图像捕获元件、图像捕获装置以及制造设备和方法与流程

本技术涉及成像元件、成像装置和制造设备和方法，并且更具体而言涉及设计成更容易传递电荷的成像元件、成像装置和制造设备和方法。

背景技术：

常规的成像元件每个包含垂直晶体管，该垂直晶体管读取经过光电转换单元光电转换的信号(例如参照专利文献1)。

引用文献列表

专利文献

专利文献1：日本特许公开2010-114324号专利申请

技术实现要素：

本发明要解决的问题

然而，在专利文献1中公开的垂直晶体管中，电荷传递通道的电位是均一的。因此，垂直晶体管的栅极部分的长度越大，传递电荷的距离就越长。结果是，电荷读取可能更难。

本技术是鉴于这些情况提出的，并且目的是便于电荷的传递。

问题的解决方案

本技术的一个方面是一种成像元件，其包含垂直晶体管，所述垂直晶体管的电位在传递光电转换单元的电荷的电荷传递通道的至少一部分中具有梯度。

所述电位可以在电荷传递通道中的电荷传递方向上具有梯度。梯度在朝电荷的传递目的地的方向上变深。

电荷传递通道可以是第一导电类型的电荷传递通道，其传递第二导电类型的光电转换单元的电荷，所述光电转换单元在第一导电类型的半导体中形成。栅极绝缘膜可以形成在电荷传递通道与栅极电极之间，使得栅极绝缘膜的厚度在朝电荷的传递目的地的方向上逐渐变小。

电荷传递通道可以是第一导电类型的电荷传递通道，其传递第二导电类型的光电转换单元的电荷，所述光电转换单元在第一导电类型的半导体中形成。栅极绝缘膜可以形成在电荷传递通道与栅极电极之间，使得栅极绝缘膜的厚度在朝电荷的传递目的地的方向上阶梯状变小。

电荷传递通道可以是第一导电类型的电荷传递通道，其传递第二导电类型的光电转换单元的电荷，所述光电转换单元在第一导电类型的半导体中形成。电荷传递通道可以形成为杂质浓度在朝电荷的传递目的地的方向上变小。

电荷传递通道可以是第二导电类型的电荷传递通道，其传递第二导电类型的光电转换单元的电荷，所述光电转换单元在第一导电类型的半导体中形成。栅极绝缘膜可以形成在电荷传递通道与栅极电极之间，使得栅极绝缘膜的厚度在朝电荷的传递目的地的方向上逐渐变大。

电荷传递通道可以是第二导电类型的电荷传递通道，其传递第二导电类型的光电转换单元的电荷，所述光电转换单元在第一导电类型的半导体中形成。栅极绝缘膜可以形成在电荷传递通道与栅极电极之间，使得栅极绝缘膜的厚度在朝电荷的传递目的地的方向上阶梯状变大。

电荷传递通道可以是第二导电类型的电荷传递通道，其传递第二导电类型的光电转换单元的电荷，所述光电转换单元在第一导电类型的半导体中形成。电荷传递通道可以形成为杂质浓度在朝电荷的传递目的地的方向上变高。

电位可以在电荷传递通道中在沿着栅极电极的旋转方向上具有梯度。

电荷传递通道与栅极电极之间形成的栅极绝缘膜的厚度可以在旋转方向上变化。

电荷传递通道中的杂质浓度可以在旋转方向上变化。

本技术的另一个方面是一种成像装置，其包含：成像元件，其包含垂直晶体管，所述垂直晶体管的电位在传递光电转换单元的电荷的电荷传递通道的至少一部分中具有梯度；以及图像处理单元，其对所述成像元件获得的所拍摄的图像数据执行图像处理。

本技术的又另一个方面是一种制造成像元件的制造设备，并且包含垂直晶体管制造单元，其制造电位在传递光电转换单元的电荷的电荷传递通道的至少一部分中具有梯度的垂直晶体管。

所述垂直晶体管制造单元可以包含：蚀刻单元，其通过蚀刻半导体衬底形成沟部；导电杂质注入单元，其将导电杂质注入到所述蚀刻单元形成的沟部中；栅极绝缘膜形成单元，其在沟部中形成栅极绝缘膜，所述栅极绝缘膜的厚度对应于沟部中的层级水平；栅极绝缘膜去除单元，其去除栅极绝缘膜形成单元形成的栅极绝缘膜，直到达到对应于所述层级水平的深度为止；以及栅极电极形成单元，其在栅极绝缘膜中形成的沟部中形成栅极电极。垂直晶体管制造单元可以通过反复用栅极绝缘膜形成单元形成栅极绝缘膜并且用栅极绝缘膜去除单元去除栅极绝缘膜，借此形成厚度在朝电荷的传递目的地的方向上阶梯式变化的栅极绝缘膜。

所述垂直晶体管制造单元可以包含：蚀刻单元，其通过蚀刻半导体衬底形成沟部；导电杂质注入单元，其将导电杂质注入到所述蚀刻单元形成的沟部中；栅极绝缘膜形成单元，其在所述沟部中形成栅极绝缘膜；栅极绝缘膜处理单元，其在所述栅极绝缘膜形成单元形成的栅极绝缘膜中形成台面型沟部；以及栅极电极形成单元，其在栅极绝缘膜处理单元形成的台面型沟部中形成栅极电极。

所述垂直晶体管制造单元可以包含：蚀刻单元，其通过蚀刻半导体衬底形成沟部；导电杂质注入单元，其将导电杂质注入到所述蚀刻单元形成的沟部中；非导电杂质注入单元，其将非导电杂质注入到蚀刻单元形成的沟部中，所述非导电杂质以对应于深度的浓度注入；栅极绝缘膜形成单元，其在所述沟部中形成栅极绝缘膜；以及栅极电极形成单元，其在栅极绝缘膜中形成的沟部中形成栅极电极。

所述垂直晶体管制造单元可以包含：蚀刻单元，其通过蚀刻半导体衬底形成沟部；导电杂质注入单元，其将导电杂质注入到蚀刻单元形成的沟部中，所述导电杂质以对应于深度的浓度注入；栅极绝缘膜形成单元，其在所述沟部中形成栅极绝缘膜；以及栅极电极形成单元，其在栅极绝缘膜中形成的沟部中形成栅极电极。

所述垂直晶体管制造单元可以包含：蚀刻单元，其通过蚀刻半导体衬底形成沟部；导电杂质注入单元，其将导电杂质注入到所述蚀刻单元形成的沟部中；栅极绝缘膜形成单元，其在所述沟部中形成栅极绝缘膜；栅极绝缘膜处理单元，其在所述栅极绝缘膜形成单元形成的栅极绝缘膜中形成沟部，所述栅极绝缘膜的厚度在沿着栅极电极的旋转方向上变化；以及栅极电极形成单元，其在栅极绝缘膜处理单元形成的沟部中形成栅极电极。

所述垂直晶体管制造单元可以包含：蚀刻单元，其通过蚀刻半导体衬底形成沟部；导电杂质注入单元，其将导电杂质注入到所述蚀刻单元形成的沟部中，所述导电杂质以对应于沿着栅极电极的旋转方向上的位置的浓度注入；栅极绝缘膜形成单元，其在所述沟部中形成栅极绝缘膜；以及栅极电极形成单元，其在栅极绝缘膜中形成的沟部中形成栅极电极。

本技术的又另一个方面是一种在制造成像元件的制造设备中实施的制造方法。所述制造方法包含制造电位在传递光电转换单元的电荷的电荷传递通道的至少一部分中具有梯度的垂直晶体管。

本技术的一个方面包含一种垂直晶体管，所述垂直晶体管的电位在传递光电转换单元的电荷的电荷传递通道的至少一部分中具有梯度。

本技术的另一个方面包含：成像元件，其包含垂直晶体管，所述垂直晶体管的电位在传递光电转换单元的电荷的电荷传递通道的至少一部分中具有梯度；以及图像处理单元，其对所述成像元件获得的所拍摄的图像数据执行图像处理。

本技术的又另一个方面涉及制造一种垂直晶体管，所述垂直晶体管的电位在传递光电转换单元的电荷的电荷传递通道的至少一部分中具有梯度。

本发明的效果

根据本技术，可以为对象成像。而且，根据本技术，可以便于电荷传递。

附图说明

图1是成像元件的一部分的示例结构的剖视图。

图2是垂直晶体管的一部分的示例结构的剖视图。

图3是解释电位梯度的图。

图4是垂直晶体管的一部分的示例结构的剖视图。

图5是垂直晶体管的一部分的示例结构的剖视图。

图6是垂直晶体管的一部分的示例结构的剖视图。

图7是垂直晶体管的一部分的示例结构的剖视图。

图8是垂直晶体管的一部分的示例结构的剖视图。

图9示出垂直晶体管的一部分的示例结构的剖视图。

图10是解释电位梯度的图。

图11示出垂直晶体管的一部分的示例结构的剖视图。

图12是示出制造设备的典型示例配置的框图。

图13是示出垂直晶体管制造单元的典型示例配置的框图。

图14是解释垂直晶体管栅极部分制造处理中的示例流程的流程图。

图15是解释垂直晶体管栅极部分制造处理中的示例流程的流程图。

图16是示出垂直晶体管制造单元的典型示例配置的框图。

图17是解释垂直晶体管栅极部分制造处理中的示例流程的流程图。

图18是示出垂直晶体管制造单元的典型示例配置的框图。

图19是解释垂直晶体管栅极部分制造处理中的示例流程的流程图。

图20是解释垂直晶体管栅极部分制造处理中的示例流程的流程图。

图21是解释垂直晶体管栅极部分制造处理中的示例流程的流程图。

图22是示出成像装置的典型的示例配置的框图。

具体实施方式

下面说明本公开的实施模式(下文中称为实施例)。请注意，说明将采用下面的顺序。

1.第一实施例(成像元件)

2.第二实施例(制造设备)

3.第三实施例(成像装置)

4.示例应用

<1.第一实施例>

<设有垂直晶体管的图像传感器>

常规的成像元件每个包含垂直晶体管，该垂直晶体管读取经过光电转换单元光电转换的信号，例如专利文献1中公开的图像传感器。

然而，在专利文献1中公开的图像传感器中使用的垂直晶体管中，电荷传递通道的电位是均一的。因此，垂直晶体管的栅极部分的长度越大，传递电荷的距离就越长。结果是，电荷读取可能更难。

<电荷传递通道中的电位梯度>

为了解决这个问题，在所述成像元件中，使用垂直晶体管作为控制从光电转换单元的电荷读取的传递晶体管，并且电位在传递电荷的垂直晶体管的电荷传递通道的至少一部分中具有梯度。

通过这种结构，可以便于在电荷传递通道中的电荷传递。因此，可以防止或减少噪声的增加，并且可以防止或减少成像元件获得的每个所拍摄的图像的品质的退化。

<图像传感器的像素区域的结构>

图1是图像传感器的像素区域的典型示例结构的剖视图，该图像传感器是根据本技术的成像元件的实施例。图1示出的图像传感器100是为对象成像并且作为电气信号获得所拍摄的图像的背照式互补金属氧化物半导体(complementarymetaloxidesemiconductor，cmos)图像传感器。图像传感器100具有用布置成例如阵列或平面的像素形成的像素区域。入射在像素区域的每个像素上的光经过光电转换，因此，获得所拍摄的图像的像素信号。在图1中，用剖视图示出图像传感器100的像素区域的一些部分的堆叠结构的示例。图1中为了便于说明，示意性示出了堆叠结构。而且，在图1中，这里简化或不解释与本技术的说明无关的组件。

如图1所示，图像传感器100包含半导体衬底层110。这个半导体衬底层110用第一导电类型(例如p型)的半导体衬底111和在半导体衬底111中形成的各种组件形成。图1中示出的图像传感器100是背照式图像传感器。图的下侧是半导体衬底111的正面侧，图的上侧是半导体衬底111的背面侧。

例如，在半导体衬底111中形成光电转换单元(例如光电二极管)112。光电转换单元112是第二导电类型(例如n型)。光电转换单元112对从半导体衬底的背面侧(或图中的上侧)入射的光进行光电转换，并且储存所获得的电荷。

另外，还在半导体衬底111中形成浮动扩散层114、绝缘膜115等等。浮动扩散层114形成在半导体衬底111的正侧上，并且是第二导电类型(例如n+型)的。浮动扩散层114储存从下述有机光电转换膜142传递的电荷。绝缘膜115设计成在深度方向上贯穿半导体衬底111。

另外，还在半导体衬底111中形成传递晶体管120。传递晶体管120是控制将储存在光电转换单元112中的电荷传递到浮动扩散层124的晶体管，并且形成为垂直晶体管。传递晶体管120的栅极部分设计成从半导体衬底111的正侧延伸到光电转换单元112。光电转换单元112形成为传递晶体管120的来源。

传递晶体管120例如包含电荷传递通道121、栅极绝缘膜122、栅极电极123和浮动扩散层124。当然可以在半导体衬底111中形成这些组件之外的组件。

电荷传递通道121设计成传递晶体管120的栅极部分，并且是第一导电类型(例如p+型)的。电荷传递通道121连接至光电转换单元112和浮动扩散层124两者。当向电荷传递通道121施加电场(根据栅极电极123的电位)时，光电转换单元112中的电荷经由电荷传递通道121传递到浮动扩散层124。

栅极绝缘膜122形成在电荷传递通道121的内侧上，并且是用绝缘材料形成并且将电荷传递通道121和栅极电极123彼此电气绝缘的层。

栅极电极123是被施加栅极电位的电极，并且形成在栅极绝缘膜122的内侧上。栅极电极123用诸如金属之类的导体形成。

浮动扩散层124形成在半导体衬底111的正侧上。例如，浮动扩散层124是第二导电类型(例如n+型)的。浮动扩散层124形成为传递晶体管120的漏极。浮动扩散层124储存从光电转换单元112传递的电荷。

互连层130形成在半导体衬底层110的正侧上。在互连层130中形成互连层间膜131和诸如互连线132和互连线133之类的互连线。互连层间膜131是用绝缘材料形成的并且将用诸如金属之类的导体形成的线相互电气绝缘的层。

应当指出，互连线132和互连线133是在互连层130中形成的互连线的示例，并且实际上还在互连层130中形成除了互连线132和互连线133之外的互连线。例如，栅极电极123经由接触件等等(未示出)连接至互连线(诸如控制线，未示出)。栅极电极123具有对应于经由控制线供应的信号的电位(向电荷传递通道121施加对应于所述信号的电场)。

而且，浮动扩散层124例如经由接触件等等(未示出)连接至互连线(未示出)。同样，浮动扩散层114例如经由接触件等等(未示出)连接至互连线(未示出)。储存在浮动扩散层114和浮动扩散层124中的电荷例如经由互连线供应到放大晶体管等等(未示出)的栅极。

绝缘膜141和有机光电转换膜142堆叠在半导体衬底层110的背面侧上。下部透明电极143形成在有机光电转换膜142的在光电转换单元112旁边的正面侧上。而且，上部透明电极144形成在有机光电转换膜142的背面侧上。下部透明电极143经由形成在绝缘膜115中的贯通电极145连接至互连线133。浮动扩散层114也经由接触件146连接至互连线133。也就是说，有机光电转换膜142经由下部透明电极143、贯通电极145、互连线133和接触件146连接至浮动扩散层114。有机光电转换膜142通过光电转换入射光获得的电荷经由下部透明电极143、贯通电极145、互连线133和接触件146供应到浮动扩散层114。

钝化层151形成在上部透明电极144的背面侧上。钝化层151例如由sin等等制成，并且保护位于钝化层151的正面侧上的相应层(诸如上部透明电极144)。

芯片上透镜152形成在钝化层151的背面侧上，它将入射到每个像素的入射光收集到光电转换单元112等等上。

<电荷传递方向上的电位梯度>

在包含具有上述结构的像素的图像传感器100中，可以在电荷传递通道121中的电荷传递方向(与图2中通过箭头161表示的方向相反的方向)中形成在朝电荷传递目的地的方向上变深的电位梯度，例如如图2所示。

应当指出，因为传递晶体管120是垂直晶体管，所以例如如图2所示，在电荷传递通道121的相当于栅极电极123的侧壁部分的部分处，电荷传递方向是半导体衬底111的深度方向(图中从下向上的方向)。

图3示出了如图2中的箭头161所示经由电荷传递通道121在从浮动扩散层124朝光电转换单元112的方向上的电位分布的示例。在图3示出的图中，横轴表示箭头161的每个位置，纵轴表示电位的深度。如图3中的图中所示，电荷传递通道121的电位在箭头161的方向上越靠近浮动扩散层124的位置就越深。也就是说，电位至少在电荷传递通道121的一部分中具有梯度。

因为如上所述在电荷传递方向中形成在朝电荷传递目的地的方向上变深的电位梯度，所以从光电转换单元112到浮动扩散层124的电荷传递可以更容易。

<栅极绝缘膜厚度控制1>

接下来，描述在电荷传递方向上形成上述电位梯度的具体示例。栅极绝缘膜可以形成为使得它的厚度在朝电荷传递目的地的方向上逐渐变小。例如，如图4所示，栅极绝缘膜122可以形成为使得它的厚度在朝电荷传递目的地(所述浮动扩散层124)的方向上逐渐变小。

在图4示出的示例中，栅极电极123形成为在朝电荷传递目的地的方向上逐渐变厚(或者形成为在半导体衬底111的深度方向上朝背面侧逐渐变薄)，并且栅极绝缘膜122的厚度在朝电荷传递目的地的方向上相应地逐渐变小。

以此方式，可以使施加于电荷传递通道121的电场在朝浮动扩散层124的方向上变得更强。因此，在电荷传递通道121(尤其是在电荷传递通道121的相当于栅极电极123的侧壁部分的部分上)中，可以使电位在朝浮动扩散层124的方向上变深，就像图3示出的示例中一样。因此，可以方便从光电转换单元112到浮动扩散层124的电荷传递。

<栅极绝缘膜厚度控制2>

替代地，栅极绝缘膜可以形成为使得它的厚度在朝电荷传递目的地的方向上阶梯式变小。例如，如图5所示，栅极绝缘膜122可以形成为使得它的厚度在朝电荷传递目的地(浮动扩散层124)的方向上阶梯式变小。

在图5示出的示例中，栅极电极123形成为在朝电荷传递目的地的方向上阶梯式变厚(或者形成为在半导体衬底111的深度方向上朝背面侧阶梯式变薄)，并且栅极绝缘膜122的厚度在朝电荷传递目的地的方向上相应地阶梯式变小。

以此方式，可以使施加于电荷传递通道121的电场在朝浮动扩散层124的方向上变得更强。因此，在电荷传递通道121(尤其是在电荷传递通道121的相当于栅极电极123的侧壁部分的部分上)中，可以使电位在朝浮动扩散层124的方向上变深，就像图3示出的示例中一样。因此，可以方便从光电转换单元112到浮动扩散层124的电荷传递。

<栅极绝缘膜厚度控制3>

应当指出，传递晶体管的电荷传递通道可以是第二导电类型(例如n型)的。例如，如图6所示，传递晶体管120的电荷传递通道171可以是第二导电类型(例如n型)的。在图6示出的示例中的图像传感器100的情况下，形成电荷传递通道171而不是电荷传递通道121。电荷传递通道171设计成传递晶体管120的栅极部分，并且例如是第二导电类型(例如n型)的。电荷传递通道171连接至光电转换单元112和浮动扩散层124两者。当向电荷传递通道171施加电场(根据栅极电极123的电位)时，光电转换单元112中的电荷经由电荷传递通道171传递到浮动扩散层124。

在具有这样的第二导电类型(例如n型)的电荷传递通道的传递晶体管中，栅极绝缘膜可以形成为使得它的厚度在朝电荷传递目的地的方向上逐渐变大。例如，如图6所示，在传递晶体管120中，栅极绝缘膜122可以形成为使得它的厚度在朝电荷传递目的地(浮动扩散层124)的方向上逐渐变大。

在图6示出的示例中，栅极电极123形成为在朝电荷传递目的地的方向上逐渐变薄(或者形成为在半导体衬底111的深度方向上朝背面侧逐渐变厚)，并且栅极绝缘膜122的厚度在朝电荷传递目的地的方向上相应地逐渐变大。

以此方式，可以使施加于电荷传递通道171的电场在朝浮动扩散层124的方向上变得更强。因此，在电荷传递通道171(尤其是在电荷传递通道171的相当于栅极电极123的侧壁部分的部分上)中，可以使电位在朝浮动扩散层124的方向上变深，就像图3示出的示例中一样。因此，可以方便从光电转换单元112到浮动扩散层124的电荷传递。

<栅极绝缘膜厚度控制4>

替代地，栅极绝缘膜可以形成为使得它的厚度在朝电荷传递目的地的方向上阶梯式变大。例如，如图7所示，栅极绝缘膜122可以形成为使得它的厚度在朝电荷传递目的地(浮动扩散层124)的方向上阶梯式变大。

在图7示出的示例中，栅极电极123形成为在朝电荷传递目的地的方向上阶梯式变薄(或者形成为在半导体衬底111的深度方向上朝背面侧阶梯式变厚)，并且栅极绝缘膜122的厚度在朝电荷传递目的地的方向上相应地阶梯式变大。

以此方式，可以使施加于电荷传递通道171的电场在朝浮动扩散层124的方向上变得更强。因此，在电荷传递通道171(尤其是在电荷传递通道171的相当于栅极电极123的侧壁部分的部分上)中，可以使电位在朝浮动扩散层124的方向上变深，就像图3示出的示例中一样。因此，可以方便从光电转换单元112到浮动扩散层124的电荷传递。

<电荷传递通道杂质浓度控制>

另外，在传递晶体管的电荷传递通道是第一导电类型(例如p型)的情况下，电荷传递通道也可以形成为使得其中的杂质浓度在朝电荷传递目的地的方向上变低。例如，如图8所示，注入到电荷传递通道121中的杂质的浓度可以在朝电荷传递目的地(浮动扩散层124)的方向上变低。

在图8示出的示例中，注入到电荷传递通道121中的杂质的浓度在朝电荷传递目的地(浮动扩散层124)的方向上阶梯式变低。也就是说，杂质浓度表达为：电荷传递通道121-1(p+)>电荷传递通道121-2(p)>电荷传递通道121-3(p-)。

这样，可以使得电荷传递通道121的电位在朝浮动扩散层124的方向上变深，就像图3示出的示例中一样。因此，可以方便从光电转换单元112到浮动扩散层124的电荷传递。

应当指出，注入到电荷传递通道121中的杂质的浓度可以在朝电荷传递目的地(浮动扩散层124)的方向上逐渐变低。

而且，在第二导电类型(例如n型)的电荷传递通道的情况下，可以用与上文相似的方式控制杂质浓度。例如，注入到第二导电类型(例如n型)的电荷传递通道171中的杂质的浓度可以在朝电荷传递目的地(浮动扩散层124)的方向上变高。在这种情况下，可以使杂质浓度在朝电荷传递目的地(浮动扩散层124)的方向上阶梯式变高，或者在朝电荷传递目的地(浮动扩散层124)的方向上逐渐变高。

<旋转方向上的电位梯度>

在包含具有上述结构的像素的图像传感器中，可以在电荷传递通道中在沿着栅极电极的旋转方向上形成电位梯度。

例如，图9b是在图9a中示出的点线181代表的水平方向上截取的传递晶体管120的栅极部分的剖视图。图9b中示出的箭头182表示沿着栅极部分的电荷传递通道121中的栅极电极123并且围绕栅极电极123的旋转方向。

图10示出了通过箭头182表示的方向上的电位分配的示例。在图10示出的图中，横轴表示箭头182的每个位置，纵轴表示电位的深度。如图10中的图所示，电荷传递通道121的电位沿着箭头182变化。也就是说，电荷传递通道121的电位在箭头182的方向上在箭头182的方向上延伸的至少一部分上具有梯度。

因为如上所述在电荷传递通道121中在旋转方向上形成电位梯度，所以电荷集中在电荷传递通道121的低电位部分上，并且从光电转换单元112传递到浮动扩散层124。因此，可以更容易地从光电转换单元112向浮动扩散层124传递电荷。

<栅极绝缘膜厚度控制>

接下来，描述在电荷传递方向上形成上述电位梯度的具体示例。可以使栅极绝缘膜的厚度在沿着栅极电极的旋转方向上变化。也就是说，可以使栅极绝缘膜122的厚度在通过上述箭头182表示的旋转方向上变化(或偏移)。例如，在通过上述箭头182表示的旋转方向上延伸的部分上，可以使栅极绝缘膜122的厚度不同于其它部分(大于或小于其它部分的厚度)。

例如，如图11a所示，栅极电极123的中心的位置可以从栅极绝缘膜122的中心的位置位移，使得栅极绝缘膜122的厚度在箭头182表示的旋转方向上偏移。

替代地，如图11所示，例如，可以使栅极电极123的剖面形状不同于栅极绝缘膜122的剖面形状，使得栅极绝缘膜122的厚度在箭头182表示的旋转方向上偏移。

应当指出，旋转方向上的厚度变化(偏移)可以是逐渐的变化或阶梯式的变化。

<电荷传递通道杂质浓度控制>

而且，传递晶体管的电荷传递通道可以形成为使得杂质浓度在电荷传递通道中在沿着栅极电极的旋转方向上变化。例如，如图11c所示，可以使注入到电荷传递通道121中的杂质的浓度在沿着栅极电极的旋转方向(箭头182)上变化。

在图11c示出的示例中，注入到电荷传递通道121中的杂质的浓度在朝电荷传递目的地(浮动扩散层124)的方向上阶梯式变低。也就是说，杂质浓度表达为：电荷传递通道121-1(p+)>电荷传递通道121-2(p)>电荷传递通道121-3(p-)。

通过上述结构，电荷集中在电荷传递通道121的低电位部分上，并且从光电转换单元112传递到浮动扩散层124。因此，可以更容易地从光电转换单元112向浮动扩散层124传递电荷。

应当指出，注入到电荷传递通道121中的杂质的浓度可以沿着箭头182逐渐变低。

另外，在电荷传递通道是第二导电类型(例如n型)的情况下，也可以使栅极绝缘膜122的厚度和杂质浓度在沿着栅极电极的旋转方向上变化。也就是说，可以像图6和图7中示出的示例中一样，提供电荷传递通道171而不是电荷传递通道121。在这种情况下，如上所述，也可以使栅极绝缘膜122的厚度和杂质浓度在沿着栅极电极的旋转方向上变化。

通过上述结构，与电荷传递通道121的情况一样，电荷集中在电荷传递通道121的低电位部分上，并且从光电转换单元112传递到浮动扩散层124。因此，可以更容易地从光电转换单元112向浮动扩散层124传递电荷。

<2.第二实施例>

<制造设备>

接下来，说明上述图像传感器100的制造。

图12是示出制造作为适用本技术的成像元件的实施例的图像传感器100的制造设备(作为适用本技术的制造设备的实施例的制造设备)的典型示例配置的框图。图12示出的制造设备200包含控制单元201和图像传感器制造单元202。

控制单元201例如包含中央处理单元(cpu)、只读存储器(rom)和随机存取存储器(ram)。控制单元201控制图像传感器制造单元202的相应组件，并且执行与图像传感器100的制造有关的控制处理。例如，控制单元201的cpu根据存储在rom中的程序执行各种处理。cpu还根据从存储单元213加载到ram中的程序的各种处理。在合适时还在ram中存储cpu执行各种处理所需要的数据等等。

图像传感器制造单元202在控制单元201的控制下执行与图像传感器100的制造有关的处理。也就是说，实际上，图像传感器制造单元202执行与制造图像传感器100的所有程序有关的处理。例如，图像传感器制造单元202形成半导体衬底层110和互连层130的相应组件，并且形成半导体衬底层110的背面侧上的组件(诸如从绝缘膜141到芯片上透镜152的组件)。然而，在下面的说明中，为了便于解释，将只描述与传递晶体管120的栅极部分的制造有关的部分。

图像传感器制造单元202例如包含垂直晶体管制造单元231。垂直晶体管制造单元231执行与作为垂直晶体管的传递晶体管120的制造有关的处理。

制造设备200还包含输入单元211、输出单元212、存储单元213、通信单元214和驱动器215。

输入单元211用键盘、鼠标、触摸板、外部输入终端等等形成。输入单元211接收使用者指令或外部的信息输入，并且向控制单元201供应使用者指令或该信息。输出单元212用诸如阴极射线管(crt)显示器或液晶显示器(lcd)之类的显示器、扬声器和外部输出终端等等形成。输出单元212接收从控制单元201供应的各种信息，并且作为图像、声音、模拟信号或数字数据输出信息。

存储单元213包含合适的存储媒体，诸如快闪存储器、固态驱动器(ssd)或硬盘。存储单元213存储从控制单元201供应的信息，或者根据控制单元201的请求而读取和供应所存储的信息。

通信单元214例如用有线局域网(lan)或无线lan的接口、调制解调器等等形成。通信单元214经由包含因特网的网络执行与外部装置的通信处理。例如，通信单元214将从控制单元201供应的信息传输到通信对方，或者将从通信对方接收的信息供应到控制单元201。

驱动器215必要时连接至控制单元201。在合适的情况下，在驱动器215上安装诸如磁盘、光盘、磁光盘或半导体存储器之类的可装卸媒体221。然后，在合适的情况下将经由驱动器215从可装卸媒体221读取的计算机程序安装到存储单元213中。

<垂直晶体管制造单元>

接下来，描述垂直晶体管制造单元231的示例配置。图13是示出垂直晶体管制造单元231中的执行与制造传递晶体管120的栅极部分有关的处理的主要处理单元的示例配置的框图。

如图13所示，垂直晶体管制造单元231包含掩模形成单元241、蚀刻单元242、导电杂质注入单元243、掩模去除单元244、栅极绝缘膜沉积单元245、栅极绝缘膜处理单元246和栅极电极形成单元247。

掩模形成单元241执行与掩模形成有关的处理。蚀刻单元242执行与半导体衬底111等等的蚀刻有关的处理。导电杂质注入单元243执行与导电杂质的注入有关的处理。掩模去除单元244执行与掩模去除有关的处理。栅极绝缘膜沉积单元245执行与栅极绝缘膜122的形成有关的处理。栅极绝缘膜处理单元246执行与栅极绝缘膜122的处理有关的处理。栅极电极形成单元247执行与栅极电极的形成有关的处理。

通过这样的配置，垂直晶体管制造单元231可以制造例如上文参照图4至图7说明的每个示例的栅极部分。也就是说，图像传感器制造单元202能够制造包含上文参照图4至图7说明的每个示例的传递晶体管120的图像传感器100。

<垂直晶体管栅极部分制造处理的流程>

现在参照图14中的流程图，说明图13示出的示例的垂直晶体管制造单元231将要执行的垂直晶体管栅极部分制造处理中的示例流程。

当垂直晶体管栅极部分制造处理开始时，掩模形成单元241在步骤s101中从半导体衬底111的正面侧，在将要形成传递晶体管120的栅极部分的位置(例如在光电转换单元112的正面侧上)形成用于形成沟部的掩模。

在步骤s102中，蚀刻单元242通过根据在步骤s101中形成的掩模蚀刻半导体衬底111借此形成沟部。

在步骤s103中，导电杂质注入单元243将导电杂质注入到在半导体衬底111中在步骤s102中形成的沟部中。

在步骤s104中，掩模去除单元244去除在步骤s101中形成的掩模。

栅极绝缘膜沉积单元245和栅极绝缘膜处理单元246将在步骤s102中形成的沟部层级水平化，并且在从最深的层级水平朝最浅的层级水平的方向上在相应层级水平执行处理。

也就是说，在步骤s105中，栅极绝缘膜沉积单元245在步骤s102中形成的沟部的当前层级水平(或者在沟部中的当前层级水平的深度范围内)沉积栅极绝缘膜122，栅极绝缘膜122的厚度对应于当前层级水平。例如，在第一次处理中，栅极绝缘膜沉积单元245在最深的层级水平(或在从沟部底部到预定深度的范围内)沉积栅极绝缘膜122，使得栅极绝缘膜122具有对应于该层级水平的预定厚度。另外，在第二次处理中，栅极绝缘膜沉积单元245在下一个层级水平(或在下一个深度范围内)沉积栅极绝缘膜122。

在步骤s106中，栅极绝缘膜沉积单元245判断是否已经在所有的层级水平上形成了栅极绝缘膜122。在栅极绝缘膜沉积单元245判断有尚未形成栅极绝缘膜122的层级水平的情况下，处理继续到步骤s107。

在步骤s107中，栅极绝缘膜处理单元246将在步骤s106中沉积的栅极绝缘膜122去除到达到对应于当前层级水平的预定深度为止。也就是说，在步骤s106中，栅极绝缘膜处理单元246去除沟部中的比当前层级水平的下限深度(最浅的部分)更浅的部分上沉积的栅极绝缘膜122。通过这个操作，完成栅极绝缘膜122从沟部中的最深部分(底部)到当前层级水平的最浅部分的沉积。

当步骤s107中的处理完成时，处理返回到步骤s105。也就是说，对于相应的层级水平反复执行步骤s105至s107中的相应处理。当在步骤s106中判断已经在所有的层级水平上执行处理并且已经在所有的层级水平上形成栅极绝缘膜122的情况下，该处理继续到步骤s108。

以此方式，就像图5和图7中示出的示例一样，栅极绝缘膜122形成为使得它的厚度在沟部的深度方向上变化或者在电荷传递方向上阶梯式变化。

在步骤s108中，栅极电极形成单元247在以上述方式形成的栅极绝缘膜122的沟部中形成栅极电极123。

当步骤s108中的处理完成时，垂直晶体管栅极部分制造处理结束。

通过执行上述处理，垂直晶体管制造单元231能够制造例如上文参照图5和图7说明的示例中的传递晶体管120的栅极部分。也就是说，图像传感器制造单元202能够制造包含上文参照图5和图7说明的示例中的传递晶体管120的图像传感器100。

<垂直晶体管栅极部分制造处理的流程>

现在参照图15中的流程图，说明图13示出的示例的垂直晶体管制造单元231将要执行的垂直晶体管栅极部分制造处理中的另一个示例流程。

在这种情况下，当垂直晶体管栅极部分制造处理开始时，掩模形成单元241就像图14示出的情况中一样在步骤s121中形成掩模。

在步骤s122中，蚀刻单元242就像图14示出的情况中一样通过蚀刻半导体衬底111形成沟部。

在步骤s123中，导电杂质注入单元243就像图14示出的情况中一样将导电杂质注入到沟部中。

在步骤s124中，掩模去除单元244就像图14示出的情况中一样去除掩模。

在步骤s125中，栅极绝缘膜沉积单元245在步骤s122中形成的沟部中沉积预定厚度的栅极绝缘膜122。可以沉积栅极绝缘膜122以便填充沟部。

在步骤s126中，栅极绝缘膜处理单元246处理在步骤s125中沉积的栅极绝缘膜122以形成台面型沟部。

在步骤s127中，栅极电极形成单元247在以上述方式形成的栅极绝缘膜122的台面型沟部中形成栅极电极123。

当步骤s127中的处理完成时，垂直晶体管栅极部分制造处理结束。

通过执行上述处理，垂直晶体管制造单元231能够制造传递晶体管120的栅极部分，其中就像例如上文参照图4和图6说明的示例中一样，栅极绝缘膜122的厚度在电荷传递方向上逐渐变化。也就是说，图像传感器制造单元202能够制造包含上文参照图4和图6说明的示例中的传递晶体管120的图像传感器100。

<垂直晶体管制造单元>

图16是示出垂直晶体管制造单元231中的执行与制造传递晶体管120的栅极部分有关的处理的主要处理单元的另一个示例配置的框图。

如图16所示，垂直晶体管制造单元231在这种情况下包含掩模形成单元241、蚀刻单元242、导电杂质注入单元243、非导电杂质注入单元251、掩模去除单元244、栅极绝缘膜沉积单元245和栅极电极形成单元247。

非导电杂质注入单元251执行与非导电杂质的注入有关的处理。在将非导电杂质注入到沟部中时，可以对通过增强氧化形成的氧化物膜(氧化物膜是栅极绝缘膜122)执行厚度控制。也就是说，非导电杂质注入单元251能够通过控制将要注入到沟部中的非导电杂质数量(或浓度)来控制栅极绝缘膜122的厚度。换而言之，通过根据沟部的深度方向控制将要注入的非导电杂质的数量(浓度)，非导电杂质注入单元251能够在沟部的深度方向上(或在电荷传递方向上)控制栅极绝缘膜122的厚度(或电荷传递通道的电位的深度)。

如上所述，通过这样的配置，垂直晶体管制造单元231可以制造例如上文参照图4至图7说明的每个示例的栅极部分。也就是说，图像传感器制造单元202能够制造包含上文参照图4至图7说明的每个示例的传递晶体管120的图像传感器100。

<垂直晶体管栅极部分制造处理的流程>

现在参照图17中的流程图，说明图16示出的示例的垂直晶体管制造单元231将要执行的垂直晶体管栅极部分制造处理中的另一个示例流程。

在这种情况下，当垂直晶体管栅极部分制造处理开始时，从掩模形成单元241到导电杂质注入单元243的组件用与图14中的步骤s101至s103中的相应处理相似的方式执行步骤s141至s143中的相应处理。

在步骤s144中，非导电杂质注入单元251将非导电杂质以对应于深度的浓度注入到在步骤s142中形成的沟部的底面和侧面中。

在步骤s145中，掩模去除单元244就像图14示出的情况中一样去除掩模。

在步骤s146中，栅极绝缘膜沉积单元245在步骤s142中形成的沟部中沉积预定厚度的栅极绝缘膜122。由于步骤s144中的处理，在合适的情况下将非导电杂质注入到沟部中。因此，栅极绝缘膜122通过增强氧化而具有对应于非导电杂质的浓度的厚度。也就是说，栅极绝缘膜122具有对应于沟部的深度的厚度。

在步骤s147中，栅极电极形成单元247在以上述方式形成的栅极绝缘膜122的沟部中形成栅极电极123。

当步骤s147中的处理完成时，垂直晶体管栅极部分制造处理结束。

通过执行上述处理，垂直晶体管制造单元231能够制造例如上文参照图4至图7说明的每个示例中的传递晶体管120的栅极部分。

例如，在步骤s144中，非导电杂质注入单元251以在沟部的深度方向上阶梯式变化的浓度注入非导电杂质，从而使得通过步骤s146中的处理形成的栅极绝缘膜122的厚度在深度方向上阶梯式变化。因此，垂直晶体管制造单元231能够制造例如上文参照图5和图7说明的每个示例中的传递晶体管120的栅极部分。

而且，在步骤s144中，例如，非导电杂质注入单元251以在沟部的深度方向上逐渐变化的浓度注入非导电杂质，从而使得通过步骤s146中的处理形成的栅极绝缘膜122的厚度在深度方向上逐渐变化。因此，垂直晶体管制造单元231能够制造例如上文参照图4和图6说明的每个示例中的传递晶体管120的栅极部分。

也就是说，图像传感器制造单元202能够制造包含上文参照图4至图7说明的示例中的传递晶体管120的图像传感器100。

<垂直晶体管制造单元>

图18是示出垂直晶体管制造单元231中的执行与制造传递晶体管120的栅极部分有关的处理的主要处理单元的又另一个示例配置的框图。

如图18所示，垂直晶体管制造单元231在这种情况下包含掩模形成单元241、蚀刻单元242、导电杂质注入单元243、掩模去除单元244、栅极绝缘膜沉积单元245和栅极电极形成单元247。

导电杂质注入单元243以对应于沟部中的注入位置的深度的浓度注入导电杂质。通过根据执行注入的深度控制导电杂质的浓度，导电杂质注入单元243能够在沟部的深度方向上(或在电荷传递方向上)控制电荷传递通道121的电位的深度。也就是说，导电杂质注入单元243能够在电荷传递通道121中在电荷传递方向上形成电位梯度。

如上所述，通过这样的配置，垂直晶体管制造单元231能够制造栅极部分，其中例如像在上文参照图8说明的示例中一样，注入到电荷传递通道121中的导电杂质的浓度在电荷传递方向上变化。也就是说，图像传感器制造单元202能够制造包含传递晶体管120的图像传感器100，其中例如就像上文参照图8说明的示例中一样，注入到电荷传递通道121中的导电杂质的浓度在电荷传递方向上变化。

<垂直晶体管栅极部分制造处理的流程>

现在参照图19中的流程图，说明图18示出的示例的垂直晶体管制造单元231将要执行的垂直晶体管栅极部分制造处理中的另一个示例流程。

在这种情况下，当垂直晶体管栅极部分制造处理开始时，掩模形成单元241和蚀刻单元242以与图14中的步骤s101和s102中的相应处理相似的方式执行步骤s161和s162中的相应处理。

在步骤s163中，导电杂质注入单元243以对应于执行注入的位置的深度的浓度将导电杂质注入到在步骤s162中形成的沟部中。

在步骤s164中，掩模去除单元244就像图14示出的情况中一样去除掩模。

在步骤s165中，栅极绝缘膜沉积单元245在步骤s162中形成的沟部中沉积预定厚度的栅极绝缘膜122。

在步骤s166中，栅极电极形成单元247在以上述方式形成的栅极绝缘膜122的沟部中形成栅极电极123。

当步骤s166中的处理完成时，垂直晶体管栅极部分制造处理结束。

通过执行如上所述的处理，垂直晶体管制造单元231能够制造传递晶体管120的栅极部分，其中例如像在上文参照图8说明的示例中描述的一样，注入到电荷传递通道121中的导电杂质的浓度在电荷传递方向上变化。也就是说，图像传感器制造单元202能够制造包含传递晶体管120的图像传感器100，其中例如就像上文参照图8说明的示例中一样，注入到电荷传递通道121中的导电杂质的浓度在电荷传递方向上变化。

<垂直晶体管制造单元>

下面说明在电荷传递通道121具有在沿着栅极电极123的旋转方向上形成的电位梯度的情况下的垂直晶体管制造单元231的示例配置。在这种情况下，垂直晶体管制造单元231可以具有与例如上文参照图13说明的示例相似的配置。也就是说，垂直晶体管制造单元231可以包含从掩模形成单元241到栅极电极形成单元247的组件。

<垂直晶体管栅极部分制造处理的流程>

现在参照图20中的流程图，说明在这种情况下垂直晶体管制造单元231将要执行的垂直晶体管栅极部分制造处理中的示例流程。

在这种情况下，当垂直晶体管栅极部分制造处理开始时，从掩模形成单元241到栅极绝缘膜沉积单元245的组件用与图15中的步骤s121至s125中的相应处理相似的方式执行步骤s201至s205中的相应处理。

在步骤s206中，栅极绝缘膜处理单元246处理在步骤s205中沉积的栅极绝缘膜122，以在栅极绝缘膜122中形成沟部，从而使得栅极绝缘膜122具有对应于旋转方向上的位置的厚度。例如，栅极绝缘膜处理单元246能够像图11a和图11b示出的示例中一样，通过在栅极绝缘膜122中形成沟部，借此根据旋转方向上的位置改变栅极绝缘膜122的厚度。

在步骤s207中，栅极电极形成单元247在步骤s206中形成的栅极绝缘膜122的沟部中形成栅极电极123。

当步骤s207中的处理完成时，垂直晶体管栅极部分制造处理结束。

通过执行上述处理，垂直晶体管制造单元231能够制造传递晶体管120的栅极部分，其中就像例如上文参照图10和图11说明的示例中一样，栅极绝缘膜122的厚度在旋转方向上逐渐或阶梯式变化。也就是说，图像传感器制造单元202能够制造包含上文参照图10和图11说明的示例中的传递晶体管120的图像传感器100。

<垂直晶体管制造单元>

下面说明在电荷传递通道121具有在沿着栅极电极123的旋转方向上形成的电位梯度的情况下的垂直晶体管制造单元231的另一个示例配置。在这种情况下，垂直晶体管制造单元231可以具有与例如上文参照图18说明的示例相似的配置。也就是说，垂直晶体管制造单元231可以包含从掩模形成单元241到栅极绝缘膜沉积单元245的组件和栅极电极形成单元247。

<垂直晶体管栅极部分制造处理的流程>

现在参照图21中的流程图，说明在这种情况下垂直晶体管制造单元231将要执行的垂直晶体管栅极部分制造处理中的示例流程。

在这种情况下，当垂直晶体管栅极部分制造处理开始时，掩模形成单元241和蚀刻单元242以与图19中的步骤s161和s162中的相应处理相似的方式执行步骤s221和s222中的相应处理。

在步骤s223中，导电杂质注入单元243以对应于执行注入的旋转方向上的位置的浓度将导电杂质注入到在步骤s222中形成的沟部中。

掩模去除单元244、栅极绝缘膜沉积单元245和栅极电极形成单元247以与图19中的步骤s164至s166中的相应处理相似的方式执行步骤s224至s226中的相应处理。

当步骤s226中的处理完成时，垂直晶体管栅极部分制造处理结束。

通过执行如上所述的处理，垂直晶体管制造单元231能够制造传递晶体管120的栅极部分，其中例如像在上文参照图10和图11c说明的示例中一样，注入到电荷传递通道121中的导电杂质的浓度在旋转方向上变化。也就是说，图像传感器制造单元202能够制造包含传递晶体管120的图像传感器100，其中例如就像上文参照图10和图11c说明的示例中一样，注入到电荷传递通道121中的导电杂质的浓度在旋转方向上变化。

<3.第三实施例>

<成像装置>

根据本技术制造的上述图像传感器100(成像装置)可以例如用于诸如成像装置之类的装置。也就是说，本技术不但可以具体实施为成像元件，而且可以具体实施为使用成像元件的装置(诸如成像装置)。

图22是示出适用本技术的电子装置的示例的成像装置的典型示例配置的框图。图22示出的成像装置600是为对象成像并且作为电气信号输出对象的图像的装置。

如图22所示，成像装置600包含光学单元611、cmos传感器612、a/d转换器613、操作单元614、控制单元615、图像处理单元616、显示单元617、编解码器处理单元618和记录单元619。

光学单元611包含调节对象的焦点和从对焦位置收集光的透镜、调整曝光的膜片、控制成像时序的快门等等。光学单元611将来自对象的光(入射光)传输到cmos传感器612上。

cmos传感器612对入射光执行光电转换，并将每个像素的信号(像素信号)供应到a/d转换器613。

a/d转换器613将从cmos传感器612供应的像素信号以预定时序转换成数字数据(图像数据)，并且以预定时序将数字数据循序地到图像处理单元616。

操作单元614用诸如三向滚轮键(jogdial，商标)、按键、按钮或触摸面板之类的合适输入装置形成，例如从使用者接收操作输入，并且将对应于操作输入的信号供应到控制单元615。

根据对应于来自操作单元614的使用者的操作输入的信号，控制单元615控制光学单元611、cmos传感器612、a/d转换器613、图像处理单元616、显示单元617、编解码器处理单元618和记录单元619的驱动，并且使相应组件执行与成像有关的处理。

图像处理单元616对于从a/d转换器613供应的图像数据执行各种图像处理，诸如混色校正、黑度校正、白平衡调节、去马赛克、矩阵处理、伽马校正和yc转换。图像处理单元616然后向显示单元617和编解码器处理单元618供应经过图像处理的图像数据。

显示单元617例如设计成液晶显示器，并且根据从图像处理单元616供应的图像数据显示对象的图像。

编解码器处理单元618对于从图像处理单元616供应的图像数据执行预定编码处理，并且向记录单元619供应所获得的编码数据。

记录单元619记录从编解码器处理单元618供应的编码数据。在必要时，将在记录单元619中记录的编码数据读取到图像处理单元616中并且进行解码。然后将通过解码处理获得的图像数据供应到显示单元617，并且显示对应的图像。

上文说明的本技术适用于这样的成像装置600的cmos传感器612。也就是说，使用适用本技术的图像传感器100作为cmos传感器612。因此，cmos传感器612包含垂直晶体管，其电位在传递光电转换单元的电荷的电荷传递通道的至少一部分中具有梯度。因此，cmos传感器612能更容易传递电荷。因此，成像装置600能够通过为对象成像而获得图像品质更高的图像(能够减少所获得的图像的品质的降低)。

应当指出，适用本技术的成像装置不一定具有上述配置，并且可以具有某种其它配置。例如，成像装置可以不是数码相机或摄像机，而是可以是具有成像功能的信息处理装置，诸如便携式电话装置、智能手机、平板型装置或个人计算机。替代地，成像装置可以是安装在另一个信息处理装置上并且使用(或者作为内置装置安装在另一个信息处理装置上)的相机模块。

<4.示例应用>

<软件>

上述一系列处理可以通过硬件或通过软件执行。在要通过软件执行上述一系列处理的情况下，形成软件的程序是从网络或记录媒体安装的。

这个记录媒体例如如图12所示，是用经过分配以与装置分开交付给使用者并且其中记录有程序的可装卸媒体221形成。这个可装卸媒体221包含磁盘(包含软盘)和光盘(包含cd-rom和dvd)。而且，还包含磁光盘(包含迷你光盘(md))、半导体存储器等等。在这种情况下，例如，将可装卸媒体221安装在驱动器215上，从而使得存储在可装卸媒体221中的这个程序可以被读取并且安装到存储单元213中。

替代地，可以经由诸如局域网、互联网或数字卫星广播之类的有线或无线传输介质提供这个程序。在这种情况下，例如，程序可以被通信单元214接收，并且安装到存储单元213中。

而且，这个程序可以事先安装到存储单元、rom等等中。例如，程序可以事先安装到存储单元213、控制单元201中的rom等等中。

请注意，有待由计算机执行的程序可以是用于根据本说明书中说明的顺序按时间顺序执行处理的程序，或者可以是用于并行执行处理或者在必要时(诸如当有调用时)执行处理的程序。

而且，在本说明书中，说明待记录在记录媒体上的程序的步骤包括有待并行或彼此独立地执行的处理(如果未必按时间顺序)，以及有待根据本文中说明的顺序按时间顺序执行的处理。

而且，上文说明的相应步骤中的处理可以在上述装置中的每一个或除了上述装置之外的任何适当的装置中执行。在这种情况下，将要执行所述处理的装置应当具有执行该处理所必要的上述功能(功能块等等)。而且，应当按照需要将用于执行该处理的信息传输到该装置。

<其它方面>

请注意，在本说明书中，系统的意思是指多个组件(装置、模块(部分)等等)的组合件，并且不是所有的组件都需要设置在同一个壳体中。鉴于这一点，容置在不同壳体中并且经由网络彼此连接的装置形成系统，并且具有容置在一个壳体中的模块的一个装置也是系统。

此外，上文说明为一个装置(或处理单元)的任何配置可以分成两个或更多个装置(或处理单元)。相反，上文说明为两个或更多个装置(或者处理单元)的任何配置可以组合成一个装置(或处理单元)。此外，当然可能在任何装置(或处理单元)的配置中添加不同于上述组件的组件。此外，装置(或处理单元)的一些组件可以并入到另一个装置(或处理单元)的配置中，只要整个系统的配置和功能始终基本上相同即可。

虽然上文已经参照附图说明了本公开的优选实施例，但是本公开的技术范围不限于那些示例。显然，本公开的技术领域的普通技术人员能够在本文中要求的技术精神的范围内进行各种改变或修改，并且应当理解的是，那些改变或修改在本公开的技术范围内。

例如，本技术可以用云端计算配置具体实施，其中多个装置之间经由网络共享一种功能，并且通过所述装置彼此协作执行处理。

而且，参照上述流程图说明的相应步骤可以由一个装置执行，或者可以在多个装置之间共享。

而且，在一个步骤中包括多于一个处理的情况下，该步骤中包含的处理可以由一个装置执行，或者可以在多个装置之间分担。

本技术不限于此，并且也能具体实施为有待安装在上述装置或系统中的装置上的任何配置，诸如用作系统大规模集成(lsi)等等的处理器、使用处理器等等的模块、使用模块等等的单元，以及具有添加到该单元的其它一组功能(或装置中的配置)。

请注意，本技术也可以在下述配置中具体实施。

(1)一种成像元件，其包含：

垂直晶体管，其电位在传递光电转换单元的电荷的电荷传递通道的至少一部分中具有梯度。

(2)根据(1)所述的成像元件，其中所述电位在所述电荷传递通道的电荷传递方向上具有梯度，所述梯度在朝所述电荷的传递目的地的方向上变深。

(3)根据(2)所述的成像元件，其中

所述电荷传递通道是第一导电类型的电荷传递通道，其传递第二导电类型的光电转换单元的电荷，所述光电转换单元在第一导电类型的半导体中形成，并且

栅极绝缘膜形成在所述电荷传递通道与栅极电极之间，以具有在朝电荷的传递目的地的方向上逐渐变小的厚度。

(4)根据(2)所述的成像元件，其中

所述电荷传递通道是第一导电类型的电荷传递通道，其传递第二导电类型的光电转换单元的电荷，所述光电转换单元在第一导电类型的半导体中形成，并且

栅极绝缘膜形成在所述电荷传递通道与栅极电极之间，以具有在朝电荷的传递目的地的方向上阶梯式变小的厚度。

(5)根据(2)到(4)中任一项所述的成像元件，其中

所述电荷传递通道是第一导电类型的电荷传递通道，其传递第二导电类型的光电转换单元的电荷，所述光电转换单元在第一导电类型的半导体中形成，并且

所述电荷传递通道形成为杂质浓度在朝电荷的传递目的地的方向上变小。

(6)根据(2)所述的成像元件，其中

所述电荷传递通道是第二导电类型的电荷传递通道，其传递第二导电类型的光电转换单元的电荷，所述光电转换单元在第一导电类型的半导体中形成，并且

栅极绝缘膜形成在所述电荷传递通道与栅极电极之间，以具有在朝电荷的传递目的地的方向上逐渐变大的厚度。

(7)根据(2)所述的成像元件，其中

所述电荷传递通道是第二导电类型的电荷传递通道，其传递第二导电类型的光电转换单元的电荷，所述光电转换单元在第一导电类型的半导体中形成，并且

栅极绝缘膜形成在所述电荷传递通道与栅极电极之间，以具有在朝电荷的传递目的地的方向上阶梯式变大的厚度。

(8)根据(2)、(6)和(7)中任一项所述的成像元件，其中

所述电荷传递通道是第二导电类型的电荷传递通道，其传递第二导电类型的光电转换单元的电荷，所述光电转换单元在第一导电类型的半导体中形成，并且

所述电荷传递通道形成为杂质浓度在朝电荷的传递目的地的方向上变高。

(9)根据(1)到(8)中任一项所述的成像元件，其中所述电位在电荷传递通道中在沿着栅极电极的旋转方向上具有梯度。

(10)根据(9)所述的成像元件，其中电荷传递通道与栅极电极之间形成的栅极绝缘膜的厚度在旋转方向上变化。

(11)根据(9)或(10)所述的成像元件，其中所述电荷传递通道中的杂质浓度在旋转方向上变化。

(12)一种成像装置，其包含：

成像元件，所述成像元件包含垂直晶体管，所述垂直晶体管的电位在传递光电转换单元的电荷的电荷传递通道的至少一部分中具有梯度；以及

图像处理单元，其对所述成像元件获得的所拍摄的图像数据执行图像处理。

(13)一种制造成像元件的制造设备，

所述制造设备包含

垂直晶体管制造单元，其制造电位在传递光电转换单元的电荷的电荷传递通道的至少一部分中具有梯度的垂直晶体管。

(14)根据(13)所述的制造设备，其中

所述垂直晶体管制造单元包含：

蚀刻单元，其通过蚀刻半导体衬底形成沟部；

导电杂质注入单元，其将导电杂质注入到所述蚀刻单元形成的沟部中；

栅极绝缘膜形成单元，其在沟部中形成栅极绝缘膜，所述栅极绝缘膜的厚度对应于沟部中的层级水平；

栅极绝缘膜去除单元，其去除栅极绝缘膜形成单元形成的栅极绝缘膜，直到达到对应于所述层级水平的深度为止；以及

栅极电极形成单元，其在栅极绝缘膜中形成的沟部中形成栅极电极，并且

所述垂直晶体管制造单元通过反复用栅极绝缘膜形成单元形成栅极绝缘膜并且用栅极绝缘膜去除单元去除栅极绝缘膜，借此形成厚度在朝电荷的传递目的地的方向上阶梯式变化的栅极绝缘膜。

(15)根据(13)所述的制造设备，其中所述垂直晶体管制造单元包含：

蚀刻单元，其通过蚀刻半导体衬底形成沟部；

导电杂质注入单元，其将导电杂质注入到所述蚀刻单元形成的沟部中；

栅极绝缘膜形成单元，其在所述沟部中形成栅极绝缘膜；

栅极绝缘膜处理单元，其在所述栅极绝缘膜形成单元形成的栅极绝缘膜中形成台面型沟部；以及

栅极电极形成单元，其在栅极绝缘膜处理单元形成的台面型沟部中形成栅极电极。

(16)根据(13)所述的制造设备，其中所述垂直晶体管制造单元包含：

蚀刻单元，其通过蚀刻半导体衬底形成沟部；

导电杂质注入单元，其将导电杂质注入到所述蚀刻单元形成的沟部中；

非导电杂质注入单元，其将非导电杂质注入到蚀刻单元形成的沟部中，所述非导电杂质以对应于深度的浓度注入；

栅极绝缘膜形成单元，其在所述沟部中形成栅极绝缘膜；以及

栅极电极形成单元，其在栅极绝缘膜中形成的沟部中形成栅极电极。

(17)根据(13)到(16)中任一项所述的制造设备，其中所述垂直晶体管制造单元包含：

蚀刻单元，其通过蚀刻半导体衬底形成沟部；

导电杂质注入单元，其将导电杂质注入到蚀刻单元形成的沟部中，所述导电杂质以对应于深度的浓度注入；

栅极绝缘膜形成单元，其在所述沟部中形成栅极绝缘膜；以及

栅极电极形成单元，其在栅极绝缘膜中形成的沟部中形成栅极电极。

(18)根据(13)到(17)中任一项所述的制造设备，其中所述垂直晶体管制造单元包含：

蚀刻单元，其通过蚀刻半导体衬底形成沟部；

导电杂质注入单元，其将导电杂质注入到所述蚀刻单元形成的沟部中；

栅极绝缘膜形成单元，其在所述沟部中形成栅极绝缘膜；

栅极绝缘膜处理单元，其在所述栅极绝缘膜形成单元形成的栅极绝缘膜中形成沟部，所述栅极绝缘膜的厚度在沿着栅极电极的旋转方向上变化；以及

栅极电极形成单元，其在栅极绝缘膜处理单元形成的沟部中形成栅极电极。

(19)根据(13)到(18)中任一项所述的制造设备，其中所述垂直晶体管制造单元包含：

蚀刻单元，其通过蚀刻半导体衬底形成沟部；

导电杂质注入单元，其将导电杂质注入到所述蚀刻单元形成的沟部中，所述导电杂质以对应于沿着栅极电极的旋转方向上的位置的浓度注入；

栅极绝缘膜形成单元，其在所述沟部中形成栅极绝缘膜；以及

栅极电极形成单元，其在栅极绝缘膜中形成的沟部中形成栅极电极。

(20)一种在制造成像元件的制造设备中实施的制造方法，

所述制造方法包含制造电位在传递光电转换单元的电荷的电荷传递通道的至少一部分中具有梯度的垂直晶体管。

参考符号列表

100图像传感器

110半导体衬底层

111半导体衬底

112光电转换单元

114浮动扩散层

115绝缘膜

120传递晶体管

121电荷传递通道

122栅极绝缘膜

123栅极电极

124浮动扩散层

130互连层

131互连线

141绝缘膜

142有机光电转换膜

143下部透明电极

144上部透明电极

145贯通电极

146接触件

151钝化层

152芯片上透镜

171电荷传递通道

200制造设备

201控制单元

202图像传感器制造单元

211输入单元

212输出单元

213存储单元

214通信单元

215驱动器

221可装卸媒体

231垂直晶体管制造单元

241掩模形成单元

242蚀刻单元

243导电杂质注入单元

244掩模去除单元

245栅极绝缘膜沉积单元

246栅极绝缘膜处理单元

247栅极电极形成单元

251非导电杂质注入单元

600成像装置

612cmos传感器。