CN121844730A

CN121844730A - 光电检测装置和电子设备

Info

Publication number: CN121844730A
Application number: CN202480058878.2A
Authority: CN
Inventors: 西冈优起; 松尾纯一; 大长央; 本仪达宽; 田路翔一; 大竹悠介; 若野寿史; 儿玉尚子
Original assignee: Sony Semiconductor Solutions Corp
Current assignee: Sony Semiconductor Solutions Corp
Priority date: 2023-10-17
Filing date: 2024-10-17
Publication date: 2026-04-10
Also published as: WO2025084362A1

Abstract

本发明提高了图像质量性能。此光电检测装置包括：半导体层，其具有位于一个方向上的彼此相对侧的第一面部和第二面部；光电转换区域，其在平面图中与隔离区域相邻地设置于所述半导体层，且其平面形状被形成为矩形形状；光电转换部，其设置于所述光电转换区域；以及传输晶体管，其设置于所述光电转换区域，并且将所述光电转换部通过光电转换获得的信号电荷传输至电荷保持部。所述电荷保持部以跨越中心线的方式设置在所述隔离区域中，所述中心线在平面图中与连接所述光电转换区域的两个角部的外周边部正交并且穿过所述光电转换区域的中心部。

Description

光电检测装置和电子设备

技术领域

本技术（根据本公开的技术）涉及光电检测装置和电子设备，特别地，涉及适用于包含将信号电荷从光电转换部传输至电荷保持部的传输晶体管的光电检测装置以及具有这样的光电检测装置的电子设备的有效技术。

背景技术

诸如固体摄像装置或测距装置等光电检测装置在各个像素中包含光电转换部、传输晶体管和电荷保持部。专利文献1公开了这样的技术：其中，光电转换部和传输晶体管设置在光电转换区域中，并且电荷保持部设置在光电转换区域周围的隔离区域中。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：WO 2021/193915

发明内容

发明要解决的问题

近年来，市场对高分辨率图像传感器的需求日益增长，并且从提高分辨率的角度出发，像素微细化在不断推进。随着像素的微细化，传输晶体管与电荷保持部之间的距离变得过近，加剧了产生白点问题的担忧。因此，如专利文献1中那样，通常采取在平面图中从光电转换区域的中心部向斜向布置传输晶体管与电荷保持部，以此确保两者间距离的布置方式。

然而，这种斜向布置会导致从光电转换区域的中心部到电荷保持部的距离变长，从而在确保传输电场、势垒控制等方面对信号电荷的传输特性造成影响，并最终导致图像传感器的图像质量性能下降。

因此，本技术的目的是提供一种能够实现图像质量性能提升的技术。

问题的解决方案

（1）本技术的一个方面的光电检测装置包括：

半导体层，其包括在一个方向上位于彼此相反侧的第一面部与第二面部；

光电转换区域，其在平面图中与隔离区域相邻地设置于所述半导体层，且所述光电转换区域的平面形状被形成为方形；

光电转换部，其设置于所述光电转换区域；以及

传输晶体管，其设置于所述光电转换区域，并将由所述光电转换部进行光电转换而生成的信号电荷传输至电荷保持部。

另外，所述电荷保持部以跨越如下中心线的方式设置在所述隔离区域中，所述中心线在平面图中与连接所述光电转换区域的两个角部的外周边部正交并且穿过所述光电转换区域的中心部。

（2）本技术的另一方面的光电检测装置包括：

光电转换单元，其在平面图中与隔离区域相邻地设置于所述半导体层，并且所述光电转换单元包含平面形状被形成为方形的两个光电转换区域；

光电转换部，其设置于所述两个光电转换区域的各者中；以及

传输晶体管，其在所述半导体层的第一面部侧设置于所述两个光电转换区域的各者中，并且所述传输晶体管将由所述光电转换部进行光电转换而生成的信号电荷传输至电荷保持部。

（3）本技术的又一方面的光电检测装置包括：

光电转换部，其设置于所述光电转换区域；以及

多个传输晶体管，其设置于所述光电转换区域，并将由所述光电转换部进行光电转换而生成的信号电荷传输至电荷保持部。

另外，所述电荷保持部在平面图中与所述光电转换区域的角部相邻地设置于所述隔离区域，并且

所述多个传输晶体管各自的栅极电极沿着与从所述光电转换区域的所述电荷保持部侧的所述角部向内延伸的对角线相交的方向排列。

（4）本技术的另一方面的电子设备包括：

所述光电检测装置；

光学透镜，其在所述光电检测装置的成像面上形成来自被摄体的图像光的图像；以及

信号处理电路，其对从所述光电检测装置输出的信号进行信号处理。

附图说明

图1是示出根据本技术的第一实施方式的固体摄像装置的构造示例的芯片布局图。

图2是示出根据本技术的第一实施方式的固体摄像装置的构造示例的框图。

图3是示出根据本技术的第一实施方式的像素和像素电路的构造示例的等效电路图。

图4是示意性示出图1的像素阵列部中包含的像素块的构造示例的平面图。

图5是示意性示出图4的像素块中包含的像素的构造示例的平面图。

图6A是示意性示出沿图5中的线a5-a5截取的纵向截面结构的纵向截面图。

图6B是示意性示出沿图5中的线b5-b5截取的纵向截面结构的纵向截面图。

图7A是示意性示出光电转换区域的中心线和对角线的平面图。

图7B是示意性示出光电转换区域的中心线和电荷传输路径的平面图。

图8是示意性示出根据本技术的第一实施方式的变形例1-1的一个像素的平面图。

图9A是示意性示出根据本技术的第一实施方式的变形例1-2的一个像素的平面图。

图9B是示意性示出沿图9A中的线a9-a9截取的纵向截面结构的纵向截面图。

图10是示意性示出根据本技术的第一实施方式的变形例1-3的一个像素的平面图。

图11是示意性示出根据本技术的第一实施方式的变形例1-4的一个像素的平面图。

图12是示意性示出根据本技术的第一实施方式的变形例1-5的一个像素的平面图。

图13是示意性示出根据本技术的第一实施方式的变形例1-6的包含四个像素的一个像素块的平面图。

图14A是示意性示出根据本技术的第一实施方式的变形例1-7的一个像素块的平面图。

图14B是示意性示出沿图14A中的线a14-a14截取的纵向截面结构的纵向截面图。

图15A是示意性示出根据本技术的第一实施方式的变形例1-8的一个像素的平面图。

图15B是示意性示出沿图15A中的线a15-a15截取的纵向截面结构的纵向截面图。

图16A是示意性示出根据本技术的第一实施方式的变形例1-9的一个像素的平面图。

图16B是示意性示出沿图16A中的线a16-a16截取的纵向截面结构的纵向截面图。

图17A是示意性示出根据本技术的第一实施方式的变形例1-10A的一个像素的平面图。

图17B是示意性示出根据本技术的第一实施方式的变形例1-10B的一个像素的平面图。

图17C是示意性示出根据本技术的第一实施方式的变形例1-10C的包含四个像素的像素块的平面图。

图17D是示意性示出根据本技术的第一实施方式的变形例1-10D的包含四个像素的像素块的平面图。

图18是示意性示出根据本技术的第一实施方式的变形例1-11的一个像素的纵向截面结构的纵向截面图。

图19A是示意性示出根据本技术的第二实施方式的固体摄像装置中一个像素的构造示例的平面图。

图19B是示意性示出沿图19A中的线a19-a19截取的纵向截面结构的纵向截面图。

图20A是示意性示出根据本技术的第三实施方式的固体摄像装置中像素和像素电路的构造示例的等效电路图。

图20B是示意性示出根据本技术的第三实施方式的固体摄像装置中一个像素的构造示例的平面图。

图20C是示意性示出沿图20B中的线a20-a20截取的纵向截面结构的纵向截面图。

图21A是示意性示出光电转换区域的中心线和对角线的平面图。

图21B是示意性示出光电转换区域的中心线和电荷传输路径的平面图。

图22是示意性示出根据本技术的第三实施方式的变形例3-1的一个像素的平面图。

图23是示意性示出根据本技术的第三实施方式的变形例3-2的一个像素的平面图。

图24是示意性示出根据本技术的第三实施方式的变形例3-3的一个像素的平面图。

图25是示意性示出根据本技术的第三实施方式的变形例3-4的一个像素的平面图。

图26是示意性示出根据本技术的第三实施方式的变形例3-5的一个像素的平面图。

图27是示意性示出根据本技术的第三实施方式的变形例3-6的一个像素的平面图。

图28是示意性示出根据本技术的第三实施方式的变形例3-7的一个像素的平面图。

图29是示意性示出根据本技术的第三实施方式的变形例3-8的一个像素的平面图。

图30是示意性示出根据本技术的第三实施方式的变形例3-9的一个像素的平面图。

图31A是示意性示出根据本技术的第三实施方式的变形例3-10的包含四个像素的一个像素块的平面图。

图31B是示意性示出图31A的像素块中包含的像素的构造示例的平面图。

图32是示意性示出根据本技术的第四实施方式的固体摄像装置的构造示例的分解图。

图33是示出根据本技术的第四实施方式的像素和像素电路的构造示例的等效电路图。

图34是示意性示出根据本技术的第五实施方式的固体摄像装置中像素和像素电路的构造示例的等效电路图。

图35是示意性示出根据本技术的第五实施方式的固体摄像装置的像素阵列部中包含的像素块的构造示例的平面图。

图36是示意性示出图35的像素块中包含的像素的构造示例的平面图。

图37是示意性示出沿图37中的线a36-a36截取的纵向截面结构的纵向截面图。

图38是示出像素电路和传输晶体管的第一操作示例的时序图。

图39是示出像素电路和传输晶体管的第二操作示例的时序图。

图40A是示意性示出沿图36中的中心线截取的纵向截面结构的纵向截面图。

图40B是示意性示出光电转换区域的对角线的平面图。

图41是示意性示出根据本技术的第六实施方式的固体摄像装置的像素阵列部中包含的像素的构造示例的平面图。

图42是示意性示出沿图41中的线a41-a41截取的纵向截面结构的纵向截面图。

图43是示意性示出根据本技术的第七实施方式的固体摄像装置的像素阵列部中包含的像素的构造示例的平面图。

图44是示意性示出沿图43中的线a43-a43截取的纵向截面结构的纵向截面图。

图45是示意性示出根据本技术的第八实施方式的固体摄像装置的像素阵列部中包含的像素块的构造示例的平面图。

图46是示意性示出图45的像素块中包含的像素的构造示例的平面图。

图47是示意性示出根据本技术的第九实施方式的固体摄像装置的像素阵列部中包含的像素块的构造示例的平面图。

图48是示意性示出图47的像素块中包含的像素的构造示例的平面图。

图49是示意性示出根据本技术的第十实施方式的固体摄像装置的像素阵列部中包含的像素块的构造示例的平面图。

图50是示意性示出图49的像素块中包含的像素的构造示例的平面图。

图51是示出图50的光电转换区域中栅极电极的排列方向的平面图。

图52是示意性示出根据本技术的第十一实施方式的固体摄像装置的像素阵列部中包含的像素块的构造示例的平面图。

图53是示意性示出图52的像素块中包含的像素的构造示例的平面图。

图54是示意性示出根据本技术的第十二实施方式的固体摄像装置的像素阵列部中包含的像素块的构造示例的平面图。

图55是示意性示出图54的像素块中包含的像素的构造示例的平面图。

图56是示出根据本技术的第十三实施方式的电子设备的示意性配置的图。

具体实施方式

下面将参照附图详细描述本技术的实施方式。

注意，在以下描述中参照的附图中，相同或相似的部分由相同或相似的附图标记表示。应当注意，附图是示意图，并且厚度与平面尺寸之间的关系、各层之间的厚度比例等与实际情况是不同的。因此，具体的厚度和尺寸应结合以下描述来确定。

此外，不用说，各图之间的尺寸关系和比例也存在不同的部分。此外，本说明书中描述的效果仅为示例，并非限制性的，也可能产生其他效果。

此外，以下实施方式描述了用于实施本技术之技术思想的装置和方法示例，并非旨在将配置限制于下文所述的那些。也就是说，可以在权利要求书所述的技术范围内对本技术的技术思想进行各种修改。

此外，以下描述中诸如上下等方向的定义仅是为了描述方便，而并非旨在限制本技术的技术思想。例如，不言而喻，在物体旋转90°后再观察时，上下转换为左右；在物体旋转180°后再观察时，上下颠倒。

此外，在以下实施方式中，在空间中彼此正交的三个方向中，同一平面内彼此正交的第一方向和第二方向分别被定义为X方向和Y方向，而与第一方向和第二方向正交的第三方向被定义为Z方向。另外，在以下实施方式中，稍后描述的半导体层21的厚度方向将被描述为Z方向。

此外，在以下实施方式中，Z方向将被描述为本技术的“一个方向”。

另外，在以下实施方式中，半导体层21的厚度是位于Z方向相对侧的第一面部S1和第二面部S2之间的分隔距离，并且半导体层21的厚度方向是表示半导体层21厚度的方向。

另外，在以下实施方式中，平面图指的是从Z方向（一个方向）观察半导体层21的情况。截面图指的是从与沿Z方向（一个方向）截取的截面正交的方向（Z方向）观察该截面的情况。

[第一实施方式]

在第一实施方式中，将描述本技术作为光电检测装置而被应用于固体摄像装置的一个示例，这里的固体摄像装置是背照式互补金属氧化物半导体（CMOS）图像传感器。

此外，在第一实施方式中，将描述具有垂直结构的传输晶体管作为传输晶体管的示例。

《固体摄像装置的总体构造》

首先，将描述固体摄像装置1A的总体构造。

请注意，为了便于视图理解，在图4至图6B中省略了后文描述的多层配线层的图示。此外，图1是从光入射面侧观察半导体芯片2的平面图，而图4和图5是从光入射面的相反侧（半导体层21的第一面部S1侧）观察半导体芯片2的平面图。

如图1所示，根据本技术第一实施方式的固体摄像装置1A主要包括在平面视图中具有正方形二维平面形状的半导体芯片2。也就是说，固体摄像装置1A安装在半导体芯片2上，该半导体芯片2可被视为固体摄像装置1A。如图56所示，固体摄像装置1A（301）通过光学透镜302摄取来自被摄体的图像光（入射光306），将汇聚在成像面上的入射光306的光量以像素为单位转换为电信号，并作为像素信号输出。

如图1所示，安装有固体摄像装置1A的半导体芯片2在其包含彼此正交的X方向和Y方向的二维平面内，包括设置于其中央部分的矩形像素阵列部2A以及设置在像素阵列部2A外围以环绕像素阵列部2A的周边部2B。在制造过程中，包含后文描述的半导体层21的半导体晶圆被切割成小块作为芯片形成区域，以形成半导体芯片2。因此，下文中描述的固体摄像装置1A的构造，与半导体晶圆被切割成小块之前的状态基本相似。也就是说，本技术既适用于作为半导体芯片的状态，也适用于作为半导体晶圆的状态。

像素阵列部2A例如是用于接收由图56所示的光学透镜（光学系统）302所会聚的光线的受光面。此外，在像素阵列部2A中，多个像素3（传感器像素）以矩阵形式排列在包含X方向和Y方向的二维平面上。换句话说，像素3在二维平面中的彼此正交的X方向和Y方向上重复排列。

如图1所示，周边部2B中排列有多个焊盘14。多个焊盘14中的每一个例如沿着半导体芯片2二维平面的四条边之一排列。多个焊盘14中的每一个用作将半导体芯片2与外部装置电性连接的输入/输出端子。

<逻辑电路>

半导体芯片2包含图2所示的逻辑电路13。如图2所示，逻辑电路13包括垂直驱动电路4、列信号处理电路5、水平驱动电路6、输出电路7、控制电路8等。逻辑电路13例如包含互补型金属氧化物半导体（CMOS）电路，该电路包含作为场效应晶体管的n沟道型金属氧化物半导体场效应晶体管（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，MOSFET）和p沟道型MOSFET。

图2所示的垂直驱动电路4例如包含移位寄存器。垂直驱动电路4依次选择所需的像素驱动线10，向所选像素驱动线10供应用于驱动像素3的脉冲，并逐行驱动像素3。也就是说，垂直驱动电路4在垂直方向上逐行依次地选择性地扫描像素阵列部2A中的各个像素3，并通过相应的垂直信号线11将来自像素3的根据各像素3的光电转换部依据受光量所产生的信号电荷的像素信号供应给相应的列信号处理电路5。

列信号处理电路5例如针对像素3的每一列设置，并对从一行像素3输出的信号进行针对每列像素的例如噪声去除等的信号处理。例如，列信号处理电路5执行诸如用于去除像素特有固定模式噪声的相关双采样（CDS）以及模数（AD）转换等信号处理。

图2所示的水平驱动电路6例如包含移位寄存器。水平驱动电路6依次向列信号处理电路5输出水平扫描脉冲，以依次选择列信号处理电路5，并使列信号处理电路5将经过信号处理得到的像素信号输出到水平信号线12。

图2所示的输出电路7对通过水平信号线12从列信号处理电路5依次供应的像素信号进行信号处理，并输出处理后的像素信号。作为信号处理，例如可以使用缓冲、黑电平调整、列间差异校正、各种类型的数字信号处理等。

图2所示的控制电路8基于垂直同步信号、水平同步信号和主时钟信号，生成作为垂直驱动电路4、列信号处理电路5、水平驱动电路6等操作基准的时钟信号和控制信号。然后，控制电路8将生成的时钟信号和控制信号输出至垂直驱动电路4、列信号处理电路5、水平驱动电路6等处。

<像素块>

半导体芯片2包含图3所示的像素块15和像素电路（读出电路）16。

如图3和图4所示，像素块15包含多个像素3。第一实施方式的像素块15不限于此，但例如包含四个像素3（3a、3b、3c和3d），这些像素以在平面图中的X方向和Y方向上各并排排列两个像素的2×2排布作为一个单元。在图3和图4中，主要例示了一个像素块15，但像素块15在X方向和Y方向上均重复排列，从而构成图1所示的像素阵列部2A。

如图3所示，一个像素块15中包含的四个像素3a、3b、3c和3d各自包含相同的组件。具体而言，一个像素块15中包含的四个像素3a、3b、3c和3d分别包括光电转换部25、浮动扩散区域FD（其作为用于保持（累积）光电转换部25通过光电转换产生的信号电荷的电荷保持部）以及传输晶体管TRV（其用于将光电转换部25通过光电转换产生的信号电荷传输至浮动扩散区域FD）。此外，一个像素块15中包含的四个像素3a、3b、3c和3d分别进一步包括图5、图6A和图6B所示的半导体层21的光电转换区域（光电转换单元）22。然后，如图5、图6A和图6B所示，每个光电转换部25和传输晶体管TRV设置于光电转换区域22内，而浮动扩散区域FD设置于隔离区域31内。

（光电转换部）

图3所示的每个光电转换部25例如包括pn结光电二极管（PD），并根据接收的光量生成信号电荷。此外，光电转换部25暂时保持（累积）所生成的信号电荷。

所述光电转换部25的阴极侧电性连接至传输晶体管TRV的源极区域，阳极侧电性连接至参考电位线（例如，地）。

（传输晶体管）

图3所示的每个传输晶体管TRV将光电转换部25通过光电转换产生的信号电荷传输至浮动扩散区域FD。在传输晶体管TRV中，源极区域电性连接至光电转换部25的阴极侧，漏极区域电性连接至浮动扩散区域FD。此外，传输晶体管TRV的栅极电极电性连接至图2所示像素驱动线10中的传输晶体管驱动线。

（浮动扩散区域）

图3所示的每个浮动扩散区域FD暂时累积并保持从光电转换部25经由传输晶体管TRV传输来的信号电荷。

<像素电路>

如图3所示，像素电路16的输入端电性连接至浮动扩散区域FD。第一实施方式的像素电路16例如针对每个像素块15设置，并由一个像素块15内包含的四个像素3（3a、3b、3c和3d）共用。

此处，在第一实施方式中，作为一个示例，采用了这样的电路构造：其中，一个像素电路16被分配给作为一个单元包含四个像素3的一个像素块15，但所采用的电路构造不限于第一实施方式中的构造。例如，可以采用将一个像素电路16分配给作为一个单元包含两个或更多像素3的一个像素块15的电路构造，或者可以采用将一个像素电路16分配给作为一个单元包含多个像素3的多个像素块15的电路构造。或者，也可以采用将一个像素电路16分配给一个像素3的电路构造。

图3所示的像素电路16的输入级电性连接至一个像素块15内包含的四个像素3（3a、3b、3c和3d）各自的浮动扩散区域FD。然后，像素电路16读取四个像素3（3a、3b、3c和3d）各自的浮动扩散区域FD中保持的信号电荷，并输出基于所读取的信号电荷的像素信号。换句话说，像素电路16将光电转换部25（光电二极管PD）光电转换产生的信号电荷转换为基于该信号电荷的像素信号并输出。

如图3所示，像素电路16例如包括但不限于作为像素晶体管Q的放大晶体管AMP、选择晶体管SEL、复位晶体管RST和切换晶体管FDG。这些像素晶体管Q（AMP、SEL、RST和FDG）以及上述传输晶体管TRV例如由栅极绝缘膜为氧化硅（SiO₂）膜的金属氧化物半导体场效应晶体管（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，MOSFET）构造为绝缘栅型场效应晶体管。或者，这些像素晶体管中的每一个也可以是栅极绝缘膜为氮化硅（Si₃N₄）膜或者氮化硅膜与氧化硅膜的多层膜的金属绝缘体半导体FET（Metal InsulatorSemiconductor FET，MISFET）。

在像素电路16所包含的像素晶体管Q（AMP、SEL、RST和FDG）中，选择晶体管SEL、复位晶体管RST和切换晶体管FDG主要用作开关元件。此外，剩余的放大晶体管AMP主要用作放大元件。

图3所示的放大晶体管AMP的源极区域电性连接至选择晶体管SEL的漏极区域，并且其漏极区域电性连接至电源线Vdd以及复位晶体管RST的漏极区域。放大晶体管AMP的栅极电极电性连接至四个像素3（3a、3b、3c和3d）各自的浮动扩散区域FD以及复位晶体管RST的源极区域。

图3所示的选择晶体管SEL的源极区域电性连接至垂直信号线11（VSL），其漏极区域电性连接至放大晶体管AMP的源极区域。此外，选择晶体管SEL的栅极电极电性连接至图2所示像素驱动线10中的选择晶体管驱动线。

图3所示的复位晶体管RST的源极区域电性连接至切换晶体管FDG的漏极，其漏极区域电性连接至电源线Vdd以及放大晶体管AMP的漏极区域。然后，复位晶体管RST的栅极电极电性连接至图2所示像素驱动线10中的复位晶体管驱动线。

图3所示的切换晶体管FDG的漏极区域电性连接至复位晶体管RST的源极区域，且该漏极区域电性连接至放大晶体管AMP的栅极电极以及像素3的浮动扩散区域FD。此外，切换晶体管FDG的栅极电极电性连接至图2所示像素驱动线10中的切换晶体管驱动线。

请注意，可根据需要省略选择晶体管SEL和切换晶体管FDG。

在省略选择晶体管SEL的情况下，放大晶体管AMP的源极区域电性连接至垂直信号线11（VSL）。此外，在省略切换晶体管FDG的情况下，复位晶体管RST的源极区域电性连接至放大晶体管AMP的栅极电极和浮动扩散区域FD。

当传输晶体管TRV导通时，图3所示的传输晶体管TRV将光电转换部25（光电二极管PD）产生的信号电荷传输至浮动扩散区域FD。

当复位晶体管RST导通时，图3所示的复位晶体管RST将浮动扩散区域FD的电势（信号电荷）复位至电源线Vdd的电势。选择晶体管SEL控制从像素电路16输出像素信号的输出时序。

图3所示的放大晶体管AMP生成具有与浮动扩散区域FD中所保持信号电荷的电平相对应的电压的信号作为像素信号。放大晶体管AMP构成源极跟随器型放大器，并输出具有与光电转换部25（光电二极管PD）产生的信号电荷的电平相对应的电压的像素信号。当选择晶体管SEL导通时，放大晶体管AMP放大浮动扩散区域FD的电势，并将对应于该电势的电压通过垂直信号线（VSL）11输出至列信号处理电路5。

图3所示的切换晶体管FDG控制浮动扩散区域FD的电荷保持，并调整与放大晶体管AMP所放大的电势相对应的电压的放大系数。

在根据第一实施方式的固体摄像装置1A的操作期间，像素3的光电转换部25中产生的信号电荷通过该像素3的传输晶体管TRV被保持（累积）在浮动扩散区域FD中。然后，浮动扩散区域FD中保持的信号电荷被像素电路16读出并施加到像素电路16的放大晶体管AMP的栅极电极。垂直移位寄存器向像素电路16的选择晶体管SEL的栅极电极供应水平行选择控制信号。将选择控制信号设定为高（H）电平以使选择晶体管SEL导通，从而允许与放大晶体管AMP所放大的浮动扩散区域FD的电势相对应的电流流向垂直信号线11。此外，将施加到像素电路16的复位晶体管RST的栅极电极的复位控制信号设定为高（H）电平以使复位晶体管RST导通，从而对累积在浮动扩散区域FD中的信号电荷进行复位。

图3所示的光电转换部25、传输晶体管TRV和浮动扩散区域FD中的各者均安装于后文描述的半导体层21（见图6A）。此外，尽管不限于此，例如，图3所示的像素电路16所包含的像素晶体管Q（AMP、SEL、RST和FDG）也设置于半导体层21。

<<固体摄像装置的具体构造>>

接下来，将参照图4至图7B说明固体摄像装置1A（半导体芯片2）的具体构造。

图7A是示意性示出了光电转换区域的中心线和对角线的平面图。

如图5、图6A和图6B所示，固体摄像装置1A包括半导体层21，半导体层21具有位于作为一个方向的厚度方向（Z方向）上的相对侧的第一面部S1和第二面部S2。

此外，固体摄像装置1A还包括设置于半导体层21的光电转换区域22，光电转换区域22在平面图中与隔离区域31相邻并且形成为矩形平面形状。光电转换区域22包括半导体层21的第一面部S1和第二面部S2。

此外，固体摄像装置1A还包括：光电转换部25，其设置在光电转换区域22中；和传输晶体管TRV，其设置在光电转换区域22中并且构造为将由光电转换部25进行光电转换获得的信号电荷传输至作为电荷保持部的浮动扩散区域FD。如稍后详细说明的，浮动扩散区域FD设置在隔离区域31中。

此外，固体摄像装置1A还包括从第二面部S2侧依次设置在半导体层21的第二面部S2侧的平坦化膜61、滤光器层63和透镜层64中的各者。

此外，尽管未示出，但是固体摄像装置1A还包括设置在半导体层21的第一面部S1侧的多层配线层。

这里，也将半导体层21的第一面部S1称为主表面部或元件形成面部，也将第二面部S2称为背面部。此外，在根据第一实施方式的固体摄像装置1A中，在半导体层21的光电转换区域22中设置的光电转换部25（光电二极管PD）中对从半导体层21的第二面部S2侧入射的入射光进行光电转换。因此，在第一实施方式中，也将半导体层21的第二面部S2称为光入射面部。

此外，在第一实施方式中，浮动扩散区域FD对应于本技术的“电荷保持部”的具体示例。

<平坦化膜、滤光器层和透镜层>

如图6A和图6B所示，平坦化膜61以覆盖半导体层21的第二面部S2的方式设置在半导体层21上的第二面部S2侧，并且使半导体层21的第二面部S2侧平坦化。

如图6A和图6B所示，滤光器层63设置在平坦化膜61的与半导体层21侧相反的一侧。滤光器层63对从固体摄像装置1A的光入射面侧（第二面部S2侧）入射的入射光进行颜色分离。另外，针对各像素3（针对各光电转换区域22），滤光器层63包括但不限于，例如，透过诸如红（R）、绿（G）或蓝（B）等特定波长的光的滤光器部63a。

如图6A和图6B所示，透镜层64设置在滤光器层63的与平坦化膜61侧相反的一侧。另外，针对各像素3（针对各光电转换区域22），透镜层64包括会聚照射光并有效地使会聚光进入光电转换区域22的微透镜（片上透镜）64a。

即，第一实施方式的像素3包括光电转换区域22以及设置在光电转换区域22的第二面部S2侧的平坦化膜61、滤光器部63a和微透镜64中的各者。

<半导体层>

如图6A所示，半导体层21设置有在半导体层21的厚度方向（Z方向）上延伸的隔离区域31和被隔离区域31分隔的光电转换区域22。如图4所示，光电转换区域22针对各像素3设置。作为半导体层21，可以使用Si基板、SiGe基板、InGaAs基板等。在第一实施方式中，尽管不限于此，但是使用例如包含单晶硅的p型半导体基板作为半导体层21。

<隔离区域>

（平面形状）

如图4所示，隔离区域31在平面图中包括在X方向上延伸的第一延伸部31x和在Y方向上延伸的第二延伸部31y。另外，隔离区域31还包括第一延伸部31x和第二延伸部31y在同一平面上彼此相交的相交部（相交点）31xy。在第一实施方式中，第一延伸部31x和第二延伸部31y例如彼此正交。

第一延伸部31x在Y方向上以预定间隔重复布置。第二延伸部31y在X方向上以预定间隔重复布置。即，在隔离区域31中，平面图中的平面图案是栅格状的平面图案。

如图5所示，在平面图中，与一个光电转换区域22对应的隔离区域31具有矩形的环状平面图案（环形平面图案）的平面图案，并且包围光电转换区域22。另一方面，如图4所示，与一个像素块15对应的隔离区域31是具有第一延伸部31x和第二延伸部31y在矩形的环状平面图案中彼此正交布置的十字形平面图案的复合平面图案。

如图4所示，在与一个像素块15对应的隔离区域31中，第一延伸部31x与第二延伸部31y之间的相交部（相交点）31xy位于像素块15的中央部。另外，四个像素3（3a、3b、3c和3d）的光电转换区域22以包围相交部31xy的方式布置成矩阵。

（纵向截面形状）

如图6A所示，隔离区域31在半导体层21的厚度方向（Z方向）上延伸，并且在平面图中电隔离和光隔离彼此相邻的两个光电转换区域22。隔离区域31例如是挖入部32形成在半导体层21中以分隔和隔离光电转换区域22的挖入型，即所谓的沟槽型。

隔离区域31例如包括但不限于：挖入部32，其横跨半导体层21的第一面部S1和第二面部S2延伸；以及隔离绝缘膜33，其设置在挖入部32中。即，隔离区域31横跨半导体层21的第一面部S1和第二面部S2延伸。在第一实施方式中，挖入部32例如填充有隔离绝缘膜33。作为隔离绝缘膜33，例如可以使用氧化硅膜。

<光电转换区域>

如图4和图5所示，各光电转换区域22在平面图中被隔离区域31包围，并且具有矩形平面形状。具体地，光电转换区域22被在X方向上延伸并在Y方向上彼此分隔的两个第一延伸部31x和在Y方向上延伸并在X方向上彼此分隔的两个第二延伸部31y包围。另外，光电转换区域22被第一延伸部31x和第二延伸部31y分隔，并且与相邻的光电转换区域22隔离。

如图6A所示，各光电转换区域22包括：p型阱区域23，其横跨半导体层21的第一面部S1和第二面部S2设置在半导体层21中；和n型半导体区域24，其远离半导体层21的第一面部S1设置在p型阱区域23中。

此外，光电转换区域22还包括光电转换部25，光电转换部25包括p型阱区域23和n型半导体区域24并且远离半导体层21的第一面部S1地设置在半导体层21中。

此外，如图5和图6A所示，光电转换区域22还包括：传输晶体管TRV，其将由光电转换部25进行光电转换获得的信号电荷传输至浮动扩散区域FD；和包含在上述像素电路16中的像素晶体管Q。

另外，尽管未示出，光电转换区域22还包括电源接触区域，并且还包括。

注意，在第一实施方式中，如稍后将详细说明的，n型浮动扩散区域FD设置在隔离区域31的各个第一延伸部31x中。

（p型阱区域和n型半导体区域）

如图5和图6A所示，p型阱区域23横跨从半导体层21的第一面部S1侧到第二面部S2侧的宽范围设置在光电转换区域22中。另外，p型阱区域23沿着半导体层21的厚度方向（Z方向）与隔离区域31接触。p型阱区域23包括p型半导体区域。

如图5和图6A所示，n型半导体区域24设置在光电转换区域22中的p型阱区域23中。即，n型半导体区域24的包括上面部、下面部和四个侧面部的六个面部被p型阱区域23包围。另外，n型半导体区域24与半导体层21的第一面部S1和第二面部S2以及隔离区域31分离。即，n型半导体区域24在n型半导体区域24的六个面部与p型阱区域23形成pn结。

（光电转换部）

如图5和图6A所示，光电转换部25设置在光电转换区域22中。光电转换部25包括光电转换区域22中的p型阱区域23和n型半导体区域24。另外，光电转换部25构造为包含p型阱区域23与n型半导体区域24之间的pn结的pn结型光电二极管（PD）。

光电转换部25将从半导体层21的第二面部S2侧入射在n型半导体区域24上的光在n型半导体区域24中光电转换为信号电荷，并且在p型阱区域23与n型半导体域24之间的pn结部中临时保持（累积）由于光电转换而获得的信号电荷。光电转换部25远离半导体层21的第一面部S1设置在半导体层21中。

（像素晶体管）

如上所述，一个像素块15中包含的四个像素3（3a、3b、3c和3d）中的各者的光电转换区域22包括一个像素电路16中包含的像素晶体管Q中的一者。在第一实施方式中，尽管不限于此，例如，如图4所示，在一个像素块15中包含的四个像素3（3a、3b、3c和3d）中，像素3a的光电转换区域22包含作为像素晶体管Q的放大晶体管AMP，像素3b的光电转换区域22包括作为像素晶体管Q的选择晶体管SEL，像素3c的光电转换区域22包括作为像素晶体管Q的切换晶体管FDG，并且像素3d的光电转换区域22包括作为像素晶体管Q的复位晶体管RST。

如图5和图6B所示，作为像素电路16中包括的像素晶体管Q，放大晶体管AMP包括设置在半导体层21的第一面部S1外侧的栅极电极54，以及设置在栅极电极54与半导体层21的第一面部S1之间的栅极绝缘膜52。此外，放大晶体管AMP包括：一对主电极区域55a和55b，其在栅极电极54的栅极长度方向（栅极长度Lg的方向）上的两侧设置在半导体层21中，并且用作源极区域和漏极区域；以及沟道形成部，其设置在一对主电极区域55a和55b之间。

一对主电极区域55a和55b中的各者包括例如设置在p型阱区域23中的n型半导体区域。例如，沟道形成部包括p型阱区域23。栅极绝缘膜52包括例如氧化硅膜。栅极电极54包括例如导入了用于降低电阻值的杂质的多晶硅膜。

注意，作为像素电路16中包括的像素晶体管Q，除了放大晶体管AMP之外的选择晶体管SEL、切换晶体管FDG和复位晶体管RST中的各者具有与放大晶体管AMP类似的构造，因此省略了对这些像素晶体管Q（SEL、FDG和RST）的说明。

（电源接触区域）

尽管未示出，但是电源接触区域设置在半导体层21的第一面部S1侧的p型阱区域23中，并且包括杂质浓度比p型阱区域23更高的p型半导体区域。另外，电源接触区域电连接至p型阱区域23。

在固体摄像装置1A的操作期间，例如，向电源接触区域施加作为固体摄像装置1A的基准电位的0V的第一基准电位（Vss电位）。另外，在固体摄像装置1A的操作期间，电源接触区域的电位被固定到第一基准电位。

（传输晶体管）

如图5和图6A所示，传输晶体管TRV设置在半导体层21的第一面部S1侧的光电转换区域22中。传输晶体管TRV包括设置在半导体层21的第一面部S1侧的栅极电极53和设置在栅极电极53与半导体层21之间的栅极绝缘膜52。此外，传输晶体管TRV还包括用作沟道形成部的p型阱区域23以及用作源极区域和漏极区域的n型半导体区域24和n型浮动扩散区域FD。

如图5和图6所示，传输晶体管TRV的栅极电极53包括：头部53a，其设置在半导体层21的第一面部S1外侧；以及主体部53b，其从头部53a突出至半导体层21内部并且隔着栅极绝缘膜52与半导体层21相邻。尽管不限于此，但是例如第一实施方式的栅极电极53的头部53a比主体部53b宽。换言之，在平面图中，头部53a的外部尺寸大于主体部53b的外部尺寸。头部53a的平面形状例如是矩形形状。主体部53b的平面形状例如为八边形形状。传输晶体管TRV构造为垂直型。

这里，在第一实施方式中，栅极电极53的主体部53b对应于本技术的“埋入部”的具体示例。

如图6A所示，栅极电极53的主体部53b隔着栅极绝缘膜52设置在半导体层21的挖入部51中，其端部到达n型半导体区域24。

栅极绝缘膜52例如包括氧化硅膜。栅极电极53例如包括引入了用于降低电阻值的杂质的多晶硅膜。栅极电极53可以通过如下方式形成：在半导体层21的第一面部S1侧的半导体层21中设置的挖入部51中隔着栅极绝缘膜52形成多晶硅膜作为栅极材料，然后将多晶硅膜图案化为预定形状。

注意，栅极电极53可以与n型半导体区域24分离。

<像素的平面图案>

如图4所示，一个像素块15中包含的四个像素3（3a、3b、3c和3d）中的各者在平面图中具有包括传输晶体管TRV和像素晶体管Q的元件的不同布置图案。

在第一实施方式中，如图4所示，Y方向上布置的像素3a和像素3b的平面图案是具有以像素3a和3b之间的边界作为反转轴的反转图案。另外，Y方向上布置的像素3c和像素3d的平面图案是具有以像素3c和像素3d之间的边界作为反转轴的反转图案。另外，X方向上布置的像素3a和像素3c的平面图案是具有以像素3a和像素3c之间的边界作为反转轴的反转图案。另外，X方向上布置的像素3b和像素3d的平面图案是具有以像素3b和图像3d之间的边界作为反转轴的反转图案。

<光电转换区域的平面图案>

如图7A所示，具有矩形平面形状的光电转换区域22在平面图中具有四个外周边部22a₁、22a₂、22a₃和22a₄、四个角部22S₁、22S₂、22S₃和22S₄以及两条对角线22d₁和22d₂。

如图7A所示，在四个外周边部22a₁、22a₂、22a₃和22a₄中，两个外周边部22a₁和22a₂在平面图中沿X方向延伸，并且位于Y方向的相反侧。另外，剩余的两个外周边部22a₃和22a₄在平面图中沿Y方向延伸，并且位于X方向的相反侧。

如图7A所示，在四个角部22S₁、22S₂、22S₃和22S₄中，两个角部22S₁和22S₄在平面图中位于对角线22d₁的延伸方向的相反侧。剩余的两个角部22S₂和22S₃在平面图中位于对角线22d₂的延伸方向的相反侧。

在两条对角线22d₁和22d₂中，一条对角线22d₂是连接两个角部22S₁和22S₄的线段，并且另一对角线22d₂是连接两个角部22S₂和22S₃的线段。

在四个角部22S₁、22S₂、22S₃和22S₄中，在角部22S₁处，两个外周边部22a₁和22a₃相交。在角部22S₂处，两个外周边部22a₁和22a₄相交。在角部22S₃处，两个外周边部22a₂和22a₃相交。在角部22S4处，两个外周边部22a₂和22a₄相交。

在四个外周边部22a₁、22a₂、22a₃和22a₄中，外周边部22a₁是连接角部22S₁和角部22S₂的线段。外周边部22a₂是连接角部22S₃和角部22S₄的线段。外周边部22a₃是连接角部22S₁和角部22S₃的线段。外周边部22a₄是连接角部22S₂和角部22S₄的线段。

这里，四个外周边部22a₁、22a₂、22a₃和22a₄中的各者位于光电转换区域22的半导体层21与隔离区域31之间的界面部Lp处。因此，也可以将平面图中的外周边部22a₁、22a₂、22a₃和22a₄称为界面部Lp。

<浮动扩散区域>

如图5和图6A所示，浮动扩散区域FD设置在半导体层21的第一面部S1侧的隔离区域31中。在第一实施方式中，尽管不限于此，但是例如，在一个像素块15中，浮动扩散区域FD设置在位于Y方向上布置的两个像素3a和3c的光电转换区域22之间的隔离区域31（第一延伸部31x）中，并且浮动扩散区域FD设置在位于Y方向上布置的二个像素3b和3d的光电转换区域22之间的隔离区域31（第一延伸部31x）中。另外，像素3a和像素3c之间的浮动扩散区域FD由这两个像素3a和3c共用，并且像素3b和像素3d之间的浮动扩散区域FD由这两个像素3b和3d共用。

如图6A所示，浮动扩散区域FD设置在光电转换区域22的侧面部的外侧，并且物理地（结构上地）连接至光电转换区域22的侧面部（半导体层21的侧面部）。浮动扩散区域FD例如包括导入了用于降低电阻值的杂质的多晶硅膜，并且具有n型导电性。

<浮动扩散区域和传输晶体管的布局>

如图7A所示，浮动扩散区域FD横跨中心线（虚拟线）Lv₁设置在隔离区域31中，中心线（虚拟线）Lv₁在平面图中与连接光电转换区域22的两个角部22S1和22S2的外周边部22a1正交并且穿过光电转换区域22的中心部22c。

另外，如图7A所示，传输晶体管TRV在平面图中相对于光电转换区域22的中心部22c布置在浮动扩散区域FD侧面向浮动扩散区域FD的位置处。另外，传输晶体管TRV的栅极电极53包括作为埋入部的主体部53b，主体部53b隔着栅极绝缘膜52与光电转换区域22的半导体层21相邻，在半导体层21的厚度方向（Z方向）上延伸，并且在平面图中设置为在光电转换区域22的中心线Lv₁外侧。

如图7B所示，中心线Lv₁与主电荷传输路径R₁重叠，传输晶体管TRV通过主电荷传输路径R₁将信号电荷从光电转换部25（n型半导体区域24）传输至浮动扩散区域FD。即，浮动扩散区域FD在平面图中设置在连接光电转换区域22的两个角部22S₁和22S₂的外周边部22a₁的中间部分处。另外，传输晶体管TRV的栅极电极53包含在平面图中沿着主电荷传输路径R₁连接光电转换区域22的中心部22c和光电转换区域22的外周边部22a1的中间部的埋入部（主体部53b）。

注意，中心线Lv₁也是光电转换区域22的外周边部22a1的线段的垂直平分线。

<光电转换区域中的信号电荷>

如图6B所示，例如，光电转换区域22的中心部22c与微透镜64a的中心轴64a1重叠。换言之，光电转换区域22的中心部22c与微透镜64a的会聚点重叠。另外，光电转换区域22的中心部22c也是光电转换部25的中心部。因此，由于电位倾向于在光电转换区域22的中心部22c处最高，并且在光电转换部25中经过光电转换的信号电荷在光电转换区域22的中心部22c处聚集最多，因此有效地将在光电转换区域22的中心部22c生成的信号电荷传输至浮动扩散区域FD是用于提高信号电荷传输特性的重要参数。

注意，光电转换区域22的中心部22c是光电转换区域22的两条对角线22d1和22d2在平面图中相交的相交点。

<传输晶体管的操作>

如图6B和图7B所示，当向栅极电极53施加电压并且传输晶体管TRV导通时，在平面图中电连接光电转换区域22的中心部22c和浮动扩散区域FD的主电荷传输路径R₁在p型阱区域23中形成。然后，在光电转换部25的n型半导体区域24中经过光电转换的信号电荷中，在光电转换区域22的中心部22c中经过光电转换的信号电荷经由主电荷传输路径R₁从n型半导体区域24（光电转换部25）传输至n型浮动扩散区域FD。

<<第一实施方式的主要效果>>

接下来，将说明第一实施方式的主要效果。

如图7A所示，在根据第一实施方式的固体摄像装置1A中，浮动扩散区域FD设置在隔离区域31中。因此，与现有技术中将浮动扩散区域FD设置在光电转换区域22中的情况相比，即使从实现更高分辨率的角度而将像素3小型化，也能够确保传输晶体管TRV与浮动扩散区域DF之间的距离，并且能够减轻白点的担忧。

另外，第一实施方式的浮动扩散区域FD以跨越在平面图中与连接光电转换区域22的两个角部22S₁和22S₂的外周边部22a₁正交并且穿过光电转换区域22的中心部22c的中心线Lv₁的方式设置在隔离区域31中。因此，与现有技术中的从光电转换区域22的中心部22c观察时传输晶体管TRV和浮动扩散区域FD沿倾斜方向布置的情况相比，能够缩短从光电转换区域22的中心部22c到浮动扩散区域FD的距离，并且能够提高信号电荷的传输特性。

另外，由于能够提高信号电荷的传输特性，因此能够将光电转换区域22的中心部22c处生成最多的信号电荷有效地传输至浮动扩散区域FD。

因此，利用根据第一实施方式的固体摄像装置1A，能够提高图像质量性能。

此外，如图6B所示，由于第一实施方式的浮动扩散区域FD设置在光电转换区域22的侧面部上，因此与在光电转换区域22中设置浮动扩散区域FD的常规情况相比，在具有相同平面尺寸的光电转换区域22中，能够增加光电转换部25的体积，并且能够增加饱和信号电平Qs。因此，能够扩大动态范围。

注意，考虑到在光电转换区域22的中心部22c中生成的信号电荷的传输效率，传输晶体管TRV优选地布置在平面图中的相对于光电转换区域22的中心部22c位于浮动扩散区域FD侧的面向浮动扩散区域FD的位置处（参照图7A）。

另外，由于第一实施方式的传输晶体管TVR的栅极电极53包括作为埋入部的主体部53b，因此考虑到光电转换区域22的中心部22c中生成的信号电荷的传输效率，优选将主体部53b布置在平面图中偏离光电转换区域22的中心线Lv₁的位置处（参照图7A）。

此外，考虑到电场对浮动扩散区域FD（电荷保持部）的影响和信号电荷的传输效率，优选地将传输晶体管TRV布置为使得传输晶体管TRV位于在平面图中比光电转换区域22的中心部22c更靠近浮动扩散区域FD侧的位置，并且栅极电极53的主体部53b在平面图中与对角线22d₁重叠。

<<第一实施方式的变形例>>

接下来，将说明第一实施方式的变形例。

<变形例1-1>

图8是示意性示出了根据本技术的第一实施方式的变形例1-1的一个像素的平面图。

如图8所示，在变形例1-1中，光电转换区域22的平面图案相对于第一实施方式的光电转换区域22的平面图案旋转90°。在变形例1-1中，浮动扩散区域FD设置在光电转换区域22的外周边部22a₄侧的隔离区域31（第二延伸部31y）中。另外，变形例1-1的浮动扩散区域FD以跨越在平面图中与连接光电转换区域22的两个角部22S₂和22S₄的外周边部22a₄正交并且穿过光电转换区域22的中心部22c的中心线（虚拟线）Lv₁₁的方式设置在隔离区域31（第二延伸部31y）中。

在变形例1-1中，同样能够获得与上述第一实施方式类似的效果。

<变形例1-2>

图9A是示意性示出了根据本技术的第一实施方式的变形例1-2的一个像素的平面图。

图9B是示意性示出了沿着图9A中的线a9-a9截取的纵向截面结构的纵向截面图。

如图9A和图9B所示，在变形例1-2中，设置有传输晶体管TRV₁而不是上述第一实施方式的图5和图6A所示的传输晶体管TRV。传输晶体管TRV₁基本上具有与上述第一实施方式的传输晶体管TRV类似的构造，但是栅极电极56的构造不同。其他构造与上述第一实施方式的传输晶体管TRV的构造大致相似。

即，如图9A和图9B所示，变形例1-2的栅极电极56包括：头部56a，其隔着栅极绝缘膜52设置在半导体层21的第一面部S1的外侧；和主体部56b，其从头部56a突出到半导体层21的内部，并且隔着栅极绝缘膜52与半导体层21相邻。另外，头部56a和主体部56b在平面图中偏移，主体部56b的一部分（第一部分）56b₁与头部56a重叠，并且主体部56b的另一部分（第二部分）56b₂位于头部56a的外侧。侧壁57设置在头部56a的侧面部和主体部56b的一部分56b₁的侧面部上。主体部56b的另一部分56b₂具有大致规则的八边形平面形状。

尽管不限于此，但是变形例1-2的主体部56b例如在平面图中位于比头部56a更靠近浮动扩散区域FD的位置。侧壁57例如由氧化硅膜构成。

在变形例1-2中，同样能够获得与上述第一实施方式类似的效果。

<变形例1-3>

图10是示意性示出了根据本技术的第一实施方式的变形例1-3的一个像素的平面图。

如图10所示，变形例1-3是通过将上述变形例1-2中的栅极电极56的另一部分56b₂的平面形状改变为细长的八边形而获得的。即，在变形例1-3中，栅极电极56的主体部56b的另一部分56b₂形成为在平面图中在Y方向上的宽度比在X方向上的宽度更宽的八边形。

在变形例1-3中，同样能够获得与上述第一实施方式类似的效果。

<变形例1-4>

图11是示意性示出了根据本技术的第一实施方式的变形例1-4的一个像素的平面图。

如图11所示，变形例1-4是通过将上述变形例1-2中的栅极电极56的另一部分56b₂的平面形状改变为三角形而获得的。

尽管不限于此，例如，在平面图中，变形例1-4的主体部56b比头部56a更靠近光电转换区域22的中心线Lv₁，并且主体部56b的三个侧边部中的一者布置在沿着光电转换区域220的中心线Lv₁的方向上。

在变形例1-4中，同样能够获得与上述第一实施方式类似的效果。

<变形例1-5>

图12是示意性示出了根据本技术的第一实施方式的变形例1-5的一个像素的平面图。

如图12所示，变形例1-5是通过改变上述变形例1-4中的栅极电极56的主体部56b的位置而获得的。

即，如图12所示，尽管不限于此，但是变形例1-5的主体部56b例如在平面图中相对于头部56a位于隔离区域31的浮动扩散区域FD侧和光电转换区域22的中心线Lv₁侧，并且主体部56b的另一部分56b₂的三个侧边部中的一者布置在相对于隔离区域31的第一延伸部31x和第二延伸部31y中的各者的延伸方向倾斜的方向上。

在变形例1-5中，同样能够获得与上述第一实施方式类似的效果。

<变形例1-6>

图13是示意性示出了根据本技术的第一实施方式的变形例1-6的一个像素的平面图。

如图13所示，在变形例1-6中，在一个像素块15中包含的四个像素3（3a、3b、3c和3d）中的各者中，包括传输晶体管TRV和像素晶体管Q的元件的布置图案在平面图中是相同的。

本技术也可以应用于变形例1-6，并且能够获得与上述第一实施方式类似的效果。

<变形例1-7>

图14A是示意性示出了根据本技术的第一实施方式的变形例1-7的一个像素块的平面图。

图14B是示意性示出了沿着图14A中的线a14-a14截取的纵向截面结构的纵向截面图。

如图14A和图14B所示，在变形例1-7中，设置传输晶体管TRV₂而不是上述第一实施方式的图5和图6A中所示的传输晶体管TRV。传输晶体管TRV₂基本上具有与上述第一实施方式的传输晶体管TRV类似的构造，但是栅极电极58的构造不同。其他构造与上述第一实施方式的传输晶体管TRV的构造大致类似。

即，如图14A和图14B所示，变形例1-7的栅极电极58包括：头部58a，其在平面图中隔着栅极绝缘膜52设置在半导体层21的第一面部S1的外侧，并且在X方向上延伸穿过光电转换区域22的中心线Lv₁；和两个主体部（埋入部）58b，其从头部58a突出到半导体层21中，隔着栅极绝缘膜52与半导体层相邻，并且在平面图中彼此分离地设置在光电转换区域22的中心线Lv₁的两侧。

变形例1-7也可以应用本技术，并且能够获得与上述第一实施方式类似的效果。

<变形例1-8>

图15A是示意性示出了根据本技术的第一实施方式的变形例1-8的一个像素的平面图。

图15B是示意性示出了沿着图15A中的线a15-a15截取的纵向截面结构的纵向截面图。

如图15A和图15B所示，在变形例1-8中，在平面图中传输晶体管TRV分别设置在光电转换区域22的中心线Lv₁的两侧。

变形例1-8也可以应用本技术，并且能够获得与上述第一实施方式类似的效果。

<变形例1-9>

图16A是示意性示出了根据本技术的第一实施方式的变形例1-9的一个像素的平面图。

图16B是示意性示出了沿着图16A中的线a16-a16截取的纵向截面结构的纵向截面图。

如图16A和图16B所示，在变形例1-9中，设置具有横向结构的传输晶体管TRL而不是上述第一实施方式的图5和图6A中所示的具有垂直结构的传输晶体TRV。

如图16A和图16B所示，具有横向结构的传输晶体管TRL设置在光电转换区域22中的半导体层21的第一面部S1侧。传输晶体管TRL包括：栅极电极59，其设置在半导体层21的第一面部S1的外侧；以及栅极绝缘膜52，其设置在栅极电极59与半导体层21之间。此外，传输晶体管TRL还包括用作沟道形成部的p型阱区域23以及用作源极区域和漏极区域的n型半导体区域24和n型浮动扩散区域FD。具有横向结构的传输晶体管TRL的栅极电极59设置为在平面图中横跨光电转换区域22的中心线Lv₁。栅极电极59例如具有矩形平面形状。

变形例1-9也可以应用本技术，并且能够获得与上述第一实施方式类似的效果。

<变形例1-10A>

图17A是示意性示出了根据本技术的第一实施方式的变形例1-10A的一个像素的平面图。

如图5所示，上述第一实施方式的隔离区域31在平面图中构造为连续包围光电转换区域22的环形形状。

另一方面，如图17A所示，变形例1-10A的隔离区域31在平面图中包围光电转换区域22，并且构造为在某些位置被分割。换言之，变形例1-10A的隔离区域31具有如下构造：其中，在平面图中包围光电转换区域22的隔离区域31的连续性被部分地中断。

在图17A中，作为示例设置了两个不连续部35，但是不连续部35的数量不限于两个。

本技术也可以应用于变形例1-10A，并且能够获得与上述第一实施方式类似的效果。

<变形例1-10B>

图17B是示意性示出了根据本技术的第一实施方式的变形例1-10B的一个像素的平面图。

如图17B所示，在变形例1-10B中，在平面图中，不连续部35设置在光电转换区域22的角部侧的隔离区域31中。在图17B中，作为示例，不连续部35设置在光电转换区域22的角部22S₄侧的隔离区域31（相交部31xy）中，但是不连续部35也可以设置在光电转换区域22的其他角部22S₁、22S₂或22S₃侧的隔离区域31（相交部31xy）中。

变形例1-10B也可以应用本技术，并且能够获得与上述第一实施方式类似的效果。

<变形例1-10C>

图17C是示意性示出了根据本技术的第一实施方式的变形例1-10C的包含四个像素的像素块的平面图。

如图17C所示，在变形例1-10C中，在像素块15中包含的四个像素3a、3b、3c和3d中，X方向上彼此相邻的两个像素3a和3c（3b和3d）中，一个像素3a（3b）的光电转换区域22中包含的像素晶体管Q的主电极区域55b和另一像素3c（3d）的光电转换区域22中包含的像素晶体管Q的主电极区域55a经由设置在隔离区域31中的侧接触区域41彼此电连接。

尽管未详细示出，但是侧接触区域41在光电转换区域22的侧面部上电连接和机械连接至像素晶体管Q（AMP）的主电极区域55b和像素晶体管Q（SEL）的主电极区域55a。尽管未详细示出，但是侧接触区域41在光电转换区域22的侧面部上电连接至像素晶体管Q（FDG）的主电极区域55b和像素晶体管Q（RST）的主电极区域55a。与浮动扩散区域FD类似，例如，侧接触区域41分别由导入了用于降低电阻值的杂质的多晶硅膜构成，并且与主电极区域55a和55b一样具有n型导电型。

变形例1-10C也可以应用本技术，并且能够获得与上述第一实施方式类似的效果。

此外，在变形例1-10C中，一个像素3a（3b）的光电转换区域22中包含的像素晶体管Q的主电极区域55b和另一像素3c（3d）的光电转换区域22中包含的像素晶体管Q的主电极区域55a经由设置在隔离区域31中的侧接触区域41彼此电连接，因此能够简化用于电连接像素块15中包含的像素晶体管Q的配线的布线。

<变形例1-10D>

图17D是示意性示出了根据本技术的第一实施方式的变形例1-10D的包含四个像素的像素块的平面图。

如图17D所示，在变形例1-10D中，在像素块15中包含的四个像素3a、3b、3c和3d中，X方向上彼此相邻的两个像素3a和3c（3b和3d）中，一个像素3a（3b）的光电转换区域22中包含的像素晶体管Q的主电极区域55b和另一像素3c（3d）的光电转换区域22中包含的像素晶体管Q的主电极区域55a由设置在隔离区域31中的侧接触区域41共用。

变形例1-10D也可以应用本技术，并且能够获得与上述第一实施方式类似的效果。

此外，在变形例1-10D中，一个像素3a（3b）的光电转换区域22中包含的像素晶体管Q的主电极区域55b和另一像素3c（3d）的光电转换区域22中包含的像素晶体管Q的主电极区域55a由设置在隔离区域31中的侧接触区域41共用，因此，与上述变形例1-10C类似，能够简化用于电连接像素块15中包含的像素晶体管Q的配线的布线。

<变形例1-11>

图18是示意性示出了根据本技术的第一实施方式的变形例1-11的一个像素的纵向截面结构的纵向截面图。

如图6A所示，上述第一实施方式的隔离区域31具有直线形状，在半导体层21的第一面部S1和第二面部S2上没有台阶部。

另一方面，变形例1-11的隔离区域31在半导体层21的厚度方向（Z方向）上包括：第一垂直部36，其设置在半导体层21的第一面部S1侧；和第二垂直部37，其从第一垂直部36朝向半导体层21的第二面部S2侧延伸并且宽度比第一垂直部36的宽度窄。

另外，由于第一垂直部36的宽度和第二垂直部37的宽度之间的差异，变形例1-11的隔离区域31包括台阶部38。尽管不限于此，但是变形例1-11的第二垂直部37例如到达半导体层21的第二面部S2。

第二垂直部37例如可以通过在半导体层21的第一面部S1中形成在半导体层21的厚度方向（Z方向）上延伸的挖入部37a，然后用隔离绝缘膜37b选择性地填充挖入部37a而形成。

第一垂直部36例如可以通过在半导体层21的第一面部S1侧形成浅沟槽部36a，然后用隔离绝缘膜36b选择性地填充浅沟槽部36a来形成。

然后，通过形成第二垂直部37和第一垂直部36，形成包括第二垂直部37和第一垂直部36的隔离区域31，并且形成被隔离区域31分隔的光电转换区域22。可以首先形成第二垂直部37或第一垂直部36。在任何情况下，形成包含第二垂直部37和第一垂直部36的隔离区域31。

在光电转换区域22中，第一垂直部36也可以形成为元件间隔离区域（场隔离区域），用于在半导体层21的第一面部S1上选择性地形成岛状的元件形成区域。

变形例1-11也可以应用本技术，并且能够获得与上述第一实施方式类似的效果。

[第二实施方式]

在第二实施方式中，作为半导体层多层地堆叠的堆叠型光电检测装置，将说明本技术应用于例如两个半导体层两层堆叠的两层堆叠型固体摄像装置的示例。

图19A是示意性示出了根据本技术的第二实施方式的固体摄像装置的一个像素的构造示例的平面图。

图19B是示意性示出了沿着图19A中的线a19-a19截取的纵向截面结构的纵向截面图。

如图19A和图19B所示，根据本技术的第二实施方式的固体摄像装置1B基本上具有与上述根据第一实施方式的固体摄像装置1A类似的构造，并且在以下构造上不同。

即，如图19A和图19B所示，根据第二实施方式的固体摄像装置1B还包括：半导体层81，其隔着绝缘层71设置在半导体层21的第一面部S1侧；和绝缘层91，其设置在半导体层81的与绝缘层71侧相反的一侧。另外，在第二实施方式的固体摄像装置1B中，像素电路16（参照图3）中包括的像素晶体管Q设置在半导体层81中。在图19B中，作为像素晶体管Q中的一者的示例，示出了放大晶体管AMP。如图19A和图19B所示，与半导体层81不同，光电转换部25、传输晶体管TRV和浮动扩散区域FD中的各者设置在半导体层21侧。

这里，在第二实施方式中，半导体层21对应于本技术的“第一半导体层”的具体示例，并且半导体层81对应于本技术的“第二半导体层”。

此外，如图19B所示，根据第二实施方式的固体摄像装置1B还包括导电路径95，导电路径95电连接设置在半导体层21侧的浮动扩散区域FD和设置在半导体层81中的放大晶体管AMP。

导电路径95包括：贯通接触电极92，其在半导体层21和半导体层81的堆叠方向（Z方向）上从绝缘层91延伸到浮动扩散区域FD并且连接至浮动扩散区域FD；接触电极93，其埋入在绝缘层91中并且连接至放大晶体管AMP的栅极电极55；以及配线94，其设置在绝缘层91的与半导体层81侧相反的一侧并且电连接和机械连接至贯通接触电极92和接触电极93中的各者。

作为配线94，例如，可以使用铝（Al）、铜（Cu）等的金属膜或主要包含Al或Cu的合金膜。

作为绝缘层91，例如可以使用氧化硅膜。

绝缘层71包括例如两个绝缘膜72和75。作为两个绝缘膜72和75，例如，可以使用氧化硅膜。

作为半导体层81，可以使用Si基板、SiGe基板、InGaAs基板等。在第八实施方式中，尽管不限于此，但是使用例如包含单晶硅的p型半导体基板作为半导体层81。

贯通接触电极92与半导体层81电绝缘并分离。作为贯通接触电极92和接触电极93，例如，可以使用钛（Ti）、钨（W）等的高熔点金属膜。

根据第二实施方式的固体摄像装置1B也能够产生与上述根据第一实施方式的固体摄像装置1A产生的效果类似的效果。即，本技术也可以应用于两个半导体层21和81两层堆叠的两层堆叠型固体摄像装置1B。

此外，尽管未示出，但是本技术也可以应用于三个以上半导体层三层堆叠的多层堆叠型固体摄像装置。

[第三实施方式]

在该第三实施方式中，将说明本技术应用于包括相位差像素的固体摄像装置的示例。

图20A是示意性示出了根据本技术的第二实施方式的固体摄像装置1C的像素3X和像素电路（25L和25R）的构造示例的等效电路图。

图20B是示意性示出了根据本技术的第二实施方式的固体摄像装置1C的像素3X的构造示例的平面图。

图20C是示意性示出了沿着图20B中的线a20-a20截取的纵向截面结构的纵向截面图。

根据本技术的第三实施方式的固体摄像装置1C基本上具有与根据上述第一实施方式的固体摄像装置1A类似的构造，只是在以下构造上是不同的。

即，如图20A、图20B和图20C所示，根据本技术的第三实施方式的固体摄像装置1C包括像素（传感器像素）3X和像素电路16X，而不是上述第一实施方式的图3至图6B所示的像素3和像素电路16。

在第三实施方式中，像素电路16X针对包含四个像素3X的各像素块3X设置。图20A示出了四个像素3X中的一个像素3X。

如图3至图6B所示，第一实施方式的像素3具有在一个光电转换区域22中设置一个光电转换部25的构造。

另一方面，如图20A至图20C所示，第三实施方式的像素3X具有如下构造：其中例如两个光电转换部25L和25R设置为一个光电转换单元22X中的多个光电转换部。第三实施方式的像素3X是检测设置在一个光电转换单元22X中的两个光电转换部25L和25R之间的相位差的相位差像素。本技术也可以应用于包含这种相位像素（像素3X）的固体摄像装置1C。

<像素>

如图20A所示，像素3X包括光电转换单元22X，光电转换单元22X包括两个光电转换区域26L和26R。

（光电转换区域）

光电转换区域26L包括：光电转换部25L（PD1），其通过光电转换将光转换为信号电荷；以及传输晶体管TRV1，其将光电转换部25L通过光电转换获得的信号电荷传输至浮动扩散区域FD1。浮动扩散区域FD1设置在隔离区域31中，并且保持（累积）由传输晶体管TRV1从光电转换部25L传输的信号电荷。

类似地，光电转换区域26R包括：光电转换部25R（PD2），其通过光电转换将光转换为信号电荷；以及传输晶体管TRV2，其将光电转换部25R通过光电转换获得的信号电荷传输至浮动扩散区域FD2。浮动扩散区域FD2也设置在隔离区域31中，并且保持（累积）传输晶体管TRV2从光电转换部25R传输的信号电荷。

（光电转换部）

与上述第一实施方式的光电转换部25类似，图20A所示的光电转换部25L和25R分别包括例如，pn结型光电二极管（PD1和PD2），生成根据接收的光量的信号电荷，并且临时保持（累积）生成的信号电荷。

在光电转换部25L中，阴极侧电连接至传输晶体管TRV1的源极区域，并且阳极侧电连接至基准电位线（例如，接地）。

在光电转换部25R中，阴极侧电连接至传输晶体管TRV2的源极区域，并且阳极侧电连接至基准电位线（例如，接地）。

（传输晶体管）

图20A所示的传输晶体管TRV1将光电转换部25L通过光电转换获得的信号电荷传输至浮动扩散区域FD1。在传输晶体管TRV1中，源极区域电连接至光电转换部25L的阴极侧，并且漏极区域电连接至浮动扩散区域FD1。另外，传输晶体管TRV1的栅极电极电连接至图2所示的像素驱动线10中的传输晶体管驱动线。

图20A所示的传输晶体管TRV2将光电转换部25R通过光电转换获得的信号电荷传输至浮动扩散区域FD2。在传输晶体管TRV2中，源极区域电连接至光电转换部25R的阴极侧，并且漏极区域电连接至浮动扩散区域FD2。另外，传输晶体管TRV2的栅极电极电连接至图2所示的像素驱动线10中的传输晶体管驱动线。

（浮动扩散区域）

图20A所示的浮动扩散区域FD1临时累积并保持经由传输晶体管TRV1从光电转换部25L传输的信号电荷。

图20A所示的浮动扩散区域FD2临时累积并保持经由传输晶体管TR2从光电转换部25R传输的信号电荷。

（像素电路）

图20A所示的像素电路16X的输入级电连接至光电转换区域26L侧的浮动扩散区域FD1和光电转换区域26R侧的浮动扩散区域FD2。另外，像素电路16X分别读取保持在浮动扩散区域FD1和FD2中的信号电荷，并且输出基于读取的信号电荷的像素信号。

换言之，像素电路16X将光电转换部25L（光电二极管PD1）和光电转换部25R（光电二极管PD2）通过光电转换获得的信号电荷转换为基于信号电荷的像素信号，并且输出像素信号。

在第三实施方式中，作为示例，像素电路16X被分配给包括两个光电转换区域26L和26R的各光电转换单元22X，并且分别读取光电转换区域25L侧的浮动扩散区域FD1中保持的信号电荷和光电转换区域26R侧的浮动扩散区域FD2中保持的信号电荷。

尽管不限于此，但是作为示例，图20A所示的像素电路16X具有与图3所示的上述第一实施方式的像素电路16不同的电路构造。即，第三实施方式的像素电路16X例如包括放大晶体管AMP、选择晶体管SEL和复位晶体管RST作为像素晶体管Q，并且省略了上述第一实施方式中的切换晶体管FDG。在这种情况下，复位晶体管RST的源极区域电连接至放大晶体管AMP的栅极电极和浮动扩散区域FD。其他连接模式与上述第一实施方式的像素电路16的类似，因此在第三实施方式中省略了其说明。

<光电转换区域的具体构造>

如图20B和图20C所示，与上述第一实施方式的光电转换区域22类似，光电转换单元22X设置在半导体层21中。另外，与上述第一实施方式的光电转换区域22类似，光电转换单元22X在平面图（从半导体层21的厚度方向观察半导体层21时的平面图）中被隔离区域31包围，并且具有矩形平面形状。

另外，光电转换单元22X包括：内部隔离障壁39，其在半导体层21的厚度方向（Z方向）上延伸；以及被内部隔离障壁39隔离的两个光电转换区域26L和26R。

（光电转换区域）

如图20B和图20C所示，与上述第一实施方式的光电转换区域22类似，光电转换区域26L包括p型阱区域23、n型半导体区域24、光电转换部25L、传输晶体管TRV1、像素晶体管Q以及p型电源接触区域（未示出）。另外，与上述第一实施方式的光电转换区域22类似，光电转换区域26R也包括p型阱区域23、n型半导体区域24、光电转换部25R、传输晶体管TRV2、像素晶体管Q以及p型电源接触区域（未示出）。传输晶体管TRV1和TRV2中的各者具有与上述变形例1-7的图14A和图14B所示的传输晶体管TRV2类似的构造。

（内部隔离障壁）

如图20B和图20C所示，内部隔离障壁39在平面图中沿着Y方向延伸，并且连接至位于光电转换单元22X的在Y方向上外侧的两个隔离区域（第二延伸部31x和31x）中的各者的中间部。另外，内部隔离障壁39布置在光电转换区域26L和光电转换区域26R之间，以电隔离和光隔离光电转换区域26L和光电转换区域26R。即，光电转换单元22X被沿着Y方向延伸的内部隔离障壁39隔离成光电转换区域26L和光电转换区域26R。

内部隔离障壁39包括：挖入部32，其在与隔离区域31的挖入部32相同的过程中形成；以及隔离绝缘膜33，其在与隔离区域31的隔离绝缘膜33相同的过程中形成。即，内部隔离障壁39可以被视为隔离区域31。

如图20B和图20C所示，内部隔离障壁39在光电转换单元22X中沿Z方向和Y方向的各者延伸。另外，内部隔离障壁39从位于平面图中光电转换单元22B的在Y方向上的两侧的两个隔离区域31中的一个隔离区域31朝向另一隔离区域31突出，并且与另一隔离区域31一体化。另外，内部隔离障壁39具有凹部39a，凹部39a从半导体层21的第一面部S1侧朝向第二面部S2侧凹陷，并且将光电转换区域26L和光电转换区域26R彼此连接。即，在凹部39a的区域中，内部隔离障壁39沿着半导体层21的厚度方向（Z方向）的高度低一个台阶。凹部39a不限于此，但是例如设置在内部隔离障壁39的在Y方向上的中间部处。

（传输晶体管）

如图20B和图20C所示，传输晶体管TRV1设置在光电转换区域26L中的半导体层21的第一面部S1侧。传输晶体管TRV2设置在光电转换区域26R中的半导体层21的第一面部S1侧。传输晶体管TRV1和TRV2中的各者包括设置在半导体层21的第一面部S1侧的栅极电极58，以及设置在栅极电极58和半导体层21之间的栅极绝缘膜52。另外，传输晶体管TRV1和TR2中的各者还包括用作沟道形成部的p型阱区域23，以及用作源极区域和漏极区域的n型半导体区域24和n型浮动扩散区域（FD1或FD2）。

如图20B和图20C所示，传输晶体管TRV1的栅极电极58包括：头部58a，在平面图中其隔着栅极绝缘膜52设置在半导体层21的第一面部S1的外侧，并且穿过光电转换区域26L的中心线Lv₂（参照图21A）在X方向上延伸；和两个主体部（埋入部）58b，其从头部58a突出到半导体层21的内部，隔着栅极绝缘膜52与半导体层21相邻，并且在平面图中彼此分离地设置在光电转换区域26L的中心线Lv₂的两侧。

如图20B和图20C所示，传输晶体管TRV2的栅极电极58包括：头部58a，在平面图中其隔着栅极绝缘膜52设置在半导体层21的第一面部S1的外侧，并且穿过光电转换区域26R的中心线Lv₃（参照图21A）在X方向上延伸；和两个主体部（埋入部）58b，其从头部58a突出到半导体层21的内部，隔着栅极绝缘膜52与半导体层21相邻，并且在平面图中彼此分离地设置在光电转换区域22的中心线Lv₁的两侧。

（光电转换区域的平面图案）

如图21A所示，光电转换区域26L和光电转换区域26R中的各者例如具有矩形平面形状。另外，光电转换区域26L和26R中的各者在平面图中具有四个外周边部26a₁、26a₂、26a₃和26a₄，四个角部26s₁、26s₂、26s₃和26s₄以及两个对角线26d₁和26d₂。

如图21A所示，在两个光电转换区域26L和26R中，在四个外周边部26a₁、26a₂、26a₃和26a₄中，两个外周边部26a₁和22a₂在平面图中沿X方向延伸，并且位于Y方向的相对侧。另外，剩余的两个外周边部22a₃和22a₄在平面图中沿Y方向延伸，并且位于X方向的相对侧。

如图21A所示，在两个光电转换区域26L和26R中，在四个角部26s₁、26s₂、26s₃和26s₄中，两个角部26s₁和26s₄在平面图中位于对角线26d₁的延伸方向的相对侧。另外，剩余的两个角部26s₂和26s₃在平面图中位于对角线26d₂的延伸方向的相对侧。

在两个光电转换区域26L和26R中，两个对角线26d₁和26d₂中的一条对角线26d₁是连接两个角部26s₁和26s₄的线段，并且另一条对角线26d2是连接两个角部26s2和26s3的线段。

在两个光电转换区域26L和26R中的各者的四个角部26s₁、26s₂、26s₃和26s₄中，两个外周边部26a₁和26a₃在角部26s₁处相交。在角部26s₂处，两个外周边部26a₁和26a₄相交。在角部26s₃处，两个外周边部分26a₂和26a₃相交。在角部26s₄处，两个外周边部26a₂和26a₄相交。

在两个光电转换区域26L和26R中的各者的四个外周边部26a₁、26a₂、26a₃和26a₄中，外周边部26a1是连接角部26s₁和角部26s₂的线段。外周边部26a₂是连接角部26s₃和角部26s₄的线段。外周边部26a₃是连接角部26s₁和角部26s₃的线段。外周边部26a₄是连接角部26s₂和角部26s₄的线段。

这里，四个外周边部26a₁、26a₂、_26a3和26a₄中的各者位于光电转换单元22X的半导体层21与隔离区域31之间的界面部Lp处。因此，也可以将平面图中的外周边部26a₁、26a₂、26a₃和26a₄称为界面部Lp。

<微透镜>

如图20C所示，与上述第一实施方式类似，透镜层64的微透镜64a针对各像素3X（针对各光电转换单元22X）设置。即，在光电转换单元22X中，两个光电转换区域26L和26R共用一个微透镜64a。

<浮动扩散区域>

如图21B所示，浮动扩散区域FD1在平面图中设置在光电转换区域26L的外周边部26a1侧的隔离区域31（第一延伸部31x）中。浮动扩散区域FD2在平面图中设置在光电转换区域26R的外周边部26a1侧的隔离区域31（第一延伸部31x）中。尽管未详细示出，但是与上述第一实施方式的浮动扩散区域FD类似，浮动扩散区域FD1设置在光电转换区域26L的侧面部的外侧，并且物理地（结构上地）连接至光电转换区域26L的侧面部（半导体层21的侧面部）。另外，尽管未详细示出，但是与上述第一实施方式的浮动扩散区域FD类似，浮动扩散区域FD2也设置在光电转换区域26R的侧面部的外侧，并且物理地（结构上地）连接至光电转换区域26R的侧面部（半导体层21的侧面部）。浮动扩散区域FD1和FD2中的各者例如由导入了用于降低电阻值的杂质的多晶硅膜构成，并且具有n型导电型。在第三实施方式中，浮动扩散区域FD1和FD2在X方向上被彼此隔离。

<浮动扩散区域和传输晶体管的布局>

如图21A所示，浮动扩散区域FD1横跨中心线（虚拟线）Lv₂设置在隔离区域31中，中心线（虚拟线）Lv₂在平面图中与连接光电转换区域26L的两个角部26s₁和26s₂的外周边部26a正交并且穿过光电转换区域26L的中心部26c。

另外，如图21A所示，传输晶体管TRV1在平面图中相对于光电转换区域26L的中心部26c布置在浮动扩散区域FD1侧的面向浮动扩散区域FD1的位置处。另外，传输晶体管TRV1的栅极电极58包含作为埋入部的主体部58b，主体部58b隔着栅极绝缘膜52与光电转换区域22的半导体层21相邻，在半导体层21的厚度方向（Z方向）上延伸，并且设置为在平面图中与光电转换区域22的中心线Lv₂偏离。

如图21B所示，光电转换区域26L的中心线Lv₂与主电荷传输路径R₂重叠，传输晶体管TRV1通过主电荷传输路径R₂将信号电荷从光电转换部25（n型半导体区域24）传输至浮动扩散区域FD1。即，浮动扩散区域FD1在平面图中设置在连接光电转换区域26L的两个角部26s₁和26s₂的外周边部26a的中间部中。另外，传输晶体管TRV1的栅极电极58包括埋入部（主体部58b），埋入部（主体部58b）在平面图中沿着主电荷传输路径R₂连接光电转换区域26L的中心部26c和光电转换区域26L的外周边部26a₁的中间部。

注意，中心线Lv₂也是光电转换区域26L的外周边部26a₁的线段的垂直平分线。

如图21A所示，浮动扩散区域FD2横跨中心线（虚拟线）Lv₃设置在隔离区域31中，中心线（虚拟线）Lv₃在平面图中与连接光电转换区域26R的两个角部26s₁和26s₂的外周边部26a正交并且穿过光电转换区域26R的中心部22c的中心线（虚拟线）Lv₃。

另外，如图21A所示，传输晶体管TRV2在平面图中相对于光电转换区域26R的中心部26c布置在浮动扩散区域FD2侧面向浮动扩散区域FD2的位置处。另外，传输晶体管TRV2的栅极电极58包括作为埋入部的主体部58b，主体部58b隔着栅极绝缘膜52与光电转换区域22的半导体层21相邻，在半导体层21的厚度方向（Z方向）上延伸，并且设置为在平面图中偏离光电转换区域22的中心线Lv₃。

如图21B所示，光电转换区域26R的中心线Lv₃与主电荷传输路径R₃重叠，传输晶体管TRV2通过主电荷传输路径R₃将信号电荷从光电转换部25（n型半导体区域24）传输至浮动扩散区域FD2。即，浮动扩散区域FD2设置在平面图中连接光电转换区域26R的两个角部26s₁和26s₂的外周边部26a的中间部中。另外，传输晶体管TRV2的栅极电极58包含埋入部（主体部58b），埋入部（主体部58b）在平面图中沿着主电荷传输路径R₃连接光电转换区域26L的中心部26c和光电转换区域26L的外周边部26a₁的中间部。

注意，中心线Lv₃也是光电转换区域26R的外周边部26a₁的线段的垂直平分线。

<光电转换区域中的信号电荷>

图21A所示的光电转换区域26L的中心部26c也是光电转换区域26L中包含的光电转换部25的中心部。此外，图21A所示的光电转换区域26R的中心部26c也是光电转换区域26R中包含的光电转换部25的中心部。

另一方面，如图20C所示，在第三实施方式中，两个光电转换区域26L和26R共用一个微透镜64A。因此，与上述第一实施方式不同，两个光电转换区域26L和26R中的各者的中心部26c不与微透镜的中心轴重叠。然而，即使在这种情况下，由于电位倾向于在两个光电转换区域26L和26R中的各者的中心部26c处最高，并且由光电转换部25L和25R通过光电转换生成的信号电荷在两个光电转换区域26R和26L中的各者的中心部22c处聚集最多，因此即使在相位差像素3X中，有效地将在光电转换区域26L和26R中的各者的中心部22c中生成的信号电荷传输至浮动扩散区域FD1和FD2，这依然是提高信号电荷传输特性的重要参数。

<传输晶体管的操作>

如图21B所示，当向栅极电极58施加电压并且传输晶体管TRV1导通时，在p型阱区域23中形成电连接平面图中的光电转换区域26L的中心部22c和浮动扩散区域FD1的主电荷传输路径R₂。然后，在光电转换部25的n型半导体区域24中经过光电转换的信号电荷中，在光电转换区域26L的中心部22c中经过光电转换的信号电荷经由主电荷传输路径R₂从n型半导体区域24（光电转换部25）传输至n型浮动扩散区域FD1。

如图21B所示，当向栅极电极58施加电压并且传输晶体管TRV2导通时，在p型阱区域23中形成电连接平面图中的光电转换区域26R的中心部22c和浮动扩散区域FD2的主电荷传输路径R₃。然后，在光电转换部25的n型半导体区域24中经过光电转换的信号电荷中，在光电转换区域26R的中心部22c中经过光电转换的信号电荷经由主电荷传输路径R₃从n型半导体区域24（光电转换部25）传输至n型浮动扩散区域FD2。

<自动对焦>

在包括第三实施方式的固体摄像装置1C的电子设备中，针对各像素3X读取设置在一个光电转换单元22X中的两个光电转换部25L和25R的信号电荷，并且检测其间的相位差。

当图像聚焦时，光电转换部25L和光电转换部25R中累积的信号电荷量没有差异。相比之下，当图像失焦时，光电转换部25L中累积的信号电荷Q1的量与光电转换部25R中累积的信息电荷Q2的量之间产生差异。然后，当图像失焦时，电子设备执行诸如移动物镜使得Q1和Q2彼此重合的操作。这就是自动对焦。

<信号电荷的流动>

在第三实施方式的光电转换单元22X中，光电转换区域26L和光电转换区域26R在光电转换单元22X的Y方向和Z方向上被内部隔离障壁39隔离。另外，尽管未详细示出，但是光电转换区域26L和光电转换区域26R中的各者的p型阱区域23通过内部隔离障壁39的凹部39a连接。因此，内部隔离障壁39的凹部39a中的p型阱区域23用作溢出路径。

另外，在凹部39a的阱区域23中，能够形成第一电位障壁。当光电转换区域26L的传输晶体管TRV1不将信号电荷从光电转换部25L传输至浮动扩散区域FD1时，能够形成比第一电位势垒高的第二电位障壁。另外，当光电转换区域26R的传输晶体管TRV2不将信号电荷从光电转换部25R传输至浮动扩散区域FD2时，能够形成比第一电位势垒高的第二电位障壁。

然后，光电转换区域26L和26R的光电转换部25L和25R能够独立地累积信号电荷，直到第一电位势垒的高度。然后，当累积的信号电荷的量超过第一电位障壁的高度时，信号电荷经由内部隔离障壁39的凹部39a中的溢出路径从光电转换区域26L和26R的光电转换部25L和25R中的一者流向另一者。

注意，如上所述，内部隔离障壁39从在平面图中隔着光电转换单元22B彼此相对的两个隔离区域31中的一个隔离区域31朝向另一隔离区域31突出，与另一隔离区域31一体化，并且具有连接光电转换区域26L和光电转换区域26R的凹部39a。

根据第三实施方式的固体摄像装置1C也可以应用本技术，并且能够获得与上述根据第一实施方式的固体摄像装置1A类似的效果。

[第三实施方式的变形例]

接下来，将说明第三实施方式的变形例。

<变形例3-1>

图22是示意性示出了根据本技术的第三实施方式的变形例3-1的一个像素的平面图。

如图22所示，在变形例3-1中，一个浮动扩散区域FD由两个光电转换区域26L和26R共用。变形例3-1的浮动扩散区域FD沿着两个光电转换区域26L和26R中的各者的外周边部26a₁设置在两个光电转换区域26L和26R中的各者的外周边部26a₁侧的隔离区域31中。

变形例3-1也可以应用本技术，并且能够获得与上述第三实施方式类似的效果。

<变形例3-2>

图23是示意性示出了根据本技术的第三实施方式的变形例3-2的一个像素的平面图。

如图23所示，在变形例3-2中，浮动扩散区域FD的中间部在上述变形例3-1的平面图中朝向内部隔离障壁39突出。即，变形例3-1的浮动扩散区域FD包括：第一部分，其沿着两个光电转换区域26L和26R中的各者的外周边部26a₁设置在位于两个光电转换区域26L、26R中各者的外周边部26a侧的隔离区域31中；和第二部分，其从第一部分的中间部朝向内部隔离障壁39突出。

变形例3-2也可以应用本技术，并且能够获得与上述第三实施方式类似的效果。

<变形例3-3>

图24是示意性示出了根据本技术的第三实施方式的变形例3-3的一个像素的平面图。

如图24所示，在变形例3-3中，浮动扩散区域FD1和FD2沿着X方向的宽度W1比第三实施方式的窄。在变形例3-3中，浮动扩散区域FD1和FD2中的各者的宽度W1小于栅极电极58的两个主体部58b之间的隔离距离W2（W1 < W2）。

如上所述，通过缩窄浮动扩散区域FD1和FD2的沿着X方向的宽度W1，能够抑制经由与栅极电极58的两个主体部58b彼此面对的一侧相反的一侧传输至浮动扩散区域FD1和FD2的信号电荷，并且增加经由两个主体部58b和58b之间的主电荷传输路径R2和R3传输至浮动扩散区域FD1和FD2的信号电荷。换言之，能够将主电荷传输路径缩窄到光电转换区域26L和26R的中心线Lv₁和Lv₂，从而能够进一步提高信号电荷的传输特性。

<变形例3-4>

图25是示意性示出了根据本技术的第三实施方式的变形例3-4的一个像素的平面图。

如图25所示，在变形例3-4中，包括p型半导体区域的电源接触区域WC设置在平面图中的光电转换单元22X的角部处。通过在隔离区域31的角部处设置不连续部35，能够容易地形成电源接触区域WC。

变形例3-4也可以应用本技术，并且能够获得与上述第三实施方式类似的效果。

<变形例3-5>

图26是示意性示出了根据本技术的第三实施方式的变形例3-5的一个像素的平面图。

如图26所示，在变形例3-5中，在平面图中位于光电转换单元22X的Y方向上的两侧的两个隔离区域31中，包含p型半导体区域的电源接触区域WC设置在被与设置有浮动扩散区域FD1和FD2隔离区域31不同的隔离区域31（第一延伸部31x）和内部隔离障壁39包围的不连续部35中。

变形例3-5也可以应用本技术，并且能够获得与上述第三实施方式类似的效果。

<变形例3-6>

图27是示意性示出了根据本技术的第三实施方式的变形例3-6的一个像素的平面图。

如图27所示，在变形例3-6中，在平面图中在各个光电转换区域26L和26R的中心线Lv1的两侧分别设置上述变形例1-4的在图11中图示的传输晶体管TRV1，而不是图20B所示的传输晶体管TRV1和TRV2。

变形例3-6也可以应用本技术，并且能够获得与上述第三实施方式类似的效果。

<变形例3-7>

图28是示意性示出了根据本技术的第三实施方式的变形例3-7的一个像素的平面图。

如图28所示，在变形例3-7中，在平面图中，在各个光电转换区域26L和26R的中心线Lv₂或Lv₃的两侧分别设置上述变形例1-5的图12所示的传输晶体管TRV，而不是图20B所示的传输晶体管TRV1和TRV2。

变形例3-7也可以应用本技术，并且能够获得与上述第三实施方式类似的效果。

<变形例3-8>

图29是示意性示出了根据本技术的第三实施方式的变形例3-8的一个像素的平面图。

如图29所示，在变形例3-8中，在传输晶体管TRV1和TRV2中，栅极电极58的两个主体部58b的形状彼此不同，并且左右不对称。

即，在变形例3-8的栅极电极58中，两个主体部58b中的一个（内部隔离障壁39侧）主体部58b被构造为具有与上述变形例1-2的在图9A中所示的主体部56b类似的形状（平面形状大致为正八边形），并且另一（第二延伸部31y侧）主体部58b被构造为具有与上述变形例1-3的在图10中所示的主体部56b类似的形状（平面形状为细长八边形）。

变形例3-8也可以应用本技术，并且能够获得与上述第三实施方式类似的效果。

<变形例3-9>

图30是示意性示出了根据本技术的第三实施方式的变形例3-9的一个像素的平面图。

如图30所示，变形例3-9具有如下构造：其中，上述变形例3-8中的各栅极电极58的头部58a和主体部58b与包含内部隔离障壁39的隔离区域31的侧面部接触，并且以自对准方式形成。具体地，在各栅极电极58的头部58a中，在位于纵向方向（X方向）上彼此相对的两端的一端侧与内部隔离障壁39的侧面部接触，并且另一端侧与隔离区域31的第二延伸部31y接触。另外，各栅极电极58的两个主体部58b中的一个主体部58b与内部隔离障壁39的侧面部接触，并且另一主体部58b与隔离区域31的第二延伸部31y的侧面部接触。

变形例3-9也可以应用本技术，并且能够获得与上述第三实施方式类似的效果。

<变形例3-10>

图31A是示意性示出了根据本技术的第三实施方式的变形例3-10的包括四个像素的一个像素块的平面图。

图31B是示意性示出了图31A的像素块中包含的像素的构造示例的平面图。

如图31A和图31B所示，在变形例3-10中，在一个像素块15X中包含的四个像素3X（3Xa、3Xb、3Xc和3Xd）中，浮动扩散区域FD1和FD2设置在位于沿着Y方向布置的两个像素3Xa和3Xb的光电转换区域26L之间和光电转换区域26R之间的隔离区域31（第一延伸部31x）中，并且浮动扩散区域FD1和FD2设置在位于沿着Y方向布置的两个像素3Xc和3Xd的光电转换区域26L之间和光电转换区域26R之间的隔离区域31（第一延伸部31x）中。另外，像素3Xa和像素3Xb之间的浮动扩散区域FD1被这两个像素3Xa和3Xb的光电转换区域26L共用，并且像素3Xs和像素3Xb之间的浮动扩散区域FD2被这两个像素3Xa和3Xb的光电转换区域26R共用。此外，像素3Xc和像素3Xd之间的浮动扩散区域FD1被两个像素3Xc和3Xd的光电转换区域26L共用，并且像素3Xc和像素3Xd之间的浮动扩散区域FD2被两个像素3Xc和3Xd的光电转换区域26R共用。

此外，在变形例3-10中，如图31B所示，在各个光电转换区域26L和26R中设置的像素晶体管Q中，一对主电极55a和55b中的一个主电极区域（例如，55a）由设置在隔离区域31中的侧接触区域41构成。

变形例3-10也可以应用本技术，并且能够获得与上述第三实施方式类似的效果。

<变形例3-11>

尽管未示出，但是可以使用具有图16A和图16B所示的横向结构的传输晶体管TRL，而不是光电转换区域26L的传输晶体管TRV1和光电转换区域26R的传输晶体管TRV2。

[第四实施方式]

在第四实施方式中，作为具有多层堆叠的半导体层的堆叠型光电检测装置，将说明本技术应用于例如包含半导体层的三层基体三层堆叠的三层堆叠型固体摄像装置的示例。

图32是示意性示出了根据本技术的第四实施方式的固体摄像装置的构造示例的分解图。

图33是示出了根据本技术的第四实施方式的固体摄像装置的像素和像素电路的构造示例的等效电路图。

如图32所示，根据本技术的第四实施方式的固体摄像装置1D包括三个基体（第一基体（第一基板）210、第二基体（第二基板）220和第三基体（第三基板）230）。固体摄像装置1D具有三个基体（第一基体210、第二基体220和第三基体230）堆叠的三维结构。第一基体210、第二基体220和第三基体230依次堆叠。

第一基体210在半导体层211中包括执行光电转换的多个传感器像素212。半导体层211对应于本技术（根据本公开的技术）的“第一半导体层”的具体示例。多个传感器像素212以矩阵形式设置在第一基体210的像素区域213中。

第二基体220在半导体层221中包括针对四个传感器像素212中的各者的一个像素电路（读取电路）222，像素电路输出基于从对应的传感器像素212输出的电荷的像素信号。半导体层221对应于本技术的“第二半导体层”的具体示例。第二基体220包括在行方向上延伸的多条像素驱动线223和在列方向上延伸的多条垂直信号线224。

第三基体230在半导体层231中包括对像素信号进行处理的逻辑电路232。逻辑电路232例如包括垂直驱动电路233、列信号处理电路234、水平驱动电路235和系统控制电路236。逻辑电路232（具体地，水平驱动电路）将针对各传感器像素212的输出电压Vout输出至外部。在逻辑电路232中，例如，可以在与源极和漏极接触的杂质扩散区域的表面上形成包括使用诸如CoSi₂或NiSi等自对准硅化物（自对准多晶硅化物）工艺形成的硅化物的低电阻区域。

垂直驱动电路233例如逐行依次选择多个传感器像素212。列信号处理电路234对从垂直驱动电路233选择的行中的各传感器像素212输出的像素信号执行例如相关双采样（CDS）处理。列信号处理电路234例如通过执行CDS处理来提取像素信号的信号电平，并且保存根据各传感器像素212接收到的光量的像素数据。水平驱动电路235例如依次将列信号处理电路234中保持的像素数据输出至外部。系统控制电路236例如控制逻辑电路232的各块（垂直驱动电路233、列信号处理电路234和水平驱动电路235）的驱动。

图33示出了传感器像素212和像素电路222的示例。在第四实施方式中，如图28所示，将说明四个传感器像素212共用一个像素电路222的情况。这里，“共用”是指四个传感器像素212的输出被输入至共用的像素电路222。

各传感器像素212具有共同的组件。在图28中，在传感器像素212的组件的附图标记的末尾添加了标识号（1、2、3和4），以便将传感器像素212的组件彼此区分。在以下说明中，在需要将传感器像素212的组件彼此区分的情况下，在传感器像素212的组件的附图标记的末尾添加标识号，但是在不需要将传感器像素212的组件彼此区分的情形下，省略传感器像素212的组件的附图标记末尾的标识号。

各传感器像素212例如包括光电二极管PD、电连接至光电二极管PD的传输晶体管TR以及作为电荷保持部的临时保持经由传输晶体管TR从光电二极管PD输出的信号电荷的浮动扩散区域FD。

光电二极管PD对应于第一至第四实施方式中说明的光电转换部25的具体示例。光电二极管PD通过执行光电转换来生成根据接收到的光量的电荷。光电二极管PD的阴极电连接至传输晶体管TR的源极，并且光电二极管PD的阳极电连接至基准电位线（例如，接地）。传输晶体管TR的漏极电连接至浮动扩散区域FD，并且传输晶体管TR的栅极电连接至像素驱动线223。与上述第一实施方式类似，逻辑电路232例如包括互补MOS（CMOS）电路。

共用一个像素电路222的传感器像素212的浮动扩散区域FD彼此电连接，并且电连接至共用像素电路222的输入端。像素电路222例如包括复位晶体管RST、选择晶体管SEL和放大晶体管AMP。注意，可以根据需要省略选择晶体管SEL。复位晶体管RST的源极（像素电路222的输入端）电连接至浮动扩散区域FD，并且复位晶体管RST的漏极电连接至电源线VDD和放大晶体管AMP的漏极。复位晶体管RST的栅极电连接至像素驱动线223（参照图32）。放大晶体管AMP的源极电连接至选择晶体管SEL的漏极，并且放大晶体管AMP的栅极电连接至复位晶体管RST的源极。选择晶体管SEL的源极（像素电路322的输出端）电连接至垂直信号线224，并且选择晶体管SEL的栅极电连接至像素驱动线223（参照图32）。

当传输晶体管TR导通时，传输晶体管TR将光电二极管PD的电荷传输至浮动扩散区域FD。复位晶体管RST将浮动扩散区域FD的电位复位到预定电位。当复位晶体管RST导通时，浮动扩散区域FD的电位被复位为电源线VDD的电位。选择晶体管SEL控制来自像素电路122的像素信号的输出时序。放大晶体管AMP生成与扩散区域FD中保持的电荷的电平相对应的电压的信号作为像素信号。放大晶体管AMP构成源极跟随器放大器，并且输出具有与各光电二极管PD中产生的电荷的电平相对应的电压的像素信号。当选择晶体管SEL导通时，放大晶体管AMP放大浮动扩散区域FD的电位，并且经由垂直信号线224向列信号处理电路234输出与该电位相对应的电压。复位晶体管RST、放大晶体管AMP和选择晶体管SEL例如是CMOS晶体管。

尽管未详细示出，但是参照上述第二实施方式的图19B，在第五实施方式中，设置在第一基体210的半导体层211中的浮动扩散区域FD和设置在与第一基体210不同的第二基体220的半导体层221中的放大晶体管AMP的栅极电极54经由导电路径95电连接。另外，作为第五实施方式的传输晶体管TR，可以使用在上述实施方式（第一至第三实施方式）及其变形例中说明的传输晶体管TRV、TRV₁、TRV₂、TRV1、TRV2、TRL等。

因此，在根据第四实施方式的固体摄像装置1D中，也能够获得与上述实施方式及其变形例类似的效果。即，本技术还可以应用于具有三个基板（第一基体210、第二基体220和第三基体230）堆叠的三维结构的固体摄像装置1D。

[第五实施方式]

在该第五实施方式中，将说明在一个光电转换区域中设置具有横向结构的两个传输晶体管作为传输晶体管的情况。

图34是示意性示出了根据本技术的第五实施方式的固体摄像装置的像素和像素电路的构造示例的等效电路图。

图35是示意性示出了根据本技术的第五实施方式的固体摄像装置中的像素阵列部中包含的像素块的构造示例的平面图。

图36是示意性示出了图35的像素块中包含的像素的构造示例的平面图。

图37是示意性示出了沿着图36中的线a36-a36截取的纵向截面结构的纵向截面图。

图38是示出了像素电路和传输晶体管的第一操作示例的时序图。

图39是示出了像素电路和传输晶体管的第二操作示例的时序图。

图40A是示意性示出了沿着图36中的中心线截取的纵向截面结构的纵向截面图。

图40B是示意性示出了光电转换区域的对角线的平面图。

根据本技术的第五实施方式的各个摄像装置1E基本上具有与根据上述第一实施方式的各个摄像装置1A类似的构造，但是像素3的构造不同。

即，如图34至图37所示，第五实施方式的像素3包括具有横向结构的两个传输晶体管TRL-1和TRL-2，而不是上述第一实施方式的图3至图6B所示的具有垂直结构的传输晶体管TRV。其他构造与上述第一实施方式的大致类似。

然而，如图37所示，n型半导体区域24的上部侧的构造略有不同。具体地，第五实施方式的n型半导体区域24包括：主半导体部24a，其与半导体层21的第一面部S1分离，并且从第一面部S1侧朝向第二面部S2侧（参照图6A）延伸；和突出半导体部24b，其从主半导体部24a的上部侧朝向半导体层21的第一面部S1侧突出，并且与半导体层21的第一面部S1分离。

第五实施方式的两个传输晶体管TRL-1和TRL-2中的各者具有与上述变形例1-9的图16A和图16B所示的具有横向结构的传输晶体管TRL大致相似的构造。

即，如图36和图37所示，第五实施方式的两个传输晶体管TRL-1和TRL-2中的各者设置在半导体层21的第一面部S1侧的光电转换区域22中。两个传输晶体管TRL-1和TRL-2中的各者包括设置在半导体层21的第一面部S1外侧的栅极电极59，以及设置在栅极电极59与半导体层21之间的栅极绝缘膜52。另外，两个传输晶体管TRL-1和TRL-2中的各者还包括：用作沟道形成部的p型阱区域23以及用作源极区域和漏极区域的n型半导体区域24和n型浮动扩散区域FD。两个传输晶体管TRL-1和TRL-2共用用作源极区域和漏极区域的n型半导体区域24和n型浮动扩散区域FD，并且如图34所示并联连接。

如图36所示，两个传输晶体管TRL-1和TRL-2中的各者的栅极电极59在平面图中相对于光电转换区域22的中心部22c位于浮动扩散区域FD侧，并且分别设置在光电转换区域22的中心线Lv₁的两侧。换言之，在平面图中，两个传输晶体管TRL-1和TRL-2中的一个传输晶体管TRL-1的栅极电极59设置在光电转换区域22的中心线Lv₁的一侧（图36中的中心线Lv₁的左侧），另一传输晶体管TRL-2的栅极电极59设置在光电转换区域22的中心线Lv₁的另一侧（图36中的中心线Lv₁的右侧）。另外，在平面图中，两个传输晶体管TRL-1和TRL-2的栅极电极59沿着与光电转换区域22的中心线Lv₁正交的方向排列。

两个传输晶体管TRL-1和TRL-2中的各者的栅极电极59例如具有矩形平面形状。两个传输晶体管TRL-1和TRL-2中的各者的栅极电极59的平面尺寸小于上述变形例1-9的在图16A和图16B中所示的传输晶体管TRL的栅极电极59的平面尺寸。即，两个传输晶体管TRL-1和TRL-2中的各者的平面尺寸小于传输晶体管TRL的平面尺寸。

注意，如上述第一实施方式所述，浮动扩散区域FD设置在半导体层21的第一面部S1侧的隔离区域31中（参照图36和图40A）。另外，如图40A所示，浮动扩散区域FD设置在光电转换区域22的侧面部的外侧，并且物理地（结构上地）连接至光电转换区域22的侧面部（半导体层21的侧面部）。另外，浮动扩散区域FD例如由导入了用于降低电阻值的杂质的多晶硅膜构成，并且具有n型导电型。在这种情况下，如图40A所示，杂质通过热处理等从隔离区域31的多晶硅膜朝向光电转换区域22扩散，扩散的杂质在光电转换区域22的侧面部形成n型半导体区域27。因此，自然也可以将包含n型半导体区域27的区域定义为浮动扩散区域FD。

<<第五实施方式的主要效果>>

接下来，将说明第五实施方式的主要效果。

如图36所示，在根据第五实施方式的固体摄像装置1E中，与上述第一实施方式类似，浮动扩散区域FD设置在隔离区域31中。因此，与现有技术在光电转换区域22中设置浮动扩散区域FD的情况相比，即使从实现更高分辨率的角度而将像素3小型化，也能够确保传输晶体管TRV与浮动扩散区域FD之间的距离，并且能够减轻白点的担忧。

另外，与上述第一实施方式类似，第五实施方式的浮动扩散区域FD横跨中心线Lv₁设置在隔离区域31中，中心线Lv₁在平面图中与连接光电转换区域22的两个角部22S₁和22S₂的外周边部22a₁正交并且穿过光电转换区域22的中心部22c。因此，与现有技术中的从光电转换区域22的中心部22c观察时在倾斜方向上布置传输晶体管和浮动扩散区域FD的情况相比，能够缩短从光电转换区域22的中心部22c到浮动扩散区域FD的距离，并且能够提高信号电荷的传输特性。

另外，由于能够提高信号电荷的传输特性，因此能够将光电转换区域22的中心部22c中产生最多的信号电荷有效地传输至浮动扩散区域FD。

因此，与上述根据第一实施方式的固体摄像装置1A类似地，利用根据第一实施方式的固体摄像装置1E能够提高图像质量性能。

另外，如图40A所示，由于第五实施方式的浮动扩散区域FD与上述第一实施方式类似地设置在光电转换区域22的侧面部上，因此与浮动扩散区域FD设置在光电转换器区域22中（内部）的常规情况相比，在具有相同平面尺寸的光电转换区域22中，能够增大光电转换部25的体积，并且能够增大饱和信号电平Qs。因此，能够扩大动态范围。

注意，考虑到在光电转换区域22的中心部22c中产生的信号电荷的传输效率，两个传输晶体管TRL-1和TRL-2中的各者优选地布置在平面图中的相对于光电转换区域22c的中心部22c位于浮动扩散区域FD侧的面向浮动扩散区域FD的位置处（参照图36）。

此外，在第五实施方式中，考虑到在光电转换区域22的中心部22c中生成的信号电荷的传输效率，两个传输晶体管TRL-1和TRL-2中的各者的栅极电极59优选地布置在平面图中的偏离光电转换区域22的中心线Lv₁的位置处（参照图36）。

此外，考虑到电场对浮动扩散区域FD的影响和信号电荷的传输效率，如图40B所示，两个传输晶体管TRL-1和TRL-2中的各者的栅极电极59优选地位于平面图中的相对于光电转换区域22的中心部22c的浮动扩散区域FD侧，并且优选地以在平面图中与对角线22d₁和22d₂重叠的方式布置。具体地，优选地，将两个传输晶体管TRL-1和TRL-2中的各者布置为使得传输晶体管TRL-1的栅极电极59与对角线22d₁重叠，并且传输晶体管TRL-2的栅极电极59与对角线22d₂重叠。

这里，一个像素3的传输性能（将信号电荷从光电转换部25（PD）传输至浮动扩散区域FD的传输性能）取决于传输晶体管的栅极电极的尺寸扩展。在上述图16A和图16B所示的变形例1-9的像素3中，光电转换部25由于光电转换生成的信号电荷通过一个传输晶体管TRL（即，一个栅极电极TRL）传输至浮动扩散区域FD。通常，当向栅极电极59施加栅极电压（驱动电压）以激励（驱动）传输晶体管TRL时，栅极电极59下方的调制变得不均匀，从而在栅极电极59下方发生势垒。该势垒随着栅极电极59尺寸的增大而增大。因此，通过增大栅极电极59的尺寸，增大了调制区域，并且提高了传输性能。然而，栅极电极59的尺寸的增大也导致栅极电极59下方的势垒增大，从而导致折衷。

另一方面，在第五实施方式中，如图36和图37所示，光电转换部25由于光电转换生成的信号电荷通过两个传输晶体管TRL-1和TRL-2（即，两个栅极电极59）传输至浮动扩散区域FD。在信号电荷由两个栅极电极59传输的情况下，与如上所述的变形例1-9中信号电荷由一个栅极电极59传输的情况相比，能够抑制由于施加电压时的非均匀调制而在栅极电极59下方产生的势垒。换言之，通过将栅极电极划分成两个栅极电极59而不是以相同面积形成一个栅极电极，能够提高栅极电极59下方的势垒。另外，这对于调整鞍点（saddle point）是有利的。

另外，通过增大两个栅极电极59中的各者的尺寸，提高了调制性能，并且还能够改善传输性能。

此外，在第五实施方式的像素3中，如图38所示，通过在同一时序向两个传输晶体管TRL-1和TRL-2中的各者的栅极电极59施加栅极电压以同时驱动两个传输晶体TRL-1和TR2，可以执行与上述变形例1-9的图16A和图16B中所示的利用一个大栅极电极59传输信号电荷的情况等效的电荷传输。

此外，在第五实施方式的像素3中，如图39所示，通过先驱动两个传输晶体管TRL-1和TRL-2中的一者（图39中的TRL-1），可以利用低栅极电压（栅极信号）驱动另一传输晶体管（图39的TRL-2），并且总的来说，能够降低驱动两个传输晶体管TRL-1和TRL-2所需的功率（栅极信号的时序有差异，电平高度相近）。

[第六实施方式]

在第六实施方式中，将说明在一个电转换区域中设置具有垂直结构的两个传输晶体管作为传输晶体管的情况。

图41是示意性示出了根据本技术的第六实施方式的固体摄像装置的像素阵列部中包括的像素的构造示例的平面图。

图42是示意性示出了沿着图41中的线a41-a41截取的纵向截面结构的纵向截面图。

根据本技术的第六实施方式的固体摄像装置1F基本上具有与上述根据第一实施方式的固体摄像装置1A类似的构造，但是像素3的构造不同。

即，如图41和图42所示，第六实施方式的像素3包括具有垂直结构的两个传输晶体管TRV-1和TRV-2。其他构造与上述第一实施方式的大致类似。

根据第六实施方式的两个传输晶体管TRV-1和TRV-2中的各者具有与上述第一实施方式的图5至图6B所示的具有垂直结构的传输晶体管TRV大致类似的构造。

即，如图41和图42所示，根据第六实施方式的两个传输晶体管TRV-1和TRV-2中的各者设置在半导体层21的第一面部S1侧的光电转换区域22中。另外，两个传输晶体管TRV-1和TRV-2中的各者包括设置在半导体层21的第一面部S1侧的栅极电极53，以及设置在栅极电极53与半导体层21之间的栅极绝缘膜52。此外，两个传输晶体管TRV-1和TRV-2中的各者还包括用作沟道形成部的p型阱区域23以及用作源极区域和漏极区域的n型半导体区域24和n型浮动扩散区域FD。两个传输晶体管TRV-1和TRV-2共用用作源极区域和漏极区域的n型半导体区域24和n型浮动扩散区域FD，并且并联连接。

与上述第一实施方式的栅极电极53类似，如图41和图42所示，两个传输晶体管TRV-1和TRV-2中的各者的栅极电极53包括：头部53a，其隔着栅极绝缘膜52设置在半导体层21的第一面部S1外侧；和主体部53b，其从头部53a向着半导体层21（光电转换区域22）的内部突出，并且隔着栅极绝缘膜52与半导体层21相邻。然而，第六实施方式与上述第一实施方式的不同之处在于栅极电极53的头部53a和主体部53b的形状。

如图41所示，两个传输晶体管RV-1和TRV-2中的各者的栅极电极53位于平面图中的相对于光电转换区域22的中心部22c的浮动扩散区域FD侧，并且分别设置在光电转换区域220的中心线Lv₁的两侧。换言之，在平面图中，两个传输晶体管TRV-1和TRV-2中的一个传输晶体管TRV-1的栅极电极53设置在光电转换区域22的中心线Lv₁的一侧（图41中的中心线Lv₁的左侧），并且另一传输晶体管TRV-2的栅极电极53设置在光电转换区域22的中心线Lv₁的另一侧（图42中的中心线Lv₁的右侧）。另外，两个传输晶体管TRV-1和TRV-2的栅极电极53在平面图中沿着与光电转换区域22的中心线Lv₁正交的方向布置。

两个传输晶体管TRV-1和TRV-2中的各者的栅极电极53的平面尺寸小于上述第一实施方式的图5和图6A所示的传输晶体管TRV的栅极电极53的平面尺寸。即，两个传输晶体管TRV-1和TRV-2中的各者的平面尺寸小于传输晶体管TRV的平面尺寸。

根据第六实施方式的固体摄像装置1F也能够产生与上述根据第五实施方式的固体摄像装置1E产生的效果类似的效果。

另外，在两个传输晶体管TRV-1和TRV-2中，由于栅极电极53的腿部53b平行排布，因此能够增强信号电荷在垂直方向上从光电转换部25朝向浮动扩散区域FD的传输（读取性能）。

另外，在第六实施方式的像素3中，由于两个传输晶体管TRV-1和TRV-2中的各者能够被单独地驱动并且稳定过程得以加快，因此施加至各主体部分53的寄生电容减小，并且能够降低电压，并且能够缩短驱动时间。

[第七实施方式]

图43是示意性示出了根据本技术的第七实施方式的固体摄像装置的像素阵列部中包括的像素的构造示例的平面图。

图44是示意性示出了沿着图43中线a43-a43截取的纵向截面结构的纵向截面图。

根据本技术的第七实施方式的固体摄像装置1G基本上具有与上述根据第五实施方式的固体摄像装置1E类似的构造，但是像素3的构造不同。

即，如图43和图44所示，第七实施方式的像素3还包括杂质扩散隔离区域28，在平面图中杂质扩散隔离区域28在具有横向结构的两个传输晶体管TRL-1和TRL-2之间设置于半导体层21（光电转换区域22）中。其他构造与上述第五实施方式的大致类似。

如图43所示，杂质扩散隔离区域28在平面图中与光电转换区域22的中心线Lv₁重叠，并且跨越光电转换区域的中心部22c和浮动扩散区域FD延伸。另外，该杂质扩散隔离区域28在平面图中横穿两个传输晶体管TRL-1和TRL-2的栅极电极59之间。另外，如图44所示，杂质扩散隔离区域28与半导体层21的第一面部S1分离，并且从半导体层21的第一面部S1朝向相反侧（第二面部S2侧）延伸。杂质扩散隔离区域28由杂质浓度比p型阱区域23更高的p型半导体区域构成。

根据第七实施方式的固体摄像装置1G也能够产生与上述根据第五实施方式的固体摄像装置1E产生的效果类似的效果。

另外，通过在两个传输晶体管TRL-1和TRL-2各自的栅极电极59之间的半导体层21（光电转换区域22）中设置杂质扩散隔离区域28，能够在半导体层21的厚度方向（Z方向）上设置从光电转换区域22（光电转换部25）的中间部至栅极电极59下方的主电荷传输路径，并且该主电荷传输路径起到引导信号电荷的作用，从而能够抑制信号电荷在两个传输晶体管TRL-1和TRL-2的栅极电极59之间的半导体管层21内发生滞留。

另外，通过在两个传输晶体管TRL-1和TRL-2的栅极电极59之间的半导体层21（光电转换区域22）中设置杂质扩散隔离区域28，即使当光电转换部25（光电二极管PD）中的电荷累积能力提高时，也能够防止光电转换部的损坏。

[第八实施方式]

在上述第一至第七实施方式中，已经说明了浮动扩散区域FD在平面图中横跨光电转换区域22的中心线Lv₁设置在隔离区域31中的情况，但是在第八实施方式中，将说明浮动扩散区域FD设置在与光电转换区域22的角部相邻的隔离区域31中的情况。

图45是示意性示出了根据本技术的第八实施方式的固体摄像装置的像素阵列部中包含的像素块的构造示例的平面图。

图46是示意性示出了图45的像素块中包含的像素的构造示例的平面图。

根据本技术的第八实施方式的固体摄像装置1H基本上具有与上述根据第五实施方式的固体摄像装置1E类似的构造，但是在以下构造上不同。

即，在根据第八实施方式的固体摄像装置1H中，两个传输晶体管TRL-1和TRL2的布置不同，并且一个像素块15中包含的四个像素3（3a、3b、3c和3d）共用一个浮动扩散区域FD3。

如图46所示，第八实施方式的浮动扩散区域FD3设置在作为像素块15的中央部的隔离区域31的第一延伸部31x和第二延伸部31y相交的相交部（相交点）31xy处。另外，第八实施方式的浮动扩散区域FD3具有沿着隔离区域31的第一延伸部31x和第二延伸部31y中的各者延伸的十字平面形状。即，如图45和图46所示，第八实施方式的浮动扩散区域FD3设置在平面图中与像素块15中包含的四个光电转换区域22中的各者的角部22S₂相邻的隔离区域31中。

此外，如图45和图46所示，在第八实施方式中，在像素块15中包含的四个像素3（3a、3b、3c和3d）中，各像素3的两个传输晶体管TRL-1和TRL2设置在平面图中的相对于各光电转换区域22的中心部22c的角部22S₂侧，即，浮动扩散区域FD侧。另外，在四个像素3（3a、3b、3c和3d）中，如图46所示，两个传输晶体管TRL-1和TRL2中的各者的栅极电极59在平面图中设置在浮动扩散区域FD侧（光电转换区域22的角部22S2侧），并且沿着与从光电转换区域22的浮动扩散区域FD侧的角部22S₂向内延伸的对角线22d₂相交的方向Cd排布。在第八实施方式中，例如，两个传输晶体管TRL-1和TRL2的栅极电极59沿着与对角线22d2正交的方向Cd排布。另外，两个传输晶体管TRL-1和TRL2中的各者的栅极电极59布置为使得在平面图中各栅极电极59的一个矩形侧边部与对角线22d₂平行。

根据第八实施方式的固体摄像装置1H也能够产生与上述根据第五实施方式的固摄像装置1E产生的效果类似的效果。

此外，通过在与光电转换区域22的角部22S₂相邻的隔离区域31中设置浮动扩散区域FD，像素块15中包含的四个像素3（3a、3b、3c和3d）可以共用一个浮动扩散区域FD。

注意，如参照图46所述，两个传输晶体管TRL-1和TRL2的栅极电极59的排布方向可以被定义为与构成电转换区域22的浮动扩散区域FD3侧的角部22S₂的两个边部26a₁和26a₄中的各者以45度角相交的虚拟线的延伸方向。

[第九实施方式]

图47是示意性示出了根据本技术的第九实施方式的固体摄像装置的像素阵列部中包含的像素块的构造示例的平面图。

图48是示意性示出了图47的像素块中包含的像素的构造示例的平面图。

根据本技术的第九实施方式的固体摄像装置1I基本上具有与上述根据第八实施方式的固体摄像装置1H类似的构造，但是两个传输晶体管TRL-1和TRL2的栅极电极59的形状不同。

即，如图47和图48所示，一个像素块15中包含的四个像素3（3a、3b、3c和3d）的两个传输晶体管TRL-1和TRL2中的各者的栅极电极59的平面形状例如构造为等腰直角三角形。另外，两个传输晶体管TRL-1和TRL2被布置为使得各个栅极电极59的等腰直角三角形的底边在平面图中位于隔离区域31侧，并且沿着与从光电转换区域22的位于浮动扩散区域FD侧的角部22S₂向内延伸的对角线22d₂相交的方向Cd布置。

同样在根据第九实施方式的固体摄像装置1I中，能够获得与上述根据第八实施方式的固体摄像装置1H类似的效果。

注意，如参照图48所述，在第九实施方式中，同样可以将两个传输晶体管TRL-1和TRL2的栅极电极59的排布方向定义为与构成电转换区域22的浮动扩散区域FD3侧的角部22S₂的两个边部26a₁和26a₄中的各者以45度角相交的虚拟线的延伸方向。

[第十实施方式]

在第十实施方式中，将说明本技术应用于包含相位差像素的固体摄像装置的示例。

图49是示意性示出了根据本技术的第十实施方式的固体摄像装置的像素阵列部中包含的像素块的构造示例的平面图。

图50是示意性示出了图49的像素块中包含的像素的构造示例的平面图。

图51是示出了图50的光电转换区域中的栅极电极的布置方向的平面图。

根据本技术的第十实施方式的固体摄像装置1J基本上具有与上述根据第三实施方式的固体摄像装置1C类似的构造，但是在像素块、浮动扩散区域和像素的构造上不同。

即，如图49和图50所示，根据第十实施方式的像素块15J包括在Y方向上布置的两个像素3X（3X₁和3X₂），并且这两个像素3X（3X₁和3X₂）的平面图案是具有两个像素的边界作为翻转轴的翻转图案。

此外，根据第十实施方式的各像素3X包括具有上述第九实施方式的图47和图48所示的横向结构的两个传输晶体管TRL-1和TRL-2，而不是具有上述第三实施方式的在图20B和图20C中所示的垂直结构的传输晶体管TRV。另外，在第十实施方式中，设置浮动扩散区域FD4而不是上述第三实施方式的在图20B中所示的浮动扩散区域FD1和FD2。根据第十实施方式的像素3X（3X₁和3X₂）是检测设置在一个光电转换单元22X中的两个光电转换部25L和25R之间的相位差的相位差像素。

第十实施方式的浮动扩散区域FD4设置在像素块15J的中心部以及Y方向上布置的两个像素3X（3X₁和3X₂）之间的隔离区域31（第一延伸部31x）与Y方向上布置的两个像素33X（3X₁与3X₂）中的各者的内部隔离障壁39相交的部分中。另外，第十实施方式的浮动扩散区域FD4具有在像素块15J的中心部沿着隔离区域31的第一延伸部31x的方向延伸并且沿着在Y方向上布置的两个像素3X（3X₁与3X₂）中的各者的内部隔离障壁39延伸的十字平面形状。即，如图49和图50所示，在平面图中像素块15包含的两个像素3X（3X₁与3X₂）中，第十实施方式的浮动扩散区域FD4设置在与一个像素3X₁中包含的两个光电转换区域26L和26R中的各者的角部22S₂以及另一像素3X₂中包含的两个光电转换区域26L和26R中的各者的角部22S₂相邻的隔离区域31的第一延伸部31x中。

如图50所示，在像素块15J中包含的两个像素3X（3X₁和3X₂）中的各者的光电转换区域26L和26R中，两个传输晶体管TRL-1和TRL2在平面图中相对于光电转换区域26L和26R中的各者的中心部26c设置在角部26S₂侧，即浮动扩散区域FD4侧。

另外，如图51所示，设置于光电转换区域26L和26R之中的光电转换区域26L中的两个传输晶体管TRL-1和TRL2的栅极电极59在平面图中设置在浮动扩散区域FD4侧（光电转换区域26L的角部22S₂侧），并且沿着与从光电转换区域26L的浮动扩散区域FD4侧的角部22S₂向内延伸的虚拟线29L相交的方向Cd₁排布。另外，如图51所示，在平面图中，设置在光电转换区域26R中的两个传输晶体管TRL-1和TRL2的栅极电极59设置在浮动扩散区域FD4侧（光电转换区域26R的角部22S₂侧），并且沿着与从光电转换区域26R的浮动扩散区域FD4侧的角部22S₂向内延伸的虚拟线29R相交的方向Cd₂排布。在第十实施方式中，例如，两个传输晶体管TRL-1和TRL2的栅极电极59沿着与虚拟线29L和29R正交的方向Cd₁和Cd₂排布。

另外，两个传输晶体管TRL-1和TRL2中的各者的栅极电极59沿着平面图中的一个矩形边部与虚拟线29L或29R平行的方向排布。

本技术也可以应用于根据第十实施方式的固体摄像装置1J，并且能够获得与上述根据第五实施方式的固体摄像装置1E类似的效果。

注意，如参照图50所述，两个传输晶体管TRL-1和TRL2的栅极电极59的布置方向可以被定义为与构成电转换区域26L或22R的位于浮动扩散区域FD4侧的角部26S₂的两个边部26a₁和26a₄中的各者以45度角相交的虚拟线的延伸方向。

[第十一实施方式]

图52是示意性示出了根据本技术的第十一实施方式的固体摄像装置的像素阵列部中包含的像素块的构造示例的平面图。

图53是示意性示出了图52的像素块中包括的像素的构造示例的平面图。

根据本技术的第十一实施方式的固体摄像装置1K基本上具有与根据上述第八实施方式的固体成像器件1H类似的构造，但是两个传输晶体管TRL-1和TRL2中的各者的栅极电极59的平面形状不同。

即，如图52和图53所示，根据第十一实施方式的两个传输晶体管TRL-1和TRL2中的各者的栅极电极59例如形成为具有三条边的长度彼此不同的平面形状的直角三角形。另外，如图53所示，根据第十一实施方式的两个传输晶体管TRL-1和TRL2的栅极电极59沿着与构成光电转换区域22的浮动扩散区域FD3侧的角部22S₂的两个边部22a₁和22a₄中的各者以45度角相交的虚拟线29的延伸方向排布。另外，两个传输晶体管TRL-1和TRL2的栅极电极59布置为使得直角三角形的斜边部在平面图中彼此相邻并且彼此平行。

本技术也可以应用于根据第十实施方式的固体摄像装置1K，并且能够获得与根据上述第八实施方式的固体摄像装置1H类似的效果。

[第十二实施方式]

图54是示意性示出了根据本技术的第十二实施方式的固体摄像装置的像素阵列部中包括的像素块的构造示例的平面图。

图55是示意性示出了图54的像素块中包括的像素的构造示例的平面图。

根据本技术的第十二实施方式的固体摄像装置1L基本上具有与上述根据第十实施方式的固体摄像装置1J类似的构造，但是两个传输晶体管TRL-1和TRL2中的各者的栅极电极59的平面形状不同。

即，如图54和图55所示，与上述第十一实施方式类似，根据第十二实施方式的两个传输晶体管TRL-1和TRL2中的各者的栅极电极59例如形成为具有三条边的长度彼此不同的平面形状的直角三角形。

另外，如图55所示，设置在光电转换区域26L侧的两个传输晶体管TRL-1和TRL2中的各者的栅极电极59在平面图中设置在浮动扩散区域FD4侧（光电转换区域26L的角部26S₂侧），并且沿着与构成光电转换区域26L的浮动扩散区域FD4侧的角部26S₂的两个边部26a₁和26a₄中的各者以45度角相交的虚拟线29L₁的延伸方向排布。另外，两个传输晶体管TRL-1和TRL2的栅极电极59布置为使得栅极电极59的直角三角形的斜边部在平面图中彼此相邻并且彼此平行。

另外，如图55所示，设置在光电转换区域26R侧的两个传输晶体管TRL-1和TRL2中的各者的栅极电极59在平面图中设置在浮动扩散区域FD4侧（光电转换区域26L的角部26S₂侧），并且沿着与构成光电转换区域26R的浮动扩散区域FD4侧的角部26S₂的两个边部26a₁和26a₄中的各者以45度角相交的虚拟线29L₂的延伸方向排布。另外，两个传输晶体管TRL-1和TRL2的栅极电极59布置为使得栅极电极59的直角三角形的斜边部在平面图中彼此相邻并且彼此平行。

本技术也可以应用于根据第十二实施方式的固体摄像装置1L，并且能够获得与上述根据第十实施方式的固体摄像装置1J类似的效果。

另外，根据第十实施方式的两个传输晶体管TRL-1和TRL2中的各者的栅极电极59与光电转换区域26L或26R的中心部26c之间的距离存在差异，并且存在与光电转换区域26L或26L的中心部26c靠近的栅极电极59和远离的栅极电极59。因此，能够根据环境进行驱动，诸如在明亮环境中仅在栅极电极59靠近光电转换区域26L或26R的中心部26c的方向上驱动传输晶体管（图55中的传输晶体管TRL-1），并且在黑暗环境中驱动两个传输晶体管TRL-1和TRL2传输信号电荷，并且能够降低功耗并提高浮动扩散区域FD中保持的信号电荷的读取速度。

[其他实施方式]

在上述第五至第九和第十一实施方式中，已经说明了在一个光电转换区域22中设置有共用源极区域和漏极区域（n型半导体区域24和n型浮动扩散区域FD或FD3）的两个传输晶体管TRL-1和TRL-2（TRV-1和TRV-2）的情况，但是传输晶体管的数量不限于两个，并且可以是两个以上。

此外，在上述第十和第十二实施方式中，已经说明了在光电转换区域26L和26R中的各者中设置有共用源极区域和漏极区域（n型半导体区域24和n型浮动扩散区域FD4）的两个传输晶体管TRL-1和TRL-2的情况，但是传输晶体管的数量不限于两个，并且可以是两个以上。

[第十三实施方式]

<<电子设备的应用例>>

本技术（本公开的技术）例如可以应用于诸如数码相机或数字摄像机等摄像装置、具有摄像功能的移动电话或具有摄像功能的其他设备等各种电子设备。

图56是示出了根据本技术的第五实施方式的电子设备（例如，相机）的示意性构造的图。

如图56所示，电子设备300包括固体摄像装置301、光学透镜302、快门装置303、驱动电路304和信号处理电路305。电子设备300是在将根据本技术的第一至第五实施方式的固体摄像装置1A至1L和根据上述实施方式的变形例的固体摄像装置中的一者用作电子设备（例如，相机）中的固体摄像装置301的情况下的实施方式。

光学透镜302在固体摄像装置301的摄像面上形成来自被摄体的图像光（入射光306）的图像。因此，信号电荷在固体摄像装置301中累积在一定时间段。快门装置303控制固体摄像装置301的光照射时段和遮光时段。驱动电路304供给用于控制固体摄像装置301的传输操作和快门装置303的快门操作的驱动信号。根据从驱动电路304供给的驱动信号（时序信号），固体摄像装置301执行电荷传输。信号处理电路305对从固体摄像装置301输出的信号（像素信号（图像信号）执行各种类型的信号处理。经过信号处理而获得的视频信号被存储在诸如存储器等存储介质中，或者被输出至监视器。

利用这样的构造，由于在固体摄像装置301中提高了图像质量性能，因此能够提高第六实施方式的电子设备300的图像质量性能。

注意，可以应用上述根据实施方式的固体摄像装置的电子设备300不限于相机，并且固体摄像装置还可以应用于其他电子设备。例如，固体摄像装置可以应用于诸如移动电话或平板终端等移动设备的相机模块等摄像装置。

此外，本技术可以应用于任何光电检测装置，其不仅包括作为图像传感器的上述固体摄像装置而且也包括被称为飞行时间（ToF）传感器并测量距离的测距传感器等。这样的测距传感器是朝向物体发射照射光，检测作为从物体表面反射的照射光的反射光，并且基于从发射照射光到接收反射光的飞行时间计算到物体的距离的传感器。在该测距传感器中，同样可以采用上述像素晶体管。

注意，本技术可以具有以下构造。

（1）

一种光电检测装置，其包括：

半导体层，其具有位于一个方向上的彼此相反侧的第一面部和第二面部；

光电转换区域，其以在平面图中与隔离区域相邻的方式设置于所述半导体层，所述光电转换区域具有矩形平面形状；

光电转换部，其设置在所述光电转换区域中；以及

传输晶体管，其设置于所述光电转换区域，并且将所述光电转换部通过光电转换而生成的信号电荷传输至电荷保持部，其中，

所述电荷保持部以跨越中心线的方式设置在所述隔离区域中，所述中心线在平面图中与连接所述光电转换区域的两个角部的外周边部正交并且穿过所述光电转换区域的中心部。

（2）

根据（1）所述的光电检测装置，其中，所述传输晶体管被布置于在平面图中比所述光电转换区域的所述中心部更靠近所述电荷保持部侧并且与所述电荷保持部相对的位置处。

（3）

根据（1）或（2）所述的光电检测装置，其中，所述传输晶体管具有栅极电极，并且

所述栅极电极包含埋入部，所述埋入部隔着栅极绝缘膜与所述光电转换区域的所述半导体层相邻地设置，所述埋入部沿着所述一个方向延伸并且在平面图中偏离所述中心线。

（4）

所述栅极电极包含埋入部，所述埋入部隔着栅极绝缘膜与所述光电转换区域的所述半导体层相邻，所述埋入部沿着所述一个方向延伸并且在平面图中设置在所述中心线的两侧。

（5）

根据（1）或（2）所述的光电检测装置，其中，所述传输晶体管在平面图中分别单独地设置在所述中心线的两侧。

（6）

根据（1）或（2）所述的光电检测装置，其中，所述传输晶体管具有隔着栅极绝缘膜设置在所述半导体层的所述第一面部的外侧的栅极电极，并且

所述栅极电极设置为在平面图中跨越所述中心线。

（7）

根据（1）至（6）中任一项所述的光电检测装置，其中，所述电荷保持部连接至所述光电转换区域的侧面部。

（8）

根据（1）至（7）中任一项所述的光电检测装置，其中，所述中心线是主传输路径，所述传输晶体管通过所述主传输路径将信号电荷从所述光电转换部传输至所述电荷保持部。

（9）

根据（1）至（8）中任一项所述的光电检测装置，其中，所述光电转换区域的所述中心部是所述光电转换区域的两条对角线相交的相交点。

（10）

根据（1）至（9）中任一项所述的光电检测装置，其还包括像素电路，所述像素电路读取保持在所述电荷保持部中的信号电荷，并且基于读取的所述信号电荷输出像素信号，其中，

所述像素电路中包含的像素晶体管设置于所述光电转换区域。

（11）

根据（1）所述的光电检测装置，以所述半导体层作为第一半导体层，所述光电检测装置还包括：

第二半导体装置，所述第二半导体装置以在所述一个方向上与所述第一半导体层重叠的方式设置；和

像素电路，其读取保持在所述电荷保持部中的信号电荷，并且基于读取的信号电荷输出像素信号，其中，

所述像素电路中包含的像素晶体管设置于所述第二半导体层。

（12）

一种光电检测装置，其包括：

光电转换单元，其以在平面图中与隔离区域相邻的方式设置于所述半导体层，并且包括以矩形平面形状形成的两个光电转换区域；

光电转换部，其设置在两个光电转换区域中的各者中；以及

传输晶体管，其在所述半导体层的第一面部侧设置于所述两个光电转换区域中的各者中，并且将所述光电转换部通过光电转换而生成的信号电荷传输至电荷保持部，其中，

（13）

根据（12）所述的光电检测装置，其中，所述传输晶体管被布置于在平面图中比所述光电转换区域的所述中心部更靠近所述电荷保持部侧并且与所述电荷保持部相对的位置处。

（14）

根据（12）或（13）所述的光电检测装置，其中，所述传输晶体管具有栅极电极，并且

（15）

（16）

根据（12）或（13）所述的光电检测装置，其中，所述传输晶体管在平面图中分别单独地设置在所述中心线的两侧。

（17）

根据（12）或（13）所述的光电检测装置，其中，所述传输晶体管包括隔着栅极绝缘膜设置在所述半导体层的所述第一面部的外侧的栅极电极，并且

所述栅极电极在平面图中设置为跨越所述中心线。

（18）

根据（12）至（17）中任一项所述的光电检测装置，其中，所述电荷保持部连接至所述光电转换区域的侧面部。

（19）

一种光电检测装置，其包括：

光电转换部，其设置在所述光电转换区域中；以及

多个传输晶体管，其设置于所述光电转换区域，并且将所述光电转换部通过光电转换而生成的信号电荷传输至电荷保持部，其中，

所述电荷保持部以在平面图中与所述光电转换区域的角部相邻的方式设置在所述隔离区域中，并且

所述多个传输晶体管中的各者的栅极电极沿着与从所述光电转换区域的所述电荷保持部侧的所述角部向内延伸的对角线相交的方向排布。

（20）

一种电子设备，其包括：

根据前述（1）至（19）中任一项记载的光电检测装置；

光学透镜，其在所述光电检测装置的摄像面上形成来自被摄体的图像光的图像；以及

信号处理电路，其对从所述光电检测装置输出的信号执行信号处理。

本技术的范围不限于附图所示和上述的示例性实施方式，而是包括产生与本技术旨在产生的效果等效的效果的所有实施方式。此外，本技术的范围不限于由权利要求限定的本发明的特征的组合，并且可以由所有公开的特征中的特定特征的任何期望的组合来限定。

附图标记列表

1A、1B、1C、1D、1E、1F、1G、 1H、1I、1J、1K、1L 固体摄像装置

2 半导体芯片

2A 像素阵列部

2B 周边部

3 像素

4 垂直驱动电路

5 列信号处理电路

6 水平驱动电路

7 输出电路

8 控制电路

10 像素驱动线

11 垂直信号线

12 水平信号线

13 逻辑电路

14 接合焊盘

15 像素块

16 像素电路

21 半导体层

22 光电转换区域

22a1、22a2、22a3、22a4 外周边部

22c 中心部

22d1、22d2 对角线

22S1、22S2、22S3、22S4 角部

22X 光电转换单元

23 p型阱区域

24 n型半导体区域

24a 主半导体部

24b 突出半导体部

25、25L、25R 光电转换部

26 光电转换单元

26L、26R 光电转换区域

27 n型半导体区域

28 杂质扩散隔离区域

29、29R1、29R2 虚拟线

31 隔离区域

31x 第一延伸部

31y 第二延伸部

31xy 相交部（相交点）

32 挖入部

33 隔离绝缘膜

35 不连续部

36 第一垂直部

36a 浅沟槽部

36b 隔离绝缘膜

37 第二垂直部

37a 挖入部

37b 隔离绝缘膜

38 台阶部

39 内部隔离障壁

41 侧接触区域

51 挖入部

52 栅极绝缘膜

53、54 栅极电极

55a、55b 主电极区域

56 栅极电极

56a 头部

56b 主体部（埋入部）

56b₁ 一部分

56b₂ 另一部分

57 侧壁

58 栅极电极

58a 头部

58b 主体部

59 栅极电极

61 平坦化膜

63 滤光器层

63a 滤光器部

64 透镜层

64a 微透镜

64a₁ 中心轴

210 第一基体

211 半导体层（第一半导体层）

212 传感器像素

213 像素区域

220 第二基体

221 半导体层（第二半导体层）

222 像素电路（读出电路）

223 像素驱动线

224 垂直驱动线

230 第三基体

231 半导体层

232 逻辑电路

233 垂直驱动电路

234 列信号处理电路

235 水平驱动电路

236 系统控制电路

300 电子设备

301 固体摄像装置

302 光学透镜（光学系统）

303 快门装置

304 驱动电路

305 信号处理电路

306 入射光

AMP 放大晶体管

Cd、 Cd₁、 Cd₂ 方向

FD、FD1、FD2、FD3、FD4 n型浮动扩散区域

Q 像素晶体管

RST 复位晶体管

SEL 选择晶体管

S1 第一面部

S2 第二面部

TRL、TRL-1、TRL-2 具有横向结构的传输晶体管

TRV、TRV₁、TRV₂、TRV1、TRV2、TRV-1、TRV-2 具有垂直结构的传输晶体管

WC 电源接触区域

Lv₁、Lv₂、Lv₃ 中心线

R₁、R₂、R₃ 主电荷传输路径

Claims

1.一种光电检测装置，其包括：

光电转换部，其设置在所述光电转换区域中；以及

2.根据权利要求1所述的光电检测装置，其中，所述传输晶体管被布置于在平面图中比所述光电转换区域的所述中心部更靠近所述电荷保持部侧并且与所述电荷保持部相对的位置处。

3.根据权利要求1所述的光电检测装置，其中，所述传输晶体管具有栅极电极，并且

4.根据权利要求1所述的光电检测装置，其中，所述传输晶体管具有栅极电极，并且

5.根据权利要求1所述的光电检测装置，其中，所述传输晶体管在平面图中分别单独地设置在所述中心线的两侧。

6.根据权利要求1所述的光电检测装置，其中，所述传输晶体管具有隔着栅极绝缘膜设置在所述半导体层的所述第一面部的外侧的栅极电极，并且

所述栅极电极设置为在平面图中跨越所述中心线。

7.根据权利要求1所述的光电检测装置，其中，所述电荷保持部连接至所述光电转换区域的侧面部。

8.根据权利要求1所述的光电检测装置，其中，所述中心线是主传输路径，所述传输晶体管通过所述主传输路径将信号电荷从所述光电转换部传输至所述电荷保持部。

9.根据权利要求1所述的光电检测装置，其中，所述光电转换区域的所述中心部是所述光电转换区域的两条对角线相交的相交点。

10.根据权利要求1所述的光电检测装置，其还包括像素电路，所述像素电路读取保持在所述电荷保持部中的信号电荷，并且基于读取的所述信号电荷输出像素信号，其中，

11.根据权利要求1所述的光电检测装置，以所述半导体层作为第一半导体层，所述光电检测装置还包括：

12.一种光电检测装置，其包括：

光电转换部，其设置在两个光电转换区域中的各者中；以及

13.根据权利要求12所述的光电检测装置，其中，所述传输晶体管被布置于在平面图中比所述光电转换区域的所述中心部更靠近所述电荷保持部侧并且与所述电荷保持部相对的位置处。

14.根据权利要求12所述的光电检测装置，其中，所述传输晶体管具有栅极电极，并且

15.根据权利要求12所述的光电检测装置，其中，所述传输晶体管具有栅极电极，并且

16.根据权利要求12所述的光电检测装置，其中，所述传输晶体管在平面图中分别单独地设置在所述中心线的两侧。

17.根据权利要求12所述的光电检测装置，其中，所述传输晶体管包括隔着栅极绝缘膜设置在所述半导体层的所述第一面部的外侧的栅极电极，并且

所述栅极电极在平面图中设置为跨越所述中心线。

18.根据权利要求12所述的光电检测装置，其中，所述电荷保持部连接至所述光电转换区域的侧面部。

19.一种电子设备，其包括：

光电检测装置；

信号处理电路，其对从所述光电检测装置输出的信号执行信号处理，其中，

所述光电检测装置包括：

光电转换部，其设置在所述光电转换区域中；以及

20.一种光电检测装置，其包括：

光电转换部，其设置在所述光电转换区域中；以及

21.根据权利要求20所述的光电检测装置，其中，所述多个传输晶体管的各者的所述栅极电极在平面图中位于比所述光电转换区域的中心部更靠近所述电荷保持部侧的位置处。