DE112022004422T5 - Lichtdetektionsvorrichtung, verfahren zum herstellen einer lichtdetektionsvorrichtung und elektronische ausrüstung - Google Patents

Lichtdetektionsvorrichtung, verfahren zum herstellen einer lichtdetektionsvorrichtung und elektronische ausrüstung Download PDF

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Takaaki Furusho
Kentaro Eda
Masayuki Tazaki
Mutsuo Uehara
Suguru SAITO
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Sony Semiconductor Solutions Corp
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Abstract

Eine Lichtdetektionsvorrichtung, die zum Unterdrücken der Verschlechterung von Rauschcharakteristiken in der Lage ist, wird bereitgestellt. Die Lichtdetektionsvorrichtung beinhaltet Folgendes: eine Halbleiterschicht mit fotoelektrischen Umwandlungsgebieten, wobei eine Oberfläche der Halbleiterschicht eine Lichteinfallsoberfläche bildet, wobei die andere Oberfläche der Halbleiterschicht eine Elementbildungsoberfläche bildet, einen Graben, der zum Unterteilen der fotoelektrischen Umwandlungsgebiete positioniert ist und die Halbleiterschicht in einer Dickenrichtung davon durchdringt, und einen Separationsteil, der in dem Graben gebildet ist und einen ersten Separationsteil und einen zweiten Separationsteil beinhaltet, wobei der erste Separationsteil auf der Seite der Lichteinfallsoberfläche positioniert ist, wobei der zweite Separationsteil auf der Seite der Elementbildungsoberfläche positioniert ist. Eine erste Oberfläche des zweiten Separationsteils auf der Seite des ersten Separationsteils ist einem ersten Material zugewandt.

Description

  • [Technisches Gebiet]
  • Die vorliegende Technologie (Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung) betrifft eine Lichtdetektionsvorrichtung, ein Verfahren zum Herstellen der Lichtdetektionsvorrichtung und eine elektronische Ausrüstung. Insbesondere betrifft diese Technologie eine Lichtdetektionsvorrichtung mit fotoelektrischen Umwandlungsgebieten, die darin unterteilt sind, ein Verfahren zum Herstellen der Lichtdetektionsvorrichtung und eine elektronische Ausrüstung.
  • [Hintergrund]
  • In den letzten Jahren wurden Pixel mit immer kleineren Größen in Lichtdetektionsvorrichtungen, wie etwa rückwärtig belichteten CMOS-Bildsensoren, hergestellt. Währenddessen wurden manche Bildsensoren mit Strukturen vorgeschlagen, in denen tiefe Gräben Pixel vollständig voneinander separieren, so dass Elektronen oder Löcher, die innerhalb Fotodioden erzeugt werden, nicht zu anderen Pixeln austreten werden (siehe z. B. PTL 1) .
  • [Zitatliste]
  • [Patentliteratur]
  • [PTL 1] PCT-Patentveröffentlichung Nr. WO2019/093150
  • [Kurzdarstellung]
  • [Technisches Problem]
  • Falls die Pixel durch die Gräben voneinander separiert sind, wird ein Film, der mit einem p-Typ-Dotierungsmittel dotiert ist oder negative Festladungen aufweist, über Grabenseitenwänden gebildet, so dass unterdrückt wird, dass ein Dunkelstrom aus den Grabenseitenwänden austritt.
  • Die vorliegende Technologie zielt darauf ab, eine Lichtdetektionsvorrichtung, die zum Unterdrücken der Verschlechterung von Rauschcharakteristiken in der Lage ist, ein Verfahren zum Herstellen der Lichtdetektionsvorrichtung und eine elektronische Ausrüstung bereitzustellen.
  • [Lösung des Problems]
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Technologie wird eine Lichtdetektionsvorrichtung bereitgestellt, die Folgendes beinhaltet: eine Halbleiterschicht mit fotoelektrischen Umwandlungsgebieten, wobei eine Oberfläche der Halbleiterschicht eine Lichteinfallsoberfläche bildet, wobei die andere Oberfläche der Halbleiterschicht eine Elementbildungsoberfläche bildet, einen Graben, der zum Unterteilen der fotoelektrischen Umwandlungsgebiete positioniert ist und die Halbleiterschicht in einer Dickenrichtung davon durchdringt, und einen Separationsteil, der in dem Graben gebildet ist und einen ersten Separationsteil und einen zweiten Separationsteil beinhaltet, wobei der erste Separationsteil auf der Seite der Lichteinfallsoberfläche positioniert ist, wobei der zweite Separationsteil auf der Seite der Elementbildungsoberfläche positioniert ist. Eine erste Oberfläche des zweiten Separationsteils auf der Seite des ersten Separationsteils ist einem ersten Material zugewandt.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Technologie wird ein Verfahren zum Herstellen einer Lichtdetektionsvorrichtung bereitgestellt, das Folgendes beinhaltet: Bilden eines Grabens an einer Position zum Unterteilen fotoelektrischer Umwandlungsgebiete in einer Halbleiterschicht von der Seite einer Elementbildungsoberfläche davon, Stapeln, in dem Graben, einer Opferschicht und eines ersten Materials in dieser Reihenfolge in einer Dickenrichtung der Halbleiterschicht, wobei das erste Material ein Material ist, dessen Ätzrate relativ zu einem ausgewählten Ätzmittel niedriger als jene eines Materials ist, das die Opferschicht darstellt, Freilegen der Opferschicht von der Seite einer Lichteinfallsoberfläche gegenüber der Seite der Elementbildungsoberfläche, Entfernen der Opferschicht, während das erste Material intakt gelassen wird, durch Verwenden des ausgewählten Ätzmittels, und Einbetten eines Materials, das sich von dem Material der Opferschicht unterscheidet, in den Graben von der Seite der Lichteinfallsoberfläche.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Technologie wird eine elektronische Ausrüstung bereitgestellt, die die zuvor beschriebene Lichtdetektionsvorrichtung und ein optisches System beinhaltet, das die Lichtdetektionsvorrichtung dazu veranlasst, ein Bild von Bildlicht von einem Subjekt zu bilden.
  • [Kurze Beschreibung der Zeichnungen]
    • [1] 1 ist ein Chiplayoutdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel einer Lichtdetektionsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie darstellt.
    • [2] 2 ist ein Blockdiagramm, das das Konfigurationsbeispiel der Lichtdetektionsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie darstellt.
    • [3] 3 ist ein äquivalentes Schaltbild eines Pixels der Lichtdetektionsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie.
    • [4] 4 ist eine Longitudinalschnittansicht, die eine Querschnittsstruktur eines Pixels der Lichtdetektionsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie darstellt.
    • [5A] 5A ist eine Prozessschnittansicht, die ein Verfahren zum Herstellen der Lichtdetektionsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie schematisch darstellt.
    • [5B] 5B ist eine Prozessschnittansicht anschließend an 5A.
    • [5C] 5C ist eine Prozessschnittansicht anschließend an 5B.
    • [5D] 5D ist eine Prozessschnittansicht anschließend an 5C.
    • [5E] 5E ist eine Prozessschnittansicht anschließend an 5D.
    • [5F] 5F ist eine Prozessschnittansicht anschließend an 5E.
    • [5G] 5G ist eine Prozessschnittansicht anschließend an 5F.
    • [5H] 5H ist eine Prozessschnittansicht anschließend an 5G.
    • [5I] 51 ist eine Prozessschnittansicht anschließend an 5H.
    • [5J] 5J ist eine Prozessschnittansicht anschließend an 51.
    • [5K] 5K ist eine Prozessschnittansicht anschließend an 5J.
    • [5L] 5L ist eine Prozessschnittansicht anschließend an 5K.
    • [5M] 5M ist eine Prozessschnittansicht anschließend an 5L.
    • [5N] 5N ist eine Prozessschnittansicht anschließend an 5M.
    • [6] 6 ist eine Longitudinalschnittansicht, die eine Querschnittsstruktur eines Pixels einer Lichtdetektionsvorrichtung gemäß einem Modifikationsbeispiel 1-1 der ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie darstellt.
    • [7] 7 ist eine Longitudinalschnittansicht, die eine Querschnittsstruktur eines Pixels einer Lichtdetektionsvorrichtung gemäß einem Modifikationsbeispiel 1-2 der ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie darstellt.
    • [8] 8 ist eine Longitudinalschnittansicht, die eine Querschnittsstruktur eines Pixels einer Lichtdetektionsvorrichtung gemäß einem Modifikationsbeispiel 1-3 der ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie darstellt.
    • [9A] 9A ist eine Longitudinalschnittansicht, die eine Querschnittsstruktur eines Pixels einer Lichtdetektionsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Technologie darstellt.
    • [9B] 9B ist eine Longitudinalschnittansicht, die eine weitere Querschnittsstruktur eines Pixels der Lichtdetektionsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Technologie darstellt.
    • [10A] 10A ist eine Prozessschnittansicht, die ein Verfahren zum Herstellen der Lichtdetektionsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Technologie schematisch darstellt.
    • [10B] 10B ist eine Prozessschnittansicht anschließend an 10A.
    • [10C] 10C ist eine Prozessschnittansicht anschließend an 10B.
    • [11] 11 ist eine Longitudinalschnittansicht, die eine Querschnittsstruktur eines Pixels einer Lichtdetektionsvorrichtung gemäß einem Modifikationsbeispiel 2-1 der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Technologie darstellt.
    • [12] 12 ist eine Longitudinalschnittansicht, die eine Querschnittsstruktur eines Pixels einer Lichtdetektionsvorrichtung gemäß einem Modifikationsbeispiel 2-3 der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Technologie darstellt.
    • [13] 13 ist eine Longitudinalschnittansicht, die eine Querschnittsstruktur eines Pixels einer Lichtdetektionsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Technologie darstellt.
    • [14A] 14A ist eine Prozessschnittansicht, die ein Verfahren zum Herstellen der Lichtdetektionsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Technologie schematisch darstellt.
    • [14B] 14B ist eine Prozessschnittansicht anschließend an 14A.
    • [14C] 14C ist eine Prozessschnittansicht anschließend an 14B.
    • [14D] 14D ist eine Prozessschnittansicht anschließend an 14C.
    • [14E] 14E ist eine Prozessschnittansicht anschließend an 14D.
    • [14F] 14F ist eine Prozessschnittansicht anschließend an 14E.
    • [14G] 14G ist eine Prozessschnittansicht anschließend an 14F.
    • [15] 15 ist eine Prozessschnittansicht, die ein Verfahren zum Herstellen einer Lichtdetektionsvorrichtung gemäß einem Modifikationsbeispiel 3-2 der dritten Ausführungsform der vorliegenden Technologie schematisch darstellt.
    • [16] 16 ist eine Longitudinalschnittansicht, die eine Querschnittsstruktur eines Pixels einer Lichtdetektionsvorrichtung gemäß einem Modifikationsbeispiel 3-3 der dritten Ausführungsform der vorliegenden Technologie darstellt.
    • [17] 17 ist ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel einer elektronischen Ausrüstung schematisch darstellt.
    • [18] 18 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für eine schematische Konfiguration eines Fahrzeugsteuersystems darstellt.
    • [19] 19 ist ein Diagramm zur Unterstützung der Erklärung eines Beispiels für Installationspositionen eines Fahrzeugaußenbereichsinformationsdetektionsabschnitts und eines Bildgebungsabschnitts.
    • [20] 20 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für eine schematische Konfiguration eines endoskopischen Chirurgiesystems darstellt.
    • [21] 21 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für eine funktionale Konfiguration eines Kamerakopfes und einer Kamerasteuereinheit (CCU) darstellt.
  • [Beschreibung von Ausführungsformen]
  • Manche bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Technologie werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Die nachstehend erläuterten Ausführungsformen sind lediglich repräsentativ dafür, wie die vorliegende Technologie implementiert werden kann, und sollten dementsprechend nicht beschränkend interpretiert werden.
  • In den Zeichnungen sind die gleichen oder ähnliche Teile durch die gleichen oder ähnliche Bezugszeichen bezeichnet. Es ist anzumerken, dass die Zeichnungen lediglich schematisch sind und dass die Beziehung zwischen Dicken und Planarabmessungen, die Proportionen unterschiedlicher Schichten hinsichtlich der Dicke und dergleichen möglicherweise nicht mit dem übereinstimmen, was tatsächlich der Fall ist. Spezielle Dicken und Abmessungen sollten dementsprechend unter Berücksichtigung der folgenden Beschreibung bestimmt werden. Natürlich können verschiedene Zeichnungen Unterschiede von Größe oder Proportion der gleichen Teilen beinhalten.
  • Die erste bis vierte Ausführungsform, die nachfolgend zu besprechen sind, sind Beispiele für Verfahren und Vorrichtungen, die die technischen Ideen der vorliegenden Technologie umsetzen. Von daher beschränken diese Ausführungsformen die technischen Ideen dieser Technologie nicht hinsichtlich des Materials, der Form, der Struktur, der Anordnung oder dergleichen von Bestandsteilelementen. Die technischen Ideen der vorliegenden Technologie können unterschiedlich innerhalb des technischen Schutzumfangs davon, wie durch die angehängten Ansprüche definiert, modifiziert werden.
  • Die Beschreibung erfolgt in der folgenden Reihenfolge:
    1. 1. Erste Ausführungsform
    2. 2. Zweite Ausführungsform
    3. 3. Dritte Ausführungsform
    4. 4. Vierte Ausführungsform
    • Beispiel einer Anwendung auf eine elektronische Ausrüstung
    • Beispiel einer Anwendung auf mobile Körper
    • Beispiel einer Anwendung auf ein endoskopisches Chirurgiesystem
  • 5. Andere Ausführungsformen
  • [Erste Ausführungsform]
  • Eine erste Ausführungsform, die nachfolgend erklärt wird, ist ein Beispiel, bei dem die vorliegende Technologie auf eine Lichtdetektionsvorrichtung angewandt wird, die einen rückwärtig belichteten CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor - komplementärerer Metall-Oxid-Halbleiter)-Bildsensor (Festkörperbildgebungsvorrichtung) bildet.
  • <<Gesamtkonfiguration der Lichtdetektionsvorrichtung>>
  • Eine Gesamtkonfiguration einer Lichtdetektionsvorrichtung 1 wird zuerst erklärt. Wie in 1 dargestellt, ist die Lichtdetektionsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie unter Fokussierung auf einen Halbleiterchip 2 mit einer zweidimensionalen rechteckigen Form in einer Draufsicht konfiguriert. Das heißt, die Lichtdetektionsvorrichtung 1 ist auf dem Halbleiterchip 2 montiert. Wie in 17 dargestellt, lässt die Lichtdetektionsvorrichtung 1 Bildlicht (einfallendes Licht 106) von einem Subjekt über ein optisches System (optische Linse) 102 herein, wandelt die Menge des einfallenden Lichts 106, das als ein Bild auf einer Bildgebungsebene gebildet wird, in elektrische Signale in Einheiten von Pixeln um und gibt die umgewandelten elektrischen Signale als Pixelsignale aus.
  • Wie in 1 dargestellt, weist der Halbleiterchip 2, der die Lichtdetektionsvorrichtung 1 trägt, ein rechteckiges Pixelgebiet 2A in der Mitte einer zweidimensionalen Ebene einschließlich einer X-Richtung und einer Y-Richtung, die einander schneiden, und ein Peripheriegebiet 2B, das außerhalb des Pixelgebiets 2A liegt und dieses umgibt, auf.
  • Das Pixelgebiet 2A ist eine Lichtempfangsebene, die das Licht empfängt, das durch das optische System 102 fokussiert wird, das zum Beispiel in 17 dargestellt ist. In der zweidimensionalen Ebene einschließlich der X- und Y-Richtung sind mehrere Pixel 3 in einem Matrixmuster in dem Pixelgebiet 2A angeordnet. Mit anderen Worten sind die Pixel 3 wiederholt in sowohl der X- als auch Y-Richtung, die einander schneiden, innerhalb der zweidimensionalen Ebene angeordnet. Bei dieser Ausführungsform sind die X- und Y-Richtung zum Beispiel senkrecht zueinander. Die Richtung senkrecht zu sowohl der X- als auch Y-Richtung ist eine Z-Richtung (Dickenrichtung).
  • Wie in 1 dargestellt, sind mehrere Bondpads 14 in dem Peripheriegebiet 2B angeordnet. Die mehreren Bondpads 14 sind zum Beispiel entlang jeder der vier Seiten des Halbleiterchips 2 in der zweidimensionalen Ebene angeordnet. Jedes der mehreren Bondpads 14 ist ein Eingabe/Ausgabe-Anschluss zur Verwendung beim elektrischen Verbinden des Halbleiterchips 2 mit einer externen Vorrichtung.
  • <Logikschaltkreis>
  • Wie in 2 dargestellt, weist der Halbleiterchip 2 einen Logikschaltkreis 13 auf, der einen Vertikalansteuerungsschaltkreis 4, Spaltensignalverarbeitungsschaltkreise 5, einen Horizontalansteuerungsschaltkreis 6, einen Ausgabeschaltkreis 7 und einen Steuerschaltkreis 8 beinhaltet. Der Logikschaltkreis 13 beinhaltet zum Beispiel einen CMOS(Complementary MOS - Komplementärer MOS)-Schaltkreis, der n-Kanal-Leitfähigkeitstyp-MOSFETs (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors - Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren) und p-Kanal-Leitfähigkeitstyp-MOSFETs als Feldeffekttransistoren aufweist.
  • Der Vertikalansteuerungsschaltkreis 4 beinhaltet zum Beispiel ein Schieberegister. Der Vertikalansteuerungsschaltkreis 4 wählt sukzessive gewünschte Pixelansteuerungsleitungen 10 aus und liefert Impulse an die ausgewählten Pixelansteuerungsleitungen 10 zum Ansteuern relevanter Pixel 3, so dass die Pixel 3 in Einheiten von Zeilen angesteuert werden. Das heißt, der Vertikalansteuerungsschaltkreis 4 scannt selektiv die Pixel 3 in dem Pixelgebiet 2A in Einheiten von Zeilen sukzessive in einer Vertikalrichtung. Der Vertikalansteuerungsschaltkreis 4 versorgt dann die Spaltensignalverarbeitungsschaltkreise 5 über Vertikalsignalleitungen 11 mit den Pixelsignalen, die von den Pixeln 3 kommen und die auf Signalladungen basieren, die durch ein fotoelektrisches Umwandlungselement jedes Pixels 3 erzeugt werden und die die Menge an empfangenem Licht wiedergeben.
  • Die Spaltensignalverarbeitungsschaltkreise 5 sind zum Beispiel jeweils für jede Spalte der Pixel 3 angeordnet. Angesichts der Signale, die von jeder Zeile der Pixel 3 ausgegeben werden, führen die Spaltensignalverarbeitungsschaltkreise 5 eine Signalverarbeitung, wie etwa eine Rauschentfernung, an den Signalen durch, die von jeder Pixelspalte ausgegeben werden. Zum Beispiel führen die Spaltensignalverarbeitungsschaltkreise 5 eine Signalverarbeitung, wie etwa CDS (Correlated Double Sampling - korrelierte Doppelabtastung) zum Entfernen von Rauschen mit festem Muster, das spezifisch für Pixel ist, und eine AD(Analaog-Digital-Umwandlung, durch. In einer Ausgabestufe der Spaltensignalverarbeitungsschaltkreise 5 ist ein (nicht dargestellter) Horizontalauswahlschalter auf eine solche Weise bereitgestellt, dass er mit einer Horizontalsignalleitung 12 verbunden ist.
  • Der Horizontalansteuerungsschaltkreis 6 beinhaltet zum Beispiel ein Schieberegister. Der Horizontalansteuerungsschaltkreis 6 wählt sukzessive jeden der Spaltensignalverarbeitungsschaltkreise 5 durch konsekutives Ausgeben von Horizontalscanimpulsen an die Spaltensignalverarbeitungsschaltkreis 5 aus. Der Horizontalansteuerungsschaltkreis 6 bewirkt dann, dass jeder der Spaltensignalverarbeitungsschaltkreise 5 das Pixelsignal, das eine Signalverarbeitung durchlaufen hat, auf die Horizontalsignalleitung 12 ausgibt.
  • Angesichts der Pixelsignale, die sukzessive von jedem Spaltensignalverarbeitungsschaltkreis 5 über die Horizontalsignalleitung 12 bereitgestellt werden, führt der Ausgabeschaltkreis 7 eine Signalverarbeitung an den bereitgestellten Pixelsignalen durch und gibt die resultierenden Signale aus. Die Signalverarbeitung kann zum Beispiel Puffern, Schwarzpegelanpassung, Spaltenvariationskorrektur und verschiedene Arten von Digitalsignalverarbeitung beinhalten.
  • Gemäß einem Vertikalsynchronisationssignal, einem Horizontalsynchronisationssignal und einem Master-Taktsignal erzeugt der Steuerschaltkreis 8 ein Taktsignal und Steuersignale, die eine Referenz für die Operation des Vertikalansteuerungsschaltkreises 4, der Spaltensignalverarbeitungsschaltkreise 5, des Horizontalansteuerungsschaltkreises 6 und dergleichen bereitstellen. Der Steuerschaltkreis 8 gibt dann das/die erzeugte(n) Taktsignal und Steuersignale an den Vertikalansteuerungsschaltkreis 4, die Spaltensignalverarbeitungsschaltkreise 5, den Horizontalansteuerungsschaltkreis 6 und dergleichen aus.
  • <Pixel>
  • 3 ist ein äquivalentes Schaltbild, das ein Konfigurationsbeispiel eines Pixels 3 darstellt. Das Pixel 3 weist ein fotoelektrisches Umwandlungselement PD, ein Ladungsakkumulationsgebiet (Floating-Diffusion) FD, das eine Signalladung akkumuliert, die aus einer fotoelektrischen Umwandlung durch das fotoelektrische Umwandlungselement PD resultiert, und einen Transfertransistor TR auf, der die Signalladung, die aus einer fotoelektrischen Umwandlung durch das fotoelektrische Umwandlungselement PD resultiert, zu dem Ladungsakkumulationsgebiet FD transferiert. Das Pixel 3 beinhaltet ferner einen Ausleseschaltkreis 15, der elektrisch mit dem Ladungsakkumulationsgebiet FD verbunden ist.
  • Das fotoelektrische Umwandlungselement PD erzeugt die Signalladung, die die Menge an empfangenem Licht widerspiegelt. Außerdem akkumuliert (hält) das fotoelektrische Umwandlungselement PD die erzeugte Signalladung vorübergehend. Eine Kathodenseite des fotoelektrischen Umwandlungselements PD ist elektrisch mit einem Source-Gebiet des Transfertransistors TR verbunden. Eine Anodenseite des fotoelektrischen Umwandlungselements PD ist elektrisch mit einer Referenzpotentialleitung (z. B. Masse) verbunden. Zum Beispiel kann eine Fotodiode als das fotoelektrische Umwandlungselement PD verwendet werden.
  • Ein Drain-Gebiet des Transfertransistors TR ist elektrisch mit dem Ladungsakkumulationsgebiet FD verbunden. Eine Gate-Elektrode des Transfertransistors TR ist elektrisch mit einer Transfertransistoransteuerungsleitung unter den Pixelansteuerungsleitungen 10 verbunden (siehe 2).
  • Das Ladungsakkumulationsgebiet FD akkumuliert und hält vorübergehend die Signalladung, die von dem fotoelektrischen Umwandlungselement PD über den Transfertransistor TR transferiert wird.
  • Der Ausleseschaltkreis 15 liest die Signalladung aus dem Ladungsakkumulationsgebiet FD, so dass ein Pixelsignal basierend auf der Signalladungen ausgegeben wird. Der Ausleseschaltkreis 15 beinhaltet zum Beispiel unter anderem einen Verstärkungstransistor AMP, einen Auswahltransistor SEL und einen Rücksetztransistor RST als Pixeltransistoren. Diese Transistoren (AMP, SEL, RST) beinhalten jeweils zum Beispiel einen MOSFET, der einen Gate-Isolationsfilm einschließlich eines Siliciumoxidfilms (SiO2-Films), eine Gate-Elektrode und ein Paar von Hauptelektrodengebieten, die als ein Source-Gebiet und ein Drain-Gebiet wirken, aufweist. Diese Transistoren können alternativ dazu einen MISFET (Metall-Isolator-Halbleiter-FET) beinhalten, dessen Gate-Isolationsfilm ein Siliciumnitridfilm (Si3N4-Film) ist oder ein Mehrschichtfilm einschließlich eines Siliciumnitridfilms, eines Siliciumoxidfilms und dergleichen ist.
  • Ein Source-Gebiet des Verstärkungstransistors AMP ist elektrisch mit einem Drain-Gebiet des Auswahltransistors SEL verbunden. Ein Drain-Gebiet des Verstärkungstransistors AMP ist elektrisch mit einer Leistungsversorgungsleitung Vdd und mit einem Drain-Gebiet des Rücksetztransistors verbunden. Eine Gate-Elektrode des Verstärkungstransistors AMP ist elektrisch mit dem Ladungsakkumulationsgebiet FD und mit einem Source-Gebiet des Rücksetztransistors RST verbunden.
  • Ein Source-Gebiet des Auswahltransistors SEL ist elektrisch mit einer Vertikalsignalleitung 11 (VSL) verbunden. Der Drain des Auswahltransistors SEL ist elektrisch mit einem Source-Gebiet des Verstärkungstransistors AMP verbunden. Eine Gate-Elektrode des Auswahltransistors SEL ist elektrisch mit einer Auswahltransistoransteuerungsleitung unter den Pixelansteuerungsleitungen 10 verbunden (siehe 2).
  • Das Source-Gebiet des Rücksetztransistors RST ist elektrisch mit dem Ladungsakkumulationsgebiet FD und mit der Gate-Elektrode des Verstärkungstransistors AMP verbunden. Das Drain-Gebiet des Rücksetztransistors RST ist elektrisch mit der Leistungsversorgungsleitung Vdd und mit dem Drain-Gebiet des Verstärkungstransistors AMP verbunden. Eine Gate-Elektrode des Rücksetztransistors RST ist elektrisch mit einer Rücksetztransistoransteuerungsleitung unter den Pixelansteuerungsleitungen 10 verbunden (siehe 2).
  • <<Spezielle Konfiguration der Lichtdetektionsvorrichtung>>
  • Eine spezielle Konfiguration der Lichtdetektionsvorrichtung 1 wird als Nächstes unter Bezugnahme auf 4 erklärt.
  • <Mehrschichtstruktur der Lichtdetektionsvorrichtung>
  • Wie in 4 dargestellt, weist die Lichtdetektionsvorrichtung 1 (Halbleiterchip 2) eine Mehrschichtstruktur auf, in der eine Lichtsammlungsschicht 50, eine Halbleiterschicht 20, eine Verdrahtungsschicht 30 und ein Stützsubstrat 40, wie etwa ein Halbleitersubstrat, in dieser Reihenfolge gestapelt sind.
  • <Halbleiterschicht>
  • Die Halbleiterschicht 20 beinhaltet ein Halbleitersubstrat. Die Halbleiterschicht 20 beinhaltet zum Beispiel unter anderem ein monokristallines Siliciumsubstrat. Die Halbleiterschicht 20 weist eine Elementbildungsoberfläche S1 (die andere Oberfläche) und eine Lichteinfallsoberfläche S2 (eine Oberfläche) auf, die einander gegenüberliegend positioniert sind. Hier kann die Elementbildungsoberfläche S1 der Halbleiterschicht 20 als die Hauptoberfläche bezeichnet werden und kann die Lichteinfallsoberfläche S2 der Halbleiterschicht 20 als die Rückseite bezeichnet werden. Ferner befindet sich die Elementbildungsoberfläche S1 auf der Seite der Verdrahtungsschicht 30 und befindet sich die Lichteinfallsoberfläche S2 auf der Seite der Lichtsammlungsschicht 50.
  • Die Halbleiterschicht 20 weist ein fotoelektrisches Umwandlungsgebiet 20a auf, das in jedem Pixel 3 gebildet ist. Insbesondere sind in der Halbleiterschicht 20 zum Beispiel inselförmige fotoelektrische Umwandlungsgebiete 20a, die durch Separationsgebiete 20b unterteilt sind, in den jeweiligen Pixeln 3 bereitgestellt. Die fotoelektrischen Umwandlungsgebiete 20a beinhalten jeweils ein erstes Gebiet 21, ein zweites Gebiet 22, ein Ladungsakkumulationsgebiet 23, ein Wannengebiet und dergleichen. Das erste Gebiet 21 ist ein Halbleitergebiet mit einem ersten Leitfähigkeitstyp, wie etwa ein n-Typ-Halbleitergebiet (fotoelektrischer Umwandlungsteil). Das zweite Gebiet 22 ist ein Halbleitergebiet mit einem zweiten Leitfähigkeitstyp, wie etwa ein p-Typ-Halbleitergebiet. Das Ladungsakkumulationsgebiet 23 ist ein Halbleitergebiet mit dem ersten Leitfähigkeitstyp, wie etwa ein n-Typ-Halbleitergebiet, das das in 3 dargestellte Ladungsakkumulationsgebiet FD darstellt. Das Wannengebiet ist ein Halbleitergebiet mit dem zweiten Leitfähigkeitstyp, wie etwa ein p-Typ-Halbleitergebiet. Das fotoelektrische Umwandlungselement PD in 3 ist in dem fotoelektrischen Umwandlungsgebiet 20a gebildet. Das fotoelektrische Umwandlungsgebiet 20a führt eine fotoelektrische Umwandlung an dem einfallenden Licht durch, um die Signalladung zu erzeugen.
  • In der Halbleiterschicht 20 sind auch Elemente, wie etwa die Transistoren, die den in 2 dargestellten Logikschaltkreis 13 darstellen, und Elemente, wie etwa die Transistoren in 3, gebildet. Das Beispiel in 4 gibt den Transfertransistor TR an, der in dem fotoelektrischen Umwandlungsgebiet 20a gebildet ist. Der Transfertransistor TR transferiert die Signalladung, die durch fotoelektrische Umwandlung erzeugt wird, zu dem Ladungsakkumulationsgebiet 23. Das Ladungsakkumulationsgebiet 23 akkumuliert die Signalladung.
  • Die Separationsgebiete 20b weisen eine Grabenstruktur auf, in der Gräben 24 in der Halbleiterschicht 20 gebildet und mit Separationsteilen 60 oder dergleichen gefüllt werden, die nachfolgend besprochen werden. Die Gräben 24 sind auf eine solche Weise positioniert, dass die fotoelektrischen Umwandlungsgebiete 20a in einer Draufsicht in der Halbleiterschicht 20 unterteilt werden. Wie in 4 dargestellt, sind die Gräben 24 zum Beispiel in den Separationsgebieten 20b der Halbleiterschicht 20 gebildet. Außerdem durchdringen die Gräben 24 die Halbleiterschicht 20 in der Dickenrichtung davon. Das heißt, die Gräben 24 sind zum Bereitstellen einer FTI (Full Trench Isolation - Vollgrabenisolation) gebildet.
  • <Lichtsammlungsschicht>
  • Die Lichtsammlungsschicht 50 beinhaltet unter anderem zum Beispiel einen Festladungsfilm 51, einen Isolationsfilm 52, eine Lichtblockierungsschicht 53, einen Planarisierungsfilm 54, ein Farbfilter 55 und eine Mikrolinse (On-Chip-Linse) 56, die in dieser Reihenfolge von der Seite der Lichteinfallsoberfläche S2 gestapelt sind.
  • (Festladungsfilm)
  • Der Festladungsfilm 51 ist auf der Halbleiterschicht 20 auf der Seite der Lichteinfallsoberfläche S2 abgeschieden. Insbesondere ist der Festladungsfilm 51 in Gebieten einschließlich der Lichteinfallsoberfläche S2 und Innenwände der Gräben 24 auf eine solche Weise abgeschieden, dass eine Oberfläche der Halbleiterschicht 20 bedeckt wird. Der Festladungsfilm 51 ist auch zwischen einem ersten Separationsteil 61 und einem zweiten Separationsteil 62 gebildet, die nachfolgend beschrieben werden. Das heißt, der Festladungsfilm 51 ist wenigstens zwischen dem ersten und zweiten Separationsteil 61 und 62 gebildet, die nachfolgend beschrieben werden. Wenn die Gräben 24 in der Halbleiterschicht 20 gebildet werden, entwickelt die verarbeitete Oberfläche der Halbleiterschicht 20 Defekte. Der Festladungsfilm 51 weist eine Funktion zum Einfangen von Elektronen und Löchern auf, die von der Halbleiterschicht 20 mit Defekten erzeugt werden können. Zum Beispiel beinhaltet der Festladungsfilm 51 Hafniumoxid (HfO2). Alternativ dazu können Zirconiumdioxid (ZrO2), Tantaloxid (Ta2O5) oder dergleichen verwendet werden, um den Festladungsfilm 51 zu bilden.
  • (Isolationsfilm)
  • Der Isolationsfilm 52 wird zum Beispiel durch das CVD-Verfahren auf jener Oberfläche des Festladungsfilms 51 abgeschieden, die seiner Oberfläche auf der Seite der Halbleiterschicht 20 gegenüberliegt. Der Isolationsfilm 52 ist zum Beispiel ein Siliciumoxid(SiO2)-Film. Der Isolationsfilm 52 wird auf eine solche Weise abgeschieden, dass die Gräben 24 planarisiert werden, indem sie gefüllt werden. Der in den Gräben 24 über den Festladungsfilm 51 abgeschiedene Isolationsfilm 52 stellt den ersten Separationsteil 61 dar, der nachfolgend besprochen wird.
  • (Lichtblockierungsschicht)
  • Die Lichtblockierungsschicht 53 ist auf jene Oberfläche des Isolationsfilms 52 gestapelt, die seiner Oberfläche auf der Seite des Festladungsfilms 51 gegenüberliegt. Insbesondere ist die Lichtblockierungsschicht 53 in einer Draufsicht auf die Separationsgebiete 20b überlagert. Ein beliebiges geeignetes Lichtblockierungsmaterial kann zum Bilden der Lichtblockierungsschicht 53 verwendet werden. Zum Beispiel kann Wolfram (W), Aluminium (Al), Kupfer (Cu) oder dergleichen verwendet werden.
  • (Planarisierungsfilm)
  • Der Planarisierungsfilm 54 ist auf eine solche Weise gebildet, dass eine Oberfläche des Isolationsfilms 52, die seiner Oberfläche auf der Seite des Festladungsfilm 51 gegenüberliegt, sowie die Lichtblockierungsschicht 53 bedeckt werden. Siliciumoxid kann zum Beispiel als das Material zum Bilden des Planarisierungsfilms 54 verwendet werden.
  • (Farbfilter und Mikrolinse)
  • Die Mikrolinse 56 fokussiert das einfallende Licht auf die Halbleiterschicht 20. Das Farbfilter 55 separiert das einfallende Licht auf der Halbleiterschicht 20 nach Farbe. Das Farbfilter 55 und die Mikrolinse 56 sind in jedem der Pixel 3 gebildet. Das Farbfilter 55 und die Mikrolinse 56 beinhalten jeweils zum Beispiel ein harzartiges Material.
  • <Separationsteile>
  • Die Separationsteile 60 sind in den Gräben 24 gebildet, um die fotoelektrischen Umwandlungsgebiete 20a zu unterteilen. Die Separationsteile 60 beinhalten jeweils den ersten Separationsteil 61, der näher an der Seite der Lichteinfallsoberfläche S2 positioniert ist, und den zweiten Separationsteil 62, der näher an der Seite der Elementbildungsoberfläche S1 positioniert ist, in der Dickenrichtung der Lichtdetektionsvorrichtung 1. Von dem ersten und zweiten Separationsteil 61 und 62 wird der erste Separationsteil 61 primär zum Unterteilen der fotoelektrischen Umwandlungsgebiete 20a verwendet. Die Größe des ersten Separationsteils 61 in der Dickenrichtung der Halbleiterschicht 20 ist größer als jene des zweiten Separationsteils 62. Von dem ersten und zweiten Separationsteil 61 und 62 wird der zweite Separationsteil 62 nicht nur zum Unterteilen der fotoelektrischen Umwandlungsgebiete 20a verwendet, sondern auch, um als eine Kappe auf dem Separationsteil 60 zu fungieren. Da der erste Separationsteil 61 als eine Kappe dient, kann die Verformung der Form der FTI unter dem Einfluss verschiedener Prozesse, wenn die Transistoren, Kontakte, Drähte und dergleichen auf der Seite der Elementbildungsoberfläche S1 gebildet werden, unterdrückt werden. Der erste Separationsteil 61 ist primär durch jenen Teil des Isolationsfilms 52 gegeben, der in dem Graben 24 abgeschieden ist. Der erste Separationsteil 61 beinhaltet zum Beispiel Siliciumoxid. Der zweite Separationsteil 62 weist eine erste Oberfläche S3 auf der Seite des ersten Separationsteils 61 und eine zweite Oberfläche S4 gegenüber der ersten Oberfläche S3 auf. Die zweite Oberfläche S4 des zweiten Separationsteils 62 ist der Elementbildungsoberfläche S1 zugewandt.
  • Die erste Oberfläche S3 ist mit einem ersten Material beschichtet, das das Ätzen des zweiten Separationsteils 62 unterdrückt. Die erste Oberfläche S3 fungiert dementsprechend als eine Ätzstoppoberfläche. Insbesondere beinhaltet der zweite Separationsteil 62 das erste Material. Zum Beispiel ist unter Materialien für eine Halbleitervorrichtung das erste Material ein Material, das gegenüber einem alkalischen Ätzmittel, wie etwa Fluorwasserstoff, beständig ist. Materialien dieses Typs beinhalten zum Beispiel Siliciumnitrid (Si3N4), Titannitrid (TiN) und Wolfram (W). Diese Ausführungsform wird unter der Annahme erklärt, dass das erste Material Siliciumnitrid ist. Es ist anzumerken, dass das erste Material Fremdstoffe beinhalten kann.
  • Eine Entfernung „a“ zwischen der ersten Oberfläche S3 des zweiten Separationsteils 62 und der Elementbildungsoberfläche S1 beträgt von 200 nm bis 300 nm inklusive. Die Entfernung „a“ ist größer als eine Größe „b“ des Ladungsakkumulationsgebiets 23 in der Dickenrichtung. Falls zum Beispiel die Entfernung „a“ 200 nm beträgt und die Größe „b“ 100 nm beträgt, beträgt die Entfernung zwischen der ersten Oberfläche S3 und dem Ladungsakkumulationsgebiet 23 in der Dickenrichtung 100 nm. Daher gibt es auch eine Entfernung von 100 nm zwischen dem Ladungsakkumulationsgebiet 23 einerseits und dem Teil des Festladungsfilms 51 am nächsten zu der Elementbildungsoberfläche S1, d. h. dem Teil zwischen der ersten Oberfläche S3 und dem ersten Separationsteil 61 andererseits. Dass die Entfernung „a“ größer als die Größe „b“ gemacht wird, kann auf diese Weise verhindern, dass sich der Festladungsfilm 51 und das Ladungsakkumulationsgebiet 23 einander annähern. Dies ermöglicht es, Rauschen zwischen dem Festladungsfilm 51 und dem Ladungsakkumulationsgebiet 23 zu unterdrücken, wodurch elektrische Kurzschlüsse verhindert werden. Einschließlich des ersten Materials misst der zweite Separationsteil 62 in der Dickenrichtung der Halbleiterschicht 20 auch zwischen 200 nm und 300 nm inklusive.
  • Ein Isolationsfilm 63 bedeckt eine Seitenoberfläche (senkrecht zu der Z-Richtung) des zweiten Separationsteils 62. Der Isolationsfilm 63 beinhaltet zum Beispiel Siliciumoxid.
  • <Verdrahtungsschicht>
  • Die Verdrahtungsschicht 30 beinhaltet einen Isolationsfilm 31, eine Verdrahtung 32, eine Gate-Elektrode TRG des Transfertransistors TR und Vias und Kontakte, die nicht dargestellt sind. Die Verdrahtung 32 ist über den Isolationsfilm 31 gestapelt, wie veranschaulicht ist. Die Verdrahtung 32 beinhaltet unter anderem Metall, wie etwa Kupfer oder Aluminium.
  • <<Verfahren zum Herstellen der Lichtdetektionsvorrichtung>>
  • Ein Verfahren zum Herstellen der Lichtdetektionsvorrichtung 1 wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 5A bis 5N erklärt. Es ist anzumerken, dass das, was nachfolgend primär die Prozesse zum Bilden der Separationsteile 60 beschrieben sind. Aus diesem Grund können jene Bestandsteilelemente der Lichtdetektionsvorrichtung 1, die durch bekannte Verfahren gebildet werden können, von der Erklärung der Bildungsprozesse weggelassen werden. Zuerst wird, wie in 5A dargestellt, ein Film m1 mit Öffnungen m1a als eine Hartmaske auf der Elementbildungsoberfläche S1 einer Halbleiterschicht 20w gebildet. Die Öffnungen m1a sind auf eine solche Weise positioniert, dass die fotoelektrischen Umwandlungsgebiete 20a unterteilt werden. Danach wird eine bekannte Ätztechnik verwendet, um die Halbleiterschicht 20w von den Öffnungen m1a zu ätzen, um Gräben 24a zu bilden. Die Halbleiterschicht 20w wird dementsprechend mit den Gräben 24a an den Positionen zum Unterteilen der fotoelektrischen Umwandlungsgebiete 20a von der Seite der Elementbildungsoberfläche S1 gebildet. Der Film m1 kann eine Mehrschichtstruktur aufweisen, in der zum Beispiel mehrere Arten von Isolationsfilmen einschließlich Siliciumoxid und Siliciumnitrid gestapelt sind. Die Gräben 24a weisen eine Tiefe „c“ in der Tiefenrichtung der Halbleiterschicht 20w von der Elementbildungsoberfläche S1 auf. Das Gebiet der Halbleiterschicht 20w von der Elementbildungsoberfläche S1 bis zu der Tiefe „c“ ist ein Gebiet, in dem das in 4 dargestellte zweite Gebiet 22 nicht gebildet ist.
  • Als Nächstes wird, wie in 5B dargestellt, ein Auskleidungsfilm m2 zum Schützen von Seitenwänden der Gräben 24a auf freigelegte Oberflächen der Halbleiterschicht 20w und des Films m1 gestapelt. Der Auskleidungsfilm m2 kann eine Mehrschichtstruktur aufweisen, in der zum Beispiel mehrere Arten von Isolationsfilmen einschließlich Siliciumoxid und Siliciumnitrid gestapelt sind. Danach wird, wie in 5C dargestellt, eine bekannte Ätztechnik verwendet, um Gräben 24b zu bilden, die sich von einer Unterseite der Gräben 24a in der Dickenrichtung der Halbleiterschicht 20w erstrecken. Das zweite Gebiet 22 wird dann durch Injizieren von Fremdstoffen in freigelegte Oberflächen einschließlich Seitenwänden und einer Unterseite der Gräben 24b gebildet. An dieser Stelle werden die Seitenwände der Gräben 24a durch den Auskleidungsfilm m2 geschützt und sind dementsprechend unempfindlich für die Fremdstoffe, die injiziert werden. Danach wird der Auskleidungsfilm m2 entfernt. Der Film m1, der die Hartmaske ist, wird auch teilweise entfernt, um dünner gemacht zu werden. Es ist anzumerken, dass, falls es keine Erfordernis gibt, die Gräben 24a und 24b voneinander zu unterscheiden, diese Gräben einfach als die Gräben 24 bezeichnet werden.
  • Als Nächstes wird, wie in 5D dargestellt, ein Film m3, wie ein Siliciumoxidfilm, auf eine solche Weise gestapelt, dass die freigelegten Oberflächen einschließlich der Seitenwände und der Unterseite der Gräben 24 bedeckt werden. Ein Film m4, der eine Opferschicht darstellt, wird ferner gestapelt. Insbesondere wird der Film m4 auf eine solche Weise gestapelt, dass die Gräben 24 gefüllt werden. Der Film m4 beinhaltet unter anderem zum Beispiel einen Polysilicium(Poly-Si)-Film. Danach wird, wie in 5E dargestellt, eine bekannte Rückätztechnik verwendet, um überschüssige Teile des Films m4 zu entfernen. Die Teile des Films m4 in einem Bereich von der Elementbildungsoberfläche S1 bis zu der Entfernung „a“ in der Dickenrichtung werden entfernt. Von dem Film m4, der die Gräben 24a füllt, werden die Teile in einem Bereich von der Elementbildungsoberfläche S1 bis zu der Entfernung „a“ in der Dickenrichtung dementsprechend entfernt. Ferner kann in der folgenden Beschreibung der Film m4, der in den Gräben 24 intakt belassen wird, als die Opferschicht M bezeichnet werden.
  • Dann wird, wie in 5F dargestellt, ein Film m5, der das erste Material beinhaltet, innerhalb der Gräben 24a gestapelt. Das erste Material ist ein Material, dessen Ätzrate relativ zu dem ausgewählten Ätzmittel niedriger als jene des Materials ist, das die Opferschicht M darstellt (Polysilicium bei dieser Ausführungsform). Beispiele für ein solches Material beinhalten Siliciumnitrid (Si3N4), Titannitrid (TiN) und Wolfram (W). Diese Ausführungsform wird unter der Annahme erklärt, dass das erste Material Siliciumnitrid ist. Infolgedessen sind in den Gräben 24 (Gräben 24a) die Opferschicht M und der Film m5 einschließlich des ersten Materials in dieser Reihenfolge in der Dickenrichtung der Halbleiterschicht 20w gestapelt. Danach kann, wie in 5G dargestellt, zum Beispiel eine bekannte Rückätztechnik, ein CMP(chemisch-mechanisches Polieren)-Verfahren oder dergleichen verwendet werden, um die freigelegten Oberflächen durch Entfernen von überschüssigen Teilen des ersten Materials und des Films m1, der als die Hartmaske dient, zu planarisieren. Dies lässt jene Teile des Films m5 intakt, die in den Gräben 24a eingebettet sind. Insbesondere werden von dem Film m5 jene Teile in einem Bereich von der Elementbildungsoberfläche S1 bis zu der Entfernung „a“ in der Dickenrichtung intakt belassen. Die verbleibenden Teile stellen den zweiten Separationsteil 62 dar.
  • Danach wird, wie in 5H dargestellt, eine Gate-Elektrode TRG auf der Elementbildungsoberfläche S1 gebildet. Ein Ladungsakkumulationsgebiet 23 wird in der Halbleiterschicht 20w durch Dotieren mit Fremdstoffen gebildet. Insbesondere wird das Ladungsakkumulationsgebiet 23 gebildet, indem bewirkt wird, dass das Gebiet von der Elementbildungsoberfläche S1 bis zu der Tiefe „b“ (Größe „b“) in der Dickenrichtung für Dotieren mit Fremdstoffen anvisiert wird. Dann wird, wie in 5I dargestellt, die Verdrahtungsschicht 30 auf der Elementbildungsoberfläche S1 gebildet. Das Stützsubstrat 40 wird ferner an die Verdrahtungsschicht 30 gebondet.
  • Als Nächstes werden, wie in 5J dargestellt, die Halbleiterschicht 20w, auf der die Verdrahtungsschicht 30 und das Stützsubstrat 40 gebildet sind, kopfüber umgedreht. Es wird zum Beispiel das CMP-Verfahren verwendet, um jene Oberfläche der Halbleiterschicht 20w, die der Seite der Elementbildungsoberfläche S1 gegenüberliegt, zu schleifen, so dass die Halbleiterschicht 20w dünner gemacht wird. Dies lässt die Teile intakt, die der Halbleiterschicht 20 entsprechen. Dies legt auch die Opferschicht M von der Seite der Lichteinfallsoberfläche S2 gegenüber der Seite der Elementbildungsoberfläche S1 frei.
  • Dann wird, wie in 5K dargestellt, ein Film m6 mit Öffnungen m6a als eine Hartmaske auf der Lichteinfallsoberfläche S2 einer Halbleiterschicht 20 gebildet. Die Öffnungen m6a sind so positioniert, dass sie mit der in den Gräben 24 eingebetteten Opferschicht M in einer Draufsicht überlappen. Danach wird, wie in 5L dargestellt, eine bekannte Ätztechnik verwendet, um die Opferschicht M über die Öffnungen m6a zu ätzen. Dies entfernt die Opferschicht M, die in den Gräben 24 eingebettet ist. An dieser Stelle fungiert von den Oberflächen des zweiten Separationsteils 62 die erste Oberfläche S3 näher an dem ersten Separationsteil 61 als eine Ätzstoppoberfläche. Insbesondere ist das erste Material, das den zweiten Teil 62 und seine erste Oberfläche S3 darstellt, ein Material, dessen Ätzrate relativ zu dem ausgewählten Ätzmittel niedriger als jene des Materials ist, das die Opferschicht M bildet (Polysilicium bei dieser Ausführungsform). Aus diesem Grund wird die erste Oberfläche S3 kaum oder gar nicht geätzt. Infolgedessen kann ausschließlich die Opferschicht M entfernt werden, während der zweite Separationsteil 62 einschließlich des ersten Materials intakt belassen wird. Es ist anzumerken, dass zum Beispiel Fluorwasserstoff als das Ätzmittel verwendet werden kann, aber dies ist nicht beschränkend. Der Film m6, der als die Hartmaske dient, kann zum Beispiel Siliciumoxid beinhalten. Danach wird der Film m6 als die Hartmaske entfernt.
  • Als Nächstes werden, wie in 5M dargestellt, überschüssige Teile des Films m3 entfernt, der ein Siliciumoxidfilm ist. Insbesondere werden von dem Film m3 die Teile außer jenen, die die Seitenoberfläche (senkrecht zu der Z-Richtung) des zweiten Separationsteils 62 bedecken, entfernt. Dies kann jene Teile des Films m3 intakt belassen, die dem Isolationsfilm 63 entsprechen.
  • Danach werden, wie in 5N dargestellt, der Festladungsfilm 51 und der Isolationsfilm 52 in dieser Reihenfolge auf den freigelegten Oberflächen einschließlich der Seitenwände der Gräben 24, der ersten Oberfläche S3 des zweiten Separationsteils 62 und der Lichteinfallsoberfläche S2 gestapelt. Diese Teile des in den Gräben 24 über den Festladungsfilm 51 abgeschiedene Isolationsfilm 52 stellen den ersten Separationsteil 61 dar. So wird der erste Separationsteil 61 gebildet. Danach werden die verbleibenden Teile der Lichtsammlungsschicht 50 gebildet, was die in 4 dargestellte Lichtdetektionsvorrichtung 1 im Wesentlichen vervollständigt. Ferner wird die Lichtdetektionsvorrichtung 1 in jedem von mehreren Chipbildungsgebieten gebildet, die durch Ritzlinien (Zerteilungslinien) auf dem Halbleitersubstrat unterteilt sind. Das Unterteilen der mehreren Chipbildungsgebiete entlang der Ritzlinien bildet Halbleiterchips 2, die jeweils die Lichtdetektionsvorrichtung 1 tragen.
  • <<Hauptsächliche vorteilhafte Effekte der ersten Ausführungsform>>
  • Vor einer Erklärung von hauptsächlichen vorteilhaften Effekten der ersten Ausführungsform wird eine bestehende Konfiguration nachfolgend kurz beschrieben. In der bestehenden Konfiguration weist die erste Oberfläche S3 des zweiten Separationsteils 62 nicht die Funktion zum Unterdrücken des Ätzens des zweiten Separationsteils 62 auf. Es besteht dementsprechend eine Möglichkeit, dass der zweite Separationsteil 62 beim Entfernen der Opferschicht M signifikant geätzt werden kann. Da der zweite Separationsteil 62 geätzt wird, können jene Teile des anschließend gebildeten Festladungsfilms 51, die näher an der Verdrahtungsschicht 30 sind, näher an dem Ladungsakkumulationsgebiet 23 als in der Gestaltung positioniert sein. In diesem Fall kann die Entfernung zwischen dem Festladungsfilm 51 und dem Ladungsakkumulationsgebiet 23 kürzer als in der Gestaltung sein, wobei möglicherweise ein starkes elektrisches Feld dazwischen erzeugt wird. Dies kann zu der Verschlechterung von weißen Flecken (White Spots) und von Dunkelstromcharakteristiken führen. Es besteht auch eine Möglichkeit, dass ein elektrischer Kurzschluss zwischen dem Festladungsfilm 51 und dem Ladungsakkumulationsgebiet 23 auftreten kann.
  • In der Lichtdetektionsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie ist im Gegensatz dazu die erste Oberfläche S3 des zweiten Separationsteils 62 näher an dem ersten Separationsteil 61 mit dem ersten Material beschichtet, das Ätzen des zweiten Separationsteils 62 unterdrückt. Dies ermöglicht es, das Ätzen des zweiten Separationsteils 62 beim Entfernen der Opferschicht M zu unterdrücken. Das wiederum ermöglicht es, zu verhindern, dass die Entfernung zwischen dem Festladungsfilm 51 und dem Ladungsakkumulationsgebiet 23 kürzer als in der Gestaltung wird. Infolgedessen kann das Auftreten eines starken elektrischen Feldes zwischen dem Festladungsfilm 51 und dem Ladungsakkumulationsgebiet 23 unterdrückt werden. Ohne das starke elektrische Feld zwischen dem Festladungsfilm 51 und dem Ladungsakkumulationsgebiet 23 kann die Verschlechterung von weißen Flecken und von Dunkelstromcharakteristiken verhindert werden. Ohne Kontakt zwischen dem Festladungsfilm 51 und dem Ladungsakkumulationsgebiet 23 kann ein elektrischer Kurzschluss dazwischen verhindert werden. Auf diese Weise ist es möglich, die Verschlechterung von Rauscharakteristiken zu unterdrücken.
  • Auch in der Lichtdetektionsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie wird das Ätzen des zweiten Separationsteils 62 beim Entfernen der Opferschicht M unterdrückt. Es ist ferner möglich, die Größe des zweiten Separationsteils 62 in der Dickenrichtung zu steuern. Infolgedessen kann verhindert werden, dass die Entfernung „a“ zwischen der ersten Oberfläche S3 des zweiten Separationsteils 62 und der Elementbildungsoberfläche S1 unter dem Einfluss des Prozesses zum Entfernen der Opferschicht M variiert wird. Das wiederum ermöglicht es, das Verschlechtern von weißen Flecken einer PD (Photo Diode - Fotodiode), die durch eine verlängerte Entfernung „a“ verursacht werden, und eine Verschlechterung von weißen Flecken einer FD (Floating-Diffusion), die durch eine verkürzte Entfernung „a“ verursacht werden, zu unter unterdrücken. Auf diese Weise kann das Verschlechtern von Rauschcharakteristiken unterdrückt werden.
  • Ferner stellen in der Lichtdetektionsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie die Separationsteile 60 einschließlich des ersten Separationsteils 61 und des zweiten Separationsteils 62, die in den Gräben 24 bereitgestellt sind, die FTI bereit. Mit anderen Worten tragen die Separationsteile 60 auf der Seite der Elementbildungsoberfläche S1 nicht zu einer STI(Shallow Trench Isolation - Flachgrabenisolation)-Struktur bei. Infolgedessen sparen die Separationsteile 60 Platz ein und es kann verhindert werden, dass sie in einer Draufsicht größer werden. Dies kann eine Reduktion des Freiheitsgrades beim Gestalten der Seite der Elementbildungsoberfläche S1 unterdrücken, selbst wenn die Größe des fotoelektrischen Umwandlungsgebiets 20a durch Miniaturisierung reduziert wird.
  • Außerdem werden in der Lichtdetektionsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie die Gräben 24 beginnend von der Seite der Elementbildungsoberfläche S1 gebildet. Dies kann die Überlagerungsgenauigkeit zwischen den Gräben 24 und der Verdrahtungsschicht 30 sowie die Überlagerungsgenauigkeit zwischen den Gräben 24 und den anderen Bestandsteilelementen in der Halbleiterschicht 20 (z. B. Ladungsakkumulationsgebiet 23) verbessern. Des Weiteren wird anschließend an die Bildung der Verdrahtungsschicht 30 das Material (Siliciumoxid), das den ersten Separationsteil 61 darstellt, von der Seite der Lichteinfallsoberfläche S2 in die Gräben 24 eingebettet. Folglich wird das Material, das den ersten Separationsteil 61 darstellt, keiner Wärmebehandlung zu der Zeit unterzogen, zu der die Verdrahtungsschicht 30 gebildet wird. Infolgedessen kann eine Wölbung und Rissbildung eines Wafers verhindert werden.
  • <<Modifikationsbeispiele der ersten Ausführungsform>>
  • <Modifikationsbeispiel 1-1>
  • Bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie beinhaltet der erste Separationsteil 61 Siliciumoxid. Jedoch ist dies nicht für die vorliegende Technologie beschränkend. Wie in 6 dargestellt, kann der erste Separationsteil 61 alternativ dazu eine Mehrschichtstruktur aufweisen, in der ein Teil 61a einschließlich Siliciumoxid und ein Teil 61b einschließlich Metall in dieser Reihenfolge gestapelt sind, oder kann nur Metall aufweisen. Das Metall, da den Teil 61b darstellt, kann unter anderem zum Beispiel Aluminium oder Wolfram sein.
  • Die Lichtdetektionsvorrichtung 1 gemäß dem Modifikationsbeispiel 1-1 stellt vorteilhafte Effekte ähnlich jenen der Lichtdetektionsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform bereit, die zuvor besprochen wurde.
  • Ferner beinhaltet in der Lichtdetektionsvorrichtung 1 gemäß dem Modifikationsbeispiel 1-1 der erste Separationsteil 61 den Teil 61b einschließlich Metall. Dies unterdrückt eine Farbmischung zwischen den fotoelektrischen Umwandlungsgebieten 20a weiter. Zudem stellt, falls der erste Separationsteil 61 Metall beinhaltet, das erste Material des zweiten Separationsteils einen vorteilhaften Effekt des Verhinderns einer Diffusion des Metalls bereit.
  • <Modifikationsbeispiel 1-2>
  • Bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie beinhaltet der gesamte zweite Separationsteil 62 das erste Material. Jedoch ist dies nicht für die vorliegende Technologie beschränkend. Wie in 7 dargestellt, kann der zweite Separationsteil 62 alternativ dazu eine Mehrschichtstruktur aufweisen, in der eine erste Schicht 62a, die das erste Material beinhaltet und die erste Oberfläche S3 bildet, und eine zweite Schicht 62b, die ein von dem ersten Material verschiedenes zweites Material beinhaltet, gestapelt sind. Es ist anzumerken, dass das zweite Material Fremdstoffe beinhalten kann. Bei diesem Modifikationsbeispiel 1-2 ist das zweite Material ein Isolationsmaterial, wie etwa Siliciumoxid. Die Dicke der ersten Schicht 62a in der Dickenrichtung der Halbleiterschicht 20 kann zum Beispiel zwischen 50 nm und 200 nm inklusive oder zwischen 50 nm und 100 nm inklusive betragen.
  • Die Lichtdetektionsvorrichtung 1 gemäß dem Modifikationsbeispiel 1-2 stellt auch vorteilhafte Effekte ähnlich jenen der Lichtdetektionsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform bereit, die zuvor besprochen wurde.
  • In der Lichtdetektionsvorrichtung 1 gemäß dem Modifikationsbeispiel 1-2 sind die erste Schicht 62a einschließlich Siliciumnitrid und die zweite Schicht 62b einschließlich Siliciumoxid gestapelt. Dies verhindert, dass die positive Festladung von Siliciumnitrid die Halbleiterschicht 20 beeinflusst.
  • <Modifikationsbeispiel 1-3>
  • Ein Modifikationsbeispiel 1-3 der ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie ist eine Kombination der zuvor beschriebenen Modifikationsbeispiele 1-1 und 1-2. Wie in 8 dargestellt, weist der erste Separationsteil 61 den Teil 61a und den Teil 61b auf und weist der zweite Separationsteil 62 die erste Schicht 62a und die zweite Schicht 62b auf.
  • Die Lichtdetektionsvorrichtung 1 gemäß dem Modifikationsbeispiel 1-3 stellt auch vorteilhafte Effekte ähnlich jenen der Lichtdetektionsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform, dem Modifikationsbeispiel 1-1 und dem Modifikationsbeispiel 1-2 bereit, die zuvor besprochen wurden.
  • <Modifikationsbeispiel 1-4>
  • Bei dem zuvor beschriebenen Modifikationsbeispiel 1-2 ist das zweite Material, das die zweite Schicht 62b darstellt, die in 7 dargestellt ist, ein Isolationsmaterial. Jedoch ist dies nicht für die vorliegende Technologie beschränkend. Das zweite Material, das die zweite Schicht 62b in 7 darstellt, kann alternativ dazu ein leitfähiges Material, wie etwa Polysilicium oder Wolfram, sein.
  • Die Lichtdetektionsvorrichtung 1 gemäß dem Modifikationsbeispiel 1-4 stellt auch vorteilhafte Effekte ähnlich jenen der Lichtdetektionsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform bereit, die zuvor besprochen wurde.
  • Da die zweite Schicht 62b das leitfähige Material beinhaltet, kann der zweite Separationsteil 62 als eine Elektrode verwendet werden. Dies verbessert den Gestaltungsfreiheitsgrad.
  • <Modifikationsbeispiel 1-5>
  • Bei dem zuvor beschriebenen Modifikationsbeispiel 1-3 ist das zweite Material, das die zweite Schicht 62b darstellt, die in 8 dargestellt ist, ein Isolationsmaterial. Jedoch ist dies nicht für die vorliegende Technologie beschränkend. Das zweite Material, das die zweite Schicht 62b in 8 bildet, kann alternativ dazu ein leitfähiges Material, wie etwa zum Beispiel Polysilicium, sein.
  • Die Lichtdetektionsvorrichtung 1 gemäß dem Modifikationsbeispiel 1-5 stellt auch vorteilhafte Effekte ähnlich jenen der Lichtdetektionsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform bereit, die zuvor besprochen wurde.
  • Da die zweite Schicht 62b das leitfähige Material beinhaltet, kann der zweite Separationsteil 62 als eine Elektrode verwendet werden. Dies verbessert den Gestaltungsfreiheitsgrad.
  • [Zweite Ausführungsform]
  • Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Technologie, die in 9A dargestellt ist, wird nachfolgend erklärt. Die Lichtdetektionsvorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von der Lichtdetektionsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform zuvor darin, dass ein zweiter Separationsteil 62A anstelle des zweiten Separationsteils 62 bereitgestellt ist. Die verbleibende Konfiguration der Lichtdetektionsvorrichtung 1 ist im Grunde der Konfiguration der Lichtdetektionsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform ähnlich, die zuvor besprochen wurde. Die bereits erläuterten Bestandsteilelemente sind durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden nicht weiter besprochen.
  • <Separationsteile>
  • Die Separationsteile 60 beinhalten jeweils den ersten Separationsteil 61, der näher an der Seite der Lichteinfallsoberfläche S2 positioniert ist, und den zweiten Separationsteil 62A, der näher an der Seite der Elementbildungsoberfläche S1 in der Dickenrichtung der Lichtdetektionsvorrichtung 1 positioniert ist.
  • Der zweite Separationsteil 62A weist eine Mehrschichtstruktur auf, in der eine erste Schicht 62Aa, die das erste Material beinhaltet und die erste Oberfläche S3 darstellt, und eine zweite Schicht 62Ab, die das von dem ersten Material verschiedene zweite Material beinhaltet, gestapelt sind. Außerdem weisen die Separationsteile 60 jeweils einen Isolationsfilm 64 auf, der den zweiten Separationsteil 62A und den ersten Separationsteil 61 voneinander separiert, oder genauer gesagt den zweiten Teil 62A und den Festladungsfilm 51 voneinander separiert. Die erste Schicht 62Aa weist insbesondere einen zugewandten Teil 62Aa1 und einen Seitenwandteil 62Aa2 auf, wobei der zugewandte Teil 62Aa1 dem ersten Separationsteil 61 zugewandt ist und die erste Oberfläche S3 darstellt, wobei der Seitenwandteil 62Aa2 zwischen der Halbleiterschicht 20 und dem Isolationsfilm 64 (zwischen einer Seitenoberfläche der zweiten Schicht 62Ab und dem Isolationsfilm 63) positioniert ist. Bei dieser Ausführungsform ist das zweite Material, das die zweite Schicht 62Ab darstellt, ein Isolationsmaterial, wie etwa Siliciumoxid. Der zweite Separationsteil 62A weist die erste Oberfläche S3 näher an dem ersten Separationsteil 61 und die zweite Oberfläche S4 gegenüber der Seite der ersten Oberfläche S3 auf. Die erste Oberfläche S3 fungiert als eine Ätzstoppoberfläche. Die zweite Oberfläche S4 des zweiten Separationsteils 62A ist der Elementbildungsoberfläche S1 zugewandt.
  • Das erste Material kann zum Beispiel unter anderem Siliciumnitrid sein. Ferner ist das erste Material ein Material, dessen Ätzrate relativ zu dem ausgewählten Ätzmittel niedriger als jene des Materials ist, das die Opferschicht M darstellt, die zuvor in Verbindung mit dem Herstellungsverfahren erklärt wurde. Aus diesem Grund muss das erste Material nur gemäß dem Material bestimmt werden, das die Opferschicht M darstellt. Das erste Material kann dementsprechend etwas anderes als Siliciumnitrid sein. Zum Beispiel kann ein beliebiges von Polysilicium, Siliciumoxid, Hafniumoxid (HfO2) und Aluminiumoxid (Al2O3) als das erste Material gemäß dem Material ausgewählt werden, das die Opferschicht M darstellt. Zum Beispiel beträgt die Dicke des zugewandten Teils 62Aa1 in der Dickenrichtung der Halbleiterschicht 20 (die Dicke der ersten Schicht 62Aa in der Stapelungsrichtung) zwischen 5 nm und 50 nm inklusive oder zwischen 10 nm und 50 nm inklusive.
  • Der Isolationsfilm 64 ist zum Unterdrücken des Einflusses der positiven Festladung bereitgestellt, die durch Siliciumnitrid hervorgebracht wird. Der Isolationsfilm 64 ist zum Beispiel ein Siliciumoxidfilm. Der Isolationsfilm 64 weist zum Beispiel eine Dicke zwischen 10 nm und 20 nm inklusive auf, ist aber nicht darauf beschränkt. Es kann Fälle geben, in denen der Einfluss der positiven Festladung, die durch Siliciumnitrid hervorgebracht wird, in Abhängigkeit von der Gestaltung unterdrückt werden kann, ohne auf den Isolationsfilm 64 zurückzugreifen, wie in 9B dargestellt ist. Ferner kann dem Isolationsfilm 64 eine Dicke von 40 nm oder weniger zur Zeit einer Herstellung unter Berücksichtigung einer Ätzmittelpenetration von der Seite der Lichteinfallsoberfläche S2 gegeben werden.
  • <<Verfahren zum Herstellen der Lichtdetektionsvorrichtung>>
  • Ein Verfahren zum Herstellen der Lichtdetektionsvorrichtung 1 wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 10A bis 10C erklärt. Es ist anzumerken, dass das, was nachfolgend primär die Prozesse zum Bilden der Separationsteile 60 beschrieben sind. Aus diesem Grund können jene Bestandsteilelemente der Lichtdetektionsvorrichtung 1, die durch bekannte Verfahren gebildet werden können, von der Erklärung der Bildungsprozesse weggelassen werden. Außerdem werden Prozesse ähnlich jenen des Verfahrens zum Herstellen der Lichtdetektionsvorrichtung 1 gemäß der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie nicht weiter besprochen.
  • Zuerst wird in dem Zustand der ersten Ausführungsform, der in 5E dargestellt ist, eine bekannte Abscheidungstechnik oder dergleichen verwendet, um den Isolationsfilm 64 zu bilden, wodurch der in 10A veranschaulichte Zustand erhalten wird. Dann wird, wie in 10B dargestellt, ein Film m5Aa einschließlich des ersten Materials auf eine solche Weise gestapelt, dass die freigelegten Oberflächen einschließlich der Seitenwände und der Unterseite der Gräben 24a bedeckt werden. Ein Film m5Ab einschließlich des zweiten Materials wird ferner auf eine solche Weise gestapelt, dass die Gräben 24a gefüllt werden.
  • Danach kann, wie in 10C dargestellt, zum Beispiel eine bekannte Rückätztechnik, das CMP(chemischmechanisches Polieren)-Verfahren oder dergleichen verwendet werden, um die freigelegten Oberflächen durch Entfernen von überschüssigen Teilen des ersten und zweiten Materials sowie des Films m1, der als die Hartmaske dient, zu planarisieren. Dies lässt jene Teile der Filme m5Aa und m5Ab intakt, die in den Gräben 24a eingebettet sind. Die verbleibenden Teile stellen die erste Schicht 62Aa und die zweite Schicht 62Ab des zweiten Separationsteils 62A dar. Die anschließenden Herstellungsprozesse sind jenen ähnlich, die zuvor in Verbindung mit der ersten Ausführungsform erklärt wurden, und werden dementsprechend nicht weiter besprochen.
  • <<Hauptsächliche vorteilhafte Effekte der zweiten Ausführungsform>>
  • Die Lichtdetektionsvorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform stellt auch vorteilhafte Effekte ähnlich jenen der Lichtdetektionsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform, die zuvor besprochen wurde, bereit.
  • Außerdem ist in der Lichtdetektionsvorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform die Dicke der ersten Schicht 62Aa in der Stapelungsrichtung geringer als im Fall der ersten Ausführungsform. Dies unterdrückt den Einfluss von Siliciumnitrid auf die Halbleiterschicht 20 weiter.
  • Des Weiteren weist in der Lichtdetektionsvorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform die erste Schicht 62Aa sowohl den zugewandten Teil 62Aa1 als auch den Seitenwandteil 62Aa2 auf. Dies bedeutet, dass, selbst wenn die Dicke der ersten Schicht 62Aa in der Stapelungsrichtung geringer als im Fall der ersten Ausführungsform ist, das Ätzmittel, das zum Entfernen der Opferschicht M verwendet wird, am Erreichen der zweiten Schicht 62Ab innerhalb der ersten Schicht 62Aa gehindert wird. Dies verhindert, dass der zweite Separationsteil 62A geätzt wird.
  • Es ist anzumerken, dass der Isolationsfilm 64, der in dem in 10A dargestellten Prozess gebildet wird, anschließend an eine Entfernung der Opferschicht M gebildet werden kann.
  • <<Modifikationsbeispiele der zweiten Ausführungsform>>
  • <Modifikationsbeispiel 2-1>
  • Bei der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Technologie beinhaltet der erste Separationsteil 61 Siliciumoxid. Jedoch ist dies nicht für die vorliegende Technologie beschränkend. Wie in 11 dargestellt, kann der erste Separationsteil 61 alternativ dazu eine Mehrschichtstruktur aufweisen, in der der Teil 61a einschließlich Siliciumoxid und der Teil 61b einschließlich Metall in dieser Reihenfolge gestapelt sind. Das Metall, da den Teil 61b darstellt, kann unter anderem zum Beispiel Aluminium oder Wolfram sein.
  • Die Lichtdetektionsvorrichtung 1 gemäß dem Modifikationsbeispiel 2-1 stellt auch vorteilhafte Effekte ähnlich jenen der Lichtdetektionsvorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform bereit, die zuvor besprochen wurde.
  • Außerdem weist in der Lichtdetektionsvorrichtung 1 gemäß dem Modifikationsbeispiel 2-1 der erste Separationsteil 61 den Teil 61b einschließlich Metall auf. Dies ermöglicht es, eine Farbmischung zwischen den fotoelektrischen Umwandlungsgebieten 20a weiter zu unterdrücken.
  • <Modifikationsbeispiel 2-2>
  • Bei der zuvor beschriebenen zweiten Ausführungsform weist die erste Schicht 62Aa sowohl den zugewandten Teil 62Aa1 als auch den Seitenwandteil 62Aa2 auf, wie in 9A dargestellt. Alternativ dazu kann nur der zugewandte Teil 62Aa1 bereitgestellt werden.
  • In der Lichtdetektionsvorrichtung 1 gemäß dem Modifikationsbeispiel 2-2 bildet der zugewandte Teil 62Aa1 die erste Oberfläche S3. Dies ermöglicht es, zu verhindern, dass der zweite Separationsteil 62A beim Entfernen der Opferschicht M geätzt wird.
  • <Modifikationsbeispiel 2-3>
  • Obwohl die Separationsteile 60 bei der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Technologie die FTI bereitstellen, ist dies für diese Technologie nicht beschränkend. Alternativ dazu kann, wie in 12 dargestellt, der zweite Separationsteil 62A die STI (Shallow Trench Isolation - Flachengrabenisolation) bereitstellen. Insbesondere kann der zweite Separationsteil 62A eine horizontale Größe größer als jene des ersten Separationsteils 61 aufweisen. Der zweite Separationsteil 62A weist eine Mehrschichtstruktur auf, in der eine erste Schicht 62Ac, die das erste Material beinhaltet und die erste Oberfläche S3 bildet, und eine zweite Schicht 62Ad, die das von dem ersten Material verschiedene zweite Material beinhaltet, gestapelt sind.
  • Die erste Schicht 62Ac ist in einem Gebiet gebildet, in dem es eine Überlappung wenigstens mit dem ersten Separationsteil 61 in der Dickenrichtung (d. h. eine Überlappung in der Draufsicht) gibt.
  • Die Lichtdetektionsvorrichtung 1 gemäß dem Modifikationsbeispiel 2-3 stellt auch vorteilhafte Effekte ähnlich jenen der Lichtdetektionsvorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform bereit, die zuvor besprochen wurde.
  • <Modifikationsbeispiel 2-4>
  • Bei der zuvor beschriebenen zweiten Ausführungsform und bei ihren Modifikationsbeispielen ist das zweite Material, das die zweite Schicht 62Ab oder 62Ad in 9A, 11 und 12 darstellt, ein Isolationsmaterial. Jedoch ist dies nicht für die vorliegende Technologie beschränkend. Alternativ dazu kann das zweite Material ein leitfähiges Material, wie etwa Polysilicium, sein.
  • Die Lichtdetektionsvorrichtung 1 gemäß dem Modifikationsbeispiel 2-4 stellt auch vorteilhafte Effekte ähnlich jenen der Lichtdetektionsvorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform bereit, die zuvor besprochen wurde.
  • Wenn die zweite Schicht 62Ab oder 62Ad das leitfähige Material beinhaltet, kann der zweite Separationsteil 62A als eine Elektrode verwendet werden. Dies verbessert den Gestaltungsfreiheitsgrad.
  • [Dritte Ausführungsform]
  • Eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Technologie, die in 13 dargestellt ist, wird nachfolgend erklärt. Die Lichtdetektionsvorrichtung 1 gemäß der dritten Ausführungsform unterscheidet sich von der Lichtdetektionsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform zuvor darin, dass ein zweiter Separationsteil 62B anstelle des zweiten Separationsteils 62 bereitgestellt ist. Die verbleibende Konfiguration der Lichtdetektionsvorrichtung 1 ist im Grunde der Konfiguration der Lichtdetektionsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform ähnlich, die zuvor besprochen wurde. Die bereits erläuterten Bestandsteilelemente sind durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden nicht weiter besprochen.
  • <Separationsteile>
  • Die Separationsteile 60 beinhalten jeweils den ersten Separationsteil 61, der näher an der Seite der Lichteinfallsoberfläche S2 positioniert ist, und den zweiten Separationsteil 62B, der näher an der Seite der Elementbildungsoberfläche S1 in der Dickenrichtung der Lichtdetektionsvorrichtung 1 positioniert ist. Die Gräben 24, in denen die Separationsteile 60 gebildet sind, beinhalten einen ersten Graben 24c, der näher an der Seite der Elementbildungsoberfläche S1 positioniert ist und die STI darstellt, und einen zweiten Graben 24d, der näher an der Seite der Lichteinfallsoberfläche S2 positioniert ist und die FTI darstellt. Es ist anzumerken, dass, falls der erste Graben 24c und der zweite Graben 24d nicht voneinander unterschieden werden, sie einfach als die Gräben 24 bezeichnet werden.
  • Der zweite Separationsteil 62B ist ein einem Gebiet in einem Bereich von dem ersten Graben 24c bis zu einem Teil des zweiten Grabens 24d bereitgestellt. Ferner weist der zweite Separationsteil 62B eine Mehrschichtstruktur auf, in der eine erste Schicht 62Ba, die das erste Material beinhaltet und die erste Oberfläche S3 darstellt, und eine zweite Schicht 62Bb, die das von dem ersten Material verschiedene zweite Material beinhaltet, gestapelt sind. Die erste Schicht 62Ba ist in einem Teil des zweiten Grabens 24d gebildet. Insbesondere ist die erste Schicht 62Ba in einem Teil näher an dem ersten Graben 24c innerhalb des zweiten Grabens 24d bereitgestellt. Die zweite Schicht 62Bb ist in dem ersten Graben 24c gebildet, der die STI darstellt. Das heißt, die erste Schicht 62Ba weist eine horizontale Größe gleich jener des ersten Separationsteils 61 auf und die zweite Schicht 62Bb weist eine horizontale Größe größer als jene des ersten Separationsteils 61 auf. Der zweite Separationsteil 62B weist die erste Oberfläche S3 näher an dem zuvor erwähnten ersten Separationsteil 61 und die zweite Oberfläche S4 gegenüber der Seite der ersten Oberfläche S3 auf. Die erste Oberfläche S3 fungiert als eine Ätzstoppoberfläche. Die zweite Oberfläche S4 des zweiten Separationsteils 62B (zweite Schicht 62Bb) ist der Elementbildungsoberfläche S1 zugewandt.
  • Das erste Material ist mit Fremdstoffen dotiertes Silicium. Insbesondere kann das erste Material zum Beispiel unter anderem mit Fremdstoffen dotiertes Polysilicium sein. Die Fremdstoffe können zum Beispiel Bor (B) sein, aber sind nicht darauf beschränkt. Die Konzentration von Bor in dem ersten Material ist 5×1018 Atome/cm3 oder mehr. Das zweite Material ist ein Isolationsmaterial, wie etwa zum Beispiel Siliciumoxid, aber ist nicht darauf beschränkt.
  • <<Verfahren zum Herstellen der Lichtdetektionsvorrichtung>>
  • Ein Verfahren zum Herstellen der Lichtdetektionsvorrichtung 1 wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 14A bis 14G erklärt. Es ist anzumerken, dass das, was nachfolgend primär die Prozesse zum Bilden der Separationsteile 60 beschrieben sind. Aus diesem Grund können jene Bestandsteilelemente der Lichtdetektionsvorrichtung 1, die durch bekannte Verfahren gebildet werden können, von der Erklärung der Bildungsprozesse weggelassen werden. Außerdem werden Prozesse ähnlich jenen des Verfahrens zum Herstellen der Lichtdetektionsvorrichtung 1 gemäß der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform der vorliegenden Technologie nicht weiter besprochen.
  • Wie in 14A dargestellt, werden der erste Graben 24c, der die STI darstellt, und der zweite Graben 24d, der die FTI darstellt, in der Halbleiterschicht 20w gebildet. Dann wird, wie in 14B dargestellt, der Film m3 einschließlich Siliciumoxid auf eine solche Weise gestapelt, dass die freigelegten Oberflächen einschließlich der Seitenwände und der Unterseite der Gräben 24 bedeckt werden. Ferner ist der Film m4, der eine Opferschicht bildet, in den Gräben 24 gestapelt. Die Opferschicht beinhaltet zum Beispiel Polysilicium.
  • Als Nächstes wird, wie in 14C dargestellt, eine bekannte Rückätztechnik verwendet, um den Film m4 zu entfernen, der in dem ersten Graben 24c gestapelt ist. Dann werden, wie in 14D veranschaulicht, Fremdstoffe nahe der freigelegten Oberfläche des Films m4 injiziert, der Polysilicium beinhaltet und in den Gräben 24 verbleibt. Hier wird Bor injiziert. Das erste Material wird dementsprechend durch Injizieren von Bor in das Polysilicium erhalten. Von dem Film m4 bildet das Gebiet, das mit den Fremdstoffen dotiert ist, die erste Schicht 62Ba und stellen die verbleibenden Teile die Opferschicht M dar.
  • Dann wird, wie in 14E dargestellt, ein Film m7 einschließlich Siliciumoxid auf eine solche Weise gestapelt, dass das Innere des ersten Grabens 24c gefüllt wird. Danach wird ein überschüssiger Isolationsfilm auf der Seite der Elementbildungsoberfläche S1 entfernt und werden die Prozesse, die in Verbindung mit der ersten Ausführungsform erklärt und in 5H und 5I dargestellt sind, ausgeführt. Die Halbleiterschicht 20w mit der Verdrahtungsschicht 30 und dem Stützsubstrat 40, die darin gebildet sind, wird kopfüber umgedreht, wie in 14F dargestellt ist. Die Halbleiterschicht 20w wird von der Oberfläche gegenüber der Seite der Elementbildungsoberfläche S1 dünner gemacht, um die Opferschicht M freizulegen, die innerhalb des zweiten Grabens 24d gestapelt ist.
  • Als Nächstes wird, wie in 14G dargestellt, eine bekannte Ätztechnik verwendet, um die Opferschicht M von der Seite der Lichteinfallsoberfläche S2 zu ätzen. Dies entfernt die Opferschicht M, die in den Gräben 24 eingebettet ist. An dieser Stelle fungiert die erste Oberfläche S3 als eine Ätzstoppoberfläche. Insbesondere ist das erste Material (mit Bor dotiertes Polysilicium), das die erste Schicht 62Ba und ihre erste Oberfläche S3 darstellt, ein Material, dessen Ätzrate relativ zu dem ausgewählten Ätzmittel niedriger als jene des Materials ist, das die Opferschicht M bildet (Polysilicium bei dieser Ausführungsform). Folglich wird die erste Oberfläche S3 kaum oder gar nicht geätzt. Infolgedessen kann ausschließlich die Opferschicht M entfernt werden, während die erste Schicht 62Ba einschließlich des ersten Materials intakt belassen wird. Es ist anzumerken, dass zum Beispiel Fluorwasserstoff als das Ätzmittel verwendet werden kann, aber dies ist nicht beschränkend. Die anschließenden Prozesse sind jenen ähnlich, die zuvor in Verbindung mit der ersten Ausführungsform erklärt wurden, und werden dementsprechend nicht weiter besprochen.
  • <<Hauptsächliche vorteilhafte Effekte der dritten Ausführungsform>>
  • Die Lichtdetektionsvorrichtung 1 gemäß der dritten Ausführungsform stellt auch vorteilhafte Effekte ähnlich jenen der Lichtdetektionsvorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform, die zuvor besprochen wurde, bereit.
  • <<Modifikationsbeispiele der dritten Ausführungsform>>
  • <Modifikationsbeispiel 3-1>
  • Bei der dritten Ausführungsform der vorliegenden Technologie wird das erste Material, das den zweiten Separationsteil 62B darstellt, mit Bor dotiert. Jedoch ist dies nicht für die vorliegende Technologie beschränkend. Alternativ dazu kann das erste Material mit Bor und Kohlenstoff (C) dotiert werden. Zum Beispiel werden in dem in 14D dargestellten Prozess Bor und Kohlenstoff in den Film m4, der Polysilicium beinhaltet, injiziert. Kohlenstoff wird injiziert, um die Diffusion von Bor zu steuern.
  • Die Lichtdetektionsvorrichtung 1 gemäß dem Modifikationsbeispiel 3-1 stellt auch vorteilhafte Effekte ähnlich jenen der Lichtdetektionsvorrichtung 1 gemäß der dritten Ausführungsform bereit, die zuvor besprochen wurde.
  • <Modifikationsbeispiel 3-2>
  • Bei der dritten Ausführungsform der vorliegenden Technologie wird das erste Material durch Injektion von Bor gebildet, nachdem der Film m4 einschließlich Polysilicium zurückgeätzt wurde. Jedoch ist dies nicht für die vorliegende Technologie beschränkend. Alternativ dazu kann ein Film m8 einschließlich des ersten Materials durch Bilden eines Siliciumfilms (z. B. Polysiliciumfilms) durch die Mischung von Fremdstoffen gestapelt werden, nachdem der Film m4 zurückgeätzt wurde, wie in 15 dargestellt ist. Danach werden überschüssige Teile des Films m8 zurückgeätzt, um die Teile intakt zu belassen, die der ersten Schicht 62Ba entsprechen.
  • Die Lichtdetektionsvorrichtung 1 gemäß dem Modifikationsbeispiel 3-2 stellt auch vorteilhafte Effekte ähnlich jenen der Lichtdetektionsvorrichtung 1 gemäß der dritten Ausführungsform bereit, die zuvor besprochen wurde.
  • <Modifikationsbeispiel 3-3>
  • Bei der dritten Ausführungsform der vorliegenden Technologie beinhaltet der erste Separationsteil 61 Siliciumoxid. Jedoch ist dies nicht für die vorliegende Technologie beschränkend. Wie in 16 dargestellt, kann der erste Separationsteil 61 alternativ dazu eine Mehrschichtstruktur aufweisen, in der der Teil 61a einschließlich Siliciumoxid und der Teil 61b einschließlich Metall in dieser Reihenfolge gestapelt sind. Das Metall, das den Teil 61b darstellt, kann ein Metall, wie etwa zum Beispiel Aluminium oder Wolfram, sein, aber ist nicht darauf beschränkt.
  • Die Lichtdetektionsvorrichtung 1 gemäß dem Modifikationsbeispiel 3-3 stellt auch vorteilhafte Effekte ähnlich jenen der Lichtdetektionsvorrichtung 1 gemäß der dritten Ausführungsform, die zuvor besprochen wurde, bereit.
  • Da der erste Separationsteil 61 in der Lichtdetektionsvorrichtung 1 gemäß dem Modifikationsbeispiel 3-3 den Teil 61b einschließlich Metall aufweist, ist es möglich, eine Farbmischung zwischen den fotoelektrischen Umwandlungsgebieten 20a weiter zu unterdrücken.
  • <Modifikationsbeispiel 3-4>
  • Bei der dritten Ausführungsform der vorliegenden Technologie weisen die Separationsteile 60 sowohl die Teile, die die FTI darstellen, als auch die Teile, die die STI darstellen, auf. Jedoch ist dies nicht für die vorliegende Technologie beschränkend. Alternativ dazu weisen die Separationsteile 60 möglicherweise nur die Teile auf, die die FTI darstellen.
  • Die Lichtdetektionsvorrichtung 1 gemäß dem Modifikationsbeispiel 3-4 stellt auch vorteilhafte Effekte ähnlich jenen der Lichtdetektionsvorrichtung 1 gemäß der dritten Ausführungsform, die zuvor besprochen wurde, bereit.
  • [Vierte Ausführungsform]
  • <1. Beispiel einer Anwendung auf eine elektronische Ausrüstung>
  • Als Nächstes wird eine in 17 dargestellte elektronische Ausrüstung 100 gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Technologie erklärt. Die elektronische Ausrüstung 100 beinhaltet eine Festkörperbildgebungsvorrichtung 101, eine optische Linse 102, eine Verschlussvorrichtung 103, einen Ansteuerungsschaltkreis 104 und einen Signalverarbeitungsschaltkreis 105. Zum Beispiel kann die elektronische Ausrüstung 100 eine elektronische Ausrüstung wie etwa eine Kamera sein, aber ist nicht darauf beschränkt. Ferner weist die elektronische Ausrüstung 100 die Lichtdetektionsvorrichtung 1 als die Festkörperbildgebungsvorrichtung 101 auf.
  • Die optische Linse (optisches System) 102 bildet ein Bild von Bildlicht (einfallendem Licht 106) von einem Subjekt auf einer Bildgebungsebene der Festkörperbildgebungsvorrichtung 101. Dies bewirkt, dass die Festkörperbildgebungsvorrichtung 101 Signalladungen für eine vorbestimmte Zeitperiode akkumuliert. Die Verschlussvorrichtung 103 steuert eine Lichtbestrahlungsperiode und eine Lichtblockierperiode für die Festkörperbildgebungsvorrichtung 101. Der Ansteuerungsschaltkreis 104 stellt ein Ansteuerungssignal zum Steuern sowohl der Festkörperbildgebungsvorrichtung 101 für eine Transferoperation als auch der Verschlussvorrichtung 103 für eine Verschlussoperation bereit. Das Ansteuerungssignal (Timingsignal), das von dem Ansteuerungsschaltkreis 104 bereitgestellt wird, bewirkt, dass die Festkörperbildgebungsvorrichtung 101 Signale transferiert. Der Signalverarbeitungsschaltkreis 105 führt verschiedene Arten einer Signalverarbeitung an den Signalen (Pixelsignalen) durch, die von der Festkörperbildgebungsvorrichtung 101 ausgegeben werden. Videosignale, die aus der Signalverarbeitung resultieren, werden in einem Speicherungsmedium, wie etwa einem Speicher, gespeichert oder an einen Monitor ausgegeben.
  • In der elektronischen Ausrüstung 100, die wie zuvor beschrieben konfiguriert ist, weist die Festkörperbildgebungsvorrichtung 101 die erste Oberfläche S3 des zweiten Separationsteils 62 auf, die mit dem ersten Material beschichtet ist, das das Ätzen des zweiten Separationsteils 62 unterdrückt, wobei die erste Oberfläche S3 näher an dem ersten Separationsteil 61 positioniert ist. Dies ermöglicht es, die Verschlechterung von Rauscharakteristiken zu unterdrücken.
  • Es ist anzumerken, dass die elektronische Ausrüstung 100 nicht auf die Kamera beschränkt ist und beliebige andere elektronische Vorrichtungen sein kann. Zum Beispiel kann die elektronische Ausrüstung 100 eine Bildgebungsvorrichtung, wie etwa ein Kameramodul für Mobilvorrichtungen, wie etwa Mobiltelefone, sein.
  • Außerdem kann die elektronische Ausrüstung 100 als die Festkörperbildgebungsvorrichtung 101 die Lichtdetektionsvorrichtung 1 gemäß einer beliebigen der ersten Ausführungsform bis dritten Ausführungsform und ihrer Modifikationsbeispiele oder die Lichtdetektionsvorrichtung 1 gemäß einer Kombination aus wenigstens zwei der ersten bis dritten Ausführungsform und ihrer Modifikationsbeispiele aufweisen.
  • <2. Beispiel einer Anwendung auf mobile Körper>
  • Die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung (die vorliegende Technologie) kann auf diverse Produkte angewandt werden. Zum Beispiel kann die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung als eine Vorrichtung implementiert werden, die an solchen mobilen Körpern, wie etwa Automobilen, Elektrofahrzeugen, Hybridelektrofahrzeugen, Motorrädern, Fahrrädern, Personal-Mobility-Vorrichtungen, Luftfahrzeugen, Drohnen, Schiffen und Robotern, montiert werden soll.
  • 18 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 beinhaltet mehrere elektronische Steuereinheiten, die über ein Kommunikationsnetz 12001 miteinander verbunden sind. Bei dem in 18 dargestellten Beispiel beinhaltet das Fahrzeugsteuersystem 12000 eine Antriebssystemsteuereinheit 12010, eine Karosseriesystemsteuereinheit 12020, eine Fahrzeugaußenbereichsinformationsdetektionseinheit 12030, eine Fahrzeuginnenbereichsinformationsdetektionseinheit 12040 und eine integrierte Steuereinheit 12050. Außerdem sind ein Mikrocomputer 12051, ein Ton/Bild-Ausgabeabschnitt 12052 und eine Fahrzeugmontiertes-Netz-Schnittstelle (SST) 12053 als eine funktionale Konfiguration der integrierten Steuereinheit 12050 veranschaulicht.
  • Die Antriebssystemsteuereinheit 12010 steuert die Operation von Vorrichtungen bezüglich des Antriebssystems des Fahrzeugs 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 Anpassen des Lenkwinkels des Fahrzeugs, eine Bremsvorrichtung zum Erzeugen der Bremskraft des Fahrzeugs und dergleichen.
  • Die Karosseriesystemsteuereinheit 12020 steuert die Operation verschiedener Arten von Vorrichtungen, die für eine 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 als eine Alternative zu einem Schlüssel übertragen werden, 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 Schildes, 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. Außerdem 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 beinhaltet 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.
  • Außerdem kann der Mikrocomputer 12051 eine kooperative Steuerung durchführen, die für automatisiertes Fahren beabsichtigt ist, was das Fahrzeug automatisiert ohne Abhängigkeit von der Bedienung des Fahrers oder dergleichen fahren lässt, indem die Antriebskrafterzeugungsvorrichtung, der Lenkmechanismus, die Bremsvorrichtung oder dergleichen basierend auf den Informationen über den Außenbereich oder den Innenbereich des Fahrzeugs gesteuert werden, wobei diese Informationen durch die Fahrzeugaußenbereichsinformationsdetektionseinheit 12030 oder die Fahrzeuginnenbereichsinformationsdetektionseinheit 12040 erhalten werden.
  • Außerdem 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 von Ton und/oder Bild an eine Ausgabevorrichtung, die zum visuellen oder akustischen Mitteilen von Informationen an einen Insassen des Fahrzeugs oder den Außenbereich des Fahrzeugs in der Lage ist. Bei dem Beispiel aus 18 sind ein Audiolautsprecher 12061, ein Anzeigeabschnitt 12062 und ein Armaturenbrett 12063 als die Ausgabevorrichtung veranschaulicht. Der Anzeigeabschnitt 12062 kann zum Beispiel eine Onboard-Anzeige und/oder eine Head-Up-Anzeige beinhalten.
  • 19 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Installationsposition des Bildgebungsabschnitts 12031 darstellt.
  • In 19 beinhaltet 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 Hecktüre 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 Hecktüre bereitgestellte Bildgebungsabschnitt 12104 erhält hauptsächlich ein Bild der Rückseite 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 Verkehrsschildes, einer Fahrspur oder dergleichen verwendet.
  • Übrigens stellt 19 ein Beispiel für Fotografierbereiche der Bildgebungsabschnitte 12101 bis 12104 dar. Ein Bildgebungsbereich 12111 repräsentiert den Bildgebungsbereich des an der Frontnase bereitgestellten Bildgebungsabschnitts 12101. Bildgebungsbereiche 12112 und 12113 repräsentieren die Bildgebungsbereiche der an den Seitenspiegeln bereitgestellten Bildgebungsabschnitte 12102 bzw. 12103. Ein Bildgebungsbereich 12114 repräsentiert den Bildgebungsbereich des an der hinteren Stoßstange oder der Hecktüre bereitgestellten Bildgebungsabschnitts 12104. Ein Vogelperspektivenbild des Fahrzeugs 12100 wie bei Betrachtung von oberhalb wird zum Beispiel durch Überlagern von Bilddaten erhalten, die durch die Bildgebungsabschnitte 12101 bis 12104 erhalten werden.
  • Wenigstens 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 jedem 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 einem Bewegungspfad des Fahrzeugs 12100 vorhanden ist und das sich in im Wesentlichen derselben 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 vorweg einzuhalten ist, im Voraus einstellen und eine automatische Bremssteuerung (einschließlich Folgestoppsteuerung), eine automatische Beschleunigungssteuerung (einschließlich Folgestartsteuerung) und dergleichen durchführen. Es ist dementsprechend möglich, eine kooperative Steuerung durchzuführen, die für eine automatisierte Fahrt beabsichtigt ist, die es ermöglicht, dass das Fahrzeug automatisiert ohne Abhängigkeit von der Bedienung des Fahrers oder dergleichen fährt.
  • Zum Beispiel kann der Mikrocomputer 12051 Dreidimensionales-Objekt-Daten über dreidimensionale Objekte in Dreidimensionales-Objekt-Daten eines zweirädrigen Fahrzeugs, eines Fahrzeugs mit Standardgröße, eines Fahrzeugs mit großer Größe, eines Fußgängers, eines Strommasten und anderer dreidimensionaler Objekte basierend auf den von den Bildgebungsabschnitten 12101 bis 12104 erhaltenen Entfernungsinformationen klassifizieren, die klassifizierten Dreidimensionales-Objekt-Daten extrahieren und die extrahierten Dreidimensionales-Objekt-Daten zur automatischen 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 dementsprechend eine Möglichkeit einer Kollision besteht, gibt der Mikrocomputer 12051 eine Warnung an den Fahrer über den Audiolautsprecher 12061 oder den Anzeigeabschnitt 12062 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.
  • Wenigstens 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 einen Fußgänger gibt oder nicht, indem eine Musterabgleichverarbeitung an einer Reihe charakteristischer Punkte durchgeführt wird, die den Umriss des Objekts repräsentieren, durchgeführt werden. 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 auf 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.
  • Ein Beispiel für das Fahrzeugsteuersystem, auf das die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung angewandt werden kann, wurde zuvor erklärt. Beispielsweise kann die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung auf den Bildgebungsabschnitt 12031 oder dergleichen unter den zuvor besprochenen Komponenten angewandt werden. Insbesondere kann die Lichtdetektionsvorrichtung 1, die in 4 und anderen Figuren dargestellt ist, als der Bildgebungsabschnitt 12031 genutzt werden. Das Anwenden der Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung auf den Bildgebungsabschnitt 12031 kann die Verschlechterung von Rauschcharakteristiken unterdrücken und dadurch einfacher zu betrachtende erfasste Bilder bereitstellen. Dies hilft wiederum dabei, die Ermüdung des Fahrers zu verringern.
  • <3. Beispiel einer Anwendung auf ein endoskopisches Chirurgiesystem>
  • Die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung (vorliegende Technologie) kann auf diverse Produkte angewandt werden. Zum Beispiel kann die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung auf ein endoskopisches Chirurgiesystem angewandt werden.
  • 20 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für eine schematische Konfiguration eines endoskopischen Chirurgiesystems darstellt, auf das die Technologie gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung (vorliegenden Technologie) angewandt werden kann.
  • In 20 ist ein Zustand veranschaulicht, in dem ein Chirurg (Arzt) 11131 ein endoskopisches Chirurgiesystem 11000 verwendet, um eine Operation an einem Patienten 11132 auf einem Patientenbett 11133 durchzuführen. Wie dargestellt, beinhaltet das endoskopische Chirurgiesystem 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 einen Körperhohlraum des Patienten 11132 einzuführen ist, und einen Kamerakopf 11102, der mit einem proximalen Ende des Objektivtubus 11101 verbunden ist. Bei dem dargestellten 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 von diesem eine Öffnung auf, in die eine Objektivlinse eingesetzt wird. Eine Lichtquelleneinrichtung 11203 ist derart 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 eingeführt wird und durch die Objektivlinse zu einem Beobachtungsziel in einem Körperhohlraum des Patienten 11132 hin abgestrahlt wird. Es ist anzumerken, dass das Endoskop 11100 ein Vorwärtsbetrachtungsendoskop sein kann oder ein Schrägbetrachtungsendoskop oder ein Seitenbetrachtungsendoskop sein kann.
  • Ein optisches System und ein Bildaufnahmeelement sind im Inneren des Kamerakopfes 11102 bereitgestellt, so dass reflektiertes Licht (Beobachtungslicht) von dem Beobachtungsziel durch das optische System auf das Bildaufnahmeelement gebündelt 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 Zentralverarbeitungseinheit (CPU), eine Grafikverarbeitungseinheit (GPU) oder dergleichen und steuert integral eine Operation des Endoskops 11100 und einer Anzeigeeinrichtung 11202. Ferner empfängt die CCU 11201 ein Bildsignal von dem Kamerakopf 11102 und führt verschiedene Bildprozesse zum Anzeigen eines Bildes basierend auf dem Bildsignal, wie etwa zum Beispiel einen Entwicklungsprozess (Demosaic-Prozess), für das Bildsignal durch.
  • Die Anzeigeeinrichtung 11202 zeigt darauf ein Bild basierend auf einem Bildsignal an, für das die Bildprozesse durch die CCU 11201 unter der Steuerung der CCU 11201 durchgeführt wurden.
  • Die Lichtquelleneinrichtung 11203 beinhaltet eine Lichtquelle, wie etwa zum Beispiel eine Leuchtdiode (LED), und liefert Bestrahlungslicht bei einer Bildgebung eines Operationsgebiets an das Endoskop 11100.
  • Eine Eingabeeinrichtung 11204 ist eine Eingabeschnittstelle für das endoskopische Chirurgiesystem 11000. Ein Benutzer kann das Eingeben verschiedener Arten von Informationen oder eine Anweisungseingabe in das endoskopische Chirurgiesystem 11000 durch die Eingabeeinrichtung 11204 durchführen. Zum Beispiel würde der Benutzer eine Anweisung oder dergleichen zum Ändern einer Bildaufnahmebedingung (Art des Bestrahlungslichts, Vergrößerung, Brennweite oder dergleichen) durch das Endoskop 11100 eingeben.
  • Eine Behandlungswerkzeugsteuereinrichtung 11205 steuert die Ansteuerung der Energievorrichtung 11112 zur Kauterisation oder Inzision eines Gewebes, zum Versiegeln eines Blutgefäßes oder dergleichen. Eine Pneumoperitoneumeinrichtung 11206 führt Gas durch den Pneumoperitoneumschlauch 11111 in einen Körperhohlraum des Patienten 11132 ein, um den Körperhohlraum aufzublasen, um das Sichtfeld des Endoskops 11100 sicherzustellen und den Arbeitsraum für den Chirurgen sicherzustellen. Ein Aufzeichnungsgerät 11207 ist eine Einrichtung, die zum Aufzeichnen verschiedener Arten von Informationen bezüglich der Chirurgie in der Lage ist. Ein Drucker 11208 ist eine Einrichtung, die zum Drucken verschiedener Arten von Informationen bezüglich der Chirurgie in verschiedenen Formen, wie etwa eines Textes, eines Bildes oder eines Graphen, in der Lage ist.
  • Es ist anzumerken, 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 aus ihnen beinhaltet. Wenn eine Weißlichtquelle eine Kombination aus roten, grünen und blauen (RGB) Laserlichtquellen beinhaltet, kann eine Anpassung des Weißabgleichs eines aufgenommenen Bildes durch die Lichtquelleneinrichtung 11203 durchgeführt werden, da die Ausgabeintensität und das Ausgabetiming mit einem hohen Genauigkeitsgrad für jede Farbe (jede Wellenlänge) gesteuert werden können. Ferner werden in diesem Fall Laserstrahlen von den jeweiligen RGB-Laserlichtquellen zeitlich aufgeteilt auf ein Beobachtungsziel gestrahlt und wird eine Ansteuerung der Bildaufnahmeelemente des Kamerakopfes 11102 in Synchronisation mit den Bestrahlungstimings gesteuert. Dann können Bilder, die einzeln 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 derart gesteuert werden, dass die Intensität von auszugebendem Licht für jede vorbestimmte Zeit geändert wird. Durch das Steuern der Ansteuerung des Bildaufnahmeelements des Kamerakopfes 11102 in Synchronisation mit dem Timing der Änderung der Intensität von Licht, um Bilder zeitlich aufgeteilt zu erlangen, und Synthetisieren der Bilder kann ein Bild mit hohem Dynamikumfang ohne unterbelichtetes Absaufen und ausgefressene Lichter erzeugt werden.
  • Ferner kann die Lichtquelleneinrichtung 11203 zum Bereitstellen von Licht eines vorbestimmten Wellenlängenbandes konfiguriert werden, das für eine Speziallichtbeobachtung bereit ist. Bei einer Speziallichtbeobachtung wird zum Beispiel durch Ausnutzung der Wellenlängenabhängigkeit einer Absorption von Licht in einem Körpergewebe von Bestrahlungslicht eines schmalen Bande im Vergleich zu Bestrahlungslicht bei einer gewöhnlichen Beobachtung (nämlich Weißlicht) eine Schmalbandbeobachtung (Schmalbandbildgebung) zur Bildgebung eines vorbestimmten Gewebes, wie etwa eines Blutgefäßes eines oberflächlichen Teils der Schleimhaut oder dergleichen, mit einem hohem Kontrast durchgeführt. Alternativ dazu kann bei einer Speziallichtbeobachtung eine Fluoreszenzbeobachtung zum Erhalten eines Bildes aus Fluoreszenzlicht durchgeführt werden, das durch Bestrahlung mit Anregungslicht erzeugt wird. 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 (LCG), in ein Körpergewebe und Strahlen von Anregungslicht, das einer Fluoreszenzlichtwellenlänge des Reagenzes entspricht, auf das Körpergewebe zu erhalten. Die Lichtquelleneinrichtung 11203 kann zum Bereitstellen eines solchen Schmalbandlichts und/oder Anregungslichts konfiguriert sein, das für eine Speziallichtbeobachtung, wie oben beschrieben, geeignet ist.
  • 21 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für eine funktionale Konfiguration des Kamerakopfes 11102 und der CCU 11201, die in 20 dargestellt sind, darstellt.
  • Der Kamerakopf 11102 beinhaltet eine Linseneinheit 11401, eine Bildaufnahmeeinheit 11402, eine Antriebseinheit 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 zur Kommunikation miteinander durch ein Übertragungskabel 11400 verbunden.
  • Die Linseneinheit 11401 ist ein optisches System, das an einer Verbindungsstelle zu dem Objektivtubus 11101 bereitgestellt ist. Beobachtungslicht, das von einem distalen Ende des Objektivtubus 11101 einfällt, wird zu dem Kamerakopf 11102 geleitet und in die Linseneinheit 11401 eingeführt. Die Linseneinheit 11401 beinhaltet eine Kombination aus mehreren Linsen, einschließlich einer Zoomlinse und einer Fokussierungslinse.
  • Die Anzahl an Bildaufnahmeelementen, die die in der Bildaufnahmeeinheit 11402 enthalten sind, kann eine (Einzelplattentyp) oder mehrere (Mehrfachplattentyp) sein. Wenn die Bildaufnahmeeinheit 11402 als jene des Mehrfachplattentyps konfiguriert ist, werden zum Beispiel 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 Erlangen 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 ist anzumerken, dass, wenn die Bildaufnahmeeinheit 11402 als jene vom stereoskopischen Typ konfiguriert ist, mehrere Systeme aus Linseneinheiten 11401 bereitgestellt sind, die den einzelnen Bildaufnahmeelementen entsprechen.
  • Ferner ist die Bildaufnahmeeinheit 11402 möglicherweise nicht zwingend in dem Kamerakopf 11102 bereitgestellt. Zum Beispiel kann die Bildaufnahmeeinheit 11402 unmittelbar hinter der Objektivlinse im Inneren des Objektivtubus 11101 bereitgestellt sein.
  • Die Antriebseinheit 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 Bildes geeignet angepasst 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.
  • Außerdem 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 beinhaltet Informationen bezüglich Bildaufnahmebedingungen, wie etwa 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 ist anzumerken, 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 erlangten Bildsignal eingestellt werden können. Im letzteren Fall werden eine Autobelichtung(AE)-Funktion, eine Autofokus(AF)-Funktion und eine Autoweißabgleich(AWB)-Funktion in das Endoskop 11100 eingebunden.
  • Die Kamerakopfsteuereinheit 11405 steuert eine Ansteuerung des Kamerakopfes 11102 basierend auf einem Steuersignal von der CCU 11201, das durch die Kommunikationseinheit 11404 empfangen wird.
  • Die Kommunikationseinheit 11411 beinhaltet 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 Kamerakopfes 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 Bildes, das durch Bildaufnahme des Operationsgebiets oder dergleichen erhalten wird, durch. Zum Beispiel erzeugt die Steuereinheit 11413 ein Steuersignal zum Steuern der Ansteuerung des Kamerakopfes 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 Bildes, in dem das Operationsgebiet oder dergleichen bildlich erfasst wird. 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, Farbe und so weiter von Kanten von Objekte, die in dem aufgenommenen Bild enthaltenen sind, erkennen. Die Steuereinheit 11413 kann, wenn sie die Anzeigeeinrichtung 11202 zum Anzeigen eines aufgenommenen Bildes steuert, bewirken, dass verschiedene Arten von Chirurgiehilfsinformationen auf eine überlappende Weise mit einem Bild des Operationsgebiets unter Verwendung eines Ergebnisses der Erkennung angezeigt werden. Wenn Chirurgiehilfsinformationen auf eine überlappende Weise angezeigt und dem Chirurgen 11131 präsentiert werden, kann die Last für den Chirurgen 11131 reduziert werden und kann der Chirurg 11131 mit Sicherheit mit der Chirurgie fortfahren.
  • Das Übertragungskabel 11400, das den Kamerakopf 11102 und die CCU 11201 miteinander verbindet, ist ein Elektrisches-Signal-Kabel, das zur Kommunikation eines elektrischen Signals bereit ist, eine optische Faser, die zur optischen Kommunikation bereit ist, oder ein Kompositkabel, das sowohl für elektrische als auch optische Kommunikation bereit ist.
  • Obwohl bei dem dargestellten Beispiel eine Kommunikation durch eine drahtgebundene Kommunikation unter Verwendung des Übertragungskabels 11400 durchgeführt wird, kann die Kommunikation zwischen dem Kamerakopf 11102 und der CCU 11201 hier durch Drahtloskommunikation durchgeführt werden.
  • Ein Beispiel für das endoskopische Chirurgiesystem, auf das die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung angewandt werden kann, wurde zuvor erklärt. Zum Beispiel kann die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung auf die Bildaufnahmeeinheit 11402 des Kamerakopfes 11102 unter den zuvor besprochenen Komponenten angewandt werden. Insbesondere kann die Lichtdetektionsvorrichtung 1, die in 4 und anderen Figuren dargestellt ist, als die Bildaufnahmeeinheit 10402 genutzt werden. Das Anwenden der Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung auf den Kamerakopf 11102 kann die Verschlechterung von Rauschcharakteristiken unterdrücken und dadurch klarere Bilder des Operationsgebiets bereitstellen. Dies erlaubt dem Chirurgen wiederum, das Operationsgebiet zuverlässig zu überprüfen.
  • Es ist anzumerken, dass, obwohl das endoskopische Chirurgiesystem zuvor als ein Beispiel beschrieben wurde, die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung auch auf beispielsweise ein mikroskopisches Chirurgiesystem angewandt werden kann.
  • [Andere Ausführungsformen]
  • Obwohl die vorliegende Technologie zuvor in Verbindung mit der ersten bis vierten Ausführungsform davon beschrieben wurde, sollten die Aussagen und die Zeichnungen, die Teile dieser Offenbarung darstellen, nicht als beschränkend für die vorliegende Technologie ausgelegt werden. Viele alternative Ausführungsformen, alternative Arbeitsbeispiele und alternative Operationstechnologien werden einem Fachmann in Anbetracht der vorliegenden Offenbarung ersichtlich.
  • Zum Beispiel können die technischen Ideen, die zuvor in Verbindung mit der ersten bis vierten Ausführungsform erklärt wurden, nach Bedarf kombiniert werden. Beispielsweise kann, obwohl das erste Material, das den zweiten Separationsteil 62B in der Lichtdetektionsvorrichtung 1 gemäß der dritten Ausführungsformen oben darstellt, mit Fremdstoffen dotiertes Silicium ist, eine solche technische Idee auch auf die Lichtdetektionsvorrichtung 1 angewandt werden, die bei der ersten und zweiten Ausführungsform beschrieben ist. Ferner kann, obwohl in der Lichtdetektionsvorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform zuvor das erste Material ein beliebiges von Polysilicium, Siliciumoxid, Hafniumoxid und Aluminiumoxid ist, eine solche technische Idee auch auf das erste Material der ersten Ausführungsform angewandt werden. Ferner kann, obwohl die Lichtdetektionsvorrichtung 1 gemäß der zweiten Ausführungsform zuvor den Isolationsfilm 64 aufweist, der den zweiten Separationsteil 62A von dem Festladungsfilm 51 separiert, eine solche technische Idee auch auf die Lichtdetektionsvorrichtung 1 angewandt werden, die bei der ersten und dritten Ausführungsform beschrieben ist. Auf diese Weise können die Ausführungsformen und ihre Variationen verschiedentlich gemäß jeder der technischen Ideen kombiniert werden.
  • Zudem kann die vorliegende Technologie nicht nur auf die zuvor beschriebene Festkörperbildgebungsvorrichtung als der Bildsensor angewandt werden, sondern auch auf eine ganze Reihe von Lichtdetektionsvorrichtungen einschließlich Entfernungsmessungssensoren, die auch als ToF(Time of Flight - Laufzeit)-Sensoren bezeichnet werden, die Entfernungen messen. Der Entfernungsmessungssensor ist ein Sensor, der Bestrahlungslicht zu einem Objekt emittiert, reflektiertes Licht von einer Oberfläche des Objekts detektiert und die Entfernung zu dem Objekt basierend auf der Laufzeit des Bestrahlungslichts von seiner Emission zu seiner Rückkehr als reflektiertes berechnet. Die Struktur der zuvor beschriebenen Separationsteile 60 kann als die Struktur des Entfernungsmessungssensors genutzt werden.
  • Ferner können, falls zum Beispiel mehrere fotoelektrische Umwandlungselemente PD in einem fotoelektrischen Umwandlungsgebiet 20a zu Autofokuszwecken konfiguriert sind, die Separationsteile 60 diese fotoelektrischen Umwandlungselemente PD unterteilen, die in dem einen fotoelektrischen Umwandlungsgebiet 20a konfiguriert sind.
  • Außerdem kann die Lichtdetektionsvorrichtung 1 ein mehrschichtiger CIS (CMOS Image Sensor - CMOS-Bildsensor) sein, in dem zwei oder mehr Halbleitersubstrate aufeinander gestapelt sind. In diesem Fall kann wenigstens entweder der Logikschaltkreis 13 oder der Ausleseschaltkreis 15 auf einem Halbleitersubstrat montiert sein, das sich von dem einen unterscheidet, auf dem die fotoelektrischen Umwandlungsgebiete 20a gebildet sind.
  • Wie zuvor beschrieben, beinhaltet die vorliegende Technologie natürlich verschiedene Ausführungsformen, die hier nicht beschrieben sind. Daher wird der technische Schutzumfang der vorliegenden Technologie nur durch die erfindungsspezifischen Gegenstände gemäß dem Schutzumfang der Ansprüche definiert, die sich aus der obigen Beschreibung ergeben.
  • Des Weiteren sind die vorteilhaften Effekte, die in dieser Beschreibung angegeben sind, lediglich Beispiele und sind nicht beschränkend. Es kann andere vorteilhafte Effekte geben.
  • Es wird angemerkt, dass die vorliegende Technologie die folgenden Konfigurationen annehmen kann.
    1. (1) Eine Lichtdetektionsvorrichtung, die Folgendes beinhaltet:
      • eine Halbleiterschicht mit fotoelektrischen Umwandlungsgebieten, wobei eine Oberfläche der Halbleiterschicht eine Lichteinfallsoberfläche bildet, wobei eine andere Oberfläche der Halbleiterschicht eine Elementbildungsoberfläche bildet;
      • einen Graben, der zum Unterteilen der fotoelektrischen Umwandlungsgebiete positioniert ist und die Halbleiterschicht in einer Dickenrichtung davon durchdringt; und
      • einen Separationsteil, der in dem Graben gebildet ist und einen ersten Separationsteil und einen zweiten Separationsteil beinhaltet, wobei der erste Separationsteil auf der Seite der Lichteinfallsoberfläche positioniert ist, wobei der zweite Separationsteil auf der Seite der Elementbildungsoberfläche positioniert ist,
      • wobei eine erste Oberfläche des zweiten Separationsteils auf der Seite des ersten Separationsteils einem ersten Material zugewandt ist.
    2. (2) Die Lichtdetektionsvorrichtung nach (1), wobei das erste Material Siliciumnitrid beinhaltet.
    3. (3) Die Lichtdetektionsvorrichtung nach (1), wobei das erste Material ein Material beinhaltet, das gegenüber Fluorwasserstoff beständig ist.
    4. (4) Die Lichtdetektionsvorrichtung nach (1) oder (3), wobei das erste Material entweder Titannitrid oder Wolfram beinhaltet.
    5. (5) Die Lichtdetektionsvorrichtung nach (1), wobei das erste Material ein beliebiges von Polysilicium, Siliciumoxid, Hafniumoxid und Aluminiumoxid beinhaltet.
    6. (6) Die Lichtdetektionsvorrichtung nach (1), wobei das erste Material mit Fremdstoffen dotiertes Silicium beinhaltet.
    7. (7) Die Lichtdetektionsvorrichtung nach (6), wobei die Fremdstoffe Bor beinhalten, und das erste Material Silicium beinhaltet, das mit Bor mit einer Konzentration von 5×1018 Atome/cm3 oder mehr dotiert ist.
    8. (8) Die Lichtdetektionsvorrichtung nach (6), wobei die Fremdstoffe Bor und Kohlenstoff beinhalten.
    9. (9) Die Lichtdetektionsvorrichtung nach einem von (1) bis (5), wobei der zweite Separationsteil das erste Material beinhaltet.
    10. (10) Die Lichtdetektionsvorrichtung nach einem von (1) bis (8), wobei der zweite Separationsteil eine Mehrschichtstruktur aufweist, in der eine erste Schicht, die das erste Material beinhaltet und die erste Oberfläche darstellt, und eine zweite Schicht, die ein von dem ersten Material verschiedenes zweites Material beinhaltet, gestapelt sind.
    11. (11) Die Lichtdetektionsvorrichtung nach (1), wobei der zweite Separationsteil eine horizontale Größe größer als jene des ersten Separationsteils aufweist, und die erste Schicht in einem Gebiet gebildet ist, in dem es eine Überlappung wenigstens mit dem ersten Separationsteil in der Dickenrichtung gibt.
    12. (12) Die Lichtdetektionsvorrichtung nach einem von (1) bis (11), wobei eine Entfernung zwischen der ersten Oberfläche des zweiten Separationsteils und der Elementbildungsoberfläche von 200 nm bis 300 nm inklusive beträgt.
    13. (13) Die Lichtdetektionsvorrichtung nach einem von (1) bis (12), wobei das erste Material ein Material beinhaltet, das Ätzen des zweiten Separationsteils unterdrückt.
    14. (14) Die Lichtdetektionsvorrichtung nach einem von (1) bis (13), die Folgendes beinhaltet:
      • einen Festladungsfilm,
      • wobei der Festladungsfilm wenigstens zwischen dem ersten Separationsteil und dem zweiten Separationsteil liegt.
    15. (15) Lichtdetektionsvorrichtung nach (14), die ferner Folgendes beinhaltet:
      • einen Siliciumoxidfilm, der zwischen dem zweiten Separationsteil und dem Festladungsfilm liegt.
    16. (16) Die Lichtdetektionsvorrichtung nach (10), wobei das zweite Material ein Isolationsmaterial beinhaltet.
    17. (17) Die Lichtdetektionsvorrichtung nach (10), wobei das zweite Material ein leitfähiges Material beinhaltet.
    18. (18) Die Lichtdetektionsvorrichtung nach einem von (1) bis (17), wobei, von einem Teil einschließlich Siliciumoxid und einem Teil einschließlich Metall, der erste Separationsteil wenigstens den Teil einschließlich Siliciumoxid beinhaltet.
    19. (19) Ein Verfahren zum Herstellen einer Lichtdetektionsvorrichtung, das Folgendes beinhaltet:
      • Bilden eines Grabens an einer Position zum Unterteilen fotoelektrischer Umwandlungsgebiete in einer Halbleiterschicht von der Seite einer Elementbildungsoberfläche davon;
      • Stapeln, in dem Graben, einer Opferschicht und eines ersten Materials in dieser Reihenfolge in einer Dickenrichtung der Halbleiterschicht, wobei das erste Material ein Material ist, dessen Ätzrate relativ zu einem ausgewählten Ätzmittel niedriger als jene eines Materials ist, das die Opferschicht darstellt;
      • Freilegen der Opferschicht von der Seite einer Lichteinfallsoberfläche gegenüber der Seite der Elementbildungsoberfläche;
      • Entfernen der Opferschicht, während das erste Material intakt gelassen wird, durch Verwenden des ausgewählten Ätzmittels; und
      • Einbetten eines Materials, das sich von dem Material der Opferschicht unterscheidet, in den Graben von der Seite der Lichteinfallsoberfläche.
    20. (20) Eine elektronische Ausrüstung, die Folgendes beinhaltet:
      • eine Lichtdetektionsvorrichtung; und
      • ein optisches System, das die Lichtdetektionsvorrichtung dazu veranlasst, ein Bild von Bildlicht von einem Subjekt zu bilden,
      • wobei die Lichtdetektionsvorrichtung Folgendes beinhaltet:
        • eine Halbleiterschicht mit fotoelektrischen Umwandlungsgebieten, wobei eine Oberfläche der Halbleiterschicht eine Lichteinfallsoberfläche bildet, wobei eine andere Oberfläche der Halbleiterschicht eine Elementbildungsoberfläche bildet,
        • einen Graben, der zum Unterteilen der fotoelektrischen Umwandlungsgebiete positioniert ist und die Halbleiterschicht in einer Dickenrichtung davon durchdringt, und
        • einen Separationsteil, der in dem Graben gebildet ist und einen ersten Separationsteil und einen zweiten Separationsteil beinhaltet, wobei der erste Separationsteil auf der Seite der Lichteinfallsoberfläche positioniert ist, wobei der zweite Separationsteil auf der Seite der Elementbildungsoberfläche positioniert ist, und
      • wobei eine erste Oberfläche des zweiten Separationsteils auf der Seite des ersten Separationsteils einem ersten Material zugewandt ist.
  • Der Schutzumfang der vorliegenden Technologie ist nicht auf die Ausführungsformen beschränkt, die zuvor als Beispiele veranschaulicht und beschrieben wurden, und beinhaltet alle Ausführungsformen, die vorteilhafte Effekte äquivalent zu jenen bereitstellen, die durch diese Technologie beabsichtigt sind. Des Weiteren ist der Schutzumfang der vorliegenden Technologie nicht auf die Kombinationen der Merkmale dieser Erfindung beschränkt, die durch die angehängten Ansprüche definiert werden, und kann durch alle gewünschten Kombinationen spezieller der hier offenbarten Merkmalen bestimmt werden.
  • [Bezugszeichenliste]
    • 1
    Lichtdetektionsvorrichtung
    2
    Halbleiterchip
    3
    Pixel
    4
    Vertikalansteuerungsschaltkreis
    5
    Spaltensignalverarbeitungsschaltkreis
    6
    Horizontalansteuerungsschaltkreis
    7
    Ausgabeschaltkreis
    8
    Steuerschaltkreis
    10
    Pixelansteuerungsleitung
    11
    Vertikalsignalleitung
    12
    Horizontalsignalleitung
    13
    Logikschaltkreis
    14
    Bondpad
    15
    Ausleseschaltkreis
    20
    Halbleiterschicht
    20a
    Fotoelektrisches Umwandlungsgebiet
    20b
    Separationsgebiet
    23
    Ladungsakkumulationsgebiet
    24, 24a, 24b
    Graben
    24c
    Erster Graben
    24d
    Zweiter Graben
    30
    Verdrahtungsschicht
    40
    Stützsubstrat
    50
    Lichtsammlungsschicht
    51
    Festladungsfilm
    52
    Isolationsfilm
    53
    Lichtblockierungsschicht
    54
    Planarisierungsfilm
    55
    Farbfilter
    56
    Mikrolinse
    60
    Separationsteil
    61, 61B
    Erster Separationsteil
    61a
    Teil
    61b
    Teil
    62, 62A, 62B
    Zweiter Separationsteil
    62a, 62Aa, 62Ac, 62Ba
    Erste Schicht
    62Aa1
    Zugewandter Teil
    62Aa2
    Seitenwandteil
    62b, 62Ab, 62Ad, 62Bb
    Zweite Schicht
    63
    Isolationsfilm
    64
    Isolationsfilm
    100
    Elektronische Ausrüstung
    101
    Festkörperbildgebungsvorrichtung
    102
    Optisches System (optische Linse)
    a
    Entfernung
    b
    Größe
    M
    Opferschicht
    S1
    Elementbildungsoberfläche
    S2
    Lichteinfallsoberfläche
    S3
    Erste Oberfläche
    S4
    Zweite Oberfläche
  • 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
    • WO 2019093150 [0003]

Claims (20)

  1. Lichtdetektionsvorrichtung, die Folgendes umfasst: eine Halbleiterschicht mit fotoelektrischen Umwandlungsgebieten, wobei eine Oberfläche der Halbleiterschicht eine Lichteinfallsoberfläche bildet, wobei eine andere Oberfläche der Halbleiterschicht eine Elementbildungsoberfläche bildet; einen Graben, der zum Unterteilen der fotoelektrischen Umwandlungsgebiete positioniert ist und die Halbleiterschicht in einer Dickenrichtung davon durchdringt; und einen Separationsteil, der in dem Graben gebildet ist und einen ersten Separationsteil und einen zweiten Separationsteil beinhaltet, wobei der erste Separationsteil auf einer Seite der Lichteinfallsoberfläche positioniert ist, wobei der zweite Separationsteil auf einer Seite der Elementbildungsoberfläche positioniert ist, wobei eine erste Oberfläche des zweiten Separationsteils auf einer Seite des ersten Separationsteils einem ersten Material zugewandt ist.
  2. Lichtdetektionsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das erste Material Siliciumnitrid beinhaltet.
  3. Lichtdetektionsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das erste Material ein Material beinhaltet, das gegenüber Fluorwasserstoff beständig ist.
  4. Lichtdetektionsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das erste Material entweder Titannitrid oder Wolfram beinhaltet.
  5. Lichtdetektionsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das erste Material ein beliebiges von Polysilicium, Siliciumoxid, Hafniumoxid und Aluminiumoxid beinhaltet.
  6. Lichtdetektionsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das erste Material mit Fremdstoffen dotiertes Silicium beinhaltet.
  7. Lichtdetektionsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Fremdstoffe Bor beinhalten, und das erste Material Silicium beinhaltet, das mit Bor mit einer Konzentration von 5×1018 Atome/cm3 oder mehr dotiert ist.
  8. Lichtdetektionsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Fremdstoffe Bor und Kohlenstoff beinhalten.
  9. Lichtdetektionsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der zweite Separationsteil das erste Material beinhaltet.
  10. Lichtdetektionsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der zweite Separationsteil eine Mehrschichtstruktur aufweist, in der eine erste Schicht, die das erste Material beinhaltet und die erste Oberfläche darstellt, und eine zweite Schicht, die ein von dem ersten Material verschiedenes zweites Material beinhaltet, gestapelt sind.
  11. Lichtdetektionsvorrichtung nach Anspruch 10, wobei der zweite Separationsteil eine horizontale Größe größer als jene des ersten Separationsteils aufweist, und die erste Schicht in einem Gebiet gebildet ist, in dem es eine Überlappung wenigstens mit dem ersten Separationsteil in der Dickenrichtung gibt.
  12. Lichtdetektionsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine Entfernung zwischen der ersten Oberfläche des zweiten Separationsteils und der Elementbildungsoberfläche von 200 nm bis 300 nm inklusive beträgt.
  13. Lichtdetektionsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das erste Material ein Material beinhaltet, das Ätzen des zweiten Separationsteils unterdrückt.
  14. Lichtdetektionsvorrichtung nach Anspruch 1, die Folgendes umfasst: einen Festladungsfilm, wobei der Festladungsfilm wenigstens zwischen dem ersten Separationsteil und dem zweiten Separationsteil liegt.
  15. Lichtdetektionsvorrichtung nach Anspruch 14, die ferner Folgendes umfasst: einen Siliciumoxidfilm, der zwischen dem zweiten Separationsteil und dem Festladungsfilm liegt.
  16. Lichtdetektionsvorrichtung nach Anspruch 10, wobei das zweite Material ein Isolationsmaterial beinhaltet.
  17. Lichtdetektionsvorrichtung nach Anspruch 10, wobei das zweite Material ein leitfähiges Material beinhaltet.
  18. Lichtdetektionsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei, von einem Teil einschließlich Siliciumoxid und einem Teil einschließlich Metall, der erste Separationsteil wenigstens den Teil einschließlich Siliciumoxid beinhaltet.
  19. Verfahren zum Herstellen einer Lichtdetektionsvorrichtung, das Folgendes umfasst: Bilden eines Grabens an einer Position zum Unterteilen fotoelektrischer Umwandlungsgebiete in einer Halbleiterschicht von einer Seite einer Elementbildungsoberfläche davon; Stapeln, in dem Graben, einer Opferschicht und eines ersten Materials in dieser Reihenfolge in einer Dickenrichtung der Halbleiterschicht, wobei das erste Material ein Material ist, dessen Ätzrate relativ zu einem ausgewählten Ätzmittel niedriger als jene eines Materials ist, das die Opferschicht darstellt; Freilegen der Opferschicht von einer Seite einer Lichteinfallsoberfläche gegenüber der Seite der Elementbildungsoberfläche; Entfernen der Opferschicht, während das erste Material intakt gelassen wird, durch Verwenden des ausgewählten Ätzmittels; und Einbetten eines Materials, das sich von dem Material der Opferschicht unterscheidet, in den Graben von der Seite der Lichteinfallsoberfläche.
  20. Elektronische Ausrüstung, die Folgendes umfasst: eine Lichtdetektionsvorrichtung; und ein optisches System, das die Lichtdetektionsvorrichtung dazu veranlasst, ein Bild von Bildlicht von einem Subjekt zu bilden, wobei die Lichtdetektionsvorrichtung Folgendes beinhaltet: eine Halbleiterschicht mit fotoelektrischen Umwandlungsgebieten, wobei eine Oberfläche der Halbleiterschicht eine Lichteinfallsoberfläche bildet, wobei eine andere Oberfläche der Halbleiterschicht eine Elementbildungsoberfläche bildet, einen Graben, der zum Unterteilen der fotoelektrischen Umwandlungsgebiete positioniert ist und die Halbleiterschicht in einer Dickenrichtung davon durchdringt, und einen Separationsteil, der in dem Graben gebildet ist und einen ersten Separationsteil und einen zweiten Separationsteil beinhaltet, wobei der erste Separationsteil auf einer Seite der Lichteinfallsoberfläche positioniert ist, wobei der zweite Separationsteil auf einer Seite der Elementbildungsoberfläche positioniert ist, und wobei eine erste Oberfläche des zweiten Separationsteils auf einer Seite des ersten Separationsteils einem ersten Material zugewandt ist.
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