(57)【要約】【課題】面積効率を向上させることが可能な固体撮像素子および電子機器を提供する。【解決手段】本開示の一実施形態の固体撮像素子は、画素毎に光電変換部を有する半導体基板と、半導体基板の一の面に設けられた画素トランジスタと、半導体基板に設けられ、互いに異なる構成の第１の素子分離部および第２の素子分離部を含む、画素トランジスタの活性領域を規定する素子分離部とを備え、第２の素子分離部の側面に第２の素子分離部の深さ方向に互いに不純物濃度の異なる第１の半導体領域および第２の半導体領域を有する。【選択図】図１
2020013817.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素毎に光電変換部を有する半導体基板と、
前記半導体基板の一の面に設けられた画素トランジスタと、
前記半導体基板に設けられ、互いに異なる構成の第１の素子分離部および第２の素子分離部を含む、前記画素トランジスタの活性領域を規定する素子分離部とを備え、
前記第２の素子分離部の側面に前記第２の素子分離部の深さ方向に互いに不純物濃度の異なる第１の半導体領域および第２の半導体領域を有する
固体撮像素子。
【請求項２】
前記第１の素子分離部および前記第２の素子分離部は互いに異なる深さを有し
前記第２の素子分離部は前記第１の素子分離部よりも深い、請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項３】
前記第２の半導体領域は前記第１の半導体領域よりも不純物濃度が高く、前記光電変換部に対応する領域に形成されている、請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項４】
前記画素トランジスタのチャネル長が前記第１の素子分離部および前記第２の素子分離部によって規定されている、請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項５】
前記第１の素子分離部および前記第２の素子分離部は絶縁膜または不純物領域によって形成されている、請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項６】
前記画素トランジスタとして転送トランジスタを有し、
前記転送トランジスタは前記光電変換部まで延伸する転送ゲートを有する、請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項７】
前記画素トランジスタとしてさらにリセットトランジスタ、増幅トランジスタおよび選択トランジスタを有し、
前記リセットトランジスタ、増幅トランジスタおよび選択トランジスタのうちの少なくとも１つは、隣接する画素間において並列に配置されている、請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項８】
前記隣接する画素間において並列に配置されている前記画素トランジスタは配線で接続されている、請求項７に記載の固体撮像素子。
【請求項９】
固体撮像素子を備え、
前記固体撮像素子は、
画素毎に光電変換部を有する半導体基板と、
前記半導体基板の一の面に設けられた画素トランジスタと、
前記半導体基板に設けられ、互いに異なる構成の第１の素子分離部および第２の素子分離部を含む、前記画素トランジスタの活性領域を規定する素子分離部とを備え、
前記第２の素子分離部の側面に前記第２の素子分離部の深さ方向に互いに不純物濃度の異なる第１の半導体領域および第２の半導体領域を有する
電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、画素間に素子分離部を有する固体撮像素子およびこれを備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサおよびＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサ等の固体撮像装置では、画素ごとに光電変換部を備えた固体撮像素子が配設されている。例えば特許文献１に記載の固体撮像素子では、トランジスタ間を分離する浅い素子分離部（Shallow Trench Isolation：ＳＴＩ）とは別に、画素間の光学的且つ電気的な分離のために深い素子分離部（Deep Trench Isolation：ＤＴＩ）、例えば半導体基板を貫通するトレンチに素子分離膜を埋め込んだ構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−３９３１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、固体撮像素子では、画素間の光学的且つ電気的な分離と共に、面積効率の向上が求められている。
【０００５】
面積効率を向上させることが可能な固体撮像素子および電子機器を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一実施形態の固体撮像素子は、画素毎に光電変換部を有する半導体基板と、半導体基板の一の面に設けられた画素トランジスタと、半導体基板に設けられ、互いに異なる構成の第１の素子分離部および第２の素子分離部を含む、画素トランジスタの活性領域を規定する素子分離部とを備えたものであり、第２の素子分離部の側面に第２の素子分離部の深さ方向に互いに不純物濃度の異なる第１の半導体領域および第２の半導体領域を有する。
【０００７】
本開示の一実施形態の電子機器は、上記本開示の一実施形態の固体撮像素子を備えたものである。
【０００８】
本開示の一実施形態の固体撮像素子および一実施形態の電子機器では、画素毎に光電変換部が設けられた半導体基板に互いに構成の異なる第１の素子分離部および第２の素子分離部を設け、これを用いて画素トランジスタの活性領域を規定する素子分離部を構成した。第２の素子分離部の深さ方向の側面には、互いに不純物濃度の異なる第１の半導体領域および第２の半導体領域が形成されている。これにより、例えば画素間に光学的且つ電気的な分離のために深い素子分離部（ＤＴＩ）を設けることによる面積効率の低下を防ぐことが可能となる。
【発明の効果】
【０００９】
本開示の一実施形態の固体撮像素子および一実施形態の電子機器では、画素トランジスタの活性領域を、互いに構成の異なる第１の素子分離部および第２の素子分離部で規定するようにしたので、例えば画素間に光学的且つ電気的な分離のために深い素子分離部（第２の素子分離部）を設けることによる面積効率の低下が低減される。よって、高い面積効率を有する固体撮像素子およびこれを備えた電子機器を提供することが可能となる。
【００１０】
なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれの効果であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本開示の第１の実施の形態に係る固体撮像素子の要部の断面模式図である。
【図２】図１に示した固体撮像素子の平面模式図である。
【図３Ａ】図１に示した固体撮像素子の素子分離部の製造工程の一例を説明する断面模式図である。
【図３Ｂ】図３Ａに続く工程を表す断面模式図である。
【図３Ｃ】図３Ｂに続く工程を表す断面模式図である。
【図３Ｄ】図３Ｃに続く工程を表す断面模式図である。
【図３Ｅ】図３Ｄに続く工程を表す断面模式図である。
【図４】一般的な固体撮像素子の要部の断面模式図である。
【図５】図４に示した一般的な固体撮像素子の平面模式図である。
【図６】図２に示したＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面模式図である。
【図７】本開示の変形例１に係る固体撮像素子の要部の断面模式図である。
【図８】図７に示した固体撮像素子の平面模式図である。
【図９】本開示の変形例２に係る固体撮像素子の要部の断面模式図である。
【図１０】図９に示した固体撮像素子の平面模式図である。
【図１１】本開示の変形例３に係る固体撮像素子の要部の断面模式図である。
【図１２】図１１６に示した固体撮像素子の平面模式図である。
【図１３Ａ】本開示の変形例４に係る固体撮像素子の要部の一の断面模式図である。
【図１３Ｂ】本開示の変形例４に係る固体撮像素子の要部の他の断面模式図である。
【図１４】図１３Ａおよび図１３Ｂに示した固体撮像素子の平面模式図である。
【図１５】本開示の変形例５に係る固体撮像素子の要部の断面模式図である。
【図１６】図１５に示した固体撮像素子の平面模式図である。
【図１７Ａ】本開示の変形例６として、図１に示した固体撮像素子の素子分離部の製造工程の一例を説明する断面模式図である。
【図１７Ｂ】図１７Ａに続く工程を表す断面模式図である。
【図１７Ｃ】図１７Ｂに続く工程を表す断面模式図である。
【図１７Ｄ】図１７Ｃに続く工程を表す断面模式図である。
【図１７Ｅ】図１７Ｄに続く工程を表す断面模式図である。
【図１８】本開示の第２の実施の形態に係る固体撮像素子の一例を表す平面模式図である。
【図１９】図１８に示した固体撮像素子の等価回路図である。
【図２０】画素トランジスタを隣接画素間で並列配置する説明図である。
【図２１】本開示の第２の実施の形態に係る固体撮像素子の他の例を表す平面模式図である。
【図２２】本開示の変形例７に係る固体撮像素子の平面模式図である。
【図２３】図２２に示した固体撮像素子の等価回路図である。
【図２４】図１に示した固体撮像素子を備えた固体撮像装置の全体構成を表すブロック図である。
【図２５】図２４に示した固体撮像素子を用いた撮像装置（カメラ）の一例を表す機能ブロック図である。
【図２６】体内情報取得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。
【図２７】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２８】図２７に示したカメラヘッド及びＣＣＵの機能構成の一例を示すブロック図である。
【図２９】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。
【図３０】撮像部の設置位置の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本開示における一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下の説明は本開示の一具体例であって、本開示は以下の態様に限定されるものではない。また、本開示は、各図に示す各構成要素の配置や寸法、寸法比等についても、それらに限定されるものではない。なお、説明する順序は、下記の通りである。
１．第１の実施の形態（画素トランジスタの活性領域を異なる構成の素子分離部で規定した例）
１−１．固体撮像素子の構成
１−２．固体撮像素子の製造方法
１−３．作用・効果
２．変形例
２−１．変形例１（画素トランジスタの活性領域を規定する素子分離部をｐ＋＋領域およびＤＴＩで構成した例）
２−２．変形例２（画素トランジスタの活性領域を規定する素子分離部をｐ＋＋領域およびＳＴＩで構成した例）
２−３．変形例３（隣接画素間に設ける素子分離部をＳＴＩおよびｐ＋＋領域で構成した例）
２−４．変形例４（隣接画素間に設ける素子分離部をＳＴＩおよびＤＴＩ領域で構成した例）
２−５．変形例５（転送トランジスタと光電変換部とを縦方向に積層した例）
２−６．変形例６（画素トランジスタの活性領域を規定する素子分離部の製造方法の他の例）
３．第２の実施の形態（隣接画素間において画素トランジスタを並列化した例）
４．変形例
４−１．変形例７（２×２列に配置された４つの画素間において画素トランジスタを並列化した例）
５．適用例（電子機器への適用例）
【００１３】
＜１．第１の実施の形態＞
（１−１．固体撮像素子の構成）
図１は、本開示の第１の実施の形態に係る固体撮像素子（固体撮像素子１）の要部（受光部１０）の断面構成を表したものである。図２は、図１に示した固体撮像素子１の平面構成を表したものである。図１は、図２に示したＩ−Ｉ線における断面図である。固体撮像素子１は、例えばＣＣＤイメージセンサまたはＣＭＯＳイメージセンサ等の固体撮像装置（固体撮像装置１００）において１つの画素（例えば画素Ｐ）を構成するものである（図２４参照）。この固体撮像素子１は裏面照射型であり、図示していないが、光電変換部１２を有する受光部１０の光入射面（裏面；面Ｓ１）側に集光部が、光入射面側とは反対側の面（表面；面Ｓ２）に配線層が設けられた構成を有する。本実施の形態では、各画素Ｐに設けられた各種画素トランジスタの活性領域が、例えば画素Ｐ内に設けられた各種画素トランジスタを電気的に分離する素子分離部１３（第１の素子分離部；ＳＴＩ）と、隣接する画素間を電気的に分離する素子分離部１４（第２の素子分離部；ＤＴＩ）とによって規定された構成を有する。
【００１４】
以下に、固体撮像素子１の受光部１０の構成を説明する。なお、本実施の形態では、光電変換によって生じる電子および正孔の対のうち、電子を信号電荷として読み出す場合（ｎ型半導体領域を光電変換層とする場合）について説明する。また、図中において、「ｐ」「ｎ」に付した「＋（プラス）」は、周囲のｐ型半導体領域またはｎ型半導体領域よりもｐ型またはｎ型の不純物濃度が高いことを表している。
【００１５】
（受光部）
受光部１０は、例えば半導体基板１１と、画素Ｐ毎に半導体基板１１内に埋設された光電変換部１２と、画素Ｐ内に設けられた各種画素トランジスタを電気的に分離する素子分離部１３と、隣接する画素間を電気的に分離する素子分離部１４とを有する。また、受光部１０には、半導体基板１１の表面（面Ｓ１）側に各種画素トランジスタが配置されている。
【００１６】
半導体基板１１は、例えば不純物濃度は、例えば１×１０１４／ｃｍ２以上１×１０２０／ｃｍ２以下のｐ型のシリコン（Ｓｉ）基板によって構成され、所定の領域に光電変換部１２となるフォトダイオードを構成するｎ型半導体領域（ｎ＋）を有している。
【００１７】
半導体基板１１の表面（面Ｓ２）近傍には、画素トランジスタとして光電変換部２２で発生した信号電荷を、例えば垂直信号線Ｌsig（図２４参照）に転送する転送トランジスタ（ＴＧ）が設けられている。信号電荷は、光電変換によって生じる電子および正孔のどちらであってもよいが、ここでは電子を信号電荷として読み出す場合を例に挙げて説明する。半導体基板１１の面Ｓ２近傍には転送トランジスタ（ＴＧ）と共に、例えばリセットトランジスタ（ＲＳＴ）、増幅トランジスタ（Ａｍｐ）および選択トランジスタ（ＳＥＬ）等が設けられている。このようなトランジスタは例えばＭＯＳＥＦＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）であり、各画素Ｐ毎に回路を構成する。各回路は、例えば転送トランジスタ（ＴＧ）、リセットトランジスタ（ＲＳＴ）および増幅トランジスタ（Ａｍｐ）を含む３トランジスタ構成であってもよく、あるいはこれに選択トランジスタ（ＳＥＬ）が加わった４トランジスタ構成であってもよい。
【００１８】
光電変換部１２は、画素Ｐごとに、半導体基板１１の厚み方向（Ｙ軸方向）に形成された、例えばｎ型半導体領域（ｎ＋）によって構成され、半導体基板１１の表面および裏面近傍に設けられたｐ型半導体領域（ｐ＋）とのｐｎ接合型のフォトダイオードである。ｎ型半導体領域（ｎ＋）は、半導体基板１１内において、例えばリセットトランジスタ（ＲＳＴ）、増幅トランジスタ（Ａｍｐ）および選択トランジスタ（ＳＥＬ）のチャネル領域を避けて一部が屈曲し、面Ｓ２との界面近傍に達するように延在形成されている。また、素子分離部１４とｎ型半導体領域（ｎ＋）とが近接する領域には、より不純物濃度の高いｐ型半導体領域（ｐ＋＋＋）が形成されている。これによって光電変換部１２はｐｎ接合の強化による飽和信号量の増加が図られている。
【００１９】
本実施の形態では、上記転送トランジスタ（ＴＧ）、リセットトランジスタ（ＲＳＴ）、増幅トランジスタ（Ａｍｐ）および選択トランジスタ（ＳＥＬ）等の画素トランジスタの活性領域が、上記のように素子分離部１３と、素子分離部１４とによって規定されている。
ここで、画素トランジスタの活性領域とは、例えば図２に示したように、各種トランジスタを構成するゲートおよびソース・ドレインが形成された領域のことである。具体的には、各種トランジスタのゲート下のソースとドレインとの間に形成されるチャネル領域、例えば図１に示したように、増幅トランジスタ（Ａｍｐ）のゲートＧＡｍｐ下に形成されるＡｍｐチャネル領域のチャネル長（Ｗ）が素子分離部１３と素子分離部１４とで規定された構成を有する。
【００２０】
素子分離部１３は、画素トランジスタの間、例えば転送トランジスタ（ＴＧ）と、リセットトランジスタ（ＲＳＴ）、増幅トランジスタ（Ａｍｐ）および選択トランジスタ（ＳＥＬ）との間に設けられた所謂ＳＴＩであり、画素Ｐ内に、例えばＳｉＯ２によって構成されている。
【００２１】
素子分離部１４は、隣接する画素間に設けられた所謂ＤＴＩであり、例えば画素Ｐを囲むように設けられている。素子分離部１４は、画素トランジスタの間を分離する素子分離部１３と比較して半導体基板１１の厚み方向（Ｙ軸方向）により深く形成されており、例えば、半導体基板１１を表面（面Ｓ２）から裏面（面Ｓ１）に貫通して形成されている。
【００２２】
本実施の形態では、上記のように、ｎ型半導体領域（ｎ＋）と近接する素子分離部１４との側面には、より不純物濃度の高いｐ型半導体領域（ｐ＋＋＋）が形成されている。このｐ＋＋＋領域の不純物濃度は、１×１０１７／ｃｍ２以上１×１０２０／ｃｍ２以下であることが好ましい。上述したように、ｎ型半導体領域（ｎ＋）は、リセットトランジスタ（ＲＳＴ）、増幅トランジスタ（Ａｍｐ）および選択トランジスタ（ＳＥＬ）のチャネル領域を避けて一部が屈曲し、面Ｓ１との界面近傍に達するように延在形成されている。即ち、より不純物濃度の高いｐ型半導体領域（以下、ｐ＋＋＋領域と称す）は、リセットトランジスタ（ＲＳＴ）、増幅トランジスタ（Ａｍｐ）および選択トランジスタ（ＳＥＬ）のチャネル領域と接していない素子分離部１４では、その側面全体にｐ＋＋＋領域が形成されている。一方、リセットトランジスタ（ＲＳＴ）、増幅トランジスタ（Ａｍｐ）および選択トランジスタ（ＳＥＬ）のチャネル領域と接する素子分離部１４では、チャネル領域近傍を除くｎ型半導体領域（ｎ＋）と近接する側面に選択的にｐ＋＋＋領域（第２の半導体領域）が形成されている。これにより、画素トランジスタの特性を損なうことなく、光電変換部１２はｐｎ接合の強化による飽和信号量の向上が図られる。
【００２３】
また、本実施の形態では、ｎ型半導体領域（ｎ＋）と近接する素子分離部１４の側面を除くチャネル領域近傍の領域（第１の半導体領域）は、通常の不純物濃度のｐ型半導体領域（ｐ＋）としたので、ｐ＋＋＋領域と画素トランジスタのチャネル領域との距離が十分に取られている。これにより、強電界によるリーク電流等を起因とする暗電流特性の悪化等を防ぐことが可能となる。なお、ｐ＋＋＋領域は、画素トランジスタのチャネル領域と接していない素子分離部１４の側面から素子分離部１３まで半導体基板１１の表面（面Ｓ２）を延在して形成されている。
【００２４】
また、固体撮像素子１では、上記のように、受光部１０の光入射面（裏面；面Ｓ１）側に集光部が、光入射面側とは反対側の面（表面；面Ｓ２）に配線層が設けられた構成を有する。
【００２５】
集光部は、光入射側（面Ｓ１側）に光学機能層として各画素Ｐの光電変換部１２にそれぞれ対向配置されたオンチップレンズやカラーフィルタが積層された構成を有する。各画素間には、例えば遮光膜が配置されていてもよい。配線層は、例えば層間絶縁膜を介して複数の配線を有するものである。
【００２６】
なお、受光部１０と集光部との間には、例えば酸化ハフニウム（ＨｆＯ２），酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２），酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３），酸化チタン（ＴｉＯ２）および酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）等からなる固定電荷膜や、例えば窒化シリコン（Ｓｉ２Ｎ３），酸化シリコン（ＳｉＯ２）および酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）等の単層膜あるいはこれらの積層膜からなる保護膜を形成するようにしてもよい。
【００２７】
（１−２．固体撮像素子の製造方法）
本実施の形態の固体撮像素子１の素子分離部１４は、例えば以下のようにして製造することができる。
【００２８】
まず、半導体基板１１として例えばＳｉ基板を用い、イオン注入によりＳｉ基板にｐ型の不純物半導体領域（ｐウェル，ｐ＋）を形成したのち、エッチングにより素子分離部１４となるトレンチ１１Ｈを形成する。続いて、図３Ｂに示したように、Ｓｉ基板の表面およびトレンチ１１Ｈの側面および底面にｐ＋＋＋＋膜を形成したのち、トレンチ１１Ｈ内をレジスト膜６１で埋設するように全面に塗布し、異方性エッチングを用いてトレンチ１１Ｈ内の所定の高さまでレジスト膜６１を除去する。
【００２９】
次に、図３Ｃに示したように、例えばウェットエッチングを用いてレジスト膜６１から露出しているｐ＋＋＋＋膜をエッチングし、Ｓｉ基板の表面およびトレンチ１１Ｈ上部のｐ＋＋＋＋膜を除去する。続いて、図３Ｄに示したように、加熱によりＳｉ基板へｐ＋＋＋＋膜をＳｉ基板に拡散させてｐ＋＋＋領域を形成する。最後に、図３Ｅに示したように、ｐ＋＋＋＋膜を除去したのち、トレンチを例えばＳｉＯ２膜で埋設することにより、素子分離部１４が形成される。
【００３０】
（固体撮像素子の動作）
本実施の形態の固体撮像素子１では、例えば固体撮像装置１００の画素Ｐとして、次のようにして信号電荷（ここでは電子）が取得される。固体撮像素子１に、オンチップレンズを介して光が入射すると、光はカラーフィルタ等を通過して各画素Ｐにおける光電変換部１２で検出（吸収）され、赤，緑または青の色光が光電変換される。光電変換部１２で発生した電子−正孔対のうち、電子は半導体基板１１（例えば、Ｓｉ基板ではｎ型半導体領域）へ移動して蓄積され、正孔はｐ型半導体領域へ移動して排出される。
【００３１】
（１−３．作用・効果）
図４は、一般的な固体撮像素子１０００の要部（受光部１０）の断面構成を模式的に表したものであり、図５は、図４に示した固体撮像素子１０００の平面構成を模式的に表したものである。なお、図４は図５に示したＩＩ−ＩＩ線における断面図である。前述したように、画素毎に光電変換部１０１２を備えた固体撮像素子（例えば、固体撮像素子１０００）では、画素間の光学的且つ電気的な分離のために、画素内に設けられるトランジスタ間を電気的に分離する浅い素子分離部１０１３（ＳＴＩ）とは別に、画素間に深い素子分離部１０１４（ＤＴＩ）を形成する構造が採用されている。しかしながら、素子分離部１０１４を形成した場合、図４および図５に示したように、素子分離部１０１４を形成する分実効的な素子を配置できる画素サイズが小さくなり面積効率が低下するという課題が生じる。
【００３２】
これに対して本実施の形態では、画素Ｐ内に設けられる画素トランジスタの活性領域を規定する素子分離部を、各種画素トランジスタを電気的に分離する素子分離部１３と、隣接する画素間を電気的に分離する素子分離部１４とで構成するようにした。これにより、上記のように、画素間に光学的且つ電気的な分離のために深い素子分離部（ＤＴＩ）を設けることによる面積効率の低下を防ぐことが可能となる。
【００３３】
以上のように、本実施の形態の固体撮像素子１では、画素Ｐ内に設けられる画素トランジスタの活性領域を、各種画素トランジスタを電気的に分離する素子分離部１３と、隣接する画素間を電気的に分離する素子分離部１４とで規定するようにした。これにより、上記ＤＴＩに相当する素子分離部１４を設けることによる面積効率の低下を防ぐことが可能となる。よって、高い面積効率を有する固体撮像素子１およびこれを備えた固体撮像装置１００を提供することが可能となる。
【００３４】
また、本実施の形態では、画素トランジスタの活性領域を規定する素子分離部１４の下方、具体的には光電変換部１２を構成するｎ型半導体領域（ｎ＋）と近接する領域に、より不純物濃度の高いｐ＋＋＋領域を形成するようにした。これにより、素子分離部１４の界面順位等を起因とする電子を再結合させて光電変換部１２へのリークを防ぐと共に、光電変換部１２を構成するｎ型半導体領域（ｎ＋）とのｐｎ接合の強化によって飽和信号量が増加され、センサ特性を向上させることが可能となる。
【００３５】
更に、本実施の形態では、画素トランジスタの活性領域を規定する素子分離部１４のｎ型半導体領域（ｎ＋）近傍に設けられたｐ＋＋＋領域に対して、画素トランジスタのチャネル領域周辺の領域をｐ＋＋＋領域よりも不純物濃度の低い、通常のｐ型半導体領域（ｐ＋）とした。図６は、図１に示したＩＩＩ−ＩＩＩ線に相当する断面構成を表したものである。図６に示したように、例えば画素トランジスタの活性領域を規定する素子分離部１４の側面全体にｐ＋＋＋領域を形成した場合、例えばリセットトランジスタ（ＲＳＴ）および増幅トランジスタ（Ａｍｐ）のソース・ドレインを構成するｎ型半導体領域（以下、ｎ＋＋＋領域と称す）とｐ＋＋＋領域とが接触する。これにより、ｎ＋＋＋領域とｐ＋＋＋領域との間で強電界が発生する虞がある。また、ｐ＋＋＋領域におけるｐ型の不純物濃度が高いため、ｐ型の不純物が拡散し、素子分離部１３および素子分離部１４によって規定される活性領域（チャネル長Ｗ）が短くなる虞がある。よって、本実施の形態のように、ｐ＋＋＋領域と画素トランジスタのチャネル領域との距離を十分に取ることで、強電界による暗電流特性の悪化等を防ぐことが可能となる。
【００３６】
以下、本開示の変形例（変形例１〜７）および第２の実施の形態ついて説明する。なお、上記第１の実施の形態と同一の構成要素については同一の符号を付し説明を省略する。
【００３７】
＜２．変形例＞
（２−１．変形例１）
図７は、本開示の変形例１に係る固体撮像素子（固体撮像素子２）の要部（受光部１０）の断面構成を表したものである。図８は、図７に示した固体撮像素子２の平面構成を表したものである。図７は、図８に示したＩＶ−ＩＶ線における断面図である。本変形例の固体撮像素子２は、素子分離部２３がｐ型半導体領域（ｐ＋＋）で構成されたものである。
【００３８】
この素子分離部２３を構成するｐ型半導体領域の不純物濃度は、半導体基板１１全体のｐ型の不純物濃度よりも高く、素子分離部１４の側面に形成されている高濃度のｐ型半導体領域（ｐ＋＋＋領域）よりも低い不純物濃度となっている。具体的には、素子分離部２３の不純物濃度は、例えば１×１０１６／ｃｍ２以上１×１０１８／ｃｍ２以下であることが好ましい。これにより、ゲート電位がオンになったときにゲート下での反転層の形成が抑制され、素子分離として用いることが可能となる。
【００３９】
（２−２．変形例２）
図９は、本開示の変形例２に係る固体撮像素子（固体撮像素子３）の要部（受光部１０）の断面構成を表したものである。図１０は、図９に示した固体撮像素子３の平面構成を表したものである。図９は、図１０に示したＶ−Ｖ線における断面図である。本変形例の固体撮像素子３は、素子分離部２３を上記変形例１と同様にｐ型半導体領域（ｐ＋＋）で構成し、素子分離部３４をＳＴＩで構成した構成を有する。
【００４０】
（２−３．変形例３）
図１１は、本開示の変形例３に係る固体撮像素子（固体撮像素子４）の要部（受光部１０）の断面構成を表したものである。図１２は、図１１に示した固体撮像素子４の平面構成を表したものである。図１１は、図１２に示したＶＩ−ＶＩ線における断面図である。本変形例の固体撮像素子４は、素子分離部２３を上記変形例１と同様にｐ型半導体領域（ｐ＋＋）で構成し、素子分離部４４のうち、素子分離部２３と共に、画素トランジスタの活性領域を規定する素子分離部４４ＡをＳＴＩで、それ以外の領域の素子分離部４４Ｂをｐ型半導体領域（ｐ＋＋）で構成したものである。
【００４１】
本変形例の固体撮像素子４では、光電変換部１２を構成するｎ型半導体領域に接する部分をエッチングする必要がないため、エッチングのダメージによる暗電流の発生を低減することが可能となる。
【００４２】
（２−４．変形例４）
図１３Ａは、本開示の変形例４に係る固体撮像素子（固体撮像素子５）の要部（受光部１０）の一の断面構成を表したものであり、図１３Ｂは固体撮像素子５の受光部１０の他の断面構成を表したものである。図１４は、図１３Ａおよび図１３Ｂに示した固体撮像素子５の平面構成を表したものである。なお、図１３Ａは、図１４に示したＶＩＩ−ＶＩＩ線における断面図であり、図１３Ｂは、図１４に示したＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線における断面図である。本変形例の固体撮像素子５は、素子分離部５４のうち、Ｘ軸方向に延伸する部分を上記第１の実施の形態と同様にＳＴＩで形成し、Ｚ軸方向に延伸する部分をＳＴＩで形成した構成を有する。このように、隣接する画素間に設ける素子分離部は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向とで異なる構成としてもよい。
【００４３】
（２−５．変形例５）
図１５は、本開示の変形例５に係る固体撮像素子（固体撮像素子６）の要部（受光部１０）の断面構成を表したものである。図１６は、図１５に示した固体撮像素子６の平面構成を表したものである。図１５は、図１６に示したＩＸ−ＩＸ線における断面図である。本変形例の固体撮像素子６は、光電変換部１２を構成するｎ型半導体領域（ｎ＋）を半導体基板１１の裏面（面Ｓ１）側にのみ形成したものである。これにより、画素Ｐ内における画素トランジスタの面積効率をさらに向上させることが可能となる。なお、この構造では、転送トランジスタ（ＴＧ）と光電変換部１２とを埋め込み転送電極ＶＧで電気的に接続することが好ましい。
【００４４】
（２−６．変形例６）
図１７Ａ〜図１７Ｅは、本開示の変形例６に係る固体撮像素子１の素子分離部１４の製造工程の他の例をその工程順に表した断面模式図である。
【００４５】
まず、半導体基板１１として例えばＳｉ基板を用い、Ｓｉ基板にイオン注入によりｐ型の不純物半導体領域（ｐウェル）を形成したのち、図１７Ａに示したように、Ｓｉ基板上にハードマスク６２を形成してＳｉ基板をエッチングして開口１１Ｈ１を形成する。この後、ハードマスク６２の表面および開口１１Ｈ１の側面および底面に、例えばＳｉＯ２膜６３を成膜する。
【００４６】
続いて、図１７Ｂに示したように、異方性エッチングによりハードマスク６２上および開口１１Ｈ１の底面に設けられたＳｉＯ２膜６３を選択的にエッチングして開口１１Ｈ１の側面にのみＳｉＯ２膜６３を残す。次に、図１７Ｃに示したように、ハードマスク６２を用いてＳｉ基板をさらにエッチングして素子分離部１４を構成するトレンチ１１Ｈを形成する。続いて、図１７Ｄに示したように、例えば気相拡散またはプラズマドーピングを用いてトレンチ１１Ｈ内にｐ型不純物を拡散してｐ＋＋＋領域を形成する。最後に、図１７Ｅに示したように、トレンチを例えばＳｉＯ２膜で埋設することにより、素子分離部１４が形成される。
【００４７】
＜３．第２の実施の形態＞
図１８は、本開示の第２の実施の形態に係る固体撮像素子（固体撮像素子８Ａ）の平面構成を模式的に表したものである。図１９は、図１８に示した固体撮像素子８Ａの等価回路を表したものである。上記第１の実施の形態で説明した固体撮像素子１のように、リセットトランジスタ（ＲＳＴ）、増幅トランジスタ（Ａｍｐ）および選択トランジスタ（ＳＥＬ）等の画素トランジスタの活性領域を素子分離部１３および素子分離部１４で規定する場合には、本実施の形態のように、画素トランジスタを隣接する画素間において並列に配置し、各画素トランジスタのゲートを画素間で共有して隣接画素間の画素トランジスタを並列化することが好ましい。本実施の形態では、リセットトランジスタ（ＲＳＴ）、増幅トランジスタ（Ａｍｐ）および選択トランジスタ（ＳＥＬ）が隣接する画素間で並列化された構成を有する。
【００４８】
以上のように、本実施の形態では、隣接する画素間に画素トランジスタを並列に配置し、各画素トランジスタのゲートを画素間で共有するようにしたので、例えば、図２０に示したように、素子分離部１３の形成位置が例えば（Ａ）から（Ｂ）のようにずれて形成されても並列配置された例えば増幅トランジスタ（ＡｍｐＡ）のチャネル長ＷＡおよび増幅トランジスタ（ＡｍｐＢ）のチャネル長ＷＢで素子分離部１３の位置ずれを相殺することが可能となる。即ち、素子分離部１３および素子分離部１４の形成時の位置ずれによる隣接する画素間の素子特性のばらつきを低減することが可能となる。なお、図２０に示した断面模式図は、図１８に示したＸ−Ｘ線における断面を表したものである。
【００４９】
また、画素間の素子分離部１４を跨ぐ形でトランジスタのゲートを配置し、隣接する画素間でゲートを共有することで、隣接するゲート同士を分離するためのスペースが不要となり、面積効率をさらに向上させることが可能となる。
【００５０】
また、図１８に示した固体撮像素子８Ａでは、隣り合う画素間において隣接配置された画素トランジスタのゲートを、画素間を跨いで形成することで各画素Ｐに設けられた画素トランジスタを並列化した例を示したがこれに限らない。例えば、図２１に示した固体撮像素子８Ｂのように、配線によって離れた位置に配置された画素トランジスタを接続することで並列化するようにしてもよい。更に、図１８では、リセットトランジスタ（ＲＳＴ）、増幅トランジスタ（ＡＭＰ）および選択トランジスタ（ＳＥＬ）の３つのトランジスタのゲートを共有化した例を示したがこれに限らない。例えばさらに転送トランジスタ（ＴＧ）を共有するようにしてもよい。
【００５１】
＜４．変形例＞
（４−１．変形例７）
図２２は、本開示の変形例７に係る固体撮像素子（固体撮像素子９）の平面構成を模式的に表したものである。図２３は、図２２に示した固体撮像素子９の等価回路を表したものである。本変形例の固体撮像素子９は、図２３に示したように、２×２列に配置された４つの画素Ｐ間で各種画素トランジスタを並列化したものである。このように、隣接画素間における画素トランジスタの並列化は、上記第２の実施の形態のように、一軸方向（例えばＸ軸方向）だけでなく、他の方向（例えばＺ軸方向）で並列化するようにしてもよい。
【００５２】
＜５．適用例＞
（適用例１）
図２４は、例えば、上記実施の形態等において説明した固体撮像素子１（または、固体撮像素子２〜９）を各画素に用いた固体撮像装置１００の全体構成を表したものである。この固体撮像装置１００は、ＣＭＯＳイメージセンサであり、半導体基板２１上に、撮像エリアとしての画素部１ａを有すると共に、この画素部１ａの周辺領域に、例えば、行走査部１３１、水平選択部１３３、列走査部１３４およびシステム制御部１３２からなる周辺回路部１３０を有している。
【００５３】
画素部１ａは、例えば、行列状に２次元配置された複数の単位画素Ｐ（例えば、固体撮像素子１に相当）を有している。この単位画素Ｐには、例えば、画素行ごとに画素駆動線Ｌread（具体的には行選択線およびリセット制御線）が配線され、画素列ごとに垂直信号線Ｌsigが配線されている。画素駆動線Ｌreadは、画素からの信号読み出しのための駆動信号を伝送するものである。画素駆動線Ｌreadの一端は、行走査部１３１の各行に対応した出力端に接続されている。
【００５４】
行走査部１３１は、シフトレジスタやアドレスデコーダ等によって構成され、画素部１ａの各単位画素Ｐを、例えば、行単位で駆動する画素駆動部である。行走査部１３１によって選択走査された画素行の各単位画素Ｐから出力される信号は、垂直信号線Ｌsigの各々を通して水平選択部１３３に供給される。水平選択部１３３は、垂直信号線Ｌsigごとに設けられたアンプや水平選択スイッチ等によって構成されている。
【００５５】
列走査部１３４は、シフトレジスタやアドレスデコーダ等によって構成され、水平選択部１３３の各水平選択スイッチを走査しつつ順番に駆動するものである。この列走査部１３４による選択走査により、垂直信号線Ｌsigの各々を通して伝送される各画素の信号が順番に水平信号線１３５に出力され、当該水平信号線１３５を通して半導体基板２１の外部へ伝送される。
【００５６】
行走査部１３１、水平選択部１３３、列走査部１３４および水平信号線１３５からなる回路部分は、半導体基板２１上に直に形成されていてもよいし、あるいは外部制御ＩＣに配設されたものであってもよい。また、それらの回路部分は、ケーブル等により接続された他の基板に形成されていてもよい。
【００５７】
システム制御部１３２は、半導体基板２１の外部から与えられるクロックや、動作モードを指令するデータ等を受け取り、また、固体撮像装置１００の内部情報等のデータを出力するものである。システム制御部１３２はさらに、各種のタイミング信号を生成するタイミングジェネレータを有し、当該タイミングジェネレータで生成された各種のタイミング信号を基に行走査部１３１、水平選択部１３３および列走査部１３４等の周辺回路の駆動制御を行う。
【００５８】
（適用例２）
上述の固体撮像装置１００は、例えば、デジタルスチルカメラやビデオカメラ等のカメラシステムや、撮像機能を有する携帯電話等、撮像機能を備えたあらゆるタイプの電子機器に適用することができる。図２５に、その一例として、カメラ２００の概略構成を示す。このカメラ２００は、例えば、静止画または動画を撮影可能なビデオカメラであり、固体撮像装置１００と、光学系（光学レンズ）３１０と、シャッタ装置３１１と、固体撮像装置１００およびシャッタ装置３１１を駆動する駆動部３１３と、信号処理部３１２とを有する。
【００５９】
光学系３１０は、被写体からの像光（入射光）を固体撮像装置１００の画素部１ａへ導くものである。この光学系３１０は、複数の光学レンズから構成されていてもよい。シャッタ装置３１１は、固体撮像装置１００への光照射期間および遮光期間を制御するものである。駆動部３１３は、固体撮像装置１００の転送動作およびシャッタ装置３１１のシャッタ動作を制御するものである。信号処理部３１２は、固体撮像装置１００から出力された信号に対し、各種の信号処理を行うものである。信号処理後の映像信号Ｄoutは、メモリ等の記憶媒体に記憶されるか、あるいは、モニタ等に出力される。
【００６０】
（適用例３）
＜体内情報取得システムへの応用例＞
更に、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。
【００６１】
図２６は、本開示に係る技術（本技術）が適用され得る、カプセル型内視鏡を用いた患者の体内情報取得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。
【００６２】
体内情報取得システム１０００１は、カプセル型内視鏡１０１００と、外部制御装置１０２００とから構成される。
【００６３】
カプセル型内視鏡１０１００は、検査時に、患者によって飲み込まれる。カプセル型内視鏡１０１００は、撮像機能及び無線通信機能を有し、患者から自然排出されるまでの間、胃や腸等の臓器の内部を蠕動運動等によって移動しつつ、当該臓器の内部の画像（以下、体内画像ともいう）を所定の間隔で順次撮像し、その体内画像についての情報を体外の外部制御装置１０２００に順次無線送信する。
【００６４】
外部制御装置１０２００は、体内情報取得システム１０００１の動作を統括的に制御する。また、外部制御装置１０２００は、カプセル型内視鏡１０１００から送信されてくる体内画像についての情報を受信し、受信した体内画像についての情報に基づいて、表示装置（図示せず）に当該体内画像を表示するための画像データを生成する。
【００６５】
体内情報取得システム１０００１では、このようにして、カプセル型内視鏡１０１００が飲み込まれてから排出されるまでの間、患者の体内の様子を撮像した体内画像を随時得ることができる。
【００６６】
カプセル型内視鏡１０１００と外部制御装置１０２００の構成及び機能についてより詳細に説明する。
【００６７】
カプセル型内視鏡１０１００は、カプセル型の筐体１０１０１を有し、その筐体１０１０１内には、光源部１０１１１、撮像部１０１１２、画像処理部１０１１３、無線通信部１０１１４、給電部１０１１５、電源部１０１１６、及び制御部１０１１７が収納されている。
【００６８】
光源部１０１１１は、例えばＬＥＤ（light emitting diode）等の光源から構成され、撮像部１０１１２の撮像視野に対して光を照射する。
【００６９】
撮像部１０１１２は、撮像素子、及び当該撮像素子の前段に設けられる複数のレンズからなる光学系から構成される。観察対象である体組織に照射された光の反射光（以下、観察光という）は、当該光学系によって集光され、当該撮像素子に入射する。撮像部１０１１２では、撮像素子において、そこに入射した観察光が光電変換され、その観察光に対応する画像信号が生成される。撮像部１０１１２によって生成された画像信号は、画像処理部１０１１３に提供される。
【００７０】
画像処理部１０１１３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等のプロセッサによって構成され、撮像部１０１１２によって生成された画像信号に対して各種の信号処理を行う。画像処理部１０１１３は、信号処理を施した画像信号を、ＲＡＷデータとして無線通信部１０１１４に提供する。
【００７１】
無線通信部１０１１４は、画像処理部１０１１３によって信号処理が施された画像信号に対して変調処理等の所定の処理を行い、その画像信号を、アンテナ１０１１４Ａを介して外部制御装置１０２００に送信する。また、無線通信部１０１１４は、外部制御装置１０２００から、カプセル型内視鏡１０１００の駆動制御に関する制御信号を、アンテナ１０１１４Ａを介して受信する。無線通信部１０１１４は、外部制御装置１０２００から受信した制御信号を制御部１０１１７に提供する。
【００７２】
給電部１０１１５は、受電用のアンテナコイル、当該アンテナコイルに発生した電流から電力を再生する電力再生回路、及び昇圧回路等から構成される。給電部１０１１５では、いわゆる非接触充電の原理を用いて電力が生成される。
【００７３】
電源部１０１１６は、二次電池によって構成され、給電部１０１１５によって生成された電力を蓄電する。図２６では、図面が煩雑になることを避けるために、電源部１０１１６からの電力の供給先を示す矢印等の図示を省略しているが、電源部１０１１６に蓄電された電力は、光源部１０１１１、撮像部１０１１２、画像処理部１０１１３、無線通信部１０１１４、及び制御部１０１１７に供給され、これらの駆動に用いられ得る。
【００７４】
制御部１０１１７は、ＣＰＵ等のプロセッサによって構成され、光源部１０１１１、撮像部１０１１２、画像処理部１０１１３、無線通信部１０１１４、及び、給電部１０１１５の駆動を、外部制御装置１０２００から送信される制御信号に従って適宜制御する。
【００７５】
外部制御装置１０２００は、ＣＰＵ，ＧＰＵ等のプロセッサ、又はプロセッサとメモリ等の記憶素子が混載されたマイクロコンピュータ若しくは制御基板等で構成される。外部制御装置１０２００は、カプセル型内視鏡１０１００の制御部１０１１７に対して制御信号を、アンテナ１０２００Ａを介して送信することにより、カプセル型内視鏡１０１００の動作を制御する。カプセル型内視鏡１０１００では、例えば、外部制御装置１０２００からの制御信号により、光源部１０１１１における観察対象に対する光の照射条件が変更され得る。また、外部制御装置１０２００からの制御信号により、撮像条件（例えば、撮像部１０１１２におけるフレームレート、露出値等）が変更され得る。また、外部制御装置１０２００からの制御信号により、画像処理部１０１１３における処理の内容や、無線通信部１０１１４が画像信号を送信する条件（例えば、送信間隔、送信画像数等）が変更されてもよい。
【００７６】
また、外部制御装置１０２００は、カプセル型内視鏡１０１００から送信される画像信号に対して、各種の画像処理を施し、撮像された体内画像を表示装置に表示するための画像データを生成する。当該画像処理としては、例えば現像処理（デモザイク処理）、高画質化処理（帯域強調処理、超解像処理、ＮＲ（Noise reduction）処理及び／又は手ブレ補正処理等）、並びに／又は拡大処理（電子ズーム処理）等、各種の信号処理を行うことができる。外部制御装置１０２００は、表示装置の駆動を制御して、生成した画像データに基づいて撮像された体内画像を表示させる。あるいは、外部制御装置１０２００は、生成した画像データを記録装置（図示せず）に記録させたり、印刷装置（図示せず）に印刷出力させてもよい。
【００７７】
以上、本開示に係る技術が適用され得る体内情報取得システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、例えば、撮像部１０１１２に適用され得る。これにより、検出精度が向上する。
【００７８】
（適用例４）
＜４．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。
【００７９】
図２７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。
【００８０】
図２７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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
図２８は、図２７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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
以上、本開示に係る技術が適用され得る内視鏡手術システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、撮像部１１４０２に適用され得る。撮像部１１４０２に本開示に係る技術を適用することにより、検出精度が向上する。
【０１１０】
なお、ここでは、一例として内視鏡手術システムについて説明したが、本開示に係る技術は、その他、例えば、顕微鏡手術システム等に適用されてもよい。
【０１１１】
（適用例５）
＜移動体への応用例＞
本開示に係る技術は、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、建設機械、農業機械（トラクター）など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。
【０１１２】
図２９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。
【０１１３】
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２９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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で取得される車外の情報に基づいて、ボディ系制御ユニット１２０２０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で検知した先行車又は対向車の位置に応じてヘッドランプを制御し、ハイビームをロービームに切り替える等の防眩を図ることを目的とした協調制御を行うことができる。
【０１２２】
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２９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。
【０１２３】
図３０は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。
【０１２４】
図３０では、撮像部１２０３１として、撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５を有する。
【０１２５】
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。
【０１２６】
なお、図３０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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
以上、第１、第２の実施の形態および変形例１〜７を挙げて説明したが、本開示内容は上記実施の形態等に限定されるものではなく、種々変形が可能である。例えば、上記実施の形態等で説明した各構成要素を全て備えている必要はなく、また、他の構成要素を備えていてもよい。
【０１３２】
なお、本開示は以下の様な構成をとることも可能である。
（１）
画素毎に光電変換部を有する半導体基板と、
前記半導体基板の一の面に設けられた画素トランジスタと、
前記半導体基板に設けられ、互いに異なる構成の第１の素子分離部および第２の素子分離部を含む、前記画素トランジスタの活性領域を規定する素子分離部とを備え、
前記第２の素子分離部の側面に前記第２の素子分離部の深さ方向に互いに不純物濃度の異なる第１の半導体領域および第２の半導体領域を有する
固体撮像素子。
（２）
前記第１の素子分離部および前記第２の素子分離部は互いに異なる深さを有し
前記第２の素子分離部は前記第１の素子分離部よりも深い、前記（１）に記載の固体撮像素子。
（３）
前記第２の半導体領域は前記第１の半導体領域よりも不純物濃度が高く、前記光電変換部に対応する領域に形成されている、前記（１）または（２）に記載の固体撮像素子。
（４）
前記画素トランジスタのチャネル長が前記第１の素子分離部および前記第２の素子分離部によって規定されている、前記（１）乃至（３）のうちのいずれかに記載の固体撮像素子。
（５）
前記第１の素子分離部および前記第２の素子分離部は絶縁膜または不純物領域によって形成されている、前記（１）乃至（４）のうちのいずれかに記載の固体撮像素子。
（６）
前記画素トランジスタとして転送トランジスタを有し、
前記転送トランジスタは前記光電変換部まで延伸する転送ゲートを有する、前記（１）乃至（５）のうちのいずれかに記載の固体撮像素子。
（７）
前記画素トランジスタとしてさらにリセットトランジスタ、増幅トランジスタおよび選択トランジスタを有し、
前記リセットトランジスタ、増幅トランジスタおよび選択トランジスタのうちの少なくとも１つは、隣接する画素間において並列に配置されている、前記（１）乃至（６）のうちのいずれかに記載の固体撮像素子。
（８）
前記隣接する画素間において並列に配置されている前記画素トランジスタは配線で接続されている、前記（７）に記載の固体撮像素子。
（９）
固体撮像素子を備え、
前記固体撮像素子は、
画素毎に光電変換部を有する半導体基板と、
前記半導体基板の一の面に設けられた画素トランジスタと、
前記半導体基板に設けられ、互いに異なる構成の第１の素子分離部および第２の素子分離部を含む、前記画素トランジスタの活性領域を規定する素子分離部とを備え、
前記第２の素子分離部の側面に前記第２の素子分離部の深さ方向に互いに不純物濃度の異なる第１の半導体領域および第２の半導体領域を有する
電子機器。
【符号の説明】
【０１３３】
１〜９…固体撮像素子、１００…固体撮像装置、１０…受光部、１１…半導体基板、１２…光電変換部、１３，１４…素子分離部。
【図１】
2020013817.tif 000003
【図２】
2020013817.tif 000004
【図３Ａ】
2020013817.tif 000005
【図３Ｂ】
2020013817.tif 000006
【図３Ｃ】
2020013817.tif 000007
【図３Ｄ】
2020013817.tif 000008
【図３Ｅ】
2020013817.tif 000009
【図４】
2020013817.tif 000010
【図５】
2020013817.tif 000011
【図６】
2020013817.tif 000012
【図７】
2020013817.tif 000013
【図８】
2020013817.tif 000014
【図９】
2020013817.tif 000015
【図１０】
2020013817.tif 000016
【図１１】
2020013817.tif 000017
【図１２】
2020013817.tif 000018
【図１３Ａ】
2020013817.tif 000019
【図１３Ｂ】
2020013817.tif 000020
【図１４】
2020013817.tif 000021
【図１５】
2020013817.tif 000022
【図１６】
2020013817.tif 000023
【図１７Ａ】
2020013817.tif 000024
【図１７Ｂ】
2020013817.tif 000025
【図１７Ｃ】
2020013817.tif 000026
【図１７Ｄ】
2020013817.tif 000027
【図１７Ｅ】
2020013817.tif 000028
【図１８】
2020013817.tif 000029
【図１９】
2020013817.tif 000030
【図２０】
2020013817.tif 000031
【図２１】
2020013817.tif 000032
【図２２】
2020013817.tif 000033
【図２３】
2020013817.tif 000034
【図２４】
2020013817.tif 000035
【図２５】
2020013817.tif 000036
【図２６】
2020013817.tif 000037
【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
2020013817.tif 000041