KR20230121727A - 촬상 장치 및 전자 기기 - Google Patents

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KR20230121727A
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imaging
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히로아키 무라카미
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소니 세미컨덕터 솔루션즈 가부시키가이샤
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Abstract

전하의 전송 특성을 개선 가능한 촬상 장치 및 전자 기기를 제공한다. 촬상 장치는, 반도체 기판과, 반도체 기판에 마련된 종형 트랜지스터를 구비한다. 반도체 기판에는, 제1 주면측에 개구되는 구멍부가 마련되어 있다. 종형 트랜지스터는, 구멍부의 내측에 마련된 제1 게이트 전극과, 구멍부의 외측에 마련되고, 제1 게이트 전극에 접속하는 제2 게이트 전극을 갖는다. 제1 게이트 전극은, 제1 부위와, 제1 부위와는 도전성이 다른 재료로 구성되어 있는 제2 부위를 갖는다.

Description

촬상 장치 및 전자 기기
본 개시는, 촬상 장치 및 전자 기기에 관한 것이다.
포토다이오드와, 포토다이오드에 의해 광전 변환된 전하를 읽어내는 트랜지스터를 구비한 촬상 장치로서, CMOS 이미지 센서가 알려져 있다. 또한, CMOS 이미지 센서에 있어서 포토다이오드의 포화 신호량을 확대하기 위해서, 포토다이오드로부터 플로팅 디퓨전으로 전하를 전송하기 위한 전송 트랜지스터에 종형 트랜지스터를 사용하는 것이 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조). 종형 트랜지스터는, 반도체 기판에 형성한 구멍부와, 구멍부의 내벽을 덮는 상태에서 형성된 게이트 절연막과, 게이트 절연막을 통해 구멍부 내를 매립하는 상태에서 형성된 종형 게이트 전극을 구비한다.
일본 특허 공개 제2013-26264호 공보
종형 게이트 전극은 반도체 기판의 표면으로부터의 깊이 방향으로 길다. 이 때문에, 종형 게이트 전극을 갖는 전송 트랜지스터에서는, 전하의 전송 경로가 반도체 기판의 깊이 방향으로 길고, 전송 트랜지스터의 게이트가 온으로부터 오프로 전환될 때에, 전송 도중의 전하가 포토다이오드측으로 되돌아가기 쉬운(즉, 전하의 펌핑이 발생하기 쉬운) 경향이 있다. 전하의 펌핑이 발생함으로써, 전송 트랜지스터에 의한 전하의 전송 특성이 저하될 가능성이 있다.
본 개시는 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 전하의 전송 특성을 개선 가능한 촬상 장치 및 전자 기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시의 일 형태에 따른 촬상 장치는, 반도체 기판과, 상기 반도체 기판에 마련된 종형 트랜지스터를 구비한다. 상기 반도체 기판에는, 제1 주면측에 개구되는 구멍부가 마련되어 있다. 상기 종형 트랜지스터는, 상기 구멍부의 내측에 마련된 제1 게이트 전극과, 상기 구멍부의 외측에 마련되고, 상기 제1 게이트 전극에 접속하는 제2 게이트 전극을 갖는다. 상기 제1 게이트 전극은, 제1 부위와, 상기 제1 부위와는 도전성이 다른 재료로 구성되어 있는 제2 부위를 갖는다.
이것에 의하면, 제1 부위와 제2 부위의 사이에서 도체화에 차이를 둘 수 있어, 반도체 기판에 형성되는 채널 영역(즉, 전하의 전송 경로)의 포텐셜 구배에 강약을 가할 수 있다. 종형 트랜지스터와 같이 세로 방향으로 전하의 전송 경로가 긴 경우에도, 전송 경로의 포텐셜 구배에 강약을 가함으로써, 전하의 펌핑을 억제하는 것이 가능하며, 전하의 전송 특성을 개선하는 것이 가능하다.
본 개시의 일 형태에 따른 전자 기기는, 광학 부품과, 광학 부품을 투과한 광이 입사하는 상기 촬상 장치와, 상기 촬상 장치로부터 출력되는 신호를 처리하는 신호 처리 회로를 구비한다. 이것에 의하면, 촬상 장치에 있어서 전하의 전송 특성을 개선하는 것이 가능하기 때문에, 전자 기기의 성능을 향상시키는 것이 가능하다.
도 1은, 본 개시의 실시 형태 1에 따른 촬상 장치의 구성예를 나타내는 도면이다.
도 2는, 본 개시의 실시 형태 1에 따른 촬상 장치의 화소 공유 구조의 일례를 나타내는 평면도이다.
도 3은, 본 개시의 실시 형태 1에 따른 화소의 구성예를 나타내는 평면도이다.
도 4는, 본 개시의 실시 형태 1에 따른 화소의 구성예를 나타내는 단면도이다.
도 5는, 전송 트랜지스터가 온 상태일 때의, 전하의 전송 경로에 있어서의 포텐셜 분포를 모식적으로 나타내는 그래프이다.
도 6은, 본 개시의 실시 형태 2에 따른 화소의 구성예를 나타내는 단면도이다.
도 7은, 본 개시의 실시 형태 3에 따른 화소의 구성예를 나타내는 단면도이다.
도 8은, 본 개시의 실시 형태 4에 따른 화소의 구성예를 나타내는 단면도이다.
도 9는, 본 개시의 실시 형태 5에 따른 화소의 구성예를 나타내는 단면도이다.
도 10은, 본 개시의 실시 형태 6에 따른 화소의 구성예를 나타내는 단면도이다.
도 11은, 전자 기기에 탑재되는 촬상 장치의 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 12는, 본 개시에 따른 기술(본 기술)이 적용될 수 있는 내시경 수술 시스템의 개략적인 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 13은, 도 12에 도시한 카메라 헤드 및 CCU의 기능 구성의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 14는, 본 개시에 따른 기술이 적용될 수 있는 이동체 제어 시스템의 일례인 차량 제어 시스템의 개략적인 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 15는, 촬상부의 설치 위치의 예를 나타내는 도면이다.
이하에 있어서, 도면을 참조하여 본 개시의 실시 형태를 설명한다. 이하의 설명에서 참조하는 도면의 기재에 있어서, 동일 또는 유사한 부분에는 동일 또는 유사한 부호를 부여하고 있다. 단, 도면은 모식적인 것이며, 두께와 평면 치수의 관계, 각 층의 두께의 비율 등은 현실의 것과는 다르다는 사실에 유의해야 한다. 따라서, 구체적인 두께나 치수는 이하의 설명을 참작해서 판단해야 할 것이다. 또한, 도면 상호간에 있어서도 서로의 치수의 관계나 비율이 다른 부분이 포함되어 있음은 물론이다.
이하의 설명에 있어서의 상하 등의 방향의 정의는, 단순히 설명의 편의상의 정의이지, 본 개시의 기술적 사상을 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, 대상을 90° 회전해서 관찰하면 상하는 좌우로 변환하여 읽히고, 180° 회전해서 관찰하면 상하는 반전되어 읽히는 것은 물론이다.
이하의 설명에서는, 제1 도전형이 N형이며, 제2 도전형이 P형의 경우에 대하여 예시적으로 설명한다. 그러나, 도전형을 반대의 관계로 선택하여, 제1 도전형을 P형, 제2 도전형을 N형으로 해도 상관없다. 또한, N이나 P에 붙이는 +나 -는, + 및 -가 부기되어 있지 않은 반도체 영역에 비하여, 각각 상대적으로 불순물 농도가 높거나 또는 낮은 반도체 영역임을 의미한다. 단 동일한 N과 N(또는, 동일한 P와 P)이 붙은 반도체 영역이어도, 각각의 반도체 영역의 불순물 농도가 엄밀하게 동일함을 의미하는 것은 아니다.
<실시 형태 1>
(전체의 구성예)
도 1은, 본 개시의 실시 형태 1에 따른 촬상 장치(100)의 구성예를 나타내는 도면이다. 도 1에 도시한 촬상 장치(100)는, 예를 들어 CMOS 고체 촬상 장치이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 촬상 장치(100)는 반도체 기판(111)(예를 들어, 실리콘 기판)에, 복수의 광전 변환 소자를 포함하는 화소(102)가 규칙적으로 2차원적으로 배열된 화소 영역(소위, 촬상 영역)(103)과, 주변 회로부를 갖는다. 화소(102)는 광전 변환 소자가 되는 포토다이오드와, 복수의 화소 트랜지스터(소위, MOS 트랜지스터)를 갖는다. 복수의 화소 트랜지스터는, 전송 트랜지스터, 리셋 트랜지스터 및 증폭 트랜지스터의 3개의 트랜지스터로 구성할 수 있다. 복수의 화소 트랜지스터는, 상기 3개의 트랜지스터에 선택 트랜지스터를 추가하여, 4개의 트랜지스터로 구성할 수도 있다. 단위 화소의 등가 회로는 통상과 마찬가지이므로, 상세 설명은 생략한다.
화소(102)는 공유 화소 구조로 할 수도 있다. 공유 화소 구조는, 복수의 포토다이오드와, 복수의 전송 트랜지스터와, 공유되는 1개의 플로팅 디퓨전과, 공유되는 1개씩의 다른 화소 트랜지스터로 구성된다. 즉, 공유 화소 구조에서는, 복수의 단위 화소를 구성하는 포토다이오드 및 전송 트랜지스터가, 전송 트랜지스터를 제외한 다른 1개씩의 화소 트랜지스터를 공유해서 구성된다.
주변 회로부는, 수직 구동 회로(104)와, 칼럼 신호 처리 회로(105)와, 수평 구동 회로(106)와, 출력 회로(107)와, 제어 회로(108) 등을 갖는다.
제어 회로(108)는 입력 클럭과, 동작 모드 등을 명령하는 데이터를 수취하고, 또한 촬상 장치의 내부 정보 등의 데이터를 출력한다. 즉, 제어 회로(108)는 수직 동기 신호, 수평 동기 신호 및 마스터 클럭에 기초하여, 수직 구동 회로(104), 칼럼 신호 처리 회로(105) 및 수평 구동 회로(106) 등의 동작의 기준이 되는 클럭 신호나 제어 신호를 생성한다. 그리고, 제어 회로(108)는 이들 신호를 수직 구동 회로(104), 칼럼 신호 처리 회로(105) 및 수평 구동 회로(106) 등에 입력한다.
수직 구동 회로(104)는 예를 들어 시프트 레지스터에 의해 구성되고, 화소 구동 배선을 선택하고, 선택된 화소 구동 배선에 화소를 구동하기 위한 펄스를 공급하고, 행 단위로 화소를 구동한다. 즉, 수직 구동 회로(104)는 화소 영역(103)의 각 화소(102)를 행 단위로 순차 수직 방향으로 선택 주사하고, 수직 신호선(109)을 통하여, 각 화소(102)의 광전 변환 소자에 있어서 수광량에 따라서 생성한 신호 전하에 기초로하는 화소 신호를 칼럼 신호 처리 회로(105)에 공급한다.
칼럼 신호 처리 회로(105)는 화소(102)의 예를 들어 열마다 배치되어 있으며, 1행분의 화소(102)로부터 출력되는 신호를 화소열마다 노이즈 제거 등의 신호 처리를 행한다. 즉 칼럼 신호 처리 회로(105)는 화소(102) 고유의 고정 패턴 노이즈를 제거하기 위한 CDS나, 신호 증폭, AD 변환 등의 신호 처리를 행한다. 칼럼 신호 처리 회로(105)의 출력단에는 수평 선택 스위치(도시생략)가 수평 신호선(110)과의 사이에 접속되어 마련된다.
수평 구동 회로(106)는 예를 들어 시프트 레지스터에 의해 구성되고, 수평 주사 펄스를 순차 출력함으로써, 칼럼 신호 처리 회로(105)의 각각을 차례로 선택하고, 칼럼 신호 처리 회로(105)의 각각으로부터 화소 신호를 수평 신호선(110)으로 출력시킨다.
출력 회로(107)는 칼럼 신호 처리 회로(105)의 각각으로부터 수평 신호선(110)을 통하여 순차적으로 공급되는 신호에 대하여 신호 처리를 행하여 출력한다. 예를 들어, 출력 회로(107)는 버퍼링만 하는 경우도 있고, 흑색 레벨 조정, 열 변동 보정, 각종 디지털 신호 처리 등을 행하는 경우도 있다. 입출력 단자(112)는 외부와 신호의 교환을 한다.
(화소의 구성예)
도 2는, 본 개시의 실시 형태 1에 따른 촬상 장치(100)의 화소 공유 구조의 일례를 나타내는 평면도이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 촬상 장치(100)에서는, 예를 들어 세로 방향 및 가로 방향으로 각각 2개씩 배열된 계 4개의 화소(102)가 1개의 공유 화소 구조를 구성하고 있다. 1개의 공유 화소 구조는, 4개의 포토다이오드 PD(본 개시의 「광전 변환부」의 일례)와, 4개의 전송 트랜지스터 Tr(본 개시의 「종형 트랜지스터」의 일례)과, 공유되는 1개의 플로팅 디퓨전 FD(본 개시의 「전계 유지부」의 일례)와, 공유되는 1개의 선택 트랜지스터(도시생략)와, 공유되는 1개의 리셋 트랜지스터(도시생략)와, 공유되는 1개의 증폭 트랜지스터(도시생략)를 포함한다.
플로팅 디퓨전 FD는, 1개의 공유 화소 구조를 구성하는 4개의 화소(102)의 중앙부에 배치되어 있다. 플로팅 디퓨전 FD의 근방에, 전송 트랜지스터 Tr의 게이트 전극 TG가 배치되어 있다. 4개의 화소(102)의 각 게이트 전극 TG는, 1개의 플로팅 디퓨전 FD를 평면에서 볼 때 둘러싸도록 배치되어 있다. 각 화소(102)의 외주에는, 화소 분리부(120)가 마련되어 있다. 화소 분리부(120)는, 예를 들어 반도체 기판(111)과는 다른 도전형의 불순물 확산층, 또는 딥 트렌치 아이솔레이션 등으로 구성되어 있다.
도 2에 있어서, 지면의 수직 방향 상측이 반도체 기판(111)의 표면(111a)측이며, 복수의 배선층과 층간 절연막을 포함하는 다층 배선층(모두 도시생략)이 마련되어 있다. 한편, 도 2에 있어서, 지면의 수직 방향 하측이 반도체 기판(111)의 이면측이고, 광이 입사되는 광 입사면이며, 온 칩 렌즈나 컬러 필터 등(모두 도시생략)이 마련되어 있다. 촬상 장치(100)는 반도체 기판(111)의 이면측에서 입사된 광을 광전 변환하는 이면 조사형의 CMOS 이미지 센서이다.
도 3은, 본 개시의 실시 형태 1에 따른 화소(102)의 구성예를 나타내는 평면도이다. 도 4는, 본 개시의 실시 형태 1에 따른 화소(102)의 구성예를 나타내는 단면도이다. 도 4는, 도 3을 A3-A'3선으로 절단한 단면을 모식적으로 나타내고 있다. A3-A'3선은, 평면에서 볼 때, 포토다이오드 PD의 중심부 PDC와, 제1 게이트 전극 VG의 중심부 VGC와, 4개의 화소(102)에서 공유되는 플로팅 디퓨전 FD의 중심부 FDC를 통과하는 가상선이다. 반도체 기판(111)은, 예를 들어 단결정의 실리콘 기판 또는 도시하지 않은 기판 위에 에피택셜 성장법으로 형성된 단결정의 실리콘층이다. 도 4에 도시한 바와 같이, 반도체 기판(111)의 도전형은, 예를 들어 P형이다.
도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 포토다이오드 PD는, P형의 반도체 기판(111)의 내부에 마련되어 있다. 포토다이오드 PD는, 예를 들어 N형의 불순물 확산층으로 구성되어 있다. 포토다이오드 PD는, 반도체 기판(111)의 이면측에서 입사되는 입사광을 광전 변환하고, 얻어진 전하 e-를 축적한다.
전송 트랜지스터 Tr은, 반도체 기판(111)의 내부로부터 표면(111a)(본 개시의 「제1 주면」의 일례) 위에 걸쳐서 마련되어 있다. 전송 트랜지스터 Tr은, 예를 들어 게이트 전극 TG와, 게이트 전극 TG와 반도체 기판(111)의 사이에 마련된 게이트 절연막(1)을 갖고, 포토다이오드 PD를 소스로 하고, 플로팅 디퓨전 FD를 드레인으로 하는, N형의 종형 트랜지스터이다. 전송 트랜지스터 Tr은, 포토다이오드 PD로 생성된 전하 e-를, 포토다이오드 PD로부터 플로팅 디퓨전 FD로 전송한다.
플로팅 디퓨전 FD는, 반도체 기판(111)의 표면(111a)측에 마련되어 있으며, 예를 들어 N형의 불순물 확산층으로 구성되어 있다. 플로팅 디퓨전 FD는, 전송 트랜지스터 Tr로부터 전송되어 온 전하 e-를 유지한다.
전송 트랜지스터 Tr의 구조에 대하여, 보다 상세히 설명한다. 반도체 기판(111)에는, 표면(111a)측에 개구되고, 포토다이오드 PD와 인접하는 구멍부 H1이 마련되어 있다. 게이트 전극 TG는, 제1 게이트 절연막(11)을 통해 구멍부 H1 내에 배치되고, 세로 방향으로 연장된 제1 게이트 전극 VG와, 제2 게이트 절연막(12) 위에서 가로 방향으로 연장되고, 제1 게이트 전극 VG에 접속하는 제2 게이트 전극 HG를 갖는다.
또한, 세로 방향이란, 반도체 기판(111)의 표면(111a)으로부터의 깊이 방향이며, 다시 말해, 표면(111a)에 수직인 방향이다. 가로 방향이란, 반도체 기판(111)의 깊이 방향과 직교하는 방향이며, 다시 말해, 반도체 기판(111)의 표면(111a)에 평행한 방향이다. 제1 게이트 전극 VG는, 세로 방향으로 연장되어 있다는 점에서, 세로 게이트 전극 또는 수직 게이트 전극이라고 칭해도 된다. 제2 게이트 전극 HG는, 가로 방향으로 연장되어 있다는 점에서, 가로 게이트 전극 또는 수평 게이트 전극이라고 칭해도 된다.
게이트 절연막(1)은 구멍부 H1의 내벽과 제1 게이트 전극 VG의 사이에 마련된 제1 게이트 절연막(11)과, 반도체 기판(111)의 표면(111a)측에 마련되고, 제1 게이트 절연막(11)과 접하는 제2 게이트 절연막(12)을 갖는다. 제2 게이트 절연막(12)은 반도체 기판(111)의 표면(111a)과 제2 게이트 전극 HG의 사이에 위치한다. 제1 게이트 절연막(11)과 제2 게이트 절연막(12)은, 예를 들어 반도체 기판(111)을 열 산화함으로써 형성된 실리콘 산화막이다. 제1 게이트 절연막(11)과 제2 게이트 절연막(12)은 일체로 형성되어 있다.
제1 게이트 전극 VG와 제2 게이트 전극 HG는, 예를 들어 N형의 불순물이 도핑된 폴리실리콘으로 구성되어 있다. N형의 불순물은, 예를 들어 인 또는 비소이다. 제1 게이트 전극 VG와 제2 게이트 전극 HG는, 일체로 형성되어 있다.
제1 게이트 전극 VG는, N+형의 제1 부위 VG1과, 제1 부위 VG1보다도 N형의 불순물 농도가 낮은 N-형의 제2 부위 VG2를 갖는다. 예를 들어, 제2 부위 VG2에 있어서의 N형의 불순물 농도(N- 농도)는 제1 부위 VG1에 있어서의 N형의 불순물 농도(N+ 농도)의 1/10 정도이다. 일례를 나타내면, N+ 농도는 1×1019㎝-3 이상 1×1020㎝-3 미만이고, N- 농도는 1×1018㎝-3 이상 1×1019㎝-3 미만이다.
제2 부위 VG2와 제2 게이트 전극 HG의 사이에 제1 부위 VG1이 위치한다. 반도체 기판(111)의 깊이 방향(즉, 표면(111a)과 직교하는 방향)에 있어서, 제1 부위 VG1과 제2 부위 VG2는 서로 접속하고 있다.
제1 부위 VG1 및 제2 부위 VG2는, 예를 들어 구멍부 H1 내에 매립된 폴리실리콘에 N형 불순물을 다단 이온 주입함으로써 형성된다. 다단 이온 주입이란, 가속 에너지가 다른 이온 주입을 연속해서 행하는 방법이다. 제2 부위 VG2가 되는 영역에 주입되는 N형 불순물보다도 제1 부위 VG1이 되는 영역에 주입되는 N형 불순물쪽이 고농도로 되도록, 가속 에너지와 도우즈량이 조정된 다단 이온 주입을 행함으로써, 구멍부 H1 내의 폴리실리콘에 제1 부위 VG1과 제2 부위 VG2를 구분 제작할 수 있다.
제2 게이트 전극 HG는, 폴리실리콘에 N형 불순물을 이온 주입함으로써 형성된다. 제2 게이트 전극 HG에 있어서의 N형의 불순물 농도(N+ 농도)는, 예를 들어 제1 게이트 전극 VG의 제1 부위 VG1과 동일한 정도이며, 일례를 나타내면, 1×1019㎝-3 이상 1×1020㎝-3 미만이다.
포토다이오드 PD에서 광전 변환에 의해 발생한 전하 e-는, 전송 트랜지스터 Tr의 제1 게이트 전극 VG를 따라 세로 방향으로 전송되고, 그 후, 제2 게이트 전극 HG를 따라 가로 방향으로 전송되고, 플로팅 디퓨전 FD에 도달한다. 포토다이오드 PD로부터 플로팅 디퓨전 FD로 전하 e-가 전송될 때, 전하 e-는 제1 게이트 전극 VG를 돌아 들어가도록, 제1 게이트 전극 VG의 측면을 따라서 이동한다.
또한, 도시하지는 않았지만, 반도체 기판(111)에 있어서, 제1 게이트 절연막(11)을 사이에 두고 제1 게이트 전극 VG와 대향하는 영역에는, 전하 전송 채널이 마련되어 있어도 된다. 또한, 반도체 기판(111)에 있어서, 제2 게이트 절연막(12)을 사이에 두고 제2 게이트 전극 HG와 대향하는 영역에도, 전하 전송 채널이 마련되어 있어도 된다. 전하 전송 채널은, 예를 들어 P형의 불순물 확산층으로 구성된다. 상기 영역에 전하 전송 채널을 마련함으로써, 전송 트랜지스터의 여러 특성(예를 들어, 임계값 전압이나, 오프 시의 내압 등)을 원하는 값으로 조정하는 것이 가능하다.
(포텐셜 분포)
도 5는, 전송 트랜지스터 Tr이 온(on) 상태일 때의, 전하 e-의 전송 경로에 있어서의 포텐셜 분포를 모식적으로 나타내는 그래프이다. 도 5에 있어서, 종축은 포텐셜 에너지를 나타내고, 횡축은 전하 e-의 전송 경로를 나타낸다. 또한, 도 5의 파선은, 제1 게이트 전극(세로 게이트 전극)이 N+형의 폴리실리콘만으로 구성된 양태(이하, 비교예)의 포텐셜 분포를 나타낸다. 포토다이오드 PD에서 광전 변환에 의해 발생한 전하 e-는, 포토다이오드 PD로부터, 게이트 전극 TG를 따라 형성되는 채널 영역을 통하여, 플로팅 디퓨전 FD로 이동한다.
도 4에 도시한 바와 같이, 게이트 전극 TG는, 세로 방향으로 연장된 제1 게이트 전극 VG와, 가로 방향으로 연장된 제2 게이트 전극 HG를 갖는다. 또한, 제1 게이트 전극 VG는, N+형의 제1 부위 VG1과, 제1 부위 VG1과 세로 방향에서 접속하는 N-형의 제2 부위 VG2를 갖는다. 포토다이오드 PD로부터 플로팅 디퓨전 FD로 전송되는 전하 e- 중, 제1 게이트 전극 VG를 따라 세로 방향(도 4에서는 하측으로부터 상측)으로 이동하는 전하 e-는, N-형의 제2 부위 VG2의 근방에 형성되는 채널 영역과, N+형의 제1 부위 VG1의 근방에 형성되는 채널 영역을 이 순서로 통과한다.
상기 세로 방향의 전송 경로에서는, 포토다이오드 PD측에 N-형의 제2 부위 VG2가 위치하고, 플로팅 디퓨전 FD측에 N+형의 제1 부위 VG1이 위치한다. 이에 의해, 세로 방향의 전송 경로에 있어서, 채널 영역의 포텐셜 구배는, 도 5에 도시한 바와 같이, 포토다이오드 PD측에서 작아지고, 플로팅 디퓨전 FD측에서 커지게 된다. 예를 들어, 채널 영역의 플로팅 디퓨전 FD측에는, 전자의 존재 확률이 50％가 되는 페르미 레벨 Ef가 존재한다. 이 전자가 많이 존재하는 페르미 레벨 Ef 부근의 포텐셜 구배가 커지게 된다.
페르미 레벨 Ef 부근의 포텐셜 구배가 커지게 됨으로써, 이 부근에 존재하는 전하 e-의 플로팅 디퓨전 FD측으로의 이동이 재촉된다. 또한, 페르미 레벨 Ef 부근에 존재하는 전하 e-의 포토다이오드 PD측으로의 이동은, 페르미 레벨 Ef 부근의 포텐셜 구배가 커서 높은 장벽이 되기 때문에, 억제된다. 이에 의해, 전송 트랜지스터 Tr의 게이트가 온으로부터 오프로 전환될 때에, 세로 방향으로 전송 도중의 전하 e-가 포토다이오드 PD측으로 되돌아가는 것(즉, 전하 e-의 펌핑)을 억제하는 것이 가능하다. 세로 방향에 있어서의 전하 e-의 전송 특성을 개선하는 것이 가능하다.
(실시 형태 1의 효과)
이상 설명한 바와 같이, 본 개시의 실시 형태 1에 따른 촬상 장치(100)는 반도체 기판(111)과, 반도체 기판(111)에 마련된 전송 트랜지스터 Tr을 구비한다. 반도체 기판(111)에는, 표면(111a)측에 개구되는 구멍부 H1이 마련되어 있다. 전송 트랜지스터 Tr은, 종형 트랜지스터이며, 구멍부 H1의 내측에 마련된 제1 게이트 전극 VG와, 구멍부 H1의 외측에 마련되고, 제1 게이트 전극 VG에 접속하는 제2 게이트 전극 HG를 갖는다. 제1 게이트 전극 VG는, 제1 부위 VG1과, 제1 부위 VG1과는 도전성이 다른 재료로 구성되어 있는 제2 부위 VG2를 갖는다.
이것에 의하면, 제1 부위 VG1과 제2 부위 VG2의 사이에서 도체화에 차이를 둘 수 있다. 예를 들어, 제1 부위 VG1을 N+형으로 하고, 제2 부위 VG2를 N-형으로 할 수 있다. 이에 의해, 반도체 기판(111)에 형성되는 채널 영역(즉, 전하 e-의 전송 경로)의 포텐셜 구배에 강약을 가할 수 있다. 전송 트랜지스터 Tr과 같이, 세로 방향에 전하 e-의 전송 경로가 긴 경우에도, 전송 경로의 포텐셜 구배에 강약을 가함으로써, 전하 e-의 펌핑을 억제하는 것이 가능하며, 전하 e-의 전송 특성을 개선하는 것이 가능하다.
<실시 형태 2>
상기 실시 형태 1에서는, 전송 트랜지스터 Tr의 제1 게이트 전극 VG가, N+형의 제1 부위 VG1과, N-형의 제2 부위 VG2를 갖는 것을 설명하였다. 그러나, 본 개시의 실시 형태에 있어서, 제1 게이트 전극의 구성은 이것으로 한정되지는 않는다. 제1 게이트 전극은, 제1 부위 및 제2 부위는 도전성이 다른 제3 부위를 가져도 된다.
도 6은, 본 개시의 실시 형태 2에 따른 화소(102A)의 구성예를 나타내는 단면도이다. 도 6은, 도 4와 마찬가지로, 도 3을 A3-A'3선으로 절단한 경우의 단면을 모식적으로 나타내고 있다. 도 6에 도시한 화소(102A)에 있어서, 도 4에 도시한 화소(102)와의 상이점은, 제1 게이트 전극 VG의 구성에 있다. 도 6에 도시한 바와 같이, 화소(102A)에 있어서, 제1 게이트 전극 VG는, N+형의 제1 부위 VG1과, N-형의 제2 부위 VG2와, 제2 부위 VG2를 사이에 두고 제1 부위 VG1의 반대측에 위치하고, N--형의 반도체(예를 들어, 폴리실리콘)로 구성되는 N형의 제3 부위 VG3을 갖는다. 반도체 기판(111)의 표면(111a)으로부터 깊이 방향을 향하여, N+형의 제1 부위 VG1, N-형의 제2 부위 VG2, N--형의 제3 부위 VG3의 순으로 배치되어 있다.
제3 부위 VG3에 있어서의 N형의 불순물 농도(N-- 농도)는, 제2 부위 VG2에 있어서의 N형의 불순물 농도(N- 농도)보다도 낮다. 예를 들어, N-- 농도는 1×1017㎝-3 이상 1×1018㎝-3 미만이다. 제1 게이트 전극 VG의 N형 불순물 농도는, 반도체 기판(111)의 깊이 방향을 향하여, N+, N-, N--로 단계적으로 낮게 되어 있다.
실시 형태 2에서는, 실시 형태 1와 비교하여, 제1 게이트 전극 VG의 도체화의 분할 수가 많기 때문에, 포텐셜 구배의 강약을 보다 다단으로 조정하고, 포텐셜 구배를 나타내는 곡선을 보다 완만하게 조정하는 것이 가능하다. 이에 의해, 전하 e-의 전송 특성을 더욱 개선시킬 수 있을 가능성이 있다.
<실시 형태 3>
상기 실시 형태 1에서는, N-형의 제2 부위 VG2와 제2 게이트 전극 HG의 사이에 N+형의 제1 부위 VG1이 위치하고, 반도체 기판(111)의 깊이 방향(즉, 세로 방향)에 있어서, 제1 부위 VG1과 제2 부위 VG2가 서로 접속하고 있음을 설명하였다. 그러나, 본 개시의 실시 형태에 있어서, 제1 게이트 전극의 구성은 이것으로 한정되지는 않는다. 제1 게이트 전극의 제1 부위와 제2 부위는, 반도체 기판의 깊이 방향이 아니라, 반도체 기판의 깊이 방향과 교차하는 방향에서 서로 접속하고 있어도 된다.
도 7은, 본 개시의 실시 형태 3에 따른 화소(102B)의 구성예를 나타내는 단면도이다. 도 7은, 도 4와 마찬가지로, 도 3의 A3-A'3선에 의한 절단면을 모식적으로 나타내고 있다. 도 7에 도시한 화소(102B)에 있어서, 제1 부위 VG1과 제2 부위 VG2는, 반도체 기판(111)의 깊이 방향과 직교하는 방향(즉, 반도체 기판(111)의 표면(111a)에 평행한 방향; 가로 방향)에서 대향하고 있으며, 가로 방향에서 서로 접속하고 있다.
이것에 의하면, 포토다이오드 PD로부터 플로팅 디퓨전 FD로 전송되는 전하 e- 중, 제1 게이트 전극 VG를 따라 가로 방향(도 7에서는 우측에서부터 좌측)으로 이동하는 전하 e-는, N-형의 제2 부위 VG2의 근방에 형성되는 채널 영역과, N+형의 제1 부위 VG1의 근방에 형성되는 채널 영역을 이 순서로 통과한다.
상기 가로 방향의 전송 경로에서는, 포토다이오드 PD측에 N-형의 제2 부위 VG2가 위치하고, 플로팅 디퓨전 FD측에 N+형의 제1 부위 VG1이 위치한다. 이에 의해, 가로 방향의 전송 경로에 있어서, 채널 영역의 포텐셜 구배는, 도 5에 도시한 바와 같이, 포토다이오드 PD측에서 작아지고, 플로팅 디퓨전 FD측에서 커지게 된다.
따라서, 실시 형태 3에서는, 전송 트랜지스터 Tr의 게이트가 온으로부터 오프로 전환될 때에, 가로 방향으로 전송 도중의 전하 e-가 포토다이오드 PD측으로 되돌아가는 것(즉, 전하 e-의 펌핑)을 억제하는 것이 가능하다. 가로 방향에 있어서의 전하 e-의 전송 특성을 개선하는 것이 가능하다.
<실시 형태 4>
상기 실시 형태 1에서는, 제1 게이트 전극 VG의 제2 부위 VG2가 N-형의 폴리실리콘으로 구성되어 있음을 설명하였다. 그러나, 본 개시의 실시 형태에 있어서, 제1 게이트 전극의 제2 부위는 N-형의 폴리실리콘으로 한정되지는 않는다. 제2 부위는, 논 도프의 폴리실리콘으로 구성되어 있어도 된다.
도 8은, 본 개시의 실시 형태 4에 따른 화소(102C)의 구성예를 나타내는 단면도이다. 도 8은, 도 4와 마찬가지로, 도 3의 A3-A'3선에 의한 절단면을 모식적으로 나타내고 있다. 도 8에 도시한 화소(102C)에 있어서, 제1 게이트 전극 VG는, N+형의 제1 부위 VG1과, 논 도프의 제2 부위 VG2C를 갖는다. 예를 들어, 제2 부위 VG2C는, 논 도프의 폴리실리콘으로 구성되어 있다. 화소(102C)에서는, 제2 부위 VG2C와 제2 게이트 전극 HG의 사이에 제1 부위 VG1이 위치한다. 제1 부위 VG1과 제2 부위 VG2C는 세로 방향에서 서로 접속하고 있다.
제1 게이트 전극 VG를 따라 세로 방향으로 이동하는 전하 e-의 전송 경로에서는, 포토다이오드 PD측에 논 도프의 제2 부위 VG2C가 위치하고, 플로팅 디퓨전 FD측에 N+형의 제1 부위 VG1이 위치한다. 이에 의해, 세로 방향의 전송 경로에 있어서, 채널 영역의 포텐셜 구배는, 도 5에 도시한 바와 같이, 포토다이오드 PD측에서 작아지고, 플로팅 디퓨전 FD측에서 커지게 된다. 따라서, 실시 형태 4에 있어서도, 실시 형태 1와 마찬가지로, 세로 방향으로 전송 도중의 전하 e-의 펌핑을 억제하는 것이 가능하다. 세로 방향에 있어서의 전하 e-의 전송 특성을 개선하는 것이 가능하다.
<실시 형태 5>
본 개시의 실시 형태에 있어서, 제2 부위는 P형의 폴리실리콘으로 구성되어 있어도 된다. 도 9는, 본 개시의 실시 형태 5에 따른 화소(102D)의 구성예를 나타내는 단면도이다. 도 9는, 도 4와 마찬가지로, 도 3의 A3-A'3선에 의한 절단면을 모식적으로 나타내고 있다. 도 9에 도시한 화소(102D)에 있어서, 제1 게이트 전극 VG는, N+형의 제1 부위 VG1과, P형의 제2 부위 VG2D를 갖는다. 예를 들어, 제2 부위 VG2D는, P형의 폴리실리콘으로 구성되어 있다. P형의 불순물은, 인 또는 비소이다. 화소(102D)에서는, 제2 부위 VG2D와 제2 게이트 전극 HG의 사이에 제1 부위 VG1이 위치한다. 제1 부위 VG1과 제2 부위 VG2D는 세로 방향에서 서로 접속하고 있다.
제1 게이트 전극 VG를 따라 세로 방향으로 이동하는 전하 e-의 전송 경로에서는, 포토다이오드 PD측에 P형의 제2 부위 VG2D가 위치하고, 플로팅 디퓨전 FD측에 N+형의 제1 부위 VG1이 위치한다. 이에 의해, 세로 방향의 전송 경로에 있어서, 채널 영역의 포텐셜 구배는, 도 5에 도시한 바와 같이, 포토다이오드 PD측에서 작아지고, 플로팅 디퓨전 FD측에서 커지게 된다. 따라서, 실시 형태 5에 있어서도, 실시 형태 1와 마찬가지로, 세로 방향으로 전송 도중의 전하 e-의 펌핑을 억제하는 것이 가능하다. 세로 방향에 있어서의 전하 e-의 전송 특성을 개선하는 것이 가능하다.
<실시 형태 6>
본 개시의 실시 형태에 있어서, 제2 부위는 금속으로 구성되어 있어도 된다. 도 10은, 본 개시의 실시 형태(6)에 따른 화소(102E)의 구성예를 나타내는 단면도이다. 도 10은, 도 4와 마찬가지로, 도 3의 A3-A'3선에 의한 절단면을 모식적으로 나타내고 있다. 도 10에 도시한 화소(102E)에 있어서, 제1 게이트 전극 VG는, N+형의 제1 부위 VG1과, 금속으로 구성되는 제2 부위 VG2E를 갖는다. 예를 들어, 제2 부위 VG2E는, 알루미늄(Al), 텅스텐실리사이드(WSi), 티타늄실리사이드(TiSi), 코발트 실리사이드(CoSi), 니켈실리사이드(NiSi) 또는 이들 1개 이상을 적층한 적층 금속으로 구성되어 있다.
화소(102E)에서는, 제2 부위 VG2E와 제2 게이트 전극 HG의 사이에 제1 부위 VG1이 위치한다. 반도체 기판(111)의 깊이 방향(즉, 표면(111a)과 직교하는 방향)에 있어서, 제1 부위 VG1과 제2 부위 VG2E는 서로 접속하고 있다.
제1 게이트 전극 VG를 따라 세로 방향으로 이동하는 전하 e-의 전송 경로에서는, 포토다이오드 PD측에 금속으로 구성되는 제2 부위 VG2E가 위치하고, 플로팅 디퓨전 FD측에 N+형의 제1 부위 VG1이 위치한다. 제2 부위 VG2E를 구성하는 금속과 반도체 기판(111)의 사이에는 일함수 차가 있다. 이 때문에, 세로 방향의 전송 경로에 있어서, 채널 영역의 포텐셜 구배는, 도 5에 도시한 바와 같이, 포토다이오드 PD측에서 작아지고, 플로팅 디퓨전 FD측에서 커지게 된다. 따라서, 실시 형태(6)에 있어서도, 실시 형태 1와 마찬가지로, 세로 방향으로 전송 도중의 전하 e-의 펌핑을 억제하는 것이 가능하다. 세로 방향에 있어서의 전하 e-의 전송 특성을 개선하는 것이 가능하다.
<그 밖의 실시 형태>
상기한 바와 같이 본 개시는 실시 형태 및 변형예에 의해 기재하였지만, 이 개시의 일부를 이루는 논술 및 도면은 본 개시를 한정하는 것이라고 이해해서는 안된다. 이 개시로부터 당업자에게는 다양한 대체 실시 형태, 실시예 및 운용 기술이 명확해질 것이다. 본 개시에 따른 기술(본 기술)은 여기에서는 기재하지 않은 다양한 실시 형태 등을 포함하는 것은 물론이다.
예를 들어, 상기 실시 형태 1 내지 6에서는, 1개의 게이트 전극 GE가, 세로 방향으로 연장된 1개의 제1 게이트 전극 VG를 갖는 양태를 나타내었다. 그러나, 본 개시의 실시 형태에 있어서, 1개의 게이트 전극 GE가 갖는 제1 게이트 전극 VG는 1개로 한정되지 않고, 복수여도 된다. 이와 같은 양태에서도, 복수의 제1 게이트 전극 VG의 적어도 1개 이상이, 제1 부위 VG1과, 제1 부위 VG1은 도전성이 다른 재료로 구성되어 있는 제2 부위 VG2(또는, VG2C, VG2D, VG2E)를 가짐으로써, 전하 e-의 펌핑을 억제하는 것이 가능하며, 전하 e-의 전송 특성을 개선시키는 것이 가능하다.
또한, 상기 실시 형태 3의 구성은, 상기 실시 형태 2, 4 내지 6에 각각 적용해도 된다. 구체적으로는, 도 7에 도시한 화소(102B)의 제1 게이트 전극 VG는, 포토다이오드 PD로부터 플로팅 디퓨전 FD측으로(도 7에서는 우측으로부터 좌측으로), N--형의 반도체로 구성되는 제3 부위 VG3, N-형의 반도체로 구성되는 제2 부위 VG2, N+형의 반도체로 구성되는 제1 부위 VG1이 이 순서로 나란히 배치되어 있어도 된다. 또는, 도 7에 도시한 제2 부위 VG2는, 논 도프의 반도체로 구성되는 제2 부위 VG2C(도 8 참조), P형의 반도체로 구성되는 제2 부위 VG2D(도 9 참조) 또는 금속으로 구성되는 제2 부위 VG2E 중 어느 하나로 치환해도 된다. 이와 같이, 본 기술은, 상술한 실시 형태의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 구성 요소의 다양한 생략, 치환 및 변경 중 적어도 하나를 행할 수 있다. 또한, 본 명세서에 기재된 효과는 어디까지나 예시이지 한정되는 것은 아니며, 또 다른 효과가 있어도 된다.
<전자 기기에 대한 적용예>
본 개시에 따른 기술(본 기술)은, 예를 들어 디지털 스틸 카메라나 디지털 비디오 카메라 등의 촬상 시스템, 촬상 기능을 구비한 휴대 전화기, 또는 촬상 기능을 구비한 다른 기기와 같은 각종 전자 기기에 적용할 수 있다.
도 11은, 전자 기기에 탑재되는 촬상 장치의 구성예를 나타내는 블록도이다. 도 11에 도시한 바와 같이, 전자 기기(201)는 광학계(본 개시의 「광학 부품」의 일례)(202), 촬상 소자(203), DSP(Digital Signal Processor; 본 개시의 「신호 처리 회로」의 일례)(204)를 구비하고 있으며, 버스(207)를 통해 DSP(204), 표시 장치(205), 조작계(206), 메모리(208), 기록 장치(209) 및 전원계(210)가 접속되어 구성되고, 정지 화상 및 동화상을 촬상 가능하다.
광학계(202)는 1매 또는 복수매의 렌즈를 갖고 구성되고, 피사체로부터의 상 광(입사광)을 촬상 소자(203)로 유도하고, 촬상 소자(203)의 수광면(센서부)에 결상시킨다.
촬상 소자(203)로서는, 상술한 화소(102, 102A, 102B, 102C, 102D, 102E) 중 어느 하나 이상을 화소 영역(103)에 구비하는 촬상 장치(100)가 적용된다. 촬상 소자(203)에는, 광학계(202)를 통해 수광면에 결상되는 상(像)에 따라서, 일정 기간, 전자가 축적된다. 그리고, 촬상 소자(203)에 축적된 전자에 따른 신호가 DSP(204)에 공급된다.
DSP(204)는, 촬상 소자(203)로부터의 신호에 대하여 각종 신호 처리를 실시해서 화상을 취득하고, 그 화상의 데이터를, 메모리(208)에 일시적으로 기억시킨다. 메모리(208)에 기억된 화상의 데이터는, 기록 장치(209)에 기록되거나, 표시 장치(205)에 공급되어 화상이 표시되기도 한다. 또한, 조작계(206)는 유저에 의한 각종 조작을 접수해서 전자 기기(201)의 각 블록에 조작 신호를 공급한다. 전원계(210)는 전자 기기(201)의 각 블록의 구동에 필요한 전력을 공급한다.
이와 같이 구성되어 있는 전자 기기(201)에서는, 촬상 소자(203)로서, 상술한 촬상 장치(100)가 적용된다. 이에 의해, 촬상 소자(203)에 있어서 전하 e-의 전송 특성을 개선하는 것이 가능하기 때문에, 전자 기기(201)의 성능을 향상시키는 것이 가능하다.
<내시경 수술 시스템에 대한 응용예>
본 개시에 따른 기술(본 기술)은 다양한 제품에 응용할 수 있다. 예를 들어, 본 개시에 따른 기술은, 내시경 수술 시스템에 적용되어도 된다.
도 12는, 본 개시에 따른 기술(본 기술)이 적용될 수 있는 내시경 수술 시스템의 개략적인 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 12에서는, 시술자(의사)(11131)가 내시경 수술 시스템(11000)을 사용하여, 환자 베드(11133) 위의 환자(11132)에게 수술을 행하고 있는 모습이 도시되어 있다. 도시한 바와 같이, 내시경 수술 시스템(11000)은, 내시경(11100)과, 기복 튜브(11111)나 에너지 처치구(11112) 등의, 기타 수술 도구(11110)와, 내시경(11100)을 지지하는 지지 암 장치(11120)와, 내시경하 수술을 위한 각종 장치가 탑재된 카트(11200)로 구성된다.
내시경(11100)은 선단으로부터 소정의 길이의 영역이 환자(11132)의 체강 내에 삽입되는 경통(11101)과, 경통(11101)의 기단에 접속되는 카메라 헤드(11102)로 구성된다. 도시한 예에서는, 경성의 경통(11101)을 갖는 소위 경성경으로서 구성되는 내시경(11100)을 도시하고 있지만, 내시경(11100)은 연성의 경통을 갖는 소위 연성경으로서 구성되어도 된다.
경통(11101)의 선단에는, 대물 렌즈가 끼워진 개구부가 마련되어 있다. 내시경(11100)에는 광원 장치(11203)가 접속되어 있으며, 당해 광원 장치(11203)에 의해 생성된 광이, 경통(11101)의 내부에 연장 설치되는 라이트 가이드에 의해 당해 경통의 선단까지 도광되고, 대물 렌즈를 통해 환자(11132)의 체강 내의 관찰 대상을 향해 조사된다. 또한, 내시경(11100)은 직시경이어도 되고, 사시경 또는 측시경이어도 된다.
카메라 헤드(11102)의 내부에는 광학계 및 촬상 소자가 마련되어 있으며, 관찰 대상으로부터의 반사광(관찰광)은 당해 광학계에 의해 당해 촬상 소자에 집광된다. 당해 촬상 소자에 의해 관찰광이 광전 변환되고, 관찰광에 대응하는 전기 신호, 즉 관찰 상에 대응하는 화상 신호가 생성된다. 당해 화상 신호는, RAW 데이터로 해서 카메라 콘트롤 유닛(CCU: Camera Control Unit)(11201)에 송신된다.
CCU(11201)는, CPU(Central Processing Unit)나 GPU(Graphics Processing Unit) 등으로 구성되고, 내시경(11100) 및 표시 장치(11202)의 동작을 통괄적으로 제어한다. 또한, CCU(11201)는, 카메라 헤드(11102)로부터 화상 신호를 수취하고, 그 화상 신호에 대하여 예를 들어 현상 처리(디모자이크 처리) 등의, 당해 화상 신호에 기초하는 화상을 표시하기 위한 각종 화상 처리를 실시한다.
표시 장치(11202)는 CCU(11201)로부터의 제어에 의해, 당해 CCU(11201)에 의해 화상 처리가 실시된 화상 신호에 기초하는 화상을 표시한다.
광원 장치(11203)는 예를 들어 LED(Light Emitting Diode) 등의 광원으로 구성되고, 수술 부위 등을 촬영할 때의 조사광을 내시경(11100)에 공급한다.
입력 장치(11204)는 내시경 수술 시스템(11000)에 대한 입력 인터페이스이다. 유저는, 입력 장치(11204)를 통해 내시경 수술 시스템(11000)에 대하여 각종 정보의 입력이나 지시 입력을 행할 수 있다. 예를 들어, 유저는, 내시경(11100)에 의한 촬상 조건(조사광의 종류, 배율 및 초점 거리 등)을 변경한다는 취지의 지시 등을 입력한다.
처치구 제어 장치(11205)는 조직의 소작, 절개 또는 혈관의 밀봉 등을 위한 에너지 처치구(11112)의 구동을 제어한다. 기복 장치(11206)는 내시경(11100)에 의한 시야의 확보 및 시술자의 작업 공간의 확보를 목적으로, 환자(11132)의 체강을 부풀리기 위해서, 기복 튜브(11111)를 통해 당해 체강 내로 가스를 보낸다. 레코더(11207)는, 수술에 관한 각종 정보를 기록 가능한 장치이다. 프린터(11208)는, 수술에 관한 각종 정보를, 텍스트, 화상 또는 그래프 등 각종 형식으로 인쇄 가능한 장치이다.
또한, 내시경(11100)에 수술 부위를 촬영할 때의 조사광을 공급하는 광원 장치(11203)는 예를 들어 LED, 레이저 광원 또는 이들 조합에 의해 구성되는 백색 광원으로 구성할 수 있다. RGB 레이저 광원의 조합에 의해 백색 광원이 구성되는 경우에는, 각 색(각 파장)의 출력 강도 및 출력 타이밍을 고정밀도로 제어할 수 있기 때문에, 광원 장치(11203)에 있어서 촬상 화상의 화이트 밸런스의 조정을 행할 수 있다. 또한, 이 경우에는, RGB 레이저 광원 각각으로부터의 레이저광을 시분할로 관찰 대상으로 조사하고, 그 조사 타이밍에 동기하여 카메라 헤드(11102)의 촬상 소자 구동을 제어함으로써, RGB 각각에 대응한 화상을 시분할로 촬상하는 것도 가능하다. 당해 방법에 의하면, 당해 촬상 소자에 컬러 필터를 마련하지 않아도, 컬러 화상을 얻을 수 있다.
또한, 광원 장치(11203)는 출력하는 광의 강도를 소정의 시간마다 변경하도록 그 구동이 제어되어도 된다. 그 광의 강도 변경의 타이밍에 동기하여 카메라 헤드(11102)의 촬상 소자 구동을 제어하여 시분할로 화상을 취득하고, 그 화상을 합성함으로써, 소위 흑색 포화 및 백색 날림이 없는 고 다이내믹 레인지의 화상을 생성 할 수 있다.
또한, 광원 장치(11203)는 특수 광 관찰에 대응한 소정의 파장 대역의 광을 공급 가능하게 구성되어도 된다. 특수 광 관찰에서는, 예를 들어 체조직에 있어서의 광의 흡수 파장 의존성을 이용하여, 통상의 관찰 시에 있어서의 조사광(즉, 백색광)에 비하여 협대역의 광을 조사함으로써, 점막 표층의 혈관 등의 소정의 조직을 고 콘트라스트로 촬영하는, 소위 협대역 광 관찰(Narrow Band Imaging)이 행해진다. 또는, 특수 광 관찰에서는, 여기광을 조사함으로써 발생하는 형광에 의해 화상을 얻는 형광 관찰이 행해져도 된다. 형광 관찰에서는, 체조직에 여기광을 조사하고 당해 체조직으로부터의 형광을 관찰하는 것(자가 형광 관찰), 또는 인도시아닌 그린(ICG) 등의 시약을 체조직에 국주함과 함께 당해 체조직에 그 시약의 형광 파장에 대응한 여기광을 조사하고 형광 상을 얻는 것 등을 행할 수 있다. 광원 장치(11203)는, 이와 같은 특수 광 관찰에 대응한 협대역 광 및/또는 여기광을 공급 가능하게 구성될 수 있다.
도 13은, 도 12에 도시한 카메라 헤드(11102) 및 CCU(11201)의 기능 구성의 일례를 나타내는 블록도이다.
카메라 헤드(11102)는, 렌즈 유닛(11401)과, 촬상부(11402)와, 구동부(11403)와, 통신부(11404)와, 카메라 헤드 제어부(11405)를 갖는다. CCU(11201)는, 통신부(11411)와, 화상 처리부(11412)와, 제어부(11413)를 갖는다. 카메라 헤드(11102)와 CCU(11201)는, 전송 케이블(11400)에 의해 서로 통신 가능하게 접속되어 있다.
렌즈 유닛(11401)은, 경통(11101)과의 접속부에 마련되는 광학계이다. 경통(11101)의 선단으로부터 도입된 관찰광은, 카메라 헤드(11102)까지 도광되고, 당해 렌즈 유닛(11401)에 입사한다. 렌즈 유닛(11401)은, 줌 렌즈 및 포커스 렌즈를 포함하는 복수의 렌즈가 조합되어 구성된다.
촬상부(11402)는 촬상 소자로 구성된다. 촬상부(11402)를 구성하는 촬상 소자는, 1개(소위 단판식)여도 되고, 복수(소위 다판식)여도 된다. 촬상부(11402)가 다판식으로 구성되는 경우에는, 예를 들어 각 촬상 소자에 의해 RGB 각각에 대응하는 화상 신호가 생성되고, 그것들이 합성됨으로써 컬러 화상이 얻어져도 된다. 또는, 촬상부(11402)는 3D(Dimensional) 표시에 대응하는 우안용 및 좌안용 화상 신호를 각각 취득하기 위한 한쌍의 촬상 소자를 갖도록 구성되어도 된다. 3D 표시가 행해짐으로써, 시술자(11131)는 수술 부위에 있어서의 생체 조직의 깊이를 보다 정확하게 파악하는 것이 가능해진다. 또한, 촬상부(11402)가 다판식으로 구성되는 경우에는, 각 촬상 소자에 대응하여, 렌즈 유닛(11401)도 복수 계통 마련될 수 있다.
또한, 촬상부(11402)는 반드시 카메라 헤드(11102)에 마련되지 않아도 된다. 예를 들어, 촬상부(11402)는 경통(11101)의 내부에, 대물 렌즈의 바로 뒤에 마련되어도 된다.
구동부(11403)는 액추에이터에 의해 구성되고, 카메라 헤드 제어부(11405)로부터의 제어에 의해, 렌즈 유닛(11401)의 줌 렌즈 및 포커스 렌즈를 광축을 따라 소정의 거리만큼 이동시킨다. 이에 의해, 촬상부(11402)에 의한 촬상 화상의 배율 및 초점이 적절히 조정될 수 있다.
통신부(11404)는 CCU(11201)와의 사이에서 각종 정보를 송수신하기 위한 통신 장치에 의해 구성된다. 통신부(11404)는 촬상부(11402)로부터 얻은 화상 신호를 RAW 데이터로서 전송 케이블(11400)을 통해 CCU(11201)에 송신한다.
또한, 통신부(11404)는 CCU(11201)로부터, 카메라 헤드(11102)의 구동을 제어하기 위한 제어 신호를 수신하고, 카메라 헤드 제어부(11405)에 공급한다. 당해 제어 신호에는, 예를 들어 촬상 화상의 프레임 레이트를 지정한다는 취지의 정보, 촬상 시의 노출값을 지정한다는 취지의 정보, 그리고/또는 촬상 화상의 배율 및 초점을 지정한다는 취지의 정보 등, 촬상 조건에 관한 정보가 포함된다.
또한, 상기 프레임 레이트나 노출값, 배율, 초점 등의 촬상 조건은, 유저에 의해 적절히 지정되어도 되고, 취득된 화상 신호에 기초하여 CCU(11201)의 제어부(11413)에 의해 자동적으로 설정되어도 된다. 후자의 경우에는, 소위 AE(Auto Exposure) 기능, AF(Auto Focus) 기능 및 AWB(Auto White Balance) 기능이 내시경(11100)에 탑재되어 있게 된다.
카메라 헤드 제어부(11405)는 통신부(11404)를 통해 수신한 CCU(11201)로부터의 제어 신호에 기초하여, 카메라 헤드(11102)의 구동을 제어한다.
통신부(11411)는, 카메라 헤드(11102)와의 사이에서 각종 정보를 송수신하기 위한 통신 장치에 의해 구성된다. 통신부(11411)는 카메라 헤드(11102)로부터, 전송 케이블(11400)을 통해 송신되는 화상 신호를 수신한다.
또한, 통신부(11411)는 카메라 헤드(11102)에 대하여 카메라 헤드(11102)의 구동을 제어하기 위한 제어 신호를 송신한다. 화상 신호나 제어 신호는, 전기 통신이나 광통신 등에 의해 송신할 수 있다.
화상 처리부(11412)는 카메라 헤드(11102)로부터 송신된 RAW 데이터인 화상 신호에 대하여 각종 화상 처리를 실시한다.
제어부(11413)는 내시경(11100)에 의한 수술 부위 등의 촬상 및 수술 부위 등의 촬상에 의해 얻어지는 촬상 화상의 표시에 관한 각종 제어를 행한다. 예를 들어, 제어부(11413)는 카메라 헤드(11102)의 구동을 제어하기 위한 제어 신호를 생성한다.
또한, 제어부(11413)는 화상 처리부(11412)에 의해 화상 처리가 실시된 화상 신호에 기초하여, 수술 부위 등이 찍힌 촬상 화상을 표시 장치(11202)에 표시시킨다. 이때, 제어부(11413)는 각종 화상 인식 기술을 이용하여 촬상 화상 내에 있어서의 각종 물체를 인식해도 된다. 예를 들어, 제어부(11413)는 촬상 화상에 포함되는 물체의 에지 형상이나 색 등을 검출함으로써, 겸자 등의 수술 도구, 특정한 생체 부위, 출혈, 에너지 처치구(11112)의 사용 시 미스트 등을 인식할 수 있다. 제어부(11413)는 표시 장치(11202)에 촬상 화상을 표시시킬 때, 그 인식 결과를 사용하여, 각종 수술 지원 정보를 당해 수술 부위의 화상에 중첩 표시시켜도 된다. 수술 지원 정보가 중첩 표시되고, 시술자(11131)에 제시됨으로써, 시술자(11131)의 부담을 경감시키는 것이나, 시술자(11131)가 확실하게 수술을 진행시키는 것이 가능해진다.
카메라 헤드(11102) 및 CCU(11201)를 접속하는 전송 케이블(11400)은, 전기 신호의 통신에 대응한 전기 신호 케이블, 광통신에 대응한 광 파이버, 또는 이들의 복합 케이블이다.
여기서, 도시한 예에서는, 전송 케이블(11400)을 사용하여 유선으로 통신이 행해지고 있었지만, 카메라 헤드(11102)와 CCU(11201) 사이의 통신은 무선으로 행해져도 된다.
이상, 본 개시에 따른 기술이 적용될 수 있는 내시경 수술 시스템의 일례에 대하여 설명하였다. 본 개시에 따른 기술은, 이상 설명한 구성 중, 내시경(11100)이나, 카메라 헤드(11102)의 촬상부(11402), CCU(11201)의 화상 처리부(11412) 등에 적용될 수 있다. 구체적으로는, 상술한 촬상 장치(100)를 촬상부(10402)에 적용할 수 있다. 내시경(11100)이나, 카메라 헤드(11102)의 촬상부(11402), CCU(11201)의 화상 처리부(11412) 등에 본 개시에 따른 기술을 적용함으로써, 보다 선명한 수술 부위 화상을 얻을 수 있기 때문에, 시술자가 수술 부위를 확실하게 확인하는 것이 가능해진다. 또한, 내시경(11100)이나, 카메라 헤드(11102)의 촬상부(11402), CCU(11201)의 화상 처리부(11412) 등에 본 개시에 따른 기술을 적용함으로써, 보다 저 레이턴시로 수술 부위 화상을 얻을 수 있기 때문에, 시술자가 수술 부위를 촉접 관찰하고 있는 경우와 마찬가지의 감각으로 처치를 행하는 것이 가능해진다.
또한, 여기에서는, 일례로서 내시경 수술 시스템에 대하여 설명하였지만, 본 개시에 따른 기술은, 그 밖에, 예를 들어 현미경 수술 시스템 등에 적용되어도 된다.
<이동체에 대한 응용예>
본 개시에 따른 기술(본 기술)은 다양한 제품에 응용할 수 있다. 예를 들어, 본 개시에 따른 기술은, 자동차, 전기 자동차, 하이브리드 전기 자동차, 자동 이륜차, 자전거, 퍼스널 모빌리티, 비행기, 드론, 선박, 로봇 등의 어떠한 종류의 이동체에 탑재되는 장치로서 실현되어도 된다.
도 14는, 본 개시에 따른 기술이 적용될 수 있는 이동체 제어 시스템의 일례인 차량 제어 시스템의 개략적인 구성예를 나타내는 블록도이다.
차량 제어 시스템(12000)은, 통신 네트워크(12001)를 통해 접속된 복수의 전자 제어 유닛을 구비한다. 도 14에 도시한 예에서는, 차량 제어 시스템(12000)은, 구동계 제어 유닛(12010), 보디계 제어 유닛(12020), 차외 정보 검출 유닛(12030), 차내 정보 검출 유닛(12040) 및 통합 제어 유닛(12050)을 구비한다. 또한, 통합 제어 유닛(12050)의 기능 구성으로서, 마이크로컴퓨터(12051), 음성 화상 출력부(12052) 및 차량 탑재 네트워크 I/F(interface)(12053)가 도시되어 있다.
구동계 제어 유닛(12010)은 각종 프로그램에 따라서 차량의 구동계에 관련된 장치의 동작을 제어한다. 예를 들어, 구동계 제어 유닛(12010)은 내연 기관 또는 구동용 모터 등의 차량의 구동력을 발생시키기 위한 구동력 발생 장치, 구동력을 차륜에 전달하기 위한 구동력 전달 기구, 차량의 타각을 조절하는 스티어링 기구, 및 차량의 제동력을 발생시키는 제동 장치 등의 제어 장치로서 기능한다.
보디계 제어 유닛(12020)은 각종 프로그램에 따라서 차체에 장비된 각종 장치의 동작을 제어한다. 예를 들어, 보디계 제어 유닛(12020)은 키리스 엔트리 시스템, 스마트 키 시스템, 파워 윈도우 장치, 또는 헤드 램프, 백 램프, 브레이크 램프, 방향지시등 또는 안개등 등의 각종 램프의 제어 장치로서 기능한다. 이 경우, 보디계 제어 유닛(12020)에는, 키를 대체하는 휴대기로부터 발신되는 전파 또는 각종 스위치의 신호가 입력될 수 있다. 보디계 제어 유닛(12020)은 이들 전파 또는 신호의 입력을 접수하고, 차량의 도어록 장치, 파워 윈도우 장치, 램프 등을 제어한다.
차외 정보 검출 유닛(12030)은, 차량 제어 시스템(12000)을 탑재한 차량의 외부의 정보를 검출한다. 예를 들어, 차외 정보 검출 유닛(12030)에는, 촬상부(12031)가 접속된다. 차외 정보 검출 유닛(12030)은, 촬상부(12031)에 차외의 화상을 촬상시킴과 함께, 촬상된 화상을 수신한다. 차외 정보 검출 유닛(12030)은, 수신한 화상에 기초하여, 사람, 차량, 장해물, 표지 또는 노면상의 문자 등의 물체 검출 처리 또는 거리 검출 처리를 행해도 된다.
촬상부(12031)는 광을 수광하고, 그 광의 수광량에 따른 전기 신호를 출력하는 광 센서이다. 촬상부(12031)는 전기 신호를 화상으로서 출력할 수도 있고, 측거의 정보로서 출력할 수도 있다. 또한, 촬상부(12031)가 수광하는 광은, 가시광이어도 되고, 적외선 등의 비가시광이어도 된다.
차내 정보 검출 유닛(12040)은, 차내의 정보를 검출한다. 차내 정보 검출 유닛(12040)에는, 예를 들어 운전자의 상태를 검출하는 운전자 상태 검출부(12041)가 접속된다. 운전자 상태 검출부(12041)는 예를 들어 운전자를 촬상하는 카메라를 포함하고, 차내 정보 검출 유닛(12040)은, 운전자 상태 검출부(12041)로부터 입력되는 검출 정보에 기초하여, 운전자의 피로 정도 또는 집중 정도를 산출해도 되고, 운전자가 졸고 있지 않는지를 판별해도 된다.
마이크로컴퓨터(12051)는, 차외 정보 검출 유닛(12030) 또는 차내 정보 검출 유닛(12040)으로 취득되는 차 내외의 정보에 기초하여, 구동력 발생 장치, 스티어링 기구 또는 제동 장치의 제어 목표값을 연산하고, 구동계 제어 유닛(12010)에 대하여 제어 지령을 출력할 수 있다. 예를 들어, 마이크로컴퓨터(12051)는, 차량의 충돌 회피 또는 충격 완화, 차간 거리에 기초하는 추종 주행, 차속 유지 주행, 차량의 충돌 경고, 또는 차량의 레인 일탈 경고 등을 포함하는 ADAS(Advanced Driver Assistance System)의 기능 실현을 목적으로 한 협조 제어를 행할 수 있다.
또한, 마이크로컴퓨터(12051)는, 차외 정보 검출 유닛(12030) 또는 차내 정보 검출 유닛(12040)으로 취득되는 차량의 주위 정보에 기초하여 구동력 발생 장치, 스티어링 기구 또는 제동 장치 등을 제어함으로써, 운전자의 조작에 의하지 않고 자율적으로 주행하는 자동 운전 등을 목적으로 한 협조 제어를 행할 수 있다.
또한, 마이크로컴퓨터(12051)는, 차외 정보 검출 유닛(12030)으로 취득되는 차외의 정보에 기초하여, 보디계 제어 유닛(12020)에 대하여 제어 지령을 출력할 수 있다. 예를 들어, 마이크로컴퓨터(12051)는, 차외 정보 검출 유닛(12030)으로 검지한 선행차 또는 대향차의 위치에 따라서 헤드 램프를 제어하고, 하이 빔을 로우 빔으로 전환하는 등의 방현을 도모하는 것을 목적으로 한 협조 제어를 행할 수 있다.
음성 화상 출력부(12052)는 차량의 탑승자 또는 차외에 대하여, 시각적 또는 청각적으로 정보를 통지하는 것이 가능한 출력 장치로 음성 및 화상 중 적어도 한쪽의 출력 신호를 송신한다. 도 14의 예에서는, 출력 장치로서, 오디오 스피커(12061), 표시부(12062) 및 인스트루먼트 패널(12063)이 예시되어 있다. 표시부(12062)는, 예를 들어 온보드 디스플레이 및 헤드업 디스플레이 중 적어도 하나를 포함하고 있어도 된다.
도 15는, 촬상부(12031)의 설치 위치의 예를 나타내는 도면이다.
도 15에서는, 차량(12100)은 촬상부(12031)로서, 촬상부(12101, 12102, 12103, 12104, 12105)를 갖는다.
촬상부(12101, 12102, 12103, 12104, 12105)는, 예를 들어 차량(12100)의 프론트 노즈, 사이드미러, 리어 범퍼, 백 도어 및 차 실내의 프론트 글래스의 상부 등의 위치에 마련된다. 프론트 노즈에 구비되는 촬상부(12101) 및 차실내의 프론트 글래스의 상부에 구비되는 촬상부(12105)는 주로 차량(12100)의 전방의 화상을 취득한다. 사이드미러에 구비되는 촬상부(12102, 12103)는 주로 차량(12100)의 측방의 화상을 취득한다. 리어 범퍼 또는 백 도어에 구비되는 촬상부(12104)는 주로 차량(12100)의 후방의 화상을 취득한다. 촬상부(12101 및 12105)로 취득되는 전방의 화상은, 주로 선행 차량, 또는 보행자, 장해물, 신호기, 교통 표지 또는 차선 등의 검출에 사용된다.
또한, 도 15에는, 촬상부(12101 내지 12104)의 촬영 범위의 일례가 도시되어 있다. 촬상 범위(12111)는 프론트 노즈에 마련된 촬상부(12101)의 촬상 범위를 나타내고, 촬상 범위(12112, 12113)는 각각 사이드미러에 마련된 촬상부(12102, 12103)의 촬상 범위를 나타내고, 촬상 범위(12114)는 리어 범퍼 또는 백 도어에 마련된 촬상부(12104)의 촬상 범위를 나타낸다. 예를 들어, 촬상부(12101 내지 12104)로 촬상된 화상 데이터가 중첩됨으로써, 차량(12100)을 상방에서 본 부감 화상이 얻어진다.
촬상부(12101 내지 12104)의 적어도 하나는, 거리 정보를 취득하는 기능을 갖고 있어도 된다. 예를 들어, 촬상부(12101 내지 12104)의 적어도 하나는, 복수의 촬상 소자로 이루어지는 스테레오 카메라여도 되고, 위상차 검출용 화소를 갖는 촬상 소자여도 된다.
예를 들어, 마이크로컴퓨터(12051)는, 촬상부(12101 내지 12104)로부터 얻어진 거리 정보를 기초로, 촬상 범위(12111 내지 12114) 내에 있어서의 각 입체물까지의 거리와, 이 거리의 시간적 변화(차량(12100)에 대한 상대 속도)를 구함으로써, 특히 차량(12100)의 진행로상에 있는 가장 가까운 입체물이고, 차량(12100)과 대략 동일한 방향으로 소정의 속도(예를 들어, 0㎞/h 이상)로 주행하는 입체물을 선행차로서 추출할 수 있다. 또한, 마이크로컴퓨터(12051)는, 선행차의 앞쪽에 미리 확보해야 할 차간 거리를 설정하고, 자동 브레이크 제어(추종 정지 제어도 포함함)나 자동 가속 제어(추종 발진 제어도 포함함) 등을 행할 수 있다. 이와 같이 운전자의 조작에 의하지 않고 자율적으로 주행하는 자동 운전 등을 목적으로 한 협조 제어를 행할 수 있다.
예를 들어, 마이크로컴퓨터(12051)는, 촬상부(12101 내지 12104)로부터 얻어진 거리 정보를 기초로, 입체물에 관한 입체물 데이터를, 2륜차, 보통차량, 대형차량, 보행자, 전신주 등 기타 입체물로 분류하여 추출하고, 장해물의 자동 회피에 사용할 수 있다. 예를 들어, 마이크로컴퓨터(12051)는, 차량(12100)의 주변 장해물을, 차량(12100)의 드라이버가 시인 가능한 장해물과 시인 곤란한 장해물로 식별한다. 그리고, 마이크로컴퓨터(12051)는, 각 장해물과의 충돌의 위험도를 나타내는 충돌 리스크를 판단하여, 충돌 리스크가 설정값 이상에서 충돌 가능성이 있는 상황일 때에는, 오디오 스피커(12061)나 표시부(12062)를 통해 드라이버에 경보를 출력하는 것이나, 구동계 제어 유닛(12010)을 통해 강제 감속이나 회피 조타를 행함으로써, 충돌 회피를 위한 운전 지원을 행할 수 있다.
촬상부(12101 내지 12104)의 적어도 하나는, 적외선을 검출하는 적외선 카메라여도 된다. 예를 들어, 마이크로컴퓨터(12051)는, 촬상부(12101 내지 12104)의 촬상 화상 중에 보행자가 존재하는지 여부를 판정함으로써 보행자를 인식할 수 있다. 이러한 보행자의 인식은, 예를 들어 적외선 카메라로서의 촬상부(12101 내지 12104)의 촬상 화상에 있어서의 특징점을 추출하는 수순과, 물체의 윤곽을 나타내는 일련의 특징점에 패턴 매칭 처리를 행하여 보행자인지 여부를 판별하는 수순에 의해 행해진다. 마이크로컴퓨터(12051)가, 촬상부(12101 내지 12104)의 촬상 화상 중에 보행자가 존재한다고 판정하고, 보행자를 인식하면, 음성 화상 출력부(12052)는 당해 인식된 보행자에 강조를 위한 사각형 윤곽선을 중첩 표시하도록, 표시부(12062)를 제어한다. 또한, 음성 화상 출력부(12052)는 보행자를 나타내는 아이콘 등을 원하는 위치에 표시하도록 표시부(12062)를 제어해도 된다.
이상, 본 개시에 따른 기술이 적용될 수 있는 차량 제어 시스템의 일례에 대하여 설명하였다. 본 개시에 따른 기술은, 이상 설명한 구성 중, 촬상부(12031) 등에 적용될 수 있다. 구체적으로는, 상술한 촬상 장치(100)를 촬상부(12031)에 적용할 수 있다. 촬상부(12031)에 본 개시에 따른 기술을 적용함으로써, 보다 보기 쉬운 촬영 화상을 얻을 수 있기 때문에, 드라이버의 피로를 경감시키는 것이 가능해진다.
또한, 본 개시는 이하와 같은 구성도 취할 수 있다.
(1)　반도체 기판과,
상기 반도체 기판에 마련된 종형 트랜지스터
를 구비하고,
상기 반도체 기판에는, 제1 주면측에 개구되는 구멍부가 마련되어 있으며,
상기 종형 트랜지스터는,
상기 구멍부의 내측에 마련된 제1 게이트 전극과,
상기 구멍부의 외측에 마련되고, 상기 제1 게이트 전극에 접속하는 제2 게이트 전극
을 갖고,
상기 제1 게이트 전극은,
제1 부위와,
상기 제1 부위와는 도전성이 다른 재료로 구성되어 있는 제2 부위
를 갖는 촬상 장치.
(2)
상기 제2 부위와 상기 제2 게이트 전극의 사이에 상기 제1 부위가 위치하는, 상기 (1)에 기재된 촬상 장치.
(3)
상기 제1 주면에 평행한 방향에서 상기 제1 부위와 상기 제2 부위가 대향하고 있는, 상기 (1)에 기재된 촬상 장치.
(4)
상기 제1 부위와 상기 제2 부위는 각각 제1 도전형의 반도체로 구성되어 있으며,
상기 제2 부위에 있어서의 제1 도전형의 불순물 농도는, 상기 제1 부위에 있어서의 제1 도전형의 불순물 농도보다도 낮은, 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 한 항에 기재된 촬상 장치.
(5)
상기 제1 게이트 전극은,
상기 제2 부위를 사이에 두고 상기 제1 부위의 반대측에 위치하며, 제1 도전형의 반도체로 구성되는 제3 부위를 더 갖고,
상기 제3 부위에 있어서의 제1 도전형의 불순물 농도는, 상기 제2 부위에 있어서의 제1 도전형의 불순물 농도보다도 낮은, 상기 (4)에 기재된 촬상 장치.
(6)
상기 제1 부위는 제1 도전형의 반도체로 구성되고,
상기 제2 부위는 논 도프의 반도체로 구성되어 있는, 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 한 항에 기재된 촬상 장치.
(7)
상기 제1 부위는 제1 도전형의 반도체로 구성되고,
상기 제2 부위는 제2 도전형의 반도체로 구성되어 있는, 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 한 항에 기재된 촬상 장치.
(8)
상기 제1 부위는 제1 도전형의 반도체로 구성되고,
상기 제2 부위는 금속으로 구성되어 있는, 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 한 항에 기재된 촬상 장치.
(9)
상기 반도체 기판에 마련된 광전 변환부와,
상기 반도체 기판에 마련되고, 상기 광전 변환부에서 생성된 전하를 유지하는 전하 유지부를 더 구비하고,
상기 종형 트랜지스터는, 상기 광전 변환부로부터 상기 전하 유지부로 전하를 전송하는 전송 트랜지스터로서 사용되는, 상기 (1) 내지 (8) 중 어느 한 항에 기재된 촬상 장치.
(10) 광학 부품과,
상기 광학 부품을 투과한 광이 입사하는 촬상 장치와,
상기 촬상 장치로부터 출력되는 신호를 처리하는 신호 처리 회로
를 구비하고,
상기 촬상 장치는,
반도체 기판과,
상기 반도체 기판에 마련된 종형 트랜지스터를 구비하고,
상기 반도체 기판에는, 제1 주면측에 개구되는 구멍부가 마련되어 있으며,
상기 종형 트랜지스터는,
상기 구멍부의 내측에 마련된 제1 게이트 전극과,
상기 구멍부의 외측에 마련되고, 상기 제1 게이트 전극에 접속하는 제2 게이트 전극
을 갖고,
상기 제1 게이트 전극은,
제1 부위와,
상기 제1 부위와는 도전성이 다른 재료로 구성되어 있는 제2 부위
를 갖는 전자 기기.
1: 게이트 절연막
11: 제1 게이트 절연막
12: 제2 게이트 절연막
100: 촬상 장치
102, 102A, 102B, 102C, 102D, 102E: 화소
103: 화소 영역
104: 수직 구동 회로
105: 칼럼 신호 처리 회로
106: 수평 구동 회로
107: 출력 회로
108: 제어 회로
109: 수직 신호선
110: 수평 신호선
111: 반도체 기판
111a: 표면
112: 입출력 단자
120: 화소 분리부
201: 전자 기기
202: 광학계
203: 촬상 소자
205: 표시 장치
206: 조작계
207: 버스
208: 메모리
209: 기록 장치
210: 전원계
10402, 12031: 촬상부
11000: 내시경 수술 시스템
11100: 내시경
11101: 경통
11102: 카메라 헤드
11110: 수술 도구
11111: 기복 튜브
11112: 에너지 처치구
11120: 지지 암 장치
11131: 시술자
11132: 환자
11133: 환자 베드
11200: 카트
11201: 카메라 콘트롤 유닛(CCU)
11202: 표시 장치
11203: 광원 장치
11204: 입력 장치
11205: 처치구 제어 장치
11206: 기복 장치
11207: 레코더
11208: 프린터
11400: 전송 케이블
11401: 렌즈 유닛
11402: 촬상부
11403: 구동부
11404, 11411: 통신부
11405: 카메라 헤드 제어부
11412: 화상 처리부
11413: 제어부
12000: 차량 제어 시스템
12001: 통신 네트워크
12010: 구동계 제어 유닛
12020: 보디계 제어 유닛
12030: 차외 정보 검출 유닛
12040: 차내 정보 검출 유닛
12041: 운전자 상태 검출부
12050: 통합 제어 유닛
12051: 마이크로컴퓨터
12052: 음성 화상 출력부
12061: 오디오 스피커
12062: 표시부
12063: 인스트루먼트 패널
12100: 차량
12101, 12102, 12103, 12104, 12105: 촬상부
12111, 12112, 12113, 12114: 촬상 범위
11201: CCU 촬상부(카메라 헤드)
DSP: 촬상 소자
FD: 플로팅 디퓨전
FDC, PDC, VGC: 중심부
GE: 게이트 전극
H1: 구멍부
HG: 제2 게이트 전극
PD: 포토다이오드
TG: 게이트 전극
Tr: 전송 트랜지스터
VG: 제1 게이트 전극
VG1: 제1 부위
VG2, VG2C, VG2D, VG2E: 제2 부위
VG3: 제3 부위

Claims (10)

  1. 반도체 기판과,
    상기 반도체 기판에 마련된 종형 트랜지스터
    를 구비하고,
    상기 반도체 기판에는, 제1 주면측에 개구되는 구멍부가 마련되어 있으며,
    상기 종형 트랜지스터는,
    상기 구멍부의 내측에 마련된 제1 게이트 전극과,
    상기 구멍부의 외측에 마련되고, 상기 제1 게이트 전극에 접속하는 제2 게이트 전극
    을 갖고,
    상기 제1 게이트 전극은,
    제1 부위와,
    상기 제1 부위와는 도전성이 다른 재료로 구성되어 있는 제2 부위
    를 갖는 촬상 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 부위와 상기 제2 게이트 전극의 사이에 상기 제1 부위가 위치하는, 촬상 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 주면에 평행한 방향에서 상기 제1 부위와 상기 제2 부위가 대향하고 있는, 촬상 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 부위와 상기 제2 부위는 각각 제1 도전형의 반도체로 구성되어 있으며,
    상기 제2 부위에 있어서의 제1 도전형의 불순물 농도는, 상기 제1 부위에 있어서의 제1 도전형의 불순물 농도보다도 낮은, 촬상 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 게이트 전극은,
    상기 제2 부위를 사이에 두고 상기 제1 부위의 반대측에 위치하며, 제1 도전형의 반도체로 구성되는 제3 부위를 더 갖고,
    상기 제3 부위에 있어서의 제1 도전형의 불순물 농도는, 상기 제2 부위에 있어서의 제1 도전형의 불순물 농도보다도 낮은, 촬상 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 부위는 제1 도전형의 반도체로 구성되고,
    상기 제2 부위는 논 도프의 반도체로 구성되어 있는, 촬상 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 부위는 제1 도전형의 반도체로 구성되고,
    상기 제2 부위는 제2 도전형의 반도체로 구성되어 있는, 촬상 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 부위는 제1 도전형의 반도체로 구성되고,
    상기 제2 부위는 금속으로 구성되어 있는, 촬상 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 반도체 기판에 마련된 광전 변환부와,
    상기 반도체 기판에 마련되고, 상기 광전 변환부에서 생성된 전하를 유지하는 전하 유지부를 더 구비하고,
    상기 종형 트랜지스터는, 상기 광전 변환부로부터 상기 전하 유지부로 전하를 전송하는 전송 트랜지스터로서 사용되는, 촬상 장치.
  10. 광학 부품과,
    상기 광학 부품을 투과한 광이 입사하는 촬상 장치와,
    상기 촬상 장치로부터 출력되는 신호를 처리하는 신호 처리 회로
    를 구비하고,
    상기 촬상 장치는,
    반도체 기판과,
    상기 반도체 기판에 마련된 종형 트랜지스터를 구비하고,
    상기 반도체 기판에는, 제1 주면측에 개구되는 구멍부가 마련되어 있으며,
    상기 종형 트랜지스터는,
    상기 구멍부의 내측에 마련된 제1 게이트 전극과,
    상기 구멍부의 외측에 마련되고, 상기 제1 게이트 전극에 접속하는 제2 게이트 전극
    을 갖고,
    상기 제1 게이트 전극은,
    제1 부위와,
    상기 제1 부위와는 도전성이 다른 재료로 구성되어 있는 제2 부위
    를 갖는 전자 기기.
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