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WO2021241010A1 - 受光素子、固体撮像装置及び電子機器 - Google Patents

受光素子、固体撮像装置及び電子機器 Download PDF

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WO2021241010A1
WO2021241010A1 PCT/JP2021/014626 JP2021014626W WO2021241010A1 WO 2021241010 A1 WO2021241010 A1 WO 2021241010A1 JP 2021014626 W JP2021014626 W JP 2021014626W WO 2021241010 A1 WO2021241010 A1 WO 2021241010A1
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WO
WIPO (PCT)
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region
photoelectric conversion
gate electrodes
transfer gate
diffusion region
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2021/014626
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English (en)
French (fr)
Inventor
槙一郎 栗原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Semiconductor Solutions Corp
Original Assignee
Sony Semiconductor Solutions Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Sony Semiconductor Solutions Corp filed Critical Sony Semiconductor Solutions Corp
Priority to US17/998,520 priority Critical patent/US12034019B2/en
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    • H10F39/813—Electronic components shared by multiple pixels, e.g. one amplifier shared by two pixels

Definitions

  • a conventional solid-state imaging device As a conventional solid-state imaging device, it is closed in a ring of a stray diffusion region provided in the center of a single photoelectric conversion region (photodiode region) constituting a pixel and a transfer transistor provided around the stray diffusion region.
  • a structure having a transfer gate electrode is known (see Patent Document 1). According to this structure, the distance between the peripheral edge of the photoelectric conversion region and the transfer gate electrode is shortened, so that the signal charge transfer efficiency can be improved. Further, since the area of the photoelectric conversion region can be easily expanded, the sensitivity and the amount of saturated signal charge can be improved.
  • the present technology can improve the optical symmetry in a structure in which a floating diffusion region is surrounded by a transfer gate electrode in a single photoelectric conversion region constituting a pixel, and light can be efficiently extracted. It is an object of the present invention to provide a light receiving element, a solid-state imaging device, and an electronic device.
  • An electronic device includes a solid-state image pickup apparatus having a pixel region composed of a plurality of pixels arranged in a matrix, and a signal processing circuit for processing an output signal of the solid-state image pickup apparatus.
  • Each of the pixels has a photoelectric conversion region, a first conductive type floating diffusion region provided on one main surface side of the photoelectric conversion region, and each other via a gate insulating film on one main surface of the photoelectric conversion region. It is a gist to include a plurality of transfer gate electrodes which are provided apart from each other and symmetrically provided about a floating diffusion region on a plane pattern.
  • the "first conductive type” means one of the p-type and the n-type
  • the "second conductive type” means one of the p-type or the n-type different from the "first conductive type”.
  • “+” and “-” attached to "n” and “p” are semiconductors having a relatively high or low impurity concentration as compared with the semiconductor regions to which "+” and “-” are not added. It means that it is an area. However, even in the semiconductor regions with the same "n” and "n”, it does not mean that the impurity concentrations of the respective semiconductor regions are exactly the same.
  • the solid-state image sensor according to the first embodiment has a pixel region (imaging region) 3 in which pixels 2 are arranged in a matrix and a peripheral circuit that processes a pixel signal output from the pixel region 3. It is provided with a unit (4,5,6,7,8).
  • Pixel 2 generally has a photoelectric conversion region composed of a photodiode that photoelectrically converts incident light, and a plurality of pixel transistors for reading out signal charges generated by the photoelectric conversion in the photoelectric conversion region.
  • the plurality of pixel transistors can be composed of, for example, three transistors, a transfer transistor, a reset transistor, and an amplification transistor.
  • the plurality of pixel transistors may be composed of four transistors by further adding a selection transistor.
  • the peripheral circuit unit (4,5,6,7,8) has a vertical drive circuit 4, a column signal processing circuit 5, a horizontal drive circuit 6, an output circuit 7, and a control circuit 8.
  • the control circuit 8 receives an input clock and data instructing an operation mode or the like, and outputs data such as internal information of the solid-state imaging device. For example, the control circuit 8 generates a clock signal or a control signal that serves as a reference 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. do.
  • the control circuit 8 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.
  • the vertical drive circuit 4 is composed of, for example, a shift register.
  • the vertical drive circuit 4 selects the pixel drive wiring, supplies a pulse for driving the pixel 2 to the selected pixel drive wiring, and drives the pixel 2 in row units.
  • the vertical drive circuit 4 selectively scans each pixel 2 of the pixel region 3 in a row-by-row manner in the vertical direction, and passes through the vertical signal line 9 to become a photoelectric conversion region of each pixel 2, for example, in a photodiode, depending on the amount of light received.
  • a pixel signal based on the generated signal charge is supplied to the column signal processing circuit 5.
  • the column signal processing circuit 5 is arranged, for example, in each column of the pixel 2.
  • the column signal processing circuit 5 performs signal processing such as noise removal for each pixel string of the signal output from the pixel 2 for one row.
  • the column signal processing circuit 5 performs signal processing such as CDS for removing fixed pattern noise peculiar to pixel 2, signal amplification, and AD conversion.
  • a horizontal selection switch (not shown) is provided in the output stage of the column signal processing circuit 5 so as to be connected to the horizontal signal line 10.
  • the horizontal drive circuit 6 is composed of, for example, a shift register.
  • the horizontal drive circuit 6 sequentially outputs each of the column signal processing circuits 5 by sequentially outputting the horizontal scanning pulses, and outputs a pixel signal from each of the column signal processing circuits 5 to the horizontal signal line 10.
  • the output circuit 7 performs signal processing on the signals sequentially supplied from each of the column signal processing circuits 5 through the horizontal signal line 10 and outputs the signals.
  • the output circuit 7 may perform only buffering, black level adjustment, column variation correction, various digital signal processing, and the like.
  • the input / output terminal 12 exchanges signals with the outside.
  • the pixel region 3 and peripheral circuit portions (4,5,6,7,8) of the solid-state image sensor according to the first embodiment are formed on one substrate 1, but a plurality of substrates may be formed. It may be formed by a laminated structure in which they are bonded together.
  • the solid-state image sensor according to the first embodiment is composed of a first and a second substrate, a photoelectric conversion region and a pixel transistor are provided on the first substrate, and peripheral circuits (3, 4, 5, 6) are provided on the second substrate. , 7) and the like may be provided.
  • the first substrate may be provided with a photoelectric conversion region and a part of the pixel transistor
  • the second board may be provided with a part of the remainder of the pixel transistor and peripheral circuits (3, 4, 5, 6, 7) and the like. ..
  • FIG. 2 shows an example of an equivalent circuit of pixel 2 of the solid-state image sensor according to the first embodiment.
  • the anode of the photodiode PD which is the photoelectric conversion region of the pixel 2
  • the source of the transfer transistor T1 which is an active element is connected to the cathode of the photodiode PD.
  • a floating diffusion region (floating diffusion region) FD is connected to the drain of the transfer transistor T1.
  • the floating diffusion region FD is connected to the source of the reset transistor T2 which is an active element and the gate of the amplification transistor T3 which is an active element.
  • the source of the amplification transistor T3 is connected to the drain of the selection transistor T4 which is an active element, and the drain of the amplification transistor T3 is connected to the power supply Vdd.
  • the source of the selection transistor T4 is connected to the vertical signal line VSL.
  • the drain of the reset transistor T2 is connected to the power supply Vdd.
  • the control potential TRG is applied to the transfer transistor T1, and the signal charge generated by the photodiode PD is transferred to the floating diffusion region FD.
  • the signal charge transferred to the stray diffusion region FD is read out and applied to the gate of the amplification transistor T3.
  • a horizontal line selection signal SEL is given to the gate of the selection transistor T4 from the vertical shift register.
  • the selection signal SEL By setting the selection signal SEL to a high (H) level, the selection transistor T4 becomes conductive, and a current corresponding to the potential of the stray diffusion region FD amplified by the amplification transistor T3 flows in the vertical signal line VSL.
  • the reset signal RST applied to the gate of the reset transistor T2 to a high (H) level, the reset transistor T2 becomes conductive and the signal charge accumulated in the stray diffusion region FD is reset.
  • FIG. 4 A schematic planar layout of the pixel 2 shown in FIG. 1 is shown in FIG. 1.
  • the pixels 2 shown in FIG. 3 are arranged in a matrix, and the entire pixel region 3 shown in FIG. 1 is configured.
  • the cross section of FIG. 3 seen from the AA direction is shown in FIG. 4, and the cross section of FIG. 3 seen from the BB direction is shown in FIG.
  • FIGS. 4 and 5 a so-called back-illuminated solid-state image sensor is exemplified as the solid-state image sensor according to the first embodiment.
  • the surface (the other main surface) on the side opposite to the incident surface side (upper side in FIGS. 4 and 5) of the light L of each member of the solid-state image sensor according to the above is referred to as a "surface”.
  • the solid-state image sensor according to the first embodiment includes a first conductive type (n + type) semiconductor region 11.
  • the semiconductor material constituting the semiconductor region 11 for example, silicon (Si) or a compound semiconductor can be used.
  • the compound semiconductor include indium gallium arsenic (InGaAs), indium gallium arsenic phosphorus (InGaAsP), indium arsenic antimony (InAsSb), indium gallium phosphorus phosphorus (InGaP), gallium arsenic antimony (GaAsSb) and indium aluminum arsenic (InAlAs).
  • Examples thereof include gallium nitride (GaN), silicon carbide (SiC), and silicon germanium (SiGe).
  • a second conductive type (p + type) well region 14 is provided on a part (upper part) of the surface side of the semiconductor region 11.
  • a first conductive type (n ++ type) floating diffusion region 15 having a higher impurity concentration than the semiconductor region 11 is provided in contact with the well region 14 on a part (upper part) of the surface side of the well region 14.
  • the sides and bottom of the stray diffusion region 15 are covered by the well region 14.
  • the well region 14 has a function of blocking signal charges flowing from the semiconductor region 11 below the stray diffusion region 15 to the stray diffusion region 15.
  • a second conductive type (p + type) semiconductor region 13 is provided in contact with the semiconductor region 11 on a part (upper portion) of the surface side of the semiconductor region 11.
  • the semiconductor region 13 is separated from the well region 14 in FIG. 4, but is in contact with the well region 14 in FIG.
  • the depth of the semiconductor region 13 is shallower than the depth of the well region 14.
  • a photodiode which is a photoelectric conversion region, is formed by a pn junction between the p + type semiconductor region 13 and the n + type semiconductor region 11.
  • the semiconductor region 13 also has a function of suppressing dark current.
  • the semiconductor region 11 is provided with a second conductive type (p ++ type) element separation region 17. As shown in FIG. 3, the peripheral portion of the p + type semiconductor region 13 is partitioned by the element separation region 17. The region inside the rectangular plane pattern that is the outer shape of the semiconductor region 13 is defined as a photoelectric conversion region (photodiode region).
  • the floating diffusion region 15 is provided at the position of the center (center of gravity) O of the photoelectric conversion region on the plane pattern.
  • the position of the floating diffusion region 15 does not necessarily have to be located at the center O of the photoelectric conversion region, and may be provided at a position deviated from the center O of the photoelectric conversion region.
  • the floating diffusion region 15 has a plane pattern having symmetry centered on the center O of the photoelectric conversion region. In FIG. 3, the floating diffusion region 15 has an octagonal planar pattern.
  • the shape of the planar pattern of the floating diffusion region 15 is not limited to this, and may be a polygon such as a rectangle or a hexagon, or may be a circle.
  • the well region 14 is provided so as to surround the periphery of the floating diffusion region 15.
  • the outer shape of the well region 14 has a planar pattern having symmetry with the floating diffusion region 15 as the center. In FIG. 3, the outer shape of the well region 14 has an octagonal planar pattern.
  • the outer shape of the well region 14 is not limited to this, and may be a polygon such as a rectangle or a hexagon, or may be a circle.
  • a plurality of transfer gate electrodes 21a to 21d are provided on the surface of the semiconductor region 11 via the gate insulating film 20.
  • Materials for the gate insulating film 20 include a silicon oxide film (SiO 2 film), a silicon oxynitride film (SiON film), a strontium oxide film (SrO film), a silicon nitride film (Si 3 N 4 film), and an aluminum oxide film (Si 3 N 4 film).
  • a single-layer film of any one of O 5 film) and bismuth oxide film (Bi 2 O 3 film), or a composite film in which a plurality of these is laminated can be used.
  • the material of the transfer gate electrodes 21a to 21d for example, polysilicon (doped polysilicon) into which a high-concentration n-type impurity is introduced can be used.
  • the plurality of transfer gate electrodes 21a to 21d are arranged apart from each other.
  • the plurality of transfer gate electrodes 21a to 21d are symmetrically arranged four times symmetrically with respect to the stray diffusion region 15.
  • the plurality of transfer gate electrodes 21a to 21d can be regarded as a structure in which the transfer gate electrodes closed in an annular shape surrounding the suspension diffusion region 15 are divided into a plurality of parts.
  • the plane pattern of the transfer gate electrodes 21a to 21d is octagonal, but is not limited to this, and may be, for example, rectangular or arcuate.
  • the semiconductor region 13 is not arranged directly under the plurality of transfer gate electrodes 21a to 21d, and the semiconductor region 11 is exposed on the surface side of the semiconductor substrate.
  • the semiconductor region 13 is in contact with the well region 14 via a plurality of transfer gate electrodes 21a to 21d on a planar pattern.
  • diffusion regions 18a to 18d are provided via the element separation region 17 and the element separation insulating film 34.
  • a gate electrode 31 of a reset transistor is provided on the surface of the semiconductor substrate between the diffusion regions 18a and 18b via a gate insulating film (not shown).
  • a gate electrode 32 of an amplification transistor is provided on the surface of the semiconductor substrate between the diffusion regions 18b and 18c via a gate insulating film (not shown).
  • a gate electrode 33 of a selection transistor is provided on the surface of the semiconductor substrate between the diffusion regions 18c and 18d via a gate insulating film (not shown).
  • the element separation insulating film 34 is composed of, for example, an insulating film embedded in a trench formed in the semiconductor region 11.
  • the element isolation insulating film 34 for example, silicon nitride (Si 3 N 4) film, an aluminum oxide (Al 2 O 3) film, a silicon oxide (SiO 2) film, a silicon oxynitride (SiON) film, aluminum oxynitride (AlON ) Film, silicon nitride (SiAlN) film, magnesium oxide (MgO) film, silicon aluminum oxide (AlSiO) film, hafnium oxide (HfO 2 ) film, hafnium aluminum oxide (HfAlO) film, tantalum oxide (Ta 2 O 3 ) Film, titanium oxide (TiO 2 ) film, scandium oxide (Sc 2 O 3 ) film, zirconium oxide (ZrO 2 )
  • gate wirings 61a to 61d arranged above the transfer gate electrodes 21a to 21d are connected to the transfer gate electrodes 21a to 21d via contacts (not shown).
  • Common transfer control wirings 63 arranged above the gate wirings 61a to 61d are connected to the gate wirings 61a to 61d via contacts (not shown).
  • a common control potential TRG is applied to the transfer gate electrodes 21a to 21d via the common transfer control wiring 63 and the gate wiring 61a to 61d, and the drive is controlled at the same time.
  • a read wiring 62 arranged above the floating diffusion region 15 is connected to the floating diffusion region 15 via a contact (not shown).
  • the diffusion layer 16 and the gate electrode 32 of the amplification transistor are connected to the read wiring 62 via contacts (not shown).
  • the gate wirings 61a to 61d, the read wiring 62, and the transfer control wiring 63 in FIG. 6 and the wiring layers 41 to 44 shown in FIG. 4 do not match each other, the schematic arrangements are shown individually. There is.
  • an interlayer insulating film 40 is arranged on the surface of the semiconductor region 11 so as to cover the transfer gate electrodes 21a to 21d.
  • the interlayer insulating film 40 is formed with wiring layers 41 to 44 for reading out signal charges generated in the photoelectric conversion region.
  • the arrangement position and number of the wiring layers 41 to 44 are not particularly limited.
  • a support substrate 45 made of a Si substrate or the like is arranged on the surface of the interlayer insulating film 40.
  • the interlayer insulating film 40, the wiring layers 41 to 44, and the support substrate 45 shown in FIGS. 4 and 5 are not shown in FIG.
  • a second conductive type (p ++ type) semiconductor region 16 is arranged on the back surface side of the semiconductor region 11.
  • the semiconductor region 16 functions as a photodiode, which is a photoelectric conversion region, by pn junction with the n + type semiconductor region 11. Further, the semiconductor region 16 has a function of suppressing dark current.
  • a light-shielding film 52 is arranged on a part of the back surface side of the semiconductor region 16.
  • the light-shielding film 52 is selectively arranged so as to open the light-receiving surface of the photoelectric conversion region.
  • a metal material such as aluminum (Al), tungsten (W), copper (Cu), and chromium (Cr), or a dielectric material such as polysilicon can be adopted.
  • a flattening film 51 is arranged on the back surface side of the semiconductor region 16 so as to be adjacent to the light-shielding film 52.
  • the material of the flattening film 51 silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, organic SOG (spin-on glass), polyimide resin, fluororesin and the like can be used.
  • a color filter 53 is arranged on the back surface side of the flattening film 51 and the light shielding film 52.
  • the material of the color filter 53 can be composed of an organic material-based material layer using an organic compound such as a pigment or a dye.
  • the color filter 53 transmits a predetermined wavelength component of the incident light L.
  • An on-chip lens (micro lens) 54 is arranged on the back surface side of the color filter 53.
  • the on-chip lens 54 collects the incident light L.
  • an insulating material such as silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, organic SOG, polyimide resin, and fluororesin can be used.
  • the solid-state image sensor according to the first embodiment Since the solid-state image sensor according to the first embodiment is a back-illuminated type, light L is incident from the on-chip lens 54 side. The incident light L passes through the on-chip lens 54, the color filter 53, and the flattening film 51, and is incident on the photoelectric conversion region. The photoelectric conversion region photoelectrically converts the incident light L to generate a signal charge (here, an electron) according to the amount of light.
  • a signal charge here, an electron
  • a negative voltage is applied to the transfer gate electrodes 21a to 21d.
  • the surface of the semiconductor region 11 immediately below the transfer gate electrodes 21a to 21d is in a hole pinning state, and the signal charge is not transferred to the stray diffusion region 15.
  • a ground potential is applied to the semiconductor region 13 via a substrate contact (not shown) arranged on the surface side of the semiconductor region 13, and the potential of the semiconductor region 13 is fixed. Further, since the well region 14 is in contact with the semiconductor region 13, the potential of the well region 14 is also fixed via the semiconductor region 13.
  • a positive voltage is applied to the transfer gate electrodes 21a to 21d.
  • the potentials of the semiconductor region 13 and the well region 14 immediately below the transfer gate electrodes 21a to 21d are modulated to form a channel region, and the signal charge is transferred to the stray diffusion region 15 via the channel region.
  • a ground potential is applied to the semiconductor region 13 via a substrate contact (not shown) arranged on the surface side of the semiconductor region 13, and the potentials of the semiconductor region 13 and the well region 14 are fixed.
  • a first conductive type (n + type) semiconductor substrate is prepared, and a p ++ type element separation region 17 is selectively formed by photolithography technology and ion implantation.
  • a plurality of transfer gate electrodes 21a to 21d are formed on the surface side of the semiconductor substrate via the gate insulating film 20.
  • the transfer gate electrodes 21a to 21d are used as ion implantation masks, and p-type impurity ions are sequentially implanted with different projection ranges. Then, the heat treatment is performed to diffuse and activate the impurity ions to form the p + type semiconductor region 13 and the p + type well region 14 in a self-aligned manner. Further, although not shown, a side wall insulating film (sidewall) is formed on the side wall of the transfer gate electrodes 21a to 21d. Then, the transfer gate electrodes 21a to 21d and the side wall insulating film are used as an ion implantation mask to implant n-type impurity ions. Then, heat treatment is performed to diffuse and activate the impurity ions to form the n ++ type floating diffusion region 15 in a self-aligned manner.
  • the wiring layers 41 to 44 are formed on the surface side of the semiconductor substrate via the interlayer insulating film 40 by using a chemical vapor deposition (CVD) method or the like.
  • the support substrate 45 is attached to the front surface side of the interlayer insulating film 40, and the back surface of the semiconductor substrate is ground and polished to form a thin film.
  • the p ++ type semiconductor region 16 is formed by injecting p impurity ions into the back surface side of the semiconductor substrate and performing heat treatment.
  • a light-shielding film 52, a flattening film 51, a color filter 53, and an on-chip lens 54 are sequentially formed on the back surface side of the semiconductor region 16 by using a CVD method or the like.
  • the method for manufacturing the solid-state image sensor according to the first embodiment is not particularly limited, and the solid-state image sensor according to the first embodiment can be realized by various manufacturing methods.
  • the floating diffusion region 15 is arranged in the vicinity of the center C of the photoelectric conversion region, and a plurality of transfer gate electrodes 21a to 21d are arranged so as to surround the periphery of the floating diffusion region 15.
  • the p + type well region 14 surrounding the suspension diffusion region 15 is taken out through between the plurality of transfer gate electrodes 21a to 21d, and p. It can be connected to the + type semiconductor region 13 and a ground potential can be applied through the semiconductor region 13. Therefore, in comparison with the structure in which the floating diffusion region 15 is surrounded by a closed annular transfer gate electrode, a p-type semiconductor region is constructed directly under the transfer gate electrode, and the p + type well region 14 is taken out. Since no structure is required, deterioration of transfer characteristics can be suppressed.
  • a so-called back-illuminated solid-state image sensor is exemplified as the solid-state image sensor according to the first embodiment, it can also be applied to a so-called surface-illuminated solid-state image sensor.
  • a surface-illuminated solid-state image sensor a multi-layer wiring structure is provided with a color filter and an on-chip lens on the surface side of the interlayer insulating film constituting the multi-layer wiring structure provided on the surface side of the photoelectric conversion region. The light may be incident on the surface side of the photoelectric conversion region via the above.
  • a single on-chip lens 54 is provided in a single photoelectric conversion region, and the light L focused by the on-chip lens 54 is suspended and diffused. Concentrate directly under region 15. Therefore, even in the floating diffusion region 15, photoelectric conversion is likely to occur, and noise may increase due to a decrease in dynamic range or variation in light collection.
  • FIG. 7 shows a planar layout of the pixel 2
  • FIG. 8 shows a cross-sectional view taken from the direction AA of FIG.
  • the positions of the on-chip lenses 54a to 54d are schematically shown by broken lines.
  • the on-chip lenses 54a to 54d are arranged in 2 rows and 2 columns so as to surround the periphery of the floating diffusion region 15. Since the other configurations of the solid-state image pickup device according to the second embodiment are the same as those of the solid-state image pickup device according to the first embodiment, duplicated description will be omitted.
  • the solid-state image sensor according to the second embodiment by forming a plurality of on-chip lenses 54a to 54d on a single photoelectric conversion region, the light collection rate to the floating diffusion region 15 is lowered, and the floating diffusion is performed.
  • the efficiency of photoelectric conversion in the region 15 can be reduced. Therefore, it is possible to suppress a decrease in the dynamic range and an increase in noise due to photoelectric conversion in the floating diffusion region 15.
  • Pixel 2 shown in FIG. 9 has four transfer gate electrodes 22a to 22d arranged rotationally symmetrically four times around the floating diffusion region 15.
  • the transfer gate electrodes 22a to 22d have a structure in which the transfer gate electrodes 21a to 21d of the solid-state image pickup device according to the first embodiment shown in FIG. 3 are rotated by 45 °.
  • the pixel 2 shown in FIG. 10 has two transfer gate electrodes 23a and 23b, which have a smaller number of electrodes than the transfer gate electrodes 21a to 21d of the solid-state image pickup device according to the first embodiment shown in FIG.
  • the transfer gate electrodes 23a and 23b have a striped planar pattern and extend in parallel with each other with the floating diffusion region 15 interposed therebetween.
  • the transfer gate electrodes 23a and 23b are arranged line-symmetrically with the floating diffusion region 15 interposed therebetween and twice symmetrically with the floating diffusion region 15 as the center.
  • the floating diffusion region 15 has a substantially rectangular planar pattern.
  • the pixel 2 shown in FIG. 11 has six transfer gate electrodes 24a to 24f, which have a larger number of electrodes than the transfer gate electrodes 21a to 21d of the solid-state image pickup device according to the first embodiment shown in FIG.
  • the transfer gate electrodes 24a to 24f are arranged six times rotationally symmetrically with respect to the floating diffusion region 15 so as to surround the periphery of the floating diffusion region 15.
  • the floating diffusion region 15 has a substantially hexagonal planar pattern.
  • the plurality of transfer gate electrodes 22a to 22d, 23a, 23b, 24a to 24f may be arranged with symmetry about the stray diffusion region 15.
  • it can be applied to various derivative structures. That is, by arranging the plurality of transfer gate electrodes 22a to 22d, 23a, 23b, 24a to 24f symmetrically about the stray diffusion region 15, the optical image pickup apparatus according to the first embodiment is optically used. The symmetry can be improved and the light can be efficiently extracted.
  • the transfer efficiency can be improved. Therefore, it is preferable to narrow the distance between the plurality of transfer gate electrodes to the processing limit.
  • the solid-state image pickup device according to the fourth embodiment has a solid-state image pickup according to the first embodiment shown in FIG. 4 in that the transfer gate electrodes 21a and 21c have an embedded structure (trench gate structure). Different from the device.
  • the pixel 2 of the solid-state image pickup device according to the fourth embodiment has a plane pattern similar to that of the solid-state image pickup device according to the first embodiment shown in FIG. 3, and although not shown in FIG. 12, the transfer gate electrode 21b , 21d also have an embedded structure.
  • the cross-sectional view of the solid-state image sensor according to the fourth embodiment in the AA direction of FIG. 3 is the same as that of FIG. Since the other configurations of the solid-state image pickup device according to the fourth embodiment are the same as those of the solid-state image pickup device according to the first embodiment, duplicated description will be omitted.
  • the solid-state image sensor according to the fourth embodiment by embedding the transfer gate electrodes 21a to 21d, it is possible to modulate the semiconductor region 11 below the well region 14, and the transfer characteristics in the vertical direction can be improved. Can be improved.
  • the solid-state image sensor according to the fifth embodiment is different from the solid-state image sensor according to the first embodiment in that the pixel 2 has a pixel sharing structure.
  • Pixel 2 has a plurality of (4) unit pixels 2a to 2d.
  • Each of the unit pixels 2a to 2d is provided so as to surround the floating diffusion region 15 and the periphery of the floating diffusion region 15, similarly to the pixel 2 of the solid-state imaging device according to the first embodiment shown in FIG.
  • the transfer gate electrodes 21a to 21d of the above are provided.
  • Each floating diffusion region 15 of the unit pixels 2a to 2d is read out by a shared pixel transistor. Since the other configurations of the solid-state image pickup device according to the fifth embodiment are the same as those of the solid-state image pickup device according to the first embodiment, duplicated description will be omitted.
  • the pixels 2 have a pixel sharing structure, and by having a plurality of unit pixels 2a to 2d, it is possible to efficiently spread the plurality of unit pixels 2a to 2d. ..
  • FIG. 3 shows that the element separation region 17 for partitioning the photoelectric conversion region has a plurality of convex portions 17a to 17d on a plane pattern. It is different from the solid-state image sensor according to the first embodiment.
  • the convex portions 17a to 17d are arranged at the center positions of each side of the element separation region 17.
  • the arrangement positions of the convex portions 17a to 17d are not particularly limited.
  • the number of convex portions 17a to 17d is not limited, and may have one to three convex portions, or may have five or more convex portions. Since the other configurations of the solid-state image pickup device according to the sixth embodiment are the same as those of the solid-state image pickup device according to the first embodiment, duplicated description will be omitted.
  • the capacitance on the side wall of the element separation region 17 can be increased, and the saturation signal charge can be increased.
  • the amount can be increased.
  • application examples of the present disclosure include infrared light receiving elements, image pickup devices using the infrared light receiving elements, electronic devices, and the like, and the applications are not only ordinary cameras and smartphones, but also industrial devices such as surveillance cameras and factory inspections.
  • a wide range of applications for imaging and sensing can be considered, such as cameras for cameras, in-vehicle cameras, ranging sensors (ToF sensors), infrared sensors, and the like. An example thereof will be described below.
  • FIG. 15 is a block diagram showing a configuration example of an embodiment of an image pickup apparatus as an electronic device to which the present disclosure is applied.
  • the image pickup device 1000 in FIG. 15 is a video camera, a digital still camera, or the like.
  • the image pickup device 1000 includes a lens group 1001, a solid-state image pickup element 1002, a DSP circuit 1003, a frame memory 1004, a display unit 1005, a recording unit 1006, an operation unit 1007, and a power supply unit 1008.
  • the DSP circuit 1003, the frame memory 1004, the display unit 1005, the recording unit 1006, the operation unit 1007, and the power supply unit 1008 are connected to each other via the bus line 1009.
  • the lens group 1001 captures incident light (image light) from the subject and forms an image on the image pickup surface of the solid-state image pickup device 1002.
  • the solid-state image sensor 1002 comprises the first to third embodiments of the CMOS image sensor described above.
  • the solid-state image sensor 1002 converts the amount of incident light imaged on the image pickup surface by the lens group 1001 into an electric signal in pixel units and supplies it to the DSP circuit 1003 as a pixel signal.
  • the DSP circuit 1003 performs predetermined image processing on the pixel signal supplied from the solid-state image sensor 1002, supplies the image signal after the image processing to the frame memory 1004 in frame units, and temporarily stores the image signal.
  • the display unit 1005 is composed of a panel-type display device such as a liquid crystal panel or an organic EL (Electro Luminescence) panel, and displays an image based on a pixel signal for each frame temporarily stored in the frame memory 1004.
  • a panel-type display device such as a liquid crystal panel or an organic EL (Electro Luminescence) panel, and displays an image based on a pixel signal for each frame temporarily stored in the frame memory 1004.
  • the recording unit 1006 is composed of a DVD (Digital Versatile Disk), a flash memory, etc., and reads and records a frame-by-frame pixel signal temporarily stored in the frame memory 1004.
  • DVD Digital Versatile Disk
  • flash memory etc.
  • the operation unit 1007 issues operation commands for various functions of the image pickup apparatus 1000 under the operation of the user.
  • the power supply unit 1008 supplies power to the DSP circuit 1003, the frame memory 1004, the display unit 1005, the recording unit 1006, and the operation unit 1007 as appropriate.
  • the electronic device to which this technology is applied may be any device that uses a CMOS image sensor for the image capture unit (photoelectric conversion unit), and in addition to the image pickup device 1000, a portable terminal device having an image pickup function and a CMOS image for the image reading unit.
  • CMOS image sensor for the image capture unit (photoelectric conversion unit)
  • a portable terminal device having an image pickup function and a CMOS image for the image reading unit.
  • copiers that use sensors.
  • the technology according to the present disclosure (the present technology) can be applied to various products.
  • the techniques according to the present disclosure may be applied to an endoscopic surgery system.
  • FIG. 16 is a diagram showing an example of a schematic configuration of an endoscopic surgery system to which the technique according to the present disclosure (the present technique) can be applied.
  • FIG. 16 illustrates how the surgeon (doctor) 11131 is performing surgery on patient 11132 on patient bed 11133 using the endoscopic surgery system 11000.
  • the endoscopic surgery system 11000 includes an endoscope 11100, other surgical tools 11110 such as an abdominal tube 11111 and an energy treatment tool 11112, and a support arm device 11120 that supports the endoscope 11100.
  • a cart 11200 equipped with various devices for endoscopic surgery.
  • the endoscope 11100 is composed of a lens barrel 11101 in which a region having a predetermined length from the tip is inserted into the body cavity of the patient 11132, and a camera head 11102 connected to the base end of the lens barrel 11101.
  • the endoscope 11100 configured as a so-called rigid mirror having a rigid barrel 11101 is illustrated, but the endoscope 11100 may be configured as a so-called flexible mirror having a flexible barrel. good.
  • An opening in which an objective lens is fitted is provided at the tip of the lens barrel 11101.
  • a light source device 11203 is connected to the endoscope 11100, and the light generated by the light source device 11203 is guided to the tip of the lens barrel by a light guide extending inside the lens barrel 11101, and is an objective. It is irradiated toward the observation target in the body cavity of the patient 11132 through the lens.
  • the endoscope 11100 may be a direct endoscope, a perspective mirror, or a side endoscope.
  • An optical system and an image pickup element are provided inside the camera head 11102, and the reflected light (observation light) from the observation target is focused on the image pickup element by the optical system.
  • the observation light is photoelectrically converted by the image pickup device, and an electric signal corresponding to the observation light, that is, an image signal corresponding to the observation image is generated.
  • the image signal is transmitted to the camera control unit (CCU: Camera Control Unit) 11201 as RAW data.
  • the CCU11201 is composed of a CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphics Processing Unit), etc., and comprehensively controls the operations of the endoscope 11100 and the display device 11202. Further, the CCU11201 receives an image signal from the camera head 11102, and performs various image processing on the image signal for displaying an image based on the image signal, such as development processing (demosaic processing).
  • a CPU Central Processing Unit
  • GPU Graphics Processing Unit
  • the display device 11202 displays an image based on the image signal processed by the CCU 11201 under the control of the CCU 11201.
  • the light source device 11203 is composed of, for example, a light source such as an LED (light emission diode), and supplies the irradiation light for photographing the surgical site or the like to the endoscope 11100.
  • a light source such as an LED (light emission diode)
  • the input device 11204 is an input interface for the endoscopic surgery system 11000.
  • the user can input various information and input instructions to the endoscopic surgery system 11000 via the input device 11204.
  • the user inputs an instruction to change the imaging conditions (type of irradiation light, magnification, focal length, etc.) by the endoscope 11100.
  • the treatment tool control device 11205 controls the drive of the energy treatment tool 11112 for cauterizing, incising, sealing a blood vessel, or the like of a tissue.
  • the pneumoperitoneum device 11206 uses a gas in the pneumoperitoneum tube 11111 to inflate the body cavity of the patient 11132 for the purpose of securing the field of view by the endoscope 11100 and securing the work space of the operator. Is sent.
  • the recorder 11207 is a device capable of recording various information related to surgery.
  • the printer 11208 is a device capable of printing various information related to surgery in various formats such as text, images, and graphs.
  • the light source device 11203 that supplies the irradiation light to the endoscope 11100 when photographing the surgical site can be composed of, for example, an LED, a laser light source, or a white light source composed of a combination thereof.
  • a white light source is configured by a combination of RGB laser light sources, the output intensity and output timing of each color (each wavelength) can be controlled with high accuracy. Therefore, the light source device 11203 adjusts the white balance of the captured image. It can be carried out.
  • the laser light from each of the RGB laser light sources is irradiated to the observation target in a time-division manner, and the drive of the image sensor of the camera head 11102 is controlled in synchronization with the irradiation timing to correspond to each of RGB. It is also possible to capture the image in a time-division manner. According to this method, a color image can be obtained without providing a color filter in the image pickup device.
  • the drive of the light source device 11203 may be controlled so as to change the intensity of the output light at predetermined time intervals.
  • the drive of the image sensor of the camera head 11102 in synchronization with the timing of the change of the light intensity to acquire an image in time division and synthesizing the image, so-called high dynamic without blackout and overexposure. Range 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, by utilizing the wavelength dependence of light absorption in body tissue, the surface layer of the mucous membrane is irradiated with light in a narrower band than the irradiation light (that is, white light) during normal observation.
  • narrow band imaging in which a predetermined tissue such as a blood vessel is photographed with high contrast, is performed.
  • fluorescence observation may be performed in which an image is obtained by fluorescence generated by irradiating with excitation light.
  • the body tissue is irradiated with excitation light to observe the fluorescence from the body tissue (autofluorescence observation), or a reagent such as indocyanine green (ICG) is locally injected into the body tissue and the body tissue is injected. It is possible to obtain a fluorescence image by irradiating the excitation light corresponding to the fluorescence wavelength of the reagent.
  • the light source device 11203 may be configured to be capable of supplying narrowband light and / or excitation light corresponding to such special light observation.
  • FIG. 17 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the camera head 11102 and CCU11201 shown in FIG.
  • the camera head 11102 includes a lens unit 11401, an image pickup unit 11402, a drive unit 11403, a communication unit 11404, and a camera head control unit 11405.
  • CCU11201 has a communication unit 11411, an image processing unit 11412, and a control unit 11413.
  • the camera head 11102 and CCU11201 are communicably connected to each other by a transmission cable 11400.
  • the lens unit 11401 is an optical system provided at a connection portion with the lens barrel 11101.
  • the observation light taken in from the tip of the lens barrel 11101 is guided to the camera head 11102 and incident on the lens unit 11401.
  • the lens unit 11401 is configured by combining a plurality of lenses including a zoom lens and a focus lens.
  • the image pickup element constituting the image pickup unit 11402 may be one (so-called single plate type) or a plurality (so-called multi-plate type).
  • each image pickup element may generate an image signal corresponding to each of RGB, and a color image may be obtained by synthesizing them.
  • the image pickup unit 11402 may be configured to have a pair of image pickup elements for acquiring image signals for the right eye and the left eye corresponding to the 3D (dimensional) display, respectively.
  • the 3D display enables the operator 11131 to more accurately grasp the depth of the living tissue in the surgical site.
  • a plurality of lens units 11401 may be provided corresponding to each image pickup element.
  • the image pickup unit 11402 does not necessarily have to be provided on the camera head 11102.
  • the image pickup unit 11402 may be provided inside the lens barrel 11101 immediately after the objective lens.
  • the drive unit 11403 is composed of an actuator, and the zoom lens and focus lens of the lens unit 11401 are moved by a predetermined distance along the optical axis under the control of the camera head control unit 11405. As a result, the magnification and focus of the image captured by the image pickup unit 11402 can be adjusted as appropriate.
  • the communication unit 11404 is configured by a communication device for transmitting and receiving various information to and from the CCU11201.
  • the communication unit 11404 transmits the image signal obtained from the image pickup unit 11402 as RAW data to the CCU 11201 via the transmission cable 11400.
  • the communication unit 11404 receives a control signal for controlling the drive of the camera head 11102 from the CCU 11201 and supplies the control signal to the camera head control unit 11405.
  • the control signal includes, for example, information to specify the frame rate of the captured image, information to specify the exposure value at the time of imaging, and / or information to specify the magnification and focus of the captured image. Contains information about the condition.
  • the image pickup conditions such as the frame rate, exposure value, magnification, and focus may be appropriately specified by the user, or may be automatically set by the control unit 11413 of CCU11201 based on the acquired image signal. good.
  • the endoscope 11100 is equipped with a so-called AE (Auto Exposure) function, AF (Auto Focus) function, and AWB (Auto White Balance) function.
  • the camera head control unit 11405 controls the drive of the camera head 11102 based on the control signal from the CCU 11201 received via the communication unit 11404.
  • the communication unit 11411 is configured by a communication device for transmitting and receiving various information to and from the camera head 11102.
  • the communication unit 11411 receives an image signal transmitted from the camera head 11102 via the transmission cable 11400.
  • the communication unit 11411 transmits a control signal for controlling the drive of the camera head 11102 to the camera head 11102.
  • Image signals and control signals can be transmitted by telecommunications, optical communication, or the like.
  • the image processing unit 11412 performs various image processing on the image signal which is the RAW data transmitted from the camera head 11102.
  • the control unit 11413 performs various controls related to the imaging of the surgical site and the like by the endoscope 11100 and the display of the captured image obtained by the imaging of the surgical site and the like. For example, the control unit 11413 generates a control signal for controlling the drive of the camera head 11102.
  • control unit 11413 causes the display device 11202 to display an image captured by the surgical unit or the like based on the image signal processed by the image processing unit 11412.
  • the control unit 11413 may recognize various objects in the captured image by using various image recognition techniques.
  • the control unit 11413 detects a surgical tool such as forceps, a specific biological part, bleeding, mist when using the energy treatment tool 11112, etc. by detecting the shape, color, etc. of the edge of the object included in the captured image. Can be recognized.
  • the control unit 11413 may superimpose and display various surgical support information on the image of the surgical unit by using the recognition result. By superimposing and displaying the surgical support information and presenting it to the surgeon 11131, the burden on the surgeon 11131 can be reduced and the surgeon 11131 can surely proceed with the surgery.
  • the transmission cable 11400 connecting the camera head 11102 and CCU11201 is an electric signal cable corresponding to electric signal communication, an optical fiber corresponding to optical communication, or a composite cable thereof.
  • the communication is performed by wire using the transmission cable 11400, but the communication between the camera head 11102 and the CCU11201 may be performed wirelessly.
  • the above is an example of an endoscopic surgery system to which the technology according to the present disclosure can be applied.
  • the present technology can be applied to the image pickup unit 11402 among the configurations described above. By applying this technique to the imaging unit 11402, a clearer surgical site image can be obtained, so that the operator can surely confirm the surgical site.
  • the present technique may be applied to other, for example, a microscopic surgery system.
  • the technology according to the present disclosure can be applied to various products.
  • the technology according to the present disclosure is realized as a device mounted on a moving body of any kind such as an automobile, an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, a motorcycle, a bicycle, a personal mobility, an airplane, a drone, a ship, and a robot. You may.
  • FIG. 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 technique according to the present disclosure can be applied.
  • the vehicle control system 12000 includes a plurality of electronic control units connected via the communication network 12001.
  • the vehicle control system 12000 includes a drive system control unit 12010, a body system control unit 12020, an outside information detection unit 12030, an in-vehicle information detection unit 12040, and an integrated control unit 12050.
  • a microcomputer 12051, an audio image output unit 12052, and an in-vehicle network I / F (Interface) 12053 are shown as a functional configuration of the integrated control unit 12050.
  • the drive system control unit 12010 controls the operation of the device related to the drive system of the vehicle according to various programs.
  • the drive system control unit 12010 has a driving force generator for generating the driving force of the vehicle such as an internal combustion engine or a driving motor, a driving force transmission mechanism for transmitting the driving force to the wheels, and a steering angle of the vehicle. It functions as a control device such as a steering mechanism for adjusting and a braking device for generating braking force of the vehicle.
  • the body system control unit 12020 controls the operation of various devices mounted on the vehicle body according to various programs.
  • the body system control unit 12020 functions as a keyless entry system, a smart key system, a power window device, or a control device for various lamps such as headlamps, back lamps, brake lamps, turn signals or fog lamps.
  • the body system control unit 12020 may be input with radio waves transmitted from a portable device that substitutes for the key or signals of various switches.
  • the body system control unit 12020 receives inputs of these radio waves or signals and controls a vehicle door lock device, a power window device, a lamp, and the like.
  • the outside information detection unit 12030 detects information outside the vehicle equipped with the vehicle control system 12000.
  • the image pickup unit 12031 is connected to the vehicle outside information detection unit 12030.
  • the vehicle outside information detection unit 12030 causes the image pickup unit 12031 to capture an image of the outside of the vehicle and receives the captured image.
  • the vehicle outside information detection unit 12030 may perform object detection processing or distance detection processing such as a person, a vehicle, an obstacle, a sign, or a character on the road surface based on the received image.
  • the image pickup unit 12031 is an optical sensor that receives light and outputs an electric signal according to the amount of the light received.
  • the image pickup unit 12031 can output an electric signal as an image or can output it as distance measurement information. Further, the light received by the image pickup unit 12031 may be visible light or invisible light such as infrared light.
  • the in-vehicle information detection unit 12040 detects the in-vehicle information.
  • a driver state detection unit 12041 that detects the state of the driver is connected to the in-vehicle information detection unit 12040.
  • the driver state detection unit 12041 includes, for example, a camera that images the driver, and the in-vehicle information detection unit 12040 determines the degree of fatigue or concentration of the driver based on the detection information input from the driver state detection unit 12041. It may be calculated, or it may be determined whether the driver has fallen asleep.
  • the microcomputer 12051 calculates the control target value of the driving force generator, the steering mechanism, or the braking device based on the information inside and outside the vehicle acquired by the vehicle exterior information detection unit 12030 or the vehicle interior information detection unit 12040, and the drive system control unit.
  • a control command can be output to 12010.
  • the microcomputer 12051 realizes ADAS (Advanced Driver Assistance System) functions including vehicle collision avoidance or impact mitigation, follow-up driving based on inter-vehicle distance, vehicle speed maintenance driving, vehicle collision warning, vehicle lane deviation warning, and the like. It is possible to perform cooperative control for the purpose of.
  • ADAS Advanced Driver Assistance System
  • the microcomputer 12051 controls the driving force generating device, the steering mechanism, the braking device, and the like based on the information around the vehicle acquired by the vehicle exterior information detection unit 12030 or the vehicle interior information detection unit 12040. It is possible to perform coordinated control for the purpose of automatic driving that runs autonomously without depending on the operation.
  • the microcomputer 12051 can output a control command to the body system control unit 12030 based on the information outside the vehicle acquired by the vehicle outside information detection unit 12030.
  • the microcomputer 12051 controls the headlamps according to the position of the preceding vehicle or the oncoming vehicle detected by the outside information detection unit 12030, and performs cooperative control for the purpose of anti-glare such as switching the high beam to the low beam. It can be carried out.
  • the audio image output unit 12052 transmits an output signal of at least one of audio and an image to an output device capable of visually or audibly notifying information to the passenger or the outside of the vehicle.
  • an audio speaker 12061, a display unit 12062, and an instrument panel 12063 are exemplified as output devices.
  • the display unit 12062 may include, for example, at least one of an onboard display and a head-up display.
  • FIG. 19 is a diagram showing an example of the installation position of the image pickup unit 12031.
  • the image pickup unit 12031 has image pickup units 12101, 12102, 12103, 12104, and 12105.
  • the image pickup units 12101, 12102, 12103, 12104, and 12105 are provided at positions such as, for example, the front nose, side mirrors, rear bumpers, back doors, and the upper part of the windshield in the vehicle interior of the vehicle 12100.
  • the image pickup unit 12101 provided in the front nose and the image pickup section 12105 provided in the upper part of the windshield in the vehicle interior mainly acquire an image in front of the vehicle 12100.
  • the image pickup units 12102 and 12103 provided in the side mirror mainly acquire images of the side of the vehicle 12100.
  • the image pickup unit 12104 provided in the rear bumper or the back door mainly acquires an image of the rear of the vehicle 12100.
  • the image pickup unit 12105 provided on the upper part of the windshield in the vehicle interior is mainly used for detecting a preceding vehicle, a pedestrian, an obstacle, a traffic light, a traffic sign, a lane, or the like.
  • FIG. 19 shows an example of the shooting range of the imaging units 12101 to 12104.
  • the imaging range 12111 indicates the imaging range of the imaging unit 12101 provided on the front nose
  • the imaging ranges 12112 and 12113 indicate the imaging range of the imaging units 12102 and 12103 provided on the side mirrors, respectively
  • the imaging range 12114 indicates the imaging range.
  • the imaging range of the imaging unit 12104 provided on the rear bumper or the back door is shown. For example, by superimposing the image data captured by the image pickup units 12101 to 12104, a bird's-eye view image of the vehicle 12100 can be obtained.
  • At least one of the image pickup units 12101 to 12104 may have a function of acquiring distance information.
  • at least one of the image pickup units 12101 to 12104 may be a stereo camera including a plurality of image pickup elements, or may be an image pickup element having pixels for phase difference detection.
  • the microcomputer 12051 has a distance to each three-dimensional object in the image pickup range 12111 to 12114 based on the distance information obtained from the image pickup unit 12101 to 12104, and a temporal change of this distance (relative speed with respect to the vehicle 12100).
  • a predetermined speed for example, 0 km / h or more
  • the microcomputer 12051 can set an inter-vehicle distance to be secured in advance in front of the preceding vehicle, and can perform automatic brake control (including follow-up stop control), automatic acceleration control (including follow-up start control), and the like. In this way, it is possible to perform coordinated control for the purpose of automatic driving or the like in which the vehicle travels autonomously without depending on the operation of the driver.
  • the microcomputer 12051 converts three-dimensional object data related to a three-dimensional object into two-wheeled vehicles, ordinary vehicles, large vehicles, pedestrians, electric poles, and other three-dimensional objects based on the distance information obtained from the image pickup units 12101 to 12104. It can be classified and extracted and used for automatic avoidance of obstacles. For example, the microcomputer 12051 distinguishes obstacles around the vehicle 12100 into obstacles that are visible to the driver of the vehicle 12100 and obstacles that are difficult to see. Then, the microcomputer 12051 determines the collision risk indicating the risk of collision with each obstacle, and when the collision risk is equal to or higher than the set value and there is a possibility of collision, the microcomputer 12051 via the audio speaker 12061 or the display unit 12062. By outputting an alarm to the driver and performing forced deceleration and avoidance steering via the drive system control unit 12010, driving support for collision avoidance can be provided.
  • At least one of the image pickup units 12101 to 12104 may be an infrared camera that detects infrared rays.
  • the microcomputer 12051 can recognize a pedestrian by determining whether or not a pedestrian is present in the captured image of the imaging unit 12101 to 12104.
  • pedestrian recognition is, for example, a procedure for extracting feature points in an image captured by an image pickup unit 12101 to 12104 as an infrared camera, and pattern matching processing is performed on a series of feature points indicating the outline of an object to determine whether or not the pedestrian is a pedestrian. It is done by the procedure to determine.
  • the audio image output unit 12052 determines the square contour line for emphasizing the recognized pedestrian.
  • the display unit 12062 is controlled so as to superimpose and display. Further, the audio image output unit 12052 may control the display unit 12062 so as to display an icon or the like indicating a pedestrian at a desired position.
  • the above is an example of a vehicle control system to which this technology can be applied.
  • the present technology can be applied to the image pickup unit 12031 among the configurations described above.
  • By applying the technique according to the present disclosure to the image pickup unit 12031 it is possible to obtain a photographed image that is easier to see, and thus it is possible to reduce driver fatigue.
  • the solid-state imaging device can also be applied to electronic devices such as surveillance cameras, biometric authentication systems, and thermography.
  • surveillance cameras are, for example, those of a night vision system (night vision).
  • night vision night vision
  • the solid-state image sensor By applying the solid-state image sensor to a surveillance camera, it becomes possible to recognize pedestrians, animals, and the like at night from a distance.
  • the solid-state image sensor is applied as an in-vehicle camera, it is not easily affected by the headlights and the weather. For example, a photographed image can be obtained without being affected by smoke, fog, or the like. Further, the shape of the object can be recognized.
  • thermography enables non-contact temperature measurement. Thermography can also detect temperature distribution and heat generation.
  • the solid-state image sensor can also be applied to electronic devices that detect flames, moisture, gas, and the like.
  • the present technology can have the following configurations.
  • a light receiving element comprising.
  • the photoelectric conversion region is The first semiconductor region of the first conductive type and A second conductive type second semiconductor region provided in contact with the first semiconductor region so as to surround the well region on one main surface side of the first semiconductor region.
  • the second semiconductor region is in contact with the well region on a planar pattern via between the plurality of transfer gate electrodes.
  • the floating diffusion region is provided in the center of the photoelectric conversion region on a planar pattern.
  • the plurality of gate electrodes are connected to a common transfer control wiring.
  • a plurality of on-chip lenses provided on the other main surface side of the photoelectric conversion region are further provided.
  • the plurality of on-chip lenses are provided so as to surround the floating diffusion region on a planar pattern.
  • the plurality of transfer gate electrodes include four transfer gate electrodes provided symmetrically four times around the stray diffusion region.
  • the plurality of transfer gate electrodes include two transfer gate electrodes provided twice symmetrically around the stray diffusion region.
  • the plurality of transfer gate electrodes include six transfer gate electrodes provided symmetrically six times around the stray diffusion region.
  • Each of the plurality of transfer gate electrodes is composed of an embedded structure.
  • the pixel includes a plurality of unit pixels each having the photoelectric conversion region, the floating diffusion region, and the plurality of transfer gate electrodes.
  • the element separation region that partitions the photoelectric conversion region has a convex portion that protrudes inward of the photoelectric conversion region on a planar pattern.
  • each of the pixels Photoelectric conversion area and A first conductive type floating diffusion region provided on one main surface side of the photoelectric conversion region, A plurality of transfer gate electrodes provided on one main surface of the photoelectric conversion region so as to be separated from each other via a gate insulating film and symmetrically provided around the stray diffusion region on a planar pattern.
  • a solid-state image sensor (16) A solid-state image sensor having a pixel area composed of a plurality of pixels arranged in a matrix, and a solid-state image sensor. A signal processing circuit for processing the output signal of the solid-state image sensor is provided.
  • Bus line 11000 ... Endoscopic surgery system, 11100 ... Endoscope, 11101 ... Endoscope, 11102 ... Camera head, 11110 ... Surgical tool , 11111 ... Air belly tube, 11112 ... Energy treatment tool, 11120 ... Support arm device, 11131 ... Operator, 11132 ... Patient, 11133 ... Patient bed, 11200 ... Cart, 11202 ... Display device, 11203 ... Light source device, 11204 ... Input Device, 11205 ... Treatment tool control device, 11206 ... Stomach device, 11207 ... Recorder, 11208 ... Printer, 11400 ... Transmission cable, 11401 ... Lens unit, 11402 ... Imaging unit, 11403 ... Drive unit, 11404 ... Communication unit, 11405 ...

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Abstract

画素を構成する単一の光電変換領域内で浮遊拡散領域の周囲を転送ゲート電極で囲む構造において、光学的対称性を改善することができ、光を効率的に取り出すことのできる受光素子を提供する。受光素子は、画素を構成する光電変換領域と、光電変換領域の一方の主面側に設けられた第１導電型の浮遊拡散領域と、光電変換領域の一方の主面上にゲート絶縁膜を介して互いに離間して設けられ、平面パターン上、浮遊拡散領域を中心として対称的に設けられた複数の転送ゲート電極とを備える。

Description

受光素子、固体撮像装置及び電子機器
　本開示に係る技術（本技術）は、受光素子、固体撮像装置及び電子機器に関する。
　従来の固体撮像装置として、画素を構成する単一の光電変換領域（フォトダイオード領域）内の中心に設けられた浮遊拡散領域と、浮遊拡散領域の周囲に設けられた転送トランジスタの環状に閉じられた転送ゲート電極とを有する構造が知られている（特許文献１参照）。この構造によれば、光電変換領域の周縁部と転送ゲート電極との距離が短縮されるため、信号電荷の転送効率を向上させることができる。更に、光電変換領域の面積を広げ易いため、感度及び飽和信号電荷量を向上させることができる。
特開２０１１－４９４４６号公報
　特許文献１に記載の固体撮像装置では、環状に閉じられた転送ゲート電極が浮遊拡散領域の周囲を囲むため、浮遊拡散領域の周囲に設けられたウェル領域を取り出し難く、ウェル領域の電位を固定し難い。そこで、環状に閉じられた転送ゲート電極の一部を切り欠き、切り欠いた部分を介してウェル領域を取り出すことが考えられる。しかしながら、環状に閉じられた転送ゲート電極の一部を切り欠くと光学対称性が低下するため、光を効率的に取り出すことが困難な場合がある。
　本技術は、画素を構成する単一の光電変換領域内で浮遊拡散領域の周囲を転送ゲート電極で囲む構造において、光学的対称性を改善することができ、光を効率的に取り出すことのできる受光素子、固体撮像装置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受光素子は、画素を構成する光電変換領域と、光電変換領域の一方の主面側に設けられた第１導電型の浮遊拡散領域と、光電変換領域の一方の主面上にゲート絶縁膜を介して互いに離間して設けられ、平面パターン上、浮遊拡散領域を中心として対称的に設けられた複数の転送ゲート電極とを備えることを要旨とする。
　本技術の一態様に係る固体撮像装置は、行列状に配列された複数の画素で構成された画素領域を備え、画素のそれぞれが、光電変換領域と、光電変換領域の一方の主面側に設けられた第１導電型の浮遊拡散領域と、光電変換領域の一方の主面上にゲート絶縁膜を介して互いに離間して設けられ、平面パターン上、浮遊拡散領域を中心として対称的に設けられた複数の転送ゲート電極とを備えることを要旨とする。
　本技術の一態様に係る電子機器は、行列状に配列された複数の画素で構成された画素領域を有する固体撮像装置と、固体撮像装置の出力信号を処理する信号処理回路と、を備え、画素のそれぞれが、光電変換領域と、光電変換領域の一方の主面側に設けられた第１導電型の浮遊拡散領域と、光電変換領域の一方の主面上にゲート絶縁膜を介して互いに離間して設けられ、平面パターン上、浮遊拡散領域を中心として対称的に設けられた複数の転送ゲート電極とを備えることを要旨とする。
第１実施形態に係る固体撮像装置のブロック図である。 第１実施形態に係る画素の等価回路図である。 第１実施形態に係る画素の平面図である。 図３のＡ－Ａ方向から見た断面図である。 図３のＢ－Ｂ方向から見た断面図である。 第１実施形態に係る画素の他の平面図である。 第２実施形態に係る画素の平面図である。 図７のＡ－Ａ方向から見た断面図である。 第３実施形態に係る画素の平面図である。 第３実施形態に係る画素の他の平面図である。 第３実施形態に係る画素の他の平面図である。 第４実施形態に係る画素の断面図である。 第５実施形態に係る画素の平面図である。 第６実施形態に係る画素の平面図である。 本開示を適用した電子機器としての撮像装置の構成例を示すブロック図である。 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。 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。
　以下において、図面を参照して本技術の第１～第６実施形態を説明する。以下の説明で参照する。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、厚さと平面寸法との関係、各層の厚さ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、具体的な厚さや寸法は以下の説明を参酌して判断すべき。また、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勿論である。なお、本明細書中に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、また他の効果があってもよい。
　本明細書において、「第１導電型」はｐ型又はｎ型の一方であり、「第２導電型」はｐ型又はｎ型のうちの「第１導電型」とは異なる一方を意味する。また、「ｎ」や「ｐ」に付す「＋」や「－」は、「＋」及び「－」が付記されていない半導体領域に比して、それぞれ相対的に不純物濃度が高い又は低い半導体領域であることを意味する。但し、同じ「ｎ」と「ｎ」とが付された半導体領域であっても、それぞれの半導体領域の不純物濃度が厳密に同じであることを意味するものではない。
　本明細書において、「上」「下」等の方向の定義は、単に説明の便宜上の定義であって、本技術の技術的思想を限定するものではない。例えば、対象を９０°回転して観察すれば「上」「下」は「左」「右」に変換して読まれ、１８０°回転して観察すれば「上」「下」は反転して読まれることは勿論である。
　（第１実施形態）
　＜固体撮像装置の概略構成例＞
　第１実施形態に係る固体撮像装置として、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサを一例として説明する。第１実施形態に係る固体撮像装置は、図１に示すように、画素２が行列状に配列された画素領域（撮像領域）３と、画素領域３から出力された画素信号を処理する周辺回路部（４，５，６，７，８）とを備える。
　画素２は、一般的には、入射光を光電変換するフォトダイオードで構成された光電変換領域と、光電変換領域の光電変換により発生した信号電荷を読み出すための複数の画素トランジスタとを有する。複数の画素トランジスタは、例えば転送トランジスタ、リセットトランジスタ及び増幅トランジスタの３つのトランジスタで構成することができる。複数の画素トランジスタは、更に選択トランジスタを加えて、４つのトランジスタで構成することもできる。
　周辺回路部（４，５，６，７，８）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を有する。制御回路８は、入力クロックと、動作モード等を指令するデータを受け取り、固体撮像装置の内部情報等のデータを出力する。例えば、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に基いて、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。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。
　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、画素駆動配線を選択し、選択された画素駆動配線に画素２を駆動するためのパルスを供給し、行単位で画素２を駆動する。例えば、垂直駆動回路４は、画素領域３の各画素２を行単位で順次垂直方向に選択走査し、垂直信号線９を通して各画素２の光電変換領域となる例えばフォトダイオードにおいて受光量に応じて生成した信号電荷に基く画素信号を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、画素２の例えば列毎に配置されている。カラム信号処理回路５は、１行分の画素２から出力される信号を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２固有の固定パターンノイズを除去するためのＣＤＳや、信号増幅、ＡＤ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１０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の各々から画素信号を水平信号線１０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１０を通して順次に供給される信号に対し、信号処理を行って出力する。例えば、出力回路７は、バファリングだけ行ってもよく、黒レベル調整、列ばらつき補正、各種デジタル信号処理等を行ってもよい。入出力端子１２は、外部と信号のやりとりをする。
　図１では、第１実施形態に係る固体撮像装置の画素領域３及び周辺回路部（４，５，６，７，８）が、１枚の基板１に形成されているが、複数の基板を貼り合わせた積層構造で形成してもよい。例えば、第１実施形態に係る固体撮像装置を第１及び第２基板で構成し、第１基板に、光電変換領域と画素トランジスタを設け、第２基板に周辺回路（３，４，５，６，７）等を設けてもよい。或いは、第１基板に光電変換領域と画素トランジスタの一部を設けると共に、第２基板に画素トランジスタの残余の一部と周辺回路（３，４，５，６，７）等を設ける構成でもよい。
　図２は、第１実施形態に係る固体撮像装置の画素２の等価回路の一例を示す。図２に示すように、画素２の光電変換領域であるフォトダイオードＰＤのアノードが接地され、フォトダイオードＰＤのカソードに、能動素子である転送トランジスタＴ１のソースが接続されている。転送トランジスタＴ１のドレインには、浮遊拡散領域（フローティング・ディフュージョン領域）ＦＤが接続されている。浮遊拡散領域ＦＤは、能動素子であるリセットトランジスタＴ２のソースと、能動素子である増幅トランジスタＴ３のゲートに接続されている。増幅トランジスタＴ３のソースは、能動素子である選択トランジスタＴ４のドレインに接続され、増幅トランジスタＴ３のドレインは電源Ｖｄｄに接続されている。選択トランジスタＴ４のソースは垂直信号線ＶＳＬに接続されている。リセットトランジスタＴ２のドレインは電源Ｖｄｄに接続されている。
　第１実施形態に係る固体撮像装置の動作時には、転送トランジスタＴ１に制御電位ＴＲＧが印加されて、フォトダイオードＰＤで生成された信号電荷が、浮遊拡散領域ＦＤへ転送される。浮遊拡散領域ＦＤに転送された信号電荷が読み出されて、増幅トランジスタＴ３のゲートに印加される。選択トランジスタＴ４のゲートには水平ラインの選択信号ＳＥＬが垂直シフトレジスタから与えられる。選択信号ＳＥＬをハイ（Ｈ）レベルにすることにより、選択トランジスタＴ４が導通し、増幅トランジスタＴ３で増幅された浮遊拡散領域ＦＤの電位に対応する電流が垂直信号線ＶＳＬに流れる。また、リセットトランジスタＴ２のゲートに印加するリセット信号ＲＳＴをハイ（Ｈ）レベルにすることにより、リセットトランジスタＴ２が導通し、浮遊拡散領域ＦＤに蓄積された信号電荷をリセットする。
　＜画素の概略構成例＞
　図１に示した画素２の模式的な平面レイアウトを図３に示す。図３に示す画素２が行列状に配列されて、図１に示した画素領域３全体が構成されている。図３のＡ－Ａ方向から見た断面を図４に示し、図３のＢ－Ｂ方向から見た断面を図５に示す。図４及び図５に示すように、第１実施形態に係る固体撮像装置として、いわゆる裏面照射型の固体撮像装置を例示する。以下、第１実施形態に係る固体撮像装置の各部材の光Ｌの入射面側（図４及び図５の下側）の面（一方の主面）を「裏面」と呼び、第１実施形態に係る固体撮像装置の各部材の光Ｌの入射面側とは反対側（図４及び図５の上側）の面（他方の主面）を「表面」と呼ぶ。
　図４及び図５に示すように、第１実施形態に係る固体撮像装置は、第１導電型（ｎ＋型）の半導体領域１１を備える。半導体領域１１を構成する半導体材料としては、例えばシリコン（Ｓｉ）や、化合物半導体が使用可能である。化合物半導体としては、例えば、インジウムガリウム砒素（ＩｎＧａＡｓ）、インジウムガリウム砒素燐（ＩｎＧａＡｓＰ）、インジウム砒素アンチモン（ＩｎＡｓＳｂ）、インジウムガリウム燐（ＩｎＧａＰ）、ガリウム砒素アンチモン（ＧａＡｓＳｂ）及びインジウムアルミニウム砒素（ＩｎＡｌＡｓ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、シリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）等が挙げられる。
　半導体領域１１の表面側の一部（上部）には、第２導電型（ｐ＋型）のウェル領域１４が設けられている。ウェル領域１４の表面側の一部（上部）には、半導体領域１１よりも高不純物濃度の第１導電型（ｎ＋＋型）の浮遊拡散領域１５がウェル領域１４に接して設けられている。浮遊拡散領域１５の側面及び底面が、ウェル領域１４により被覆されている。ウェル領域１４は、浮遊拡散領域１５の下方の半導体領域１１から浮遊拡散領域１５へ流れる信号電荷を堰き止める機能を有する。
　半導体領域１１の表面側の一部（上部）には、第２導電型（ｐ＋型）の半導体領域１３が半導体領域１１に接して設けられている。半導体領域１３は、図４ではウェル領域１４と離間しているが、図５ではウェル領域１４に接している。半導体領域１３の深さは、ウェル領域１４の深さよりも浅い。ｐ＋型の半導体領域１３と、ｎ＋型の半導体領域１１とのｐｎ接合により、光電変換領域であるフォトダイオードが構成される。半導体領域１３は、暗電流を抑制する機能も有する。
　半導体領域１１には、第２導電型（ｐ＋＋型）の素子分離領域１７が設けられている。図３に示すように、素子分離領域１７により、ｐ＋型の半導体領域１３の周辺部が区画されている。半導体領域１３の外形である矩形の平面パターンの内側の領域が、光電変換領域（フォトダイオード領域）として定義される。
　浮遊拡散領域１５は、平面パターン上、光電変換領域の中央（重心）Ｏの位置に設けられている。なお、浮遊拡散領域１５の配置位置は必ずしも光電変換領域の中央Ｏに位置しなくてよく、光電変換領域の中央Ｏからずれた位置に設けられていてもよい。浮遊拡散領域１５は、光電変換領域の中央Ｏを中心として、対称性の有する平面パターンを有する。図３においては、浮遊拡散領域１５は八角形の平面パターンを有する。浮遊拡散領域１５の平面パターンの形状はこれに限定されず、例えば矩形や六角形等の多角形でもよく、円形でもよい。
　ウェル領域１４は、浮遊拡散領域１５の周囲を囲むように設けられている。ウェル領域１４の外形は、浮遊拡散領域１５を中心として、対称性の有する平面パターンを有する。図３においては、ウェル領域１４の外形は、八角形の平面パターンを有する。なお、ウェル領域１４の外形はこれに限定されず、例えば矩形や六角形等の多角形でもよく、円形でもよい。
　図３及び図４に示すように、半導体領域１１の表面には、ゲート絶縁膜２０を介して複数の転送ゲート電極２１ａ～２１ｄが設けられている。ゲート絶縁膜２０の材料としては、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）、シリコン酸窒化膜（ＳｉＯＮ膜）、ストロンチウム酸化膜（ＳｒＯ膜）、シリコン窒化膜（Ｓｉ３Ｎ４膜）、アルミニウム酸化膜（Ａｌ２Ｏ３膜）、マグネシウム酸化膜（ＭｇＯ膜）、イットリウム酸化膜（Ｙ２Ｏ３膜）、ハフニウム酸化膜（ＨｆＯ２膜）、ジルコニウム酸化膜（ＺｒＯ２膜）、タンタル酸化膜（Ｔａ２Ｏ５膜）、ビスマス酸化膜（Ｂｉ２Ｏ３膜）のいずれか１つの単層膜或いはこれらの複数を積層した複合膜等が使用可能である。転送ゲート電極２１ａ～２１ｄの材料としては、例えば高濃度のｎ型不純物が導入されたポリシリコン（ドープドポリシリコン）が使用可能である。
　図３に示すように、複数の転送ゲート電極２１ａ～２１ｄは、互いに離間して配置されている。複数の転送ゲート電極２１ａ～２１ｄは、浮遊拡散領域１５を中心として対称的に、４回対称に配置されている。換言すれば、複数の転送ゲート電極２１ａ～２１ｄは、浮遊拡散領域１５の周囲を囲む環状に閉じられた転送ゲート電極を複数個に分割した構造と見なすこともできる。図３においては、転送ゲート電極２１ａ～２１ｄの平面パターンは八角形であるが、これに限定されず、例えば矩形でもよく、円弧状でもよい。
　図３及び図４に示すように、複数の転送ゲート電極２１ａ～２１ｄの直下には半導体領域１３が配置されず、半導体基板の表面側には半導体領域１１が露出している。半導体領域１３は、平面パターン上、複数の転送ゲート電極２１ａ～２１ｄの間を介してウェル領域１４に接している。
　図３に示すように、ｐ＋型の半導体領域１３の外形で定義される光電変換領域の近傍には、素子分離領域１７及び素子分離絶縁膜３４を介して、拡散領域１８ａ～１８ｄが設けられている。拡散領域１８ａ，１８ｂの間の半導体基板の表面には、図示を省略したゲート絶縁膜を介してリセットトランジスタのゲート電極３１が設けられている。拡散領域１８ｂ，１８ｃの間の半導体基板の表面には、図示を省略したゲート絶縁膜を介して増幅トランジスタのゲート電極３２が設けられている。拡散領域１８ｃ，１８ｄの間の半導体基板の表面には、図示を省略したゲート絶縁膜を介して選択トランジスタのゲート電極３３が設けられている。
　拡散領域１８ａ～１８ｄの周囲は、素子分離絶縁膜３４により電気的に素子分離されている。素子分離絶縁膜３４は、例えば半導体領域１１に形成されたトレンチに埋め込まれた絶縁膜で構成されている。素子分離絶縁膜３４としては、例えば窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）膜、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）膜、酸化シリコン（ＳｉＯ２）膜、酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）膜、酸窒化アルミニウム（ＡｌＯＮ）膜、窒化シリコンアルミニウム（ＳｉＡｌＮ）膜、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）膜、酸化シリコンアルミニウム（ＡｌＳｉＯ）膜、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）膜、酸化ハフニウムアルミニウム（ＨｆＡｌＯ）膜、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ３）膜、酸化チタン（ＴｉＯ２）膜、酸化スカンジウム（Ｓｃ２Ｏ３）膜、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）膜、酸化ガドリニウム（Ｇｄ２Ｏ３）膜、酸化ランタン（Ｌａ２Ｏ３）膜又は酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）膜等の単層膜又はこれらを複数積層した積層膜により構成してもよい。
　図６に示すように、転送ゲート電極２１ａ～２１ｄには、転送ゲート電極２１ａ～２１ｄよりも上層に配置されたゲート配線６１ａ～６１ｄが、図示を省略したコンタクトを介してそれぞれ接続されている。ゲート配線６１ａ～６１ｄには、ゲート配線６１ａ～６１ｄよりも上層に配置された共通の転送制御配線６３が、図示を省略したコンタクトを介してそれぞれ接続されている。転送ゲート電極２１ａ～２１ｄには共通の転送制御配線６３及びゲート配線６１ａ～６１ｄを介して共通の制御電位ＴＲＧが印加され、同時に駆動制御される。
　浮遊拡散領域１５には、浮遊拡散領域１５よりも上層に配置された読出し配線６２が、図示を省略したコンタクトを介して接続されている。読出し配線６２には、拡散層１６及び増幅トランジスタのゲート電極３２が、図示を省略したコンタクトを介してそれぞれ接続されている。なお、図６のゲート配線６１ａ～６１ｄ、読出し配線６２及び転送制御配線６３と、図４に示した配線層４１～４４とは互いに一致していないが、互いに個別に模式的な配置を示している。
　図４及び図５に示すように、半導体領域１１の表面上には、転送ゲート電極２１ａ～２１ｄを被覆するように層間絶縁膜４０が配置されている。層間絶縁膜４０には、光電変換領域で発生した信号電荷を読み出すための配線層４１～４４が形成されている。配線層４１～４４の配置位置や数は特に限定されない。層間絶縁膜４０の表面上には、Ｓｉ基板等からなる支持基板４５が配置されている。図４及び図５に示した層間絶縁膜４０、配線層４１～４４及び支持基板４５は、図３において図示を省略している。
　半導体領域１１の裏面側には、第２導電型（ｐ＋＋型）の半導体領域１６が配置されている。半導体領域１６は、ｎ＋型の半導体領域１１とのｐｎ接合により、光電変換領域であるフォトダイオードとして機能する。更に、半導体領域１６は、暗電流を抑制する機能を有する。
　半導体領域１６の裏面側の一部には、遮光膜５２が配置されている。遮光膜５２は、光電変換領域の受光面を開口するように選択的に配置されている。遮光膜５２の材料としては、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、銅（Ｃｕ）、クロム（Ｃｒ）等の金属材料や、ポリシリコン等の誘電体材料を採用できる。
　半導体領域１６の裏面側には、遮光膜５２に隣接するように平坦化膜５１が配置されている。平坦化膜５１の材料としては、酸化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シリコン、有機ＳＯＧ（spin-on glass）、ポリイミド系樹脂、フッ素系樹脂等が使用可能である。
　平坦化膜５１及び遮光膜５２の裏面側には、カラーフィルタ５３が配置されている。カラーフィルタ５３の材料としては、顔料や染料等の有機化合物を用いた有機材料系の材料層で構成することができる。カラーフィルタ５３は、入射光Ｌのうちの所定の波長成分を透過する。
　カラーフィルタ５３の裏面側には、オンチップレンズ（マイクロレンズ）５４が配置されている。オンチップレンズ５４は、入射する光Ｌを集光する。オンチップレンズ５４の材料としては、例えば酸化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シリコン、有機ＳＯＧ、ポリイミド系樹脂、フッ素系樹脂等の絶縁材料が使用可能である。
　次に、図３～図５を参照して、第１実施形態に係る固体撮像装置の電荷蓄積時及び信号読出し時の動作を説明する。第１実施形態に係る固体撮像装置は裏面照射型であるため、オンチップレンズ５４側から光Ｌが入射する。入射した光Ｌは、オンチップレンズ５４、カラーフィルタ５３及び平坦化膜５１を透過して、光電変換領域に入射する。光電変換領域は、入射した光Ｌを光電変換し、光の量に応じた信号電荷（ここでは電子）を生成する。
　電荷蓄積時には、転送ゲート電極２１ａ～２１ｄには負電圧が印加される。これにより、転送ゲート電極２１ａ～２１ｄ直下の半導体領域１１の表面がホールピニング状態となり、信号電荷は浮遊拡散領域１５へ転送されない。この際、半導体領域１３には、半導体領域１３の表面側に配置された基板コンタクト（図示省略）を介して接地電位が印加され、半導体領域１３の電位が固定される。また、ウェル領域１４が半導体領域１３に接しているため、半導体領域１３を介してウェル領域１４の電位も固定される。
　一方、信号読出し時には、転送ゲート電極２１ａ～２１ｄに正の電圧が印加される。これにより、転送ゲート電極２１ａ～２１ｄ直下の半導体領域１３及びウェル領域１４のポテンシャルが変調されてチャネル領域が形成され、信号電荷がチャネル領域を介して浮遊拡散領域１５へ転送される。この際、半導体領域１３には、半導体領域１３の表面側に配置された基板コンタクト（図示省略）を介して接地電位が印加され、半導体領域１３及びウェル領域１４の電位が固定される。
　次に、図３～図５を参照して、第１実施形態に係る固体撮像装置の製造方法の一例を説明する。まず、第１導電型（ｎ＋型）の半導体基板を用意し、フォトリソグラフィ技術及びイオン注入により、ｐ＋＋型の素子分離領域１７を選択的に形成する。次に、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて、半導体基板の表面側にゲート絶縁膜２０を介して、複数の転送ゲート電極２１ａ～２１ｄを形成する。
　次に、転送ゲート電極２１ａ～２１ｄをイオン注入用マスクとして用いて、ｐ型の不純物イオンを射影飛程を変えて順次注入する。その後、熱処理を行うことにより不純物イオンを拡散及び活性化させて、ｐ＋型の半導体領域１３及びｐ＋型のウェル領域１４を自己整合的に形成する。更に、図示を省略するが、転送ゲート電極２１ａ～２１ｄの側壁に側壁絶縁膜（サイドウォール）を形成する。そして、転送ゲート電極２１ａ～２１ｄ及び側壁絶縁膜をイオン注入用マスクとして用いて、ｎ型の不純物イオンを注入する。その後、熱処理を行うことにより不純物イオンを拡散及び活性化させて、ｎ＋＋型の浮遊拡散領域１５を自己整合的に形成する。
　次に、化学的気相成長（ＣＶＤ）法等を用いて、半導体基板の表面側に、層間絶縁膜４０を介して配線層４１～４４を形成する。次に、層間絶縁膜４０の表面側に支持基板４５を貼り合わせ、半導体基板の裏面を研削及び研磨して薄膜化する。次に、半導体基板の裏面側にｐ不純物イオンを注入し、熱処理を行うことにより、ｐ＋＋型の半導体領域１６を形成する。次に、ＣＶＤ法等を用いて、半導体領域１６の裏面側に遮光膜５２、平坦化膜５１、カラーフィルタ５３及びオンチップレンズ５４を順次形成する。なお、第１実施形態に係る固体撮像装置の製造方法は特に限定されず、第１実施形態に係る固体撮像装置は種々の製造方法により実現可能である。
　＜第１実施形態による作用効果＞
　第１実施形態に係る固体撮像装置によれば、浮遊拡散領域１５を光電変換領域の中央Ｃの近傍に配置して、浮遊拡散領域１５の周囲を囲むように複数の転送ゲート電極２１ａ～２１ｄを配置することにより、光電変換領域の周縁部から浮遊拡散領域１５までの距離を短縮することができ、信号電荷の転送効率を向上させることができる。更に、光電変換領域を効率よく広げられるため、感度及び飽和信号電荷量を向上させることができる。
　更に、複数の転送ゲート電極２１ａ～２１ｄが互いに離間するため、浮遊拡散領域１５の周囲を囲むｐ＋型のウェル領域１４を、複数の転送ゲート電極２１ａ～２１ｄの間を介して取り出して、ｐ＋型の半導体領域１３と接続し、半導体領域１３を介して接地電位を印加することができる。よって、浮遊拡散領域１５の周囲を閉じた環状の転送ゲート電極で囲む構造と比較して、転送ゲート電極直下にｐ型の半導体領域を構築するなど、ｐ＋型のウェル領域１４を取り出すための構造が不要となるため、転送特性の低下を抑制することができる。
　更に、浮遊拡散領域１５を中心として、複数の転送ゲート電極２１ａ～２１ｄを対称的に配置することにより、複数の転送ゲート電極２１ａ～２１ｄの裏面側からの反射や、配線層４１～４４の裏面側からの反射などの光学的対称性を改善することができ、光を効率的に取り出すことが可能である。また、複数の転送ゲート電極２１ａ～２１ｄをイオン注入用マスクとして自己整合的にイオン注入を行う際に、イオン注入の打ち分けがし易くなり、注入ばらつきを低減することができる。
　なお、第１実施形態に係る固体撮像装置として、いわゆる裏面照射型の固体撮像装置を例示したが、いわゆる表面照射型の固体撮像装置にも適用可能である。表面照射型の固体撮像装置の場合には、光電変換領域の表面側に設けられた多層配線構造を構成する層間絶縁膜の表面側にカラーフィルタやオンチップレンズを設けた構造とし、多層配線構造を介して光電変換領域の表面側に光が入射するようにすればよい。
　（第２実施形態）
　図３に示した第１実施形態に係る固体撮像装置では、単一の光電変換領域内に単一のオンチップレンズ５４を設けており、オンチップレンズ５４により集光された光Ｌが浮遊拡散領域１５の直下に集中する。このため、浮遊拡散領域１５でも光電変換され易く、ダイナミックレンジの減少や集光ばらつきによるノイズが増大する場合がある。
　そこで、第２実施形態に係る固体撮像装置は、図７及び図８に示すように、画素２が、単一の光電変換領域内に複数のオンチップレンズ５４ａ～５４ｄを有する点が、図３に示した第１実施形態に係る固体撮像装置と異なる。図７は、画素２の平面レイアウトを示し、図８は、図７のＡ－Ａ方向から見た断面図を示す。図７では、オンチップレンズ５４ａ～５４ｄの位置を破線で模式的に示している。図７に示すように、オンチップレンズ５４ａ～５４ｄは、浮遊拡散領域１５の周囲を囲むように２行２列に配置されている。第２実施形態に係る固体撮像装置の他の構成は、第１実施形態に係る固体撮像装置と同様であるので、重複した説明を省略する。
　第２実施形態に係る固体撮像装置によれば、単一の光電変換領域上に複数のオンチップレンズ５４ａ～５４ｄを形成することにより、浮遊拡散領域１５への集光率を低下させ、浮遊拡散領域１５での光電変換の効率を低下させることができる。そのため、浮遊拡散領域１５での光電変換に起因するダイナミックレンジの減少及びノイズの増加を抑制することができる。
　（第３実施形態）
　第３実施形態に係る固体撮像装置として、図９～図１１を参照して、画素２の平面レイアウトの派生構造を説明する。なお、第３実施形態に係る固体撮像装置の画素２以外の構成は、第１実施形態に係る固体撮像装置と同様であるので、重複した説明を省略する。
　図９に示す画素２は、浮遊拡散領域１５を中心として、４回回転対称に配置された４つの転送ゲート電極２２ａ～２２ｄを有する。転送ゲート電極２２ａ～２２ｄは、図３に示した第１実施形態に係る固体撮像装置の転送ゲート電極２１ａ～２１ｄを４５°回転させた構造である。
　図１０に示す画素２は、図３に示した第１実施形態に係る固体撮像装置の転送ゲート電極２１ａ～２１ｄよりも電極数を減少させ、２つの転送ゲート電極２３ａ，２３ｂを有する。転送ゲート電極２３ａ，２３ｂは、ストライプ状の平面パターンを有し、浮遊拡散領域１５を挟んで互いに平行に延伸する。転送ゲート電極２３ａ，２３ｂは、浮遊拡散領域１５を挟んで線対称に、且つ浮遊拡散領域１５を中心として２回対称に配置されている。浮遊拡散領域１５は、略矩形の平面パターンを有する。
　図１１に示す画素２は、図３に示した第１実施形態に係る固体撮像装置の転送ゲート電極２１ａ～２１ｄよりも電極数を増大させ、６つの転送ゲート電極２４ａ～２４ｆを有する。転送ゲート電極２４ａ～２４ｆは、浮遊拡散領域１５の周囲を囲むように、浮遊拡散領域１５を中心として６回回転対称に配置されている。浮遊拡散領域１５は、略六角形の平面パターンを有する。
　第３実施形態に係る固体撮像装置によれば、複数の転送ゲート電極２２ａ～２２ｄ，２３ａ，２３ｂ，２４ａ～２４ｆが、浮遊拡散領域１５を中心として対称性を有して配置された構造であれば、種々の派生構造に適用可能である。即ち、複数の転送ゲート電極２２ａ～２２ｄ，２３ａ，２３ｂ，２４ａ～２４ｆを、浮遊拡散領域１５を中心として対称的に配置することにより、第１実施形態に係る固体撮像装置と同様に、光学的対称性を改善することができ、光を効率的に取り出すことが可能である。
　なお、複数の転送ゲート電極の間隔が狭く、複数の転送ゲート電極の幅が広いほど転送効率を向上可能であるため、複数の転送ゲート電極の間隔を加工限界まで狭めて配置することが好ましい。
　（第４実施形態）
　第４実施形態に係る固体撮像装置は、図１２に示すように、転送ゲート電極２１ａ，２１ｃを埋め込み構造（トレンチゲート構造）にする点が、図４に示した第１実施形態に係る固体撮像装置と異なる。第４実施形態に係る固体撮像装置の画素２は、図３に示した第１実施形態に係る固体撮像装置と同様の平面パターンを有し、図１２では図示を省略するが、転送ゲート電極２１ｂ，２１ｄも埋め込み構造を有する。第４実施形態に係る固体撮像装置の図３のＡ－Ａ方向の断面図は、図５と同様である。第４実施形態に係る固体撮像装置の他の構成は、第１実施形態に係る固体撮像装置と同様であるので、重複した説明を省略する。
　第４実施形態に係る固体撮像装置によれば、転送ゲート電極２１ａ～２１ｄを埋め込み構造にすることにより、ウェル領域１４の下方の半導体領域１１まで変調することが可能となり、縦方向の転送特性を向上させることができる。
　（第５実施形態）
　第５実施形態に係る固体撮像装置は、図１３に示すように、画素２が画素共有構造を有する点が、図３に示した第１実施形態に係る固体撮像装置と異なる。画素２は、複数（４つ）の単位画素２ａ～２ｄを有する。単位画素２ａ～２ｄのそれぞれは、図３に示した第１実施形態に係る固体撮像装置の画素２と同様に、浮遊拡散領域１５と、浮遊拡散領域１５の周囲を囲むように設けられた複数の転送ゲート電極２１ａ～２１ｄを有する。単位画素２ａ～２ｄのそれぞれの浮遊拡散領域１５は、共有の画素トランジスタにより読み出される。第５実施形態に係る固体撮像装置の他の構成は、第１実施形態に係る固体撮像装置と同様であるので、重複した説明を省略する。
　第５実施形態に係る固体撮像装置によれば、画素２が画素共有構造であり、複数の単位画素２ａ～２ｄを有することにより、複数の単位画素２ａ～２ｄを効率よく敷き詰めることが可能となる。
　（第６実施形態）
　第６実施形態に係る固体撮像装置は、図１４に示すように、光電変換領域を区画する素子分離領域１７が、平面パターン上、複数の凸部１７ａ～１７ｄを有する点が、図３に示した第１実施形態に係る固体撮像装置と異なる。凸部１７ａ～１７ｄは、素子分離領域１７の各辺の中央位置に配置されている。凸部１７ａ～１７ｄの配置位置は特に限定されない。凸部１７ａ～１７ｄの数は限定されず、１つ～３つの凸部を有していてもよく、５つ以上の凸部を有していてもよい。第６実施形態に係る固体撮像装置の他の構成は、第１実施形態に係る固体撮像装置と同様であるので、重複した説明を省略する。
　第６実施形態に係る固体撮像装置によれば、素子分離領域１７の平面パターンが凸部１７ａ～１７ｄを有することにより、素子分離領域１７の側壁での容量を増大させることができ、飽和信号電荷量を増大させることができる。
　（その他の実施形態）
　上記のように、本技術は第１～第６実施形態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。上記の実施形態が開示する技術内容の趣旨を理解すれば、当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が本技術に含まれ得ることが明らかとなろう。また、第１～第６実施形態がそれぞれ開示する構成を、矛盾の生じない範囲で適宜組み合わせることができる。
　また、本開示の適用例としては、赤外線受光素子、それを用いた撮像装置、電子機器等があり、用途としては、通常のカメラやスマートフォンに以外にも、監視カメラ、工場検査等の産業機器向けカメラ、車載カメラ、測距センサ（ＴｏＦセンサ）、赤外線センサ等、イメージングやセンシングの多岐にわたる応用が考えられる。以下にその一例を説明する。
　＜電子機器＞
　図１５は、本開示を適用した電子機器としての撮像装置の一実施の形態の構成例を示すブロック図である。
　図１５の撮像装置１０００は、ビデオカメラやデジタルスチルカメラ等である。撮像装置１０００は、レンズ群１００１、固体撮像素子１００２、ＤＳＰ回路１００３、フレームメモリ１００４、表示部１００５、記録部１００６、操作部１００７、および電源部１００８からなる。ＤＳＰ回路１００３、フレームメモリ１００４、表示部１００５、記録部１００６、操作部１００７、および電源部１００８は、バスライン１００９を介して相互に接続されている。
　レンズ群１００１は、被写体からの入射光（像光）を取り込んで固体撮像素子１００２の撮像面上に結像する。固体撮像素子１００２は、上述したCMOSイメージセンサの第１乃至第３実施の形態からなる。固体撮像素子１００２は、レンズ群１００１によって撮像面上に結像された入射光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ＤＳＰ回路１００３に供給する。
　ＤＳＰ回路１００３は、固体撮像素子１００２から供給される画素信号に対して所定の画像処理を行い、画像処理後の画像信号をフレーム単位でフレームメモリ１００４に供給し、一時的に記憶させる。
　表示部１００５は、例えば、液晶パネルや有機ＥＬ(Electro Luminescence)パネル等のパネル型表示装置からなり、フレームメモリ１００４に一時的に記憶されたフレーム単位の画素信号に基づいて、画像を表示する。
　記録部１００６は、ＤＶＤ(Digital Versatile Disk)、フラッシュメモリ等からなり、フレームメモリ１００４に一時的に記憶されたフレーム単位の画素信号を読み出し、記録する。
　操作部１００７は、ユーザによる操作の下に、撮像装置１０００が持つ様々な機能について操作指令を発する。電源部１００８は、電源を、ＤＳＰ回路１００３、フレームメモリ１００４、表示部１００５、記録部１００６、および操作部１００７に対して適宜供給する。
　本技術を適用する電子機器は、画像取込部（光電変換部）にCMOSイメージセンサを用いる装置であればよく、撮像装置１０００のほか、撮像機能を有する携帯端末装置、画像読取部にCMOSイメージセンサを用いる複写機等がある。
　＜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１６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１６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１７は、図１６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。本技術は、以上説明した構成のうち、撮像部１１４０２に適用され得る。撮像部１１４０２に本技術を適用することにより、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。
　＜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１２０３０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、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。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。本技術は、以上説明した構成のうち、撮像部１２０３１に適用され得る。撮像部１２０３１に本開示に係る技術を適用することにより、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。
　更に、本技術に係る固体撮像装置は、監視カメラ，生体認証システム及びサーモグラフィ等の電子機器にも適用することが可能である。監視カメラは、例えばナイトビジョンシステム（暗視）のものである。固体撮像装置を監視カメラに適用することにより、夜間の歩行者及び動物等を遠くから認識することが可能となる。また、固体撮像装置を車載カメラとして適用すると、ヘッドライトや天候の影響を受けにくい。例えば、煙及び霧等の影響を受けずに、撮影画像を得ることができる。更に、物体の形状の認識も可能となる。また、サーモグラフィでは、非接触温度測定が可能となる。サーモグラフィでは、温度分布や発熱も検出可能である。加えて、固体撮像装置は、炎，水分又はガス等を検知する電子機器にも適用可能である。
　なお、本技術は、以下のような構成を取ることができる。
（１）
　画素を構成する光電変換領域と、
　前記光電変換領域の一方の主面側に設けられた第１導電型の浮遊拡散領域と、
　前記光電変換領域の一方の主面上にゲート絶縁膜を介して互いに離間して設けられ、平面パターン上、前記浮遊拡散領域を中心として対称的に設けられた複数の転送ゲート電極と、
　を備える受光素子。
（２）
　前記光電変換領域の一方の主面側に、前記浮遊拡散領域の周囲を囲み、且つ前記浮遊拡散領域に接して設けられた第２導電型のウェル領域を更に備える、
　前記（１）に記載の受光素子。
（３）
　前記光電変換領域は、
　第１導電型の第１半導体領域と、
　前記第１半導体領域の一方の主面側に、前記ウェル領域の周囲を囲むように前記第１半導体領域に接して設けられた第２導電型の第２半導体領域と、
　を備える、
　前記（２）に記載の受光素子。
（４）
　前記第２半導体領域が、平面パターン上、前記複数の転送ゲート電極の間を介して前記ウェル領域に接する、
　前記（３）に記載の受光素子。
（５）
　前記浮遊拡散領域が、平面パターン上、前記光電変換領域の中央に設けられている、
　前記（１）～（４）のいずれかに記載の受光素子。
（６）
　前記複数のゲート電極が、共通の転送制御配線に接続されている、
　前記（１）～（５）のいずれかに記載の受光素子。
（７）
　前記光電変換領域の他方の主面側に設けられた複数のオンチップレンズを更に備える、
　前記（１）～（６）のいずれかに記載の受光素子。
（８）
　前記複数のオンチップレンズが、平面パターン上、前記浮遊拡散領域の周囲を囲むように設けられている、
　前記（７）に記載の受光素子。
（９）
　前記複数の転送ゲート電極が、前記浮遊拡散領域を中心として、４回対称に設けられた４つの転送ゲート電極を含む、
　前記（１）～（８）のいずれかに記載の受光素子。
（１０）
　前記複数の転送ゲート電極が、前記浮遊拡散領域を中心として、２回対称に設けられた２つの転送ゲート電極を含む、
　前記（１）～（８）のいずれかに記載の受光素子。
（１１）
　前記複数の転送ゲート電極が、前記浮遊拡散領域を中心として、６回対称に設けられた６つの転送ゲート電極を含む、
　前記（１）～（８）のいずれかに記載の受光素子。
（１２）
　前記複数の転送ゲート電極のそれぞれが埋め込み構造で構成される、
　前記（１）～（１１）のいずれかに記載の受光素子。
（１３）
　前記画素が、前記光電変換領域、前記浮遊拡散領域、前記複数の転送ゲート電極をそれぞれ有する単位画素を複数個備える、
　前記（１）～（１２）のいずれかに記載の受光素子。
（１４）
　前記光電変換領域を区画する素子分離領域が、平面パターン上、前記光電変換領域の内側に突出する凸部を有する、
　前記（１）～（１３）のいずれかに記載の受光素子。
（１５）
　行列状に配列された複数の画素で構成された画素領域を備え、
　前記画素のそれぞれが、
　光電変換領域と、
　前記光電変換領域の一方の主面側に設けられた第１導電型の浮遊拡散領域と、
　前記光電変換領域の一方の主面上にゲート絶縁膜を介して互いに離間して設けられ、平面パターン上、前記浮遊拡散領域を中心として対称的に設けられた複数の転送ゲート電極と、
　を備える固体撮像装置。
（１６）
　行列状に配列された複数の画素で構成された画素領域を有する固体撮像装置と、
　前記固体撮像装置の出力信号を処理する信号処理回路と、を備え、
　前記画素のそれぞれが、
　光電変換領域と、
　前記光電変換領域の一方の主面側に設けられた第１導電型の浮遊拡散領域と、
　前記光電変換領域の一方の主面上にゲート絶縁膜を介して互いに離間して設けられ、平面パターン上、前記浮遊拡散領域を中心として対称的に設けられた複数の転送ゲート電極と、
　を備える電子機器。
　１…基板、２…画素、２ａ～２ｄ…単位画素、３…画素領域（撮像領域）、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、９…垂直信号線、１０…水平信号線、１１…半導体領域、１２…入出力端子、１３…半導体領域、１４…ウェル領域、１５…浮遊拡散領域、１６…半導体領域、１７…素子分離領域、１７ａ～１７ｄ…凸部、１８ａ～１８ｄ…拡散領域、２０…ゲート絶縁膜、２１ａ～２１ｄ，２２ａ～２２ｄ，２３ａ，２３ｂ，２４ａ～２４ｆ…転送ゲート電極、３１，３２，３３…ゲート電極、３４…素子分離絶縁膜、４０…層間絶縁膜、４１～４４…配線層、４５…支持基板、５１…平坦化膜、５２…遮光膜、５３…カラーフィルタ、５４，５４ａ～５４ｄ…オンチップレンズ、６１ａ～６１ｄ…ゲート配線、６２…読出し配線、６３…転送制御配線、１０００…撮像装置、１００１…レンズ群、１００２…固体撮像素子、１００３…ＤＳＰ回路、１００４…フレームメモリ、１００５…表示部、１００６…記録部、１００７…操作部、１００８…電源部、１００９…バスライン、１１０００…内視鏡手術システム、１１１００…内視鏡、１１１０１…鏡筒、１１１０２…カメラヘッド、１１１１０…術具、１１１１１…気腹チューブ、１１１１２…エネルギー処置具、１１１２０…支持アーム装置、１１１３１…術者、１１１３２…患者、１１１３３…患者ベッド、１１２００…カート、１１２０２…表示装置、１１２０３…光源装置、１１２０４…入力装置、１１２０５…処置具制御装置、１１２０６…気腹装置、１１２０７…レコーダ、１１２０８…プリンタ、１１４００…伝送ケーブル、１１４０１…レンズユニット、１１４０２…撮像部、１１４０３…駆動部、１１４０４…通信部、１１４０５…カメラヘッド制御部、１１４１１…通信部、１１４１２…画像処理部、１１４１３…制御部、１２０００…車両制御システム、１２００１…通信ネットワーク、１２０１０…駆動系制御ユニット、１２０２０…ボディ系制御ユニット、１２０３０…車外情報検出ユニット、１２０３０…ボディ系制御ユニット、１２０３１…撮像部、１２０４０…車内情報検出ユニット、１２０４１…運転者状態検出部、１２０５０…統合制御ユニット、１２０５１…マイクロコンピュータ、１２０５２…音声画像出力部、１２０６１…オーディオスピーカ、１２０６２…表示部、１２０６３…インストルメントパネル、１２１００…車両、１２１０１～１２１０５…撮像部、１２１１１～１２１１４…撮像範囲、ＦＤ…浮遊拡散領域、ＰＤ…フォトダイオード、Ｔ１…転送トランジスタ、Ｔ２…リセットトランジスタ、Ｔ３…増幅トランジスタ、Ｔ４…選択トランジスタ

Claims (16)

  1. 　画素を構成する光電変換領域と、
    　前記光電変換領域の一方の主面側に設けられた第１導電型の浮遊拡散領域と、
    　前記光電変換領域の一方の主面上にゲート絶縁膜を介して互いに離間して設けられ、平面パターン上、前記浮遊拡散領域を中心として対称的に設けられた複数の転送ゲート電極と、
    　を備える受光素子。
  2. 　前記光電変換領域の一方の主面側に、前記浮遊拡散領域の周囲を囲み、且つ前記浮遊拡散領域に接して設けられた第２導電型のウェル領域を更に備える、
    　請求項１に記載の受光素子。
  3. 　前記光電変換領域は、
    　第１導電型の第１半導体領域と、
    　前記第１半導体領域の一方の主面側に、前記ウェル領域の周囲を囲むように前記第１半導体領域に接して設けられた第２導電型の第２半導体領域と、
    　を備える、
    　請求項２に記載の受光素子。
  4. 　前記第２半導体領域が、平面パターン上、前記複数の転送ゲート電極の間を介して前記ウェル領域に接する、
    　請求項３に記載の受光素子。
  5. 　前記浮遊拡散領域が、平面パターン上、前記光電変換領域の中央に設けられている、
    　請求項１に記載の受光素子。
  6. 　前記複数のゲート電極が、共通の転送制御配線に接続されている、
    　請求項１に記載の受光素子。
  7. 　前記光電変換領域の他方の主面側に設けられた複数のオンチップレンズを更に備える、
    　請求項１に記載の受光素子。
  8. 　前記複数のオンチップレンズが、平面パターン上、前記浮遊拡散領域の周囲を囲むように設けられている、
    　請求項７に記載の受光素子。
  9. 　前記複数の転送ゲート電極が、前記浮遊拡散領域を中心として、４回対称に設けられた４つの転送ゲート電極を含む、
    　請求項１に記載の受光素子。
  10. 　前記複数の転送ゲート電極が、前記浮遊拡散領域を中心として、２回対称に設けられた２つの転送ゲート電極を含む、
    　請求項１に記載の受光素子。
  11. 　前記複数の転送ゲート電極が、前記浮遊拡散領域を中心として、６回対称に設けられた６つの転送ゲート電極を含む、
    　請求項１に記載の受光素子。
  12. 　前記複数の転送ゲート電極のそれぞれが埋め込み構造で構成される、
    　請求項１に記載の受光素子。
  13. 　前記画素が、前記光電変換領域、前記浮遊拡散領域、前記複数の転送ゲート電極をそれぞれ有する単位画素を複数個備える、
    　請求項１に記載の受光素子。
  14. 　前記光電変換領域を区画する素子分離領域が、平面パターン上、前記光電変換領域の内側に突出する凸部を有する、
    　請求項１に記載の受光素子。
  15. 　行列状に配列された複数の画素で構成された画素領域を備え、
    　前記画素のそれぞれが、
    　光電変換領域と、
    　前記光電変換領域の一方の主面側に設けられた第１導電型の浮遊拡散領域と、
    　前記光電変換領域の一方の主面上にゲート絶縁膜を介して互いに離間して設けられ、平面パターン上、前記浮遊拡散領域を中心として対称的に設けられた複数の転送ゲート電極と、
    　を備える固体撮像装置。
  16. 　行列状に配列された複数の画素で構成された画素領域を有する固体撮像装置と、
    　前記固体撮像装置の出力信号を処理する信号処理回路と、を備え、
    　前記画素のそれぞれが、
    　光電変換領域と、
    　前記光電変換領域の一方の主面側に設けられた第１導電型の浮遊拡散領域と、
    　前記光電変換領域の一方の主面上にゲート絶縁膜を介して互いに離間して設けられ、平面パターン上、前記浮遊拡散領域を中心として対称的に設けられた複数の転送ゲート電極と、
    　を備える電子機器。
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