TWI889735B - 受光元件及受光裝置 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種受光元件，該受光元件具備：半導體基板；光電轉換部(PD)，其設置於前述半導體基板(200)內，將光轉換成電荷；第1電荷蓄積部(MEM)，其設置於前述半導體基板內，自前述光電轉換部傳來前述電荷；第1分配閘極(150a)，其設置於前述半導體基板之正面上，自前述光電轉換部朝前述第1電荷蓄積部分配前述電荷；第2電荷蓄積部(MEM)，其設置於前述半導體基板內，自前述光電轉換部傳來前述電荷；及第2分配閘極(150b)，其設置於前述半導體基板之正面上，自前述光電轉換部朝前述第2電荷蓄積部分配前述電荷；且前述第1及第2分配閘極各自具有嵌入前述半導體基板之一對嵌入閘極部(170a、170b)。

Description

受光元件及受光裝置

本揭示係關於一種受光元件及受光裝置。

作為測定與對象物相隔之距離的方法，已知TOF(Time Of Flight，飛行時間)感測器(受光裝置)。TOF感測器例如在為間接式TOF感測器之情形下，藉由朝對象物照射具有特定之週期之照射光，並檢測照射光與反射光之相位差，而可測定與對象物相隔之距離。而且，於該TOF感測器中，藉由以較短之間隔重複進行複數次受光，而使信號量增加從而提高S/N(Signal/Noise，信號/雜訊)比，而能夠進行精度高之測距。。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2019-4149號公報

如上述般，TOF感測器(受光裝置)為了提高S/N比，而以較短之間隔，重複複數次受光。因此，藉由在內置於TOF感測器之光電二極體之受 光而產生之電荷，要求被高速地傳送。

因此，鑒於如此之狀況，於本揭示中，提議一種可高速地傳送電荷之受光元件及受光裝置。

根據本揭示，提供一種受光元件，該受光元件具備：半導體基板；光電轉換部，其設置於前述半導體基板內，將光轉換成電荷；第1電荷蓄積部，其設置於前述半導體基板內，自前述光電轉換部傳來前述電荷；第1分配閘極，其設置於前述半導體基板之正面上，自前述光電轉換部朝前述第1電荷蓄積部分配前述電荷；第2電荷蓄積部，其設置於前述半導體基板內，自前述光電轉換部傳來前述電荷；以及第2分配閘極，其設置於前述半導體基板之正面上，自前述光電轉換部朝前述第2電荷蓄積部分配前述電荷；且前述第1及第2分配閘極各自具有嵌入前述半導體基板之一對嵌入閘極部。

又，根據本揭示，提供一種受光裝置，其具備1個或複數個受光元件，且前述受光元件具有：半導體基板；光電轉換部，其設置於前述半導體基板內，將光轉換成電荷；第1電荷蓄積部，其設置於前述半導體基板內，自前述光電轉換部傳來前述電荷；第1分配閘極，其設置於前述半導體基板之正面上，自前述光電轉換部朝前述第1電荷蓄積部分配前述電荷；第2電荷蓄積部，其設置於前述半導體基板內，自前述光電轉換部傳來前述電荷；以及第2分配閘極，其設置於前述半導體基板之正面上，自 前述光電轉換部朝前述第2電荷蓄積部分配前述電荷；且前述第1及第2分配閘極各自具有嵌入前述半導體基板之一對嵌入閘極部。

1:測距模組

10:受光元件

12:像素陣列部

20:照射部

30:受光部

32:垂直驅動電路部

34:行信號處理電路部

36:水平驅動電路部

38:輸出電路部

40:控制部(照射控制部)

42:像素驅動配線

44:控制電路部

46:水平信號線

48:垂直信號線

50:分配電晶體驅動部

52:信號處理部

54:資料儲存部

60:處理部

100,100a,100b,102a,102b,104a,104b,106a,106b,108a,108b,110a,110b,112a,112b,114a,114b,116a,116b:N型半導體區域

150a:閘極電極(第1分配閘極)

150b:閘極電極(第2分配閘極)

150,152a,152b,156,156a,156b,158,158a,158b,160,160a,160b,162,162a,162b:閘極電極

154,154a,154b,306,406:電極

170,170a,170a-1,170a-2,170b,170b-1,170b-2,174a,174a-1,174a-2,174b,174b-1,174b-2:埋入閘極部

172:氧化矽膜(低介電層)

172a,172a-1,172a-2,172b,172b-1,172b-2,176a,176a-1,176a-2,176b,176b-1,176b-2,178:低介電層

200:半導體基板

202:防反射膜

202a:蛾眼構造

204:平坦化膜

206:遮光膜

208:晶載透鏡

210:像素分離部(第1像素分離部)

210a:像素分離部(第2像素分離部)

300:配線層

302,402:絕緣膜

304,404:金屬膜

400:基板

500:熱氧化矽層

502:氮化矽層

504:氧化矽層

506,508:抗蝕劑

510,512:溝槽

600,602:中心線

700:周圍

710:通孔

720:絕緣膜(第3絕緣膜)(第2絕緣層)

720a:絕緣膜/閘極絕緣膜

730:側壁

740:絕緣膜(第3絕緣膜)(第1絕緣膜)

800:對象物

802a,802b:區域

900:智慧型手機

901:CPU

902:ROM

903:RAM

904:存儲器裝置

905:通訊模組

906:通訊網路

907:感測器模組

908:測距模組

909:攝像裝置

910:顯示裝置

911:揚聲器

912:麥克風

913:輸入裝置

11000:內視鏡手術系統

11101:鏡筒

11102:相機頭

11100:內視鏡

11110:其他手術器具

11111:氣腹管

11112:能量處置具

11120:支持臂裝置

11131:施術者(醫生)

11132:患者

11133:病床

11200:手推車

11201:CCU

11202:顯示裝置

11203:光源裝置

11204:輸入裝置

11205:處置具控制裝置

11206:氣腹裝置

11207:記錄器

11208:印表機

11209:測距信號處理裝置

11400:傳送纜線

11401:透鏡單元

11402:攝像部

11403:驅動部

11404:通訊部

11405:相機頭控制部

11411:通訊部

11412:圖像處理部

11413:控制部

12000:車輛控制系統

12001:通訊網路

12010:驅動系統控制單元

12020:車體系統控制單元

12030:車外資訊檢測單元

12031:攝像部

12032,15004:iToF感測器

12040:車內資訊檢測單元

12041:駕駛者狀態檢測部

12050:綜合控制單元

12051:微電腦

12052:聲音圖像輸出部

12053:車載網路I/F

12061:音訊揚聲器

12062:顯示部

12063:儀表板

12100:車輛

12101,12102,12103,12104,12105:攝像部

12111,12112,12113,12114:攝像範圍

12201:iToF感測器模組

15001:透鏡

15002:半反射鏡

15003:攝像元件

15005:記憶體

A-A’,B-B’,C-C’,D-D’,E-E’,F-F’:線

AMP1,AMP2,AMP3,AMP4:放大電晶體

D:區域

FD,FD1,FD2,FD3,FD4:浮動擴散區域

L:長邊

L1,L2:直徑

MEM1:電荷蓄積部(第1電荷蓄積部)

MEM2:電荷蓄積部(第2電荷蓄積部)

MEM,MEM3,MEM4:電荷蓄積部

O:中心點(中心)

OFG,OFG1,OFG2:電荷排出電晶體

PD:光電二極體

RST1,RST2,RST3,RST4:重置電晶體

SEL1,SEL2,SEL3,SEL4:選擇電晶體

TG,TG1,TG2,TG3,TG4:傳送電晶體

VDD:電源電位

VG,VG1,VG2,VG3,VG4:分配電晶體

VSL,VSL1,VSL2:信號線

Φ:相位差

圖1係顯示本揭示之實施形態之測距模組1之構成例之方塊圖。

圖2A係顯示本揭示之實施形態之受光部30之平面構成例之說明圖(其1)。

圖2B係顯示本揭示之實施形態之受光部30之平面構成例之說明圖(其2)

圖2C係顯示本揭示之實施形態之受光部30之平面構成例之說明圖(其3)。

圖3係本揭示之實施形態之受光元件10之等效電路圖。

圖4係用於說明使用本揭示之實施形態之測距模組1的距離之算出方法之原理之說明圖。

圖5係顯示本揭示之第1實施形態之受光元件10之平面構成例之說明圖。

圖6係沿著圖5之A-A’線切斷受光元件10時之剖面圖。

圖7係沿著圖5之B-B’線切斷受光元件10時之剖面圖。

圖8係用於說明該實施形態之說明圖。

圖9係圖6之區域D之放大圖。

圖10係顯示該實施形態之變化例1之受光元件10之平面構成例之說明圖。

圖11係顯示該實施形態之變化例2之受光元件10之平面構成例之說明 圖。

圖12係顯示該實施形態之變化例3之受光元件10之剖面構成例之說明圖。

圖13係顯示該實施形態之變化例4之受光元件10之剖面構成例之說明圖。

圖14係顯示該實施形態之變化例5之受光元件10之剖面構成例之說明圖。

圖15係顯示該實施形態之變化例6之受光元件10之一部分之剖面構成例之說明圖。

圖16係顯示該實施形態之變化例7之受光元件10之剖面構成例之說明圖。

圖17係用於說明本揭示之第2實施形態之受光元件10之說明圖。

圖18係顯示該實施形態之受光元件10之平面構成例之說明圖。

圖19係顯示該實施形態之變化例1之受光元件10之平面構成例之說明圖。

圖20係顯示該實施形態之變化例2之受光元件10之平面構成例之說明圖。

圖21A係用於說明該實施形態之受光元件10之製造方法之說明圖(其1)。

圖21B係用於說明該實施形態之受光元件10之製造方法之說明圖(其2)。

圖21C係用於說明該實施形態之受光元件10之製造方法之說明圖(其3)。

圖21D係用於說明該實施形態之受光元件10之製造方法之說明圖(其4)。

圖21E係用於說明該實施形態之受光元件10之製造方法之說明圖(其5)。

圖21F係用於說明該實施形態之受光元件10之製造方法之說明圖(其6)。

圖22係顯示本揭示之第3實施形態之受光元件10之平面構成例之說明圖。

圖23A係沿著圖22之C-C’線切斷受光元件10時之剖面圖。

圖23B係沿著圖22之D-D’線切斷受光元件10時之剖面圖。

圖24係顯示本揭示之第4實施形態之受光元件10之平面構成例之說明圖。

圖25A係沿著圖24之E-E’線切斷受光元件10時之剖面圖。

圖25B係沿著圖24之F-F’線切斷受光元件10時之剖面圖。

圖26係顯示適用本揭示之實施形態之測距模組1之作為電子機器之智慧型手機900之構成例之方塊圖。

圖27係顯示內視鏡手術系統之概略性之構成之一例之圖。

圖28係顯示內視鏡之構成之一例之圖。

圖29係顯示相機頭及CCU之功能構成之一例之方塊圖。

圖30係顯示車輛控制系統之概略性之構成之一例之方塊圖。

圖31係顯示車外資訊檢測部及攝像部之設置位置之一例之說明圖。

以下，一面參照附圖一面對於本發明之較佳之實施形態詳細地進行說明。再者，於本說明書及圖式中，對於在實質上具有相同之功能構成之構成要件，藉由賦予相同之符號而省略重複說明。

又，於本說明書及圖式中，有時對於實質上具有同一或類似之功能構成之複數個構成要件於同一符號之後賦予不同之數字而予以區別。但是，在無需對實質上具有同一或類似之功能構成之複數個構成要件各者予以特別區別之情形下，僅賦予同一符號。又，對於不同之實施形態之類似之構成要件，有時在同一符號之後賦予不同之字母而進行區別。但是，在無需對類似之構成要件各者予以特別區別之情形下，僅賦予同一符號。

又，以下之說明中所參照之圖式，係用於促進本揭示之實施形態之說明及其理解之圖式，為了便於理解，有時圖中所示之形狀或寸法、比例等與實際不同。進而，圖中所示之元件或裝置所含之構成要件等可參酌以下之說明與公知之技術而適當地進行設計變更。

又，於以下之說明中，以將本揭示之實施形態應用於背面照射型受光裝置之情形為例進行說明，因此，於該受光裝置中，光自基板之背面側入射。因此，於以下之說明中，所謂基板之正面，係在將光所入射之側設為背面之情形下，為與背面對向之面。

以下之說明中之與具體之長度或形狀有關之記載，並非僅意指與被數學上所定義之數值為同一之值或被幾何學上所定義之形狀。詳細而言， 於以下之說明中之與具體之長度或形狀有關之記載，亦包含在元件、其製造步驟、及其使用/動作中存在容許之程度之不同(誤差/變形)之情形或與其形狀類似之形狀。例如，於以下之說明中，在表達為「圓形狀」或「大致圓形狀」之情形下，意指並不限定於真圓，亦包含橢圓形等與真圓相類似之形狀。

進而，於以下之電路(電性之連接)之說明中，只要無特別說明，則所謂「電性連接」，意指將複數個要件之間以電(信號)導通之方式予以連接。此外，於以下之說明中之「電性連接」中，不僅包含將複數個要素直接性、且電性連接之情形，亦包含經由其他要件間接性、且電性連接之情形。

又，於以下之說明中，所謂「共有」，若無特別說明，則意指以複數個一種要件所共有之方式設置有其他要素，換言之，意指其他要素被特定數目之一種要件各者所共有。

又，說明按照以下之順序進行。

1.本揭示之實施形態之測距模組1之構成例

2.本揭示之實施形態之受光部30之構成例

3.本揭示之實施形態之受光元件10之等效電路

4.使用本揭示之實施形態之測距模組1的距離之算出方法之原理

5.創作本實施形態之背景

6.第1實施形態

7.第2實施形態

8.第3實施形態

9.第4實施形態

10.總結

11.電子機器之構成例

12.對於內視鏡手術系統之應用例

13.對於移動體之應用例

14.補充

<<1．本揭示之實施形態之測距模組1之構成例>>

首先，參照圖1，對於本揭示之實施形態之測距模組1之概略性之構成進行說明。圖1係顯示本揭示之實施形態之測距模組1之構成例之方塊圖。詳細而言，測距模組1如圖1所示般，可主要具有：照射部20、受光部30、控制部(照射控制部)40、及處理部60。以下，對於本實施形態之測距模組1所含之各功能區塊進行說明。

(照射部20)

照射部20具有LED(Light Emitting Diode，發光二極體)光源(省略圖示)與光學元件(省略圖示)。所照射的光之波長藉由適當選擇LED光源而可改變。再者，於本實施形態中，照射部20例如，以照射波長780nm~1000nm範圍之紅外光的照射部進行說明，但於本實施形態中，並不限定於照射如此之紅外光者。又，照射部20可向對象物800照射亮度與自後述之控制部40供給之如矩形信號般之週期性之信號同步地、週期性變動之照 射光。

(受光部30)

受光部30接收自對象物800反射之反射光。受光部30具有集光透鏡(省略圖示)、及後述之複數個受光元件10。集光透鏡具有將所接收之光聚集至各受光元件10之功能。又，受光元件10基於所接收之光之強度而產生電荷(例如，電子)，並與自後述之控制部40供給之如矩形信號般之週期性之信號同步地，使內置之電晶體(分配電晶體VG，參照圖3)驅動，將所產生之電荷朝電荷蓄積部MEM(參照圖3)傳送。進而，朝電荷蓄積部MEM傳送之電荷被轉換成信號，最終被朝處理部60傳送。再者，對於該受光元件10之詳細情況將於後述。

(控制部40)

控制部40將週期性之信號供給至照射部20及受光部30，並對照射光之照射時序、或上述電晶體之驅動時序進行控制。該信號之頻率例如可為5~20兆赫(MHz)，但於本實施形態中並不限定於如此之頻率。又，控制部40將上述電晶體(分配電晶體VG，參照圖3)例如以差動等的互不相同之時序進行動作之方式予以控制。

(處理部60)

處理部60可取得來自受光部30之信號，並基於所取得之信號，藉由例如間接ToF(iToF)方式而取得與對象物800相隔之距離。再者，關於距離之算出方法將於後述。

<<2.本揭示之實施形態之受光部30之構成例>>

接著，參照圖2A至圖2C，對於本揭示之實施形態之受光部30之平面構成例進行說明。圖2A至圖2C係顯示本揭示之實施形態之受光部30之平面構成例之說明圖。詳細而言，如圖2A所示般，本實施形態之受光部30包含設置於例如包含矽之半導體基板200上的像素陣列部12、垂直驅動電路部32、行信號處理電路部34、水平驅動電路部36、輸出電路部38、及控制電路部44等。以下，對於本實施形態之受光部30之各區塊之詳細情況進行說明。

(像素陣列部12)

像素陣列部12具有在半導體基板200上矩陣狀(列方向及行方向之行列狀)地二維配置之複數個受光元件10。各受光元件10具有：將光轉換成電荷(例如電子)之光電轉換部(光電二極體PD)(省略圖示)、及複數個像素電晶體(例如MOS(Metal-Oxide-Semiconductor，金屬氧化物半導體)電晶體)(省略圖示)等。換言之，像素陣列部12具有複數個像素，其等將所入射之光予以光電轉換，並輸出與其結果所獲得之電荷相應之信號。而且，上述像素電晶體例如可包含：傳送電晶體、選擇電晶體、重置電晶體、及放大電晶體等具有各種功能之電晶體。再者，關於受光元件10之等效電路等之詳細情況將於後述。

此處，所謂列方向係指水平方向之受光元件10之排列方向，所謂行方向，係指垂直方向之受光元件10之排列方向。列方向於圖2A中為左右 方向，行方向於圖2A中為上下方向。於像素陣列部12中，對於行列狀之受光元件10之排列，就每一列沿著列方向配線有像素驅動配線42，且於各行沿著行方向配線有垂直信號線48。例如像素驅動配線42傳送用於進行自受光元件10讀出信號時之驅動之驅動信號。

(垂直驅動電路部32)

垂直驅動電路部32例如由移位暫存器及位址解碼器等形成，選擇像素驅動配線42，且對所選擇之像素驅動配線42供給用於驅動受光元件10之脈衝，而將全部受光元件10同時或以列單位對受光元件10進行驅動。例如，垂直驅動電路部32以列單位依次於垂直方向(圖2A中之上下方向)上選擇掃描像素陣列部12之各受光元件10，並將基於與各受光元件10之光電二極體PD之受光量相應地產生之電荷之像素信號，經由垂直信號線48供給至後述之行信號處理電路部34。

(行信號處理電路部34)

行信號處理電路部34針對受光元件10之每一行而配置，對自一列份額之受光元件10輸出之信號針對每一行進行雜訊去除等信號處理。例如，行信號處理電路部34為了去除受光元件10之固有之固定圖案雜訊而進行CDS(Correlated Double Sampling，相關雙取樣)及AD(Analog-Digital，類比/數位)轉換等信號處理。

(水平驅動電路部36)

水平驅動電路部36例如由移位暫存器及位址解碼器等形成，藉由依 次輸出水平掃描脈衝，而依序選擇上述之行信號處理電路部34各者，並使信號自行信號處理電路部34各者輸出至水平信號線46。

(輸出電路部38)

輸出電路部38可對自上述之行信號處理電路部34各者經由水平信號線46依次被供給之信號進行信號處理並輸出。輸出電路部38例如可作為進行緩衝(buffering)之功能部發揮功能，或者，亦可進行行偏差修正、各種數位信號處理等處理。再者，所謂緩衝係指在信號之交換時，為了彌補處理速度或傳送速度之差，而暫時性地保存信號。

(控制電路部44)

控制電路部44接收輸入時脈、及對動作模式等予以指令之資料，且輸出受光元件10之內部資訊等之資料。亦即，控制電路部44基於垂直同步信號、水平同步信號及主時脈，產生作為垂直驅動電路部32、行信號處理電路部34及水平驅動電路部36等之動作之基準之時脈信號或控制信號。然後，控制電路部44將所產生之時脈信號或控制信號輸出至垂直驅動電路部32、行信號處理電路部34及水平驅動電路部36等。

(分配電晶體驅動部50、信號處理部52、資料儲存部54)

如圖2B及圖2C所示般，於受光元件10，可設置分配電晶體驅動部50、信號處理部52、及資料儲存部54。亦即，分配電晶體驅動部50、信號處理部52、及資料儲存部54可設置於半導體基板200上。然而，於本實施形態中，並不限定於此，分配電晶體驅動部50、信號處理部52、及資 料儲存部54亦可設置於別的半導體基板(省略圖示)。首先，分配電晶體驅動部50對後述之分配電晶體VG(參照圖3)之動作予以控制。例如，分配電晶體驅動部50可如圖2B所示般，以沿著行方向與像素陣列部12相鄰之方式設置，或者可如圖2C所示般，以沿著列方向與像素陣列部12相鄰之方式設置，於本實施形態中，並無特別限定。又，信號處理部52至少具有運算處理功能，基於自輸出電路部38輸出之信號，進行運算處理等各種信號處理。資料儲存部54在信號處理部52之信號處理時，暫時性地儲存該處理所需之資料。

再者，本實施形態之受光部30之平面構成例並不限定於圖2A至圖2C所示之例，例如亦可包含其他電路等，並無特別限定。

<<3.本揭示之實施形態之受光元件10之等效電路>>

接著，參照圖3，對於本揭示之實施形態之受光元件10之等效電路進行說明。圖3係本揭示之實施形態之受光元件10之等效電路圖。

詳細而言，如圖3所示般，受光元件10具有：光電二極體PD，其作為將光轉換成電荷之光電轉換元件(光電轉換部)；及電荷排出電晶體OFG(再者，電荷排出電晶體OFG在等效電路上以1個電晶體示出，但亦可包含電性並聯連接之複數個電晶體)。進而，受光元件10分別各具有2個分配電晶體VG、電荷蓄積部(第1電荷蓄積部、第2電荷蓄積部)MEM、傳送電晶體TG、浮動擴散區域FD、重置電晶體RST、放大電晶體AMP、及選擇電晶體SEL。

如圖3所示般，於受光元件10中，電荷排出電晶體OFG之源極/汲極之一者，電性連接於藉由受光而產生電荷之光電二極體PD。進而，電荷排出電晶體OFG之源極/汲極之另一者電性連接於電源電路(電源電位VDD)。而且，電荷排出電晶體OFG可相應於被施加於自身之閘極之電壓而成為導通狀態，而將蓄積於光電二極體PD之電荷排出至上述電源電路(電源電位VDD)。

又，如圖3所示般，於受光元件10中，分配電晶體VG1、VG2之源極/汲極之一者，電性連接於光電二極體PD，分配電晶體VG1、VG2之源極/汲極之另一者分別電性連接於電荷蓄積部MEM1、MEM2。而且，分配電晶體VG1、VG2可相應於被施加於自身之閘極(第1分配閘極、第2分配閘極)之電壓而成為導通狀態，而將蓄積於光電二極體PD之電荷分別傳送至電荷蓄積部MEM1、MEM2。亦即，於本實施形態中，藉由使施加於分配電晶體VG1、VG2之閘極之電壓以互不相同之時序變化，而可將蓄積於光電二極體PD之電荷分配給兩個電荷蓄積部MEM1、MEM2之任一者。換言之，可謂兩個電荷蓄積部MEM1、MEM2共有1個光電二極體PD。

又，如圖3所示般，於受光元件10中，傳送電晶體TG1、TG2之源極/汲極之一者電性連接於分配電晶體VG1、VG2之源極/汲極之另一者及電荷蓄積部MEM1、MEM2。進而，傳送電晶體TG1、TG2之源極/汲極之另一者電性連接於浮動擴散區域FD1、FD2。而且，傳送電晶體TG1、TG2可相應於被施加於自身之閘極(傳送閘極)之電壓而成為導通狀態，而將 蓄積於電荷蓄積部MEM1、MEM2之電荷傳送至浮動擴散區域FD1、FD2。再者，於本揭示之實施形態中，由於具有兩個電荷蓄積部MEM1、MEM2，因此，傳送電晶體TG1、TG2可共有1個浮動擴散區域FD。

又，浮動擴散區域FD1、FD2電性連接於將電荷轉換成電壓並作為信號而輸出之放大電晶體AMP1、AMP2之閘極。又，放大電晶體AMP1、AMP2之源極/汲極之一者電性連接於依照選擇信號、將藉由轉換而獲得之上述信號輸出至信號線VSL1、VSL2之選擇電晶體SEL1、SEL2之源極/汲極之一者。進而，放大電晶體AMP1、AMP2之源極/汲極之另一者電性連接於電源電路(電源電位VDD)。

又，選擇電晶體SEL1、SEL2之源極/汲極之另一者電性連接於將所轉換之電壓作為信號而傳遞之上述信號線VSL1、VSL2，進而電性連接於上述行信號處理電路部34。進而，選擇電晶體SEL1、SEL2之閘極電性連接於選擇對信號進行輸出之列之選擇線(省略圖示)。進而電性連接於上述垂直驅動電路部32。亦即，蓄積於浮動擴散區域FD1、FD2之電荷藉由選擇電晶體SEL1、SEL2之控制，被放大電晶體AMP1、AMP2轉換成電壓，並被輸出至信號線VSL1、VSL2。

又，如圖3所示般，浮動擴散區域FD1、FD2電性連接於用於將所蓄積之電荷進行重置之重置電晶體RST1、RST2之汲極/源極之一者。重置電晶體RST1、RST2之閘極電性連接於重置信號線(省略圖示)，進而電性連接於上述垂直驅動電路部32。又，重置電晶體RST1、RST2之汲極/源 極之另一者電性連接於電源電路(電源電位VDD)。而且，重置電晶體RST1、RST2可相應於被施加於自身之閘極之電壓而成為導通狀態，而將蓄積於浮動擴散區域FD1、FD2之電荷予以重置(朝電源電路(電源電位VDD)排出)。

再者，本實施形態之受光元件10之等效電路並不限定於圖3所示之例，例如亦可包含其他元件等，並無特別限定。

此處，對於受光元件10之動作例簡單地進行說明。

首先，在開始受光之前，進行將光電二極體PD之電荷予以排出之排出動作。亦即，電荷排出電晶體OFG1、OFG2被導通，而將光電二極體PD之電荷排出至電源電路(電源電位VDD)。

接著，開始受光，將分配電晶體VG1、VG2以互不相同之時序動作(例如，差動)之方式予以控制。詳細而言，於第1期間，藉由分配電晶體VG1導通，而將光電二極體PD之電荷傳送至電荷蓄積部MEM1。另一方面，於第2期間，藉由分配電晶體VG2導通，而將光電二極體PD之電荷傳送至電荷蓄積部MEM2。亦即，藉由分配電晶體VG1、VG2，於光電二極體PD中所產生之電荷被分配給電荷蓄積部MEM1、MEM2。

接著，進行將浮動擴散區域FD1、FD2之電荷予以排出之排出動作。亦即，重置電晶體RST1、RST2被導通，而將浮動擴散區域FD1、FD2之 電荷排出至電源電路(電源電位VDD)。其後，較佳的是藉由CDS驅動去除浮動擴散區域FD1、FD2中產生之電荷(ktc雜訊)。

然後，傳送電晶體TG1、TG2被導通，而將蓄積於電荷蓄積部MEM1、MEM2之電荷傳送至浮動擴散區域FD1、FD2。然後，若受光期間結束，則像素陣列部12之各受光元件10被依序選擇。在被選擇之受光元件10中，選擇電晶體SEL1、SEL2被導通。藉此，蓄積於浮動擴散區域FD1、FD2之電荷，作為信號而被輸出至信號線VSL1、VSL2。

再者，本實施形態之受光元件10之動作並不限定於上述之例，例如可適當變更順序。而且，於本實施形態中，根據蓄積於2個浮動擴散區域FD1與FD2之電荷之分配比，可求得與對象物800相隔之距離。以下，對於其原理簡單地進行說明。

<<4.使用本揭示之實施形態之測距模組1的距離之算出方法之原理>>

接著，對於使用本揭示之實施形態之測距模組1之距離之算出方法(間接式)之原理，參照圖4進行說明。圖4係用於說明使用本揭示之實施形態之測距模組1的距離之算出方法之原理之說明圖，詳細而言，示意性地顯示測距模組1中之照射光與反射光之強度之時間變動。

如圖4所示般，測距模組1將光之強度以週期性地變動之方式經調變之光自照射部20照向對象物800。所照射之光於對象物800被反射，作為 反射光而由測距模組1之受光部30檢測。如圖4所示般，被檢測出之反射光(圖4之自上起第2段)，相對於照射光(圖4之自上起第1段)具有相位差Φ，該相位差Φ若自測距模組1至對象物800之距離愈遠則愈大，若自測距模組1至對象物800之距離愈近則愈小。

如前文所說明般，本實施形態之受光元件10例如具有相互差動之分配電晶體VG1、VG2。因此，由於分配電晶體VG1、VG2各自動作之期間不重疊，因此於圖4中之以灰色示出之區域802a、802b之期間，蓄積於光電二極體PD之電荷被分別分配至電荷蓄積部MEM1、MEM2。詳細而言，被分別分配至電荷蓄積部MEM1、MEM2之電荷被傳送至浮動擴散區域FD1、FD2，最終，轉換成與區域802a、802b之期間內之積分值之面積相當之信號。因此，自圖4可明確，區域802a之積分值與區域802b之積分值之差分，根據反射光之相位差Φ而變化。因此，於本實施形態中，藉由基於區域802a之積分值與區域802b之積分值之差分而算出相位差Φ，而可算出與對象物800相隔之距離。再者，於本實施形態中，亦可不是使用積分值之差分、而是使用積分值之比而算出相位差Φ，從而算出距離。

<<5.創作本實施形態之背景>>

以上，對於本揭示之實施形態之測距模組1、受光部30、受光元件10、及距離之算出方法之原理進行了說明。此處，在進一步對本實施形態之詳細情況進行說明之前，先對本發明人等創作本實施形態之背景簡單地進行說明。

如前文中所說明般，測距模組1之受光部30藉由以較短之間隔重複進行複數次受光，而使信號量增加，提高S/N比，從而可進行精度高之測距。例如，對該受光部30，要求進行下述動作，即：以例如數百MHz以上之頻率受光、及將所產生之電荷進行分配。因此，對受光部30之受光元件10之分配電晶體VG1、VG2，要求以低消耗電力，將於光電二極體PD中所產生之電荷高速地朝電荷蓄積部MEM1、MEM2傳送(分配)。

因此，本發明人等鑒於如上述之要求，而創作了本揭示之實施形態。詳細而言，於本發明人等所創作之本揭示之實施形態中，分配電晶體VG之閘極具有埋入於半導體基板200內之一對埋入閘極部。由於該埋入閘極部埋入於半導體基板200內，因此有效地調變埋入閘極部之周圍之電位。因此，根據埋入閘極部，可將在位於半導體基板200之較深之部位之光電二極體PD中所產生之電荷朝電荷蓄積部MEM傳送。進而，於本發明人等所創作之本揭示之實施形態中，分配電晶體VG之閘極具有2個埋入閘極部。因此，根據本實施形態，藉由2個埋入閘極部，可在低消耗電力下，更有效地調變周圍之電位，其結果為，可更高速地將電荷朝電荷蓄積部MEM傳送。再者，雖然因埋入閘極部而寄生電容增加，故電力消耗增加，但藉由將設計最佳化而取得整體之平衡，而可實現低電力消耗。以下，對本發明人等所創作之本揭示之實施形態之詳細情況依次進行說明。

<<6.第1實施形態>>

<6.1平面構造>

首先，參照圖5，對於本揭示之第1實施形態之受光元件10之平面構 造例進行說明。圖5係顯示本實施形態之受光元件10之平面構成例之說明圖，係自半導體基板200之正面之上方觀察到受光元件10之情形之圖。再者，圖5中之左右方向與圖2A之列方向(左右方向)對應，圖5中之上下方向與圖2A之行方向(上下方向)對應。

如圖5所示般，於受光元件10之中央部之P型半導體基板200內，形成有N型半導體區域100，N型半導體區域100構成光電二極體(光電轉換部)PD之一部分。進而，以相對於通過光電二極體PD之中心點(中心)O、於受光元件10中沿著上下方向(行方向)而延伸之中心線600，成為線對稱(大致線對稱)之方式，配置分配電晶體VG1、及VG2之閘極電極(第1分配閘極、第2分配閘極)150a、150b。再者，分配電晶體VG1及VG2之閘極電極150a、150b設置為與N型半導體區域100之至少一部分重合。

詳細而言，分配電晶體VG1包含：閘極電極150a、位於閘極電極150a與半導體基板200之間之閘極絕緣膜(省略圖示)、作為源極區域之N型半導體區域100、及作為汲極區域之N型半導體區域102a。作為源極區域之N型半導體區域100被兼用作光電二極體PD，作為汲極區域之N型半導體區域102a，被兼用作電荷蓄積部MEM1。進而，閘極電極150a如圖5中之以虛線所示般，具有埋入於半導體基板200內之一對埋入閘極部170a、170b(參照圖6)。再者，對於埋入閘極部170a、170b之詳細情況將於後述。又，關於分配電晶體VG2亦與分配電晶體VG1同樣。

進而，如圖5所示般，以相對於通過光電二極體PD之中心點O、於受 光元件10中沿著左右方向(列方向)延伸之中心線602成為線對稱(大致線對稱)之方式，配置電荷排出電晶體OFG1及OFG2之閘極電極152a、152b。再者，電荷排出電晶體OFG1及OFG2之閘極電極152a、152b設置為與N型半導體區域100之至少一部分重合。

詳細而言，電荷排出電晶體OFG1包含：閘極電極152a、位於閘極電極152a與半導體基板200之間之閘極絕緣膜(省略圖示)、作為源極區域之N型半導體區域100、及作為汲極區域之N型半導體區域104a。作為源極區域之N型半導體區域100，被兼用作光電二極體PD。進而，閘極電極152a如圖5中之以虛線所示般，具有埋入於半導體基板200內之一對埋入閘極部。再者，對於該埋入閘極部之詳細情況將於後述。又，關於電荷排出電晶體OFG2，亦與電荷排出電晶體OFG1同樣。

此外，以將中心線600作為基準而成為線對稱之方式、且以自兩側夾著N型半導體區域102及分配電晶體VG1、VG2之方式，設置有電荷蓄積部MEM1、MEM2、以及傳送電晶體TG1、TG2。再者，電荷蓄積部MEM1與傳送電晶體TG1以沿著圖5中之上下方向(行方向)相鄰之方式排列，電荷蓄積部MEM2與傳送電晶體TG2以沿著圖5中之上下方向(行方向)相鄰之方式排列。

詳細而言，電荷蓄積部(第1電荷蓄積部)MEM1例如包含：電極154a、設置於電極154a之下方之絕緣膜(省略圖示)、及設置於該絕緣膜之下方之N型半導體區域102a。又，傳送電晶體TG1包含：閘極電極156a、 位於閘極電極156a與半導體基板200之間之閘極絕緣膜(省略圖示)、作為源極區域之N型半導體區域106a、及作為汲極區域之N型半導體區域108a。又，關於電荷蓄積部(第2電荷蓄積部)MEM2及傳送電晶體TG2，亦與電荷蓄積部MEM1及傳送電晶體TG1同樣。

進而，以將中心線602作為基準而成為線對稱之方式，且以自兩側夾著N型半導體區域102及電荷排出電晶體OFG1、OFG2之方式，配置重置電晶體RST1、RST2、放大電晶體AMP1、AMP2、以及選擇電晶體SEL1、SEL2。再者，重置電晶體RST1、放大電晶體AMP1及選擇電晶體SEL1，以沿著圖5中之左右方向(列方向)相鄰之方式排列，重置電晶體RST2、放大電晶體AMP2及選擇電晶體SEL2亦以沿著圖5中之左右方向(列方向)相鄰之方式排列。

詳細而言，重置電晶體RST1包含：閘極電極158a、位於閘極電極158a與半導體基板200之間之閘極絕緣膜(省略圖示)、作為源極區域之N型半導體區域110a、及作為汲極區域之N型半導體區域112a。作為源極區域之N型半導體區域110a，被兼用作浮動擴散區域FD1，作為汲極區域之N型半導體區域112a，被兼用作放大電晶體AMP1。又，關於重置電晶體RST2亦與重置電晶體RST1同樣。

又，放大電晶體AMP1包含：閘極電極160a、位於閘極電極160a與半導體基板200之間之閘極絕緣膜(省略圖示)、作為汲極區域之N型半導體區域112a、及作為源極區域之N型半導體區域114a。作為汲極區域之N型 半導體區域112a，被兼用作重置電晶體RST1之汲極區域。又，關於放大電晶體AMP2，亦與放大電晶體AMP1同樣。

進而，選擇電晶體SEL1包含：閘極電極162a、位於閘極電極162a與半導體基板200之間之閘極絕緣膜(省略圖示)、作為汲極區域之N型半導體區域114a、及作為源極區域之N型半導體區域116a。作為汲極區域之N型半導體區域114a，被兼用作放大電晶體AMP1之源極區域。又，關於選擇電晶體SEL2，亦與選擇電晶體SEL1同樣。

再者，本實施形態之受光元件10之平面構造並不限定於圖5所示之例，例如亦可包含其他元件等，並無特別限定。

<6.2剖面構造>

接著，參照圖6至圖9，對於本揭示之第1實施形態之受光元件10之剖面構造例進行說明。圖6係沿著圖5之A-A’線切斷受光元件10時之剖面圖，詳細而言，圖6中之上側成為半導體基板200之背面側，圖6中之下側成為半導體基板200之正面側。又，圖7係沿著圖5之B-B’線切斷受光元件10時之剖面圖，圖7中之上側成為半導體基板200之正面側，圖7中之下側成為半導體基板200之背面側。進而，圖8係用於說明本實施形態之說明圖。且，圖9係圖6之區域D之放大圖，圖9中之上側成為半導體基板200之正面側，圖9中之下側成為半導體基板200之背面側。

首先，如圖6所示般，受光元件10具有包含矽基板等之半導體基板 200。詳細而言，藉由在P型之半導體基板200內，形成N型半導體區域100a、100b，而於半導體基板200內形成光電二極體PD。

接著，自圖6中之上側、亦即半導體基板200之背面側進行說明。於半導體基板200之背面之上方，設置有入射有來自對象物800之反射光之包含苯乙烯系樹脂、丙烯酸系樹脂、苯乙烯-丙烯酸共聚物系樹脂、或矽氧烷系樹脂等之晶載透鏡208。於晶載透鏡208之下方，例如設置有包含氧化矽(SiO₂)、氮化矽(SiN)、氧氮化矽(SiON)等之平坦化膜204。進而，於平坦化膜204之下方，設置有包含絕緣膜之防反射膜202。例如，防反射膜202可由氧化鉿(HfO₂)、氧化鋁(Al₂O₃)、氧化鈦(TiO₂)、氧化矽等、或者該等之積層而形成。

於防反射膜202之上方，且為與相鄰之受光元件10之邊界區域，設置有防止來自對象物800之反射光向鄰接之受光元件10入射之遮光膜206。遮光膜206包含如將光予以遮蔽之材料，例如可使用鎢(W)、鋁(Al)、銅(Cu)等金屬材料而形成。

進而，於遮光膜206之下方，設置有像素分離部(第1像素分離部)210(FFTI)，其將半導體基板200予以貫通，用於防止入射光射入相鄰之受光元件10。該像素分離部210例如包含：自半導體基板200之背面貫通至正面之溝槽、及埋入該溝槽之氧化矽等之絕緣膜或鋁等之金屬膜。

接著，對圖6中之下側、亦即半導體基板200之正面側進行說明。以 隔著N型半導體區域100b之方式，形成作為縱型電晶體之2個分配電晶體VG1、VG2。詳細而言，分配電晶體VG1、VG2分別具有設置於半導體基板200之正面上之例如包含多晶矽膜之閘極電極150a、150b。進而，閘極電極150a、150b分別具有朝半導體基板200內、沿著半導體基板200之厚度方向延伸之例如包含多晶矽膜之埋入閘極部170a、170b。換言之，埋入閘極部170a、170b可謂埋入於半導體基板200內，經由閘極絕緣膜(省略圖示)與半導體基板200相接。例如，分配電晶體VG1、VG2之埋入閘極部170a、170b，藉由自半導體基板200之正面側藉由乾式蝕刻而形成溝槽，且形成閘極絕緣膜，進而將多晶矽膜等埋入於溝槽而形成。再者，對於本實施形態之埋入閘極部170a、170b之詳細情況將於後述。

再者，夾在埋入閘極部170a、170b之間的N型半導體區域100b較佳為，與構成光電二極體PD之N型半導體區域100a相比，雜質濃度較高，進而，N型半導體區域100b亦較佳為，其雜質濃度隨著靠近半導體基板200之正面側而變高。

進而，以自左右方向夾著分配電晶體VG1、VG2之方式，於半導體基板200內設置有電荷蓄積部MEM1、MEM2。例如，電荷蓄積部MEM1、MEM2可為由包含金屬膜或多晶矽膜之電極154a、154b、包含氧化膜之絕緣膜(省略圖示)、及N型半導體區域102a、102b(圖6中顯示為MEM1、MEM2)積層而成之MOS(Metal-Oxide-Semiconductor，金屬氧化物半導體)型電容。

而且，傳送電晶體TG1、TG2之閘極電極156a、156b與電荷蓄積部MEM1、MEM2鄰接地設置於半導體基板200之正面上。進而，於靠近傳送電晶體TG1、TG2之閘極電極156a、156b的半導體基板200內，形成有圖示為浮動擴散區域FD1、FD2之N型半導體區域110a、110b。

進而，於半導體基板200之正面上設置有配線層300。配線層300包含絕緣膜302與金屬膜304。進而，於配線層300之與半導體基板200為相反側之面上，設置有電極306。

此外，於配線層300之與半導體基板200為相反側之面上，設置有基板400。基板400亦包含絕緣膜402與金屬膜404，於配線層300側之面上設置有電極406。例如，將配線層300之電極306、與基板400之電極406由銅(Cu)等形成，且相互接觸，而可將配線層300與基板400接合。

再者，本實施形態之受光元件10之剖面構造並不限定於圖6所示之例，例如，亦可包含其他元件等，並無特別限定。

接著，參照圖7，對於本實施形態之埋入閘極部170a、170b之詳細情況進行說明。圖7如前文中所說明般，為沿著圖5之B-B’線切斷受光元件10時之剖面圖，詳細而言，為分配電晶體VG2之閘極電極150b、埋入閘極部170b-1、170b-2之剖面圖(再者，於圖7中，省略閘極絕緣膜之圖示)。如圖7所示般，於本實施形態中，分配電晶體VG2之閘極電極150b具有沿著圖5中之上下方向、亦即圖2A之行方向而排列之一對埋入閘極部 170b-1、170b-2。進而，埋入閘極部170b-1、170b-2較佳為以圖5之虛線所示般，於沿著半導體基板200之正面切斷受光元件10之剖面中，具有大致矩形之形狀，前述矩形具有沿著自光電二極體PD之中心點O朝向電荷蓄積部MEM2之方向而延伸之長邊L(參照圖9)。又，關於分配電晶體VG1之閘極電極150a，亦與分配電晶體VG2之閘極電極150b同樣地，具有沿著圖5中之上下方向、亦即圖2A之行方向而排列之一對埋入閘極部170。進而，分配電晶體VG1之閘極電極150a之埋入閘極部170亦較佳為以圖5之虛線所示般，於沿著半導體基板200之正面切斷受光元件10之剖面中，具有大致矩形之形狀，前述矩形具有沿著自光電二極體PD之中心點O朝向電荷蓄積部MEM2之方向而延伸之長邊L(參照圖9)。

詳細而言，於本實施形態中，如圖8所示般，藉由經由閘極電極150b對埋入閘極部170b-1、170b-2施加電壓，而使埋入閘極部170b-1、170b-2之周圍700之P型半導體區域調變。而且，如圖9所示般，在位於半導體基板200之較深之部位之光電二極體PD中所產生之電荷(電子)，通過經埋入閘極部170b調變之半導體基板200內之周圍700，並朝電荷蓄積部MEM2傳送。於本實施形態中，藉由2個埋入閘極部170b-1、170b-2，可在低電力消耗下更有效地調變周圍700之電位，因此可更高速地將電荷朝電荷蓄積部MEM2傳送。

進而，於本實施形態中，將埋入閘極部170b-1、170b-2形成為大致矩形形狀，該矩形具有沿著自光電二極體PD之中心點O朝向電荷蓄積部MEM2之方向延伸之長邊L(參照圖9)。藉由如此般設置，由於上述長邊L 之延伸方向與電荷移動之方向相同，因此埋入閘極部170b將電荷所通過之區域有效地進行調變，而可沿著該經調變之區域將電荷朝電荷蓄積部MEM2引導。

又，於本實施形態中，如圖5之以虛線所示般，電荷排出電晶體OFG1、OFG2之閘極電極152a、152b亦具有埋入於半導體基板200、經由閘極絕緣膜(省略圖示)與半導體基板200相接之一對埋入閘極部170。藉由如此般設置，於本實施形態中，藉由電荷排出電晶體OFG1、OFG2之閘極電極152a、152b之2個埋入閘極部170，而可以低消耗電力更有效地將周圍之電位進行調變，從而可更高速地將電荷排出。

進而，電荷排出電晶體OFG1、OFG2之閘極電極152a、152b之埋入閘極部170亦較佳的是如圖5之以虛線所示般，於沿著半導體基板200之正面切斷受光元件10之剖面中，具有大致矩形之形狀，前述矩形具有沿著自光電二極體PD之中心點O朝向與電源迴路(電源電位VDD)連接之N型半導體區域104a、104b之方向延伸之長邊。藉由如此般設置，由於可將電荷移動的區域更有效地進行調變，因此可更高速地將電荷排出。

亦即，根據本實施形態，可提供能夠高速地傳送電荷之受光元件10。

<6.3變化例>

上述之本揭示之第1實施形態之受光元件10可如以下前述般變化。以 下對本實施形態之變化例1至變化例7進行說明。再者，以下所說明之變化例1至變化例7之受光元件10均為分配電晶體VG之閘極電極150具有一對埋入閘極部170。

(變化例1)

首先，參照圖10對變化例1進行說明。圖10係顯示本實施形態之變化例1之受光元件10之平面構成例之說明圖。於本變化例中，分配電晶體VG1、VG2之閘極電極150a、150b亦具有一對埋入閘極部170。進而，於本變化例中，如圖10之以虛線所示般，各埋入閘極部170於沿著半導體基板200之正面切斷受光元件10之剖面中，具有大致橢圓形之形狀，前述橢圓形具有沿著自光電二極體PD之中心點O朝向電荷蓄積部MEM1、MEM2之方向延伸之長軸。於本變化例中，藉由使埋入閘極部170形成為具有沿著自光電二極體PD之中心點O朝向電荷蓄積部MEM1、MEM2之方向而延伸之長軸之大致橢圓狀之形狀，而與上述第1實施形態同樣地，可更高速地、將電荷朝電荷蓄積部MEM1、MEM2引導。

再者，於本變化例中，電荷排出電晶體OFG1、OFG2之閘極電極152a、152b亦可具有埋入於半導體基板200之一對埋入閘極部170。進而，於本變化例中，電荷排出電晶體OFG1、OFG2之閘極電極152a、152b之埋入閘極部170可如圖10之以虛線所示般，於沿著半導體基板200之正面切斷受光元件10之剖面中，具有大致橢圓形之形狀，前述橢圓形具有沿著自光電二極體PD之中心點O朝向與電源迴路(電源電位VDD)連接之N型半導體區域104a、104b之方向延伸之長軸。

此外，於本變化例1中，以將中心線600作為基準而成為鏡面對稱之方式、且以自兩側夾著N型半導體區域102及分配電晶體VG1、VG2之方式，設置有電荷蓄積部MEM1、MEM2、以及傳送電晶體TG1、TG2。再者，電荷蓄積部MEM1與傳送電晶體TG1以沿著圖10中之上下方向(行方向)相鄰之方式排列，電荷蓄積部MEM2與傳送電晶體TG2以沿著圖10中之上下方向(行方向)相鄰之方式排列。

進而，於本變化例1中，以將中心線602作為基準而成為鏡面對稱之方式，且以自兩側夾著N型半導體區域102及電荷排出電晶體OFG1、OFG2之方式，配置重置電晶體RST1、RST2、放大電晶體AMP1、AMP2、以及選擇電晶體SEL1、SEL2。再者，重置電晶體RST1、放大電晶體AMP1及選擇電晶體SEL1，以沿著圖10中之左右方向(列方向)相鄰之方式排列，重置電晶體RST2、放大電晶體AMP2及選擇電晶體SEL2亦以沿著圖10中之左右方向(列方向)相鄰之方式排列。

(變化例2)

接著，參照圖11對於變化例2進行說明。圖11係顯示本實施形態之變化例2之受光元件10之平面構成例之說明圖。於本變化例中，分配電晶體VG1、VG2之閘極電極150a、150b亦具有一對埋入閘極部170。進而，於本變化例中，各埋入閘極部170如圖11之以虛線所示般，於沿著半導體基板200之正面切斷受光元件10之剖面中，具有大致圓形之形狀。於本變化例中，藉由將埋入閘極部170形成為大致圓形之形狀，而可避免製造中之 形狀之不一致，因此可將2個分配電晶體VG1、VG2對電荷之分配之性能調整為彼此相同。

再者，於本變化例中，電荷排出電晶體OFG1、OFG2之閘極電極152a、152b亦可具有埋入於半導體基板200之一對埋入閘極部170。進而，於本變化例中，閘極電極152a、152b之埋入閘極部170亦如圖11之以虛線所示般，於沿著半導體基板200之正面切斷受光元件10之剖面中可具有大致圓形之形狀。

(變化例3)

接著，參照圖12對於變化例3進行說明。圖12係顯示本實施形態之變化例3之受光元件10之剖面構成例之說明圖。於本變化例中，分配電晶體VG1、VG2之閘極電極150a、150b亦具有一對埋入閘極部170a、170b。進而，於本變化例中，如圖12所示般，受光元件10具有設置於半導體基板200之背面(與正面為相反側之面)之形成有細微之凹凸之蛾眼構造202a。詳細而言，蛾眼構造202a如圖12所示般，藉由將於半導體基板200側具有頂點之複數個大致四角錐矩陣狀排列而構成。於本變化例中，藉由設置蛾眼構造202a，而將界面處之急劇之折射率之變化予以緩和，而可防止反射。

(變化例4)

接著，參照圖13對於變化例4進行說明。圖13係顯示本實施形態之變化例4之受光元件10之剖面構成例之說明圖。於本變化例中，分配電晶體 VG1、VG2之閘極電極150a、150b亦具有一對埋入閘極部170a、170b。進而，於本變化例中，如圖13所示般，受光元件10具有像素分離部(第2像素分離部)210a(DTI(Deep Trench Isolation，深溝槽隔離)，其沿著半導體基板200之厚度方向，自半導體基板200之背面(與正面為相反側之面)貫通至半導體基板200之中途。根據該像素分離部210a，可防止入射光射入相鄰之受光元件10。

(變化例5)

接著，參照圖14對於變化例5進行說明。圖14係顯示本實施形態之變化例5之受光元件10之剖面構成例之說明圖。於本變化例中，分配電晶體VG1、VG2之閘極電極150a、150b亦具有一對埋入閘極部170a、170b。進而，於本變化例中，具有電荷蓄積部MEM1、MEM2，其等具有埋入於半導體基板200內之N型半導體區域102a、102b之縱型之電極154a、154b。根據本變化例，由於電荷蓄積部MEM1、MEM2具有縱型之電極，因此可擴大由該縱型之電極、與跟該電極對向之N型半導體區域102a、102b夾著之絕緣膜(省略圖示)之面積。其結果為，根據本變化例，由於面積變大，因此可進一步增大電荷蓄積部MEM1、MEM2之電容，進而能夠確保寬廣之受光元件10之動態範圍。

(變化例6)

接著，參照圖15對於變化例6進行說明。圖15係顯示本實施形態之變化例6之受光元件10之一部分之剖面構成例之說明圖，與圖7之剖面圖對應。於本變化例中，分配電晶體VG2之閘極電極150b亦具有一對埋入閘 極部170b-1、170b-2。進而，於本變化例中，如圖15所示般，各埋入閘極部170b-1、170b-2於自半導體基板200之正面朝向位於該正面之相反側之背面之半導體基板200之厚度方向上，具有逐漸變窄之錐形形狀。換言之，於本變化例中，一對埋入閘極部170b-1、170b-2之彼此相向之側面之間之距離(寬度)，於自半導體基板200之正面朝向位於該正面之相反側之背面之半導體基板200之厚度方向上，逐漸變大。

於本變化例中，藉由將一對埋入閘極部170b-1、170b-2之彼此相向之側面之間之距離，自半導體基板200之正面沿著半導體基板200之厚度方向逐漸擴大，而於半導體基板200之厚度方向上產生較佳之電位梯度，而易於將所傳送之電荷聚集至半導體基板200之正面附近。而且，於本變化例中，藉由將電荷聚集至半導體基板200之正面附近並傳送，而可進行穩定的電荷之分配動作，從而可提高測距之精度。

例如，如圖15所示般，各埋入閘極部170b-1、170b-2自半導體基板200之正面沿著半導體基板200之厚度方向，相對於各埋入閘極部170b-1、170b-2之長度(深度)前進3/4之部位之直徑L2，較佳的是相對於在半導體基板200之正面處之直徑L1為3/4左右。藉由如此般設置，在形成埋入閘極部170b-1、170b-2時，避免在埋入閘極部170b-1、170b-2產生空洞(Void)，而可良好地維持埋入性。

(變化例7)

接著，參照圖16對於變化例7進行說明。圖16係顯示本實施形態之變 化例7之受光元件10之剖面構成例之說明圖。於本變化例中，如圖16所示般，受光元件10可具有複數個、詳細而言為4個分配電晶體VG。於本變化例中，各分配電晶體VG之閘極電極(第3分配閘極)150亦具有一對埋入閘極部170，而可分別朝電荷蓄積部(第3電荷蓄積部)MEM分配電荷。再者，於本變化例中，電荷排出電晶體OFG之閘極電極152亦可具有埋入於半導體基板200之一對埋入閘極部。

<<7.第2實施形態>>

然而，於上述本揭示之第1實施形態中，於分配電晶體VG，因具有埋入於半導體基板200之一對埋入閘極部170而產生較大之寄生電容。而且，存在因如此之較大之寄生電容，而分配電晶體VG對電荷之傳送之速度變慢之情形。因此，於以下所說明之本揭示之第2實施形態中，為了減小分配電晶體VG之閘極電極150之寄生電容，而以與埋入閘極部170之傳送電荷時發揮功能之部分以外之部分相接之方式設置低介電層。以下，對於本實施形態之詳細情況依次進行說明。

<7.1 實施形態>

首先，參照圖17及圖18，對於本實施形態之分配電晶體VG之埋入閘極部170進行說明。圖17係用於說明本實施形態之受光元件10之說明圖，與圖7之剖面圖對應。圖18係顯示本實施形態之受光元件10之平面構成例之說明圖，詳細而言，係於半導體基板200之正面上，為了便於說明而省略了閘極電極150等之圖示之圖。

於本實施形態中，如圖17及圖18所示般，一對埋入閘極部170b-1、170b-2中之一個埋入閘極部170b-1之位於與另一個埋入閘極部170b-2相向之側面為相反側之側面，與低介電層172b-1、172b-2相接。該低介電層172b例如可包含氧化膜(例如SiO₂)或氮化膜(例如SiN)。如此般，於本實施形態中，藉由以與埋入閘極部170之傳送電荷時發揮功能之部分以外之部分相接之方式設置低介電層172，而可抑制閘極電極150之寄生電容之增加。其結果為，於本實施形態中，可避免分配電晶體VG對電荷之傳送之速度變慢。

再者，於本實施形態中，亦可如圖18所示般，電荷排出電晶體OFG之閘極電極152亦可具有埋入於半導體基板200之一對埋入閘極部174。進而，關於電荷排出電晶體OFG之閘極電極152之一對埋入閘極部174a、174b，一個埋入閘極部174b-1之位於與另一個埋入閘極部174b-2相向之側面為相反側之側面，亦可與低介電層176b-1、176b-2相接。該低介電層176b例如亦可包含氧化膜或氮化膜。藉由如此般設置，抑制電荷排出電晶體OFG之閘極電極152之寄生電容之增加，而可避免電荷排出電晶體OFG對電荷之排出之速度變慢。

<7.2 變化例>

再者，上述本揭示之第2實施形態之受光元件10可如以下前述般變化。以下，參照圖19及圖20，對於本實施形態之變化例1及2進行說明。圖19係顯示本實施形態之變化例1之受光元件10之平面構成例之說明圖，圖20係顯示本實施形態之變化例2之受光元件10之平面構成例之說明圖。 再者，圖19及圖20與圖18同樣地，係於半導體基板200之正面上，為了便於說明而省略了閘極電極150等之圖示之圖。

如圖19及圖20所示般，於該等變化例中，埋入閘極部170之一者之側面，與低介電層178相接，該低介電層178包含用於將半導體基板200上之各要素電性分離之元件分離部。又，於該等變化例中，如圖19及圖20所示般，關於電荷排出電晶體OFG之閘極電極152之一對埋入閘極部174a、174b，亦為一者之側面與低介電層178相接，該低介電層178包含用於將半導體基板200上之各要素電性分離之元件分離部。

<7.3 製造方法>

接著，參照圖21A至圖21F對於本實施形態之埋入閘極部170及低介電層178之製造方法之一例進行說明。圖21A至圖21F係用於說明本實施形態之受光元件10之製造方法之說明圖。

首先，如圖21A所示般，於半導體基板200之正面，形成藉由熱氧化而產生之熱氧化矽層500。進而，於熱氧化矽層500上形成：氮化矽層502、氧化矽層504、及經圖案化之抗蝕劑506。

接著，沿著抗蝕劑506之圖案進行乾式蝕刻，在剝離氧化矽層504時，形成有如圖21B所示之溝槽510。

然後，進行熱氧化，於溝槽510內之底面及側面形成熱氧化矽層 500，進而，如圖21C所示般，於溝槽510內埋入氧化矽膜(低介電層)172。

進而，如圖21D所示般，形成經圖案化之抗蝕劑508。

接著，如圖21E所示般，沿著抗蝕劑508之圖案對氧化矽膜172進行乾式蝕刻，而形成溝槽512。

然後，於溝槽512埋入多晶矽膜(埋入閘極部)170、150，並將抗蝕劑508及氮化矽層502剝離，藉此可獲得如圖21F所示之構造。

如以上前述般，根據本實施形態，以與位於一者之埋入閘極部170之與另一者之埋入閘極部170相向之側面為相反側之側面相接之方式形成低介電層178，而可減小分配電晶體VG之閘極電極150之寄生電容。

<<8.第3實施形態>>

又，於上述之第1及第2實施形態及其變化例中，可將電荷蓄積部MEM1、MEM2之絕緣膜(省略圖示)、及放大電晶體AMP1、AMP2之閘極絕緣膜(省略圖示)等薄膜化。藉由如此般實施，而可在不增大尺寸下，使電荷蓄積部MEM1、MEM2之電容增加。進而，由於閘極絕緣膜內之結晶缺陷變少，或藉由電晶體之相互電導率gm變大而結晶缺陷之影響變小，或者藉由熱處理時間縮短或熱處理溫度之低溫化而界面能階變少，因此可減少放大電晶體AMP1、AMP2之隨機雜訊。

此處，參照圖22、圖23A、及圖23B，對於具有經薄膜化之絕緣膜之電荷蓄積部MEM1、MEM2及放大電晶體AMP1、AMP2之本揭示之第3實施形態進行說明。再者，圖22係顯示本實施形態之受光元件10之平面構成例之說明圖，係自半導體基板200之正面之上方觀察受光元件10之情形之圖，與第1實施形態之受光元件10為同樣。又，圖23A係沿著圖22之C-C’線切斷受光元件10時之剖面圖，圖23B係沿著圖22之D-D’線切斷受光元件10時之剖面圖。詳細而言，於圖23A及圖23B中，圖中之上側為半導體基板200之正面側，圖中之下側為半導體基板200之背面側。

詳細而言，於本實施形態中，例如，如圖23A所示般，位於放大電晶體AMP1之由側壁730覆蓋之閘極電極160之下方之絕緣膜720a，例如包含氧化膜(第3氧化膜)，其膜厚與位於重置電晶體RST1之閘極電極158及選擇電晶體SEL1之閘極電極162之下方之包含氧化膜(第3氧化膜)之絕緣膜720相比更薄。

又，於本實施形態中，例如，如圖23B所示般，位於電荷蓄積部MEM1之由側壁730覆蓋之電極154之下方之絕緣膜720a，例如包含氧化膜(第1氧化膜)，其膜厚與位於傳送電晶體TG1之閘極電極156之下方之包含氧化膜(第2氧化膜)之絕緣膜720相比更薄。

再者，於本實施形態中，位於放大電晶體AMP1之閘極電極160之下方之絕緣膜720a及位於電荷蓄積部MEM1之電極154之下方之絕緣膜720a 可為包含同一材料之氧化膜，且亦可具有大致相同之膜厚。

更具體而言，於本實施形態中，位於放大電晶體AMP1之閘極電極160之下方之絕緣膜720a及位於電荷蓄積部MEM1之電極154之下方之絕緣膜720a包含氧化矽(SiO₂)、氮化矽(SiN)等之氧化膜。又，於本實施形態中，鑒於藉由位於放大電晶體AMP1之閘極電極160之下方之絕緣膜720a及位於電荷蓄積部MEM1之電極154之下方之絕緣膜720a之膜厚變薄而實現之隨機雜訊之降低效果、及因洩漏電流之增加所致之消耗電力之增加，較佳為位於其他元件(傳送電晶體TG、重置電晶體RST及選擇電晶體SEL)之閘極電極156、158、162之下方之絕緣膜720之膜厚之一半左右，例如1.0nm以上、5.0nm以下為更佳。

進而，於本實施形態中，位於放大電晶體AMP1之閘極電極160之下方之絕緣膜720a及位於電荷蓄積部MEM1之電極154之下方之絕緣膜720a，較佳的是在自半導體基板200之上方觀察時，以不干擾鄰接之元件之程度，與閘極電極160及電極154相比更寬廣。

再者，於本實施形態中，並不限定於僅將電荷蓄積部MEM1、MEM2之絕緣膜720a、或放大電晶體AMP1、AMP2之閘極絕緣膜720a薄膜化。於本實施形態中，可僅將電荷蓄積部MEM1、MEM2之絕緣膜720a薄膜化，亦可將與受光元件10上之元件(電荷蓄積部MEM、傳送電晶體TG、分配電晶體VG、電荷排出電晶體OFG、放大電晶體AMP、重置電晶體RST及選擇電晶體SEL)之閘極電極150、152、154、156、158、 160、162及電極154相接之絕緣膜720薄膜化。

如以上般，根據本實施形態，藉由將電荷蓄積部MEM之絕緣膜720a、或放大電晶體AMP之閘極絕緣膜720a等薄膜化，而可在不增大尺寸下使電荷蓄積部MEM之電容增加，且可降低電晶體之隨機雜訊。因此，於本實施形態中，藉由上述第1實施形態之構成，可高速地傳送電荷，進而，藉由第3實施形態之構成，可令用於蓄積所傳送之電荷之電荷蓄積部MEM之電容增加，因此可獲得測距精度更高之測距模組1。此外，藉由第3實施形態之構成，可進行電晶體之隨機雜訊之降低，因此可進一步提高測距模組1之特性。再者，本實施形態可組合上述之第1及第2實施形態及其變化例而實施。

<<9.第4實施形態>>

且說，於上述之第3實施形態中，將電荷蓄積部MEM之絕緣膜720a、或放大電晶體AMP之閘極絕緣膜720a等薄膜化、並使電荷蓄積部MEM之電容增加，降低了放大電晶體AMP之隨機雜訊。然而，在推進閘極絕緣膜720a之薄膜化之情形下，雖然可獲得如上述之效果，但洩漏電流增加，因此對於薄膜化而言亦存在界限。因此，本發明人等想到使用具有較高之相對介電常數之高介電體膜取代上述絕緣膜720a，前述高介電體膜雖然為相同之膜厚，但與上述之氧化膜相比，可使電荷蓄積部MEM之電容增加。藉由將高介電體膜用作上述絕緣膜720a，即便將膜厚減薄，亦可避免洩漏電流之增加，且可兼顧電荷蓄積部MEM之電容之增加、及放大電晶體AMP之隨機雜訊之降低。

此處，參照圖24、圖25A、及圖25B，對於關於具有包含高介電體膜之絕緣膜之電荷蓄積部MEM1、MEM2及放大電晶體AMP1、AMP2之本揭示之第4實施形態進行說明。再者，圖24係顯示本實施形態之受光元件10之平面構成例之說明圖，係自半導體基板200之正面之上方觀察受光元件10之情形之圖，與第1實施形態之受光元件10為同樣。又，圖25A係沿著圖24之E-E’線切斷受光元件10時之剖面圖，圖25B係沿著圖24之F-F’線切斷受光元件10時之剖面圖。詳細而言，於圖25A及圖25B中，圖中之上側為半導體基板200之正面側，圖中之下側為半導體基板200之背面側。

詳細而言，於本實施形態中，例如，如圖25A所示般，位於放大電晶體AMP1之由側壁730覆蓋之閘極電極160之下方之絕緣膜(第3絕緣膜)740包含高介電體膜。而且，絕緣膜740之相對介電常數，與位於重置電晶體RST1之閘極電極158及選擇電晶體SEL1之閘極電極162之下方之絕緣膜(第3絕緣膜)720相比更高。

又，於本實施形態中，例如，如圖25B所示般，位於電荷蓄積部MEM1之由側壁730覆蓋之電極154之下方之絕緣膜(第1絕緣膜)740包含高介電體膜。絕緣膜740之相對介電常數，與位於傳送電晶體TG1之閘極電極156之下方之絕緣膜(第2絕緣層)720相比更高。

再者，於本實施形態中，位於放大電晶體AMP1之閘極電極160之下方之絕緣膜740及位於電荷蓄積部MEM1之電極154之下方之絕緣膜740可 由同一材料形成。

更具體而言，於本實施形態中，高介電體膜為具有與氧化矽(SiO₂)之相對介電常數(3.9)相比更高之相對介電常數之材料，較佳為具有4以上之相對介電常數之材料。於本實施形態中，例如，高介電體膜為金屬氧化膜，可由Al₂O₃、HfSiON、Y₂O₃、Ta₂O₅、La₂O₃、TiO₂、HfO₂、ZrO₂、HfZrO₂等材料形成。

作為絕緣膜740，在使用上述高介電體膜之情形下，為了調整Vth(臨限值電壓)，作為形成閘極電極150、152、154、156、158、160、162之材料，可使用TiN、TaN、NiSi等金屬材料。

進而，於本實施形態中，位於放大電晶體AMP1之閘極電極160之下方之絕緣膜740及位於電荷蓄積部MEM1之電極154之下方之絕緣膜740，較佳的是在自半導體基板200之上方觀察時，以不干擾鄰接之元件之程度，與閘極電極160及電極154相比更寬廣。

再者，於本實施形態中，並不限定於僅將電荷蓄積部MEM1、MEM2之絕緣膜740、或放大電晶體AMP1、AMP2之閘極絕緣膜740以高介電體膜形成。於本實施形態中，可僅將電荷蓄積部MEM1、MEM2之絕緣膜740以高介電體膜形成，亦可將與受光元件10上之元件(電荷蓄積部MEM、傳送電晶體TG、分配電晶體VG、電荷排出電晶體OFG、放大電晶體AMP、重置電晶體RST及選擇電晶體SEL)之閘極電極150、152、 154、156、158、160、162及電極154相接之絕緣膜720藉由高介電體膜形成。

如以上般，根據本實施形態，藉由將電荷蓄積部MEM之絕緣膜740、或放大電晶體AMP之閘極絕緣膜740等亦高介電體膜形成，與使用SiO₂之情形相比可在無需將膜厚減薄下兼顧電荷蓄積部MEM之電容之增加、及放大電晶體AMP之隨機雜訊之降低。因此，於本實施形態中，藉由上述第1實施形態之構成，可高速地傳送電荷，進而，藉由第4實施形態之構成，可令用於蓄積所傳送之電荷之電荷蓄積部MEM之電容增加，因此可獲得測距精度更高之測距模組1。此外，藉由第4實施形態之構成，可進行電晶體之隨機雜訊之降低，因此可進一步提高測距模組1之特性。再者，本實施形態可組合上述之第1及第2實施形態及且變化例而實施。

<<10.總結>>

如以上前述般，根據本揭示之實施形態及變化例，可提供能夠高速地傳送電荷之受光元件10及測距模組1。

以上，舉出實施形態及其變化例、適用例以及應用例對本揭示進行了說明，但本揭示並不限定於上述實施形態等，而可進行各種變化。再者，本說明書中所記載之效果終極而言僅為例示。本揭示之效果並不限定於本說明書中記載之效果。本揭示亦可具有本說明書中記載之效果以外之效果。

再者，於上述之本揭示之實施形態及變化例中，可將上述之各半導體區域之導電型設為相反，例如，本實施形態及變化例可適用於將電洞取代電子用作電荷之元件。

又，於上述之本揭示之實施形態及變化例中，半導體基板可不一定為矽基板，亦可為其他基板(例如，SOI(Silicon ON Insulator，絕緣層上覆矽)基板或SiGe基板等)。又，上述半導體基板可為於如此之各種基板上形成有半導體構造等者。

又，於上述之本揭示之實施形態及變化例中，受光元件10可將照射部及處理電路等一起形成於1個晶片上，或者，亦可設置於一個封裝體內，並無特別限定。

再者，於本揭示之實施形態及變化例中，作為形成上述之各層、各膜、各元件等之方法，例如可舉出物理氣相成長法(PVD(Physical Vapor Deposition)法)及CVD(Chemical Vapor Deposition，化學氣相成長法)法等。作為PVD法，可舉出使用電阻加熱或高頻加熱之真空蒸鍍法、EB(電子束)蒸鍍法、各種濺鍍法(磁控濺鍍法、RF(Radio Frequency，射頻)-DC(Direct Current，直流)結合形偏壓濺鍍法、ECR(Electron Cyclotron Resonance，電子迴旋共振)濺鍍法、對靶濺鍍法、高頻濺鍍法等)、離子鍍法、雷射剝蝕法、分子束磊晶(Molecular Beam Epitaxy，MBE)法、雷射轉印法等。又，作為CVD法，可舉出電漿CVD法、熱CVD法、MO(Metal Organic，金屬有機)CVD法、光CVD法等。進而，作為其他方 法，可舉出：電解鍍敷法或非電解鍍敷法、旋轉塗佈法；浸漬法；流延法；微接觸印刷法；滴落塗佈法；絲網印刷法或噴墨印刷法、平版印刷法、凹版印刷法、快乾印刷法等各種印刷法，壓印法，噴霧法，氣刀塗佈法、刮刀塗佈法、棒式塗佈法、刀式塗佈法、擠壓塗佈法、逆轉輥式塗佈法、轉印輥式塗佈法、凹版塗佈法、吻合塗佈法、流延塗佈法、噴塗法、狹縫孔塗佈法、壓延塗佈法等之各種塗佈法。又，作為各層之圖案化法，可舉出陰影遮罩、雷射轉印、光微影術等之化學性蝕刻、利用紫外線或雷射等進行之物理性蝕刻等。此外，作為平坦化技術，可舉出CMP(Chemical Mechanical Polishing，化學機械研磨)法、雷射平坦化法、回流銲法等。亦即，本揭示之實施形態及變化例之元件可使用現有之半導體裝置之製造步驟，容易且低價地進行製造。

又，上述之本揭示之實施形態之變化例之製造方法中之各步驟未必一定按照所記載之順序而處理。例如，各步驟可適當改變順序而處理。進而，關於各步驟中所使用之方法，未必一定按照所記載之方法而進行，亦可藉由其他方法而進行。

<<11.電子機器之構成例>>

再者，受光元件10除了如上述般可適用於測距模組1以外，例如，亦可適用於具備測距功能之相機、具備測距功能之智慧型手機等各種電子機器。此處，參照圖26，對於適用本技術之作為電子機器之智慧型手機900之構成例進行說明。圖26係顯示適用本揭示之實施形態之測距模組1之作為電子機器之智慧型手機900之構成例之方塊圖。

如圖26所示般，智慧型手機900包含：CPU(Central Processing Unit，中央處理單元)901、ROM(Read Only Memory，唯讀記憶體)902、及RAM(Random Access Memory，隨機存取記憶體)903。又，智慧型手機900包含：存儲器裝置904、通訊模組905、及感測器模組907。進而，智慧型手機900包含可適用上述之測距模組1之測距模組908，此外，亦包含攝像裝置909、顯示裝置910、揚聲器911、麥克風912、輸入裝置913、及匯流排914。又，智慧型手機900亦可具有DSP(Digital Signal Processing，數位信號處理器)等之處理電路取代CPU 901、或同時具有CPU 901。

CPU 901作為運算處理裝置及控制裝置發揮功能，依照記錄於ROM902、RAM903、或存儲器裝置904等之各種程式，對智慧型手機900內之全部動作或其一部分予以控制。ROM902記憶CPU 901所使用之程式或運算參數等。RAM903一次記憶CPU 901之執行中所使用之程式、或在其執行中適當變化之參數等。CPU 901、ROM902、及RAM903藉由匯流排914而相互連接。又，存儲器裝置904係作為智慧型手機900之記憶部之一例而構成之資料儲存用之裝置。存儲器裝置904例如包含HDD(Hard Disk Drive，硬碟機)等磁性記憶器件、半導體記憶器件、光記憶器件等。前述存儲器裝置904儲存CPU 901所執行之程式或各種資料、及自外部取得之各種資料等。

通訊模組905例如係由用於與通訊網路906連接之通訊器件等構成之 通訊介面。通訊模組905例如可為有線或無線LAN(Local Area Network，區域網路)、藍芽(註冊商標)、WUSB(Wireless USB，無線USB)用之通訊卡等。又，通訊模組905可為光通訊用之路由器、ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line，非對稱數位用戶線)用之路由器、或各種通訊用之調製解調器等。通訊模組905例如在與網際網路或其他通訊機器之間，使用TCP/IP等特定之協議收發信號等。又，連接於通訊模組905之通訊網路906係藉由有線或無線而連接之網路，例如為網際網路、家庭內LAN、紅外線通訊或衛星通訊等。

感測器模組907例如包含：動作感測器(例如，加速度感測器、陀螺儀感測器、地磁感測器等)、生物體資訊感測器(例如，脈搏感測器、血壓感測器、指紋感測器等)、或位置感測器(例如，GNSS(Global Navigation Satellite System，全域導航衛星系統)接收機等)等各種感測器。

測距模組908設置於智慧型手機900之正面，例如，可將與該正面相向之使用者之指尖、手掌、面部等之凹凸形狀或動作作為測距結果而取得。如此之測距結果可於使用者之認證、或使用者之手勢之辨識中使用。又，測距模組908例如可取得智慧型手機900至對象物800之距離，或取得對象物800之正面之三維形狀資料。

攝像裝置909設置於智慧型手機900之正面，可拍攝位於智慧型手機900之周圍之對象物800等。詳細而言，攝像裝置909可包含：CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，Complementary MOS，互補式金屬氧化物半導體)影像感測器等之攝像元件(省略圖示)、及對由攝像元件予以光電轉換之信號施加攝像信號處理之信號處理電路(省略圖示)。進而，攝像裝置909可更具有包含攝像鏡頭、光圈機構、變焦透鏡、及對焦透鏡等之光學系統機構(省略圖示)、及控制上述光學系統機構之動作之驅動系統機構(省略圖示)。而且，上述攝像元件將來自對象物800之入射光作為光學像而集光，上述信號處理電路將已成像之光學像以像素單位予以光電轉換，將各像素之信號作為攝像信號而讀出，並藉由圖像處理而可取得攝像圖像。

顯示裝置910設置於智慧型手機900之正面，例如可為LCD(Liquid Crystal Display，液晶顯示器)、有機EL(Electro Luminescence，電致發光)顯示器等顯示裝置。顯示裝置910可顯示操作畫面、或上述攝像裝置909所取得之攝像圖像等。

揚聲器911例如可向使用者輸出通話聲音、或附隨於上述顯示裝置910所顯示之映像內容之聲音等。

麥克風912例如可收集使用者之通話聲音、包含啟動智慧型手機900之功能之指令之聲音、或智慧型手機900之周圍環境之聲音。

輸入裝置913例如係按鈕、鍵盤、觸控面板、滑鼠等由使用者操作之裝置。輸入裝置913包含輸入控制電路，其基於使用者所輸入之資訊產生輸入信號並輸出至CPU 901。使用者藉由操作該輸入裝置913，而可對智 慧型手機900輸入各種資料或指示處理動作。

以上，示出智慧型手機900之構成例。上述之各構成要件可使用泛用性之構件構成，亦可藉由對各構成要素之功能予以特化之硬體構成。前述構成可根據實施時之技術等級而適當變更。

<<12.對於內視鏡手術系統之應用例>>

本揭示之技術(本發明技術)可應用於各種產品。例如，本揭示之技術可應用於內視鏡手術系統。

圖27係顯示可適用本揭示之技術(本發明技術)之內視鏡手術系統之概略性之構成之一例之圖。

在圖27中，圖示施術者(醫生)11131使用內視鏡手術系統11000對病床11133上之患者11132進行手術之狀況。如圖示般，內視鏡手術系統11000包含：內視鏡11100、氣腹管11111或能量處置具11112等其他手術器具11110、支持內視鏡11100之支持臂裝置11120、及搭載有用於內視鏡下手術之各種裝置之手推車11200。

內視鏡11100包含：鏡筒11101，其自前端起特定長度之區域插入患者11132之體腔內；及相機頭11102，其連接於鏡筒11101之基端。在圖示之例中，圖示構成為具有硬性鏡筒11101之所謂硬性鏡之內視鏡11100，但內視鏡11100亦可構成為具有軟性鏡筒之所謂軟性鏡。

於鏡筒11101之前端設置有嵌入有物鏡之開口部。於內視鏡11100連接有光源裝置11203，由該光源裝置11203產生之光由延設至鏡筒11101之內部之光導件導光至該鏡筒之前端，並經由物鏡向患者11132之體腔內之觀察對象照射。再者，內視鏡11100可為直視鏡，亦可為斜視鏡或側視鏡。進而，可於鏡筒11101之前端，內置本揭示之實施形態之測距模組1之照射部20及受光部30。藉由搭載如此之測距模組1之一部分，而不是僅憑藉醫生之目視之手術，藉由參照由測距模組1測量之距離資訊，可進一步提高手術之精度。

例如，如示出內視鏡11100之構成之一例之圖28之構成般，於相機頭11102內，設置有本揭示之實施形態之測距模組1之照射部20及受光部30即iToF感測器15004。詳細而言，來自觀察對象之反射光(觀察光)通過鏡筒11101，被相機頭11102內之透鏡15001集光，且由半反射鏡15002反射，並由iToF感測器15004接收。進而，藉由該iToF感測器15004將觀察光予以光電轉換，產生與觀察光對應之電信號，在儲存於記憶體15005之後，發送至後述之測距信號處理裝置11209。

進而，如圖28所示般，於相機頭11102之內部設置有攝像元件15003，來自觀察對象之反射光(觀察光)通過鏡筒11101，被透鏡15001集光，且由半反射鏡15002反射，並由該攝像元件15003接收。藉由該攝像元件15003將觀察光予以光電轉換，產生與觀察光對應之電信號，亦即產生與觀察像對應之圖像信號。該圖像信號在暫且被儲存於記憶體15005之 後，作為RAW資料發送至相機控制單元(Camera Control Unit，CCU)11201。

CCU 11201包含CPU(Central Processing Unit，中央處理器)或GPU(Graphics Processing Unit，圖形處理器)等，統括地控制內視鏡11100及顯示裝置11202之動作。進而，CCU 11201自相機頭11102接收圖像信號，對該圖像信號實施例如顯影處理(解馬賽克處理)等用於顯示基於該圖像信號之圖像之各種圖像處理。

顯示裝置11202藉由來自CCU 11201之控制而顯示基於由該CCU 11201實施了圖像處理之圖像信號的圖像。

光源裝置11203例如包含LED(Light Emitting Diode，發光二極體)等光源，將拍攝手術部位等時之照射光供給至內視鏡11100。

輸入裝置11204係對於內視鏡手術系統11000之輸入介面。使用者可經由輸入裝置11204對於內視鏡手術系統11000進行各種資訊之輸入或指示輸入。例如，使用者輸入變更內視鏡11100之攝像條件(照射光之種類、倍率及焦距等)之意旨之指示等。

處置具控制裝置11205控制用於燒灼組織、切開或封堵血管等之能量處置具11112之驅動。氣腹裝置11206出於確保內視鏡11100之視野及確保施術者之作業空間之目的，為了使患者11132之體腔膨脹，而經由氣腹管 11111將氣體送入該體腔內。記錄器11207係可記錄與手術相關之各種資訊之裝置。印表機11208係可將與手術相關之各種資訊以文字、圖像或圖表等各種形式予以印刷之裝置。測距信號處理裝置11209係設置有本揭示之實施形態之測距模組1之控制部40及處理部60、可取得距離資訊之裝置。

此外，對內視鏡11100供給拍攝手術部位時之照射光之光源裝置11203可由白色光源構成，該白色光源例如由LED、雷射光源或該等之組合而構成。在由RGB雷射光源之組合構成白色光源時，由於可高精度地控制各色(各波長)之輸出強度及輸出時序，故在光源裝置11203中可進行攝像圖像之白平衡之調整。又，該情形下，亦可藉由對觀察對象分時照射來自RGB雷射光源各者之雷射光，且與該照射時序同步地控制相機頭11102之攝像元件之驅動，而分時拍攝與RGB各者對應之圖像。根據該方法，即便於該攝像元件未設置彩色濾光器，亦可獲得彩色圖像。

又，光源裝置11203可以每隔特定時間變更所要輸出之光之強度之方式控制其驅動。藉由與該光之強度之變更時序同步地控制照相機頭11102之攝像元件之驅動而分時取得圖像，且將該圖像合成，而可產生無所謂欠曝及過曝之高動態範圍之圖像。

又，光源裝置11203亦可構成為可供給與特殊光觀察對應之特定波長頻帶之光。在特殊光觀察中，例如進行所謂窄頻帶光觀察(Narrow Band Imaging，窄帶成像)，即，利用身體組織之光吸收之波長依存性，照射與 通常觀察時之照射光(即白色光)相比更窄頻帶之光，藉此以高對比度拍攝黏膜表層之血管等特定組織。或，在特殊光觀察中，可進行藉由因照射激發光產生之螢光而獲得圖像之螢光觀察。在螢光觀察中，可進行對身體組織照射激發光而觀察來自該身體組織之螢光(自身螢光觀察)；或對身體組織局部注射靛氰綠(ICG)等試劑，且對該身體組織照射與該試劑之螢光波長對應之激發光而獲得螢光像等。光源裝置11203可構成為能夠供給與此種特殊光觀察對應之窄頻帶光及/或激發光。

圖29係顯示圖27所示之相機頭11102及CCU 11201之功能構成之一例之方塊圖。

相機頭11102具有：透鏡單元11401、攝像部11402、驅動部11403、通訊部11404、及相機頭控制部11405。CCU 11201具有：通訊部11411、圖像處理部11412、及控制部11413。相機頭11102與CCU 11201藉由傳送纜線11400而可相互通訊地連接。

透鏡單元11401係設置於與鏡筒11101之連接部之光學系統。自鏡筒11101之前端擷取入之觀察光被導光至相機頭11102，併入射至該透鏡單元11401。透鏡單元11401係組合有包含變焦透鏡及對焦透鏡之複數個透鏡而構成。

構成攝像部11402之攝像元件可為1個(所謂之單板式)，亦可為複數個(所謂之多板式)。在攝像部11402由多板式構成時，例如可利用各攝像 元件產生與RGB各者對應之圖像信號，且藉由將其等合成而獲得彩色圖像。或，攝像部11402可構成為具有用於分別取得與3D(Dimensional，維度)顯示對應之右眼用及左眼用之圖像信號之1對攝像元件。藉由進行3D顯示，而施術者11131可更準確地掌握手術部位之生物體組織之深度。此外，若攝像部11402由多板式構成，可與各攝像元件對應地，亦將透鏡單元11401設置複數個系統。

又，攝像部11402可未必設置於相機頭11102。例如，攝像部11402可在鏡筒11101之內部設置於物鏡之正後方。

驅動部11403係由致動器構成，藉由來自相機頭控制部11405之控制，而使透鏡單元11401之變焦透鏡及對焦透鏡沿著光軸移動特定之距離。藉此，可適宜地調整由攝像部11402拍攝之攝像圖像之倍率及焦點。

通訊部11404係由用於在與CCU 11201之間收發各種資訊之通訊裝置而構成。通訊部11404將自攝像部11402獲得之圖像信號作為RAW資料經由傳送纜線11400發送至CCU 11201。

又，通訊部11404自CCU 11201接收用於控制相機頭11102之驅動之控制信號，且供給至相機頭控制部11405。該控制信號中例如包含指定攝像圖像之圖框率之意旨之資訊、指定攝像時之曝光值之意旨之資訊、及/或指定攝像圖像之倍率及焦點之意旨之資訊等與攝像條件相關之資訊。

此外，上述之圖框率或曝光值、倍率、焦點等攝像條件可由使用者適當指定，亦可基於所取得之圖像信號由CCU 11201之控制部11413自動設定。如為後者，需在內視鏡11100搭載所謂之AE(Auto Exposure，自動曝光)功能、AF(Auto Focus，自動對焦)功能及AWB(Auto White Balance，自動白平衡)功能。

相機頭控制部11405基於經由通訊部11404接收到之來自CCU 11201之控制信號，控制相機頭11102之驅動。

通訊部11411係由用於在與相機頭11102之間收發各種資訊之通訊裝置而構成。通訊部11411接收自相機頭11102經由傳送纜線11400發送之圖像信號。

又，通訊部11411對相機頭11102發送用於控制相機頭11102之驅動之控制信號。圖像信號或控制信號可藉由電通訊或光通訊等予以發送。

圖像處理部11412對自相機頭11102發送之作為RAW資料之圖像信號實施各種圖像處理。

控制部11413進行與內視鏡11100對手術部位等之攝像、及藉由手術部位等之攝像而獲得之攝像圖像之顯示相關之各種控制。例如，控制部11413產生用於控制相機頭11102之驅動之控制信號。

又，控制部11413基於由圖像處理部11412實施圖像處理之圖像信號使顯現有手術部位等之攝像圖像顯示於顯示裝置11202。此時，控制部11413可利用各種圖像辨識技術辨識攝像圖像內之各種物體。例如，控制部11413藉由檢測攝像圖像中所含之物體之邊緣之形狀或顏色等，而可辨識鑷子等手術器具、特定之生物體部位、出血、能量處置具11112之使用時之霧氣等。控制部11413可在使顯示裝置11202顯示攝像圖像時，使用該辨識結果使各種手術支援資訊重疊顯示於該手術部位之圖像。藉由重疊顯示手術支援資訊，並對施術者11131予以提示，而可減輕施術者11131之負擔，而施術者11131準確地進行手術。

連接相機頭11102及CCU 11201之傳送纜線11400可為與電信號之通訊對應之電信號纜線、與光通訊對應之光纖、或其等之複合纜線。

此處，在圖示之例中，可使用傳送纜線11400以有線進行通訊，但相機頭11102與CCU 11201之間之通訊亦可以無線進行。

以上，針對可適用本揭示之技術之內視鏡手術系統之一例進行了說明。本揭示之技術可適用於以上所說明之構成中之攝像部11402等。具體而言，可將受光元件10用作攝像部11402之構成之一部分。作為攝像部11402之構成之一部分，藉由適用本揭示之技術而可高精度地測定與手術部位相隔之距離，而可獲得更鮮明之手術部位圖像。

再者，此處，作為一例而對內視鏡手術系統進行了說明，但本揭示 之技術此外例如亦可適用於顯微鏡手術系統等。

<<13.對於移動體之應用例>>

本揭示之技術(本發明技術)可應用於各種產品。例如，本發明之技術可實現為搭載於汽車、電動汽車、油電混合汽車、機車、自行車、個人移動性裝置、飛機、無人機、船舶、機器人等任一種類之移動體之裝置。

圖30係顯示作為可應用本揭示之技術之移動體控制系統之一例之車輛控制系統之概略性之構成例的方塊圖。

車輛控制系統12000具備經由通訊網路12001連接之複數個電子控制單元。在圖30所示之例中，車輛控制系統12000包含：驅動系統控制單元12010、車體系統控制單元12020、車外資訊檢測單元12030、車內資訊檢測單元12040、及綜合控制單元12050。又，作為綜合控制單元12050之功能構成，圖示有微電腦12051、聲音圖像輸出部12052、及車載網路I/F(interface，介面)12053。

驅動系統控制單元12010依照各種程式控制與車輛之驅動系統相關聯之裝置之動作。例如，驅動系統控制單元12010作為內燃機或驅動用馬達等用於產生車輛之驅動力之驅動力產生裝置、用於將驅動力傳遞至車輪之驅動力傳遞機構、調節車輛之舵角之轉向機構、及產生車輛之制動力之制動裝置等的控制裝置而發揮功能。

車體系統控制單元12020依照各種程式控制裝備於車體之各種裝置之動作。例如，車體系統控制單元12020作為無鑰匙門禁系統、智慧型鑰匙系統、電動窗裝置、或頭燈、尾燈、煞車燈、方向燈或霧燈等各種燈之控制裝置發揮功能。該情形下，可對車體系統控制單元12020輸入自代替鑰匙之可攜式機發出之電波或各種開關之信號。車體系統控制單元12020受理該等電波或信號之輸入，而控制車輛之門鎖裝置、電動窗裝置、燈等。

車外資訊檢測單元12030檢測搭載車輛控制系統12000之車輛外部之資訊。例如，於車外資訊檢測單元12030連接有攝像部12031。車外資訊檢測單元12030使攝像部12031拍攝車外之圖像，且接收所拍攝之圖像。車外資訊檢測單元12030可基於接收到之圖像，進行人、車、障礙物、標識或路面上之文字等之物體檢測處理或距離檢測處理。又，於車外資訊檢測單元12030連接有iToF感測器12032。iToF感測器12032可作為本揭示之實施形態之測距模組1發揮功能。

攝像部12031係接收光且輸出與該光之受光量相應之電信號之光感測器。攝像部12031可將電信號作為圖像輸出，亦可作為測距之資訊而輸出。又，攝像部12031所接收之光可為可見光，亦可為紅外線等非可見光。

車內資訊檢測單元12040檢測車內之資訊。於車內資訊檢測單元12040例如連接有檢測駕駛者之狀態之駕駛者狀態檢測部12041。駕駛者狀態檢測部12041包含例如拍攝駕駛者之相機，車內資訊檢測單元12040 基於自駕駛者狀態檢測部12041輸入之檢測資訊，可算出駕駛者之疲勞度或注意力集中度，亦可判別駕駛者是否打瞌睡。

微電腦12051可基於由車外資訊檢測單元12030或車內資訊檢測單元12040取得之車內外之資訊，運算驅動力產生裝置、轉向機構或制動裝置之控制目標值，且對驅動系統控制單元12010輸出控制指令。例如，微電腦12051可進行以實現包含車輛之碰撞避免或衝擊緩和、基於車距之追隨行駛、車速維持行駛、車輛之碰撞警告、或車輛之車道偏離警告等的ADAS(Advanced Driver Assistance Systems，先進駕駛輔助系統)之功能為目的之協調控制。

又，微電腦12051藉由基於由車外資訊檢測單元12030或車內資訊檢測單元12040取得之車輛之周圍之資訊而控制驅動力產生裝置、轉向機構或制動裝置等，而可進行以不依賴駕駛者之操作而自律行駛之自動駕駛等為目的之協調控制。

又，微電腦12051可基於由車外資訊檢測單元12030取得之車外之資訊，對車體系統控制單元12020輸出控制指令。例如，微電腦12051可進行根據由車外資訊檢測單元12030檢測出之前方車或對向車之位置而控制頭燈，將遠光切換為近光等之以謀求防眩為目的之協調控制。

聲音圖像輸出部12052朝可針對車輛之乘客或車外以視覺性或聽覺性通知資訊之輸出裝置，發送聲音及圖像中至少一者之輸出信號。在圖26之 例中，例示有音訊揚聲器12061、顯示部12062及儀表板12063作為輸出裝置。顯示部12062例如可包含車載顯示器及抬頭顯示器之至少一者。

圖31係顯示攝像部12031之設置位置之例之圖。

在圖31中，作為攝像部12031有攝像部12101、12102、12103、12104、12105。

攝像部12101、12102、12103、12104、12105設置於例如車輛12100之前保險桿、側視鏡、後保險桿、後門及車廂內之擋風玻璃之上部等位置。前保險桿所具備之攝像部12101及車廂內之擋風玻璃之上部所具備之攝像部12105主要獲得車輛12100之前方之圖像。側視鏡所具備之攝像部12102、12103主要取得車輛12100之側方之圖像。後保險桿或後門所具備之攝像部12104主要取得車輛12100之後方之圖像。車廂內之擋風玻璃之上部所具備之攝像部12105主要用於前方車輛或行人、障礙物、號誌機、交通標誌或車道線等之檢測。又，內置有本揭示之實施形態之測距模組1之照射部20及受光部30之iToF感測器模組12201，例如設置於車輛12100之前保險桿。

再者，在圖31中，顯示攝像部12101至12104之拍攝範圍之一例。攝像範圍12111表示設置於前保險桿之攝像部12101之攝像範圍，攝像範圍12112、12113表示分別設置於後照鏡之攝像部12102、12103之攝像範圍，攝像範圍12114表示設置於後保險桿或後門之攝像部12104之攝像範 圍。例如，藉由重疊由攝像部12101至12104拍攝之圖像資料，可獲得自上方觀察車輛12100之俯瞰圖像。

攝像部12101至12104之至少1者可具有取得距離資訊之功能。例如，攝像部12101至12104之至少1者可為包含複數個攝像元件之立體攝影機，亦可為具有相位差檢測用之像素之攝像元件。

例如，微電腦12051藉由基於根據攝像部12101至12104取得之距離資訊，求得與攝像範圍12111至12114內之與各立體物相隔之距離、及該距離之時間性變化(對於車輛12100之相對速度)，而可尤其將位於車輛12100之行進路上最近之立體物中、且為在朝與車輛12100大致相同之方向以特定之速度(例如，0km/h以上)行駛之立體物擷取作為前方車。進而，微電腦12051可設定針對前方車於近前應預先確保之車距，進行自動煞車控制(亦包含追隨停止控制)、自動加速控制(亦包含追隨起步控制)等。如此般可進行以不依賴駕駛者之操作而自律行駛之自動駕駛等為目的之協調控制。

例如，微電腦12051可基於自攝像部12101至12104取得之距離資訊，將與立體物相關之立體物資料分類為機車、普通車輛、大型車輛、行人、電線桿等其他立體物而加以擷取，用於自動迴避障礙物。例如，微電腦12051可將車輛12100之周邊之障礙物識別為車輛12100之駕駛員可視認之障礙物及難以視認之障礙物。而且，微電腦12051判斷表示與各障礙物碰撞之危險度之碰撞風險，當遇到碰撞風險為設定值以上而有可能發生碰 撞之狀況時，藉由經由音訊揚聲器12061或顯示部12062對駕駛員輸出警報，或經由驅動系統控制單元12010進行強制減速或迴避操舵，而可進行用於避免碰撞之駕駛支援。

攝像部12101至12104之至少1者可為檢測紅外線之紅外線相機。例如，微電腦12051可藉由判定在攝像部12101至12104之攝像圖像中是否存在有行人而辨識行人。如此之行人之辨識藉由例如擷取作為紅外線相機之攝像部12101至12104之攝像圖像之特徵點之程序、及針對表示物體之輪廓之一系列特徵點進行圖案匹配處理而判別是否為行人之程序而進行。當微電腦12051判定在攝像部12101至12104之攝像圖像中存在有行人，且辨識行人時，聲音圖像輸出部12052以對該被辨識出之行人重疊顯示用於強調之方形輪廓線之方式控制顯示部12062。又，聲音圖像輸出部12052亦可以將表示行人之圖標等顯示於所期望之位置之方式控制顯示部12062。

以上，對於可適用本揭示之技術之車輛控制系統之一例進行了說明。本揭示之技術可應用於以上所說明之構成中之車外資訊檢測單元12030或攝像部12031。具體而言，可將受光元件10或測距模組1適用於車外資訊檢測單元12030或攝像部12031之距離檢測處理區塊。藉由將本揭示之技術應用於車外資訊檢測單元12030或攝像部12031，而可高精度地測定與人、車、障礙物、標識或路面上之文字等物體相隔之距離，利用所獲得之距離資訊，可減輕駕駛員之疲勞、或提高駕駛員及車輛之安全度。

<<14.補充>>

以上，一邊參照附圖一邊對於本揭示之較佳之實施形態詳細地進行了說明，但本揭示之技術性範圍並不限定於上述之例。只要係具有本揭示之技術領域之通常之知識的技術人員，可在申請專利範圍中所記載之技術性思想之範圍內想到各種變更例或修正例，應瞭解其等顯然亦屬本揭示之技術性範圍內。

又，本說明書所記載之效果終極而言僅為說明性或例示性者，而非限定性。亦即，本揭示之技術除了可獲得上述之效果外，亦可發揮本領域技術人員根據本說明書之記載即顯而易知之其他效果取代上述之效果。

再者，本技術亦可採用如以下之構成。

(1)

一種受光元件，其具備：半導體基板；光電轉換部，其設置於前述半導體基板內，將光轉換成電荷；第1電荷蓄積部，其設置於前述半導體基板內，自前述光電轉換部傳來前述電荷；第1分配閘極，其設置於前述半導體基板之正面上，自前述光電轉換部朝前述第1電荷蓄積部分配前述電荷；第2電荷蓄積部，其設置於前述半導體基板內，自前述光電轉換部傳來前述電荷；及第2分配閘極，其設置於前述半導體基板之正面上，自前述光電轉換部朝前述第2電荷蓄積部分配前述電荷；且前述第1及第2分配閘極各自具有嵌入前述半導體基板之一對嵌入閘 極部。

(2)

如上述(1)之受光元件，其中對於前述第1及第2分配閘極，以互不相同之時序施加特定之電壓。

(3)

如上述(1)或(2)之受光元件，其中自前述半導體基板之正面之上方觀察，前述第1及第2分配閘極以相對於前述光電轉換部之中心成為相互大致線對稱之方式設置，前述第1及第2電荷蓄積部以自兩側夾著前述第1及第2分配閘極之方式設置。

(4)

如上述(3)之受光元件，其中於沿著前述半導體基板之正面切斷前述受光元件之剖面中，前述各嵌入閘極部具有大致矩形之形狀，前述矩形具有沿著自前述光電轉換部之中心朝向前述第1或第2電荷蓄積部之方向延伸之長邊。

(5)

如上述(3)之受光元件，其中於沿著前述半導體基板之正面切斷前述受光元件之剖面中，前述各嵌入閘極部具有大致橢圓形之形狀，前述橢圓形具有沿著自前述光電轉換部之中心朝向前述第1或第2電荷蓄積部之方向延伸之長軸。

(6)

如上述(3)之受光元件，其中於沿著前述半導體基板之正面切斷前述 受光元件之剖面中，前述各嵌入閘極部具有大致圓形之形狀。

(7)

如上述(4)之受光元件，其中前述一對嵌入閘極部之彼此相向之側面之間之寬度，於自前述半導體基板之正面朝向位於與該正面相反側之前述半導體基板之背面的厚度方向上逐漸變大。

(8)

如上述(4)之受光元件，其中於沿著前述一對嵌入閘極部排列之方向切斷前述受光元件之剖面中，前述各嵌入閘極部於朝向位於與該正面相反側之前述半導體基板之背面的厚度方向上，具有逐漸變窄之錐形形狀。

(9)

如上述(4)之受光元件，其中前述一對嵌入閘極部中之一嵌入閘極部之位於與另一嵌入閘極部相向之側面為相反側之側面，與低介電層相接。

(10)

如上述(9)之受光元件，其中前述低介電層包含氧化膜或氮化膜。

(11)

如上述(9)之受光元件，其中前述低介電層係設置於前述半導體基板內之元件分離部。

(12)

如上述(1)之受光元件，其更具備：複數個第3電荷蓄積部，其等設置於前述半導體基板內，自前述光電轉換部傳來前述電荷；及 複數個第3分配閘極，其等設置於前述半導體基板之正面上，自前述光電轉換部朝前述複數個第3電荷蓄積部分配前述電荷；且前述各第3分配閘極各自具有嵌入前述半導體基板之前述一對嵌入閘極部。

(13)

如上述(1)至(12)中任一項之受光元件，其更具備設置於與前述半導體基板之前述正面為相反側之面之形成有細微之凹凸之蛾眼構造。

(14)

如上述(1)至(13)中任一項之受光元件，其更具備貫通前述半導體基板之第1像素分離部。

(15)

如上述(1)至(13)中任一項之受光元件，其更具備第2像素分離部，該第2像素分離部沿著前述半導體基板之厚度方向，自前述半導體基板之與前述正面為相反側之面，貫通至前述半導體基板之中途。

(16)

如上述(1)至(15)中任一項之受光元件，其更具備：1個或複數個浮遊拡散區域，其設置於前述半導體基板內；第1傳送閘極，其設置於前述半導體基板上，將傳送至前述第1電荷蓄積部之前述電荷朝前述1個或複數個浮動擴散區域傳送；第2傳送閘極，其設置於前述半導體基板上，將傳送至前述第2電荷蓄積部之前述電荷朝前述1個或複數個浮動擴散區域傳送；1個或複數個放大電晶體，其將傳送至前述浮動擴散區域之前述電荷放大作為像素信號而輸出； 1個或複數個選擇電晶體，其依照選擇信號而輸出前述像素信號；及1個或複數個重置電晶體，其將蓄積於前述浮動擴散區域之前述電荷重置。

(17)

如上述(16)之受光元件，其中前述第1及第2電荷蓄積部各自具有電極、第1氧化膜、及半導體層之積層，前述第1及第2傳送閘極各自具有設置於該第1及第2傳送閘極與前述半導體基板之間的第2氧化膜，前述第1氧化膜之膜厚與前述第2氧化膜相比較薄。

(18)

如上述(17)之受光裝置，其中前述放大電晶體、前述選擇電晶體及前述重置電晶體各自具有設置於前述半導體基板上之第3氧化膜，前述放大電晶體之前述第3氧化膜之膜厚，與前述選擇電晶體及前述重置電晶體之前述第3氧化膜相比較薄。

(19)

如上述(1)至(15)中任一項之受光元件，其中前述第1及第2電荷蓄積部各自具有電極、第1氧化膜及半導體層之積層，前述第1氧化膜之膜厚為5.0nm以下。

(20)

如上述(16)之受光元件，其中前述第1及第2電荷蓄積部各自具有電極、第1絕緣膜及半導體層之積層，前述第1及第2傳送閘極各自具有設置於該第1及第2傳送閘極與前述半導體基板之間的第2絕緣膜， 前述第1絕緣膜之相對介電常數與前述第2絕緣膜相比較高。

(21)

如上述(20)之受光元件，其中前述放大電晶體、前述選擇電晶體及前述重置電晶體各自具有設置於前述半導體基板上之第3絕緣膜，前述放大電晶體之前述第3絕緣膜之相對介電常數，與前述選擇電晶體及前述重置電晶體之前述第3絕緣膜相比較高。

(22)

如上述(1)至(15)中任一項之受光元件，其中前述第1及第2電荷蓄積部各自具有電極、第1絕緣膜及半導體層之積層，且前述第1絕緣膜之相對介電常數為4以上。

(23)

一種受光裝置，其係具備1個或複數個受光元件者，且前述受光元件具有：半導體基板；光電轉換部，其設置於前述半導體基板內，將光轉換成電荷；第1電荷蓄積部，其設置於前述半導體基板內，自前述光電轉換部傳來前述電荷；第1分配閘極，其設置於前述半導體基板之正面上，自前述光電轉換部朝前述第1電荷蓄積部分配前述電荷；第2電荷蓄積部，其設置於前述半導體基板內，自前述光電轉換部傳來前述電荷；及第2分配閘極，其設置於前述半導體基板之正面上，自前述光電轉換部朝前述第2電荷蓄積部分配前述電荷；且 前述第1及第2分配閘極各自具有嵌入前述半導體基板之一對嵌入閘極部。

(24)

如上述(23)之受光裝置，其更具備：照射部，其使亮度週期性地變動而朝對象物照射光；及照射控制部，其控制前述照射部；且前述光電轉換部接收來自前述對象物之反射光。

10:受光元件

100,102a,102b,104a,104b,106a,106b,108a,108b,110a,110b,112a,112b,114a,114b,116a,116b:N型半導體區域

150a:閘極電極(第1分配閘極)

150b:閘極電極(第2分配閘極)

152a,152b,156a,156b,158a,158b,160a,160b,162a,162b:閘極電極

154a,154b:電極

200:半導體基板

600,602:中心線

A-A’,B-B’:線

AMP1,AMP2:放大電晶體

FD1,FD2:浮動擴散區域

MEM1:電荷蓄積部(第1電荷蓄積部)

MEM2:電荷蓄積部(第2電荷蓄積部)

O:中心點(中心)

OFG1,OFG2:電荷排出電晶體

PD:光電二極體

RST1,RST2:重置電晶體

SEL1,SEL2:選擇電晶體

TG1,TG2:傳送電晶體

VDD:電源電位

VG1,VG2:分配電晶體

VSL1,VSL2:信號線

Claims (15)

1. 一種受光元件，其具備：半導體基板，其中光自前述半導體基板之背面入射，且前述半導體基板之正面係與前述背面為相反側之面；光電轉換部，其設置於前述半導體基板內，將光轉換成電荷；第1電荷蓄積部，其設置於前述半導體基板內，自前述光電轉換部傳來前述電荷；第1分配閘極，其設置於前述半導體基板之正面上，自前述光電轉換部朝前述第1電荷蓄積部分配前述電荷；第2電荷蓄積部，其設置於前述半導體基板內，自前述光電轉換部傳來前述電荷；及第2分配閘極，其設置於前述半導體基板之正面上，自前述光電轉換部朝前述第2電荷蓄積部分配前述電荷；且前述第1及第2分配閘極各自具有嵌入前述半導體基板之一對嵌入閘極部。
2. 如請求項1之受光元件，其中對於前述第1及第2分配閘極，以互不相同之時序施加特定之電壓。
3. 如請求項1之受光元件，其中自前述半導體基板之正面之上方觀察，前述第1及第2分配閘極以相對於前述光電轉換部之中心成為相互大致線對稱之方式設置， 前述第1及第2電荷蓄積部以自兩側夾著前述第1及第2分配閘極之方式設置。
4. 如請求項3之受光元件，其中於沿著前述半導體基板之正面切斷前述受光元件之剖面中，前述各嵌入閘極部係：i)具有大致矩形之形狀，前述矩形具有沿著自前述光電轉換部之中心朝向前述第1或第2電荷蓄積部之方向延伸之長邊；或ii)具有大致橢圓形之形狀，前述橢圓形具有沿著自前述光電轉換部之中心朝向前述第1或第2電荷蓄積部之方向延伸之長軸；或iii)具有大致圓形之形狀。
5. 如請求項4之受光元件，其中前述一對嵌入閘極部之彼此相向之側面之間之寬度，於自前述半導體基板之正面朝向位於與該正面相反側之前述半導體基板之背面的厚度方向上逐漸變大。
6. 如請求項4之受光元件，其中於沿著前述一對嵌入閘極部排列之方向切斷前述受光元件之剖面中，前述各嵌入閘極部於朝向位於與該正面相反側之前述半導體基板之背面的厚度方向上，具有逐漸變窄之錐形形狀。
7. 如請求項4之受光元件，其中前述一對嵌入閘極部中之一嵌入閘極部 之位於與另一嵌入閘極部相向之側面為相反側之側面，與低介電層相接。
8. 如請求項1之受光元件，其更具備：複數個第3電荷蓄積部，其等設置於前述半導體基板內，自前述光電轉換部傳來前述電荷；及複數個第3分配閘極，其等設置於前述半導體基板之正面上，自前述光電轉換部朝前述複數個第3電荷蓄積部分配前述電荷；且前述各第3分配閘極各自具有嵌入前述半導體基板之前述一對嵌入閘極部。
9. 如請求項1至8中任一項之受光元件，其更具備：蛾眼構造，其設置於與前述半導體基板之前述正面為相反側之面，且形成有細微之凹凸。
10. 如請求項1至8中任一項之受光元件，其更具備貫通前述半導體基板之第1像素分離部。
11. 如請求項1至8中任一項之受光元件，其更具備第2像素分離部，該第2像素分離部沿著前述半導體基板之厚度方向，自前述半導體基板之與前述正面為相反側之面，貫通至前述半導體基板之中途。
12. 如請求項1至8中任一項之受光元件，其更具備：1個或複數個浮動擴散區域，其設置於前述半導體基板內；第1傳送閘極，其設置於前述半導體基板上，將傳送至前述第1電荷 蓄積部之前述電荷朝前述1個或複數個浮動擴散區域傳送；第2傳送閘極，其設置於前述半導體基板上，將傳送至前述第2電荷蓄積部之前述電荷朝前述1個或複數個浮動擴散區域傳送；1個或複數個放大電晶體，其將傳送至前述浮動擴散區域之前述電荷放大作為像素信號而輸出；1個或複數個選擇電晶體，其依照選擇信號而輸出前述像素信號；及1個或複數個重置電晶體，其將蓄積於前述浮動擴散區域之前述電荷重置。
13. 如請求項12之受光元件，其中前述第1及第2電荷蓄積部各自具有電極、第1氧化膜、及半導體層之積層，前述第1及第2傳送閘極各自具有設置於該第1及第2傳送閘極與前述半導體基板之間的第2氧化膜，前述第1氧化膜之膜厚與前述第2氧化膜相比較薄，或前述第1氧化膜之相對介電常數較前述第2氧化膜之相對介電常數高。
14. 如請求項1至8中任一項之受光元件，其中前述第1及第2電荷蓄積部各自具有電極、第1氧化膜及半導體層之積層，前述第1氧化膜之膜厚為5.0nm以下。
15. 一種受光裝置，其係具備1個或複數個如請求項1至14中任一項之受光元件者，且更具備：照射部，其對對象物，使亮度週期性地變動而照射光；及 照射控制部，其控制前述照射部；且前述光電轉換部接收來自前述對象物之反射光。