TWI816863B - 固態攝像裝置及電子機器 - Google Patents

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Abstract

本揭示之一實施形態之固態攝像裝置具備複數個像素。各像素具有：光電轉換部；電荷保持部，其保持自光電轉換部傳送之電荷；及傳送電晶體，其將電荷自光電轉換部傳送至電荷保持部。各像素具有配置於受光面與電荷保持部之間之層內，且為互不相同之層內之複數個遮光部。複數個遮光部設置於未遮蔽經由受光面入射之光向光電轉換部入射之位置，且為自受光面觀察時未產生間隙之位置。

Description

固態攝像裝置及電子機器
本揭示係關於一種固態攝像裝置及電子機器。
先前以來，於固態攝像裝置中，為了防止來自受光面之光侵入傳送蓄積於光電轉換部之電荷的電荷保持部，故提案出於光電轉換部與電荷保持部之間設置遮光部(例如，參照專利文獻1)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]國際公開WO2016/136486
然而，於上述固態攝像裝置之領域，期望減低向電荷保持部入射之光所引起之雜訊。因此，期望提供一種可減低向電荷保持部入射之光所引起之雜訊之固態攝像裝置及具備其之電子機器。
本揭示之一實施形態之固態攝像裝置具備：受光面；及複數個像素，其等與受光面對向配置。各像素具有：光電轉換部，其將經由受光面 入射之光進行光電轉換；電荷保持部，其保持自光電轉換部傳送之電荷；及傳送電晶體，其具有到達至光電轉換部之垂直閘極電極，且將電荷自光電轉換部傳送至電荷保持部。各像素進而具有配置於受光面與電荷保持部之間之層內，且為互不相同之層內之複數個遮光部。複數個遮光部設置於未遮蔽經由受光面入射之光向光電轉換部入射之位置，且為自受光面觀察時未產生間隙之位置。
本揭示之一實施形態之電子機器具備：固態攝像裝置，其輸出對應於入射光之像素信號；及信號處理電路，其處理像素信號。設置於電子機器之固態攝像裝置具有與上述固態攝像裝置相同之構成。
本揭示之一實施形態之固態攝像裝置及電子機器中，設置有遮蔽經由受光面入射之光向電荷保持部入射之複數個遮光部。藉此，即使於設置有例如垂直閘極電極般之阻礙遮光之構造之情形時，亦可藉由適當地調整複數個遮光部之配置，而遮蔽經由受光面入射之光向電荷保持部入射。
根據本揭示之一實施形態之固態攝像裝置及電子機器，因設置有遮蔽經由受光面入射之光向電荷保持部入射之複數個遮光部，故可減低向電荷保持部入射之光所引起之雜訊。另，本技術之效果未必限定於此處記載之效果，亦可為本說明書中記載之任一種效果。
1:固態攝像裝置
2:攝像系統
10:像素陣列部
11:感測器像素
12:讀取電路
13:引出電極
20:邏輯電路
21:垂直驅動電路
22:行信號處理電路
23:水平驅動電路
24:系統控制電路
30:第1基板
31:半導體基板
31A:受光面
31B:形成面
32:絕緣層
32A:N型半導體區域
32B:P型半導體區域
33:半導體層
33A:半導體部
34:固態擴散層
35:固態擴散層
36:固定電荷膜
37:彩色濾光片
40:第2基板
41:半導體基板
50:受光透鏡
51:元件分離部
51A:金屬嵌入部
51B:絕緣膜
52:元件分離部
52A:金屬嵌入部
52A’:多晶矽層
52B:絕緣膜
53:遮光部
53A:金屬嵌入部
53A’:多晶矽層
53B:絕緣膜
53H:開口部
54:元件分離部
54A:金屬嵌入部
54B:絕緣膜
55:元件分離部
55A:金屬嵌入部
55A’:多晶矽層
55B:絕緣膜
56:遮光部
56A:金屬嵌入部
56A’:多晶矽層
56B:絕緣膜
57:空隙部
58:空隙部
60:支持基板
61:空隙部
62:空隙部
210:光學系統
220:信號處理電路
230:顯示部
12000:車輛控制系統
12001:通信網路
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:車輛網路I/F
12061:音頻揚聲器
12062:顯示部
12063:儀錶面板
12100:車輛
12101:攝像部
12102:攝像部
12103:攝像部
12104:攝像部
12105:攝像部
12111:攝像範圍
12112:攝像範圍
12113:攝像範圍
12114:攝像範圍
AMP:放大電晶體
FD:浮動擴散區
GND:接地
H1:溝槽
H2:溝槽
H3:溝槽
H4:溝槽
H5:溝槽
H6:溝槽
H7:溝槽
H8:溝槽
L:光
MEM:電荷保持部
OFG:放電電晶體
PD:光電二極體
RST:重設電晶體
SEL:選擇電晶體
TRG:第3傳送電晶體
TRM:第2傳送電晶體
TRX:第1傳送電晶體
VDD:電源線
VSL:資料輸出線
VG:垂直閘極電極
VGa:壁部
VGb:壁部
圖1係顯示本揭示之一實施形態之固態攝像裝置之概略構成之一例之 圖。
圖2係顯示圖1之感測器像素之電路構成之一例之圖。
圖3係顯示圖1之感測器像素之剖面構成之一例之圖。
圖4係立體顯示圖1之感測器像素之概略構成之一例之圖。
圖5係顯示圖4之Sec1之平面構成之一例之圖。
圖6係顯示圖4之Sec2之平面構成之一例之圖。
圖7係顯示圖4之Sec3之平面構成之一例之圖。
圖8係顯示圖1之固態攝像裝置之製造方法之一例之圖。
圖9係用於說明接續圖8之製造過程之圖。
圖10係用於說明接續圖9之製造過程之圖。
圖11係用於說明接續圖10之製造過程之圖。
圖12係用於說明接續圖11之製造過程之圖。
圖13係用於說明接續圖12之製造過程之圖。
圖14係用於說明接續圖13之製造過程之圖。
圖15係用於說明接續圖14之製造過程之圖。
圖16係用於說明接續圖15之製造過程之圖。
圖17係用於說明接續圖15之製造過程之圖。
圖18係用於說明接續圖16之製造過程之圖。
圖19係用於說明接續圖18之製造過程之圖。
圖20係用於說明接續圖19之製造過程之圖。
圖21係用於說明接續圖20之製造過程之圖。
圖22係用於說明接續圖21之製造過程之圖。
圖23係用於說明接續圖22之製造過程之圖。
圖24係顯示比較例之固態攝像裝置之感測器像素之剖面構成之一例之圖。
圖25係立體顯示圖4之感測器像素之概略構成之一變化例之圖。
圖26係立體顯示圖4之感測器像素之概略構成之一變化例之圖。
圖27係顯示具備上述實施形態及其變化例之攝像裝置之攝像系統之概略構成之一例之圖。
圖28係顯示車輛控制系統之概略構成之一例之方塊圖。
圖29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。
以下，對本揭示之實施形態，參照圖式進行詳細說明。另，說明係根據以下順序進行。
1.實施形態(固態攝像裝置)…圖1~圖24
2.變化例(固態攝像裝置)…圖25、圖26
3.適用例(攝像系統)…圖27
4.對移動體之應用例…圖28、圖29
<1.實施形態>
[構成]
對本揭示之一實施形態之固態攝像裝置1進行說明。固態攝像裝置1係由例如CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor：互補金屬氧化物半導體)影像感測器等構成之全域快門方式之背面照射型之影像感測器。固態攝像裝置1接收來自被攝體之光而進行光電轉換且產生像素信 號，藉此拍攝圖像。固態攝像裝置1輸出對應於入射光之像素信號。
全域快門方式是指基本上進行所有像素同時開始曝光、且所有像素同時結束曝光之全域曝光之方式。此處，所有像素是指顯現於像素之部分之全部的像素，虛設像素等除外。又，若時間差或圖像之失真充分小至不足以造成問題之程度，則全域快門方式亦包含非所有像素同時、而是以複數列(例如，數十列)之單位一面進行全域曝光，一面於進行全域曝光之區域移動之方式。又，全域快門方式亦包含非對於顯現於圖像之部分之全部的像素、而是對特定區域之像素進行全域曝光之方式。
背面照射型之影像感測器是指於入射來自被攝體之光之受光面、與設置有使各像素驅動之電晶體等之配線之配線層之間，設置有接收來自被攝體之光且換轉為電性信號之光電二極體等之光電轉換部的構成之影像感測器。另，本揭示不定於應用在CMOS影像感測器。
圖1顯示本揭示之一實施形態之固態攝像裝置1之概略構成之一例。固態攝像裝置1具備將進行光電轉換之複數個感測器像素11配置為矩陣狀之像素陣列部10。感測器像素11相當於本揭示之「像素」之一具體例。圖2顯示感測器像素11及讀取電路12(稍後敘述)之電路構成之一例。圖3顯示感測器像素11及讀取電路12之剖面構成之一例。固態攝像裝置1係使例如2個基板(第1基板30、第2基板40)貼合而構成。
第1基板30於半導體基板31上具有複數個感測器像素11。複數個感測 器像素11於與半導體基板31之背面(受光面31A)對向之位置設置為矩陣狀。第1基板30進而於半導體基板31上具有複數個讀取電路12。各讀取電路12輸出基於自感測器像素11輸出之電荷之像素信號。複數個讀取電路12例如於每4個感測器像素11各設置1個。此時，4個感測器像素11共用1個讀取電路12。此處，「共用」是指4個感測器像素11之輸出輸入至共通之讀取電路12。讀取電路12具有例如重設電晶體RST、選擇電晶體SEL、及放大電晶體AMP。
第1基板30具有於列方向延伸之複數條像素驅動線、及於行方向延伸之複數條資料輸出線VSL。像素驅動線係被施加控制蓄積於感測器像素11之電荷之輸出的控制信號之配線，例如於列方向延伸。資料輸出線VSL係將自各讀取電路12輸出之像素信號輸出至邏輯電路20之配線，例如於行方向延伸。
第2基板40於半導體基板41上，具有處理像素信號之邏輯電路20。邏輯電路20具有例如垂直驅動電路21、行信號處理電路22、水平驅動電路23及系統控制電路24。邏輯電路20(具體而言為水平驅動電路23)將每感測器像素11之輸出電壓輸出至外部。
垂直驅動電路21例如於每一特定單位像素列依序選擇例如複數個感測器像素11。「特定單位像素列」是指能夠以同一位址選擇像素之像素列。例如，於複數個感測器像素11共用1個讀取電路12之情形、且共用讀取電路12之複數個感測器像素11之佈局為2像素列×n像素行(n為1以上之 整數)時，「特定單位像素列」意指2像素列。同樣地，於共用讀取電路12之複數個感測器像素11之佈局為4像素列×n像素行(n為1以上之整數)時，「特定單位像素列」意指4像素列。
行信號處理電路22例如對自藉由垂直驅動電路21選擇之列之各感測器像素11輸出之像素信號，實施關聯式雙取樣(Correlated Double Sampling：CDS)處理。行信號處理電路22藉由實施例如CDS處理，擷取像素信號之信號位準，且保持對應於各感測器像素11之受光量之像素資料。行信號處理電路22例如於每一資料輸出線VSL具有行信號處理部22A。行信號處理部22A包含例如單斜率A/D轉換器。斜率A/D包含例如比較器及計數器電路而構成。水平驅動電路23例如將保持於行信號處理電路22之像素資料依序輸出至外部。系統控制電路24控制例如邏輯電路20內之各區塊(垂直驅動電路21、行信號處理電路22及水平驅動電路23)之驅動。
各感測器像素11具有相互共通之構成要素。各感測器像素11具有例如光電二極體PD、第1傳送電晶體TRX、第2傳送電晶體TRM、電荷保持部MEM、第3傳送電晶體TRG、浮動擴散區FD、及放電電晶體OFG。第1傳送電晶體TRX、第2傳送電晶體TRM、第3傳送電晶體TRG及放電電晶體OFG係例如NMOS電晶體。光電二極體PD相當於本揭示之「光電轉換元件」之一具體例。第1傳送電晶體TRX相當於本揭示之「傳送電晶體」之一具體例。
光電二極體PD將經由受光面31A入射之光L進行光電轉換。光電二極體PD進行光電轉換而產生對應於受光量之電荷。光電二極體PD為例如藉由設置於半導體基板31內之N型半導體區域32A及P型半導體區域32B構成之PN接合之光電轉換元件。光電二極體PD之陰極電性連接於第1傳送電晶體TRX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GND)。
第1傳送電晶體TRX連接於光電二極體PD與第2傳送電晶體TRM之間，根據施加於閘極電極(垂直閘極電極VG)之控制信號，將蓄積於光電二極體PD之電荷傳送至第2傳送電晶體TRM。第1傳送電晶體TRX將電荷自光電二極體PD傳送至電荷保持部MEM。第1傳送電晶體TRX具有垂直閘極電極VG。第1傳送電晶體TRX之汲極電性連接於第2傳送電晶體TRM之源極，第1傳送電晶體TRX之閘極連接於像素驅動線。
第2傳送電晶體TRM預先連接於第1傳送電晶體TRX與第3傳送電晶體TRG之間，根據施加於閘極電極之控制信號而控制電荷保持部MEM之電勢。例如，於第2傳送電晶體TRM導通時，電荷保持部MEM之電勢變深，於第2傳送電晶體TRM斷開時，電荷保持部MEM之電勢變淺。且，例如，若第1傳送電晶體TRX及第2傳送電晶體TRM導通，則蓄積於光電二極體PD之電荷經由第1傳送電晶體TRX及第2傳送電晶體TRM被傳送至電荷保持部MEM。第2傳送電晶體TRM之汲極電性連接於第3傳送電晶體TRG之源極，第2傳送電晶體TRM之閘極連接於像素驅動線。
電荷保持部MEM係為了實現全域快門功能而暫時保持蓄積於光電二極體PD之電荷之區域。電荷保持部MEM保持自光電二極體PD傳送之電荷。
第3傳送電晶體TRG連接於第2傳送電晶體TRM與浮動擴散區FD之間，根據施加於閘極電極之控制信號，將保持於電荷保持部MEM之電荷傳送至浮動擴散區FD。例如，若第2傳送電晶體TRM斷開且第3傳送電晶體TRG導通，則保持於電荷保持部MEM之電荷經由第2傳送電晶體TRM及第3傳送電晶體TRG被傳送至浮動擴散區FD。第3傳送電晶體TRG之汲極電性連接於浮動擴散區FD，第3傳送電晶體TRG之閘極連接於像素驅動線。
浮動擴散區FD係暫時保持經由第3傳送電晶體TRG自光電二極體PD輸出之電荷之浮動擴散區域。於浮動擴散區FD，連接例如重設電晶體RST，且經由放大電晶體AMP及選擇電晶體SEL而連接垂直信號線VSL。
放電電晶體OFG中，汲極連接於電源線VDD，源極連接於第1傳送電晶體TRX與第2傳送電晶體TRM之間。放電電晶體OFG根據施加於閘極電極之控制信號，將光電二極體PD初始化(重設)。例如，若第1傳送電晶體TRX及放電電晶體OFG導通，則將光電二極體PD之電位重設為電源線VDD之電位位準。即，進行光電二極體PD之初始化。又，放電電晶體OFG於例如第1傳送電晶體TRX與電源線VDD之間形成溢流路徑，將自光電二極體PD溢出之電荷放電至電源線VDD。
重設電晶體RST中，汲極連接於電源線VDD，源極連接於浮動擴散區FD。重設電晶體RST根據施加於閘極電極之控制信號，將電荷保持部MEM至浮動擴散區FD之各區域初始化(重設)。例如，若第3傳送電晶體TRG及重設電晶體RST導通，則將電荷保持部MEM及浮動擴散區FD之電位重設為電源線VDD之電位位準。即，進行電荷保持部MEM及浮動擴散區FD之初始化。
放大電晶體AMP之閘極電極連接於浮動擴散區FD，汲極連接於電源線VDD，成為讀取藉由光電二極體PD進行光電轉換而得之電荷之源極隨耦器電路之輸入部。即，放大電晶體AMP因其源極經由選擇電晶體SEL連接於垂直信號線VSL，而構成連接於垂直信號線VSL之一端之定電流源與源極隨耦器電路。
選擇電晶體SEL連接於放大電晶體AMP之源極與垂直信號線VSL之間，對選擇電晶體SEL之閘極電極供給控制信號作為選擇信號。選擇電晶體SEL當控制信號導通時成為導通狀態，連結於選擇電晶體SEL之感測器像素11成為選擇狀態。若感測器像素11成為選擇狀態，則自放大電晶體AMP輸出之像素信號經由垂直信號線VSL而被讀取至行信號處理電路22。
其次，對感測器像素11之構成進行詳細說明。圖4係立體顯示感測器像素11之概略構成之一例者。圖5係顯示圖4之Sec1之平面構成之一例 者。圖6係顯示圖4之Sec2之平面構成之一例者。圖7係顯示圖4之Sec3之平面構成之一例者。另，圖5中，於圖4之Sec1之平面構成，重疊讀取電路12所包含之各種電晶體(重設電晶體RST、放大電晶體AMP、及選擇電晶體SEL)之佈局、或稍後敘述之金屬嵌入部51A、52A之佈局。進而，圖5中，例示共用讀取電路12之4個浮動擴散區FD電性連接於共通之引出電極13之情形。又，圖6中，於圖4之Sec2之平面構成，重疊稍後敘述之金屬嵌入部53A之佈局。
第1基板30係將半導體層33及絕緣層32依序積層於半導體基板31上而構成。即，絕緣層32與半導體層33之上表面相接而形成。於半導體層33之上表面，形成有第1傳送電晶體TRX、第2傳送電晶體TRM、電荷保持部MEM、第3傳送電晶體TRG、浮動擴散區FD及放電電晶體OFG。於半導體層33之上表面附近，形成有電荷保持部MEM。因此，半導體層33之上表面為第1傳送電晶體TRX等之形成面31B。另，亦可將包含半導體基板31及半導體層33之積層體視為半導體基板。於此情形時，包含半導體基板31及半導體層33之積層體(半導體基板)之上表面為形成面31B，包含半導體基板31及半導體層33之積層體(半導體基板)之背面為受光面31A。此時，各感測器像素11形成於包含半導體基板31及半導體層33之積層體(半導體基板)。
於絕緣層32內，設置有第1傳送電晶體TRX、第2傳送電晶體TRM、第3傳送電晶體TRG及放電電晶體OFG之閘極電極、以及連接於該等閘極電極之配線等。第1傳送電晶體TRX、第2傳送電晶體TRM、第3傳送電晶 體TRG及放電電晶體OFG之閘極電極、以及連接於該等閘極電極之配線，係藉由例如金屬材料形成。另，第1傳送電晶體TRX之閘極電極(垂直閘極電極VG)，亦可藉由多晶矽形成。
半導體基板31、41例如以矽基板構成。半導體層33例如由利用磊晶結晶成長而形成之矽層構成。半導體基板31於上表面之一部分及其附近，具有P型半導體基區域32B，於較P型半導體區域32B更深之區域，具有與P型半導體區域32B為不同導電型之N型半導體區域32A。P型半導體區域32B設置於半導體基板31之與受光面31A為相反側之面側。P型半導體區域32B之導電型成P型。N型半導體區域32A之導電型與P型半導體區域32B為不同之導電型，為N型。半導體基板31於P型半導體區域32B內，例如具有與P型半導體區域32B為不同導電型之浮動擴散區FD及電荷保持部MEM。第1傳送電晶體TRX之閘極電極(垂直閘極電極VG)自半導體層33之上表面(形成面31B)朝半導體基板31之厚度方向(法線方向)延伸而形成。第1傳送電晶體TRX之閘極電極(垂直閘極電極VG)自形成面31B延伸至到達N型半導體區域32A之深度。第1傳送電晶體TRX之閘極電極(垂直閘極電極VG)為例如朝半導體基板31之厚度方向(法線方向)延伸之棒狀之形狀。
第1基板30進而具有例如與半導體基板31之背面(受光面31A)相接之固定電荷膜36。固定電荷膜36為抑制因半導體基板31之受光面31A側之界面態位所引起之暗電流之產生，故具有負固定電荷。固定電荷膜36藉由例如具有負固定電荷之絕緣膜而形成。作為此種絕緣膜之材料，舉出例如氧 化鉿、氧化鋯、氧化鋁、氧化鈦或氧化鉭。藉由固定電荷膜36誘發之電場，而於半導體基板31之受光面31A側之界面形成電洞蓄積層。藉由該電洞蓄積層，抑制來自界面之電子產生。第1基板30進而具有例如彩色濾光片37。彩色濾光片37設置於半導體基板之受光面31A側。彩色濾光片37與例如固定電荷膜36相接而設置，並介隔固定電荷膜36而設置於與感測器像素11對向之位置。
各感測器像素11於半導體基板31之背面(受光面31A)側具有受光透鏡50。即，固態攝像裝置1具備於一每感測器像素11各設置1個之複數個受光透鏡50。複數個受光透鏡50於每一光電二極體PD各設置1個，並配置於與光電二極體PD對向之位置。即，固態攝像裝置1係背面照射型之攝像裝置。受光透鏡50與例如彩色濾光片37相接而設置，介隔彩色濾光片37及固定電荷膜36而設置於與感測器像素11對向之位置。
第1基板30具有將彼此相鄰之2個感測器像素11電性、光學性分離之元件分離部51、52、54、55。元件分離部51、52、54、55於半導體基板31之法線方向(厚度方向)延伸而形成。元件分離部51、52於半導體基板31及半導體層33內，積層於半導體基板31之法線方向(厚度方向)。即，元件分離部51、52相互連結。包含元件分離部51、52之構造體，自受光面31A延伸至形成面31B而形成。即，包含元件分離部51、52之構造體，貫通半導體基板31及半導體層33。同樣地，元件分離部54、55於半導體基板31及半導體層33內，積層於半導體基板31之法線方向(厚度方向)。即，元件分離部54、55相互連結。包含元件分離部54、55之構造體，自受光面31A 延伸至形成面31B而形成。即，包含元件分離部54、55之構造體，貫通半導體基板31及半導體層33。
元件分離部51、54係一體地形成，且例如以於水平面內方向上包圍感測器像素11(尤其為光電二極體PD)之方式形成。元件分離部52、55係一體地形成，且例如以於水平面內方向上包圍例如感測器像素11(尤其，第1傳送電晶體TRX、第2傳送電晶體TRM、電荷保持部MEM、第3傳送電晶體TRG、浮動擴散區FD及放電電晶體OFG)之方式形成。
元件分離部51、54例如以於水平面內方向包圍感測器像素11(尤其係光電二極體PD)之方式形成，且進而朝半導體基板31之法線方向(厚度方向)延伸而形成。元件分離部51、54包含DTI(Deep Trench Isolation：深溝槽隔離)構造而構成。該DTI為自半導體基板31之背面(受光面31A)側形成之BDTI(Back DTI)構造。該BDTI構造朝半導體基板31之法線方向(厚度方向)延伸而形成。該BDTI構造形成於彼此相鄰之2個光電二極體PD之間。該BDTI構造設置於半導體基板31所設置之溝槽H1內。
於元件分離部51中，DTI藉由與設置於半導體基板31之溝槽H1之內壁相接之絕緣膜51B、及設置於絕緣膜51B之內側之金屬嵌入部51A構成。金屬嵌入部51A之上部與稍後敘述之金屬嵌入部52A之下部相互連結。包含金屬嵌入部51A及稍後敘述之金屬嵌入部52A之複合體相當於本揭示之「分離部」之一具體例。包含金屬嵌入部51A及金屬嵌入部52A之複合體將各感測器像素11電性且光學性分離。包含金屬嵌入部51A及金屬 嵌入部52A之複合體自受光面31A延伸至形成面31B而形成。即，包含金屬嵌入部51A及金屬嵌入部52A之複合體貫通包含半導體基板31及半導體層33之積層體(半導體基板)。
絕緣膜51B係例如藉由將半導體基板31熱氧化而形成之氧化膜，且由例如氧化矽形成。金屬嵌入部51A係於水平面內方向上包圍感測器像素11(尤其為光電二極體PD)之環形狀之金屬層。金屬嵌入部51A將彼此相鄰之2個感測器像素11(尤其為光電二極體PD)電性、光學性分離。金屬嵌入部51A使用例如CVD(Chemical Vapor Deposition：化學氣相沈積)而形成。金屬嵌入部51A由例如鋁或鋁合金形成。第1基板30進而具有例如與元件分離部51(溝槽H1)之表面相接之固態擴散層34。固態擴散層34之導電型與N型半導體區域32A為不同之導電型，而為P型。固態擴散層34與P型半導體區域32B相接，並與P型半導體區域32B電性導通。固態擴散層34係藉由使P型雜質自設置於半導體基板31之溝槽H1之內面擴散而形成，可減低暗電流向光電二極體PD混入。
於元件分離部54中，DTI藉由與設置於半導體基板31之溝槽H1之內壁相接之絕緣膜54B、及設置於絕緣膜54B之內側之金屬嵌入部54A構成。金屬嵌入部54A之上部與稍後敘述之金屬嵌入部55A之下部相互連結。包含金屬嵌入部54A及稍後敘述之金屬嵌入部55A之複合體相當於本揭示之「分離部」之一具體例。包含金屬嵌入部54A及金屬嵌入部55A之複合體將各感測器像素11電性且光學性分離。包含金屬嵌入部54A及金屬嵌入部55A之複合體自受光面31A延伸至形成面31B而形成。即，包含金 屬嵌入部54A及金屬嵌入部55A之複合體貫通包含半導體基板31及半導體層33之積層體(半導體基板)。
絕緣膜54B係藉由將例如半導體基板31熱氧化而形成之氧化膜，且由例如氧化矽形成。金屬嵌入部54A係於水平面內方向上包圍感測器像素11(尤其為光電二極體PD)之環形狀之金屬層。金屬嵌入部54A將彼此相鄰之2個感測器像素11(尤其為光電二極體PD)電性、光學性分離。金屬嵌入部54A使用例如CVD形成。金屬嵌入部54A藉由例如鋁或鋁合金形成。第1基板30進而具有例如與元件分離部54(溝槽H1)之表面相接之固態擴散層35。固態擴散層35之導電型與N型半導體區域32A為不同之導電型，而為P型。固態擴散層35與P型半導體區域32B相接，並與P型半導體區域32B電性導通。固態擴散層35係藉由使P型雜質自設置於半導體基板31之溝槽H1之內面擴散而形成，可減低暗電流向光電二極體PD混入。
元件分離部52係以於水平面內方向上包圍感測器像素11(尤其為第1傳送電晶體TRX、第2傳送電晶體TRM、電荷保持部MEM、第3傳送電晶體TRG、浮動擴散區FD及放電電晶體OFG)之方式形成，進而朝半導體基板31之法線方向(厚度方向)延伸而形成。元件分離部52於半導體基板31之法線方向(厚度方向)上設置於與元件分離部51對向之位置。元件分離部52包含例如與設置於半導體層33之溝槽H3之內壁相接之絕緣膜52B、及設置於絕緣膜52B之內側之金屬嵌入部52A而構成。
絕緣膜52B係藉由將例如半導體基板31熱氧化而形成之氧化膜，且藉 由例如氧化矽形成。金屬嵌入部52A係於水平面內方向上包圍感測器像素11(尤其為第1傳送電晶體TRX、第2傳送電晶體TRM、電荷保持部MEM、第3傳送電晶體TRG、浮動擴散區FD及放電電晶體OFG)之環形狀之金屬層。金屬嵌入部52A將彼此相鄰之2個感測器像素11(尤其為第1傳送電晶體TRX、第2傳送電晶體TRM、電荷保持部MEM、第3傳送電晶體TRG、浮動擴散區FD及放電電晶體OFG)電性、光學性分離。金屬嵌入部52A使用例如CVD形成。金屬嵌入部52A藉由例如鋁或鋁合金形成。
元件分離部55係以於水平面內方向上包圍感測器像素11(尤其為第1傳送電晶體TRX、第2傳送電晶體TRM、電荷保持部MEM、第3傳送電晶體TRG、浮動擴散區FD及放電電晶體OFG)之方式形成，進而朝半導體基板31之法線方向(厚度方向)延伸而形成。元件分離部55於半導體基板31之法線方向(厚度方向)上設置於與元件分離部54對向之位置。元件分離部55包含例如與設置於半導體層33之溝槽H2之內壁相接之絕緣膜55B、及設置於絕緣膜55B之內側之金屬嵌入部55A而構成。
絕緣膜55B係藉由將例如半導體基板31熱氧化而形成之氧化膜，且藉由例如氧化矽形成。金屬嵌入部55A係於水平面內方向上包圍感測器像素11(尤其為第1傳送電晶體TRX、第2傳送電晶體TRM、電荷保持部MEM、第3傳送電晶體TRG、浮動擴散區FD及放電電晶體OFG)之環形狀之金屬層。金屬嵌入部55A將彼此相鄰之2個感測器像素11(尤其為第1傳送電晶體TRX、第2傳送電晶體TRM、電荷保持部MEM、第3傳送電晶體TRG、浮動擴散區FD及放電電晶體OFG)電性、光學性分離。金屬嵌入部 55A使用例如CVD而形成。金屬嵌入部55A由例如鋁或鋁合金形成。
第1基板30進而具有配置於受光面31A與電荷保持部MEM之間之層內、且為相互不同之層內之遮光部53、56。遮光部53、36設置於未遮蔽經由受光面31A入射之光L向光電轉換部MEM入射之位置，且為自受光面31A觀察時未產生間隙之位置。遮光部53於光電二極體PD與電荷保持部MEM之間之層內延伸而形成。遮光部53具有供垂直閘極電極VG貫通之開口部53H，於開口部53H以外之部位，遮蔽經由受光面31A入射之光L向電荷保持部MEM入射。遮光部56配置於受光面31A與遮光部53之間之層內，且至少與開口部53H對向之位置。遮光部56與遮光部53一起遮蔽經由受光面31A入射之光L向電荷保持部MEM入射。
遮光部53包含例如以下者而構成：絕緣膜53B，其與設置於第1基板30之空隙部58之內壁相接；及金屬嵌入部53A，其設置於絕緣膜53B之內側。金屬嵌入部53A相當於本揭示之「遮光部」之一具體例。
絕緣膜53B使用例如CVD形成。絕緣膜53B藉由例如SiO2等之介電材料形成。絕緣膜53B為包含例如SiO2膜(氧化矽膜)、SCF膜及SiO2膜(氧化矽膜)之積層構造。另，絕緣膜53B亦可為包含SiO2(矽氧化物)之單層膜。金屬嵌入部53A使用例如CVD形成。金屬嵌入部53A亦可使用例如CVD而批次形成。金屬嵌入部53A由例如鋁或鋁合金形成。
金屬嵌入部53A與元件分離部51之金屬嵌入部51A之上部、及元件分 離部52之金屬嵌入部52A之下部相接而形成。金屬嵌入部53A遮蔽經由半導體基板31之背面(受光面31A)入射之光向電荷保持部MEM入射。金屬嵌入部53A配置於光電二極體PD與電荷保持部MEM之間之層內。金屬嵌入部53A係於半導體基板31之法線方向(厚度方向)延伸之薄片狀之金屬層。金屬嵌入部53A具有供垂直閘極電極VG貫通之開口部53H。絕緣膜53B覆蓋金屬嵌入部53A，並將金屬嵌入部53A與垂直閘極電極VG絕緣分離。金屬嵌入部53A及垂直閘極電極VG介隔例如絕緣膜53B與半導體層33之一部分(以下稱為「半導體部33A」)而形成。
遮光部56包含例如以下者而構成：絕緣膜56B，其與設置於第1基板30之空隙部57之內壁相接；金屬嵌入部56A，其設置於絕緣膜56B之內側。金屬嵌入部56A相當於本揭示之「遮光部」之一具體例。
絕緣膜56B使用例如CVD形成。絕緣膜56B藉由例如SiO2等之介電材料形成。絕緣膜56B為包含例如SiO2膜(氧化矽膜)、SCF膜及SiO2(氧化矽膜)之積層構造。另，絕緣膜56B亦可為包含SiO2(氧化矽物)之單層膜。金屬嵌入部56A使用例如CVD而形成。金屬嵌入部56A亦可使用例如CVD而批次形成。金屬嵌入部56A由例如鋁或鋁合金形成。
金屬嵌入部56A與元件分離部54之金屬嵌入部54A之上部、及元件分離部55之金屬嵌入部55A之下部相接而形成。金屬嵌入部56A遮蔽經由半導體基板31之背面(受光面31A)入射之光向電荷保持部MEM入射。金屬嵌入部56A配置於受光面31A與遮光部53之間之層內，且至少與開口部53H 對向之位置。金屬嵌入部56A係於半導體基板31之法線方向(厚度方向)延伸之薄片狀之金屬層。絕緣膜56B覆蓋金屬嵌入部56A，並將金屬嵌入部56A與垂直閘極電極VG絕緣分離。金屬嵌入部56A及垂直閘極電極VG介隔例如絕緣膜56B與半導體基板31之一部分而形成。
[製造方法]
其次，對固態攝像裝置1之製造方法進行說明。圖8~圖23係顯示固態攝像裝置1之製造過程之一例者。
首先，於包含矽基板之半導體基板31，形成N型半導體區域32A。接著，於半導體基板31之特定部位，將像素分離用之溝槽H1形成為格子狀(圖8)。
其次，在溝槽H1之內面整體，形成包含硼之矽酸鹽玻璃BSG膜之後，利用高溫之熱處理，使矽酸鹽玻璃BSG膜所包含之硼於半導體基板31中擴散，形成固態擴散層34、35(圖9)。其次，以嵌入溝槽H1之方式形成絕緣膜51B、54B之後，藉由CMP(Chemical Mechanical Polishing：化學機械研磨)進行表面研磨，將表面平坦化。
其次，藉由使用特定藥液之濕蝕刻，去除設置於半導體基板31內之特定部位之犧牲層。其結果，於去除犧牲層之位置，形成朝積層面內方向擴展之空隙部57(圖10)。作為此時之藥液，使用混合例如HF、H2O2、CH3COOH之藥液。犧牲層由例如與矽晶格匹配之材料(例如SiGe)而形 成。
其次，於半導體基板31之上部，形成P型半導體區域32B(圖11)。如此，於N型半導體區域32A及P型半導體區域32B中由溝槽H1包圍之部位，形成光電二極體PD。接著，藉由磊晶成長，於半導體基板31之上表面將半導體層33成膜，於半導體層33內，亦形成與溝槽H1連通之溝槽，且於該溝槽內形成固態擴散層34、35及絕緣膜51B、54B(圖12)。
其次，藉由使用特定藥液之濕蝕刻，去除設置於半導體層33內之特定部位之犧牲層。其結果，於去除犧牲層之位置，形成朝積層面內方向擴展之空隙部58(圖13)。作為此時之藥液，使用混合例如HF、H2O2、CH3COOH之藥液。犧牲層由例如與矽晶格匹配之材料(例如SiGe)形成。
其次，藉由選擇性地去除設置於半導體層33內之絕緣膜51B、54B，於與溝槽H1對向之部位格子狀地形成溝槽H2、H3。此時，以溝槽H2與空隙部57連通之方式形成溝槽H2，且以溝槽H3與空隙部58連通之方式形成溝槽H3。
其次，在溝槽H2、H3及空隙部57、58之內面整體，形成絕緣膜52B、53B、55B、56B之後，以嵌入溝槽H2、H3及空隙部57、58之方式形成多晶矽層52A’、53A’、55A’、56A’(圖14)。之後，藉由CMP進行表面研磨，將表面平坦化。其次，於半導體層33，形成浮動擴散區FD、電荷保持部MEM(圖15)。此時之半導體層33之表面為上述形成面31B。
其次，形成貫通半導體部33A之溝槽H4(圖16)。此時，將溝槽H4形成至溝槽H4之底面到達N型半導體區域32A之深度。接著，以嵌入溝槽H4之方式，形成垂直閘極電極VG(圖17)。進而，形成第1傳送電晶體TRX、第2傳送電晶體TRM、第3傳送電晶體TRG及放電電晶體OFG。此時，垂直閘極電極VG可藉由金屬材料形成，亦可藉由多晶矽形成。此時，亦可將第1傳送電晶體TRX、第2傳送電晶體TRM、第3傳送電晶體TRG及放電電晶體OFG與垂直閘極電極VG同時形成。
其次，例如藉由使用特定藥液之濕蝕刻，去除多晶矽層52A’、53A’、55A’、56A’。其結果，於去除多晶矽層53A’之位置，形成朝積層面內方向擴展且與溝槽H6相連之空隙部61(圖18)。進而，於去除多晶矽層56A’之位置，形成朝積層方向擴展且與溝槽H5相連之空隙部62。作為此時之藥液，使用例如氫氟酸。此處，因絕緣膜52B、53B、55B、56B未被蝕刻而留下，故於垂直閘極電極VG與空隙部61之間留有絕緣膜53B，於垂直閘極電極VG與空隙部62之間留有絕緣膜56B。
其次，例如藉由CVD，以嵌入溝槽H5、H6及空隙部61、62之方式形成金屬嵌入部52A、53A、55A、56A(圖19)。之後，藉由CMP進行表面研磨，將表面平坦化。其次，形成第1傳送電晶體TRX、第2傳送電晶體TRM、第3傳送電晶體TRG及放電電晶體OFG，且形成嵌入該等之絕緣層32(圖20)。其次，將支持基板60貼合於絕緣層32之後，藉由CMP研磨半導體基板31之背面，藉此將半導體基板31薄化，使絕緣膜51B、54B露出 (圖21)。此時之半導體基板31之背面為上述受光面31A。
其次，例如使用乾蝕刻，自半導體基板31之受光面31A側起於絕緣膜51B、54B形成溝槽H7、H8(圖22)。此時，將溝槽H7形成至溝槽H7之底面到達金屬嵌入部53A之深度，將溝槽H8形成至溝槽H8之底面到達金屬嵌入部56A之深度。
其次，例如藉由CVD，以嵌入溝槽H7、H8之方式形成金屬嵌入部54A、51A(圖23)。其後，藉由CMP進行表面研磨，將表面平坦化。接著，於剝離支持基板60之後，將第2基板40貼合於絕緣層32，將受光透鏡50貼合於受光面31A。如此，製造本實施形態之固態攝像裝置1。
[效果]
其次，一面與比較例對比，一面對本實施形態之固態攝像裝置1之效果進行說明。
圖24係立體顯示比較例之固態攝像裝置100之像素之概略構成之一例者。固態攝像裝置100於本實施形態之固態攝像裝置1中，為省略遮光部56之構成。如此，於固態攝像裝置100中，因未設置遮光部56，故不存在阻礙經由受光面31A入射之光L入射至開口部53H之構造。因此會因經由開口部53H侵入電荷保持部MEM之光而導致雜訊產生。
另一方面，本實施形態中，設置有遮蔽經由受光面31A入射之光L向 電荷保持部MEM入射之複數個遮光部53、56。藉此，可減低介隔開口部53H向電荷保持部MEM入射之光。因此，可減低向電荷保持部MEM入射之光所引起之雜訊。
又，本實施形態中，將各感測器像素11電性且光學性分離之金屬嵌入部51A、52A與金屬嵌入部53A連結，再者將各感測器像素11電性且光學性分離之金屬嵌入部54A、55A與金屬嵌入部56A連結。藉此，相較於金屬嵌入部51A、52A與金屬嵌入部53A分離形成，或金屬嵌入部54A、55A與金屬嵌入部56A分離形成之情形，可減低向電荷保持部MEM入射之光。因此，可減低向電荷保持部MEM入射之光所引起之雜訊。
又，本實施形態中，包含金屬嵌入部51A、52A之複合體、或包含金屬嵌入部54A、55A之複合體自受光面31A延伸至形成面31B而形成。藉此，相較於包含金屬嵌入部51A、52A之複合體、或包含金屬嵌入部54A、55A之複合體僅形成於受光面31A與形成面31B之間之層內之一部分之情形，可減低向電荷保持部MEM入射之光。因此，可減低向電荷保持部MEM入射之光所引起之雜訊。
<2.變化例>
以下，對上述實施形態之固態攝像裝置1之變化例進行說明。
上述實施形態中，垂直閘極電極VG為棒狀。然而，於上述實施形態中，垂直閘極電極VG如圖25、圖26所示，例如亦可具有遮蔽經由受光面 31A入射之光向電荷保持部MEM入射之壁部VGa、Vgb。壁部VGa及壁部VGb沿金屬嵌入部53A之開口部53H中靠近電荷保持部MEM之端部配置。於如此之情形時，因能以壁部VGa、Vgb遮蔽經由受光面31A入射之光向電荷保持部MEM入射，故可減低向電荷保持部MEM入射之光所引起之雜訊。
<3.應用例>
圖27係顯示具備上述實施形態及其變化例之固態攝像裝置1之攝像系統2之概略構成之一例者。攝像系統2相當於本揭示之「電子機器」之一具體例。攝像系統2具備例如光學系統210、固態攝像裝置1、信號處理電路220、及顯示部230。
光學系統210使來自被攝體之像光(入射光)於固態攝像裝置1之攝像面上成像。固態攝像裝置1接收自固態攝像裝置1入射之像光(入射光)，且將對應於接收到之像光(入射光)之像素信號輸出至信號處理電路220。信號處理電路220處理自固態攝像裝置1輸入之圖像信號，產生影像資料。信號處理電路220進而產生與經產生之影像資料對應之影像信號，且輸出至顯示部230。顯示部230顯示基於自信號處理電路220輸入之影像信號之影像。
本應用例中，將上述實施形態及其變化例之固態攝像裝置1應用於攝像系統2。藉此，因可將固態攝像裝置1小型化或高精細化，故可提供小型或高精細之攝像系統2。
<6.對移動體之應用例>
本揭示之技術(本技術)可應用於各種產品。例如，本揭示之技術亦可作為搭載於汽車、電動汽車、混合動力電動汽車、機車、自行車、個人移動載具、飛機、無人機、船舶、及機器人等任一種移動體之裝置而實現。
圖28係顯示可應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具備經由通信網路12001連接之複數個電子控制單元。於圖28所示之例中，車輛控制系統12000具備驅動系統控制單元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，圖示出微電腦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控制裝置發揮功能。
車體系統控制單元12020依照各種程式，控制車體所裝備之各種裝置 之動作。例如，車體系統控制單元12020作為免鑰匙門禁系統、智慧鑰匙系統、電動車窗裝置、或者頭燈、尾燈、煞車燈、方向燈或霧燈等各種燈具之控制裝置發揮功能。該情形時，可對車體系統控制單元12020輸入自替代鑰匙之可攜式機發送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，控制車輛之門鎖裝置、電動車窗裝置、燈具等。
車外資訊檢測單元12030檢測搭載有車輛控制系統12000之車輛之外部之資訊。例如，於車外資訊檢測單元12030連接攝像部12031。車外資訊檢測單元12030使攝像部12031拍攝車外之圖像，並接收拍攝到之圖像。車外資訊檢測單元12030亦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對應之電性信號之光感測器。攝像部12031可將電性信號作為圖像輸出，亦可作為測距之資訊輸出。又，攝像部12031接收之光可為可見光，亦可為紅外線等不可見光。
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，連接例如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可基於自駕駛者狀態檢測部12041輸入之檢測資訊，算出駕駛者之疲勞度或集中度，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、轉向機構或控制裝置之控制目標值，對驅動系統控制單元12010輸出控制指令。例如，微電腦12051可進行以實現包含迴避車輛碰撞或緩和衝擊、基於車間距離之追隨行駛、維持車速行駛、車輛之碰撞警告或車輛之偏離車道警告等之ADAS(Advanced Driver Assistance System：先進駕駛輔助系統)之功能為目的之協調控制。
又，微電腦12051可藉由基於由車外資訊檢測單元12030或車內資訊檢測單元12040所取得之車輛之周圍之資訊，控制驅動力產生裝置、轉向機構或制動裝置等，而進行以不受限於駕駛者之操作而自律地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可根據由車外資訊檢測單元12030檢測到之前方車或對向車之位置而控制前照燈，進行將遠光切換為近光等以謀求防眩為目的之協調控制。
聲音圖像輸出部12052向可對車輛之搭乘者或車外視覺性或聽覺性地通知資訊之輸出裝置，發送聲音及圖像中之至少一者之輸出信號。於圖28之例中，作為輸出裝置，例示擴音器12061、顯示部12062及儀錶板12063。顯示部12062亦可包含例如車載顯示器及抬頭顯示器之至少一者。
圖29係顯示攝像部12031之設置位置之例之圖。
圖29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設置於例如車輛12100之前保險桿、側鏡、後保險桿、後門及車廂內之擋風玻璃之上部等位置。保險桿所裝備之攝像部12101及車廂內之擋風玻璃之上部所裝備之攝像部12105主要取得車輛12100之前方之圖像。側鏡所裝備之攝像部12102、12103主要取得車輛12100之側方之圖像。後保險桿或後門所裝備之攝像部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檢測前方車輛或行人、障礙物、號誌機、交通標識或車道線等。
另，圖29中顯示攝像部12101至12104之攝像範圍之一例。攝像範圍12111表示設置於前保險桿之攝像部12101之攝像範圍，攝像範圍12112、12113表示分別設置於側鏡之攝像部12102、12103之攝像範圍，攝像範圍12114表示設置於後保險桿或後門之攝像部12104之攝像範圍。例如，藉由將由攝像部12101至12104拍攝到之圖像資料重合，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者亦可具有取得距離資訊之功能。例 如，攝像部12101至12104之至少1者可為由複數個攝像元件構成之攝錄影機，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基於自攝像部12101至12104取得之距離資訊，求得與攝像範圍12111至12114內之各立體物相隔之距離、及該距離之時間變化(相對於車輛12100之相對速度)，藉此可尤其將位於車輛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速度(例如，0km/h以上)行駛之立體物擷取作為前方車。進而，微電腦12051可設定前方車於近前應確保之車間距離，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。如此可進行以不受限於駕駛者之操作而自律地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取得之距離資訊，將與立體物相關之立體物資料分類為機車、普通車輛、大型車輛、行人、電線桿等其他立體物而擷取，使用於自動迴避障礙物。例如，微電腦12051可將車輛12100周邊之障礙物識別為車輛12100之駕駛可視認之障礙物與難視認之障礙物。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，當碰撞風險為設定值以上而有碰撞可能性之狀況時，經由擴音器12061或顯示部12062向駕駛者輸出警報，或經由驅動系統控制單元12010進行強制減速或迴避轉向，藉此可進行用於避免碰撞之駕駛支援。
攝像部12101至12104之至少1者亦可為檢測紅外線之紅外線相機。 例如，微電腦12051可藉由判定攝像部12101至12104之攝像圖像中是否存在行人而辨識行人。該行人之辨識係藉由例如擷取作為紅外線相機之攝像部12101至12104之攝像圖像中之特徵點之步驟、及對表示物體輪廓之一連串特徵點進行圖案匹配處理而判別是否為行人之步驟而進行。若微電腦12051判定攝像部12101至12104之攝像圖像中存在行人，且辨識出行人，則聲音圖像輸出部12052以對該辨識出之行人重合顯示用於強調之方形輪廓線之方式控制顯示部12062。又，聲音圖像輸出部12052亦可以將表示行人之圖標等顯示於所期望之位置之方式控制顯示部12062。
以上，對可應用本揭示之技術之移動體控制系統之一例進行說明。本揭示之技術可應用於以上說明之構成中之攝像部12031。具體而言，上述實施形態及其變化例之固態攝像裝置1可應用於攝像部12031。藉由將本揭示之技術應用於攝像部12031，可獲得雜訊較少且高精細之攝像圖像，故可於移動體控制系統中進行利用攝像圖像之高精度之控制。
以上，已舉出實施形態及其變化例、適用例及應用例說明本揭示，但本揭示非限定於上述實施形態等者，可進行多種變化。另，本說明書中記載之效果僅為例示。本揭示之效果非限定本說明書中所記載之效果。本揭示亦可具有本說明書中記載之效果以外之效果。
又，本揭示亦可採取如下之構成。
(1)
一種固態攝像裝置，其具備： 受光面；受光面；及複數個像素，其等與上述受光面對向配置；且各上述像素具備：光電轉換部，其將經由上述受光面入射之光進行光電轉換；電荷保持部，其保持自上述光電轉換部傳送之電荷；傳送電晶體，其具有到達至上述光電轉換部之垂直閘極電極，且將電荷自上述光電轉換部傳送至上述電荷保持部；及複數個遮光部，其等配置於上述受光面與上述電荷保持部之間之層內，且相互不同之層內；且複數個上述遮光部設置於未遮蔽經由上述受光面入射之光向上述光電轉換部入射之位置、且為自上述受光面觀察時未產生間隙之位置。
(2)
如(1)所記載之固態攝像裝置，其中於複數個上述遮光部，包含：第1遮光部，其配置於上述光電轉換部與上述電荷保持部之間之層內，具有供上述垂直閘極電極貫通之開口部，且於上述開口部以外之部位，遮蔽經由上述受光面入射之光向上述電荷保持部入射；及第2遮光部，其配置於上述受光面與上述第1遮光部之間之層內、至少與上述開口部對向之位置，遮蔽經由上述受光面入射之光向上述電荷保持部入射。
(3)
如(2)所記載之固態攝像裝置，其中 上述垂直閘極電極具有遮蔽經由上述受光面入射之光向上述電荷保持部入射之壁部。
(4)
如(1)至(3)中任一項所記載之固態攝像裝置，其中進而具備：分離部，其與上述第1遮光部及上述第2遮光部連結，並將各上述像素電性且光學性分離。
(5)
如(4)所記載之固態攝像裝置，其中進而具備半導體基板，其具有上述受光面、及上述傳送電晶體之形成面，並形成有各上述像素；且上述分離部自上述受光面延伸至上述形成面而形成。
(6)
一種電子機器，其具備：固態攝像裝置，其輸出對應於入射光之像素信號；及信號處理電路，其處理上述像素信號；且上述固態攝像裝置具有：受光面；及複數個像素，其等與上述受光面對向配置；且各上述像素具有：光電轉換部，其將經由上述受光面入射之光進行光電轉換；電荷保持部，其保持自上述光電轉換部傳送之電荷；傳送電晶體，其具有到達至上述光電轉換部之垂直閘極電極，且將電荷自上述光電轉換部傳送至上述電荷保持部；及 複數個遮光部，其等配置於上述受光面與上述電荷保持部之間之層內、且為互不相同之層內；且複數個上述遮光部設置於未遮蔽經由上述受光面入射之光向上述光電轉換部入射之位置，且為自上述受光面觀察時未產生間隙之位置。
本申請案係基於2018年9月14日向日本專利局提出申請之日本專利申請案第2018-172282號而主張其優先權者，該申請案之全部內容作為參照而援引於本申請案中。
凡是本領域之技術人員，當得根據設計上之要件或其他要因，而想出各種修正、組合、次組合(sub combination)及變更，但應了解，該等皆含在附加之申請專利範圍或其均等物之範圍內。
10:像素陣列部
11:感測器像素
30:第1基板
31:半導體基板
31A:受光面
31B:形成面
32:絕緣層
32A:N型半導體區域
32B:P型半導體區域
33:半導體層
33A:半導體部
34:固態擴散層
35:固態擴散層
36:固定電荷膜
37:彩色濾光片
40:第2基板
41:半導體基板
50:受光透鏡
51:元件分離部
51A:金屬嵌入部
51B:絕緣膜
52:元件分離部
52A:金屬嵌入部
52B:絕緣膜
53:遮光部
53A:金屬嵌入部
53B:絕緣膜
53H:開口部
54:元件分離部
54A:金屬嵌入部
54B:絕緣膜
55:元件分離部
55A:金屬嵌入部
55B:絕緣膜
56:遮光部
56A:金屬嵌入部
56B:絕緣膜
57:空隙部
58:空隙部
FD:浮動擴散區
H1:溝槽
H2:溝槽
H3:溝槽
L:光
MEM:電荷保持部
PD:光電二極體
TRG:第3傳送電晶體
TRM:第2傳送電晶體
TRX:第1傳送電晶體
VG:垂直閘極電極

Claims (6)

  1. 一種固態攝像裝置，其包含： 受光面；及 複數個像素，其等與上述受光面對向配置；且 各上述像素包含： 光電轉換部，其將經由上述受光面入射之光進行光電轉換； 電荷保持部，其保持自上述光電轉換部傳送之電荷； 傳送電晶體，其包含到達至上述光電轉換部之垂直閘極電極，且將電荷自上述光電轉換部傳送至上述電荷保持部；及 複數個遮光部，其等配置於上述受光面與上述電荷保持部之間之層內，且為互不相同之層內；且 複數個上述遮光部係設置於未遮蔽經由上述受光面入射之光向上述光電轉換部入射之位置，且為自上述受光面觀察時未產生間隙之位置。
  2. 如請求項1之固態攝像裝置，其中 於複數個上述遮光部，包含： 第1遮光部，其配置於上述光電轉換部與上述電荷保持部之間之層內，具有供上述垂直閘極電極貫通之開口部，且於上述開口部以外之部位，遮蔽經由上述受光面入射之光向上述電荷保持部入射；及 第2遮光部，其配置於上述受光面與上述第1遮光部之間之層內，且係至少與上述開口部對向之位置，遮蔽經由上述受光面入射之光向上述電荷保持部入射。
  3. 如請求項1之固態攝像裝置，其中 上述垂直閘極電極具有遮蔽經由上述受光面入射之光向上述電荷保持部入射之壁部。
  4. 如請求項1之固態攝像裝置，其進而包含： 分離部，其與上述第1遮光部及上述第2遮光部連結，將各上述像素電性並光學性地分離。
  5. 如請求項4之固態攝像裝置，其進而包含： 半導體基板，其具有上述受光面、及上述傳送電晶體之形成面，並形成有各上述像素；且 上述分離部自上述受光面延伸至上述形成面而形成。
  6. 一種電子機器，其包含： 固態攝像裝置，其輸出對應於入射光之像素信號；及 信號處理電路，其處理上述像素信號；且 上述固態攝像裝置包含： 受光面；及 複數個像素，其等與上述受光面對向配置；且 各上述像素包含： 光電轉換部，其將經由上述受光面入射之光進行光電轉換； 電荷保持部，其保持自上述光電轉換部傳送之電荷； 傳送電晶體，其包含到達至上述光電轉換部之垂直閘極電極，且將電荷自上述光電轉換部傳送至上述電荷保持部；及 複數個遮光部，其等配置於上述受光面與上述電荷保持部之間之層內，且為互不相同之層內；且 複數個上述遮光部設置於未遮蔽經由上述受光面入射之光向上述光電轉換部入射之位置，且為自上述受光面觀察時未產生間隙之位置。
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