WO2023042462A1 - 光検出装置、光検出装置の製造方法、及び電子機器 - Google Patents

光検出装置、光検出装置の製造方法、及び電子機器 Download PDF

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WO2023042462A1
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layer
film
semiconductor layer
photodetector according
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PCT/JP2022/014483
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貴章 古荘
健太郎 江田
雅幸 田崎
睦雄 上原
卓 齋藤
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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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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/76—Making of isolation regions between components
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures

Definitions

  • the present technology (technology according to the present disclosure) relates to a photodetector, a method for manufacturing a photodetector, and an electronic device, and in particular, a photodetector in which photoelectric conversion regions are separated from each other, a method for manufacturing a photodetector, and an electronic device. Regarding equipment.
  • the dark current flowing out from the trench sidewalls is suppressed by forming a P-type dopant or a film with negative fixed charges on the trench sidewalls.
  • An object of the present technology is to provide a photodetector, a method for manufacturing the photodetector, and an electronic device that can suppress the deterioration of noise characteristics.
  • a photodetector includes a semiconductor layer having a photoelectric conversion region, one surface of which is a light incident surface and the other surface of which is an element formation surface, and a position separating the photoelectric conversion regions. provided in the groove and penetrating through the semiconductor layer in the thickness direction; a first isolation portion located on the light incident surface side; The first material faces a first face, which is a face of the second separation part on the first separation part side.
  • a groove is formed in a semiconductor layer at a position that separates photoelectric conversion regions from an element formation surface side, and the thickness of the semiconductor layer is formed in the groove.
  • a sacrificial layer and a first material having an etching rate lower than that of the material constituting the sacrificial layer with respect to a selected etchant are laminated in that order along the direction, and a surface opposite to the element formation surface is laminated.
  • exposing the sacrificial layer from a certain light incident surface side using the selected etchant to remove only the sacrificial layer out of the sacrificial layer and the first material, and removing the sacrificial layer from the light incident surface side; Filling the trench with a material different from the sacrificial layer.
  • An electronic device includes the photodetector and an optical system that forms an image of light from a subject on the photodetector.
  • FIG. 1 is a chip layout diagram showing a configuration example of a photodetector according to a first embodiment of the present technology
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a photodetector according to a first embodiment of the present technology
  • FIG. 1 is an equivalent circuit diagram of a pixel of a photodetector according to a first embodiment of the present technology
  • FIG. It is a longitudinal section showing a section structure of a pixel of a photodetector concerning a 1st embodiment of this art.
  • It is process sectional drawing which shows the schematic manufacturing method of the photon detection apparatus which concerns on 1st Embodiment of this technique.
  • FIG. 5B is a process cross-sectional view subsequent to FIG. 5A;
  • FIG. 5B is a process cross-sectional view subsequent to FIG. 5A;
  • FIG. 5B is a process cross-sectional view subsequent to FIG. 5A;
  • FIG. 5B is a process cross-sectional view subsequent to
  • FIG. 5B is a process cross-sectional view subsequent to FIG. 5B;
  • FIG. 5C is a process cross-sectional view subsequent to FIG. 5C;
  • FIG. 5C is a process cross-sectional view subsequent to FIG. 5D;
  • 5F is a process cross-sectional view subsequent to FIG. 5E;
  • FIG. 5F is a process cross-sectional view subsequent to FIG. 5F;
  • FIG. 5G is a process cross-sectional view subsequent to FIG. 5G;
  • FIG. 5H is a process cross-sectional view subsequent to FIG. 5H;
  • 5I is a process cross-sectional view subsequent to FIG. 5I.
  • FIG. FIG. 5J is a process cross-sectional view subsequent to FIG. 5J;
  • FIG. 5K is a process cross-sectional view subsequent to FIG. 5K
  • FIG. 5L is a process cross-sectional view subsequent to FIG. 5L
  • FIG. 5M is a process cross-sectional view subsequent to FIG. 5M
  • FIG. 10 is a vertical cross-sectional view showing a cross-sectional structure of a pixel of a photodetector according to Modification 1-1 of the first embodiment of the present technology
  • FIG. 7 is a vertical cross-sectional view showing a cross-sectional structure of a pixel of a photodetector according to modification 1-2 of the first embodiment of the present technology
  • FIG. 10 is a vertical cross-sectional view showing a cross-sectional structure of a pixel of a photodetector according to Modification 1-1 of the first embodiment of the present technology
  • FIG. 7 is a vertical cross-sectional view showing a cross-sectional structure of a pixel of a photodetector according to modification 1-2 of the first embodiment of the present
  • FIG. 7 is a vertical cross-sectional view showing a cross-sectional structure of a pixel of a photodetector according to Modification 1-3 of the first embodiment of the present technology; It is a longitudinal cross-sectional view showing a cross-sectional structure of a pixel of a photodetector according to a second embodiment of the present technology. It is a longitudinal cross-sectional view showing a cross-sectional structure of a pixel of a photodetector according to a second embodiment of the present technology. It is process sectional drawing which shows the schematic manufacturing method of the photon detection apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this technique. 10B is a process cross-sectional view following FIG. 10A; FIG. FIG.
  • FIG. 10B is a process cross-sectional view subsequent to FIG. 10B;
  • FIG. 10 is a vertical cross-sectional view showing a cross-sectional structure of a pixel of a photodetector according to modification 2-1 of the second embodiment of the present technology;
  • FIG. 10 is a vertical cross-sectional view showing a cross-sectional structure of a pixel of a photodetector according to modification 2-3 of the second embodiment of the present technology; It is a longitudinal section showing a section structure of a pixel of a photodetection device concerning a 3rd embodiment of this art. It is process sectional drawing which shows the schematic manufacturing method of the photon detection apparatus which concerns on 3rd Embodiment of this technique.
  • FIG. 10 is a vertical cross-sectional view showing a cross-sectional structure of a pixel of a photodetector according to modification 2-1 of the second embodiment of the present technology
  • FIG. 10 is a vertical cross-sectional view showing a cross-sectional
  • FIG. 14B is a process cross-sectional view subsequent to FIG. 14A;
  • FIG. 14B is a process cross-sectional view subsequent to FIG. 14B;
  • FIG. 14C is a process cross-sectional view subsequent to FIG. 14C;
  • FIG. 14C is a cross-sectional view of the process following FIG. 14D;
  • 14E is a process cross-sectional view subsequent to FIG. 14E;
  • FIG. 14F is a process cross-sectional view subsequent to FIG. 14F;
  • FIG. FIG. 11 is a process cross-sectional view schematically showing a method of manufacturing a photodetector according to modification 3-2 of the third embodiment of the present technology;
  • FIG. 11 is a process cross-sectional view schematically showing a method of manufacturing a photodetector according to modification 3-2 of the third embodiment of the present technology;
  • FIG. 20 is a vertical cross-sectional view showing a cross-sectional structure of a pixel of a photodetector according to Modification 3-3 of the third embodiment of the present technology
  • 1 is a block diagram showing an example of a schematic configuration of an electronic device
  • FIG. 1 is a block diagram showing an example of a schematic configuration of a vehicle control system
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of installation positions of an outside information detection unit and an imaging unit
  • 1 is a diagram showing an example of a schematic configuration of an endoscopic surgery system
  • FIG. 3 is a block diagram showing an example of functional configurations of a camera head and a CCU;
  • first to fourth embodiments are examples of devices and methods for embodying the technical idea of the present technology, and the technical idea of the present technology is The material, shape, structure, arrangement, etc. are not specified as follows. Various modifications can be made to the technical idea of the present technology within the technical scope defined by the claims.
  • CMOS Complementary Metal Oxide Semiconductor
  • the photodetector 1 As shown in FIG. 1, the photodetector 1 according to the first embodiment of the present technology mainly includes a semiconductor chip 2 having a square two-dimensional planar shape when viewed from above. That is, the photodetector 1 is mounted on the semiconductor chip 2 . As shown in FIG. 17, the photodetector 1 takes in image light (incident light 106) from a subject through an optical system (optical lens) 102, and the amount of light of the incident light 106 formed on an imaging plane is is converted into an electric signal for each pixel and output as a pixel signal.
  • image light incident light 106
  • optical system optical lens
  • a semiconductor chip 2 on which a photodetector 1 is mounted has a rectangular pixel region 2A provided in the center and a rectangular pixel region 2A in a two-dimensional plane including X and Y directions that intersect with each other.
  • a peripheral region 2B is provided outside the pixel region 2A so as to surround the pixel region 2A.
  • the pixel area 2A is a light receiving surface that receives light condensed by the optical system 102 shown in FIG. 17, for example.
  • a plurality of pixels 3 are arranged in a matrix on a two-dimensional plane including the X direction and the Y direction.
  • the pixels 3 are arranged repeatedly in each of the X and Y directions that intersect each other within a two-dimensional plane.
  • the X direction and the Y direction are orthogonal to each other as an example.
  • a direction orthogonal to both the X direction and the Y direction is the Z direction (thickness direction).
  • a plurality of bonding pads 14 are arranged in the peripheral region 2B.
  • Each of the plurality of bonding pads 14 is arranged, for example, along each of four sides in the two-dimensional plane of the semiconductor chip 2 .
  • Each of the plurality of bonding pads 14 is an input/output terminal used when electrically connecting the semiconductor chip 2 to an external device.
  • the semiconductor chip 2 includes a logic circuit 13 including a vertical drive circuit 4, a column signal processing circuit 5, a horizontal drive circuit 6, an output circuit 7, a control circuit 8, and the like.
  • the logic circuit 13 is composed of a CMOS (Complementary MOS) circuit having, for example, an n-channel conductivity type MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) and a p-channel conductivity type MOSFET as field effect transistors.
  • CMOS Complementary MOS
  • the vertical driving circuit 4 is composed of, for example, a shift register.
  • the vertical drive circuit 4 sequentially selects desired pixel drive lines 10, supplies pulses for driving the pixels 3 to the selected pixel drive lines 10, and drives the pixels 3 in row units. That is, the vertical drive circuit 4 sequentially selectively scans the pixels 3 in the pixel region 2A in the vertical direction row by row, and outputs signals from the pixels 3 based on the signal charges generated by the photoelectric conversion elements of the pixels 3 according to the amount of received light.
  • a pixel signal is supplied to the column signal processing circuit 5 through the vertical signal line 11 .
  • the column signal processing circuit 5 is arranged, for example, for each column of the pixels 3, and performs signal processing such as noise removal on the signals output from the pixels 3 of one row for each pixel column.
  • the column signal processing circuit 5 performs signal processing such as CDS (Correlated Double Sampling) and AD (Analog Digital) conversion for removing pixel-specific fixed pattern noise.
  • a horizontal selection switch (not shown) is connected between the output stage of the column signal processing circuit 5 and the horizontal signal line 12 .
  • the horizontal driving circuit 6 is composed of, for example, a shift register.
  • the horizontal driving circuit 6 sequentially outputs a horizontal scanning pulse to the column signal processing circuit 5 to select each of the column signal processing circuits 5 in order, and the pixels subjected to the signal processing from each of the column signal processing circuits 5 are selected.
  • a signal is output to the horizontal signal line 12 .
  • the output circuit 7 performs signal processing on pixel signals sequentially supplied from each of the column signal processing circuits 5 through the horizontal signal line 12 and outputs the processed signal.
  • signal processing for example, buffering, black level adjustment, column variation correction, and various digital signal processing can be used.
  • the control circuit 8 generates a clock signal and a control signal that serve as references for the operation of the vertical drive circuit 4, the column signal processing circuit 5, the horizontal drive circuit 6, etc. based on the vertical synchronization signal, the horizontal synchronization signal, and the master clock signal. Generate. The control circuit 8 then outputs the generated clock signal and control signal to the vertical drive circuit 4, the column signal processing circuit 5, the horizontal drive circuit 6, and the like.
  • FIG. 3 is an equivalent circuit diagram showing a configuration example of the pixel 3.
  • the pixel 3 includes a photoelectric conversion element PD, a charge accumulation region (floating diffusion) FD for accumulating (holding) signal charges photoelectrically converted by the photoelectric conversion element PD, and photoelectrically converted by the photoelectric conversion element PD. and a transfer transistor TR for transferring the signal charge to the charge accumulation region FD.
  • the pixel 3 also includes a readout circuit 15 electrically connected to the charge accumulation region FD.
  • the photoelectric conversion element PD generates signal charges according to the amount of light received.
  • the photoelectric conversion element PD also temporarily accumulates (holds) the generated signal charge.
  • the photoelectric conversion element PD has a cathode side electrically connected to the source region of the transfer transistor TR, and an anode side electrically connected to a reference potential line (for example, ground).
  • a photodiode for example, is used as the photoelectric conversion element PD.
  • the drain region of the transfer transistor TR is electrically connected to the charge storage region FD.
  • a gate electrode of the transfer transistor TR is electrically connected to a transfer transistor drive line among the pixel drive lines 10 (see FIG. 2).
  • the charge accumulation region FD temporarily accumulates and holds signal charges transferred from the photoelectric conversion element PD via the transfer transistor TR.
  • the readout circuit 15 reads out the signal charge accumulated in the charge accumulation region FD and outputs a pixel signal based on the signal charge.
  • the readout circuit 15 includes, but is not limited to, pixel transistors such as an amplification transistor AMP, a selection transistor SEL, and a reset transistor RST. These transistors (AMP, SEL, RST) have a gate insulating film made of, for example, a silicon oxide film ( SiO2 film), a gate electrode, and a pair of main electrode regions functioning as a source region and a drain region. It consists of MOSFETs.
  • These transistors may be MISFETs (Metal Insulator Semiconductor FETs) whose gate insulating film is a silicon nitride film (Si 3 N 4 film), or a laminated film of a silicon nitride film and a silicon oxide film.
  • MISFETs Metal Insulator Semiconductor FETs
  • the amplification transistor AMP has a source region electrically connected to the drain region of the selection transistor SEL, and a drain region electrically connected to the power supply line Vdd and the drain region of the reset transistor.
  • a gate electrode of the amplification transistor AMP is electrically connected to the charge storage region FD and the source region of the reset transistor RST.
  • the selection transistor SEL has a source region electrically connected to the vertical signal line 11 (VSL) and a drain electrically connected to the source region of the amplification transistor AMP.
  • a gate electrode of the select transistor SEL is electrically connected to a select transistor drive line among the pixel drive lines 10 (see FIG. 2).
  • the reset transistor RST has a source region electrically connected to the charge storage region FD and the gate electrode of the amplification transistor AMP, and a drain region electrically connected to the power supply line Vdd and the drain region of the amplification transistor AMP.
  • a gate electrode of the reset transistor RST is electrically connected to a reset transistor drive line among the pixel drive lines 10 (see FIG. 2).
  • the photodetector 1 (semiconductor chip 2) has a condensing layer 50, a semiconductor layer 20, a wiring layer 30, and a support substrate 40, which is, for example, a semiconductor substrate, laminated in this order. It has a laminated structure.
  • the semiconductor layer 20 is composed of a semiconductor substrate.
  • the semiconductor layer 20 is composed of, for example, a single crystal silicon substrate, although not limited thereto.
  • the semiconductor layer 20 has an element formation surface S1 (the other surface) and a light incident surface S2 (the one surface) which are located on opposite sides of each other.
  • the element formation surface S1 of the semiconductor layer 20 is sometimes called the main surface, and the light incident surface S2 of the semiconductor layer 20 is sometimes called the back surface.
  • the element forming surface S1 is a surface on the wiring layer 30 side
  • the light incident surface S2 is a surface on the light collecting layer 50 side.
  • a photoelectric conversion region 20 a is provided for each pixel 3 in the semiconductor layer 20 . More specifically, in the semiconductor layer 20, for example, an island-shaped photoelectric conversion region 20a partitioned by an isolation region 20b is provided for each pixel 3. As shown in FIG.
  • the photoelectric conversion region 20a includes a first region 21, a second region 22, a charge accumulation region 23, a well region, and the like.
  • the first region 21 is a semiconductor region (photoelectric conversion portion) of a first conductivity type, for example, an n-type.
  • the second region 22 is a semiconductor region of the second conductivity type, eg, p-type.
  • the charge storage region 23 is a semiconductor region of the first conductivity type, eg, n-type, and constitutes the charge storage region FD shown in FIG.
  • the well region is a semiconductor region of the second conductivity type, eg, p-type.
  • the photoelectric conversion element PD shown in FIG. 3 is formed in the photoelectric conversion region 20a.
  • the photoelectric conversion region 20a photoelectrically converts incident light to generate signal charges.
  • FIG. 4 shows a transfer transistor TR provided in the photoelectric conversion region 20a.
  • the transfer transistor TR transfers signal charges generated by photoelectric conversion to the charge accumulation region 23, and the charge accumulation region 23 accumulates the signal charges.
  • the isolation region 20b has a trench structure in which a trench 24 is formed in the semiconductor layer 20 and an isolation portion 60 and the like, which will be described later, are embedded in the trench 24. As shown in FIG.
  • the grooves 24 are provided in the semiconductor layer 20 at positions that partition the photoelectric conversion regions 20a in plan view.
  • the trench 24 is provided in, for example, the isolation region 20b of the semiconductor layer 20, as shown in FIG.
  • the groove 24 penetrates the semiconductor layer 20 in the thickness direction. That is, the groove 24 is provided to constitute FTI (Full Trench Isolation).
  • the condensing layer 50 includes, but is not limited to, a fixed charge film 51, an insulating film 52, a light shielding layer 53, a planarization film 54, a color filter 55, and microlenses, which are sequentially laminated from the light incident surface S2 side. (on-chip lens) 56 is provided.
  • a fixed charge film 51 is deposited on the light incident surface S2 side of the semiconductor layer 20 . More specifically, the fixed charge film 51 is deposited in a region including the light incident surface S2 and the inner wall of the groove 24 so as to cover the surface of the semiconductor layer 20 .
  • the fixed charge film 51 is also provided between a first separation section 61 and a second separation section 62 which will be described later. In other words, the fixed charge film 51 is provided at least between a first separation section 61 and a second separation section 62 which will be described later.
  • the fixed charge film 51 has a function of trapping electrons and holes generated from the semiconductor layer 20 with defects.
  • the fixed charge film 51 is formed using hafnium oxide (HfO 2 ), for example.
  • the fixed charge film 51 may be formed using zirconium dioxide (ZrO 2 ), tantalum oxide (Ta 2 O 5 ), or the like.
  • An insulating film 52 is deposited on the surface of the fixed charge film 51 opposite to the surface facing the semiconductor layer 20 by, for example, the CVD method.
  • the insulating film 52 is, for example, a silicon oxide (SiO 2 ) film.
  • the insulating film 52 is deposited so as to fill the groove 24 and planarize it.
  • the insulating film 52 deposited in the trench 24 with the fixed charge film 51 interposed therebetween constitutes a first isolation portion 61, which will be described later.
  • the light shielding layer 53 is laminated on the surface of the insulating film 52 opposite to the surface of the fixed charge film 51 . More specifically, the light shielding layer 53 overlaps the isolation region 20b in plan view.
  • any material that shields light may be used, such as tungsten (W), aluminum (Al), copper (Cu), or the like.
  • planarization film 54 is formed to cover the surface of the insulating film 52 opposite to the fixed charge film 51 side and the light shielding layer 53 .
  • Silicon oxide for example, can be used as the material of the planarization film 54 .
  • the microlens 56 collects incident light to the semiconductor layer 20 .
  • the color filter 55 color-separates the incident light to the semiconductor layer 20 .
  • a color filter 55 and a microlens 56 are provided for each pixel 3, respectively.
  • the color filters 55 and the microlenses 56 are made of resin material, for example.
  • the separating portion 60 is provided in the groove 24 and used to partition the photoelectric conversion regions 20a.
  • the separating portion 60 includes a first separating portion 61 positioned closer to the light incident surface S2 and a second separating portion 62 positioned closer to the element formation surface S1 along the thickness direction of the photodetector 1 .
  • the first separation portion 61 and the second separation portion 62 are a portion mainly used for partitioning the photoelectric conversion regions 20a, and has a dimension along the thickness direction of the semiconductor layer 20. is larger than the second separation portion 62 .
  • the second separating portion 62 of the first separating portion 61 and the second separating portion 62 is a portion that is used to partition the photoelectric conversion regions 20 a and functions as a cap of the separating portion 60 . Since the first isolation part 61 functions as a cap, it suppresses the shape change of the FTI due to the influence of various processes when forming transistors, contacts, wiring, etc. on the element formation surface S1 side. can.
  • the first separation portion 61 is mainly composed of a portion of the insulating film 52 deposited inside the trench 24 .
  • the first isolation part 61 is made of, for example, silicon oxide.
  • the second separating portion 62 has a first surface S3 that is closer to the first separating portion 61 and a second surface S4 that is opposite to the first surface S3. A second surface S4 of the second separation portion 62 faces the element formation surface S1.
  • the first material which is a material that suppresses etching of the second separation portion 62, faces the first surface S3. Therefore, the first surface S3 functions as an etching stop surface. More specifically, the second separation portion 62 is made of the first material.
  • the first material is, for example, a material resistant to an alkaline etchant such as hydrogen fluoride among materials for semiconductor devices. Examples of such materials include silicon nitride (Si 3 N 4 ), titanium nitride (TiN), and tungsten (W). In the present embodiment, description will be given assuming that the first material is silicon nitride. Note that the first material may contain impurities.
  • the distance a which is the distance between the first surface S3 of the second separation portion 62 and the element formation surface S1 is 200 nm or more and 300 nm or less.
  • the distance a is greater than the dimension b along the thickness direction of the charge storage region 23 .
  • the distance along the thickness direction between the first surface S3 and the charge storage region 23 is 100 nm. Therefore, a portion of the fixed charge film 51 closest to the element formation surface S1, that is, a portion located between the first surface S3 and the first separation portion 61 and the charge accumulation region 23 along the thickness direction.
  • the distance is also 100 nm.
  • the second isolation part 62 is made of the first material, the dimension of the second isolation part 62 along the thickness direction of the semiconductor layer 20 is similarly 200 nm or more and 300 nm or less.
  • the insulating film 63 covers the side surface of the second separation section 62 (surface perpendicular to the Z direction).
  • the insulating film 63 is made of silicon oxide, for example.
  • the wiring layer 30 includes an insulating film 31, a wiring 32, a gate electrode TRG of the transfer transistor TR, and vias and contacts (not shown).
  • the wiring 32 is laminated via the insulating film 31 as shown.
  • the wiring 32 is made of, for example, but not limited to, metal such as copper or aluminum.
  • ⁇ Method for Manufacturing Photodetector>> A method for manufacturing the photodetector 1 will be described below with reference to FIGS. 5A to 5N. Here, the process of forming the separation portion 60 will be mainly described. Therefore, with regard to the components of the photodetector 1, the description of the formation process may be omitted for the components that can be formed by a known method.
  • a film m1 having openings m1a is formed as a hard mask on the element forming surface S1 of the semiconductor layer 20w.
  • the opening m1a is provided at a position that partitions the photoelectric conversion regions 20a.
  • the semiconductor layer 20w is etched from the opening m1a to form a groove 24a.
  • grooves 24a are formed in the semiconductor layer 20w at positions dividing the photoelectric conversion regions 20a from the element formation surface S1 side.
  • the film m1 may have a laminated structure in which a plurality of types of insulating films such as silicon oxide and silicon nitride are laminated.
  • the groove 24a has a depth c along the thickness direction from the element formation surface S1 in the semiconductor layer 20w. A region from the element forming surface S1 to the depth c of the semiconductor layer 20w is a region where the second region 22 shown in FIG. 4 is not formed.
  • a liner film m2 is laminated on the exposed surfaces of the semiconductor layer 20w and the film m1 to protect the side walls of the trench 24a.
  • the liner film m2 may have, for example, a laminated structure in which a plurality of types of insulating films such as silicon oxide and silicon nitride are laminated.
  • a well-known etching technique is used to form a groove 24b extending from the bottom surface of the groove 24a along the thickness direction of the semiconductor layer 20w.
  • the second region 22 is formed by implanting impurities into the exposed surfaces including the side walls and the bottom surface of the trench 24b.
  • grooves 24 since the sidewalls of the trench 24a are protected by the liner film m2, no impurities are implanted. After that, the liner film m2 is removed, and the film m1, which is the hard mask, is also partially removed and thinned. When there is no need to distinguish between the grooves 24a and 24b, they are simply referred to as grooves 24 without distinction.
  • a film m3 which is a silicon oxide film, is laminated so as to cover the exposed surfaces including the side walls and bottom of the trench 24, and further a film m4 constituting a sacrificial layer is laminated. More specifically, the film m4 is laminated so as to fill the trench 24.
  • the film m4 is, for example, but not limited to, a polysilicon (Poly-Si) film.
  • excess portions of the film m4 are removed by a known etch-back technique. A portion of the film m4 is removed from the element formation surface S1 to a distance a along the thickness direction.
  • the portion of the film m4 buried in the trench 24a is removed from the element forming surface S1 to the distance a along the thickness direction.
  • the film m4 left in the trench 24 may be referred to as a sacrificial layer M hereinafter.
  • a film m5 which is a film made of the first material, is laminated in the groove 24a.
  • the first material is a material having a lower etching rate than the material (polysilicon in this embodiment) forming the sacrificial layer M with respect to the selected etchant.
  • examples of such materials include silicon nitride (Si 3 N 4 ), titanium nitride (TiN), and tungsten (W).
  • Si 3 N 4 silicon nitride
  • TiN titanium nitride
  • W tungsten
  • the sacrificial layer M and the film m5 made of the first material are laminated in that order along the thickness direction of the semiconductor layer 20w in the groove 24 (the groove 24a).
  • the excess portion of the first material and the hard mask film m1 are removed, and the exposed surface is planarized. do.
  • the portion of the film m5 embedded in the trench 24a remains. More specifically, a portion of the film m5 from the element formation surface S1 to the distance a along the thickness direction remains. The remaining portion constitutes the second separating portion 62 .
  • the gate electrode TRG is formed on the element formation surface S1, and the charge accumulation region 23 is formed in the semiconductor layer 20w by impurity implantation. More specifically, the charge accumulation region 23 is formed by implanting an impurity targeting a region from the element formation surface S1 to a depth b (dimension b) along the thickness direction. Then, as shown in FIG. 5I, the wiring layer 30 is formed on the element forming surface S1. Furthermore, the support substrate 40 is joined to the wiring layer 30 .
  • the semiconductor layer 20w provided with the wiring layer 30 and the support substrate 40 is turned upside down, and the surface of the semiconductor layer 20w opposite to the element formation surface S1 is ground by, for example, CMP. and thin the semiconductor layer 20w. As a result, a portion corresponding to the semiconductor layer 20 is left. In addition, this exposes the sacrificial layer M from the side of the light incident surface S2, which is the surface opposite to the element formation surface S1.
  • a film m6 having an opening m6a is formed as a hard mask on the light incident surface S2 of the semiconductor layer 20.
  • the opening m6a is provided at a position overlapping the sacrificial layer M embedded in the groove 24 in plan view.
  • the sacrificial layer M is etched through the opening m6a using a known etching technique.
  • the sacrificial layer M embedded in the trench 24 is removed.
  • the first surface S3 which is the surface closer to the first isolation portion 61, functions as an etching stop surface.
  • the first material forming the second isolation portion 62 and its first surface S3 is more resistant to the selected etchant than the material forming the sacrificial layer M (polysilicon in this embodiment). Since it is a material with a low etching rate, it is not etched or etched only slightly. Therefore, only the sacrificial layer M can be removed from the sacrificial layer M and the second isolation part 62 made of the first material.
  • the etchant is not limited to this, for example, hydrogen fluoride can be used.
  • the film m6, which is a hard mask may be silicon oxide, for example. After that, the hard mask film m6 is removed.
  • excess portions of the film m3, which is a silicon oxide film, are removed. More specifically, the portion of the film m3 other than the portion covering the side surface of the second separating portion 62 (the surface perpendicular to the Z direction) is removed. As a result, a portion of the film m3 corresponding to the insulating film 63 can be left.
  • the fixed charge film 51 and the insulating film 52 are formed on the exposed surfaces including the side walls of the groove 24, the first surface S3 of the second separation section 62, and the light incident surface S2. Laminate in this order.
  • a portion of the insulating film 52 deposited in the trench 24 via the fixed charge film 51 constitutes the first separation portion 61 .
  • the first separation portion 61 is formed.
  • the remaining part of the condensing layer 50 is formed, and the photodetector 1 shown in FIG. 4 is almost completed.
  • the photodetector 1 is formed in each of a plurality of chip forming regions partitioned by scribe lines (dicing lines) on the semiconductor substrate. By dividing the plurality of chip forming regions along scribe lines, the semiconductor chips 2 on which the photodetecting device 1 is mounted are formed.
  • the distance between the fixed charge film 51 and the charge storage region 23 becomes shorter than the designed distance, and a strong electric field is generated between the two, possibly deteriorating white spots and dark current characteristics.
  • a strong electric field is generated between the two, possibly deteriorating white spots and dark current characteristics.
  • the fixed charge film 51 and the charge storage region 23 are electrically short-circuited.
  • the first surface S3 which is the surface of the second separating portion 62 closer to the first separating portion 61, has the Since the first material that suppresses etching faces, etching of the second separation portion 62 when removing the sacrificial layer M can be suppressed. Therefore, it is possible to prevent the distance between the fixed charge film 51 and the charge accumulation region 23 from becoming shorter than the designed distance, thereby preventing the generation of a strong electric field between them. Since it is possible to suppress the occurrence of a strong electric field between the two, it is possible to suppress deterioration of white spots and deterioration of dark current characteristics. Furthermore, since the contact between the fixed charge film 51 and the charge storage region 23 can be suppressed, electrical short-circuiting between the two can be suppressed. In this way, deterioration of noise characteristics can be suppressed.
  • etching of the second separation portion 62 when removing the sacrificial layer M is suppressed.
  • the dimension along the thickness direction of the second separation portion 62 can be controlled. Therefore, the distance a, which is the distance between the first surface S3 of the second separation portion 62 and the element formation surface S1, can be suppressed from fluctuating under the influence of the step of removing the sacrificial layer M or the like.
  • deterioration of PD (Photo Diode) white spots caused by increasing the distance a and deterioration of FD (Floating Diffusion) white spots caused by decreasing the distance a can be suppressed. In this way, deterioration of noise characteristics can be suppressed.
  • the separation section 60 including the first separation section 61 and the second separation section 62 provided in the groove 24 constitutes the FTI.
  • the structure of the isolation portion 60 on the element formation surface S1 side is not STI (Shallow Trench Isolation). Therefore, the separating portion 60 is space-saving, and it is possible to suppress an increase in the area occupied by the separating portion 60 in plan view. As a result, even if the photoelectric conversion region 20a is reduced due to miniaturization, it is possible to prevent the degree of freedom in designing the element forming surface S1 from being reduced.
  • the grooves 24 are formed from the element formation surface S1 side, so that the alignment accuracy between the grooves 24 and the wiring layer 30 and the inside of the grooves 24 and the semiconductor layer 20 It is possible to improve the accuracy of superposition with other components (for example, the charge accumulation region 23). Furthermore, after the wiring layer 30 is formed, the material (silicon oxide) forming the first isolation portion 61 is embedded in the groove 24 from the light incident surface S2 side. Therefore, the material forming the first separating portion 61 is not subjected to heat treatment when forming the wiring layer 30, and warping and cracking of the wafer can be suppressed.
  • the first isolation portion 61 is made of silicon oxide in the first embodiment of the present technology, the present technology is not limited to this.
  • the first separation section 61 may have a laminated structure in which a portion 61a made of silicon oxide and a portion 61b made of metal are laminated in that order, or may have only metal.
  • the metal forming the portion 61b is not limited to this, but may be, for example, a metal such as aluminum or tungsten.
  • the first separation portion 61 since the first separation portion 61 includes the portion 61b made of metal, the occurrence of color mixture between the photoelectric conversion regions 20a is further suppressed. be able to. Furthermore, when the first isolation portion 61 contains metal, the first material of the second isolation portion has the effect of preventing diffusion of the metal.
  • the entire second separating portion 62 is made of the first material, but the present technology is not limited to this.
  • the second separation portion 62 comprises a first layer 62a made of a first material and forming a first surface S3, and a second layer 62a made of a second material different from the first material. It may have a laminated structure in which the layer 62b is laminated. Note that the second material may contain impurities.
  • the second material is an insulating material such as silicon oxide in this modified example 1-2.
  • the thickness of the first layer 62a along the thickness direction of the semiconductor layer 20 may be, for example, 50 nm or more and 200 nm or less, or may be, for example, 50 nm or more and 100 nm or less.
  • the photodetector 1 according to Modification 1-2 since the first layer 62a made of silicon nitride and the second layer 62b made of silicon oxide are laminated, the positive fixed charge of silicon nitride is It is possible to suppress the semiconductor layer 20 from being affected.
  • Modification 1-3 of the first embodiment of the present technology is a combination of Modification 1-1 and Modification 1-2 described above.
  • the first separating portion 61 has a portion 61a and a portion 61b
  • the second separating portion 62 has a first layer 62a and a second layer 62b.
  • the second material forming the second layer 62b shown in FIG. 7 is an insulating material in the above modification 1-2, the present technology is not limited to this.
  • the second material forming the second layer 62b shown in FIG. 7 may be a conductive material such as polysilicon or tungsten.
  • the second layer 62b is made of a conductive material, the second separation portion 62 can be used as an electrode. Thus, the degree of freedom in design is improved.
  • the second material forming the second layer 62b shown in FIG. 8 is an insulating material in the above modification 1-3, the present technology is not limited to this.
  • the second material forming the second layer 62b shown in FIG. 8 may be a conductive material such as polysilicon.
  • the second layer 62b is made of a conductive material, the second separation portion 62 can be used as an electrode. Thus, the degree of freedom in design is improved.
  • FIG. 9A A second embodiment of the present technology, shown in FIG. 9A, is described below.
  • the photodetector 1 according to the second embodiment differs from the photodetector 1 according to the first embodiment described above in that it has a second separator 62A instead of the second separator 62.
  • the configuration of the photodetector 1 is basically the same as that of the photodetector 1 of the above-described first embodiment.
  • symbol is attached
  • the separating portion 60 includes a first separating portion 61 positioned closer to the light incident surface S2 and a second separating portion 62A positioned closer to the element formation surface S1 along the thickness direction of the photodetector 1 .
  • the second separating portion 62A is a stack of a first layer 62Aa made of a first material and forming the first surface S3 and a second layer 62Ab made of a second material different from the first material. have a structure.
  • the separation section 60 also has an insulating film 64 that separates the second separation section 62A and the first separation section 61, more specifically, separates the second separation section 62A and the fixed charge film 51 from each other. ing. More specifically, the first layer 62Aa is formed between the facing portion 62Aa1 that faces the first separating portion 61 and constitutes the first surface S3, and between the semiconductor layer 20 and the insulating film 64 (of the second layer 62Ab).
  • the second material forming the second layer 62Ab is an insulating material such as silicon oxide in this embodiment.
  • the second separating portion 62A has a first surface S3 that is closer to the first separating portion 61 and a second surface S4 that is opposite to the first surface S3.
  • the first surface S3 functions as an etching stop surface.
  • a second surface S4 of the second separation portion 62A faces the element formation surface S1.
  • the first material is, for example, but not limited to, silicon nitride.
  • the first material is a material having a lower etching rate with respect to the selected etchant than the material forming the sacrificial layer M described in the manufacturing method. Therefore, the first material may be determined according to the material forming the sacrificial layer M, and may be other than silicon nitride.
  • any one of polysilicon, silicon oxide, hafnium oxide (HfO 2 ), and aluminum oxide (Al 2 O 3 ), for example, may be selected according to the material forming the sacrificial layer M. .
  • the thickness of the facing portion 62Aa1 along the thickness direction of the semiconductor layer 20 is, for example, 5 nm or more and 50 nm or less, and is, for example, 10 nm or more and 50 nm or less.
  • the insulating film 64 is provided to suppress the influence of positive fixed charges that silicon nitride has.
  • the insulating film 64 is, for example, a silicon oxide film.
  • the insulating film 64 has a thickness of, but not limited to, 10 nm or more and 20 nm or less, for example. Depending on the design, it may be possible to suppress the influence of positive fixed charges of silicon nitride without providing the insulating film 64 as shown in FIG. 9B. In addition, it may have a film thickness of 40 nm or less in consideration of penetration of an etchant from the light incident surface S2 side during manufacturing.
  • a method for manufacturing the photodetector 1 will be described below with reference to FIGS. 10A to 10C.
  • the process of forming the separation portion 60 will be mainly described. Therefore, with regard to the components of the photodetector 1, the description of the formation process may be omitted for the components that can be formed by a known method. In addition, the description of the same steps as in the method of manufacturing the photodetector 1 according to the first embodiment of the present technology already described will be omitted.
  • an insulating film 64 is formed using a known film formation technique or the like to obtain the state shown in FIG. 10A. Then, as shown in FIG. 10B, a film m5Aa made of the first material is stacked so as to cover the exposed surface including the side walls and the bottom surface of the trench 24a, and a film m5Ab made of the second material is laminated. are stacked so as to fill the groove 24a.
  • the thickness of the first layer 62Aa in the stacking direction is thinner than in the first embodiment, so that the influence of silicon nitride on the semiconductor layer 20 can be further suppressed.
  • the first layer 62Aa has both the facing portion 62Aa1 and the side wall portion 62Aa2. Even if it is thinner than the case, it is possible to prevent the chemical used when removing the sacrificial layer M from reaching the second layer 62Ab in the first layer 62Aa. This can suppress the etching of the second separation portion 62A.
  • the insulating film 64 formed in the step shown in FIG. 10A may be formed after the sacrificial layer M is removed.
  • the first isolation portion 61 is made of silicon oxide in the second embodiment of the present technology
  • the present technology is not limited to this.
  • the first separation section 61 may have a laminated structure in which a portion 61a made of silicon oxide and a portion 61b made of metal are laminated in that order.
  • the metal forming the portion 61b is not limited to this, but may be, for example, a metal such as aluminum or tungsten.
  • the first separation portion 61 includes the portion 61b made of metal, the occurrence of color mixture between the photoelectric conversion regions 20a is further suppressed. be able to.
  • the first layer 62Aa has both the facing portion 62Aa1 and the side wall portion 62Aa2 as shown in FIG. 9A. good.
  • the separating unit 60 constitutes the FTI, but the present technology is not limited to this.
  • the second isolation section 62A may constitute STI (Shallow Trench Isolation). More specifically, the second separating portion 62A may have a larger horizontal dimension than the first separating portion 61.
  • the second separating portion 62A is formed by stacking a first layer 62Ac made of a first material and forming the first surface S3 and a second layer 62Ad made of a second material different from the first material. It has a laminated structure.
  • the first layer 62Ac is provided in a region that overlaps at least the first separation portion 61 in the thickness direction (overlaps in plan view).
  • the second material forming the second layers 62Ab and 62Ad shown in FIGS. not.
  • the second material may be a conductive material, for example polysilicon.
  • the second layers 62Ab and 62Ad are made of a conductive material, the second separating portion 62A can be used as an electrode. Thus, the degree of freedom in design is improved.
  • a third embodiment of the present technology shown in FIG. 13 will be described below.
  • the photodetector 1 according to the third embodiment differs from the photodetector 1 according to the first embodiment described above in that it has a second separator 62B instead of the second separator 62.
  • the configuration of the photodetector 1 is basically the same as that of the photodetector 1 of the above-described first embodiment.
  • symbol is attached
  • the separating portion 60 includes a first separating portion 61 positioned closer to the light incident surface S2 and a second separating portion 62B positioned closer to the element formation surface S1 along the thickness direction of the photodetector 1 .
  • the groove 24 in which the isolation portion 60 is provided includes a first groove 24c that is positioned closer to the element forming surface S1 and constitutes the STI, and a second groove 24c that is positioned closer to the light incident surface S2 and constitutes the FTI. groove 24d.
  • the first groove 24c and the second groove 24d are simply referred to as grooves 24 when not distinguished from each other.
  • the second separating portion 62B is provided in a region extending from the first groove 24c to part of the second groove 24d.
  • the second separating portion 62B is formed by stacking a first layer 62Ba made of a first material and forming the first surface S3 and a second layer 62Bb made of a second material different from the first material. It has a laminated structure.
  • the first layer 62Ba is provided in a part of the second groove 24d. More specifically, the first layer 62Ba is provided in a part of the second groove 24d near the first groove 24c.
  • the second layer 62Bb is provided in the first trench 24c forming the STI.
  • the first layer 62Ba has the same horizontal dimension as the first separating portion 61
  • the second layer 62Bb has a larger horizontal dimension than the first separating portion 61.
  • the second separating portion 62B has a first surface S3 that is closer to the first separating portion 61 and a second surface S4 that is opposite to the first surface S3.
  • the first surface S3 functions as an etching stop surface.
  • a second surface S4 of the second separation portion 62B (second layer 62Bb) faces the element formation surface S1.
  • the first material is silicon doped with impurities. More specifically, but not limited to, polysilicon implanted with impurities, for example. As an impurity, for example, boron (B) is implanted, although it is not limited to this. The concentration of boron in the first material is 5 ⁇ 10 18 atoms/cm 3 or more.
  • the second material is an insulating material such as, but not limited to, silicon oxide.
  • a method for manufacturing the photodetector 1 will be described below with reference to FIGS. 14A to 14G.
  • the process of forming the separation portion 60 will be mainly described. Therefore, with regard to the components of the photodetector 1, the description of the formation process may be omitted for the components that can be formed by a known method. In addition, the description of the same steps as in the method of manufacturing the photodetector 1 according to the first embodiment of the present technology already described will be omitted.
  • a first trench 24c forming the STI and a second trench 24d forming the FTI are formed in the semiconductor layer 20w.
  • a film m3 which is a silicon oxide film, is laminated so as to cover the exposed surfaces including the side walls and the bottom surface of the trench 24, and further, a film m4 constituting a sacrificial layer is laminated inside the trench 24.
  • the sacrificial layer is, for example, polysilicon.
  • the film m4 stacked inside the first groove 24c is removed by a known etch-back technique.
  • an impurity is implanted in the vicinity of the exposed surface of the polysilicon film m4 remaining in the trench 24.
  • FIG. Boron is injected here.
  • the first material is obtained by implanting boron into polysilicon.
  • the region of the film m4 into which the impurity is implanted forms the first layer 62Ba, and the remaining portion forms the sacrificial layer M.
  • FIG. 14C the film m4 stacked inside the first groove 24c is removed by a known etch-back technique.
  • an impurity is implanted in the vicinity of the exposed surface of the polysilicon film m4 remaining in the trench 24.
  • FIG. Boron is injected here.
  • the first material is obtained by implanting boron into polysilicon.
  • the region of the film m4 into which the impurity is implanted forms the first layer 62Ba, and the remaining portion
  • a film m7 made of silicon oxide is laminated so as to fill the inside of the first trench 24c.
  • the excess insulating film on the element forming surface S1 side is removed, and the steps shown in FIGS. 5H and 5I described in the first embodiment are performed.
  • the semiconductor layer 20w on which the wiring layer 30 and the support substrate 40 are provided is turned upside down, and the semiconductor layer 20w is thinned from the surface opposite to the element formation surface S1 to form the second groove.
  • the top of the sacrificial layer M laminated in 24d is found.
  • the sacrificial layer M is etched using a known etching technique from the light incident surface S2 side.
  • the sacrificial layer M embedded in the trench 24 is removed.
  • the first surface S3 functions as an etching stop surface.
  • the first material (boron-implanted polysilicon) forming the first layer 62Ba and its first surface S3 is the material (this material) forming the sacrificial layer M for the selected etchant.
  • the etching rate is lower than that of polysilicon), so it is not etched or is slightly etched.
  • the etchant is not limited to this, for example, hydrogen fluoride can be used. Since the subsequent steps are the same as the steps explained in the first embodiment, the explanation thereof is omitted here.
  • boron was implanted into the first material forming the second isolation portion 62B, but the present technology is not limited to this. Boron and carbon (C) may be implanted in the first material. For example, in the step shown in FIG. 14D, boron and carbon are implanted into the polysilicon film m4. Carbon is implanted to control boron diffusion.
  • the first material is formed by implanting boron after etching back the polysilicon film m4, but the present technology is not limited to this.
  • a silicon film for example, a polysilicon film
  • a silicon film may be formed while mixing impurities to form a film m8 made of the first material.
  • unnecessary portions of the film m8 are etched back to leave a portion corresponding to the first layer 62Ba.
  • the first isolation portion 61 is made of silicon oxide in the third embodiment of the present technology
  • the present technology is not limited to this.
  • the first separation section 61 may have a laminated structure in which a portion 61a made of silicon oxide and a portion 61b made of metal are laminated in that order.
  • the metal forming the portion 61b is not limited to this, but may be, for example, a metal such as aluminum or tungsten.
  • the first separating portion 61 includes the portion 61b made of metal, the occurrence of color mixture between the photoelectric conversion regions 20a is further suppressed. be able to.
  • the separation unit 60 has both the part configuring the FTI and the part configuring the STI, but the present technology is not limited to this.
  • the separation unit 60 may have only the part that constitutes the FTI.
  • the electronic device 100 includes a solid-state imaging device 101 , an optical lens 102 , a shutter device 103 , a driving circuit 104 and a signal processing circuit 105 .
  • the electronic device 100 is, but not limited to, an electronic device such as a camera, for example.
  • the electronic device 100 also includes the photodetector 1 described above as the solid-state imaging device 101 .
  • An optical lens (optical system) 102 forms an image of image light (incident light 106 ) from a subject on the imaging surface of the solid-state imaging device 101 .
  • signal charges are accumulated in the solid-state imaging device 101 for a certain period of time.
  • a shutter device 103 controls a light irradiation period and a light shielding period for the solid-state imaging device 101 .
  • a drive circuit 104 supplies drive signals for controlling the transfer operation of the solid-state imaging device 101 and the shutter operation of the shutter device 103 .
  • Signal transfer of the solid-state imaging device 101 is performed by a driving signal (timing signal) supplied from the driving circuit 104 .
  • the signal processing circuit 105 performs various signal processing on signals (pixel signals) output from the solid-state imaging device 101 .
  • the video signal that has undergone signal processing is stored in a storage medium such as a memory, or output to a monitor.
  • the first surface S3 which is the surface of the second separation portion 62 closer to the first separation portion 61, is provided with the etching of the second separation portion 62 suppressed. Since the first material is facing, deterioration of noise characteristics can be suppressed.
  • the electronic device 100 is not limited to a camera, and may be another electronic device.
  • it may be an imaging device such as a camera module for mobile devices such as mobile phones.
  • the electronic device 100 can be the solid-state imaging device 101, the photodetector 1 according to any one of the first to third embodiments and modifications of those embodiments, or the first to third embodiments. up to and including combinations of at least two of these embodiment variants.
  • the technology (the present technology) according to the present disclosure can be applied to various products.
  • the technology according to the present disclosure can be realized as a device mounted on any type of moving body such as automobiles, electric vehicles, hybrid electric vehicles, motorcycles, bicycles, personal mobility, airplanes, drones, ships, and robots. may
  • FIG. 18 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 technology according to the present disclosure can be applied.
  • a vehicle control system 12000 includes a plurality of electronic control units connected via a communication network 12001.
  • the vehicle control system 12000 includes a driving system control unit 12010, a body system control unit 12020, a vehicle exterior information detection unit 12030, a vehicle interior 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 illustrated.
  • the drive system control unit 12010 controls the operation of devices related to the drive system of the vehicle according to various programs.
  • the driving system control unit 12010 includes a driving force generator for generating 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 to adjust and a brake device to generate braking force of the vehicle.
  • the body system control unit 12020 controls the operation of various devices equipped 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, winkers or fog lamps.
  • the body system control unit 12020 can receive radio waves transmitted from a portable device that substitutes for a key or signals from various switches.
  • the body system control unit 12020 receives the input of these radio waves or signals and controls the door lock device, power window device, lamps, etc. of the vehicle.
  • the vehicle exterior information detection unit 12030 detects information outside the vehicle in which the vehicle control system 12000 is installed.
  • the vehicle exterior information detection unit 12030 is connected with an imaging unit 12031 .
  • the vehicle exterior information detection unit 12030 causes the imaging unit 12031 to capture an image of the exterior 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 people, vehicles, obstacles, signs, or characters on the road surface based on the received image.
  • the imaging unit 12031 is an optical sensor that receives light and outputs an electrical signal according to the amount of received light.
  • the imaging unit 12031 can output the electric signal as an image, and can also output it as distance measurement information.
  • the light received by the imaging unit 12031 may be visible light or non-visible light such as infrared rays.
  • the in-vehicle information detection unit 12040 detects in-vehicle information.
  • the in-vehicle information detection unit 12040 is connected to, for example, a driver state detection section 12041 that detects the state of the driver.
  • the driver state detection unit 12041 includes, for example, a camera that captures an image of the driver, and the in-vehicle information detection unit 12040 detects 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 off.
  • the microcomputer 12051 calculates control target values for 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 controls the drive system control unit.
  • a control command can be output to 12010 .
  • the microcomputer 12051 realizes the functions of ADAS (Advanced Driver Assistance System) including collision avoidance or shock mitigation, follow-up driving based on inter-vehicle distance, vehicle speed maintenance driving, vehicle collision warning, or vehicle lane deviation warning. Cooperative control can be performed for the purpose of ADAS (Advanced Driver Assistance System) including collision avoidance or shock mitigation, follow-up driving based on inter-vehicle distance, vehicle speed maintenance driving, vehicle collision warning, or vehicle lane deviation warning. Cooperative control can be performed for the purpose of ADAS (Advanced Driver Assistance System) including collision avoidance or shock mitigation, follow-up driving based on inter-vehicle distance, vehicle speed maintenance driving, vehicle collision warning, or vehicle
  • the microcomputer 12051 controls the driving force generator, the steering mechanism, the braking device, etc. based on the information about the vehicle surroundings acquired by the vehicle exterior information detection unit 12030 or the vehicle interior information detection unit 12040, so that the driver's Cooperative control can be performed for the purpose of autonomous driving, etc., in which vehicles autonomously travel without depending on 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 information detection unit 12030 outside the vehicle.
  • the microcomputer 12051 controls the headlamps according to the position of the preceding vehicle or the oncoming vehicle detected by the vehicle exterior information detection unit 12030, and performs cooperative control aimed at anti-glare such as switching from high beam to low beam. It can be carried out.
  • the audio/image output unit 12052 transmits at least one of audio and/or image output signals to an output device capable of visually or audibly notifying the passengers of the vehicle or the outside of the vehicle.
  • an audio speaker 12061, a display unit 12062, and an instrument panel 12063 are illustrated as output devices.
  • the display unit 12062 may include at least one of an on-board display and a head-up display, for example.
  • FIG. 19 is a diagram showing an example of the installation position of the imaging unit 12031.
  • the vehicle 12100 has imaging units 12101, 12102, 12103, 12104, and 12105 as the imaging unit 12031.
  • the imaging units 12101, 12102, 12103, 12104, and 12105 are provided at positions such as the front nose of the vehicle 12100, the side mirrors, the rear bumper, the back door, and the upper part of the windshield in the vehicle interior, for example.
  • An image pickup unit 12101 provided in the front nose and an image pickup unit 12105 provided above the windshield in the passenger compartment mainly acquire images in front of the vehicle 12100 .
  • Imaging units 12102 and 12103 provided in the side mirrors mainly acquire side images of the vehicle 12100 .
  • An imaging unit 12104 provided in the rear bumper or back door mainly acquires an image behind the vehicle 12100 .
  • Forward images acquired by the imaging units 12101 and 12105 are mainly used for detecting preceding vehicles, pedestrians, obstacles, traffic lights, traffic signs, lanes, and the like.
  • FIG. 19 shows an example of the imaging range of the imaging units 12101 to 12104.
  • the imaging range 12111 indicates the imaging range of the imaging unit 12101 provided in the front nose
  • the imaging ranges 12112 and 12113 indicate the imaging ranges of the imaging units 12102 and 12103 provided in the side mirrors, respectively
  • the imaging range 12114 The imaging range of an imaging unit 12104 provided on the rear bumper or 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 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 imaging units 12101 to 12104 may be a stereo camera composed of a plurality of imaging elements, or may be an imaging element having pixels for phase difference detection.
  • the microcomputer 12051 determines the distance to each three-dimensional object within the imaging ranges 12111 to 12114 and changes in this distance over time (relative velocity with respect to the vehicle 12100). , it is possible to extract, as the preceding vehicle, the closest three-dimensional object on the course of the vehicle 12100, which runs at a predetermined speed (for example, 0 km/h or more) in substantially the same direction as the vehicle 12100. can. Furthermore, the microcomputer 12051 can set the inter-vehicle distance to be secured in advance in front of the preceding vehicle, and perform automatic brake control (including following stop control) and automatic acceleration control (including following start control). In this way, cooperative control can be performed for the purpose of automatic driving in which the vehicle runs autonomously without relying on the operation of the driver.
  • automatic brake control including following stop control
  • automatic acceleration control including following start control
  • the microcomputer 12051 converts three-dimensional object data related to three-dimensional objects to other three-dimensional objects such as motorcycles, ordinary vehicles, large vehicles, pedestrians, and utility poles. 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 those that are visible to the driver of the vehicle 12100 and those that are difficult to see. Then, the microcomputer 12051 judges the collision risk indicating the degree of danger 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, an audio speaker 12061 and a display unit 12062 are displayed. By outputting an alarm to the driver via the drive system control unit 12010 and performing forced deceleration and avoidance steering via the drive system control unit 12010, driving support for collision avoidance can be performed.
  • 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 the pedestrian exists in the captured images of the imaging units 12101 to 12104 .
  • recognition of a pedestrian is performed by, for example, a procedure for extracting feature points in images captured by the imaging units 12101 to 12104 as infrared cameras, and performing pattern matching processing on a series of feature points indicating the outline of an object to determine whether or not the pedestrian is a pedestrian.
  • the audio image output unit 12052 outputs a rectangular outline for emphasis to the recognized pedestrian. is superimposed on the display unit 12062 . Also, the audio/image output unit 12052 may control the display unit 12062 to display an icon or the like indicating a pedestrian at a desired position.
  • the technology according to the present disclosure can be applied to, for example, the imaging unit 12031 among the configurations described above.
  • the photodetector 1 shown in FIG. 4 and the like can be applied to the imaging unit 12031 .
  • the technology according to the present disclosure it is possible to suppress the deterioration of noise characteristics and obtain a more viewable captured image, thereby reducing driver fatigue.
  • Example of application to an endoscopic surgery system The technology (the present technology) according to the present disclosure can be applied to various products.
  • the technology according to the present disclosure may be applied to an endoscopic surgery system.
  • FIG. 20 is a diagram showing an example of a schematic configuration of an endoscopic surgery system to which the technology according to the present disclosure (this technology) can be applied.
  • FIG. 20 shows an operator (doctor) 11131 performing surgery on a patient 11132 on a patient bed 11133 using an endoscopic surgery system 11000 .
  • an endoscopic surgery system 11000 includes an endoscope 11100, other surgical instruments 11110 such as a pneumoperitoneum tube 11111 and an energy treatment instrument 11112, and a support arm device 11120 for supporting the endoscope 11100. , and a cart 11200 loaded with various devices for endoscopic surgery.
  • An endoscope 11100 is composed of a lens barrel 11101 whose distal end is inserted into the body cavity of a patient 11132 and a camera head 11102 connected to the proximal end of the lens barrel 11101 .
  • an endoscope 11100 configured as a so-called rigid scope having a rigid lens barrel 11101 is illustrated, but the endoscope 11100 may be configured as a so-called flexible scope having a flexible lens barrel. good.
  • the tip of the lens barrel 11101 is provided with an opening into which the objective lens is fitted.
  • a light source device 11203 is connected to the endoscope 11100, and light generated by the light source device 11203 is guided to the tip of the lens barrel 11101 by a light guide extending inside the lens barrel 11101, where it reaches the objective. Through the lens, the light is irradiated toward the observation object inside the body cavity of the patient 11132 .
  • the endoscope 11100 may be a straight scope, a perspective scope, or a side scope.
  • An optical system and an imaging element are provided inside the camera head 11102, and the reflected light (observation light) from the observation target is focused on the imaging element by the optical system.
  • the imaging device photoelectrically converts the observation light to generate an electrical signal corresponding to the observation light, that is, an image signal corresponding to the observation image.
  • the image signal is transmitted to a camera control unit (CCU: Camera Control Unit) 11201 as RAW data.
  • CCU Camera Control Unit
  • the CCU 11201 is composed of a CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphics Processing Unit), etc., and controls the operations of the endoscope 11100 and the display device 11202 in an integrated manner. Further, the CCU 11201 receives an image signal from the camera head 11102 and performs various image processing such as development processing (demosaicing) for displaying an image based on the image signal.
  • CPU Central Processing Unit
  • GPU Graphics Processing Unit
  • the display device 11202 displays an image based on an image signal subjected to image processing by the CCU 11201 under the control of the CCU 11201 .
  • the light source device 11203 is composed of a light source such as an LED (Light Emitting Diode), for example, and supplies the endoscope 11100 with irradiation light for photographing a surgical site or the like.
  • a light source such as an LED (Light Emitting Diode), for example, and supplies the endoscope 11100 with irradiation light for photographing a surgical site or the like.
  • the input device 11204 is an input interface for the endoscopic surgery system 11000.
  • the user can input various information and instructions to the endoscopic surgery system 11000 via the input device 11204 .
  • the user inputs an instruction or the like to change the imaging conditions (type of irradiation light, magnification, focal length, etc.) by the endoscope 11100 .
  • the treatment instrument control device 11205 controls driving of the energy treatment instrument 11112 for tissue cauterization, incision, blood vessel sealing, or the like.
  • the pneumoperitoneum device 11206 inflates the body cavity of the patient 11132 for the purpose of securing the visual field of the endoscope 11100 and securing the operator's working space, and injects gas into the body cavity through the pneumoperitoneum tube 11111. send in.
  • the recorder 11207 is a device capable of recording various types of information regarding surgery.
  • the printer 11208 is a device capable of printing various types of information regarding surgery in various formats such as text, images, and graphs.
  • the light source device 11203 that supplies the endoscope 11100 with irradiation light for photographing the surgical site can be composed of, for example, a white light source composed of an LED, a laser light source, or a combination thereof.
  • a white light source is configured by a combination of RGB laser light sources
  • the output intensity and output timing of each color (each wavelength) can be controlled with high accuracy. It can be carried out.
  • the observation target is irradiated with laser light from each of the RGB laser light sources in a time-division manner, and by controlling the drive of the imaging element of the camera head 11102 in synchronization with the irradiation timing, each of RGB can be handled. It is also possible to pick up images by time division. According to this method, a color image can be obtained without providing a color filter in the imaging device.
  • the driving of the light source device 11203 may be controlled so as to change the intensity of the output light every predetermined time.
  • the drive of the imaging device of the camera head 11102 in synchronism with the timing of the change in the intensity of the light to obtain an image in a time-division manner and synthesizing the images, a high dynamic A range of images 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, the wavelength dependence of light absorption in body tissues is used to irradiate a narrower band of light than the irradiation light (i.e., white light) used during normal observation, thereby observing the mucosal surface layer.
  • narrow band imaging in which a predetermined tissue such as a blood vessel is imaged with high contrast, is performed.
  • fluorescence observation may be performed in which an image is obtained from fluorescence generated by irradiation with excitation light.
  • the body tissue is irradiated with excitation light and the fluorescence from the body tissue is observed (autofluorescence observation), or a reagent such as indocyanine green (ICG) is locally injected into the body tissue and the body tissue is A fluorescence image can be obtained by irradiating excitation light corresponding to the fluorescence wavelength of the reagent.
  • the light source device 11203 can be configured to be able to supply narrowband light and/or excitation light corresponding to such special light observation.
  • FIG. 21 is a block diagram showing an example of functional configurations of the camera head 11102 and CCU 11201 shown in FIG.
  • the camera head 11102 has a lens unit 11401, an imaging section 11402, a drive section 11403, a communication section 11404, and a camera head control section 11405.
  • the CCU 11201 has a communication section 11411 , an image processing section 11412 and a control section 11413 .
  • the camera head 11102 and the CCU 11201 are communicably connected to each other via a transmission cable 11400 .
  • a lens unit 11401 is an optical system provided at a connection with the lens barrel 11101 . Observation light captured from the tip of the lens barrel 11101 is guided to the camera head 11102 and enters the lens unit 11401 .
  • a lens unit 11401 is configured by combining a plurality of lenses including a zoom lens and a focus lens.
  • the imaging unit 11402 is composed of an imaging element.
  • the imaging device constituting the imaging unit 11402 may be one (so-called single-plate type) or plural (so-called multi-plate type).
  • image signals corresponding to RGB may be generated by each image pickup element, and a color image may be obtained by synthesizing the image signals.
  • the imaging unit 11402 may be configured to have a pair of imaging elements for respectively acquiring right-eye and left-eye image signals corresponding to 3D (Dimensional) display.
  • the 3D display enables the operator 11131 to more accurately grasp the depth of the living tissue in the surgical site.
  • a plurality of systems of lens units 11401 may be provided corresponding to each imaging element.
  • the imaging unit 11402 does not necessarily have to be provided in 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 configured by an actuator, and moves the zoom lens and focus lens of the lens unit 11401 by a predetermined distance along the optical axis under control from the camera head control unit 11405 . Thereby, the magnification and focus of the image captured by the imaging unit 11402 can be appropriately adjusted.
  • the communication unit 11404 is composed of a communication device for transmitting and receiving various information to and from the CCU 11201.
  • the communication unit 11404 transmits the image signal obtained from the imaging unit 11402 as RAW data to the CCU 11201 via the transmission cable 11400 .
  • the communication unit 11404 receives a control signal for controlling driving of the camera head 11102 from the CCU 11201 and supplies it 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. Contains information about conditions.
  • the imaging conditions such as the frame rate, exposure value, magnification, and focus may be appropriately designated by the user, or may be automatically set by the control unit 11413 of the CCU 11201 based on the acquired image signal. good.
  • the endoscope 11100 is equipped with so-called AE (Auto Exposure) function, AF (Auto Focus) function, and AWB (Auto White Balance) function.
  • the camera head control unit 11405 controls driving 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 image signals transmitted from the camera head 11102 via the transmission cable 11400 .
  • the communication unit 11411 transmits a control signal for controlling driving of the camera head 11102 to the camera head 11102 .
  • Image signals and control signals can be transmitted by electric communication, optical communication, or the like.
  • the image processing unit 11412 performs various types of image processing on the image signal, which is RAW data transmitted from the camera head 11102 .
  • the control unit 11413 performs various controls related to imaging of the surgical site and the like by the endoscope 11100 and display of the captured image obtained by imaging the surgical site and the like. For example, the control unit 11413 generates control signals for controlling driving of the camera head 11102 .
  • control unit 11413 causes the display device 11202 to display a captured image showing the surgical site and the like based on the image signal that has undergone image processing by the image processing unit 11412 .
  • the control unit 11413 may recognize various objects in the captured image using various image recognition techniques. For example, the control unit 11413 detects the shape, color, and the like of the edges of objects included in the captured image, thereby detecting surgical instruments such as forceps, specific body parts, bleeding, mist during use of the energy treatment instrument 11112, and the like. can recognize.
  • the control unit 11413 may use the recognition result to display various types of surgical assistance information superimposed on the image of the surgical site. By superimposing and presenting the surgery support information to the operator 11131, the burden on the operator 11131 can be reduced and the operator 11131 can proceed with the surgery reliably.
  • a transmission cable 11400 connecting the camera head 11102 and the CCU 11201 is an electrical signal cable compatible with electrical signal communication, an optical fiber compatible with optical communication, or a composite cable of these.
  • wired communication is performed using the transmission cable 11400, but communication between the camera head 11102 and the CCU 11201 may be performed wirelessly.
  • the technology according to the present disclosure can be applied to, for example, the imaging unit 11402 of the camera head 11102 among the configurations described above. Specifically, the photodetector 1 shown in FIG. 4 and the like can be applied to the imaging unit 10402 .
  • the technology according to the present disclosure can be applied to the camera head 11102, deterioration of noise characteristics can be suppressed, and a clearer image of the surgical site can be obtained, so that the operator can reliably check the surgical site. be possible.
  • the technology according to the present disclosure may also be applied to, for example, a microsurgery system.
  • the first material forming the second separation section 62B of the photodetector 1 according to the third embodiment described above is silicon into which impurities are implanted. and the photodetector 1 described in the second embodiment.
  • the first material is any one of polysilicon, silicon oxide, hafnium oxide, and aluminum oxide. It may be applied to the first material of one embodiment.
  • the photodetector 1 according to the above-described second embodiment has the insulating film 64 separating the second separating portion 62A and the fixed charge film 51.
  • Such a technical idea is Various combinations are possible according to the respective technical ideas, such as application to the photodetector 1 described in the first embodiment and the third embodiment.
  • this technology can be applied not only to solid-state imaging devices as image sensors, but also to light detection devices in general, including range sensors that measure distance, also known as ToF (Time of Flight) sensors.
  • a ranging sensor emits irradiation light toward an object, detects the reflected light that is reflected from the surface of the object, and then detects the reflected light from the irradiation light until the reflected light is received. It is a sensor that calculates the distance to an object based on time.
  • the structure of this distance measuring sensor the structure of the separation section 60 described above can be adopted.
  • the separation unit 60 is provided between the photoelectric conversion elements PD configured in one photoelectric conversion region 20a. may be partitioned.
  • the photodetector 1 may be a laminated CIS (CMOS Image Sensor) in which two or more semiconductor substrates are superimposed and laminated.
  • CMOS Image Sensor CMOS Image Sensor
  • at least one of the logic circuit 13 and the readout circuit 15 may be provided on a substrate different from the semiconductor substrate on which the photoelectric conversion region 20a is provided among those semiconductor substrates.
  • the present technology may be configured as follows. (1) a semiconductor layer having a photoelectric conversion region, one surface of which is a light incident surface and the other surface of which is an element formation surface; a groove provided at a position to partition the photoelectric conversion regions and penetrating the semiconductor layer in a thickness direction; an isolation portion provided in the groove, including a first isolation portion located on the light incident surface side and a second isolation portion located on the element formation surface side; with The photodetector, wherein a first material faces a first surface of the second separating portion on the side of the first separating portion. (2) The photodetector according to (1), wherein the first material is silicon nitride.
  • the photodetector according to (1), wherein the first material is a material resistant to hydrogen fluoride.
  • the photodetector according to (1), wherein the first material is any one of polysilicon, silicon oxide, hafnium oxide, and aluminum oxide.
  • the photodetector according to (1), wherein the first material is silicon into which impurities are implanted. (7) the impurity is boron;
  • the photodetector according to (6), wherein the first material is silicon implanted with boron at a concentration of 5 ⁇ 10 18 atoms/cm 3 or more.
  • the second separation part is a laminate obtained by laminating a first layer made of the first material and forming the first surface and a second layer made of a second material different from the first material.
  • the second separating portion has a larger horizontal dimension than the first separating portion,
  • the photodetector according to (1), wherein the first layer is provided in a region overlapping at least the first separation section in the thickness direction.
  • (14) having a fixed charge film The photodetector according to any one of (1) to (13), wherein the fixed charge film is provided at least between the first separating section and the second separating section.
  • grooves are formed in the semiconductor layer at positions for partitioning the photoelectric conversion regions from the element formation surface side, laminating a sacrificial layer and a first material having a lower etching rate than a material constituting the sacrificial layer with respect to a selected etchant in that order along the thickness direction of the semiconductor layer in the groove; exposing the sacrificial layer from the light incident surface side, which is the surface opposite to the element formation surface; removing only the sacrificial layer of the sacrificial layer and the first material using the selected etchant; embedding a material different from the sacrificial layer into the groove from the light incident surface side; A method for manufacturing a photodetector.
  • the photodetector is a semiconductor layer having a photoelectric conversion region, one surface of which is a light incident surface and the other surface of which is an element formation surface; a groove provided at a position to partition the photoelectric conversion regions and penetrating the semiconductor layer in a thickness direction; an isolation portion provided in the groove, including a first isolation portion located on the light incident surface side and a second isolation portion located on the element formation surface side; has A first material faces a first surface, which is a surface of the second separation portion on the side of the first separation portion, Electronics.
  • Reference Signs List 1 photodetector 2 semiconductor chip 3 pixel 4 vertical drive circuit 5 column signal processing circuit 6 horizontal drive circuit 7 output circuit 8 control circuit 10 pixel drive line 11 vertical signal line 12 horizontal signal line 13 logic circuit 14 bonding pad 15 readout circuit 20 Semiconductor layer 20a Photoelectric conversion region 20b Separation region 23 Charge storage region 24, 24a, 24b Groove 24c First groove 24d Second groove 30 Wiring layer 40 Support substrate 50 Condensing layer 51 Fixed charge film 52 Insulating film 53 Light shielding layer 54 Flattening Membrane 55 Color filter 56 Microlens 60 Separation part 61, 61B First separation part 61a Part 61b Part 62, 62A, 62B Second separation part 62a, 62Aa, 62Ac, 62Ba First layer 62Aa1 Opposing part 62Aa2 Side wall part 62b, 62Ab, 62Ad, 62Bb Second layer 63 Insulating film 64 Insulating film 100 Electronic device 101 Solid-state imaging device 102 Optical system

Abstract

ノイズ特性が悪化することを抑制できる光検出装置を提供する。光検出装置は、光電変換領域を有し、一方の面が光入射面であり他方の面が素子形成面である半導体層と、光電変換領域同士を区画する位置に設けられ、且つ半導体層を厚み方向に貫通する溝と、光入射面側に位置する第１分離部及び素子形成面側に位置する第２分離部を含み、溝内に設けられた分離部と、を備え、第２分離部の第１分離部側の面である第１の面には、第１材料が臨んでいる。

Description

光検出装置、光検出装置の製造方法、及び電子機器
　本技術（本開示に係る技術）は、光検出装置、光検出装置の製造方法、及び電子機器に関し、特に、光電変換領域同士が区画された光検出装置、光検出装置の製造方法、及び電子機器に関する。
　近年、裏面照射型のＣＭＯＳイメージセンサ等の光検出装置では、画素サイズの縮小が続けられている。また、フォトダイオード内で生成した電子又はホールが他の画素に染み出ないよう、画素同士の間を深いトレンチで完全に分離するような構造を持つイメージセンサが提案されている（例えば、特許文献１）。
国際公開第２０１９／０９３１５０号
　画素同士の間をトレンチで分離する場合、トレンチ側壁に対して、Ｐ型のドーパントや、負の固定電荷をもつ膜を形成することにより、トレンチ側壁から湧き出す暗電流を抑制している。
　本技術は、ノイズ特性が悪化することを抑制できる光検出装置、光検出装置の製造方法、及び電子機器を提供することを目的とする。
　本技術の一態様に係る光検出装置は、光電変換領域を有し、一方の面が光入射面であり他方の面が素子形成面である半導体層と、上記光電変換領域同士を区画する位置に設けられ、且つ上記半導体層を厚み方向に貫通する溝と、上記光入射面側に位置する第１分離部及び上記素子形成面側に位置する第２分離部を含み、上記溝内に設けられた分離部と、を備え、上記第２分離部の上記第１分離部側の面である第１の面には、第１材料が臨んでいる。
　本技術の一態様に係る光検出装置の製造方法は、半導体層に対して、素子形成面側から光電変換領域同士を区画する位置に溝を形成し、上記溝内に、上記半導体層の厚み方向に沿って、犠牲層と、選択されたエッチャントに対して上記犠牲層を構成する材料よりエッチングレートが低い第１材料とをその順で積層し、上記素子形成面とは反対側の面である光入射面側から上記犠牲層を露出させ、上記選択されたエッチャントを用いて、上記犠牲層と上記第１材料とのうちの上記犠牲層のみを除去し、上記光入射面側から、上記溝内に、上記犠牲層とは異なる材料を埋め込む、ことを含む。
　本技術の一態様に係る電子機器は、上記光検出装置と、上記光検出装置に被写体からの像光を結像させる光学系と、を備える。
本技術の第１実施形態に係る光検出装置の一構成例を示すチップレイアウト図である。 本技術の第１実施形態に係る光検出装置の一構成例を示すブロック図である。 本技術の第１実施形態に係る光検出装置の画素の等価回路図である。 本技術の第１実施形態に係る光検出装置の画素の断面構造を示す縦断面図である。 本技術の第１実施形態に係る光検出装置の概略的な製造方法を示す工程断面図である。 図５Ａに引き続く工程断面図である。 図５Ｂに引き続く工程断面図である。 図５Ｃに引き続く工程断面図である。 図５Ｄに引き続く工程断面図である。 図５Ｅに引き続く工程断面図である。 図５Ｆに引き続く工程断面図である。 図５Ｇに引き続く工程断面図である。 図５Ｈに引き続く工程断面図である。 図５Ｉに引き続く工程断面図である。 図５Ｊに引き続く工程断面図である。 図５Ｋに引き続く工程断面図である。 図５Ｌに引き続く工程断面図である。 図５Ｍに引き続く工程断面図である。 本技術の第１実施形態の変形例１－１に係る光検出装置の画素の断面構造を示す縦断面図である。 本技術の第１実施形態の変形例１－２に係る光検出装置の画素の断面構造を示す縦断面図である。 本技術の第１実施形態の変形例１－３に係る光検出装置の画素の断面構造を示す縦断面図である。 本技術の第２実施形態に係る光検出装置の画素の断面構造を示す縦断面図である。 本技術の第２実施形態に係る光検出装置の画素の断面構造を示す縦断面図である。 本技術の第２実施形態に係る光検出装置の概略的な製造方法を示す工程断面図である。 図１０Ａに引き続く工程断面図である。 図１０Ｂに引き続く工程断面図である。 本技術の第２実施形態の変形例２－１に係る光検出装置の画素の断面構造を示す縦断面図である。 本技術の第２実施形態の変形例２－３に係る光検出装置の画素の断面構造を示す縦断面図である。 本技術の第３実施形態に係る光検出装置の画素の断面構造を示す縦断面図である。 本技術の第３実施形態に係る光検出装置の概略的な製造方法を示す工程断面図である。 図１４Ａに引き続く工程断面図である。 図１４Ｂに引き続く工程断面図である。 図１４Ｃに引き続く工程断面図である。 図１４Ｄに引き続く工程断面図である。 図１４Ｅに引き続く工程断面図である。 図１４Ｆに引き続く工程断面図である。 本技術の第３実施形態の変形例３－２に係る光検出装置の概略的な製造方法を示す工程断面図である。 本技術の第３実施形態の変形例３－３に係る光検出装置の画素の断面構造を示す縦断面図である。 電子機器の概略的な構成の一例を示すブロック図である。 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、本技術を実施するための好適な形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本技術の代表的な実施形態の一例を示したものであり、これにより本技術の範囲が狭く解釈されることはない。
　以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
　また、以下に示す第１～第４の実施の形態は、本技術の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本技術の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本技術の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
　説明は以下の順序で行う。
１．第１実施形態
２．第２実施形態
３．第３実施形態
４．第４実施形態
　　電子機器への応用例
　　移動体への応用例
　　内視鏡手術システムへの応用例
５．その他の実施形態
　［第１実施形態］
　この第１実施形態では、裏面照射型のＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサ（固体撮像装置）である光検出装置に本技術を適用した一例について説明する。
　≪光検出装置の全体構成≫
　まず、光検出装置１の全体構成について説明する。図１に示すように、本技術の第１実施形態に係る光検出装置１は、平面視したときの二次元平面形状が方形状の半導体チップ２を主体に構成されている。すなわち、光検出装置１は、半導体チップ２に搭載されている。この光検出装置１は、図１７に示すように、光学系（光学レンズ）１０２を介して被写体からの像光（入射光１０６）を取り込み、撮像面上に結像された入射光１０６の光量を画素単位で電気信号に変換して画素信号として出力する。
　図１に示すように、光検出装置１が搭載された半導体チップ２は、互いに交差するＸ方向及びＹ方向を含む二次元平面において、中央部に設けられた方形状の画素領域２Ａと、この画素領域２Ａの外側に画素領域２Ａを囲むようにして設けられた周辺領域２Ｂとを備えている。
　画素領域２Ａは、例えば図１７に示す光学系１０２により集光される光を受光する受光面である。そして、画素領域２Ａには、Ｘ方向及びＹ方向を含む二次元平面において複数の画素３が行列状に配置されている。換言すれば、画素３は、二次元平面内で互いに交差するＸ方向及びＹ方向のそれぞれの方向に繰り返し配置されている。なお、本実施形態においては、一例としてＸ方向とＹ方向とが直交している。また、Ｘ方向とＹ方向との両方に直交する方向がＺ方向（厚み方向）である。
　図１に示すように、周辺領域２Ｂには、複数のボンディングパッド１４が配置されている。複数のボンディングパッド１４の各々は、例えば、半導体チップ２の二次元平面における４つの辺の各々の辺に沿って配列されている。複数のボンディングパッド１４の各々は、半導体チップ２を外部装置と電気的に接続する際に用いられる入出力端子である。
　＜ロジック回路＞
　図２に示すように、半導体チップ２は、垂直駆動回路４、カラム信号処理回路５、水平駆動回路６、出力回路７及び制御回路８などを含むロジック回路１３を備えている。ロジック回路１３は、電界効果トランジスタとして、例えば、ｎチャネル導電型のＭＯＳＦＥＴ（Ｍetal Ｏxide Ｓemiconductor Ｆield Ｅffect Ｔransistor）及びｐチャネル導電型のＭＯＳＦＥＴを有するＣＭＯＳ（Ｃomplenentary ＭＯＳ）回路で構成されている。
　垂直駆動回路４は、例えばシフトレジスタによって構成されている。垂直駆動回路４は、所望の画素駆動線１０を順次選択し、選択した画素駆動線１０に画素３を駆動するためのパルスを供給し、各画素３を行単位で駆動する。即ち、垂直駆動回路４は、画素領域２Ａの各画素３を行単位で順次垂直方向に選択走査し、各画素３の光電変換素子が受光量に応じて生成した信号電荷に基づく画素３からの画素信号を、垂直信号線１１を通してカラム信号処理回路５に供給する。
　カラム信号処理回路５は、例えば画素３の列毎に配置されており、１行分の画素３から出力される信号に対して画素列毎にノイズ除去等の信号処理を行う。例えばカラム信号処理回路５は、画素固有の固定パターンノイズを除去するためのＣＤＳ（Correlated Double Sampling：相関２重サンプリング）及びＡＤ（Analog Digital）変換等の信号処理を行う。カラム信号処理回路５の出力段には水平選択スイッチ（図示せず）が水平信号線１２との間に接続されて設けられる。
　水平駆動回路６は、例えばシフトレジスタによって構成されている。水平駆動回路６は、水平走査パルスをカラム信号処理回路５に順次出力することによって、カラム信号処理回路５の各々を順番に選択し、カラム信号処理回路５の各々から信号処理が行われた画素信号を水平信号線１２に出力させる。
　出力回路７は、カラム信号処理回路５の各々から水平信号線１２を通して順次に供給される画素信号に対し、信号処理を行って出力する。信号処理としては、例えば、バッファリング、黒レベル調整、列ばらつき補正、各種デジタル信号処理等を用いることができる。
　制御回路８は、垂直同期信号、水平同期信号、及びマスタクロック信号に基づいて、垂直駆動回路４、カラム信号処理回路５、及び水平駆動回路６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。そして、制御回路８は、生成したクロック信号や制御信号を、垂直駆動回路４、カラム信号処理回路５、及び水平駆動回路６等に出力する。
　＜画素＞
　図３は、画素３の一構成例を示す等価回路図である。画素３は、光電変換素子ＰＤと、この光電変換素子ＰＤで光電変換された信号電荷を蓄積（保持）する電荷蓄積領域（フローティングディフュージョン：Ｆloating Ｄiffusion）ＦＤと、この光電変換素子ＰＤで光電変換された信号電荷を電荷蓄積領域ＦＤに転送する転送トランジスタＴＲと、を備えている。また、画素３は、電荷蓄積領域ＦＤに電気的に接続された読出し回路１５を備えている。
　光電変換素子ＰＤは、受光量に応じた信号電荷を生成する。光電変換素子ＰＤはまた、生成された信号電荷を一時的に蓄積（保持）する。光電変換素子ＰＤは、カソード側が転送トランジスタＴＲのソース領域と電気的に接続され、アノード側が基準電位線（例えばグランド）と電気的に接続されている。光電変換素子ＰＤとしては、例えばフォトダイオードが用いられている。
　転送トランジスタＴＲのドレイン領域は、電荷蓄積領域ＦＤと電気的に接続されている。転送トランジスタＴＲのゲート電極は、画素駆動線１０（図２参照）のうちの転送トランジスタ駆動線と電気的に接続されている。
　電荷蓄積領域ＦＤは、光電変換素子ＰＤから転送トランジスタＴＲを介して転送された信号電荷を一時的に蓄積して保持する。
　読出し回路１５は、電荷蓄積領域ＦＤに蓄積された信号電荷を読み出し、信号電荷に基づく画素信号を出力する。読出し回路１５は、これに限定されないが、画素トランジスタとして、例えば、増幅トランジスタＡＭＰと、選択トランジスタＳＥＬと、リセットトランジスタＲＳＴと、を備えている。これらのトランジスタ（ＡＭＰ，ＳＥＬ，ＲＳＴ）は、例えば、酸化シリコン膜（ＳｉＯ２膜）からなるゲート絶縁膜と、ゲート電極と、ソース領域及びドレイン領域として機能する一対の主電極領域と、を有するＭＯＳＦＥＴで構成されている。また、これらのトランジスタとしては、ゲート絶縁膜が窒化シリコン膜（Ｓｉ３Ｎ４膜）、或いは窒化シリコン膜及び酸化シリコン膜などの積層膜からなるＭＩＳＦＥＴ（Ｍetal Ｉnsulator Ｓemiconductor ＦＥＴ）でも構わない。
　増幅トランジスタＡＭＰは、ソース領域が選択トランジスタＳＥＬのドレイン領域と電気的に接続され、ドレイン領域が電源線Ｖｄｄ及びリセットトランジスタのドレイン領域と電気的に接続されている。そして、増幅トランジスタＡＭＰのゲート電極は、電荷蓄積領域ＦＤ及びリセットトランジスタＲＳＴのソース領域と電気的に接続されている。
　選択トランジスタＳＥＬは、ソース領域が垂直信号線１１（ＶＳＬ）と電気的に接続され、ドレインが増幅トランジスタＡＭＰのソース領域と電気的に接続されている。そして、選択トランジスタＳＥＬのゲート電極は、画素駆動線１０（図２参照）のうちの選択トランジスタ駆動線と電気的に接続されている。
　リセットトランジスタＲＳＴは、ソース領域が電荷蓄積領域ＦＤ及び増幅トランジスタＡＭＰのゲート電極と電気的に接続され、ドレイン領域が電源線Ｖｄｄ及び増幅トランジスタＡＭＰのドレイン領域と電気的に接続されている。リセットトランジスタＲＳＴのゲート電極は、画素駆動線１０（図２参照）のうちのリセットトランジスタ駆動線と電気的に接続されている。
　≪光検出装置の具体的な構成≫
　次に、光検出装置１の具体的な構成について、図４を用いて説明する。
　＜光検出装置の積層構造＞
　図４に示すように、光検出装置１（半導体チップ２）は、集光層５０と、半導体層２０と、配線層３０と、例えば半導体基板である支持基板４０と、をこの順で積層した積層構造を有する。
　＜半導体層＞
　半導体層２０は、半導体基板で構成されている。半導体層２０は、これには限定されないが、例えば、単結晶シリコン基板で構成されている。半導体層２０は、互いに反対側に位置する素子形成面Ｓ１（他方の面）及び光入射面Ｓ２（一方の面）を有する。ここで、半導体層２０の素子形成面Ｓ１を主面と呼び、半導体層２０の光入射面Ｓ２を裏面と呼ぶこともある。また、素子形成面Ｓ１は配線層３０側の面であり、光入射面Ｓ２は集光層５０側の面である。
　半導体層２０には、光電変換領域２０ａが画素３毎に設けられている。より具体的には、半導体層２０には、例えば、分離領域２０ｂで区画された島状の光電変換領域２０ａが画素３毎に設けられている。光電変換領域２０ａは、第１領域２１、第２領域２２、電荷蓄積領域２３、及びウエル領域等を含む。第１領域２１は、第１導電型、例えばｎ型の半導体領域（光電変換部）である。第２領域２２は、第２導電型、例えばｐ型の半導体領域である。電荷蓄積領域２３は、第１導電型、例えばｎ型の半導体領域であり、図３に示した電荷蓄積領域ＦＤを構成している。ウエル領域は、第２導電型、例えばｐ型の半導体領域である。そして、図３に示した光電変換素子ＰＤは、光電変換領域２０ａに構成されている。光電変換領域２０ａは、入射した光を光電変換し、信号電荷を生成する。
　また、半導体層２０には、図２に示すロジック回路１３を構成するトランジスタ等の素子、及び図３に示すトランジスタ等の素子が形成されている。図４に示す例は、光電変換領域２０ａに設けられた転送トランジスタＴＲを示している。転送トランジスタＴＲは、光電変換により生成された信号電荷を電荷蓄積領域２３に転送し、電荷蓄積領域２３は、信号電荷を蓄積する。
　分離領域２０ｂは、半導体層２０に溝２４を形成し、この溝２４内に後述する分離部６０等を埋め込んだトレンチ構造を有する。溝２４は、半導体層２０において、平面視で光電変換領域２０ａ同士を区画する位置に設けられている。溝２４は、図４に示すように、例えば、半導体層２０の分離領域２０ｂに設けられている。そして、溝２４は、半導体層２０を厚み方向に貫通している。すなわち、溝２４はＦＴＩ（Full Trench Isolation）を構成するために設けられている。
　＜集光層＞
　集光層５０は、これには限定されないが、例えば、光入射面Ｓ２側から順次積層された固定電荷膜５１、絶縁膜５２、遮光層５３、平坦化膜５４、カラーフィルタ５５、及びマイクロレンズ（オンチップレンズ）５６を備えている。
　（固定電荷膜）
　半導体層２０の光入射面Ｓ２側には、固定電荷膜５１が堆積されている。より具体的には、固定電荷膜５１は、半導体層２０の表面を覆うように、光入射面Ｓ２と溝２４の内壁とを含む領域に堆積されている。また、固定電荷膜５１は、後述の第１分離部６１と第２分離部６２との間にも設けられている。つまり、固定電荷膜５１は、少なくとも後述の第１分離部６１と第２分離部６２との間に設けられている。半導体層２０に溝２４を形成する加工を行うと、半導体層２０の加工面に欠陥が生じる。固定電荷膜５１は、欠陥が生じた半導体層２０から発生した電子やホールを捕獲する機能を有する。固定電荷膜５１は、例えば、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）を用いて形成される。また、二酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）などを用いて、固定電荷膜５１を形成してもよい。
　（絶縁膜）
　固定電荷膜５１の半導体層２０側の面とは反対側の面には、例えばＣＶＤ法等により、絶縁膜５２が堆積されている。絶縁膜５２は、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ２）膜である。絶縁膜５２は、溝２４内を埋めて平坦化するように堆積されている。固定電荷膜５１を介して溝２４内に堆積された絶縁膜５２は、後述の第１分離部６１を構成している。
　（遮光層）
　遮光層５３は、絶縁膜５２の固定電荷膜５１側の面とは反対側の面に積層されている。より具体的には、遮光層５３は、平面視で分離領域２０ｂと重なっている。遮光層５３の材料としては、光を遮光する材料であればよく、例えば、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）又は銅（Ｃｕ）などを用いることができる。
　（平坦化膜）
　絶縁膜５２の固定電荷膜５１側の面とは反対側の面及び遮光層５３を覆うように、平坦化膜５４が形成されている。平坦化膜５４の材料としては、例えば、酸化シリコンを用いることができる。
　（カラーフィルタ及びマイクロレンズ）
　マイクロレンズ５６は、半導体層２０への入射光を集光する。カラーフィルタ５５は、半導体層２０への入射光を色分離する。カラーフィルタ５５及びマイクロレンズ５６は、それぞれ画素３毎に設けられている。カラーフィルタ５５及びマイクロレンズ５６は、例えば樹脂性の材料で構成されている。
　＜分離部＞
　分離部６０は、溝２４内に設けられていて、光電変換領域２０ａ同士を区画するのに用いられている。分離部６０は、光検出装置１の厚み方向に沿って、光入射面Ｓ２側寄りに位置する第１分離部６１と、素子形成面Ｓ１側寄りに位置する第２分離部６２とを含む。第１分離部６１と第２分離部６２とのうちの第１分離部６１は、主に光電変換領域２０ａ同士を区画するのに用いられる部分であり、半導体層２０の厚み方向に沿った寸法は、第２分離部６２より大きい。第１分離部６１と第２分離部６２とのうちの第２分離部６２は、光電変換領域２０ａ同士を区画するのに用いられると共に、分離部６０のキャップとして機能する部分である。第１分離部６１がキャップとして機能するので、素子形成面Ｓ１側に対してトランジスタ、コンタクト、配線等を形成していく上で、ＦＴＩが様々な工程の影響を受けて形状が変わることを抑制できる。第１分離部６１は、主に、絶縁膜５２のうちの溝２４内に堆積された部分により構成されている。第１分離部６１は、例えば、酸化シリコン製である。第２分離部６２は、第１分離部６１寄りの面である第１の面Ｓ３と、第１の面Ｓ３とは反対側の面である第２の面Ｓ４とを有する。第２分離部６２の第２の面Ｓ４は、素子形成面Ｓ１に臨んでいる。
　第１の面Ｓ３には、第２分離部６２のエッチングを抑制する材料である第１材料が臨んでいる。そのため、第１の面Ｓ３は、エッチングストップ面として機能する。より具体的には、第２分離部６２は第１材料製である。第１材料は、例えば、半導体装置用の材料のうち、アルカリ性のエッチャント、例えばフッ化水素に対して耐性がある材料である。そのような材料として、例えば、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）、窒化チタン（ＴｉＮ）、及びタングステン（Ｗ）等を挙げることができる。本実施形態では、第１材料が窒化シリコンであるとして、説明する。なお、第１材料は不純物を含んでいても良い。
　また、第２分離部６２の第１の面Ｓ３と素子形成面Ｓ１との間の距離である距離ａは、２００ｎｍ以上３００ｎｍ以下である。距離ａは、電荷蓄積領域２３の、厚み方向に沿った寸法ｂより大きい。例えば、距離ａが２００ｎｍであり、寸法ｂが１００ｎｍである場合、第１の面Ｓ３と電荷蓄積領域２３との間の厚み方向に沿った距離は、１００ｎｍになる。そのため、固定電荷膜５１のうち最も素子形成面Ｓ１寄りの部分、すなわち第１の面Ｓ３と第１分離部６１との間に位置する部分と、電荷蓄積領域２３との間の厚み方向に沿った距離も、１００ｎｍになる。このように、距離ａを寸法ｂより大きく設けることで、固定電荷膜５１と電荷蓄積領域２３とが近づくことを抑制できる。これにより、固定電荷膜５１と電荷蓄積領域２３との間でノイズを抑制でき、電気ショートすることを抑制できる。また、第２分離部６２は第１材料製であるので、半導体層２０の厚み方向に沿った第２分離部６２の寸法は、同様に、２００ｎｍ以上３００ｎｍ以下である。
　また、絶縁膜６３は、第２分離部６２の側面（Ｚ方向に垂直な方向の面）を覆っている。絶縁膜６３は、例えば、酸化シリコン製である。
　＜配線層＞
　配線層３０は、絶縁膜３１と、配線３２と、転送トランジスタＴＲのゲート電極ＴＲＧと、図示しないビア及びコンタクトとを含む。配線３２は、図示のように絶縁膜３１を介して積層されている。配線３２は、これに限定されないが、例えば、銅やアルミニウムのような金属製である。
　≪光検出装置の製造方法≫
　以下、図５Ａから図５Ｎまでを参照して、光検出装置１の製造方法について説明する。なお、ここでは主に分離部６０を形成する工程について説明する。そのため、光検出装置１の構成要素について、公知の方法により形成できる要素についてはその形成工程の説明を省略する場合がある。まず、図５Ａに示すように、半導体層２０ｗの素子形成面Ｓ１に対し、開口ｍ１ａを有する膜ｍ１をハードマスクとして形成する。開口ｍ１ａは、光電変換領域２０ａ同士を区画する位置に設けられている。その後、公知のエッチング技術を用いて、開口ｍ１ａから半導体層２０ｗをエッチングし、溝２４ａを形成する。これにより、半導体層２０ｗに対して、素子形成面Ｓ１側から光電変換領域２０ａ同士を区画する位置に溝２４ａを形成する。膜ｍ１は、例えば、酸化シリコン、窒化シリコン等の複数種類の絶縁膜を積層した積層構造であっても良い。溝２４ａは、半導体層２０ｗにおいて、素子形成面Ｓ１から厚み方向に沿って深さｃを有する。半導体層２０ｗの、素子形成面Ｓ１から深さｃまでの領域は、図４に示す第２領域２２を形成しない領域である。
　次に、図５Ｂに示すように、半導体層２０ｗ及び膜ｍ１の露出面に、溝２４ａの側壁を保護するためのライナー膜ｍ２を積層する。ライナー膜ｍ２は、例えば、酸化シリコン、窒化シリコン等の複数種類の絶縁膜を積層した積層構造であっても良い。その後、図５Ｃに示すように、公知のエッチング技術を用いて、溝２４ａの底面から半導体層２０ｗの厚み方向に沿って延在する溝２４ｂを形成する。そして、溝２４ｂの側壁及び底面を含む露出面に対して不純物を注入して、第２領域２２を形成する。このとき、溝２４ａの側壁はライナー膜ｍ２によって保護されているので、不純物は注入されない。その後、ライナー膜ｍ２を除去し、ハードマスクである膜ｍ１についても、一部を除去して薄くする。なお、溝２４ａと溝２４ｂとを区別する必要がない場合、これらを区別せず、単に溝２４と呼ぶ。
　その次に、図５Ｄに示すように、溝２４の側壁及び底面を含む露出面を覆うように、酸化シリコン膜である膜ｍ３を積層し、さらに、犠牲層を構成する膜ｍ４を積層する。より具体的には、溝２４内を埋めるように膜ｍ４を積層する。膜ｍ４は、これには限定されないが、例えば、ポリシリコン（Ｐｏｌｙ－Ｓｉ）膜である。その後、図５Ｅに示すように、公知のエッチバック技術により膜ｍ４の余分な部分を除去する。膜ｍ４は、素子形成面Ｓ１から厚み方向に沿って距離ａまでの部分が除去される。これにより、溝２４ａ内に埋め込まれていた膜ｍ４のうち、素子形成面Ｓ１から厚み方向に沿って距離ａまでの部分が除去される。また、以降、溝２４内に残した膜ｍ４を、犠牲層Ｍと呼ぶ場合がある。
　そして、図５Ｆに示すように、溝２４ａ内に、第１材料からなる膜である膜ｍ５を積層する。第１材料は、選択されたエッチャントに対して犠牲層Ｍを構成する材料（本実施形態ではポリシリコン）よりエッチングレートが低い材料である。そのような材料として、例えば、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）、窒化チタン（ＴｉＮ）、及びタングステン（Ｗ）等を挙げることができる。本実施形態では、第１材料が窒化シリコンであるとして、説明する。そして、これにより、溝２４（溝２４ａ）内に、半導体層２０ｗの厚み方向に沿って、犠牲層Ｍと、第１材料からなる膜ｍ５とがその順で積層される。その後、図５Ｇに示すように、例えば、公知のエッチバック技術、ＣＭＰ法（Chemical Mechanical Polishing）等により、第１材料の余分な部分及びハードマスクである膜ｍ１を除去し、露出面を平坦化する。これにより、膜ｍ５のうち溝２４ａ内に埋め込まれた部分が残る。より具体的には、膜ｍ５のうち素子形成面Ｓ１から厚み方向に沿って距離ａまでの部分が残る。そして、残った部分が、第２分離部６２を構成する。
　その後、図５Ｈに示すように、素子形成面Ｓ１にゲート電極ＴＲＧを形成し、不純物注入により半導体層２０ｗに電荷蓄積領域２３を形成する。より具体的には、電荷蓄積領域２３は、素子形成面Ｓ１から厚み方向に沿って深さｂ（寸法ｂ）までの領域をターゲットとして不純物を注入することにより形成される。そして、図５Ｉに示すように、素子形成面Ｓ１に配線層３０を形成する。さらに、配線層３０に支持基板４０を接合する。
　次に、図５Ｊに示すように、配線層３０及び支持基板４０が設けられた半導体層２０ｗの上下を反転し、例えばＣＭＰ法により半導体層２０ｗの素子形成面Ｓ１とは反対側の面を研削し、半導体層２０ｗを薄くする。これにより、半導体層２０に相当する部分を残している。また、これにより、素子形成面Ｓ１とは反対側の面である光入射面Ｓ２側から、犠牲層Ｍを露出させる。
　そして、図５Ｋに示すように、半導体層２０の光入射面Ｓ２に対し、開口ｍ６ａを有する膜ｍ６をハードマスクとして形成する。開口ｍ６ａは、平面視で溝２４内に埋め込まれた犠牲層Ｍと重なる位置に設けられている。その後、図５Ｌに示すように、公知のエッチング技術を用いて、開口ｍ６ａを通して犠牲層Ｍをエッチングする。これにより、溝２４内に埋め込まれた犠牲層Ｍを除去する。このとき、第２分離部６２の面のうち、第１分離部６１寄りの面である第１の面Ｓ３は、エッチングストップ面として機能する。より具体的には、第２分離部６２及びその第１の面Ｓ３を構成する第１材料は、選択されたエッチャントに対して、犠牲層Ｍを構成する材料（本実施形態ではポリシリコン）よりエッチングレートが低い材料であるので、エッチングされない又はエッチングされても僅かである。そのため、犠牲層Ｍと第１材料製の第２分離部６２とのうちの犠牲層Ｍのみを除去することができる。なお、エッチャントは、これには限定されないが、例えば、フッ化水素を用いることができる。また、ハードマスクである膜ｍ６は、例えば、酸化シリコンであっても良い。その後、ハードマスクである膜ｍ６を除去する。
　次に、図５Ｍに示すように、酸化シリコン膜である膜ｍ３の余分な部分を除去する。より具体的には、膜ｍ３のうち、第２分離部６２の側面（Ｚ方向に垂直な方向の面）を覆っている部分以外を除去する。これにより、膜ｍ３のうちの絶縁膜６３に相当する部分を残すことができる。
　その後、図５Ｎに示すように、溝２４の側壁、第２分離部６２の第１の面Ｓ３、及び光入射面Ｓ２を含む露出面に対して、固定電荷膜５１と、絶縁膜５２とをこの順で積層する。絶縁膜５２のうち固定電荷膜５１を介して溝２４内に堆積された部分は、第１分離部６１を構成する。これにより、第１分離部６１が形成される。その後、集光層５０の残りの部分を形成し、図４に示す光検出装置１がほぼ完成する。また、光検出装置１は、半導体基板にスクライブライン（ダイシングライン）で区画された複数のチップ形成領域の各々に形成される。そして、この複数のチップ形成領域をスクライブラインに沿って個々に分割することにより、光検出装置１を搭載した半導体チップ２が形成される。
　≪第１実施形態の主な効果≫
　以下、第１実施形態の主な効果を説明するが、その前に、従来の構成について、簡単に説明する。従来の構成では、第２分離部６２の第１の面Ｓ３は、第２分離部６２のエッチングを抑制する機能を有していなかった。そのため、犠牲層Ｍを除去する際に第２分離部６２が大きくエッチングされる可能性があった。第２分離部６２がエッチングされると、その後の工程において形成される固定電荷膜５１の配線層３０寄りの部分が、設計した位置と比べて電荷蓄積領域２３寄りの位置に設けられる可能性があった。その場合、固定電荷膜５１と電荷蓄積領域２３との間の距離が、設計した距離より短くなり、両者の間に強電界が生じて、白点が悪化する可能性、及び暗電流特性が劣化する可能性があった。また、固定電荷膜５１と電荷蓄積領域２３との間が電気的に短絡する可能性があった。
　これに対して、本技術の第１実施形態に係る光検出装置１では、第２分離部６２の第１分離部６１寄りの面である第１の面Ｓ３には、第２分離部６２のエッチングを抑制する第１材料が臨んでいるので、犠牲層Ｍを除去する際に第２分離部６２がエッチングされるのを抑制することができる。そのため、固定電荷膜５１と電荷蓄積領域２３との間の距離が、設計した距離より短くなることを抑制でき、これにより、両者の間に強電界が生じることを抑制できる。そして、両者の間に強電界が生じることを抑制できるので、白点が悪化することを抑制でき、また、暗電流特性が劣化することを抑制できる。さらに、固定電荷膜５１と電荷蓄積領域２３とが接触することを抑制できるので、両者の間が電気的に短絡するのを抑制できる。このように、ノイズ特性が悪化することを抑制できる。
　また、本技術の第１実施形態に係る光検出装置１では、犠牲層Ｍを除去する際に第２分離部６２がエッチングされるのが抑制される。また、第２分離部６２の厚み方向に沿った寸法を制御することができる。そのため、第２分離部６２の第１の面Ｓ３と素子形成面Ｓ１との間の距離である距離ａが、犠牲層Ｍを除去する工程の影響等を受けて変動することを抑制できる。これにより、距離ａが大きくなることによって生じるＰＤ（Photo Diode）白点の悪化、及び距離ａが小さくなることによって生じるＦＤ（Floating Diffusion）白点の悪化を抑制できる。このように、ノイズ特性が悪化することを抑制できる。
　さらに、本技術の第１実施形態に係る光検出装置１では、溝２４内に設けられた第１分離部６１及び第２分離部６２を含む分離部６０が、ＦＴＩを構成している。換言すると、分離部６０の素子形成面Ｓ１側の構造は、ＳＴＩ（Shallow Trench Isolation）ではない。そのため、分離部６０は省スペースであり、平面視で分離部６０が占める領域が大きくなるのを抑制できる。これにより、微細化により光電変換領域２０ａが縮小された場合であっても、素子形成面Ｓ１側の設計の自由度が小さくなるのを抑制することができる。
　また、本技術の第１実施形態に係る光検出装置１では、素子形成面Ｓ１側から溝２４を形成するので、溝２４と配線層３０との重ね合わせ精度、及び溝２４と半導体層２０内の他の構成要素（例えば電荷蓄積領域２３）との重ね合わせ精度を向上できる。さらに、配線層３０を形成した後に、第１分離部６１を構成する材料（酸化シリコン）を光入射面Ｓ２側から溝２４に埋め込む。そのため、第１分離部６１を構成する材料が、配線層３０を形成する際の熱処理を受けることはなく、ウエハのそりや割れが生じるのを抑制できる。
　≪第１実施形態の変形例≫
　＜変形例１－１＞
　本技術の第１実施形態では、第１分離部６１が酸化シリコン製であったが、本技術はこれに限定されない。図６に示すように、第１分離部６１は、酸化シリコンからなる部分６１ａと、金属からなる部分６１ｂとをその順で積層した積層構造や、金属のみを有していても良い。部分６１ｂを構成する金属は、これには限定されないが、例えば、アルミニウム、タングステン等の金属であっても良い。
　この変形例１－１に係る光検出装置１であっても、上述の第１実施形態に係る光検出装置１と同様の効果が得られる。
　また、この変形例１－１に係る光検出装置１は、第１分離部６１が金属からなる部分６１ｂを含んでいるので、光電変換領域２０ａ同士の間で混色が生じるのを、より抑制することができる。さらに、第１分離部６１が金属を含む場合、第２分離部の第１材料は金属の拡散を防止する効果を有する。
　＜変形例１－２＞
　本技術の第１実施形態では、第２分離部６２全体が第１材料製であったが、本技術はこれに限定されない。図７に示すように、第２分離部６２は、第１材料製であり且つ第１の面Ｓ３を形成している第１層６２ａと、第１材料とは異なる第２材料製の第２層６２ｂとを積層した積層構造を有していても良い。なお、第２材料は不純物を含んでいても良い。第２材料は、本変形例１－２では、酸化シリコン等の絶縁材料である。また、半導体層２０の厚み方向に沿った第１層６２ａの厚みは、例えば、５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下であっても良く、また例えば、５０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であっても良い。
　この変形例１－２に係る光検出装置１であっても、上述の第１実施形態に係る光検出装置１と同様の効果が得られる。
　また、この変形例１－２に係る光検出装置１は、窒化シリコン製の第１層６２ａと酸化シリコン製の第２層６２ｂとが積層されているので、窒化シリコンが有する正の固定電荷の影響が半導体層２０に及ぶのを抑制できる。
　＜変形例１－３＞
　本技術の第１実施形態の変形例１－３は、上述の変形例１－１と変形例１－２との組み合わせである。図８に示すように、第１分離部６１は部分６１ａと部分６１ｂとを有し、第２分離部６２は第１層６２ａと第２層６２ｂとを有している。
　この変形例１－３に係る光検出装置１であっても、上述の第１実施形態、変形例１－１、及び変形例１－２に係る光検出装置１と同様の効果が得られる。
　＜変形例１－４＞
　上述の変形例１－２では図７に示す第２層６２ｂを構成する第２材料は絶縁材料であったが、本技術はこれに限定されない。図７に示す第２層６２ｂを構成する第２材料は、例えばポリシリコン、タングステン等の導電材料であっても良い。
　この変形例１－４に係る光検出装置１であっても、上述の第１実施形態に係る光検出装置１と同様の効果が得られる。
　また、第２層６２ｂを導電材料で構成するので、第２分離部６２を電極として使用することができる。このように、設計の自由度が向上する。
　＜変形例１－５＞
　上述の変形例１－３では図８に示す第２層６２ｂを構成する第２材料は絶縁材料であったが、本技術はこれに限定されない。図８に示す第２層６２ｂを構成する第２材料は、例えばポリシリコン等の導電材料であっても良い。
　この変形例１－５に係る光検出装置１であっても、上述の第１実施形態に係る光検出装置１と同様の効果が得られる。
　また、第２層６２ｂを導電材料で構成するので、第２分離部６２を電極として使用することができる。このように、設計の自由度が向上する。
　［第２実施形態］
　図９Ａに示す本技術の第２実施形態について、以下に説明する。本第２実施形態に係る光検出装置１が上述の第１実施形態に係る光検出装置１と相違するのは、第２分離部６２に代えて第２分離部６２Ａを有する点であり、それ以外の光検出装置１の構成は、基本的に上述の第１実施形態の光検出装置１と同様の構成になっている。なお、すでに説明した構成要素については、同じ符号を付してその説明を省略する。
　＜分離部＞
　分離部６０は、光検出装置１の厚み方向に沿って、光入射面Ｓ２側寄りに位置する第１分離部６１と、素子形成面Ｓ１側寄りに位置する第２分離部６２Ａとを含む。
　第２分離部６２Ａは、第１材料製であり且つ第１の面Ｓ３を形成している第１層６２Ａａと、第１材料とは異なる第２材料製の第２層６２Ａｂとを積層した積層構造を有している。また、分離部６０は、第２分離部６２Ａと第１分離部６１との間、より具体的には、第２分離部６２Ａと固定電荷膜５１との間を分離する絶縁膜６４を有している。第１層６２Ａａは、より具体的には、第１分離部６１に対向し且つ第１の面Ｓ３を構成する対向部６２Ａａ１と、半導体層２０と絶縁膜６４との間（第２層６２Ａｂの側面と絶縁膜６３との間）に位置する側壁部６２Ａａ２とを有する。第２層６２Ａｂを構成する第２材料は、本実施形態では、酸化シリコン等の絶縁材料である。第２分離部６２Ａは、前記第１分離部６１寄りの面である第１の面Ｓ３と、第１の面Ｓ３とは反対側の面である第２の面Ｓ４とを有する。第１の面Ｓ３は、エッチングストップ面として機能する。第２分離部６２Ａの第２の面Ｓ４は、素子形成面Ｓ１に臨んでいる。
　第１材料は、これには限定されないが、例えば、窒化シリコンである。また、第１材料は、選択されたエッチャントに対して、製造方法において説明した犠牲層Ｍを構成する材料よりエッチングレートが低い材料である。そのため、犠牲層Ｍを構成する材料に応じて第１材料を決めればよく、窒化シリコン以外であっても良い。第１材料として、犠牲層Ｍを構成する材料に応じて、例えば、ポリシリコン、酸化シリコン、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、及び酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、のいずれかを選択しても良い。また、半導体層２０の厚み方向に沿った対向部６２Ａａ１の厚み（第１層６２Ａａの積層方向の厚み）は、例えば、５ｎｍ以上５０ｎｍ以下であり、また例えば、１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下である。
　絶縁膜６４は、窒化シリコンが有する正の固定電荷の影響を抑制するために設けられている。絶縁膜６４は、例えば、酸化シリコン膜である。絶縁膜６４は、これには限定されないが、例えば、１０ｎｍ以上２０ｎｍ以下の厚みを有する。なお、設計によっては、図９Ｂに示すように絶縁膜６４を設けていなくても、窒化シリコンが有する正の固定電荷の影響を抑制できる場合もある。また、製造時に光入射面Ｓ２側からのエッチャントの浸入を考慮して、４０ｎｍ以下の膜厚を有していても良い。
　≪光検出装置の製造方法≫
　以下、図１０Ａから図１０Ｃまでを参照して、光検出装置１の製造方法について説明する。なお、ここでは主に分離部６０を形成する工程について説明する。そのため、光検出装置１の構成要素について、公知の方法により形成できる要素についてはその形成工程の説明を省略する場合がある。また、すでに説明した本技術の第１実施形態に係る光検出装置１の製造方法と同様の工程については、その説明を省略する。
　まず、第１実施形態の図５Ｅに示す状態に対して公知の成膜技術等を用いて、絶縁膜６４を形成し、図１０Ａに示す状態を得る。そして、図１０Ｂに示すように、溝２４ａの側壁及び底面を含む露出面を覆うように、第１材料からなる膜である膜ｍ５Ａａを積層し、さらに、第２材料からなる膜である膜ｍ５Ａｂを、溝２４ａ内を埋めるように積層する。
　その後、図１０Ｃに示すように、例えば、公知のエッチバック技術、ＣＭＰ法（Chemical Mechanical Polishing）等により、第１材料及び第２材料の余分な部分及びハードマスクである膜ｍ１を除去し、露出面を平坦化する。これにより、膜ｍ５Ａａ及び膜ｍ５Ａｂのうち溝２４ａ内に埋め込まれた部分が残り、残った部分が、第２分離部６２Ａの第１層６２Ａａ及び第２層６２Ａｂを構成する。これ以降の製造方法は第１実施形態において説明した方法と同様であるので、ここではその説明を省略する。
　≪第２実施形態の主な効果≫
　この第２実施形態に係る光検出装置１であっても、上述の第１実施形態に係る光検出装置１と同様の効果が得られる。
　また、この第２実施形態に係る光検出装置１では、第１層６２Ａａの積層方向の厚みが第１実施形態の場合より薄いので、窒化シリコンが半導体層２０に与える影響をより抑制できる。
　さらに、この第２実施形態に係る光検出装置１では、第１層６２Ａａが対向部６２Ａａ１と側壁部６２Ａａ２との両方を有するので、たとえ第１層６２Ａａの積層方向の厚みが第１実施形態の場合より薄くても、犠牲層Ｍを除去する際に使用される薬液が第１層６２Ａａ内の第２層６２Ａｂに到達することを抑制できる。これにより、第２分離部６２Ａがエッチングされることを抑制できる。
　なお、図１０Ａに示す工程で形成した絶縁膜６４は、犠牲層Ｍを除去した後に形成しても良い。
　≪第２実施形態の変形例≫
　＜変形例２－１＞
　本技術の第２実施形態では、第１分離部６１が酸化シリコン製であったが、本技術はこれに限定されない。図１１に示すように、第１分離部６１は、酸化シリコンからなる部分６１ａと、金属からなる部分６１ｂとをその順で積層した積層構造を有していても良い。部分６１ｂを構成する金属は、これには限定されないが、例えば、アルミニウム、タングステン等の金属であっても良い。
　この変形例２－１に係る光検出装置１であっても、上述の第２実施形態に係る光検出装置１と同様の効果が得られる。
　また、この変形例２－１に係る光検出装置１は、第１分離部６１が金属からなる部分６１ｂを含んでいるので、光電変換領域２０ａ同士の間で混色が生じるのを、より抑制することができる。
　＜変形例２－２＞
　上述の第２実施形態では、第１層６２Ａａは、図９Ａに示すように、対向部６２Ａａ１と側壁部６２Ａａ２との両方を有していたが、そのうちの対向部６２Ａａ１のみを有していても良い。
　この変形例２－２に係る光検出装置１であっても、対向部６２Ａａ１が第１の面Ｓ３を形成しているので、犠牲層Ｍを除去する際に第２分離部６２Ａがエッチングされるのを抑制することができる。
　＜変形例２－３＞
　本技術の第２実施形態では、分離部６０がＦＴＩを構成していたが、本技術はこれに限定されない。図１２に示すように、第２分離部６２Ａが、ＳＴＩ（Shallow Trench Isolation）を構成していても良い。より具体的には、第２分離部６２Ａは、第１分離部６１より水平方向の寸法が大きくても良い。そして、第２分離部６２Ａは、第１材料製であり且つ第１の面Ｓ３を形成している第１層６２Ａｃと、第１材料とは異なる第２材料製の第２層６２Ａｄとを積層した積層構造を有する。第１層６２Ａｃは、少なくとも第１分離部６１と厚み方向で重なる（平面視で重なる）領域に設けられている。
　この変形例２－３に係る光検出装置１であっても、上述の第２実施形態に係る光検出装置１と同様の効果が得られる。
　＜変形例２－４＞
　上述の第２実施形態及びその変形例では、図９Ａ、図１１、及び図１２等に示す第２層６２Ａｂ，６２Ａｄを構成する第２材料は絶縁材料であったが、本技術はこれに限定されない。第２材料は、例えばポリシリコン等の導電材料であっても良い。
　この変形例２－４に係る光検出装置１であっても、上述の第２実施形態に係る光検出装置１と同様の効果が得られる。
　また、第２層６２Ａｂ，６２Ａｄを導電材料で構成するので、第２分離部６２Ａを電極として使用することができる。このように、設計の自由度が向上する。
　［第３実施形態］
　図１３に示す本技術の第３実施形態について、以下に説明する。本第３実施形態に係る光検出装置１が上述の第１実施形態に係る光検出装置１と相違するのは、第２分離部６２に代えて第２分離部６２Ｂを有する点であり、それ以外の光検出装置１の構成は、基本的に上述の第１実施形態の光検出装置１と同様の構成になっている。なお、すでに説明した構成要素については、同じ符号を付してその説明を省略する。
　＜分離部＞
　分離部６０は、光検出装置１の厚み方向に沿って、光入射面Ｓ２側寄りに位置する第１分離部６１と、素子形成面Ｓ１側寄りに位置する第２分離部６２Ｂとを含む。また、分離部６０が設けられている溝２４は、素子形成面Ｓ１側寄りに位置し且つＳＴＩを構成する第１溝２４ｃと、光入射面Ｓ２側寄りに位置し且つＦＴＩを構成する第２溝２４ｄとを含んでいる。なお、第１溝２４ｃと２溝２４ｄとを区別しない場合、単に溝２４と呼ぶ。
　第２分離部６２Ｂは、第１溝２４ｃから第２溝２４ｄの一部までに亘る領域に設けられている。また、第２分離部６２Ｂは、第１材料製であり且つ第１の面Ｓ３を形成している第１層６２Ｂａと、第１材料とは異なる第２材料製の第２層６２Ｂｂとを積層した積層構造を有している。第１層６２Ｂａは、第２溝２４ｄの一部に設けられている。より具体的には、第１層６２Ｂａは、第２溝２４ｄ内の第１溝２４ｃ寄りの一部に設けられている。第２層６２Ｂｂは、ＳＴＩを構成する第１溝２４ｃ内に設けられている。つまり、第１層６２Ｂａは第１分離部６１と水平方向の寸法が等しく、第２層６２Ｂｂは第１分離部６１より水平方向の寸法が大きい。第２分離部６２Ｂは、前記第１分離部６１寄りの面である第１の面Ｓ３と、第１の面Ｓ３とは反対側の面である第２の面Ｓ４とを有する。第１の面Ｓ３は、エッチングストップ面として機能する。第２分離部６２Ｂ（第２層６２Ｂｂ）の第２の面Ｓ４は、素子形成面Ｓ１に臨んでいる。
　第１材料は、不純物が注入されたシリコンである。より具体的には、これには限定されないが、例えば、不純物が注入されたポリシリコンである。また、不純物としては、これには限定されないが、例えば、ボロン（Ｂ）が注入されている。第１材料におけるボロンの濃度は、５×１０１８原子／ｃｍ３以上である。第２材料は、これには限定されないが、例えば、酸化シリコン等の絶縁材料である。
　≪光検出装置の製造方法≫
　以下、図１４Ａから図１４Ｇまでを参照して、光検出装置１の製造方法について説明する。なお、ここでは主に分離部６０を形成する工程について説明する。そのため、光検出装置１の構成要素について、公知の方法により形成できる要素についてはその形成工程の説明を省略する場合がある。また、すでに説明した本技術の第１実施形態に係る光検出装置１の製造方法と同様の工程については、その説明を省略する。
　図１４Ａに示すように、半導体層２０ｗに、ＳＴＩを構成する第１溝２４ｃと、ＦＴＩを構成する第２溝２４ｄとを形成する。そして、図１４Ｂに示すように、溝２４の側壁及び底面を含む露出面を覆うように、酸化シリコン膜である膜ｍ３を積層し、さらに、犠牲層を構成する膜ｍ４を溝２４内に積層する。犠牲層は、例えば、ポリシリコンである。
　次に、図１４Ｃに示すように、公知のエッチバック技術により、第１溝２４ｃ内に積層された膜ｍ４を除去する。そして、図１４Ｄに示すように、溝２４内に残ったポリシリコン製の膜ｍ４の露出面近傍に、不純物を注入する。ここでは、ボロンを注入する。このように、ポリシリコンに対してボロンを注入することにより、第１材料を得る。そして、膜ｍ４のうち、不純物が注入された領域が第１層６２Ｂａを形成し、残りの部分が犠牲層Ｍを形成する。
　その後、図１４Ｅに示すように、第１溝２４ｃ内を埋めるように、酸化シリコン製の膜ｍ７を積層する。その後、素子形成面Ｓ１側の余分な絶縁膜を除去し、を第１実施形態で説明した、図５Ｈ及び図５Ｉに示す工程を行う。そして、図１４Ｆに示すように、配線層３０及び支持基板４０が設けられた半導体層２０ｗの上下を反転し、素子形成面Ｓ１とは反対側の面から半導体層２０ｗを薄くし、第２溝２４ｄ内に積層された犠牲層Ｍの頭出しを行う。
　次に、図１４Ｇに示すように、光入射面Ｓ２側から、公知のエッチング技術を用いて犠牲層Ｍをエッチングする。これにより、溝２４内に埋め込まれた犠牲層Ｍを除去する。このとき、第１の面Ｓ３は、エッチングストップ面として機能する。より具体的には、第１層６２Ｂａ及びその第１の面Ｓ３を構成する第１材料（ボロンが注入されたポリシリコン）は、選択されたエッチャントに対して犠牲層Ｍを構成する材料（本実施形態ではポリシリコン）よりエッチングレートが低いので、エッチングされない又はエッチングされても僅かである。そのため、犠牲層Ｍと第１材料製の第１層６２Ｂａとのうちの犠牲層Ｍのみを除去することができる。なお、エッチャントは、これには限定されないが、例えば、フッ化水素を用いることができる。以降の工程は、第１実施形態で説明した工程と同様であるので、ここではその説明を省略する。
　≪第３実施形態の主な効果≫
　この第３実施形態に係る光検出装置１であっても、上述の第１実施形態に係る光検出装置１と同様の効果が得られる。
　≪第３実施形態の変形例≫
　＜変形例３－１＞
　本技術の第３実施形態では、第２分離部６２Ｂを構成する第１材料にはボロンが注入されていたが、本技術はこれに限定されない。第１材料には、ボロンと炭素（Ｃ）とが注入されていても良い。例えば、図１４Ｄに示す工程において、ボロンと炭素とがポリシリコン製の膜ｍ４に注入される。炭素は、ボロンの拡散を制御するために注入される。
　この変形例３－１に係る光検出装置１であっても、上述の第３実施形態に係る光検出装置１と同様の効果が得られる。
　＜変形例３－２＞
　本技術の第３実施形態では、第１材料は、ポリシリコン製の膜ｍ４をエッチバックした後にボロンを注入して形成していたが、本技術はこれに限定されない。図１５に示すように、膜ｍ４をエッチバックした後に、不純物を混合しながらシリコン膜（例えばポリシリコン膜）を形成することにより、第１材料からなる膜ｍ８を積層しても良い。その後、膜ｍ８のうち不要な部分をエッチバックして、第１層６２Ｂａに相当する部分を残す。
　この変形例３－２に係る光検出装置１であっても、上述の第３実施形態に係る光検出装置１と同様の効果が得られる。
　＜変形例３－３＞
　本技術の第３実施形態では、第１分離部６１が酸化シリコン製であったが、本技術はこれに限定されない。図１６に示すように、第１分離部６１は、酸化シリコンからなる部分６１ａと、金属からなる部分６１ｂとをその順で積層した積層構造を有していても良い。部分６１ｂを構成する金属は、これには限定されないが、例えば、アルミニウム、タングステン等の金属であっても良い。
　この変形例３－３に係る光検出装置１であっても、上述の第３実施形態に係る光検出装置１と同様の効果が得られる。
　また、この変形例３－３に係る光検出装置１は、第１分離部６１が金属からなる部分６１ｂを含んでいるので、光電変換領域２０ａ同士の間で混色が生じるのを、より抑制することができる。
　＜変形例３－４＞
　本技術の第３実施形態では、分離部６０は、ＦＴＩを構成する部分とＳＴＩを構成する部分との両方を有していたが、本技術はこれに限定されない。分離部６０は、ＦＴＩを構成する部分のみを有していても良い。
　この変形例３－４に係る光検出装置１であっても、上述の第３実施形態に係る光検出装置１と同様の効果が得られる。
　［第４実施形態］
　＜１．電子機器への応用例＞
　次に、図１７に示す本技術の第４実施形態に係る電子機器１００について説明する。電子機器１００は、固体撮像装置１０１と、光学レンズ１０２と、シャッタ装置１０３と、駆動回路１０４と、信号処理回路１０５とを備えている。電子機器１００は、これに限定されないが、例えば、カメラ等の電子機器である。また、電子機器１００は、固体撮像装置１０１として、上述の光検出装置１を備えている。
　光学レンズ（光学系）１０２は、被写体からの像光（入射光１０６）を固体撮像装置１０１の撮像面上に結像させる。これにより、固体撮像装置１０１内に一定期間にわたって信号電荷が蓄積される。シャッタ装置１０３は、固体撮像装置１０１への光照射期間及び遮光期間を制御する。駆動回路１０４は、固体撮像装置１０１の転送動作及びシャッタ装置１０３のシャッタ動作を制御する駆動信号を供給する。駆動回路１０４から供給される駆動信号（タイミング信号）により、固体撮像装置１０１の信号転送を行う。信号処理回路１０５は、固体撮像装置１０１から出力される信号（画素信号）に各種信号処理を行う。信号処理が行われた映像信号は、メモリ等の記憶媒体に記憶され、或いはモニタに出力される。
　このような構成により、電子機器１００では、固体撮像装置１０１において、第２分離部６２の第１分離部６１寄りの面である第１の面Ｓ３には、第２分離部６２のエッチングを抑制する第１材料が臨んでいるので、ノイズ特性が悪化することを抑制できる。
　なお、電子機器１００は、カメラに限られるものではなく、他の電子機器であっても良い。例えば、携帯電話機等のモバイル機器向けカメラモジュール等の撮像装置であっても良い。
　また、電子機器１００は、固体撮像装置１０１として、第１実施形態から第３実施形態まで、及びそれら実施形態の変形例のいずれかに係る光検出装置１、又は第１実施形態から第３実施形態まで、及びそれら実施形態の変形例のうちの少なくとも２つの組み合わせに係る光検出装置１を備えることができる。
　＜２．移動体への応用例＞
　本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット等のいずれかの種類の移動体に搭載される装置として実現されてもよい。
　図１８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１８に示した例では、車両制御システム１２０００は、駆動系制御ユニット１２０１０、ボディ系制御ユニット１２０２０、車外情報検出ユニット１２０３０、車内情報検出ユニット１２０４０、及び統合制御ユニット１２０５０を備える。また、統合制御ユニット１２０５０の機能構成として、マイクロコンピュータ１２０５１、音声画像出力部１２０５２、及び車載ネットワークＩ／Ｆ（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）１２０５３が図示されている。
　駆動系制御ユニット１２０１０は、各種プログラムにしたがって車両の駆動系に関連する装置の動作を制御する。例えば、駆動系制御ユニット１２０１０は、内燃機関又は駆動用モータ等の車両の駆動力を発生させるための駆動力発生装置、駆動力を車輪に伝達するための駆動力伝達機構、車両の舵角を調節するステアリング機構、及び、車両の制動力を発生させる制動装置等の制御装置として機能する。
　ボディ系制御ユニット１２０２０は、各種プログラムにしたがって車体に装備された各種装置の動作を制御する。例えば、ボディ系制御ユニット１２０２０は、キーレスエントリシステム、スマートキーシステム、パワーウィンドウ装置、あるいは、ヘッドランプ、バックランプ、ブレーキランプ、ウィンカー又はフォグランプ等の各種ランプの制御装置として機能する。この場合、ボディ系制御ユニット１２０２０には、鍵を代替する携帯機から発信される電波又は各種スイッチの信号が入力され得る。ボディ系制御ユニット１２０２０は、これらの電波又は信号の入力を受け付け、車両のドアロック装置、パワーウィンドウ装置、ランプ等を制御する。
　車外情報検出ユニット１２０３０は、車両制御システム１２０００を搭載した車両の外部の情報を検出する。例えば、車外情報検出ユニット１２０３０には、撮像部１２０３１が接続される。車外情報検出ユニット１２０３０は、撮像部１２０３１に車外の画像を撮像させるとともに、撮像された画像を受信する。車外情報検出ユニット１２０３０は、受信した画像に基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等の物体検出処理又は距離検出処理を行ってもよい。
　撮像部１２０３１は、光を受光し、その光の受光量に応じた電気信号を出力する光センサである。撮像部１２０３１は、電気信号を画像として出力することもできるし、測距の情報として出力することもできる。また、撮像部１２０３１が受光する光は、可視光であっても良いし、赤外線等の非可視光であっても良い。
　車内情報検出ユニット１２０４０は、車内の情報を検出する。車内情報検出ユニット１２０４０には、例えば、運転者の状態を検出する運転者状態検出部１２０４１が接続される。運転者状態検出部１２０４１は、例えば運転者を撮像するカメラを含み、車内情報検出ユニット１２０４０は、運転者状態検出部１２０４１から入力される検出情報に基づいて、運転者の疲労度合い又は集中度合いを算出してもよいし、運転者が居眠りをしていないかを判別してもよい。
　マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車内外の情報に基づいて、駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置の制御目標値を演算し、駆動系制御ユニット１２０１０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両の衝突回避あるいは衝撃緩和、車間距離に基づく追従走行、車速維持走行、車両の衝突警告、又は車両のレーン逸脱警告等を含むＡＤＡＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ　Ｄｒｉｖｅｒ　Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ　Ｓｙｓｔｅｍ）の機能実現を目的とした協調制御を行うことができる。
　また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車両の周囲の情報に基づいて駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置等を制御することにより、運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
　また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で取得される車外の情報に基づいて、ボディ系制御ユニット１２０２０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で検知した先行車又は対向車の位置に応じてヘッドランプを制御し、ハイビームをロービームに切り替える等の防眩を図ることを目的とした協調制御を行うことができる。
　音声画像出力部１２０５２は、車両の搭乗者又は車外に対して、視覚的又は聴覚的に情報を通知することが可能な出力装置へ音声及び画像のうちの少なくとも一方の出力信号を送信する。図１８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１９は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。
　図１９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１９には、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮影範囲の一例が示されている。撮像範囲１２１１１は、フロントノーズに設けられた撮像部１２１０１の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１２，１２１１３は、それぞれサイドミラーに設けられた撮像部１２１０２，１２１０３の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１４は、リアバンパ又はバックドアに設けられた撮像部１２１０４の撮像範囲を示す。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４で撮像された画像データが重ね合わせられることにより、車両１２１００を上方から見た俯瞰画像が得られる。
　撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、距離情報を取得する機能を有していてもよい。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、複数の撮像素子からなるステレオカメラであってもよいし、位相差検出用の画素を有する撮像素子であってもよい。
　例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を基に、撮像範囲１２１１１ないし１２１１４内における各立体物までの距離と、この距離の時間的変化（車両１２１００に対する相対速度）を求めることにより、特に車両１２１００の進行路上にある最も近い立体物で、車両１２１００と略同じ方向に所定の速度（例えば、０ｋｍ／ｈ以上）で走行する立体物を先行車として抽出することができる。さらに、マイクロコンピュータ１２０５１は、先行車の手前に予め確保すべき車間距離を設定し、自動ブレーキ制御（追従停止制御も含む）や自動加速制御（追従発進制御も含む）等を行うことができる。このように運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
　例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を元に、立体物に関する立体物データを、２輪車、普通車両、大型車両、歩行者、電柱等その他の立体物に分類して抽出し、障害物の自動回避に用いることができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両１２１００の周辺の障害物を、車両１２１００のドライバが視認可能な障害物と視認困難な障害物とに識別する。そして、マイクロコンピュータ１２０５１は、各障害物との衝突の危険度を示す衝突リスクを判断し、衝突リスクが設定値以上で衝突可能性がある状況であるときには、オーディオスピーカ１２０６１や表示部１２０６２を介してドライバに警報を出力することや、駆動系制御ユニット１２０１０を介して強制減速や回避操舵を行うことで、衝突回避のための運転支援を行うことができる。
　撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、赤外線を検出する赤外線カメラであってもよい。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在するか否かを判定することで歩行者を認識することができる。かかる歩行者の認識は、例えば赤外線カメラとしての撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像における特徴点を抽出する手順と、物体の輪郭を示す一連の特徴点にパターンマッチング処理を行って歩行者か否かを判別する手順によって行われる。マイクロコンピュータ１２０５１が、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在すると判定し、歩行者を認識すると、音声画像出力部１２０５２は、当該認識された歩行者に強調のための方形輪郭線を重畳表示するように、表示部１２０６２を制御する。また、音声画像出力部１２０５２は、歩行者を示すアイコン等を所望の位置に表示するように表示部１２０６２を制御してもよい。
　以上、本開示に係る技術が適用され得る車両制御システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、例えば、撮像部１２０３１等に適用され得る。具体的には、図４等に示す光検出装置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、ノイズ特性が悪化することを抑制でき、より見やすい撮影画像を得ることができるため、ドライバの疲労を軽減することが可能になる。
　＜３．内視鏡手術システムへの応用例＞
　本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、内視鏡手術システムに適用されてもよい。
　図２０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２０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２１は、図２０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、例えば、カメラヘッド１１１０２の撮像部１１４０２に適用され得る。具体的には、図４等に示す光検出装置１は、撮像部１０４０２に適用することができる。カメラヘッド１１１０２に本開示に係る技術を適用することにより、ノイズ特性が悪化することを抑制でき、より鮮明な術部画像を得ることができるため、術者が術部を確実に確認することが可能になる。
　なお、ここでは、一例として内視鏡手術システムについて説明したが、本開示に係る技術は、その他、例えば、顕微鏡手術システム等に適用されてもよい。
　［その他の実施形態］
　上記のように、本技術は第１実施形態から第４実施形態までによって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面は本技術を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替の実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
　例えば、第１実施形態から第４実施形態までにおいて説明したそれぞれの技術的思想を互いに組み合わせることも可能である。例えば、上述の第３実施形態に係る光検出装置１の第２分離部６２Ｂを構成する第１材料は不純物が注入されたシリコンであったが、このような技術的思想を、第１実施形態及び第２実施形態に記載の光検出装置１に適用しても良い。また、上述の第２実施形態に係る光検出装置１では、第１材料は、ポリシリコン、酸化シリコン、酸化ハフニウム、及び酸化アルミニウムのいずれかであったが、このような技術的思想を、第１実施形態の第１材料に適用しても良い。また、上述の第２実施形態に係る光検出装置１は第２分離部６２Ａと固定電荷膜５１との間を分離する絶縁膜６４を有していたが、このような技術的思想を、第１実施形態及び第３実施形態に記載の光検出装置１に適用する等、それぞれの技術的思想に沿った種々の組み合わせが可能である。
　また、本技術は、上述したイメージセンサとしての固体撮像装置の他、ToF（Time of Flight）センサともよばれる距離を測定する測距センサなども含む光検出装置全般に適用することができる。測距センサは、物体に向かって照射光を発光し、その照射光が物体の表面で反射され返ってくる反射光を検出し、照射光が発光されてから反射光が受光されるまでの飛行時間に基づいて物体までの距離を算出するセンサである。この測距センサの構造として、上述した分離部６０の構造を採用することができる。
　また、オートフォーカス等を行うために一の光電変換領域２０ａに光電変換素子ＰＤが複数構成されている場合、分離部６０は、一の光電変換領域２０ａに構成された光電変換素子ＰＤ同士の間を区画していても良い。
　また、光検出装置１は、二枚以上の半導体基板が重ね合わされて積層された積層型ＣＩＳ（CMOS Image Sensor、CMOSイメージセンサ）であっても良い。その場合、ロジック回路１３及び読出し回路１５のうちの少なくとも一方は、それら半導体基板のうちの光電変換領域２０ａが設けられた半導体基板とは異なる基板に設けられても良い。
　このように、本技術はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。したがって、本技術の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に記載された発明特定事項によってのみ定められるものである。
　また、本明細書に記載された効果はあくまでも例示であって限定されるものでは無く、また他の効果があっても良い。
　なお、本技術は、以下のような構成としてもよい。
（１）
　光電変換領域を有し、一方の面が光入射面であり他方の面が素子形成面である半導体層と、
　前記光電変換領域同士を区画する位置に設けられ、且つ前記半導体層を厚み方向に貫通する溝と、
　前記光入射面側に位置する第１分離部及び前記素子形成面側に位置する第２分離部を含み、前記溝内に設けられた分離部と、
　を備え、
　前記第２分離部の前記第１分離部側の面である第１の面には、第１材料が臨んでいる、光検出装置。
（２）
　前記第１材料は、窒化シリコンである、（１）に記載の光検出装置。
（３）
　前記第１材料は、フッ化水素に対して耐性がある材料である、（１）に記載の光検出装置。
（４）
　前記第１材料は、窒化チタン又はタングステンである、（１）又は（３）に記載の光検出装置。
（５）
　前記第１材料は、ポリシリコン、酸化シリコン、酸化ハフニウム、及び酸化アルミニウム、のいずれかである、（１）に記載の光検出装置。
（６）
　前記第１材料は、不純物が注入されたシリコンである、（１）に記載の光検出装置。
（７）
　前記不純物はボロンであり、
　前記第１材料は、５×１０１８原子／ｃｍ３以上の濃度でボロンが注入されたシリコンである、（６）に記載の光検出装置。
（８）
　前記不純物はボロン及び炭素である、（６）に記載の光検出装置。
（９）
　前記第２分離部は前記第１材料製である、（１）から（５）のいずれかに記載の光検出装置。
（１０）
　前記第２分離部は、前記第１材料製であり且つ前記第１の面を形成している第１層と、前記第１材料とは異なる第２材料製の第２層とを積層した積層構造を有する、（１）から（８）のいずれかに記載の光検出装置。
（１１）
　前記第２分離部は、前記第１分離部より水平方向の寸法が大きく、
　前記第１層は、少なくとも前記第１分離部と厚み方向で重なる領域に設けられている、（１）に記載の光検出装置。
（１２）
　前記第２分離部の前記第１の面と前記素子形成面との間の距離は、２００ｎｍ以上３００ｎｍ以下である、（１）から（１１）のいずれかに記載の光検出装置。
（１３）
　前記第１材料は、前記第２分離部のエッチングを抑制する材料である、（１）から（１２）のいずれかに記載の光検出装置。
（１４）
　固定電荷膜を有し、
　前記固定電荷膜は、少なくとも前記第１分離部と前記第２分離部との間に設けられている、（１）から（１３）のいずれかに記載の光検出装置。
（１５）
　前記第２分離部と前記固定電荷膜との間に設けられた酸化シリコン膜をさらに有する、（１４）のいずれかに記載の光検出装置。
（１６）
　前記第２材料は、絶縁材料である、（１０）に記載の光検出装置。
（１７）
　前記第２材料は、導電材料である、（１０）に記載の光検出装置。
（１８）
　前記第１分離部は、酸化シリコンからなる部分と金属からなる部分とのうち、少なくとも前記酸化シリコンからなる部分を有する、（１）から（１７）のいずれかに記載の光検出装置。
（１９）
　半導体層に対して、素子形成面側から光電変換領域同士を区画する位置に溝を形成し、
　前記溝内に、前記半導体層の厚み方向に沿って、犠牲層と、選択されたエッチャントに対して前記犠牲層を構成する材料よりエッチングレートが低い第１材料とをその順で積層し、
　前記素子形成面とは反対側の面である光入射面側から前記犠牲層を露出させ、
　前記選択されたエッチャントを用いて、前記犠牲層と前記第１材料とのうちの前記犠牲層のみを除去し、
　前記光入射面側から、前記溝内に、前記犠牲層とは異なる材料を埋め込む、
　光検出装置の製造方法。
（２０）
　光検出装置と、前記光検出装置に被写体からの像光を結像させる光学系と、を備え、
　前記光検出装置は、
　光電変換領域を有し、一方の面が光入射面であり他方の面が素子形成面である半導体層と、
　前記光電変換領域同士を区画する位置に設けられ、且つ前記半導体層を厚み方向に貫通する溝と、
　前記光入射面側に位置する第１分離部及び前記素子形成面側に位置する第２分離部を含み、前記溝内に設けられた分離部と、
　を有し、
　前記第２分離部の前記第１分離部側の面である第１の面には、第１材料が臨んでいる、
　電子機器。
　本技術の範囲は、図示され記載された例示的な実施形態に限定されるものではなく、本技術が目的とするものと均等な効果をもたらす全ての実施形態をも含む。さらに、本技術の範囲は、請求項により画される発明の特徴の組み合わせに限定されるものではなく、全ての開示されたそれぞれの特徴のうち特定の特徴のあらゆる所望する組み合わせによって画されうる。
　１　光検出装置
　２　半導体チップ
　３　画素
　４　垂直駆動回路
　５　カラム信号処理回路
　６　水平駆動回路
　７　出力回路
　８　制御回路
　１０　画素駆動線
　１１　垂直信号線
　１２　水平信号線
　１３　ロジック回路
　１４　ボンディングパッド
　１５　読み出し回路
　２０　半導体層
　２０ａ　光電変換領域
　２０ｂ　分離領域
　２３　電荷蓄積領域
　２４，２４ａ，２４ｂ　溝
　２４ｃ　第１溝
　２４ｄ　第２溝
　３０　配線層
　４０　支持基板
　５０　集光層
　５１　固定電荷膜
　５２　絶縁膜
　５３　遮光層
　５４　平坦化膜
　５５　カラーフィルタ
　５６　マイクロレンズ
　６０　分離部
　６１，６１Ｂ　第１分離部
　６１ａ　部分
　６１ｂ　部分
　６２，６２Ａ，６２Ｂ　第２分離部
　６２ａ，６２Ａａ，６２Ａｃ，６２Ｂａ　第１層
　６２Ａａ１　対向部
　６２Ａａ２　側壁部
　６２ｂ，６２Ａｂ，６２Ａｄ，６２Ｂｂ　第２層
　６３　絶縁膜
　６４　絶縁膜
　１００　電子機器
　１０１　固体撮像装置
　１０２　光学系（光学レンズ）
　ａ　距離
　ｂ　寸法
　Ｍ　犠牲層
　Ｓ１　素子形成面
　Ｓ２　光入射面
　Ｓ３　第１の面
　Ｓ４　第２の面

Claims (20)

  1. 　光電変換領域を有し、一方の面が光入射面であり他方の面が素子形成面である半導体層と、
    　前記光電変換領域同士を区画する位置に設けられ、且つ前記半導体層を厚み方向に貫通する溝と、
    　前記光入射面側に位置する第１分離部及び前記素子形成面側に位置する第２分離部を含み、前記溝内に設けられた分離部と、
    　を備え、
    　前記第２分離部の前記第１分離部側の面である第１の面には、第１材料が臨んでいる、光検出装置。
  2. 　前記第１材料は、窒化シリコンである、請求項１に記載の光検出装置。
  3. 　前記第１材料は、フッ化水素に対して耐性がある材料である、請求項１に記載の光検出装置。
  4. 　前記第１材料は、窒化チタン又はタングステンである、請求項１に記載の光検出装置。
  5. 　前記第１材料は、ポリシリコン、酸化シリコン、酸化ハフニウム、及び酸化アルミニウム、のいずれかである、請求項１に記載の光検出装置。
  6. 　前記第１材料は、不純物が注入されたシリコンである、請求項１に記載の光検出装置。
  7. 　前記不純物はボロンであり、
    　前記第１材料は、５×１０１８原子／ｃｍ３以上の濃度でボロンが注入されたシリコンである、請求項６に記載の光検出装置。
  8. 　前記不純物はボロン及び炭素である、請求項６に記載の光検出装置。
  9. 　前記第２分離部は前記第１材料製である、請求項１に記載の光検出装置。
  10. 　前記第２分離部は、前記第１材料製であり且つ前記第１の面を形成している第１層と、前記第１材料とは異なる第２材料製の第２層とを積層した積層構造を有する、請求項１に記載の光検出装置。
  11. 　前記第２分離部は、前記第１分離部より水平方向の寸法が大きく、
    　前記第１層は、少なくとも前記第１分離部と厚み方向で重なる領域に設けられている、請求項１０に記載の光検出装置。
  12. 　前記第２分離部の前記第１の面と前記素子形成面との間の距離は、２００ｎｍ以上３００ｎｍ以下である、請求項１に記載の光検出装置。
  13. 　前記第１材料は、前記第２分離部のエッチングを抑制する材料である、請求項１に記載の光検出装置。
  14. 　固定電荷膜を有し、
    　前記固定電荷膜は、少なくとも前記第１分離部と前記第２分離部との間に設けられている、請求項１に記載の光検出装置。
  15. 　前記第２分離部と前記固定電荷膜との間に設けられた酸化シリコン膜をさらに有する、請求項１４に記載の光検出装置。
  16. 　前記第２材料は、絶縁材料である、請求項１０に記載の光検出装置。
  17. 　前記第２材料は、導電材料である、請求項１０に記載の光検出装置。
  18. 　前記第１分離部は、酸化シリコンからなる部分と金属からなる部分とのうち、少なくとも前記酸化シリコンからなる部分を有する、請求項１に記載の光検出装置。
  19. 　半導体層に対して、素子形成面側から光電変換領域同士を区画する位置に溝を形成し、
    　前記溝内に、前記半導体層の厚み方向に沿って、犠牲層と、選択されたエッチャントに対して前記犠牲層を構成する材料よりエッチングレートが低い第１材料とをその順で積層し、
    　前記素子形成面とは反対側の面である光入射面側から前記犠牲層を露出させ、
    　前記選択されたエッチャントを用いて、前記犠牲層と前記第１材料とのうちの前記犠牲層のみを除去し、
    　前記光入射面側から、前記溝内に、前記犠牲層とは異なる材料を埋め込む、
    　光検出装置の製造方法。
  20. 　光検出装置と、前記光検出装置に被写体からの像光を結像させる光学系と、を備え、
    　前記光検出装置は、
    　光電変換領域を有し、一方の面が光入射面であり他方の面が素子形成面である半導体層と、
    　前記光電変換領域同士を区画する位置に設けられ、且つ前記半導体層を厚み方向に貫通する溝と、
    　前記光入射面側に位置する第１分離部及び前記素子形成面側に位置する第２分離部を含み、前記溝内に設けられた分離部と、
    　を有し、
    　前記第２分離部の前記第１分離部側の面である第１の面には、第１材料が臨んでいる、
    　電子機器。
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