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申请/专利权人：索尼半导体解决方案公司

摘要：[目的]为了实现像素的小型化、噪声的减小和高量子效率，以及在抑制像素间干扰和各像素差异的同时提高短波灵敏度。[方案]根据本发明，提出一种摄像装置，其包括：第一半导体层，其形成在半导体基板上；第二半导体层，其形成在第一半导体层上且具有与第一半导体层的导电类型相反的导电类型；像素分隔部，其限定包括第一半导体层和第二半导体层的像素区域；第一电极，其从半导体基板的一个表面侧连接至第一半导体层；和第二电极，其从作为半导体基板的另一表面的光照射面侧连接至第二半导体层，并且被形成为与像素分隔单元的位置对应。

主权项：1.一种摄像装置，其包括：第一半导体层，所述第一半导体层形成在半导体基板中；第二半导体层，所述第二半导体层形成在所述第一半导体层上且具有与所述第一半导体层的导电类型相反的导电类型；像素分隔单元，所述像素分隔单元限定包括所述第一半导体层和所述第二半导体层的像素区域；第一电极，所述第一电极从所述半导体基板的一个表面侧连接至所述第一半导体层；和第二电极，所述第二电极从作为所述半导体基板的另一表面的光照射面侧连接至所述第二半导体层，并且形成为与所述像素分隔单元的位置相对应，其中，所述第二电极接触所述像素分隔单元，其中，所述第二电极设置在所述像素分隔单元的上表面，或者所述第二电极形成在所述像素分隔单元的上端的所述像素区域侧，第一金属层形成在所述第二电极上，并连接至形成在相邻像素区域中的所述第二电极。

全文数据：摄像装置和信号处理装置技术领域本发明涉及摄像装置和信号处理装置。背景技术常规地，例如，下面的专利文献1公开了单光子雪崩二极管SPAD的构造，其包括：具有第一导电类型的作为第一埋入层的第一半导体层；位于第一半导体层下方的具有与第一导电类型相反的第二导电类型的第二半导体层，其中，第二半导体层被埋入在外延层中，且第二半导体层因被施加偏置电压而完全转换成耗尽层。引用列表专利文献专利文献1：JP2015-41746号公报发明内容技术问题在SPAD技术中，通过施加高的偏置电压，可以根据电子倍增将光入射提取为大信号。然而，在专利文献1所述的构造中，因为被施加高电压的一对电极并排设置在基板的正面，所以需要使这一对电极可靠地绝缘，以减小噪声且提高光电转换效率。特别地，随着小型化的进展，变得难以将这一对电极绝缘，并且难以在小型化的情况下，实现噪声的减小、光电转换效率的提高等。此外，在这一对电极设置在基板的前面侧和背面侧的情况下，在光照射面上形成有透明电极或由杂质层形成的电极。然而，在设置有透明电极的情况下，噪声可能发生在与基板的接触部。此外，在由杂质层形成电极的情况下，需要注入高浓度杂质，且耗尽层不能形成在杂质层的区域中，但是需要确保杂质层的厚度以减小电极的电阻。在这种情况下，存在这样的问题：尤其短波光的灵敏度降低。因此，需要实现像素的小型化、噪声的减小和高量子效率，以及需要在抑制像素间干扰和各像素的差异的同时，提高短波灵敏度。技术问题的解决方案根据本发明，提出一种摄像装置，其包括：第一半导体层，其形成在半导体基板中；第二半导体层，其形成在第一半导体层上且具有与第一半导体层的导电类型相反的导电类型；像素分隔单元，其限定包括第一半导体层和第二半导体层的像素区域；第一电极，其从半导体基板的一个表面侧连接至第一半导体层；和第二电极，其从作为半导体基板的另一表面的光照射面侧连接至第二半导体层，并且形成为对应于像素分隔单元的位置。此外，根据本发明，提出一种信号处理装置，其接收来自摄像装置的与各像素区域对应的图像信号，并且进行用于将所述图像信号显示在显示装置上的信号处理，该摄像装置包括：第一半导体层，其形成在半导体基板中；第二半导体层，其形成在第一半导体层上且具有与第一半导体层的导电类型相反的导电类型；像素分隔单元，其限定包括第一半导体层和第二半导体层的像素区域；第一电极，其从半导体基板的一个表面侧连接至第一半导体层；和第二电极，其从作为半导体基板的另一表面的光照射面侧连接至第二半导体层，并且形成为对应于像素分隔单元的位置。本发明的有益效果根据如上所述的本发明，可以实现噪声的减小、像素的小型化和高量子效率，以及在抑制像素间干扰和各像素的变化的同时，提高短波灵敏度。注意，上述的效果不一定是限制性的。伴随或替代上述的效果，可以实现本说明书所述的效果中的任一效果或可从本说明书理解的其他效果。附图说明图1是图示了如下构造例的示意图，其中，SPAD光电二极管设定为背面照射型，一个阳极电极设置在背面侧，且施加有高电压。图2是图示了根据本发明的实施例的半导体装置SPAD光电二极管的示意图。图3是图示了本发明的另一构造例的示意图。图4是图示了如下构造的示意图，其中，具有图3所示的结构的埋入金属层埋入在背面侧。图5是图示了如下示例的示意图，其中，在图2所示的构造例中，与阳极电极连续的辅助电极设置在像素区域的最上面。图6是图示了如下示例的示意图，其中，在图2所示的构造例中，绝缘层设置在光电转换单元的最上面，且具有遮光性质的金属层设置在绝缘层上的位于像素分隔单元上方的范围内。图7是图示了如下示例的示意图，其中，在像素分隔单元上未设置绝缘膜的情况下，具有遮光性质的金属层设置在阳极电极上。图8是图示了如下示例的示意图，其中，在图3所示的构造例中，在不设置具有遮光性质的金属层的情况下，绝缘层设置在光照射面上。图9是图示了如下示例的示意图，其中，在图3所示的构造例中，以与图6所示的构造例相同的方式设置绝缘层和具有遮光性质的金属层。图10是图示了如下示例的示意图，其中，在图3所示的构造例中，以与图7所示的构造例相同的方式设置绝缘层和具有遮光性质的金属层。图11是图示了如下示例的示意图，其中，在图4所示的构造例中，阳极电极比像素分隔单元布置得更靠近像素区域侧，且阳极电极连接至设置在像素分隔单元上的正面金属层。图12是图示了如下示例的示意图，其中，对于图1中所示的构造例，埋入金属层的长度在像素区域的深度方向上变短。图13是图示了阳极电极和连接至阳极电极的电极之间的位置关系的示意图。图14是图示了阳极电极和连接至阳极电极的电极之间的位置关系的示意图。图15是图示了阳极电极和连接至阳极电极的电极之间的位置关系的示意图。图16是图示了阳极电极和接触层之间的位置关系的平面图。图17是图示了阳极电极和接触层之间的位置关系的平面图。图18是示意性截面图，其图示了这样的构造：在图12所示的构造中，滤色器设置在光照射面的绝缘层上，且片上透镜更向上地设置在滤色器上。图19图示了从图18所示的光电转换单元和绝缘层之间的界面观察到的光电转换单元侧的区域的状态。图20是图示了作为应用了本发明的电子装置的相机装置的构造例的框图。图21是图示了各变型例的共同的基本构造的示意性截面图。图22是按照工艺顺序图示了根据第一变型例的半导体装置的制造方法的示意性截面图。图23是图示了P+层402、C层404、其中插入有遮光金属410的沟槽411和其中插入有配线412的接触孔413的位置关系的平面图。图24是图示了P+层、C层、其中插入有遮光金属的沟槽和其中插入有配线的接触孔之间的位置关系的平面图。图25是图示了第一变型例中完成的半导体装置的示意性截面图。图26图示了这样的结构：除了图23的结构以外，P+层的底面部还被高浓度的C层围绕。图27是特性图，其图示了在P+层形成在Si基板上且Si外延层形成在P+层上的情况下的构造例1中，并且在C层形成在构造例1的P+层上方和下方的情况下，硼B如何在热处理后扩散。图28是按照工艺顺序图示了根据第二变型例的半导体装置的制造方法的示意性截面图。图29是按照工艺顺序图示了根据第二变型例的半导体装置的制造方法的示意性截面图。图30是图示了第二变型例中完成的半导体装置的示意性截面图。图31是图示了第二变型例中完成的半导体装置的示意性截面图。图32是图示了如下示例的示意性截面图，其中，当薄P+层形成时，该薄P+层的周边是倾斜的。图33是按照工艺顺序图示了图32所示的半导体装置的制造方法的示意性截面图。图34是图示了如下构造的示意性截面图，其中，图30所示的半导体装置中的集光单元的内部设定为低浓度P区446。图35是按照工艺顺序图示了图34所示的半导体装置的制造方法的示意性截面图。图36是图示了第二变型例的SPAD像素的平面构造的一些示例的平面图。图37是按照工艺顺序图示了根据第三变型例的半导体装置的制造方法的示意性截面图。图38是图示了第三变型例中完成的半导体装置的示意性截面图。图39是按照工艺顺序图示了根据第四变型例的半导体装置的制造方法的示意性截面图。图40是图示了在通过使用固相扩散使高浓度的P层围绕从正侧至背面侧形成的第二埋入层的情况下的制造工序的示意图。图41是按照工艺顺序图示了根据第五变型例的半导体装置的制造方法的示意性截面图。图42图示了用于分离地形成三层创建结构的方法的示例。图43图示了与图41和图42不同的制造方法。图44图示了在FEOL工序中从前面侧形成贯通沟槽的情况下的制造方法的示例。图45是按照工艺顺序图示了根据第六变型例的半导体装置的制造方法的示意性截面图。图46是按照工艺顺序图示了根据第六变型例的半导体装置的制造方法的示意性截面图。图47是按照工艺顺序图示了根据第六变型例的半导体装置的另一制造方法的示意性截面图。图48是按照工艺顺序图示了根据第六变型例的半导体装置的另一制造方法的示意性截面图。图49是按照工艺顺序图示了根据第六变型例的半导体装置的又一制造方法的示意性截面图。图50是按照工艺顺序图示了根据第六变型例的半导体装置的又一制造方法的示意性截面图。图51是按照工艺顺序图示了根据第六变型例的半导体装置的又一制造方法的示意性截面图。图52是按照工艺顺序图示了根据第六变型例的半导体装置的又一制造方法的示意性截面图。图53图示了包括摄像装置的电子设备的构造。图54是说明了车辆控制系统的示意性构造例的框图。图55辅助说明了车外信息检测部和成像部的安装位置的示例。图56说明了内窥镜手术系统的示意性构造例。图57是说明了相机头部和相机控制单元CCU的功能性构造例的框图。具体实施方式以下，将参照附图详细说明本发明的优选实施例。注意，在本说明书和附图中，使用相同的附图标记来标注具有大致相同功能和结构的结构元件，并且省略该结构元件的重复说明。请注意，将按照以下的顺序进行说明。1.前提技术2.根据本实施例的摄像装置的构造例3.根据本实施例的摄像装置的其他构造例4.将阳极电极引出至外部5.阳极电极和接触层之间的位置关系6.包括滤色器和透镜的构造例7.根据本实施例的摄像装置的应用例8.本发明的变型例8.1.共同的结构8.2.第一变型例8.3.第二变型例8.4.第三变型例8.5.第四变型例8.6.第五变型例8.7.第六变型例9.摄像装置以外的应用例10.电子设备的构造例11.移动体的应用例12.内窥镜手术系统的应用例1.前提技术单光子雪崩二极管SPAD技术通过进行电子倍增来实现具有一个光子级别的读取灵敏度的光电二极管。在SPAD中，因为需要±约几十V的高电压引起倍增，所以杂质的注入设计是困难的，并且难以在小型化的情况下，实现噪声的减小、光电转换效率的提高等。由于这个原因，如图1所示，存在这样的技术：通过将SPAD光电二极管设定为背面照射型，将一个阳极电极1130设置在背面侧并对其施加高电压，来解决横向电场减缓的问题，以创建深的耗尽层。在图1所示的构造中，作为高电场的倍增区形成在高浓度P型层第二半导体层1170与阴极N型层第一半导体层1180之间，高浓度P型层第二半导体层1170与P型光电转换单元1160接触。N型层1180连接至阴极电极1100。电极1102连接至阴极电极1100的前侧。尽管阳极电极1130被引出至前表面侧，但是为了缓和到前表面侧的接触部与阴极电极1100之间的电场，需要将接触部与阴极电极1100充分隔离。由于这个原因，在图1所示的构造中，接触层1140设置在像素阵列的外部，接触层1140连接至阳极电极1130且阳极电极1130凭借接触层1140被引出至前表面侧。另一方面，需要使用透明电极作为阳极电极1130来将阳极电极1130形成在图1所示的背面结构中的背面侧的照射面上。在使用诸如ITO等透明电极形成阳极电极1130且使阳极电极1130与光电转换单元1160接触的方法中，噪声发生在阳极电极1130和光电转换单元1160之间的接触部。由于这个原因，其中注入了高浓度杂质的电极可以形成在光电二极管的最上面，即，在一些情况下，可以形成在光电转换单元1160的最上面。然而，如果在光电转换单元1160上进行高浓度杂质的注入，那么耗尽层无法形成在本部分中，且不能在光电二极管的最上面进行光电转换，因此降低短波长光的量子效率。由于这个原因，需要将形成在光电转换单元1160的最上面的高浓度杂质部变薄，但是如果使高浓度杂质部变薄，那么电阻将增大。特别地，在接触层1140设置在像素阵列的外部且与背面侧的阳极电极1130接触的情况下，即使有利于小型化，接触层1140至像素的电阻也变高，且当特定的大倍增电流在SPAD中流动时，电压变化。这样的变化影响其他像素，并且使像素间干扰改变其他像素的特性。鉴于上述，在本实施例中，当采用能够实现小像素的背面电极结构的同时，能够抑制由电极中的电压变化造成的像素间干扰，且此外，特别地，能够提高短波侧的量子效率。2.根据本实施例的摄像装置的构造例。图2图示了根据本发明的一个实施例的摄像装置SPAD光电二极管1000。图2所示的构造包括：作为SPAD像素的倍增区、进行光电转换的光电转换单元160、阴极电极100和阳极电极130。图2所示的构造是背面照射型的像素，光电二极管的基板薄至10um或更小，且一对电极中的被施加高电压的一个阳极电极130设置在基板的背面侧。注意，半导体基板50的前面侧是半导体基板50的其上形成有配线层的那侧，且半导体基板50的背面侧设定为本实施例的摄像装置100的光照射面。背面侧的阳极电极130设置为与像素分隔单元150相对应。阳极电极130的厚度例如设定为500nm或更大，并且被认为是具有低电阻的电极。光电转换单元160设置在像素分隔单元150之间的像素区域中，且光电转换单元160的背面侧的最上表面被认为是被光照射的光照射部。像素区域根据像素分隔单元150之间的距离而被限定，并且具有长度、宽度为5μm或更小的矩形平面形状。阳极电极130连接至像素阵列外部的通过深杂质注入和金属埋入等形成的接触层140，并且阳极电极130的电势被引出至前面侧。预定的电压施加于位于前面侧的与接触层140连接的电极142，且因此，预定的电压经由接触层140施加于阳极电极130。期望接触层140形成在像素阵列的周围。接触层140可以被设置在一个地方或可以被划分在多个地方。此外，阳极电极140可以具有形成在像素阵列中的多个接触层140。随着用于引出电极的接触层140的数量增加，能够抑制背面侧的阳极电极130的电压变化。如图2所示，在像素阵列中，像素被像素分隔单元150分隔。图2图示了像素阵列中的一个像素。像素分隔单元150通过改变光电转换单元160和杂质的极性而形成。背面侧的阳极电极130设置为对应于像素分隔单元150的位置，并且设置在图2中的像素分隔单元150的正上方。像素分隔单元150通过高浓度杂质的注入而形成，且阳极电极130设定为具有足够的厚度，例如，500nm或更大，以充分地降低电阻。通过使用该结构，可以将光电转换单元160的耗尽层形成至像素背面侧的最上表面，并且可以充分地保持短波灵敏度。在图2中，N型杂质层形成在前面侧，以作为阴极电极100，且P型杂质层形成在背面侧，以作为阳极电极130。阴极电极100连接至N型层第一半导体层180。此外，阴极电极100的前侧连接至电极102。连接至阳极电极130的光电转换单元160是低浓度P型，并且形成倍增区，该倍增区是阴极N型层180和与光电转换单元第三半导体层160接触的高浓度P型层第二半导体层170之间的高电场。此外，低浓度N型层用作像素分隔单元150。注意，在不设置光电转换单元160的情况下，可以将P型层170扩大至光电转换单元160的区域。注意，杂质层的导电类型和浓度是示例性的，且可以交换P和N，以将阳极和阴极设定为相反的导电类型。此外，能够考虑创建成为高电场的倍增区的各种其他方法。此外，可以设置用于隔离倍增区的杂质注入区，且也可以将浅沟槽隔离STI等设置为像素分隔单元150。如上所述，在本实施例中，在背面照射型的SPAD中，阳极电极130和阴极电极100设置在基板的正面和背面。背面侧的阳极电极130设置在像素间分隔区域150中。因此，因为由耗尽层制成的光电转换单元160能够扩大至光照射面的最上表面，所以能够极大地提高短波灵敏度。在像素相对大的情况下，因为阳极电极130位于像素端部，所以像素内的电场可能不恒定，且可能难以使像素中心的耗尽层扩展至光电转换单元160的前表面。然而，在微小像素的情况下，因为电势从像素端部达到像素中心，所以可以采用这样的结构：背面侧的阳极电极130设置在像素分隔单元150中。图3图示了本实施例的另一构造例，并且是这样的示例：使用具有遮光性质的金属层152作为背面侧的像素表面的像素分隔单元150。这能够在减小由光造成的像素间干扰的同时降低背面的阳极电极130的电阻，并且能够进一步抑制由电压变化造成的像素干扰。金属层152能够包括诸如钨W等金属。与图2一样的高浓度杂质注入区设置在该金属层152的正下方，以作为阳极电极130。金属层152和由高浓度杂质区制成的阳极电极130可以彼此接触。在图3所示的构造例的情况下，阳极电极130可以像图2中那样被引出至前面侧，或也可以在背面侧连接至焊盘。像素分隔单元150具有类格子状的平面形状，以围绕矩形的像素区域。由于这个原因，跟随着像素分隔单元150，形成在像素分隔单元150上的阳极电极130和形成在阳极电极130上的金属层152也能够具有类格子状的平面形状。此外，在图3所示的示例中，具有遮光性质的埋入金属层190从前面侧埋入像素分隔单元150。与金属层152一样，埋入金属层190能够由诸如钨W等金属制成。在这种情况下，埋入金属层190和光电转换单元160被绝缘膜194分隔，且埋入金属层190被相邻的像素区域之间的绝缘膜194围绕。在该结构中，能够抑制发生在像素区域的深部区域中的像素间干扰，且该结构能够与阳极电极130设置在背面侧的有利于小型化的结构进行结合。埋入金属层190从前面侧埋入至光电转换单元160的中部，且高浓度杂质区创建在埋入金属层190的正上方以设定为背面侧的阳极电极130。在图4所示的示例中，具有图3所示的结构的埋入金属层190从背面侧埋入。在这种情况下，由高浓度杂质区制成的阳极电极130形成在像素区域中且围绕埋入金属层190，但是因为阳极电极130的像素之间的连接由于其中设置的埋入金属层190而被阻挡，所以在像素分隔单元150上设置有金属层152，且使金属层152接触阳极电极130以在像素之间连接阳极电极130。金属152与埋入金属层190绝缘。由于这个原因，能够减小前面侧的横向电场，而不将高电压施加于埋入金属层190。埋入金属层190可以仅埋入在光电转换单元160的一部分中，但是更优选地，埋入在整个像素区域中。使用该结构，可以通过在完全阻挡由光造成的像素间干扰的同时抑制由电压变化造成的像素间干扰，来实现小型化和高量子效率，且实现具有低噪声的像素。如上所述，在本实施例中，阳极电极130形成为对应于像素分隔单元150的位置。注意，阳极电极130形成为对应于像素分隔单元150的位置被认为包括图2所示的阳极电极130形成在像素分隔单元150的正上方的情况，和图4所示的阳极电极130形成在像素分隔单元150的像素区域侧的情况。此外，阳极电极130形成为对应于像素分隔单元150的位置，但是可以不设置为对应于所有的像素分隔单元150，且也可以设置为对应于像素分隔单元150的仅一部分。3.根据本实施例的摄像装置的其他构造例在下面的说明中，根据图2至图4所示的构造例，将说明本实施例的数个变型例。图5所示的构造例图示了如下示例，其中，相对于图2所示的构造例，与阳极电极130连续的辅助电极132设置在像素区域的最上表面。辅助电极132以与阳极电极130相同的导电类型来形成。辅助电极132的厚度例如设定为50nm或更小，使得能够确保光电转换单元160的区域最大。以此方式，可以通过高浓度杂质的注入将辅助电极132设置在像素中的背面侧的最上表面。然而，像素内的已经被注入杂质的辅助电极132的区域的厚度被制作为足够薄，并且优选例如被制作为50nm或更小。在图5所示的示例中，绝缘层200设置在辅助电极132上，且光电转换单元160经由绝缘层200被光照射。通过设置辅助电极132，能够实现背面侧的光电转换单元160的最上表面的恒定电势，且可以实现耗尽层的扩展或者倍增区的电场在像素内的均匀化。因为辅助电极132的厚度薄且不影响短波灵敏度，所以电阻高，设置在像素分隔单元中的阳极电极130的电阻低，且因此，不发生其他像素的电势变化。图6所示的构造例是图示了如下示例的示意图，其中，相对于图2所示的构造例，绝缘层200设置在光电转换单元160的最上表面光照射面，且具有遮光性质的金属层152设置在绝缘层200上的位于像素分隔单元150上方的范围内。此外，图7所示的构造例是图示了如下示例的示意图，其中，绝缘膜200不设置在像素分隔单元150上，而是具有遮光性质的金属层152设置在阳极电极130上。通过设置具有遮光性质的金属层152，能够把各像素的光进入路径分类。根据图7所示的构造例，可以将阳极电极130和具有遮光性质的金属层152设定为具有相同的电势。图8所示的构造例图示了如下示例，其中，在图3所示的构造例中不设置具有遮光性质的金属层152，且绝缘层200设置在光照射面上。此外，图9所示的构造例图示了如下示例，其中，在图3所示的构造例中以与图6所示的构造例相同的方式设置绝缘层200和具有遮光性质的金属层152。此外，图10所示的构造例图示了如下示例，其中，在图3所示的构造例中，以与图7所示的构造例相同的方式设置绝缘层200和具有遮光性质的金属层152。此外，图11所示的构造例图示了如下示例，其中，在图4所示的构造例中，阳极电极130比像素分隔单元150布置得更靠近像素区域侧，且阳极电极130连接至设置在像素分隔单元150上的表面金属层220。阳极电极130通过表面金属层220连接至相邻的像素区域内的阳极电极130。由于这个原因，表面金属层220形成为骑跨像素分隔单元150。此外，图12所示的构造例图示了如下示例，其中，埋入金属层190的长度在像素区域光电转换单元160的深度方向上变短。4.阳极电极引出至外部图13至图15图示了阳极电极130和连接至阳极电极130的电极142之间的位置关系。这里，电极142设置在像素阵列的外部，并且起到焊盘引出电极的作用。图13是图示了如下示例的示意图，其中，与图2一样地设置接触层140，使得阳极电极130经由接触层140被引出至前面侧，且接触层140连接至前面侧的电极142。注意，接触层140也可以连接至像素阵列周围的电路。图14所示的示例是图示了如下示例的示意图，其中，电极142以与阳极电极130相同的方式设置在背面侧，且阳极电极130直接连接至电极142。在图14所示的示例中，电极142设置在背面侧以作为焊盘。此外，在图14中，具有遮光性质的金属层152可以设置在阳极电极130上，且金属层152也可以连接至作为焊盘的电极142。图15所示的示例是图示了如下示例的示意图，其中，与图13所示的示例一样，电极142设置在前面侧；但是也图示了如下示例，其中，设置有连接至阳极电极130的电极152，且经由电极152进行与接触层140的连接。5.阳极电极和接触层之间的位置关系图16和图17是平面图，其图示了阳极电极130和接触层140之间的位置关系，并且图示了从光照射面这侧背面侧观察到的状态。在图16和图17中，点划线R的内部是像素阵列内部的区域，点划线R的外部是像素阵列外部的区域。如图16所示，因为阳极电极130沿着像素分隔单元150设置在像素阵列中，所以阳极电极130具有类格子状的形状。在设置有具有遮光性质的金属层152的情况下，具有与图16所示的类格子状的阳极电极130相同形状的金属层152能够设置在阳极电极130上。随着朝向像素阵列中的周边，具有遮光性质的金属层152从像素分隔单元150偏移位置，因此，可以根据光瞳位置进行校正，且可以提高遮光效果。特别地，在如图6所示的具有遮光性质的金属层152隔着绝缘层200形成在阳极电极130上的情况下，金属层152和阳极电极130不是一体化的，且因此，金属层152的位置能够随着朝向像素阵列中的周边而从像素分隔单元150阳极电极130偏移。在像素阵列的外部，设置接触层140来围绕像素阵列，且如图2所示，经由接触层140将阳极电极130引出至前面侧。通过将接触层140设置为围绕像素阵列外部的整个周边，能够可靠地抑制阳极电极130的电压变化。图17是图示了如下示例的示意图，其中，除了图16的构造以外，接触层140甚至设置在像素阵列中。如图17所示，通过将接触层140也设置在像素阵列中，能够进一步稳定阳极电极130的电势。6.包括滤色器和透镜的构造例图18是示意性截面图，其图示了这样的构造：滤色器300a、300b和300c设置在光照射面的绝缘层200上，且片上透镜400更向上地设置在滤色器300a、300b和300c上。通过片上透镜400和滤色器300a、300b和300c的光被发送至光电转换单元160。注意，图12所示的像素分隔单元150的绝缘膜194与绝缘层200共同设置在图18的光照射面上。图19图示了从图18所示的光电转换单元160和绝缘层200之间的界面观察到的光电转换单元160侧的区域的状态。如图19所示，像素分隔单元150从埋入金属层190和绝缘层200绝缘膜194设置，且包括光电转换单元160的像素区域由像素分隔单元150限定。在图19所示的各光电转换单元160中，阳极电极130设置为沿着像素分隔单元150围绕像素区域。7.根据本实施例的摄像装置的应用例图20是图示了应用本发明的作为电子装置的相机装置2000的构造例的框图。图20所示的相机装置2000包括由透镜组等组成的光学单元2100、上述的摄像装置摄像装置1000以及作为相机信号处理装置的DSP电路2200。此外，相机装置2000包括帧存储器2300、显示部显示装置2400、记录单元2500、操作单元2600和电源单元2700。DSP电路2200、帧存储器2300、显示部2400、记录单元2500、操作单元2600和电源单元2700经由总线2800彼此连接。光学单元2100通过获取来自被摄体的入射光图像光将图像形成在摄像装置1000的成像面上。摄像装置1000以像素为单位将通过光学单元2100而成像在成像面上的入射光的光量转换成电信号，并且将该电信号输出为像素信号。显示部2400例如由液晶面板或有机电致发光EL面板等面板型显示装置形成，并且显示摄像装置1000成像的动态图像或静态图像。DSP电路2200接收从摄像装置1000输出的像素信号，并且进行用于使该像素信号显示在显示部2400上的处理。记录单元2500将摄像装置1000成像的动态图像或静态图像记录在记录介质上，诸如录像带或数字通用盘DVD等。操作单元2600在用户的操作下发出针对摄像装置1000各种功能的操作命令。电源单元2700将作为DSP电路2200、帧存储器2300、显示部2400、记录单元2500和操作单元2600的工作电源的各种类型的电源适当地供给至这些供给目标。8.本发明的变型例在下面的说明中，将说明在具体执行本发明的情况下出现的问题以及解决该问题的示例的变型例。8.1.共同结构首先，将说明各变型例的共同的基本构造。图21是图示了各变型例的共同的基板构造的示意性截面图。图21所示的摄像装置200包括作为SPAD像素的倍增区和进行光电转换的光电转换单元N-区域160，且背面侧的光电转换单元160的最上表面被认为是被光照射的光照射部。如图21所示，阳极电极130电连接至P区760。P区760被构造为杂质浓度在下层是降低的。此外，P区700和P-区710从P区760沿着像素分隔单元150形成，且P区760至雪崩单元720是电连接的。雪崩单元720通过P+区730和N+区740接合而构成。P区700通过使反向电荷空穴被累积而使待被读取的电荷电子通过雪崩单元720而构成。期望的是，P-区710设定为低浓度区以增大中心的电势，使得电荷通过雪崩单元720。N+区740经由N+区750连接至电极102。此外，N-区780形成在P+区730和N+区740的侧面。此外，设置有电连接至N+层740和N-区780的P+层790，且P+层790经由电极800接地GND。注意，可以不设置P+层790和电极800。固定电荷膜810设置在像素分隔单元150的侧面、P区760的上层。此外，P区760的上层的构造与图18所示的构造基本相同。在如上所述地构造的图21的摄像装置2000中，N+区740和N+区750对应于图2所示的N型层180。此外，P区760、P区700和P-区710对应于光电转换单元第三半导体层160和P型层170。下述的各变型例基本上被设定为包括含有P区760、P区700、P-区71、雪崩单元720P+区730、N+区740、N+区750、N-区780等的SPAD像素的构造，它们的构造被设定为基本构造，且适当地省略它们的图示。此外，部分地图示了基本构造以外的构造，但是在各变型例中，它们能够被基本构造适当地代替。8.2.第一变型例为了将高电压施加于背面侧，将高电势施加至位于Si前面的P型层，并使高电势传播至背面。由于这个原因，前面侧的P型层和N型层之间出现非常大的电势差，且期望使P型层与N型层分隔，以获得足够的隔离击穿电压。第一变型例是背面欧姆电极的制造方法，并且可以通过创建欧姆电极在保持Si基板前面的电场为弱电场的同时，使强电场从Si基板背面朝着前面的PN结部产生，使得电压施加于Si基板前面侧与Si基板背面侧中的各者。通常，通过在欧姆电极形成时的离子注入将杂质注入Si，并且通过高温退火进行激活。在Si基板前面侧，因为仅使用具有良好耐热性的材料，所以不存在高温退火造成的问题。但是，配线层已经存在于Si基板背面侧，且通过高温退火进行激活是困难的。由于这个原因，在配线形成前将高浓度P型层P+层形成在Si基板上，通过Si外延生长epi技术确保基板上需要的Si膜厚度，且将光电二极管层等形成在基板上。对于Si中的P+层的硼B，第一变型例具有这样的结构：其中，使用碳C覆盖B，以抑制由后续工序中施加的热量造成的扩散。因此，能够实现背面侧的P+层的小型化，且能够将足够的空间设置在光接收面上。以下，将参照图22按照工艺顺序说明根据第一变型例的半导体装置的制造方法。图22是按照工艺顺序图示了根据第一变型例的半导体装置的制造方法的示意性截面图。首先，在工序1中，对Si基板400进行图案化，且通过硼B杂质注入或固相扩散等形成P+层402。硼B的浓度是3×1019cm3或以上，因为需要后续的欧姆接合所需的浓度。C层404形成在Si中，以围绕P+层402的外部。C浓度等于或高于B浓度。然后，去除用于图案化的掩模，并且使包括P+层402和C层404的Si基板400露出。在下一个工序2中，将作为光电二极管的N型Si外延层406形成在工序1中形成的Si基板400上。此时的N型Si外延层406的膜厚度稍薄于作为最终传感器所需的膜厚度。注意，常规的可见光约2至10μm。在下一个工序3中，在工序2中生长的N型Si外延层406上进行传感器形成工序FEOL至BEOL。注意，生产线前道工序FEOL是半导体制造前的前半个过程，并且根据晶体管形成工艺、离子注入注入和退火等，主要进行Si基板中的元件的创建。此外，生产线后道工序BEOL是半导体制造前的后半个过程，并且指的是配线过程，特别地，从配线的形成至接合的过程。尽管目前的N型Si外延层406的生长和超过1000℃的热量应用在FEOL中，但是P+层402的B的扩散被C层404抑制。在450℃或以下进行BEOL以及后续的工序。在下一个工序4中，使直至工序3完成的Si基板400上下颠倒，并将它层叠在逻辑基板408上。此时，传感器侧的Si基板400位于前侧。在下一个工序5中，进行传感器侧的Si基板400的薄化。此时，Si基板400被精加工以保留比N型Si外延层406的上表面厚数百nm的厚度。因此，使光入射侧的最上表面的被图案化的高浓度P+层402露出。在下一个工序6中，形成在像素之间进行分隔的沟槽，将遮光金属410埋入在该沟槽中，且阻挡由于雪崩击穿时的光发射而造成的来自相邻的像素的漏光。在下一个工序7中，将触点滴落在出现于光入射面这侧的各像素的高浓度P+层402上，并且通过配线412连接所有像素。配线412也用作遮光网格。图23和图24是图示了P+层402、C层404、其中插入有遮光金属410的沟槽411和其中插入有配线412的接触孔413之间的位置关系的平面图。图23图示了沟槽411与高浓度P+层402交叉的示例，图24图示了沟槽411沿着P+层402的示例。注意，在图23和图24中，阴影区域起到遮光网格的作用。图25是图示了完成的半导体装置的示意性截面图。图25图示了在光照射面这侧具有微小触点的结构。如图25所示，由高浓度B3×1019cm3或以上制成的图案化的P+层402形成在Si基板400上的与配线412接触的位置。此外，P+层402的周边被高浓度C层4043×1019cm3或以上以平面的方式围绕。此外，图26图示了这样的结构：除了图23的结构以外，P+层402的底面部也被高浓度C层4043×1019cm3或以上围绕。注意，在上述的示例中，通过形成C层404来抑制P+层402的硼B的扩散，但是也可以使用高浓度Ge浓度3×1019cm3或以上来代替硼B。图27是这样的特性图：图示了在P+层402形成在Si基板400上且Si外延层406形成在P+层402上的情况下的构造例1中，并且在C层404形成在构造例1的P+层402上方和下方的情况下，硼B如何在热处理后扩散。在图27中，P+层402位于深度3.0μm至深度3.6μm之间。此外，图27中的实线表示的特性是表示构造例2中的C层404的C浓度的特性。图27中的虚线表示的特性示出了构造例1的热处理后的B浓度。如图27所示，可以理解，在C层404不形成在P+层402上方和下方的构造例1中，在热处理后，硼B在深度方向的上方和下方扩散。另一方面，图27中的点划线表示的特性图示了构造例2的热处理后的B浓度。如图27所示，在C层404形成在P+层402上方和下方的构造例2中，能够抑制热处理后的硼B的扩散。8.3.第二变型例如第一变型例中所述，存在这样的方法：通过隔着P+层在背面侧形成电极以将高电压施加于背面侧，从而在前面侧和背面侧设置电极并施加电场。形成P+层的方法包括使用离子注入进行的杂质引入。然而，在从背面侧进行注入的情况下，因为它是形成配线后的工序，所以在一些情况下，注入损害的恢复可能是困难的，这是原因是不能施加足够的退火温度。此外，可以考虑从前面侧使用高能量进行离子注入并且形成P+层的方法，但是因为需要约1×1015cm-2剂量的离子注入来与电极接触，所以即使进行约1000℃的高温退火，发生在光电二极管层中的晶体缺陷的恢复也可能是困难的。由于这个原因，当在SPAD中从前面侧形成阴极电极和阳极电极时，特别是当像素小型化后，难以设计用于施加高电场的杂质谱impurityprofile。当电极形成在背面侧时，需要形成低电阻P+层，但是当使用诸如离子注入等杂质引入技术时，发生在光电二极管区域中的晶体缺陷的恢复是困难的，且因此，无法预期诸如暗电流等的特性改善。在第二变型例中，通过使用两层外延基板在背面侧形成阳极电极。使用这样的两层外延基板440：P+外延层442和N外延层444形成在支撑基板430上。SPAD像素从前面侧形成在两层外延基板440中，并且层叠在支撑基板430上。通过从层叠结构的背面侧刮削Si来使高浓度P+层442露出。在P+层442中，能够采用从前面侧贯穿的诸如钨W等的金属层来进行欧姆接触。使用该结构，能够产生对于背面侧的阳极至阴极恒定的电场，并且可以实现小型化。此外，因为外延层用于光电二极管的激活区，所以光电二极管中不发生由于P+层的形成而造成的晶体缺陷。在两层外延基板中，第一P+层具有低电阻，以减小与金属的接触电阻。具体地，杂质浓度设定为2×1019cm3或以上。在下面的说明中，将在图28和图29的基础上按照工艺顺序说明根据第二变型例的半导体装置的制造方法。图28和图29是按照工艺顺序图示了根据第二变型例的半导体装置的制造方法的示意性截面图。首先，在工序1和工序2中，从前面侧将SPAD像素形成在两层外延基板440中。两层外延基板440层叠在支撑基板430上。在工序3中，使上侧和下侧颠倒。在工序4中，通过从支撑基板430侧刮削支撑基板430来使高浓度P+层442露出。在下一个工序5中，形成抗蚀剂图案，且从背面侧挖出用于遮光部的接触孔450。此外，在工序6至7中，将层间膜452形成在接触孔450中，且形成接触孔454，接触孔454贯通至前面侧的电极。注意，可以形成固定电荷膜，以代替层间膜452。随后，在工序8中，在层间膜452上形成达到P+层442的接触孔456，且在工序9中，将诸如钨W等金属膜458埋入在接触孔454和456中。在工序10中，通过对光接收单元进行图案化来去除光接收单元的金属膜458。这样，阳极电极形成在背面侧工序11。图30和图31是图示了完成的半导体装置的示意性截面图。如图30所示，通过使金属膜458从背面侧贯通至前面侧，可以使电场从背面侧的阳极至阴极是恒定的，并且可以实现小型化。此外，如图31所示，也可以在与像素的光接收单元对应的部分的高浓度P+层442露出后，仅对像素的光电转换单元进行蚀刻，从而形成薄P+层442。此外，如图32所示，在形成薄P+层442时，可以使其周边倾斜。图33是按照工艺顺序图示了图32所示的半导体装置的制造方法的示意性截面图。首先，在工序1和工序2中，从前面侧将SPAD像素形成在两层外延基板440中。两层外延基板440层叠在支撑基板430上。在工序3中，使上侧和下侧颠倒。在工序4中，通过从支撑基板430侧刮削支撑基板430来使N外延层444在像素的中心中露出。在下一个工序5中，形成抗蚀剂图案，且从背面侧挖出用于遮光部的接触孔450。此外，在工序6中，将诸如层间膜等绝缘膜形成在接触孔450中，且此外，形成将诸如钨W等金属膜458埋入其中的接触孔，该接触孔贯通至前面侧的电极。在工序7中，通过对光接收单元进行图案化来去除光接收单元的金属膜458，且此外，形成连接至金属膜458的电极459。电极459也连接至P+层442。图34是图示了这样的构造的示意性截面图：将图30所示的半导体装置中的集光单元的内部设定为低浓度P区446。此外，图35是按照工艺顺序图示了图34所示的半导体装置的制造方法的示意性截面图。首先，在工序1中，将P层441和N层444形成在支撑基板430上，且在元件隔离区中形成高浓度P层442。通过离子注入、固相扩散等形成P层442。接着，在工序2中，从前面侧形成SPAD像素，将由绝缘膜制成的埋入层820形成在像素分隔单元150的区域中，且将电极822形成在埋入层820中。在下一个工序3中，使上侧和下侧颠倒，且通过从上侧刮削支撑基板800来使P+层442露出。在下一个工序4中，形成抗蚀剂图案，从背面侧挖出用于遮光部的接触孔，且在接触孔中形成绝缘膜452和453。在工序5中，形成贯通至前面侧的电极的接触孔，并且将诸如钨W等金属膜458埋入接触孔中。在工序6中，通过对光接收单元进行图案化来去除光接收单元的金属膜458。这样，在背面侧形成了阳极电极。形成连接至金属膜458的电极459，且在层间膜806上形成绝缘膜812。在上述的第三变型例中，因为可以形成背面阳极电极，所以能够制作较微小的SPAD元件构造。此外，通过使用两层外延基板，能够通过抑制晶体缺陷来形成用作阳极电极的P+层442以及P+层442和N层444之间的界面。因此，也可以进一步改善诸如暗电流等特性。图36是图示了第二变型例的SPAD像素的平面构造的一些示例的平面图。图36所示的标准结构示出了如下示例，其中，作为接触部的高浓度P+层442设置为相邻于像素分隔单元150。此外，图36所示的设置有低浓度区域的示例示出了如下示例，其中，具有比P+层442的P浓度更低的P浓度的区域443设置在高浓度P+层442的内部的最上面。区域443对应于通过从如图31和图32所示的上侧去除P+层442而获得的区域。注意，本发明不限于这些构造，只要能够确保集光面积且能够获得触点。如图31、32和36所示，通过设置具有比P+层442的P浓度更低的P浓度的区域443，可以避免像素部的背面侧的整个面变成高浓度P+层，且因此，浓度分布控制变得容易，且能够抑制电荷传输中发生的不利影响。此外，能够提高重组概率recombinationprobability，且能够提高光接收灵敏度光检测效率：PDE。8.4.第三变型例在一对电极设置在基板的前面侧和背面侧来实现小型化的情况下，透明电极或由杂质层形成的电极设置在光照射面。然而，在设置透明电极的情况下，噪声发生在与基板的接触部。此外，在由杂质层形成电极的情况下，需要注入高浓度的杂质，且需要确保杂质层的厚度以减小电极的电阻。在这种情况下，特别地，短波光的灵敏度降低。在第三变型例中，SPAD光电二极管设定为背面照射型，且阳极和阴极之间的电势差设定在垂直方向。具有遮光性质的金属层埋入在像素之间，且埋入金属层和光电转换单元被绝缘膜分隔。此外，高浓度杂质层设置在晶圆背面侧，以将阳极电极形成在背面侧。因此，可以实现像素的小型化和噪声的降低，且可以在抑制像素间干扰和各像素变化的同时，提高短波灵敏度。在下面的说明中，将参照图37按照工艺顺序说明根据第三变型例的半导体装置的制造方法。图37是按照工艺顺序图示了根据第三变型例的半导体装置的制造方法的示意性截面图。首先，在工序1中，将用于对准测量的标记形成在Si基板500中，且通过进行高浓度杂质的离子注入来形成P+层502。然后，挖入Si基板500以围绕P+层502，且将绝缘膜504埋入在挖入的区域中。不特别限制绝缘膜504的类型SiN型，SiO2型。在工序2中，将绝缘膜504平坦化，并且将其接合至基板506。基板506是形成SPAD光电二极管的支撑基板。在工序3中，使上侧和下侧颠倒，且使基板500薄化至规定的Si厚度数um水平。然后，在接合至基板506的基板500的薄化表面上进行晶体管Tr的形成等。尽管当进行Tr形成时进行高温退火ANL工作，但是因为通过绝缘膜504围绕注入在基板500中的P+层502，所以能够抑制P+层的扩散。在下一个工序4中，进行传感器形成工序FEOL至BEOL。在下一个工序5中，使已经完成至配线工序的基板500和基板506垂直翻转并接合至基板508。在下一个工序6中，将基板508设定为支撑基板，并且通过蚀刻或抛光完全去除基板506，以使基板506和基板500之间的接合面绝缘膜504露出。在下一个工序7中，去除使用基板500和基板506之间界面的绝缘膜503，且将遮光金属510埋入在像素之间。在下一个工序8中，形成背面电极512。图38是图示了第三变型例中完成的半导体装置的示意性截面图。如图38所示，由高浓度B3×1019cm3或以上制成的图案化的P+层502形成在与配线512接触的位置。此外，P+层502的周边被绝缘膜504以平面方式围绕。第三变型例是具有与各像素的光照射面的微小触点的结构，并且是具有与触点连接的Si中的杂质层的结构，且在该结构中，高浓度的杂质存在堆积于与触点的Si界面。在第三变型例中，能够通过将电极形成在背面来实现小型化。在FEOL开始时形成背面电极。此时，将杂质掺入具有微小图案的Si基板500，且通过绝缘膜504围绕P+层502来防止扩散。P+层502被绝缘膜504围绕，且因此，能够防止由于后续工序的热量而造成的硼B扩散。因此，通过在形成晶体管前形成用于背面的杂质层且通过抑制由后续工序的热量而造成的扩散，能够形成微小元件。此外，杂质的高浓度区域能够用作电极形成面，且欧姆接合变得更容易。在如上所述的第三变型例中，能够通过将电极形成在背面来实现小型化。因为通过欧姆接合来形成背面电极，所以需要形成高浓度杂质层，但是可以通过使用绝缘膜围绕高浓度杂质层来抑制杂质的扩散。8.5.第四变型例期望N层的浓度更浓，以在背面电极结构中在垂直方向上创建和隔离PNP的结构，担心可能强烈地施加电场从而发生击穿。此外，增大N层的浓度可能增大暗电流。此外，在附接有固定电荷膜钉扎膜，SCF的情况下，担心如果固定电荷膜也形成在高浓度N区中，那么暗电流可能增大。在第四变型例中，在形成其中埋入有绝缘膜的第一层后，形成第二绝缘膜埋入层使其与第一层连接，且将埋入金属层形成为贯通这些层。在第四变型例中，将埋入金属层形成为使得它贯通其中埋入有绝缘膜的层并且围绕像素。其中埋入有绝缘膜的层的端部在耗尽层区域中，且耗尽层的端部位于其中埋入有绝缘膜的层的侧壁上。具体地，图21所示的P-区710和N-区780之间的边界是耗尽层区域。如果N-区780具有过高的浓度，那么存在击穿的危险。此外，如果将固定电荷膜形成在N-区780的侧面，那么担心暗电流可能增大。在第四变型例中，存在其中埋入有绝缘膜的层，且因此，可以防止固定电荷膜钉扎膜，SCF形成在N区中。代替固定电荷膜，可以通过诸如固相扩散等方法形成高浓度P层。发生在前表面附近的暗电流由于其中埋入有绝缘膜的层而发生经由P+层790和电极800被丢弃至地。在下面的说明中，将参照图39按照工艺顺序说明根据第四变型例的半导体装置的制造方法。图39是按照工艺顺序图示了根据第四变型例的半导体装置的制造方法的示意性截面图。首先，在工序1中，将Si层526形成在Si基板520上，Si层526的Si最上表面是N层522，且Si层526在下面具有P层524。将通过外延生长形成的N层522和P层524的示例设定为典型例，但是也可以在外延生长前通过离子注入或固相扩散来形成它们。接着，在工序2中，形成其中埋入有STI的绝缘膜的第一层528以围绕像素，通过离子注入、热处理等形成需要的N层和P层。然后，将金属层530形成在其中埋入有绝缘膜的第一层528上，且进一步形成绝缘膜，以获得金属层530埋入在第一层528中的结构。对于在第一层528中的埋入，能够考虑各种变型，诸如氧化膜、氮化膜以及氧化膜和氮化膜的层叠。此外，需要通过诸如离子注入等方法将第一层528下方的N层区制作为P层。期望使用钨W等形成金属层530。接着，在工序3中，形成需要的配线层，且通过诸如层叠等方法使正面和背面颠倒，从而去除不需要的层，使得P层524出现在最上表面。在下一个工序4中，对Si层526进行蚀刻，以达到STI，并且形成由氧化铝Al2O3以及氧化铪HF2等制成的固定电荷膜532和由氧化膜等制成的绝缘膜534。优选使用具有良好覆盖能力的膜类型。然后，在工序5中，形成贯通第一埋入层528且达到金属层530的接触孔，并且将金属层536埋入在该接触孔中。期望使用钨W等形成金属膜536。注意，可以在使接触孔贯通Si层526和第一埋入层528后，形成固定电荷膜532和绝缘膜534，且可以将金属层536埋入在该接触孔中。最后，在工序6中，形成具有与背面的触点的电极538。根据这些工序，制造包括背面电极的元件。注意，可以使N层和P层颠倒。在这种情况下，改变固定电荷膜532的类型。在图39所示的制造方法中，可以在形成前面侧而不是形成固定电荷膜532时，利用固相扩散等来使高浓度P层围绕从正侧至背面侧形成的第二埋入层。图40图示了这种情况下的制造工艺。工序1与图39中的一样。在工序2中，埋入第二层540以便贯通N层522和P层524，且将金属膜542埋入在第二层540中。在埋入第二层540时，通过使用固相扩散等将高浓度P层544形成在与第二层540相邻的N层522中。在下一个工序3中，使正面和背面翻转，且去除不需要的层，使得P层524出现在最上面。随后，在预定的绝缘膜形成在P层524上之后，以与图39的工序6相同的方式，形成电极538，其具有与背面的接触的触点。根据第四变型例，固定电荷膜532形成在背面侧的P层524中。另一方面，通过固相扩散形成的固定电荷膜532或高浓度P层544不形成在N层522的下方。因此，能够提高耐受电压，且能够抑制暗电流。8.6.第五变型例在SPAD像素在垂直方向上在PNP结构中被分隔且贯通沟槽被形成用于像素之间的遮光的情况下，需要将固定电荷膜形成在沟槽的侧壁上，以用于改善白点和暗电流的特性，但是担心钉扎膜也形成在N型区域中，暗电流反而增大。在第五变型例中，被形成在沟槽的侧壁上以用于像素之间遮光的固定电荷膜在垂直方向上被创建和分隔，且以与第四变型例相同的视角下形成至少在N型区的侧壁上不具有固定电荷膜的结构。在第五变型例中，形成贯通Si的沟槽以围绕像素，并且埋入金属层。固定电荷膜形成在N型区以外的贯通Si的沟槽的侧壁上。PNP结构形成在垂直方向上，且正面电极和背面电极电隔离。下面将参照图41按照工艺顺序说明根据第五变型例的半导体装置的制造方法。图41是按照工艺顺序图示了根据第五变型例的半导体装置的制造方法的示意性截面图。首先，在工序1中，通过离子注入或固相扩散将垂直PNP结构形成在预先形成贯通沟槽的区域中。从背面侧薄化Si以使像素前表面露出，且通过对P型区的Si进行蚀刻来形成沟槽550。在下一个工序2中，在将固定电荷膜552形成在P型区之后，通过干回蚀刻仅使沟槽底部的Si露出，且通过利用Si回蚀刻来蚀刻前面侧的层间绝缘膜554形成贯通沟槽。接着，在工序3中，例如，通过在高深宽比结构中具有良好覆盖能力的ALD方法形成由SiO2制成的绝缘膜556。因此，绝缘膜556与相关的绝缘膜554一体化。随后，绝缘膜556和固定电荷膜552部分地开口，以使金属与触点区域接触。在下一个工序4中，将遮挡像素之间的光且用作背面接触电极的金属膜558埋入在位于工序3中开口的部分中和沟槽内，并且通过CMP或干回蚀刻来平坦化金属膜558，以形成镶嵌结构。钨W、铝Al或铜Cu等用作金属膜558。因此，获得金属膜558和阳极接触电极560一体化的结构。注意，可以分离地形成金属膜558和接触电极560。根据这些工序，制造具有背面电极的元件。注意，可以使N层和P层颠倒。在这种情况下，改变固定电荷膜552的类型。图42图示了用于形成三层隔离创建结构的方法的示例。在图41中，固定电荷膜552被创建且被分离成背面侧的P型区和前面侧的NP型区这两个层，但是优选具有三层结构，其中，固定电荷膜552也形成在前面侧的P型区中。在这种情况下，在工序2中，在形成固定电荷膜552之后的硅回蚀刻中，仅对N型区进行蚀刻。然后，在工序3中，形成由SiO2制成的绝缘膜556，然后，对绝缘膜556进行回蚀刻。此外，在通过硅回蚀刻使沟槽贯通至前面侧的层间绝缘膜556后，再次形成钉扎膜553。后续的制造方法与图41中的一样。因此，能够形成三层结构，使得与沟槽的侧壁接触的膜是作为P型区的固定电荷膜552和作为N型区的绝缘膜556。图43图示了与图41和图42不同的制造方法。在图43所示的示例中，当在工序1中首先形成沟槽550时，使沟槽550贯通至前面侧。在下一个工序2中，在假材料例如，抗蚀剂埋入在前面侧的NP型区中的状态下，形成固定电荷膜552。在下一个工序3中，在对固定电荷膜552进行回蚀刻后，进行假材料562的去除，然后，形成由SiO2制成的绝缘膜556。通过使用硫酸过氧化氢溶液或有机抗剥落溶液进行的蚀刻或通过干回蚀刻等，进行假材料562的去除。后续的制造方法与图41中的相同。因此，可以形成与图41中相同的结构。注意，在使用如图42所示的三层结构的情况下，可以通过仅针对N型区的假材料562的进行回蚀刻并且随后形成绝缘膜556，来进行回蚀刻以及钉扎膜553的形成。图44图示了在FEOL工序中从前面侧形成贯通沟槽的情况下的制造方法的示例。在工序1中，在FEOL中形成贯通沟槽570后，例如，将SiO2膜572和多晶硅膜574埋入在沟槽570中。此后，在工序2中，从背面侧薄化Si，且使沟槽570的底部露出，然后，去除沟槽570中的SiO2膜572和多晶硅膜574。在埋入SiO2膜572和多晶硅膜574的情况下，例如，可以使用碱性Si蚀刻液体和DHF溶液等。后续的制造方法与图43中的相同。也可以以与图42相同的方式形成三层结构。根据第五变型例，钉扎膜形成在沟槽的侧壁上的P型区中，但是能够防止至N型区的钉扎形式。因此，能够抑制像素之间的混色，且可以抑制在正面电极和背面电极能够隔离的结构中产生白斑和暗电流。8.7.第六变型例在第六变型例中，在晶体管形成工序和配线工序中，将用于填充电极的沟槽形成在STI区域中。因此，极大地减小在从背面形成的深沟槽背面深沟槽DT的形成后的贯通工序所需的蚀刻量，或贯通工序变得不再需要。此外，可以在与STI没有对准偏差的情况下，将电极形成在STI区域中，且可以使为了确保N+区域与STI中的电极之间的耐受电压所需的STI线宽变窄。以下，将参照图45和图46按照工艺顺序说明根据第六变型例的半导体装置的制造方法。图45和图46是按照工艺顺序图示了根据第六变型例的半导体装置的制造方法的示意性截面图。首先，在工序1中，形成STI590，并且将绝缘层592形成在STI590中。接着，在工序2中，通过蚀刻对STI590的区域进行开口，并且形成电极594。多晶硅、PDAS或W等用作电极594。接着，在工序3中，在配线层形成工序中，将配线层596与STI区域的电极594连接。接着，在工序4中，使上侧和下侧颠倒，形成背面DT，将固定电荷膜596形成在背面DT的内部，且将绝缘膜598形成在固定电荷膜596上。接着，在工序5中，在位于背面DT底部的固定电荷膜596上的绝缘膜598上、在固定电荷膜596上和在STI590的绝缘膜592上进行贯通工序。需要被加工的STI590的绝缘膜592的膜厚度是在工序2中对STI590进行开口时的位于STI590底部的绝缘膜592的剩余膜厚度，其是非常薄的膜厚度。接着，通过在后续工序中形成贯通电极599来完成工序6。在工序5中，因为通过去除绝缘膜592的非常薄的膜厚度来使电极594露出，所以可以抑制用作掩模的膜的厚度在贯通工序时不足够。因此，能够可靠地进行贯通工序。如上所述，因为从STI590的对侧形成贯通电极599，所以电极594和贯通电极599的中心轴在一些情况下可能不是完全匹配，但是通过在形成触点时精确地进行对准，它们能够位于容许的范围内。图47和图48是按照工艺顺序图示了根据第六变型例的半导体装置的另一制造方法的示意性截面图。首先，在工序1中，形成STI610，且形成绝缘层612以使在STI610的内部不被阻挡。绝缘膜612设定为具有的膜厚度等于或大于用于确保与N+层的绝缘电阻所需的膜厚度。在下一个工序2中，将电极材料填充在STI610中，以作为STI区的电极614。为了在所谓的FEOL工序中形成电极614，电极614的材料是非金属材料，诸如多晶硅或PDAS。通过工序2形成电极614的自对准，且因此，STI610和电极614之间的对准偏差变为零。在下一个工序3中，在配线层形成工序中，将配线层616与STI610的电极614连接。在下一个工序4中，使上侧和下侧翻转，形成背面DT，在背面DT的内部形成固定电荷膜618，且在固定电荷膜618上形成绝缘膜620。在下一个工序5中，在位于背面DT底部的SCF618上的绝缘膜620上且在SCF618和STI610的绝缘膜612上进行贯通工序。需要被加工的STI610的绝缘膜612的膜厚度是通过工序1形成的膜的膜厚度，并且能够设定为非常显著变薄的膜厚度。此外，与图45和图46的示例相比，可以抑制需要的STI绝缘膜量的膜厚度的变化。接着，通过在后续工序中形成贯通电极599来完成工序6。图49和图50是按照工艺顺序图示了根据第六变型例的半导体装置的又一制造方法的示意性截面图。首先，在工序1中，加工出STI630，且将绝缘层632形成在STI630中。在下一个工序2中，通过蚀刻对STI630进行开口。此时，将开口形成为贯通位于STI630底部的绝缘膜632。随后，形成电极634。诸如多晶硅或PDAS等非金属材料能够用作电极634的材料。从抑制基板污染的观点，不期望使用金属膜作为电极材料。在下一个工序3中，在配线层形成工序中，将配线层636与STI630的电极634连接。在下一个工序4中，使上侧和下侧翻转，形成背面DT，在背面DT的内部形成固定电荷膜638，且在固定电荷膜638上形成绝缘膜640。在本示例中，因为将电极634形成为贯通位于STI630底部的绝缘膜632，所以在加工背面DT时，使STI630的电极634露出。在下一个工序5中，在位于背面DT底部的固定电荷膜638上的绝缘膜640上且在固定电荷膜638上进行贯通工序。在本示例中，因为在加工背面DT时使电极634露出，所以不需要在贯通工序时对STI630的绝缘膜632进行蚀刻。将通过在后续工序中形成贯通电极599来完成工艺。图51和图52是按照工艺顺序图示了根据第六变型例的半导体装置的又一制造方法的示意性截面图。首先，在工序1中，加工出STI640，且将绝缘层642形成在STI640中。在下一个工序2中，通过蚀刻对STI640进行开口，且填充绝缘膜和牺牲膜作为填充层644。多晶硅、PDAS或SiN等用作牺牲膜。在下一个工序3中，在配线层形成工序中，将配线层646与填充层644连接。在下一个工序4中，完成配线工序，使上侧和下侧翻转，在与支撑基板连接后进行薄化，且使填充层644露出。在下一个工序5中，去除填充层644。根据本工序，完成用于形成贯通电极的贯通沟槽。在下一个工序6中，在去除填充层644后，将电极材料599形成在贯通沟槽中，且形成需要的配线以完成工艺。根据第六变型例，解决了在形成STI贯通结构时的问题，即，在从背面进行贯通工序时掩模的膜厚度不够。此外，可以消除STI与STI中的电极之间的对准偏差，且因此，不需要因考虑对准偏差的影响而增大STI线宽。因此，增加了元件布局设定的灵活性。9.摄像装置以外的应用例本发明也能够应用于检测光的其他器件，例如，飞行时间TOF传感器等。在本发明应用于TOF传感器的情况下，例如，可以将其应用于基于直接TOF测量方法的距离图像传感器和基于间接TOF测量方法的距离图像传感器。在基于直接TOF测量方法的距离图像传感器中，因为在各像素的直接时间域中获得光子的到达时间，所以发射具有短脉宽的光脉冲，且使用高速响应的接收器产生电脉冲。此时，本发明能够应用于接收器。此外，在间接TOF方法中，使用如下半导体元件结构测量光的飞行时间，其中，由光产生的载流子的检测和累积量根据光的到达时间而改变。本发明也能够应用为该半导体结构。在本发明应用于TOF传感器的情况下，可以任意设置如图18所示的滤色器300a、300b、300c和片上透镜400，也可以不设置它们。10.电子设备的构造例图53图示了包括上述摄像装置1000的电子设备3000的构造。图53所示的电子设备3000包括：第一半导体芯片3100，其具有通过布置多个光电转换单元160而形成的传感器单元3010；和第二半导体芯片3200，其具有用于处理由光电转换单元160获取的信号的信号处理单元3020。第一半导体芯片3100和第二半导体芯片3200是堆叠的。用于控制电子设备3000的控制单元3030和用于存储由光电转换单元160获取的信号的存储单元3040设置在信号处理单元3020的附近。控制单元3030能够布置在光电转换单元160的附近，除了控制信号处理单元3020以外，还用于其他的驱动和控制的目的。除了所示的布置以外，还能够将控制单元设置为具有第一半导体芯片3100和第二半导体芯片3200任一者中的任意功能。注意，多个光电转换单元160以二维矩阵形式矩阵形式布置。此外，在图53中，为了便于说明，以分离的状态图示了第一半导体芯片3100和第二半导体芯片3200。11.移动体的应用例根据本发明的技术本发明能够应用于各种产品。例如，根据本发明的技术也可以实现为安装在任何类型的移动体上的器件，该移动体诸如是汽车、电动车辆、混动车辆、机动车、自行车、个人移动、飞机、无人机、船或机器人。图54是说明了车辆控制系统的示意性构造例的框图，该系统作为能够应用根据本发明的实施例所述的技术的移动体控制系统的示例。车辆控制系统12000包括经由通信网络12001连接彼此的多个电子控制单元。在图54描述的示例中，车辆控制系统12000包括驱动系统控制单元12010、本体系统控制单元12020、车外信息检测单元12030、车内信息检测单元12040和整体控制单元12050。此外，作为整体控制单元12050的功能构造，图示了微计算机12051、声音图像输出部12052和车载网络接口IF12053。驱动系统控制单元12010根据各种类型的程序控制与车辆的驱动系统相关的器件的操作。例如，驱动系统控制单元12010起到以下作用：用于驱动力产生器件的控制器件，该驱动力产生器件用于产生车辆的驱动力，并且该驱动力产生器件诸如是内燃机或驱动电机等；用于将驱动力传输至车轮的驱动力传输机构；用于调整车辆转向角度的转向机构；和用于产生车辆制动力的制动器件等。本体系统控制单元12020根据各种类型的程序对设置至车辆本体的各种类型器件的操作进行控制。例如，本体系统控制单元12020起到无钥匙进入系统、智能钥匙系统、电动窗设备或诸如车头灯、车尾灯、刹车灯、转向信号或雾灯等各种类型的灯的控制装置的作用。在这种情况下，作为钥匙替代物的移动设备发射出的无线电波或各种类型开关的信号能够输入至本体系统控制单元12020。本体系统控制单元12020接收输入的无线电波或信号，并且控制车辆的锁门器件、电动窗器件或灯等。车外信息检测单元12030检测包括车辆控制系统12000的车辆的外部信息。例如，车外信息检测单元12030与成像部12031连接。车外信息检测单元12030使成像部12031对车辆的外部的图像进行成像，并且接收成像的图像。在接收的图像的基础上，车外信息检测单元12030可以进行诸如人、车辆、障碍物、标记或路面上的字母等物体的检测处理，或进行与该物体之间的距离的检测处理。成像部12031是光传感器，其接收光且输出与接收的光量对应的电信号。成像部12031能够将电信号输出为图像，或能够将电信号输出为关于测量的距离的信息。此外，成像部12031接收的光可以是可见光，或可以是诸如红外线等不可见光。车内信息检测单元12040检测车辆的内部信息。车内信息检测单元12040例如连接至检测驾驶员状态的驾驶员状态检测部12041。驾驶员状态检测部12041例如包括对驾驶员进行成像的相机。在驾驶员状态检测部12041输入的检测信息的基础上，车内信息检测单元12040可以计算驾驶员的疲劳程度或驾驶员的精力集中程度，或可以判断驾驶员是否正在打瞌睡。微计算机12051能够在车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获得的车辆内部或外部信息的基础上计算用于驱动力产生器件、转向机构或制动器件的控制目标值，并且将控制命令输出至驱动系统控制单元12010。例如，微计算机12051能够进行协作控制，以实施先进驾驶辅助系统ADAS的功能，该功能包括车辆的碰撞避免或冲击缓和、基于跟随距离的跟随驾驶、车辆速度维持驾驶、车辆碰撞警告或车辆偏离车道警告等。此外，微计算机12051能够在车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获得的车辆外部或内部信息的基础上，通过控制驱动力产生器件、转向机构或制动器件等，进行用于自动驾驶的协作控制，该自动驾驶使车辆不依赖于驾驶员的操作等自主行进。此外，微计算机12051能够在车外信息检测单元12030获得的车辆外部信息的基础上将控制命令输出至本体系统控制单元12020。例如，微计算机12051能够例如根据车外信息检测单元12030检测的前行车辆或对向车辆的位置，通过控制车头灯以将远光灯变换为近光灯来进行用于防止炫目的协作控制。声音图像输出部12052将声音和图像中的至少一者的输出信号传输至输出器件，该输出器件能够在视觉上或听觉上将信息通知车辆的占有者或车辆的外部。在图54的示例中，将音频扬声器12061、显示部12062和仪表盘12063图示为输出器件。显示部12062例如可以包括车载显示器和抬头显示器中的至少一者。图55说明了成像部12031的安装位置的示例。在图55中，成像部12031包括成像部12101、12102、12103、12104和12105。成像部12101、12102、12103、12104和12105例如布置在车辆12100的前鼻、侧视镜、后档和后门的位置，以及布置在车内挡风玻璃上部的位置。设置到前鼻的成像部12101和设置到车内挡风玻璃上部的成像部12105主要获得车辆12100前面的图像。设置到侧视镜的成像部12102和12103主要获得车辆12100侧面的图像。设置到后档或后门的成像部12104主要获得车辆12100后面的图像。设置到车内挡风玻璃上部的成像部12105主要用来检测前行车辆、行人、障碍物、信号、交通符号或车道等。顺便提及地，图55说明了成像部12101至12104的拍摄范围的示例。成像范围12111表示设置到前鼻的成像部12101的成像范围。成像范围12112和12113分别表示设置到侧视内镜的成像部12102和12103的成像范围。成像范围12114表示设置到后档或后门的成像部12104的成像范围。例如，通过叠加成像部12101至12104成像获得的图像数据来获得从上观看到的车辆12100的鸟瞰图。成像部12101至12104中的至少一者可以具有获得距离信息的功能。例如，成像部12101至12104中的至少一者可以是由多个成像元件构成的立体相机，或可以是具有用于相位差检测的像素的成像元件。例如，微计算机12051能够在从成像部12101至12104获得的距离信息的基础上确定与成像范围12111至12114内的三维物体相距的距离以及该距离的时域变化相对于车辆12100的相对速度，且因此，能够将特别是位于车辆12100的行进路径上且在与车辆12100大致相同的方向上以预定的速度例如，等于或大于0kmh行进的最接近的三维物体提取为前行车辆。此外，微计算机12051能够面对前行车辆预先设定待被维持的跟随距离，并且能够进行自动制动控制其包括跟随停止控制或自动加速控制其包括跟随开始控制等。因此，也可以进行用于自动驾驶的协作控制，这使车辆不依赖于驾驶员的操作等而自主行进。例如，微计算机12051能够在从成像部12101至12104获得的距离信息的基础上将关于三维物体的三维物体数据按类别分成两轮车辆、标准尺寸车辆、大型车辆、行人、电线杆和其他三维物体的三维物体数据，能够提取按类别分类的三维物体数据，且能够使提取的三维物体数据用于自动避开障碍物。例如，微计算机12051将车辆12100周围的障碍物标识为车辆12100的驾驶员能够视觉识别的障碍物和车辆12100的驾驶员难以视觉识别的障碍物。此外，微计算机12051确定用于表示与各障碍物碰撞的风险的碰撞风险。在碰撞风险等于或高于设定值且因此有可能碰撞的情形下，微计算机12051经由音频扬声器12061或显示部12062将警告输出至驾驶员，并且经由驱动系统控制单元12010进行强制减速或避开转向。微计算机12051因此能够辅助驾驶，以避免碰撞。成像部12101至12104中的至少一者可以是检测红外线的红外相机。例如，微计算机12051能够通过判断成像部12101至12104的成像图像中是否存在行人来识别行人。例如，通过对作为红外相机的成像部12101至12104的成像图像中的特征点进行提取的程序，且通过对表示物体轮廓的一系列特征点进行模式匹配处理来判断是否是行人的程序，来对行人进行识别。当微计算机12051确定成像部12101至12104的成像图像中存在行人且因此识别出行人时，声音图像输出部12052控制显示部12062，使得用于强调的方形轮廓线被显示为叠加在识别出的行人上。声音图像输出部12052也可以控制显示部12062，使得表示行人的图标等显示在期望的位置。如上所述，已经说明了能够应用根据本发明的技术的车辆控制系统的示例。根据本发明的技术能够应用于上述构造中的成像部12031。具体地，摄像装置SPAD光电二极管1000能够应用于成像部12031等。因为通过将根据本发明的技术应用于成像部12031能够获得更容易可视的图像，所以可以降低驾驶员的疲劳。12.内窥镜手术系统的应用例本发明的技术本技术能够应用于各种产品。例如，本发明的技术可以应用于内窥镜手术系统。图56说明了能够应用根据本发明的实施例的技术本技术的内窥镜手术系统的示意性构造例。在图56中，图示了这样的状态：外科医生医生11131正在使用内窥镜手术系统11000对病床11133上的患者11132进行手术。如所示内窥镜手术系统11000包括：内窥镜11100；诸如气腹管11111和能量器件11112等其他手术工具11110；其上支撑内窥镜11100的支撑臂装置11120；和其上安装有用于内窥镜手术的各种装置的小车11200。内窥镜11100包括：透镜筒11101，透镜筒11101具有与自身的远端相距预定长度的待被插入患者11132体腔的区域；和相机头部11102，相机头部11102连接至透镜筒11101的近端。在所示的示例中，图示的内窥镜11100包括具有硬性类型透镜筒11101的刚性内窥镜。然而，内窥镜11100可以另外包括具有柔性类型透镜筒11101的柔性内窥镜。透镜筒11101在远端具有适配物镜的开口。光源装置11203连接至内窥镜11100，使得光源装置11203产生的光通过在透镜筒11101的内部延伸的光导而被引入至透镜筒11101的远端，并且通过物镜被照向患者11132体腔内的观察目标。应注意，内窥镜11100可以是直视内窥镜，或可以是斜视内窥镜或侧视内窥镜。光学系统和摄像元件设置在相机头部11102的内部，使得来自观察目标的反射光观察光通过光学系统被收集在摄像元件上。摄像元件对观察光进行光电转换，以产生与观察光对应的电信号，即与观察图像对应的图像信号。图像信号作为RAW数据传输至CCU11201。CCU11201包括中央处理单元CPU或图形处理单元GPU等，并且整体上控制内窥镜11100和显示装置11202的操作。此外，CCU11201接收来自相机头部11102的图像信号，并且对图像信号进行用于显示基于图像信号的图像的各种图像处理，例如，显影处理去马赛克处理等。在CCU11201的控制下，显示装置11202在自身上显示以已经经过CCU11201进行的图像处理的图像信号为基础的图像。光源装置11203包括诸如发光二极管LED等光源，并且将对手术区域进行成像的照射光供给至内窥镜11100。输入装置11204是用于内窥镜手术系统11000的输入接口。用户能够通过输入装置11204进行将各种类型的信息或指令输入输入至内窥镜手术系统11000。例如，用户将输入指令等，以改变内窥镜11100的摄像条件照射光的类型，放大率，或焦距等。治疗器械控制装置11205控制能量器件11112的驱动，以用于烧灼或切割组织或用于封合血管等。气腹装置11206通过气腹管11111将气体馈送至患者11132的体腔，以使体腔隆起，以便确保内窥镜11100的视场且确保外科医生的工作空间。记录器11207是能够记录与手术相关的各种类型信息的装置。打印机11208是能够以诸如文本、图像或图形等各种形式打印与手术相关的各种类型信息的装置。应注意，将对手术区域进行成像时的照射光供给至内窥镜11100的光源装置11203可以包括白光源，白光源例如包括LED、激光光源或它们的组合。在白光源包括红、绿和蓝RGB激光光源的组合的情况下，因为能够针对各颜色各波长，高精度地控制输出强度和输出时间，所以能够通过光源装置11203对拍摄的图像进行白平衡调整。此外，在这种情况下，如果以时分方式将来自各个RGB激光光源的激光束照射在观察目标上且与照射时间同步地控制相机头部11102的摄像元件的驱动，那么也能够以时分方式拍摄与R、G和B分别对应的图像。根据本方法，即使不为摄像元件设置滤色器，也能够获得彩色图像。此外，可以控制光源装置11203，使得每预定时间地改变待被输出的光强。通过与光强的变化时间同步地控制相机头部11102的摄像元件的驱动来以时分方式获取图像且对图像进行合成，能够创建高动态范围的图像，其不具有曝光不足的遮蔽阴影和曝光过度的高亮。此外，光源装置11203可以被构造为供给准备用于特定光观察的预定波段的光。在特定光观察中，例如，通过利用身体组织的光吸收波长依赖性来照射与常规观察时的照射光即，白光相比的窄波段光，以进行对诸如粘膜表层的血管等预定组织进行高对比度成像的窄波段观察窄波段成像。可替代地，在特定光观察中，可以进行用于从通过激发光的照射而产生的荧光获得图像的荧光观察。在荧光观察中，可以通过将激发光照射到体组织上来进行来自体组织的荧光的观察自体荧光观察，或可以通过将诸如吲哚箐绿ICG等试剂注入体组织且将与试剂的荧光波长对应的激发光照射到体组织上来获得荧光图像。光源装置11203能够被构造为供给适于如上所述的特定光观察的窄波段光和或激发光。图57是说明了图56所示的相机头部11102和CCU11201的功能性构造例的框图。相机头部11102包括透镜单元11401、摄像单元11402、驱动单元11403、通信单元11404和相机头部控制单元11405。CCU11201包括通信单元11411、图像处理单元11412和控制单元11413。相机头部11102和CCU11201通过传输电缆11400彼此可通信地连接。透镜单元11401是光学系统，其设置在与透镜筒11101的连接位置。从透镜筒11101的远端接收的观察光被引导至相机头部11102，并且被引入到透镜单元11401。透镜单元11401包括多个透镜的组合，该多个透镜包括变焦透镜和定焦透镜。摄像单元11402包括的摄像元件的数量可以是一个单板型或多个多板型。在摄像单元11402被构造为多板型的情况下，例如，与R、G和B分别对应的图像信号由摄像元件产生，且可以合成图像信号以获得彩色图像。摄像单元11402也可以被构造为具有一对摄像元件，以用于分别获取准备用于三维3D显示的右眼用图像信号和左眼用图像信号。如果进行3D显示，那么外科医生11131能够更准确地理解活体组织的手术区域的深度。应注意，在摄像单元11402被构造为立体型的情况下，与各摄像元件对应地设置多个系统的透镜单元11401。此外，摄像单元11402可以不必设置在相机头部11102上。例如，摄像单元11402可以设置在透镜筒11101内部的物镜的正后方。驱动单元11403包括致动器，并且在相机头部控制单元11405的控制下使透镜单元11401的变焦透镜和定焦透镜沿着光轴移动预定的距离。因此，能够适当地调整摄像单元11402拍摄的图像的放大率和焦点。通信单元11404包括通信装置，其将各种类型的信息传输至CCU11201并且接收来自CCU11201的各种类型的信息。通信单元11404通过传输电缆11400将从摄像单元11402获取的图像信号作为RAW数据传输至CCU11201。此外，通信单元11404接收来自CCU11201的用于控制相机头部11102的驱动的控制信号，并且将控制信号供给至相机头部控制单元11405。例如，控制信号包括与摄像条件相关的信息，诸如指定拍摄图像的帧速率的信息、指定摄像时的曝光值的信息和或对拍摄图像的放大率和焦点进行指定的信息等。注意，可以由用户指定或可以由CCU11201的控制单元11413在获取的图像信号的基础上自动设定诸如帧速率、曝光值、放大率或焦点等摄像条件。在后者的情况下，将自动曝光AE功能、自动对焦AF功能和自动白平衡AWB功能包括在内窥镜11100中。相机头部控制单元11405在通过通信单元11404从CCU11201接收的控制信号的基础上控制相机头部11102的驱动。通信单元11411包括通信装置，其用于将各种类型的信息传输至相机头部11102和接收来自相机头部11102的各种类型的信息。通信单元11411通过传输电缆11400接收从相机头部11102传输来的图像信号。此外，通信单元11411将用于控制相机头部11102的驱动的控制信号传输至相机头部11102。能够通过电通信或光通信等传输图像信号和控制信号。图像处理单元11412对从相机头部11102传输来的以RAW数据形式的图像信号进行各种图像处理。控制单元11413进行与通过内窥镜11100进行的手术区域等的摄像和通过对手术区域等的图像拍摄而获得的摄取图像的显示相关的各种类型的控制。例如，控制单元11413创建用于控制相机头部11102的驱动的控制信号。此外，控制单元11413在已经经过图像处理单元11412进行的图像处理的图像信号的基础上控制显示装置11202，从而显示对手术区域等进行成像的摄取图像。因此，控制单元11413可以利用各种图像识别技术来识别摄取图像中的各种物体。例如，控制单元11413能够通过检测摄取图像中包括的物体的边缘的形状、颜色等来识别诸如钳子等手术工具、特定的活体区域、出血、使用能量器件11112时的薄雾等。当控制显示装置11202显示摄取的图像时，控制单元11413可以利用识别结果来使各种类型的手术辅助信息以与手术区域的图像重叠的方式而被显示。在手术辅助信息以重叠的方式显示并呈现给外科医生11131的情况下，外科医生11131的负担能够减少，且外科医生11131能够确信地进行手术。将相机头部11102和CCU11201彼此连接的传输电缆11400是准备用于进行电信号通信的电信号电缆、准备用于光通信的光纤或准备用于电通信和光通信两者的复合电缆。这里，虽然在所示的示例中，通过使用传输电缆11400进行有线通信来进行通信，但是可以通过无线通信进行相机头部11102和CCU11201之间的通信。如上所述，已经说明了能够应用根据本发明的技术的内窥镜手术系统的示例。根据本发明的技术能够应用于上述构造中的相机头部11102的成像单元11402。具体地，摄像装置SPAD光电二极管1000能够应用于成像单元10402。通过将根据本发明的技术应用于成像单元10402，可以获得更清晰的手术区域图像，且因此，外科医生能够可靠地确认手术区域，且外科医生能够以与在对手术区域进行触摸-接触观察的情况下相同的感觉进行治疗。注意，尽管已经将内窥镜手术系统说明为本文的示例，但是根据本发明的技术也可以应用于例如其他显微镜手术系统等。上面已经参照附图说明了本发明的优选实施例，然而，本发明不限于上面的示例。本领域技术人员可以在随附权利要求的范围内发现各种替代例和变型例，且应理解，它们自然将位于本发明的技术范围内。此外，本说明书所述的效果仅是说明性或举例性的效果，并不是限制性的。即，伴随或替代上述的效果，根据本发明的技术可以实现本领域技术人员从本说明书的说明中明显可知的其他效果。此外，本发明也可以如下地构造。1一种摄像装置，其包括：第一半导体层，所述第一半导体层形成在半导体基板中；第二半导体层，所述第二半导体层形成在所述第一半导体层上且具有与所述第一半导体层的导电类型相反的导电类型；像素分隔单元，所述像素分隔单元限定包括所述第一半导体层和所述第二半导体层的像素区域；第一电极，所述第一电极从所述半导体基板的一个表面侧连接至所述第一半导体层；和第二电极，所述第二电极从作为所述半导体基板的另一表面的光照射面侧连接至所述第二半导体层，并且形成为与所述像素分隔单元的位置相对应。2根据1所述的摄像装置，其中，用于电子倍增的电压施加在所述第一电极与所述第二电极之间。3根据1或2所述的摄像装置，还包括：第三半导体层，所述第三半导体层形成在所述第二半导体层上并且具有与所述第二半导体层相同的导电类型。4根据1至3中任一项所述的摄像装置，其中，所述第二电极设置在所述像素分隔单元的上表面。5根据1至4中任一项所述的摄像装置，其中，所述像素分隔单元和所述第二电极具有围绕多个所述像素区域的格子状平面形状。6根据1至5中任一项所述的摄像装置，还包括：形成在所述第二电极上且具有遮光性质的金属层。7根据6所述的摄像装置，还包括：形成在所述第二电极上的绝缘层，其中，所述金属层隔着所述绝缘层形成在所述第二电极上。8根据6所述的摄像装置，还包括：电极引出单元，在包括有多个所述像素区域的像素阵列的外部，所述电极引出单元设置于光照射面侧，其中，所述金属层连接至所述电极引出单元。9根据1至8中任一项所述的摄像装置，还包括：辅助电极，所述辅助电极形成在所述像素区域的表面且连接至所述第二电极。10根据1至3中任一项所述的摄像装置，其中，所述第二电极形成在所述像素分隔单元的上端的所述像素区域侧。11根据10所述的摄像装置，其中，所述第二电极形成为围绕所述像素区域。12根据10或11所述的摄像装置，还包括：金属层，所述金属层形成在所述第二电极上且骑跨所述像素分隔单元的所述上端，其中，所述金属层连接至形成在相邻像素区域中的所述第二电极。13根据1至12中任一项所述的摄像装置，其中，所述像素分隔单元包括杂质区域。14根据1至13中任一项所述的摄像装置，还包括：在所述半导体基板的厚度方向上至少部分地埋入所述像素分隔单元中的金属层和绝缘层。15根据14所述的摄像装置，其中，所述金属层和所述绝缘层从所述半导体基板的所述一个表面侧埋入所述像素分隔单元中。16根据14所述的摄像装置，其中，所述金属层和所述绝缘层从所述半导体基板的所述光照射面侧埋入所述像素分隔单元中。17根据16所述的摄像装置，其中，所述第二电极和所述金属层被所述绝缘层绝缘。18根据1至17中任一项所述的摄像装置，还包括：接触层，所述接触层连接至所述第二电极且与所述一个表面侧的表面连续；和电极引出单元，所述电极引出单元电连接至所述接触层，并且设置在包括多个所述像素区域的像素阵列的外部。19根据18所述的摄像装置，其中，所述接触层形成在所述像素阵列的外部或所述像素阵列的内部。20根据1所述的摄像装置，其中，所述第二电极包括杂质区域，且所述摄像装置包括碳层，所述碳层形成为至少覆盖所述第二电极的侧面。21根据20所述的摄像装置，其中，所述碳层形成为覆盖所述第二电极的底面。22根据1所述的摄像装置，其中，所述第一半导体层和所述第二半导体层均包括外延层。23根据22所述的摄像装置，其中，所述第二半导体层的被所述像素分隔单元围绕的区域的中心的厚度薄于所述第二半导体层的被所述像素分隔单元围绕的所述区域的周围的厚度。24根据1所述的摄像装置，其中，所述第二电极包括杂质区域，且所述摄像装置包括绝缘层，所述绝缘层形成为至少覆盖所述第二电极的侧面。25根据14所述的摄像装置，还包括：固定电荷层，所述固定电荷层沿着所述像素分隔单元形成在垂直方向上，其中，在第二半导体层被形成的水平高度形成有所述固定电荷层，且在所述第一半导体层被形成的水平高度未形成有所述固定电荷层。26根据14所述的摄像装置，包括：固相扩散层，所述固相扩散层沿着所述像素分隔单元形成在垂直方向上，其中，在所述第二半导体层被形成的水平高度形成有所述固相扩散层，且在所述第一半导体层被形成的水平高度的至少一部分未形成有所述固相扩散层。27根据25所述的摄像装置，其中，所述像素分隔单元包括埋入绝缘膜，所述埋入绝缘膜形成在所述半导体基板的所述一个表面侧，且所述固定电荷层不形成在所述埋入绝缘层的侧壁上。28根据27所述的摄像装置，其中，耗尽层区域设置在所述埋入绝缘层的侧壁上。29根据14所述的摄像装置，其中，所述像素分隔单元包括从所述一个表面侧形成的沟槽绝缘单元以及形成在所述沟槽绝缘单元中的沟槽电极，且所述金属层和所述沟槽电极是连接的。30根据29所述的摄像装置，其中，所述金属层的中心轴和所述沟槽电极的中心轴一致，或所述金属层的中心轴和所述沟槽电极的中心轴不对准。31一种信号处理装置，其接收来自摄像装置的与各像素区域对应的图像信号，并且进行用于将所述图像信号显示在显示装置上的信号处理，所述摄像装置包括：第一半导体层，所述第一半导体层形成在半导体基板中；第二半导体层，所述第二半导体层形成在所述第一半导体层上且具有与所述第一半导体层的导电类型相反的导电类型；像素分隔单元，所述像素分隔单元限定包括所述第一半导体层和所述第二半导体层的像素区域；第一电极，所述第一电极从所述半导体基板的一个表面侧连接至所述第一半导体层；和第二电极，所述第二电极从作为所述半导体基板的另一表面的光照射面侧连接至所述第二半导体层，并且形成为与所述像素分隔单元的位置相对应。附图标记列表100阴极电极第一电极130阳极电极第二电极132辅助电极140接触层150像素分隔单元152金属层160光电转换单元第三半导体层170P型层第二半导体层180N型层第一半导体层190埋入金属层200绝缘层220表面金属层2200DSP电路信号处理装置2400显示部显示装置

权利要求：1.一种摄像装置，其包括：第一半导体层，所述第一半导体层形成在半导体基板中；第二半导体层，所述第二半导体层形成在所述第一半导体层上且具有与所述第一半导体层的导电类型相反的导电类型；像素分隔单元，所述像素分隔单元限定包括所述第一半导体层和所述第二半导体层的像素区域；第一电极，所述第一电极从所述半导体基板的一个表面侧连接至所述第一半导体层；和第二电极，所述第二电极从作为所述半导体基板的另一表面的光照射面侧连接至所述第二半导体层，并且形成为与所述像素分隔单元的位置相对应。2.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，用于电子倍增的电压施加在所述第一电极与所述第二电极之间。3.根据权利要求1所述的摄像装置，还包括：第三半导体层，所述第三半导体层形成在所述第二半导体层上并且具有与所述第二半导体层相同的导电类型。4.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，所述第二电极设置在所述像素分隔单元的上表面。5.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，所述像素分隔单元和所述第二电极具有围绕多个所述像素区域的格子状平面形状。6.根据权利要求1所述的摄像装置，还包括：形成在所述第二电极上且具有遮光性质的金属层。7.根据权利要求6所述的摄像装置，还包括：形成在所述第二电极上的绝缘层，其中，所述金属层隔着所述绝缘层形成在所述第二电极上。8.根据权利要求6所述的摄像装置，还包括：电极引出单元，在包括有多个所述像素区域的像素阵列的外部，所述电极引出单元设置于光照射面侧，其中，所述金属层连接至所述电极引出单元。9.根据权利要求1所述的摄像装置，还包括：辅助电极，所述辅助电极形成在所述像素区域的表面且连接至所述第二电极。10.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，所述第二电极形成在所述像素分隔单元的上端的所述像素区域侧。11.根据权利要求10所述的摄像装置，其中，所述第二电极形成为围绕所述像素区域。12.根据权利要求10所述的摄像装置，还包括：金属层，所述金属层形成在所述第二电极上且骑跨所述像素分隔单元的所述上端，其中，所述金属层连接至形成在相邻像素区域中的所述第二电极。13.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，所述像素分隔单元包括杂质区域。14.根据权利要求1所述的摄像装置，还包括：在所述半导体基板的厚度方向上至少部分地埋入所述像素分隔单元中的金属层和绝缘层。15.根据权利要求14所述的摄像装置，其中，所述金属层和所述绝缘层从所述半导体基板的所述一个表面侧埋入所述像素分隔单元中。16.根据权利要求14所述的摄像装置，其中，所述金属层和所述绝缘层从所述半导体基板的所述光照射面侧埋入所述像素分隔单元中。17.根据权利要求14所述的摄像装置，其中，所述第二电极和所述金属层被所述绝缘层绝缘。18.根据权利要求1所述的摄像装置，还包括：接触层，所述接触层连接至所述第二电极且与所述一个表面侧的表面连续；和电极引出单元，所述电极引出单元电连接至所述接触层，并且设置在包括多个所述像素区域的像素阵列的外部。19.根据权利要求18所述的摄像装置，其中，所述接触层形成在所述像素阵列的外部或所述像素阵列的内部。20.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，所述第二电极包括杂质区域，且所述摄像装置包括碳层，所述碳层形成为至少覆盖所述第二电极的侧面。21.根据权利要求20所述的摄像装置，其中，所述碳层形成为覆盖所述第二电极的底面。22.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，所述第一半导体层和所述第二半导体层均包括外延层。23.根据权利要求22所述的摄像装置，其中，所述第二半导体层的被所述像素分隔单元围绕的区域的中心的厚度薄于所述第二半导体层的被所述像素分隔单元围绕的所述区域的周围的厚度。24.根据权利要求1所述的摄像装置，其中，所述第二电极包括杂质区域，且所述摄像装置包括绝缘层，所述绝缘层形成为至少覆盖所述第二电极的侧面。25.根据权利要求14所述的摄像装置，还包括：固定电荷层，所述固定电荷层沿着所述像素分隔单元形成在垂直方向上，其中，在第二半导体层被形成的水平高度形成有所述固定电荷层，且在所述第一半导体层被形成的水平高度未形成有所述固定电荷层。26.根据权利要求14所述的摄像装置，还包括：固相扩散层，所述固相扩散层沿着所述像素分隔单元形成在垂直方向上，其中，在所述第二半导体层被形成的水平高度形成有所述固相扩散层，且在所述第一半导体层被形成的水平高度的至少一部分未形成有所述固相扩散层。27.根据权利要求25所述的摄像装置，其中，所述像素分隔单元包括埋入绝缘膜，所述埋入绝缘膜形成在所述半导体基板的所述一个表面侧，且所述固定电荷层不形成在所述埋入绝缘层的侧壁上。28.根据权利要求27所述的摄像装置，其中，耗尽层区域设置在所述埋入绝缘层的侧壁上。29.根据权利要求14所述的摄像装置，其中，所述像素分隔单元包括从所述一个表面侧形成的沟槽绝缘单元以及形成在所述沟槽绝缘单元中的沟槽电极，且所述金属层和所述沟槽电极是连接的。30.根据权利要求29所述的摄像装置，其中，所述金属层的中心轴和所述沟槽电极的中心轴一致，或所述金属层的中心轴和所述沟槽电极的中心轴不对准。31.一种信号处理装置，其接收来自摄像装置的与各像素区域对应的图像信号，并且进行用于将所述图像信号显示在显示装置上的信号处理，所述摄像装置包括：第一半导体层，所述第一半导体层形成在半导体基板中；第二半导体层，所述第二半导体层形成在所述第一半导体层上且具有与所述第一半导体层的导电类型相反的导电类型；像素分隔单元，所述像素分隔单元限定包括所述第一半导体层和所述第二半导体层的像素区域；第一电极，所述第一电极从所述半导体基板的一个表面侧连接至所述第一半导体层；和第二电极，所述第二电极从作为所述半导体基板的另一表面的光照射面侧连接至所述第二半导体层，并且形成为与所述像素分隔单元的位置相对应。

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