WO2021124975A1 - 固体撮像装置および電子機器 - Google Patents

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semiconductor substrate
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vertical gate
light receiving
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中村　良助
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ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社
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    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors

Definitions

  • This disclosure relates to a solid-state image sensor and an electronic device.
  • the solid-state imaging device is used in, for example, an imaging device such as a digital still camera or a video camera, or an electronic device such as a mobile terminal device having an imaging function.
  • an imaging device such as a digital still camera or a video camera
  • an electronic device such as a mobile terminal device having an imaging function.
  • a solid-state image sensor a CMOS (complementary MOS) image sensor that reads out the charge accumulated in a photodiode, which is a photoelectric conversion element, via a MOS (Metal Oxide Semiconductor) transistor is known (for example, Patent Documents 1 to 1). 3).
  • solid-state image sensors are required to suppress dark current and improve transfer characteristics. Therefore, it is desirable to provide a solid-state image sensor capable of suppressing dark current and improving transfer characteristics and an electronic device provided with the solid-state image sensor.
  • the solid-state image sensor includes a semiconductor substrate having a light receiving surface and a plurality of pixels arranged to face the light receiving surface.
  • Each pixel has a photoelectric conversion unit, a charge holding unit, a transfer transistor, an element separation unit, and a semiconductor layer.
  • the photoelectric conversion unit photoelectrically converts the light incident on the light receiving surface.
  • the charge holding portion is formed in the first conductive type semiconductor region of the semiconductor substrate as a second conductive type semiconductor region different from the first conductive type, and holds the charge transferred from the photoelectric conversion unit. ..
  • the transfer transistor has a vertical gate electrode that reaches the photoelectric conversion unit and a gate insulating film that is in contact with the vertical gate electrode and is formed on the surface of the semiconductor substrate opposite to the light receiving surface, and holds charges from the photoelectric conversion unit. Transfer the charge to the unit.
  • the element separation portion is composed of an oxide film insulator formed on the surface of the semiconductor substrate on the side opposite to the light receiving surface.
  • the semiconductor layer is a layer having a higher concentration of conductive impurities than the semiconductor region, which is in contact with the side surface and the bottom surface of the element separation portion and also in contact with the gate insulating film. At least a part of the element separation portion is arranged apart from the vertical gate electrode with a portion of the semiconductor layer in contact with the gate insulating film in between.
  • the electronic device includes a solid-state image sensor that outputs a pixel signal according to incident light, and a signal processing circuit that processes the pixel signal.
  • the solid-state image sensor provided in the electronic device has the same configuration as the solid-state image sensor described above.
  • a transfer transistor having a vertical gate electrode is provided, and at least a part of the element separation portion composed of an oxide film insulator is a first conductive type. It is arranged away from the vertical gate electrode with a semiconductor layer having a high concentration of impurities in between. As a result, even when the element separation portion is brought close to the vertical gate electrode, the transfer characteristics can be improved while suppressing the dark current.
  • FIG. 1 It is a figure which shows an example of the schematic structure of the image pickup system provided with the image pickup apparatus which concerns on the said Embodiment and the modification. It is a figure which shows an example of the imaging procedure in the imaging system of FIG. It is a block diagram which shows an example of the schematic structure of a vehicle control system. It is explanatory drawing which shows an example of the installation position of the vehicle exterior information detection unit and the image pickup unit. It is a figure which shows an example of the schematic structure of the endoscopic surgery system. It is a block diagram which shows an example of the functional structure of a camera head and a CCU.
  • a plurality of components having substantially the same or similar functional configurations may be distinguished by adding different numbers after the same reference numerals. However, if it is not necessary to distinguish each of the plurality of components having substantially the same or similar functional configurations, only the same reference numerals are given. Further, similar components of different embodiments may be distinguished by adding different alphabets after the same reference numerals. However, if it is not necessary to distinguish each of the similar components, only the same reference numerals are given.
  • the drawings referred to in the following description are drawings for explaining one embodiment of the present disclosure and promoting its understanding, and for the sake of clarity, the shapes, dimensions, ratios, etc. shown in the drawings are actually shown. May differ from.
  • the solid-state image sensor shown in the drawing can be appropriately redesigned in consideration of the following description and known techniques.
  • the vertical direction of the laminated structure of the solid-state image sensor corresponds to the relative direction when the incident surface on which light is incident on the solid-state image sensor is facing up. It may differ from the vertical direction according to the actual gravitational acceleration.
  • expressions relating to size and shape do not mean only values that are the same as mathematically defined numerical values or geometrically defined shapes, but are used in the manufacturing process of a solid-state image sensor. It also includes cases where there are industrially acceptable differences and shapes similar to those cases.
  • connection means electrically connecting a plurality of elements.
  • connection in the following description includes not only the case where a plurality of elements are directly and electrically connected, but also the case where a plurality of elements are indirectly and electrically connected via other elements. The case shall also be included.
  • FIG. 1 shows an example of a schematic configuration of a solid-state image sensor 1 according to an embodiment of the present disclosure.
  • the solid-state image sensor 1 includes a pixel array unit 10 in which a plurality of sensor pixels 11 are arranged in a matrix.
  • the pixel array unit 10 has a configuration in which a plurality of sensor pixels 11 are laminated on a semiconductor substrate 12 made of, for example, silicon.
  • the plurality of sensor pixels 11 are arranged in a matrix at positions facing the light receiving surface 11A, which is the back surface of the semiconductor substrate 12. That is, the pixel array unit 10 has a semiconductor substrate 12 having a light receiving surface 11A and a plurality of sensor pixels 11 arranged to face the light receiving surface 11A.
  • the pixel array unit 10 further has a plurality of pixel drive lines and a plurality of vertical signal lines VSL on a semiconductor substrate 12 made of, for example, silicon.
  • the pixel drive line is a wiring to which a control signal for controlling the output of the electric charge accumulated in the sensor pixel 11 is applied, and extends in the row direction, for example.
  • the vertical signal line VSL is a wiring that outputs a pixel signal output from each sensor pixel 11 to a logic circuit 20, and extends in the column direction, for example.
  • the logic circuit 20 is provided, for example, on the semiconductor substrate 12 and around the pixel array unit 10.
  • the logic circuit 20 may be provided on the semiconductor substrate or the semiconductor layer formed on the semiconductor substrate 12.
  • the logic circuit 20 includes, for example, a vertical drive circuit 21, a column signal processing circuit 22, a horizontal drive circuit 23, a system control circuit 24, an output circuit 25, and the like. The details of each block of the solid-state image sensor 1 according to the present embodiment will be described below.
  • the vertical drive circuit 21 is composed of, for example, a shift register.
  • the vertical drive circuit 21 selects a pixel drive line 42, supplies a pulse for driving the sensor pixel 11 to the selected pixel drive line 42, and drives the sensor pixel 11 in a predetermined unit pixel line.
  • the vertical drive circuit 21 selectively scans each sensor pixel 11 of the pixel array unit 10 in a predetermined unit pixel row in the vertical direction (vertical direction in FIG. 1), and determines the amount of light received by the photodiode PD of each sensor pixel 11.
  • the pixel signal based on the charge generated accordingly is supplied to the column signal processing circuit 22 via the vertical signal line VSL.
  • the column signal processing circuit 22 is arranged for each column of the sensor pixels 11, and performs signal processing such as noise removal for each pixel signal with respect to the pixel signals output from the sensor pixels 11 for a predetermined unit pixel row. ..
  • the column signal processing circuit 22 performs, for example, Correlated Double Sampling (CDS) processing in order to remove fixed pattern noise peculiar to pixels.
  • the column signal processing circuit 22 includes, for example, a single slope A / D converter.
  • the single slope A / D converter includes, for example, a comparator and a counter circuit, and performs AD (Analog-Digital) conversion on a pixel signal.
  • the horizontal drive circuit 23 is composed of, for example, a shift register.
  • the horizontal drive circuit 23 sequentially outputs the horizontal scanning pulses to sequentially select each of the column signal processing circuits 22 described above, and outputs a pixel signal from each of the column signal processing circuits 22 to the horizontal signal line.
  • the output circuit 25 performs signal processing on the pixel signals sequentially supplied from each of the column signal processing circuits 22 via the horizontal signal line, and outputs the pixel signals obtained thereby.
  • the output circuit 25 may function as, for example, a functional unit that performs buffering, or may perform processing such as black level adjustment, column variation correction, and various digital signal processing. Buffering refers to temporarily storing pixel signals in order to compensate for differences in processing speed and transfer speed when exchanging pixel signals.
  • the system control circuit 24 receives an input clock and data for instructing an operation mode and the like, and outputs data such as internal information of the sensor pixel 11.
  • the system control circuit 24 generates a clock signal or a control signal that serves as a reference for the operation of the vertical drive circuit 21, the column signal processing circuit 22, the horizontal drive circuit 23, etc., based on the vertical synchronization signal, the horizontal synchronization signal, and the master clock. ..
  • the system control circuit 24 outputs the generated clock signal and control signal to the vertical drive circuit 21, the column signal processing circuit 22, the horizontal drive circuit 23, and the like.
  • planar configuration example of the solid-state image sensor 1 according to the present embodiment is not limited to the example shown in FIG. 1, and may include, for example, other circuits and the like.
  • FIG. 2 shows an example of the circuit configuration of the sensor pixel 11.
  • the pixel array unit 10 has a plurality of sensor pixels 11.
  • Each sensor pixel 11 has, for example, a photodiode PD that photoelectrically converts light incident on the light receiving surface 11A, and a pixel circuit.
  • the photodiode PD corresponds to a specific example of the "photoelectric conversion unit" of the present disclosure.
  • the pixel circuit generates, for example, a pixel signal based on the electric charge output from the photodiode PD and outputs it to the vertical signal line VSL.
  • the pixel circuit is configured to include a plurality of pixel transistors, and includes, for example, a transfer transistor TRX, a selection transistor SEL, a reset transistor RST, an amplification transistor AMP, and the like.
  • the pixel transistor is, for example, a MOS (Metal-Oxide-Semiconductor) transistor.
  • the pixel circuit also has a floating diffusion FD.
  • the transfer transistor TRX corresponds to a specific example of the "transfer transistor" of the present disclosure.
  • the floating diffusion FD corresponds to a specific example of the "charge holding unit" of the present disclosure.
  • the transfer transistor TRX is connected between the photodiode PD and the floating diffusion FD, and the electric charge accumulated in the photodiode PD is transferred from the photodiode PD to the floating diffusion FD according to the control signal applied to the gate electrode. Transfer to.
  • the transfer transistor TRX transfers an electric charge from the photodiode PD to the floating diffusion FD.
  • the drain of the transfer transistor TRG is electrically connected to the floating diffusion FD, and the gate of the transfer transistor TRX is connected to the pixel drive line.
  • the floating diffusion FD is a floating diffusion region that temporarily holds the electric charge transferred from the photodiode PD via the transfer transistor TRX.
  • a reset transistor RST is connected to the floating diffusion FD, and a vertical signal line VSL is connected via an amplification transistor AMP and a selection transistor SEL.
  • the drain is connected to the power supply line VDD and the source is connected to the floating diffusion FD.
  • the reset transistor RST initializes (reset) the floating diffusion FD according to the control signal applied to the gate electrode. For example, when the reset transistor RST is turned on, the potential of the floating diffusion FD is reset to the potential level of the power supply line VDD. That is, the floating diffusion FD is initialized.
  • the amplification transistor AMP has a gate electrode connected to a floating diffusion FD and a drain connected to a power supply line VDD, and serves as an input unit of a source follower circuit that reads out the electric charge obtained by photoelectric conversion in the photodiode PD. That is, the amplification transistor AMP constitutes a constant current source and a source follower circuit connected to one end of the vertical signal line VSL by connecting the source to the vertical signal line VSL via the selection transistor SEL.
  • the selection transistor SEL is connected between the source of the amplification transistor AMP and the vertical signal line VSL, and a control signal is supplied as a selection signal to the gate electrode of the selection transistor SEL.
  • the control signal is turned on, the selection transistor SEL is in a conductive state, and the sensor pixel 11 connected to the selection transistor SEL is in a selection state.
  • the sensor pixel 11 is in the selected state, the pixel signal output from the amplification transistor AMP is read out to the column signal processing circuit 22 via the vertical signal line VSL.
  • FIG. 3 shows an example of the planar configuration of the sensor pixel 11.
  • FIG. 4 shows an example of the cross-sectional configuration of the sensor pixel 11 along the line AA of FIG.
  • FIG. 5 shows an example of the cross-sectional configuration of the sensor pixel 11 along the line BB of FIG.
  • a pixel circuit including, for example, a transfer transistor TRX is formed on the upper surface of the semiconductor substrate 12. Therefore, the upper surface of the semiconductor substrate 12 is a forming surface 11B such as a transfer transistor TRX.
  • a part of the pixel circuit (for example, the selection transistor SEL, the amplification transistor, and the reset transistor RST) may be formed in the semiconductor substrate or the semiconductor layer formed on the upper surface (forming surface 11B) side of the semiconductor substrate 12.
  • a wiring layer including wiring in a pixel circuit is formed in contact with the upper surface (forming surface 11B) of the semiconductor substrate 12, for example.
  • the semiconductor substrate 12 is composed of, for example, a silicon substrate.
  • the semiconductor substrate 12 has a first conductive type (for example, P type) semiconductor region (well layer 14) in a part of the upper surface (forming surface 11B) and its vicinity, and is deeper than the well layer 14. It has a semiconductor region in which the concentration of impurities of the first conductive type (for example, P type) is lower than that of the well layer 14.
  • the semiconductor substrate 12 has a second conductive type (for example, P type) different from the first conductive type (for example, P type) in a semiconductor region in which the concentration of impurities of the first conductive type (for example, P type) is lower than that of the well layer 14.
  • P type a second conductive type
  • a photodiode PD is formed by a PN junction between a semiconductor region 13 and a semiconductor region having a first conductive type (for example, P type) adjacent to the semiconductor region 13.
  • the photodiode PD photoelectrically converts the light incident on the light receiving surface 11A, which is the back surface of the semiconductor substrate 12.
  • the photodiode PD performs photoelectric conversion to generate an electric charge according to the amount of received light.
  • the cathode of the photodiode PD is electrically connected to the source of the transfer transistor TRG, and the anode of the photodiode PD is electrically connected to the reference potential line (eg, ground GND).
  • the semiconductor substrate 12 has an insulating film 15 used as a gate oxide film of the transfer transistor TRX on a part of the upper surface (forming surface 11B).
  • the insulating film 15 is, for example, a silicon oxide film formed by subjecting the surface of a silicon substrate to thermal oxidation or the like.
  • the concentration of impurities of the first conductive type (for example, P type) is higher than that of the well layer 14 in the layer between the well layer 14 and the insulating film 15 in the vicinity of the upper surface (forming surface 11B).
  • the semiconductor layer 17 corresponds to a specific example of the "semiconductor layer" of the present disclosure.
  • the semiconductor layer 17 is formed in contact with the insulating film 15 and the well layer 14.
  • the semiconductor layer 17 is also formed in contact with the side surfaces and the bottom surface of the element separation portion 16 described later.
  • the transfer transistor TRX has a vertical gate electrode VG as a gate electrode.
  • a portion of the vertical gate electrode VG other than the upper end portion (umbrella-shaped portion) is formed in the semiconductor substrate 12 extending in the thickness direction of the semiconductor substrate 12.
  • the lower end of the vertical gate electrode VG is formed, for example, to a depth that reaches the photodiode PD.
  • the upper end of the vertical gate electrode VG is formed in contact with the upper surface of the semiconductor substrate 12.
  • the vertical gate electrode VG is formed by, for example, embedding a trench provided in a semiconductor substrate 12 whose inner wall is covered with an insulating film 15 with a conductive material such as a metal material or polysilicon.
  • the insulating film 15 in the trench is formed, for example, by subjecting the inner wall of the trench provided on the semiconductor substrate 12 to thermal oxidation or the like.
  • the conductive material is embedded in the trench by, for example, CVD (Chemical Vapor Deposition) or the like.
  • the transfer transistor TRX has an insulating film 15 as a gate oxide film.
  • the insulating film 15 corresponds to a specific example of the "gate oxide film" of the present disclosure.
  • the insulating film 15 is formed on the upper surface of the semiconductor substrate 12 (the surface opposite to the light receiving surface 11A (forming surface 11B)).
  • the insulating film 15 is formed in contact with a portion of the vertical gate electrode VG other than the upper end portion (umbrella-shaped portion).
  • the floating diffusion FD is arranged, for example, away from a portion of the vertical gate electrode VG other than the upper end portion (umbrella-shaped portion).
  • the floating diffusion FD may be arranged away from the vertical gate electrode VG when viewed from the normal direction of the semiconductor substrate 12.
  • a semiconductor region having a concentration of impurities of the second conductive type (for example, N type) lower than that of the floating diffusion FD may be provided around the floating diffusion FD. In this case, the semiconductor region may be arranged at a position where at least a part of the semiconductor region overlaps with the vertical gate electrode VG when viewed from the normal direction of the semiconductor substrate 12.
  • Each sensor pixel 11 has an element separation portion 16 on the upper surface (forming surface 11B) of the semiconductor substrate 12.
  • the element separation unit 16 corresponds to a specific example of the “element separation unit” of the present disclosure.
  • the element separation portion 16 is formed on the semiconductor substrate 12 closer to the surface (forming surface 11B) on the side opposite to the light receiving surface 11A.
  • the element separation unit 16 electrically separates two sensor pixels 11 adjacent to each other on the upper surface (forming surface 11B) of the semiconductor substrate 12 and its vicinity.
  • the lower end of the element separating portion 16 is provided, for example, at a depth of the semiconductor substrate 12 that does not reach the depth at which the photodiode PD is formed.
  • At least a part of the element separating portion 16 is arranged apart from a portion other than the upper end portion (umbrella-shaped portion) of the vertical gate electrode VG with the semiconductor layer 17 in between. At least a part of the element separating portion 16 is arranged apart from a portion of the semiconductor layer 17 other than the upper end portion (umbrella-shaped portion) of the vertical gate electrode VG with a portion in contact with the insulating film 15 in between.
  • the semiconductor layer 17 is formed in the vicinity of the upper surface (forming surface 11B) of the semiconductor substrate 12.
  • the semiconductor layer 17 is formed in contact with the side surface and the bottom surface of the element separating portion 16, and further extends from the element separating portion 16 side toward the vertical gate electrode VG in the vicinity of the upper surface (forming surface 11B) of the semiconductor substrate 12. To do.
  • the semiconductor layer 17 is arranged at a position where a part of the semiconductor layer 17 overlaps with the vertical gate electrode VG when viewed from the normal direction of the semiconductor substrate 12.
  • the element separation unit 16 is composed of, for example, an oxide film insulator such as STI (Shallow Trench Isolation).
  • the STI is formed, for example, by embedding a trench formed in the semiconductor substrate 12 with silicon oxide by CVD or the like.
  • Each sensor pixel 11 may have a color filter or a light receiving lens on the back surface (light receiving surface 11A) side of the semiconductor substrate 12.
  • the solid-state image sensor 1 includes a plurality of light receiving lenses provided for each sensor pixel 11.
  • a plurality of light receiving lenses are provided for each photodiode PD, and are arranged at positions facing the photodiode PD.
  • the light receiving lens is provided, for example, in contact with the color filter and at a position facing the photodiode PD via the color filter.
  • Each sensor pixel 11 may have an element separation unit that electrically and optically separates two photodiode PDs adjacent to each other.
  • the element separation portion is formed so as to extend in the normal direction (thickness direction) of the semiconductor substrate 12, for example, penetrating the semiconductor substrate 12.
  • the element separation unit is configured to include, for example, a DTI (Deep Trench Isolation) structure.
  • the DTI is composed of, for example, an insulating film in contact with the inner wall of the trench provided from the back surface (light receiving surface 11A) side of the semiconductor substrate 12, and a metal embedded portion provided inside the insulating film.
  • the insulating film is, for example, an oxide film formed by thermally oxidizing the semiconductor substrate 12, and is formed of, for example, silicon oxide.
  • the metal embedding portion is formed by utilizing, for example, a substitution phenomenon by heat treatment, and is formed of, for example, aluminum or an aluminum alloy.
  • a vertical transistor (transfer transistor TRX) having a vertical gate electrode VG is provided, and at least a part of the element separation portion 16 is an upper end portion (upper end portion) of the vertical gate electrode VG with the semiconductor layer 17 in between. It is placed away from the parts other than the umbrella-shaped part).
  • the transfer characteristics can be improved while suppressing the dark current.
  • the semiconductor layer 17 is provided between at least a part of the element separating portion 16 and the vertical gate electrode VG, and further, any portion of the element separating portion 16 is directed from the normal direction of the semiconductor substrate 12. As seen, it is placed away from the vertical gate electrode VG. As a result, the transfer characteristics can be improved while suppressing the dark current as compared with the case where the semiconductor layer 17 is not provided between the element separating portion 16 and the vertical gate electrode VG.
  • FIG. 8 shows an example of a modification of the cross-sectional configuration of the sensor pixel 11 along the line AA of FIG.
  • FIG. 9 shows an example of a modification of the cross-sectional configuration of the sensor pixel 11 along the line BB of FIG. Even in such a case, it is possible to suppress the dark current and improve the transfer characteristics as in the above embodiment.
  • the photodiode PD is formed in the semiconductor substrate 12 at a position deeper than the well layer 14.
  • a part of the photodiode PD may be formed in the charge transfer path in the transfer transistor TRX.
  • FIG. 10 shows an example of a modification of the cross-sectional configuration of the sensor pixel 11 along the line AA of FIG.
  • FIG. 11 shows an example of a modification of the cross-sectional configuration of the sensor pixel 11 along the line BB of FIG.
  • a part of the photodiode PD extends along the vertical gate electrode VG toward the upper surface (forming surface 11B) of the semiconductor substrate 12. In this case, the transfer characteristics can be improved.
  • the upper end portion of the vertical gate electrode VG has an umbrella shape.
  • the portion of the upper end portion of the vertical gate electrode VG that does not correspond to the transfer path of the transfer gate may be omitted. ..
  • the dimension of the upper end portion of the vertical gate electrode VG in the stacking plane direction is reduced by the amount omitted.
  • the element separation portion 16 can be brought closer to the vertical gate electrode VG by the amount that the dimension of the upper end portion of the vertical gate electrode VG in the laminated plane direction is reduced.
  • the pixel size of the sensor pixel 11 can be reduced by the amount that the dimension of the upper end portion of the vertical gate electrode VG in the laminated plane direction is reduced.
  • each sensor pixel 11 has a photodiode PD1 instead of the photodiode PD, and further has a photodiode PD2 in addition to the photodiode PD1, as shown in FIG. 13, for example. You may have.
  • each pixel circuit includes, for example, a transfer transistor TRX, a reset transistor RST, a selection transistor SEL, an amplification transistor AMP, and a floating diffusion FD, as well as a transfer transistor TGS and a pixel internal capacitance FC.
  • the FC connection transistor FCC and the conversion efficiency switching transistor EXC may be included.
  • each pixel circuit generates, for example, a pixel signal based on the electric charge held in the floating diffusion FD and outputs it to the vertical signal line VSL.
  • the photodiode PD2 photoelectrically converts the light incident on the light receiving surface 11A.
  • the photodiode PD2 performs photoelectric conversion to generate an electric charge according to the amount of received light.
  • the cathode of the photodiode PD2 is electrically connected to the source of the transfer transistor TGS, and the anode of the photodiode PD2 is electrically connected to the reference potential line (eg, ground GND).
  • the photodiode PD1 may generate a larger amount of electric charge per unit illuminance in a unit time than the photodiode PD2. At this time, the photodiode PD1 has a higher sensitivity than the photodiode PD2, and the photodiode PD2 has a lower sensitivity than the photodiode PD1.
  • the transfer transistor TGS is connected between the photodiode PD2 and the node between the pixel internal capacitance FC and the FC connection transistor FCC.
  • the transfer transistor TGS moves the charge stored in the photodiode PD2 to the node between the pixel internal capacitance FC and the FC connection transistor FCC in response to the control signal applied to the gate electrode.
  • the drain is connected to the power supply line VDD1 and the source is connected to the drain of the conversion efficiency switching transistor EXC.
  • the reset transistor RST initializes (reset) the floating diffusion FD via the conversion efficiency switching transistor EXC according to the control signal applied to the gate electrode. For example, when the reset transistor RST and the conversion efficiency switching transistor EXC are turned on, the potential of the floating diffusion FD is reset to the potential level of the power supply line VDD1. That is, the floating diffusion FD is initialized.
  • the gate electrode is connected to the floating diffusion FD, the drain is connected to the power supply line VDD1, the source is connected to the selection transistor SEL, and the input portion of the source follower circuit that reads out the charge held in the floating diffusion FD. It becomes. That is, the amplification transistor AMP constitutes a constant current source and a source follower circuit connected to one end of the vertical signal line VSL by connecting the source to the vertical signal line VSL via the selection transistor SEL.
  • the pixel internal capacitance FC is connected between the node between the FC connection transistor FCC and the transfer transistor TGS and the power supply line VDD2.
  • the pixel internal capacitance FC accumulates the electric charge transferred (overflow) from the photodiode PD2.
  • the FC connection transistor FCC is connected between the node between the transfer transistor TGS and the pixel internal capacitance FC and the node between the reset transistor RST and the conversion efficiency switching transistor EXC.
  • the FC connection transistor FCC couples the capacitance potential of the floating diffusion FD and the capacitance potential of the pixel internal capacitance FC with each other according to the control signal applied to the gate electrode.
  • the conversion efficiency switching transistor EXC is connected between the node between the reset transistor RST and the FC connection transistor FCC and the floating diffusion FD, and is connected to the floating diffusion FD according to the control signal applied to the gate electrode. And the capacitance potential of the pixel internal capacitance FC are coupled to each other.
  • the pixel internal capacitance FC faces the semiconductor region 18a of the second conductive type (for example, N type) formed on the semiconductor substrate 12 and the semiconductor region 18a via the insulating film 15, for example. It is composed of an arranged electrode 18b.
  • the pixel internal capacitance FC is surrounded by the element separation unit 16 and is arranged at a position facing the vertical gate electrode VG with the element separation unit 16 in between.
  • the drain of the transfer transistor TGS includes, for example, the semiconductor region 18c, as shown in FIG.
  • the semiconductor region 18c is provided adjacent to the pixel internal capacitance FC with the element separation portion 16 in between.
  • the semiconductor region 18c is provided as a second conductive type (for example, N type) semiconductor region in the semiconductor substrate 12. A part of the electric charge stored in the photodiode PD is transferred to the pixel internal capacitance FC via the metal wiring 11a electrically connected to the semiconductor region 18c.
  • the pixel internal capacitance FC and the transfer transistor TGS are formed on the upper surface (forming surface 11B) of the semiconductor substrate 12.
  • the element separation unit 16 is provided, for example, between the pixel internal capacitance FC and the vertical gate electrode VG, or between the pixel internal capacitance FC and the transfer transistor TGS, as shown in FIG.
  • the element separation unit 16 electrically separates the pixel internal capacitance FC from the transfer transistor TRX and the transfer transistor TGS.
  • the element separating portion 16 is provided in the vicinity of the vertical gate electrode VG, for example, as shown in FIG. As described above, even when the element separating portion 16 is provided in the vicinity of the vertical gate electrode VG, it is possible to suppress the dark current and improve the transfer characteristics as in the above embodiment.
  • FIG. 15 shows an example of a schematic configuration of an image pickup system 2 provided with a solid-state image pickup device 1 according to the above embodiment and a modified example thereof.
  • the imaging system 2 corresponds to a specific example of the "electronic device" of the present disclosure.
  • the imaging system 2 is, for example, an imaging device such as a digital still camera or a video camera, or an electronic device such as a mobile terminal device such as a smartphone or a tablet terminal.
  • the image pickup system 2 includes, for example, a solid-state image pickup device 1, an optical system 31, a shutter device 32, a control circuit 33, a DSP circuit 34, a frame memory 35, a display unit 36, and a storage unit 37 according to the above embodiment and a modification thereof. It includes an operation unit 38 and a power supply unit 39.
  • the solid-state image pickup device 1 the shutter device 32, the control circuit 33, the DSP circuit 34, the frame memory 35, the display unit 36, the storage unit 37, the operation unit 38, and the power supply unit according to the above embodiment and its modification.
  • the 39s are connected to each other via the bus line L.
  • the optical system 31 is configured to have one or a plurality of lenses, guides light (incident light) from a subject to a solid-state image sensor 1, and forms an image on a light receiving surface of the solid-state image sensor 1.
  • the shutter device 32 is arranged between the optical system 31 and the solid-state image sensor 1, and controls the light irradiation period and the light-shielding period of the solid-state image sensor 1 according to the control of the control circuit 33.
  • the solid-state image sensor 1 accumulates signal charges for a certain period of time according to the light imaged on the light receiving surface via the optical system 31 and the shutter device 32.
  • the signal charge accumulated in the solid-state image sensor 1 is transferred to the DSP circuit 34 as a pixel signal (image data) according to a drive signal (timing signal) supplied from the control circuit 33. That is, the solid-state image sensor 1 receives the image light (incident light) incident through the optical system 31 and the shutter device 32, and outputs a pixel signal corresponding to the received image light (incident light) to the DSP circuit 34. To do.
  • the control circuit 33 outputs a drive signal for controlling the transfer operation of the solid-state image sensor 1 and the shutter operation of the shutter device 32 to drive the solid-state image sensor 1 and the shutter device 32.
  • the DSP circuit 34 is a signal processing circuit that processes a pixel signal (image data) output from the solid-state image sensor 1.
  • the frame memory 35 temporarily holds the image data processed by the DSP circuit 34 in frame units.
  • the display unit 36 comprises a panel-type display device such as a liquid crystal panel or an organic EL (Electro Luminescence) panel, and displays a moving image or a still image captured by the solid-state image sensor 1.
  • the storage unit 147 records image data of a moving image or a still image captured by the solid-state image sensor 1 on a recording medium such as a semiconductor memory or a hard disk.
  • the operation unit 38 issues operation commands for various functions of the image pickup system 2 according to the operation by the user.
  • the power supply unit 39 supplies various power sources that serve as operating power sources for the solid-state image sensor 1, the shutter device 32, the control circuit 33, the DSP circuit 34, the frame memory 35, the display unit 36, the storage unit 37, and the operation unit 38. Is supplied as appropriate.
  • FIG. 16 shows an example of a flowchart of an imaging operation in the imaging system 2.
  • the user instructs the start of imaging by operating the operation unit 38 (step S101).
  • the operation unit 38 transmits an imaging command to the control circuit 33 (step S102).
  • the control circuit 33 receives the image pickup command, the control circuit 33 starts controlling the shutter device 32 and the solid-state image pickup device 1.
  • the solid-state image sensor 1 (specifically, the system control circuit 24) executes imaging by a predetermined imaging method under the control of the control circuit 33 (step S103).
  • the shutter device 32 controls the light irradiation period and the light blocking period of the solid-state image sensor 1 by the control of the control circuit 33.
  • the solid-state image sensor 1 outputs the image data obtained by imaging to the DSP circuit 34.
  • the image data is data for all pixels of the pixel signal generated based on the electric charge temporarily held in the floating diffusion FD.
  • the DSP circuit 34 performs predetermined signal processing (for example, noise reduction processing) based on the image data input from the solid-state image sensor 1 (step S104).
  • the DSP circuit 34 stores the image data subjected to the predetermined signal processing in the frame memory 35, and the frame memory 35 stores the image data in the storage unit 37 (step S105). In this way, the imaging in the imaging system 2 is performed.
  • the solid-state image sensor 1 according to the above embodiment and its modified example is applied to the image pickup system 2.
  • the image pickup system 2 As a result, a high-definition image with less noise can be obtained.
  • the technology according to the present disclosure can be applied to various products.
  • the technology according to the present disclosure is realized as a device mounted on a moving body of any kind such as an automobile, an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, a motorcycle, a bicycle, a personal mobility, an airplane, a drone, a ship, and a robot. You may.
  • FIG. 17 is a block diagram showing a schematic configuration example of a vehicle control system, which is an example of a mobile control system to which the technique according to the present disclosure can be applied.
  • the vehicle control system 12000 includes a plurality of electronic control units connected via the communication network 12001.
  • the vehicle control system 12000 includes a drive system control unit 12010, a body system control unit 12020, an outside information detection unit 12030, an in-vehicle information detection unit 12040, and an integrated control unit 12050.
  • a microcomputer 12051, an audio image output unit 12052, and an in-vehicle network I / F (interface) 12053 are shown as a functional configuration of the integrated control unit 12050.
  • the drive system control unit 12010 controls the operation of the device related to the drive system of the vehicle according to various programs.
  • the drive system control unit 12010 provides a driving force generator for generating the driving force of the vehicle such as an internal combustion engine or a driving motor, a driving force transmission mechanism for transmitting the driving force to the wheels, and a steering angle of the vehicle. It functions as a control device such as a steering mechanism for adjusting and a braking device for generating a braking force of a vehicle.
  • the body system control unit 12020 controls the operation of various devices mounted on the vehicle body according to various programs.
  • the body system control unit 12020 functions as a keyless entry system, a smart key system, a power window device, or a control device for various lamps such as headlamps, back lamps, brake lamps, blinkers or fog lamps.
  • the body system control unit 12020 may be input with radio waves transmitted from a portable device that substitutes for the key or signals of various switches.
  • the body system control unit 12020 receives inputs of these radio waves or signals and controls a vehicle door lock device, a power window device, a lamp, and the like.
  • the vehicle outside information detection unit 12030 detects information outside the vehicle equipped with the vehicle control system 12000.
  • the image pickup unit 12031 is connected to the vehicle exterior information detection unit 12030.
  • the vehicle outside information detection unit 12030 causes the image pickup unit 12031 to capture an image of the outside of the vehicle and receives the captured image.
  • the vehicle exterior information detection unit 12030 may perform object detection processing or distance detection processing such as a person, a vehicle, an obstacle, a sign, or a character on the road surface based on the received image.
  • the imaging unit 12031 is an optical sensor that receives light and outputs an electric signal according to the amount of the light received.
  • the image pickup unit 12031 can output an electric signal as an image or can output it as distance measurement information. Further, the light received by the imaging unit 12031 may be visible light or invisible light such as infrared light.
  • the in-vehicle information detection unit 12040 detects the in-vehicle information.
  • a driver state detection unit 12041 that detects the driver's state is connected to the in-vehicle information detection unit 12040.
  • the driver state detection unit 12041 includes, for example, a camera that images the driver, and the in-vehicle information detection unit 12040 determines the degree of fatigue or concentration of the driver based on the detection information input from the driver state detection unit 12041. It may be calculated, or it may be determined whether the driver is dozing.
  • the microcomputer 12051 calculates the control target value of the driving force generator, the steering mechanism, or the braking device based on the information inside and outside the vehicle acquired by the vehicle exterior information detection unit 12030 or the vehicle interior information detection unit 12040, and the drive system control unit.
  • a control command can be output to 12010.
  • the microcomputer 12051 realizes ADAS (Advanced Driver Assistance System) functions including vehicle collision avoidance or impact mitigation, follow-up driving based on inter-vehicle distance, vehicle speed maintenance driving, vehicle collision warning, vehicle lane deviation warning, and the like. It is possible to perform cooperative control for the purpose of.
  • ADAS Advanced Driver Assistance System
  • the microcomputer 12051 controls the driving force generator, the steering mechanism, the braking device, and the like based on the information around the vehicle acquired by the vehicle exterior information detection unit 12030 or the vehicle interior information detection unit 12040, so that the driver can control the driver. It is possible to perform coordinated control for the purpose of automatic driving, etc., which runs autonomously without depending on the operation.
  • the microcomputer 12051 can output a control command to the body system control unit 12020 based on the information outside the vehicle acquired by the vehicle exterior information detection unit 12030.
  • the microcomputer 12051 controls the headlamps according to the position of the preceding vehicle or the oncoming vehicle detected by the external information detection unit 12030, and performs coordinated control for the purpose of anti-glare such as switching the high beam to the low beam. It can be carried out.
  • the audio image output unit 12052 transmits an output signal of at least one of audio and an image to an output device capable of visually or audibly notifying information to the passenger or the outside of the vehicle.
  • an audio speaker 12061, a display unit 12062, and an instrument panel 12063 are exemplified as output devices.
  • the display unit 12062 may include, for example, at least one of an onboard display and a heads-up display.
  • FIG. 18 is a diagram showing an example of the installation position of the imaging unit 12031.
  • the vehicle 12100 has image pickup units 12101, 12102, 12103, 12104, 12105 as the image pickup unit 12031.
  • the imaging units 12101, 12102, 12103, 12104, 12105 are provided at positions such as the front nose, side mirrors, rear bumpers, back doors, and the upper part of the windshield in the vehicle interior of the vehicle 12100, for example.
  • the imaging unit 12101 provided on the front nose and the imaging unit 12105 provided on the upper part of the windshield in the vehicle interior mainly acquire an image in front of the vehicle 12100.
  • the imaging units 12102 and 12103 provided in the side mirrors mainly acquire images of the side of the vehicle 12100.
  • the imaging unit 12104 provided on the rear bumper or the back door mainly acquires an image of the rear of the vehicle 12100.
  • the images in front acquired by the imaging units 12101 and 12105 are mainly used for detecting a preceding vehicle or a pedestrian, an obstacle, a traffic light, a traffic sign, a lane, or the like.
  • FIG. 18 shows an example of the photographing range of the imaging units 12101 to 12104.
  • the imaging range 12111 indicates the imaging range of the imaging unit 12101 provided on the front nose
  • the imaging ranges 12112 and 12113 indicate the imaging ranges of the imaging units 12102 and 12103 provided on the side mirrors, respectively
  • the imaging range 12114 indicates the imaging range of the imaging units 12102 and 12103.
  • the imaging range of the imaging unit 12104 provided on the rear bumper or the back door is shown. For example, by superimposing the image data captured by the imaging units 12101 to 12104, a bird's-eye view image of the vehicle 12100 as viewed from above can be obtained.
  • At least one of the imaging units 12101 to 12104 may have a function of acquiring distance information.
  • at least one of the image pickup units 12101 to 12104 may be a stereo camera composed of a plurality of image pickup elements, or may be an image pickup element having pixels for phase difference detection.
  • the microcomputer 12051 has a distance to each three-dimensional object within the imaging range 12111 to 12114 based on the distance information obtained from the imaging units 12101 to 12104, and a temporal change of this distance (relative velocity with respect to the vehicle 12100).
  • a predetermined speed for example, 0 km / h or more.
  • the microcomputer 12051 can set an inter-vehicle distance to be secured in front of the preceding vehicle in advance, and can perform automatic braking control (including follow-up stop control), automatic acceleration control (including follow-up start control), and the like. In this way, it is possible to perform coordinated control for the purpose of automatic driving or the like in which the vehicle travels autonomously without depending on the operation of the driver.
  • the microcomputer 12051 converts three-dimensional object data related to a three-dimensional object into two-wheeled vehicles, ordinary vehicles, large vehicles, pedestrians, utility poles, and other three-dimensional objects based on the distance information obtained from the imaging units 12101 to 12104. It can be classified and extracted and used for automatic avoidance of obstacles. For example, the microcomputer 12051 distinguishes obstacles around the vehicle 12100 into obstacles that can be seen by the driver of the vehicle 12100 and obstacles that are difficult to see. Then, the microcomputer 12051 determines the collision risk indicating the risk of collision with each obstacle, and when the collision risk is equal to or higher than the set value and there is a possibility of collision, the microcomputer 12051 via the audio speaker 12061 or the display unit 12062. By outputting an alarm to the driver and performing forced deceleration and avoidance steering via the drive system control unit 12010, driving support for collision avoidance can be provided.
  • At least one of the imaging units 12101 to 12104 may be an infrared camera that detects infrared rays.
  • the microcomputer 12051 can recognize a pedestrian by determining whether or not a pedestrian is present in the captured image of the imaging units 12101 to 12104.
  • pedestrian recognition includes, for example, a procedure for extracting feature points in an image captured by an imaging unit 12101 to 12104 as an infrared camera, and pattern matching processing for a series of feature points indicating the outline of an object to determine whether or not the pedestrian is a pedestrian. It is done by the procedure to determine.
  • the audio image output unit 12052 When the microcomputer 12051 determines that a pedestrian is present in the captured images of the imaging units 12101 to 12104 and recognizes the pedestrian, the audio image output unit 12052 outputs a square contour line for emphasizing the recognized pedestrian.
  • the display unit 12062 is controlled so as to superimpose and display. Further, the audio image output unit 12052 may control the display unit 12062 so as to display an icon or the like indicating a pedestrian at a desired position.
  • the above is an example of a mobile control system to which the technology according to the present disclosure can be applied.
  • the technique according to the present disclosure can be applied to the imaging unit 12031 among the configurations described above.
  • the solid-state image sensor 1 according to the above embodiment and its modification can be applied to the image pickup unit 12031.
  • the technique according to the present disclosure it is possible to provide a moving body control system using a high-definition image with less noise.
  • FIG. 19 is a diagram showing an example of a schematic configuration of an endoscopic surgery system to which the technique according to the present disclosure (the present technique) can be applied.
  • FIG. 19 illustrates how the surgeon (doctor) 11131 is performing surgery on patient 11132 on patient bed 11133 using the endoscopic surgery system 11000.
  • the endoscopic surgery system 11000 includes an endoscope 11100, other surgical tools 11110 such as an abdominal tube 11111 and an energy treatment tool 11112, and a support arm device 11120 that supports the endoscope 11100.
  • a cart 11200 equipped with various devices for endoscopic surgery.
  • the endoscope 11100 is composed of a lens barrel 11101 in which a region having a predetermined length from the tip is inserted into the body cavity of the patient 11132, and a camera head 11102 connected to the base end of the lens barrel 11101.
  • the endoscope 11100 configured as a so-called rigid mirror having a rigid barrel 11101 is illustrated, but the endoscope 11100 may be configured as a so-called flexible mirror having a flexible barrel. Good.
  • An opening in which an objective lens is fitted is provided at the tip of the lens barrel 11101.
  • a light source device 11203 is connected to the endoscope 11100, and the light generated by the light source device 11203 is guided to the tip of the lens barrel by a light guide extending inside the lens barrel 11101 to be an objective. It is irradiated toward the observation target in the body cavity of the patient 11132 through the lens.
  • the endoscope 11100 may be a direct endoscope, a perspective mirror, or a side endoscope.
  • An optical system and an image pickup element are provided inside the camera head 11102, and the reflected light (observation light) from the observation target is focused on the image pickup element by the optical system.
  • the observation light is photoelectrically converted by the image sensor, and an electric signal corresponding to the observation light, that is, an image signal corresponding to the observation image is generated.
  • the image signal is transmitted as RAW data to the camera control unit (CCU: Camera Control Unit) 11201.
  • CCU Camera Control Unit
  • the CCU11201 is composed of a CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphics Processing Unit), and the like, and comprehensively controls the operations of the endoscope 11100 and the display device 11202. Further, the CCU 11201 receives an image signal from the camera head 11102, and performs various image processing on the image signal for displaying an image based on the image signal, such as development processing (demosaic processing).
  • a CPU Central Processing Unit
  • GPU Graphics Processing Unit
  • the display device 11202 displays an image based on the image signal processed by the CCU 11201 under the control of the CCU 11201.
  • the light source device 11203 is composed of, for example, a light source such as an LED (Light Emitting Diode), and supplies irradiation light to the endoscope 11100 when photographing an operating part or the like.
  • a light source such as an LED (Light Emitting Diode)
  • LED Light Emitting Diode
  • the input device 11204 is an input interface for the endoscopic surgery system 11000.
  • the user can input various information and input instructions to the endoscopic surgery system 11000 via the input device 11204.
  • the user inputs an instruction to change the imaging conditions (type of irradiation light, magnification, focal length, etc.) by the endoscope 11100.
  • the treatment tool control device 11205 controls the drive of the energy treatment tool 11112 for cauterizing, incising, sealing a blood vessel, or the like of a tissue.
  • the pneumoperitoneum device 11206 uses a gas in the pneumoperitoneum tube 11111 to inflate the body cavity of the patient 11132 for the purpose of securing the field of view by the endoscope 11100 and securing the work space of the operator.
  • the recorder 11207 is a device capable of recording various information related to surgery.
  • the printer 11208 is a device capable of printing various information related to surgery in various formats such as text, images, and graphs.
  • the light source device 11203 that supplies the irradiation light to the endoscope 11100 when photographing the surgical site can be composed of, for example, an LED, a laser light source, or a white light source composed of a combination thereof.
  • a white light source is configured by combining RGB laser light sources, the output intensity and output timing of each color (each wavelength) can be controlled with high accuracy. Therefore, the light source device 11203 adjusts the white balance of the captured image. It can be carried out.
  • the laser light from each of the RGB laser light sources is irradiated to the observation target in a time-division manner, and the drive of the image sensor of the camera head 11102 is controlled in synchronization with the irradiation timing to correspond to each of RGB. It is also possible to capture the image in a time-division manner. According to this method, a color image can be obtained without providing a color filter on the image sensor.
  • the drive of the light source device 11203 may be controlled so as to change the intensity of the output light at predetermined time intervals.
  • the drive of the image sensor of the camera head 11102 in synchronization with the timing of changing the light intensity to acquire an image in a time-divided manner and synthesizing the image, so-called high dynamic without blackout and overexposure. A range image can be generated.
  • the light source device 11203 may be configured to be able to supply light in a predetermined wavelength band corresponding to special light observation.
  • special light observation for example, by utilizing the wavelength dependence of light absorption in body tissue to irradiate light in a narrow band as compared with the irradiation light (that is, white light) in normal observation, the surface layer of the mucous membrane.
  • a so-called narrow band imaging is performed in which a predetermined tissue such as a blood vessel is photographed with high contrast.
  • fluorescence observation may be performed in which an image is obtained by fluorescence generated by irradiating with excitation light.
  • the body tissue is irradiated with excitation light to observe the fluorescence from the body tissue (autofluorescence observation), or a reagent such as indocyanine green (ICG) is locally injected into the body tissue and the body tissue is injected. It is possible to obtain a fluorescence image by irradiating excitation light corresponding to the fluorescence wavelength of the reagent.
  • the light source device 11203 may be configured to be capable of supplying narrow band light and / or excitation light corresponding to such special light observation.
  • FIG. 20 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the camera head 11102 and CCU11201 shown in FIG.
  • the camera head 11102 includes a lens unit 11401, an imaging unit 11402, a driving unit 11403, a communication unit 11404, and a camera head control unit 11405.
  • CCU11201 includes a communication unit 11411, an image processing unit 11412, and a control unit 11413.
  • the camera head 11102 and CCU11201 are communicatively connected to each other by a transmission cable 11400.
  • the lens unit 11401 is an optical system provided at a connection portion with the lens barrel 11101.
  • the observation light taken in from the tip of the lens barrel 11101 is guided to the camera head 11102 and incident on the lens unit 11401.
  • the lens unit 11401 is configured by combining a plurality of lenses including a zoom lens and a focus lens.
  • the image pickup unit 11402 is composed of an image pickup element.
  • the image sensor constituting the image pickup unit 11402 may be one (so-called single plate type) or a plurality (so-called multi-plate type).
  • each image pickup element may generate an image signal corresponding to each of RGB, and a color image may be obtained by synthesizing them.
  • the image pickup unit 11402 may be configured to have a pair of image pickup elements for acquiring image signals for the right eye and the left eye corresponding to 3D (Dimensional) display, respectively.
  • the 3D display enables the operator 11131 to more accurately grasp the depth of the biological tissue in the surgical site.
  • a plurality of lens units 11401 may be provided corresponding to each image pickup element.
  • the imaging unit 11402 does not necessarily have to be provided on the camera head 11102.
  • the imaging unit 11402 may be provided inside the lens barrel 11101 immediately after the objective lens.
  • the drive unit 11403 is composed of an actuator, and the zoom lens and focus lens of the lens unit 11401 are moved by a predetermined distance along the optical axis under the control of the camera head control unit 11405. As a result, the magnification and focus of the image captured by the imaging unit 11402 can be adjusted as appropriate.
  • the communication unit 11404 is composed of a communication device for transmitting and receiving various information to and from the CCU11201.
  • the communication unit 11404 transmits the image signal obtained from the image pickup unit 11402 as RAW data to the CCU 11201 via the transmission cable 11400.
  • the communication unit 11404 receives a control signal for controlling the drive of the camera head 11102 from the CCU 11201 and supplies the control signal to the camera head control unit 11405.
  • the control signal includes, for example, information to specify the frame rate of the captured image, information to specify the exposure value at the time of imaging, and / or information to specify the magnification and focus of the captured image, and the like. Contains information about the condition.
  • the above-mentioned imaging conditions such as frame rate, exposure value, magnification, and focus may be appropriately specified by the user, or may be automatically set by the control unit 11413 of CCU11201 based on the acquired image signal. Good.
  • the so-called AE (Auto Exposure) function, AF (Auto Focus) function, and AWB (Auto White Balance) function are mounted on the endoscope 11100.
  • the camera head control unit 11405 controls the drive of the camera head 11102 based on the control signal from the CCU 11201 received via the communication unit 11404.
  • the communication unit 11411 is composed of a communication device for transmitting and receiving various information to and from the camera head 11102.
  • the communication unit 11411 receives an image signal transmitted from the camera head 11102 via the transmission cable 11400.
  • the communication unit 11411 transmits a control signal for controlling the drive of the camera head 11102 to the camera head 11102.
  • Image signals and control signals can be transmitted by telecommunications, optical communication, or the like.
  • the image processing unit 11412 performs various image processing on the image signal which is the RAW data transmitted from the camera head 11102.
  • the control unit 11413 performs various controls related to the imaging of the surgical site and the like by the endoscope 11100 and the display of the captured image obtained by the imaging of the surgical site and the like. For example, the control unit 11413 generates a control signal for controlling the drive of the camera head 11102.
  • control unit 11413 causes the display device 11202 to display an image captured by the surgical unit or the like based on the image signal processed by the image processing unit 11412.
  • the control unit 11413 may recognize various objects in the captured image by using various image recognition techniques. For example, the control unit 11413 detects the shape, color, and the like of the edge of an object included in the captured image to remove surgical tools such as forceps, a specific biological part, bleeding, and mist when using the energy treatment tool 11112. Can be recognized.
  • the control unit 11413 may superimpose and display various surgical support information on the image of the surgical unit by using the recognition result. By superimposing and displaying the surgical support information and presenting it to the surgeon 11131, it is possible to reduce the burden on the surgeon 11131 and to allow the surgeon 11131 to proceed with the surgery reliably.
  • the transmission cable 11400 that connects the camera head 11102 and CCU11201 is an electric signal cable that supports electric signal communication, an optical fiber that supports optical communication, or a composite cable thereof.
  • the communication is performed by wire using the transmission cable 11400, but the communication between the camera head 11102 and the CCU11201 may be performed wirelessly.
  • the technique according to the present disclosure can be suitably applied to the imaging unit 11402 provided on the camera head 11102 of the endoscope 11100.
  • the imaging unit 11402 can be miniaturized or high-definition, so that it is possible to provide the endoscope 11100 using a high-definition image with less noise. it can.
  • the present disclosure may have the following structure.
  • a semiconductor substrate having a light receiving surface and a plurality of pixels arranged to face the light receiving surface is provided.
  • Each of the pixels A photoelectric conversion unit that photoelectrically converts the light incident on the light receiving surface, and A charge retention that is formed as a second conductive type semiconductor region different from the first conductive type in the first conductive type semiconductor region of the semiconductor substrate and holds the charge transferred from the photoelectric conversion unit.
  • Department and It has a vertical gate electrode that reaches the photoelectric conversion unit and a gate insulating film that is in contact with the vertical gate electrode and is formed on the surface of the semiconductor substrate opposite to the light receiving surface.
  • a transfer transistor that transfers charge to the charge holder, An element separation portion formed of an oxide film insulator formed on the surface of the semiconductor substrate on the side opposite to the light receiving surface, and It has a semiconductor layer having a higher concentration of the first conductive type impurities than the semiconductor region, which is in contact with the side surface and the bottom surface of the element separation portion and also in contact with the gate insulating film.
  • a solid-state image sensor in which at least a part of the element separation portion is arranged apart from the vertical gate electrode with a portion of the semiconductor layer in contact with the gate insulating film in between.
  • the solid-state imaging device according to one.
  • a solid-state image sensor that outputs a pixel signal according to the incident light, A signal processing circuit for processing the pixel signal is provided.
  • the solid-state image sensor has a semiconductor substrate having a light receiving surface and a plurality of pixels arranged to face the light receiving surface.
  • Each of the pixels A photoelectric conversion unit that photoelectrically converts the light incident on the light receiving surface, and A charge retention that is formed as a second conductive type semiconductor region different from the first conductive type in the first conductive type semiconductor region of the semiconductor substrate and holds the charge transferred from the photoelectric conversion unit.
  • Department and It has a vertical gate electrode that reaches the photoelectric conversion unit and a gate insulating film that is in contact with the vertical gate electrode and is formed on the surface of the semiconductor substrate opposite to the light receiving surface.
  • a transfer transistor that transfers charge to the charge holder, An element separation portion formed of an oxide film insulator formed on the surface of the semiconductor substrate on the side opposite to the light receiving surface, and It has a semiconductor layer having a higher concentration of the first conductive type impurities than the semiconductor region, which is in contact with the side surface and the bottom surface of the element separation portion and also in contact with the gate insulating film.
  • An electronic device in which at least a part of the element separation portion is arranged apart from the vertical gate electrode with a portion of the semiconductor layer in contact with the gate insulating film in between.
  • a vertical transistor (transfer transistor TRX) having a vertical gate electrode VG is provided, and at least a part of the element separation unit 16 is provided with a semiconductor layer 17. Since the vertical gate electrode VG is arranged apart from the upper end portion (capsular portion) of the vertical gate electrode VG in between, the transfer characteristics can be improved while suppressing the dark current.
  • the effect of the present technology is not necessarily limited to the effect described here, and may be any effect described in the present specification.

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Abstract

固体撮像装置は、垂直ゲート電極を有する転送トランジスタと、少なくとも一部が第１の導電型の不純物の濃度の高い半導体層を間にして垂直ゲート電極から離れて配置され、酸化膜絶縁体によって構成された素子分離部とを備える。

Description

固体撮像装置および電子機器
　本開示は、固体撮像装置および電子機器に関する。
　固体撮像装置は、例えば、デジタルスチルカメラやビデオカメラ等の撮像装置や、撮像機能を有する携帯端末装置などの電子機器に用いられている。固体撮像装置としては、光電変換素子であるフォトダイオードに蓄積された電荷を、ＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）トランジスタを介して読み出すＣＭＯＳ（complementary MOS）イメージセンサが知られている（例えば、特許文献１～３参照）。
国際公開ＷＯ２０１８／２２１２６１ 特開２０１０－２８３０８６号公報 特開２０１８－１４８１１６号公報
　ところで、固体撮像装置では、暗電流の抑制や、転送特性の改善が求められている。従って、暗電流の抑制や、転送特性の改善を実現することの可能な固体撮像装置およびそれを備えた電子機器を提供することが望ましい。
　本開示の一実施の形態に係る固体撮像装置は、受光面と、受光面と対向配置された複数の画素とを有する半導体基板を備える。各画素は、光電変換部、電荷保持部、転送トランジスタ、素子分離部および半導体層を有する。光電変換部は、受光面を介して入射した光を光電変換する。電荷保持部は、半導体基板の第１の導電型の半導体領域内に、第１の導電型とは異なる第２の導電型の半導体領域として形成され、光電変換部から転送された電荷を保持する。転送トランジスタは、光電変換部に達する垂直ゲート電極と、垂直ゲート電極に接するとともに半導体基板の、受光面とは反対側の表面に形成されたゲート絶縁膜とを有し、光電変換部から電荷保持部に電荷を転送する。素子分離部は、半導体基板の、受光面とは反対側の表面寄りに形成された、酸化膜絶縁体によって構成される。半導体層は、素子分離部の側面および底面に接するとともにゲート絶縁膜に接する、半導体領域よりも第１の導電型の不純物の濃度の高い層である。素子分離部の少なくとも一部は、半導体層のうち、ゲート絶縁膜に接する部分を間にして垂直ゲート電極から離れて配置される。
　本開示の一実施の形態に係る電子機器は、入射光に応じた画素信号を出力する固体撮像装置と、画素信号を処理する信号処理回路とを備えている。電子機器に設けられた固体撮像装置は、上記の固体撮像装置と同一の構成を有している。
　本開示の一実施の形態に係る固体撮像装置および電子機器では、垂直ゲート電極を有する転送トランジスタが設けられ、酸化膜絶縁体によって構成された素子分離部の少なくとも一部が、第１の導電型の不純物の濃度の高い半導体層を間にして垂直ゲート電極から離れて配置される。これにより、素子分離部を垂直ゲート電極に近づけた場合であっても、暗電流を抑制しつつ、転送特性を改善することができる。
本開示の一実施の形態に係る固体撮像装置の概略構成の一例を表す図である。 図１のセンサ画素の回路構成の一例を表す図である。 図１のセンサ画素の平面構成の一例を表す図である。 図３のセンサ画素のＡ－Ａ線での断面構成の一例を表す図である。 図３のセンサ画素のＢ－Ｂ線での断面構成の一例を表す図である。 図４のセンサ画素の断面構成の一変形例を表す図である。 図５のセンサ画素の断面構成の一変形例を表す図である。 図４のセンサ画素の断面構成の一変形例を表す図である。 図５のセンサ画素の断面構成の一変形例を表す図である。 図４のセンサ画素の断面構成の一変形例を表す図である。 図５のセンサ画素の断面構成の一変形例を表す図である。 図５のセンサ画素の断面構成の一変形例を表す図である。 図２のセンサ画素の回路構成の一変形例を表す図である。 図４のセンサ画素の断面構成の一変形例を表す図である。 上記実施の形態およびその変形例に係る撮像装置を備えた撮像システムの概略構成の一例を表す図である。 図１５の撮像システムにおける撮像手順の一例を表す図である。 車両制御システムの概略的な構成の一例を示すブロック図である。 車外情報検出部及び撮像部の設置位置の一例を示す説明図である。 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。 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。
　以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
　また、本明細書及び図面において、実質的に同一又は類似の機能構成を有する複数の構成要素を、同一の符号の後に異なる数字を付して区別する場合がある。ただし、実質的に同一又は類似の機能構成を有する複数の構成要素の各々を特に区別する必要がない場合、同一符号のみを付する。また、異なる実施形態の類似する構成要素については、同一の符号の後に異なるアルファベットを付して区別する場合がある。ただし、類似する構成要素の各々を特に区別する必要がない場合、同一符号のみを付する。
　また、以下の説明で参照される図面は、本開示の一実施形態の説明とその理解を促すための図面であり、わかりやすくするために、図中に示される形状や寸法、比などは実際と異なる場合がある。さらに、図中に示される固体撮像素子は、以下の説明と公知の技術を参酌して適宜、設計変更することができる。また、固体撮像素子の断面図を用いた説明においては、固体撮像素子の積層構造の上下方向は、固体撮像素子に対して光が入射する入射面を上とした場合の相対方向に対応し、実際の重力加速度に従った上下方向とは異なる場合がある。
　また、以下の説明においては、大きさや形状に関する表現は、数学的に定義される数値と同一の値や幾何学的に定義される形状だけを意味するものではなく、固体撮像素子の製造工程において工業的に許容される程度の違い等がある場合やその形状に類似する形状をも含む。
　さらに、以下の回路構成の説明においては、特段の断りがない限りは、「接続」とは、複数の要素の間を電気的に接続することを意味する。加えて、以下の説明における「接続」には、複数の要素を直接的に、且つ、電気的に接続する場合だけでなく、他の要素を介して間接的に、且つ、電気的に接続する場合も含むものとする。
　なお、説明は以下の順序で行う。

１．実施の形態（固体撮像装置）…図１～図５
２．変形例（固体撮像装置）…図６～図１４
３．適用例（撮像システム）…図１５、図１６
４．応用例
　　　移動体への応用例…図１７、図１８
　　　内視鏡手術システムへの応用例…図１９、図２０
＜１．実施の形態＞
[構成]
　図１は、本開示の一実施の形態に係る固体撮像装置１の概略構成の一例を表す。固体撮像装置１は、複数のセンサ画素１１が行列状に配置された画素アレイ部１０を備える。画素アレイ部１０は、例えばシリコンからなる半導体基板１２上に、複数のセンサ画素１１が積層された構成を有する。複数のセンサ画素１１は、半導体基板１２の裏面である受光面１１Ａと対向する位置に、行列状に配置される。つまり、画素アレイ部１０は、受光面１１Ａと、受光面１１Ａと対向配置された複数のセンサ画素１１とを有する半導体基板１２を有する。
　画素アレイ部１０は、さらに、例えばシリコンからなる半導体基板１２上に、複数の画素駆動線と、複数の垂直信号線ＶＳＬとを有する。画素駆動線は、センサ画素１１に蓄積された電荷の出力を制御する制御信号が印加される配線であり、例えば、行方向に延在する。垂直信号線ＶＳＬは、各センサ画素１１から出力された画素信号をロジック回路２０に出力する配線であり、例えば、列方向に延在する。ロジック回路２０は、例えば、半導体基板１２上であって、かつ画素アレイ部１０の周囲に設けられる。ロジック回路２０は、半導体基板１２上に形成された半導体基板もしくは半導体層に設けられてもよい。ロジック回路２０は、例えば、垂直駆動回路２１、カラム信号処理回路２２、水平駆動回路２３、システム制御回路２４および出力回路２５等を有する。以下に、本実施形態に係る固体撮像装置１の各ブロックの詳細について説明する。
（垂直駆動回路２１）
　垂直駆動回路２１は、例えばシフトレジスタによって構成される。垂直駆動回路２１は、画素駆動線４２を選択し、選択した画素駆動線４２に、センサ画素１１を駆動するためのパルスを供給し、所定の単位画素行でセンサ画素１１を駆動する。垂直駆動回路２１は、画素アレイ部１０の各センサ画素１１を所定の単位画素行で順次垂直方向（図１中の上下方向）に選択走査し、各センサ画素１１のフォトダイオードＰＤの受光量に応じて生成された電荷に基づく画素信号を、垂直信号線ＶＳＬを介してカラム信号処理回路２２に供給する。
（カラム信号処理回路２２）
　カラム信号処理回路２２は、センサ画素１１の列ごとに配置されており、所定の単位画素行分のセンサ画素１１から出力される画素信号に対して画素列ごとにノイズ除去等の信号処理を行う。カラム信号処理回路２２は、例えば、画素固有の固定パターンノイズを除去するために相関二重サンプリング（Correlated Double Sampling：ＣＤＳ）処理を行う。カラム信号処理回路２２は、例えば、シングルスロープＡ／Ｄ変換器を含む。シングルスロープＡ／Ｄ変換器は、例えば、比較器およびカウンタ回路を含んで構成されており、画素信号に対してＡＤ（Ａｎａｌｏｇ－Ｄｅｇｉｔａｌ）変換を行う。
（水平駆動回路２３）
　水平駆動回路２３は、例えばシフトレジスタによって構成される。水平駆動回路２３は、水平走査パルスを順次出力することによって、上述したカラム信号処理回路２２の各々を順番に選択し、カラム信号処理回路２２の各々から画素信号を水平信号線に出力させる。
（出力回路２５）
　出力回路２５は、カラム信号処理回路２２の各々から水平信号線を介して順次に供給される画素信号に対し信号処理を行い、それにより得られた画素信号を出力する。出力回路２５は、例えば、バッファリング（ｂｕｆｆｅｒｉｎｇ）を行う機能部として機能してもよく、黒レベル調整、列ばらつき補正、各種デジタル信号処理等の処理を行ってもよい。バッファリングとは、画素信号のやり取りの際に、処理速度や転送速度の差を補うために、一時的に画素信号を保存することをいう。
（システム制御回路２４）
　システム制御回路２４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、センサ画素１１の内部情報等のデータを出力する。システム制御回路２４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２１、カラム信号処理回路２２及び水平駆動回路２３等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。システム制御回路２４は、生成したクロック信号や制御信号を、垂直駆動回路２１、カラム信号処理回路２２及び水平駆動回路２３等に出力する。
　本実施形態に係る固体撮像装置１の平面構成例は、図１に示される例に限定されるものではなく、例えば、他の回路等を含んでもよい。
（センサ画素１１）
　次に、センサ画素１１の回路構成について説明する。図２は、センサ画素１１の回路構成の一例を表したものである。画素アレイ部１０は、上述したように、複数のセンサ画素１１を有する。各センサ画素１１は、例えば、受光面１１Ａを介して入射した光を光電変換するフォトダイオードＰＤと、画素回路とを有する。フォトダイオードＰＤが、本開示の「光電変換部」の一具体例に相当する。画素回路は、例えば、フォトダイオードＰＤから出力された電荷に基づく画素信号を生成し、垂直信号線ＶＳＬに出力する。画素回路は、複数の画素トランジスタを含んで構成されており、例えば、転送トランジスタＴＲＸ、選択トランジスタＳＥＬ、リセットトランジスタＲＳＴおよび増幅トランジスタＡＭＰ等を有する。画素トランジスタは、例えば、ＭＯＳ（Ｍｅｔａｌ－Ｏｘｉｄｅ－Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）トランジスタである。画素回路は、さらに、フローティングディフュージョンＦＤを有する。転送トランジスタＴＲＸが、本開示の「転送トランジスタ」の一具体例に相当する。フローティングディフュージョンＦＤが、本開示の「電荷保持部」の一具体例に相当する。
　転送トランジスタＴＲＸは、フォトダイオードＰＤとフローティングディフュージョンＦＤとの間に接続されており、ゲート電極に印加される制御信号に応じて、フォトダイオードＰＤに蓄積されている電荷をフォトダイオードＰＤからフローティングディフュージョンＦＤに転送する。転送トランジスタＴＲＸは、フォトダイオードＰＤからフローティングディフュージョンＦＤに電荷を転送する。転送トランジスタＴＲＧのドレインがフローティングディフュージョンＦＤに電気的に接続され、転送トランジスタＴＲＸのゲートは画素駆動線に接続される。
　フローティングディフュージョンＦＤは、転送トランジスタＴＲＸを介してフォトダイオードＰＤから転送された電荷を一時的に保持する浮遊拡散領域である。フローティングディフュージョンＦＤには、例えば、リセットトランジスタＲＳＴが接続されるとともに、増幅トランジスタＡＭＰおよび選択トランジスタＳＥＬを介して垂直信号線ＶＳＬが接続されている。
　リセットトランジスタＲＳＴでは、ドレインが電源線ＶＤＤに接続され、ソースがフローティングディフュージョンＦＤに接続される。リセットトランジスタＲＳＴは、ゲート電極に印加される制御信号に応じて、フローティングディフュージョンＦＤを初期化（リセット）する。例えば、リセットトランジスタＲＳＴがオンすると、フローティングディフュージョンＦＤの電位が電源線ＶＤＤの電位レベルにリセットされる。すなわち、フローティングディフュージョンＦＤの初期化が行われる。
　増幅トランジスタＡＭＰは、ゲート電極がフローティングディフュージョンＦＤに接続され、ドレインが電源線ＶＤＤに接続されており、フォトダイオードＰＤでの光電変換によって得られる電荷を読み出すソースフォロワ回路の入力部となる。すなわち、増幅トランジスタＡＭＰは、ソースが選択トランジスタＳＥＬを介して垂直信号線ＶＳＬに接続されることにより、垂直信号線ＶＳＬの一端に接続される定電流源とソースフォロワ回路を構成する。
　選択トランジスタＳＥＬは、増幅トランジスタＡＭＰのソースと垂直信号線ＶＳＬとの間に接続されており、選択トランジスタＳＥＬのゲート電極には、選択信号として制御信号が供給される。選択トランジスタＳＥＬは、制御信号がオンすると導通状態となり、選択トランジスタＳＥＬに連結されたセンサ画素１１が選択状態となる。センサ画素１１が選択状態になると、増幅トランジスタＡＭＰから出力される画素信号が垂直信号線ＶＳＬを介してカラム信号処理回路２２に読み出される。
　次に、センサ画素１１の構造について説明する。図３は、センサ画素１１の平面構成の一例を表したものである。図４は、センサ画素１１の、図３のＡ－Ａ線での断面構成の一例を表したものである。図５は、センサ画素１１の、図３のＢ－Ｂ線での断面構成の一例を表したものである。
　半導体基板１２の上面には、例えば、転送トランジスタＴＲＸなどを含む画素回路が形成される。従って、半導体基板１２の上面は、転送トランジスタＴＲＸなどの形成面１１Ｂとなっている。なお、画素回路の一部（例えば、選択トランジスタＳＥＬ、増幅トランジスタおよびリセットトランジスタＲＳＴ）が半導体基板１２の上面（形成面１１Ｂ）側に形成された半導体基板もしくは半導体層内に形成されてもよい。半導体基板１２の上面（形成面１１Ｂ）には、例えば、画素回路内の配線などを含む配線層が接して形成される。
　半導体基板１２は、例えば、シリコン基板で構成される。半導体基板１２は、上面（形成面１１Ｂ）の一部およびその近傍に、第１の導電型（例えばＰ型）の半導体領域（ウェル層１４）を有し、ウェル層１４よりも深い領域に、ウェル層１４よりも第１の導電型（例えばＰ型）の不純物の濃度の薄い半導体領域を有する。
　半導体基板１２は、ウェル層１４よりも第１の導電型（例えばＰ型）の不純物の濃度の薄い半導体領域内に、第１の導電型（例えばＰ型）とは異なる第２の導電型（例えばＮ型）の半導体領域１３を有する。半導体領域１３と、半導体領域１３に隣接する、第１の導電型（例えばＰ型）を持つ半導体領域とによるＰＮ接合によって、フォトダイオードＰＤが形成される。フォトダイオードＰＤは、半導体基板１２の裏面である受光面１１Ａを介して入射した光を光電変換する。フォトダイオードＰＤは、光電変換を行って受光量に応じた電荷を発生する。フォトダイオードＰＤのカソードが転送トランジスタＴＲＧのソースに電気的に接続され、フォトダイオードＰＤのアノードが基準電位線（例えばグラウンドＧＮＤ）に電気的に接続される。
　半導体基板１２は、上面（形成面１１Ｂ）の一部に、転送トランジスタＴＲＸのゲート酸化膜として用いられる絶縁膜１５を有する。絶縁膜１５は、例えば、シリコン基板の表面に対して熱酸化などを施すことにより形成されたシリコン酸化膜である。半導体基板１２は、上面（形成面１１Ｂ）の近傍に、ウェル層１４と絶縁膜１５との間の層内に、ウェル層１４よりも、第１の導電型（例えばＰ型）の不純物の濃度の高い半導体層１７を有する。半導体層１７が、本開示の「半導体層」の一具体例に相当する。半導体層１７は、絶縁膜１５およびウェル層１４に接して形成される。半導体層１７は、後述の素子分離部１６の側面および底面にも接して形成される。
　転送トランジスタＴＲＸは、ゲート電極として垂直ゲート電極ＶＧを有する。垂直ゲート電極ＶＧのうち上端部（傘形状の部分）以外の箇所は、半導体基板１２内に、半導体基板１２の厚さ方向に延在して形成される。垂直ゲート電極ＶＧの下端部は、例えば、フォトダイオードＰＤに達する深さに形成される。垂直ゲート電極ＶＧの上端部は、半導体基板１２の上面に接して形成される。垂直ゲート電極ＶＧは、例えば、半導体基板１２に設けられた、内壁が絶縁膜１５で覆われたトレンチを、例えば、金属材料やポリシリコンなどの導電性材料で埋め込むことにより形成される。トレンチ内の絶縁膜１５は、例えば、半導体基板１２に設けられたトレンチの内壁に対して熱酸化などを施すことにより形成される。トレンチ内への導電性材料の埋め込みは、例えば、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）等によりなされる。
　転送トランジスタＴＲＸは、ゲート酸化膜として絶縁膜１５を有する。絶縁膜１５が、本開示の「ゲート酸化膜」の一具体例に相当する。絶縁膜１５は、半導体基板１２の上面（受光面１１Ａとは反対側の表面（形成面１１Ｂ））に形成されている。絶縁膜１５は、垂直ゲート電極ＶＧのうち上端部（傘形状の部分）以外の箇所に接して形成される。
　フローティングディフュージョンＦＤは、例えば、垂直ゲート電極ＶＧのうち上端部（傘形状の部分）以外の箇所から離れて配置される。フローティングディフュージョンＦＤは、半導体基板１２の法線方向から見て垂直ゲート電極ＶＧから離れて配置されてもよい。フローティングディフュージョンＦＤの周囲に、第２の導電型（例えばＮ型）の不純物の濃度がフローティングディフュージョンＦＤよりも低濃度の半導体領域が設けられてもよい。この場合、この半導体領域が、この半導体領域の少なくとも一部が半導体基板１２の法線方向から見て垂直ゲート電極ＶＧと重なる位置に配置されてもよい。
　各センサ画素１１は、半導体基板１２の上面（形成面１１Ｂ）に、素子分離部１６を有する。素子分離部１６が、本開示の「素子分離部」の一具体例に相当する。素子分離部１６は、半導体基板１２の、受光面１１Ａとは反対側の表面（形成面１１Ｂ）寄りに形成される。素子分離部１６は、半導体基板１２の上面（形成面１１Ｂ）およびその近傍において、互いに隣接する２つのセンサ画素１１同士を電気的に分離する。素子分離部１６の下端は、例えば、半導体基板１２のうち、フォトダイオードＰＤの形成されている深さにまで達しない深さに設けられる。素子分離部１６の少なくとも一部は、半導体層１７を間にして垂直ゲート電極ＶＧのうち上端部（傘形状の部分）以外の箇所から離れて配置される。素子分離部１６の少なくとも一部は、半導体層１７のうち、絶縁膜１５に接する部分を間にして垂直ゲート電極ＶＧのうち上端部（傘形状の部分）以外の箇所から離れて配置される。
　半導体層１７は、半導体基板１２の上面（形成面１１Ｂ）の近傍に形成される。半導体層１７は、素子分離部１６の側面および底面に接して形成され、さらに、半導体基板１２の上面（形成面１１Ｂ）の近傍において、素子分離部１６側から垂直ゲート電極ＶＧに向かって延在する。半導体層１７は、半導体層１７の一部が半導体基板１２の法線方向から見て垂直ゲート電極ＶＧと重なる位置に配置される。
　素子分離部１６の少なくとも一部は、半導体基板１２の法線方向から見て垂直ゲート電極ＶＧから離れて配置されてもよい。素子分離部１６のいずれの箇所も、半導体基板１２の法線方向から見て垂直ゲート電極ＶＧから離れて配置されてもよい。素子分離部１６は、例えば、ＳＴＩ(Shallow Trench Isolation)などの酸化膜絶縁体によって構成される。ＳＴＩは、例えば、半導体基板１２に形成されたトレンチを、ＣＶＤ等により酸化シリコンで埋め込むことにより形成される。
　各センサ画素１１は、半導体基板１２の裏面（受光面１１Ａ）側にカラーフィルタや受光レンズを有してもよい。このとき、固体撮像装置１は、センサ画素１１ごとに１つずつ設けられた複数の受光レンズを備える。複数の受光レンズは、フォトダイオードＰＤごとに１つずつ設けられ、フォトダイオードＰＤと対向する位置に配置される。受光レンズは、例えば、カラーフィルタに接して設けられ、カラーフィルタを介してフォトダイオードＰＤと対向する位置に設けられる。
　各センサ画素１１は、互いに隣接する２つのフォトダイオードＰＤを電気的かつ光学的に分離する素子分離部を有してもよい。このとき、素子分離部は、半導体基板１２の法線方向（厚さ方向）に延在して形成され、例えば、半導体基板１２を貫通して形成される。素子分離部は、例えば、ＤＴＩ（Deep Trench Isolation）構造を含んで構成される。ＤＴＩは、例えば、半導体基板１２の裏面（受光面１１Ａ）側から設けられたトレンチの内壁に接する絶縁膜と、絶縁膜の内側に設けられた金属埋め込み部とによって構成される。絶縁膜は、例えば、半導体基板１２を熱酸化することにより形成された酸化膜であり、例えば、酸化シリコンによって形成される。金属埋め込み部は、例えば、熱処理による置換現象を利用して形成されており、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金によって形成される。
[効果]
　次に、本実施の形態に係る固体撮像装置１の効果について説明する。
　本実施の形態では、垂直ゲート電極ＶＧを有する縦型トランジスタ（転送トランジスタＴＲＸ）が設けられ、素子分離部１６の少なくとも一部が、半導体層１７を間にして垂直ゲート電極ＶＧのうち上端部（傘形状の部分）以外の箇所から離れて配置される。これにより、例えば、図６、図７に示したように、素子分離部１６を垂直ゲート電極ＶＧに近づけた場合であっても、暗電流を抑制しつつ、転送特性を改善することができる。
　本実施の形態では、素子分離部１６の少なくとも一部と垂直ゲート電極ＶＧとの間に半導体層１７が設けられ、さらに、素子分離部１６のいずれの箇所も、半導体基板１２の法線方向から見て垂直ゲート電極ＶＧから離れて配置される。これにより、素子分離部１６と垂直ゲート電極ＶＧとの間に半導体層１７を設けなかった場合と比べて、暗電流を抑制しつつ、転送特性を改善することができる。
＜２．変形例＞
　以下に、上記実施の形態に係る固体撮像装置１の変形例について説明する。
[変形例Ａ]
　上記実施の形態では、半導体層１７の一部が半導体基板１２の法線方向から見て垂直ゲート電極ＶＧと重なっていた。しかし、上記実施の形態において、例えば、図８、図９に示したように、半導体層１７が半導体基板１２の法線方向から見て垂直ゲート電極ＶＧから離れて配置されていてもよい。図８は、センサ画素１１の、図３のＡ－Ａ線での断面構成の一変形例を表したものである。図９は、センサ画素１１の、図３のＢ－Ｂ線での断面構成の一変形例を表したものである。このようにした場合であっても、上記実施の形態と同様に、暗電流の抑制や、転送特性の改善を実現することができる。
[変形例Ｂ]
　上記実施の形態およびその変形例では、フォトダイオードＰＤは、半導体基板１２において、ウェル層１４よりも深い位置に形成されていた。しかし、上記実施の形態およびその変形例において、例えば、図１０、図１１に示したように、フォトダイオードＰＤの一部が、転送トランジスタＴＲＸにおける電荷の転送経路に形成されてもよい。図１０は、センサ画素１１の、図３のＡ－Ａ線での断面構成の一変形例を表したものである。図１１は、センサ画素１１の、図３のＢ－Ｂ線での断面構成の一変形例を表したものである。このとき、フォトダイオードＰＤの一部は、垂直ゲート電極ＶＧに沿って、半導体基板１２の上面（形成面１１Ｂ）に向かって延在する。このようにした場合には、転送特性の改善を実現することができる。
[変形例Ｃ]
　上記実施の形態およびその変形例では、垂直ゲート電極ＶＧの上端部が傘形状となっていた。しかし、上記実施の形態およびその変形例において、例えば、図１２に示したように、垂直ゲート電極ＶＧの上端部のうち、転送ゲートの転送経路ではない箇所に対応する部分が省略されてもよい。このとき、垂直ゲート電極ＶＧの上端部の積層面内方向の寸法は、省略された分だけ小さくなっている。このようにした場合には、垂直ゲート電極ＶＧの上端部の積層面内方向の寸法を小さくした分だけ、素子分離部１６を垂直ゲート電極ＶＧに近づけることができる。その結果、垂直ゲート電極ＶＧの上端部の積層面内方向の寸法を小さくした分だけ、センサ画素１１の画素サイズを小さくすることが可能となる。
[変形例Ｄ]
　上記実施の形態およびその変形例において、各センサ画素１１が、例えば、図１３に示したように、フォトダイオードＰＤの代わりにフォトダイオードＰＤ１を有するとともに、フォトダイオードＰＤ１の他に更にフォトダイオードＰＤ２を有してもよい。このとき、各画素回路は、例えば、図１３に示したように、転送トランジスタＴＲＸ、リセットトランジスタＲＳＴ、選択トランジスタＳＥＬ、増幅トランジスタＡＭＰおよびフローティングディフュージョンＦＤに加えて、転送トランジスタＴＧＳ、画素内容量ＦＣ、ＦＣ接続用トランジスタＦＣＣおよび変換効率切替用トランジスタＥＸＣを含んで構成されてもよい。
　本変形例において、各画素回路は、例えば、フローティングディフュージョンＦＤに保持されている電荷に基づく画素信号を生成し、垂直信号線ＶＳＬに出力する。フォトダイオードＰＤ２は、受光面１１Ａを介して入射した光を光電変換する。フォトダイオードＰＤ２は、光電変換を行って受光量に応じた電荷を発生する。フォトダイオードＰＤ２のカソードが転送トランジスタＴＧＳのソースに電気的に接続され、フォトダイオードＰＤ２のアノードが基準電位線（例えばグラウンドＧＮＤ）に電気的に接続される。
　本変形例において、フォトダイオードＰＤ１では、フォトダイオードＰＤ２よりも、単位時間で、単位照度当たりに発生させる電荷の総量が多くなっていてもよい。このとき、フォトダイオードＰＤ１は、フォトダイオードＰＤ２と比べて、高感度となっており、フォトダイオードＰＤ２は、フォトダイオードＰＤ１と比べて、低感度となっている。
　転送トランジスタＴＧＳは、フォトダイオードＰＤ２と、画素内容量ＦＣおよびＦＣ接続用トランジスタＦＣＣの間のノードとの間に接続される。転送トランジスタＴＧＳは、ゲート電極に印加される制御信号に応じて、フォトダイオードＰＤ２に蓄積されている電荷を、画素内容量ＦＣおよびＦＣ接続用トランジスタＦＣＣの間のノードに移動させる。
　リセットトランジスタＲＳＴでは、ドレインが電源線ＶＤＤ１に接続され、ソースが変換効率切替用トランジスタＥＸＣのドレインに接続される。リセットトランジスタＲＳＴは、ゲート電極に印加される制御信号に応じて、変換効率切替用トランジスタＥＸＣを介して、フローティングディフュージョンＦＤを初期化（リセット）する。例えば、リセットトランジスタＲＳＴおよび変換効率切替用トランジスタＥＸＣがオンすると、フローティングディフュージョンＦＤの電位が電源線ＶＤＤ１の電位レベルにリセットされる。すなわち、フローティングディフュージョンＦＤの初期化が行われる。
　増幅トランジスタＡＭＰは、ゲート電極がフローティングディフュージョンＦＤに接続され、ドレインが電源線ＶＤＤ１に接続され、ソースが選択トランジスタＳＥＬに接続され、フローティングディフュージョンＦＤに保持されている電荷を読み出すソースフォロワ回路の入力部となる。すなわち、増幅トランジスタＡＭＰは、ソースが選択トランジスタＳＥＬを介して垂直信号線ＶＳＬに接続されることにより、垂直信号線ＶＳＬの一端に接続される定電流源とソースフォロワ回路を構成する。
　画素内容量ＦＣは、ＦＣ接続用トランジスタＦＣＣおよび転送トランジスタＴＧＳの間のノードと、電源線ＶＤＤ２との間に接続される。画素内容量ＦＣは、フォトダイオードＰＤ２から転送（オーバーフロー）される電荷を蓄積する。
　ＦＣ接続用トランジスタＦＣＣは、転送トランジスタＴＧＳおよび画素内容量ＦＣの間のノードと、リセットトランジスタＲＳＴおよび変換効率切替用トランジスタＥＸＣの間のノードとの間に接続されている。ＦＣ接続用トランジスタＦＣＣは、ゲート電極に印加される制御信号に応じて、フローティングディフュージョンＦＤの容量ポテンシャルと、画素内容量ＦＣの容量ポテンシャルとを互いに結合させる。
　変換効率切替用トランジスタＥＸＣは、リセットトランジスタＲＳＴおよびＦＣ接続用トランジスタＦＣＣの間のノードと、フローティングディフュージョンＦＤとの間に接続されており、ゲート電極に印加される制御信号に応じて、フローティングディフュージョンＦＤの容量ポテンシャルと、画素内容量ＦＣの容量ポテンシャルとを互いに結合させる。
　画素内容量ＦＣは、例えば、図１４に示したように、半導体基板１２に形成された第２の導電型（例えばＮ型）の半導体領域１８ａと、絶縁膜１５を介して半導体領域１８ａと対向配置された電極１８ｂとによって構成される。画素内容量ＦＣは、素子分離部１６に囲まれており、素子分離部１６を間にして、垂直ゲート電極ＶＧと対向する位置に配置される。転送トランジスタＴＧＳのドレインは、例えば、図１４に示したように、半導体領域１８ｃを含んで構成される。半導体領域１８ｃは、素子分離部１６を間にして、画素内容量ＦＣに隣接して設けられる。半導体領域１８ｃは、半導体基板１２内において、第２の導電型（例えばＮ型）の半導体領域として設けられる。フォトダイオードＰＤに蓄積されている電荷の一部が、半導体領域１８ｃに電気的に接続された金属配線１１ａを介して画素内容量ＦＣに移動される。
　本変形例では、半導体基板１２の上面（形成面１１Ｂ）に画素内容量ＦＣおよび転送トランジスタＴＧＳが形成される。このとき、素子分離部１６は、例えば、図１４に示したように、画素内容量ＦＣと垂直ゲート電極ＶＧとの間や、画素内容量ＦＣと転送トランジスタＴＧＳとの間に設けられる。これにより、素子分離部１６は、画素内容量ＦＣを転送トランジスタＴＲＸや転送トランジスタＴＧＳから電気的に分離する。ここで、素子分離部１６は、例えば、図１４に示したように、垂直ゲート電極ＶＧの近傍に設けられる。このように、素子分離部１６を垂直ゲート電極ＶＧの近傍に設けた場合であっても、上記実施の形態と同様に、暗電流の抑制や、転送特性の改善を実現することができる。
　＜３．適用例＞
　図１５は、上記実施の形態およびその変形例に係る固体撮像装置１を備えた撮像システム２の概略構成の一例を表したものである。撮像システム２は、本開示の「電子機器」の一具体例に相当する。
　撮像システム２は、例えば、デジタルスチルカメラやビデオカメラ等の撮像装置や、スマートフォンやタブレット型端末等の携帯端末装置などの電子機器である。撮像システム２は、例えば、上記実施の形態およびその変形例に係る固体撮像装置１、光学系３１、シャッタ装置３２、制御回路３３、ＤＳＰ回路３４、フレームメモリ３５、表示部３６、記憶部３７、操作部３８および電源部３９を備える。撮像システム２において、上記実施の形態およびその変形例に係る固体撮像装置１、シャッタ装置３２、制御回路３３、ＤＳＰ回路３４、フレームメモリ３５、表示部３６、記憶部３７、操作部３８および電源部３９は、バスラインＬを介して相互に接続される。
　光学系３１は、１枚または複数枚のレンズを有して構成され、被写体からの光（入射光）を固体撮像装置１に導き、固体撮像装置１の受光面に結像させる。シャッタ装置３２は、光学系３１および固体撮像装置１の間に配置され、制御回路３３の制御に従って、固体撮像装置１への光照射期間および遮光期間を制御する。固体撮像装置１は、光学系３１およびシャッタ装置３２を介して受光面に結像される光に応じて、一定期間、信号電荷を蓄積する。固体撮像装置１に蓄積された信号電荷は、画素信号（画像データ）として、制御回路３３から供給される駆動信号（タイミング信号）に従ってＤＳＰ回路３４に転送される。つまり、固体撮像装置１は、光学系３１およびシャッタ装置３２を介して入射された像光（入射光）を受光し、受光した像光（入射光）に応じた画素信号をＤＳＰ回路３４に出力する。制御回路３３は、固体撮像装置１の転送動作、および、シャッタ装置３２のシャッタ動作を制御する駆動信号を出力して、固体撮像装置１およびシャッタ装置３２を駆動する。
　ＤＳＰ回路３４は、固体撮像装置１から出力される画素信号（画像データ）を処理する信号処理回路である。フレームメモリ３５は、ＤＳＰ回路３４により処理された画像データを、フレーム単位で一時的に保持する。表示部３６は、例えば、液晶パネルや有機EL（Electro Luminescence）パネル等のパネル型表示装置からなり、固体撮像装置１で撮像された動画又は静止画を表示する。記憶部１４７は、固体撮像装置１で撮像された動画又は静止画の画像データを、半導体メモリやハードディスク等の記録媒体に記録する。操作部３８は、ユーザによる操作に従い、撮像システム２が有する各種の機能についての操作指令を発する。電源部３９は、固体撮像装置１、シャッタ装置３２、制御回路３３、ＤＳＰ回路３４、フレームメモリ３５、表示部３６、記憶部３７および操作部３８の動作電源となる各種の電源を、これら供給対象に対して適宜供給する。
　次に、撮像システム２における撮像手順について説明する。
　図１６は、撮像システム２における撮像動作のフローチャートの一例を表す。ユーザは、操作部３８を操作することにより撮像開始を指示する（ステップＳ１０１）。すると、操作部３８は、撮像指令を制御回路３３に送信する（ステップＳ１０２）。制御回路３３は、撮像指令を受信すると、シャッタ装置３２および固体撮像装置１の制御を開始する。固体撮像装置１（具体的にはシステム制御回路２４）は、制御回路３３による制御によって、所定の撮像方式での撮像を実行する（ステップＳ１０３）。シャッタ装置３２は、制御回路３３による制御によって、固体撮像装置１への光照射期間および遮光期間を制御する。
　固体撮像装置１は、撮像により得られた画像データをＤＳＰ回路３４に出力する。ここで、画像データとは、フローティングディフュージョンＦＤに一時的に保持された電荷に基づいて生成された画素信号の全画素分のデータである。ＤＳＰ回路３４は、固体撮像装置１から入力された画像データに基づいて所定の信号処理（例えばノイズ低減処理など）を行う（ステップＳ１０４）。ＤＳＰ回路３４は、所定の信号処理がなされた画像データをフレームメモリ３５に保持させ、フレームメモリ３５は、画像データを記憶部３７に記憶させる（ステップＳ１０５）。このようにして、撮像システム２における撮像が行われる。
　本適用例では、上記実施の形態およびその変形例に係る固体撮像装置１が撮像システム２に適用される。これにより、ノイズの少ない高精細な画像を得ることができる。
　＜４．応用例＞
[応用例１]
　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１７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１７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、可視光であってもよいし、赤外線等の非可視光であってもよい。
　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１７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１８は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。
　図１８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１８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移動体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に適用され得る。具体的には、上記実施の形態およびその変形例に係る固体撮像装置１は、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、ノイズの少ない高精細な画像を用いた移動体制御システムを提供することができる。
[応用例２]
　図１９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１９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やエネルギー処置具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ー処置具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２０は、図１９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、エネルギー処置具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のカメラヘッド１１１０２に設けられた撮像部１１４０２に好適に適用され得る。撮像部１１４０２に本開示に係る技術を適用することにより、撮像部１１４０２を小型化もしくは高精細化することができるので、ノイズの少ない高精細な画像を用いた内視鏡１１１００を提供することができる。
　以上、実施の形態およびその変形例、適用例ならびに応用例を挙げて本開示を説明したが、本開示は上記実施の形態等に限定されるものではなく、種々変形が可能である。なお、本明細書中に記載された効果は、あくまで例示である。本開示の効果は、本明細書中に記載された効果に限定されるものではない。本開示が、本明細書中に記載された効果以外の効果を持っていてもよい。
　また、本開示は、以下のような構成を取ることも可能である。
（１）
　受光面と、前記受光面と対向配置された複数の画素とを有する半導体基板を備え、
　各前記画素は、
　前記受光面を介して入射した光を光電変換する光電変換部と、
　前記半導体基板の第１の導電型の半導体領域内に、前記第１の導電型とは異なる第２の導電型の半導体領域として形成され、前記光電変換部から転送された電荷を保持する電荷保持部と、
　前記光電変換部に達する垂直ゲート電極と、前記垂直ゲート電極に接するとともに前記半導体基板の、前記受光面とは反対側の表面に形成されたゲート絶縁膜とを有し、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、
　前記半導体基板の、前記受光面とは反対側の表面寄りに形成された、酸化膜絶縁体によって構成された素子分離部と、
　前記素子分離部の側面および底面に接するとともに前記ゲート絶縁膜に接する、前記半導体領域よりも前記第１の導電型の不純物の濃度の高い半導体層と
　を有し、
　前記素子分離部の少なくとも一部は、前記半導体層のうち、前記ゲート絶縁膜に接する部分を間にして前記垂直ゲート電極から離れて配置される
　固体撮像装置。
（２）
　前記素子分離部の少なくとも一部は、前記半導体層のうち、前記ゲート絶縁膜に接する部分を間にして前記垂直ゲート電極のうち上端部以外の箇所から離れて配置される
　（１）に記載の固体撮像装置。
（３）
　前記素子分離部の少なくとも一部は、前記半導体基板の法線方向から見て前記垂直ゲート電極から離れて配置される
　（２）に記載の固体撮像装置。
（４）
　前記素子分離部のいずれの箇所も、前記半導体基板の法線方向から見て前記垂直ゲート電極から離れて配置される
　（３）に記載の固体撮像装置。
（５）
　前記半導体層は、前記半導体基板の法線方向から見て前記垂直ゲート電極から離れて配置される
　（１）ないし（４）のいずれか１つに記載の固体撮像装置。
（６）
　前記光電変換部の一部は、前記垂直ゲート電極に沿って、前記半導体基板の、前記受光面とは反対側の表面に向かって延在する
　（１）ないし（５）のいずれか１つに記載の固体撮像装置。
（７）
　前記素子分離部を間にして、前記垂直ゲート電極と対向する位置に配置され、前記光電変換部から転送される電荷を蓄積する画素内容量を更に備えた
　（１）ないし（６）のいずれか１つに記載の固体撮像装置。
（８）
　入射光に応じた画素信号を出力する固体撮像装置と、
　前記画素信号を処理する信号処理回路と
　を備え、
　前記固体撮像装置は、受光面と、前記受光面と対向配置された複数の画素とを有する半導体基板を有し、
　各前記画素は、
　前記受光面を介して入射した光を光電変換する光電変換部と、
　前記半導体基板の第１の導電型の半導体領域内に、前記第１の導電型とは異なる第２の導電型の半導体領域として形成され、前記光電変換部から転送された電荷を保持する電荷保持部と、
　前記光電変換部に達する垂直ゲート電極と、前記垂直ゲート電極に接するとともに前記半導体基板の、前記受光面とは反対側の表面に形成されたゲート絶縁膜とを有し、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、
　前記半導体基板の、前記受光面とは反対側の表面寄りに形成された、酸化膜絶縁体によって構成された素子分離部と、
　前記素子分離部の側面および底面に接するとともに前記ゲート絶縁膜に接する、前記半導体領域よりも前記第１の導電型の不純物の濃度の高い半導体層と
　を有し、
　前記素子分離部の少なくとも一部は、前記半導体層のうち、前記ゲート絶縁膜に接する部分を間にして前記垂直ゲート電極から離れて配置される
　電子機器。
　本開示の一実施の形態に係る固体撮像装置および電子機器によれば、垂直ゲート電極ＶＧを有する縦型トランジスタ（転送トランジスタＴＲＸ）を設け、素子分離部１６の少なくとも一部を、半導体層１７を間にして垂直ゲート電極ＶＧのうち上端部（傘形状の部分）以外の箇所から離して配置するようにしたので、暗電流を抑制しつつ、転送特性を改善することができる。なお、本技術の効果は、ここに記載された効果に必ずしも限定されず、本明細書中に記載されたいずれの効果であってもよい。
　本出願は、日本国特許庁において２０１９年１２月１６日に出願された日本特許出願番号第２０１９－２２６３７８号を基礎として優先権を主張するものであり、この出願のすべての内容を参照によって本出願に援用する。
　当業者であれば、設計上の要件や他の要因に応じて、種々の修正、コンビネーション、サブコンビネーション、および変更を想到し得るが、それらは添付の請求の範囲やその均等物の範囲に含まれるものであることが理解される。

Claims (8)

  1. 　受光面と、前記受光面と対向配置された複数の画素とを有する半導体基板を備え、
    　各前記画素は、
    　前記受光面を介して入射した光を光電変換する光電変換部と、
    　前記半導体基板の第１の導電型の半導体領域内に、前記第１の導電型とは異なる第２の導電型の半導体領域として形成され、前記光電変換部から転送された電荷を保持する電荷保持部と、
    　前記光電変換部に達する垂直ゲート電極と、前記垂直ゲート電極に接するとともに前記半導体基板の、前記受光面とは反対側の表面に形成されたゲート絶縁膜とを有し、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、
    　前記半導体基板の、前記受光面とは反対側の表面寄りに形成された、酸化膜絶縁体によって構成された素子分離部と、
    　前記素子分離部の側面および底面に接するとともに前記ゲート絶縁膜に接する、前記半導体領域よりも前記第１の導電型の不純物の濃度の高い半導体層と
    　を有し、
    　前記素子分離部の少なくとも一部は、前記半導体層のうち、前記ゲート絶縁膜に接する部分を間にして前記垂直ゲート電極から離れて配置される
    　固体撮像装置。
  2. 　前記素子分離部の少なくとも一部は、前記半導体層のうち、前記ゲート絶縁膜に接する部分を間にして前記垂直ゲート電極のうち上端部以外の箇所から離れて配置される
    　請求項１に記載の固体撮像装置。
  3. 　前記素子分離部の少なくとも一部は、前記半導体基板の法線方向から見て前記垂直ゲート電極から離れて配置される
    　請求項２に記載の固体撮像装置。
  4. 　前記素子分離部のいずれの箇所も、前記半導体基板の法線方向から見て前記垂直ゲート電極から離れて配置される
    　請求項３に記載の固体撮像装置。
  5. 　前記半導体層は、前記半導体基板の法線方向から見て前記垂直ゲート電極から離れて配置される
    　請求項１に記載の固体撮像装置。
  6. 　前記光電変換部の一部は、前記垂直ゲート電極に沿って、前記半導体基板の、前記受光面とは反対側の表面に向かって延在する
    　請求項１に記載の固体撮像装置。
  7. 　前記素子分離部を間にして、前記垂直ゲート電極と対向する位置に配置され、前記光電変換部から転送される電荷を蓄積する画素内容量を更に備えた
    　請求項１に記載の固体撮像装置。
  8. 　入射光に応じた画素信号を出力する固体撮像装置と、
    　前記画素信号を処理する信号処理回路と
    　を備え、
    　前記固体撮像装置は、受光面と、前記受光面と対向配置された複数の画素とを有する半導体基板を有し、
    　各前記画素は、
    　前記受光面を介して入射した光を光電変換する光電変換部と、
    　前記半導体基板の第１の導電型の半導体領域内に、前記第１の導電型とは異なる第２の導電型の半導体領域として形成され、前記光電変換部から転送された電荷を保持する電荷保持部と、
    　前記光電変換部に達する垂直ゲート電極と、前記垂直ゲート電極に接するとともに前記半導体基板の、前記受光面とは反対側の表面に形成されたゲート絶縁膜とを有し、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、
    　前記半導体基板の、前記受光面とは反対側の表面寄りに形成された、酸化膜絶縁体によって構成された素子分離部と、
    　前記素子分離部の側面および底面に接するとともに前記ゲート絶縁膜に接する、前記半導体領域よりも前記第１の導電型の不純物の濃度の高い半導体層と
    　を有し、
    　前記素子分離部の少なくとも一部は、前記半導体層のうち、前記ゲート絶縁膜に接する部分を間にして前記垂直ゲート電極から離れて配置される
    　電子機器。
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