CN116368606A - 摄像装置 - Google Patents

Abstract

摄像装置具备第1光电转换部、第2光电转换部和第1电容元件。第1光电转换部将第1波段的光转换为第1电荷。第2光电转换部将第2波段的光转换为第2电荷。第2光电转换部在摄像装置的厚度方向上被配置在与第1光电转换部不同的高度。第1电容元件积蓄第1电荷及第2电荷。

Description

摄像装置

技术领域

本公开涉及摄像装置。

背景技术

摄像装置在摄像机、数字照相机、监视相机及车载相机等各种产品领域中被广泛使用。作为摄像装置，使用CCD(电荷耦合器件(Charge Coupled Device))摄像装置或者CMOS(互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor))摄像装置。

在摄像装置中设置有光电转换部。光电转换部的一例具有光电二极管。光电转换部的另一例具有一对电极、以及被夹在这些电极之间的光电转换层。

近年来，存在摄像装置的像素高密度化且像素的大小缩小的倾向。与此相伴，光电转换部的面积也存在缩小的倾向。

专利文献1公开了具有被层叠的多个光电转换部的摄像装置。该类型的摄像装置有时被称为层叠型摄像装置。层叠型摄像装置在像素的高密度化的观点上是有利的。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-243704号公报

发明内容

本发明所要解决的课题

本公开提供适于实现宽动态范围的技术。

用于解决课题的手段

本公开的一个方式所涉及的摄像装置具备：

第1光电转换部，将第1波段的光转换为第1电荷；

第2光电转换部，在所述摄像装置的厚度方向上被配置在与所述第1光电转换部不同的高度，将第2波段的光转换为第2电荷；以及

第1电容元件，积蓄所述第1电荷及所述第2电荷。

发明效果

本公开所涉及的技术适于实现宽动态范围。

附图说明

图1是第1实施方式所涉及的摄像装置的构成图。

图2是第1实施方式所涉及的单位像素的电路图。

图3是用于说明反馈的电路图。

图4是第1实施方式所涉及的电路结构的电路图。

图5是第1实施方式所涉及的电路结构的电路图。

图6是第1实施方式所涉及的光电转换部的构成图。

图7是第1实施方式所涉及的电容元件的构成图。

图8是具有沟槽构造的电容元件的构成图。

图9是对置面的面积的说明图。

图10是第1实施方式所涉及的多个像素电极的平面图。

图11是第1实施方式所涉及的第1截面中的摄像元件的截面图。

图12是第1实施方式所涉及的第2截面中的摄像元件的截面图。

图13是表示参考方式所涉及的摄像方式的示意图。

图14是表示第1实施方式所涉及的摄像方式的示意图。

图15是第2实施方式所涉及的电路结构的电路图。

图16是第2实施方式所涉及的摄像元件的截面图。

图17是第2实施方式所涉及的摄像元件的截面图。

图18是第2实施方式所涉及的多个像素电极的平面图。

图19是第2实施方式所涉及的多个电容元件的平面图。

图20是第3实施方式所涉及的摄像元件的截面图。

图21是第3实施方式所涉及的摄像元件的截面图。

图22是表示相机系统的构成的框图。

图23是第1实施方式所涉及的摄像装置的示意图。

图24是第1变形例所涉及的摄像装置的示意图。

图25是第2变形例所涉及的摄像装置的示意图。

图26是第3变形例所涉及的摄像装置的示意图。

具体实施方式

(本公开所涉及的一个方式的概要)

本公开的第1方式所涉及的摄像装置具备：

第1光电转换部，将第1波段的光转换为第1电荷；

第2光电转换部，在所述摄像装置的厚度方向上被配置在与所述第1光电转换部不同的高度，将第2波段的光转换为第2电荷；以及

第1电容元件，积蓄所述第1电荷及所述第2电荷。

也可以是，所述摄像装置具有多个层级，所述第2光电转换部被配置在所述多个层级之中的与所述第1光电转换部不同的层级。

第1方式所涉及的技术适于实现宽动态范围。

在本公开的第2方式中，例如，在第1方式所涉及的摄像装置中，

所述第1电容元件也可以具有金属-绝缘体-金属(Metal-Insulator-Metal：MIM)构造。

根据第2方式，能够实现电容密度高的第1电容元件。

在本公开的第3方式中，例如，第1或者第2方式所涉及的摄像装置也可以还具备第1开关元件，

所述第1光电转换部与所述第1电容元件也可以经由所述第1开关元件被连接。

根据第3方式，能够由第1开关元件切换是否将第1电荷从第1光电转换部导向第1电容元件。

在本公开的第4方式中，例如，在第1或者第2方式所涉及的摄像装置中，

所述第1光电转换部与所述第1电容元件也可以以不经由开关元件的方式被连接。

在第4方式中，能够简化第1光电转换部与第1电容元件的连接结构。

在本公开的第5方式中，例如，第1至第4方式中任1个所涉及的摄像装置也可以还具备第2开关元件，

所述第2光电转换部与所述第1电容元件也可以经由所述第2开关元件被连接。

根据第5方式，能够由第2开关元件切换是否将第2电荷从第2光电转换部导向第1电容元件。

在本公开的第6方式中，例如，在第1至第4方式中任1个所涉及的摄像装置中，

所述第2光电转换部与所述第1电容元件也可以以不经由开关元件的方式被连接。

在第6方式中，能够简化第2光电转换部与第1电容元件的连接结构。

在本公开的第7方式中，例如，在第1至第6方式中任1个所涉及的摄像装置中，

所述第1光电转换部也可以包括：生成所述第1电荷的第1光电转换层、以及收集所述第1电荷的第1像素电极，

所述第2光电转换部也可以包括：生成所述第2电荷的第2光电转换层、以及收集所述第2电荷的第2像素电极。

根据第7方式，能够向像素电极收集与光量相应的电荷。

在本公开的第8方式中，例如，在第7方式所涉及的摄像装置中，

在平面图中，所述第1像素电极的面积也可以比所述第2像素电极的面积大。

根据第8方式的摄像装置，即使第1波段的光少，也易于由第1像素电极回收第1电荷。

在本公开的第9方式中，例如，在第7方式或者第8方式所涉及的摄像装置中，

第1光电转换部也可以还包括第1对置电极，

所述第1光电转换层也可以被配置在所述第1对置电极与所述第1像素电极之间，

第2光电转换部也可以还包括第2对置电极，

所述第2光电转换层也可以被配置在所述第2对置电极与所述第2像素电极之间，

所述第1对置电极与所述第2对置电极也可以被电分离。

根据第9方式，能够切换能够由第1光电转换部生成第1电荷的期间、以及能够由第2光电转换层生成第2电荷的期间。

在本公开的第10方式中，例如，在第1至第9方式中任1个所涉及的摄像装置中，

在所述第1光电转换部及所述第2光电转换部之中，将靠近所述摄像装置的受光面的一方定义为近位光电转换部，而将远离所述受光面的一方定义为远位光电转换部时，

所述近位光电转换部进行光电转换的光的波段的中心波长也可以比所述远位光电转换部进行光电转换的光的波段的中心波长短。

短波长的光与长波长的光相比更容易衰减。但是，根据第10方式，能够抑制短波长的光的衰减。

在本公开的第11方式中，例如，在第1至第10方式中任1个所涉及的摄像装置中，

所述第1波段也可以包括红外光的波段。

第11方式的第1光电转换部也能够将红外光转换为电荷。

在本公开的第12方式中，例如，在第1至第10方式中任1个所涉及的摄像装置中，

所述第1波段也可以包括紫外光的波段。

第12方式的第1光电转换部能够将紫外光转换为电荷。

在本公开的第13方式中，例如，在第1至第12方式中任1个所涉及的摄像装置中，

所述第2波段也可以包括可见光的波段。

第13方式的第2光电转换部能够将可见光转换为电荷。

在本公开的第14方式中，例如，第1至第13方式中任1个所涉及的摄像装置也可以还具备：

多个单位像素，以矩阵状配置，

所述多个单位像素各自也可以包括所述第1光电转换部、所述第2光电转换部、所述第1电容元件、第3光电转换部及第2电容元件，

所述第1波段也可以包括红外光或者紫外光的波段，

所述第2波段也可以包括第1色光的波段，

所述第3光电转换部也可以将所述第1色光转换为第3电荷，

所述第2电容元件也可以积蓄所述第3电荷。

根据第14方式，能够在相互不同的电容元件中，在同一期间进行与红外光或者紫外光对应的电荷的积蓄以及与第1色光对应的电荷的积蓄。

在本公开的第15方式中，例如，在第14方式所涉及的摄像装置中，

所述多个单位像素各自也可以还包括第4光电转换部、第5光电转换部、第3电容元件、第4电容元件、第1开关元件及第2开关元件，

所述第4光电转换部也可以将第2色光转换为第4电荷，

所述第5光电转换部也可以将第3色光转换为第5电荷，

所述第3电容元件也可以积蓄所述第4电荷，

所述第4电容元件也可以积蓄所述第5电荷，

所述第2光电转换部、所述第3光电转换部、所述第4光电转换部及所述第5光电转换部也可以构成为被统一控制是否具有对于光的灵敏度，

所述第1光电转换部与所述第1电容元件也可以经由所述第1开关元件被连接，

所述第2光电转换部与所述第1电容元件也可以经由所述第2开关元件被连接。

根据第15方式，能够在相互不同的电容元件中，在同一期间进行与红外光或者紫外光对应的电荷的积蓄、与第1色光对应的电荷的积蓄、与第2色光对应的电荷的积蓄、以及与第3色光对应的电荷的积蓄。

在实施方式中，“上”、“下”等用语不过是为了指定部件间的相互的配置而使用，其意图不在于限定摄像装置被使用时的姿态。在图示的例中，“上”及“下”的方向以半导体基板为基准而决定。从半导体基板远离的方向是上方向。向半导体基板接近的方向是下方向。

在实施方式中，“平面图”是指从半导体基板的厚度方向观察时的视图。

在实施方式中，可见光的波段是指400nm以上且小于780nm的波长范围。红色光的波段是指610nm以上且小于780nm的波长范围。绿色光的波段是指500nm以上且小于570nm的波长范围。蓝色光的波段是指460nm以上且小于500nm的波长范围。红外光的波段是指780nm以上且小于2000nm的波长范围。紫外光的波段是指200nm以上且小于400nm的波长范围。在实施方式中，某波段包括特定的波段，意味着该某波段包括该特定的波段的至少一部分。例如，第1波段包括红外光的波段，意味着第1波段包括红外光的波段的至少一部分。

在实施方式中，“具有透光性”意味着380nm以上且780nm以下的波段的光的透射率为40％以上。该透射率依据于日本工业标准JIS R1635(1998)。在电极具有透光性的情况下，可见光能够透射电极。另外，在该情况下，红外光及紫外光也存在易于透射电极的倾向。

在实施方式中，“介电常数”是25℃且100Hz下的值。

在实施方式中，材料相同是指用作材料的元素和元素的组成比都相同。材料不同，不仅是指用作材料的元素不同，也指用作材料的元素相同但元素的组成比不同。

在实施方式中，可以适宜地进行杂质区域的导电型的变更等、伴随着信号电荷的正负变化的各要素的调整。另外，可以适宜地替换伴随着信号电荷的正负变化的用语。

在实施方式中，有时使用第1、第2、第3……这样的序数词。在对某要素附加序数词的情况下，不必须存在顺序更小的同种的要素。例如，使用用语“第2滤色器”，并不意味着除了第2滤色器之外必须存在第1滤色器。另外，能够根据需要变更序数词的编号，或者删除序数词，或者附加序数词。

以下，关于本公开的实施方式参照附图进行说明。本公开不限定于以下的实施方式。

(第1实施方式)

图1表示了本公开的第1实施方式所涉及的摄像装置100A的构成。摄像装置100A具备摄像元件100。

在摄像元件100中，使用半导体基板1构成至少1个单位像素10。在本实施方式中，使用半导体基板1构成多个单位像素10。半导体基板1例如是硅基板。

在本实施方式中，单位像素10包括第1像素10a、第2像素10b、第3像素10c、第4像素10d及第5像素10e。但是，单位像素10并不必须包括全部这些像素。另外，单位像素10也可以除了这些像素还包括其他像素。

在本实施方式中，第1像素10a、第2像素10b、第4像素10d及第5像素10e进行光电转换的光的波段的中心波长相互不同。另一方面，第2像素10b及第3像素10c进行光电转换的光的波段的中心波长是相同或者相近的值。

第1像素10a是用于生成基于第1波段的光的数据的像素。在本实施方式中，第1波段包括红外光的波段。

第2像素10b是用于生成基于第2波段的光的数据的像素。在本实施方式中，第2波段包括可见光的波段。具体而言，第2波段包括第1色光的波段。更具体而言，第1色光是绿色光。

第3像素10c是用于生成基于第3波段的光的数据的像素。在本实施方式中，第3波段包括可见光的波段。具体而言，第3波段包括第1色光的波段。更具体而言，第1色光是绿色光。

第4像素10d是用于生成基于第4波段的光的数据的像素。在本实施方式中，第4波段包括可见光的波段。具体而言，第4波段包括第2色光的波段。更具体而言，第2色光是红色光。

第5像素10e是用于生成基于第5波段的光的数据的像素。在本实施方式中，第5波段包括可见光的波段。具体而言，第5波段包括第3色光的波段。更具体而言，第3色光是蓝色光。

单位像素10所要生成的数据典型地是图像数据。通过第2像素10b、第3像素10c、第4像素10d及第5像素10e，能够得到基于可见光的图像。在本实施方式中，基于可见光的图像是全彩图像。但是，基于可见光的图像也可以是黑白图像。通过第1像素10a，能够得到基于红外光的图像。

单位像素10中的各像素包括光电转换部。光电转换部接受光的入射，产生正电荷及负电荷，典型地产生空穴-电子对。

在图1中，各单位像素10在空间上相互分离地示出。但是，这不过是为了便于说明。多个单位像素10可以相互不隔开间隔而连续地配置。同样，各单位像素10的光电转换部既可以在空间上相互分离，也可以相互不隔开间隔而连续地配置。

在图1中，单位像素10以m行及n列的多行及多列排列。m及n相互独立，表示1以上的整数。单位像素10例如以2维排列从而形成摄像区域。在平面图中观察摄像装置100A时，摄像元件100可以被规定为光电转换部所存在的区域。

单位像素10的数量及配置不特别限定。在图1中，各单位像素10的中心位于正方格子的格点。也可以按照各单位像素10的中心位于三角格子、六角格子等的格点的方式配置有多个单位像素10。通过将单位像素10以1维排列，可以将摄像元件100用作线传感器。

在本实施方式中，像素的数量与光电转换部的数量相等。在本实施方式中，按每个像素设置有1个像素电极。因此，像素的数量与像素电极的数量相等。

在摄像装置100A中，使用半导体基板1构成周边电路。

周边电路包括垂直扫描电路52、水平信号读出电路54、控制电路56及电压供给电路58。周边电路也可以还包括信号处理电路、输出电路等。使用半导体基板1构成各电路。也可以使用半导体基板1构成单位像素10，而使用其他基板构成周边电路的一部分或者全部。

在本实施方式中，第1像素10a以矩阵状配置。对于第2像素10b、第3像素10c、第4像素10d及第5像素10e也是同样的。

第1像素10a及第2像素10b共用共用结构97。构成有第1电路结构98ab，该第1电路结构98ab包括共用结构97、第1像素10a的光电转换部和第2像素10b的光电转换部。第1电路结构98ab能够视为以矩阵状配置。

第3像素10c、第4像素10d及第5像素10e各自具有电路结构99。以下，有时将第3像素10c的电路结构99称为第2电路结构99c。有时将第4像素10d的电路结构99称为第3电路结构99d。有时将第5像素10e的电路结构99称为第4电路结构99e。第2电路结构99c能够视为以矩阵状配置。第3电路结构99d能够视为以矩阵状配置。第4电路结构99e能够视为以矩阵状配置。

第1电路结构98ab的矩阵与垂直扫描电路52及水平信号读出电路54建立了关联。对于第2电路结构99c的矩阵、第3电路结构99d的矩阵及第4电路结构99e的矩阵也是同样的。垂直扫描电路52也称为行扫描电路。水平信号读出电路54也称为列扫描电路。

与多个第1电路结构98ab的各行对应地设置有地址信号线44，地址信号线44与垂直扫描电路52连接。与多个第1电路结构98ab的各行对应地设置有复位信号线43，复位信号线43与垂直扫描电路52连接。与多个第1电路结构98ab的各列对应地设置有垂直信号线45，垂直信号线45与水平信号读出电路54连接。与多个第1电路结构98ab的各列对应地设置有反馈线46，反馈线46与水平信号读出电路54连接。这些对于第2电路结构99c、第3电路结构99d及第4电路结构99e也是同样的。

关于第1电路结构98ab，垂直扫描电路52通过向地址信号线44输出规定的电压，以行为单位选择各行中配置的第1电路结构98ab。由此，执行与选择的第1电路结构98ab相关的第1像素10a或者第2像素10b的信号电压的读出、以及像素电极的复位。

关于第2电路结构99c，垂直扫描电路52通过向地址信号线44输出规定的电压，以行为单位选择各行中配置的第2电路结构99c。由此，执行所选择的第2电路结构99c的信号电压的读出、以及像素电极的复位。这些对于第3电路结构99d及第4电路结构99e也是同样的。

能够将与多个第1电路结构98ab的各行对应地设置的地址信号线44称为第1地址信号线44。能够将与多个第1电路结构98ab的各行对应地设置的复位信号线43称为第1复位信号线43。能够将与第1电路结构98ab的各列对应地设置的垂直信号线45称为第1垂直信号线45。能够将与第1电路结构98ab的各列对应地设置的反馈线46称为第1反馈线46。

能够将与多个第2电路结构99c的各行对应地设置的地址信号线44称为第2地址信号线44。能够将与多个第2电路结构99c的各行对应地设置的复位信号线43称为第2复位信号线43。能够将与多个第2电路结构99c的各列对应地设置的垂直信号线45称为第2垂直信号线45。能够将与多个第2电路结构99c的各列对应地设置的反馈线46称为第2反馈线46。在将上述说明中的序数词“第2”替换为“第3”，将标记末尾的“c”替换为“d”时，说明也成立。在将上述说明中的序数词“第2”替换为“第4”，将标记末尾的“c”替换为“e”时，说明也成立。

与多个第1电路结构98ab的各行对应地设置的信号线不限定于第1地址信号线44及第1复位信号线43。在垂直扫描电路52上，能够按多个第1像素10a的每行连接有其他种类的信号线。与多个第1电路结构98ab的各列对应地设置的信号线不限定于第1垂直信号线45及第1反馈线46。在水平信号读出电路54上，能够按多个第1像素10a的每列连接有其他种类的信号线。这些对于第2电路结构99c、第3电路结构99d及第4电路结构99e也是同样的。

在图1中，从简化附图的观点出发，按单位像素10的每行描绘了各一根地址信号线44。按单位像素10的每行描绘了各一根复位信号线43。按单位像素10的每列描绘了各一根垂直信号线45。按单位像素10的每列描绘了各一根反馈线46。

控制电路56接受从摄像装置100A的外部赋予的指令数据、时钟等，对摄像装置100A的整体进行控制。典型地，控制电路56具有定时发生器，向垂直扫描电路52、水平信号读出电路54、电压供给电路58等供给驱动信号。控制电路56例如可以通过包含1个以上处理器的微控制器实现。控制电路56的功能既可以通过通用的处理电路与软件的组合来实现，也可以通过为了进行这样的处理而特殊化的硬件来实现。

电压供给电路58经由电源布线48，向各单位像素10的第1电路结构98ab、第2电路结构99c、第3电路结构99d及第4电路结构99e供给规定的电压。电压供给电路58不限定于特定的电源电路，也可以是将从电池等电源供给的电压转换为规定的电压的电路，还可以是生成规定的电压的电路。电压供给电路58也可以是上述的垂直扫描电路52的一部分。构成周边电路的这些电路可以被配置在摄像元件100的外侧的周边区域R2。

图2表示单位像素10的电路图。

从电源布线48向第1电路结构98ab供给规定的电源电压Vdd。电源电压Vdd例如是3.3V左右。从第1电路结构98ab向与该第1电路结构98ab所属的列对应的第1垂直信号线45输出输出信号SIG。对于第1电路结构98ab，从与该第1电路结构98ab所属的列对应的第1反馈线46供给反馈信号FBOUT。这些对于第2电路结构99c、第3电路结构99d及第4电路结构99e也是同样的。

图3是用于说明与各像素相关的反馈的电路图。图3表示了周边电路的一部分。周边电路包括多个负载电路42、多个列信号处理电路40及多个反相放大器41。

负载电路42、列信号处理电路40及反相放大器41所成的组按第1电路结构98ab的每列设置。上述组按第2电路结构99c的每列设置。上述组按第3电路结构99d的每列设置。上述组对第4电路结构99e设置。关于各列，负载电路42、列信号处理电路40及反相放大器41与垂直信号线45连接。

列信号处理电路40也可以被称为行信号积蓄电路。反相放大器41也可以被称为反馈放大器。

列信号处理电路40进行噪音抑制信号处理、模拟-数字转换(AD转换)等。噪音抑制信号处理例如是相关双采样。在列信号处理电路40上连接有水平信号读出电路54。水平信号读出电路54从各列信号处理电路40向未图示的水平共通信号线顺次读出输出信号SIG。

反相放大器41的负侧的输入端子与垂直信号线45连接。反相放大器41的正侧的输入端子被供给规定的电压。规定的电压例如是1V或者1V附近的正电压。另外，反相放大器41的输出端子与反馈线46连接。

能够将与第1电路结构98ab的各列对应地设置的负载电路42称为第1负载电路42。能够将与第1电路结构98ab的各列对应地设置的列信号处理电路40称为第1列信号处理电路40。能够将与第1电路结构98ab的各列对应地设置的反相放大器41称为第1反相放大器41。能够将从第1电路结构98ab向与该第1电路结构98ab所属的列对应的第1垂直信号线45输出的输出信号SIG之中的、来源于第1像素10a的信号，称为第1输出信号SIGa。能够将该输出信号SIG之中的来源于第2像素10b的信号称为第2输出信号SIGb。能够将从与第1电路结构98ab所属的列对应的第1反馈线46向该第1电路结构98ab供给的反馈信号FBOUT之中的用于第1像素10a的反馈的信号，称为第1反馈信号FBOUTa。能够将该反馈信号FBOUT之中的用于第2像素10b的反馈的信号称为第2反馈信号FBOUTb。

根据使用图3进行的上述说明能够理解，从第1电路结构98ab向第1垂直信号线45输出第1输出信号SIGa或者第2输出信号SIGb。第1输出信号SIGa或者第2输出信号SIGb向第1反相放大器41的负侧的输入端子输入。从第1反相放大器41的输出端子经由第1反馈线46向第1电路结构98ab供给第1反馈信号FBOUTa或者第2反馈信号FBOUTb。像这样，构成使第1电路结构98ab的第1输出信号SIGa或者第2输出信号SIGb负反馈的用于第1像素10a或者第2像素10b的反馈电路47。第1反相放大器41是反馈电路47的一部分。

能够将与第2电路结构99c的各列对应地设置的负载电路42称为第2负载电路42。能够将与第2电路结构99c的各列对应地设置的列信号处理电路40称为第2列信号处理电路40。能够将与第2电路结构99c的各列对应地设置的反相放大器41称为第2反相放大器41。能够将从第2电路结构99c向与该第2电路结构99c所属的列对应的垂直信号线45输出的输出信号SIG称为第3输出信号SIGc。能够将从与第2电路结构99c所属的列对应的反馈线46向该第2电路结构99c供给的反馈信号FBOUT称为第3反馈信号FBOUTc。在将上述说明中的序数词“第3”替换为“第4”，将序数词“第2”替换为“第3”，将标记末尾的“c”替换为“d”时，说明也成立。在将上述说明中的序数词“第3”替换为“第5”，将序数词“第2”替换为“第4”，将标记末尾的“c”替换为“e”时，说明也成立。例如，与第2电路结构99c、第3输出信号SIGac及第3反馈信号FBOUTc相关的上述的说明，也同样适用于第3电路结构99d、第4输出信号SIGd及第4反馈信号FBOUTd、以及第4电路结构99e、第5输出信号SIGe及第5反馈信号FBOUTe。

根据使用图3进行的上述说明能够理解，从第2电路结构99c向第2垂直信号线45输出第3输出信号SIGc。第3输出信号SIGc向第2反相放大器41的负侧的输入端子输入。从第2反相放大器41的输出端子经由第2反馈线46向第2电路结构99c供给第3反馈信号FBOUTc。像这样，构成使第2电路结构99c的第3输出信号SIGc向第2电路结构99c负反馈的反馈电路47。第2反相放大器41是反馈电路47的一部分。在将上述说明中的序数词“第3”替换为“第4”，将序数词“第2”替换为“第3”，将标记末尾的“c”替换为“d”时，说明也成立。在将上述说明中的序数词“第3”替换为“第5”，将序数词“第2”替换为“第4”，将标记末尾的“c”替换为“e”时，说明也成立。

图5表示第3像素10c、第4像素10d及第5像素10e各自中的电路结构99的电路图。图5也可以说表示第2电路结构99c、第3电路结构99d及第4电路结构99e各自的结构。

电路结构99具有光电转换部12、地址晶体管35、放大晶体管36、复位晶体管37及电容元件60。

在本实施方式中，地址晶体管35、放大晶体管36、复位晶体管37是MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor))。但是，这些晶体管也可以是双极型晶体管等与MOSFET不同种类的晶体管。

具体而言，在本实施方式中，光电转换部12生成正电荷作为信号电荷。具体而言，该正电荷是空穴。地址晶体管35、放大晶体管36、复位晶体管37是n沟道MOSFET。

在另一例中，光电转换部12生成负电荷作为信号电荷。具体而言，该负电荷是电子。地址晶体管35、放大晶体管36、复位晶体管37是p沟道MOSFET。

在本实施方式中，地址晶体管35具有源极、漏极、栅极电极及栅极绝缘膜。栅极绝缘膜介于半导体基板1与栅极电极之间。地址晶体管35的栅极绝缘膜是后述的图11及图12所示的绝缘层1g的一部分。这些对于放大晶体管36及复位晶体管37也是同样的。绝缘层1g被设置在半导体基板1的表面。在典型例中，绝缘层1g是半导体基板1的半导体材料的氧化物。

光电转换部12、复位晶体管37的源极及漏极中的一方、电容元件60的一端、以及放大晶体管36的栅极电极被电连接。复位晶体管37的源极及漏极中的另一方与反馈线46电连接。放大晶体管36的源极及漏极中的一方与电源布线48电连接。放大晶体管36的源极及漏极中的另一方与地址晶体管35的源极及漏极中的一方电连接。地址晶体管35的源极及漏极中的另一方与垂直信号线45电连接。

图6表示本实施方式的光电转换部12的构成。在本实施方式中，光电转换部12被配置在半导体基板1的外侧。具体而言，光电转换部12的整体被配置在半导体基板1的外侧。在本实施方式中，光电转换部12被配置在半导体基板1的上方。

光电转换部12具有像素电极13、对置电极17及光电转换层15。光电转换层15被配置在对置电极17与像素电极13之间。光电转换层15通过光电转换来生成电荷。像素电极13收集该电荷。

在本实施方式中，对置电极17是透明电极。透明电极由像ITO(氧化铟锡(IndiumTin Oxide))那样的透明导电性氧化物制造。

在本实施方式中，光电转换层15由光电转换材料制造。光电转换材料典型地是有机材料。但是，光电转换材料也可以是非晶硅等无机材料。光电转换材料也可以是量子点。

在本实施方式中，光电转换层15包含供体材料及受体材料。如果光电转换层15被光照射，则在供体材料之中生成电荷，发生载流子分离。该载流子从供体材料来到受体材料，在受体材料之中穿过而向电极侧传送。这样，实现了光电转换。

具体而言，在本实施方式中，像素电极13与对置电极17之间即光电转换层15被施加电场。由此，电子向被施加为正侧的电极侧输送，空穴向被施加为负侧的电极侧输送。像这样，可以通过向电极间施加的电压来控制光电转换功能的显现。

典型地，从未图示的外部电源向对置电极17施加电压。由此，像素电极13与对置电极17之间被施加电场。

在像素电极13与光电转换层15之间，也可以设置有阻碍层，该阻碍层妨碍在暗时电荷向像素电极13流入。

图7表示本实施方式的电容元件60的构成。在本实施方式中，电容元件60被配置在半导体基板1之外。具体而言，电容元件60的整体被配置在半导体基板1之外。但是，电容元件60也可以被配置在半导体基板1内。

在本实施方式中，具体而言，电容元件60被配置在绝缘层内。该绝缘层对应于图11及图12的绝缘层7。

在本实施方式中，电容元件是不包括扩散区域等的寄生电容的概念。也就是说，并非寄生电容的电容元件60积蓄由光电转换部12生成的电荷。通过并非寄生电容的电容元件60，易于确保电容值。

在本实施方式中，电容元件60具有电极61及电极62。介电体63被配置在电极61与电极62之间。根据这样的构成，易于确保电容元件60的电容值，并使电容元件60积蓄较多的电荷。也就是说，根据这样的构成，易于实现高饱和电荷数的电容元件60，并实现与光电转换部12进行光电转换的光的波段相关的宽动态范围。

具体而言，电极61具有对置面65。电极62具有对置面66。对置面65及对置面66相互对置。介电体63被配置在对置面65与对置面66之间。

电容元件60的介电体63可以是绝缘体。另外，电容元件60的介电体63可以具有膜形状。也就是说，电容元件60的介电体63可以是绝缘膜。

在本实施方式中，介电体63的介电常数比半导体基板1的半导体材料的氧化物的介电常数高。根据该构成，易于确保电容元件60的电容值。在后述的图11及图12的例子中，半导体基板1的表面上设置的绝缘层1g可以相应于半导体基板1的半导体材料的氧化物。此外，“电容元件60的介电体63的介电常数比半导体基板1的半导体材料的氧化物的介电常数高”这样的表现，并不意味着在摄像元件100中必须存在上述氧化物。

在本实施方式中，介电体63的介电常数比氧化硅的介电常数高。介电体63的介电常数比氮化硅的介电常数高。介电体63的介电常数比后述的绝缘层7、8及9的介电常数高。

作为介电体63的材料，例示出高介电(High-k)材料。作为高介电(High-k)材料，例示出金属氧化物。作为金属氧化物，例示出氧化铪(HfO ₂)、氧化锆(ZrO ₂)等。如果介电体63的材料是高介电(High-k)材料，则即使对置面65及对置面66的面积小，也易于确保电容元件60的电容值。

进一步说明使用高介电(High-k)材料作为介电体63的材料的优点。假设使用氧化硅作为介电体63的材料。在该情况下，即使构成了对置面65及对置面66弯曲的3维构造的电容元件60，也不容易确保电容元件60的电容值。为了推进摄像元件的集成化，仅通过改进电容元件60的构造则存在极限。在这点上，如果使用如高介电(High-k)材料那样的介电常数高的材料作为介电体63的材料，则与使用氧化硅作为介电体63的材料的情况相比，易于实现面积小且电容大的电容元件60。

但是，也可以使用氧化硅作为介电体63的材料。介电体63的材料的其他例是氮化硅。介电体63也可以是氧化硅及氮化硅的复合膜。

介电体63的厚度例如是10nm以上且45nm以下。如果介电体63过薄，则电容元件60的耐压容易不足。如果结合制造偏差等进行考虑，则可以说，通过使用适度厚的介电体63，能够确保电容元件60的可靠性。另一方面，如果介电体63过厚，则难以确保电容元件60的电容值。在这点上，如果介电体63的厚度处于10nm以上且45nm以下的范围，则易于确保电容元件60的可靠性及电容值双方。介电体63的厚度也可以是15nm以上且45nm以下，也可以是20nm以上且40nm以下。在一个数值例中，介电体63的厚度是30nm。

作为电极61的材料，例示出金属、金属化合物、多晶硅等。电极61也可以是半导体基板1的一部分。作为金属化合物，例示金属氮化物、金属氧化物等。作为金属氮化物，例示出氮化钛(TiN)、氮化钽(TaN)等。作为金属氧化物，例示出ITO等。

如果电极61的材料是氮化钛或者氮化钽，则易于减小电极61的表面粗糙度。由此，不容易由于电极61的凹凸而导致介电体63局部变薄的情况，在介电体63中不容易产生漏电流。

作为电极62的材料，能够采用可作为电极61的材料采用的材料。电极61的材料与电极62的材料既可以相同，也可以不同。

电极61的厚度例如是5nm以上且45nm以下。电极61的厚度例如也可以是10nm以上且40nm以下。在一个数值例中，电极61的厚度是30nm。

作为电极62的厚度，能够采用可作为电极61的厚度采用的厚度。电极61的厚度与电极62的厚度既可以相同，也可以不同。

电极61的薄膜电阻例如是10000Ω/□以下，也可以是1000Ω/□以下。电极61的薄膜电阻例如是5Ω/□以上，也可以是50Ω/□以上。

作为电极62的薄膜电阻，能够采用可作为电极61的薄膜电阻采用的薄膜电阻。电极61的薄膜电阻与电极62的薄膜电阻既可以相同，也可以不同。

对置面65的面积例如是1×10⁴nm²以上且1×10⁸nm²以下，也可以是5×10⁴nm²以上且1×10⁷nm²以下。

作为对置面66的面积，能够采用可作为对置面65的面积采用的面积。对置面65的面积与对置面66的面积既可以相同，也可以不同。

电容元件60也可以具有沟槽构造。图8是具有沟槽构造的电容元件60的构成图。沟槽构造在确保电容元件60的电容值的观点上是有利的。在此，沟槽构造是指包括弯曲部的构造。具体而言，在图8的电容元件60中，其电极61、电极62及介电体63包括弯曲部。

在一例中，在与半导体基板1的厚度方向平行的2个截面双方中，电容元件60包括弯曲部。在一个具体例中，这2个截面相互正交。但是，也可以仅在上述相互正交的2个截面的一方中，电容元件60包括弯曲部。

在此，说明对置面65的面积及对置面66的面积。图9是对置面65的面积及对置面66的面积的说明图。在图9中，仅示意性地表示了对置面65及对置面66。虽然省略了图示，但在对置面65与对置面66之间存在介电体63。在图9的例中，对置面65弯曲。具体而言，对置面65具有平面P1、平面P2、平面P3、平面P4及平面P5。在图9的例中，对置面65的面积是平面P1、P2、P3、P4及P5的合计面积。像这样，在对置面65弯曲的情况下，对置面65的面积不是指平面图中的面积，而是指弯曲而扩展的面积。换言之，在该情况下，对置面65的面积是指将对置面65展开至单一的平面时的面积。这些对于对置面66的面积也是同样的。

在本实施方式中，电容元件60具有金属-绝缘体-金属(Metal-Insulator-Metal：MIM)构造。根据MIM构造，能够实现电容密度高的电容元件60。此外，MIM的“M”是指金属及金属化合物中的至少一方。MIM的“I”是绝缘体，例如是氧化物。也就是说，MIM的概念包含MOM(金属-氧化物-金属(Metal Oxide Metal))。使用图7的要素进行说明，具有MIM构造的电容元件60是在由金属及金属化合物中的至少一方形成的2个电极61与62之间夹着绝缘体而成的元件，其中该绝缘体也可以是氧化物。

如果摄像元件100被光照射，则在光电转换层15中生成正电荷及负电荷，典型地生成空穴-电子对。例如，设为对置电极17与像素电极13之间被施加电压以使对置电极17的电位高于像素电极13的电位。在该情况下，正电荷被收集至像素电极13，负电荷被收集至对置电极17。被收集至像素电极13的正电荷积蓄于电容元件60。

返回图5，在电路结构99中，构成有电荷积蓄区域FD。在电荷积蓄区域FD中，积蓄通过光电转换部12的光电转换而生成的电荷。电荷积蓄区域也可以被称为浮动扩散(Floating Diffusion)节点。

在本实施方式中，电荷积蓄区域FD包括放大晶体管36的栅极电极。电荷积蓄区域FD包括电容元件60。电荷积蓄区域FD包括复位晶体管37的源极及漏极中的一方。电荷积蓄区域FD包括像素电极13。

电荷积蓄区域FD可以包括与光电转换部12电连接的布线。电荷积蓄区域FD也可以包括复位晶体管37以外的晶体管的源极及漏极中的至少一方。

在本实施方式中，电容元件60的电容值C _CAP相对于电荷积蓄区域FD整体的电容值C _FD的比率C _CAP/C _FD比50％大。比率C _CAP/C _FD也可以是70％以上，还可以是90％以上。

电容元件60的电极62被施加外部电位VO。具体而言，外部电位VO是直流电位。直流电位既可以是相对于接地电位偏置的电位，也可以是接地电位。

在摄像装置100A动作时，从电源布线48向放大晶体管36的源极及漏极中的一方供给电源电压Vdd。放大晶体管36输出与由光电转换部12生成的信号电荷的量相应的信号电压，作为输出信号SIG。

地址晶体管35的源极及漏极中的另一方经由垂直信号线45与图3所示的负载电路42及列信号处理电路40连接。负载电路42与放大晶体管36一起形成源极跟随器电路。

在地址晶体管35的栅极电极上连接有地址信号线44。地址信号线44与垂直扫描电路52连接。垂直扫描电路52向地址信号线44施加对地址晶体管35的导通及关断进行控制的行选择信号。由此，在垂直方向即列方向上对作为读出对象的行进行扫描，选择作为读出对象的行。垂直扫描电路52通过经由地址信号线44对地址晶体管35的导通及关断进行控制，能够向对应的垂直信号线45读出来自所选择的电路结构99的放大晶体管36的输出信号SIG。地址晶体管35的配置不限定于图5所示的例子，也可以被配置在放大晶体管36的漏极与电源布线48之间。

输出信号SIG即信号电压按照地址晶体管35及垂直信号线45的顺序经由地址晶体管35及垂直信号线45向列信号处理电路40输入。

在复位晶体管37的栅极电极上连接有复位信号线43。垂直扫描电路52通过向地址信号线44施加行选择信号，能够以行为单位选择作为复位对象的电路结构99。另外，垂直扫描电路52通过经由复位信号线43向复位晶体管37的栅极电极施加对复位晶体管37的导通及关断进行控制的复位信号，能够使所选择的行的复位晶体管37导通。通过复位晶体管37导通，电荷积蓄区域FD的电位被复位。

在该例中，复位晶体管37的源极及漏极中的另一方与反馈线46连接。在该例中，作为复位电压将反馈线46的电压向电荷积蓄区域FD供给。由此，电荷积蓄区域FD的电位被初始化。在该例中，反馈线46与反相放大器41的输出端子连接。

根据图2、图3及图5能够理解，反相放大器41的输入端子与垂直信号线45连接。另外，反相放大器41的输出端子与电路结构99经由反馈线46连接。在摄像装置100A动作时，反相放大器41的非反相输入端子被供给规定的电压Vref。电压Vref例如是1V或者1V附近的正电压。通过使地址晶体管35及复位晶体管37导通，能够形成使电路结构99的输出信号SIG负反馈的反馈路径。通过形成反馈路径，垂直信号线45的电压被约束为向反相放大器41的非输入端子的输入电压Vref。换言之，通过形成反馈路径，电荷积蓄区域FD的电压被复位为使得垂直信号线45的电压成为Vref的电压。作为电压Vref，可以使用电源电压及接地电压的范围内的任意大小的电压。像这样，摄像装置100A具有在反馈路径的一部分中包括反相放大器41的反馈电路47。电源电压例如是3.3V。接地电压是0V。

众所周知，伴随着晶体管的导通或者关断，产生被称为kTC噪声的热噪声。伴随着复位晶体管的导通或者关断而产生的噪声被称为复位噪声。在电荷积蓄区域FD复位后，由于使复位晶体管37关断而产生的复位噪声会残留在积蓄信号电荷前的电荷积蓄区域FD中。但是，在图示的构成中，通过形成反馈路径，kTC噪声的交流成分被反馈至复位晶体管37的源极。在图示的构成中，形成反馈路径直到复位晶体管37刚要关断之前，因此能够减小伴随着复位晶体管37的关断而产生的复位噪声。

能够将第2电路结构99c的光电转换部12即第3像素10c的光电转换部12称为第3光电转换部12c。能够将第3光电转换部12c的像素电极13称为第3像素电极13c。能够将第3光电转换部12c的对置电极17称为第3对置电极17c。能够将第3光电转换部12c的光电转换层15称为第3光电转换层15c。能够将第2电路结构99c的地址晶体管35称为第2地址晶体管35。能够将第2电路结构99c的放大晶体管36称为第2放大晶体管36c。能够将第2电路结构99c的复位晶体管37称为第2复位晶体管37c。能够将第2电路结构99c的电荷积蓄区域FD称为第2电荷积蓄区域FD。能够将第2电路结构99c的电容元件60称为第2电容元件60c。能够将第2电容元件60c被施加的外部电位VO称为第2外部电位VO。第3光电转换部12c将第3波段的光转换为第3电荷。第2电容元件60c积蓄第3电荷。具体而言，第3光电转换层15c生成第3电荷。第3像素电极13c收集第3电荷。在将上述说明中的序数词“第3”替换为“第4”，将序数词“第2”替换为“第3”，将标记末尾的“c”替换为“d”时，说明也成立。在将上述说明中的序数词“第3”替换为“第5”，将序数词“第2”替换为“第4”，将标记末尾的“c”替换为“e”时，说明也成立。

能够将第2电容元件60c的电极61称为第3电极61。能够将第2电容元件60c的电极62称为第4电极62。能够将第3电极61的对置面65称为第3对置面65。能够将第4电极62的对置面66称为第4对置面66。能够将第2电容元件60c的介电体63称为第2介电体63。

能够将第3电容元件60d的电极61称为第5电极61。能够将第3电容元件60d的电极62称为第6电极62。能够将第5电极61的对置面65称为第5对置面65。能够将第6电极62的对置面66称为第6对置面66。能够将第3电容元件60d的介电体63称为第3介电体63。

能够将第4电容元件60e的电极61称为第7电极61。能够将第4电容元件60d的电极62称为第8电极62。能够将第7电极61的对置面65称为第7对置面65。能够将第8电极62的对置面66称为第8对置面66。能够将第4电容元件60e的介电体63称为第4介电体63。

图4表示第1电路结构98ab的电路图。在以下的第1电路结构98ab的说明中，针对与图5所示的电路结构99同样的构成要素，附加相同的标记，有时省略其说明。

第1电路结构98ab具有地址晶体管35、放大晶体管36、复位晶体管37及电容元件60。另外，第1电路结构98ab具有2个光电转换部12。这2个光电转换部12中的一方属于第1像素10a。这2个光电转换部12中的另一方属于第2像素10b。

能够将第1像素10a的光电转换部12称为第1光电转换部12a。能够将第1光电转换部12a的像素电极13称为第1像素电极13a。能够将第1光电转换部12a的对置电极17称为第1对置电极17a。能够将第1光电转换部12a的光电转换层15称为第1光电转换层15a。

能够将第2像素10b的光电转换部12称为第2光电转换部12b。能够将第2光电转换部12b的像素电极13称为第2像素电极13b。能够将第2光电转换部12b的对置电极17称为第2对置电极17b。能够将第2光电转换部12b的光电转换层15称为第2光电转换层15b。

能够将第1电路结构98ab的电容元件60称为第1电容元件60ab。能够将第1电容元件60ab的电极61称为第1电极61。能够将第1电容元件60ab的电极62称为第2电极62。能够将第1电极61的对置面65称为第1对置面65。能够将第2电极62的对置面66称为第2对置面66。能够将第1电容元件60ab的介电体63称为第1介电体63。能够将第1电容元件60ab被施加的外部电位VO称为第1外部电位VO。

第1光电转换部12a将第1波段的光转换为第1电荷。第1电容元件60ab积蓄第1电荷。具体而言，第1光电转换层15a生成第1电荷。第1像素电极13a收集第1电荷。

第2光电转换部12b将第2波段的光转换为第2电荷。第1电容元件60ab积蓄第2电荷。具体而言，第2光电转换层15b生成第2电荷。第2像素电极13b收集第2电荷。

能够将第1电路结构98ab的地址晶体管35称为第1地址晶体管35ab。能够将第1电路结构98ab的放大晶体管36称为第1放大晶体管36ab。能够将第1电路结构98ab的复位晶体管37称为第1复位晶体管37ab。

在第1电路结构98ab中，与电路结构99同样，也构成有电荷积蓄区域FD。能够将第1电路结构98ab的电荷积蓄区域FD称为第1电荷积蓄区域FD。

第1地址晶体管35ab、第1放大晶体管36ab、第1复位晶体管37ab及第1电容元件60ab被第1像素10a及第2像素10b共用。也就是说，第1地址晶体管35ab、第1放大晶体管36ab、第1复位晶体管37ab及第1电容元件60ab是第1像素10a及第2像素10b的共用结构97。第1像素10a具有共用结构97及第1光电转换部12a。第2像素10b具有共用结构97及第2光电转换部12b。

像这样，在本实施方式中，第1电容元件60ab被第1像素10a及第2像素10b共用。因此，与未进行该共用的情况相比，易于在有限的空间中构成用于第1像素10a及第2像素10b且具有被要求的电容值的电荷积蓄区域FD。因此，即使强度强的光向摄像装置100A照射，电荷积蓄区域FD也不容易饱和，不容易发生图像的过曝。在典型例中，在摄像装置100A中，电容元件60的数量比光电转换部12的数量少。

第1光电转换部12a、第2光电转换部12b、第1复位晶体管37ab的源极及漏极中的一方、第1电容元件60ab的一端、以及第1放大晶体管36ab的栅极电极被电连接。第1复位晶体管37ab的源极及漏极中的另一方与第1反馈线46电连接。第1放大晶体管36ab的源极及漏极中的一方与电源布线48电连接。第1放大晶体管36ab的源极及漏极中的另一方与第1地址晶体管35ab的源极及漏极中的一方电连接。第1地址晶体管35ab的源极及漏极中的另一方与第1垂直信号线45电连接。

在本实施方式中，第1光电转换部12a与第1电容元件60ab以不经由开关元件的方式被连接。具体而言，第1光电转换部12a与第1电容元件60ab通过没有开关元件的电气路径被电连接。第2光电转换部12b与第1电容元件60ab以不经由开关元件的方式被连接。具体而言，第2光电转换部12b与第1电容元件60ab通过没有开关元件的电气路径被电连接。

如果摄像元件100被光照射，则在第1光电转换层15a或者第2光电转换层15b中生成正电荷及负电荷，典型地生成空穴-电子对。例如，设为第1对置电极17a与第1像素电极13a之间被施加电压以使第1对置电极17a的电位高于第1像素电极13a的电位。在该情况下，正电荷被收集至第1像素电极13a，负电荷被收集至第1对置电极17a。被收集至第1像素电极13a的正电荷积蓄于第1电容元件60ab。另外，例如，第2对置电极17b与第2像素电极13b之间被施加电压以使第2对置电极17b的电位高于第2像素电极13b的电位。在该情况下，正电荷被收集至第2像素电极13b，负电荷被收集至第2对置电极17b。被收集至第2像素电极13b的正电荷积蓄于第1电容元件60ab。

在本实施方式中，第1像素电极13a和第2像素电极13b都与第1电容元件60ab的第1电极61电连接。因此，由第1光电转换部12a生成的电荷和由第2光电转换部12b生成的电荷都可以流入至第1电容元件60ab的第1电极61。如果不进行恰当的控制，则难以判别流入至第1电容元件60ab的电荷是来源于第1光电转换部12a的电荷还是来源于第2光电转换部12b的电荷。

在这点上，在本实施方式中，第1对置电极17a与第2对置电极17b被电分离。因此，能够相互独立地控制第1对置电极17a的电位及第2对置电极17b的电位。因此，能够切换使第1光电转换部12a显现对于光的灵敏度的期间与使第2光电转换层12b显现对于光的灵敏度的期间。这能够使得第1电容元件60a选择性地积蓄由第1光电转换部12a生成的第1电荷和由第2光电转换部12b生成的第2电荷中的某一方。另外，由此能够进行上述判别。

具体而言，如果使第1光电转换部12a显现对于光的灵敏度而使第2光电转换部12b不显现对于光的灵敏度，则来源于第1光电转换部12a的电荷被积蓄至第1电容元件60ab而来源于第2光电转换部12b的电荷不被积蓄至第1电容元件60ab。由此，能够形成具有来源于第1波段的成分而不具有来源于第2波段的成分的图像。

另外，如果使第1光电转换部12a不显现对于光的灵敏度而使第2光电转换部12b显现对于光的灵敏度，则来源于第1光电转换部12a的电荷不被积蓄至第1电容元件60ab而来源于第2光电转换部12b的电荷被积蓄至第1电容元件60ab。由此，能够形成不具有来源于第1波段的成分而具有来源于第2波段的成分的图像。

“使光电转换部12显现对于光的灵敏度”，也能够改称为“使光电转换部12显现光电转换功能”。可以通过切换向对置电极17施加的电压，实现对于是否使光电转换部12显现对于光的灵敏度的切换。为了使光电转换部显现对于光的灵敏度，例如向对置电极17施加并非0V的电压即可。为了使光电转换部不显现对于光的灵敏度，例如向对置电极17施加0V即可。

返回图4，在本实施方式的第1电路结构98ab中，第1电荷积蓄区域FD包括第1放大晶体管36ab的栅极电极。第1电荷积蓄区域FD包括第1电容元件60ab。第1电荷积蓄区域FD包括第1复位晶体管37ab的源极及漏极中的一方。第1电荷积蓄区域FD包括第1像素电极13a。第1电荷积蓄区域FD包括第2像素电极13b。

在本实施方式的第1电路结构98ab中，第1电容元件60的电容值C _CAP1相对于第1电荷积蓄区域FD整体的电容值C _FD1的比率C _CAP1/C _FD1比50％大。比率C _CAP1/C _FD1也可以是70％以上，还可以是90％以上。

在摄像装置100A动作时，从电源布线48向第1放大晶体管36ab的源极及漏极中的一方供给电源电压Vdd。第1放大晶体管36ab输出第1输出信号SIGa或者第2输出信号SIGb。第1输出信号SIGa是与由第1光电转换部12a生成的信号电荷的量相应的信号电压。第2输出信号SIGb是与由第2光电转换部12b生成的信号电荷的量相应的信号电压。

第1地址晶体管35ab的源极及漏极中的另一方经由第1垂直信号线45与图3所示的第1负载电路42及第1列信号处理电路40连接。第1负载电路42与第1放大晶体管36ab一起形成源极跟随器电路。

在第1地址晶体管35ab的栅极电极上连接有第1地址信号线44。第1地址信号线44与第1垂直扫描电路52连接。第1垂直扫描电路52向第1地址信号线44施加对第1地址晶体管35ab的导通及关断进行控制的行选择信号。由此，在垂直方向即列方向上对作为读出对象的行进行扫描，选择作为读出对象的行。第1垂直扫描电路52通过经由第1地址信号线44对第1地址晶体管35ab的导通及关断进行控制，能够向对应的第1垂直信号线45读出来自所选择的第1电路结构98ab的放大晶体管36ab的第1输出信号SIGa或者第2输出信号SIGb。第1地址晶体管35ab的配置不限定于图4所示的例子，也可以被配置在第1放大晶体管36ab的漏极与电源布线48之间。

作为第1输出信号SIGa或者第2输出信号SIGb的信号电压按照第1地址晶体管35ab及第1垂直信号线45的顺序经由第1地址晶体管35ab及第1垂直信号线45向第1列信号处理电路40输入。

在第1复位晶体管37ab的栅极电极上连接有第1复位信号线43。第1垂直扫描电路52通过向第1地址信号线44施加行选择信号，能够以行为单位选择作为复位对象的第1电路结构98ab。另外，第1垂直扫描电路52通过经由第1复位信号线43向第1复位晶体管37ab的栅极电极施加对第1复位晶体管37ab的导通及关断进行控制的复位信号，能够使所选择的行的第1复位晶体管37ab导通。通过第1复位晶体管37ab导通，第1电荷积蓄区域FD的电位被复位。

在该例中，第1复位晶体管37ab的源极及漏极中的另一方与第1反馈线46连接。在该例中，作为复位电压将第1反馈线46的电压向第1电荷积蓄区域FD供给。由此，第1电荷积蓄区域FD的电位被初始化。在该例中，第1反馈线46与第1反相放大器41的输出端子连接。

根据图2、图3及图4能够理解，第1反相放大器41的输入端子与第1垂直信号线45连接。另外，第1反相放大器41的输出端子与第1电路结构98ab经由第1反馈线46被连接。在摄像装置100A动作时，向第1反相放大器41的非反相输入端子供给规定的电压Vref。通过使第1地址晶体管35ab及第1复位晶体管37ab导通，能够形成使第1电路结构98ab的第1输出信号SIGa或者第2输出信号SIGb负反馈的反馈路径。通过形成反馈路径，第1垂直信号线45的电压被约束为向第1反相放大器41的非输入端子的输入电压Vref。换言之，通过形成反馈路径，第1电荷积蓄区域FD的电压被复位为使得第1垂直信号线45的电压成为Vref的电压。像这样，摄像装置100A具有在反馈路径的一部分中包括反相放大器41的反馈电路47。

在本实施方式中，在平面图中，第1像素电极13a的面积比第2像素电极13b的面积大。在平面图中，第1像素电极13a的面积比第3像素电极13c的面积大。在平面图中，第1像素电极13a的面积比第4像素电极13d的面积大。在平面图中，第1像素电极13a的面积比第5像素电极13e的面积大。根据这些特征，即使第1波段的光较弱，也易于由第1像素电极13a回收第1电荷。如果采用别的说法，对于第1波段的光，易于得到即使该光较弱也能够进行检测的灵敏度。

在本实施方式中，第1对置电极17a与第2对置电极17b、第3对置电极17c、第4对置电极17d及第5对置电极17e电分离。因此，能够相互独立地进行是否使图像反映第1波段的光的切换、以及是否使图像反映第2至第5波段的光的切换。在本实施方式中，第2对置电极17b、第3对置电极17c、第4对置电极17d及第5对置电极17e相互被电连接。

图10表示平面图中的第1像素电极13a、第2像素电极13b、第3像素电极13c、第4像素电极13d及第5像素电极13e。在图10中，记号“IR”“G”“R”“B”表现与各像素电极13建立了关联的光电转换层15进行光电转换的光的波段(颜色)。具体而言，“IR”表现红外光。“G”表现绿色光。“R”表现红色光。“B”表现蓝色光。为了使附图易于观察，在图10中，避免了第1像素电极13a、第2像素电极13b、第3像素电极13c、第4像素电极13d及第5像素电极13e的重复。在平面图中，第1像素电极13a也可以与第2像素电极13b、第3像素电极13c、第4像素电极13d及第5像素电极13e具有重复。

如上所述，在本实施方式中，第1波段包括红外光的波段。第1光电转换层15a将该第1波段的光转换为第1电荷。这样生成的第1电荷由第1像素电极13a收集。

第2波段包括绿色光的波段。第2光电转换层15b将该第2波段的光转换为第2电荷。这样生成的第2电荷由第2像素电极13b收集。

第3波段包括绿色光的波段。第3光电转换层15c将该第3波段的光转换为第3电荷。这样生成的第3电荷由第3像素电极13c收集。

第4波段包括红色光的波段。第4光电转换层15d将该第4波段的光转换为第4电荷。这样生成的第4电荷由第4像素电极13d收集。

第5波段包括蓝色光的波段。第5光电转换层15e将该第5波段的光转换为第5电荷。这样生成的第5电荷由第5像素电极13e收集。

图11是与半导体基板1的厚度方向平行且经过图10的第1虚线DL1即XI-XI线的第1截面中的摄像元件100的截面图。图12是与半导体基板1的厚度方向平行且经过图10的第2虚线DL2即XII-XII线的第2截面中的摄像元件100的截面图。

根据图11及图12能够理解，在本实施方式中，第1电容元件60ab、第2电容元件60c、第3电容元件60d及第4电容元件60e被配置在同一层级。这能够使得摄像元件100的制造变得容易。

“多个要素被配置在同一层级”，意味着存在与半导体基板1的厚度方向垂直且经过上述多个要素的截面。另一方面，“多个要素被配置在不同层级”，意味着不存在与半导体基板1的厚度方向垂直且经过上述多个要素的截面。

第2光电转换部12b、第3光电转换部12c、第4光电转换部12d及第5光电转换部12e被配置在同一层级。以下，有时将第2光电转换部12b、第3光电转换部12c、第4光电转换部12d及第5光电转换部12e被配置于的层级称为第2层级102。

第1光电转换部12a被配置在与第2光电转换部12b、第3光电转换部12c、第4光电转换部12d及第5光电转换部12e不同的层级。以下，有时将第1光电转换部12a被配置于的层级称为第1层级101。

具体而言，半导体基板1、包括布线5ab、5c、5d及5e的布线层、绝缘层7、包括布线4a、4b、4c、4d及4e的布线层、绝缘层8、第1层级101、绝缘层9和第2层级102从下向上依次配置。

如上所述，第1光电转换部12a具有第1对置电极17a、第1像素电极13a及第1光电转换层15a。第2光电转换部12b具有第2对置电极17b、第2像素电极13b及第2光电转换层15b。第3光电转换部12c具有第3对置电极17c、第3像素电极13c及第3光电转换层15c。第4光电转换部12d具有第4对置电极17d、第4像素电极13d及第4光电转换层15d。第5光电转换部12e具有第5对置电极17e、第5像素电极13e及第5光电转换层15e。

第2对置电极17b、第3对置电极17c、第4对置电极17d及第5对置电极17e构成连在一起的电极。第2光电转换层15b、第3光电转换层15c、第4光电转换层15d及第5光电转换层15e构成连在一起的膜。另一方面，第1像素电极13a、第2像素电极13b、第3像素电极13c、第4像素电极13d及第5像素电极13e相互相离。

但是，第2对置电极17b、第3对置电极17c、第4对置电极17d及第5对置电极17e也可以相互相离。第2光电转换层15b、第3光电转换层15c、第4光电转换层15d及第5光电转换层15e也可以相互相离。

在本实施方式中，半导体基板1、第1层级101、第2层级102及受光面从下向上依次配置。在本实施方式中，受光面由后述的聚光透镜21b、21c、21d及21e构成。在此，受光面是摄像装置的受光面或者摄像元件100的受光面。

在第1光电转换部12a及第2光电转换部12b之中，将靠近受光面的一方定义为近位光电转换部，将远离受光面的一方定义为远位光电转换部。此时，近位光电转换部进行光电转换的光的波段的中心波长比远位光电转换部进行光电转换的光的波段的中心波长短。短波长的光与长波长的光相比更容易衰减。但是，根据这样的构成，能够抑制短波长的光的衰减。

在本实施方式中，近位光电转换部是第1光电转换部12a及第2光电转换部12b之中的远离半导体基板1的一方。远位光电转换部是第1光电转换部12a及第2光电转换部12b之中的靠近半导体基板1的一方。

根据上述的说明能够理解，在本实施方式中，第2光电转换部12b、第3光电转换部12c、第4光电转换部12d及第5光电转换部12e比第1光电转换部12a靠近受光面配置。但是，第1光电转换部12a也可以比第2光电转换部12b、第3光电转换部12c、第4光电转换部12d及第5光电转换部12e靠近受光面配置。

在本实施方式中，第2像素电极13b、第3像素电极13c、第4像素电极13d及第5像素电极13e是具有透光性及导电性的透明电极。透明电极由氧化物制造，具体而言由ITO制造。第1像素电极13a是不具有透光性而具有导电性的非透明电极。作为非透明电极的材料，可以举出金属、金属氧化物、金属氮化物、导电性多晶硅等。如果第2像素电极13b、第3像素电极13c、第4像素电极13d及第5像素电极13e由具有透光性的材料制造，则第1波段的光易于透射第2像素电极13b、第3像素电极13c、第4像素电极13d及第5像素电极13e而被第1光电转换层15a吸收。由此，能够充分确保第1光电转换部12a的灵敏度。

绝缘层7、8及9由SiO ₂等绝缘材料制造。布线4a、4b、4c、4d、4e、5ab、5c、5d及5e由金属制造。作为金属，例示出铝(Al)、铜(Cu)等。

第1对置电极17a、第2对置电极17b、第3对置电极17c、第4对置电极17d及第5对置电极17e分别是具有透光性及导电性的透明电极。透明电极由氧化物制造，具体而言由ITO制造。

第2像素电极13b、第3像素电极13c、第4像素电极13d及第5像素电极13e与第2对置电极17b、第3对置电极17c、第4对置电极17d及第5对置电极17e之间的位置关系也可以调换。在该情况下，通过省略绝缘层9，能够使第2对置电极17b、第3对置电极17c、第4对置电极17d及第5对置电极17e与第1对置电极17a一体化。换言之，也可以在第2光电转换层15b、第3光电转换层15c、第4光电转换层15d及第5光电转换层15e与第1光电转换层15a之间，设置有与两者以电方式相接的单一的对置电极。

单位像素10具有第1插塞31a、第2插塞31b、第3插塞31c、第4插塞31d及第5插塞31e。第1插塞31a、第2插塞31b、第3插塞31c、第4插塞31d及第5插塞31e是导体。也就是说，第1插塞31a、第2插塞31b、第3插塞31c、第4插塞31d及第5插塞31e由导电性材料制造。作为导电性材料，例示出金属、金属氧化物、金属氮化物、导电性多晶硅等。

在本实施方式中，第1插塞31a、第2插塞31b、第3插塞31c、第4插塞31d及第5插塞31e在半导体基板1的厚度方向上延伸。

通过使用第1插塞31a及布线4a，第1像素电极13a、第1电容元件60ab、第1放大晶体管36ab的栅极电极、以及第1复位晶体管37ab的源极及漏极中的一方被电连接。通过使用第2插塞31b及布线4b，第2像素电极13b、第1电容元件60ab、第1放大晶体管36ab的栅极电极、以及第1复位晶体管37ab的源极及漏极中的一方被电连接。通过使用第3插塞31c及布线4c，第3像素电极13c、第2电容元件60c、第2放大晶体管36c的栅极电极、以及第2复位晶体管37c的源极及漏极中的一方被电连接。通过使用第4插塞31d及布线4d，第4像素电极13d、第3电容元件60d、第3放大晶体管36d的栅极电极、以及第3复位晶体管37d的源极及漏极中的一方被电连接。通过使用第5插塞31e及布线4e，第5像素电极13e、第4电容元件60e、第4放大晶体管36e的栅极电极、以及第4复位晶体管37e的源极及漏极中的一方被电连接。

布线5ab向第1电容元件60ab的第2电极62供给第1外部电位VO。布线5c向第2电容元件60c的第4电极62供给第2外部电位VO。布线5d向第3电容元件60d的第6电极62供给第3外部电位VO。布线5e向第4电容元件60e的第8电极62供给第4外部电位VO。第1外部电位VO、第2外部电位VO、第3外部电位VO及第4外部电位VO既可以相互相同，也可以相互不同。

在半导体基板1的表面设置有绝缘层1g。在典型例中，绝缘层1g是半导体基板1的半导体材料的氧化物。绝缘层1g构成第1放大晶体管36ab、第2放大晶体管36c、第3放大晶体管36d、第4放大晶体管36e、第1复位晶体管37ab、第2复位晶体管37c、第3复位晶体管37d及第4复位晶体管37e的栅极绝缘膜。此外，在图11及图12中，省略了第1至第4地址晶体管35的图示。绝缘层1g也构成这些地址晶体管35的栅极绝缘膜。

在图11及图12中，在绝缘层1g与设置有布线5ab、5c、5d及5e的布线层之间描绘了纵虚线。在由纵虚线示意性地表现的层级中，也可以设置有本实施方式中未说明的要素。

另外，在图11及图12中，在第1放大晶体管36ab、第2放大晶体管36c、第3放大晶体管36d及第4放大晶体管36e的栅极电极上连接有粗线。在第1复位晶体管37ab、第2复位晶体管37c、第3复位晶体管37d及第4复位晶体管37e的源极及漏极中的一方上也连接有粗线。在第1插塞31a、第2插塞31b、第3插塞31c、第4插塞31d及第5插塞31e上也连接有粗线。在图11及图12中，粗线示意性地表现电连接。

本实施方式的摄像元件100具有多层构造。“多层”意味着在半导体基板1的厚度方向上存在多个光电转换部。通过多层构造，能够充分确保像素电极的面积，因此有利于提高像素的灵敏度。在本实施方式中，存在第2层级102中设置的第2光电转换部12b、第3光电转换部12c、第4光电转换部12d及第5光电转换部12e、以及下层级102中设置的第1光电转换部12a，因此可以说摄像元件100具有2层构造。

一般而言，对红外光具有灵敏度的材料的带隙，比对可见光具有灵敏度的材料(全色图像材料)的带隙窄。因此，如果使用对红外光具有灵敏度的材料来形成光电转换层，则由于常温热激发而产生的暗电流在理论上变多。在本实施方式中，第2光电转换层15b、第3光电转换层15c、第4光电转换层15d及第5光电转换层15e与第1光电转换层15a被电绝缘，因此阻止了在第1光电转换层15a中产生的暗电流向第2光电转换层15b、第3光电转换层15c、第4光电转换层15d及第5光电转换层15e流入。结果，能够防止暗电流引起画质劣化。

摄像元件100具有第2滤色器19b、第3滤色器19c、第4滤色器19d及第5滤色器19e。第2滤色器19b、第3滤色器19c、第4滤色器19d及第5滤色器19e被配置在第2层级102的上方。

第2滤色器19b所透射的光的波段是第2波段。第3滤色器19c所透射的光的波段是第3波段。第4滤色器19d所透射的光的波段是第4波段。第5滤色器19e所透射的光的波段是第5波段。

在本实施方式中，第2滤色器19b、第3滤色器19c、第4滤色器19d及第5滤色器19e构成拜耳滤色器。通过第2滤色器19b、第3滤色器19c、第4滤色器19d及第5滤色器19e的作用，能够从第2光电转换层15b、第3光电转换层15c、第4光电转换层15d及第5光电转换层15e取得蓝色、绿色及红色的信息并形成全彩图像。

摄像元件100具有第2聚光透镜21b、第3聚光透镜21c、第4聚光透镜21d及第5聚光透镜21e。第2聚光透镜21b、第3聚光透镜21c、第4聚光透镜21d及第5聚光透镜21e分别被配置在第2滤色器19b、第3滤色器19c、第4滤色器19d及第5滤色器19e的上方。第2聚光透镜21b、第3聚光透镜21c、第4聚光透镜21d及第5聚光透镜21e构成摄像元件100的受光面。通过第2聚光透镜21b、第3聚光透镜21c、第4聚光透镜21d及第5聚光透镜21e，能够减少倾斜入射的光。由此，能够抑制由于倾斜入射引起的混色。

依次经过了第2聚光透镜21b及第2滤色器19b的光向第2光电转换层15b照射。依次经过了第3聚光透镜21c及第3滤色器19c的光向第3光电转换层15c照射。依次经过了第4聚光透镜21d及第4滤色器19d的光向第4光电转换层15d照射。依次经过了第5聚光透镜21e及第5滤色器19e的光向第5光电转换层15e照射。

在本实施方式中，第2聚光透镜21b、第3聚光透镜21c、第4聚光透镜21d及第5聚光透镜21e构成连在一起的透镜组。该连在一起的透镜组具有多个凸面。各凸面属于第2聚光透镜21b、第3聚光透镜21c、第4聚光透镜21d或者第5聚光透镜21e。

摄像元件100具有第1屏蔽电极23及第2屏蔽电极24。第1屏蔽电极23被配置在与第2像素电极13b、第3像素电极13c、第4像素电极13d及第5像素电极13e相同的层级。第2屏蔽电极24被配置在与第1像素电极13a相同的层级。

在平面图中，第1屏蔽电极23包括在第2像素电极13b与第4像素电极13d之间延伸的部分。在平面图中，第1屏蔽电极23包括在第2像素电极13b与第5像素电极13e之间延伸的部分。在平面图中，第1屏蔽电极23包括在第3像素电极13c与第4像素电极13d之间延伸的部分。在平面图中，第1屏蔽电极23包括在第3像素电极13c与第5像素电极13e之间延伸的部分。

将平面图中相邻的2个单位像素10中的一方定义为第1单位像素10，将另一方定义为第2单位像素10。此时，在平面图中，第2屏蔽电极24包括：在第1单位像素10的第1像素电极13a与第2单位像素10的第1像素电极13a之间延伸的部分。

通过设置第1屏蔽电极23，第2像素电极13b、第3像素电极13c、第4像素电极13d及第5像素电极13e各自中的电荷的收集效率提高。具体而言，如上所述，第2光电转换层15b、第3光电转换层15c、第4光电转换层15d及第5光电转换层15e构成连在一起的膜。通过向第1屏蔽电极23施加恰当的偏置电压，在连在一起的膜之中的与第1屏蔽电极23在平面图中重复的部分处，产生恰当的电位梯度。通过该电位梯度，第2像素电极13b、第3像素电极13c、第4像素电极13d及第5像素电极13e各自中的电荷的收集效率提高。另外，通过该电位梯度，抑制应该流入至某像素电极的电荷向其他像素电极流入的现象。结果，防止了电混色。因此，能够兼顾高分辨率及高灵敏度。

同样，通过设置第2屏蔽电极24，第1像素电极13a中的电荷的收集效率提高。具体而言，通过向第2屏蔽电极24施加恰当的偏置电压，在第1光电转换层15a之中的与第2屏蔽电极24在平面图中重复的部分处，产生恰当的电位梯度。通过该电位梯度，第1像素电极13a中的电荷的收集效率提高。另外，通过该电位梯度，抑制应该流入至某像素电极的电荷向其他像素电极流入的现象。结果，防止了电混色。因此，能够兼顾高分辨率及高灵敏度。

第1屏蔽电极23是具有透光性及导电性的透明电极。透明电极由氧化物制造，具体而言由ITO制造。第2屏蔽电极24是不具有透光性而具有导电性的非透明电极。作为非透明电极的材料，可以举出金属、金属氧化物、金属氮化物、导电性多晶硅等。第1屏蔽电极23既可以由与第2像素电极13b、第3像素电极13c、第4像素电极13d及第5像素电极13e相同的材料制造，也可以由与其不同的材料制造。第2屏蔽电极24既可以由与第1像素电极13a相同的材料制造，也可以由与其不同的材料制造。

在本实施方式中，第1屏蔽电极23是具有单一电位的单一电极。但是，第1屏蔽电极23也可以具有相互绝缘的多个部分。第1屏蔽电极23的多个部分既可以具有相同的电位，也可以具有相互不同的电位。这些对于第2屏蔽电极24也是同样的。

摄像元件100还具备将第1屏蔽电极23与第2屏蔽电极24电连接的至少1个插塞27。插塞27是导体。也就是说，插塞27由导电性材料制造。作为导电性材料，例示出金属、金属氧化物、金属氮化物、导电性多晶硅等。在第1屏蔽电极23与第2屏蔽电极24导通的情况下，如果向第1屏蔽电极23及第2屏蔽电极24的一方施加电压，则另一方也被施加相同的电压。也就是说，易于进行电压的施加及其控制。在本实施方式中，插塞27在半导体基板1的厚度方向上延伸。

在图示的例中，绝缘层8及绝缘层9中的至少一方进入插塞27与第1光电转换层15a之间的间隙中。由此，能够避免插塞27与第1光电转换层15a直接接触，避免恰当的光电转换被插塞27妨碍的情况发生。

如上所述，在本实施方式中，第2像素电极13b、第3像素电极13c、第4像素电极13d及第5像素电极13e由ITO(氧化铟锡(Indium Tin Oxide))构成。但是，第2像素电极13b、第3像素电极13c、第4像素电极13d及第5像素电极13e也可以由IZO(氧化铟锌(Indium ZincOxide))、AZO(铝掺杂氧化锌(Aluminum Doped Zinc Oxide))、GZO(镓掺杂氧化锌(GalliumDoped Zinc Oxide))、AlMgZnO(氧化铝及氧化镁掺杂氧化锌(Aluminum Oxide AndMagnesium Oxide Doped Zinc Oxide))、IGO(氧化铟镓(Indium Gallium Oxide))、IGZO(氧化铟镓锌(Indium Gallium Zinc Oxide))、IFO(氟掺杂氧化铟(Fluorine DopedIndium Oxide))、ATO(锑掺杂氧化锡(Antimony Doped Tin Oxide))、FTO(氟掺杂氧化锡(Fluorine Doped Tin Oxide))、氧化锡(SnO ₂)、氧化锌(ZnO)、BZO(硼掺杂氧化锌(BoronDoped Zinc Oxide))、ITZO(氧化铟锡锌(Indium Tin Zinc Oxide))、氧化镍(NiO)、ITiO(氧化铟钛(Indium Titanium Oxide))等构成，也可以由在ITO中添加了HfO而成的材料构成。这些材料也可以构成透明电极。在也可以使用这些材料这点上，对于第1对置电极17a、第2对置电极17b、第3对置电极17c、第4对置电极17d及第5对置电极17e以及第1屏蔽电极23也是同样的。

以下，进一步说明本实施方式的效果。

考虑具有以下特征的相机。

·相机具备层叠型摄像装置。

·层叠型摄像装置具有第1光电转换层及第2光电转换层。

·第1光电转换层对红外光呈现灵敏度。

·第2光电转换层对可见光呈现灵敏度。

根据这样的相机，通过第2光电转换层，能够形成表现了人眼能够感知的视觉信息的图像。通过第1光电转换层，能够形成表现了人眼无法感知的信息的图像。通过将双方的图像重合，能够得到反映了宽波段中的信息的合成图像。这样的合成图像例如可以利用在机器人控制中。这样的机器人控制在监视相机领域、工业领域、车载领域等中能够是有用的。

通常，在通过红外光进行摄像的情况下，需要准备专用的光源。这是因为，红外光区域的光的一部分几乎既不被包含在太阳光中，也不被包含在一般的人工照明中。在摄像在室内进行的情况下，上述需要程度尤其升高。

但是，使用专用的光源进行摄像不一定容易。这是因为，根据相机的位置、被摄体的反射率等，从被摄体反射的光变得过强，产生图像的过曝。过曝由于来源于光电转换的信号电荷在电荷积蓄区域中的积蓄达到饱和电平而产生。如果产生过曝，则从被摄体反射的光的强度的差异难以在图像中通过明暗差体现。

为了抑制过曝，考虑增大电荷积蓄区域的电容值来扩大动态范围。为了增大电荷积蓄区域的电容值，考虑增大电荷积蓄区域的大小。但是，如果这样则可能产生别的问题。具体而言，近年来，存在使摄像装置的像素高密度化而缩小像素的大小的趋势。增大电荷积蓄区域的大小与该趋势相反。

在这点上，根据第1实施方式，第1电容元件60ab被第1像素10a及第2像素10b共用。因此，与未进行该共用的情况相比，易于抑制第1像素10a及第2像素10b的大小，并且扩大用于第1像素10a及第2像素10b的电荷积蓄区域FD。

另外，根据第1实施方式所涉及的摄像装置100A，能够得到来源于可见光的成像信息与来源于红外光的成像信息之间的视差小的图像。关于这点，参照图13及图14进行说明。图13是表示参考方式所涉及的摄像方式的示意图。图14是表示第1实施方式所涉及的摄像方式的示意图。

在图13所示的参考方式中，使用可见光相机201及红外光相机202进行摄像。可见光相机201负责取得与摄像对象205相关的来源于可见光的成像信息。红外光相机202负责取得与摄像对象205相关的来源于红外光的成像信息。在参考方式中，使用可见光相机201及红外光相机202，得到来源于可见光的成像信息及来源于红外光的成像信息。但是，在参考方式中，在可见光相机201的光轴与红外光相机的光轴202之间存在无法忽略的偏差。由于光轴的偏差，产生两个信息的视差。

相对于此，根据图14所示的第1实施方式，能够将摄像装置100A搭载于1个相机251。也就是说，能够由1个相机251取得与摄像对象205相关的来源于可见光的成像信息及来源于红外光的成像信息。在该情况下，不容易产生两个信息的视差。另外，能够由1个相机251取得两个信息，因此易于确保两个信息的同时性。

视差小且同时性高，在各种用途中都能够是有用的。

例如，在医疗用途中，在癌的摘除手术中，使用吲哚菁绿的色素，确定罹患癌的部分。该色素发出红外荧光。但是，人眼无法感知红外光。因此，通过红外光相机，对该色素所发出的红外荧光进行摄像。另外还取得来源于可见光的成像信息。为了准确地掌握摘除部位，来源于红外光的成像信息与来源于可见光的成像信息之间的视差小为佳。因此，第1实施方式的技术在该用途中能够是有用的。

另外，例如在汽车的自动驾驶的用途中，重要的是通过摄像确定车辆周边的对象物是何物。但是，在夜间自然光少，因此难以通过来源于可见光的成像信息确定对象物。因此，考虑通过照射红外光来取得来源于红外光的成像信息。在自然光少的情况下，来源于红外光的成像信息与来源于可见光的成像信息之间的视差也可能在确定对象物时成为噪声。因此，视差小为佳。另外，汽车伴随着时间性的移动。因此，来源于红外光的成像信息与来源于可见光的成像信息之间的同时性高为佳。因此，第1实施方式的技术在该用途中能够是有用的。

以下，关于其他几个实施方式进行说明。对于在之前的实施方式和之后的实施方式中共通的要素，附加相同的参照标记，有时省略其说明。与各实施方式相关的说明只要在技术上不矛盾，就能够相互适用。只要在技术上不矛盾，各实施方式也可以相互组合。

(第2实施方式)

以下，说明第2实施方式所涉及的摄像装置100A。以下对于与第1实施方式同样的要素附加相同的标记，有时省略其说明。

图15是第2实施方式所涉及的第1电路结构98ab的电路图。第2实施方式的第2电路结构99c、第3电路结构99d及第4电路结构99e与第1实施方式同样。图16及图17是与半导体基板1的厚度方向平行的截面中的第2实施方式的摄像元件100的截面图。图18表示平面图中的第2像素电极13b、第3像素电极13c、第4像素电极13d及第5像素电极13e。图19表示平面图中的第1电容元件60ab、第2电容元件60c、第3电容元件60d及第4电容元件60e。具体而言，图19表示平面图中的上述电容元件60ab、60c、60d及60e的电极61。此外，第1实施方式及第3实施方式的摄像元件100也可以具有图19的平面结构。

如图16所示，在第2实施方式中，第1光电转换部12a被配置在半导体基板1内。第1光电转换部12a包括光电二极管12x及钉扎区域12y。光电二极管12x及钉扎区域12y由扩散区域构成。

在第2实施方式中，摄像元件100具备第1开关元件71及第2开关元件72。第1光电转换部12a与第1电容元件60ab经由第1开关元件71被连接。因此，能够由第1开关元件71切换是否将第1电荷从第1光电转换部12a导向第1电容元件60ab。另外，第2光电转换部12b与第1电容元件60ab经由第2开关元件72被连接。因此，能够由第2开关元件72切换是否将第2电荷从第2光电转换部12b导向第1电容元件60ab。

在第2实施方式中，第1开关元件71及第2开关元件72是MOSFET。但是，这些晶体管也可以是双极型晶体管等与MOSFET不同种类的晶体管。

具体而言，在第2实施方式中，第1开关元件71及第2开关元件72是n沟道MOSFET。但是，第1开关元件71及第2开关元件72也可以是p沟道MOSFET。

在第2实施方式中，摄像元件100具备第1滤色器19a及第1聚光透镜21a。第1滤色器19a所透射的光的波段是第1波段。第1波段包括红外光的波段。

光依次经由第1聚光透镜21a及第1滤色器19a向光电二极管12x入射。光电二极管12x接受光的入射，并产生正电荷及负电荷，典型地产生空穴-电子对。

在光电二极管12x的阳极上连接有未图示的积蓄控制线。在摄像装置100A动作时，积蓄控制线被施加规定的电压。通过向积蓄控制线施加规定的电压，将通过光电转换生成的正及负电荷之中的一方作为信号电荷利用。

在半导体基板1内，设置有包含杂质的阱区域11。光电二极管12x与阱区域11相接。钉扎区域12y与光电二极管12x相接。钉扎区域12y位于光电二极管12x的上方。

钉扎区域12y被配置在光电二极管12x与半导体基板1的表面之间。由此，可能由于光电二极管12x与半导体基板1的界面处的缺陷而产生的暗电流被钉扎。由此，能够减小光电二极管12x与半导体基板1的界面处的暗电流。

构成第1开关元件71的开关晶体管的源极及漏极中的一方与光电二极管12x电连接。由光电二极管12x产生的电荷经由作为第1开关元件71的开关晶体管的源极及漏极被送往第1电容元件60ab。

在第2实施方式中，光电二极管12x与作为第1开关元件71的开关晶体管的源极及漏极中的一方被直接电连接。该构成在减小暗电流的观点上是有利的。另外，该构成在使像素小型化的观点上是有利的。这使得能够扩大第1光电转换部12a并扩大摄像装置的动态范围。但是，也可以使转送晶体管介于光电二极管12x与作为第1开关元件71的开关晶体管的源极及漏极中的一方之间。

在光电二极管12x的上方且平面图中与光电二极管12x重叠的位置，也可以既不设置MIM也不设置金属布线。像这样，光易于抵达光电二极管12x。

如上所述，在第2实施方式中，第1光电转换部12a包括光电二极管。但是，在第2实施方式中，在半导体基板1的厚度方向上，第1光电转换部12a的位置与第2光电转换部12b的位置也不同。因此，在本实施方式中，第1光电转换部12a及第2光电转换部12b也被配置在相互不同的层级中。

根据上述的说明能够理解，在第2实施方式中，第1滤色器19a所透射的光的波段包括红外光的波段，光电二极管12x将红外光转换为第1电荷。但是，也可以是第1滤色器19a所透射的光的波段包括紫外光的波段，光电二极管12x将紫外光转换为第1电荷。

在第2实施方式中，通过第2滤色器19b、第3滤色器19c、第4滤色器19d及第5滤色器19e构成拜耳滤色器。另外，在第2实施方式中，设置有第1开关元件71及第2开关元件72。以下，说明摄像装置100A由于一并具有这些结构而具有的优点。

由于构成有拜耳滤色器，因此在单位像素10中，构成有对绿色光进行光电转换的2个第2像素10b及第3像素10c。另一方面，由于构成有拜耳滤色器，因此在单位像素10中，构成有对红色光进行光电转换的1个第4像素10d、以及对蓝色光进行光电转换的1个第5像素10e。也就是说，在单位像素10的矩阵中，对绿色光进行光电转换的像素的数量是对红色光进行光电转换的像素的数量的2倍，是对蓝色光进行光电转换的像素的数量的2倍。由此，能够很好地模仿人眼的生理特性。这是因为，人的视网膜对绿色光的波长最敏感。

如上所述，第1电容元件60ab被第1像素10a及第2像素10b共用。第1像素10a是在单位像素10中对红外光进行光电转换的像素。第2像素10b是在单位像素10中存在2个的对绿色光进行光电转换的像素之中的一方。第1像素10a的第1光电转换部12a经由第1开关元件71与第1电容元件60ab电连接。第2像素10b的第2光电转换部12b经由第2开关元件72与第1电容元件60ab电连接。因此，通过对第1开关元件71及第2开关元件72进行操作，能够切换是将与红外光对应的电荷从第1光电转换部12a导向第1电容元件60ab，还是将与绿色光对应的电荷从第2光电转换部12b导向第1电容元件60ab。

在第1开关元件71处于导通状态且第2开关元件72处于关断状态的期间中，能够将不是与绿色光对应而是与红外光对应的电荷从第1光电转换部12a导向第1电容元件60ab。在该期间中，也能够将与绿色光对应的电荷从第3光电转换部12c导向第2电容元件60b。因此，能够同时取得与红外光对应的信息以及与绿色光对应的信息。进而，能够同时取得与红外光对应的信息、以及与红色光、绿色光及蓝色光相关的RGB信息。

在第1开关元件71处于导通状态且第2开关元件72处于关断状态的上述期间中得到的与绿色光对应的信息，不是来源于第2像素10b及第3像素10c这双方，而仅来源于第3像素10c。考虑这一情况，也可以将来源于第3光电转换部12c的第3输出信号SIGc放大。第3输出信号SIGc的放大率例如是2倍。像这样，能够得到与具有拜耳滤色器的摄像装置中预定取得的RGB信息相近的RGB信息。

根据以上的说明能够理解，在摄像装置100A中，多个单位像素10以矩阵状配置。各单位像素10具有第1光电转换部12a、第2光电转换部12b、第1电容元件60ab、第3光电转换部12c及第2电容元件60c。第1光电转换部12a对红外光或者紫外光进行光电转换。第2光电转换部12b及第3光电转换部12c对第1色光进行光电转换。第1电容元件60ab积蓄通过第1光电转换部12a中的光电转换而生成的第1电荷。第1电容元件60ab积蓄通过第2光电转换部12b中的光电转换而生成的第2电荷。第2电容元件60c积蓄通过第3光电转换部12c中的光电转换而生成的第3电荷。根据这样的构成，能够在相互不同的第1电容元件60ab及第2电容元件60c中，在同一期间进行与红外光或者紫外光对应的电荷的积蓄、以及与第1色光对应的电荷的积蓄。这使得能够从单位像素10在同一定时读出来源于红外光或紫外光的信息、以及来源于第1色光的信息。

具体而言，各单位像素10还具有第4光电转换部12d、第5光电转换部12e、第3电容元件60d、第4电容元件60e、第1开关元件71及第2开关元件72。第4光电转换部12d对第2色光进行光电转换。第5光电转换部12e对第3色光进行光电转换。第3电容元件60d积蓄通过第4光电转换部12d中的光电转换而生成的第4电荷。第4电容元件60e积蓄通过第5光电转换部12e中的光电转换而生成的第5电荷。统一控制是否使第2光电转换部12b、第3光电转换部12c、第4光电转换部12d及第5光电转换部12e显现对于光的灵敏度。第1光电转换部12a与第1电容元件60ab经由第1开关元件71被连接。第2光电转换部12b与第1电容元件60ab经由第2开关元件72被连接。根据这样的构成，能够在相互不同的第1电容元件60ab、第2电容元件60c、第3电容元件60d及第4电容元件60e中，在同一期间进行与红外光或者紫外光对应的电荷的积蓄、与第1色光对应的电荷的积蓄、与第2色光对应的电荷的积蓄、以及与第3色光对应的电荷的积蓄。这使得能够从单位像素10在同一定时读出来源于红外光或者紫外光的信息、来源于第1色光的信息、来源于第2色光的信息、以及来源于第3色光的信息。

在第2实施方式中，向第2光电转换部12b、第3光电转换部12c、第4光电转换部12d及第5光电转换部12e施加共通的电位。由此，统一控制是否使这些光电转换部显现对于光的灵敏度。具体而言，对第2对置电极17b、第3对置电极17c、第4对置电极17d及第5对置电极17e所构成的连在一起的电极的电位进行控制。由此，统一控制是否使第2光电转换部12b、第3光电转换部12c、第4光电转换部12d及第5光电转换部12e显现对于光的灵敏度。

在从第1电容元件60ab读出第1电荷的情况下，也可以放大从第2电容元件60c读出的第3电荷。第3电荷的放大率例如是2倍。

根据上述的说明能够理解，在第2实施方式中，第1波段包括红外光的波段。在第2实施方式中，第1波段也可以不包括红外光而包括紫外光的波段。在第2实施方式中，第2波段及第3波段包括第1色光的波段。第4波段包括第2色光的波段。第5波段包括第3色光的波段。

在第2实施方式中，能够切换第1状态、第2状态和第3状态。

在第1状态下，第1开关元件71关断，不从积蓄控制线向光电二极管12x施加规定的电压。另一方面，第2开关元件72导通，向第2对置电极17b、第3对置电极17c、第4对置电极17d及第5对置电极17e所构成的连在一起的电极施加规定的电压。因此，不能得到来源于第1光电转换部12a的IR的信息，另一方面，能够得到来源于第2光电转换部12b、第3光电转换部12c、第4光电转换部12d及第5光电转换部12e的RGGB的信息。

在第2状态下，第1开关元件71导通，从积蓄控制线向光电二极管12x施加规定的电压。另一方面，第2开关元件72关断，不向第2对置电极17b、第3对置电极17c、第4对置电极17d及第5对置电极17e所构成的连在一起的电极施加规定的电压。因此，能够得到来源于第1光电转换部12a的IR的信息，另一方面，不能得到来源于第2光电转换部12b、第3光电转换部12c、第4光电转换部12d及第5光电转换部12e的RGGB的信息。

在第3状态下，第1开关元件71导通，从积蓄控制线向光电二极管12x施加规定的电压。第2开关元件72关断，向第2对置电极17b、第3对置电极17c、第4对置电极17d及第5对置电极17e所构成的连在一起的电极施加规定的电压。因此，能够得到来源于第1光电转换部12a的IR的信息、以及来源于第3光电转换部12c、第4光电转换部12d及第5光电转换部12e的RGB的信息，另一方面，不能得到来源于第2光电转换部12b的G的信息。

(第3实施方式)

以下，说明第3实施方式所涉及的摄像装置100A。

图20及图21是与半导体基板1的厚度方向平行的截面中的第3实施方式的摄像元件100的截面图。在图21中，省略了多种要素的图示。

在第3实施方式中，第1波段包括紫外光的波段。第1光电转换部12a具有第1像素电极13a、第1对置电极17a及第1光电转换层15a。第1光电转换层15a将第1波段的光转换为第1电荷。这样生成的第1电荷由第1像素电极13a收集。

第1光电转换部12a、具体而言第1像素电极13a经由第1开关元件71与第1电容元件60ab连接。由第1像素电极13a收集的第1电荷可以经由第1开关元件71被送往第1电容元件60ab。

第2波段与第1实施方式及第2实施方式同样包括可见光的波段。具体而言，第2波段包括第1色光的波段。更具体而言，第1色光是绿色光。摄像元件100具有第2滤色器19b及第2聚光透镜21b。第2光电转换部12b被配置在半导体基板1内。第2光电转换部12b包括光电二极管12x及钉扎区域12y。第2滤色器19b所透射的光的波段是第2波段。光依次经由第2聚光透镜21b及第2滤色器19b向第2光电转换部12b的光电二极管12x入射。光电二极管12x将入射的光转换为第2电荷。

第3波段与第1实施方式及第2实施方式同样包括可见光的波段。具体而言，第3波段包括第1色光的波段。更具体而言，第1色光是绿色光。摄像元件100具有第3滤色器19c及第3聚光透镜21c。第3光电转换部12c被配置在半导体基板1内。第3光电转换部12c包括光电二极管12x及钉扎区域12y。第3滤色器19c所透射的光的波段是第3波段。光依次经由第3聚光透镜21c及第3滤色器19c向第3光电转换部12c的光电二极管12x入射。光电二极管12x将入射的光转换为第3电荷。

第4波段与第1实施方式及第2实施方式同样包括可见光的波段。具体而言，第4波段包括第2色光的波段。更具体而言，第2色光是红色光。摄像元件100具有第4滤色器19d及第4聚光透镜21d。第4光电转换部12d被配置在半导体基板1内。第4光电转换部12d包括光电二极管12x及钉扎区域12y。第4滤色器19d所透射的光的波段是第4波段。光依次经由第4聚光透镜21d及第4滤色器19d向第4光电转换部12d的光电二极管12x入射。光电二极管12x将入射的光转换为第4电荷。

第5波段与第1实施方式及第2实施方式同样包括可见光的波段。具体而言，第5波段包括第3色光的波段。更具体而言，第3色光是蓝色光。摄像元件100具有第5滤色器19e及第5聚光透镜21e。第5光电转换部12e被配置在半导体基板1内。第5光电转换部12e包括光电二极管12x及钉扎区域12y。第5滤色器19e所透射的光的波段是第5波段。光依次经由第5聚光透镜21e及第5滤色器19e向第5光电转换部12e的光电二极管12x入射。光电二极管12x将入射的光转换为第5电荷。

构成第2开关元件72的开关晶体管的源极及漏极中的一方与第2光电转换部12b的光电二极管12x电连接。由光电二极管12x产生的第2电荷经由构成第2开关元件72的开关晶体管的源极及漏极被送往第1电容元件60ab。

在第3实施方式中，第2光电转换部12b的光电二极管12x与构成第2开关元件72的开关晶体管的源极及漏极中的一方被直接电连接。但是，也可以使转送晶体管介于光电二极管12x与构成第2开关元件72的开关晶体管的源极及漏极中的一方之间。也可以在光电二极管12x的上方且平面图中与光电二极管12x重叠的位置，既不设置MIM也不设置金属布线。

第2复位晶体管37c的源极及漏极中的一方与第3光电转换部12c的光电二极管12x电连接。由光电二极管12x产生的电荷经由第2复位晶体管37c的源极及漏极中的一方被送往第2电容元件60c。光电二极管12x与第2复位晶体管37c的源极及漏极中的一方被直接电连接。但是，也可以使转送晶体管介于光电二极管12x与第2复位晶体管37c的源极及漏极中的一方之间。也可以在光电二极管12x的上方且平面图中与光电二极管12x重叠的位置，既不设置MIM也不设置金属布线。在将上述说明中的序数词“第3”替换为“第4”，将序数词“第2”替换为“第3”，将标记末尾的“c”替换为“d”时，说明也成立。在将上述说明中的序数词“第3”替换为“第5”，将序数词“第2”替换为“第4”，将标记末尾的“c”替换为“e”时，说明也成立。

在第3实施方式中，在半导体基板1与第1层级101之间配置有第2层级102。第1层级101层叠在第2层级102的上方。

与之前的实施方式同样，在第1光电转换部12a及第2光电转换部12b之中，将靠近受光面的一方定义为近位光电转换部，将远离受光面的一方定义为远位光电转换部。此时，在第3实施方式中，近位光电转换部进行光电转换的光的波段的中心波长也比远位光电转换部进行光电转换的光的波段的中心波长短。

根据上述的说明能够理解，在第3实施方式中，第1光电转换部12a比第2光电转换部12b、第3光电转换部12c、第4光电转换部12d及第5光电转换部12e靠近受光面配置。但是，第2光电转换部12b、第3光电转换部12c、第4光电转换部12d及第5光电转换部12e也可以比第1光电转换部12a靠近受光面配置。

在第3实施方式中，第2滤色器19b、第3滤色器19c、第4滤色器19d及第5滤色器19e、以及第2聚光透镜21b、第3聚光透镜21c、第4聚光透镜21d及第5聚光透镜21e由透射紫外光的材料构成。作为这样的材料，例示出有机材料。

在第3实施方式中，基于与第2实施方式不同的方式实现第1状态、第2状态及第3状态。

在第1状态下，第1开关元件71关断，不向第1对置电极17a施加规定的电压。另一方面，第2开关元件72导通，从对应的积蓄控制线向第2光电转换部12b、第3光电转换部12c、第4光电转换部12d及第5光电转换部12e各自的光电二极管12x施加规定的电压。因此，不能得到来源于第1光电转换部12a的UV的信息，另一方面，能够得到来源于第2光电转换部12b、第3光电转换部12c、第4光电转换部12d及第5光电转换部12e的RGGB的信息。在此，UV表现紫外光。

在第2状态下，第1开关元件71导通，向第1对置电极17a施加规定的电压。另一方面，第2开关元件72关断，不从对应的积蓄控制线向第2光电转换部12b、第3光电转换部12c、第4光电转换部12d及第5光电转换部12e各自的光电二极管12x施加规定的电压。因此，能够得到来源于第1光电转换部12a的UV的信息，另一方面，不能得到来源于第2光电转换部12b、第3光电转换部12c、第4光电转换部12d及第5光电转换部12e的RGGB的信息。

在第3状态下，第1开关元件71导通，向第1对置电极17a施加规定的电压。第2开关元件72关断，从对应的积蓄控制线向第2光电转换部12b、第3光电转换部12c、第4光电转换部12d及第5光电转换部12e各自的光电二极管12x施加规定的电压。因此，能够得到来源于第1光电转换部12a的UV的信息、以及来源于第3光电转换部12c、第4光电转换部12d及第5光电转换部12e的RGB的信息，另一方面，不能得到来源于第2光电转换部12b的G的信息。

根据第3实施方式，能够实现很好地使紫外光的强度分布可视化的紫外光传感器。进而，能够一并得到与该紫外光信息之间没有视差的可见光的成像信息。由此，能够得到将紫外光强度与可视觉辨认的信息结合的映射信息。

以下，进一步说明本实施方式的效果。作为替代石油的能源而关注氢。但是，担心氢泄漏等。具体而言，氢火焰无法用眼睛看到，因此难以掌握。因此，作为能源的氢尚未充分利用。氢火焰能够通过对紫外光进行灵敏度的紫外光相机实现可视化。但是，仅通过紫外线相机，无法知晓在何处产生了氢火焰。在这点上，根据本实施方式所涉及的技术，能够实现一种监视相机，能够输出将来源于紫外光的氢火焰的图像与来源于可见光的图像重合的合成图像。根据这样的监视相机，易于确定产生氢火焰的场所。具体而言，根据这样的监视相机，在加氢站等处发生了氢火灾的情况下，工作人员能够一边确认火焰的形状、大小等，一边安全而且可靠地进行灭火活动。

(相机系统的实施方式)

图22表示相机系统500的构成。相机系统500具备摄像装置100A、红外光源501、透镜502、ISP(图像信号处理器(Image Signal Processor))503、信号处理电路504、边缘处理电路505及边缘处理电路506。相机系统500构成为对由摄像装置100A得到的数据进行处理并向外部输出。作为摄像装置100A，能够采用在第1至第3实施方式中说明的摄像装置。

从红外光源501朝向被摄体OB照射红外光L1。摄像装置100A经由透镜502接受来自被摄体OB的光L2。摄像装置100A以2个系统输出基于可见光的数据以及基于红外光的数据。基于可见光的数据由ISP503处理。由此，能够得到全彩图像。全彩图像被传输至外部显示器509a并显示。全彩图像在被边缘处理电路506处理之后传输至外部设备/云508a。在此，外部设备/云意味着外部设备及云中的至少一方。换言之，外部设备/云意味着外部设备、云、或者外部设备及云这双方。基于红外光的数据被信号处理电路504处理。由此，得到基于红外光的图像。信号处理电路504也可以构成为根据基于红外光的数据计算距被摄体的距离等。基于红外光的图像被传输至外部显示器509b并显示。基于红外光的图像在被边缘处理电路505处理之后传输至外部设备/云508b。也能够将全彩图像与基于红外光的图像相加并显示在外部显示器509c上。

也可以替代红外光源501而使用紫外光源，或者与红外光源501一起使用紫外光源。在该情况下，能够替代基于红外光的图像数据，或者与基于红外光的图像数据一起，得到基于紫外光的图像数据。

能够对第1至第3实施方式及相机的实施方式适用各种变更。

图23表示第1实施方式所涉及的摄像装置的示意图。在第1实施方式中，与红外光相关的分辨率比与红色光、绿色光及蓝色光即RGB相关的分辨率低。在图23中，省略了光电转换层、聚光透镜等的图示。这点对于图24至图26也是同样的。

图24表示使第1实施方式变形而得到的第1变形例所涉及的摄像装置的示意图。在图24的例中，在单位像素10中，在1个第1光电转换部12a中设置有4个第1像素电极13a。第一第1像素电极13a和第2像素电极13b被电连接至第1电容元件60ab。第二第1像素电极13a和第3像素电极13c被连接至第2电容元件60c。第三第1像素电极13a和第4像素电极13d被电连接至第3电容元件60d。第四第1像素电极13a和第5像素电极13e被电连接至第4电容元件60e。根据图24的例子，能够使与红外光相关的分辨率和与RGB相关的分辨率相同。

也可以将第2实施方式的第1光电转换部12a变更为图6所示的光电转换部12。图25表示进行了该变更后的第2变形例所涉及的摄像装置的示意图。在图25的例中，与红外光相关的分辨率比与红色光、绿色光及蓝色光即RGB相关的分辨率低。

在上述第2实施方式中，在第1状态下不从积蓄控制线向光电二极管12x施加规定的电压，而在第2状态及第3状态下从积蓄控制线向光电二极管12x施加规定的电压。相对于此，在第2变形例中，在第1状态下不向第1对置电极17a施加规定的电压，而在第2状态及第3状态下向第1对置电极17a施加规定的电压。

图26表示第3变形例所涉及的摄像装置的示意图。在第3变形例中，使第2变形例进一步变形。具体而言，在图26的例中，在单位像素10中，在1个第1光电转换部12a中设置有4个第1像素电极13a。第一第1像素电极13a经由第1开关元件71与第1电容元件60ab连接。第2像素电极13b经由第2开关元件72与第1电容元件60ab连接。第二第1像素电极13a经由第3开关元件73与第2电容元件60c连接。第3像素电极13c经由第4开关元件74与第2电容元件60c连接。第三第1像素电极13a经由第5开关元件75与第3电容元件60d连接。第4像素电极13d经由第6开关元件76与第3电容元件60d连接。第四第1像素电极13a经由第7开关元件77与第4电容元件60e连接。第5像素电极13e经由第8开关元件78与第4电容元件60e连接。根据图26的例子，能够使与红外光相关的分辨率和与RGB相关的分辨率相同。第1开关元件71至第8开关元件78例如是MOSFET、双极型晶体管等。MOSFET既可以是n沟道MOSFET，也可以是p沟道MOSFET。

在上述的第2实施方式及第2变形例中，在第1状态下，第1开关元件71关断，第2开关元件72导通。在第2状态及第3状态下，第1开关元件71导通，第2开关元件72关断。相对于此，在第3变形例中，在第1状态下，第1开关元件71、第3开关元件73、第5开关元件75及第7开关元件77关断，第2开关元件72、第4开关元件74、第6开关元件76及第8开关元件78导通。在第2状态下，第1开关元件71、第3开关元件73、第5开关元件75及第7开关元件77导通，第2开关元件72、第4开关元件74、第6开关元件76及第8开关元件78关断。在第3状态下，第1开关元件71、第4开关元件74、第6开关元件76及第8开关元件78导通，第2开关元件72、第3开关元件73、第5开关元件75及第7开关元件77关断。

在第1实施方式、第2实施方式、第1变形例、第2变形例及第3变形例中，也可以省略第2滤色器19b，而使用具有灵敏度的光的波段为第2波段的光电转换层作为第2光电转换层15b。也可以省略第3滤色器19c，而使用具有灵敏度的光的波段为第3波段的光电转换层作为第3光电转换层15c。也可以省略第4滤色器19d，而使用具有灵敏度的光的波段为第4波段的光电转换层作为第4光电转换层15d。也可以省略第5滤色器19e，而使用具有灵敏度的光的波段为第5波段的光电转换层作为第5光电转换层15e。

在第1实施方式、第3实施方式、第1变形例、第2变形例及第3变形例中，也可以追加所透射的光的波段为第1波段的滤色器，并使光经由该滤色器入射至第1光电转换层15a。

在第2实施方式中，也可以省略第1滤色器19a，而使用具有灵敏度的光的波段为第1波段的光电二极管作为第1光电转换部12a的光电二极管12x。

在第3实施方式中，也可以省略第2滤色器19b，而使用具有灵敏度的光的波段为第2波段的光电二极管作为第2光电转换部12b的光电二极管12x。也可以省略第3滤色器19c，而使用具有灵敏度的光的波段为第3波段的光电二极管作为第3光电转换部12c的光电二极管12x。也可以省略第4滤色器19d，而使用具有灵敏度的光的波段为第4波段的光电二极管作为第4光电转换部12d的光电二极管12x。也可以省略第5滤色器19e，而使用具有灵敏度的光的波段为第5波段的光电二极管作为第5光电转换部12e的光电二极管12x。

在第1实施方式、第2实施方式、第1变形例、第2变形例及第3变形例中，第1波段也可以包括紫外光的波段。在第3实施方式中，第1波段也可以包括红外光的波段。

工业实用性

本说明书所公开的技术对摄像元件是有用的。摄像元件能够适用于摄像装置、光传感器等。作为摄像装置，可以举出数字照相机、医疗用相机、监视用相机、车载用相机、数字单反相机、数字无反射镜单镜头相机等相机系统。

附图标记说明：

1 半导体基板

1g、7、8、9 绝缘层

4a、4b、4c、4d、4e、5ab、5c、5d、5e 布线

10 单位像素

10a、10b、10c、10d、10e 像素

11 阱区域

12、12a、12b、12c、12d、12e 光电转换部

12x 光电二极管

12y 钉扎区域

13、13a、13b、13c、13d、13e 像素电极

15、15a、15b、15c、15d、15e 光电转换层

17、17a、17b、17c、17d、17e 对置电极

19a、19b、19c、19d、19e 滤色器

21a、21b、21c、21d、21e 聚光透镜

23、24 屏蔽电极

27、31a、31b、31c、31d、31e 插塞

35、35ab 地址晶体管

36、36ab、36c、36d、36e 放大晶体管

37、37ab、37c、37d、37e 复位晶体管

40 列信号处理电路

41 反相放大器

42 负载电路

43 复位信号线

44 地址信号线

45 垂直信号线

46 反馈线

47 反馈电路

48 电源布线

52 垂直扫描电路

54 水平信号读出电路

56 控制电路

58 电压供给电路

60、60ab、60c、60d、60e 电容元件

61、62 电极

63 介电体

65、66 对置面

71、72、73、74、75、76、77、78 开关元件

97 共用结构

98ab、99、99c、99d、99e 电路结构

100 摄像元件

100A 摄像装置

101、102 层级

201、202、251 相机

205 摄像对象

500 相机系统

501 红外光源

502 透镜

503 ISP

504 信号处理电路

505、506 边缘处理电路

508a、508b 外部设备/云

509a、509b、509c 外部显示器

FD 电荷积蓄区域

R2 周边区域

P1、P2、P3、P4、P5 平面

DL1、DL2 虚线

L1、L2 光

OB 被摄体

Claims (15)

1.一种摄像装置，具备：

第1光电转换部，将第1波段的光转换为第1电荷；

第2光电转换部，在所述摄像装置的厚度方向上被配置在与所述第1光电转换部不同的高度，将第2波段的光转换为第2电荷；以及

第1电容元件，积蓄所述第1电荷及所述第2电荷。

2.如权利要求1所述的摄像装置，

所述第1电容元件具有金属-绝缘体-金属构造。

3.如权利要求1或者2所述的摄像装置，

所述摄像装置还具备第1开关元件，

所述第1光电转换部与所述第1电容元件经由所述第1开关元件被连接。

4.如权利要求1或者2所述的摄像装置，

所述第1光电转换部与所述第1电容元件以不经由开关元件的方式被连接。

5.如权利要求1至4中任一项所述的摄像装置，

所述摄像装置还具备第2开关元件，

所述第2光电转换部与所述第1电容元件经由所述第2开关元件被连接。

6.如权利要求1至4中任一项所述的摄像装置，

所述第2光电转换部与所述第1电容元件以不经由开关元件的方式被连接。

7.如权利要求1至6中任一项所述的摄像装置，

所述第1光电转换部包括：生成所述第1电荷的第1光电转换层、以及收集所述第1电荷的第1像素电极，

所述第2光电转换部包括：生成所述第2电荷的第2光电转换层、以及收集所述第2电荷的第2像素电极。

8.如权利要求7所述的摄像装置，

在平面图中，所述第1像素电极的面积比所述第2像素电极的面积大。

9.如权利要求7或者8所述的摄像装置，

第1光电转换部还包括第1对置电极，

所述第1光电转换层被配置在所述第1对置电极与所述第1像素电极之间，

第2光电转换部还包括第2对置电极，

所述第2光电转换层被配置在所述第2对置电极与所述第2像素电极之间，

所述第1对置电极与所述第2对置电极被电分离。

10.如权利要求1至9中任一项所述的摄像装置，

在所述第1光电转换部及所述第2光电转换部之中，将靠近所述摄像装置的受光面的一方定义为近位光电转换部，而将远离所述受光面的一方定义为远位光电转换部时，

所述近位光电转换部进行光电转换的光的波段的中心波长比所述远位光电转换部进行光电转换的光的波段的中心波长短。

11.如权利要求1至10中任一项所述的摄像装置，

所述第1波段包括红外光的波段。

12.如权利要求1至10中任一项所述的摄像装置，

所述第1波段包括紫外光的波段。

13.如权利要求1至12中任一项所述的摄像装置，

所述第2波段包括可见光的波段。

14.如权利要求1至13中任一项所述的摄像装置，还具备：

多个单位像素，以矩阵状配置，

所述多个单位像素各自包括所述第1光电转换部、所述第2光电转换部、所述第1电容元件、第3光电转换部及第2电容元件，

所述第1波段包括红外光或者紫外光的波段，

所述第2波段包括第1色光的波段，

所述第3光电转换部将所述第1色光转换为第3电荷，

所述第2电容元件积蓄所述第3电荷。

15.如权利要求14所述的摄像装置，

所述多个单位像素各自还包括第4光电转换部、第5光电转换部、第3电容元件、第4电容元件、第1开关元件及第2开关元件，

所述第4光电转换部将第2色光转换为第4电荷，

所述第5光电转换部将第3色光转换为第5电荷，

所述第3电容元件积蓄所述第4电荷，

所述第4电容元件积蓄所述第5电荷，

所述第2光电转换部、所述第3光电转换部、所述第4光电转换部及所述第5光电转换部构成为被统一控制是否具有对于光的灵敏度，

所述第1光电转换部与所述第1电容元件经由所述第1开关元件被连接，

所述第2光电转换部与所述第1电容元件经由所述第2开关元件被连接。

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