TW202308146A - 攝像裝置及電子機器 - Google Patents

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岡部宏和
山下浩史
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日商索尼半導體解決方案公司
日商索尼集團公司
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Abstract

本發明抑制電荷傳送效率之下降。實施形態之攝像裝置包含二維格子狀排列之複數個像素(2)，前述像素各者包含：光電轉換部(PD)，其對入射光進行光電轉換；閘極電極(108)，其傳送蓄積於前述光電轉換部之電荷；及擴散區域(FD)，其成為自前述光電轉換部傳送之前述電荷之流入目的地；且前述光電轉換部、前述閘極電極、及前述擴散區域係在半導體基板(11)內沿著該半導體基板之基板厚度方向排列。

Description

攝像裝置及電子機器
本揭示係關於一種攝像裝置及電子機器。
先前，於CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，互補金屬氧化物半導體)型固體攝像元件(CMOS影像感測器)中，有為了增加可蓄積於像素部之進行光電轉換之光電二極體之電荷量，而將如可蓄積電荷之電位形成至較深區域之情形。如此之情形下，藉由使用不是通常之傳送閘極、而是插入矽中之縱型閘極電極，直至較深之區域進行調變，施加電場而進行讀出。又，為了增加該調變力，亦提議採用複數個縱型閘極電極之構造。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 日本特開2018-190797號公報
[發明所欲解決之課題]
然而，於先前之元件構造中，因設計上之制約而難以將自光電轉換部抽除電荷時之路徑直線化，而存在電荷之傳送效率下降之課題。
因此，在本揭示中，提議一種可抑制電荷傳送效率之下降之攝像裝置及電子機器。 [解決課題之技術手段]
為了解決上述課題，本揭示之一形態之攝像裝置包含二維格子狀排列之複數個像素，前述像素各者包含：光電轉換部，其對入射光進行光電轉換；閘極電極，其傳送蓄積於前述光電轉換部之電荷；及擴散區域，其成為自前述光電轉換部傳送之前述電荷之流入目的地；且前述光電轉換部、前述閘極電極、及前述擴散區域係在半導體基板內沿著該半導體基板之基板厚度方向排列。
以下，基於圖式對於本揭示之一實施形態詳細地進行說明。再者，在以下之實施形態中，藉由對於同一部位賦予同一符號而省略重複之說明。
又，依照以下所示之項目順序說明本揭示。 1.共通構成 1.1 攝像裝置之概略構成例 1.2 攝像裝置之積層構造例 1.3 電子機器之概略構成例 2.第1實施形態 2.1 像素構成例 2.2 製造步驟例 2.3 彙總 3.第2實施形態 4.第3實施形態 5.第4實施形態 6.第5實施形態 7.對於移動體之應用例 8.對於內視鏡手術系統之應用例
1.共通構成 首先，參照圖式對於在以下之實施形態中共通之攝像裝置及電子機器之構成詳細地進行說明。
1.1 攝像裝置之概略構成例 圖1係顯示本揭示之各實施形態中適用之攝像裝置之概略構成例之方塊圖。如圖1所示般，攝像裝置1構成為具有：像素陣列部(所謂之攝像區域)3，其在半導體基板ST(例如矽基板)規則且二維地排列有包含複數個光電轉換元件之像素2；及周邊電路部。像素2具有：作為光電轉換元件之例如光電二極體、及複數個像素電晶體(所謂之MOS電晶體)。複數個像素電晶體例如可由傳送電晶體、重置電晶體及放大電晶體之3個電晶體構成。另外，亦可追加選擇電晶體追加而由4個電晶體構成。因單位像素之等效電路與通常相同，故省略詳細說明。亦可將像素2設為共有像素構造。該像素共有構造構成為包含：複數個光電二極體、複數個傳送電晶體、共有之1個浮動擴散部、及共有之各1個其他像素電晶體。
周邊電路部構成為具有：垂直驅動電路4、行信號處理電路5、水平驅動電路6、輸出電路7、及控制電路8等。
控制電路8接收輸入時脈、與指令動作模式等之資料，且輸出攝像裝置之內部資訊等之資料。亦即，於控制電路8中，基於垂直同步信號、水平同步信號及主時脈，產生成為垂直驅動電路4、行信號處理電路5及水平驅動電路6等之動作之基準之時脈信號或控制信號。然後，將該等信號輸入垂直驅動電路4、行信號處理電路5及水平驅動電路6等。
垂直驅動電路4例如包含移位暫存器，選擇像素驅動配線，對所選擇之像素驅動配線供給用於驅動像素之脈衝，並以列單位驅動像素。亦即，垂直驅動電路4以列單位依次沿垂直方向選擇掃描像素陣列部3之各像素2，經由垂直信號線24將基於作為各像素2之光電轉換元件之例如光電二極體中相應於受光量而產生之信號電荷的像素信號供給至行信號處理電路5。
行信號處理電路5就像素2之例如每一行而配置，將自1列份額之像素2輸出之信號就每一像素行進行雜訊去除等之信號處理。亦即，行信號處理電路5進行用於去除像素2固有之固定圖案雜訊之相關雙取樣(Correlated Double Sampling，CDS)、信號放大、AD轉換等之信號處理。在行信號處理電路5之輸出段，水平選擇開關(未圖示)連接於與水平信號線HL之間而設置。
水平驅動電路6例如包含移位暫存器，藉由依次輸出水平掃描脈衝，而依序選擇行信號處理電路5各者，且使像素信號自行信號處理電路5各者輸出至水平信號線HL。
輸出電路7對於自行信號處理電路5各者經由水平信號線HL依次被供給之信號進行信號處理並輸出。例如，有僅緩衝HL之情形，亦有進行黑色位準調整、行不均一修正、各種數位信號處理等之情形。輸入輸出端子I/O與外部進行信號之交換。
1.2 攝像裝置之積層構造例 接著，對於本揭示之各實施形態中適用之攝像裝置1之積層構造例進行說明。圖2係用於說明本揭示之各實施形態中適用之攝像裝置之積層構造例之圖。如圖2所示般，攝像裝置1可設為貼合3個基板(第1基板10、第2基板20、第3基板30)而構成之三維構造。第1基板10、第2基板20及第3基板30按照此序積層。
第1基板10於半導體基板11具有進行光電轉換之複數個像素2。複數個像素2在第1基板10之像素陣列部3內矩陣狀設置。第2基板20在半導體基板21就4個像素2每一者各具有1個供輸出基於自像素2輸出之電荷之像素信號之讀出電路22。第2基板20具有沿列方向延伸之複數條像素驅動線23、及沿行方向延伸之複數條垂直信號線24。第3基板30在半導體基板31具有供處理像素信號之邏輯電路32。邏輯電路32例如具有垂直驅動電路4、行信號處理電路5、水平驅動電路6及控制電路8。邏輯電路32(具體而言為水平驅動電路6)將每一像素2之輸出電壓Vout向外部輸出。於邏輯電路32中，例如，可在與源極電極及汲極電極相接之雜質擴散區域之表面，形成含有CoSi 2或NiSi等使用矽化(Self-Aligned Silicide，自對準矽化物)製程形成之矽化物之低電阻區域。
垂直驅動電路4例如以列單位依次選擇複數個像素2。行信號處理電路5例如對於自藉由垂直驅動電路4選擇之列之各像素2輸出之像素信號施加CDS處理。行信號處理電路5例如藉由施加CDS處理，擷取像素信號之信號位準，並保持與各像素2之受光量相應之像素資料。水平驅動電路6例如將保持於行信號處理電路5之像素資料依次向外部輸出。控制電路8例如控制邏輯電路32內之各區塊(垂直驅動電路4、行信號處理電路5及水平驅動電路6)之驅動。
圖3係顯示像素2及讀出電路22之一例之圖。以下，如圖3所示般，對於4個像素2共有1個讀出電路22之情形進行說明。此處，所謂「共有」係指4個像素2之輸出被輸入共通之讀出電路22。
各像素2具有相互共通之構成要素。於圖3中，為了相互區別各像素2之構成要素，在各像素2之構成要素之符號之末尾賦予識別編號(1、2、3、4)。以下設為如下情形：在需要相互區別各像素2之構成要素時，在各像素2之構成要素之符號之末尾賦予識別編號，但在無需相互區別各像素2之構成要素時，省略各像素2之構成要素之符號之末尾之識別編號。
各像素2例如具有：光電二極體PD、與光電二極體PD電性連接之傳送電晶體TR、及暫時保持自光電二極體PD經由傳送電晶體TR輸出之電荷之浮動擴散區域FD。光電二極體PD相當於本揭示之「光電轉換部」之一具體例。光電二極體PD進行光電轉換而產生與受光量相應之電荷。光電二極體PD之陰極電性連接於傳送電晶體TR之源極，光電二極體PD之陽極電性連接於基準電位線(例如接地)。傳送電晶體TR之汲極電性連接於浮動擴散區域FD，傳送電晶體TR之閘極電性連接於像素驅動線23。傳送電晶體TR例如為CMOS電晶體。
共有1個讀出電路22之各像素2之浮動擴散區域FD相互電性連接，且電性連接於共通之讀出電路22之輸入端。讀出電路22例如具有重置電晶體RST、選擇電晶體SEL、及放大電晶體AMP。再者，選擇電晶體SEL可根據需要而省略。重置電晶體RST之源極(讀出電路22之輸入端)電性連接於浮動擴散區域FD，重置電晶體RST之汲極電性連接於電源線VDD及放大電晶體AMP之汲極。重置電晶體RST之閘極電性連接於像素驅動線23(參照圖2)。放大電晶體AMP之源極電性連接於選擇電晶體SEL之汲極，放大電晶體AMP之閘極電性連接於重置電晶體RST之源極。選擇電晶體SEL之源極(讀出電路22之輸出端)電性連接於垂直信號線24，選擇電晶體SEL之閘極電性連接於像素驅動線23(參照圖2)。
1.3 電子機器之概略構成例 又，如上述之攝像裝置1例如可於數位靜態相機或數位視訊攝影機等之攝像系統、具備攝像功能之可攜式電話機、或具備攝像功能之其他機器等之各種電子機器中適用。
圖4係顯示搭載於電子機器之攝像裝置之構成例之方塊圖。
如圖4所示般，電子機器1001包含光學系統1002、攝像裝置1003、DSP(Digital Signal Processor，數位信號處理器)1004，構成為經由匯流排1007連接有DSP 1004、顯示裝置1005、操作系統1006、記憶體1008、記錄裝置1009、及電源系統1010，可拍攝靜止圖像及動畫圖像。
光學系統1002構成為具有1個或複數個透鏡，將來自被攝體之像光(入射光)引導至攝像裝置1003，且使其在攝像裝置1003之受光面(感測器部)成像。
作為攝像裝置1003，適用上述任一構成例之攝像裝置1。於攝像裝置1003，相應於經由光學系統1002而成像於受光面之像，以一定期間蓄積電子。然後，將與蓄積於攝像裝置1003之電子相應之信號供給至DSP 1004。
DSP 1004對來自攝像裝置1003之信號施加各種信號處理並取得圖像，使該圖像之資料暫時記憶於記憶體1008。記憶於記憶體1008之圖像之資料或者記錄於記錄裝置1009，或者供給至顯示裝置1005而顯示圖像。又，操作系統1006受理使用者之各種操作並將操作信號供給至電子機器1001之各區塊，電源系統1010供給電子機器1001之各區塊之驅動所需之電力。
在如此般構成之電子機器1001中，作為攝像裝置1003，藉由適用如上述之攝像裝置1，而可更有效地進行金屬層58之層數之削減，而可謀求降低成本。
2.第1實施形態 首先，參照圖式對於第1實施形態之攝像裝置及電子機器詳細地進行說明。再者，於本實施形態中，像素100亦可為與設置於上述之共通構成例之第1基板10之像素2對應之構成。
2.1 像素構成例 圖5係顯示本實施形態之像素之概略構成例之俯視圖。圖6係顯示圖5之A-A’剖面之構造例之垂直剖面圖。圖7係顯示圖5之B-B’剖面之構造例之垂直剖面圖。圖8係顯示圖5之C-C’剖面之構造例之水平剖面圖。圖9係顯示圖5之D-D’剖面之構造例之水平剖面圖。
如圖5～圖9所示般，於本實施形態中，在藉由區劃半導體基板101之像素分離部109區劃成二維格子狀之各像素區域，設置1個像素100。
像素100包含：光電轉換部102，其偏靠半導體基板101之例如背面側(圖式中、下表面側)而設置；埋入閘極電極103，其在基板厚度方向上接近配置於光電轉換部102；傳送閘極電極108，其以與埋入閘極電極103相接之方式設置於半導體基板101之上表面上；埋入絕緣膜107，其設置於埋入閘極電極103之上部之至少一部分處；浮動擴散區域105，其設置於半導體基板101之上層之像素區域之4角隅中之一個，擴散區域104，其以連接像素區域之大致中央至浮動擴散區域105之方式設置於半導體基板101之上層；及接地接點106，其設置於半導體基板101之上層之像素區域之4角隅中之位於與設置有浮動擴散區域105之角隅為對角之角隅。
於上述構成中，埋入閘極電極103例如以自至少一方向接近自設置於圖元區域之1個角隅之浮動擴散區域105向圖元區域之中央突出之擴散區域104之下方之區域(亦稱為第1區域)之方式配置。於本實施形態中，因埋入閘極電極103具有コ字狀之形狀(特別參照圖5、圖8及圖9)，故以自3方向接近且包圍擴散區域104之下方之區域之方式配置。
如此般，藉由將光電轉換部102與埋入閘極電極103及擴散區域104沿著縱方向(基板厚度方向)排列，在經由傳送閘極電極108對埋入閘極電極103施加電壓時，沿著基板厚度方向形成將位於埋入閘極電極103之下方之光電轉換部102至位於上方之擴散區域104直線性連結之通道。藉此，可提高電荷自光電轉換部102向擴散區域104及與其連接之浮動擴散區域105之傳送效率。
又，於上述構成中，在埋入閘極電極103之上設置埋入絕緣膜107。
如此般，藉由將埋入閘極電極103之上部置換成埋入絕緣膜107等絕緣物，而可確保浮動擴散區域105至埋入閘極電極103之距離。藉此，由於可抑制因電場集中於埋入閘極電極103與浮動擴散區域105之間而產生之電子雪崩之發生，故可抑制因像素信號之振幅飽和而產生之白點等之畫質劣化之發生。
同樣地，藉由將埋入閘極電極103之上部置換成埋入絕緣膜107等絕緣物，而可確保接地接點106至埋入閘極電極103之距離，因此可抑制電子雪崩之發生，而可抑制白點等之畫質劣化之發生。
2.2 製造步驟例 接著，參照圖式對於本實施形態之像素100之製造步驟之例詳細地進行說明。圖10～圖16係顯示本實施形態之像素之製造步驟例之製程剖面圖。再者，圖10顯示與圖5之A-A’剖面及B-B’剖面之兩者對應之製程剖面圖，圖11、圖13及圖15顯示與圖5之A-A’剖面對應之製程剖面圖，圖12、圖14及圖16顯示與圖5之B-B’剖面對應之製程剖面圖。
於本製造步驟例中，首先，如圖10所示般，對於矽基板等半導體基板101自上表面側以特定之注入能量離子注入N型之摻雜劑，藉由將藉此注入之摻雜劑熱擴散，而在偏靠半導體基板101之背面側之區域，形成N-型之擴散區域即光電轉換部102。關於半導體基板101，例如可使用P-型之半導體基板，亦可較薄地擴散有P型之摻雜劑。再者，於本說明中，所謂N-型係指自由電子之量少之N型，所謂N+型，係指自由電子之量多之N型。同樣地，所謂P-型係指電洞量少之P型，所謂P+型係指電洞量多之P型。
接著，在供形成用於將半導體基板101區劃成各個像素區域之像素分離部109之區域，形成自上表面側到達背面側之溝渠，藉由在藉此形成之溝渠內埋入例如氧化矽(SiO 2)或氮化矽(SiN)等絕緣體，而形成將半導體基板101區劃成各個像素區域之像素分離部109。
再者，於本例中，作為像素分離部109，例示自半導體基板101之上表面到達背面之所謂FFTI(Front Full Trench Isolation，前方全溝渠隔離)型之像素分離部，但並不限定於此，亦可採用自背面側貫通半導體基板101之FTI(Full Trench Isolation，全溝渠隔離)型、或自半導體基板101之表面或背面至中段而形成之DTI(Deep Trench Isolation，深溝渠隔離)型或RDTI(Reverse Deep Trench Isolation，反向深溝渠隔離)型之像素分離部。
又，在使像素分離部109具有光之封閉效果之情形下，亦可在形成於半導體基板101之溝渠內，埋入鎢(W)等反射性材料。此時，在埋入導電性之反射性材料之情形時，建議在與半導體基板101之間設置絕緣層。
接著，如圖11及圖12所示般，藉由以自表面側不到達光電轉換部102之程度挖掘半導體基板101，來形成用於形成埋入閘極電極103之コ字狀之溝渠103a。於溝渠103a之形成，例如可使用光微影術及乾式蝕刻，關於乾式蝕刻，例如，可使用RIE(Reactive Ion Etching，反應離子蝕刻)等異方性乾式蝕刻。惟，並不限定於此，亦可以各種方法形成溝渠103a。
接著，在溝渠103a內部之半導體基板101表面形成閘極絕緣膜(未圖示)。於閘極絕緣膜之形成，可使用富氧條件下之退火等。惟，並不限定於此，亦可使用濺鍍法或CVD(Chemical Vapor Deposition，化學汽相沈積)法等形成閘極絕緣膜。又，形成於溝渠103a之內部以外且為半導體基板101之上表面上之絕緣膜，可藉由CMP(Chemical Mechanical Polishing，化學機械研磨)或濕式蝕刻等去除。
接著，如圖13及圖14所示般，在溝渠103a之內部形成埋入閘極電極103。在溝渠103a內之埋入閘極電極103之高度，可為將與在之後之步驟中形成之浮動擴散區域105及/或接地接點106相隔之距離保持為可降低電場之集中之程度之距離的程度之高度。例如，在溝渠103a內之埋入閘極電極103之高度可為溝渠103a之深度之一半左右。
又，對於埋入閘極電極103之材料，可使用藉由含有雜質而具有導電性之多晶矽或非晶矽等。然而，並不限定於此，亦可使用金屬或合金等其他導電性材料。
於埋入閘極電極103之形成，例如可使用濺鍍法或CVD法等。具體而言，可行的是，以自半導體基板101之上表面埋入溝渠103a內之方式堆積導電性材料，藉由CMP或濕式蝕刻等去除堆積在半導體基板101之上表面上之導電性材料，其後，藉由例如使用光微影術及乾式蝕刻在溝渠103a內形成用於形成埋入絕緣膜107之溝渠，而在溝渠103a內之底側形成埋入閘極電極103。此時，為了使溝渠103a底部之埋入閘極電極103與半導體基板101上之傳送閘極電極108接觸，溝渠103a內之一部分埋入閘極電極103可殘留至溝渠103a之開口部(即半導體基板101之上表面)。
接著，如圖15及圖16所示般，在形成有埋入閘極電極103之溝渠103a內形成埋入絕緣膜107。在埋入絕緣膜107之形成，例如，可使用濺鍍法或CVD法等。具體而言，可行的是，藉由以自半導體基板101之上表面埋入溝渠103a內之剩餘之空洞之方式堆積絕緣性材料，利用CMP或濕式蝕刻等去除堆積於半導體基板101之上表面上之絕緣性材料，而在溝渠103a內之上側形成埋入絕緣膜107。再者，關於埋入絕緣膜107之絕緣性材料，可使用氧化矽(SiO 2)或氮化矽(SiN)等。
繼而，在半導體基板101上形成與埋入閘極電極103接觸之傳送閘極電極108。關於傳送閘極電極108之材料，可使用藉由含有雜質而具有導電性之多晶矽或非晶矽等。然而，並不限定於此，亦可使用金屬或合金等其他導電性材料。又，在傳送閘極電極108之形成中，例如執行利用濺鍍法或CVD法等進行之成膜步驟、及利用光微影術及蝕刻進行之圖案化步驟。
接著，在半導體基板101之上層部分之由埋入絕緣膜107包圍之區域，形成擴散區域104。在擴散區域104之形成中，在半導體基板101之上表面形成自像素區域之中央部分至四個角隅之1個(形成有浮動擴散區域105之角隅) 而開口之遮罩，藉由對藉由該遮罩開口之區域以特定之注入能量離子注入N型之摻雜劑，而形成N-型之擴散區域即擴散區域104。
接著，藉由在半導體基板101之上層部分之像素區域之四個角隅之1個形成N+型之擴散區域即浮動擴散區域105，在位於與該角隅對角之角隅形成P+型之擴散區域即接地接點106，而形成圖5～圖9所示之像素構造。再者，在浮動擴散區域105與接地接點106之形成，可使用與上述之擴散區域104同樣之步驟。惟，在對浮動擴散區域105與接地接點106離子注入後，可藉由對半導體基板101之上表面實施退火，而將注入之摻雜劑穩定化。
2.3 彙總 如以上所述般，根據本實施形態，由於光電轉換部102與埋入閘極電極103及擴散區域104沿著縱方向(基板厚度方向)排列，故可將光電轉換部102之電荷直線地向擴散區域104抽除。藉此，可提高來自光電轉換部102之電荷之傳送效率。
又，根據本實施形態，由於在埋入閘極電極103與浮動擴散區域105/接地接點106之間介置埋入絕緣膜107，故可抑制因電場集中於埋入閘極電極103與浮動擴散區域105/接地接點106之間而產生之電子雪崩之發生。其結果為，可抑制因像素信號之振幅飽和而產生之白點等之畫質劣化之發生。
3.第2實施形態 接著，參照圖式對於第2實施形態之攝像裝置及電子機器詳細地進行說明。再者，於本實施形態中，像素200亦可為與設置於上述之共通構成例之第1基板10之像素2對應之構成。又，對於與上述之實施形態相同之構成、動作、製造步驟及效果，藉由引用該等，而省略重複之說明。
圖17係顯示本實施形態之像素之概略構成例之俯視圖。圖18係顯示圖17之A-A’剖面之構造例之垂直剖面圖。圖19係顯示圖17之B-B’剖面之構造例之垂直剖面圖。
如圖17～圖19所示般，本實施形態之像素200具備如下構造，即：於與在第1實施形態中使用圖5～圖9說明之像素100同樣之構成中，省略擴散區域104，且將浮動擴散區域105置換成位於像素區域之大致中央之浮動擴散區域205。
如此般，即便在設為浮動擴散區域105位於像素區域之大致中央之構造之情形下，由於光電轉換部102與埋入閘極電極103及浮動擴散區域205沿著縱方向(基板厚度方向)排列，故可將光電轉換部102之電荷直線地向浮動擴散區域205抽除。藉此，可提高來自光電轉換部102之電荷之傳送效率。
又，於本實施形態之構造中亦然，由於在埋入閘極電極103與浮動擴散區域205/接地接點106之間介置埋入絕緣膜107，故可抑制因電場集中於埋入閘極電極103與浮動擴散區域205/接地接點106之間而產生之電子雪崩之發生。其結果為，可抑制因像素信號之振幅飽和而產生之白點等之畫質劣化之發生。
因其他構成、動作、製造步驟及效果與上述之實施形態相同，故此處省略詳細之說明。
4.第3實施形態 接著，參照圖式對於第3實施形態之攝像裝置及電子機器詳細地進行說明。再者，於本實施形態中，像素300亦可為與設置於上述之共通構成例之第1基板10之像素2對應之構成。又，對於與上述之實施形態相同之構成、動作、製造步驟及效果，藉由引用該等，而省略重複之說明。
圖20係顯示本實施形態之像素之概略構成例之俯視圖。圖21係顯示圖20之A-A’剖面之構造例之垂直剖面圖。圖22係顯示圖20之B-B’剖面之構造例之垂直剖面圖。
如圖20～圖21所示般，本實施形態之像素300具備如下構造：於與在第1實施形態中使用圖5～圖9說明之像素100同樣之構成中，將埋入閘極電極103及埋入絕緣膜107置換成埋入閘極電極303及埋入絕緣膜307。
埋入閘極電極303具備如下構造：省略了圖5～圖9所示之埋入閘極電極103之コ字狀之構造中之位於自浮動擴散區域105延伸之擴散區域104之延長方向之部分、及未設置有傳送閘極電極108之側之部分。換言之，埋入閘極電極303具有僅配置於擴散區域104下之區域之單側(設置有傳送閘極電極108之側)之構造。與此相伴，於本實施形態中，埋入絕緣膜307僅配置於擴散區域104下之區域之單側(設置有傳送閘極電極108之側)。
如此般，藉由設為將埋入閘極電極303僅配置於擴散區域104下之區域之單側之構造，可縮小像素區域。藉此，可發揮解析度之提高及攝像裝置1之小型化等之效果。
又，即便在設為將埋入閘極電極303僅配置於擴散區域104下之區域之單側之構造之情形下，由於光電轉換部102與埋入閘極電極303及擴散區域104沿著縱方向(基板厚度方向)排列，故可將光電轉換部102之電荷直線地向擴散區域104抽除。藉此，可提高來自光電轉換部102之電荷之傳送效率。
進而，於本實施形態之構造中亦然，由於在埋入閘極電極303與浮動擴散區域105/接地接點106之間介置埋入絕緣膜307，故可抑制因電場集中於埋入閘極電極303與浮動擴散區域105/接地接點106之間而產生之電子雪崩之發生。其結果為，可抑制因像素信號之振幅飽和而產生之白點等之畫質劣化之發生。
再者，於本實施形態中，例示了基於第1實施形態之情形，但並不限定於此，亦可基於第2實施形態等其他實施形態。又，因其他構成、動作、製造步驟及效果與上述實施形態相同，故此處省略詳細之說明。
5.第4實施形態 接著，參照圖式對於第4實施形態之攝像裝置及電子機器詳細地進行說明。再者，於本實施形態中，像素400亦可為與設置於上述之共通構成例之第1基板10之像素2對應之構成。又，對於與上述之實施形態相同之構成、動作、製造步驟及效果，藉由引用該等，而省略重複之說明。
圖23係顯示本實施形態之像素之概略構成例之俯視圖。圖24係顯示圖23之A-A’剖面之構造例之垂直剖面圖。圖25係顯示圖23之B-B’剖面之構造例之垂直剖面圖。
如圖23～圖25所示般，本實施形態之像素400具備如下構造：於與在第1實施形態中使用圖5～圖9說明之像素100相同之構成中，將傳送閘極電極108、埋入閘極電極103及埋入絕緣膜107置換成2個傳送閘極電極408a及408b、分離成2個之埋入閘極電極403a及403b、及分離成2個之埋入絕緣膜407a及407b。
埋入閘極電極403a及403b具備如下構造：省略圖5～圖9所示之埋入閘極電極103之コ字狀之構造中之位於自浮動擴散區域105延伸之擴散區域104之延長方向上之部分。換言之，埋入閘極電極403a及403b具有自兩側夾著擴散區域104下之區域之構造。與此相伴，在本實施形態中，埋入絕緣膜407a及407b以自兩側夾著擴散區域104下之區域之方式配置。
又，2個埋入閘極電極403a及403b中之埋入閘極電極403a連接於傳送閘極電極408a，埋入閘極電極403b連接於位於與傳送閘極電極408a為對角之傳送閘極電極408b。
如此般，即便在將埋入閘極電極403a及403b設為自兩側夾著擴散區域104下之區域之構造之情形下，因光電轉換部102與埋入閘極電極403a及403b及擴散區域104沿著縱方向(基板厚度方向)排列，故可將光電轉換部102之電荷直線地向擴散區域104抽除。藉此，可提高來自光電轉換部102之電荷之傳送效率。
進而，於本實施形態之構造中亦然，由於在埋入閘極電極403a及403b與浮動擴散區域105/接地接點106之間介置埋入絕緣膜407a及407b，故可抑制因電場集中於埋入閘極電極403a及403b與浮動擴散區域105/接地接點106之間而產生之電子雪崩之發生。其結果為，可抑制因像素信號之振幅飽和而產生之白點等之畫質劣化之發生。
再者，於本實施形態中，例示了基於第1實施形態之情形，但並不限定於此，亦可基於第2實施形態等其他實施形態。又，因其他構成、動作、製造步驟及效果與上述實施形態相同，故此處省略詳細之說明。
6.第5實施形態 接著，參照圖式對於第5實施形態之攝像裝置及電子機器詳細地進行說明。再者，於本實施形態中，像素500亦可為與設置於上述之共通構成例之第1基板10之像素2對應之構成。又，對於與上述之實施形態相同之構成、動作、製造步驟及效果，藉由引用該等，而省略重複之說明。
圖26係顯示本實施形態之像素之概略構成例之俯視圖。圖27係顯示圖26之A-A’剖面之構造例之垂直剖面圖。圖28係顯示圖26之B-B’剖面之構造例之垂直剖面圖。
如圖26～圖28所示般，本實施形態之像素500具備如下構造：於與在第1實施形態中使用圖5～圖9說明之像素100同樣之構成中，將埋入閘極電極103及埋入絕緣膜107置換成L字狀之埋入閘極電極503及L字狀之埋入絕緣膜507。
埋入閘極電極503具備如下構造：省略圖5～圖9所示之埋入閘極電極103之コ字狀之構造中之未設置傳送閘極電極108之側之部分。換言之，埋入閘極電極503具有自設置有傳送閘極電極108之側、與設置有接地接點106之側包圍擴散區域104下之區域之構造。與此相伴，於本實施形態中，埋入絕緣膜507以自設置有傳送閘極電極108之側與設置有接地接點106之側包圍擴散區域104下之區域之方式配置。
如此般，即便在將埋入閘極電極503設為自設置有傳送閘極電極108之側與設置有接地接點106之側包圍擴散區域104下之區域之構造之情形下，因光電轉換部102與埋入閘極電極503及擴散區域104沿著縱方向(基板厚度方向)排列，故可將光電轉換部102之電荷直線地向擴散區域104抽除。藉此，可提高來自光電轉換部102之電荷之傳送效率。
進而，於本實施形態之構造中亦然，由於在埋入閘極電極503與浮動擴散區域105/接地接點106之間介置埋入絕緣膜507，故可抑制因電場集中於埋入閘極電極503與浮動擴散區域105/接地接點106之間而產生之電子雪崩之發生。其結果為，可抑制因像素信號之振幅飽和而產生之白點等之畫質劣化之發生。
再者，於本實施形態中，例示了基於第1實施形態之情形，但並不限定於此，亦可基於第2實施形態等其他實施形態。又，因其他構成、動作、製造步驟及效果與上述實施形態相同，故此處省略詳細之說明。
7.對於移動體之應用例 本揭示之技術(本技術)可應用於各種產品。例如，本揭示之技術可作為搭載於汽車、電動汽車、油電混合汽車、機車、自行車、個人移動性裝置、飛機、無人機、船舶、機器人等之任一種類之移動體之裝置而實現。
圖29係顯示可適用本揭示之技術之移動體控制系統之一例即車輛控制系統之概略構成例之方塊圖。
車輛控制系統12000具備經由通訊網路12001連接之複數個電子控制單元。在圖29所示之例中，車輛控制系統12000包含：驅動系統控制單元12010、車體系統控制單元12020、車外資訊檢測單元12030、車內資訊檢測單元12040、及整合控制單元12050。又，作為整合控制單元12050之功能構成，圖示微電腦12051、聲音圖像輸出部12052、及車載網路I/F(interface，介面)12053。
驅動系統控制單元12010依照各種程式控制與車輛之驅動系統關聯之裝置之動作。例如，驅動系統控制單元12010作為內燃機或驅動用馬達等用於產生車輛之驅動力之驅動力產生裝置、用於將驅動力傳遞至車輪之驅動力傳遞機構、調節車輛之舵角之轉向機構、及產生車輛之制動力之制動裝置等的控制裝置而發揮功能。
車體系統控制單元12020依照各種程式控制裝備於車體之各種裝置之動作。例如，車體系統控制單元12020作為無鑰匙門禁系統、智慧型鑰匙系統、電動窗裝置、或前照燈、尾燈、煞車燈、轉向燈或霧燈等各種燈之控制裝置發揮功能。該情形下，可對車體系統控制單元12020輸入自代替鑰匙之可攜式機發出之電波或各種開關之信號。車體系統控制單元12020受理該等電波或信號之輸入，而控制車輛之門鎖裝置、電動窗裝置、燈等。
車外資訊檢測單元12030檢測搭載車輛控制系統12000之車輛外部之資訊。例如，於車外資訊檢測單元12030連接有攝像部12031。車外資訊檢測單元12030使攝像部12031拍攝車外之圖像，且接收所拍攝之圖像。車外資訊檢測單元12030可基於接收到之圖像，進行人、車、障礙物、標識或路面上之文字等之物體檢測處理或距離檢測處理。
攝像部12031係接收光且輸出與該光之受光量相應之電信號之光感測器。攝像部12031可將電信號作為圖像輸出，亦可作為測距之資訊輸出。又，攝像部12031所接收之光可為可見光，亦可為紅外線等非可見光。
車內資訊檢測單元12040檢測車內之資訊。於車內資訊檢測單元12040例如連接有檢測駕駛者之狀態之駕駛者狀態檢測部12041。駕駛者狀態檢測部12041包含例如拍攝駕駛者之相機，車內資訊檢測單元12040基於自駕駛者狀態檢測部12041輸入之檢測資訊，可算出駕駛者之疲勞度或注意力集中度，亦可判別駕駛者是否打瞌睡。
微電腦12051可基於由車外資訊檢測單元12030或車內資訊檢測單元12040取得之車內外之資訊，運算驅動力產生裝置、轉向機構或制動裝置之控制目標值，且對驅動系統控制單元12010輸出控制指令。例如，微電腦12051可進行以實現包含車輛之避免碰撞或緩和衝擊、基於車距之追隨行駛、車速維持行駛、車輛之碰撞警告、或車輛之車道偏離警告等的ADAS(Advanced Driver Assistance Systems，先進駕駛輔助系統)之功能為目的之協調控制。
微電腦12051可基於由車外資訊檢測單元12030或車內資訊檢測單元12040取得之車輛周圍之資訊，控制驅動力產生裝置、轉向機構或制動裝置等，進行以不依賴於駕駛者之操作而自律行駛之自動駕駛等為目的之協調控制。
又，微電腦12051可基於由車外資訊檢測單元12030取得之車外之資訊，對車體系統控制單元12020輸出控制指令。例如，微電腦12051可進行根據由車外資訊檢測單元12030檢測出之前方車輛或對向車輛之位置而控制前照燈、而將遠光切換為近光等之以謀求防眩為目的之協調控制。
聲音圖像輸出部12052朝可對車輛之乘客或車外以視覺性或聽覺性通知資訊之輸出裝置，發送聲音及圖像中至少一者之輸出信號。在圖29之例中，例示有音訊揚聲器12061、顯示部12062及儀表板12063作為輸出裝置。顯示部12062例如可包含車載顯示器及抬頭顯示器之至少一者。
圖30係顯示攝像部12031之設置位置之例之圖。
於圖30中，車輛12100具有攝像部12101、12102、12103、12104、12105作為攝像部12031。
攝像部12101、12102、12103、12104、12105例如設置於車輛12100之前保險桿、後照鏡、後保險桿、尾門及車廂內之擋風玻璃之上部等之位置。前保險桿所具備之攝像部12101及車廂內之擋風玻璃之上部所具備之攝像部12105主要取得車輛12100之前方之圖像。後照鏡所具備之攝像部12102、12103主要取得車輛12100之側方之圖像。後保險桿或尾門所具備之攝像部12104主要取得車輛12100之後方之圖像。由攝像部12101及12105取得之前方之圖像主要用於前方車輛或行人、障礙物、號誌機、交通標誌或車道線等之檢測。
再者，在圖30中，顯示攝像部12101至12104之攝像範圍之一例。攝像範圍12111顯示設置於前保險桿之攝像部12101之攝像範圍，攝像範圍12112、12113顯示分別設置於後照鏡之攝像部12102、12103之攝像範圍，攝像範圍12114顯示設置於後保險桿或尾門之攝像部12104之攝像範圍。例如，藉由重疊由攝像部12101至12104拍攝之圖像資料，可獲得自上方觀察車輛12100之俯瞰圖像。
攝像部12101至12104之至少1者可具有取得距離資訊之功能。例如，攝像部12101至12104之至少1者可為包含複數個攝像元件之立體攝影機，亦可為具有相位差檢測用之像素之攝像元件。
例如，微電腦12051藉由基於根據攝像部12101至12104獲得之距離資訊，求得與攝像範圍12111至12114內之各立體物相隔之距離、及該距離之時間性變化(對於車輛12100之相對速度)，而可尤其將位於車輛12100之行進路上最近之立體物、且為在與車輛12100大致相同之方向以特定之速度(例如0 km/h以上)行駛之立體物擷取作為前方車。進而，微電腦12051可設定針對前方車於前方側應預先確保之車距，進行自動煞車控制(亦包含停止追隨控制)、自動加速控制(亦包含追隨起步控制)等。如此般可進行以不依賴於駕駛者之操作而自律行駛之自動駕駛等為目的之協調控制。
例如，微電腦12051可基於自攝像部12101至12104獲得之距離資訊，將與立體物相關之立體物資料分類為二輪車、普通車輛、大型車輛、行人、電線桿等或其他立體物而加以擷取，用於自動迴避障礙物。例如，微電腦12051可將車輛12100周邊之障礙物辨識為車輛12100之駕駛員可視認之障礙物及難以視認之障礙物。且，微電腦12051判斷表示與各障礙物碰撞之危險度之碰撞風險，當遇到碰撞風險為設定值以上而有可能發生碰撞之狀況時，藉由經由音訊揚聲器12061或顯示部12062對駕駛員輸出警報，或經由驅動系統控制單元12010進行強制減速或迴避操舵，而可進行用於避免碰撞之駕駛支援。
攝像部12101至12104之至少1者可為檢測紅外線之紅外線相機。例如，微電腦12051可藉由判定於攝像部12101至12104之攝像圖像中是否存在有行人而辨識行人。上述之行人之辨識藉由例如提取作為紅外線相機之攝像部12101至12104之攝像圖像之特徵點之步序、針對表示物體之輪廓之一系列特徵點進行圖案匹配處理而判別是否為行人之步序而進行。當微電腦12051判定為在攝像部12101至12104之攝像圖像中存在行人，且辨識為行人時，聲音圖像輸出部12052控制顯示部12062而針對該被辨識出之行人重疊顯示用於強調之方形輪廓線。又，聲音圖像輸出部12052亦可控制顯示部12062而將顯示行人之圖標等顯示於所期望之位置。
以上，對於可適用本揭示之技術之車輛控制系統之一例進行了說明。本揭示之技術可適用於以上所說明之構成中之攝像部12031。藉由將本揭示之技術適用於攝像部12031，而可取得畫質良好之圖像，因此可發揮可提高各種檢測處理之精度等的各種效果。
8.對於內視鏡手術系統之應用例 本揭示之技術(本技術)可應用於各種產品。例如，本揭示之技術可應用於內視鏡手術系統。
圖31係顯示可適用本揭示之技術(本技術)之內視鏡手術系統之概略構成之一例之圖。
在圖31中，圖示施術者(醫生)11131使用內視鏡手術系統11000對病床11133上之患者11132進行手術之狀況。如圖示般，內視鏡手術系統11000包含：內視鏡11100、氣腹管11111或能量處置具11112等其他手術器具11110、支持內視鏡11100之支持臂裝置11120、及搭載有用於內視鏡下手術之各種裝置之手推車11200。
內視鏡11100包含：鏡筒11101，其自前端起特定長度之區域插入患者11132之體腔內；及相機頭11102，其連接於鏡筒11101之基端。在圖示之例中，圖示構成為具有硬性鏡筒11101之所謂硬性鏡之內視鏡11100，但內視鏡11100亦可構成為具有軟性鏡筒之所謂軟性鏡。
在鏡筒11101之前端設置有嵌入有物鏡之開口部。於內視鏡11100連接有光源裝置11203，由該光源裝置11203產生之光由在鏡筒11101之內部延伸設置之光導件導光至該鏡筒之前端，並經由物鏡向患者11132之體腔內之觀察對象照射。再者，內視鏡11100可為直視鏡，亦可為斜視鏡或側視鏡。
在相機頭11102之內部設置有光學系統及攝像元件，來自觀察對象之反射光(觀察光)由該光學系統集光於該攝像元件。藉由該攝像元件對觀察光進行光電轉換，產生與觀察光對應之電信號、亦即與觀察像對應之圖像信號。該圖像信號作為RAW資料被發送至相機控制單元(Camera Control Unit，CCU)11201。
CCU 11201包含CPU(Central Processing Unit，中央處理器)或GPU(Graphics Processing Unit，圖形處理器)等，統括地控制內視鏡11100及顯示裝置11202之動作。進而，CCU 11201自相機頭11102接收圖像信號，對該圖像信號實施例如顯影處理(解馬賽克處理)等用於顯示基於該圖像信號之圖像之各種圖像處理。
顯示裝置11202藉由來自CCU 11201之控制而顯示基於由該CCU 11201實施圖像處理之圖像信號的圖像。
光源裝置11203例如包含LED(Light Emitting Diode，發光二極體)等光源，將拍攝手術部位等時之照射光供給至內視鏡11100。
輸入裝置11204係對於內視鏡手術系統11000之輸入介面。使用者可經由輸入裝置11204對於內視鏡手術系統11000進行各種資訊之輸入或指示輸入。例如，使用者輸入變更內視鏡11100之攝像條件(照射光之種類、倍率及焦距等)之意旨之指示等。
處置具控制裝置11205控制用於燒灼、切開組織或封堵血管等之能量處置具11112之驅動。氣腹裝置11206出於確保內視鏡11100之視野及確保施術者之作業空間之目的，為了使患者11132之體腔膨脹，而經由氣腹管11111將氣體送入該體腔內。記錄器11207係可記錄與手術相關之各種資訊之裝置。印表機11208係可將與手術相關之各種資訊以文字、圖像或圖表等各種形式予以印刷之裝置。
再者，對內視鏡11100供給拍攝手術部位時之照射光之光源裝置11203可包含例如LED、雷射光源或由該等之組合構成之白色光源。在由RGB雷射光源之組合構成白色光源時，由於可高精度地控制各色(各波長)之輸出強度及輸出時序，故在光源裝置11203中可進行攝像圖像之白平衡之調整。又，該情形下，藉由分時對觀察對象照射來自RGB雷射光源各者之雷射光，與該照射時序同步地控制相機頭11102之攝像元件之驅動，而可分時拍攝與RGB各者對應之圖像。根據該方法，即便於該攝像元件未設置彩色濾光器，亦可獲得彩色圖像。
又，光源裝置11203可以每隔特定之時間變更所輸出之光之強度之方式控制該驅動。藉由與該光之強度之變更之時序同步地控制照相機頭11102之攝像元件之驅動而分時取得圖像，且將該圖像合成，而可產生所謂之無欠曝及過曝之高動態範圍之圖像。
又，光源裝置11203可構成為可供給與特殊光觀察對應之特定之波長頻帶之光。在特殊光觀察中，例如，藉由利用生物體組織之光之吸收之波長依存性，照射與通常之觀察時之照射光(亦即，白色光)相比更窄頻帶之光，而進行在高對比度下拍攝黏膜表層之血管等之特定之組織之所謂窄頻帶光觀察(Narrow Band Imaging，內鏡窄帶成像術)。或，在特殊光觀察中，可進行利用藉由照射激發光產生之螢光而獲得圖像之螢光觀察。在螢光觀察中，可進行對生物體組織照射激發光而觀察來自該生物體組織之螢光(自身螢光觀察)、或對生物體組織局部注射靛氰綠(ICG)等之試劑且對該生物體組織照射與該試劑之螢光波長對應之激發光而獲得螢光像等。光光源裝置11203可構成為可供給與此特殊光觀察對應之窄頻光及/或激發光。
圖32係顯示圖31所示之相機頭11102及CCU 11201之功能構成之一例之方塊圖。
相機頭11102具有：透鏡單元11401、攝像部11402、驅動部11403、通訊部11404、及相機頭控制部11405。CCU 11201具有：通訊部11411、圖像處理部11412、及控制部11413。相機頭11102與CCU 11201藉由傳送纜線11400可相互通訊地連接。
透鏡單元11401係設置於與鏡筒11101之連接部之光學系統。自鏡筒11101之前端擷取之觀察光被導光至相機頭11102，而入射至該透鏡單元11401。透鏡單元11401係而構成為組合包含變焦透鏡及對焦透鏡之複數個透鏡。
攝像部11402係由攝像元件構成。構成攝像部11402之攝像元件可為1個(所謂之單板式)，亦可為複數個(所謂之多板式)。在攝像部11402由多板式構成時，例如可藉由利用各攝像元件產生與RGB各者對應之圖像信號，且將其等合成，而獲得彩色圖像。或，攝像部11402可構成為具有用於分別取得與3D(Dimensional，維度)顯示對應之右眼用及左眼用之圖像信號的1對攝像元件。藉由進行3D顯示，而施術者11131可更準確地掌握手術部位之生物體組織之縱深。再者，若攝像部11402由多板式構成，可與各攝像元件對應地，亦將透鏡單元11401設置複數個系統。
又，攝像部11402可未必設置於相機頭11102。例如，攝像部11402可在鏡筒11101之內部設置於物鏡之正後方。
驅動部11403係由致動器構成，藉由來自相機頭控制部11405之控制，而使透鏡單元11401之變焦透鏡及對焦透鏡沿光軸移動特定之距離。藉此，可適宜地調整由攝像部11402拍攝之攝像圖像之倍率及焦點。
通訊部11404係由用於在與CCU 11201之間收發各種資訊之通訊裝置構成。通訊部11404將自攝像部11402獲得之圖像信號作為RAW資料經由傳送纜線11400朝CCU 11201發送。
又，通訊部11404自CCU 11201接收用於控制相機頭11102之驅動之控制信號，且供給至相機頭控制部11405。在控制信號例如包含指定攝像圖像之訊框率之意旨之資訊、指定攝像時之曝光值之意旨之資訊、及/或指定攝像圖像之倍率及焦點之意旨之資訊等與攝像條件相關之資訊。
此外，上述之訊框率或曝光值、倍率、焦點等攝像條件可由使用者適宜地指定，亦可基於所取得之圖像信號由CCU 11201之控制部11413自動設定。如為後者，需在內視鏡11100搭載所謂之AE(Auto Exposure，自動曝光)功能、AF(Auto Focus，自動對焦)功能及AWB(Auto White Balance，自動白平衡)功能。
相機頭控制部11405基於經由通訊部11404接收之來自CCU 11201之控制信號，控制相機頭11102之驅動。
通訊部11411係由用於在與相機頭11102之間收發各種資訊之通訊裝置而構成。通訊部11411接收自相機頭11102經由傳送纜線11400發送之圖像信號。
又，通訊部11411對相機頭11102發送用於控制相機頭11102之驅動之控制信號。圖像信號或控制信號可藉由電通訊或光通訊等發送。
圖像處理部11412對自相機頭11102發送之RAW資料即圖像信號實施各種圖像處理。
控制部11413進行與內視鏡11100對手術部位等之攝像、及藉由手術部位等之攝像而獲得之攝像圖像之顯示相關之各種控制。例如，控制部11413產生用於控制相機頭11102之驅動之控制信號。
又，控制部11413基於由圖像處理部11412實施圖像處理之圖像信號使顯現有手術部位等之攝像圖像顯示於顯示裝置11202。此時，控制部11413可利用各種圖像辨識技術辨識攝像圖像內之各種物體。例如，控制部11413藉由檢測攝像圖像中所含之物體之邊緣之形狀或顏色等，而可辨識鑷子等手術器具、特定之生物體部位、出血、能量處置具11112之使用時之霧氣等。控制部11413可在使顯示裝置11202顯示攝像圖像時，使用該辨識結果使各種手術支援資訊重疊顯示於該手術部位之圖像。藉由重疊顯示手術支援資訊，並提示給施術者11131，而可減輕施術者11131之負擔，而施術者11131準確地進行手術。
連接相機頭11102及CCU 11201之傳送纜線11400可為與電信號之通訊對應之電信號纜線、與光通訊對應之光纖、或其等之複合纜線。
此處，在圖示之例中，可使用傳送纜線11400以有線進行通訊，但相機頭11102與CCU 11201之間之通訊亦可以無線進行。
以上，對於可適用本揭示之技術之內視鏡手術系統之一例進行了說明。本揭示之技術可於以上說明之構成中之例如內視鏡11100、相機頭11102(之攝像部11402)、CCU 11201(之圖像處理部11412)等。藉由在該等之構成中適用本揭示之技術，而可獲得更鮮明之術部圖像，從而施術者可確實地確認術部。
再者，此處，作為一例而對於內視鏡手術系統進行了說明，但本揭示之技術此外亦可適用於例如顯微鏡手術系統等。
以上，對於本揭示之實施形態進行了說明，但本揭示之技術範圍，並不限定於上述實施形態其本身，在不脫離本揭示之要旨之範圍內，可進行各種變更。又，可適當組合不同之實施形態及變化例之構成要素。
又，本說明書記載之各實施形態之效果終極而言僅為例示而非限定者，亦可具有其他效果。
再者，本技術亦可採用如以下之構成。 (1) 一種攝像裝置，其包含二維格子狀排列之複數個像素， 前述像素各者包含： 光電轉換部，其對入射光進行光電轉換； 閘極電極，其傳送蓄積於前述光電轉換部之電荷；及 擴散區域，其成為自前述光電轉換部傳送之前述電荷之流入目的地；且 前述光電轉換部、前述閘極電極、及前述擴散區域係在半導體基板內沿著該半導體基板之基板厚度方向排列。 (2) 如前述(1)之攝像裝置，其進一步包含像素分離部，該像素分離部將前述半導體基板之至少上表面區劃成二維格子狀排列之複數個像素區域， 前述像素各者相對於前述像素區域各者一對一地設置， 前述擴散區域配置於前述半導體基板之前述上表面之前述像素區域之大致中央， 前述閘極電極在前述基板厚度方向上接近前述擴散區域下之第1區域而配置， 前述光電轉換部在前述基板厚度方向上配置於前述擴散區域之下方且接近前述半導體基板之背面側之第2區域。 (3) 如前述(2)之攝像裝置，其中前述閘極電極自至少一方向接近前述第1區域。 (4) 如前述(2)之攝像裝置，其中前述閘極電極自前述上表面側觀察具有L字狀之形狀，自二方向接近前述第1區域。 (5) 如前述(2)之攝像裝置，其中前述閘極電極包含： 第1閘極電極，其自第1方向接近前述第1區域；及 第2閘極電極，其隔著前述第1區域自與前述第1方向為相反側之第2方向接近。 (6) 如前述(2)之攝像裝置，其中前述閘極電極自前述上表面側觀察具有コ字狀之形狀，自三方向接近前述第1區域。 (7) 如前述(2)至(6)中任一項之攝像裝置，其進一步包含浮動擴散區域，該浮動擴散區域設置於前述像素區域之四個角隅中之1個，蓄積自前述光電轉換部傳送之前述電荷， 前述擴散區域自前述像素區域之前述大致中央延伸至前述浮動擴散區域。 (8) 如前述(2)至(6)中任一項之攝像裝置，其中前述擴散區域係蓄積自前述光電轉換部傳送之前述電荷之浮動擴散區域。 (9) 如前述(1)至(8)中任一項之攝像裝置，其中前述像素各者進一步包含配置於前述閘極電極與前述擴散區域之間之埋入絕緣膜。 (10) 如前述(1)至(8)中任一項之攝像裝置，其進一步包含像素分離部，該像素分離部將前述半導體基板之至少上表面區劃成二維格子狀排列之複數個像素區域， 前述像素各者相對於前述像素區域各者一對一地設置， 前述像素各者包含： 浮動擴散區域，其設置於前述像素區域之四個角隅中之1個，蓄積自前述光電轉換部傳送之前述電荷；及 埋入絕緣膜，其配置於前述閘極電極與前述浮動擴散區域之間。 (11) 如前述(10)之攝像裝置，其中前述像素各者進一步包含接地接點，該接地接點設置於前述像素區域之四個角隅中之1個，將前述半導體基板接地， 前述埋入絕緣膜進一步配置於前述閘極電極與前述接地接點之間。 (12) 如前述(9)至(11)中任一項之攝像裝置，其中前述埋入絕緣膜係配置於自前述半導體基板之上表面至前述閘極電極之上表面。 (13) 一種電子機器，其具備前述(1)至(12)中任一項之攝像裝置。
1,1003:攝像裝置 2,100,200,300,400,500:像素 3:像素陣列部 4:垂直驅動電路 5:行信號處理電路 6:水平驅動電路 7:輸出電路 8:控制電路 10:第1基板 11,21,31,101:半導體基板 20:第2基板 22:讀出電路 23:像素驅動線 24:垂直信號線 30:第3基板 32:邏輯電路 102:光電轉換部 103,303,403a,403b,503:埋入閘極電極 103a:溝渠 104:擴散區域 105,205,FD1~FD4:浮動擴散區域 106:接地接點 107,307,407a,407b,507:埋入絕緣膜 108,408a,408b:傳送閘極電極 109:像素分離部 1001:電子機器 1002:光學系統 1004:DSP 1005:顯示裝置 1006:操作系統 1007:匯流排 1008:記憶體 1009:記錄裝置 1010:電源系統 11000:內視鏡手術系統 11100:內視鏡 11101:鏡筒 11102:相機頭 11110:手術器具 11111:氣腹管 11112:能量處置具 11120:支持臂裝置 11131:施術者(醫生) 11132:患者 11133:病床 11200:手推車 11201:相機控制單元/CCU 11202:顯示裝置 11203:光源裝置 11204:輸入裝置 11205:處置具控制裝置 11206:氣腹裝置 11207:記錄器 11208:印表機 11400:傳送纜線 11401:透鏡單元 11402:攝像部 11403:驅動部 11404:通訊部 11405:相機頭控制部 11411:通訊部 11412:圖像處理部 11413:控制部 12000:車輛控制系統 12001:通訊網路 12010:驅動系統控制單元 12020:車體系統控制單元 12030:車外資訊檢測單元 12031:攝像部 12040:車內資訊檢測單元 12041:駕駛者狀態檢測部 12050:整合控制單元 12051:微電腦 12052:聲音圖像輸出部 12053:車載網路I/F 12061:音訊揚聲器 12062:顯示部 12063:儀錶板 12100:車輛 12101,12102,12103,12104,12105:攝像部 12111,12112,12113,12114:攝像範圍 AMP:放大電晶體 A-A’,B-B’,C-C’,D-D’:剖面 HL:水平信號線 I/O:輸入輸出端子 PD1~PD4:光電二極體 RST:重置電晶體 SEL:選擇電晶體 ST:半導體基板 TR1~TR4:傳送電晶體 VDD:電源線 Vout:輸出電壓
圖1係顯示本揭示之各實施形態中適用之攝像裝置之概略構成例之方塊圖。 圖2係用於說明本揭示之各實施形態中適用之攝像裝置之積層構造例之圖。 圖3係顯示圖2所示之像素及讀出電路之一例之電路圖。 圖4係顯示搭載於本揭示之各實施形態中適用之電子機器之攝像裝置之構成例之方塊圖。 圖5係顯示第1實施形態之像素之概略構成例之俯視圖。 圖6係顯示圖5之A-A’剖面之構造例之垂直剖面圖。 圖7係顯示圖5之B-B’剖面之構造例之垂直剖面圖。 圖8係顯示圖5之C-C’剖面之構造例之水平剖面圖。 圖9係顯示圖5之D-D’剖面之構造例之水平剖面圖。 圖10係顯示第1實施形態之像素之製造步驟例之製程剖面圖(其1)。 圖11係顯示第1實施形態之像素之製造步驟例之製程剖面圖(其2)。 圖12係顯示第1實施形態之像素之製造步驟例之製程剖面圖(其3)。 圖13係顯示第1實施形態之像素之製造步驟例之製程剖面圖(其4)。 圖14係顯示第1實施形態之像素之製造步驟例之製程剖面圖(其5)。 圖15係顯示第1實施形態之像素之製造步驟例之製程剖面圖(其6)。 圖16係顯示第1實施形態之像素之製造步驟例之製程剖面圖(其7)。 圖17係顯示第2實施形態之像素之概略構成例之俯視圖。 圖18係顯示圖17之A-A’剖面之構造例之垂直剖面圖。 圖19係顯示圖17之B-B’剖面之構造例之垂直剖面圖。 圖20係顯示第3實施形態之像素之概略構成例之俯視圖。 圖21係顯示圖20之A-A’剖面之構造例之垂直剖面圖。 圖22係顯示圖20之B-B’剖面之構造例之垂直剖面圖。 圖23係顯示第4實施形態之像素之概略構成例之俯視圖。 圖24係顯示圖23之A-A’剖面之構造例之垂直剖面圖。 圖25係顯示圖23之B-B’剖面之構造例之垂直剖面圖。 圖26係顯示第5實施形態之像素之概略構成例之俯視圖。 圖27係顯示圖26之A-A’剖面之構造例之垂直剖面圖。 圖28係顯示圖26之B-B’剖面之構造例之垂直剖面圖。 圖29係顯示車輛控制系統之概略構成之一例之方塊圖。 圖30係顯示車外資訊檢測部及攝像部之設置位置之一例之說明圖。 圖31係顯示內視鏡手術系統之概略構成之一例之圖。 圖32係顯示相機頭及CCU之功能構成之一例之方塊圖。
100:像素
101:半導體基板
102:光電轉換部
103:埋入閘極電極
104:擴散區域
107:埋入絕緣膜
108:傳送閘極電極
109:像素分離部
B-B’,C-C’,D-D’:剖面

Claims (13)

  1. 一種攝像裝置，其包含二維格子狀排列之複數個像素， 前述像素各者包含： 光電轉換部，其對入射光進行光電轉換； 閘極電極，其傳送蓄積於前述光電轉換部之電荷；及 擴散區域，其成為自前述光電轉換部傳送之前述電荷之流入目的地；且 前述光電轉換部、前述閘極電極、及前述擴散區域係在半導體基板內沿著該半導體基板之基板厚度方向排列。
  2. 如請求項1之攝像裝置，其進一步包含像素分離部，該像素分離部將前述半導體基板之至少上表面，區劃成二維格子狀排列之複數個像素區域， 前述像素各者相對於前述像素區域各者一對一地設置， 前述擴散區域係配置於前述半導體基板之前述上表面之前述像素區域之大致中央， 前述閘極電極係在前述基板厚度方向上接近前述擴散區域下之第1區域而配置， 前述光電轉換部係在前述基板厚度方向上配置於前述擴散區域之下方，且接近前述半導體基板之背面側之第2區域。
  3. 如請求項2之攝像裝置，其中前述閘極電極係自至少一方向接近前述第1區域。
  4. 如請求項2之攝像裝置，其中前述閘極電極自前述上表面側觀察具有L字狀之形狀，自二方向接近前述第1區域。
  5. 如請求項2之攝像裝置，其中前述閘極電極包含： 第1閘極電極，其自第1方向接近前述第1區域；及 第2閘極電極，其隔著前述第1區域自與前述第1方向為相反側之第2方向接近。
  6. 如請求項2之攝像裝置，其中前述閘極電極自前述上表面側觀察具有コ字狀之形狀，自三方向接近前述第1區域。
  7. 如請求項2之攝像裝置，其進一步包含浮動擴散區域，該浮動擴散區域係設置於前述像素區域之四個角隅中之1個，蓄積自前述光電轉換部傳送之前述電荷， 前述擴散區域係自前述像素區域之前述大致中央延伸至前述浮動擴散區域。
  8. 如請求項2之攝像裝置，其中前述擴散區域係蓄積自前述光電轉換部傳送之前述電荷之浮動擴散區域。
  9. 如請求項1之攝像裝置，其中前述像素各者係進一步包含配置於前述閘極電極與前述擴散區域之間之埋入絕緣膜。
  10. 如請求項1之攝像裝置，其進一步包含像素分離部，該像素分離部將前述半導體基板之至少上表面區，劃成二維格子狀排列之複數個像素區域， 前述像素各者相對於前述像素區域各者一對一地設置， 前述像素各者包含： 浮動擴散區域，其設置於前述像素區域之四個角隅中之1個，蓄積自前述光電轉換部傳送之前述電荷；及 埋入絕緣膜，其配置於前述閘極電極與前述浮動擴散區域之間。
  11. 如請求項10之攝像裝置，其中前述像素各者進一步包含接地接點，該接地接點設置於前述像素區域之四個角隅中之1個，將前述半導體基板接地， 前述埋入絕緣膜進一步配置於前述閘極電極與前述接地接點之間。
  12. 如請求項9之攝像裝置，其中前述埋入絕緣膜係配置於自前述半導體基板之上表面至前述閘極電極之上表面。
  13. 一種電子機器，其包含請求項1之攝像裝置。
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