TWI630710B - 攝影元件及電子攝影機 - Google Patents

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Abstract

本發明之攝影元件具備：第1半導體層，其設置有複數個像素，上述複數個像素具有：光電轉換部，其對入射光進行光電轉換；蓄積部，藉由上述光電轉換部進行光電轉換而得之電荷傳輸並蓄積於該蓄積部；及傳輸部，其將藉由上述光電轉換部而產生之電荷傳輸至上述蓄積部；第2半導體層，其於上述複數個像素之每一者設置有供給部，上述供給部將用以將上述電荷自上述光電轉換部傳輸至上述蓄積部之傳輸訊號供給至上述傳輸部；及第3半導體層，其被輸入基於傳輸至上述蓄積部之上述電荷之訊號。

Description

攝影元件及電子攝影機
本發明係關於一種攝影元件及電子攝影機。
先前已知有由形成有像素之晶片與形成有用於驅動像素之像素驅動電路之晶片積層而成之攝影元件(例如專利文獻1)。於習知之攝影元件中存在為了針對每一像素控制曝光量，而必須於各像素設置傳輸脈衝之2個電源之問題。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本專利特開2010-225927號公報
根據第1態樣，攝影元件具備：第1半導體層，其設置有複數個像素，上述複數個像素具有：光電轉換部，其對入射光進行光電轉換；蓄積部，藉由上述光電轉換部進行光電轉換而得之電荷傳輸並蓄積於該蓄積部；及傳輸部，其將藉由上述光電轉換部而產生之電荷傳輸至上述蓄積部；第2半導體層，其於上述複數個像素之每一者設置有供給部，上述供 給部將用以將上述電荷自上述光電轉換部傳輸至上述蓄積部之傳輸訊號供給至上述傳輸部；及第3半導體層，其被輸入基於傳輸至上述蓄積部之上述電荷之訊號。
根據第2態樣，攝影元件具備：第1半導體基板，其設置有複數個像素，上述複數個像素具有：光電轉換部，其對入射光進行光電轉換；蓄積部，藉由上述光電轉換部進行光電轉換而得之電荷傳輸並蓄積於該蓄積部；及傳輸部，其將藉由上述光電轉換部而產生之電荷傳輸至上述蓄積部；以及半導體層，其積層配置於上述第1半導體基板，且於上述複數個像素之每一者設置有供給部，上述供給部將用以將上述電荷自上述光電轉換部傳輸至上述蓄積部之傳輸訊號供給至上述傳輸部。
根據第3態樣，攝影元件具備：第1半導體基板，其形成有絕緣部，且設定有既定之基板電壓；光電轉換部，其設置於上述第1半導體基板，且對入射光進行光電轉換；傳輸部，其設置於上述第1半導體基板，且將藉由上述光電轉換部進行光電轉換而得之電荷根據傳輸訊號傳輸至蓄積部；及供給部，其將包含作為正電壓之第1訊號電壓與作為負電壓之第2訊號電壓之上述傳輸訊號供給至上述傳輸部，且藉由上述絕緣部而自上述第1半導體基板電性絕緣。
3‧‧‧攝影元件
7‧‧‧第1半導體基板
8‧‧‧第2半導體基板
9‧‧‧絕緣部
30‧‧‧像素
31‧‧‧光電二極體
301‧‧‧類比電路部
302‧‧‧A/D轉換部
303‧‧‧取樣部
306‧‧‧個別像素控制部
307‧‧‧像素驅動部
圖1係示意性地顯示攝影裝置之構成之剖面圖。
圖2係攝影元件之剖面圖。
圖3係示意性地顯示像素之構成之方塊圖。
圖4係類比電路部及像素驅動部之電路圖。
圖5係示意性地顯示第1半導體基板與第2半導體基板之井構造之圖。
圖6係顯示使用攝影元件之攝影順序之時序圖。
圖7係傳輸訊號供給部之電路圖。
圖8係傳輸訊號供給部之俯視圖。
圖9係顯示傳輸訊號供給部之剖面之示意圖。
(第1實施形態)
圖1係示意性地顯示使用第1實施形態之攝影元件之攝影裝置之構成之剖面圖。攝影裝置1具備攝影光學系統2、攝影元件3、控制部4、透鏡驅動部5、及顯示部6。
攝影光學系統2使被攝體像成像於攝影元件3之攝影面。攝影光學系統2由透鏡2a、聚焦透鏡2b、及透鏡2c構成。聚焦透鏡2b係用以進行攝影光學系統2之焦點調節之透鏡。聚焦透鏡2b構成為能被驅動於光軸O方向。
透鏡驅動部5具有未圖示之致動器。透鏡驅動部5藉由該致動器而將聚焦透鏡2b向光軸O方向驅動所期望之量。攝影元件3對被攝體像進行攝影並輸出圖像。控制部4控制攝影元件3等之各部。控制部4對藉由攝影元件3而輸出之圖像訊號實施圖像處理等，記錄於未圖示之記錄媒體，或於顯示部6顯示圖像。顯示部6係具有例如液晶面板等之顯示構 件之顯示裝置。
圖2係攝影元件3之剖面圖。再者，於圖2中，僅顯示了攝影元件3之整體中一部分之剖面。攝影元件3係所謂背面照射型之攝影元件。攝影元件3對來自紙面上方向之入射光進行光電轉換。攝影元件3具備第1半導體基板7、第2半導體基板8、及絕緣部9。再者，此處有時將第1半導體基板7、第2半導體基板8分別稱為第1半導體層、第2半導體層。
第1半導體基板7為SOI(Silicon on Insulator)基板之一部分。SOI基板係於內部形成有嵌入式絕緣膜之矽基板。第1半導體基板7係1個SOI基板所具有之藉由嵌入式絕緣膜而被絕緣之(被分離之)2個矽層中之一者。絕緣部9係設置於第1半導體基板7與第2半導體基板8之間之層。絕緣部9包含SOI基板所具有之嵌入式絕緣膜與上述2個矽層中之另一者(不屬於第1半導體基板7之矽層)。亦即，SOI基板具備矽基板、嵌入式氧化膜層及矽層。
第1半導體基板7具備作為嵌入式光電二極體之光電二極體31、傳輸電晶體及重設電晶體。因此，第1半導體基板7之絕緣部9側之表面(即與入射光之入射側為相反側之面)為與第1半導體基板7相反之導電型。例如，若第1半導體基板7為N型之半導體層，則絕緣部9側之表面配置有濃度較高且厚度較薄之P型之半導體層。對第1半導體基板7施加接地電壓(GND)作為基板電壓。光電二極體31配置於第1半導體基板7之光之入射面側，傳輸電晶體及重設電晶體配置於第2半導體基板8側之面。
於第2半導體基板8，配置有用以自光電二極體31讀取訊號之各種電路中，在第1半導體基板7之基板電壓以上之電壓下動作之電路。具體而言，下述A/D轉換部302、取樣部303、像素值保持部304、運算部305、及個別像素控制部306、與像素驅動部307之一部分(在第1半導體基板7之基板電壓以上之電壓下動作之電路，即第1重設訊號供給部307b、擴容訊號供給部307d)配置於第2半導體基板8。對第2半導體基板8施加接地電壓(GND)作為基板電壓。
於絕緣部9配置有用以自光電二極體31讀取訊號之各種電路中，處理負電壓之電路。具體而言，下述像素驅動部307之一部分(處理小於第1半導體基板7之基板電壓之電壓之傳輸訊號供給部307a與第2重設訊號供給部307c)配置於絕緣部9。
於第1半導體基板7，二維狀地配置有複數個光電二極體31。於第1半導體基板7中之入射光之入射側，設置有與複數個光電二極體31之各者對應之複數個彩色濾光片73。彩色濾光片73例如存在使與紅(R)、綠(G)、藍(B)分別對應之波長區域透過之複數種類。彩色濾光片73例如以與紅(R)、綠(G)、藍(B)對應之3種類呈拜耳陣列之方式排列。
於彩色濾光片73中之入射光之入射側，設置有與複數個彩色濾光片73之各者對應之複數個微透鏡74。微透鏡74使入射光朝向對應之光電二極體31聚光。通過微透鏡74之入射光藉由彩色濾光片73而僅被過濾一部分波長區域，並入射至光電二極體31。光電二極體31對入射光進行光電轉換並產生電荷。
於絕緣部9之與第2半導體基板8對向之面配置有複數個凸塊75。於第2半導體基板8之與絕緣部9對向之面，配置有與複數個凸塊75對應之複數個凸塊76。複數個凸塊75與複數個凸塊76相互接合。透過複數個凸塊75與複數個凸塊76，將絕緣部9與第2半導體基板8電性連接。
攝影元件3具有複數個像素30，詳細情況將於下文敍述。1個像素30包含設置於第1半導體基板7之第1像素30x、設置於第2半導體基板8之第2像素30y、及設置於絕緣部9之第3像素30z。於1個第1像素30x包含1個微透鏡74、1個彩色濾光片73、及1個光電二極體31等。於第1像素30x中除此之外還包含設置於第1半導體基板7之各種電路(下述)。於第2像素30y包含設置於第2半導體基板8之各種電路(下述)。於第3像素30z包含設置於絕緣部9之各種電路(下述)。
圖3係示意性地顯示像素30之構成之方塊圖。像素30具備類比電路部301、A/D轉換部302、取樣部303、像素值保持部304、像素驅動部307、個別像素控制部306、及運算部305。
類比電路部301將對入射光進行光電轉換之結果作為類比訊號輸出至A/D轉換部302。A/D轉換部302對類比電路部301所輸出之類比訊號進行取樣，輸出既定之增益倍數之數位訊號。A/D轉換部302對像素重設訊號與像素訊號反覆進行取樣，將像素重設訊號之取樣結果與像素訊號之取樣結果作為數位訊號分別個別地輸出。
取樣部303對像素重設訊號之取樣結果與像素訊號之取樣結果之積分值進行運算並保持。取樣部303具備像素重設訊號用之第1加算器308及第1記憶體309以及像素訊號用之第2加算器310及第2記憶體311。
取樣部303藉由第1加算器308進行藉由A/D轉換部302而輸出之像素重設訊號之取樣結果與保持於第1記憶體309之過去之取樣結果之積分值之加減運算。取樣部303將該加算結果儲存於第1記憶體309。取樣部303於每次藉由A/D轉換部302而輸出像素重設訊號之取樣結果時，更新儲存於第1記憶體309之值。
取樣部303藉由第2加算器310進行藉由A/D轉換部302而輸出之像素訊號之取樣結果與保持於第2記憶體311之過去之取樣結果之積分值之加減運算。取樣部303將該加算結果儲存於第2記憶體311。取樣部303於每次藉由A/D轉換部302而輸出像素訊號之取樣結果時，更新儲存於第2記憶體311之值。
如以上般，A/D轉換部302及取樣部303執行對像素重設訊號與像素訊號反覆進行取樣，並將取樣結果積分之處理。該處理為所謂相關多重取樣處理。
若藉由個別像素控制部306而預先規定之次數之取樣完成，則取樣部303將基於儲存於第1記憶體309之值與儲存於第2記憶體311之值的數位值輸出至像素值保持部304。像素值保持部304將該數位值作為像素30之光電轉換結果而儲存。像素值保持部304連接於訊號線340。儲存於像素值保持部304之數位值能夠透過訊號線340而自外部讀取。
運算部305根據自外部指示之曝光時間、或保持於像素值保持部304之上次之光電轉換結果，進行相關多重取樣處理中之反覆次數、曝光時間、增益等之運算。個別像素控制部306將藉由運算部305而運算之反覆次數及增益輸出至A/D轉換部302。個別像素控制部306將藉由運算部 305而運算之曝光時間及增益輸出至像素驅動部307。像素驅動部307將驅動類比電路部301之各部之各種訊號(下述)輸出至類比電路部301。
圖4係類比電路部301、個別像素控制部306、及像素驅動部307之電路圖。再者，於圖4中，為方便起見，僅圖示了個別像素控制部306及像素驅動部307之一部分。對個別像素控制部306之一部分以306a、306b之方式標註符號，對像素驅動部307之一部分以307a、307b之方式標註符號。
類比電路部301具有光電二極體31、傳輸電晶體Tx、浮動擴散部FD、第1重設電晶體RST1、第2重設電晶體RST2、放大電晶體AMI、選擇電晶體SEL、擴容電晶體FDS、及電容C1。
光電二極體31係對入射光進行光電轉換，且產生與入射光之光量對應之量之電荷的光電轉換部。傳輸電晶體Tx係根據自下述傳輸訊號供給部307a供給之傳輸訊號，將光電二極體31所產生之電荷傳輸至浮動擴散部FD之傳輸部。浮動擴散部FD係蓄積藉由傳輸電晶體Tx而傳輸之電荷之蓄積部。放大電晶體AMI輸出與蓄積於浮動擴散部FD之電荷之量對應之訊號。於選擇電晶體SEL接通時，藉由放大電晶體AMI而輸出之訊號被輸入至A/D轉換部302。
類比電路部301具有第1重設電晶體RST1及第2重設電晶體RST2之2個重設電晶體。第1重設電晶體RST1於重設浮動擴散部FD時，自下述第1重設訊號供給部307b接收第1重設訊號之供給。下述第1重設訊號供給部307b供給電壓VDD之訊號作為第1重設訊號。第1重設電晶體RST1根據該第1重設訊號重設浮動擴散部FD。第2重設電晶體RST2 於重設光電二極體31時，自下述第2重設訊號供給部307c接收第2重設訊號之供給。下述第2重設訊號供給部307c供給電壓VDD之訊號作為第2重設訊號。第2重設電晶體RST2根據該第2重設訊號重設光電二極體31。
擴容電晶體FDS根據自下述擴容訊號供給部307d供給之擴容訊號，切換浮動擴散部FD與電容C1之連接。例如，於向光電二極體31之入射光量較大，且浮動擴散部FD飽和之情形時，藉由使擴容電晶體FDS接通，而將浮動擴散部FD與電容C1連接。藉此，浮動擴散部FD之電容實質上僅增加電容C1之量，可應對更大之光量。
第1重設訊號供給部307b係由pMOS電晶體Tr7及nMOS電晶體Tr8構成之CMOS電路。第1重設訊號供給部307b根據第1重設控制部306b之輸出訊號，將VDD與GND任一者之電壓作為第1重設訊號供給至第1重設電晶體RST1之閘極。如上所述，第1重設控制部306b為個別像素控制部306之一部分，第1重設訊號供給部307b為像素驅動部307之一部分。再者，於進行超速驅動時，第1重設控制部306b只要對第1重設電晶體RST1之閘極供給較電壓VDD高之電壓VRST1H來取代電壓VDD即可。
擴容訊號供給部307d係由pMOS電晶體Tr11及nMOS電晶體Tr12構成之CMOS電路。擴容訊號供給部307d根據擴容控制部306d之輸出訊號，將VDD與GND任一者之電壓作為擴容訊號供給至擴容電晶體FDS之閘極。如上所述，擴容控制部306d為個別像素控制部306之一部分，擴容訊號供給部307d為像素驅動部307之一部分。再者，於進行超速驅動時，擴容訊號供給部307d只要對擴容電晶體FDS之閘極供給較電壓VDD 高之電壓VFDSH來取代電壓VDD即可。
傳輸訊號供給部307a為由pMOS電晶體Tr2及nMOS電晶體Tr1構成之CMOS電路。傳輸訊號供給部307a根據傳輸控制部306a之輸出訊號，將自第1電源部供給之電壓VTxH與自第2電源部供給之電壓VTxL任一者之電壓作為傳輸訊號供給至傳輸電晶體Tx之閘極。第1電源部所供給之電壓VTxH為較第1半導體基板7之基板電壓即接地電壓高之電壓(即正電壓)，第2電源部所供給之電壓VTxL為較第1半導體基板7之基板電壓即接地電壓低之電壓(即負電壓)。如上所述，傳輸控制部306a為個別像素控制部306之一部分，傳輸訊號供給部307a為像素驅動部307之一部分。
上述之第1重設訊號或第2重設訊號為電壓VDD與接地電壓之任一者之電壓，相對於此，傳輸訊號供給部307a所輸出之傳輸訊號為電壓VTxH與電壓VTxL之任一者之電壓。電壓VTxH為較第1半導體基板7之基板電壓即接地電壓高之電壓(即正電壓)，電壓VTxL為較第1半導體基板7之基板電壓即接地電壓低之電壓(即負電壓)。再者，電壓VTxH與電壓VDD均為正電壓，但既可為相同之電壓，亦可為不同之電壓。
傳輸控制部306a之輸出訊號為電壓VDD與接地電壓(GND)之任一者之電壓。nMOS電晶體Tr1於傳輸控制部306a輸出電壓VDD時成為接通狀態，將電壓VTxL供給至傳輸電晶體Tx之閘極。pMOS電晶體Tr2於傳輸控制部306a輸出電壓VDD時成為斷開狀態。nMOS電晶體Tr1於傳輸控制部306a輸出接地電壓時成為斷開狀態。pMOS電晶體Tr2於傳輸控制部306a輸出接地電壓時成為接通狀態，將電壓VTxH供給至傳輸電晶體Tx之閘極。亦即，傳輸訊號供給部307a將自傳輸控制部306a供給之包含 電壓VDD與接地電壓之訊號轉換為包含電壓VTxH與電壓VTxL之訊號後供給至傳輸電晶體Tx之閘極。電壓VTxH為較第1半導體基板7之基板電壓即接地電壓高之電壓(即正電壓)，電壓VTxL為較第1半導體基板7之基板電壓即接地電壓低之電壓(即負電壓)。再者，nMOS電晶體Tr1之閾值電壓Vth設定為較高，以使汲極、源極間即便於傳輸控制部306a供給接地電壓之狀態下亦不會漏電。例如，於電壓VTxL為-2V之情形時，於傳輸控制部306a供給接地電壓之狀態下，對nMOS電晶體Tr1之閘極、源極間施加2V之電壓。nMOS電晶體Tr1之閾值電壓Vth設定為例如3~4V左右，以使汲極、源極間即便於對閘極、源極間施加2V之電壓時亦不會導通。
傳輸電晶體Tx於傳輸訊號為電壓VTxH時，將光電二極體31產生之電荷傳輸至浮動擴散部FD。傳輸電晶體Tx於傳輸訊號為電壓VTxL時，不將光電二極體31產生之電荷傳輸至浮動擴散部FD。再者，對傳輸電晶體Tx之閘極施加較第1半導體基板7之基板電壓低之電壓VTxL係為了於傳輸電晶體Tx斷開時不自光電二極體31對浮動擴散部FD傳輸電荷。
第2重設訊號供給部307c為由pMOS電晶體Tr9及nMOS電晶體Tr10構成之CMOS電路。第2重設訊號供給部307c根據第2重設控制部306c之輸出訊號，將電壓VTxH與電壓VTxL任一者之電壓作為第2重設訊號供給至第2重設電晶體RST2之閘極。第2重設訊號供給部307c之構成由於與傳輸訊號供給部307a相同，故省略說明。如上所述，第2重設控制部306c為個別像素控制部306之一部分，第2重設訊號供給部307c為像素驅動部307之一部分。
圖5係示意性地顯示第1半導體基板7與第2半導體基板8之井構造之圖。入射光自紙面上方向朝向第1半導體基板7入射。第1半導體基板7為具有SOI構造之P型之半導體基板。第1半導體基板7之基板電壓設定為接地電壓(GND)。第2半導體基板8為不具有SOI構造之通常之P型之半導體基板。第2半導體基板8之基板電壓設定為接地電壓(GND)。
於第1半導體基板7之與第2半導體基板8對向之面，設置有嵌入式絕緣膜77。嵌入式絕緣膜77為嵌入於矽基板內之絕緣膜。於嵌入式絕緣膜77上，形成有傳輸訊號供給部307a。亦即，於嵌入式絕緣膜77上，形成有由pMOS電晶體Tr2及nMOS電晶體Tr1構成之CMOS電路。
pMOS電晶體Tr2具有p型區域325、n型區域326、p型區域327、及閘極電極332。p型區域325及p型區域327為汲極、源極區域，係藉由對形成於嵌入式絕緣膜77上之矽層離子注入高濃度之雜質而形成。n型區域326為通道區域，係藉由對形成於嵌入式絕緣膜77上之矽層以成為既定之閾值電壓Vth之方式離子注入雜質而形成。
nMOS電晶體Tr1具有n型區域322、p型區域323、n型區域324、及閘極電極331。n型區域322及n型區域324為源極、汲極區域，係藉由對形成於嵌入式絕緣膜77上之矽層離子注入高濃度之雜質而形成。p型區域323為通道區域，係藉由對形成於嵌入式絕緣膜77上之矽層以成為既定之閾值電壓Vth之方式離子注入雜質而形成。
pMOS電晶體Tr2及nMOS電晶體Tr1藉由STI(Shallow Trench Isolation)之元件分離構造328、329、330而與其他電路元件分離。
pMOS電晶體Tr2之p型區域327連接於未圖示之電源部。該電源部對所有像素30中所包含之pMOS電晶體Tr2之p型區域327供給電壓VTxH(即高於第1半導體基板7之基板電壓之電壓)。nMOS電晶體Tr1之n型區域322連接於未圖示之電源部。該電源部對所有像素30中所包含之nMOS電晶體Tr1之n型區域322供給電壓VTxL(即較第1半導體基板7之基板電壓低之電壓)。
傳輸訊號供給部307a與傳輸電晶體Tx之閘極電極連接。傳輸訊號供給部307a與設置於第1半導體基板7之其他元件電性絕緣。
本實施形態中之嵌入式絕緣膜77僅存在於第1半導體基板7之整體中設置有傳輸訊號供給部307a之區域。第1半導體基板7係自具有SOI構造之(即於整個面嵌入有嵌入式絕緣膜77之狀態之)晶圓製造。於第1半導體基板7之製造時，將存在於與設置有傳輸訊號供給部307a之區域不同之區域之嵌入式絕緣膜77、及形成於嵌入式絕緣膜77上之矽層去除。
於第1半導體基板7之整體中不存在(已去除)嵌入式絕緣膜77之區域，配置有圖4所示之類比電路部301。再者，於圖5中，由於紙面之關係，僅圖示了類比電路部301所具有之各部中之光電二極體31、傳輸電晶體Tx、第1重設電晶體RST1、及浮動擴散部FD。
光電二極體31對自紙面上方入射之入射光進行光電轉換。如圖5所示，於本實施形態中，光電二極體31之一部分位於嵌入式絕緣膜77之下部。換言之，光電二極體31之一部分介隔嵌入式絕緣膜77而與傳輸訊號供給部307a之一部分對向。如此係為了使光電二極體31可接收更廣 泛之範圍之入射光。對於形成於嵌入式絕緣膜77之pMOS電晶體Tr2及nMOS電晶體Tr1而言，嵌入式絕緣膜77下之矽層作為支承基材而發揮功能。亦即，嵌入式絕緣膜77下之矽層與嵌入式絕緣膜77上之pMOS電晶體Tr2及nMOS電晶體Tr1之電性活動無關。因此，於本實施形態中，藉由將光電二極體31擴展至嵌入式絕緣膜77下之區域，而取得更大的光電二極體31之開口。
再者，於光電二極體31中，於雜質濃度設有濃度梯度，越接近傳輸電晶體Tx之區域雜質濃度越濃。如此係為了能藉由傳輸電晶體Tx確實地傳輸光電二極體31內之電荷。光電二極體31例如係於形成傳輸訊號供給部307a之前藉由離子注入而形成於第1半導體基板7。
於第2半導體基板8，配置有圖4所示之各部中之傳輸控制部306a、第1重設控制部306b、及第1重設訊號供給部307b。再者，雖於圖5中省略了圖示，但圖4所圖示之其他各部亦配置於第2半導體基板8。
圖6係顯示使用攝影元件3之攝影順序之時序圖。攝影元件3選擇性地執行多重曝光與相關多重取樣。首先，使用圖6(a)對多重曝光控制進行說明。
圖6(a)係進行針對每一像素30之多重曝光之情形時之時序圖。圖6(a)之橫軸為時間，時間朝向右方向前進。圖6(a)中寫上「Dark」之四邊形顯示A/D轉換部302進行像素重設訊號之取樣之時序。圖6(a)中寫上「Sig」之四邊形顯示A/D轉換部302進行像素訊號之取樣之時序。圖6(a)中寫上「Out」之四邊形顯示將像素值保持部304所儲存之數位值(光電轉換結果)透過訊號線340輸出至周邊電路之時序。於圖6(a)中， 依據入射光量之多寡，將像素30分為像素30a~像素30d之4個而進行多重曝光。
於曝光期間T1之開始時刻t0重設光電二極體31及浮動擴散部FD之動作針對所有像素30皆相同。然後，於入射光量極少之像素30a中，於時刻t3，重設浮動擴散部FD，進行像素重設訊號之取樣。時刻t3係自曝光期間T1之結束時刻t4減去浮動擴散部FD之重設與像素重設訊號之取樣所需之時間而得之時刻。於曝光期間T1之結束時刻t4，將遍及時刻t0~t4產生之蓄積於光電二極體31之電荷傳輸至浮動擴散部FD，進行像素訊號之取樣。然後，於時刻t5，將光電轉換結果儲存於像素值保持部304。
於入射光量稍微少之像素30b中，將自外部指定之曝光期間T1等分為期間T2與期間T3之2個期間，進行上述之動作2次。具體而言，於時刻t1與時刻t3，重設浮動擴散部FD，進行像素重設訊號之取樣。時刻t1係自期間T2之結束時刻t2減去浮動擴散部FD之重設與像素重設訊號之取樣所需之時間而得之時刻。然後，於時刻t2，將蓄積於光電二極體31之電荷傳輸至浮動擴散部FD，進行像素訊號之取樣。時刻t3~t5之動作與像素30a之情形時相同。
於入射光量稍微多之像素30c中，4等分自外部指定之曝光期間T1，並進行上述動作4次。於入射光量極多之像素30d中，8等分自外部指定之曝光期間T1，並進行上述動作8次。
如以上般，根據多重曝光控制，可於入射光量較多之像素30與入射光量較少之像素30使曝光時間個別地變化而進行攝影。於通常之攝影中，即便為浮動擴散部FD越飽和入射光量越多之情形時，亦可藉由較 細地劃分曝光時間並反覆進行攝影，而使動態範圍擴大。
其次，使用圖6(b)對相關多重取樣控制進行說明。圖6(b)係針對每一像素30進行相關多重取樣控制之情形時之時序圖。圖6(b)之橫軸為時間，時間朝向右方向前進。圖6(b)中寫上「Dark」之四邊形顯示A/D轉換部302進行像素重設訊號之取樣之時序。圖6(b)中寫上「Sig」之四邊形顯示A/D轉換部302進行像素訊號之取樣之時序。圖6(b)中寫上「Out」之四邊形顯示A/D轉換部302向取樣部303輸出取樣結果之時序。於圖6(b)中，依據入射光量之多寡，將像素30分為像素30a~像素30d之4個而進行相關多重取樣。
像素30a曝光時間最長，像素30d曝光時間最短。於相關多重取樣控制中，曝光時間越長之像素30，於越早之時序重設浮動擴散部FD。曝光時間越長之像素30，自重設浮動擴散部FD至對像素訊號進行取樣為止空出越多時間。於該期間，對像素重設訊號反覆進行取樣。
例如，於圖6(b)中，像素30a曝光時間最長。於自像素30a之曝光時間T4之結束時刻t6起提前了期間T5之時刻t7，重設浮動擴散部FD。其結果，至時刻t6為止，像素重設訊號被取樣4次。於曝光時間T4結束之後至下一曝光時間T6結束為止之期間，對像素訊號反覆進行取樣。
曝光時間較長係指入射光量較少，且係指像素訊號中之放大電晶體AMI、選擇電晶體SEL、及A/D轉換部302之雜訊之影響較大。亦即，上述之雜訊之影響越大之像素30，對像素重設訊號與像素訊號進行更多次數之取樣，能以更高感度進行攝影。
攝影元件3對像素30之各者並列地執行以上之動作。亦即，各像素30並列進行自藉由光電二極體31而進行之光電轉換至向像素值保持部304之數位值之儲存為止之動作。來自像素值保持部304之攝影結果之讀取係針對每一像素30依序進行。
如以上般，本實施形態之攝影元件3可針對每一像素控制曝光時間。為了針對每一像素控制曝光時間，必須可針對每一像素控制傳輸電晶體Tx之接通斷開之時序。亦即，必須可針對每一像素控制供給至傳輸電晶體Tx之閘極之電壓(於本實施形態中為電壓VTxH與電壓VTxL)。亦即，必須針對每一像素設置對傳輸電晶體Tx之閘極供給電壓VTxH及電壓VTxL之供給部。第1半導體基板7所處理之電壓由於與電壓VTxH或電壓VTxL不同，故若欲將處理電壓VTxH或電壓VTxL之供給部設置於像素30內，則供給部會占很大之面積。其結果，光電二極體31於像素30所占之面積大幅變小。亦即，光電二極體31之開口率大幅降低。於本實施形態中，藉由將傳輸訊號供給部307a設置於絕緣部9，而不於第1半導體基板7之光電二極體31附近個別地設置處理電壓VTxH或電壓VTxL之供給部(不使光電二極體31之開口率降低)，可針對每一像素控制曝光時間。
根據上述實施形態，能獲得以下之作用效果。
(1)設置於第1半導體基板7之複數個像素30之各者具有輸入由較第1半導體基板7之基板電壓即接地電壓高之電壓VTxH與較第1半導體基板7之基板電壓即接地電壓低之電壓VTxL構成之傳輸訊號的傳輸電晶體Tx。設置於第2半導體基板8之A/D轉換部302及取樣部303輸出基於蓄積於浮動擴散部FD之電荷之量之數位訊號。於設置於第1半導體基板7與第2半 導體基板8之間之絕緣部9，針對複數個像素30之各者設置有將傳輸訊號供給至傳輸電晶體Tx之傳輸訊號供給部307a。藉此，不降低光電二極體31之面積即可使傳輸電晶體Tx確實地斷開，能抑制暗電流之增大。又，由於處理負電源之電路不存在於第1半導體基板7，故無須於第1半導體基板7設置用以處理負電源之擴散層等，可使光電二極體31之開口率提高。對於第2重設電晶體RST2，亦能獲得相同之效果。
(2)複數個傳輸訊號供給部307a中之一部分傳輸訊號供給部307a於第1期間使光電二極體31產生之電荷傳輸至浮動擴散部FD。另一部分傳輸訊號供給部307a於與第1期間之長度不同之第2期間使光電二極體31產生之電荷傳輸至浮動擴散部FD。藉此，可使曝光時間針對每一像素30不同，使攝影元件3之動態範圍擴大。
(3)光電二極體31對入射至第1半導體基板7之一個面之入射光進行光電轉換。絕緣部9與第1半導體基板7之另一個面對向而設。藉此，可提高光電二極體31之光電轉換效率。
(4)傳輸訊號供給部307a具有：p型區域327，其自高於第1半導體基板7之基板電壓之電壓之電源部接收電壓VTxH；及n型區域322，其自較第1半導體基板7之基板電壓低之電壓之電源部接收電壓VTxL。傳輸訊號供給部307a將自前者之電源部接收之電壓VTxH及自後者之電源部接收之電壓VTxL作為傳輸訊號輸入至傳輸電晶體Tx。藉此，傳輸訊號供給部307a可處理具有與配置於第1半導體基板7及第2半導體基板8之各電路不同之電壓之訊號。對於第2重設訊號供給部307c，亦能獲得相同之效果。
(5)光電二極體31之一部分介隔嵌入式絕緣膜77而與傳輸電晶體Tx之一部分對向。藉此，可使光電二極體31之面積變大，可更有效地利用入射光。
(6)第1半導體基板7形成有嵌入式絕緣膜77，基板電壓設定為接地電壓。於第1半導體基板7設置有：光電二極體31，其對入射光進行光電轉換；傳輸電晶體Tx，其將藉由光電二極體31進行光電轉換而得之電荷根據傳輸訊號傳輸至浮動擴散部FD；及傳輸訊號供給部307a，其將包含與高於第1半導體基板7之基板電壓之電壓VTxH對應之電壓及與較第1半導體基板7之基板電壓低之電壓VTxL對應之電壓的傳輸訊號供給至傳輸電晶體Tx，且藉由嵌入式絕緣膜77而自第1半導體基板7電性絕緣。藉此，可使傳輸電晶體Tx確實地斷開，能抑制暗電流之增大。對於第2重設電晶體RST2，亦能獲得相同之效果。
(第2實施形態)
第1實施形態之攝影元件3具備具有SOI構造之半導體基板。第2實施形態之攝影元件3於如下方面與第1實施形態不同，即具備並非SOI構造之通常之構造之半導體基板，且由薄膜電晶體構成傳輸訊號供給部307a。以下，以與第1實施形態之攝影元件3之差異為中心對第2實施形態之攝影元件3進行說明。再者，對於與第1實施形態相同之部位標註與第1實施形態相同之符號，並省略說明。
圖7係傳輸訊號供給部307a之電路圖，圖8係傳輸訊號供給部307a之俯視圖。如圖7及圖8所示，本實施形態之傳輸訊號供給部307a具有nMOS電晶體Tr21、nMOS電晶體Tr22、pMOS電晶體Tr23、nMOS電 晶體Tr24、nMOS電晶體Tr25、及pMOS電晶體Tr26。該等電晶體為薄膜電晶體(TFT)。又，本實施形態之像素30進一步具有反相器電路312。
nMOS電晶體Tr22及pMOS電晶體Tr23構成CMOS電路。藉由既定電源對pMOS電晶體Tr23之源極施加電壓VTxH。對nMOS電晶體Tr22及pMOS電晶體Tr23之閘極，藉由傳輸控制部306a供給傳輸控制訊號。nMOS電晶體Tr22之源極與nMOS電晶體Tr21之汲極連接。藉由既定電源對nMOS電晶體Tr21之源極施加電壓VTxL。電壓VTxH為較第1半導體基板7之基板電壓即接地電壓高之電壓(即正電壓)，電壓VTxL為較第1半導體基板7之基板電壓即接地電壓低之電壓(即負電壓)。
nMOS電晶體Tr25及pMOS電晶體Tr26構成CMOS電路。藉由既定電源對pMOS電晶體Tr26之源極施加電壓VTxH。對nMOS電晶體Tr25及pMOS電晶體Tr26之閘極，藉由反相器電路312供給使傳輸控制訊號之高位準與低位準反轉之訊號。nMOS電晶體Tr25之源極與nMOS電晶體Tr24之汲極連接。藉由既定電源對nMOS電晶體Tr24之源極施加電壓VTxL。
nMOS電晶體Tr24之閘極與nMOS電晶體Tr22及pMOS電晶體Tr23之汲極連接。nMOS電晶體Tr21之閘極與nMOS電晶體Tr25及pMOS電晶體Tr26之汲極連接。來自nMOS電晶體Tr25及pMOS電晶體Tr26之汲極之電壓作為傳輸訊號供給至傳輸電晶體Tx。
如以上般構成之傳輸訊號供給部307a根據傳輸控制部306a之輸出訊號，將高於第1半導體基板7之基板電壓之電壓VTxH與較第1半導體基板7之基板電壓低之電壓VTxL之任一者之電壓作為傳輸訊號供給 至傳輸電晶體Tx之閘極。亦即，由nMOS電晶體Tr21、nMOS電晶體Tr22、pMOS電晶體Tr23、nMOS電晶體Tr24、nMOS電晶體Tr25、及pMOS電晶體Tr26構成之電路為將由電壓VTxH與接地電壓構成之訊號轉換為由電壓VTxH與電壓VTxL構成之訊號之位準位移電路。
反相器電路312為由pMOS電晶體Tr28及nMOS電晶體Tr27構成之CMOS電路。反相器電路312設置於第1半導體基板7。反相器電路312根據傳輸控制部306a之輸出訊號，將電壓VDD與接地電壓(GND)之任一者之電壓供給至nMOS電晶體Tr25之閘極及pMOS電晶體Tr26之閘極。
圖9(a)係顯示傳輸訊號供給部307a之A-A'剖面(圖8)之示意圖，圖9(b)係顯示傳輸訊號供給部307a之B-B'剖面(圖8)之示意圖。傳輸訊號供給部307a形成於設置於第1半導體基板7與第2半導體基板8之間之絕緣部9。與第1半導體基板7之間之訊號之傳送接收係透過接合墊90進行。
於圖9中，傳輸訊號供給部307a設置於絕緣部9。於絕緣部9與第2半導體基板8之界面形成有絕緣層，傳輸訊號供給部307a形成於該絕緣層之上。
如以上般，本實施形態之攝影元件3可針對每一像素控制曝光時間。為了針對每一像素控制曝光時間，必須可針對每一像素控制傳輸電晶體Tx之接通斷開之時序。亦即，必須可針對每一像素控制供給至傳輸電晶體Tx之閘極之電壓(於本實施形態中為電壓VTxH及電壓VTxL)。亦即，必須針對每一像素設置對傳輸電晶體Tx之閘極供給電壓VTxH及電壓VTxL之供給部。由於第1半導體基板7所處理之電壓與電壓VTxH或電壓 VTxL不同，故若欲將處理電壓VTxH或電壓VTxL之供給部設置於像素30內，則供給部會占很大之面積。尤其，供給較基板電壓低之電壓VTxL之供給部必須以相對於基板不成為順向偏壓之方式成為三井構造。因此，供給電壓VTxL之供給部需要特別廣泛之面積。其結果，光電二極體31於像素30所占之面積大幅變小。亦即，光電二極體31之開口率大幅降低，攝影元件之微細化變得困難。於本實施形態中，藉由將傳輸訊號供給部307a設置於絕緣部9，而不於第1半導體基板7之光電二極體31附近個別地設置處理電壓VTxH或電壓VTxL之供給部(不使光電二極體31之開口率降低)，可針對每一像素控制曝光時間。
根據上述實施形態，除了第1實施形態中所說明之作用效果以外，可進一步獲得以下之作用效果。
(7)傳輸訊號供給部307a具有將由接地電壓與接地電壓以上之電壓VTxH構成之驅動訊號轉換為由電壓VTxL與電壓VTxH構成之傳輸訊號之位準位移電路。藉此，傳輸訊號供給部307a可將具有與配置與第1半導體基板7及第2半導體基板8之各電路不同之電壓之訊號供給至傳輸電晶體Tx。
(8)於第1半導體基板7，設置有將自傳輸控制部306a供給之訊號輸出至位準位移電路之反相器電路312。位準位移電路包含6個電晶體Tr21~Tr26，於自傳輸控制部306a供給之訊號為接地電壓時將電壓VTxL作為傳輸訊號輸出，於自傳輸控制部306a供給之訊號為電壓VTxH時將電壓VTxH作為傳輸訊號輸出。藉此，傳輸控制部306a無須處理電壓VTxL即可對傳輸電晶體Tx供給電壓VTxL。
(9)傳輸訊號供給部307a包含形成於積層於第1半導體基板7之絕緣層9之薄膜電晶體即6個電晶體Tr21~Tr26。藉此，可將第1半導體基板7作為主體之半導體基板，可削減製造成本。
以下之變形例亦包含於本發明之範圍內，亦可組合一個或複數個變形例與上述實施形態。
(變形例1)
亦可於第1實施形態中所說明之傳輸訊號供給部307a之前段附加第2實施形態中所說明之位準位移電路。亦即，亦可於圖5所示之閘極電極331、332與傳輸控制部306a之間插入位準位移電路。藉此，無須將nMOS電晶體Tr1之閾值電壓Vth設定得較高。
(變形例2)
於第2實施形態中，如圖9所示，將傳輸訊號供給部307a設置於絕緣層上，該絕緣層設置於第2半導體基板8之一面，但亦可將傳輸訊號供給部307a設置於第1半導體基板7側。於該情形時，只要於第1半導體基板7之與第2半導體基板8對向之面形成絕緣層，並於該絕緣層上形成傳輸訊號供給部307a即可。
於上述中，對各種實施形態及變形例進行了說明，但本發明並不限定於其等之內容。於本發明之技術思想之範圍內思及之其他態樣亦包含於本發明之範圍內。
上述實施形態及變形例亦包含如下之攝影裝置及電子攝影機。
(1)一種攝影元件，其具備：第1半導體層，其設置有複數個像素，上述複數個像素具有：光電轉換部，其對入射光進行光電轉換；蓄積部， 藉由上述光電轉換部進行光電轉換而得之電荷傳輸並蓄積於該蓄積部；及傳輸部，其將藉由上述光電轉換部而產生之電荷傳輸至上述蓄積部；第2半導體層，其於上述複數個像素之每一者設置有供給部，上述供給部將用以將上述電荷自上述光電轉換部傳輸至上述蓄積部之傳輸訊號供給至上述傳輸部；及第3半導體層，其被輸入基於傳輸至上述蓄積部之上述電荷之訊號。
(2)如(1)之攝影元件，其中上述第2半導體層具有薄膜電晶體。
(3)如(2)之攝影元件，其中上述第1半導體層及上述第3半導體層係藉由半導體基板而構成。
(4)如(2)或(3)之攝影元件，其中上述第2半導體層配置於設置於作為上述第1半導體層之半導體基板與作為上述第3半導體層之半導體基板之間的絕緣部。
(5)如(1)之攝影元件，其中上述第1半導體層係具備矽基板、嵌入式氧化膜層及矽層之SOI基板之上述矽基板及上述矽層之其中一者，上述第2半導體層係上述矽基板及上述矽層之另一者。
(6)如(5)之攝影元件，其中上述第3半導體層係藉由半導體基板而構成。
(7)如(1)~(6)之攝影元件，其中複數個上述供給部中之一部分上述供給部於第1期間使上述光電轉換部產生之電荷傳輸至上述蓄積部，另一部分上述供給部於與上述第1期間之長度不同之第2期間供給使上述光電轉換部產生之電荷傳輸至上述蓄積部之上述傳輸訊號。
(8)如(1)~(7)之攝影元件，其中上述供給部具有藉由第1電源 部而施加較上述第1半導體層之電壓高之電壓之第1擴散部，及藉由第2電源部而施加較上述第1半導體層之電壓低之電壓之第2擴散部，將基於藉由上述第1電源部施加之電壓之第1電壓供給至上述傳輸部，將基於藉由上述第2電源部施加之電壓之第2電壓供給至上述傳輸部。
(9)如(8)之攝影元件，其中上述光電轉換部為嵌入式光電二極體，上述傳輸部於上述傳輸訊號為上述第1電壓時將藉由上述光電轉換部進行光電轉換而得之電荷傳輸至上述蓄積部，於上述傳輸訊號為上述第2電壓時不將藉由上述光電轉換部進行光電轉換而得之電荷傳輸至上述蓄積部。
(10)如(9)之攝影元件，其中上述供給部具有位準位移電路，該位準位移電路將由為接地電壓以上之第3電壓與為接地電壓以上且較上述第3電壓高之第4電壓構成之驅動訊號轉換為由上述第1電壓與上述第2電壓構成之上述傳輸訊號。
(11)如(10)之攝影元件，其進一步具備將上述驅動訊號輸出至上述位準位移電路之反相器電路，上述位準位移電路包含至少6個電晶體，於上述驅動訊號為上述第3電壓時輸出作為上述第1電壓之上述傳輸訊號，於上述驅動訊號為上述第4電壓時輸出作為上述第2電壓之上述傳輸訊號。
(12)如(1)~(11)之攝影元件，其中上述光電轉換部設置於上述第1半導體層之光入射之面，上述傳輸部及上述蓄積部設置於上述第1半導體層之上述第2半導體層側之面。
(13)一種攝影元件，其具備：第1半導體基板，其設置有複數個像素，上述複數個像素具有：光電轉換部，其對入射光進行光電轉換；蓄積部，藉由上述光電轉換部進行光電轉換而得之電荷傳輸並蓄積於該蓄積 部；及傳輸部，其將藉由上述光電轉換部而產生之電荷傳輸至上述蓄積部；以及半導體層，其積層配置於上述第1半導體基板，且於上述複數個像素之每一者設置有供給部，上述供給部將用以將上述電荷自上述光電轉換部傳輸至上述蓄積部之傳輸訊號供給至上述傳輸部。
(14)一種攝影元件，其具備：第1半導體基板，其形成有絕緣部，且設定有既定之基板電壓；光電轉換部，其設置於上述第1半導體基板，且對入射光進行光電轉換；傳輸部，其設置於上述第1半導體基板，且將藉由上述光電轉換部進行光電轉換而得之電荷根據傳輸訊號傳輸至蓄積部；及供給部，其將包含作為正電壓之第1訊號電壓與作為負電壓之第2訊號電壓之上述傳輸訊號供給至上述傳輸部，且藉由上述絕緣部而自上述第1半導體基板電性絕緣。
(15)一種電子攝影機，其具有如(1)~(14)之攝影元件。
又，上述實施形態及變形例亦包含如以下之攝影元件。
(1)一種攝影元件，其具備：第1半導體基板，其設置有複數個像素，上述複數個像素具有：光電轉換部，其對入射光進行光電轉換；蓄積部，其蓄積藉由上述光電轉換部進行光電轉換而得之電荷；及傳輸部，其被輸入由高於接地電壓之第1電壓與低於接地電壓之第2電壓構成之傳輸訊號；第2半導體基板，其於上述複數個像素之每一者設置有輸出基於蓄積於上述蓄積部之電荷之量之數位訊號之A/D轉換部；以及絕緣部，其配置於上述第1半導體基板與上述第2半導體基板之間，且於上述複數個像素之每一者設置有將上述傳輸訊號供給至上述傳輸部之傳輸訊號供給部。
(2)如(1)之攝影元件，其中複數個上述傳輸訊號供給部中之一部 分上述傳輸訊號供給部於第1期間使上述光電轉換部產生之電荷傳輸至上述蓄積部，另一部分上述傳輸訊號供給部於與上述第1期間之長度不同之第2期間供給使上述光電轉換部產生之電荷傳輸至上述蓄積部之上述傳輸訊號。
(3)如(1)或(2)之攝影元件，其中上述傳輸訊號供給部具有自正電壓之第1電源部接收正電壓之第1擴散部，及自負電壓之第2電源部接收負電壓之第2擴散部，根據自上述第1電源部接收之正電壓將上述第1電壓輸入至上述傳輸部，根據自上述第2電源部接收之負電壓將上述第2電壓輸入至上述傳輸部。
(4)如(1)~(3)之攝影元件，其中上述光電轉換部為嵌入式光電二極體，上述傳輸部於上述傳輸訊號為上述第1電壓時將藉由上述光電轉換部進行光電轉換而得之電荷傳輸至上述蓄積部，於上述傳輸訊號為上述第2電壓時不將藉由上述光電轉換部進行光電轉換而得之電荷傳輸至上述蓄積部。
(5)如(4)之攝影元件，其中上述傳輸訊號供給部具有位準位移電路，該位準位移電路將由為接地電壓以上之第3電壓與為接地電壓以上且較上述第3電壓高之第4電壓構成之驅動訊號轉換為由上述第1電壓與上述第2電壓構成之上述傳輸訊號。
(6)如(5)之攝影元件，其進一步具備將上述驅動訊號輸出至上述位準位移電路之反相器電路，上述位準位移電路包含至少6個電晶體，於上述驅動訊號為上述第3電壓時輸出作為上述第1電壓之上述傳輸訊號，於上述驅動訊號為上述第4電壓時輸出作為上述第2電壓之上述傳輸訊號。
(7)如(1)~(6)之攝影元件，其中上述光電轉換部設置於上述第1半導體基板之光入射之面，上述傳輸部及上述蓄積部設置於上述第1半導體基板之上述第2半導體基板側之面。
(8)如(1)~(7)之攝影元件，其中上述第1半導體基板為SOI基板，上述絕緣部包含嵌入式絕緣膜。
(9)如(1)~(8)之攝影元件，其中上述絕緣部包含積層於上述第1半導體基板或上述第2半導體基板之絕緣層，上述傳輸訊號供給部包含形成於上述絕緣層之薄膜電晶體。
(10)一種攝影元件，其具備：第1半導體基板，其形成有絕緣部，且設定有既定之基板電位；光電轉換部，其設置於上述第1半導體基板，對入射光進行光電轉換；傳輸部，其設置於上述第1半導體基板，且將藉由上述光電轉換部進行光電轉換而得之電荷根據傳輸訊號傳輸至蓄積部；及傳輸訊號供給部，其將包含作為正電位之第1訊號電位與作為負電位之第2訊號電位之上述傳輸訊號供給至上述傳輸部，且藉由上述絕緣部而自上述第1半導體基板電性絕緣。
以下之優先權基礎申請案所揭示內容作為引用內容而併入本文中。
日本專利申請案2015年第195281號(2015年9月30日申請)

Claims (13)

  1. 一種攝影元件，其具備：第1半導體層，其設置有複數個像素，上述複數個像素具有：光電轉換部，其對入射光進行光電轉換；蓄積部，藉由上述光電轉換部進行光電轉換而得之電荷傳輸並蓄積於該蓄積部；及傳輸部，其將藉由上述光電轉換部而產生之電荷傳輸至上述蓄積部；第2半導體層，其於上述複數個像素之每一者設置有供給部，上述供給部將用以將上述電荷自上述光電轉換部傳輸至上述蓄積部之傳輸訊號供給至上述傳輸部；及第3半導體層，其被輸入基於傳輸至上述蓄積部之上述電荷之訊號。
  2. 如申請專利範圍第1項之攝影元件，其中上述第2半導體層具有薄膜電晶體。
  3. 如申請專利範圍第2項之攝影元件，其中上述第1半導體層及上述第3半導體層係藉由半導體基板而構成。
  4. 如申請專利範圍第2或3項之攝影元件，其中上述第2半導體層配置於設置於作為上述第1半導體層之半導體基板與作為上述第3半導體層之半導體基板之間的絕緣部。
  5. 如申請專利範圍第1項之攝影元件，其中上述第1半導體層係具備矽基板、嵌入式氧化膜層及矽層之SOI基板之上述矽基板及上述矽層之其中一者，上述第2半導體層係上述矽基板及上述矽層之另一者。
  6. 如申請專利範圍第5項之攝影元件，其中上述第3半導體層係藉由半導體基板而構成。
  7. 如申請專利範圍第1至3、5至6項中任一項之攝影元件，其中複數個上述供給部中之一部分上述供給部於第1期間使上述光電轉換部產生之電荷傳輸至上述蓄積部，另一部分上述供給部於與上述第1期間之長度不同之第2期間供給使上述光電轉換部產生之電荷傳輸至上述蓄積部之上述傳輸訊號。
  8. 如申請專利範圍第1至3、5至6項中任一項之攝影元件，其中上述供給部具有藉由第1電源部而施加較上述第1半導體層之電壓高之電壓之第1擴散部，及藉由第2電源部而施加較上述第1半導體層之電壓低之電壓之第2擴散部，將基於藉由上述第1電源部施加之電壓之第1電壓供給至上述傳輸部，將基於藉由上述第2電源部施加之電壓之第2電壓供給至上述傳輸部。
  9. 如申請專利範圍第8項之攝影元件，其中上述光電轉換部為嵌入式光電二極體，上述傳輸部於上述傳輸訊號為上述第1電壓時將藉由上述光電轉換部進行光電轉換而得之電荷傳輸至上述蓄積部，於上述傳輸訊號為上述第2電壓時不將藉由上述光電轉換部進行光電轉換而得之電荷傳輸至上述蓄積部。
  10. 如申請專利範圍第9項之攝影元件，其中上述供給部具有位準位移電路，該位準位移電路將由為接地電壓以上之第3電壓與為接地電壓以上且較上述第3電壓高之第4電壓構成之驅動訊號轉換為由上述第1電壓與上述第2電壓構成之上述傳輸訊號。
  11. 如申請專利範圍第10項之攝影元件，其進一步具備將上述驅動訊號輸出至上述位準位移電路之反相器電路，上述位準位移電路包含至少6個電晶體，於上述驅動訊號為上述第3電壓時輸出作為上述第1電壓之上述傳輸訊號，於上述驅動訊號為上述第4電壓時輸出作為上述第2電壓之上述傳輸訊號。
  12. 如申請專利範圍第1至3、5至6項中任一項之攝影元件，其中上述光電轉換部設置於上述第1半導體層之光入射之面，上述傳輸部及上述蓄積部設置於上述第1半導體層之上述第2半導體層側之面。
  13. 一種電子攝影機，其具有如申請專利範圍第1至12項中任一項之攝影元件。
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