JP2021132086A - 撮像装置及び電子機器 - Google Patents

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Abstract

【課題】光電変換の効率と、光電変換で得られる電荷の転送効率とを向上できるようにした撮像装置及び電子機器を提供する。【解決手段】撮像装置は、光が入射する第１面と、前記第１面の反対側に位置する第２面とを有する光電変換部と、前記第２面側に設けられた電荷保持部と、前記光電変換部から前記電荷保持部に電荷を転送する転送トランジスタと、前記光電変換部と前記電荷保持部との間に設けられ、前記第２面側から出射した光を反射する反射部と、を備える。前記転送トランジスタは、前記第２面の法線方向へ延設された垂直ゲート電極を有する。前記第２面の法線方向からの平面視で、前記垂直ゲート電極は前記光電変換部の中心と重なる位置に配置されている。【選択図】図２

Description

本開示は、撮像装置及び電子機器に関する。
光電変換部から電荷保持部に電荷を転送する転送トランジスタとして、縦型トランジスタを備える固体撮像装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
国際公開第２０１６／１３６４８６号
電子機器の高性能化に伴い、効率良く光電変換でき、光電変換で得られる電荷を効率よく転送できる撮像装置が望まれている。
本開示はこのような事情に鑑みてなされたもので、光電変換の効率と、光電変換で得られる電荷の転送効率とを向上できるようにした撮像装置及び電子機器を提供することを目的とする。
本開示の一態様に係る撮像装置は、光が入射する第１面と、前記第１面の反対側に位置する第２面とを有する光電変換部と、前記第２面側に設けられた電荷保持部と、前記光電変換部から前記電荷保持部に電荷を転送する転送トランジスタと、前記光電変換部と前記電荷保持部との間に設けられ、前記第２面側から出射した光を反射する反射部と、を備える。前記転送トランジスタは、前記第２面の法線方向へ延設された垂直ゲート電極を有する。前記第２面の法線方向からの平面視で、前記垂直ゲート電極は前記光電変換部の中心と重なる位置に配置されている。
これによれば、撮像装置は、光電変換部の外周から垂直ゲート電極までの最大距離を短くすることができ、光電変換部の外周付近から垂直ゲート電極までの電荷の転送経路を短くすることができる。これにより、撮像装置は、電荷の転送効率を向上させることができる。また、反射部は、光電変換部の第２面から出射した光の少なくとも一部を反射して、光電変換部に再入射させることができる。これにより、撮像装置は、光電変換部における光電変換の効率を向上させることができる。
本開示の一態様に係る電子機器は、光学部品と、前記光学部品を透過した光が入射する撮像装置と、前記撮像装置から出力される信号を処理する信号処理回路と、を備える。前記撮像装置は、光が入射する第１面と、前記第１面の反対側に位置する第２面とを有する光電変換部と、前記第２面側に設けられた電荷保持部と、前記光電変換部から前記電荷保持部に電荷を転送する転送トランジスタと、前記光電変換部と前記電荷保持部との間に設けられ、前記第２面側から出射した光を反射する反射部と、を備える。前記転送トランジスタは、前記第２面の法線方向へ延設された垂直ゲート電極を有する。前記第２面の法線方向からの平面視で、前記垂直ゲート電極は前記光電変換部の中心と重なる位置に配置されている。
これによれば、電子機器は、光電変換の効率と、光電変換で得られる電荷の転送効率とを向上できるようにした撮像装置を備えるため、性能の向上が可能である。
図１は、本開示の実施形態に係る撮像装置の構成例を示す図である。 図２は、本開示の実施形態に係る撮像装置の一画素の構成例を示す断面図である。 図３は、本開示の実施形態に係るフォトダイオードの構成例を示す断面図である。 図４は、本開示の実施形態に係るフォトダイオードの構成例１を示す平面図である。 図５は、本開示の実施形態に係るフォトダイオードの構成例２を示す平面図である。 図６は、本開示の実施形態に係るフォトダイオードへの導光例を示す図である。 図７Ａは、本開示の実施形態に係る撮像装置の製造方法を工程順に示す断面図である。 図７Ｂは、本開示の実施形態に係る撮像装置の製造方法を工程順に示す断面図である。 図７Ｃは、本開示の実施形態に係る撮像装置の製造方法を工程順に示す断面図である。 図７Ｄは、本開示の実施形態に係る撮像装置の製造方法を工程順に示す断面図である。 図７Ｅは、本開示の実施形態に係る撮像装置の製造方法を工程順に示す断面図である。 図７Ｆは、本開示の実施形態に係る撮像装置の製造方法を工程順に示す断面図である。 図７Ｇは、本開示の実施形態に係る撮像装置の製造方法を工程順に示す断面図である。 図７Ｈは、本開示の実施形態に係る撮像装置の製造方法を工程順に示す断面図である。 図７Ｉは、本開示の実施形態に係る撮像装置の製造方法を工程順に示す断面図である。 図７Ｊは、本開示の実施形態に係る撮像装置の製造方法を工程順に示す断面図である。 図７Ｋは、本開示の実施形態に係る撮像装置の製造方法を工程順に示す断面図である。 図７Ｌは、本開示の実施形態に係る撮像装置の製造方法を工程順に示す断面図である。 図８は、本開示の比較例に係る撮像装置の一画素の構成例を示す断面図である。 図９は、本開示の比較例に係るフォトダイオードの構成を示す平面図である。 図１０は、本開示の実施形態の変形例に係る撮像装置の構成を示す断面図である。 図１１は、本開示に係る技術（本技術）を電子機器に適用した例を示す概念図である。 図１２は、本開示に係る技術（本技術）が適用され得る内視鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。 図１３は、図１２に示すカメラヘッド及びＣＣＵの機能構成の一例を示すブロック図である。 図１４は、本開示に係る技術が適用され得る移動体制御システムの一例である車両制御システムの概略的な構成例を示すブロック図である。 図１５は、撮像部の設置位置の例を示す図である。
以下において、図面を参照して本開示の実施形態を説明する。以下の説明で参照する図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚さと平面寸法との関係、各層の厚さの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚さや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
また、以下の説明における上下等の方向の定義は、単に説明の便宜上の定義であって、本開示の技術的思想を限定するものではない。例えば、対象を９０°回転して観察すれば上下は左右に変換して読まれ、１８０°回転して観察すれば上下は反転して読まれることは勿論である。
また、以下の説明におけるＰ型、Ｎ型に付す＋や−は、＋及び−が付記されていない半導体領域に比して、それぞれ相対的に不純物濃度が高い又は低い半導体領域であることを意味する。ただし同じｐとｐとが付された半導体領域であっても、それぞれの半導体領域の不純物濃度が厳密に同じであることを意味するものではない。
また、以下の説明では、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の文言を用いて、方向を説明する場合がある。例えば、Ｘ軸方向及びＹ軸方向は、後述する出射面Ｓ２に平行な方向である。Ｘ軸方向及びＹ軸方向は、水平方向と呼んでもよい。Ｚ軸方向は、後述する撮像装置１００、１００Ａの厚さ方向である。Ｚ軸方向は、後述する半導体基板１１１、フォトダイオードＰＤの厚さ方向でもある。Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向は、互いに直交する。また、以下の説明において、「平面視」とは、Ｚ軸方向から見ることを意味する。
＜実施形態＞
（全体の構成例）
図１は、本開示の実施形態に係る撮像装置１００の構成例を示す図である。図１に示す撮像装置１００は、例えば、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）固体撮像装置である。図１に示すように、撮像装置１００は、半導体基板１１１（例えば、シリコン基板）に、複数の光電変換素子を含む画素１０２が規則的に２次元的に配列された画素領域（いわゆる、撮像領域）１０３と、周辺回路部とを有して構成される。画素１０２は、光電変換を行うフォトダイオードと、複数の画素トランジスタとを有する。複数の画素トランジスタは、転送トランジスタ、リセットトランジスタ及び増幅トランジスタの３つのトランジスタで構成することができる。複数の画素トランジスタは、上記３つのトランジスタに選択トランジスタ追加して、４つのトランジスタで構成することもできる。単位画素の等価回路は通常と同様であるので、詳細説明は省略する。
画素１０２は、共有画素構造とすることもできる。共有画素構造は、複数のフォトダイオードと、複数の転送トランジスタと、共有される１つのフローティングディフュージョンと、共有される１つずつの他の画素トランジスタとから構成される。すなわち、共有画素構造では、複数の単位画素を構成するフォトダイオード及び転送トランジスタが、転送トランジスタを除く他の１つずつの画素トランジスタを共有して構成される。
周辺回路部は、垂直駆動回路１０４と、カラム信号処理回路１０５と、水平駆動回路１０６と、出力回路１０７と、制御回路１０８などを有して構成される。
制御回路１０８は、入力クロックと、動作モードなどを指令するデータを受け取り、また撮像装置の内部情報などのデータを出力する。すなわち、制御回路１０８は、垂直同期信号、水平同期信号及びマスタクロックに基づいて、垂直駆動回路１０４、カラム信号処理回路１０５及び水平駆動回路１０６などの動作の基準となるクロック信号や制御信号を生成する。そして、制御回路１０８は、これらの信号を垂直駆動回路１０４、カラム信号処理回路１０５及び水平駆動回路１０６等に入力する。
垂直駆動回路１０４は、例えばシフトレジスタによって構成され、画素駆動配線を選択し、選択された画素駆動配線に画素を駆動するためのパルスを供給し、行単位で画素を駆動する。すなわち、垂直駆動回路１０４は、画素領域１０３の各画素１０２を行単位で順次垂直方向に選択走査し、垂直信号線１０９を通して、各画素１０２の光電変換素子において受光量に応じて生成した信号電荷に基づく画素信号をカラム信号処理回路１０５に供給する。
カラム信号処理回路１０５は、画素１０２の例えば列ごとに配置されており、１行分の画素１０２から出力される信号を画素列ごとにノイズ除去などの信号処理を行う。すなわちカラム信号処理回路１０５は、画素１０２固有の固定パターンノイズを除去するためのＣＤＳや、信号増幅、ＡＤ変換等の信号処理を行う。カラム信号処理回路１０５の出力段には水平選択スイッチ（図示せず）が水平信号線１１０との間に接続されて設けられる。
水平駆動回路１０６は、例えばシフトレジスタによって構成され、水平走査パルスを順次出力することによって、カラム信号処理回路１０５の各々を順番に選択し、カラム信号処理回路１０５の各々から画素信号を水平信号線１１０に出力させる。
出力回路１０７は、カラム信号処理回路１０５の各々から水平信号線１１０を通して順次に供給される信号に対し、信号処理を行って出力する。例えば、出力回路１０７は、バファリングだけする場合もあるし、黒レベル調整、列ばらつき補正、各種デジタル信号処理などを行う場合もある。入出力端子１１２は、外部と信号のやりとりをする。
（画素の構成例）
図２は、本開示の実施形態に係る撮像装置１００の一画素の構成例を示す断面図である。図２は、一画素に含まれるフォトダイオードＰＤ（本開示の「光電変換部」の一例）及び転送トランジスタＴｒ１と、その周辺部を示している。撮像装置１００は、例えば、半導体基板１１１の裏面側から入射光を取り込む裏面受光型の画素構造を有する。図２に示すように、半導体基板１１１は、第１半導体基板１１と、第１半導体基板１１の一方の面（例えば、後述の表面１１ａ）に接合された第２半導体基板５１と、を有する。
第１半導体基板１１は、表面１１ａと、表面１１ａの反対側に位置する裏面１１ｂとを有する。裏面１１ｂは、半導体基板１１１の裏面であり、撮像装置１００の受光面である。第２半導体基板５１は、表面５１ａと、表面５１ａの反対側に位置する裏面５１ｂとを有する。半導体基板１１１では、第１半導体基板１１の表面１１ａと、第２半導体基板５１の裏面５１ｂとが接合されている。図２では、表面１１ａと裏面５１ｂとの境界を、接合面ＪＳとして示している。
第１半導体基板１１は、シリコンウェハをＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）によって研磨することにより形成された単結晶のシリコン基板である。または、第１半導体基板１１は、シリコンウェハ上にエピタキシャル成長法で形成された、単結晶のシリコン層であってもよい。第１半導体基板１１には、複数のフォトダイオードＰＤが設けられている。第１半導体基板１１の裏面１１ｂ側に、透光性の絶縁膜を介して、カラーフィルタ層ＣＦとマイクロレンズ層ＭＬとが設けられている。
フォトダイオードＰＤは、Ｎ型の不純物拡散層で構成されている。フォトダイオードＰＤは、撮像装置１００の外部からマイクロレンズ層ＭＬとカラーフィルタ層ＣＦとを通して光が入射する入射面Ｓ１（本開示の「第１面」の一例）と、入射面Ｓ１の反対側に位置する出射面Ｓ２（本開示の「第２面」の一例）と、を有する。フォトダイオードＰＤは、入射面Ｓ１に入射した光のうちの、任意の波長帯の光（例えば、可視光、赤外光又は紫外光）を光電変換する。フォトダイオードＰＤの具体的な構成は、後で図２から図５を参照しながら説明する。
フォトダイオードＰＤの側方には、第１半導体基板１１に設けられたＰ型のウェル分離層１２が設けられている。例えば、ウェル分離層１２は、フォトダイオードＰＤに隣接した状態でフォトダイオードＰＤの周囲を囲むように配置されている。複数のフォトダイオードＰＤの各々は、ウェル分離層１２によって他のフォトダイオードＰＤから電気的に分離されている。
なお、図示しないが、フォトダイオードＰＤの側方だけでなく、フォトダイオードＰＤの上方にもＰ型のウェル分離層１２が設けられていてもよい。または、フォトダイオードＰＤの上方に、Ｐ型のウェル分離層１２とは別のＰ型不純物拡散層（図示せず）が設けられていてもよい。これにより、フォトダイオードＰＤは、ＨＡＤ（Ｈｏｌｅ Ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ Ｄｉｏｄｅ）構造を有してもよい。第１半導体基板１１の表面１１ａに結晶欠陥が生じ、結晶欠陥を介して電子が抜け易い場合でも、ＨＡＤ構造によって暗電流の発生が抑制される。
また、フォトダイオードＰＤの側方には、Ｐ型のウェル分離層１２を介して遮光膜１５が配置されている。遮光膜１５は、フォトダイオードＰＤによって光電変換される波長の光（例えば、可視光、赤外光又は紫外光）を遮る機能を有する。遮光膜１５によって、隣り合う一方の画素１０２から他方の画素１０２への光の混入が防止される。遮光膜１５は、例えばチタン（Ｔｉ）又は銅（Ｃｕ）等の金属膜で構成されている。
遮光膜１５の両端のうち、第２半導体基板５１側の端部１５Ｅ１は後述の反射膜８１に接合され、受光面側の端部１５Ｅ２はカラーフィルタ層ＣＦに接合されている。図２に示すように、遮光膜１５において、受光面側の端部１５Ｅ２は、他の部分よりも水平方向（例えば、Ｘ軸方向）に厚膜に形成されていてもよい。
図２に示すように、フォトダイオードＰＤの入射面Ｓ１は、Ｐ型のウェル分離層１２で覆われていている。また、フォトダイオードＰＤの入射面Ｓ１と、カラーフィルタ層ＣＦとの間には、透光性の絶縁膜１７が配置されている。絶縁膜１７は、フォトダイオードＰＤによって光電変換される波長の光（例えば、可視光、赤外光又は紫外光）を透過させる。絶縁膜１７は、例えばシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）である。
第２半導体基板５１は、シリコンウェハをＣＭＰによって研磨することにより形成された単結晶のシリコン基板である。または、第２半導体基板５１は、シリコンウェハ上にエピタキシャル成長法で形成された、単結晶のシリコン層であってもよい。
第２半導体基板５１には、転送トランジスタＴｒ１と、転送トランジスタＴｒ１以外の画素トランジスタＴｒ２、Ｔｒ３が設けられている。例えば、画素トランジスタＴｒ２はリセットトランジスタとして用いられ、画素トランジスタＴｒ３は増幅トランジスタ又は選択トランジスタとして用いられる。また、図示しないが、第２半導体基板５１には、上記以外の他のトランジスタが設けられていてもよい。
第２半導体基板５１の表面５１ａ側には、Ｐ−型の不純物拡散層（以下、Ｐ−層）５３と、Ｐ型のウェル拡散層５５と、Ｎ＋型の不純物拡散層（以下、Ｎ＋層）６１、６２、６３とが設けられている。例えば、Ｐ−層５３にＰ型のウェル拡散層５５が設けられている。また、Ｐ型のウェル拡散層５５にＮ＋層６１、６２、６３が設けられている。例えば、Ｎ＋層６１（本開示の「電荷保持部」の一例）は、転送トランジスタＴｒ１のドレイン及び画素トランジスタＴｒ３のソースであり、フローティングディフュージョンである。Ｎ＋層６２は、画素トランジスタＴｒ３のドレインである。Ｎ＋層６３は画素トランジスタＴｒ２のソース又はドレインである。
第２半導体基板５１には、表面５１ａ側に開口したトレンチＨ１が設けられている。トレンチＨ１の底面及び内側面から表面５１ａ上までゲート絶縁膜６５が連続して設けられている。ゲート絶縁膜６５は、例えばシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）で構成されている。
転送トランジスタＴｒ１のゲート電極７１は、トレンチＨ１の内部にゲート絶縁膜６５を介して設けられた垂直ゲート電極７１Ｖと、第２半導体基板５１の表面５１ａ上にゲート絶縁膜６５を介して設けられた水平ゲート電極７１Ｈとを有する。垂直ゲート電極７１Ｖと水平ゲート電極７１Ｈは一体に形成されている。ゲート電極７１（垂直ゲート電極７１Ｖ、水平ゲート電極７１Ｈ）は、例えば、リン等の不純物がドープされたポリシリコン膜で構成されている。
画素トランジスタＴｒ２のゲート電極７２は、ゲート絶縁膜６５を介して第２半導体基板５１の表面５１ａ上に設けられている。同様に、画素トランジスタＴｒ３のゲート電極７３は、ゲート絶縁膜６５を介して第２半導体基板５１の表面５１ａ上に設けられている。
ゲート電極７２、７３は、例えばリン等の不純物がドープされたポリシリコン膜で構成されている。
第２半導体基板５１の裏面５１ｂ側には、フォトダイオードＰＤに向けて開口した凹曲面状の凹部Ｈ２と、凹部Ｈ２の内面に設けられた反射膜８１（本開示の「反射部」の一例）と、が設けられている。凹部Ｈ２は、その内面（すなわち、フォトダイオードＰＤと向かい合う面）が凹曲面状となっている。凹曲面は、曲型凹面又は湾曲面と呼んでもよい。凹部Ｈ２の裏面５１ｂからの深さｄ１は、画素１０２の中心に近づくほど深くなっている。凹部Ｈ２の内面に設けられた反射膜８１の厚さは均一（または、ほぼ均一）である。これにより、反射膜８１の表面である反射面８１ａも、凹部Ｈ２の形状を反映した凹曲面状となっている。反射膜８１は、フォトダイオードＰＤの出射面Ｓ２と向かい合っており、フォトダイオードＰＤの出射面Ｓ２側から出射した光を反射面８１ａで反射する。反射膜８１は、例えばチタン（Ｔｉ）又は銅（Ｃｕ）等の金属膜で構成されている。
反射膜８１を介して凹部Ｈ２を埋め込むように透光性の絶縁層８３が設けられている。絶縁層８３の表面８３ｂ（図２では、下面）は平坦化されており、フォトダイオードＰＤ及びＰ型のウェル分離層１２の各表面にそれぞれ接合されている。絶縁層８３は、例えばシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）で構成されている。
第２半導体基板５１の表面５１ａと裏面５１ｂとの間には、水平方向（例えば、表面５１ａに平行な方向）に沿ってＰ＋＋型の不純物拡散層（以下、Ｐ＋＋層）８５が設けられている。Ｐ＋＋層８５によって、表面５１ａ側のＰ−層５３と裏面側の反射膜８１との間が隔てられている。Ｐ＋＋層８５はピニングを強化する機能を有する。
（フォトダイオードの構成例）
図３は、本開示の実施形態に係るフォトダイオードＰＤの構成例を示す断面図である。図４は、本開示の実施形態に係るフォトダイオードＰＤの構成例１を示す平面図である。図４をＸ４−Ｘ４’線で切断した断面が、図３の断面図に対応している。図３及び図４に示すように、フォトダイオードＰＤは、Ｎ＋＋層２１（本開示の「第１不純物層」の一例）と、Ｎ＋＋層２１よりもＮ型（本開示の「第１導電型」の一例）の不純物濃度が低いＮ＋層２２（本開示の「第２不純物層」の一例）と、Ｎ＋層２２よりもＮ型の不純物濃度が低いＮ層２３と、を有する。
図４に示すように、出射面Ｓ２の法線方向（例えば、Ｚ軸方向）からの平面視で、Ｎ＋層２２はＮ＋＋層２１の周りを囲むように配置され、Ｎ層２３はＮ＋層２２の周りを囲むように配置されている。Ｎ＋＋層２１、Ｎ＋層２２及びＮ層２３の、Ｚ軸方向からの平面視による形状（以下、平面形状）は、例えば正方形である。また、Ｚ軸方向からの平面視で、Ｎ＋＋層２１、Ｎ＋層２２及びＮ層２３は、同心状に配置されている。同心状とは、Ｎ＋＋層２１、Ｎ＋層２２及びＮ層２３の各中心が互いに一致するとともに、各層の中心から径方向（すなわち、外周に向けて直線状に延びる方向）への距離が、Ｎ＋＋層２１、Ｎ＋層２２及びＮ層２３でそれぞれ異なる態様を意味する。Ｚ軸方向からの平面視で、Ｎ＋＋層２１、Ｎ＋層２２及びＮ層２３が同心状に配置されることにより、Ｎ＋＋層２１、Ｎ＋層２２及びＮ層２３の各中心は、フォトダイオードＰＤの中心ＣＮＴと一致している。
図３に示すように、Ｎ＋＋層２１、Ｎ＋層２２及びＮ層２３は、中心線（仮想線）ＣＮＴ−Ｌを挟んで左右対称に配置されている。中心線は、フォトダイオードＰＤの中心ＣＮＴを通りＺ軸方向に平行な直線である。また、Ｎ＋＋層２１よりもＮ＋層２２の方が出射面Ｓ２から深い位置まで形成されている。Ｎ＋層２２よりもＮ層２３の方が出射面Ｓ２から深い位置まで形成されている。垂直ゲート電極７１Ｖは、フォトダイオードＰＤの中心ＣＮＴとＺ軸方向で重なる位置に配置されている。
図５は、本開示の実施形態に係るフォトダイオードＰＤの構成例２を示す平面図である。フォトダイオードＰＤの平面形状は、図４に示す構成例１に限定されない。フォトダイオードＰＤの平面形状は、例えば、図５に示す構成例２であってもよい。構成例２では、Ｎ＋＋層２１及びＮ＋層２２の平面形状は正円形で、Ｎ層２３の平面形状は正方形である。この場合も、Ｎ＋＋層２１、Ｎ＋層２２及びＮ層２３は、Ｚ軸方向からの平面視で同心状に配置されている。Ｚ軸方向からの平面視で、垂直ゲート電極７１ＶはフォトダイオードＰＤの中心ＣＮＴとＺ軸方向で重なる位置に配置されている。
（フォトダイオードへの導光例）
図６は、本開示の実施形態に係るフォトダイオードＰＤへの導光例を示す図である。図６に示すように、撮像装置１００の外部から、マイクロレンズ層ＭＬ及びカラーフィルタ層ＣＦを通して、フォトダイオードＰＤの入射面Ｓ１に光Ｌ１が入射する。入射した光Ｌ１はフォトダイオードＰＤで光電変換されるが、光Ｌ１の一部はフォトダイオードＰＤを透過して出射面Ｓ２から出射し、透光性の絶縁層８３を透過して反射膜８１に到達する。反射膜８１に到達した光Ｌ１は反射面８１ａで反射する。反射した光Ｌ２は、絶縁層８３を透過して、フォトダイオードＰＤの出射面Ｓ２に入射し、フォトダイオードＰＤで光電変換される。反射面８１ａは凹曲面状であるため、光Ｌ２は、フォトダイオードＰＤの中心ＣＮＴ（図３から図５参照）寄りに集光される。これにより、フォトダイオードＰＤの光電変換効率の向上が図られている。
また、遮光膜１５は、例えばＴｉ又はＣｕ等の金属膜で構成されている。これにより、光Ｌ１、Ｌ２の一部が遮光膜１５に到達する場合でも、到達した光Ｌ１、Ｌ２は遮光膜１５の表面１５ａで反射する。遮光膜１５の表面１５ａで反射した光の一部は、フォトダイオードＰＤに入射して光電変換される。これにより、フォトダイオードＰＤの光電変換効率の向上が図られている。
（製造方法）
次に、図２に示した撮像装置１００の製造方法を説明する。撮像装置１００は、成膜装置（エピタキシャル成長装置、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：化学気相成長）装置、熱酸化炉、スパッタ装置、レジスト塗布装置を含む）、露光装置、イオン注入装置、アニール装置、エッチング装置、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）装置など、各種の装置を用いて製造される。以下、これらの装置を、製造装置と総称する。
図７Ａから図７Ｌは、本開示の実施形態に係る撮像装置１００の製造方法を工程順に示す断面図である。図７Ａに示すように、製造装置は、第２半導体基板５１の裏面５１ｂを鉛直上方に向け、裏面５１ｂ上にレジストパターンＲＰ１を形成する。レジストパターンＲＰ１は、凹部Ｈ２（例えば、図２参照）が形成される領域を開口し、それ以外の領域を覆う形状を有する。
次に、製造装置は、レジストパターンＲＰ１をマスクに用いて、第２半導体基板５１の裏面５１ｂ側をウェットエッチングする。これにより、図７Ｂに示すように、第２半導体基板５１の裏面側に凹部Ｈ２を形成する。ウェットエッチングは等方性であるため、凹部Ｈ２の内面は凹曲面となる。凹部Ｈ２の形成後、製造装置は、レジストパターンＲＰ１を除去する。
次に、図７Ｃに示すように、製造装置は、凹部Ｈ２の内面に反射膜８１を形成する。例えば、反射膜８１は、Ｔｉ等の高融点金属で構成されている。製造装置は、スパッタ法により、第２半導体基板５１の裏面上にＴｉ膜を形成する。次に、製造装置は、第２半導体基板５１の裏面上に形成されたＴｉ膜のうち、凹部Ｈ２以外の領域に形成されたＴｉ膜をエッチングして除去する。これにより、凹部Ｈ２の内面に反射膜８１が形成される。
次に、図７Ｄに示すように、製造装置は、凹部Ｈ２内に透光性の絶縁層８３を形成する。例えば、製造装置は、ＣＶＤ法により、第２半導体基板５１の裏面上に絶縁層を形成する。次に、製造装置は、ＣＭＰ法により、絶縁層の表面を平坦化する。この平坦化により、第２半導体基板５１の裏面上に形成された絶縁層のうち、凹部Ｈ２以外の領域に形成された絶縁層が除去される。これにより、凹部Ｈ２内に、平坦化された絶縁層８３が形成される。絶縁層８３の平坦化された表面は、第２半導体基板５１の裏面５１ｂと面一（または、ほぼ面一）となる。
次に、図７Ｅに示すように、製造装置は、絶縁層８３を部分的にドライエッチングして除去する。これにより、製造装置は、凹部Ｈ２の中心とＺ軸方向（例えば、図２参照）で重なる位置にトレンチＨ３を形成する。
次に、図７Ｆに示すように、製造装置は、第２半導体基板５１の裏面上に半導体層８７をエピタキシャル成長させる。半導体層８７は、第２半導体基板５１と同じ組成の膜であり、例えばシリコンである。トレンチＨ３の底部は単結晶の第２半導体基板５１が露出しているため、トレンチＨ３内には単結晶の半導体層８７Ａが形成される。一方、絶縁層８３上には、多結晶又は非晶質の半導体層８７Ｂが形成される。
次に、図７Ｇに示すように、製造装置は、第２半導体基板５１の裏面側にＣＭＰ処理を施して、半導体層８７Ｂを除去する。これにより、第２半導体基板５１の裏面側は平坦化される。第２半導体基板５１の裏面側において、単結晶の半導体層８７Ａの表面と絶縁層８３の表面は面一（または、ほぼ面一）となる。
次に、図７Ｈに示すように、製造装置は、第２半導体基板５１の表面５１ａを鉛直上方に向け、表面５１ａ上にレジストパターンＲＰ２を形成する。レジストパターンＲＰ２は、トレンチＨ１が形成される領域を開口し、それ以外の領域を覆う形状を有する。次に、製造装置は、レジストパターンＲＰ２をマスクに用いて、半導体層８７Ａをドライエッチングする。これにより、図７Ｈに示すように、第２半導体基板５１の表面５１ａ側に開口したトレンチＨ１が形成される。トレンチＨ１の形成後、製造装置は、レジストパターンＲＰ２を除去する。
次に、図７Ｉに示すように、製造装置は、第２半導体基板５１を熱酸化して、第２半導体基板５１の表面５１ａと、トレンチＨ１の内側面及び底面とにゲート絶縁膜６５を形成する。次に、図７Ｊに示すように、製造装置は、ＣＶＤ法により、ゲート絶縁膜６５上に電極材８９を成膜して、トレンチＨ１を埋め込む。電極材８９は、例えばリン等の不純物がドープされたポリシリコンである。
次に、製造装置は、電極材８９をパターニングして、図７Ｋに示すようにゲート電極７１、７２、７３を形成する。次に、製造装置は、図示しないレジストパターンと、ゲート電極７１、７２、７３とをマスクに用いて、第２半導体基板５１の表面５１ａ側にＮ型不純物（例えば、リン）をイオン注入する。次に、製造装置は、第２半導体基板５１に熱処理を加えて、イオン注入されたＮ型不純物を活性化する。これにより、第２半導体基板５１にＮ＋層６１、６２、６３が形成される。
次に、図７Ｌに示すように、製造装置は、プラズマ雰囲気中で、第２半導体基板５１の裏面５１ｂ側と、フォトダイオードＰＤが形成された第１半導体基板１１の表面１１ａ側とを向い合せ、この状態で第１半導体基板１１と第２半導体基板５１とを接触させてアニール処理を行う。これにより、第１半導体基板１１と第２半導体基板５１とが接合される。以上の工程を経て、図２に示した撮像装置１００が完成する。
上記の製造方法において、反射膜８１は例えばチタン（Ｔｉ）等の高融点金属で構成されている。これにより、反射膜８１を形成した後の、半導体層８７をエピタキシャル成長させる工程（例えば、図７Ｆ参照）において、反射膜８１が溶融することを防ぐことができる。反射膜８１は、エピタキシャル成長などの高温プロセスにも耐えることができるように、Ｔｉ等の高融点金属で構成されている。
また、反射膜８１と遮光膜１５は、互いに同一の材料で構成されていることが好ましい。例えば、反射膜８１と遮光膜１５は、それぞれＴｉで構成されている。これにより、反射膜８１と遮光膜１５との接合強度を高めることができる。第１半導体基板１１と第２半導体基板５１との接合強度の向上に寄与することができる。
なお、図２に示したＰ＋＋層８５は、例えばレジストパターンＲＰ１（例えば、図７Ａ参照）を形成する前に、第２半導体基板５１にボロン等のＰ型不純物をイオン注入することにより形成してもよい。または、第２半導体基板５１がエピタキシャル成長法で形成される半導体層の場合は、エピタキシャル成長の途中でＰ型不純物をＩｎ−ｓｉｔｕでドープして、Ｐ＋＋層８５を形成してもよい。
Ｐ＋＋層８５と同様に、図２に示したＰ−層５３も、レジストパターンＲＰ１（例えば、図７Ａ参照）を形成する前に、第２半導体基板５１にＰ型不純物をイオン注入して形成してもよい。第２半導体基板５１をエピタキシャル成長で形成する場合はＩｎ−ｓｉｔｕでＰ型不純物をドープすることによって、Ｐ−層５３を形成してもよい。
図２に示したＰ型のウェル拡散層５５は、ゲート絶縁膜６５を形成する前の任意の工程で形成してよい。例えば、図７Ｆに示した半導体層８７の形成工程でＰ型不純物をＩｎ−ｓｉｔｕでドープしたり、図７ＨにおいてレジストパターンＲＰ２を形成する前に第２半導体基板５１にＰ型不純物をイオン注入したりすることによって、Ｐ型のウェル拡散層５５を形成してもよい。
（比較例）
図８は、本開示の比較例に係る撮像装置２００の一画素の構成例を示す断面図である。
図９は、本開示の比較例に係るフォトダイオードＰＤ’の構成を示す平面図である。図８に示すように、撮像装置２００は、フォトダイオードＰＤ’と、フォトダイオードＰＤ’の入射面の反対側（すなわち、出射面）を覆う反射膜２８１と、フォトダイオードＰＤ’の側方に配置された遮光膜２１５と、を備える。
図８及び図９に示すように、フォトダイオードＰＤ’は、Ｎ＋＋層２２１と、Ｎ＋層２２２と、Ｎ層２２３と、を有する。Ｎ＋＋層２２１と、Ｎ＋層２２２と、Ｎ層２２３は、Ｘ軸方向の一方の側（例えば、図８及び図９の右側）に偏って配置されている。Ｘ軸方向において、Ｎ＋＋層２２１と、Ｎ＋層２２２と、Ｎ層２２３は、左右対称に配置されていない。転送トランジスタＴｒ１’の垂直ゲート電極２７１は、右側に偏って配置されたＮ＋＋層２２１上に配置されている。
反射膜２８１は平坦に形成されており、反射面８１ａは凹曲面ではなく平面となっている。このため、反射面２８１ａで反射した光Ｌ２’は、フォトダイオードＰＤ’の中心寄りには集光されない。反射面２８１ａで反射した光Ｌ２’は、フォトダイオードＰＤ’の周囲に位置する遮光膜２１５に到達して減衰し易い。このため、フォトダイオードＰＤ’の光電変換効率は低くなり易い。また、垂直ゲート電極２７１が一方の側（例えば、右側）に偏って配置されているため、フォトダイオードＰＤ’から出射した光Ｌ１の一部は、垂直ゲート電極２７１と反射膜２８１との間の隙間を通って、Ｎ＋層（フローティングディフュージョン）２６１に入射する場合がある。Ｎ＋層２６１に光が入射すると、光電変換が生じてノイズ源となる。
また、垂直ゲート電極２７１が右側に偏って配置されているため、フォトダイオードＰＤ’の左側の端部から垂直ゲート電極２７１までの距離が長い。このため、フォトダイオードＰＤ’の左側の端部付近で生じた電荷は、垂直ゲート電極２７１に到達しにくく、Ｎ＋層２６１へ転送されにくい。
（実施形態１の効果）
以上説明したように、本開示の実施形態に係る撮像装置１００は、光Ｌ１が入射する入射面Ｓ１と、入射面Ｓ１の反対側に位置する出射面Ｓ２とを有するフォトダイオードＰＤと、出射面Ｓ２側に設けられたＮ＋層（フローティングディフュージョン）６１と、フォトダイオードＰＤからＮ＋層６１に電荷ｅ−を転送する転送トランジスタＴｒ１と、フォトダイオードＰＤとＮ＋層６１との間に設けられ、出射面Ｓ２側から出射した光Ｌ２を反射する反射膜８１と、を備える。転送トランジスタＴｒ１は、出射面Ｓ２の法線方向（例えば、Ｚ軸方向）へ延設された垂直ゲート電極７１Ｖを有する。Ｚ軸の法線方向からの平面視で、垂直ゲート電極７１ＶはフォトダイオードＰＤの中心ＣＮＴと重なる位置に配置されている。
これによれば、撮像装置１００は、フォトダイオードＰＤの外周から垂直ゲート電極７１Ｖまでの最大距離を短くすることができ、フォトダイオードＰＤの外周付近から垂直ゲート電極７１Ｖまでの電荷ｅ−の転送経路を短くすることができる。これにより、撮像装置１００は、電荷ｅ−の転送効率を向上させることができる。また、反射膜８１は、フォトダイオードＰＤの出射面Ｓ２から出射した光Ｌ１の少なくとも一部を反射して、反射した光Ｌ２をフォトダイオードＰＤに再入射させることができる。これにより、撮像装置１００は、フォトダイオードＰＤにおける光電変換の効率を向上させることができる。
また、各画素１０２において、転送トランジスタＴｒ１による電荷ｅ−の転送先であるＮ＋層６１をフォトダイオードＰＤの上方に配置することが可能である。Ｎ＋層６１をフォトダイオードＰＤの上方に配置することにより空いた領域まで、フォトダイオードＰＤを広げることが可能である。これにより、各画素１０２は、フォトダイオードＰＤの面積を増大することができるので、光電変換量を増やすことができ、飽和信号量を拡大することができる。また、撮像装置１００は、フォトダイオードＰＤの面積を維持したまま、上記の空いた領域を削減することにより、画素面積を低減（すなわち、省スペース化）することができ、画素１０２を微細化することもできる。
また、垂直ゲート電極７１ＶがフォトダイオードＰＤの中心ＣＮＴとＺ軸方向で重なる位置に配置される。これにより、撮像装置１００は、フォトダイオードＰＤに対する垂直ゲート電極７１Ｖの、水平方向における位置合わせのマージンを高めることができる。また、Ｚ軸方向からの平面視で、Ｎ＋＋層２１、Ｎ＋層２２及びＮ層２３が同心状に配置されている。これにより、撮像装置１００は、Ｎ層２３に対するＮ＋層２２の水平方向における位置合わせのマージンと、Ｎ＋層２２に対するＮ＋＋層２１の水平方向における位置合わせのマージンと、をそれぞれ高めることができる。画素１０２を構成する垂直ゲート電極７１Ｖ及びフォトダイオードＰＤの製造工程で、水平方向における位置合わせのマージンを高めることによって、画素１０２を微細化する場合でも、製造の難易度が高くなることを抑制することができる。
また、Ｚ軸方向からの平面視で、Ｎ＋＋層２１、Ｎ＋層２２及びＮ層２３が同心状に配置されることにより、フォトダイオードＰＤにおけるイオン注入のプロセス設計（すなわち、インプラ設計）が容易となる。
また、垂直ゲート電極７１ＶがフォトダイオードＰＤの中心ＣＮＴとＺ軸方向で重なる位置に配置されることにより、隣接する画素１０２間で垂直ゲート電極７１Ｖの配置の対称性が高くなる。また、Ｎ＋＋層２１、Ｎ＋層２２及びＮ層２３が同心状に配置されることにより、隣接する画素１０２間でフォトダイオードＰＤの構造の対称性が高くなる。これにより、図８及び図９に示した比較例と比べて、隣接する画素１０２間で、非対称性による出力のばらつきを低減することができる。
また、反射膜８１において、フォトダイオードＰＤの中心ＣＮＴと重なる位置に、垂直ゲート電極７１Ｖを通すためのトレンチＨ１が配置される。これにより、垂直ゲート電極７１ＶやトレンチＨ１を通して、水平ゲート電極７１Ｈや、水平ゲート電極７１Ｈに接続する配線（図示せず）等に光が当たる場合でも、配線等で反射した光が隣接する画素１０２に入射することが抑制される。これにより、撮像装置１００は、隣接する画素１０２間での混色を抑制することができる。
（変形例）
上記の実施形態では、反射膜８１の反射面８１ａが凹曲面であることを説明した。この凹曲面は、滑らかな面であってもよいし、凹凸を有する面であってもよい。
図１０は、本開示の実施形態の変形例に係る撮像装置１００Ａの構成を示す断面図である。図１０に示すように、実施形態の変形例に係る１００Ａは、図２に示した反射膜８１の代わりに、反射膜８１Ａ（本開示の「反射部」の一例）を備える。反射膜８１Ａは、フォトダイオードＰＤの出射面Ｓ２と向かい合う凹曲面状の反射面８１Ａａを有する。反射面８１Ａａは、滑らかな面ではなく凹凸を有する面である。例えば、反射面８１Ａａは、複数の溝部８８を有する。溝部８８は、フォトダイオードＰＤの出射面Ｓ２と向かい合う内側面８８ａを有する。
出射面Ｓ２の法線方向（例えば、Ｚ軸方向）に対する内側面８８ａの角度は、反射面８１Ａａの中心から遠ざかるにしたがって小さくなっている。例えば、反射面８１Ａａの中心付近の上記角度をθ１とし、反射面８１Ａａの外周付近の上記角度をθ２とし、反射面８１Ａａの中心と外周の中間付近の上記角度をθ３とすると、θ１＞θ２＞θ３となっている。Ｚ軸方向に対する内側面８８ａの角度は、反射面８１Ａａの中心から遠ざかるにしたがって、徐々に小さくなっていってもよいし、複数個の溝部８８ごとに段階的に小さくなっていてもよい。
このような構成であれば、反射面８１Ａａは、反射光Ｌ２をフォトダイオードＰＤの中心及びその近傍に位置するＮ＋＋層２１に集めることができる。これにより、撮像装置１００Ａは、フォトダイオードＰＤにおける光電変換の効率をさらに高めることができる。
実施形態の変形例においても、反射膜８１Ａは、例えばチタン（Ｔｉ）等の高融点金属で構成されていることが好ましい。これにより、半導体層８７をエピタキシャル成長させる工程（図７Ｆ参照）において、反射膜８１Ａが溶融することを防ぐことができる。
＜その他の実施形態＞
上記のように、本開示は実施形態及び変形例によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面は本開示を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。本開示に係る技術（本技術）はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。
例えば、上記の実施形態では、４つの画素１０２が１つの共有画素構造を構成していることを説明したが、本技術はこれに限定されない。本技術において、画素１０２は共有画素構造でなくてもよい。具体的には、１つの画素１０２が、１つのフォトダイオードと、１つの転送トランジスタと、１つのフローティングディフュージョンと、１つのリセットトランジスと、１つの増幅トランジスタとで構成されていてもよく、さらに、これらに１つの選択トランジスタを追加して構成されていてもよい。このように、本技術は、上述した実施形態の要旨を逸脱しない範囲で、構成要素の種々の省略、置換及び変更のうち少なくとも１つを行うことができる。また、本明細書に記載された効果はあくまでも例示であって限定されるものでは無く、また他の効果があってもよい。
＜電子機器への適用例＞
本開示に係る技術（本技術）は、例えば、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラなど（以下、カメラと総称する。）の撮像システム、撮像機能を備えた携帯電話機等のモバイル機器、または、撮像機能を備えた他の機器といった各種の電子機器に適用することができる。
図１１は、本開示に係る技術（本技術）を電子機器３００に適用した例を示す概念図である。図１１に示すように、電子機器３００は、例えばカメラであり、固体撮像装置３０１、光学レンズ３１０、シャッタ装置３１１、駆動回路３１２、及び、信号処理回路３１３を有する。光学レンズ３１０は、本開示の「光学部品」の一例である。
光学レンズ３１０を透過した光が固体撮像装置３０１に入射する。例えば、光学レンズ３１０は、被写体からの像光（入射光）を固体撮像装置３０１の撮像面上に結像させる。これにより固体撮像装置３０１内に、一定期間、信号電荷が蓄積される。シャッタ装置３１１は、固体撮像装置３０１への光照射期間及び遮光期間を制御する。駆動回路３１２は、固体撮像装置３０１の転送動作等及びシャッタ装置３１１のシャッタ動作を制御する駆動信号を供給する。駆動回路３１２から供給される駆動信号（タイミング信号）により、固体撮像装置３０１の信号転送を行う。信号処理回路３１３は、各種の信号処理を行う。例えば、信号処理回路３１３は、固体撮像装置３０１から出力される信号を処理する。信号処理が行われた映像信号は、メモリ等の記憶媒体に記憶され、あるいは、モニタに出力される。
なお、電子機器３００におけるシャッタ動作は、機械式シャッタではなく、固体撮像装置３０１による電子式シャッタ（例えば、グローバルシャッタ）で実現されてもよい。電子機器３００におけるシャッタ動作が電子式シャッタで実現される場合、図１１のシャッタ装置３１１は省略されてもよい。
電子機器３００では、上述した撮像装置１００、１００Ａの少なくとも一方が固体撮像装置３０１に適用される。これにより、性能の向上が図られた電子機器３００を得ることができる。なお、電子機器３００は、カメラに限られるものではない。電子機器３００は、撮像機能を備えた携帯電話機等のモバイル機器、または、撮像機能を備えた他の機器であってもよい。
＜内視鏡手術システムへの応用例＞
本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、内視鏡手術システムに適用されてもよい。
図１２は、本開示に係る技術（本技術）が適用され得る内視鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。
図１２では、術者（医師）１１１３１が、内視鏡手術システム１１０００を用いて、患者ベッド１１１３３上の患者１１１３２に手術を行っている様子が図示されている。図示するように、内視鏡手術システム１１０００は、内視鏡１１１００と、気腹チューブ１１１１１やエネルギ処置具１１１１２等の、その他の術具１１１１０と、内視鏡１１１００を支持する支持アーム装置１１１２０と、内視鏡下手術のための各種の装置が搭載されたカート１１２００と、から構成される。
内視鏡１１１００は、先端から所定の長さの領域が患者１１１３２の体腔内に挿入される鏡筒１１１０１と、鏡筒１１１０１の基端に接続されるカメラヘッド１１１０２と、から構成される。図示する例では、硬性の鏡筒１１１０１を有するいわゆる硬性鏡として構成される内視鏡１１１００を図示しているが、内視鏡１１１００は、軟性の鏡筒を有するいわゆる軟性鏡として構成されてもよい。
鏡筒１１１０１の先端には、対物レンズが嵌め込まれた開口部が設けられている。内視鏡１１１００には光源装置１１２０３が接続されており、当該光源装置１１２０３によって生成された光が、鏡筒１１１０１の内部に延設されるライトガイドによって当該鏡筒の先端まで導光され、対物レンズを介して患者１１１３２の体腔内の観察対象に向かって照射される。なお、内視鏡１１１００は、直視鏡であってもよいし、斜視鏡又は側視鏡であってもよい。
カメラヘッド１１１０２の内部には光学系及び撮像素子が設けられており、観察対象からの反射光（観察光）は当該光学系によって当該撮像素子に集光される。当該撮像素子によって観察光が光電変換され、観察光に対応する電気信号、すなわち観察像に対応する画像信号が生成される。当該画像信号は、ＲＡＷデータとしてカメラコントロールユニット（ＣＣＵ： Ｃａｍｅｒａ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１１２０１に送信される。
ＣＣＵ１１２０１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等によって構成され、内視鏡１１１００及び表示装置１１２０２の動作を統括的に制御する。さらに、ＣＣＵ１１２０１は、カメラヘッド１１１０２から画像信号を受け取り、その画像信号に対して、例えば現像処理（デモザイク処理）等の、当該画像信号に基づく画像を表示するための各種の画像処理を施す。
表示装置１１２０２は、ＣＣＵ１１２０１からの制御により、当該ＣＣＵ１１２０１によって画像処理が施された画像信号に基づく画像を表示する。
光源装置１１２０３は、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の光源から構成され、術部等を撮影する際の照射光を内視鏡１１１００に供給する。
入力装置１１２０４は、内視鏡手術システム１１０００に対する入力インタフェースである。ユーザは、入力装置１１２０４を介して、内視鏡手術システム１１０００に対して各種の情報の入力や指示入力を行うことができる。例えば、ユーザは、内視鏡１１１００による撮像条件（照射光の種類、倍率及び焦点距離等）を変更する旨の指示等を入力する。
処置具制御装置１１２０５は、組織の焼灼、切開又は血管の封止等のためのエネルギ処置具１１１１２の駆動を制御する。気腹装置１１２０６は、内視鏡１１１００による視野の確保及び術者の作業空間の確保の目的で、患者１１１３２の体腔を膨らめるために、気腹チューブ１１１１１を介して当該体腔内にガスを送り込む。レコーダ１１２０７は、手術に関する各種の情報を記録可能な装置である。プリンタ１１２０８は、手術に関する各種の情報を、テキスト、画像又はグラフ等各種の形式で印刷可能な装置である。
なお、内視鏡１１１００に術部を撮影する際の照射光を供給する光源装置１１２０３は、例えばＬＥＤ、レーザ光源又はこれらの組み合わせによって構成される白色光源から構成することができる。ＲＧＢレーザ光源の組み合わせにより白色光源が構成される場合には、各色（各波長）の出力強度及び出力タイミングを高精度に制御することができるため、光源装置１１２０３において撮像画像のホワイトバランスの調整を行うことができる。また、この場合には、ＲＧＢレーザ光源それぞれからのレーザ光を時分割で観察対象に照射し、その照射タイミングに同期してカメラヘッド１１１０２の撮像素子の駆動を制御することにより、ＲＧＢそれぞれに対応した画像を時分割で撮像することも可能である。当該方法によれば、当該撮像素子にカラーフィルタを設けなくても、カラー画像を得ることができる。
また、光源装置１１２０３は、出力する光の強度を所定の時間ごとに変更するようにその駆動が制御されてもよい。その光の強度の変更のタイミングに同期してカメラヘッド１１１０２の撮像素子の駆動を制御して時分割で画像を取得し、その画像を合成することにより、いわゆる黒つぶれ及び白とびのない高ダイナミックレンジの画像を生成することができる。
また、光源装置１１２０３は、特殊光観察に対応した所定の波長帯域の光を供給可能に構成されてもよい。特殊光観察では、例えば、体組織における光の吸収の波長依存性を利用して、通常の観察時における照射光（すなわち、白色光）に比べて狭帯域の光を照射することにより、粘膜表層の血管等の所定の組織を高コントラストで撮影する、いわゆる狭帯域光観察（Ｎａｒｒｏｗ Ｂａｎｄ Ｉｍａｇｉｎｇ）が行われる。あるいは、特殊光観察では、励起光を照射することにより発生する蛍光により画像を得る蛍光観察が行われてもよい。蛍光観察では、体組織に励起光を照射し当該体組織からの蛍光を観察すること（自家蛍光観察）、又はインドシアニングリーン（ＩＣＧ）等の試薬を体組織に局注するとともに当該体組織にその試薬の蛍光波長に対応した励起光を照射し蛍光像を得ること等を行うことができる。光源装置１１２０３は、このような特殊光観察に対応した狭帯域光及び／又は励起光を供給可能に構成され得る。
図１３は、図１２に示すカメラヘッド１１１０２及びＣＣＵ１１２０１の機能構成の一例を示すブロック図である。
カメラヘッド１１１０２は、レンズユニット１１４０１と、撮像部１１４０２と、駆動部１１４０３と、通信部１１４０４と、カメラヘッド制御部１１４０５と、を有する。ＣＣＵ１１２０１は、通信部１１４１１と、画像処理部１１４１２と、制御部１１４１３と、を有する。カメラヘッド１１１０２とＣＣＵ１１２０１とは、伝送ケーブル１１４００によって互いに通信可能に接続されている。
レンズユニット１１４０１は、鏡筒１１１０１との接続部に設けられる光学系である。鏡筒１１１０１の先端から取り込まれた観察光は、カメラヘッド１１１０２まで導光され、当該レンズユニット１１４０１に入射する。レンズユニット１１４０１は、ズームレンズ及びフォーカスレンズを含む複数のレンズが組み合わされて構成される。
撮像部１１４０２は、撮像素子で構成される。撮像部１１４０２を構成する撮像素子は、１つ（いわゆる単板式）であってもよいし、複数（いわゆる多板式）であってもよい。撮像部１１４０２が多板式で構成される場合には、例えば各撮像素子によってＲＧＢそれぞれに対応する画像信号が生成され、それらが合成されることによりカラー画像が得られてもよい。あるいは、撮像部１１４０２は、３Ｄ（Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ）表示に対応する右目用及び左目用の画像信号をそれぞれ取得するための１対の撮像素子を有するように構成されてもよい。３Ｄ表示が行われることにより、術者１１１３１は術部における生体組織の奥行きをより正確に把握することが可能になる。なお、撮像部１１４０２が多板式で構成される場合には、各撮像素子に対応して、レンズユニット１１４０１も複数系統設けられ得る。
また、撮像部１１４０２は、必ずしもカメラヘッド１１１０２に設けられなくてもよい。例えば、撮像部１１４０２は、鏡筒１１１０１の内部に、対物レンズの直後に設けられてもよい。
駆動部１１４０３は、アクチュエータによって構成され、カメラヘッド制御部１１４０５からの制御により、レンズユニット１１４０１のズームレンズ及びフォーカスレンズを光軸に沿って所定の距離だけ移動させる。これにより、撮像部１１４０２による撮像画像の倍率及び焦点が適宜調整され得る。
通信部１１４０４は、ＣＣＵ１１２０１との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部１１４０４は、撮像部１１４０２から得た画像信号をＲＡＷデータとして伝送ケーブル１１４００を介してＣＣＵ１１２０１に送信する。
また、通信部１１４０４は、ＣＣＵ１１２０１から、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を受信し、カメラヘッド制御部１１４０５に供給する。当該制御信号には、例えば、撮像画像のフレームレートを指定する旨の情報、撮像時の露出値を指定する旨の情報、並びに／又は撮像画像の倍率及び焦点を指定する旨の情報等、撮像条件に関する情報が含まれる。
なお、上記のフレームレートや露出値、倍率、焦点等の撮像条件は、ユーザによって適宜指定されてもよいし、取得された画像信号に基づいてＣＣＵ１１２０１の制御部１１４１３によって自動的に設定されてもよい。後者の場合には、いわゆるＡＥ（Ａｕｔｏ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ）機能、ＡＦ（Ａｕｔｏ Ｆｏｃｕｓ）機能及びＡＷＢ（Ａｕｔｏ Ｗｈｉｔｅ Ｂａｌａｎｃｅ）機能が内視鏡１１１００に搭載されていることになる。
カメラヘッド制御部１１４０５は、通信部１１４０４を介して受信したＣＣＵ１１２０１からの制御信号に基づいて、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御する。
通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２から、伝送ケーブル１１４００を介して送信される画像信号を受信する。
また、通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２に対して、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を送信する。画像信号や制御信号は、電気通信や光通信等によって送信することができる。
画像処理部１１４１２は、カメラヘッド１１１０２から送信されたＲＡＷデータである画像信号に対して各種の画像処理を施す。
制御部１１４１３は、内視鏡１１１００による術部等の撮像、及び、術部等の撮像により得られる撮像画像の表示に関する各種の制御を行う。例えば、制御部１１４１３は、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を生成する。
また、制御部１１４１３は、画像処理部１１４１２によって画像処理が施された画像信号に基づいて、術部等が映った撮像画像を表示装置１１２０２に表示させる。この際、制御部１１４１３は、各種の画像認識技術を用いて撮像画像内における各種の物体を認識してもよい。例えば、制御部１１４１３は、撮像画像に含まれる物体のエッジの形状や色等を検出することにより、鉗子等の術具、特定の生体部位、出血、エネルギ処置具１１１１２の使用時のミスト等を認識することができる。制御部１１４１３は、表示装置１１２０２に撮像画像を表示させる際に、その認識結果を用いて、各種の手術支援情報を当該術部の画像に重畳表示させてもよい。手術支援情報が重畳表示され、術者１１１３１に提示されることにより、術者１１１３１の負担を軽減することや、術者１１１３１が確実に手術を進めることが可能になる。
カメラヘッド１１１０２及びＣＣＵ１１２０１を接続する伝送ケーブル１１４００は、電気信号の通信に対応した電気信号ケーブル、光通信に対応した光ファイバ、又はこれらの複合ケーブルである。
ここで、図示する例では、伝送ケーブル１１４００を用いて有線で通信が行われていたが、カメラヘッド１１１０２とＣＣＵ１１２０１との間の通信は無線で行われてもよい。
以上、本開示に係る技術が適用され得る内視鏡手術システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、内視鏡１１１００や、カメラヘッド１１１０２の撮像部１１４０２、ＣＣＵ１１２０１の画像処理部１１４１２等に適用され得る。具体的には、上述した撮像装置１００、１００Ａの少なくとも一方を撮像部１０４０２に適用することができる。内視鏡１１１００や、カメラヘッド１１１０２の撮像部１１４０２、ＣＣＵ１１２０１の画像処理部１１４１２等に本開示に係る技術を適用することにより、より鮮明な術部画像を得ることができるため、術者が術部を確実に確認することが可能になる。また、内視鏡１１１００や、カメラヘッド１１１０２の撮像部１１４０２、ＣＣＵ１１２０１の画像処理部１１４１２等に本開示に係る技術を適用することにより、より低レイテンシで術部画像を得ることができるため、術者が術部を触接観察している場合と同様の感覚で処置を行うことが可能になる。
なお、ここでは、一例として内視鏡手術システムについて説明したが、本開示に係る技術は、その他、例えば、顕微鏡手術システム等に適用されてもよい。
＜移動体への応用例＞
本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット等のいずれかの種類の移動体に搭載される装置として実現されてもよい。
図１４は、本開示に係る技術が適用され得る移動体制御システムの一例である車両制御システムの概略的な構成例を示すブロック図である。
車両制御システム１２０００は、通信ネットワーク１２００１を介して接続された複数の電子制御ユニットを備える。図１４に示した例では、車両制御システム１２０００は、駆動系制御ユニット１２０１０、ボディ系制御ユニット１２０２０、車外情報検出ユニット１２０３０、車内情報検出ユニット１２０４０、及び統合制御ユニット１２０５０を備える。また、統合制御ユニット１２０５０の機能構成として、マイクロコンピュータ１２０５１、音声画像出力部１２０５２、及び車載ネットワークＩ／Ｆ（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）１２０５３が図示されている。
駆動系制御ユニット１２０１０は、各種プログラムにしたがって車両の駆動系に関連する装置の動作を制御する。例えば、駆動系制御ユニット１２０１０は、内燃機関又は駆動用モータ等の車両の駆動力を発生させるための駆動力発生装置、駆動力を車輪に伝達するための駆動力伝達機構、車両の舵角を調節するステアリング機構、及び、車両の制動力を発生させる制動装置等の制御装置として機能する。
ボディ系制御ユニット１２０２０は、各種プログラムにしたがって車体に装備された各種装置の動作を制御する。例えば、ボディ系制御ユニット１２０２０は、キーレスエントリシステム、スマートキーシステム、パワーウィンドウ装置、あるいは、ヘッドランプ、バックランプ、ブレーキランプ、ウィンカー又はフォグランプ等の各種ランプの制御装置として機能する。この場合、ボディ系制御ユニット１２０２０には、鍵を代替する携帯機から発信される電波又は各種スイッチの信号が入力され得る。ボディ系制御ユニット１２０２０は、これらの電波又は信号の入力を受け付け、車両のドアロック装置、パワーウィンドウ装置、ランプ等を制御する。
車外情報検出ユニット１２０３０は、車両制御システム１２０００を搭載した車両の外部の情報を検出する。例えば、車外情報検出ユニット１２０３０には、撮像部１２０３１が接続される。車外情報検出ユニット１２０３０は、撮像部１２０３１に車外の画像を撮像させるとともに、撮像された画像を受信する。車外情報検出ユニット１２０３０は、受信した画像に基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等の物体検出処理又は距離検出処理を行ってもよい。
撮像部１２０３１は、光を受光し、その光の受光量に応じた電気信号を出力する光センサである。撮像部１２０３１は、電気信号を画像として出力することもできるし、測距の情報として出力することもできる。また、撮像部１２０３１が受光する光は、可視光であっても良いし、赤外線等の非可視光であっても良い。
車内情報検出ユニット１２０４０は、車内の情報を検出する。車内情報検出ユニット１２０４０には、例えば、運転者の状態を検出する運転者状態検出部１２０４１が接続される。運転者状態検出部１２０４１は、例えば運転者を撮像するカメラを含み、車内情報検出ユニット１２０４０は、運転者状態検出部１２０４１から入力される検出情報に基づいて、運転者の疲労度合い又は集中度合いを算出してもよいし、運転者が居眠りをしていないかを判別してもよい。
マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車内外の情報に基づいて、駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置の制御目標値を演算し、駆動系制御ユニット１２０１０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両の衝突回避あるいは衝撃緩和、車間距離に基づく追従走行、車速維持走行、車両の衝突警告、又は車両のレーン逸脱警告等を含むＡＤＡＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｄｒｉｖｅｒ Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ Ｓｙｓｔｅｍ）の機能実現を目的とした協調制御を行うことができる。
また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車両の周囲の情報に基づいて駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置等を制御することにより、運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で取得される車外の情報に基づいて、ボディ系制御ユニット１２０２０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で検知した先行車又は対向車の位置に応じてヘッドランプを制御し、ハイビームをロービームに切り替える等の防眩を図ることを目的とした協調制御を行うことができる。
音声画像出力部１２０５２は、車両の搭乗者又は車外に対して、視覚的又は聴覚的に情報を通知することが可能な出力装置へ音声及び画像のうちの少なくとも一方の出力信号を送信する。図１４の例では、出力装置として、オーディオスピーカ１２０６１、表示部１２０６２及びインストルメントパネル１２０６３が例示されている。表示部１２０６２は、例えば、オンボードディスプレイ及びヘッドアップディスプレイの少なくとも一つを含んでいてもよい。
図１５は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。
図１５では、車両１２１００は、撮像部１２０３１として、撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５を有する。
撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５は、例えば、車両１２１００のフロントノーズ、サイドミラー、リアバンパ、バックドア及び車室内のフロントガラスの上部等の位置に設けられる。フロントノーズに備えられる撮像部１２１０１及び車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部１２１０５は、主として車両１２１００の前方の画像を取得する。サイドミラーに備えられる撮像部１２１０２，１２１０３は、主として車両１２１００の側方の画像を取得する。リアバンパ又はバックドアに備えられる撮像部１２１０４は、主として車両１２１００の後方の画像を取得する。撮像部１２１０１及び１２１０５で取得される前方の画像は、主として先行車両又は、歩行者、障害物、信号機、交通標識又は車線等の検出に用いられる。
なお、図１５には、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮影範囲の一例が示されている。撮像範囲１２１１１は、フロントノーズに設けられた撮像部１２１０１の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１２，１２１１３は、それぞれサイドミラーに設けられた撮像部１２１０２，１２１０３の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１４は、リアバンパ又はバックドアに設けられた撮像部１２１０４の撮像範囲を示す。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４で撮像された画像データが重ね合わせられることにより、車両１２１００を上方から見た俯瞰画像が得られる。
撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、距離情報を取得する機能を有していてもよい。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、複数の撮像素子からなるステレオカメラであってもよいし、位相差検出用の画素を有する撮像素子であってもよい。
例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を基に、撮像範囲１２１１１ないし１２１１４内における各立体物までの距離と、この距離の時間的変化（車両１２１００に対する相対速度）を求めることにより、特に車両１２１００の進行路上にある最も近い立体物で、車両１２１００と略同じ方向に所定の速度（例えば、０ｋｍ／ｈ以上）で走行する立体物を先行車として抽出することができる。さらに、マイクロコンピュータ１２０５１は、先行車の手前に予め確保すべき車間距離を設定し、自動ブレーキ制御（追従停止制御も含む）や自動加速制御（追従発進制御も含む）等を行うことができる。このように運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を元に、立体物に関する立体物データを、２輪車、普通車両、大型車両、歩行者、電柱等その他の立体物に分類して抽出し、障害物の自動回避に用いることができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両１２１００の周辺の障害物を、車両１２１００のドライバが視認可能な障害物と視認困難な障害物とに識別する。そして、マイクロコンピュータ１２０５１は、各障害物との衝突の危険度を示す衝突リスクを判断し、衝突リスクが設定値以上で衝突可能性がある状況であるときには、オーディオスピーカ１２０６１や表示部１２０６２を介してドライバに警報を出力することや、駆動系制御ユニット１２０１０を介して強制減速や回避操舵を行うことで、衝突回避のための運転支援を行うことができる。
撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、赤外線を検出する赤外線カメラであってもよい。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在するか否かを判定することで歩行者を認識することができる。かかる歩行者の認識は、例えば赤外線カメラとしての撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像における特徴点を抽出する手順と、物体の輪郭を示す一連の特徴点にパターンマッチング処理を行って歩行者か否かを判別する手順によって行われる。マイクロコンピュータ１２０５１が、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在すると判定し、歩行者を認識すると、音声画像出力部１２０５２は、当該認識された歩行者に強調のための方形輪郭線を重畳表示するように、表示部１２０６２を制御する。また、音声画像出力部１２０５２は、歩行者を示すアイコン等を所望の位置に表示するように表示部１２０６２を制御してもよい。
以上、本開示に係る技術が適用され得る車両制御システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、撮像部１２０３１等に適用され得る。具体的には、上述した１００、１００Ａの少なくとも一方を撮像部１２０３１に適用することができる。撮像部１２０３１に本開示に係る技術を適用することにより、より見やすい撮影画像を得ることができるため、ドライバの疲労を軽減することが可能になる。
なお、本開示は以下のような構成も取ることができる。
（１）
光が入射する第１面と、前記第１面の反対側に位置する第２面とを有する光電変換部と、
前記第２面側に設けられた電荷保持部と、
前記光電変換部から前記電荷保持部に電荷を転送する転送トランジスタと、
前記光電変換部と前記電荷保持部との間に設けられ、前記第２面側から出射した光を反射する反射部と、を備え、
前記転送トランジスタは、前記第２面の法線方向へ延設された垂直ゲート電極を有し、
前記第２面の法線方向からの平面視で、前記垂直ゲート電極は前記光電変換部の中心と重なる位置に配置されている、撮像装置。
（２）
前記光電変換部は、
第１導電型の第１不純物層と、
前記第１不純物層よりも前記第１導電型の不純物濃度が低い第２不純物層と、を有し、
前記第２面の法線方向からの平面視で、前記第２不純物層は、前記第１不純物層の周りを囲み、かつ前記第１不純物層と同心状に配置されている、上記（１）に記載の撮像装置。
（３）
前記光電変換部は、
前記第２不純物層よりも前記第１導電型の不純物濃度が低い第３不純物層、をさらに有し、
前記第２面の法線方向からの平面視で、前記第３不純物層は、前記第２不純物層の周りを囲み、かつ前記第１不純物層及び前記第２不純物層と同心状に配置されている、上記（２）に記載の撮像装置。
（４）
前記反射部は、前記第２面と向かい合う凹曲面状の反射面を有する、上記（１）から（３）のいずれか１項に記載の撮像装置。
（５）
前記反射部は、前記反射面に設けられた溝部を有し、
前記溝部は、前記第２面と向かい合う内側面を有し、
前記第２面の法線方向に対する前記内側面の角度は、前記反射面の中心から遠ざかるにしたがって小さくなる、上記（４）に記載の撮像装置。
（６）
前記光電変換部の側方に配置される遮光膜、をさらに備え、
前記遮光膜は前記反射部に接合されている、上記（１）から（５）のいずれか１項に記載の撮像装置。
（７）
前記反射部と前記遮光膜は、互いに同一の材料で構成されている、上記（６）に記載の撮像装置。
（８）
前記反射部は、チタンで構成されている、上記（１）から（７）のいずれか１項に記載の撮像装置。
（９）
第１半導体基板と、
前記第１半導体基板の一方の面側に接合された第２半導体基板と、をさらに備え、
前記光電変換部は前記第１半導体基板に設けられ、
前記電荷保持部、前記転送トランジスタ及び前記反射部は前記第２半導体基板に設けられている、上記（１）から（８）のいずれか１項に記載の撮像装置。
（１０）
光学部品と、
前記光学部品を透過した光が入射する撮像装置と、
前記撮像装置から出力される信号を処理する信号処理回路と、を備え、
前記撮像装置は、
光が入射する第１面と、前記第１面の反対側に位置する第２面とを有する光電変換部と、
前記第２面側に設けられた電荷保持部と、
前記光電変換部から前記電荷保持部に電荷を転送する転送トランジスタと、
前記光電変換部と前記電荷保持部との間に設けられ、前記第２面側から出射した光を反射する反射部と、を備え、
前記転送トランジスタは、前記第２面の法線方向へ延設された垂直ゲート電極を有し、
前記第２面の法線方向からの平面視で、前記垂直ゲート電極は前記光電変換部の中心と重なる位置に配置されている、電子機器。
１１ 第１半導体基板
１１ａ、１５ａ、５１ａ 表面
１１ｂ、５１ｂ、裏面
１２ ウェル分離層
１５、２１５ 遮光膜
１５Ｅ１、１５Ｅ２ 端部
１７ 絶縁膜
２１、２２１ Ｎ＋＋層
２２、２２２ Ｎ＋層
２３、２２３ Ｎ層
５１ 第２半導体基板
５３ Ｐ−層
５５ ウェル拡散層
６１、２６１ Ｎ＋層（フローティングディフュージョン）
６２、６３ Ｎ＋層
６５ ゲート絶縁膜
７１、７２、７３ ゲート電極
７１Ｈ 水平ゲート電極
７１Ｖ、２７１ 垂直ゲート電極
８１、８１Ａ、２８１ 反射膜
８１ａ、８１Ａａ、２８１ａ 反射面
８３ 絶縁層
８３ｂ 表面
８５ Ｐ＋＋層
８７、８７Ａ、８７Ｂ 半導体層
８８ 溝部
８８ａ 内側面
８９ 電極材
１００、１００Ａ、２００ 撮像装置
１０２ 画素
１０３ 画素領域
１０４ 垂直駆動回路
１０５ カラム信号処理回路
１０６ 水平駆動回路
１０７ 出力回路
１０８ 制御回路
１０９ 垂直信号線
１１０ 水平信号線
１１１ 半導体基板
１１２ 入出力端子
２００ 撮像装置
３００ 電子機器
３０１ 固体撮像装置
３１０ 光学レンズ
３１１ シャッタ装置
３１２ 駆動回路
３１３ 信号処理回路
１０４０２ 撮像部
１１０００ 内視鏡手術システム
１１１００ 内視鏡
１１１０１ 鏡筒
１１１０２ カメラヘッド
１１１１０ 術具
１１１１１ 気腹チューブ
１１１１２ エネルギ処置具
１１１２０ 支持アーム装置
１１１３１ 術者（医師）
１１１３１ 術者
１１１３２ 患者
１１１３３ 患者ベッド
１１２００ カート
１１２０１ カメラコントロールユニット（ＣＣＵ： Ｃａｍｅｒａ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）
１１２０２ 表示装置
１１２０３ 光源装置
１１２０４ 入力装置
１１２０５ 処置具制御装置
１１２０６ 気腹装置
１１２０７ レコーダ
１１２０８ プリンタ
１１４００ 伝送ケーブル
１１４０１ レンズユニット
１１４０２ 撮像部
１１４０３ 駆動部
１１４０４ 通信部
１１４０５ カメラヘッド制御部
１１４１１ 通信部
１１４１２ 画像処理部
１１４１３ 制御部
１２０００ 車両制御システム
１２００１ 通信ネットワーク
１２０１０ 駆動系制御ユニット
１２０２０ ボディ系制御ユニット
１２０３０ 車外情報検出ユニット
１２０３１ 撮像部
１２０４０ 車内情報検出ユニット
１２０４１ 運転者状態検出部
１２０５０ 統合制御ユニット
１２０５１ マイクロコンピュータ
１２０５２ 音声画像出力部
１２０６１ オーディオスピーカ
１２０６２ 表示部
１２０６３ インストルメントパネル
１２１００ 車両
１２１０１、１２１０２、１２１０３、１２１０４、１２１０５ 撮像部
１２１１１、１２１１２、１２１１３、１２１１４ 撮像範囲
ＣＣＵ１１２０１ 撮像部
ＣＣＵ１１２０１ カメラヘッド
ＣＦ カラーフィルタ層
ＣＮＴ 中心
ＣＮＴ−Ｌ 中心線（仮想線）
Ｈ１、Ｈ３ トレンチ
Ｈ２ 凹部
Ｉ 車載ネットワーク
ＩＣＧ インドシアニングリーン
ＪＳ 接合面
Ｌ１ 光（入射光）
Ｌ２、Ｌ２’ 光（反射光）
ＭＬ マイクロレンズ層
ＰＤ、ＰＤ’ フォトダイオード
ＲＰ１、ＲＰ２ レジストパターン
Ｓ１ 入射面
Ｓ２ 出射面
Ｔｒ１、Ｔｒ１’ 転送トランジスタ
Ｔｒ２ 画素トランジスタ
Ｔｒ３ 画素トランジスタ

Claims (10)

  1. 光が入射する第１面と、前記第１面の反対側に位置する第２面とを有する光電変換部と、
    前記第２面側に設けられた電荷保持部と、
    前記光電変換部から前記電荷保持部に電荷を転送する転送トランジスタと、
    前記光電変換部と前記電荷保持部との間に設けられ、前記第２面側から出射した光を反射する反射部と、を備え、
    前記転送トランジスタは、前記第２面の法線方向へ延設された垂直ゲート電極を有し、
    前記第２面の法線方向からの平面視で、前記垂直ゲート電極は前記光電変換部の中心と重なる位置に配置されている、撮像装置。
  2. 前記光電変換部は、
    第１導電型の第１不純物層と、
    前記第１不純物層よりも前記第１導電型の不純物濃度が低い第２不純物層と、を有し、
    前記第２面の法線方向からの平面視で、前記第２不純物層は、前記第１不純物層の周りを囲み、かつ前記第１不純物層と同心状に配置されている、請求項１に記載の撮像装置。
  3. 前記光電変換部は、
    前記第２不純物層よりも前記第１導電型の不純物濃度が低い第３不純物層、をさらに有し、
    前記第２面の法線方向からの平面視で、前記第３不純物層は、前記第２不純物層の周りを囲み、かつ前記第１不純物層及び前記第２不純物層と同心状に配置されている、請求項２に記載の撮像装置。
  4. 前記反射部は、前記第２面と向かい合う凹曲面状の反射面を有する、請求項１に記載の撮像装置。
  5. 前記反射部は、前記反射面に設けられた溝部を有し、
    前記溝部は、前記第２面と向かい合う内側面を有し、
    前記第２面の法線方向に対する前記内側面の角度は、前記反射面の中心から遠ざかるにしたがって小さくなる、請求項４に記載の撮像装置。
  6. 前記光電変換部の側方に配置される遮光膜、をさらに備え、
    前記遮光膜は前記反射部に接合されている、請求項１に記載の撮像装置。
  7. 前記反射部と前記遮光膜は、互いに同一の材料で構成されている、請求項６に記載の撮像装置。
  8. 前記反射部は、チタンで構成されている、請求項１に記載の撮像装置。
  9. 第１半導体基板と、
    前記第１半導体基板の一方の面側に接合された第２半導体基板と、をさらに備え、
    前記光電変換部は前記第１半導体基板に設けられ、
    前記電荷保持部、前記転送トランジスタ及び前記反射部は前記第２半導体基板に設けられている、請求項１に記載の撮像装置。
  10. 光学部品と、
    前記光学部品を透過した光が入射する撮像装置と、
    前記撮像装置から出力される信号を処理する信号処理回路と、を備え、
    前記撮像装置は、
    光が入射する第１面と、前記第１面の反対側に位置する第２面とを有する光電変換部と、
    前記第２面側に設けられた電荷保持部と、
    前記光電変換部から前記電荷保持部に電荷を転送する転送トランジスタと、
    前記光電変換部と前記電荷保持部との間に設けられ、前記第２面側から出射した光を反射する反射部と、を備え、
    前記転送トランジスタは、前記第２面の法線方向へ延設された垂直ゲート電極を有し、
    前記第２面の法線方向からの平面視で、前記垂直ゲート電極は前記光電変換部の中心と重なる位置に配置されている、電子機器。
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