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CN111819694A - 固态摄像器件和固态摄像装置 - Google Patents

固态摄像器件和固态摄像装置 Download PDF

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CN111819694A CN201980017570.2A CN201980017570A CN111819694A CN 111819694 A CN111819694 A CN 111819694A CN 201980017570 A CN201980017570 A CN 201980017570A CN 111819694 A CN111819694 A CN 111819694A
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Abstract

该固态摄像器件设置有：半导体基板，其具有彼此相对的第一表面和第二表面，并且具有针对各像素区域设置的光电转换单元；杂质扩散区域，其针对各所述像素区域设置在所述半导体基板的所述第一表面附近；以及接触电极，其从所述第一表面嵌入在所述半导体基板中，并与针对彼此相邻的各所述像素区域设置的所述杂质扩散区域接触，并位于所述杂质扩散区域上方。

Description

固态摄像器件和固态摄像装置
技术领域
本公开涉及包括半导体基板的固态摄像器件以及包括该固态摄像器件的固态摄像装置。
背景技术
近年来，已经开发了背面照射型的固态摄像器件(例如，参见专利文献1)。固态摄像器件在半导体基板的表面上具有多层布线层。在背面照射型中，光从半导体基板的背面进入半导体基板。
半导体基板例如在每个像素区域中设有光电转换器和电荷累积部。在电荷累积部中，累积由光电转换器产生的信号电荷。电荷累积部包括其中扩散有n型杂质的杂质扩散区域。
引用列表
专利文献
专利文献1：日本未审查专利申请公开第2016-39315号
发明内容
在这种固态摄像器件中，期望在多个像素之间共享杂质扩散区域。
因此，期望提供一种固态摄像器件和固态摄像装置，该固态摄像器件和固态摄像装置使得能够在多个像素区域之间共享杂质扩散区域。
根据本公开的实施例的固态摄像器件包括：半导体基板，其具有彼此相对的第一表面和第二表面，并且包括针对每个像素区域设置的光电转换器；杂质扩散区域，其针对每个所述像素区域设置在所述半导体基板的所述第一表面附近；以及接触电极，其从所述第一表面嵌入在所述半导体基板中，并且设置在各自针对彼此相邻的所述像素区域中的每一者设置的所述杂质扩散区域上方，且与所述杂质扩散区域接触。
根据本公开的实施例的固态摄像装置包括上述根据本公开的实施例的固态摄像器件。
在根据本公开的实施例的固态摄像器件和固态摄像装置中，设置有接触电极，因此，针对彼此相邻的各像素区域设置的杂质扩散区域通过接触电极彼此电耦合。
根据本公开的实施例的固态摄像器件和固态摄像装置，设置有接触电极，这使得可以在彼此相邻的像素区域之间共享杂质扩散区域。这使得可以在多个像素区域之间共享杂质扩散区域。
要注意的是，上述内容仅仅是本公开的示例。本公开的效果不限于以上描述，并且本公开的效果可以是其他效果，或者可以进一步包括其他效果。
附图说明
图1是根据本公开的实施例的摄像器件的整体构造的示意性平面图。
图2是图1所示的光接收区域的主要部分的构造的示意性平面图。
图3是沿着图2所示的线III-III'截取的截面构造的示意图。
图4是沿着图2所示的线IV-IV'截取的截面构造的示意图。
图5是沿着图2所示的线V-V'截取的截面构造的示意图。
图6是沿着图2所示的线VI-VI'截取的截面构造的示意图。
图7是沿着图2所示的线VII-VII'截取的截面构造的示意图。
图8是示出图2所示的像素区域的构造示例的等效电路图。
图9是图4所示的接触电极的构造的另一示例(1)的示意性截面图。
图10A是根据对比例的摄像器件的主要部分的构造的示意性平面图。
图10B是沿着图10A所示的线B-B'截取的截面构造的示意图。
图11A是根据变形例1的摄像器件的主要部分的构造的示意性平面图。
图11B是沿着图11A所示的线B-B'截取的截面构造的示意图。
图12是根据变形例2的摄像器件的主要部分的构造的示意性截面图。
图13A是根据变形例3的摄像器件的主要部分的构造的示意性平面图。
图13B是沿着图13A所示的线B-B'截取的截面构造的示意图。
图14是图13A所示的摄像器件的另一示例的示意性平面图。
图15是示出包括图1等所示的摄像器件的电子装置的示例的功能框图。
图16是示出体内信息获取系统的示意性构造的示例的框图。
图17是示出内窥镜手术系统的示意性构造的示例的图。
图18是示出摄像头和相机控制单元(CCU)的功能构造的示例的框图。
图19是示出车辆控制系统的示意性构造的示例的框图。
图20是辅助说明车外信息检测部和摄像部的安装位置的示例的图。
图21是图4所示的接触电极的构造的另一示例(2)的示意性截面图。
具体实施方式
在下文中，参考附图详细描述本公开的一些实施例。注意，按下面的顺序进行描述。
1.实施例(固态摄像器件，其中每2×2像素区域设置一个接触电极)
2.变形例1(每2×1像素区域包括一个接触电极的示例)
3.变形例2(杂质扩散区域包括不同浓度的多个区域的示例)
4.变形例3(共享晶体管的源极-漏极区域的示例)
5.应用示例(摄像装置)
6.实际应用示例
<实施例>
(摄像器件1的构造)
图1示意性地示出了根据本公开的实施例的固态摄像器件(摄像器件1)的功能构造的示例。摄像器件1对例如可见光区域中的波长的光具有灵敏度。摄像器件1例如设置有四边形的光接收区域10P和位于光接收区域10P外部的外围区域10B。外围区域10B设置有用于驱动光接收区域10P的外围电路。
摄像器件1的光接收区域10P例如设置有二维布置的多个读出单位区域(像素区域P)。外围区域10B中设置的外围电路例如包括行扫描器201、水平选择器203、列扫描器204和系统控制器202。
例如，像素驱动线Lread(例如，行选择线和复位控制线)与每个像素行的像素区域P布线连接，并且垂直信号线Lsig与每个像素列的像素区域P布线连接。像素驱动线Lread传输用于从像素区域P读取信号的驱动信号。像素驱动线Lread的一端与各行相对应地耦合至行扫描器201的输出端子。
行扫描器201是像素驱动器，其包括移位寄存器、地址解码器等，并且例如逐行驱动光接收区域10P的每个像素区域P。从行扫描器201选择并扫描的像素行的每个像素区域P输出的信号通过各垂直信号线Lsig提供给水平选择器203。水平选择器203包括针对各垂直信号线Lsig设置的放大器、水平选择开关等。
列扫描器204包括移位寄存器、地址解码器等，并且在扫描水平选择开关的同时依次驱动水平选择器203的各个水平选择开关。通过列扫描器204的这种选择性扫描，通过各个垂直信号线Lsig传输的各个像素的信号依次输出到水平信号线205，并通过水平信号线205输入到未示出的信号处理器等。
系统控制器202接收来自外部的时钟或指示操作模式的数据等，并输出诸如摄像器件1的内部信息等数据。系统控制器202还包括产生各种时序信号的时序发生器，并基于由时序发生器产生的各种时序信号执行行扫描器201、水平选择器203、列扫描器204等的驱动控制。
图2示出了图1所示的光接收区域10P的示意性平面构造。图3、图4、图5、图6和图7分别示出了沿图2所示的线III-III'截取的截面构造、沿图2所示的线IV-IV'截取的截面构造、沿图2所示的线V-V'截取的截面构造、沿图2所示的线VI-VI'截取的截面构造和沿图2所示的线VII-VII'截取的截面构造。图2示出了两行×两列，即四个像素区域P。下面参照图2至图7详细描述摄像器件1的构造。
摄像器件1包括半导体基板11，该半导体基板11具有彼此相对的第一表面S1(前表面)和第二表面S2(背面)，并且摄像器件1包括设置在半导体基板11(图3至图7)的第一表面S1上的多层布线层20。摄像器件1是背面照射型的摄像器件，并且半导体基板11的第二表面S2用作光接收表面。与半导体基板11相对的多层布线层20包括多条布线20W和层间绝缘膜20I。摄像器件1在半导体基板11的第二表面S2上包括滤色器14和微透镜15，绝缘膜13夹在第二表面S2与滤色器14之间。
半导体基板11在彼此相邻的像素区域P之间具有像素分离槽11A(图2)。在半导体基板11中，针对每个像素区域P(图4至图7)设置PD(光电二极管)12(光电转换器)。
半导体基板11例如包括p型硅(Si)。在半导体基板11的厚度方向(图3至图7中的Z方向)上延伸的像素分离槽11A具有例如全沟槽隔离(FTI，Full Trench Isolation)结构，并例如设置为从第一表面S1贯穿到第二表面S2。该像素分离槽11A具有例如网格平面形状，并且被布置为围绕像素区域P。例如，包括氧化硅(SiO)、氮化硅(SiN)等的绝缘膜被嵌入像素分离槽11A。例如，可以将包括多个绝缘膜的多层膜嵌入到像素分离槽11A中。可替代地，可以将绝缘膜和多晶硅(Poly Si)依次嵌入在像素分离槽11A中。可以将绝缘膜和空气层依次嵌入在像素分离槽11A中。为了抑制暗电流，例如，像素分离槽11A的周围覆盖有p型扩散层。通过设置这样的像素分离槽11A，即使像素区域P变小，也能够抑制信号电荷流入彼此相邻的像素区域P。
传输晶体管Tr1A、Tr1B、Tr1C和Tr1D、复位晶体管Tr2、放大晶体管Tr3、选择晶体管Tr4和伪晶体管Tr5设置在靠近半导体基板11的第一表面S1处(图2)。这种晶体管均包括例如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。
传输晶体管Tr1A包括栅极电极21A、栅极绝缘膜21AI和FD(浮动扩散部)A(图2和图7)。传输晶体管Tr1B包括栅极电极21B、栅极绝缘膜和FD B(图2)。传输晶体管Tr1C包括栅极电极21C、栅极绝缘膜21CI和FD C(图2和图6)。传输晶体管Tr1D包括栅极电极21D、栅极绝缘膜21DI和FD D(图2和图6)。如稍后所述，在摄像器件1中，针对两行×两列的四个像素区域P设置一个接触电极26。各个传输晶体管Tr1A、Tr1B、Tr1C和Tr1D的FD A、FD B、FD C和FD D经由接触电极26彼此电短路。换句话说，由四个像素区域P共享的FD(电荷累积部)包括FD A、FD B、FD C和FD D。
复位晶体管Tr2包括栅极电极22、栅极绝缘膜22I以及一对源极-漏极区域32E和32F(图2和图6)。放大晶体管Tr3包括栅极电极23、栅极绝缘膜以及一对源极-漏极区域33E和33F(图2)。选择晶体管Tr4包括栅极电极24、栅极绝缘膜以及一对源极-漏极区域34E和34F(图2)。伪晶体管Tr5包括栅极电极25、栅极绝缘膜25I以及一对源极-漏极区域35E和35F(图2和图6)。复位晶体管Tr2、放大晶体管Tr3、选择晶体管Tr4和伪晶体管Tr5也由四个像素区域P共享。
图8示出了摄像器件1的等效电路图的示例。
四个像素区域P均设置有传输晶体管Tr1A、Tr1B、Tr1C和Tr1D中的任何一个。即，在一个像素区域P中布置有一个传输晶体管(传输晶体管Tr1A、Tr1B、Tr1C和Tr1D中的任何一个)。各个传输晶体管Tr1A、Tr1B、Tr1C和Tr1D耦合至不同的PD 12。传输晶体管Tr1A、Tr1B、Tr1C和Tr1D均读取由PD 12生成的信号电荷，并将信号电荷传输到FD(FD A、FD B、FD C或FDD)。传输晶体管Tr1A、Tr1B、Tr1C和Tr1D的栅极电极21A、21B、21C和21D例如均具有圆柱形状，并且从半导体基板11的第一表面S1(多层布线层20)嵌入半导体基板11的凹槽中(图6和图7)。传输晶体管Tr1A、Tr1B、Tr1C和Tr1D的栅极绝缘膜(例如，栅极绝缘膜21AI、21CI和21DI)设置在栅极电极21A、21B、21C和21D与半导体基板11之间。
FD A、FD B、FD C和FD D设置在四个像素区域P的中间部分，并且彼此相邻设置(图2)。在平面(图2中的XY平面)图中，FD A例如从与传输晶体管Tr1A的栅极电极21A重叠的位置向四个像素区域P的中间部分以L形设置。在平面图中，FD B例如从与传输晶体管Tr1B的栅极电极21B重叠的位置向四个像素区域P的中间部分以L形设置。在平面图中，FD C例如从与传输晶体管Tr1C的栅极电极21C重叠的位置向四个像素区域P的中间部分以L形设置。在平面图中，FD D例如从与传输晶体管Tr1D的栅极电极21D重叠的位置向四个像素区域P的中间部分以L形设置。通过将高浓度的n型杂质扩散到设置在靠近半导体基板11的第一表面S1的p型阱区域11y中来形成FD A、FD B、FD C和FD D(图3至图5)。即，FD A、FD B、FD C和FD D均包括设置在半导体基板11的第一表面S1附近的n型杂质扩散区域。
在本实施例中，接触电极26设置在FD A、FD B、FD C和FD D上方并与FD A、FD B、FDC和FD D接触。因此，FD A、FD B、FD C和FD D通过接触电极26彼此电耦合以具有相同的电位。这使得能够在四个像素区域P之间共享FD。接触电极26经由多层布线层20的布线20W耦合到复位晶体管Tr2的一对源极-漏极区域32E和32F中的一个(n型杂质扩散区域)以及放大晶体管Tr3的栅极电极23(图8)。
接触电极26设置在四个像素区域P的中间部分(图2)。在平面图中，接触电极26设置在与像素分离槽11A重叠的位置。接触电极26从半导体基板11的第一表面S1嵌入到半导体基板11中，并与FD A、FD B、FD C和FD D接触。接触电极26的侧面的一部分和底面与FD A、FD B、FD C和FD D接触。
接触电极26具有例如嵌入在半导体基板11中的嵌入部26D和位于半导体基板11外的露出部26U(图3)。嵌入部26D与FD A、FD B、FD C和FD D接触，并且露出部26U设置在多层布线层20中。例如，露出部26U的宽度(宽度WU)大于嵌入部26D的宽度(宽度WD)，并且露出部26U可以设置为从嵌入部26D起变宽(图3)。如稍后详细描述的，接触电极26具有嵌入部26D，这导致接触电极26与FD A、FD B、FD C和FD D之间的接触面积增加，并且接触电阻降低。
图9示出了接触电极26的构造的另一示例。图9对应于沿着图2的线III-III'截取的截面构造。接触电极26可以具有大致长方体的形状(图9)。在接触电极26中，露出部26U的宽度WU等于嵌入部26D的宽度WD。可以容易地形成这种接触电极26。
这样的接触电极26例如包括导电金属材料等。具体地，接触电极26的材料包括铂(Pt)、钛(Ti)、钌(Ru)、钼(Mo)、铜(Cu)、钨(W)、镍(Ni)、铝(Al)、钽(Ta)等的单质或合金。接触电极26可以具有单层构造或多层构造。
复位晶体管Tr2设置在与传输晶体管Tr1C相同的像素区域P中(图2)。复位晶体管Tr2设置在比传输晶体管Tr1C距四个像素区域P的中间部分更远的位置。复位晶体管Tr2对保持在FD中的信号电荷进行复位(清除)。复位晶体管Tr2的栅极电极22与沟道区域相对，并且设置在半导体基板11(图6)的第一表面S1(多层布线层20)上。复位晶体管Tr2的源极-漏极区域32E和32F中的一个耦合到FD，另一个耦合到恒压源VDD(图8)。通过将高浓度的n型杂质扩散到设置在靠近半导体基板11的第一表面S1的p型阱区域11y中来形成复位晶体管Tr2的源极-漏极区域32E和32F。即，复位晶体管Tr2的源极-漏极区域32E和32F分别包括设置在半导体基板11的第一表面S1附近的n型杂质扩散区域。
放大晶体管Tr3设置在与传输晶体管Tr1B相同的像素区域P中(图2)。放大晶体管Tr3设置在比传输晶体管Tr1B距四个像素区域P的中间部分更远的位置。放大晶体管Tr3放大FD中累积的信号电荷，并通过选择晶体管Tr4将放大后的信号电荷输出至垂直信号线Lsig。放大晶体管Tr3的栅极电极23与沟道区域相对，并设置在半导体基板11的第一表面S1(多层布线层20)上。放大晶体管Tr3的栅极电极23耦合到FD(图8)。放大晶体管Tr3的一对源极-漏极区域33E和33F中的一个耦合到恒压源VDD，并且另一个耦合到选择晶体管Tr4。通过将高浓度的n型杂质扩散到设置在靠近半导体基板11的第一表面S1的p型阱区域11y中来形成放大晶体管Tr3的源极-漏极区域33E和33F。即，放大晶体管Tr3的源极-漏极区域33E和33F分别包括设置在半导体基板11的第一表面S1附近的n型杂质扩散区域。
选择晶体管Tr4设置在与传输晶体管Tr1A相同的像素区域P中(图2)。选择晶体管Tr4设置在比传输晶体管Tr1A距四个像素区域P的中间部分更远的位置。选择晶体管Tr4设置在放大晶体管Tr3与垂直信号线Lsig之间(图8)。在将地址信号输入到选择晶体管Tr4的栅极电极24的情况下，选择晶体管Tr4导通以将由放大晶体管Tr3放大的信号电荷输出到垂直信号线Lsig。选择晶体管Tr4的栅极电极24与沟道区域相对，并设置在半导体基板11的第一表面S1(多层布线层20)上。选择晶体管Tr4的一对源极-漏极区域34E和34F中的一个耦合到放大晶体管Tr3的源极-漏极区域33E和33F中的一个，并且另一个耦合到垂直信号线Lsig。通过将高浓度的n型杂质扩散到设置在靠近半导体基板11的第一表面S1的p型阱区域11y中来形成选择晶体管Tr4的源极-漏极区域34E和34F。即，选择晶体管Tr4的源极-漏极区域34E和34F均包括设置在半导体基板11的第一表面S1附近的n型杂质扩散区域。
伪晶体管Tr5设置在与传输晶体管Tr1D相同的像素区域P中。伪晶体管Tr5设置在比传输晶体管Tr1D距四个像素区域P的中间部分更远的位置。伪晶体管Tr5的栅极电极25、沟道区域以及一对源极-漏极区域35E和35F分别具有与复位晶体管Tr2、放大晶体管Tr3和选择晶体管Tr4的栅极电极22、23和24、沟道区域以及一对源极-漏极区域32E、32F、33E、33F、34E和34F相似的构造。
半导体基板11在第一表面Sl附近包括器件隔离膜16。器件隔离膜16嵌入在半导体基板11的第一表面S1中，并且设置在传输晶体管Tr1A、Tr1B、Tr1C和Tr1D、复位晶体管Tr2、放大晶体管Tr3、选择晶体管Tr4和伪晶体管Tr5的周围。相邻的晶体管通过器件隔离膜16彼此电隔离。器件隔离膜16例如包括诸如氧化硅(SiO)和正硅酸乙酯(TEOS，Tetra EthylOrtho Silicate)等绝缘材料。
在半导体基板11中，针对每个像素区域P设置PD 12。PD 12例如包括在半导体基板11的厚度方向上(在Z方向上)形成的n型杂质扩散区域。PD 12例如具有pn结，该pn结具有设置在半导体基板11的第一表面S1附近的p型阱区域11y和在像素分离槽11A周围的p型扩散层。即，PD 12是所谓的pn结型光电二极管。
在半导体基板11(图2和图7)的第一表面S1附近，针对每个像素区域P设置p型杂质扩散区域(扩散区域11xa、11xb、11xc和11xd)。扩散区域11xa、11xb、11xc和11xd各自用作GND(接地)端子，并且PD 12中产生的不必要电荷经由扩散区域11xa、11xb、11xc或11xd释放。
层叠在半导体基板11上的多层布线层20与半导体基板11的第一表面S1接触。多层布线层20中包括的多条布线20W构成例如像素驱动线Lread、垂直信号线Lsig等。层间绝缘膜20I包括例如氧化硅(SiO)等。
覆盖半导体基板11的第二表面S2的绝缘膜13具有例如平坦化第二表面S2的功能。绝缘膜13包括例如氮化硅(SiN)、氧化硅(SiO)、氮氧化硅(SiON)等。绝缘膜13可以具有单层构造或多层构造。绝缘膜13可以包括抗反射膜或固定电荷膜。例如，可以将具有负固定电荷的高介电材料用于固定电荷膜。固定电荷膜包括例如氧化铪(HfO)、氧化铝(AlO)、氧化锆(ZrO)膜、氧化钽(TaO)、氧化钛(TiO)、其层叠膜等。抗反射膜包括例如氮化钛(TiN)、氮化硅、氮氧化硅等。
半导体基板11的第二表面S2隔着绝缘膜13被滤色器14覆盖。滤色器14例如是红色(R)滤光片、绿色(G)滤光片、蓝色(B)滤光片和白色(W)滤光片中的一种，并且例如针对每个像素区域P设置。这些滤色器14以规则的颜色布置(例如，拜耳布置)设置。设置这样的滤色器14允许摄像器件1获取与颜色布置相对应的颜色的光接收数据。
滤色器14上的微透镜15设置在每个像素区域P中与PD 12相对的位置处。进入微透镜15的光聚集在每个像素区域P中的PD 12上。将微透镜15的透镜系统设置为与像素区域P的尺寸相对应的值。微透镜15的透镜材料的示例包括有机材料、氧化硅膜(SiO)等。
(摄像器件1的操作)
例如，在这样的摄像器件1中，按如下方式获取信号电荷。在光经由微透镜15、滤色器14等进入半导体基板11的第二表面S2的情况下，光被各像素区域P的PD 12检测(吸收)，并且红色、绿色或蓝色的彩色光被光电转换。在一对电子和空穴中，一者(例如电子)移动到FD(n型杂质扩散区域)中并在其中累积，另一者(例如空穴)通过p型杂质扩散区域11xa、11xb、11xc或11xd被释放到接地电位GND。
(摄像器件1的运作和效果)
在根据本实施例的摄像器件1中，接触电极26设置成与在两行×两列彼此相邻的四个像素区域P中设置的FD A、FD B、FD C和FD D接触。这使得FD A、FD B、FD C和FD D具有相同的电位，并且FD在彼此相邻的四个像素区域P之间共享。这使得很容易减小每个像素区域P的尺寸。因此，这能够使像素区域P小型化。
另外，接触电极26被嵌入在半导体基板11(具有嵌入部26D)中以与四个杂质扩散区域(FD A、FD B、FD C和FD D)接触。因此，不需要用于将各个杂质区域彼此耦合的布线，这使得可以简化布线的构造。下面使用对比例描述运作和效果。
图10A和图10B示出根据对比例的摄像器件(摄像器件100)的光接收区域的构造。图10A示出了摄像器件100的示意性平面构造，并且图10B示出了沿图10A的线B-B'截取的示意性截面构造。摄像器件100在彼此相邻的像素区域P之间包括像素分离槽11A。在摄像器件100中，FD、复位晶体管Tr2、放大晶体管Tr3、选择晶体管Tr4和伪晶体管Tr5在两行×两列的四个像素区域P之间共享。
在摄像器件100中，针对各个像素区域P设置接触电极(接触电极126A、126B、126C和126D)。接触电极126A、接触电极126B、接触电极126C和接触电极126D分别与FD A、FD B、FD C和FD D接触。贯通半导体基板11的像素分离槽11A设置在彼此相邻的像素区域P之间，因此，在摄像器件100中，接触电极126A、126B、126C和126D通过布线(布线126W)彼此耦合。FD A、FD B、FD C和FD D通过接触电极126A、126B、126C和126D以及布线126W彼此电连接。
在这样的摄像器件100中，FD通过布线126W在多个像素区域P之间共享，这使得布线126W的构造复杂，从而难以使像素区域P小型化。
相比之下，在本实施例中，在分别针对四个像素区域P设置的杂质扩散区域(FD A、FD B、FD C和FD D)上设置一个接触电极26。因此，不需要布线(摄像器件100的布线126W)，因此能够简化布线的结构。这能够使像素区域P小型化。
如上所述，在根据本实施例的摄像器件1中，设置有接触电极26，这使得可以在彼此相邻的像素区域P之间共享FD。这使得可以在多个像素区域P之间共享FD。
另外，在FD A、FD B、FD C和FD D上设置一个接触电极26，并且该一个接触电极26与FD A、FD B、FD C和FD D接触，因此，即使在彼此相邻的像素区域P之间设置像素分离槽11A，也能够简化布线的结构。这使得可以抑制信号电荷从彼此相邻的像素区域P流入，并且可以使像素区域P小型化。
此外，接触电极26嵌入在半导体基板11中，这使得可以增加接触电极26与FD A、FDB、FD C和FD D之间的接触面积，并且降低接触电阻。换句话说，可以通过较小的接触电极26获得必要的接触电阻。这能够使像素区域P小型化。
下面描述上述实施例的变形例，在以下描述中，与上述实施例的组件相同的组件由相同的附图标记表示，并且适当地省略其描述。
<变形例1>
图11A和图11B示意性地示出了根据上述实施例的变形例1的摄像器件(摄像器件1A)的主要部分的构造。图11A示出了光接收区域10P的平面构造，并且图11B示出了沿图11A所示的线B-B'截取的截面构造。在摄像器件1A中，FD在两行×一列的两个像素区域P之间共享。除此之外，摄像器件1A具有与根据上述实施例的摄像器件1相似的结构，其运作和效果也相似。
例如，在摄像器件1A中，布置有传输晶体管Tr1A的像素区域P和布置有传输晶体管Tr1D的像素区域P在列方向上彼此相邻地布置。传输晶体管Tr1A的FD A设置在与传输晶体管Tr1D的FD D相邻的位置。在摄像器件1A中，接触电极26设置成与FD A和FD D接触。
在平面图中，接触电极26布置在与像素分离槽11A重叠的位置，并且从半导体基板11的第一表面S1嵌入半导体基板11中。
在摄像器件1A中，接触电极26设于分别针对两个像素区域P设置的杂质扩散区域(FD A和FD D)上方，这使得能够在彼此相邻的两个像素区域P之间共享FD。图11A和图11B示出了接触电极26设置在两行×一列的两个像素区域P之间的示例，然而，接触电极26可以设置在一行×两列的两个像素区域P之间。
<变形例2>
图12示意性地示出了根据上述实施例的变形例2的摄像器件(摄像器件1B)的主要部分的截面构造。在摄像器件1B中，与接触电极26接触的FD A和FD D均具有杂质浓度不同的区域(FD A1、FD A2、FD D1和FD D2)。除此之外，摄像器件1B具有与根据上述实施例的摄像器件1相似的结构，其运作和效果也相似。
在摄像器件1B中，例如，与上述的变形例1一样，FD在两行×一列的两个像素区域P之间共享，并且接触电极26与FD A及FD D接触。在此，FD A包括与接触电极26接触的FD A1(第一杂质扩散区域)和设置在比FD A1更远离接触电极26的位置处的FD A2(第二杂质扩散区域)，并且FD D包括与接触电极26接触的FD D1(第一杂质扩散区域)和设置在比FD D1更远离接触电极26的位置处的FD D2(第二杂质扩散区域)。即，以接触电极26为中心，FD A2和FD D2布置在FD A1和FD D1的外侧。FD A2的杂质浓度低于FD A1的杂质浓度，并且FD D2的杂质浓度低于FD D1的杂质浓度。
在摄像器件1B中，分别具有比FD A1和FD D1的杂质浓度低的杂质浓度的FD D2和FD D2设置在与接触电极26接触的FD A1和FD D1的外部，这使得能够在降低接触电阻的同时抑制由杂质扩散区域引起的寄生电容。图12示出了在两行×一列的两个像素区域P之间共享FD的示例，然而，在两行×两列的四个像素区域P之间共享FD的情况下，也可以在FD(例如，FD A、FD B、FD C和FD D)中设置具有不同杂质浓度的区域。
<变形例3>
图13A和图13B示意性地示出了根据上述实施例的变形例3的摄像器件(摄像器件1C)的主要部分的构造。图13A示出了光接收区域10P的平面构造，图13B示出了沿图13A所示的线B-B'截取的截面结构。在摄像器件1C中，复位晶体管Tr2的恒压源VDD端子(源极-漏极区域32F)和放大晶体管Tr3的恒压源VDD端子(源极-漏极区域33F)在两行×一列的两个像素区域P之间共享。除此之外，摄像器件1C具有与根据上述实施例的摄像器件1相似的构造，其运作和效果也相似。
在摄像器件1C中，例如，在列方向上彼此相邻的两个像素区域之间共享复位晶体管Tr2、放大晶体管Tr3、选择晶体管Tr4和伪晶体管Tr5。例如，在两个像素区域P中，一个像素区域P(在图13A中的纸面的上侧)设置有传输晶体管Tr1D、复位晶体管Tr2和伪晶体管Tr5，另一像素区域P(在图13A中的纸面的下侧)设置有传输晶体管Tr1A、放大晶体管Tr3和选择晶体管Tr4。复位晶体管Tr2和放大晶体管Tr3在这两个像素区域P之间彼此相邻地布置。
如以上实施例中所述，复位晶体管Tr2的一对源极-漏极区域32E和32F以及放大晶体管Tr3的一对源极-漏极区域33E和33F均包括n型杂质扩散区域。例如，复位晶体管Tr2的源极-漏极区域32F和放大晶体管Tr3的源极-漏极区域33F设置在相邻的位置。在摄像器件1C中，接触电极26设置成与源极-漏极区域32F和源极-漏极区域33F接触。
在平面图中，接触电极26布置在与像素分离槽11A重叠的位置，并从半导体基板11的第一表面S1嵌入半导体基板11。接触电极26例如经由多层布线层20的布线20W(图3等)与恒压源VDD耦合。
在摄像器件1C中，接触电极26设于分别针对两个像素区域P设置的杂质扩散区域(源极-漏极区域32F和33F)上方，这使得能够在彼此相邻的两个像素区域P之间共享恒压源VDD端子。图13A和图13B示出了接触电极26设置在两行×一列的两个像素区域P之间的示例，然而，接触电极26也可以设置在一行×两列的两个像素区域P之间。
图14示出了摄像器件1C的构造的另一示例。在摄像器件1C中，复位晶体管Tr2、放大晶体管Tr3、选择晶体管Tr4和伪晶体管Tr5在两行×两列的四个像素区域之间共享。可以共享复位晶体管Tr2的恒压源VDD端子(源极-漏极区域32F)和放大晶体管Tr3的恒压源VDD端子(源极-漏极区域33F)。
例如，在摄像器件1C中，复位晶体管Tr2和放大晶体管Tr3在行方向上彼此相邻的两个像素区域P之间彼此相邻地布置。例如，复位晶体管Tr2的源极-漏极区域32F和放大晶体管Tr3的源极-漏极区域33F设置在相邻的位置处。接触电极26设置成与源极-漏极区域32F和源极-漏极区域33F接触。即，接触电极26设于在行方向上彼此相邻的两个像素区域P上。
可以将本变形例与上述实施例或变形例1组合。具体地，恒压源VDD端子可以与FD一起在四个像素区域P之间或在两个像素区域P之间共享。另外，可以将本变形例与上述变形例2组合。具体地，源极-漏极区域32F和33F可以设置有具有不同杂质浓度的区域。
<应用示例>
上述的摄像器件1、1A、1B和1C(以下简称为摄像器件1)适用于各种类型的摄像装置(电子装置)，例如，能够捕获例如可见光区中的波长的光的图像的相机。图15示出了作为摄像装置的示例的电子装置3(相机)的示意性构造。电子装置3例如是能够捕获静止图像或运动图像的相机，并且包括摄像器件1、光学系统(光学透镜)310、快门器件311、驱动摄像器件1和快门器件311的驱动器313以及信号处理器312。
光学系统310将来自对象的图像光(入射光)引导至摄像器件1。该光学系统310可包括多个光学透镜。快门器件311控制摄像器件1的光照射时段和遮光时段。驱动器313控制摄像器件1的传输操作和快门器件311的快门操作。信号处理器312对从摄像器件1输出的信号执行各种信号处理。经信号处理之后的图像信号Dout被存储在诸如存储器之类的存储介质中或者被输出到监视器等。
<体内信息获取系统的实际应用示例>
此外，根据本公开的技术(本技术)适用于各种产品。例如，根据本公开的技术可以应用于内窥镜手术系统。
图16是示出使用胶囊型内窥镜的患者的体内信息获取系统的示意性构造的示例的框图，该胶囊型内窥镜可以采用根据本公开的实施例的技术(本技术)。
体内信息获取系统10001包括胶囊型内窥镜10100和外部控制装置10200。
在检查时患者吞咽胶囊型内窥镜10100。胶囊型内窥镜10100具有摄像功能和无线通信功能，并且在患者自然地排出胶囊型内窥镜10100之前，通过蠕动胶囊型内窥镜10100在脏器内部移动一段时间，同时以预定的时间间隔依次获取诸如胃和肠等脏器内部的图像(下文称为体内图像)。然后，胶囊型内窥镜10100通过无线传输将体内图像的信息依次发送到体外的外部控制装置10200。
外部控制装置10200整体控制体内信息获取系统10001的操作。此外，外部控制装置10200接收从胶囊型内窥镜10100发送来的体内图像的信息，并基于接收到的体内图像信息生成用于在显示装置(未图示)上显示体内图像的图像数据。
在体内信息获取系统10001中，在吞咽胶囊型内窥镜10100之后，以这种方式能够在任何时间获取拍摄了患者身体内部状态的体内图像，直到排出胶囊型内窥镜10100为止。
下面更详细的说明胶囊型内窥镜10100和外部控制装置10200的构造和功能。
胶囊型内窥镜10100具有胶囊型的壳体10101，壳体10101容纳有光源单元10111、摄像单元10112、图像处理单元10113、无线通信单元10114、供电单元10115、电源单元10116和控制单元10117。
光源单元10111例如包括发光二极管(LED)等光源，并且使光照射在摄像单元10112的摄像视场上。
摄像单元10112包括摄像元件和设置在摄像元件前级的包括多个透镜的光学系统。照射到作为观察目标的身体组织的光的反射光(下文称为观察光)被光学系统聚集并且进入摄像元件。在摄像单元10112中，入射的观察光被摄像元件光电转换，由此产生与观察光对应的图像信号。由摄像单元10112生成的图像信号被提供到图像处理单元10113。
图像处理单元10113包括诸如中央处理单元(CPU)或图形处理单元(GPU)等处理器，并且对由摄像单元10112产生的图像信号进行各种信号处理。图像处理单元10113将由此经过信号处理的图像信号作为RAW数据提供给无线通信单元10114。
无线通信单元10114对已由图像处理单元10113进行信号处理的图像信号进行诸如调制处理等预定处理，并将所得的图像信号通过天线10114A发送到外部控制装置10200。此外，无线通信单元10114通过天线10114A从外部控制装置10200接收有关胶囊型内窥镜10100的驱动控制的控制信号。无线通信单元10114将从外部控制装置10200接收到的控制信号提供到控制单元10117。
供电单元10115包括用于功率接收的天线线圈、根据在天线线圈中产生的电流再生电力的功率再生电路、升压电路等。供电单元10115利用非接触充电原理产生电力。
电源单元10116包括蓄电池并且存储由供电单元10115产生的电力。在图16中，为了避免图示复杂，省略了表示电源单元10116的电力供给目的地的箭头等。然而，存储在电源单元10116中的电力被提供给光源单元10111、摄像单元10112、图像处理单元10113、无线通信单元10114和控制单元10117，并且能够用于驱动这些单元。
控制单元10117包括诸如CPU等处理器，并且根据从外部控制装置10200发送来的控制信号适当地控制光源单元10111、摄像单元10112、图像处理单元10113、无线通信单元10114和供电单元10115的驱动。
外部控制装置10200包括诸如CPU或GPU等处理器、或者其中处理器和诸如存储器等存储元件合并的微型计算机、控制板等。外部控制装置10200通过天线10200A将控制信号发送给胶囊型内窥镜10100的控制单元10117来控制胶囊型内窥镜10100的操作。在胶囊型内窥镜10100中，例如，能够根据来自外部控制装置10200的控制信号改变光源单元10111的向观察目标发光的条件。而且，能够根据来自外部控制装置10200的控制信号改变摄像条件(例如，摄像单元10112的帧率、曝光值等)。而且，可以根据来自外部控制装置10200的控制信号改变图像处理单元10113处理的内容或者用于无线通信单元10114发送图像信号的条件(例如，发送时间间隔、发送图像的个数等)。
而且，外部控制装置10200对从胶囊型内窥镜10100发送来的图像信号进行各种图像处理以生成用于在显示装置上显示所拍摄的体内图像的图像数据。例如，作为图像处理，能够执行诸如诸如显色处理(去马赛克处理)、图像质量改善处理(带宽增强处理、超分辨率处理、噪声降低(NR)处理和/或图像稳定处理)和/或放大处理(电子变焦处理)等各种信号处理。外部控制装置10200控制显示装置的驱动以使显示装置基于所产生的图像数据显示所拍摄的体内图像。或者，外部控制装置10200还可以控制记录装置(未图示)以记录所产生的图像数据或者控制打印装置(未图示)以通过打印输出所产生的图像数据。
上文已对可以采用根据本公开的技术的体内信息获取系统的一个示例进行了说明。根据本公开的技术可以应用于例如上述组件中的摄像单元10112。这使得能够提高检测精度。
<内窥镜手术系统的实际应用示例>
根据本公开的技术(本技术)可以应用于各种产品。例如，根据本公开的技术可以应用于内窥镜手术系统。
图17是示出可以应用根据本公开的实施例的技术(本技术)的内窥镜手术系统的示意性构造示例的图。
在图17中，示出了外科医生(医师)11131使用内窥镜手术系统11000对病床11133上的患者11132进行手术的状态。如图所示，内窥镜手术系统11000包括内窥镜11100、诸如气腹管(pneumoperitoneum tube)11111和能量设备11112等其他手术用具11110、支撑内窥镜11100的支撑臂装置11120、和安装有用于内窥镜手术的各种装置的推车11200。
内窥镜11100包括镜筒11101和摄像头11102，从镜筒11101的远端起的预定长度的区域被插入患者11132的体腔中，摄像头11102连接到镜筒11101的近端。在所示的示例中，内窥镜11100示为包括具有刚性镜筒11101的刚性镜。然而，内窥镜11100也可以包括具有柔性镜筒11101的柔性镜。
在镜筒11101的远端处设有开口，物镜嵌入在开口中。光源装置11203连接到内窥镜11100，使得由光源装置11203产生的光通过在镜筒11101内延伸的光导被引导到镜筒11101的远端，并且该光通过物镜照向患者11132体腔中的观察对象。注意，内窥镜11100可以是前视内窥镜(forward-viewing endoscope)，或者可以是斜视内窥镜(oblique-viewing endoscope)或侧视内窥镜(side-viewing endoscope)。
在摄像头11102的内部设置有光学系统和摄像元件，使得来自观察对象的反射光(观察光)被光学系统聚集在摄像器件上。观察光经过摄像器件进行光电转换，产生对应于观察光的电信号，即，对应于观察图像的图像信号。该图像信号作为RAW数据被发送到相机控制单元(CCU)11201。
CCU 11201包括中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)等，并且整体地控制内窥镜11100和显示装置11202的操作。此外，CCU 11201接收来自摄像头11102的图像信号，并且例如对图像信号进行诸如显像处理(去马赛克处理)等各种图像处理以基于图像信号显示图像。
在CCU 11201的控制下，显示装置11202显示基于图像信号(已经由CCU 11201进行了图像处理)的图像。
光源装置11203包括诸如发光二极管(LED)等光源，并将用于拍摄手术部位的照射光提供给内窥镜11100。
输入装置11204是内窥镜手术系统11000的输入接口。用户可以通过输入装置11204输入各种信息或向内窥镜手术系统11000输入指令。例如，用户可以输入指令等以改变内窥镜11100的摄像条件(照射光的类型、倍率、焦距等)。
治疗工具控制装置11205控制用于组织烧灼或切割、血管封合等的能量设备11112的驱动。气腹装置11206通过气腹管11111将气体供入患者11132的体腔中以使体腔膨胀，以便确保内窥镜11100的视野和外科医生的操作空间。记录仪11207是能够记录与手术有关的各种信息的装置。打印机11208是能够打印诸如文本、图像或图表等各种形式的与手术有关的各种信息的装置。
应当注意，向内窥镜11100提供拍摄手术部位的照射光的光源装置11203可以包括白光源，例如包括LED、激光光源或LED和激光光源的组合。在白光源包括红、绿、蓝(RGB)激光光源的组合的情况下，由于能够高精度地控制各颜色(各波长)的输出强度和输出时序，因此能够通过光源装置11203调整拍摄的图像的白平衡。而且，在这种情况下，如果来自各RGB激光光源的激光束以时分方式照射到观察对象上，则可以与发光时序同步地控制摄像头11102的摄像元件的驱动。还能够以时分的方式获取对应于R、G和B各颜色的图像。根据该方法，即使没有为摄像元件设置滤色器，也能够获得彩色图像。
另外，可以控制光源装置11203，使得要输出的光强度以预定时间改变。通过与光强度变化的时序同步地控制摄像头11102的摄像元件的驱动来以时分的方式获取图像，并且合成图像，能够产生高动态范围的图像，而没有曝光不足的遮挡阴影和过度曝光的亮点。
另外，光源装置11203可以配置成提供用于特殊光观察的预定波长带的光。在特殊光观察中，例如，利用人体组织中的光吸收的波长依赖性发出相比于普通观察时的照射光(即白光)窄带的光，以高对比度执行拍摄诸如黏膜表层部分的血管等预定组织的窄带观察(窄带摄像)。可替代地，在特殊光观察中，可以执行根据发射激发光而产生的荧光来获得图像的荧光观察。在荧光观察中，可以通过将激发光照射到人体组织上来执行来自人体组织的荧光的观察(自发荧光观察)，或者通过将诸如吲哚菁绿(ICG，indocyanine green)等试剂局部注射到人体组织中，并且向人体组织发出与试剂的荧光波长对应的激发光，来获得荧光图像。可以将光源装置11203配置成提供适用于如上所述的特殊光观察的这种窄带光和/或激发光。
图18是示出图17所示的摄像头11102和CCU 11201的功能构造的示例的框图。
摄像头11102包括透镜单元11401、摄像单元11402、驱动单元11403、通信单元11404和摄像头控制单元11405。CCU 11201包括通信单元11411、图像处理单元11412和控制单元11413。摄像头11102和CCU11201通过传输线缆11400彼此可通信地连接。
透镜单元11401是光学系统，设置在与镜筒11101的连接位置。从镜筒11101的远端入射的观察光被引导至摄像头11102，并被引入到透镜单元11401中。透镜单元11401包括多个透镜(包括变焦透镜和聚焦透镜)的组合。
摄像单元11402所包括的摄像元件的数量可以是一个(单板型)或多个(多板型)。例如，在摄像单元11402被构造为多板型的情况下，摄像元件产生与RGB各颜色对应的图像信号，然后合成这些图像信号以获得彩色图像。摄像单元11402也可以配置成包括用于获取适于三维(3D)显示的右眼和左眼的各图像信号的一对摄像元件。如果进行3D显示，则外科医生11131能够更精确地掌握手术部位的身体组织的深度。注意，在摄像单元11402被构造为立体型的情况下，对应于各个摄像元件设置多个透镜单元11401的系统。
另外，摄像单元11402并非必须设置在摄像头11102上。例如，摄像单元11402可以设置在镜筒11101内紧跟在物镜的后方。
驱动单元11403包括致动器，并且在摄像头控制单元11405的控制下将透镜单元11401的变焦透镜和聚焦透镜沿着光轴移动预定距离。因此，能够适当地调整摄像单元11402获取的图像的倍率和焦点。
通信单元11404包括用于向CCU 11201发送各种信息和从CCU11201接收各种信息的通信装置。通信单元11404将从摄像单元11402作为RAW数据获得的图像信号通过传输线缆11400发送到CCU 11201。
另外，通信单元11404从CCU 11201接收用于控制摄像头11102的驱动的控制信号，并将该控制信号提供给摄像头控制单元11405。例如，控制信号包括与摄像条件相关的信息，例如，用于规定所拍摄图像的帧率的信息、用于规定摄像时的曝光值的信息和/或用于规定所拍摄图像的倍率和焦点的信息等。
应当指出，诸如帧率、曝光值、倍率或焦点等摄像条件可以由用户适当地指定，或者可以由CCU 11201的控制单元11413基于所获取的图像信号来自动地设置。在后一种情况下，内窥镜11100合并有自动曝光(AE，auto exposure)功能、自动聚焦(AF，auto focus)功能和自动白平衡(AWB，auto white balance)功能。
摄像头控制单元11405基于通过通信单元11404接收的来自CCU11201的控制信号来控制摄像头11102的驱动。
通信单元11411包括用于向摄像头11102发送各种信息和从摄像头11102接收各种信息的通信装置。通信单元11411通过传输线缆11400接收从摄像头11102发送来的图像信号。
另外，通信单元11411将用于控制摄像头11102的驱动的控制信号发送到摄像头11102。该图像信号和控制信号能够通过电通信、光通信等进行传输。
图像处理单元11412对从摄像头11102发送来的RAW数据形式的图像信号执行各种图像处理。
控制单元11413执行与内窥镜11100获取的手术部位等的图像有关的各种控制，以及与对手术部位等的图像拍摄而获得的拍摄图像的显示有关的各种控制。例如，控制单元11413产生用于控制摄像头11102的驱动的控制信号。
另外，基于经过图像处理单元11412进行图像处理的图像信号，控制单元11413控制显示装置11202显示拍摄了手术部位等的拍摄图像。于是，控制单元11413可以利用各种图像识别技术来识别所拍摄的图像中的各物体。例如，控制单元11413能够通过检测所拍摄图像中包括的物体的边缘的形状、颜色等来识别诸如镊子等手术用具、特定身体部位、出血、在使用能量设备11112时的薄雾等。当控制单元11413控制显示装置11202显示所拍摄的图像时，控制单元11413可以利用识别结果使得各种手术辅助信息以与手术部位的图像叠加的方式显示。当手术辅助信息叠加显示并且呈现给外科医生11131时，能够减少外科医生11131的负担，并且使外科医生11131能够确定无疑地进行手术。
将摄像头11102和CCU 11201彼此连接的传输线缆11400是用于电信号的通信的电信号电缆、用于光通信的光纤或用于电和光通信的复合电缆。
这里，在所示的示例中，尽管使用传输线缆11400通过有线通信执行通信，但是摄像头11102与CCU 11201之间的通信可以通过无线通信来执行。
上文已经描述了可以应用根据本公开的技术的内窥镜手术系统的一个示例。根据本公开的技术可以应用于上述组件中的摄像单元11402。将根据本公开的技术应用于摄像单元11402提高了检测精度。
应当注意，这里已经作为示例描述了内窥镜手术系统，但是根据本公开的技术可以另外应用于例如显微手术系统等。
<移动体的实际应用示例>
根据本公开的技术可以应用于各种产品。例如，根据本公开的技术可以实现为安装到以下任何一种移动体的设备，例如，汽车、电动汽车、混合动力电动汽车、摩托车、自行车、个人移动装置、飞机、无人机、船、机器人、建筑机械或农用机械(拖拉机)等。
图19是示出车辆控制系统的示意性构造的示例的框图，该车辆控制系统作为采用了根据本公开的技术的移动体控制系统的示例。
车辆控制系统12000包括经由通信网络12001彼此连接的多个电子控制单元。在图19所示的示例中，车辆控制系统12000包括驱动系统控制单元12010、主体系统控制单元12020、车外信息检测单元12030、车内信息检测单元12040和集成控制单元12050。另外，示出了微型计算机12051、声音/图像输出部12052和车载网络接口(I/F)12053作为集成控制单元12050的功能性构造。
驱动系统控制单元12010根据各种程序控制有关车辆的驱动系统的设备的操作。例如，驱动系统控制单元12010用作以下设备的控制设备，用于产生车辆的驱动力的诸如内燃机、驱动电机等驱动力生成设备、用于将驱动力传输给车轮的驱动力传输机构、用于调节车辆的转向角度的转向机构、用于产生车辆的制动力的制动设备等。
主体系统控制单元12020根据各种程序控制设于车辆主体上的各种设备的操作。例如，主体系统控制单元12020用作无钥匙进入系统、智能钥匙系统、电动车窗设备或者诸如前照灯、备用灯、制动灯、转向信号灯、雾灯等各种灯的控制设备。在此情况下，代替钥匙的从移动设备发送的无线电波或者各种开关的信号能够被输入至主体系统控制单元12020。主体系统控制单元12020接收这些输入的无线电波或信号，并且控制车辆的门锁设备、电动车窗设备、灯等。
车外信息检测单元12030检测关于具有车辆控制系统12000的车辆的外部的信息。例如，车外信息检测单元12030连接到摄像部12031。车外信息检测单元12030使摄像部12031拍摄车辆外部的图像，并且接收所拍摄的图像。基于所接收到的图像，车外信息检测单元12030可以进行检测诸如路面上的人、车辆、障碍物、标记、符号等物体的处理，或者进行检测到其距离的处理。
摄像部12031是接收光的光学传感器，并且输出与接收光的光量对应的电信号。摄像部12031能够输出电信号作为图像，或者输出电信号作为关于测量距离的信息。另外，由摄像部12031接收到的光可以是可见光，或者可以是诸如红外线等不可见光。
车内信息检测单元12040检测有关车辆内部的信息。例如，车内信息检测单元12040连接到检测驾驶员状态的驾驶员状态检测部12041。驾驶员状态检测部12041例如包括拍摄驾驶员的相机。基于从驾驶员状态检测部12041输入的检测信息，车内信息检测单元12040可以计算驾驶员的疲劳程度或驾驶员的专心程度，或者可以判断驾驶员是否打瞌睡。
基于通过车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获得的有关车内或车外的信息，微型计算机12051能够计算驱动力生成设备、转向机构或制动设备的控制目标值，并且将控制命令输出到驱动系统控制单元12010。例如，微型计算机12051能够进行协同控制以实现高级驾驶员辅助系统(ADAS)的功能，该功能包括车辆防止碰撞或减震、基于车间距的跟随驾驶、车速保持驾驶、车辆碰撞警告、车辆偏离车道的警告等。
另外，基于通过车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获得的有关车内或车外的信息，微型计算机12051能够通过控制驱动力生成设备、转向机构、制动设备等，执行协同控制以进行自主行驶，这使得车辆无需依靠驾驶员的操作等而自动行驶。
另外，基于通过车外信息检测单元12030获得的有关车外的信息，微型计算机12051能够将控制命令输出到主体系统控制单元12020。例如，根据车外信息检测单元12030检测到的前面车辆或迎面来车的位置，微型计算机12051能够通过控制前照灯将远光变为近光来执行协同控制，以防止眩光。
声音/图像输出部12052将声音和图像中的至少一者的输出信号发送到能够在视觉或听觉上向车辆的乘客或车辆外部通知信息的输出装置。在图20的示例中，示出了音频扬声器12061、显示部12062和设备面板12063作为输出装置。例如，显示部12062可包括车载显示器和抬头显示器(head-up display)中的至少一者。
图20是示出摄像部12031的安装位置的示例的图。
在图20中，摄像部12031包括摄像部12101、12102、12103、12104和12105。
例如，摄像部12101、12102、12103、12104和12105设置在以下位置：车辆12100的前鼻、后视镜、后保险杠、后门、车辆内部的挡风玻璃的上部。设于前鼻的摄像部12101和设在车辆内部的挡风玻璃的上部的摄像部12105主要获取车辆12100的前方的图像。设于侧视镜的摄像部12102和12103主要获取车辆12100的侧面的图像。设于后保险杠或后门的摄像部12104主要获取车辆12100的后方的图像。设在车辆内部的挡风玻璃的上部的摄像部12105主要用于检测前方行驶的车辆、行人、障碍物、交通信号、交通标志、车道等。
另外，图20示出了摄像部12101到12104的摄像范围的示例。摄像范围12111表示设于前鼻的摄像部12101的摄像范围。摄像范围12112和12113分别表示设于后视镜的摄像部12102和12103的摄像范围。摄像范围12114表示设于后保险杠或后门的摄像部12104的摄像范围。例如，通过叠加由摄像部12102到12104拍摄的图像数据来获得从上方所视的车辆12100的鸟瞰图。
摄像部12101到12104中的至少一者可具有获取距离信息的功能。例如，摄像部12101到12104中的至少一者可以是由多个摄像元件构成的立体照相机，或者可以是具有用于相位差检测的像素的摄像元件。
例如，根据从摄像部12101到12104获得的距离信息，微型计算机12051能够确定到摄像范围12111至12114内各三维目标的距离以及距离的时间变化(相对车辆12100的相对速度)，并且由此提取最近的三维目标(尤其是在车辆12100的行驶路径上并且以预定速度(例如，0km/小时以上)在与车辆12100基本相同的方向上行驶)作为前方行驶的车辆。此外，微型计算机12051能够预先设定要保持的与前行车辆的车间距，并且进行自动制动控制(包括跟随停止控制)、自动加速控制(包括跟随启动控制)等。这样，能够执行协同控制以进行无需依靠驾驶员的操作等而自主行驶的自动驾驶。
例如，基于从摄像部12102到12104获得的距离信息，微型计算机12051能够将有关三维物体的三维物体数据分为两轮车辆、标准型车辆、大型车辆、行人、公用电线杆以及其他三维物体的三维物体数据，提取分类的三维物体数据，并使用提取的三维物体数据自动避开障碍物。例如，微型计算机12051将车辆12100周围的障碍物识别为车辆12100的驾驶员能够视觉辨识的障碍物和车辆12100的驾驶员难以视觉辨识的障碍物。然后，微型计算机12051判断表明与各障碍物相碰撞的风险的碰撞风险。在碰撞风险等于或高于设定值并且有可能碰撞的情况下，微型计算机12051通过音频扬声器12061或显示部12062向驾驶员输出警告，并且经驱动系统控制单元12010进行强制减速或转向避让。由此微型计算机12051能够辅助驾驶而避免碰撞。
摄像部12101到12104中的至少一者可以是检测红外线的红外相机。例如，微型计算机12051能够通过判断在摄像部12101到12104的拍摄图像中是否有行人来识别行人。例如，通过在作为红外相机的摄像部12102到12104拍摄的图像中提取特征点的步骤，以及通过对表示物体的轮廓的一系列特征点进行图案匹配处理来判断是否是行人的步骤，来实现这种行人的识别。当微型计算机12051判断出在摄像部12101到12104拍摄的图像中有行人并识别出行人时，声音/图像输出部12052控制显示部12062，使得用于强调的矩形轮廓线显示为叠加在识别出的行人上。声音/图像输出部12052也可以控制显示部12062，使得在期望的位置处显示表示行人的图标等。
上文说明了可以采用根据本公开的技术的车辆控制系统的一个示例。根据本公开的技术可以应用于上述组件中的摄像部12031。将根据本公开的技术应用于摄像部12031使得能够获得更容易看到的捕获图像。因此，可以减少驾驶员的疲劳。
上文已经参考实施例和变形例说明了本公开，然而，本公开内容不限于上述实施例等，并且可以以各种方式进行变形。例如，以上实施例中描述的摄像器件等的构造仅是示例性的，并且可以进一步包括任何其他层。另外，各层的材料和厚度也仅是示例性的，并且不限于上述那些。
例如，在上述实施例等中，对接触电极26具有嵌入部26D和露出部26U(参照图3)的情况进行了说明，然而，如图21所示，接触电极26可以不具有嵌入部26D。即，接触电极26可以仅包括露出部26U。可以容易地形成这种接触电极26。注意，图21对应于沿着图2的线III-III'截取的截面构造。
此外，在上述实施例等中，已经描述了各个晶体管(传输晶体管、复位晶体管、放大晶体管和选择晶体管)的布置的一个示例，然而，各个晶体管的布置可以与该示例不同。
另外，在上述实施例等中，已经描述了读出电路的构造的一个示例，然而，读出电路的构造可以与该示例不同。例如，读出电路可以不包括选择晶体管。
另外，在上述实施例等中，已经描述了示例：在行方向或列方向上彼此相邻的两个像素之间或在两行×两列的四个像素区域P之间共享杂质扩散区域，但是，杂质扩散区域可以由两行×两列的单位以外的任何单位(例如，一行×两列、三行×三列等)共享。
另外，在上述实施例等中，已经描述了杂质扩散区域包括n型杂质扩散区域的情况，然而，例如，杂质扩散区域可以包括p型杂质扩散区域。
应当注意，上述实施例等中描述的效果仅仅是示例性的，并且可以是任何其他效果，或者可以进一步包括任何其他效果。
要注意的是，本公开可以具有以下构造。
(1)
一种固态摄像器件，其包括：
半导体基板，其具有彼此相对的第一表面和第二表面，并且包括针对每个像素区域设置的光电转换器；
杂质扩散区域，其针对每个所述像素区域设置在所述半导体基板的所述第一表面附近；以及
接触电极，其从所述第一表面嵌入在所述半导体基板中，并且设置在各自针对彼此相邻的所述像素区域中的每一者设置的所述杂质扩散区域上方，且与所述杂质扩散区域接触。
(2)
根据(1)所述的固态摄像器件，还包括像素分离槽，所述像素分离槽设置在彼此相邻的所述像素区域之间，并且从所述第一表面至所述第二表面贯穿所述半导体基板。
(3)
根据(2)所述的固态摄像器件，其中，所述接触电极布置在与所述像素分离槽重叠的位置处。
(4)
根据(1)至(3)中任一项所述的固态摄像器件，其中，所述接触电极的侧面的至少一部分和所述接触电极的底面与所述杂质扩散区域接触。
(5)
根据(1)至(4)中任一项所述的固态摄像器件，其中，所述接触电极包括嵌入在所述半导体基板中的嵌入部和设置在所述半导体基板外部的露出部。
(6)
根据(5)所述的固态摄像器件，其中，所述露出部的宽度等于所述嵌入部的宽度。
(7)
根据(5)所述的固态摄像器件，其中，所述露出部设置为宽度比所述嵌入部的宽度宽。
(8)
根据(1)至(7)中任一项所述的固态摄像器件，其中，所述接触电极设置在各自针对两个所述像素区域中的每一者设置的所述杂质扩散区域上方，并与所述杂质扩散区域接触。
(9)
根据(1)至(8)中任一项所述的固态摄像器件，其中，所述接触电极设置在各自针对四个所述像素区域中的每一者设置的所述杂质扩散区域上方，并与所述杂质扩散区域接触。
(10)
根据(1)至(9)中任一项所述的固态摄像器件，其中，所述杂质扩散区域构成电荷累积部，在所述电荷累积部中累积所述光电转换器中产生的信号电荷。
(11)
根据(1)至(9)中任一项所述的固态摄像器件，还包括针对彼此相邻的所述像素区域中的每一者设置的晶体管，其中，
所述杂质扩散区域构成所述晶体管的源极-漏极区域。
(12)
根据(11)所述的固态摄像器件，其中，所述接触电极耦合至VDD电位。
(13)
根据(1)至(12)中任一项所述的固态摄像器件，其中，所述杂质扩散区域包括第一杂质扩散区域和第二杂质扩散区域，所述第一杂质扩散区域与所述接触电极接触，所述第二杂质扩散区域布置在比所述第一杂质扩散区域更远离所述接触电极的位置处，并且所述第二杂质扩散区域的杂质浓度低于所述第一杂质扩散区域的杂质浓度。
(14)
根据(1)至(13)中任一项所述的固态摄像器件，其中，所述杂质扩散区域包括n型杂质扩散区域。
(15)
一种设置有固态摄像器件的固态摄像装置，所述固态摄像器件包括：
半导体基板，其具有彼此相对的第一表面和第二表面，并且包括针对每个像素区域设置的光电转换器；
杂质扩散区域，其针对每个所述像素区域设置在所述半导体基板的所述第一表面附近；以及
接触电极，其从所述第一表面嵌入在所述半导体基板中，并且设置在各自针对彼此相邻的所述像素区域中的每一者设置的所述杂质扩散区域上方，且与所述杂质扩散区域接触。
本申请要求于2018年5月16日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP2018-94226的优先权，其全部内容通过引用合并于此。
本领域技术人员应当理解，取决于设计要求和其他因素，可以进行各种变形、组合、子组合和变更，只要它们在所附权利要求或其等同物的范围内即可。

Claims (15)

1.一种固态摄像器件，其包括：
半导体基板，其具有彼此相对的第一表面和第二表面，并且包括针对每个像素区域设置的光电转换器；
杂质扩散区域，其针对每个所述像素区域设置在所述半导体基板的所述第一表面附近；以及
接触电极，其从所述第一表面嵌入在所述半导体基板中，并且设置在各自针对彼此相邻的所述像素区域中的每一者设置的所述杂质扩散区域上方，且与所述杂质扩散区域接触。
2.根据权利要求1所述的固态摄像器件，还包括像素分离槽，所述像素分离槽设置在彼此相邻的所述像素区域之间，并且从所述第一表面至所述第二表面贯穿所述半导体基板。
3.根据权利要求2所述的固态摄像器件，其中，所述接触电极布置在与所述像素分离槽重叠的位置处。
4.根据权利要求1所述的固态摄像器件，其中，所述接触电极的侧面的至少一部分和所述接触电极的底面与所述杂质扩散区域接触。
5.根据权利要求1所述的固态摄像器件，其中，所述接触电极包括嵌入在所述半导体基板中的嵌入部和设置在所述半导体基板外部的露出部。
6.根据权利要求5所述的固态摄像器件，其中，所述露出部的宽度等于所述嵌入部的宽度。
7.根据权利要求5所述的固态摄像器件，其中，所述露出部设置为宽度比所述嵌入部的宽度宽。
8.根据权利要求1所述的固态摄像器件，其中，所述接触电极设置在各自针对两个所述像素区域中的每一者设置的所述杂质扩散区域上方，并与所述杂质扩散区域接触。
9.根据权利要求1所述的固态摄像器件，其中，所述接触电极设置在各自针对四个所述像素区域中的每一者设置的所述杂质扩散区域上方，并与所述杂质扩散区域接触。
10.根据权利要求1所述的固态摄像器件，其中，所述杂质扩散区域构成电荷累积部，在所述电荷累积部中累积所述光电转换器中产生的信号电荷。
11.根据权利要求1所述的固态摄像器件，还包括针对彼此相邻的所述像素区域中的每一者设置的晶体管，其中，
所述杂质扩散区域构成所述晶体管的源极-漏极区域。
12.根据权利要求11所述的固态摄像器件，其中，所述接触电极耦合至VDD电位。
13.根据权利要求1所述的固态摄像器件，其中，所述杂质扩散区域包括第一杂质扩散区域和第二杂质扩散区域，所述第一杂质扩散区域与所述接触电极接触，所述第二杂质扩散区域布置在比所述第一杂质扩散区域更远离所述接触电极的位置处，并且所述第二杂质扩散区域的杂质浓度低于所述第一杂质扩散区域的杂质浓度。
14.根据权利要求1所述的固态摄像器件，其中，所述杂质扩散区域为n型杂质扩散区域。
15.一种设置有固态摄像器件的固态摄像装置，所述固态摄像器件包括：
半导体基板，其具有彼此相对的第一表面和第二表面，并且包括针对每个像素区域设置的光电转换器；
杂质扩散区域，其针对每个所述像素区域设置在所述半导体基板的所述第一表面附近；以及
接触电极，其从所述第一表面嵌入在所述半导体基板中，并且设置在各自针对彼此相邻的所述像素区域中的每一者设置的所述杂质扩散区域上方，且与所述杂质扩散区域接触。
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