Zum Beispiel kann der Mikrocomputer 12051 dreidimensionale Objektdaten über dreidimensionale Objekte in dreidimensionale Objektdaten eines zweirädrigen Fahrzeugs, eines Fahrzeugs mit Standardgröße, eines Fahrzeugs mit großer Größe, eines Fußgängers, eines Strommasts und anderer dreidimensionaler Objekte basierend auf den Abstandsinformationen, die von den Bildgebungsabschnitten 12101 bis 12104 erhalten werden, klassifizieren, die klassifizierten dreidimensionalen Objektdaten extrahieren und die extrahierten dreidimensionalen Objektdaten für eine automatische Vermeidung eines Hindernisses verwenden. Zum Beispiel identifiziert der Mikrocomputer 12051 Hindernisse um das Fahrzeug 12100 herum als Hindernisse, die der Fahrer des Fahrzeugs 12100 visuell erkennen kann, und Hindernisse, die für den Fahrer des Fahrzeugs 12100 schwer visuell zu erkennen sind. Dann bestimmt der Mikrocomputer 12051 ein Kollisionsrisiko, das ein Risiko einer Kollision mit jedem Hindernis angibt In einer Situation, in der das Kollisionsrisiko gleich oder höher als ein eingestellter Wert ist und eine Möglichkeit einer Kollision besteht, gibt der Mikrocomputer 12051 über den Audiolautsprecher 12061 oder den Anzeigeabschnitt 12062 eine Warnung an den Fahrer aus und führt eine erzwungene Verlangsamung oder Ausweichlenkung über die Antriebssystemsteuereinheit 12010 durch. Der Mikrocomputer 12051 kann dadurch das Fahren zum Vermeiden einer Kollision unterstützen.
  • Mindestens einer der Bildgebungsabschnitte 12101 bis 12104 kann eine Infrarotkamera sein, die Infrarotstrahlen detektiert. Der Mikrocomputer 12051 kann zum Beispiel einen Fußgänger erkennen, indem er bestimmt, ob es einen Fußgänger in aufgenommenen Bildern der Bildgebungsabschnitte 12101 bis 12104 gibt oder nicht. Eine solche Erkennung eines Fußgängers wird zum Beispiel durch eine Prozedur zum Extrahieren charakteristischer Punkte in den aufgenommenen Bildern der Bildgebungsabschnitte 12101 bis 12104 als Infrarotkameras und eine Prozedur zum Bestimmen, ob es den Fußgänger gibt oder nicht, durch Durchführen einer Musterabgleichverarbeitung an einer Reihe charakteristischer Punkte, die den Umriss des Objekts repräsentieren, durchgeführt. Wenn der Mikrocomputer 12051 bestimmt, dass es einen Fußgänger in den aufgenommenen Bildern der Bildgebungsabschnitte 12101 bis 12104 gibt und dementsprechend den Fußgänger erkennt, steuert der Ton/Bild-Ausgabeabschnitt 12052 den Anzeigeabschnitt 12062 derart, dass eine quadratische Umrisslinie zur Hervorhebung so angezeigt wird, dass sie dem erkannten Fußgänger überlagert wird. Der Ton/Bild-Ausgabeabschnitt 12052 kann auch den Anzeigeabschnitt 12062 derart steuern, dass ein Symbol oder dergleichen, das den Fußgänger repräsentiert, an einer gewünschten Position angezeigt wird.
  • Es wurde oben ein Beispiel für das Fahrzeugsteuersystem, auf das die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung angewandt werden kann, beschrieben. Die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung kann zum Beispiel auf den Bildgebungsabschnitt 12031 unter den beschriebenen Konfigurationen angewandt werden. Das Anwenden der Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung auf den Bildgebungsabschnitt 12031 ermöglicht es, den Bildgebungsabschnitt 12031 mit einer einfacheren Konfiguration zu implementieren.
  • <9. Anwendungsbeispiel für ein endoskopisches Operationssystem>
  • Die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung (die vorliegende Technologie) ist auf verschiedene Produkte anwendbar. Zum Beispiel kann die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung auf ein endoskopisches Operationssystem angewandt werden.
  • 36 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für eine schematische Konfiguration eines endoskopischen Operationssystems darstellt, auf das die Technologie gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung (vorliegende Technologie) angewandt werden kann.
  • In 36 ist ein Zustand dargestellt, in dem ein Chirurg (Arzt) 11131 ein endoskopisches Operationssystem 11000 verwendet, um eine Operation für einen Patienten 11132 auf einem Patientenbett 11133 durchzuführen. Wie gezeigt wird, beinhaltet das endoskopische Operationssystem 11000 ein Endoskop 11100, andere chirurgische Werkzeuge 11110, wie etwa einen Pneumoperitoneumschlauch 11111 und eine Energievorrichtung 11112, eine Stützarmeinrichtung 11120, die das Endoskop 11100 darauf stützt, und einen Wagen 11200, auf dem verschiedene Einrichtungen zur endoskopischen Chirurgie montiert sind.
  • Das Endoskop 11100 beinhaltet einen Objektivtubus 11101 mit einem Gebiet einer vorbestimmten Länge von einem distalen Ende davon entfernt, das in eine Körperhöhle des Patienten 11132 einzuführen ist, und einen Kamerakopf 11102, der mit einem proximalen Ende des Objektivtubus 11101 verbunden ist. In dem gezeigten Beispiel ist das Endoskop 11100 dargestellt, das ein starres Endoskop mit dem Objektivtubus 11101 des harten Typs beinhaltet. Das Endoskop 11100 kann jedoch andernfalls als ein flexibles Endoskop mit dem Objektivtubus 11101 des flexiblen Typs enthalten sein.
  • Der Objektivtubus 11101 weist an einem distalen Ende davon eine Öffnung auf, in die eine Objektivlinse eingesetzt ist. Eine Lichtquelleneinrichtung 11203 ist so mit dem Endoskop 11100 verbunden, dass durch die Lichtquelleneinrichtung 11203 erzeugtes Licht durch einen Lichtleiter, der sich im Inneren des Objektivtubus 11101 erstreckt, in ein distales Ende des Objektivtubus 11101 eingeleitet wird und durch die Objektivlinse zu einem Beobachtungsziel in einer Körperhöhle des Patienten 11132 hin abgestrahlt wird. Es ist anzumerken, dass das Endoskop 11100 ein Vorwärtsblick-Endoskop sein kann oder ein Schrägblick-Endoskop oder ein Seitenblick-Endoskop sein kann.
  • Ein optisches System und ein Bildaufnahmeelement sind innerhalb des Kamerakopfs 11102 so vorgesehen, dass reflektiertes Licht (Beobachtungslicht) von dem Beobachtungsziel durch das optische System auf das Bildaufnahmeelement konzentriert wird. Das Beobachtungslicht wird durch das Bildaufnahmeelement fotoelektrisch umgewandelt, um ein elektrisches Signal zu erzeugen, das dem Beobachtungslicht entspricht, nämlich ein Bildsignal, das einem Beobachtungsbild entspricht. Das Bildsignal wird als RAW-Daten an eine CCU 11201 übertragen.
  • Die CCU 11201 beinhaltet eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), eine Grafikverarbeitungseinheit (GPU) oder dergleichen und steuert integral einen Betrieb des Endoskops 11100 und einer Anzeigeeinrichtung 11202. Ferner empfängt die CCU 11201 ein Bildsignal von dem Kamerakopf 11102 und führt für das Bildsignal verschiedene Bildprozesse zur Anzeige eines Bilds basierend auf dem Bildsignal durch, wie zum Beispiel einen Entwicklungsprozess (Demosaik-Prozess).
  • Die Anzeigeeinrichtung 11202 zeigt ein Bild basierend auf einem Bildsignal, für das die Bildprozesse durch die CCU 11201 unter der Steuerung der CCU 11201 durchgeführt worden sind, an.
  • Die Lichtquelleneinrichtung 11203 beinhaltet eine Lichtquelle, wie zum Beispiel eine Leuchtdiode (LED - light emitting diode), und liefert Bestrahlungslicht bei Abbildung eines Operationsgebiets zu dem Endoskop 11100.
  • Eine Eingabeeinrichtung 11204 ist eine Eingabeschnittstelle für das endoskopische Operationssystem 11000. Ein Benutzer kann die Eingabe verschiedener Arten von Informationen oder Anweisungen in das endoskopische Operationssystem 11000 durch die Eingabeeinrichtung 11204 durchführen. Zum Beispiel würde der Benutzer eine Anweisung oder dergleichen eingeben, um einen Bildaufnahmezustand (Art des Bestrahlungslichts, Vergrößerung, Brennweite oder dergleichen) durch das Endoskop 11100 zu ändern.
  • Eine Behandlungswerkzeugsteuereinrichtung 11205 steuert den Antrieb der Energievorrichtung 11112 zur Kauterisation oder Inzision eines Gewebes, Versiegelung eines Blutgefäßes oder dergleichen. Eine Pneumoperitoneumeinrichtung 11206 leitet Gas durch den Pneumoperitoneumschlauch 11111 in eine Körperhöhle des Patienten 11132, um die Körperhöhle aufzublasen und so das Sichtfeld des Endoskops 11100 sowie den Arbeitsraum für den Chirurgen sicherzustellen. Ein Aufzeichnungsgerät 11207 ist eine Einrichtung, die zum Aufzeichnen verschiedener Arten von Informationen bezüglich der Operation in der Lage ist. Ein Drucker 11208 ist eine Einrichtung, die zum Drucken verschiedener Arten von Informationen bezüglich der Operation in verschiedenen Formen, wie etwa eines Texts, eines Bilds oder eines Schaubilds, in der Lage ist.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass die Lichtquelleneinrichtung 11203, die Bestrahlungslicht, wenn ein Operationsgebiet bildlich zu erfassen ist, an das Endoskop 11100 liefert, eine Weißlichtquelle beinhalten kann, die zum Beispiel eine LED, eine Laserlichtquelle oder eine Kombination daraus beinhaltet. Wenn eine Weißlichtquelle eine Kombination aus roten, grünen und blauen (RGB) Laserlichtquellen beinhaltet, kann eine Einstellung des Weißabgleichs eines aufgenommenen Bilds durch die Lichtquelleneinrichtung 11203 durchgeführt werden, da die Ausgabestärke und das Ausgabetiming mit einem hohen Genauigkeitsgrad für jede Farbe (jede Wellenlänge) gesteuert werden kann. Ferner können in diesem Fall, falls Laserstrahlen von den jeweiligen RGB-Laserlichtquellen zeitlich aufgeteilt auf ein Beobachtungsziel gestrahlt werden und eine Ansteuerung der Bildaufnahmeelemente des Kamerakopfs 11102 in Synchronisation mit den Bestrahlungstimings gesteuert werden. Dann können Bilder, die individuell der R-, G- und B-Farbe entsprechen, auch zeitlich aufgeteilt aufgenommen werden. Gemäß diesem Verfahren kann ein Farbbild selbst dann erhalten werden, wenn keine Farbfilter für das Bildaufnahmeelement bereitgestellt werden.
  • Ferner kann die Lichtquelleneinrichtung 11203 so gesteuert werden, dass die Stärke von auszugebendem Licht für jede vorbestimmte Zeit geändert wird. Durch das Steuern des Antriebs des Bildaufnahmeelements des Kamerakopfes 11102 in Synchronisation mit dem Timing der Änderung der Lichtstärke, um Bilder im Zeitmultiplexverfahren zu erfassen, und Synthetisieren der Bilder kann ein Bild mit hohem Dynamikumfang ohne unterbelichtete blockierte Schatten und überbelichtete Hervorhebungen erzeugt werden.
  • Ferner kann die Lichtquelleneinrichtung 11203 so konfiguriert sein, dass sie in der Lage ist, Licht eines vorbestimmten Wellenlängenbands, das für eine Beobachtung mit speziellem Licht bereit ist, zuzuführen. Bei der Beobachtung mit speziellem Licht, zum Beispiel unter Verwendung der Wellenlängenabhängigkeit der Absorption von Licht in einem Körpergewebe zum Emittieren von Licht eines schmaleren Wellenlängenbands im Vergleich zu Bestrahlungslicht bei gewöhnlicher Beobachtung (nämlich Weißlicht), wird eine so genannte Schmalbandlichtbeobachtung (Schmalbandbildgebung) der Abbildung eines vorbestimmten Gewebes, wie zum Beispiel eines Blutgefäßes eines oberflächlichen Teils der Schleimhaut oder dergleichen, in einem hohen Kontrast durchgeführt. Alternativ kann bei der Beobachtung mit speziellem Licht eine Fluoreszenzbeobachtung zum Erhalten eines Bilds von dem durch die Emission von Anregungslicht erzeugten Fluoreszenzlicht durchgeführt werden. Bei einer Fluoreszenzbeobachtung ist es möglich, eine Beobachtung von Fluoreszenzlicht von einem Körpergewebe durch Strahlen von Anregungslicht auf das Körpergewebe (Autofluoreszenzbeobachtung) durchzuführen oder ein Fluoreszenzlichtbild durch lokales Injizieren eines Reagenzes, wie etwa Indocyaningrün (ICG), in ein Körpergewebe und Bestrahlen mit Anregungslicht, das einer Fluoreszenzlichtwellenlänge des Reagenzes entspricht, auf das Körpergewebe zu erhalten. Die Lichtquelleneinrichtung 11203 kann zum Zuführen solch eines Schmalbandlichts und/oder Anregungslichts, das für Beobachtung mit speziellem Licht, wie vorstehend beschrieben, geeignet ist, konfiguriert sein.
  • 37 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für eine funktionale Konfiguration des Kamerakopfes 11102 und der CCU 11201, die in 36 gezeigt sind, zeigt.
  • Der Kamerakopf 11102 beinhaltet eine Linseneinheit 11401, eine Bildaufnahmeeinheit 11402, eine Ansteuerungseinheit 11403, eine Kommunikationseinheit 11404 und eine Kamerakopfsteuereinheit 11405. Die CCU 11201 beinhaltet eine Kommunikationseinheit 11411, eine Bildverarbeitungseinheit 11412 und eine Steuereinheit 11413. Der Kamerakopf 11102 und die CCU 11201 sind durch ein Übertragungskabel 11400 zur Kommunikation miteinander verbunden.
  • Die Linseneinheit 11401 ist ein optisches System, das an einer Verbindungsstelle mit dem Objektivtubus 11101 vorgesehen ist. Beobachtungslicht, das von einem distalen Ende des Objektivtubus 11101 einfällt, wird zu dem Kamerakopf 11102 geleitet und in die Linseneinheit 11401 eingeleitet. Die Linseneinheit 11401 enthält eine Kombination aus mehreren Linsen, die eine Zoomlinse und eine Fokussierungslinse enthält.
  • Die Anzahl von Bildaufnahmeelementen, die in der Bildaufnahmeeinheit 11402 enthalten sind, kann eine (Einzelplattentyp) oder mehrere (Mehrfachplattentyp) sein. Wenn die Bildaufnahmeeinheit 11402 zum Beispiel als jene des Mehrfachplattentyps konfiguriert ist, werden Bildsignale, die R, G bzw. B entsprechen, durch die Bildaufnahmeelemente erzeugt, und die Bildsignale können synthetisiert werden, um ein Farbbild zu erhalten. Die Bildaufnahmeeinheit 11402 kann auch so konfiguriert sein, dass sie ein Paar Bildaufnahmeelemente zum Erfassen jeweiliger Bildsignale für das rechte Auge und das linke Auge aufweist, die für eine dreidimensionale (3D-) Anzeige bereit sind. Falls eine 3D-Anzeige durchgeführt wird, dann kann die Tiefe eines lebenden Körpergewebes in einem Operationsgebiet genauer von dem Chirurgen 11131 erfasst werden. Es sei darauf hingewiesen, dass, wenn die Bildaufnahmeeinheit 11402 als jene vom stereoskopischen Typ konfiguriert ist, mehrere Systeme aus Linseneinheiten 11401 bereitgestellt werden, die den einzelnen Bildaufnahmeelementen entsprechen.
  • Ferner muss die Bildaufnahmeeinheit 11402 nicht zwangsweise an dem Kamerakopf 11102 vorgesehen sein. Zum Beispiel kann die Bildaufnahmeeinheit 11402 unmittelbar hinter der Objektivlinse im Inneren des Objektivtubus 11101 vorgesehen sein.
  • Die Ansteuerungseinheit 11403 beinhaltet einen Aktor und bewegt die Zoomlinse und die Fokussierungslinse der Linseneinheit 11401 um eine vorbestimmte Entfernung entlang einer optischen Achse unter der Steuerung der Kamerakopfsteuereinheit 11405. Folglich können die Vergrößerung und der Brennpunkt eines durch die Bildaufnahmeeinheit 11402 aufgenommenen Bilds geeignet eingestellt werden.
  • Die Kommunikationseinheit 11404 beinhaltet eine Kommunikationseinrichtung zum Übertragen und Empfangen verschiedener Arten von Informationen an die und von der CCU 11201. Die Kommunikationseinheit 11404 überträgt ein von der Bildaufnahmeeinheit 11402 erlangtes Bildsignal durch das Übertragungskabel 11400 als RAW-Daten an die CCU 11201.
  • Darüber hinaus empfängt die Kommunikationseinheit 11404 ein Steuersignal zum Steuern der Ansteuerung des Kamerakopfes 11102 von der CCU 11201 und liefert das Steuersignal an die Kamerakopfsteuereinheit 11405. Das Steuersignal enthält Informationen bezüglich Bildaufnahmebedingungen, wie zum Beispiel Informationen, dass eine Bildwiederholrate eines aufgenommenen Bildes designiert wird, Informationen, dass ein Belichtungswert bei der Bildaufnahme designiert wird, und/oder Informationen, dass eine Vergrößerung und ein Brennpunkt eines aufgenommenen Bildes designiert werden.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass die Bildaufnahmebedingungen, wie etwa die Bildwiederholrate, der Belichtungswert, die Vergrößerung oder der Brennpunkt, durch den Benutzer designiert werden können oder automatisch durch die Steuereinheit 11413 der CCU 11201 basierend auf einem erfassten Bildsignal eingestellt werden können. Im letzteren Fall werden eine Autobelichtungs(AE)-Funktion, eine Autofokus(AF)-Funktion und eine Autoweißabgleichs(AWB)-Funktion in das Endoskop 11100 eingebunden.
  • Die Kamerakopfsteuereinheit 11405 steuert eine Ansteuerung des Kamerakopfs 11102 basierend auf einem Steuersignal von der CCU 11201, das durch die Kommunikationseinheit 11404 empfangen wird.
  • Die Kommunikationseinheit 11411 enthält eine Kommunikationseinrichtung zum Übertragen und Empfangen verschiedener Arten von Informationen an den und von dem Kamerakopf 11102. Die Kommunikationseinheit 11411 empfängt ein Bildsignal, das von dem Kamerakopf 11102 durch das Übertragungskabel 11400 an diese übertragen wird.
  • Ferner überträgt die Kommunikationseinheit 11411 ein Steuersignal zum Steuern der Ansteuerung des Kamerakopfs 11102 an den Kamerakopf 11102. Das Bildsignal und das Steuersignal können durch elektrische Kommunikation, optische Kommunikation oder dergleichen übertragen werden.
  • Die Bildverarbeitungseinheit 11412 führt verschiedene Bildprozesse für ein von dem Kamerakopf 11102 an diese übertragenes Bildsignal in der Form von RAW-Daten durch.
  • Die Steuereinheit 11413 führt verschiedene Arten einer Steuerung bezüglich der Bildaufnahme eines Operationsgebiets oder dergleichen durch das Endoskop 11100 und eine Anzeige eines aufgenommenen Bilds, das durch Bildaufnahme des Operationsgebiets oder dergleichen erhalten wird, durch. Zum Beispiel erzeugt die Steuereinheit 11413 ein Steuersignal zum Steuern der Ansteuerung des Kamerakopfs 11102.
  • Ferner steuert die Steuereinheit 11413 die Anzeigeeinrichtung 11202 basierend auf einem Bildsignal, für das Bildprozesse durch die Bildverarbeitungseinheit 11412 durchgeführt wurden, zum Anzeigen eines aufgenommenen Bilds, in dem das Operationsgebiet oder dergleichen abgebildet ist. Daraufhin kann die Steuereinheit 11413 verschiedene Objekte in dem aufgenommenen Bild unter Verwendung verschiedener Bilderkennungstechnologien erkennen. Zum Beispiel kann die Steuereinheit 11413 ein chirurgisches Werkzeug, wie etwa eine Zange, ein spezielles lebendes Körpergebiet, eine Blutung, Nebel, wenn die Energievorrichtung 11112 verwendet wird, und so weiter durch Detektieren der Form, der Farbe und so weiter von Rändern von in einem aufgenommenen Bild enthaltenen Objekt erkennen. Die Steuereinheit 11413 kann, wenn sie die Anzeigeeinrichtung 11202 zum Anzeigen eines aufgenommenen Bilds steuert, bewirken, dass verschiedene Arten von Operationsunterstützungsinformationen auf eine überlappende Weise mit einem Bild des Operationsgebiets unter Verwendung eines Ergebnisses der Erkennung angezeigt werden. Wenn Operationsunterstützungsinformationen auf eine überlappende Weise angezeigt und dem Chirurgen 11131 präsentiert werden, kann die Belastung des Chirurgen 11131 reduziert werden, und der Chirurg 11131 kann die Operation mit größerer Bestimmtheit fortführen.
  • Das Übertragungskabel 11400, das den Kamerakopf 11102 und die CCU 11201 miteinander verbindet, ist ein elektrisches Signalkabel, das für eine Kommunikation eines elektrischen Signals bereit ist, eine optische Faser, die für eine optische Kommunikation bereit ist, oder ein gemischtadriges Kabel, das sowohl für eine elektrische als auch eine optische Kommunikation bereit ist.
  • Obgleich bei dem gezeigten Beispiel eine Kommunikation durch eine drahtgebundene Kommunikation unter Verwendung des Übertragungskabels 11400 durchgeführt wird, kann hier die Kommunikation zwischen dem Kamerakopf 11102 und der CCU 11201 durch drahtlose Kommunikation durchgeführt werden.
  • Es wurde oben ein Beispiel für das endoskopische Operationssystem, auf das die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung angewandt werden kann, beschrieben. Die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung kann beispielsweise auf die Bildaufnahmeeinheit 11402 des Kamerakopfs 11102 unter den vorstehend beschriebenen Konfigurationen angewandt werden. Das Anwenden der Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung auf die Bildaufnahmeeinheit 11402 ermöglicht es, eine vereinfachtes Struktur zu erreichen und ein klareres Bild des Operationsgebiets zu erhalten.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass hier das endoskopische Operationssystem als ein Beispiel beschrieben wurde, aber die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung darüber hinaus zum Beispiel auch auf ein mikroskopisches Operationssystem und dergleichen angewandt werden kann.
  • <10. Andere Ausführungsformen>
  • Die vorliegende Technologie ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Es ist möglich, die Ausführungsformen auf verschiedenste Weise zu modifizieren, ohne von dem Gedanken der vorliegenden Technologie abzuweichen. Zum Beispiel kann in einem Peripheriegebiet in einer Festkörperbildgebungsvorrichtung ein erster Isolator in einem Isolator einen Graben und einen in dem Graben vergrabenen Isolationskörper enthalten. In diesem Fall kann der Isolationskörper Siliciumoxid oder Siliciumnitrid oder eine Kombination aus Siliciumoxid und Siliciumnitrid enthalten. Des Weiteren kann der Isolationskörper Siliciumoxid oder Siliciumnitrid, das um Metall herum gebildet ist, oder polykristallines Silicium sein. In diesem Fall kann sich das Metall oder das polykristalline Silicium, das im Isolationskörper vergraben ist, in einem elektrisch floatenden Zustand oder in einem Zustand der Kopplung mit einem festen Potenzial, wie zum Beispiel Masse, befinden. Des Weiteren kann ein Isolationskörper in einem zweiten Isolator in einem Isolator Siliciumnitrid, ein Material mit niedriger Dielektrizitätskonstante, Luft oder dergleichen beinhalten. Die vorliegende Technologie wird auf eine Festkörperbildgebungsvorrichtung angewandt, die auf einem dritten Basiskörper zwei Schichten aufweist, d. h. eine erste Halbleiterschicht und eine zweite Halbleiterschicht. Die vorliegende Technologie ist jedoch auf eine Halbleiterschicht anwendbar, die auf einem dritten Basiskörper drei oder mehr Schichten aufweist.
  • Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, eine Festkörperbildgebungsvorrichtung, die ermöglicht, eine um einen äußeren Anschluss herum vorgesehene Struktur eines Isolationsstrukturkörpers leicht zu erreichen, und ein Verfahren zur Herstellung einer Festkörperbildgebungsvorrichtung, die ermöglicht, die Anzahl von Schritten bei der Herstellung eines Isolationsstrukturkörpers zu reduzieren, bereitzustellen.
  • <Konfiguration der vorliegenden Technologie>
  • Die vorliegende Technologie hat die folgenden Konfigurationen.
    • (1) Eine Festkörperbildgebungsvorrichtung, die Folgendes beinhaltet:
      • eine erste Halbleiterschicht, die ein Pixelgebiet und ein Peripheriegebiet, das Pixelgebiet, in dem mehrere Pixel angeordnet sind, und das Peripheriegebiet, das um das Pixelgebiet herum vorgesehen ist, aufweist;
      • eine zweite Halbleiterschicht, die auf der der Lichteinfallsseite der Pixel gegenüberliegenden Seite auf der ersten Halbleiterschicht gestapelt ist, wobei die zweite Halbleiterschicht mit einer mit den Pixeln gekoppelten Pixelschaltung versehen ist;
      • einen äußeren Anschluss, der in einer Öffnung vorgesehen ist, die mit der zweiten Halbleiterschicht von dem Peripheriegebiet in der ersten Halbleiterschicht kommuniziert;
      • einen ersten Isolator, der in der ersten Halbleiterschicht in dem Peripheriegebiet vorgesehen ist, wobei der erste Isolator mindestens einen Teil eines Außenumfangs der Öffnung umgibt; und
      • einen zweiten Isolator, der in der zweiten Halbleiterschicht in einem Gebiet, das dem Peripheriegebiet entspricht, vorgesehen ist, wobei der zweite Isolator mindestens einen Teil des Außenumfangs der Öffnung umgibt.
    • (2) Die Festkörperbildgebungsvorrichtung nach (1), wobei der erste Isolator den gesamten Außenumfang der Öffnung umgibt.
    • (3) Die Festkörperbildgebungsvorrichtung nach (1) oder (2), wobei der zweite Isolator den gesamten Außenumfang der Öffnung umgibt.
    • (4) Die Festkörperbildgebungsvorrichtung nach einem von (1) bis (3), wobei der erste Isolator an einer Position außerhalb einer Position, an der der zweite Isolator vorgesehen ist, um die Öffnung herum zentriert vorgesehen ist.
    • (5) Die Festkörperbildgebungsvorrichtung nach einem von (1) bis (3), wobei der erste Isolator an einer gleichen Position wie eine Position, an der der zweite Isolator vorgesehen ist, um die Öffnung herum zentriert vorgesehen ist.
    • (6) Die Festkörperbildgebungsvorrichtung nach einem von (1) bis (3), wobei der erste Isolator an einer Position innerhalb einer Position, an der der zweite Isolator vorgesehen ist, um die Öffnung herum zentriert vorgesehen ist.
    • (7) Die Festkörperbildgebungsvorrichtung nach einem von (1) bis (6), wobei der erste Isolator einen in einer Dickenrichtung von der Lichteinfallsseite der ersten Halbleiterschicht aus gebildeten ersten Graben und einen im ersten Graben gebildeten Isolationskörper beinhaltet.
    • (8) Die Festkörperbildgebungsvorrichtung nach (7), wobei der Isolationskörper dahingehend gebildet ist, dass er mehrere Schichten beinhaltet.
    • (9) Die Festkörperbildgebungsvorrichtung nach (8), wobei der erste Isolator einen in der Dickenrichtung von der Lichteinfallsseite der ersten Halbleiterschicht aus gebildeten ersten Graben, einen im ersten Graben gebildeten Isolationskörper und im Isolationskörper vergrabenes Metall oder polykristallines Silicium beinhaltet.
    • (10) Die Festkörperbildgebungsvorrichtung nach (7), wobei der erste Graben die erste Halbleiterschicht durchdringt.
    • (11) Die Festkörperbildgebungsvorrichtung nach einem von (1) bis (10), wobei der zweite Isolator einen in einer Dickenrichtung von der Lichteinfallsseite der zweiten Halbleiterschicht aus gebildeten zweiten Graben und einen im zweiten Graben gebildeten Isolationskörper beinhaltet.
    • (12) Die Festkörperbildgebungsvorrichtung nach (11), wobei der zweite Graben die zweite Halbleiterschicht durchdringt.
    • (13) Die Festkörperbildgebungsvorrichtung nach (11), wobei der zweite Graben dahingehend gebildet ist, dass er den Isolationskörper durchdringt, und ein elektrisch leitender Körper im zweiten Graben gebildet ist.
    • (14) Die Festkörperbildgebungsvorrichtung nach (13), wobei der elektrisch leitende Körper von der ersten Halbleiterschicht elektrisch isoliert ist.
    • (15) Die Festkörperbildgebungsvorrichtung nach (13) oder (14), ferner beinhaltend einen Durchgangsdraht im Pixelgebiet, wobei der Durchgangsdraht die zweite Halbleiterschicht in Dickenrichtung durchdringt, wobei die elektrisch leitende Schicht mit einer gleichen Struktur wie eine Struktur des Durchgangsdrahts konfiguriert ist.
    • (16) Die Festkörperbildgebungsvorrichtung nach einem von (1) bis (15), ferner beinhaltend einen Pixelisolator, der im Pixelgebiet in der ersten Halbleiterschicht um die Pixel herum vorgesehen ist, wobei der erste Isolator mit einer gleichen Struktur wie eine Struktur des Pixelisolators konfiguriert ist.
    • (17) Die Festkörperbildgebungsvorrichtung nach (16), wobei der Pixelisolator die mehreren Pixel voneinander isoliert.
    • (18) Die Festkörperbildgebungsvorrichtung nach einem von (1) bis (17), ferner beinhaltend einen Schaltungsisolator in der Pixelschaltung in der zweiten Halbleiterschicht, wobei der Schaltungsisolator die zweite Halbleiterschicht in einer Dickenrichtung durchdringt, wobei der zweite Isolator mit einer gleichen Struktur wie eine Struktur des Schaltungsisolators konfiguriert ist.
    • (19) Ein Verfahren zur Herstellung einer Festkörperbildgebungsvorrichtung, wobei das Verfahren Folgendes beinhaltet:
      • Bilden eines Pixelisolators in einem Pixelgebiet einer ersten Halbleiterschicht und Bilden eines ersten Isolators, des Pixelisolators, der mehrere Pixel voneinander isoliert, und des ersten Isolators, der mindestens einen Teil eines Außenumfangs einer Öffnung, die mit einem in einem Peripheriegebiet um das Pixelgebiet herum vorgesehenen äußeren Anschluss kommuniziert, umgibt;
      • Bilden einer zweiten Halbleiterschicht auf der der Lichteinfallsseite der Pixel gegenüberliegenden Seite auf der ersten Halbleiterschicht, wobei die zweite Halbleiterschicht mit einer mit den Pixeln gekoppelten Pixelschaltung versehen ist; und
      • Bilden eines Schaltungsisolators in der Pixelschaltung und Bilden eines zweiten Isolators in der zweiten Halbleiterschicht in dem Peripheriegebiet, wobei der Schaltungsisolator die zweite Halbleiterschicht in einer Dickenrichtung durchdringt und der zweite Isolator mindestens einen Teil des Außenumfangs der Öffnung umgibt.
  • Diese Anmeldung beansprucht die Priorität auf Basis der am 25. März 2021 im japanischen Patentamt eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2021-051844 , deren gesamter Inhalt in dieser Anmeldung durch Bezugnahme aufgenommen ist.
  • Es versteht sich für einen Fachmann, dass verschiedene Modifikationen, Kombinationen, Unterkombinationen und Änderungen in Abhängigkeit von Designanforderungen und anderen Faktoren auftreten können, insofern diese im Schutzumfang der angehängten Ansprüche oder deren Äquivalente liegen.
  • 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 2020181953 [0003]
    • JP 2021051844 [0155]

Claims (19)

  1. Festkörperbildgebungsvorrichtung, die Folgendes umfasst: eine erste Halbleiterschicht, die ein Pixelgebiet und ein Peripheriegebiet, das Pixelgebiet, in dem mehrere Pixel angeordnet sind, und das Peripheriegebiet, das um das Pixelgebiet herum vorgesehen ist, aufweist; eine zweite Halbleiterschicht, die auf der der Lichteinfallsseite der Pixel gegenüberliegenden Seite auf der ersten Halbleiterschicht gestapelt ist, wobei die zweite Halbleiterschicht mit einer mit den Pixeln gekoppelten Pixelschaltung versehen ist; einen äußeren Anschluss, der in einer Öffnung vorgesehen ist, die mit der zweiten Halbleiterschicht von dem Peripheriegebiet in der ersten Halbleiterschicht kommuniziert; einen ersten Isolator, der in der ersten Halbleiterschicht in dem Peripheriegebiet vorgesehen ist, wobei der erste Isolator mindestens einen Teil eines Außenumfangs der Öffnung umgibt; und einen zweiten Isolator, der in der zweiten Halbleiterschicht in einem Gebiet, das dem Peripheriegebiet entspricht, vorgesehen ist, wobei der zweite Isolator mindestens einen Teil des Außenumfangs der Öffnung umgibt.
  2. Festkörperbildgebungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste Isolator den gesamten Außenumfang der Öffnung umgibt.
  3. Festkörperbildgebungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der zweite Isolator den gesamten Außenumfang der Öffnung umgibt.
  4. Festkörperbildgebungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste Isolator an einer Position außerhalb einer Position, an der der zweite Isolator vorgesehen ist, um die Öffnung herum zentriert vorgesehen ist.
  5. Festkörperbildgebungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste Isolator an einer gleichen Position wie eine Position, an der der zweite Isolator vorgesehen ist, um die Öffnung herum zentriert vorgesehen ist.
  6. Festkörperbildgebungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste Isolator an einer Position innerhalb einer Position, an der der zweite Isolator vorgesehen ist, um die Öffnung herum zentriert vorgesehen ist.
  7. Festkörperbildgebungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste Isolator einen in einer Dickenrichtung von der Lichteinfallsseite der ersten Halbleiterschicht aus gebildeten ersten Graben und einen im ersten Graben gebildeten Isolationskörper beinhaltet.
  8. Festkörperbildgebungsvorrichtung nach Anspruch 7 wobei der Isolationskörper dahingehend gebildet ist, dass er mehrere Schichten beinhaltet.
  9. Festkörperbildgebungsvorrichtung nach Anspruch 8, wobei der erste Isolator einen in der Dickenrichtung von der Lichteinfallsseite der ersten Halbleiterschicht aus gebildeten ersten Graben, einen im ersten Graben gebildeten Isolationskörper und im Isolationskörper vergrabenes Metall oder polykristallines Silicium beinhaltet.
  10. Festkörperbildgebungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei der erste Graben die erste Halbleiterschicht durchdringt.
  11. Festkörperbildgebungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der zweite Isolator einen in einer Dickenrichtung von der Lichteinfallsseite der zweiten Halbleiterschicht aus gebildeten zweiten Graben und einen im zweiten Graben gebildeten Isolationskörper beinhaltet.
  12. Festkörperbildgebungsvorrichtung nach Anspruch 11, wobei der zweite Graben die zweite Halbleiterschicht durchdringt.
  13. Festkörperbildgebungsvorrichtung nach Anspruch 11, wobei der zweite Graben dahingehend gebildet ist, dass er den Isolationskörper durchdringt, und ein elektrisch leitender Körper im zweiten Graben gebildet ist.
  14. Festkörperbildgebungsvorrichtung nach Anspruch 13, wobei der elektrisch leitende Körper von der ersten Halbleiterschicht elektrisch isoliert ist.
  15. Festkörperbildgebungsvorrichtung nach Anspruch 13, ferner umfassend einen Durchgangsdraht im Pixelgebiet, wobei der Durchgangsdraht die zweite Halbleiterschicht in Dickenrichtung durchdringt, wobei die elektrisch leitende Schicht mit einer gleichen Struktur wie eine Struktur des Durchgangsdrahts konfiguriert ist.
  16. Festkörperbildgebungsvorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend einen Pixelisolator, der im Pixelgebiet in der ersten Halbleiterschicht um die Pixel herum vorgesehen ist, wobei der erste Isolator mit einer gleichen Struktur wie eine Struktur des Pixelisolators konfiguriert ist.
  17. Festkörperbildgebungsvorrichtung nach Anspruch 16, wobei der Pixelisolator die mehreren Pixel voneinander isoliert.
  18. Festkörperbildgebungsvorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend einen Schaltungsisolator in der Pixelschaltung in der zweiten Halbleiterschicht, wobei der Schaltungsisolator die zweite Halbleiterschicht in einer Dickenrichtung durchdringt, wobei der zweite Isolator mit einer gleichen Struktur wie eine Struktur des Schaltungsisolators konfiguriert ist.
  19. Verfahren zur Herstellung einer Festkörperbildgebungsvorrichtung, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Bilden eines Pixelisolators in einem Pixelgebiet einer ersten Halbleiterschicht und Bilden eines ersten Isolators, des Pixelisolators, der mehrere Pixel voneinander isoliert, und des ersten Isolators, der mindestens einen Teil eines Außenumfangs einer Öffnung, die mit einem in einem Peripheriegebiet um das Pixelgebiet herum vorgesehenen äußeren Anschluss kommuniziert, umgibt; Bilden einer zweiten Halbleiterschicht auf der der Lichteinfallsseite der Pixel gegenüberliegenden Seite auf der ersten Halbleiterschicht, wobei die zweite Halbleiterschicht mit einer mit den Pixeln gekoppelten Pixelschaltung versehen ist; und Bilden eines Schaltungsisolators in der Pixelschaltung und Bilden eines zweiten Isolators in der zweiten Halbleiterschicht in dem Peripheriegebiet, wobei der Schaltungsisolator die zweite Halbleiterschicht in einer Dickenrichtung durchdringt und der zweite Isolator mindestens einen Teil des Außenumfangs der Öffnung umgibt.
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