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TW202236656A - 固態攝像裝置及電子機器 - Google Patents

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TW202236656A
TW202236656A TW111101936A TW111101936A TW202236656A TW 202236656 A TW202236656 A TW 202236656A TW 111101936 A TW111101936 A TW 111101936A TW 111101936 A TW111101936 A TW 111101936A TW 202236656 A TW202236656 A TW 202236656A
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photoelectric conversion
solid
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imaging device
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TW111101936A
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Inventor
唐仁原裕樹
Original Assignee
日商索尼半導體解決方案公司
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Abstract

本揭示之課題在於抑制可進行相位差檢測之信號範圍縮窄。 固態攝像裝置具備一面為光入射面，另一面為元件形成面之半導體層；半導體層具有複數個光電轉換單元，該等光電轉換單元包含：第1光電轉換部；第2光電轉換部；分離部，其設置於第1光電轉換部與第2光電轉換部之間，可形成第1電位障壁；電荷累積區域；第1傳輸電晶體，其自第1光電轉換部向電荷累積區域傳輸信號電荷，於未傳輸時可形成高於第1電位障壁之第2電位障壁；及第2傳輸電晶體，其自第2光電轉換部向電荷累積區域傳輸信號電荷，於未傳輸時可形成第2電位障壁；分離部包含：第1區域，其包含自元件形成面側朝半導體層之厚度方向延伸之絕緣材料；及第2區域，其設置於第1區域之光入射面側，包含注入有呈第1導電型之雜質之半導體區域。

Description

固態攝像裝置及電子機器
本技術(本揭示之技術)係關於一種固態攝像裝置及電子機器，尤其係關於一種具有相位差檢測像素之固態攝像裝置及電子機器。
先前以來，例如作為面向單眼相機或智慧型手機內置相機之固態攝像裝置，採用藉由於一個晶載透鏡之下側嵌入複數個光電轉換元件而進行光瞳分割之方式(例如參照專利文獻1)。
又，於固態攝像裝置，存在以下者：於相位差檢測時將由配置於一個晶載透鏡下之複數個光電二極體光電轉換後之信號電荷分別獨立地作為信號讀出，藉此進行相位差檢測，另一方面，於攝像時將該等信號相加，作為一個像素之信號進行處理。此種具有像面相位差檢測功能之固態攝像裝置中，於要相加之複數個光電轉換元件具有感度或入射光量之差之情形時，有時無法保持相加後之信號之線性。為了保持該相加後之線性，已知有使複數個光電二極體間之電位障壁之高度低於傳輸閘極下之障壁高度之構造(例如專利文獻2)。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2002-165126號公報 [專利文獻2]日本專利特開2018-142739號公報
[發明所欲解決之問題]
上述專利文獻2所記載之相位差檢測像素中，複數個光電二極體間之電位障壁之高度控制較為重要。這是因為藉由該電位障壁之高度，保持對於光量之線性之相加時之信號範圍與用於相位差檢測之信號範圍之間產生折衷。
並且，於像素尺寸細微化之情形時，有時將複數個光電二極體之間分離之分離區域與傳輸閘極之距離接近。因此，有時受傳輸閘極之接通/斷開動作之影響，調變將複數個光電二極體之間分離之分離區域，而障壁高度變化。
本技術之目的在於提供一種能抑制可進行相位差檢測之信號範圍縮窄之固態攝像裝置及電子機器。 [解決問題之技術手段]
本技術之一態樣之固態攝像裝置具備一面為光入射面，另一面為元件形成面之半導體層；上述半導體層具有複數個光電轉換單元，該等光電轉換單元包含：第1光電轉換部；第2光電轉換部；分離部，其設置於上述第1光電轉換部與上述第2光電轉換部之間，可形成第1電位障壁；電荷累積區域；第1傳輸電晶體，其自上述第1光電轉換部向上述電荷累積區域傳輸信號電荷，於未傳輸時可形成高於上述第1電位障壁之第2電位障壁；及第2傳輸電晶體，其自上述第2光電轉換部向上述電荷累積區域傳輸信號電荷，於未傳輸時可形成上述第2電位障壁；上述分離部包含：第1區域，其包含自上述元件形成面側朝上述半導體層之厚度方向延伸之絕緣材料；及第2區域，其設置於上述第1區域之上述光入射面側，包含注入有呈第1導電型之雜質之半導體區域。
本技術之另一態樣之電子機器具備上述固態攝像裝置、及使來自被攝體之像光成像於上述固態攝像裝置之光學系統。
以下，針對用以實施本技術之較佳形態，一面參照圖式一面說明。另，以下說明之實施形態係顯示本技術之代表性實施形態之一例者，藉此不狹隘地解釋本技術之範圍。
以下圖式之記載中，對相同或類似部分附註相同或類似符號。但，圖式為模式性者，應留意厚度與平面尺寸之關係、各層之厚度之比例等與實際不同。因此，具體之厚度或尺寸應參照以下之說明進行判斷。又，當然，圖式相互間亦包含彼此之尺寸關係或比例不同之部分。
又，以下所示之第1～第3實施形態係例示用以將本發明之技術性思想具體化之裝置或方法者，本發明之技術性思想並非將構成零件之材質、形狀、構造、配置等限定於下述者。本發明之技術性思想可於申請專利範圍中記載之技術方案所規定之技術性範圍內施加各種變更。
說明依照以下順序進行。 1.第1實施形態 2.第2實施形態 3.第3實施形態 4.第4實施形態 5.第5實施形態 6.第6實施形態 7.第7實施形態 8.第8實施形態 9.第9實施形態 10.第10實施形態 11.第11實施形態 12.第12實施形態 13.第13實施形態 14.第14實施形態 15.應用例 1.對電子機器之應用例 2.對移動體之應用例 3.對內視鏡手術系統之應用例
[第1實施形態] 該第1實施形態1中，針對將本技術適用於背面照射型CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor：互補金屬氧化物半導體)影像感測器即固態攝像裝置之一例進行說明。
《固態攝像裝置之整體構成》 首先，針對固態攝像裝置1之整體構成進行說明。如圖1所示，本技術之第1實施形態之固態攝像裝置1將俯視時之二維平面形狀為方形狀之半導體晶片2構成為主體。即，固態攝像裝置1搭載於半導體晶片2。該固態攝像裝置1如圖31所示，經由光學系統(光學透鏡)102提取來自被攝體之像光(入射光111)，將成像於攝像面上之入射光111之光量以像素單位轉換為電性信號，作為像素信號輸出。
如圖1所示，搭載有固態攝像裝置1之半導體晶片2於包含互相交叉之X方向及Y方向之二維平面中，具備設置於中央部之方形狀之像素區域2A、及以包圍像素區域2A之方式設置於該像素區域2A之外側之周邊區域2B。
像素區域2A例如為接收由圖31所示之光學系統102聚光之光之受光面。且，於像素區域2A，於包含X方向及Y方向之二維平面中，複數個像素3矩陣狀配置。換言之，像素3於二維平面內，於互相交叉之X方向及Y方向之各個方向上重複配置。另，本實施形態中，作為一例，X方向與Y方向正交。又，與X方向及Y方向之兩者正交之方向為Z方向(厚度方向)。
如圖1所示，於周邊區域2B配置有複數個接合焊墊。複數個接合焊墊14之各者例如沿半導體晶片2之二維平面中之4條邊之各邊排列。複數個接合焊墊14之各者為將半導體晶片2電性與外部裝置電性連接時所使用之輸入輸出端子。
＜邏輯電路＞ 如圖2所示，半導體晶片2具備垂直驅動電路4、行信號處理電路5、水平驅動電路6、包含輸出電路7及控制電路8等之邏輯電路13。邏輯電路13以具有作為場效電晶體之例如n通道導電型MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor：金屬氧化物半導體場效電晶體)及p通道導電型MOSFET之CMOS(Complenentary MOS：互補MOS)電路構成。
垂直驅動電路4例如由移位暫存器構成。垂直驅動電路4依序選擇期望之像素驅動線10，對所選擇之像素驅動線10供給用以驅動像素3之脈衝，以列單位驅動各像素3。即，垂直驅動電路4以列單位依序於垂直方向選擇掃描像素區域2A之各像素3，將基於各像素3之光電轉換元件根據受光量產生之信號電荷之來自像素3之像素信號，通過垂直信號線11供給至行信號處理電路5。
行信號處理電路5例如對像素3之每行配置，對自1列量之像素3輸出之信號對每像素行進行雜訊去除等信號處理。例如，行信號處理電路5進行用以去除像素固有之固定圖案雜訊之CDS(Correlated Double Sampling：相關雙重取樣)及AD(Analog Digital:類比-數位)轉換等信號處理。於行信號處理電路5之輸出段，於與水平信號線12之間連接設置水平選擇開關(未圖示)。
水平驅動電路6例如由移位暫存器構成。水平驅動電路6藉由將水平掃描脈衝依序輸出至行信號處理電路5，依序選擇行信號處理電路5之各者，使進行信號處理後之像素信號自行信號處理電路5之各者輸出至水平信號線12。
輸出電路7對自行信號處理電路5之各者通過水平信號線12依序供給之像素信號進行信號處理並輸出。作為信號處理，可使用例如緩衝、黑位準調整、行偏差修正、各種數位信號處理等。
控制電路8基於垂直同步信號、水平同步信號及主時脈信號，產生成為垂直驅動電路4、行信號處理電路5、及水平驅動電路6等之動作基準之時脈信號或控制信號。且，控制電路8將產生之時脈信號或控制信號輸出至垂直驅動電路4、行信號處理電路5及水平驅動電路6等。
＜像素＞ 如圖3所示，像素3各自具備光電轉換單元21。光電轉換單元21具備：光電轉換元件PD1、PD2；累積(保持)由該光電轉換元件PD1、PD2光電轉換後之信號電荷之電荷累積區域(浮動擴散區：Floating Diffusion)FD1、FD2；及將由該光電轉換元件PD1、PD2光電轉換後之信號電荷傳輸至電荷累積區域FD1、FD2之傳輸電晶體TR1、TR2。又，複數個像素3之各個像素3具備電性連接於光電轉換單元21，更具體而言為電荷累積區域FD1、FD2之讀出電路15。
二個光電轉換元件PD1、PD2各自產生與受光量相應之信號電荷。光電轉換元件PD1、PD2還暫時累積(保持)產生之信號電荷。光電轉換元件PD1之陰極側與傳輸電晶體TR1之源極區域電性連接，陽極側與基準電位線(例如接地)電性連接。光電轉換元件PD2之陰極側與傳輸電晶體TR2之源極區域電性連接，陽極側與基準電位線(例如接地)電性連接。作為光電轉換元件PD1、PD2，例如使用光電二極體。
二個傳輸電晶體TR1、TR2中之傳輸電晶體TR1之汲極區域與電荷累積區域FD1電性連接。傳輸電晶體TR1之閘極電極與像素驅動線10(參照圖2)中之傳輸電晶體驅動線電性連接。傳輸電晶體TR2之汲極區域與電荷累積區域FD2電性連接。傳輸電晶體TR之閘極電極與像素驅動線10中之傳輸電晶體驅動線電性連接。
二個電荷累積區域FD1、FD2中之電荷累積區域FD1暫時累積並保持自光電轉換元件PD1經由傳輸電晶體TR1傳輸之信號電荷。電荷累積區域FD2暫時累積並保持自光電轉換元件PD2經由傳輸電晶體TR2傳輸之信號電荷。
讀出電路15讀出累積於電荷累積區域FD1、FD2之信號電荷，輸出基於信號電荷之像素信號。讀出電路15未限定於此，但具備例如放大電晶體AMP、選擇電晶體SEL、重設電晶體RST，作為像素電晶體。該等電晶體(AMP、SEL、RST)例如以MOSFET構成，該MOSFET具有包含氧化矽膜(SiO 2膜)之閘極絕緣膜、閘極電極、及作為源極區域及汲極區域發揮功能之一對主電極區域。又，作為該等電晶體，閘極絕緣膜亦可為氮化矽膜(Si 3N 4膜)，或包含氮化矽膜及氧化矽膜等之積層膜之MISFET(Ｍetal Insulator Semiconductor FET：金屬絕緣體半導體場效電晶體)。
放大電晶體AMP之源極區域與選擇電晶體SEL之汲極區域電性連接，汲極區域與電源線Vdd及重設電晶體之汲極區域電性連接。且，放大電晶體AMP之閘極電極與電荷累積區域FD1、FD2及重設電晶體RST之源極區域電性連接。
選擇電晶體SEL之源極區域與垂直信號線11(VSL)電性連接，汲極與放大電晶體AMP之源極區域電性連接。且，選擇電晶體SEL之閘極電極與像素驅動線10(參照圖2)中之選擇電晶體驅動線電性連接。
重設電晶體RST之源極區域與電荷累積區域FD1、FD2及放大電晶體AMP之閘極電極電性連接，汲極區域與電源線Vdd及放大電晶體AMP之汲極區域電性連接。重設電晶體RST之閘極電極與像素驅動線10(參照圖2)中之重設電晶體驅動線電性連接。
具備固態攝像裝置1之電子機器自二個光電轉換元件PD1、PD2之各者讀出信號電荷，檢測其之相位差。焦點一致之情形時，積存於光電轉換元件PD1與光電轉換元件PD2之信號電荷之量無異。相對於此，於焦點不一致之情形時，例如如圖7之光量為0與L1間之範圍所示，積存於光電轉換元件PD1之信號電荷之量Q1與積存於光電轉換元件PD2之信號電荷之量Q2之間產生差量。焦點不一致之情形時，電子機器進行以使光量為0與L1間之範圍之Q1之線與Q2之線一致之方式操作對物透鏡等之操作，使兩直線一致。此為自動對焦。
且，當焦點調整結束時，電子機器例如使用圖7之光量在0至L3之範圍內累積之相加信號電荷Q3，產生圖像。此處，相加信號電荷Q3為Q1與Q2之和(Q3=Q1+Q2)。
《固態攝像裝置之具體構成》 接著，針對固態攝像裝置1之具體構成，使用圖4A、圖4B、圖5、圖6A至圖6C進行說明。
＜固態攝像裝置之積層構造＞ 如圖5所示，固態攝像裝置1具備：半導體層20，其具有互相位於相反側之第1面S1及第2面S2；多層配線層30，其於該半導體層20之第1面S1側，包含自該第1面S1側起依序設置之層間絕緣膜31及配線層32；及支持基板41。又，半導體晶片2於半導體層20之第2面S2側，具備彩色濾光片42及微透鏡(晶載透鏡)層43等眾所周知之構件。此處，省略彩色濾光片42及微透鏡層43以外之眾所周知之構件之圖示。又，微透鏡層43具有複數個微透鏡43a。
半導體層20例如以單晶矽基板構成。且，於半導體層20設有p型井區域。
如圖4A及圖5所示，彩色濾光片42及微透鏡43a各者對每個像素3設置。彩色濾光片42將自半導體晶片2之光入射面側入射，通過微透鏡43a之入射光進行顏色分離。微透鏡43a將照射光聚光，使聚光後之光效率良好地入射至像素3。又，一個彩色濾光片42及微透鏡43a以覆蓋後述之第1光電轉換部23L與第2光電轉換部23R之兩者之方式設置。
此處，有時亦將半導體層20之第1面S1稱為元件形成面或主面，將第2面S2側稱為光入射面或背面。該第1實施形態之固態攝像裝置1將自半導體層20之第2面(光入射面、背面)S2側入射之光由設置於半導體層20之後述之第1光電轉換部23L及第2光電轉換部23R進行光電轉換。
＜活性區域＞ 如圖4A所示，半導體層20具有以單元分離部22區劃之島狀之活性區域(元件形成區域)20a。該活性區域20a對每個像素3設置。半導體層20具有複數個此種單元分離部22。圖4A中，雖例示於X方向及Y方向重複配置之合計4個像素3，但像素3並非限定於該數量者。
＜光電轉換單元＞ 如圖4A所示，於對每個像素3設置之活性區域20a之各者，設有光電轉換單元21。即，半導體層20具有複數個對每個像素3設置之光電轉換單元21。又，相鄰之光電轉換元件21彼此之間由設置於半導體層20之單元分離部22分離。又，由於複數個像素3矩陣狀配置，故一個光電轉換單元21由單元分離部22包圍。
光電轉換單元21各自具有設置於活性區域20a之第1光電轉換部23L(光電轉換元件PD1)、第2光電轉換部23R(光電轉換元件PD2)、分離部50、第1傳輸電晶體24L、第2傳輸電晶體24R、第1電荷累積區域(FD1)25L、及第2電荷累積區域(FD2)25R。
(光電轉換部) 第1光電轉換部23L及第2光電轉換部23R各自將自半導體層20之第2面(光入射面，背面)S2側入射之光進行光電轉換，產生信號電荷。又，第1光電轉換部23L及第2光電轉換部23R各自亦作為暫時累積產生之信號電荷之電荷累積區域發揮功能。該等第1光電轉換部23L與第2光電轉換部23R於光電轉換單元21內沿第1方向排列。此處，以第1方向為X方向進行說明，但只要為與厚度方向垂直之方向，則亦可為X方向以外之方向。又，第1光電轉換部23L及第2光電轉換部23R各自包含第2導電型，例如n型半導體區域。
(傳輸電晶體) 圖4A及圖5等所示之第1傳輸電晶體24L相當於圖3之傳輸電晶體TR1。如圖4A及圖5所示，第1傳輸電晶體24L設置於半導體層20之第1面S1側，且為例如n通道MOSFET。第1傳輸電晶體24L具有以於第1光電轉換部23L與第1電荷累積區域25L間之活性區域形成通道之方式設置，且依序積層於第1面S1上之未圖示之閘極絕緣膜與傳輸閘極電極TRG1。有藉由第1傳輸電晶體24L根據閘極-源極間之電壓接通、斷開，而自作為源極區域發揮功能之第1光電轉換部23L向作為汲極區域發揮功能之第1電荷累積區域25L傳輸信號電荷之情形，與不傳輸之情形。此處，以第1傳輸電晶體24L接通時傳輸信號電荷，斷開時不傳輸信號電荷進行說明。
如圖4B所示，第1傳輸電晶體24L斷開時，即不自第1光電轉換部23L向第1電荷累積區域25L傳輸信號電荷時，可形成高於後述之第1電位障壁P1之第2電位障壁P2。當第1傳輸電晶體24L接通時，藉由調變而第2電位障壁P2降低，信號電荷自第1光電轉換部23L流至第1電荷累積區域25L。
圖4A及圖5等所示之第2傳輸電晶體24R相當於圖3之傳輸電晶體TR2。如圖4A及圖5所示，第2傳輸電晶體24R設置於半導體層20之第1面S1側，且為例如n通道MOSFET。第2傳輸電晶體24R具有以於第2光電轉換部23R與第2電荷累積區域25R間之活性區域形成通道之方式設置、且依序積層於第1面S1上之未圖示之閘極絕緣膜與傳輸閘極電極TRG2。有藉由第2傳輸電晶體24R根據閘極-源極間之電壓接通、斷開，自作為源極區域發揮功能之第2光電轉換部23R向作為汲極區域發揮功能之第2電荷累積區域25R傳輸信號電荷之情形，與不傳輸之情形。此處，以第2傳輸電晶體24R接通時傳輸信號電荷，斷開時不傳輸信號電荷進行說明。
如圖4B所示，第2傳輸電晶體24R斷開時，即不自第2光電轉換部23R向第2電荷累積區域25R傳輸信號電荷時，可形成高於後述之第1電位障壁P1之第2電位障壁P2。當第2傳輸電晶體24R接通時，藉由調變而第2電位障壁P2降低，信號電荷自第2光電轉換部23R流至第2電荷累積區域25R。
(電荷累積區域) 第1電荷累積區域25L靠半導體層20之第1面S1側設置，且為暫時累積自第1光電轉換部23L傳輸而來之信號電荷之電荷累積區域。第1電荷累積區域25L為第2導電型，例如n型浮動擴散區域。第2電荷累積區域25R靠半導體層20之第1面S1側設置，且為暫時累積自第2光電轉換部23R傳輸而來之信號電荷之電荷累積區域。第2電荷累積區域25R為第2導電型，例如n型浮動擴散區域。
(分離部) 如圖6A、圖6B及圖6C所示，分離部50設置於第1光電轉換部23L與第2光電轉換部23R之間，且為將第1光電轉換部23L與第2光電轉換部23R分離之像素單元內分離部。如圖4B所示，分離部50可形成低於上述第2電位障壁P2之第1電位障壁P1。由於藉由分離部50於第1光電轉換部23L與第2光電轉換部23R間形成第1電位障壁P1，故第1光電轉換部23L與第2光電轉換部23R各自可獨立將信號電荷累積至第1電位障壁P1之高度。且，當累積之信號電荷之量超出第1電位障壁P1之高度時，經由設置於第1光電轉換部23L與第2光電轉換部23R之間之溢流路徑，電荷信號自第1光電轉換部23L與第2光電轉換部23R中之一者流向另一者。藉由雜質之濃度控制第1電位障壁P1之高度。
此種分離部50如圖6B所示，包含：第1區域51，其包含自第1面S1側朝半導體層20之厚度方向延伸之絕緣材料；及第2區域52，其於厚度方向上設置於第1區域51之第2面S2側，包含注入有呈第1導電型之雜質之半導體區域。分離部50進而如圖6A所示，包含第3區域53，其於俯視時自沿X方向設置之單元分離部22向第1區域51及第2區域52突起狀地凸出，包含注入有呈第1導電型之雜質之半導體區域。較佳為分離部50中之作為溢流路徑發揮功能之後述之第2部分522以外之區域盡可能抑制信號電荷於第1光電轉換部23L與第2光電轉換部23R間移動。
如圖6B所示，於半導體層20，設有自第1面S1朝半導體層20之厚度方向延伸之溝槽26。第1區域51包含嵌入至(設置於)半導體層20具有之溝槽26內之絕緣材料，作為抑制信號電荷於第1光電轉換部23L與第2光電轉換部23R間移動之絕緣物分離區域發揮功能。第1區域51為設置於半導體層20之STI(shallow trench isolation：淺溝槽隔離)。絕緣材料例如為氧化矽(SiO 2)。
溝槽26如圖6B所示，X方向之尺寸為26x，Z方向(半導體層20之厚度方向)之尺寸為26z，如圖6C所示，Y方向之尺寸為26y。溝槽26之Z方向之尺寸26z小於半導體層20之厚度方向之尺寸。更具體而言，如圖6B所示，溝槽26之Z方向之尺寸26z小於第1光電轉換部23L及第2光電轉換部23R之半導體層20之厚度方向之尺寸。嵌入至第1區域51中之半導體層20之部分之X方向、Y方向、Z方向之尺寸基本上與溝槽26之尺寸相同。
如圖6B所示，第2區域52包含例如注入有呈P型之雜質作為使半導體區域呈第1導電型之雜質之半導體區域。第2區域52包含：第1部分521，其呈p型之雜質(呈第1導電型之雜質)之濃度為第1濃度；及第2部分522，其呈p型之雜質(呈第1導電型之雜質)之濃度為低於第1濃度之第2濃度。如圖6B所示，第2部分522之沿第1光電轉換部23L與第2光電轉換部23R之排列方向即X方向之一端522L與第1光電轉換部23L可導電地相接，沿X方向之另一端522R與第2光電轉換部23R可導電地相接。且，第2部分522作為信號電荷於第1光電轉換部23L與第2光電轉換部23R間移動時供信號電荷通過之溢流路徑(通路)發揮功能。第2部分522之呈p型之雜質之濃度即第2濃度例如為1e15cm -3至1e17cm -3。
第1部分521作為抑制信號電荷於第1光電轉換部23L與第2光電轉換部23R間移動之雜質分離區域發揮功能。即，為了抑制信號電荷移動，第1部分521之呈p型之雜質之濃度即第1濃度設定為高於第2度。且，於半導體層20之厚度方向上，第2部分522設置於第1區域51之第2面S2側，第1部分521設置於第2部分522之第2面S2側。更具體而言，第2部分522於半導體層20之厚度方向上與第1區域51相接。換言之，於半導體層20之厚度方向上，第2部分522設置於設有第1區域51之溝槽26之第2面S2側。更具體而言，第2部分522與設有第1區域51之溝槽26之底部26a相接。
第2部分522於半導體層20之厚度方向上，設置於與第1面S1離開之位置。更具體而言，第2部分522於半導體層20之厚度方向上，設置於與傳輸閘極電極TRG1、TRG2(即，第1傳輸電晶體24L及第2傳輸電晶體24R)離開之位置。更具體而言，第2部分522於半導體層20之厚度方向上，設置於較厚度方向中心更靠光入射面側。半導體層20之厚度方向上之第2部分522與第1面S1(傳輸閘極電極TRG1、TRG2)間之距離與溝槽26之Z方向之尺寸26z相等。
第2部分522與相鄰之半導體區域，例如與第1部分521或第3區域53等之邊界清晰，即，邊界之雜質濃度變化清晰。又，由於第1區域51包含絕緣材料，故第2部分522與第1區域51之邊界亦清晰。且，第2部分522以高精度設置於X方向、Y方向、Z方向上設計之位置。雖於後述之製造方法中亦詳細說明，但藉由於半導體層20形成溝槽26後，於溝槽26中未嵌埋任何東西之狀態下，對溝槽26之底部26a注入雜質而形成。因此，於相對於底部26a較淺之位置設置第2部分522，故與設置於距離表面較深之位置之情形相比，可設置濃度部分之邊界清晰之第2部分522。又，由於如此製造，故可使第2部分522與第1面S1(傳輸閘極電極TRG1、TRG2)間之距離與溝槽26之Z方向之尺寸26z相等。藉此，可將半導體層20之厚度方向上之第2部分522之位置定為與溝槽26之Z方向之尺寸26z相應之位置。又，可將第2部分522之X方向之尺寸形成為與溝槽26之X方向之尺寸26x相應之尺寸，將第2部分522之Y方向之尺寸形成為與溝槽26之Y方向之尺寸26y相應之尺寸。且，第2部分522之偏差(位置、尺寸及與相鄰之半導體區域之邊界之清晰度之偏差)較小。
自沿X方向之單元分離部22凸出之第3區域53就一個光電轉換單元21設置二個。沿X方向之單元分離部22以互相對向之方式對一個光電轉換單元21設置二個。第3區域53自該等沿X方向之單元分離部22之各者向第1區域51及第2區域52突起狀地凸出。
第3區域53包含注入有呈第1導電型之雜質之半導體區域，作為抑制信號電荷於第1光電轉換部23L與第2光電轉換部23R間移動之雜質分離區域發揮功能。第3區域53包含例如注入有呈p型之雜質作為呈第1導電型之雜質之半導體區域。第3區域53之雜質濃度例如為與第1部分521相同之第1濃度。又，如圖6C所示，第3區域53與第2區域52及單元分離部22一體設置。
(單元分離部) 如圖6A所示，單元分離部22設置於相鄰之二個光電轉換單元21之間，將相鄰之二個光電轉換單元21分離。單元分離部22設置於X方向上相鄰之二個光電轉換單元21之間，與Y方向上相鄰之二個光電轉換單元21之間。
單元分離部22包含注入有使半導體區域呈第1導電型之雜質之半導體區域，作為抑制信號電荷於相鄰之二個光電轉換單元21間移動之雜質分離區域發揮功能。單元分離部22包含例如注入有呈p型之雜質作為呈第1導電型之雜質之半導體區域。單元分離部22可形成高於上述第1電位障壁P1及第2電位障壁P2之第3電位障壁。由於藉由單元分離部22於相鄰之二個光電轉換單元21間形成第3電位障壁，故可抑制累積於第1光電轉換部23L及第2光電轉換部23R之信號電荷洩漏至相鄰之光電轉換單元21。
＜讀出電路＞ 於對每個像素3設置之活性區域20a(圖4A)之各者，構成有讀出電路15之重設電晶體RST、放大電晶體AMP、及選擇電晶體SEL。另，圖3以外之圖中，省略重設電晶體RST、選擇電晶體SEL及放大電晶體AMP之圖示。
(重設電晶體) 重設電晶體RST例如為n通道MOSFET。重設電晶體RST具有依序積層於第1面S1上之未圖示之閘極絕緣膜及重設閘極電極。重設電晶體RST根據閘極-源極間之電壓而接通、斷開。且，當重設電晶體RST接通時，第1電荷累積區域25L(FD1)及第2電荷累積區域25R(FD2)之電位被重設為特定之電位。
(選擇電晶體) 選擇電晶體SEL例如為n通道MOSFET。選擇電晶體SEL具有依序積層於第1面S1上之未圖示之閘極絕緣膜及選擇閘極電極。選擇電晶體SEL根據閘極-源極間之電壓而接通、斷開。且，於選擇電晶體SEL接通之時序，自讀出電路15輸出像素信號。
(放大電晶體) 放大電晶體AMP例如為n通道MOSFET。放大電晶體AMP具有依序積層於第1面S1上之未圖示之閘極絕緣膜及放大閘極電極。當選擇電晶體SEL變為接通狀態時，放大電晶體AMP將第1電荷累積區域25L及/或第2電荷累積區域25R之電位放大。
《固態攝像裝置之動作》 以下，參照圖式，針對本技術之第1實施形態之固態攝像裝置1之動作，參照圖式進行說明。當光入射至固態攝像裝置1時，光通過微透鏡43a及彩色濾光片42等，入射至第1光電轉換部23L與第2光電轉換部23R。且，根據入射之光量，可自第1光電轉換部23L獲得輸出Q1，可自第2光電轉換部23R獲得輸出Q2。且，基於輸出Q1、Q2進行自動對焦，基於Q1與Q2之和即相加信號Q3(Q3=Q1+Q2)產生圖像。圖7之橫軸為入射光量，縱軸為光電轉換部之輸出。圖7係顯示第1光電轉換部23L之輸出Q1、第2光電轉換部23R之輸出Q2、及Q1與Q2之和即相加信號Q3(Q3=Q1+Q2)。又，將光量為0至L1之區域稱為第1範圍，將光量為L1至L2之區域稱為第2範圍，將光量為L2至L3之區域稱為第3範圍，將光量超出L3之區域稱為第4範圍。又，圖7係顯示第1光電轉換部23L較第2光電轉換部23R先飽和之例。
圖7所示之第1範圍中，於第1光電轉換部23L與第2光電轉換部23R間未產生溢流。此為如圖8A所示之狀態，由第1光電轉換部23L產生之信號電荷與由第2光電轉換部23R產生之信號電荷未混合。用以自動對焦之相位差檢測於該第1範圍內進行。更具體而言，相位差檢測於第1光電轉換部23L之輸出Q1與第2光電轉換部23R之輸出Q2之兩者保持對於光量之線性之第1範圍內進行。
圖7所示之第2範圍中，第1光電轉換部23L較第2光電轉換部23R先飽和，第1光電轉換部23L之信號電荷之一部分超出分離部50之第1電位障壁P1，流向第2光電轉換部23R。此為溢流(圖8B)。相位差檢測無法於第2範圍及其以後之範圍內進行。
圖7所示之第3範圍中，第2光電轉換部23R亦飽和。此為如圖8C所示之狀態，不區分第1光電轉換部23L與第2光電轉換部23R地累積超出分離部50之第1電位障壁P1之信號電荷。且，第1光電轉換部23L及第2光電轉換部23R之輸出上升，直至電荷超出第2電位障壁P2，溢流至第1電荷累積區域25L及第2電荷累積區域25R為止。
圖7所示之第4範圍中，信號電荷超出第1傳輸電晶體24L及第2傳輸電晶體24R之第2電位障壁P2，溢流至第1電荷累積區域25L及第2電荷累積區域25R(圖8D)。溢流之信號電荷由重設電晶體RST抹除。
使用第1範圍至第3範圍之相加信號Q3進行圖像形成。更具體而言，於保持相加信號Q3對於光量之線性之第1範圍至第3範圍內進行。
且，由於第2部分522之偏差較小，故第1電位障壁P1之高度之偏差亦變小。藉此，即使較高地設計第1電位障壁P1之情形時，亦可抑制第1電位障壁P1因製造偏差超出第2電位障壁P2而產生像素3。藉此，可抑制產生相加信號Q3對於光量之線性劣化之像素3。再者，由於較高地設計第1電位障壁P1，故可抑制能進行相位差檢測之信號範圍縮窄。另，較高地設定意指雖第1電位障壁P1低於第2電位障壁P2，但自第2電位障壁P2之下降幅度相對較小。
又，分離部50之第2部分522於半導體層20之厚度方向上，設置於與第1面S1離開之位置。因此，第2部分522即使於第1傳輸電晶體24L及第2傳輸電晶體24R皆接通之情形時，與專利文獻2所記載之作為電位障壁發揮功能之P型半導體區域306相比，亦不易受第1傳輸電晶體24L及第2傳輸電晶體24R之調變之影響。
考慮圖9A所示之於第1電荷累積區域25L及第2電荷累積區域25R累積有信號電荷之狀態下，第1傳輸電晶體24L接通之情形。如圖9B所示，當第1傳輸電晶體24L變為接通狀態時，第1傳輸電晶體24L之第2電位障壁P2降低，累積於第1光電轉換部23L之信號電荷傳輸至第1電荷累積區域25L。但，分離部50之第2部分522不易受第1傳輸電晶體24L之調變之影響。因此，第1電位障壁P1之高度亦不易受第1傳輸電晶體24L之調變之影響。且，如圖9C所示，第1傳輸電晶體24L再次變為斷開狀態。由於第1電位障壁P1之高度不易受調變之影響，故於一連串動作之前後，累積於第2電荷累積區域25R之信號電荷之量即使發生了變化，但其變化量亦較小。藉此，可抑制相位差檢測精度降低。再者，由於第1電位障壁P1不易受調變之影響，故其之障壁之高度可以接近設計之狀態使用，可抑制能進行相位差檢測之信號範圍縮窄。
《固態攝像裝置之製造方法》 接著，針對本技術之第1實施形態之固態攝像裝置1之製造方法，使用圖10A至圖10F進行說明。該第1實施形態中，主要針對固態攝像裝置1之製造步驟所含之第1光電轉換部23L及第2光電轉換部23R、分離部50及單元分離部22之製造步驟進行說明。且，對於固態攝像裝置1之其他構成要件，省略其製造方法。
首先，如圖10A所示，於具有互相位於相反側之第1面S1及第2面S2之半導體層20之第1面S1側，形成氧化矽膜(SiO 2膜)60。且，如圖10B所示，於半導體層20，空出間隔形成第1光電轉換部23L與第2光電轉換部23R。第1光電轉換部23L與第2光電轉換部23R藉由沿X方向空出間隔注入呈n型之雜質而形成。且，對每個像素3形成第1光電轉換部23L與第2光電轉換部23R。
接著，如圖10C所示，對第1光電轉換部23L與第2光電轉換部23R間之半導體層20，及成為包含第1光電轉換部23L與第2光電轉換部23R之組之光電轉換單元21彼此(相鄰之光電轉換單元21彼此)之邊界區域之部分之半導體層20注入雜質，形成雜質濃度為第1濃度之第1雜質區域61、62。更具體而言，對半導體層20之上述區域注入例如呈p型之雜質，形成呈p型之雜質之濃度為第1濃度之第1雜質區域61、62。形成於第1光電轉換部23L與第2光電轉換部23R間之第1雜質區域61之Z方向之深度61z只要至少為下個步驟中形成之溝槽26之底部26a可與第1雜質區域61相接之程度即可。又，第1雜質區域62形成於成為光電轉換單元21彼此之邊界區域之部分。
且，如圖10D所示，於半導體層20形成溝槽26。更具體而言，於第1光電轉換部23L與第2光電轉換部23R間之半導體層20，自第1面S1側沿半導體層20之厚度方向形成溝槽26。此時，溝槽26於半導體層20之厚度方向上，以與第1光電轉換部23L與第2光電轉換部23R間之第1雜質區域61重疊之方式形成。且，溝槽26之底部26a到達第1雜質區域61。因此，與底部26a相接之部分之半導體層20為第1雜質區域61，該呈p型之雜質之濃度為第1濃度。
溝槽26之形成使用乾蝕刻製程，使用例如氮化矽膜(Si 3N 4膜)63作為對於蝕刻之硬遮罩63。溝槽26之X方向及Y方向之尺寸只要根據第2部分522之設計決定即可。又，溝槽26之Z方向之尺寸只要根據Z方向上第2部分522與傳輸閘極電極TRG1、TRG2離開多少之設計決定即可。
接著，如圖10E所示，自第1面S1側對溝槽26之底部26a選擇性注入雜質，於與底部26a相鄰之半導體層20選擇性形成雜質濃度為低於第1濃度之第2濃度的第2雜質區域64(第2部分522)。該選擇性雜質注入藉由於為了形成溝槽26而設置之硬遮罩63為某狀態下進行雜質注入而實現。即，本步驟中亦再利用為了形成溝槽26而使用之硬遮罩63，選擇性注入雜質。又，由於溝槽26本身亦係為了形成STI而設者，故於對溝槽26嵌入絕緣材料之步驟之前，利用該溝槽26形成第2部分522。如此，第2部分522利用用以形成STI(第1區域51)之步驟，以自對準形成。
又，為了將第2部分522之呈p型之雜質之濃度設為第2濃度，對與底部26a相接之部分之第1雜質區域61注入呈n型之雜質。藉此，將呈p型之雜質之濃度自第1濃度稀釋至第2濃度。第2部分522設置於自底部26a觀察，厚度方向上較淺之區域。因此，可將雜質注入之注入能量抑制為較低。
又，該步驟之後，維持第1濃度之雜質濃度之第1雜質區域61成為第1部分521及圖10E中未顯示之第3區域53，作為雜質分離區域發揮功能。再者，維持第1濃度之雜質濃度之第1雜質區域62成為單元分離部22，作為雜質分離區域發揮功能。
其後，如圖10F所示，藉由於溝槽26內嵌入氧化矽等絕緣材料，而形成第1區域51。接著將硬遮罩63去除。其後，藉由進行需要之眾所周知之製造步驟，圖5所示之固態攝像裝置1大致完成。
《第1實施形態之主要效果》 此處，首先，針對先前之分離部50’作考慮。先前之分離部50’例如為專利文獻2所記載之作為電位障壁發揮功能之P型半導體區域306。使先前之分離部50’之電位障壁(第1電位障壁P1)低於傳輸電晶體之電位障壁(第2電位障壁P2)之情形時，該第1電位障壁P1之高度設定較為重要。以下，參照圖11A至圖11D，針對第1電位障壁P1之高度設定進行說明。
圖11A中實線所示之第1電位障壁P1設定得較高。該情形時，可擴大圖11B所示之可進行相位差檢測之信號範圍(第1範圍)，另一方面，因製造偏差，可能產生無法保持相加信號Q3對於光量之線性之像素3。更具體而言，先前之製造方法中，因製造偏差，根據像素3，圖11A之第1電位障壁P1可能升高至虛線所示之位置，超出第2電位障壁P2。此種像素3中，如圖11B所示，無法保持相加信號Q3對於光量之線性。因此，第1電位障壁P1之高度設計需要考慮到製程偏差，而設置某種程度之與第2電位障壁P2之高度差。
又，進行相位差檢測之像素3設置於像素區域2A之整面。因此，設置於像素區域2A之所有複數個像素3中，需要能獲得用以自動對焦之相位差，進而能獲得圖像製作用之相加信號Q3。
雖欲較高地設計第1電位障壁P1，擴大可進行相位差檢測之信號範圍，但若過高地設計第1電位障壁P1，則可能因製造偏差，於像素區域2A、晶圓面內、晶圓間之至少一者，產生相加信號Q3對於光量之線性劣化之像素3。因此，需要將第1電位障壁P1設計得低至某程度，防止產生相加信號Q3對於光量之線性劣化之像素3。但，藉此，如以下所說明，結果可進行相位差檢測之信號範圍縮窄。
圖11C所示之先前之第1電位障壁P1設計得充分低。該情形時，即使因製造偏差而第1電位障壁P1之高度產生變動，亦不會超出第2電位障壁P2之高度。因此，如圖11D所示，可抑制像素3各者中，能獲得對於光量之線性之相加信號Q3之範圍縮窄。但，另一方面，結果可進行相位差檢測之信號範圍(第1範圍)縮窄。若比較圖11B與圖11D，則可知藉由較低地設計第1電位障壁P1，可進行相位差檢測之信號範圍(第1範圍)縮窄。
該第1實施形態之固態攝像裝置1中，分離部50之第2部分522之偏差較小。藉此，即使較高地設計第1電位障壁P1之情形時，亦可抑制產生相加信號Q3對於光量之線性劣化之像素3。再者，由於可較高地設計第1電位障壁P1，故可抑制能進行相位差檢測之信號範圍縮窄。
又，該第1實施形態之固態攝像裝置1之製造方法中，由於以自對準，即利用用以形成第1區域51之步驟形成第2部分522，故可縮小第2部分522之偏差，第1電位障壁P1之偏差亦變小。更具體而言，該第1實施形態中，利用溝槽26及用以形成溝槽26之硬遮罩63，對溝槽26之底部26a注入雜質。由於溝槽26之形成精度與通常之雜質注入精度相比較高，故可精度良好地形成第2部分522。又，由於利用溝槽26注入雜質，故可於自溝槽26之底部26a觀察較淺之位置形成第2部分522。因此，與以無溝槽26之狀態對半導體層20之較深位置注入雜質之情形相比，可將注入能量抑制得較低。再者，由於可更正確地注入雜質，故可穩定地控制第2部分522之雜質濃度或形成位置及範圍。藉此，可抑制複數個像素3之第1電位障壁P1之偏差。
又，專利文獻2所記載之P型半導體區域306自元件形成面沿光電轉換部於厚度方向延伸。例如，若將像素細微化，則於元件形成面中，導致第1傳輸電晶體24L及第2傳輸電晶體24R與分離部50’靠近，即，第1傳輸電晶體24L及第2傳輸電晶體24R與分離部50’間之距離變小。於是，受第1傳輸電晶體24L及第2傳輸電晶體24R接通、斷開時之調變之影響，可能導致分離部50’之第1電位障壁P1之高度變化。以下，針對先前之分離部50’之第1電位障壁P1受第1傳輸電晶體24L及第2傳輸電晶體24R之調變之影響之情形，使用圖9A及圖12A至圖12C進行說明。
若第1傳輸電晶體24L自圖9A之狀態接通，則對應於第1傳輸電晶體24L之第2電位障壁P2降低，累積於第1光電轉換部23L之信號電荷流至第1電荷累積區域25L。分離部50’之第1電位障壁P1亦受第1傳輸電晶體24L之調變之影響，如圖12A中箭頭所示，障壁之高度變低。由於第1電位障壁P1變低，故如圖12B所示，導致累積於第2光電轉換部23R之信號電荷之一部分超出第1電位障壁P1，流至第1電荷累積區域25L。且，第1傳輸電晶體24L斷開，第1電位障壁P1及第2電位障壁P2恢復至原來高度(圖9A所示之高度)。但，累積於第2光電轉換部23R之信號電荷如圖12C中箭頭所示，因一部分已流出，故量減少。
如此，先前之分離部50’中，累積於第1光電轉換部23L之信號電荷與累積於第2光電轉換部23R之信號電荷混合，有時相位差檢測精度劣化，或無法檢測相位差。未確實超出第1電位障壁P1之信號電荷之量為圖12C所示之減少後之量。此為小於第1光電轉換部23L及第2光電轉換部23R可獨立累積之最大量之量。如此，由於第1電位障壁P1受傳輸電晶體調變之影響，故可進行相位差檢測之信號範圍(光量範圍)縮窄。
相對於此，該第1實施形態之固態攝像裝置1具備之分離部50具備：第1區域51，其包含自第1面S1側朝半導體層20之厚度方向延伸之絕緣材料；及第2部分522，其設置於第1區域51之第2面S2側，作為溢流路徑發揮功能。
由於具有如上述之構成，故可將第2部分522沿半導體層20之厚度方向與傳輸閘極電極TRG1、TRG2離開。尤其，將像素3細微化之情形時，由於X-Y平面之像素之尺寸變小，故亦有可能難以於沿X-Y平面之方向上，將第2部分522與傳輸閘極電極TRG1、TRG2分開設置之情形。該第1實施形態中，由於可沿半導體層20之厚度方向將兩者分開設置，故可增大兩者間之距離。藉此，分離部50之第1電位障壁P1不易受第1傳輸電晶體24L及第2傳輸電晶體24R之調變之影響。藉此，可抑制相位差檢測精度降低。再者，由於第1電位障壁P1不易受調變之影響，故其之障壁高度可以接近設計之狀態使用，可抑制能進行相位差檢測之信號範圍縮窄。
此處，一般而言，藉由雜質之濃度控制電位障壁之高度。藉此，謀求控制溢流路徑之雜質之濃度。但，先前之方法中，由於自半導體層20之表面(第1面S1及第2面S2之任一者)注入雜質，故尤其難以於厚度方向上距離半導體層20之表面較深之位置精度良好地形成溢流路徑。要於厚度方向上較深之位置注入雜質，需要提高注入能量。因此，需要加厚為了選擇性注入而設置之抗蝕劑之厚度。若設置厚的抗蝕劑，則抗蝕劑之線寬之偏差變大，抗蝕劑之剖面形狀變為錐形。根據此種厚的抗蝕劑之特性，注入至溢流路徑之雜質之量可能產生偏差，又，形成溢流路徑之位置或範圍亦可能產生偏差。
該第1實施形態之固態攝像裝置1之製造方法中，為了在半導體層20之較深位置設置分離部50之第2部分522，首先形成溝槽26，利用該溝槽26注入雜質，形成第2部分522，其後，於溝槽26嵌入絕緣材料，藉此形成第1區域51。因此，可於半導體層20之厚度方向之較深位置精度良好地形成第2部分522。其原因在於，由於在自溝槽26之底部26a觀察較淺之位置形成第2部分522，故可將注入能量抑制得較低，進而亦無須設置厚的抗蝕劑層，故雜質濃度不易產生偏差。再者，由於溝槽26之形成精度高於雜質注入精度，故可精度良好地控制溝槽26之Z方向之尺寸、溝槽26(底部26a)之X方向、Y方向之尺寸，可於與溝槽26(底部26a)相應之位置精度良好地形成第2部分522。藉此，即使為半導體層20之厚度方向之較深位置，亦可形成第1電位障壁P1之偏差較小之第2部分522。
另，該第1實施形態中，注入雜質，形成第2部分522時，如圖10D所示，於p型第1雜質區域61注入呈n型之雜質，使第1雜質區域61之呈p型之雜質之濃度自第1濃度相對稀釋至第2濃度，但不限定於此。例如如圖13所示，亦可較小地形成第1雜質區域61之Z方向之深度61z，於第1雜質區域61與溝槽26間之半導體層20注入呈p型之雜質，形成雜質濃度為第2濃度之第2部分522。如此，第2部分522可藉由複數種方法形成。另，圖10D等所示之製造方法時之第2濃度(呈p型之雜質之濃度)為自呈p型之雜質濃度減去呈n型之雜質濃度之淨雜質濃度。即使根據不同之製造方法，例如如圖13所示之製造方法形成第2部分522，此種第2濃度亦相同。即，此處之第1濃度、第2濃度等雜質濃度為考慮到電洞與電子中互相抵消者之濃度。且，即使以任一製造方法形成，第2部分522之溢流路徑之功能亦相同。
[第2實施形態] 以下，針對圖14A至圖14D所示之本技術之第2實施形態進行說明。本第2實施形態之固態攝像裝置1與上述第1實施形態之固態攝像裝置1之不同點在於，單元分離部22之一部分以絕緣材料形成，除此以外之固態攝像裝置1之構成為基本上與上述第1實施形態之固態攝像裝置1同樣之構成。另，對於已說明之構成要件，標註相同符號，省略其說明。
＜單元分離部＞ 固態攝像裝置1具有單元分離部22A而取代單元分離部22。單元分離部22A包含注入有呈第1導電型之雜質之半導體區域，具有作為抑制信號電荷移動之雜質分離區域發揮功能之部分即單元分離部22A1、及包含絕緣材料之部分即單元分離部22A2。於半導體層20之厚度方向上，單元分離部22A於靠第1面S1側具有單元分離部22A1，於靠第2面S2側具有單元分離部22A2。
單元分離部22A1作為抑制信號電荷於相鄰之二個光電轉換單元21間移動之雜質分離區域發揮功能。單元分離部22A1包含例如注入有呈p型之雜質作為呈第1導電型之雜質之半導體區域。單元分離部22A1中之呈p型之雜質之濃度為第1濃度。
單元分離部22A2包含嵌入至(設置於)形成於半導體層20之溝槽之絕緣材料，作為抑制相鄰之二個光電轉換單元21間之信號電荷移動之絕緣物分離區域發揮功能。此處，溝槽自半導體層20之第2面S2側起以深度d之範圍設置於半導體層20內。即，單元分離部22A2為自半導體層20之第2面S2側起，於半導體層20之厚度方向上設置至深度d之STI(shallow trench isolation)。絕緣材料例如為氧化矽(SiO 2)。
又，如圖14D所示，光電轉換單元21之於半導體層20之厚度方向上靠第2面S2側之部分由單元分離部22A2包圍。更具體而言，光電轉換單元21之於半導體層20之厚度方向上自第2面S2至深度d之範圍由單元分離部22A2包圍。
《第2實施形態之主要效果》 該第2實施形態之固態攝像裝置1亦可獲得與上述第1實施形態之固態攝像裝置1相同之效果。
又，由於該第2實施形態之固態攝像裝置1於靠第2面S2側具有包含絕緣材料之單元分離部22A2，光電轉換單元21之靠第2面S2側之部分由單元分離部22A2包圍，故可進一步抑制產生之信號電荷洩漏至相鄰之光電轉換單元21，可抑制因混色所致之畫質降低。 另，單元分離部22A1之Z方向之尺寸與單元分離部22A2之Z方向之尺寸之相對關係並非限定於圖示之關係者。
[第3實施形態] 以下，針對圖15A至圖15D所示之本技術之第2實施形態進行說明。本第3實施形態之固態攝像裝置1與上述第1實施形態之固態攝像裝置1之不同點在於，分離部50之第3區域53之一部分以絕緣材料形成、及具備第2實施形態之單元分離部22A而取代單元分離部22，除此以外之固態攝像裝置1之構成為基本上與上述第1實施形態之固態攝像裝置1同樣之構成。另，對於已說明之構成要件，標註相同符號，省略其說明。
＜分離部＞ 固態攝像裝置1具有分離部50B而取代分離部50。分離部50B於半導體層20中設置於與第1實施形態之分離部50相同之區域。分離部50B具有第1區域51、第2區域52及第3區域53B。第3區域53B包含注入有呈第1導電型之雜質之半導體區域，具有作為抑制信號電荷移動之雜質分離區域發揮功能之部分即第3區域53B1、及包含絕緣材料之部分即第3區域53B2。於半導體層20之厚度方向上，第3區域53B於靠第1面S1側具有第3區域53B1，於靠第2面S2側具有第3區域53B2。
第3區域53B1作為抑制信號電荷移動之雜質分離區域發揮功能。第3區域53B1包含例如注入有呈P型之雜質作為呈第1導電型之雜質之半導體區域。第3區域53B1中之呈p型之雜質之濃度為第1濃度。
第3區域53B2包含嵌入至(設置於)形成於半導體層20之溝槽之絕緣材料，作為抑制信號電荷移動之絕緣物分離區域發揮功能。此處，溝槽自半導體層20之第2面S2側以深度d之範圍設置於半導體層20內。即，第3區域53B2為自半導體層20之第2面S2側起於半導體層20之厚度方向上設置至深度d之STI(shallow trench isolation)。絕緣材料例如為氧化矽(SiO 2)。
又，如圖15C及圖15D所示，第3區域53B2與單元分離部22A2一體形成至深度d。且，如圖15D所示，第3區域53B2於半導體層20之厚度方向上，於自第2面S2至深度d之範圍內，自單元分離部22A2凸出。
《第3實施形態之主要效果》 該第3實施形態之固態攝像裝置1亦可獲得與上述第1實施形態之固態攝像裝置1相同之效果。
又，較佳為分離部50B中，作為溢流路徑發揮功能之第2部分522以外之區域盡可能抑制信號電荷於第1光電轉換部23L與第2光電轉換部23R間移動。由於該第3實施形態之固態攝像裝置1具有包含絕緣材料之第3區域53B2，故可進一步抑制產生之信號電荷經由第3區域53B於第1光電轉換部23L與第2光電轉換部23R間移動。藉此，可不使於光電轉換單元21內之第1光電轉換部23L與第2光電轉換部23R間產生之混色惡化，而改善相位差檢測精度。
又，該第3實施形態之固態攝像裝置1之分離部50B於靠第2面S2側具有包含絕緣材料之第3區域53B2。因此，可抑制以微透鏡43a聚光之光之反射及散射，抑制於第1光電轉換部23L與第2光電轉換部23R間混色。
[第4實施形態] 以下，針對圖16A至圖16C所示之本技術之第4實施形態進行說明。本第4實施形態之固態攝像裝置1與上述第1實施形態之固態攝像裝置1之不同點在於，單元分離部22整體以絕緣材料形成，除此以外之固態攝像裝置1之構成為基本上與上述第1實施形態之固態攝像裝置1同樣之構成。另，對於已說明之構成要件，標註相同符號，省略其說明。
＜單元分離部＞ 固態攝像裝置1具有單元分離部22C而取代單元分離部22。於半導體層20之厚度方向上，單元分離部22C包含自第2面S2及第1面S1之一者設置至另一者之絕緣材料。單元分離部22C包含嵌入至(設置於)形成於半導體層20之溝槽之絕緣材料，作為抑制信號電荷於相鄰之二個光電轉換單元21間移動之絕緣物分離區域發揮功能。此處，溝槽自半導體層20之第2面S2及第1面S1之一者設置於至另一者。即，單元分離部22B為設置於半導體層20之FTI(Full trench isolation：全溝槽隔離)。絕緣材料例如為氧化矽(SiO 2)。
《第4實施形態之主要效果》 該第4實施形態之固態攝像裝置1亦可獲得與上述第1實施形態之固態攝像裝置1相同之效果。
又，該第2實施形態之固態攝像裝置1藉由FTI將光電轉換元件21之外周部絕緣分離。因此，相鄰之光電轉換單元21彼此之間被完全電性分離，即，藉由FTI，形成於相鄰之光電轉換單元21彼此間之電位障壁變高。因此，可抑制產生光電轉換單元21彼此間之電荷之溢流(Blooming)，可抑制畫質劣化。又，由於形成於光電轉換單元21彼此間之電位障壁變高，故傳輸電晶體之電位障壁即第2電位障壁P2亦可變高。只要可提高電位障壁P2，則第1光電轉換部23L與第2光電轉換部23R間之第1電位障壁P1亦可變高。因此，可擴大能進行相位差檢測之信號範圍與進行圖像形成之信號範圍之兩者。
[第5實施形態] 以下，針對圖17A及圖17B所示之本技術之第4實施形態進行說明。本第4實施形態之固態攝像裝置1與上述第1實施形態之固態攝像裝置1之不同點在於，沿Y方向將分離部之第2部分522設置於與第1傳輸電晶體24L及第2傳輸電晶體24R離開之位置，及具有單元分離部22C而取代單元分離部22，除此以外之固態攝像裝置1之構成為基本上與上述第1實施形態之固態攝像裝置1相同之構成。另，對於已說明之構成要件，標註相同符號，省略其說明。另，由於顯示沿圖17A之A-A切斷線之剖面構造之主部之縱剖視圖與圖16B相同，故此處省略圖示。
＜分離部＞ 固態攝像裝置1具有分離部50D而取代分離部50。分離部50D具有第1區域51、第2區域52及第3區域53D。第1區域51及第2區域52與第1傳輸電晶體24L及第2傳輸電晶體24R之位置相關，設置於與上述第1實施形態不同之位置。更具體而言，第1傳輸電晶體24L及第2傳輸電晶體24R於俯視時與X方向(第1方向)交叉之Y方向(第2方向)上，靠光電轉換單元21之一側設置，相對於此，第1區域51及第2區域52於第2方向上，靠光電轉換單元21之另一側設置。更具體而言，第1區域51及第2區域52設置於較光電轉換單元21之第2方向上之中心更靠第2方向之另一側。且，第1區域51及第2區域52設置於不包含光電轉換單元21之第2方向上之中心之位置。第1區域51及第2區域52之除此以外之構成與第1實施形態之第1區域51及第2區域52相同。
分離部50D具有第3區域53D而取代第1實施形態之第3區域53。第3區域53D具有第3區域531、532。如圖17B所示，第3區域531、532之Y方向之尺寸與第3區域53不同。又，靠Y方向之一側設置之第3區域531之Y方向之尺寸531y大於靠Y方向之另一側設置之第3區域532之Y方向之尺寸532y。第3區域531、532之除此以外之構成與第3區域53相同。
如此，第2部分522於半導體層20之厚度方向上設置於與傳輸閘極電極TRG1、TRG2離開之位置，此外進而於半導體層20之Y方向上，設置於與傳輸閘極電極TRG1、TRG2離開之位置。
《第5實施形態之主要效果》 該第5實施形態之固態攝像裝置1亦可獲得與上述第1實施形態之固態攝像裝置1相同之效果。
再者，第2部分522於半導體層20之厚度方向上設置於與傳輸閘極電極TRG1、TRG2離開之位置，此外進而於半導體層20之Y方向上設置於與傳輸閘極電極TRG1、TRG2離開之位置。由於具有如上述之構成，故可使第2部分522離傳輸閘極電極TRG1、TRG2更遠。藉此，可進一步增大第2部分522與傳輸閘極電極TRG1、TRG2間之距離。藉此，分離部50D之電位障壁即第1電位障壁P1更不易受第1傳輸電晶體24L及第2傳輸電晶體24R之調變之影響。藉此，可進一步抑制相位差檢測之精度降低。再者，由於第1電位障壁P1更不易受調變之影響，故其之障壁高度可以接近設計之狀態使用，可進一步抑制能進行相位差檢測之信號範圍縮窄。
[第6實施形態] 以下，針對圖18A及圖18B所示之本技術之第6實施形態進行說明。本第6實施形態之固態攝像裝置1與上述第1實施形態之固態攝像裝置1之不同點在於，分離部50整體以絕緣材料形成、及具有單元分離部22C而取代單元分離部22，除此以外之固態攝像裝置1之構成為基本上與上述第1實施形態之固態攝像裝置1同樣之構成。另，對於已說明之構成要件，標註相同符號，省略其說明。另，由於顯示沿圖18A之A-A切斷線之剖面構造之主部之縱剖視圖與圖16B相同，故此處省略圖示。
＜分離部＞ 固態攝像裝置1具有分離部50E而取代分離部50。分離部50E具有第1區域51、第2區域52及第3區域53E。於半導體層20之厚度方向上，第3區域53E包含自第2面S2及第2面S1之一者設置至另一者之絕緣材料。第3區域53E包含嵌入至(設置於)形成於半導體層20之溝槽之絕緣材料，作為抑制信號電荷移動之絕緣物分離區域發揮功能。此處，溝槽自半導體層20之第2面S2及第1面S1之一者設置至另一者。即，第3區域53E為設置於半導體層20之FTI(Full trench isolation)。絕緣材料例如為氧化矽(SiO 2)。
《固態攝像裝置1之製造方法》 接著，參照圖式，針對本第6實施形態之固態攝像裝置1之製造方法進行說明。另，此處，僅針對與上述第1實施形態中說明之固態攝像裝置1之製造方法不同之點進行說明。首先，進行第1實施形態之10A所示之步驟，接著，如圖19A所示，於半導體層20形成單元分離部22C。於該步驟中，雖於圖19A中省略圖示，但亦形成第3區域53E。
且，如圖19B所示，形成第1光電轉換部23L與第2光電轉換部23R。由於之後的步驟與上述實施形態中說明之固態攝像裝置1之步驟相同，故此處省略其說明。
《第6實施形態之主要效果》 該第6實施形態之固態攝像裝置1亦可獲得與上述第1實施形態之固態攝像裝置1相同之效果。
又，由於該第6實施形態之固態攝像裝置1之第3區域53E整體包含絕緣材料，故與上述第1實施形態之第3區域53及第3實施形態之第3區域53B相比，可進一步抑制產生之信號電荷經由第3區域53E於第1光電轉換部23L與第2光電轉換部23R間移動。藉此，可不使於光電轉換單元21內之第1光電轉換部23L與第2光電轉換部23R間產生之混色惡化，改善相位差檢測精度。
[第7實施形態] 以下，針對圖20A至圖20C所示之本技術之第7實施形態進行說明。本第7實施形態之固態攝像裝置1與上述第1實施形態之固態攝像裝置1之不同點在於，分離部具有電洞累積區域、具有第3區域53E而取代第3區域53、及具有單元分離部22C而取代單元分離部22，除此以外之固態攝像裝置1之構成為基本上與上述第1實施形態之固態攝像裝置1同樣之構成。另，對於已說明之構成要件，標註相同符號，省略其說明。
＜分離部＞ 固態攝像裝置1具有分離部50F而取代分離部50。分離部50F具有第1區域51、第2區域52、第3區域53E及電洞累積區域54。電洞累積區域54於半導體層20之厚度方向上，設置於第1區域51之第2面S2側。更具體而言，電洞累積區域54設置於第1區域51之第2面S2側之端部51a附近。又，於半導體層20之厚度方向上，第2部分522設置於電洞累積區域54之第2面S2側，第1部分521設置於第2部分522之第2面S2側。
為了使信號電荷溢流，第2部分522需要降低呈p型之雜質濃度，另一方面，可能誘發STI之空乏化之白點、暗電流之產生。藉由設置電洞累積區域54，將絕緣材料與矽之界面以電洞釘扎。藉此，抑制第2部分522與第1區域51之界面空乏化，抑制白點、暗電流之產生。電洞累積區域54中呈第1導電型之雜質，例如呈p型之雜質之濃度只要設為例如1e18cm -3至1e20cm -3即可。
電洞累積區域54以與第2部分522相同之步驟，藉由雜質注入而設置。即，電洞累積區域54以於溝槽26嵌入第1區域51之前之步驟設置。另，電洞累積區域54於設置第2部分522之前或設置之後之任一時序設置。另，如圖示，為了對第1區域51之端部51a蓋狀地設置電洞累積區域54，而自傾斜方向對溝槽26注入雜質。藉此，亦可對溝槽26之側壁注入雜質。又，由於在溝槽26之表面附近注入雜質，故以低能量注入。
《第7實施形態之主要效果》 該第7實施形態之固態攝像裝置1亦可獲得與上述第1實施形態之固態攝像裝置1相同之效果。
又，由於該第7實施形態之固態攝像裝置1具有電洞累積區域54，故可抑制白點、暗電流之產生。
[第8實施形態] 以下，針對圖21A至圖21C所示之本技術之第8實施形態進行說明。本第8實施形態之固態攝像裝置1與上述第1實施形態之固態攝像裝置1之不同點在於，分離部與單元分離部以絕緣材料形成，及分離部之寬度與單元分離部之寬度於半導體層20之厚度方向上不同，除此以外之固態攝像裝置1之構成為基本上與上述第1實施形態之固態攝像裝置1相同之構成。另，對於已說明之構成要件，標註相同符號，省略其說明。
＜分離部＞ 固態攝像裝置1具有分離部50G而取代分離部50。分離部50G具有第1區域51、第2區域52及第3區域53G。第3區域53G之寬度，更具體而言，俯視時第3區域53G之寬度(與Z方向垂直之方向之尺寸)根據半導體層20之厚度方向而不同。更具體而言，第3區域53G之靠第2面S2之部分之寬度較靠第1面S1之部分之寬度窄。更具體而言，第3區域53G之靠第2面S2之部分之寬度較靠第1面S1之部分之寬度窄一圈。
第3區域53G具有：光入射面側之第3區域53G2、及具有與第3區域53G2不同之寬度之元件形成面側之第3區域53G1。更具體而言，第3區域53G2之寬度較第3區域53G1之寬度窄一圈。又，於半導體層20之厚度方向上，第3區域53G於靠第1面S1側具有第3區域53G1，於靠第2面S2側具有第3區域53G2。
＜單元分離部＞ 固態攝像裝置1具有單元分離部22G而取代單元分離部22。單元分離部G之寬度，更具體而言，俯視時單元分離部G之寬度(與Z方向垂直之方向之尺寸)根據半導體層20之厚度方向而不同。更具體而言，單元分離部22G之靠第2面S2之部分之寬度較靠第1面S1之部分之寬度窄。更具體而言，單元分離部G之靠第2面S2之部分之寬度較靠第1面S1之部分之寬度窄一圈。
單元分離部22G具有：光入射面側之單元分離部22G2、及具有與單元分離部22G2不同之寬度之元件形成面側之單元分離部22G1。更具體而言，單元分離部22G2之寬度較單元分離部22G1之寬度窄一圈。又，於半導體層20之厚度方向上，單元分離部22G於靠第1面S1側具有單元分離部22G1，於靠第2面S2側具有單元分離部22G2。
《固態攝像裝置之製造方法》 接著，參照圖式，針對本第8實施形態之固態攝像裝置1之製造方法進行說明。另，此處，僅針對與上述第1實施形態中說明之固態攝像裝置1之製造方法不同之點進行說明。首先，進行第1實施形態之10A及圖10B所示之步驟。接著，如圖22A所示，於光電轉換單元21中，對第1光電轉換部23L與第2光電轉換部23R間之半導體層20注入雜質，形成雜質濃度為第1濃度之第1雜質區域61。
接著，如圖22B所示，形成氮化矽膜(Si 3N 4膜)63及氧化矽膜(SiO 2膜)65。其後，例如使用抗蝕劑膜選擇性蝕刻該等膜，形成硬遮罩。接著，如圖22C所示，利用硬遮罩進行第1次乾蝕刻，於半導體層20形成溝槽26與溝槽261。溝槽261形成於相鄰之光電轉換單元21彼此間之半導體層20。
接著，如圖22D所示，僅將溝槽26與溝槽261中之溝槽26以抗蝕劑66嵌埋，其後，使氮化矽膜67堆積。氮化矽膜67堆積於包含溝槽261之內壁之區域。更具體而言，氮化矽膜67堆積於包含溝槽261之底部261a與側壁261b之區域。由於氮化矽膜67堆積於溝槽261之側壁261b，故溝槽261內之空洞部分於俯視時較堆積前小。
且，若以圖22D所示之狀態對底部261a進行第2次乾蝕刻，則如圖22E所示，形成溝槽262。形成之溝槽262之俯視時之尺寸形成為小於溝槽261之俯視時之尺寸。
其後，如圖22F所示，將氮化矽膜67及抗蝕劑66去除。接著，如圖22G所示，形成第2部分522。且，如圖22H所示，使氧化矽膜(SiO 2膜)68堆積，於溝槽26、溝槽261及溝槽262之內側填充氧化矽膜68。
接著，將餘下之氧化矽膜68藉由例如蝕刻等去除，其後，將餘下之氮化矽膜67去除。藉此，變為如圖22I所示之狀態。藉此，獲得單元分離部22G1、22G2與第1區域51。如圖22I所示，單元分離部22G1形成於溝槽261內，單元分離部22G2形成於俯視時之尺寸小於溝槽261之溝槽262內。根據此種步驟，單元分離部22G2之寬度形成為小於單元分離部22G1之寬度。
另，此處雖未圖示，但對於第3區域53G1、53G2，亦以與單元分離部22G1、22G2共通之步驟同樣形成。又，由於之後的步驟與上述實施形態中說明之固態攝像裝置1之步驟相同，故此處省略其說明。
《第8實施形態之主要效果》 該第8實施形態之固態攝像裝置1亦可獲得與上述第1實施形態之固態攝像裝置1相同之效果。
又，該第8實施形態之固態攝像裝置1中，第3區域53G及單元分離部22G之靠第2面S2側之部分之寬度小於靠第1面S1側之部分之寬度。因此，即使將像素細微化，亦可抑制形成光電轉換單元21之活性區域縮窄，可抑制第1電荷累積區域25L及第2電荷累積區域25R之區域縮窄。藉此，即使將像素細微化之情形時，亦可抑制第1電荷累積區域25L及第2電荷累積區域25R之飽和電子數減少。藉此，即使將像素細微化之情形時，亦可抑制可進行相位差檢測之信號範圍及保持相加信號Q3對於光量之線性之信號範圍縮窄。
又，該第8實施形態之固態攝像裝置1中，由於即使將像素細微化，亦抑制形成光電轉換單元21之活性區域縮窄，故可使分離部50G之第2部分522與傳輸閘極電極TRG1、TRG2離得更遠。因此，可進一步抑制因第1傳輸電晶體24L及第2傳輸電晶體24R之接通、斷開動作，分離部50G之電位障壁即第1電位障壁P1之高度產生變動。
再者，該第8實施形態之固態攝像裝置1之製造方法中，對藉由第1次乾蝕刻形成之溝槽261之底部261a進而進行第2次乾蝕刻，形成溝槽262。因此，可抑制對單元分離部22G1之對準偏移地形成單元分離部22G2。對於第3區域53G1、53G2，亦以與單元分離部22G1、22G2共通之步驟同樣形成。因此，可抑制對第3區域53G1之對準偏移地形成第3區域53G2。
[第9實施形態] 以下，針對圖23所示之本技術之第9實施形態進行說明。本第9實施形態之固態攝像裝置1與上述第1實施形態之固態攝像裝置1之不同點在於，第1傳輸電晶體24L及第1電荷累積區域25L、第2傳輸電晶體24R及第2電荷累積區域25R各自靠光電轉換單元21之角部設置、具有第3區域53E而取代第3區域53、及具有單元分離部22而C取代單元分離部22，除此以外之固態攝像裝置1之構成為基本上與上述第1實施形態之固態攝像裝置1相同之構成。另，對於已說明之構成要件，標註相同符號，省略其說明。另，由於顯示沿圖23A之A-A切斷線之剖面構造之主部之縱剖視圖與圖16B相同，顯示沿B-B切斷線之剖面構造之主部之縱剖視圖與圖18B相同，故此處省略圖示。
＜第1傳輸電晶體及第1電荷累積區域＞ 第1傳輸電晶體24L及第1電荷累積區域25L靠光電轉換單元21之角部設置。換言之，第1傳輸電晶體24L及第1電荷累積區域25L靠設有光電轉換單元21之活性區域20a之角部設置。光電轉換單元21(活性區域20a)具有4個角部271、272、273、274。第1傳輸電晶體24L及第1電荷累積區域25L於X方向上靠第1光電轉換部23L側之角部設置。圖23係顯示於靠第1光電轉換部23L側之角部271、273中之角部271側設有第1傳輸電晶體24L及第1電荷累積區域25L之例。又，第1傳輸電晶體24L及第1電荷累積區域25L中之第1電荷累積區域25L設置於更靠角部271之位置。又，第1電荷累積區域25L於俯視時設為三角形。
藉由此種構成，於第1光電轉換部23L內產生之信號電荷通過靠角部271設置之第1傳輸電晶體24L之通道區域，流入靠角部271設置之第1電荷累積區域25L。
＜第2傳輸電晶體及第2電荷累積區域＞ 第2傳輸電晶體24R及第2電荷累積區域25R靠光電轉換單元21之角部設置。換言之，第2傳輸電晶體24R及第2電荷累積區域25R靠設有光電轉換單元21之活性區域20a之角部設置。第2傳輸電晶體24R及第2電荷累積區域25R於X方向上靠第2光電轉換部23R側之角部設置。圖23係顯示於靠第2光電轉換部23R側之角部272、274中之角部272側設有第2傳輸電晶體24R及第2電荷累積區域25R之例。又，第2傳輸電晶體24R及第2電荷累積區域25R中之第2電荷累積區域25R設置於更靠角部272之位置。又，第2電荷累積區域25R於俯視時設為三角形。
藉由此種構成，於第2光電轉換部23R內產生之信號電荷通過靠角部272設置之第2傳輸電晶體24R之通道區域，流入至靠角部272設置之第2電荷累積區域25R。
《第9實施形態之主要效果》 該第9實施形態之固態攝像裝置1亦可獲得與上述第1實施形態之固態攝像裝置1相同之效果。
又，該第9實施形態之固態攝像裝置1中，由於第1傳輸電晶體24L及第1電荷累積區域25L、第2傳輸電晶體24R及第2電荷累積區域25R各自靠光電轉換單元21之角部設置，故可使分離部50E之第2部分522與傳輸閘極電極TRG1、TRG2離得更遠。因此，可進一步抑制因第1傳輸電晶體24L及第2傳輸電晶體24R之接通、斷開動作，分離部50E之電位障壁即第1電位障壁P1之高度產生變動。
[第10實施形態] 以下，針對圖24A及圖24B所示之本技術之第10實施形態進行說明。本第10實施形態之固態攝像裝置1與上述第1實施形態之固態攝像裝置1之不同點在於，第1傳輸電晶體24L與第2傳輸電晶體24R各自靠光電轉換單元21之角部設置、具有第3區域53E而取代第3區域53、及具有單元分離部22C而取代單元分離部22，除此以外之固態攝像裝置1之構成為基本上與上述第1實施形態之固態攝像裝置1同樣之構成。另，對於已說明之構成要件，標註相同符號，省略其說明。另，由於顯示沿圖24A之A-A切斷線之剖面構造之主部之縱剖視圖與圖16B相同，顯示沿B-B切斷線之剖面構造之主部之縱剖視圖與圖18B相同，故此處省略圖示。
＜第1傳輸電晶體＞ 第1傳輸電晶體24L靠光電轉換單元21之角部設置。換言之，第1傳輸電晶體24L靠設有光電轉換單元21之活性區域20a之角部設置。第1傳輸電晶體24L於X方向上靠第1光電轉換部23L側之角部側設置。圖24A係顯示靠第1光電轉換部23L側之角部271、273中之角部271側設有第1傳輸電晶體24L之例。又，第1傳輸電晶體24L於俯視時設為三角形。
又，如圖24B所示，第1傳輸電晶體24L為縱型電晶體，具有掘入半導體層20而形成之縱型傳輸閘極電極TRG1。第1傳輸電晶體24L之通道區域沿縱型傳輸閘極電極TRG1之側壁部形成。如圖24B所示，於第1光電轉換部23L內產生之信號電荷(e -)通過沿靠角部271設置之第1傳輸電晶體24L具有之縱型傳輸閘極電極TRG1之側壁部形成之通道區域，流入第1電荷累積區域25L。
＜第2傳輸電晶體＞ 第2傳輸電晶體24R靠光電轉換單元21之角部設置。換言之，第2傳輸電晶體24R靠設有光電轉換單元21之活性區域20a之角部設置。第2傳輸電晶體24R於X方向上靠第2光電轉換部23R側之角部側設置。圖24A係顯示靠第2光電轉換部23R側之角部272、274中之角部272側設有第2傳輸電晶體24R之例。又，第2傳輸電晶體24R於俯視時設為三角形。
又，圖24B中雖未圖示，但第2傳輸電晶體24R與第1傳輸電晶體24L同樣為縱型電晶體，具有掘入半導體層20而形成之縱型傳輸閘極電極TRG2。第2傳輸電晶體24R之通道區域沿縱型傳輸閘極電極TRG2之側壁部形成。於第2光電轉換部23R內產生之信號電荷通過沿靠角部272設置之第2傳輸電晶體24R具有之縱型傳輸閘極電極TRG2之側壁部形成之通道區域，流入第2電荷累積區域25R。
《第10實施形態之主要效果》 該第10實施形態之固態攝像裝置1亦可獲得與上述第1實施形態之固態攝像裝置1相同之效果。
又，該第10實施形態之固態攝像裝置1中，由於第1傳輸電晶體24L與第2傳輸電晶體24R各自靠光電轉換單元21之角部設置，再者，第1傳輸電晶體24L與第2傳輸電晶體24R為縱型電晶體，故與上述第9實施形態之情形相比，可使分離部50E之第2部分522與傳輸閘極電極TRG1、TRG2離得更遠。因此，可進一步抑制因第1傳輸電晶體24L及第2傳輸電晶體24R之接通、斷開動作，分離部50E之電位障壁即第1電位障壁P1之高度產生變動。
又，該第10實施形態之固態攝像裝置1中，由於將傳輸閘極電極TRG1、TRG2設為縱型電晶體，故與平面電晶體之情形相比，可增大閘極長度。因此，即使將像素3細微化之情形時，亦易於維持傳輸能力。
另，將縱型電晶體電極用於傳輸閘極之情形時，尤其傳輸信號電荷時，對電荷累積區域與傳輸閘極電極間施加強電場，有時會產生白點。為抑制白點之產生，亦可於電荷累積區域與傳輸閘極電極間之半導體層20嵌入絕緣體，設置側壁構造。
[第11實施形態] 以下，針對圖25A、圖25B及圖26所示之本技術之第11實施形態進行說明。本第11實施形態之固態攝像裝置1與上述第1實施形態之固態攝像裝置1之不同點在於，將對每個光電轉換部個別設置之第1電荷累積區域25L與第2電荷累積區域25R整合設為一個電荷累積區域25，除此以外之固態攝像裝置1之構成為基本上與上述第1實施形態之固態攝像裝置1同樣之構成。另，對於已說明之構成要件，標註相同符號，省略其說明。
電荷累積區域25貫通沿Y方向設置二個之第3區域53中，靠近傳輸閘極電極TRG1、TRG2之第3區域53。且，第1傳輸電晶體24L以於第1光電轉換部23L與電荷累積區域25間之活性區域形成通道之方式設置。第2傳輸電晶體24R以於第2光電轉換部23R與電荷累積區域25間之活性區域形成通道之方式設置。如此，電荷累積區域25包含第1電荷累積區域25L之功能、及與第1電荷累積區域25L個別設置之第2電荷累積區域25R之功能兩者。此種構成亦如圖26之等效電路圖所示。
《第11實施形態之主要效果》 該第11實施形態之固態攝像裝置1亦可獲得與上述第1實施形態之固態攝像裝置1相同之效果。
又，該第11實施形態之固態攝像裝置1中，由於為具有一個電荷累積區域25之構成，故與個別設置第1電荷累積區域25L及第2電荷累積區域25R之情形相比，無須用以將電荷累積區域彼此電性連接之配線。因此，可抑制配線間之寄生電容、配線與基板間之寄生電容等寄生電容重疊於電荷累積區域25。藉此，可抑制轉換效率降低。
[第12實施形態] 以下，針對圖27A、圖27B及圖28所示之本技術之第12實施形態進行說明。本第12實施形態之固態攝像裝置1與上述第1實施形態之固態攝像裝置之不同點在於，將對每個光電轉換部個別設置之第1電荷累積區域25L與第2電荷累積區域25R整合設為一個電荷累積區域25，再者，複數個光電轉換單元21(像素3)共用一個電荷累積區域25，除此以外之固態攝像裝置1之構成為基本上與上述第1實施形態之固態攝像裝置1同樣之構成。另，對於已說明之構成要件，標註相同符號，省略其說明。另，由於顯示沿圖27之A-A切斷線之剖面構造之主部之縱剖視圖與圖6B相同，故此處省略圖示。
電荷累積區域25貫通沿Y方向設置二個之第3區域53中，靠近傳輸閘極電極TRG1、TRG2之第3區域53與單元分離部22。且，第1傳輸電晶體241以於第1光電轉換部231與電荷累積區域25間之活性區域形成通道之方式設置。第2傳輸電晶體242以於第2光電轉換部232與電荷累積區域25間之活性區域形成通道之方式設置。第3傳輸電晶體243以於第3光電轉換部233與電荷累積區域25間之活性區域形成通道之方式設置。第4傳輸電晶體244以於第1光電轉換部234與電荷累積區域25間之活性區域形成通道之方式設置。此種構成亦如圖28之等效電路圖所示。
《第12實施形態之主要效果》 該第12實施形態之固態攝像裝置1亦可獲得與上述第1實施形態之固態攝像裝置1相同之效果。
又，該第12實施形態之固態攝像裝置1中，複數個光電轉換單元21(像素3)共用電荷累積區域25。即，藉由增加共用電荷累積區域25之像素3之數量，可減少用以驅動像素3之重設電晶體RST、放大電晶體AMP、選擇電晶體SEL之數量，故可設為對應於更細微化之構造。
[第13實施形態] 以下，針對圖29所示之本技術之第13實施形態進行說明。本第13實施形態之固態攝像裝置1與上述第1實施形態之固態攝像裝置1之不同點在於，具有將二塊半導體基板接合之構造，除此以外之固態攝像裝置1之構成為基本上與上述第1實施形態之固態攝像裝置1同樣之構成。另，對於已說明之構成要件，標註相同符號，省略其說明。
＜固態攝像裝置之積層構造＞ 固態攝像裝置1具備受光基板70A及與受光基板70A重合之像素電路基板70B。即，固態攝像裝置1為積層型CIS(CMOS Image Sensor，CMOS影像感測器)。
受光基板70A具有：半導體層20A，其具有互相位於相反側之第1面S1及第2面S2；及多層配線層30A，其設置於半導體層20A之第1面S1側。於半導體層20A之第2面S2側，與第1實施形態之情形同樣，設有彩色濾光片42及微透鏡層43等眾所周知之構件，但此處省略圖示。於半導體層20A設有光電轉換單元21。
像素電路基板70B具有半導體層20B及設置於半導體層20B之一面側之多層配線層30B。於半導體層20B設有讀出電路15。又，半導體層20B之另一面與多層配線層30A之與半導體層20A側為相反側之面重合。且，讀出電路15與光電轉換單元21經由貫通電極80電性連接。
《第13實施形態之主要效果》 該第13實施形態之固態攝像裝置1亦可獲得與上述第1實施形態之固態攝像裝置1相同之效果。
又，該第13實施形態之固態攝像裝置1中，將讀出電路15與光電轉換單元21設置於不同之基板。因此，光電轉換單元21之元件配置空間產生餘裕，可使分離部50之第2部分522與傳輸閘極電極TRG1、TRG2離得更遠。因此，可進一步抑制因第1傳輸電晶體24L及第2傳輸電晶體24R之接通、斷開動作，分離部50之電位障壁即第1電位障壁P1之高度產生變動。
另，光電轉換單元21不限定於上述第1實施形態所記載之光電轉換單元21，亦可為上述第2實施形態至第12實施形態所記載之光電轉換單元21之任一者。
[第14實施形態] 以下，針對圖30所示之本技術之第14實施形態進行說明。本第14實施形態之固態攝像裝置1與上述第1實施形態之固態攝像裝置1之不同點在於，具有將三塊半導體基板接合之構造，除此以外之固態攝像裝置1之構成為基本上與上述第1實施形態之固態攝像裝置1同樣之構成。另，對於已說明之構成要件，標註相同符號，省略其說明。
＜固態攝像裝置之積層構造＞ 固態攝像裝置1具備受光基板70A、與受光基板70A重合之像素電路基板70B、及與像素電路基板70B重合之邏輯電路基板70C。即，固態攝像裝置1為積層型CIS(CMOS Image Sensor，CMOS影像感測器)。
邏輯電路基板70C具有半導體層20C及設置於半導體層20C之一面側之多層配線層30C。於半導體層20C設有構成圖2之邏輯電路13之電晶體群16。又，多層配線層30C與多層配線層30B重合。於多層配線層30C之多層配線層30B側之面，期望電極焊墊17。且，於多層配線層30B之多層配線層30C側之面，期望電極焊墊18。藉由將電極焊墊17與電極焊墊18接合，像素電路基板70B與邏輯電路基板70C電性連接。
《第14實施形態之主要效果》 該第14實施形態之固態攝像裝置1亦可獲得與上述第1實施形態之固態攝像裝置1及上述第13實施形態之固態攝像裝置1相同之效果。
另，光電轉換單元21不限定於上述第1實施形態所記載之光電轉換單元21，亦可為上述第2實施形態至第12實施形態所記載之光電轉換單元21之任一者。
[應用例] ＜1.對電子機器之應用例＞ 又，如上述之固態攝像裝置1各者可適用於例如數位靜態相機或數位視訊相機等攝像系統、具備攝像功能之行動電話、或具備攝像功能之其他機器等各種電子機器。
圖31係顯示搭載於電子機器之攝像裝置之構成例之方塊圖。
如圖31所示，攝像裝置101具備光學系統102、固態攝像裝置103、DSP(Digital Signal Processor：數位信號處理器)104，且經由匯流排107將DSP104、顯示裝置105、操作系統106、記憶體108、記錄裝置109及電源系統110連接而構成，可拍攝靜止圖像及動態圖像。
光學系統102具有1塊或複數塊透鏡而構成，將來自被攝體之像光(入射光111)引導至固態攝像裝置103，使之成像於固態攝像裝置103之受光面(感測器部)。
作為固態攝像裝置103，適用上述任一構成例之固態攝像裝置1。於固態攝像裝置103，根據經由光學系統102成像於受光面之像，於一定期間累積電子。且，將與累積於固態攝像裝置103之電子對應之信號供給至DSP104。
DSP104對來自固態攝像裝置103之信號實施各種信號處理，取得圖像，將該圖像之資料暫時記憶於記憶體108。將記憶於記憶體108之圖像之資料記錄於記錄裝置109，或供給至顯示裝置105而顯示圖像。又，操作系統106受理使用者之各種操作，對攝像裝置101之各區塊供給操作信號，電源系統110供給攝像裝置101之各區塊之驅動所需之電力。
＜2.對移動體之應用例＞ 本揭示之技術(本技術)可應用於各種製品。例如，本揭示之技術亦可作為搭載於汽車、電動汽車、油電混合汽車、機車、自行車、個人行動載具、飛機、無人機、船舶、機器人等任一種類之移動體之裝置而實現。
圖32係顯示可適用本揭示之技術之移動體控制系統之一例即車輛控制系統之概略構成例之方塊圖。
車輛控制系統12000具備經由通信網路12001連接之複數個電子控制單元。於圖32所示之例中，車輛控制系統12000具備驅動系統控制單元12010、車體系統控制單元12020、車外資訊檢測單元12030、車內資訊檢測單元12040、及整合控制單元12050。又，作為整合控制單元12050之功能構成，圖示有微電腦12051、聲音圖像輸出部12052、及車載網路I/F(interface：介面)12053。
驅動系統控制單元12010依照各種程式，控制與車輛之驅動系統關聯之裝置之動作。例如，驅動系統控制單元12010作為內燃機或驅動用馬達等之用以產生車輛之驅動力之驅動力產生裝置、用以將驅動力傳遞至車輪之驅動力傳遞機構、調節車輛舵角之轉向機構、及產生車輛之制動力之制動裝置等控制裝置發揮功能。
車體系統控制單元12020依照各種程式，控制車體所裝備之各種裝置之動作。例如，車體系統控制單元12020作為無鑰匙啟動系統、智慧鑰匙系統、電動車窗裝置、或頭燈、尾燈、剎車燈、方向燈或霧燈等各種燈具之控制裝置發揮功能。該情形時，可對車體系統控制單元12020輸入自代替鑰匙之可攜帶式機器發送之電波或各種開關之信號。車體系統控制單元12020受理該等電波或信號之輸入，控制車輛之門鎖裝置、電動車窗裝置、燈具等。
車外資訊檢測單元12030檢測搭載有車輛控制系統12000之車輛外部資訊。例如，於車外資訊檢測單元12030連接有攝像部12031。車外資訊檢測單元12030使攝像部12031拍攝車外之圖像，且接收拍攝到之圖像。車外資訊檢測單元12030亦可基於接收到之圖像，進行人、車、障礙物、標識或路面上之文字等之物體檢測處理或距離檢測處理。
攝像部12031係接收光且輸出與該光之受光量對應的電性信號之光感測器。攝像部12031可將電性信號作為圖像輸出，亦可作為測距資訊輸出。又，攝像部12031接收之光可為可見光，亦可為紅外線等不可見光。
車內資訊檢測單元12040檢測車內之資訊。於車內資訊檢測單元12040，連接有例如檢測駕駛者的狀態之駕駛者狀態檢測部12041。駕駛者狀態檢測部12041包含例如拍攝駕駛者之相機，車內資訊檢測單元12040可基於自駕駛者狀態檢測部12041輸入之檢測資訊，算出駕駛者之疲勞程度或精神集中程度，亦可判斷駕駛者是否在打瞌睡。
微電腦12051可基於由車外資訊檢測單元12030或車內資訊檢測單元12040取得之車內外之資訊，運算驅動力產生裝置、轉向機構或制動裝置之控制目標值，對驅動系統控制單元12010輸出控制指令。例如，微電腦12051可進行以實現包含迴避車輛碰撞或緩和衝擊、基於車間距離之追隨行駛、維持車速行駛、車輛之碰撞警告或車輛偏離車道警告等之ADAS(Advanced Driver Assistance System：先進駕駛輔助系統)之功能為目的之協調控制。
又，微電腦12051可藉由基於由車外資訊檢測單元12030或車內資訊檢測單元12040取得之車輛周圍之資訊，控制驅動力產生裝置、轉向機構或制動裝置等，而進行以不依據駕駛者之操作而自主行駛之自動駕駛等為目的之協調控制。
又，微電腦12051可基於由車外資訊檢測單元12030取得之車外之資訊，對車體系統控制單元12020輸出控制指令。例如，微電腦12051可根據車外資訊檢測單元12030檢測到之前方車或對向車之位置而控制頭燈，進行將遠光燈切換成近光燈等以謀求防眩為目的之協調控制。
聲音圖像輸出部12052向可對車輛之搭乘者或車外視覺性或聽覺性通知資訊之輸出裝置發送聲音及圖像中之至少一種輸出信號。於圖32之例中，作為輸出裝置，例示擴音器12061、顯示部12062及儀表板12063。顯示部12062亦可包含例如車載顯示器及抬頭顯示器之至少一者。
圖33係顯示攝像部12031之設置位置之例之圖。
於圖33中，車輛12100具有攝像部12101、12102、12103、12104、12105作為攝像部12031。
攝像部12101、12102、12103、12104、12105例如設置於車輛12100之前保險桿、側視鏡、後保險桿、尾門及車廂內之擋風玻璃之上部等位置。前保險桿所裝備之攝像部12101及車廂內之擋風玻璃之上部所裝備之攝像部12105主要取得車輛12100前方之圖像。側視鏡所裝備之攝像部12102、12103主要取得車輛12100側方之圖像。後保險桿或尾門所裝備之攝像部12104主要取得車輛12100後方之圖像。由攝像部12101及12105取得之前方圖像主要使用於檢測前方車輛或行人、障礙物、號誌機、交通標識或車道線等。
另，圖33中顯示攝像部12101至12104之攝像範圍之一例。攝像範圍12111表示設於前保險桿之攝像部12101之攝像範圍，攝像範圍12112、12113分別表示設於側視鏡之攝像部12102、12103之攝像範圍，攝像範圍12114表示設於後保險桿或尾門之攝像部12104之攝像範圍。例如，藉由將攝像部12101至12104所拍攝之圖像資料重合，可獲得自上方觀察車輛12100之俯瞰圖像。
攝像部12101至12104之至少一者亦可具有取得距離資訊之功能。例如，攝像部12101至12104之至少一者可為包含複數個攝像元件之立體相機，亦可為具有相位差檢測用之像素之攝像元件。
例如，微電腦12051基於自攝像部12101至12104取得之距離資訊，求得與攝像範圍12111至12114內之各立體物相隔之距離、及該距離之時間變化(相對於車輛12100之相對速度)，藉此可尤其擷取在車輛12100之行進路上最接近之立體物、且於與車輛12100大致相同之方向以特定速度(例如為0 km/h以上)行駛之立體物作為前方車。再者，微電腦12051可設定應與前方車之近前預先確保之車間距離，進行自動剎車控制(亦包含停止追隨控制)或自動加速控制(亦包含追隨起步控制)等。可如此地進行以不依據駕駛者之操作而自主行駛之自動駕駛等為目的之協調控制。
例如，微電腦12051可基於自攝像部12101至12104取得之距離資訊，將立體物相關之立體物資料分類成機車、普通車輛、大型車輛、行人、電線桿等其他立體物而擷取，且使用於自動迴避障礙物。例如，微電腦12051可將車輛12100周邊之障礙物辨識為車輛12100之駕駛者可視認之障礙物與難以視認之障礙物。且，微電腦12051判斷表示與各障礙物碰撞之危險度之碰撞風險，當碰撞風險為設定值以上而有可能發生碰撞之狀況時，經由擴音器12061或顯示部12062對駕駛者輸出警報，或經由驅動系統控制單元12010進行強制減速或迴避轉向，藉此可進行用以迴避碰撞之駕駛支援。
攝像部12101至12104之至少一者亦可為檢測紅外線之紅外線相機。例如，微電腦12051可藉由判定攝像部12101至12104之攝像圖像中是否存在行人而辨識行人。該行人之辨識係根據例如擷取作為紅外線相機之攝像部12101至12104之攝像圖像之特徵點之順序、及對表示物體輪廓之一連串特徵點進行圖案匹配處理而判別是否為行人之順序而進行。若微電腦12051判定攝像部12101至12104之攝像圖像中存在行人，且辨識出行人，則聲音圖像輸出部12052以對該經辨識出之行人重疊顯示用以強調之方形輪廓線之方式，控制顯示部12062。另，聲音圖像輸出部12052亦可以將表示行人之圖標等顯示於期望之位置之方式控制顯示部12062。
以上，已針對可適用本揭示之技術之車輛控制系統之一例進行說明。本揭示之技術可適用於以上說明之構成中之攝像部12031。具體而言，上述第1實施形態至第14實施形態所記載之固態攝像裝置1皆可適用於攝像部12031。藉由將本揭示之技術適用於攝像部12031，可獲得更良好之攝影圖像，故可減輕駕駛者之疲勞。
＜3.對內視鏡手術系統之應用例＞ 本揭示之技術(本技術)可應用於各種製品。例如，本揭示之技術亦可適用於內視鏡手術系統。
圖34係顯示可適用本揭示之技術(本技術)之內視鏡手術系統之概略構成之一例之圖。
圖34中，圖示施術者(醫生)11131使用內視鏡手術系統11000，對病床11133上之患者11132進行手術之狀況。如圖所示，內視鏡手術系統11000由內視鏡11100、氣腹管11111或能量處置器具11122等其他手術器具11110、支持內視鏡11100之支持臂裝置11120、及搭載有用於內視鏡下手術之各種裝置之台車11200構成。
內視鏡11100由將距離前端特定長度之區域插入至患者11132之體腔內之鏡筒11101、及連接於鏡筒11101之基端之相機頭11102構成。圖示之例中，圖示作為具有硬性鏡筒11101之所謂硬性鏡構成之內視鏡11100，但內視鏡11100亦可作為具有軟性鏡筒之所謂軟性鏡構成。
於鏡筒11101之前端，設置嵌入有接物透鏡之開口部。於內視鏡11100連接有光源裝置11203，由該光源裝置11203產生之光藉由於鏡筒11101內部延設之光導而被導光至該鏡筒之前端，並經由接物透鏡朝患者11132之體腔內之觀察對象照射。另，內視鏡11100可為直視鏡，亦可為斜視鏡或側視鏡。
於相機頭11102之內部設有光學系統及攝像元件，來自觀察對象之反射光(觀察光)藉由該光學系統而聚光於該攝像元件。藉由該攝像元件將觀察光進行光電轉換，產生對應於觀察光之電性信號，即對應於觀察像之圖像信號。該圖像信號作為RAW資料被發送至相機控制器單元(CCU：Camera Control Unit)11201。
CCU11201由CPU(Central Processing Unit：中央處理單元)或GPU(Graphics Processing Unit：圖形處理單元)等構成，總括性控制內視鏡11100及顯示裝置11202之動作。再者，CCU11201自相機頭11102接收圖像信號，對該圖像信號實施例如顯像處理(解馬賽克處理)等用以顯示基於該圖像信號之圖像之各種圖像處理。
顯示裝置11202藉由來自CCU11201之控制，顯示基於由該CCU11201實施圖像處理後之圖像信號之圖像。
光源裝置11203例如由LED(Light Emitting Diode：發光二極體)等光源構成，將拍攝手術部等時之照射光供給至內視鏡11100。
輸入裝置11204為對於內視鏡手術系統11000之輸入介面。使用者可經由輸入裝置11204，對內視鏡手術系統11000進行各種資訊之輸入或指示輸入。例如，使用者輸入變更內視鏡11100之攝像條件(照射光之種類、倍率及焦距等)之主旨的指示等。
處置器具控制裝置11205控制用於組織之燒灼、切開或血管之密封等之能量處置器具11112之驅動。氣腹裝置11206基於確保內視鏡11100之視野及確保施術者之作業空間之目的，為了使患者11132之體腔鼓起，而經由氣腹管11111對該體腔內送入氣體。記錄器11207係可記錄手術相關之各種資訊之裝置。印表機11208係可以文字、圖像或圖表等各種形式印刷手術相關之各種資訊之裝置。
另，對內視鏡11100供給拍攝手術部時之照射光之光源裝置11203例如可由LED、雷射光源或藉由該等之組合構成之白色光源構成。藉由RGB雷射光源之組合構成白色光源之情形時，由於可高精度地控制各色(各波長)之輸出強度及輸出時序，故光源裝置11203中可進行攝像圖像之白平衡調整。又，該情形時，分時對觀察對象照射來自RGB雷射光源各者之雷射光，與該照射時序同步控制相機頭11102之攝像元件之驅動，藉此亦可分時拍攝對應於RGB各者之圖像。根據該方法，即使不於該攝像元件設置彩色濾光片，亦可獲得彩色圖像。
又，光源裝置11203亦可以每隔特定時間變更要輸出之光的強度之方式控制其之驅動。藉由與其之光強度之變更時序同步地控制相機頭11102之攝像元件之驅動，分時取得圖像，並合成該圖像，而可產生無所謂欠曝及過曝之高動態範圍之圖像。
又，光源裝置11203亦可構成為能供給對應於特殊光觀察之特定波長頻帶之光。特殊光觀察中，例如進行所謂窄頻帶成像觀察(Narrow Band Imaging)，即，利用身體組織之光吸收之波長依存性，照射與通常觀察時之照射光(即白色光)相比更窄頻帶之光，藉此以高對比度拍攝黏膜表層之血管等特定組織。或，特殊光觀察中，亦可進行藉由因照射激發光產生之螢光獲得圖像之螢光觀察。螢光觀察中，可對身體組織照射激發光，觀察來自該身體組織之螢光(自螢光觀察)，或將吲哚青綠(ICG)等試劑局部注入於身體組織，且對該身體組織照射對應於該試劑之螢光波長之激發光，獲得螢光像等。光源裝置11203可構成為能供給對應於此種特殊光觀察之窄頻帶光及/或激發光。
圖35係顯示圖34所示之相機頭11102及CCU11201之功能構成之一例之方塊圖。
相機頭11102具有透鏡單元11401、攝像部11402、驅動部11403、通信部11404、及相機頭控制部11405。CCU11201具有通信部11411、圖像處理部11412、及控制部11413。相機頭11102與CCU11201可藉由傳輸纜線11400互相通信地連接。
透鏡單元11401係設置於與鏡筒11101之連接部之光學系統。自鏡筒11101之前端提取之觀察光被導光至相機頭11102，入射於該透鏡單元11401。透鏡單元11401係組合包含變焦透鏡及聚焦透鏡之複數個透鏡而構成。
攝像部11402以攝像元件構成。構成攝像部11402之攝像元件可為1個(所謂單板式)，亦可為複數個(所謂多板式)。攝像部11402以多板式構成之情形時，例如可由各攝像元件產生與RGB之各者對應之圖像信號，並合成該等，藉此可獲得彩色圖像。或，攝像部11402亦可構成為具有用以分別取得對應於3D(Dimensional：維)顯示之右眼用及左眼用之圖像信號之1對攝像元件。藉由進行3D顯示，施術者11131可更正確地掌握手術部之生物體組織之深度。另，攝像部11402以多板式構成之情形時，亦可對應於各攝像元件，設置複數個系統之透鏡單元11401。
又，攝像部11402未必設置於相機頭11102。例如，攝像部11402亦可於鏡筒11101之內部緊接於接物透鏡之正後方而設置。
驅動部11403藉由致動器構成，藉由來自相機頭控制部11405之控制，使透鏡單元11401之變焦透鏡及聚焦透鏡沿光軸移動特定距離。藉此，可適當調整攝像部11402之攝像圖像之倍率及焦點。
通信部11404由用以於與CCU11201之間收發各種資訊之通信裝置構成。通信部11404將自攝像部11402獲得之圖像信號作為RAM資料，經由傳輸纜線11400發送至CCU11201。
又，通信部11404自CCU11201接收用以控制相機頭11102之驅動之控制信號，並將其供給至相機頭控制部11405。該控制信號包含有例如指定攝像圖像之訊框率之主旨之資訊、指定攝像時之曝光值之主旨之資訊、以及/或指定攝像圖像之倍率及焦點之主旨之資訊等攝像條件相關之資訊。
另，上述訊框率或曝光值、倍率、焦點等之攝像條件可由使用者適當指定，亦可基於取得之圖像信號由CCU11201之控制部11413自動設定。後者之情形時，將所謂AE(Auto Exposure：自動曝光)功能、AF(Auto Focus：自動聚焦)功能及AWB(Auto White Balance：自動白平衡)功能搭載於內視鏡11100。
相機頭控制部11405基於經由通信部11404接收到之來自CCU11201之控制信號，控制相機頭11102之驅動。
通信部11411由用以於與相機頭11102之間收發各種資訊之通信裝置構成。通信部11411接收自相機頭11102經由傳輸纜線11400發送之圖像信號。
又，通信部11411對相機頭11102發送用以控制相機頭11102之驅動之控制信號。圖像信號或控制信號可藉由電通信或光通信等發送。
圖像處理部11412對自相機頭11102發送之RAM資料即圖像信號實施各種圖像處理。
控制部11413進行利用內視鏡11100對手術部等之拍攝、及藉由手術部等之拍像而得之攝像圖像之顯示相關的各種控制。例如，控制部11413產生用以控制相機頭11102之驅動之控制信號。
又，控制部11413基於由圖像處理部11412實施圖像處理後之圖像信號，使顯示裝置11202顯示手術部等映射之攝像圖像。此時，控制部11413亦可使用各種圖像辨識技術辨識攝像圖像內之各種物體。例如，控制部11413藉由檢測攝像圖像所含之物體之邊緣形狀或顏色等，而可辨識鉗子等手術器具、特定之生物體部位、出血、使用能量處置器具11122時之霧氣等。控制部11413使顯示裝置11202顯示攝像圖像時，亦可使用該辨識結果，使各種手術支援資訊與該手術部之圖像重疊顯示。藉由重疊顯示手術支援資訊，並對施術者11131提示，而可減輕施術者11131之負擔，或施術者11131可確實進行手術。
連接相機頭11102及CCU11201之傳輸纜線11400係對應於電性信號通信之電性信號纜線、對應於光通信之光纖、或該等之複合纜線。
此處，圖示之例中，使用傳輸纜線11400以有線進行通信，但相機頭11102與CCU11201之間之通信亦可以無線進行。
以上，已針對可適用本揭示之技術之內視鏡手術系統之一例進行說明。本揭示之技術可適用於以上說明之構成中之攝像部11402。具體而言，上述第1實施形態至第14實施形態所記載之固態攝像裝置1皆可適用於攝像部10402。藉由將本揭示之技術適用於攝像部10402，可獲得更清晰之手術部圖像，故施術者可確實確認手術部。
另，此處，作為一例，已針對內視鏡手術系統進行說明，但本揭示之技術除此以外，亦可適用於例如顯微鏡手術系統等。
[其他實施形態] 如上述，本發明藉由第1實施形態至第14實施形態記載，但不應理解構成本揭示之一部分之論述及圖式為限定本發明者。對於本領域技術人員而言，可由本揭示而明瞭各種代替實施形態、實施例及運用技術。
例如，亦可互相組合第1實施形態至第14實施形態中說明之各個技術性思想。例如，上述第5實施形態之固態攝像裝置1中，第2部分522於半導體層20之Y方向上設置於與傳輸閘極電極TRG1、TRG2離開之位置，但亦可將相同思想組合到第1實施形態至第4實施形態之固態攝像裝置1，及第6實施形態至第14實施形態之固態攝像裝置1。又，例如可將上述第9實施形態之固態攝像裝置1及第10實施形態之固態攝像裝置1中說明之傳輸閘極電極TRG1、TRG2各者靠光電轉換單元21之角部設置之技術性思想適用於第1實施形態至第8實施形態，及第11實施形態至第14實施形態之固態攝像裝置1等，進行依照各個技術性思想之各種組合。
如此，本發明當然包含此處未記載之各種實施形態等。因此，本發明之技術性範圍僅由根據上述說明適切之申請專利範圍所記載之發明特定事項而定。
又，本說明書所記載之效果終究為例示，並非限定者，又，亦可有其他效果。
另，本技術亦可設為如下之構成。 (1) 一種固態攝像裝置，其具備一面為光入射面，另一面為元件形成面的半導體層； 上述半導體層具有複數個光電轉換單元，該等光電轉換單元包含：第1光電轉換部；第2光電轉換部；分離部，其設置於上述第1光電轉換部與上述第2光電轉換部之間，可形成第1電位障壁；電荷累積區域；第1傳輸電晶體，其自上述第1光電轉換部向上述電荷累積區域傳輸信號電荷，於未傳輸時可形成高於上述第1電位障壁之第2電位障壁；及第2傳輸電晶體，其自上述第2光電轉換部向上述電荷累積區域傳輸信號電荷，於未傳輸時可形成上述第2電位障壁；且 上述分離部包含：第1區域，其包含自上述元件形成面側朝上述半導體層之厚度方向延伸之絕緣材料；及第2區域，其設置於上述第1區域之上述光入射面側，包含注入有呈第1導電型之雜質之半導體區域。 (2) 如(1)之固態攝像裝置，其中上述半導體層具有自上述元件形成面朝上述半導體層之厚度方向延伸之溝槽， 上述第1區域包含嵌入至上述溝槽之絕緣材料。 (3) 如(1)或(2)之固態攝像裝置，其中於上述半導體層之厚度方向上，上述第2區域包含：第1部分，其之呈上述第1導電型之雜質之濃度為第1濃度；及第2部分，其之呈上述第1導電型之雜質之濃度為低於上述第1濃度之第2濃度。 (4) 如(3)之固態攝像裝置，其中於上述半導體層之厚度方向上，上述第2部分設置於上述第1區域之上述光入射面側，上述第1部分設置於上述第2部分之上述光入射面側。 (5) 如(3)之固態攝像裝置，其中上述分離部於上述半導體層之厚度方向上，具有設置於上述第1區域之上述光入射面側之電洞累積區域， 於上述半導體層之厚度方向上，上述第2部分設置於上述電洞累積區域之上述光入射面側，上述第1部分設置於上述第2部分之上述光入射面側。 (6) 如(3)至(5)中任一項之固態攝像裝置，其中上述第2部分為信號電荷於上述第1光電轉換部與上述第2光電轉換部之間移動時，供信號電荷通過之通路，上述第1部分為抑制信號電荷於上述第1光電轉換部與上述第2光電轉換部之間移動之雜質分離區域。 (7) 如(1)至(6)中任一項之固態攝像裝置，其中於俯視時，上述第1光電轉換部與上述第2光電轉換部沿第1方向排列， 上述第1傳輸電晶體及上述第2傳輸電晶體俯視下於與上述第1方向交叉之第2方向上，靠上述光電轉換單元之一側設置， 上述第1區域及上述第2區域於上述第2方向上，靠上述光電轉換單元之另一側設置。 (8) 如(1)至(6)中任一項之固態攝像裝置，其中上述第1傳輸電晶體及上述第2傳輸電晶體各者靠上述光電轉換單元之角部設置。 (9) 如(1)至(8)中任一項之固態攝像裝置，其中上述電荷累積區域包含第1電荷累積區域及與上述第1電荷累積區域個別設置之第2電荷累積區域， 上述第1電荷累積區域累積由上述第1傳輸電晶體自上述第1光電轉換部傳輸而來之信號電荷， 上述第2電荷累積區域累積由上述第2傳輸電晶體自上述第2光電轉換部傳輸而來之信號電荷。 (10) 如(1)至(9)中任一項之固態攝像裝置，其中於俯視時，上述第1光電轉換部與上述第2光電轉換部沿第1方向排列， 半導體層具有將相鄰之上述光電轉換單元彼此之間分離之單元分離部， 上述分離部包含自沿上述第1方向設置之上述單元分離部向上述第1區域及上述第2區域突起狀凸出之第3區域。 (11) 如(10)之固態攝像裝置，其中上述單元分離部及上述第3區域包含注入有呈第1導電型之雜質之半導體區域，且為抑制信號電荷移動之雜質分離區域。 (12) 如(10)之固態攝像裝置，其中於上述半導體層之厚度方向上，上述單元分離部包含自上述光入射面及上述元件形成面之一者設置至另一者之絕緣材料。 (13) 如(12)之固態攝像裝置，其中上述第3區域包含自上述光入射面及上述元件形成面之一者設置至另一者之絕緣材料。 (14) 如(12)之固態攝像裝置，其中上述單元分離部之寬度於上述半導體層之厚度方向上不同。 (15) 如(13)之固態攝像裝置，其中上述第3區域之寬度於上述半導體層之厚度方向上不同。 (16) 如(10)之固態攝像裝置，其中上述單元分離部包含注入有呈第1導電型之雜質之半導體區域，且具有作為抑制信號電荷移動之雜質分離區域發揮功能之部分、及包含絕緣材料之部分， 於上述半導體層之厚度方向上，上述單元分離部於靠上述元件形成面側具有包含注入有呈第1導電型之雜質之半導體區域之上述部分，於靠上述光入射面側具有包含絕緣材料之上述部分。 (17) 如(16)之固態攝像裝置，其中上述第3區域包含注入有呈第1導電型之雜質之半導體區域，且具有作為抑制信號電荷移動之雜質分離區域發揮功能之部分、及包含絕緣材料之部分， 於上述半導體層之厚度方向上，上述第3區域於靠上述元件形成面側具有包含注入有雜質之半導體區域之上述部分，於靠上述光入射面側具有包含絕緣材料之上述部分。 (18) 如(1)至(17)中任一項之固態攝像裝置，其中絕緣材料為氧化矽。 (19) 一種電子機器，其具備： 固態攝像裝置；及 光學系統，其使來自被攝體之像光成像於上述固態攝像裝置；且 上述固態攝像裝置具備： 半導體層，其一面為光入射面，另一面為元件形成面； 上述半導體層具有複數個光電轉換單元，該等光電轉換單元包含：第1光電轉換部；第2光電轉換部；分離部，其設置於上述第1光電轉換部與上述第2光電轉換部之間，可形成第1電位障壁；電荷累積區域；第1傳輸電晶體，其自上述第1光電轉換部向上述電荷累積區域傳輸信號電荷，於未傳輸時可形成高於上述第1電位障壁之第2電位障壁；及第2傳輸電晶體，其自上述第2光電轉換部向上述電荷累積區域傳輸信號電荷，於未傳輸時可形成上述第2電位障壁；且 上述分離部包含：第1區域，其包含自上述元件形成面側朝上述半導體層之厚度方向延伸之絕緣材料；及第2區域，其設置於上述第1區域之上述光入射面側，包含注入有呈第1導電型之雜質之半導體區域。 (20) 一種固態攝像裝置之製造方法，其於一面為光入射面另一面為元件形成面之半導體層，形成第1光電轉換部與第2光電轉換部， 於上述第1光電轉換部與上述第2光電轉換部之間之上述半導體層，形成呈第1導電型之雜質之濃度為第1濃度之第1雜質區域， 於上述第1光電轉換部與上述第2光電轉換部之間之上述半導體層，自上述元件形成面沿上述半導體層之厚度方向形成溝槽， 自上述元件形成面側，於與上述溝槽之底部相鄰之上述半導體層，選擇性形成呈第1導電型之雜質之濃度為低於上述第1濃度之第2濃度的第2雜質區域， 於上述溝槽內嵌入絕緣材料。
本技術之範圍並非限定於圖示所記載之例示性實施形態，亦包含發揮與本技術之目標效果均等之效果之所有實施形態。再者，本技術之範圍並非限定於由技術方案劃定之發明特徵之組合者，可由所有揭示之各個特徵中之特定特徵之所有期望之組合劃定。
1:固態攝像裝置 2:半導體晶片 2A:像素區域 2B:周邊區域 3:像素 4:垂直驅動電路 5:行信號處理電路 6:水平驅動電路 7:輸出電路 8:控制電路 10:像素驅動線 11:垂直信號線 12:水平信號線 13:邏輯電路 14:接合焊墊 15:電路 16:電晶體群 17:電極焊墊 18:電極焊墊 20:半導體層 20A:半導體層 20B:半導體層 20C:半導體層 20a:活性區域 21:光電轉換單元 22:單元分離部 22A:單元分離部 22A1:單元分離部 22A2:單元分離部 22B:單元分離部 22C:單元分離部 22G:單元分離部 22G1:單元分離部 22G2:單元分離部 23L:第1光電轉換部 23R:第2光電轉換部 24L:第1傳輸電晶體 24R:第2傳輸電晶體 25:電荷累積區域 25L:第1電荷累積區域 25R:第2電荷累積區域 26:溝槽 26a:底部 26x:X方向之尺寸 26y:Y方向之尺寸 26z:Z方向之尺寸 30:多層配線層 30A:多層配線層 30B:多層配線層 30C:多層配線層 31:層間絕緣膜 32:配線層 41:支持基板 42:彩色濾光片 43:微透鏡層 43a:微透鏡 50:分離部 50':先前之分離部 50B:分離部 50D:分離部 50E:分離部 50F:分離部 50G:分離部 51:第1區域 51a:端部 52:第2區域 53:第3區域 53B:第3區域 53B1:第3區域 53B2:第3區域 53D:第3區域 53E:第3區域 53G:第3區域 53G1:第3區域 53G2:第3區域 54:電洞累積區域 60:氧化矽膜 61:第1雜質區域 61z:Z方向之深度 62:第1雜質區域 63:氮化矽膜 64:第2雜質區域 65:氧化矽膜 66:抗蝕劑 67:氮化矽膜 70A:受光基板 70B:像素電路基板 70C:邏輯電路基板 80:貫通電極 101:攝像裝置 102:光學系統 103:固態攝像裝置 104:DSP 105:顯示裝置 106:操作系統 107:匯流排 108:記憶體 109:記錄裝置 110:電源系統 111:入射光 231:第1光電轉換部 232:第2光電轉換部 233:第3光電轉換部 234:第1光電轉換部 241:第1傳輸電晶體 242:第2傳輸電晶體 243:第3傳輸電晶體 244:第4傳輸電晶體 261:溝槽 261a:底部 261b:側壁 271:角部 272:角部 273:角部 274:角部 521:第1部分 522:第2部分 522L:一端 522R:另一端 531:第3區域 531y:Y方向之尺寸 532y:Y方向之尺寸 532:第3區域 11000:內視鏡手術系統 11100:內視鏡 11101:鏡筒 11102:相機頭 11110:手術器具 11111:氣腹管 11112:能量處置器具 11120:支持臂裝置 11131:施術者 11132:患者 11133:病床 11200:台車 11201:CCU 11202:顯示裝置 11203:光源裝置 11204:輸入裝置 11205:處置器具控制裝置 11206:氣腹裝置 11207:記錄器 11208:印表機 11400:傳輸纜線 11401:透鏡單元 11402:攝像部 11403:驅動部 11404:通信部 11405:相機頭控制部 11411:通信部 11412:圖像處理部 11413:控制部 12000:車輛控制系統 12001:通信網路 12010:驅動系統控制單元 12020:車體系統控制單元 12030:車外資訊檢測單元 12031:攝像部 12040:車內資訊檢測單元 12041:駕駛者狀態檢測部 12050:整合控制單元 12051:微電腦 12052:聲音圖像輸出部 12053:車載網路I/F 12061:擴音器 12062:顯示部 12063:儀表板 12100:車輛 12101～12105:攝像部 12111～12114:攝像範圍 AMP:放大電晶體 d:深度 FD:電荷累積區域 FD1:電荷累積區域 FD2:電荷累積區域 L1:光量 L2:光量 L3:光量 P1:第1電位障壁 P2:第2電位障壁 PD1:光電轉換元件 PD2:光電轉換元件 PD3:光電轉換元件 PD4:光電轉換元件 Q1:信號電荷之量 Q2:信號電荷之量 Q3:相加信號電荷 RST:重設電晶體 S1:第1面 S2:第2面 SEL:選擇電晶體 TR1:傳輸電晶體 TR2:傳輸電晶體 TR3:傳輸電晶體 TR4:傳輸電晶體 TRG1:傳輸閘極電極 TRG2:傳輸閘極電極 TRG3:傳輸閘極電極 TRG4:傳輸閘極電極 Vdd:電源線 VSL:垂直信號線
圖1係顯示本技術之第1實施形態之固態攝像裝置之一構成例之晶片佈局圖。 圖2係顯示本技術之第1實施形態之固態攝像裝置之一構成例之方塊圖。 圖3係本技術之第1實施形態之固態攝像裝置之像素之等效電路圖。 圖4A係顯示以第1面剖視本技術之第1實施形態之固態攝像裝置之複數個像素時之各構成間之相對關係之橫剖視圖。 圖4B係顯示沿圖4A之D-D切斷線之各構成要件之電位分佈之關係之模式圖。 圖5係顯示本技術之第1實施形態之固態攝像裝置之像素之剖面構造之縱剖視圖。 圖6A係顯示以第1面剖視本技術之第1實施形態之固態攝像裝置之像素時之各構成間之相對關係之橫剖視圖。 圖6B係顯示沿圖6A之A-A切斷線之剖面構造之主部之縱剖視圖。 圖6C係顯示沿圖6A之B-B切斷線之剖面構造之主部之縱剖視圖。 圖7係顯示本技術之第1實施形態之固態攝像裝置之光電轉換部之相對於入射光量之輸出之圖表。 圖8A係顯示累積於本技術之第1實施形態之固態攝像裝置之光電轉換部之信號電荷量之變化之模式圖。 圖8B係顯示繼圖8A後之變化之模式圖。 圖8C係顯示繼圖8B後之變化之模式圖。 圖8D係顯示繼圖8D後之變化之模式圖。 圖9A係顯示本技術之第1實施形態之固態攝像裝置之第1傳輸電晶體接通、斷開時之電位障壁之變化及信號電荷之移動之模式圖。 圖9B係顯示繼圖9A後之電位障壁之變化及信號電荷之移動之模式圖。 圖9C係顯示繼圖9B後之電位障壁之變化及信號電荷之移動之模式圖。 圖10A係顯示本技術之第1實施形態之固態攝像裝置之製造方法之步驟剖視圖。 圖10B係繼圖10A後之步驟剖視圖。 圖10C係繼圖10B後之步驟剖視圖。 圖10D係繼圖10C後之步驟剖視圖。 圖10E係繼圖10D後之步驟剖視圖。 圖10F係繼圖10E後之步驟剖視圖。 圖11A係顯示先前之固態攝像裝置中，較高地設定第1電位障壁時之各構成要件之電位分佈之關係之模式圖。 圖11B係顯示圖11A之第1電位障壁之設定中，第1電位障壁變大時之光電轉換部相對於入射光量之輸出之圖表。 圖11C係顯示先前之固態攝像裝置中，較低地設定第1電位障壁時之各構成要件之電位分佈之關係之模式圖。 圖11D係顯示圖11C之第1電位障壁之設定中，光電轉換部相對於入射光量之輸出之圖表。 圖12A係顯示先前之固態攝像裝置之第1傳輸電晶體接通、斷開時之電位障壁之變化及信號電荷之移動之模式圖。 圖12B係顯示繼圖12A後之電位障壁之變化及信號電荷之移動之模式圖。 圖12C係顯示繼圖12B後之電位障壁之變化及信號電荷之移動之模式圖。 圖13係顯示本技術之第1實施形態之固態攝像裝置之其他製造方法之步驟剖視圖。 圖14A係顯示以第1面剖視本技術之第2實施形態之固態攝像裝置之像素時之各構成間之相對關係之橫剖視圖。 圖14B係顯示沿圖14A之A-A切斷線之剖面構造之主部之縱剖視圖。 圖14C係顯示沿圖14A之B-B切斷線之剖面構造之主部之縱剖視圖。 圖14D係顯示沿圖14B之C-C切斷線之剖面構造之橫剖視圖。 圖15A係顯示以第1面剖視本技術之第3實施形態之固態攝像裝置之像素時之各構成間之相對關係之橫剖視圖。 圖15B係顯示沿圖15A之A-A切斷線之剖面構造之主部之縱剖視圖。 圖15C係顯示沿圖15A之B-B切斷線之剖面構造之主部之縱剖視圖。 圖15D係顯示沿圖15B之C-C切斷線之剖面構造之橫剖視圖。 圖16A係顯示以第1面剖視本技術之第4實施形態之固態攝像裝置之像素時之各構成間之相對關係之橫剖視圖。 圖16B係顯示沿圖16A之A-A切斷線之剖面構造之主部之縱剖視圖。 圖16C係顯示沿圖16A之B-B切斷線之剖面構造之主部之縱剖視圖。 圖17A係顯示以第1面剖視本技術之第5實施形態之固態攝像裝置之像素時之各構成間之相對關係之橫剖視圖。 圖17B係顯示沿圖17A之B-B切斷線之剖面構造之主部之縱剖視圖。 圖18A係顯示以第1面剖視本技術之第6實施形態之固態攝像裝置之像素時之各構成間之相對關係之橫剖視圖。 圖18B係顯示沿圖18A之B-B切斷線之剖面構造之主部之縱剖視圖。 圖19A係顯示本技術之第6實施形態之固態攝像裝置之製造方法之步驟剖視圖。 圖19B係繼圖19A後之步驟剖視圖。 圖20A係顯示以第1面剖視本技術之第7實施形態之固態攝像裝置之像素時之各構成間之相對關係之橫剖視圖。 圖20B係顯示沿圖20A之A-A切斷線之剖面構造之主部之縱剖視圖。 圖20C係顯示沿圖20A之B-B切斷線之剖面構造之主部之縱剖視圖。 圖21A係顯示以第1面剖視本技術之第8實施形態之固態攝像裝置之像素時之各構成間之相對關係之橫剖視圖。 圖21B係顯示沿圖21A之A-A切斷線之剖面構造之主部之縱剖視圖。 圖21C係顯示沿圖21A之B-B切斷線之剖面構造之主部之縱剖視圖。 圖22A係顯示本技術之第8實施形態之固態攝像裝置之製造方法之步驟剖視圖。 圖22B係繼圖22A後之步驟剖視圖。 圖22C係繼圖22B後之步驟剖視圖。 圖22D係繼圖22C後之步驟剖視圖。 圖22E係繼圖22D後之步驟剖視圖。 圖22F係繼圖22E後之步驟剖視圖。 圖22G係繼圖22F後之步驟剖視圖。 圖22H係繼圖22G後之步驟剖視圖。 圖22I係繼圖22H後之步驟剖視圖。 圖23係顯示以第1面剖視本技術之第9實施形態之固態攝像裝置之像素時之各構成間之相對關係之橫剖視圖。 圖24A係顯示以第1面剖視本技術之第10實施形態之固態攝像裝置之像素時之各構成間之相對關係之橫剖視圖。 圖24B係顯示沿圖24A之E-E切斷線之剖面構造之一部分之縱剖視圖。 圖25A係顯示以第1面剖視本技術之第11實施形態之固態攝像裝置之像素時之各構成間之相對關係之橫剖視圖。 圖25B係顯示沿圖25A之B-B切斷線之剖面構造之主部之縱剖視圖。 圖26係本技術之第11實施形態之固態攝像裝置之像素之等效電路圖。 圖27A係顯示以第1面剖視本技術之第12實施形態之固態攝像裝置之像素時之各構成間之相對關係之橫剖視圖。 圖27B係顯示沿圖27A之F-F切斷線之剖面構造之主部之縱剖視圖。 圖28係本技術之第12實施形態之固態攝像裝置之像素之等效電路圖。 圖29係顯示本技術之第13實施形態之固態攝像裝置之積層構造之剖面之主部之縱剖視圖。 圖30係顯示本技術之第14實施形態之固態攝像裝置之積層構造之剖面之主部之縱剖視圖。 圖31係顯示搭載於電子機器之攝像裝置之構成例之方塊圖。 圖32係顯示車輛控制系統之概略構成之一例之方塊圖。 圖33係顯示車外資訊檢測部及攝像部之設置位置之一例之說明圖。 圖34係顯示內視鏡手術系統之概略構成之一例之圖。 圖35係顯示相機頭及CCU之功能構成之一例之方塊圖。
1:固態攝像裝置
3:像素
20:半導體層
22:單元分離部
24L:第1傳輸電晶體
24R:第2傳輸電晶體
25L:第1電荷累積區域
25R:第2電荷累積區域
30:多層配線層
31:層間絕緣膜
32:配線層
41:支持基板
42:彩色濾光片
43:微透鏡層
43a:微透鏡
50:分離部
51:第1區域
52:第2區域
521:第1部分
522:第2部分
FD1:電荷累積區域
FD2:電荷累積區域
PD1:光電轉換元件
PD2:光電轉換元件
S1:第1面
S2:第2面
TRG1:傳輸閘極電極
TRG2:傳輸閘極電極

Claims (19)

  1. 一種固態攝像裝置，其具備一面為光入射面，另一面為元件形成面的半導體層；且 上述半導體層具有複數個光電轉換單元，該等光電轉換單元包含：第1光電轉換部；第2光電轉換部；分離部，其設置於上述第1光電轉換部與上述第2光電轉換部之間，可形成第1電位障壁；電荷累積區域；第1傳輸電晶體，其自上述第1光電轉換部向上述電荷累積區域傳輸信號電荷，於未傳輸時可形成高於上述第1電位障壁之第2電位障壁；及第2傳輸電晶體，其自上述第2光電轉換部向上述電荷累積區域傳輸信號電荷，於未傳輸時可形成上述第2電位障壁；且 上述分離部包含：第1區域，其包含自上述元件形成面側朝上述半導體層之厚度方向延伸之絕緣材料；及第2區域，其設置於上述第1區域之上述光入射面側，包含注入有呈第1導電型之雜質之半導體區域。
  2. 如請求項1之固態攝像裝置，其中上述半導體層具有自上述元件形成面朝上述半導體層之厚度方向延伸之溝槽， 上述第1區域包含嵌入至上述溝槽之絕緣材料。
  3. 如請求項1之固態攝像裝置，其中於上述半導體層之厚度方向上，上述第2區域包含：第1部分，其之呈上述第1導電型之雜質之濃度為第1濃度；及第2部分，其之呈上述第1導電型之雜質之濃度為低於上述第1濃度之第2濃度。
  4. 如請求項3之固態攝像裝置，其中於上述半導體層之厚度方向上，上述第2部分設置於上述第1區域之上述光入射面側，上述第1部分設置於上述第2部分之上述光入射面側。
  5. 如請求項3之固態攝像裝置，其中上述分離部具有於上述半導體層之厚度方向上，設置於上述第1區域之上述光入射面側之電洞累積區域， 於上述半導體層之厚度方向上，上述第2部分設置於上述電洞累積區域之上述光入射面側，上述第1部分設置於上述第2部分之上述光入射面側。
  6. 如請求項3之固態攝像裝置，其中上述第2部分為信號電荷於上述第1光電轉換部與上述第2光電轉換部之間移動時，供信號電荷通過之通路，上述第1部分為抑制信號電荷於上述第1光電轉換部與上述第2光電轉換部之間移動之雜質分離區域。
  7. 如請求項1之固態攝像裝置，其中於俯視時，上述第1光電轉換部與上述第2光電轉換部沿第1方向排列， 上述第1傳輸電晶體及上述第2傳輸電晶體俯視下於與上述第1方向交叉之第2方向上，靠上述光電轉換單元之一側設置， 上述第1區域及上述第2區域於上述第2方向上，靠上述光電轉換單元之另一側設置。
  8. 如請求項1之固態攝像裝置，其中上述第1傳輸電晶體及上述第2傳輸電晶體各者靠上述光電轉換單元之角部設置。
  9. 如請求項1之固態攝像裝置，其中上述電荷累積區域包含第1電荷累積區域及與上述第1電荷累積區域個別設置之第2電荷累積區域， 上述第1電荷累積區域累積由上述第1傳輸電晶體自上述第1光電轉換部傳輸而來之信號電荷， 上述第2電荷累積區域累積由上述第2傳輸電晶體自上述第2光電轉換部傳輸而來之信號電荷。
  10. 如請求項1之固態攝像裝置，其中於俯視時，上述第1光電轉換部與上述第2光電轉換部沿第1方向排列， 上述半導體層具有將相鄰之上述光電轉換單元彼此之間分離之單元分離部， 上述分離部包含自沿上述第1方向設置之上述單元分離部向上述第1區域及上述第2區域突起狀凸出之第3區域。
  11. 如請求項10之固態攝像裝置，其中上述單元分離部及上述第3區域包含注入有呈第1導電型之雜質之半導體區域，且為抑制信號電荷移動之雜質分離區域。
  12. 如請求項10之固態攝像裝置，其中於上述半導體層之厚度方向上，上述單元分離部包含自上述光入射面及上述元件形成面之一者設置至另一者之絕緣材料。
  13. 如請求項12之固態攝像裝置，其中上述第3區域包含自上述光入射面及上述元件形成面之一者設置至另一者之絕緣材料。
  14. 如請求項12之固態攝像裝置，其中上述單元分離部之靠上述光入射面之部分之寬度窄於靠上述元件形成面之部分之寬度。
  15. 如請求項13之固態攝像裝置，其中上述第3區域之靠上述光入射面之部分之寬度窄於靠上述元件形成面之部分之寬度。
  16. 如請求項10之固態攝像裝置，其中上述單元分離部包含注入有呈第1導電型之雜質之半導體區域，具有作為抑制信號電荷移動之雜質分離區域發揮功能之部分、及包含絕緣材料之部分， 於上述半導體層之厚度方向上，上述單元分離部於靠上述元件形成面側具有包含注入有呈第1導電型之雜質之半導體區域之上述部分，於靠上述光入射面側具有包含絕緣材料之上述部分。
  17. 如請求項16之固態攝像裝置，其中上述第3區域包含注入有呈第1導電型之雜質之半導體區域，具有作為抑制信號電荷移動之雜質分離區域發揮功能之部分、及包含絕緣材料之部分， 於上述半導體層之厚度方向上，上述第3區域於靠上述元件形成面側具有包含注入有雜質之半導體區域之上述部分，於靠上述光入射面側具有包含絕緣材料之上述部分。
  18. 如請求項1之固態攝像裝置，其中絕緣材料為氧化矽。
  19. 一種電子機器，其具備： 固態攝像裝置；及 光學系統，其使來自被攝體之像光成像於上述固態攝像裝置；且 上述固態攝像裝置具備： 半導體層，其一面為光入射面，另一面為元件形成面； 上述半導體層具有複數個光電轉換單元，該等光電轉換單元包含：第1光電轉換部；第2光電轉換部；分離部，其設置於上述第1光電轉換部與上述第2光電轉換部之間，可形成第1電位障壁；電荷累積區域；第1傳輸電晶體，其自上述第1光電轉換部向上述電荷累積區域傳輸信號電荷，於未傳輸時可形成高於上述第1電位障壁之第2電位障壁；及第2傳輸電晶體，其自上述第2光電轉換部向上述電荷累積區域傳輸信號電荷，於未傳輸時可形成上述第2電位障壁；且 上述分離部包含：第1區域，其包含自上述元件形成面側朝上述半導體層之厚度方向延伸之絕緣材料；及第2區域，其設置於上述第1區域之上述光入射面側，包含注入有呈第1導電型之雜質之半導體區域。
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