TWI833771B

TWI833771B - 固體攝像裝置

Info

Publication number: TWI833771B
Application number: TW108122477A
Authority: TW
Inventors: 小野俊明
Original assignee: 日商索尼半導體解決方案公司
Priority date: 2018-07-03
Filing date: 2019-06-26
Publication date: 2024-03-01

Abstract

本發明之固體攝像裝置具有複數個包含P×Q個攝像元件之攝像元件區塊，且於攝像元件區塊中，於攝像元件間設置有第1電荷遷移控制電極36A、36B，於攝像元件區塊間設置有第2電荷遷移控制電極37A、37B，於攝像元件區塊中，沿著第1方向排列有P個攝像元件，沿著第2方向排列有Q個攝像元件，在第1電荷遷移控制電極36A、36B之控制下，沿著第1方向儲存於第1個攝像元件至第(P－1)個攝像元件之光電轉換層之電荷傳輸至第P個攝像元件之光電轉換層，且與儲存於Q個之第P個攝像元件之光電轉換層之電荷一同讀出。

Description

固體攝像裝置

本發明係關於一種固體攝像裝置。

將有機半導體材料用於光電轉換層之攝像元件能夠對特定之顏色(波段)進行光電轉換。而且，由於具有此種特徵，故而於用作固體攝像裝置中之攝像元件之情形時，能夠獲得由晶載彩色濾光片(OCCF)與攝像元件之組合構成副像素且將副像素二維排列之於先前之固體攝像裝置中無法實現之積層有副像素的構造(積層型攝像元件)(例如，參照日本專利特開2017-157816號公報)。又，由於無需解馬賽克處理，故而有不產生偽色之優點。再者，於以下之說明中，為方便起見，有時將設置於半導體基板之上或上方之具備光電轉換部之攝像元件稱為『第1類型之攝像元件』，為方便起見，有時將構成第1類型之攝像元件之光電轉換部稱為『第1類型之光電轉換部』，為方便起見，有時將設置於半導體基板內之攝像元件稱為『第2類型之攝像元件』，為方便起見，有時將構成第2類型之攝像元件之光電轉換部稱為『第2類型之光電轉換部』。

於圖51中，示出日本專利特開2017-157816號公報中所揭示之積層型攝像元件(積層型固體攝像裝置)之構造例。於圖51所示之例中，於半導體基板70內積層形成有構成第2類型之攝像元件即第3攝像元件15及第2攝像元件13之第2類型之光電轉換部即第3光電轉換部43及第2光電轉換部41。又，於半導體基板70之上方(具體而言，第2攝像元件13之上方)配置有第1類型之光電轉換部即第1光電轉換部11'。此處，第1光電轉換部11'具備第1電極21、包含有機材料之光電轉換層23、第2電極22，且構成第1類型之攝像元件即第1攝像元件11。又，與第1電極21相隔而設置有電荷儲存用電極24，於電荷儲存用電極24之上方介隔絕緣層82而設置有光電轉換層23。於第2光電轉換部41與第3光電轉換部43中，因吸收係數之差異，而分別對例如藍色光及紅色光進行光電轉換。又，於第1光電轉換部11'中，例如對綠色光進行光電轉換。

於第2光電轉換部41及第3光電轉換部43中藉由光電轉換所產生之電荷暫時先儲存於該等第2光電轉換部41及第3光電轉換部43，之後分別利用垂直型電晶體(圖示閘極部45)及傳輸電晶體(圖示閘極部46)傳輸至第2浮動擴散層(Floating Diffusion)FD₂ 及第3浮動擴散層FD₃ ，進而輸出至外部之讀出電路(未圖示)。該等電晶體及浮動擴散層FD₂ 、FD₃ 亦形成於半導體基板70。

於第1光電轉換部11'中藉由光電轉換所產生之電荷於電荷儲存時被電荷儲存用電極24吸引，而儲存於光電轉換層23。電荷傳輸時，儲存於光電轉換層23之電荷經由第1電極21、接觸孔部61、配線層62而儲存於形成在半導體基板70之第1浮動擴散層FD₁ 。又，第1光電轉換部11'經由接觸孔部61、配線層62亦連接於將電荷量轉換為電壓之放大電晶體之閘極部52。而且，第1浮動擴散層FD₁ 構成重置電晶體(圖示閘極部51)之一部分。再者，關於參照編號63、64、65、66、71、72、76、81、83、90等，於實施例4中進行說明。

且說，圖51係將第1攝像元件11、第2攝像元件13及第3攝像元件15之構成、構造簡化而圖示。實際上，例如如圖52A中示出模式性局部剖視圖般，為了簡化攝像元件11、13、15之構成、構造，4個攝像元件11、13、15共用1個第1電極、1個浮動擴散層FD₁ 、FD₂ 、FD₃ 。再者，於圖52A及圖52B中，圖示4個第1攝像元件中之2個攝像元件。未圖示之2個攝像元件設置於圖示之2個攝像元件之圖式上之後方。即，由第1攝像元件11₁₁ 、11₁₂ 及未圖示之2個第1攝像元件之合計4個第1攝像元件構成攝像元件區塊10₁ ，由第1攝像元件11₁₃ 、11₁₄ 及未圖示之2個第1攝像元件之合計4個第1攝像元件構成攝像元件區塊10₂ 。又，由第2攝像元件13₁₁ 、13₁₂ 及未圖示之2個第2攝像元件之合計4個第2攝像元件構成攝像元件區塊12₁ ，由第2攝像元件13₁₃ 、13₁₄ 及未圖示之2個第2攝像元件之合計4個第2攝像元件構成攝像元件區塊12₂ 。又，由第3攝像元件15₁₁ 、15₁₂ 及未圖示之2個第3攝像元件之合計4個第3攝像元件構成攝像元件區塊14₁ ，由第3攝像元件15₁₃ 、15₁₄ 及未圖示之2個第3攝像元件之合計4個第3攝像元件構成攝像元件區塊14₂ 。而且，藉由具有此種構成、構造，能夠將利用4個光電轉換元件所獲得之信號相加，從而能夠謀求感度之增加。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2017-157816號公報

[發明所欲解決之問題]

且說，於此種構成、構造之攝像元件中，存在佈局之關係上受到第1浮動擴散層FD₁ 及接觸孔部61之配置之制約的情況。因此，如圖52B中示出模式性局部剖視圖般，例如相對於第2攝像元件13及第3攝像元件15使第1攝像元件11錯開1個攝像元件而形成。然而，於此種構成中，於4個第2攝像元件13及4個第3攝像元件15所接收之光與4個第1攝像元件11所接收之光之間產生位置上的偏移。因此，無法將利用4個光電轉換元件所獲得之信號相加，導致無法謀求感度之增加。即，自第2攝像元件區塊12₁ 所獲得之相加信號之重心座標與自第3攝像元件區塊14₁ 所獲得之相加信號的重心座標一致，但自第1攝像元件區塊10₁ 所獲得之相加信號之重心座標偏移，對後段之圖像處理帶來阻礙。雖能夠將利用第2攝像元件區塊12₁ 與第3攝像元件區塊14₁ 所獲得之信號相加，但無法將利用第1攝像元件區塊10₁ 所獲得之信號相加至該等中。同樣地，相對於利用第2攝像元件區塊12₂ 與第3攝像元件區塊14₂ 所獲得之相加信號之重心座標，利用第1攝像元件區塊10₂ 所獲得之相加信號之重心座標亦偏移。雖能夠將利用第2攝像元件區塊12₂ 與第3攝像元件區塊14₂ 所獲得之信號相加，但無法將利用第1攝像元件區塊10₂ 所獲得之信號相加至該等中。

因此，本發明之目的在於提供一種能夠將利用複數個光電轉換元件所獲得之信號相加以謀求感度之增加，而且具有不易受到佈局上之制約之構成、構造之固體攝像裝置。 [解決問題之技術手段]

用以達成上述目的之本發明之第1態樣之固體攝像裝置具有複數個包含P×Q個(其中，P≧2、Q≧1)攝像元件之攝像元件區塊，且各攝像元件具有具備光電轉換層、絕緣層、及介隔絕緣層而與光電轉換層對向配置之電荷儲存用電極之光電轉換部，於攝像元件區塊中，於攝像元件與攝像元件之間設置有第1電荷遷移控制電極，於攝像元件區塊與攝像元件區塊之間設置有第2電荷遷移控制電極，於攝像元件區塊中，沿著第1方向排列有P個攝像元件，沿著第2方向排列有Q個攝像元件，在第1電荷遷移控制電極之控制下，沿著第1方向儲存於第1個攝像元件至第(P－1)個攝像元件之光電轉換層之電荷傳輸至第P個攝像元件之光電轉換層，且與儲存於Q個之第P個攝像元件之光電轉換層之電荷一同讀出。

用以達成上述目的之本發明之第2態樣之固體攝像裝置具備具有至少1個構成本發明之第1態樣之固體攝像裝置之攝像元件的積層型攝像元件。

以下，參照圖式，基於實施例對本發明進行說明，但本發明並不限定於實施例，實施例中之各種數值或材料為例示。再者，說明係按照以下之順序進行。 1.與本發明之第1態樣～第2態樣之固體攝像裝置總體相關之說明 2.實施例1(本發明之第1態樣～第2態樣之固體攝像裝置、第1構成之固體攝像裝置、第1-A構成之固體攝像裝置) 3.實施例2(實施例1之變化、第1-B構成之固體攝像裝置) 4.實施例3(實施例1之另一變化、第1-C構成之固體攝像裝置) 5.實施例4(實施例1～實施例3之變化) 6.實施例5(實施例1～實施例3之另一變化) 7.實施例6(實施例4～實施例5之變化) 8.實施例7(實施例4～實施例6之變化) 9.實施例8(實施例4～實施例7之變化、具備傳輸控制用電極之攝像元件) 10.實施例9(實施例4～實施例8之變化、具備複數個電荷儲存用電極區段之攝像元件) 11.實施例10(實施例4～實施例9之變化、第1構成及第6構成之攝像元件) 12.實施例11(本發明之第2構成及第6構成之攝像元件) 13.實施例12(第3構成之攝像元件) 14.實施例13(第4構成之攝像元件) 15.實施例14(第5構成之攝像元件) 16.實施例15(第6構成之攝像元件) 17.實施例16(本發明之第1態樣之固體攝像裝置) 18.其他

＜與本發明之第1態樣～第2態樣之固體攝像裝置總體相關之說明＞於本發明之第2態樣之固體攝像裝置中，可設為如下形態，即，於本發明之第1態樣之固體攝像裝置中之複數個攝像元件區塊的下方設置有至少1層下方攝像元件區塊，且下方攝像元件區塊包含複數個(具體而言，沿著第1方向P個，沿著第2方向Q個之P×Q個)攝像元件，構成攝像元件區塊之攝像元件所接收之光之波長與構成下方攝像元件區塊之攝像元件所接收之光的波長不同。而且，於包含此種較佳之形態之本發明之第2態樣的固體攝像裝置中，可設為如下形態，即，下方攝像元件區塊設置有2層。進而，於包含以上所說明之較佳之形態之本發明之第2態樣的固體攝像裝置中，可設為如下形態，即，構成下方攝像元件區塊之複數個(具體而言，P×Q個)攝像元件具備共用之浮動擴散層。

於包含以上所說明之較佳之形態之本發明之第2態樣的固體攝像裝置、或，本發明之第1態樣之固體攝像裝置(以下，為方便起見，將該等固體攝像裝置統稱為『本發明之固體攝像裝置等』)中，可設為如下形態，即，在第2電荷遷移控制電極之控制下，儲存於光電轉換層之電荷於鄰接之攝像元件區塊間之攝像元件之間的遷移被禁止。

於包含上述較佳之形態之本發明之固體攝像裝置等中，可設為如下形態，即，攝像元件進而具備第1電極及第2電極，且光電轉換部係將第1電極、光電轉換層及第2電極積層而成，電荷儲存用電極與第1電極相隔配置，且介隔絕緣層而與光電轉換層對向配置，於攝像元件區塊中，構成第P個攝像元件之Q個攝像元件之第1電極被共用。而且，於該情形時，可設為如下形態，即，各攝像元件區塊具有控制部，且控制部至少包含浮動擴散層及放大電晶體，共用之第1電極連接於控制部。

進而，於包含以上所說明之較佳之形態之本發明的固體攝像裝置等中，可設為如下構成，即，複數個攝像元件區塊沿第1方向、及與第1方向不同之第2方向呈二維矩陣狀排列，且第2電荷遷移控制電極具備位於構成沿著第1方向鄰接之攝像元件區塊之攝像元件之間的第2-A電荷遷移控制電極，第2-A電荷遷移控制電極之控制下，儲存於光電轉換層之電荷於沿著第1方向鄰接之攝像元件區塊間之攝像元件之間的遷移被禁止。再者，為方便起見，將此種構成稱為『第1構成之固體攝像裝置』。

而且，於此種第1構成之固體攝像裝置中，可設為如下構成，即，第2電荷遷移控制電極具備位於構成沿著第2方向鄰接之攝像元件區塊之攝像元件之間的第2-B電荷遷移控制電極，且在第2-B電荷遷移控制電極之控制下，儲存於光電轉換層之電荷於沿著第2方向鄰接之攝像元件區塊間之攝像元件之間的遷移被禁止。再者，為方便起見，將此種構成稱為『第1-A構成之固體攝像裝置』。而且，於包含此種構成之第1構成之固體攝像裝置中，可設為如下構成，即，於攝像元件區塊中，第1電荷遷移控制電極具備位於沿著第1方向鄰接之攝像元件之間之第1-A電荷遷移控制電極、及位於沿著第2方向鄰接之攝像元件之間之第1-B電荷遷移控制電極。

或，於第1-A構成之固體攝像裝置中，可設為如下構成，即，於鄰接之攝像元件區塊中，鄰接之第2-B電荷遷移控制電極相連，進而，第2-A電荷遷移控制電極相連。再者，為方便起見，將此種構成稱為『第1-B構成之固體攝像裝置』。而且，於該情形時，可設為如下構成，即，於攝像元件區塊中，第1電荷遷移控制電極具備位於沿著第1方向鄰接之攝像元件之間之第1-A電荷遷移控制電極、及位於沿著第2方向鄰接之攝像元件之間之第1-B電荷遷移控制電極，進而可設為如下構成，即，於攝像元件區塊中，第1-A電荷遷移控制電極與第1-B電荷遷移控制電極相連。

或，於第1構成之固體攝像裝置中，可設為如下構成，即，於攝像元件區塊中，鄰接之第2-B電荷遷移控制電極相連，進而，於鄰接之攝像元件區塊中，鄰接之第2-B電荷遷移控制電極相連。再者，為方便起見，將此種構成稱為『第1-C構成之固體攝像裝置』。而且，於該情形時，可設為如下構成，即，於攝像元件區塊中，第1電荷遷移控制電極具備位於沿著第1方向鄰接之攝像元件之間之第1-A電荷遷移控制電極、及位於沿著第2方向鄰接之攝像元件之間之第1-B電荷遷移控制電極，進而可設為如下構成，即，於攝像元件區塊中，第1-B電荷遷移控制電極相連。

進而，於包含以上所說明之較佳之形態、構成之本發明之固體攝像裝置等中，可設為如下形態，即，第1電荷遷移控制電極及第2電荷遷移控制電極設置於介隔絕緣層而與位於鄰接之攝像元件之間之光電轉換層之區域對向的區域。再者，為方便起見，有時將該等第1電荷遷移控制電極及第2電荷遷移控制電極稱為『下方第1電荷遷移控制電極』及『下方第2電荷遷移控制電極』。或，可設為如下形態，即，第1電荷遷移控制電極及第2電荷遷移控制電極在位於鄰接之攝像元件之間之光電轉換層的區域上與第2電極相隔而設置。再者，為方便起見，有時將該等第1電荷遷移控制電極及第2電荷遷移控制電極稱為『上方第1電荷遷移控制電極』及『上方第2電荷遷移控制電極』。

於本發明之第1態樣～第2態樣之固體攝像裝置中，由於在構成1個攝像元件區塊之P×Q個攝像元件中將第1電極共用化，故而能夠將排列有複數個攝像元件之像素區域中之構成、構造簡化、微細化。而且，對包含P×Q個攝像元件之1個攝像元件區塊設置有1個浮動擴散層。此處，對1個浮動擴散層設置之P×Q個攝像元件可包含複數個下述第1類型之攝像元件，亦可包含至少1個第1類型之攝像元件及1個或2個以上之下述第2類型之攝像元件。

於本發明之第1態樣～第2態樣之固體攝像裝置中，在第1電荷遷移控制電極之控制下，沿著第1方向儲存於第1個攝像元件至第(P－1)個攝像元件之光電轉換層之電荷傳輸至第P個攝像元件之光電轉換層，且與儲存於Q個之第P個攝像元件之光電轉換層之電荷一同讀出，但為方便起見，將此種讀出方式稱為『第1模式之讀出方法』。於第1模式之讀出方法中，將利用4個光電轉換元件所獲得之信號相加以謀求感度之增加。於本發明之第1態樣～第2態樣之固體攝像裝置中，除了採用此種第1模式之讀出方法以外，還可採用第2模式之讀出方法。第1模式之讀出方法與第2模式之讀出方法之切換可藉由將適當的切換構件設置於固體攝像裝置而達成。

此處，第2模式之讀出方法係將儲存於與在複數個攝像元件中共用之第1電極鄰接之該等複數個攝像元件之光電轉換層之電荷依序經由第1電極而讀出的方式。藉此，能夠謀求利用固體攝像裝置所獲得之圖像之高精細化。於第2模式之讀出方法中，藉由對電荷傳輸期間之時序適當進行控制，P×Q個攝像元件能夠共用1個浮動擴散層。P×Q個攝像元件係互連地進行動作，且連接於下述驅動電路而作為攝像元件之單元。即，將構成攝像元件之單元之P×Q個攝像元件連接於1個驅動電路。但是，電荷儲存用電極之控制係對每個攝像元件進行。又，P×Q個攝像元件可共用1個接觸孔部。於P×Q個攝像元件中共用之第1電極與各攝像元件之電荷儲存用電極之配置關係亦存在第1電極與各攝像元件之電荷儲存用電極鄰接配置的情況。或，亦存在將第1電極與P×Q個攝像元件之一部分之電荷儲存用電極鄰接配置，且不與P×Q個攝像元件之其餘部分之電荷儲存用電極鄰接配置之情況，於該情形時，電荷自P×Q個攝像元件之其餘部分向第1電極之遷移成為經由鄰接之攝像元件之單元中之第1電極的遷移。

將於以下之說明中表示對各種電極施加之電位之符號示於以下之表1。此處，在第1電荷遷移控制電極之控制下，沿著第1方向儲存於第1個攝像元件至第(P－1)個攝像元件之光電轉換層之電荷傳輸至第P個攝像元件之光電轉換層，但『第1電荷傳輸期間』為此時之電位。又，該電荷與儲存於Q個之第P個攝像元件之光電轉換層之電荷一同讀出，且輸送至第1電極，但『第2電荷傳輸期間』為此時之電位。

＜表1＞

構成包含以上所說明之較佳之形態、構成之本發明之固體攝像裝置等之攝像元件區塊之攝像元件(為方便起見，以下稱為『本發明中之攝像元件』)可設為如下形態，即，進而具備半導體基板，且光電轉換部配置於半導體基板之上方。再者，第1電極、電荷儲存用電極、第2電極、第1電荷遷移控制電極、第2電荷遷移控制電極及各種電極連接於下述驅動電路。

進而，包含以上所說明之各種較佳之形態、構成之本發明中之攝像元件可設為如下形態，即，於第1電極與電荷儲存用電極之間，進而具備與第1電極及電荷儲存用電極相隔配置且介隔絕緣層而與光電轉換層對向配置之傳輸控制用電極(電荷傳輸電極)。再者，為方便起見，有時將此種形態之本發明中之攝像元件稱為『具備傳輸控制用電極之本發明中之攝像元件』。而且，於具備傳輸控制用電極之本發明中之攝像元件中，於電荷儲存期間，將施加於傳輸控制用電極之電位設為V₆₁ 時，於第1電極之電位較第2電極之電位高之情形時，較佳為滿足V₆₁ ≦V₁₁ 、V₃₁ ＜V₆₁ 。又，於第2電荷傳輸期間，將施加於傳輸控制用電極之電位設為V₆₃ 時，於第1電極之電位較第2電極之電位高之情形時，較佳為滿足V₃₃ ≦V₆₃ ≦V₁₃ 。

進而，於包含以上所說明之各種較佳之形態、構成之本發明中之攝像元件中，可設為如下形態，即，進而具備連接於光電轉換層且與第1電極及電荷儲存用電極相隔配置之電荷排出電極。再者，為方便起見，將此種形態之本發明中之攝像元件稱為『具備電荷排出電極之本發明中之攝像元件』。而且，於具備電荷排出電極之本發明中之攝像元件中，可設為如下形態，即，電荷排出電極係以包圍第1電極及電荷儲存用電極之方式(即，呈邊框狀)配置。電荷排出電極可於複數個攝像元件中共用化(共通化)。於設置電荷排出電極之情形時，較佳為由上方第1電荷遷移控制電極及上方第2電荷遷移控制電極構成第1電荷遷移控制電極及第2電荷遷移控制電極。而且，於該情形時，可設為如下形態，即，光電轉換層在設置於絕緣層之第2開口部內延伸，且與電荷排出電極連接，且電荷排出電極之頂面之緣部由絕緣層覆蓋，電荷排出電極於第2開口部之底面露出，將與電荷排出電極之頂面相接之絕緣層之面設為第3面，將與對向於電荷儲存用電極之光電轉換層之部分相接之絕緣層的面設為第2面時，第2開口部之側面具有自第3面朝向第2面擴展之傾斜。

進而，於具備電荷排出電極之本發明中之攝像元件中，可設為如下構成，即，進而具備設置於半導體基板且具有驅動電路之控制部，且第1電極、電荷儲存用電極及電荷排出電極連接於驅動電路，於電荷儲存期間，自驅動電路對第1電極施加電位V₁₁ ，對電荷儲存用電極施加電位V₃₁ ，對電荷排出電極施加電位V₇₁ ，將電荷儲存於光電轉換層，於第2電荷傳輸期間，自驅動電路對第1電極施加電位V₁₃ ，對電荷儲存用電極施加電位V₃₃ ，對電荷排出電極施加電位V₇₃ ，將儲存於光電轉換層之電荷經由第1電極而讀出至控制部。但是，於第1電極之電位較第2電極之電位高之情形時，為V₇₁ ＞V₁₁ ，且V₇₃ ＜V₁₃ ，於第1電極之電位較第2電極之電位低之情形時，為V₇₁ ＜V₁₁ ，且V₇₃ ＞V₁₃ 。

進而，於包含以上所說明之各種較佳之形態、構成之本發明中之攝像元件中，可設為如下形態，即，電荷儲存用電極包含複數個電荷儲存用電極區段。再者，為方便起見，有時將此種形態之本發明中之攝像元件稱為『具備複數個電荷儲存用電極區段之本發明中之攝像元件』。電荷儲存用電極區段之數量只要為2個以上即可。而且，於具備複數個電荷儲存用電極區段之本發明中之攝像元件中，於對N個電荷儲存用電極區段之各者施加不同之電位之情形時，可設為如下形態，即，於第1電極之電位較第2電極之電位高之情形時，於第2電荷傳輸期間，對位於距第1電極最近處之電荷儲存用電極區段(第1個光電轉換部區段)施加之電位較對位於距第1電極最遠處之電荷儲存用電極區段(第N個光電轉換部區段)施加的電位高，且於第1電極之電位較第2電極之電位低之情形時，於第2電荷傳輸期間，對位於距第1電極最近處之電荷儲存用電極區段(第1個光電轉換部區段)施加之電位較對位於距第1電極最遠處之電荷儲存用電極區段(第N個光電轉換部區段)施加的電位低。

進而，於包含以上所說明之各種較佳之形態、構成之本發明中之攝像元件中，可設為如下形態，即，電荷儲存用電極之大小較第1電極大。將電荷儲存用電極之面積設為s₁ '，將第1電極之面積設為s₁ 時，並無限定，但較佳為滿足 4≦s₁ '/s₁ 。

位於光入射側之第2電極除了形成上方電荷遷移控制電極之情形以外，亦可於複數個攝像元件中共通化。即，可將第2電極作為所謂固體電極。於本發明中之攝像元件中，光電轉換層可於複數個攝像元件中共通化。即，可設為於複數個攝像元件中形成有1層光電轉換層之形態。

進而，於包含以上所說明之各種較佳之形態、構成之本發明中之攝像元件中，可設為如下形態，即，第1電極在設置於絕緣層之開口部內延伸，且與光電轉換層連接。或，可設為如下形態，即，光電轉換層在設置於絕緣層之開口部內延伸，且與第1電極連接，於該情形時，可設為如下形態，即，第1電極之頂面之緣部由絕緣層覆蓋，且第1電極於開口部之底面露出，將與第1電極之頂面相接之絕緣層之面設為第1面，將與對向於電荷儲存用電極之光電轉換層之部分相接之絕緣層的面設為第2面時，開口部之側面具有自第1面朝向第2面擴展之傾斜，進而可設為如下形態，即，具有自第1面朝向第2面擴展之傾斜之開口部之側面位於電荷儲存用電極側。再者，包括於光電轉換層與第1電極之間形成有其他層之形態(例如，於光電轉換層與第1電極之間形成有適於電荷儲存之材料層之形態)。

進而，於包含以上所說明之各種較佳之形態、構成之本發明中之攝像元件中，可設為如下形態，即，於半導體基板設置有構成控制部之至少浮動擴散層及放大電晶體，且第1電極連接於浮動擴散層及放大電晶體之閘極部。而且，於該情形時，進而可設為如下形態，即，於半導體基板進而設置有構成控制部之重置電晶體及選擇電晶體，且浮動擴散層連接於重置電晶體之一源極/汲極區域，放大電晶體之一源極/汲極區域連接於選擇電晶體之一源極/汲極區域，選擇電晶體之另一源極/汲極區域連接於信號線。

或，作為包含以上所說明之各種較佳之形態、構成之本發明中之攝像元件之變化例，可列舉以下所說明之第1構成～第6構成之攝像元件。即，於包含以上所說明之各種較佳之形態、構成之本發明中之攝像元件中之第1構成～第6構成的攝像元件中，光電轉換部包含N個(其中，N≧2)光電轉換部區段，且光電轉換層包含N個光電轉換層區段，絕緣層包含N個絕緣層區段，於第1構成～第3構成之攝像元件中，電荷儲存用電極包含N個電荷儲存用電極區段，於第4構成～第5構成之攝像元件中，電荷儲存用電極包含相互相隔配置之N個電荷儲存用電極區段，第n個(其中，n＝1、2、3…N)光電轉換部區段包含第n個電荷儲存用電極區段、第n個絕緣層區段及第n個光電轉換層區段， n之值越大之光電轉換部區段，越遠離第1電極而設置。

而且，於第1構成之攝像元件中，自第1個光電轉換部區段以至第N個光電轉換部區段，絕緣層區段之厚度逐漸發生變化。又，於第2構成之攝像元件中，自第1個光電轉換部區段以至第N個光電轉換部區段，光電轉換層區段之厚度逐漸發生變化。進而，於第3構成之攝像元件中，於鄰接之光電轉換部區段中，構成絕緣層區段之材料不同。又，於第4構成之攝像元件中，於鄰接之光電轉換部區段中，構成電荷儲存用電極區段之材料不同。進而，於第5構成之攝像元件中，自第1個光電轉換部區段以至第N個光電轉換部區段，電荷儲存用電極區段之面積逐漸變小。再者，面積可連續變小，亦可呈階梯狀變小。

或，於包含以上所說明之各種較佳之形態、構成之本發明中之攝像元件中之第6構成的攝像元件中，將電荷儲存用電極、絕緣層及光電轉換層之積層方向設為Z方向，將遠離第1電極之方向設為X方向時，於YZ假想平面將積層有電荷儲存用電極、絕緣層及光電轉換層之積層部分切斷時之積層部分之截面面積依存於與第1電極的距離而發生變化。再者，截面面積之變化可為連續之變化，亦可為階梯狀之變化。

於第1構成～第2構成之攝像元件中，N個光電轉換層區段連續設置，N個絕緣層區段亦連續設置，N個電荷儲存用電極區段亦連續設置。於第3構成～第5構成之攝像元件中，N個光電轉換層區段連續設置。又，於第4構成、第5構成之攝像元件中，N個絕緣層區段連續設置，另一方面，於第3構成之攝像元件中，N個絕緣層區段與光電轉換部區段之各者對應設置。進而，於第4構成～第5構成之攝像元件中，根據情況，於第3構成之攝像元件中，N個電荷儲存用電極區段與光電轉換部區段之各者對應設置。而且，於第1構成～第6構成之攝像元件中，對所有電荷儲存用電極區段施加相同之電位。或，於第4構成～第5構成之攝像元件中，根據情況，亦可於第3構成之攝像元件中，對N個電荷儲存用電極區段之各者施加不同之電位。

於第1構成～第6構成之攝像元件、應用該攝像元件之本發明之第1態樣～第2態樣之固體攝像裝置中，規定絕緣層區段之厚度，或，規定光電轉換層區段之厚度，或，構成絕緣層區段之材料不同，或，構成電荷儲存用電極區段之材料不同，或，規定電荷儲存用電極區段之面積，或，規定積層部分之截面面積，因此，形成一種電荷傳輸梯度，能夠更容易且確實地向第1電極傳輸藉由光電轉換所產生之電荷。而且，其結果為，能夠防止殘像之產生或電荷傳輸殘留之產生。

作為本發明之第1態樣之固體攝像裝置之變化例，可設為具備複數個上述第1構成～第6構成之攝像元件之固體攝像裝置，作為本發明之第2態樣之固體攝像裝置之變化例，可設為具備複數個具有至少1個上述第1構成～第6構成之攝像元件之積層型攝像元件之固體攝像裝置。

於第1構成～第5構成之攝像元件中，n之值越大之光電轉換部區段，越遠離第1電極而設置，但是否遠離第1電極而設置係以X方向為基準而判斷。又，於第6構成之攝像元件中，將遠離第1電極之方向設為X方向，但如下對『X方向』進行定義。即，排列有複數個攝像元件或積層型攝像元件之像素區域包含呈二維陣列狀，即沿X方向及Y方向規律地排列複數個之像素。於將像素之平面形狀設為矩形之情形時，將距第1電極最近之邊延伸之方向設為Y方向，將與Y方向正交之方向設為X方向。或，於將像素之平面形狀設為任意之形狀之情形時，將包含距第1電極最近之線段或曲線之整體上之方向設為Y方向，將與Y方向正交之方向設為X方向。

以下，關於第1構成～第6構成之攝像元件，針對第1電極之電位較第2電極之電位高之情況進行說明，但於第1電極之電位較第2電極之電位低之情形時，只要將電位之高低顛倒即可。

於第1構成之攝像元件中，自第1個光電轉換部區段以至第N個光電轉換部區段，絕緣層區段之厚度逐漸發生變化，但絕緣層區段之厚度可逐漸變厚，亦可變薄，藉此，形成一種電荷傳輸梯度。

於將應儲存之電荷設為電子之情形時，只要採用絕緣層區段之厚度逐漸變厚之構成即可，於將應儲存之電荷設為電洞之情形時，只要採用絕緣層區段之厚度逐漸變薄之構成即可。而且，於該等情形時，於電荷儲存期間，若成為｜V₃₁ ｜≧｜V₁₁ ｜等狀態，則第n個光電轉換部區段相較於第(n＋1)個光電轉換部區段，能夠儲存更多之電荷，施加更強之電場，能夠確實地防止電荷自第1個光電轉換部區段向第1電極之流動。而且，於第2電荷傳輸期間，若成為｜V₃₃ ｜＜｜V₁₃ ｜等狀態，則能夠確實地確保電荷自第1個光電轉換部區段向第1電極之流動、電荷自第(n＋1)個光電轉換部區段向第n個光電轉換部區段之流動。

於第2構成之攝像元件中，自第1個光電轉換部區段以至第N個光電轉換部區段，光電轉換層區段之厚度逐漸發生變化，但光電轉換層區段之厚度可逐漸變厚，亦可變薄，藉此，形成一種電荷傳輸梯度。

於將應儲存之電荷設為電子之情形時，只要採用光電轉換層區段之厚度逐漸變厚之構成即可，於將應儲存之電荷設為電洞之情形時，只要採用光電轉換層區段之厚度逐漸變薄之構成即可。而且，於光電轉換層區段之厚度逐漸變厚之情形時，於電荷儲存期間，若成為V₃₁ ≧V₁₁ 等狀態，又，於光電轉換層區段之厚度逐漸變薄之情形時，於電荷儲存期間，若成為V₃₁ ≦V₁₁ 等狀態，則第n個光電轉換部區段相較於第(n＋1)個光電轉換部區段，施加更強之電場，能夠確實地防止電荷自第1個光電轉換部區段向第1電極之流動。而且，於第2電荷傳輸期間，於光電轉換層區段之厚度逐漸變厚之情形時，若成為V₃₃ ＜V₁₃ 等狀態，又，於光電轉換層區段之厚度逐漸變薄之情形時，若成為V₃₃ ＞V₁₃ 等狀態，則能夠確實地確保電荷自第1個光電轉換部區段向第1電極之流動、電荷自第(n＋1)個光電轉換部區段向第n個光電轉換部區段之流動。

於第3構成之攝像元件中，於鄰接之光電轉換部區段中，構成絕緣層區段之材料不同，藉此，形成一種電荷傳輸梯度，但較佳為自第1個光電轉換部區段以至第N個光電轉換部區段，構成絕緣層區段之材料之相對介電常數之值逐漸變小。而且，藉由採用此種構成，於電荷儲存期間，若成為V₃₁ ≧V₁₁ 等狀態，則第n個光電轉換部區段相較於第(n＋1)個光電轉換部區段，能夠儲存更多之電荷。而且，於第2電荷傳輸期間，若成為V₃₃ ＜V₁₃ 等狀態，則能夠確實地確保電荷自第1個光電轉換部區段向第1電極之流動、電荷自第(n＋1)個光電轉換部區段向第n個光電轉換部區段之流動。

於第4構成之攝像元件中，於鄰接之光電轉換部區段中，構成電荷儲存用電極區段之材料不同，藉此，形成一種電荷傳輸梯度，但較佳為自第1個光電轉換部區段以至第N個光電轉換部區段，構成絕緣層區段之材料之功函數之值逐漸變大。而且，藉由採用此種構成，不依存於電壓(電位)之正負，能夠形成有利於信號電荷傳輸之電位梯度。

於第5構成之攝像元件中，自第1個光電轉換部區段以至第N個光電轉換部區段，電荷儲存用電極區段之面積逐漸變小，藉此，形成一種電荷傳輸梯度，因此，於電荷儲存期間，若成為V₃₁ ≧V₁₁ 等狀態，則第n個光電轉換部區段相較於第(n＋1)個光電轉換部區段，能夠儲存更多之電荷。而且，於第2電荷傳輸期間，若成為V₃₃ ＜V₁₃ 等狀態，則能夠確實地確保電荷自第1個光電轉換部區段向第1電極之流動、電荷自第(n＋1)個光電轉換部區段向第n個光電轉換部區段之流動。

於第6構成之攝像元件中，積層部分之截面面積依存於與第1電極之距離而發生變化，藉此，形成一種電荷傳輸梯度。具體而言，若採用使積層部分之截面之厚度固定，使積層部分之截面之寬度越遠離第1電極越窄之構成，則與第5構成之攝像元件中所說明同樣地，於電荷儲存期間，若成為V₃₁ ≧V₁₁ 等狀態，則距第1電極較近之區域相較於較遠之區域，能夠儲存更多之電荷。因此，於第2電荷傳輸期間，若成為V₃₃ ＜V₁₃ 等狀態，則能夠確實地確保電荷自距第1電極較近之區域向第1電極之流動、電荷自較遠之區域向較近之區域之流動。另一方面，若採用使積層部分之截面之寬度固定，使積層部分之截面之厚度，具體而言，使絕緣層區段之厚度逐漸變厚之構成，則與第1構成之攝像元件中所說明同樣地，於電荷儲存期間，若成為V₃₁ ≧V₁₁ 等狀態，則距第1電極較近之區域相較於較遠之區域，能夠儲存更多之電荷，施加更強之電場，能夠確實地防止電荷自距第1電極較近之區域向第1電極之流動。而且，於第2電荷傳輸期間，若成為V₃₃ ＜V₁₃ 等狀態，則能夠確實地確保電荷自距第1電極較近之區域向第1電極之流動、電荷自較遠之區域向較近之區域之流動。又，若採用使光電轉換層區段之厚度逐漸變厚之構成，則與第2構成之攝像元件中所說明同樣地，於電荷儲存期間，若成為V₃₁ ≧V₁₁ 等狀態，則距第1電極較近之區域相較於較遠之區域，施加更強之電場，能夠確實地防止電荷自距第1電極較近之區域向第1電極之流動。而且，於第2電荷傳輸期間，若成為V₃₃ ＜V₁₃ 等狀態，則能夠確實地確保電荷自距第1電極較近之區域向第1電極之流動、電荷自較遠之區域向較近之區域之流動。

進而，於包含以上所說明之各種較佳之形態、構成之本發明中之攝像元件中，可設為如下形態，即，光自第2電極側入射，且於靠近第2電極之光入射側形成有遮光層。或，可設為如下形態，即，光自第2電極側入射，且光不入射至第1電極(根據情況，第1電極及傳輸控制用電極)。而且，於該情形時，可設為如下形態，即，於靠近第2電極之光入射側且第1電極(根據情況，第1電極及傳輸控制用電極)之上方形成有遮光層，或，可設為如下形態，即，於電荷儲存用電極及第2電極之上方設置有晶載微透鏡陣列，且入射至晶載微透鏡陣列之光聚光於電荷儲存用電極。此處，遮光層可配設於較第2電極之光入射側之面更上方，亦可配設於第2電極之光入射側之面之上。根據情況，亦可於第2電極形成遮光層。作為構成遮光層之材料，可例示鉻(Cr)或銅(Cu)、鋁(Al)、鎢(W)、不透光之樹脂(例如，聚醯亞胺樹脂)。

作為本發明中之攝像元件，具體而言，可列舉：具備吸收藍色光(425 nm至495 nm之光)之光電轉換層(為方便起見，稱為『第1類型之藍色光電轉換層』)之對藍色光具有感度之攝像元件(為方便起見，稱為『第1類型之藍色光用攝像元件』)、具備吸收綠色光(495 nm至570 nm之光)之光電轉換層(為方便起見，稱為『第1類型之綠色光電轉換層』)之對綠色光具有感度之攝像元件(為方便起見，稱為『第1類型之綠色光用攝像元件』)、具備吸收紅色光(620 nm至750 nm之光)之光電轉換層(為方便起見，稱為『第1類型之紅色光電轉換層』)之對紅色光具有感度之攝像元件(為方便起見，稱為『第1類型之紅色光用攝像元件』)。又，為方便起見，將不具備電荷儲存用電極之先前之攝像元件且對藍色光具有感度之攝像元件稱為『第2類型之藍色光用攝像元件』，為方便起見，將對綠色光具有感度之攝像元件稱為『第2類型之綠色光用攝像元件』，為方便起見，將對紅色光具有感度之攝像元件稱為『第2類型之紅色光用攝像元件』，為方便起見，將構成第2類型之藍色光用攝像元件之光電轉換層稱為『第2類型之藍色光電轉換層』，為方便起見，將構成第2類型之綠色光用攝像元件之光電轉換層稱為『第2類型之綠色光電轉換層』，為方便起見，將構成第2類型之紅色光用攝像元件之光電轉換層稱為『第2類型之紅色光電轉換層』。

本發明中之積層型攝像元件具有至少1個本發明中之攝像元件(光電轉換元件)，具體而言，例如可列舉以下構成、構造： [A]將第1類型之藍色光用光電轉換部、第1類型之綠色光用光電轉換部及第1類型之紅色光用光電轉換部沿垂直方向積層，且將第1類型之藍色光用攝像元件、第1類型之綠色光用攝像元件及第1類型之紅色光用攝像元件之控制部之各者設置於半導體基板； [B]將第1類型之藍色光用光電轉換部及第1類型之綠色光用光電轉換部沿垂直方向積層，且將第2類型之紅色光用光電轉換部配置於該等2層第1類型之光電轉換部之下方，將第1類型之藍色光用攝像元件、第1類型之綠色光用攝像元件及第2類型之紅色光用攝像元件之控制部之各者設置於半導體基板； [C]將第2類型之藍色光用光電轉換部及第2類型之紅色光用光電轉換部配置於第1類型之綠色光用光電轉換部之下方，且將第1類型之綠色光用攝像元件、第2類型之藍色光用攝像元件及第2類型之紅色光用攝像元件之控制部之各者設置於半導體基板； [D]將第2類型之綠色光用光電轉換部及第2類型之紅色光用光電轉換部配置於第1類型之藍色光用光電轉換部之下方，且將第1類型之藍色光用攝像元件、第2類型之綠色光用攝像元件及第2類型之紅色光用攝像元件之控制部之各者設置於半導體基板。再者，該等攝像元件之光電轉換部之於垂直方向上之配置順序較佳為自光入射方向起依序為藍色光用光電轉換部、綠色光用光電轉換部、紅色光用光電轉換部，或自光入射方向起依序為綠色光用光電轉換部、藍色光用光電轉換部、紅色光用光電轉換部。其原因在於：波長更短之光於入射表面側效率更良好地被吸收。紅色於3種顏色之中為最長之波長，因此，較佳為自光入射面觀察時使紅色光用光電轉換部位於最下層。由該等攝像元件之積層構造構成1個像素。又，亦可具備第1類型之紅外線用光電轉換部。此處，第1類型之紅外線用光電轉換部之光電轉換層例如較佳為包含有機系材料，配置於第1類型之攝像元件之積層構造之最下層且較第2類型之攝像元件更上方。或，亦可於第1類型之光電轉換部之下方配備第2類型之紅外線用光電轉換部。

於第1類型之攝像元件中，例如在設置於半導體基板之上之層間絕緣層上形成有第1電極。形成於半導體基板之攝像元件可設為背面照射型，亦可設為正面照射型。

於由有機系材料構成光電轉換層之情形時，可設為以下4種態樣， (1)由p型有機半導體構成光電轉換層。 (2)由n型有機半導體構成光電轉換層。 (3)由p型有機半導體層/n型有機半導體層之積層構造構成光電轉換層。由p型有機半導體層/p型有機半導體與n型有機半導體之混合層(本體異質構造)/n型有機半導體層之積層構造構成光電轉換層。由p型有機半導體層/p型有機半導體與n型有機半導體之混合層(本體異質構造)之積層構造構成光電轉換層。由n型有機半導體層/p型有機半導體與n型有機半導體之混合層(本體異質構造)之積層構造構成光電轉換層。 (4)由p型有機半導體與n型有機半導體之混合層(本體異質構造)構成光電轉換層。但是，可設為積層順序任意調換之構成。

作為p型有機半導體，可列舉：萘衍生物、蒽衍生物、菲衍生物、芘衍生物、苝衍生物、稠四苯衍生物、稠五苯衍生物、喹吖酮衍生物、噻吩衍生物、噻吩并噻吩衍生物、苯并噻吩衍生物、苯并噻吩并苯并噻吩衍生物、三烯丙基胺衍生物、咔唑衍生物、苉衍生物、䓛衍生物、螢蒽衍生物、酞菁衍生物、亞酞菁衍生物、亞四氮雜卟啉(sub-porphyrazine)衍生物、將雜環化合物作為配位基之金屬錯合物、聚噻吩衍生物、聚苯并噻二唑衍生物、聚茀衍生物等。作為n型有機半導體，可列舉：富勒烯及富勒烯衍生物＜例如，C60或C70、C74等富勒烯(高次富勒烯)、內包富勒烯等)或富勒烯衍生物(例如，富勒烯氟化物或PCBM([6,6]-phenyl-C61-butyric acid methyl ester，[6.6]-苯基-C61-丁酸甲酯)富勒烯化合物、富勒烯多聚體等)＞、HOMO(highest occupied molecular orbital，最高佔有分子軌道)及LUMO(lowest unoccupied molecular orbital，最低未占分子軌道)較p型有機半導體大(深)之有機半導體、透明之無機金屬氧化物。作為n型有機半導體，具體而言，可列舉：含有氮原子、氧原子、硫原子之雜環化合物；例如於分子骨架之一部分具有吡啶衍生物、吡𠯤衍生物、嘧啶衍生物、三𠯤衍生物、喹啉衍生物、喹㗁啉衍生物、異喹啉衍生物、吖啶衍生物、啡𠯤衍生物、啡啉衍生物、四唑衍生物、吡唑衍生物、咪唑衍生物、噻唑衍生物、㗁唑衍生物、苯并咪唑衍生物、苯并三唑衍生物、苯并㗁唑衍生物、咔唑衍生物、苯并呋喃衍生物、二苯并呋喃衍生物、亞四氮雜卟啉衍生物、聚苯乙炔衍生物、聚苯并噻二唑衍生物、聚茀衍生物等之有機分子；有機金屬錯合物或亞酞菁衍生物。作為富勒烯衍生物中所包含之基等，可列舉：鹵素原子；直鏈、支鏈或環狀之烷基或苯基；具有直鏈或稠合而成之芳香族化合物之基；具有鹵化物之基；部分氟代烷基；全氟烷基；矽烷基烷基；矽烷基烷氧基；芳基矽烷基；芳基氫硫基；烷基氫硫基；芳基磺醯基；烷基磺醯基；芳基硫醚基；烷基硫醚基；胺基；烷基胺基；芳基胺基；羥基；烷氧基；醯胺基；醯氧基；羰基；羧基；羧醯胺基；烷氧羰基；醯基；磺醯基；氰基；硝基；具有硫族化物之基；膦基；膦(phosphine)基；膦酸(phosphon)基；該等之衍生物。包含有機系材料之光電轉換層(有時稱為『有機光電轉換層』)之厚度並無限定，但例如可例示1×10^-8 m至5×10^-7 m，較佳為2.5×10^-8 m至3×10^-7 m，更佳為2.5×10^-8 m至2×10^-7 m，進而較佳為1×10^-7 m至1.8×10^-7 m。再者，有機半導體分類為p型、n型之情況居多，但p型係易於輸送電洞之含義，n型係易於輸送電子之含義，並不限定於如無機半導體般具有電洞或電子作為熱激發之多個載子之解釋。

或，作為構成對綠色光進行光電轉換之有機光電轉換層之材料，例如可列舉：若丹明系色素、部花青系色素、喹吖酮衍生物、亞酞菁系色素(亞酞菁衍生物)等，作為構成對藍色光進行光電轉換之有機光電轉換層之材料，例如可列舉：香豆酸色素、三-8-羥基喹啉鋁(Alq3)、部花青系色素等，作為構成對紅色光進行光電轉換之有機光電轉換層之材料，例如可列舉：酞菁系色素、亞酞菁系色素(亞酞菁衍生物)。

或，作為構成光電轉換層之無機系材料，可列舉：結晶矽、非晶矽、微晶矽、結晶硒、非晶硒；及作為黃銅礦系化合物之CIGS(CuInGaSe)、CIS(CuInSe₂ )、CuInS₂ 、CuAlS₂ 、CuAlSe₂ 、CuGaS₂ 、CuGaSe₂ 、AgAlS₂ 、AgAlSe₂ 、AgInS₂ 、AgInSe₂ ；或，作為III-V族化合物之GaAs、InP、AlGaAs、InGaP、AlGaInP、InGaAsP；進而CdSe、CdS、In₂ Se₃ 、In₂ S₃ 、Bi₂ Se₃ 、Bi₂ S₃ 、ZnSe、ZnS、PbSe、PbS等化合物半導體。此外，亦可將包含該等材料之量子點用於光電轉換層。

或，可將光電轉換層設為下層半導體層與上層光電轉換層之積層構造。藉由如此設置下層半導體層，能夠防止例如電荷儲存時之再耦合。又，能夠使儲存於光電轉換層之電荷向第1電極之電荷傳輸效率增加。進而，能夠暫時保持光電轉換層中所產生之電荷，控制傳輸之時序等。又，能夠抑制暗電流之產生。構成上層光電轉換層之材料只要自上述構成光電轉換層之各種材料中適當進行選擇即可。另一方面，作為構成下層半導體層之材料，較佳為使用帶隙能之值較大(例如，3.0 eV以上之帶隙能之值)，而且具有較構成光電轉換層之材料高之遷移率之材料。具體而言，可列舉：氧化物半導體材料；過渡金屬硫族化合物；碳化矽；金剛石；石墨烯；奈米碳管；縮合多環烴化合物或縮合雜環化合物等有機半導體材料；更具體而言，作為氧化物半導體材料，可列舉：銦氧化物、鎵氧化物、鋅氧化物、錫氧化物、或包含該等氧化物至少1種之材料、於該等材料中添加有摻雜劑之材料，具體而言，例如可列舉：IGZO(indium-gallium-zinc-oxide，銦-鎵-鋅氧化物)、ITZO(indium-tin-zinc-oxide，銦-錫-鋅氧化物)、IWZO(tungsten doped indium-zinc-oxide，摻鎢之銦鋅氧化物)、IWO(indium-tungsten-oxide，氧化銦鎢)、ZTO(zinc-tin-oxide，氧化鋅錫)、ITO-SiO_X (indium-tin-oxide-SiO_X ，銦鋅氧化物-SiO_X )系材料、GZO(gallium-zinc-oxide，氧化鎵鋅)、IGO(indium-gallium-oxide，氧化銦鎵)、ZnSnO₃ 、AlZnO、GaZnO、InZnO，又，可列舉包含CuI、InSbO₄ 、ZnMgO、CuInO₂ 、MgIn₂ O₄ 、CdO等之材料，但並不限定於該等材料。或，作為構成下層半導體層之材料，於應儲存之電荷為電子之情形時，可列舉具有較構成光電轉換層之材料之離子化電位大之離子化電位的材料，於應儲存之電荷為電洞之情形時，可列舉具有較構成光電轉換層之材料之電子親和力小之電子親和力的材料。或，構成下層半導體層之材料中之雜質濃度較佳為1×10¹⁸ cm^-3 以下。下層半導體層可為單層構成，亦可為多層構成。又，亦可使構成位於電荷儲存用電極之上方之下層半導體層之材料與構成位於第1電極之上方之下層半導體層的材料不同。

可由本發明之第1態樣～第2態樣之固體攝像裝置構成單板式彩色固體攝像裝置。

於具備積層型攝像元件之本發明之第2態樣之固體攝像裝置中，與具備拜耳排列之攝像元件之固體攝像裝置不同(即，不使用彩色濾光片進行藍色、綠色、紅色之分光)，於同一像素內在光之入射方向上將對複數種波長之光具有感度之攝像元件積層而構成1個像素，因此，能夠謀求感度之提高及每單位體積之像素密度之提高。又，由於有機系材料之吸收係數較高，故而能夠使有機光電轉換層之膜厚與先前之Si系光電轉換層相比較變薄，從而緩和自鄰接像素之漏光、或光之入射角之限制。進而，於先前之Si系攝像元件中，由於在3種顏色之像素間進行內插處理製作色訊，故而產生偽色，但於具備積層型攝像元件之本發明之第2態樣之固體攝像裝置中，偽色之產生得到抑制。有機光電轉換層其本身亦作為彩色濾光片而發揮功能，因此，即便不配設彩色濾光片，亦能夠進行分色。

另一方面，於本發明之第1態樣之固體攝像裝置中，藉由使用彩色濾光片，能夠緩和對藍色、綠色、紅色之分光特性之要求，又，具有較高之量產性。作為本發明之第1態樣之固體攝像裝置中之攝像元件之排列，除拜耳排列以外，還可列舉：行間插入排列、G條紋RB棋盤格排列、G條紋RB完全棋盤格排列、棋盤格補色排列、條紋排列、傾斜條紋排列、原色色差排列、場色差順序排列、幀色差順序排列、MOS(Metal Oxide Semiconductor，金屬氧化物半導體)型排列、改良MOS型排列、幀交錯排列、場交錯排列。此處，由1個攝像元件構成1個像素(或副像素)。

排列有複數個本發明中之攝像元件或本發明中之積層型攝像元件之像素區域包含呈二維陣列狀規律地排列複數個之像素。像素區域通常包含將實際接受光藉由光電轉換所產生之信號電荷放大並讀出至驅動電路之有效像素區域、及用以輸出成為黑位準之基準之光學黑色之黑基準像素區域。黑基準像素區域通常配置於有效像素區域之外周部。

於包含以上所說明之各種較佳之形態、構成之本發明中之攝像元件中，照射光，而於光電轉換層中發生光電轉換，對電洞(hole)與電子進行載子分離。而且，將抽取電洞之電極作為陽極，將抽取電子之電極作為陰極。亦有第1電極構成陽極，第2電極構成陰極之形態，反之，亦有第1電極構成陰極，第2電極構成陽極之形態。

於構成積層型攝像元件之情形時，可設為如下構成，即，第1電極、電荷儲存用電極、第1電荷遷移控制電極、第2電荷遷移控制電極、傳輸控制用電極及第2電極包含透明導電材料。再者，有時將第1電極、電荷儲存用電極、第1電荷遷移控制電極、第2電荷遷移控制電極及傳輸控制用電極統稱為『第1電極等』。或，於將本發明中之攝像元件例如以拜耳排列之方式配置於平面之情形時，可設為如下構成，即，電荷儲存用電極包含金屬材料，於該情形時，具體而言，可設為如下構成，即，光電轉換層位於光入射側，且電荷儲存用電極包含金屬或合金。再者，有時將包含透明導電材料之電極稱為『透明電極』。此處，透明導電材料之帶隙能理想的是2.5 eV以上，較佳為3.1 eV以上。作為構成透明電極之透明導電材料，可列舉具有導電性之金屬氧化物，具體而言，可例示：氧化銦、銦-錫氧化物(ITO，Indium Tin Oxide，包括摻雜Sn之In₂ O₃ 、結晶性ITO及非晶ITO)、於氧化鋅中添加有銦作為摻雜劑之銦-鋅氧化物(IZO，Indium Zinc Oxide)、於氧化鎵中添加有銦作為摻雜劑之銦-鎵氧化物(IGO)、於氧化鋅中添加有銦及鎵作為摻雜劑之銦-鎵-鋅氧化物(IGZO，In-GaZnO₄ )、於氧化鋅中添加有銦及錫作為摻雜劑之銦-錫-鋅氧化物(ITZO)、IFO(摻雜F之In₂ O₃ )、氧化錫(SnO₂ )、ATO(摻雜Sb之SnO₂ )、FTO(摻雜F之SnO₂ )、氧化鋅(包括摻雜其他元素之ZnO)、於氧化鋅中添加有鋁作為摻雜劑之鋁-鋅氧化物(AZO)、於氧化鋅中添加有鎵作為摻雜劑之鎵-鋅氧化物(GZO)、氧化鈦(TiO₂ )、於氧化鈦中添加有鈮作為摻雜劑之鈮-鈦氧化物(TNO)、氧化銻、尖晶石型氧化物、具有YbFe₂ O₄ 結構之氧化物。或，可列舉以鎵氧化物、鈦氧化物、鈮氧化物、鎳氧化物等為基層之透明電極。作為透明電極之厚度，可列舉2×10^-8 m至2×10^-7 m，較佳為3×10^-8 m至1×10^-7 m。於對第1電極要求透明性之情形時，就製造製程之簡化之觀點而言，較佳為其他電極亦包含透明導電材料。

或，於無需透明性之情形時，作為構成具有作為抽取電洞之電極之功能之陽極的導電材料，較佳為包含具有高功函數(例如，＝4.5 eV～5.5 eV)之導電材料，具體而言，可例示：金(Au)、銀(Ag)、鉻(Cr)、鎳(Ni)、鈀(Pd)、鉑(Pt)、鐵(Fe)、銥(Ir)、鍺(Ge)、鋨(Os)、錸(Re)、碲(Te)。另一方面，作為構成具有作為抽取電子之電極之功能之陰極的導電材料，較佳為包含具有低功函數(例如，＝3.5 eV～4.5 eV)之導電材料，具體而言，可列舉：鹼金屬(例如Li、Na、K等)及其氟化物或氧化物、鹼土族金屬(例如Mg、Ca等)及其氟化物或氧化物、鋁(Al)、鋅(Zn)、錫(Sn)、鉈(Tl)、鈉-鉀合金、鋁-鋰合金、鎂-銀合金、銦、鐿等稀土類金屬、或該等之合金。或，作為構成陽極或陰極之材料，可列舉：鉑(Pt)、金(Au)、鈀(Pd)、鉻(Cr)、鎳(Ni)、鋁(Al)、銀(Ag)、鉭(Ta)、鎢(W)、銅(Cu)、鈦(Ti)、銦(In)、錫(Sn)、鐵(Fe)、鈷(Co)、鉬(Mo)等金屬、或包含該等金屬元素之合金、包含該等金屬之導電性粒子、包含該等金屬之合金之導電性粒子、含有雜質之多晶矽、碳系材料、氧化物半導體、奈米碳管、石墨烯等導電性材料，亦可設為包含該等元素之層之積層構造。進而，作為構成陽極或陰極之材料，亦可列舉：聚(3,4-乙二氧基噻吩)/聚苯乙烯磺酸[PEDOT/PSS]等有機材料(導電性高分子)。又，亦可使將該等導電性材料混合於黏合劑(高分子)而成為糊劑或墨水者硬化，用作電極。

作為第1電極等或第2電極(陽極或陰極)之成膜方法，可使用乾式法或濕式法。作為乾式法，可列舉物理氣相沈積法(PVD法)及化學氣相沈積法(CVD法)。作為利用PVD法之原理之成膜方法，可列舉：利用電阻加熱或高頻加熱之真空蒸鍍法、EB(Electron Beam，電子束)蒸鍍法、各種濺鍍法(磁控濺鍍法、RF-DC(radio frequency-direct current，射頻-直流)結合型偏壓濺鍍法、ECR濺鍍法(electron cyclotron resonance sputtering，電子回旋加速共振濺鍍法)、對向靶濺鍍法、高頻濺鍍法)、離子鍍層法、雷射剝蝕法、分子束磊晶法、雷射轉印法。又，作為CVD法，可列舉：電漿CVD法、熱CVD法、有機金屬(MO)CVD法、光CVD法。另一方面，作為濕式法，可列舉：電鍍法或無電解鍍覆法、旋轉塗佈法、噴墨法、噴塗法、衝壓(stamping)法、微接觸印刷法、軟版印刷法、膠版印刷法、凹版印刷法、浸漬法等方法。作為圖案化法，可列舉：遮蔽罩(shadow mask)、雷射轉印、光微影法等化學蝕刻；利用紫外線或雷射等之物理蝕刻等。作為第1電極等或第2電極之平坦化技術，可使用雷射平坦化法、回流焊法、CMP(Chemical Mechanical Polishing，化學機械研磨)法等。

作為構成各種層間絕緣層或絕緣膜之材料，不僅可列舉：氧化矽系材料；氮化矽(SiN_Y )；氧化鋁(Al₂ O₃ )等金屬氧化物高介電絕緣材料所例示之無機系絕緣材料；而且可列舉：聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)；聚乙烯酚(PVP)；聚乙烯醇(PVA)；聚醯亞胺；聚碳酸酯(PC)；聚對苯二甲酸乙二酯(PET)；聚苯乙烯；N-2(胺基乙基)3-胺基丙基三甲氧基矽烷(AEAPTMS)、3-巰丙基三甲氧基矽烷(MPTMS)、十八烷基三氯矽烷(OTS)等矽烷醇衍生物(矽烷偶合劑)；酚醛清漆型酚系樹脂；氟系樹脂；十八烷基硫醇、十二烷基異氰酸酯等在一端具有能夠與控制電極鍵結之官能基之直鏈烴類所例示之有機系絕緣材料(有機聚合物)，亦可使用該等之組合。再者，作為氧化矽系材料，可例示：氧化矽(SiO_X )、BPSG(boro-phospho-silicate-glass，硼磷矽酸鹽玻璃)、PSG(phosphosilicate glass，磷矽酸鹽玻璃)、BSG(borosilicate-glass，硼矽酸鹽玻璃)、AsSG(arsenic silicate glass，砷矽酸鹽玻璃)、PbSG(lead silicate-glass，鉛矽酸鹽玻璃)、氮氧化矽(SiON)、SOG(spin-on-glass，旋塗玻璃)、低介電常數材料(例如，聚芳醚、環全氟碳聚合物及苯并環丁烯、環狀氟樹脂、聚四氟乙烯、氟化芳基醚、氟化聚醯亞胺、非晶質碳、有機SOG)。

構成控制部之浮動擴散層、放大電晶體、重置電晶體及選擇電晶體之構成、構造可設為與先前之浮動擴散層、放大電晶體、重置電晶體及選擇電晶體之構成、構造相同。驅動電路亦可設為周知之構成、構造。

第1電極連接於浮動擴散層及放大電晶體之閘極部，但用於第1電極與浮動擴散層及放大電晶體之閘極部之連接，只要形成接觸孔部即可。作為構成接觸孔部之材料，可例示：摻雜有雜質之多晶矽或鎢、Ti、Pt、Pd、Cu、TiW、TiN、TiNW、WSi₂ 、MoSi₂ 等高熔點金屬或金屬矽化物、包含該等材料之層之積層構造(例如，Ti/TiN/W)。

可於有機光電轉換層與第1電極之間設置第1載子阻擋層，亦可於有機光電轉換層與第2電極之間設置第2載子阻擋層。又，可於第1載子阻擋層與第1電極之間設置第1電荷注入層，亦可於第2載子阻擋層與第2電極之間設置第2電荷注入層。例如，作為構成電子注入層之材料，例如可列舉：鋰(Li)、鈉(Na)、鉀(K)等鹼金屬及其氟化物或氧化物；鎂(Mg)、鈣(Ca)等鹼土族金屬及其氟化物或氧化物。

作為各種有機層之成膜方法，可列舉乾式成膜法及濕式成膜法。作為乾式成膜法，可列舉：利用電阻加熱或高頻加熱、電子束加熱之真空蒸鍍法、快閃蒸鍍法、電漿蒸鍍法、EB蒸鍍法、各種濺鍍法(二極濺鍍法、直流濺鍍法、直流磁控濺鍍法、高頻濺鍍法、磁控濺鍍法、RF-DC結合型偏壓濺鍍法、ECR濺鍍法、對向靶濺鍍法、高頻濺鍍法、離子束濺鍍法)、DC(Direct Current，直流)法、RF(radio frequency，射頻)法、多陰極法、活化反應法、電場蒸鍍法、高頻離子鍍層法或反應性離子鍍層法等各種離子鍍層法、雷射剝蝕法、分子束磊晶法、雷射轉印法、分子束磊晶法(MBE法)。又，作為CVD法，可列舉：電漿CVD法、熱CVD法、MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition，有機金屬化學氣相沈積)法、光CVD法。另一方面，作為濕式法，具體而言，可例示：旋轉塗佈法；浸漬法；澆鑄法；微接觸印刷法；滴注法；網版印刷法或噴墨印刷法、膠版印刷法、凹版印刷法、軟版印刷法等各種印刷法；衝壓法；噴霧法；氣刀塗佈法、刮刀塗佈法、桿式塗佈法、刀片塗佈法、擠壓式塗佈法、逆輥塗佈法、轉移輥塗佈法、凹版塗佈法、接觸式塗佈法、鑄塗法、噴霧塗佈法、孔縫式塗佈法、軋輥塗佈法等各種塗佈法。再者，於塗佈法中，作為溶劑，可例示：甲苯、氯仿、己烷、乙醇等無極性或極性較低之有機溶劑。作為圖案化法，可列舉：遮蔽罩、雷射轉印、光微影法等化學蝕刻；利用紫外線或雷射等之物理蝕刻等。作為各種有機層之平坦化技術，可使用雷射平坦化法、回流焊法等。

可根據所需，適當組合包含以上所說明之較佳之形態、構成之第1構成～第6構成之攝像元件之2種或2種以上。

於攝像元件或固體攝像裝置，亦可如上所述般視需要設置晶載微透鏡陣列或遮光層，設置有用以驅動攝像元件之驅動電路或配線。可視需要配設用以抑制光向攝像元件之入射之快門，亦可根據固體攝像裝置之目的而配備光學截斷濾光片。

例如，於將固體攝像裝置與讀出用積體電路(ROIC)積層之情形時，藉由將形成有讀出用積體電路及包含銅(Cu)之連接部之驅動用基板與形成有連接部之攝像元件以連接部彼此相接的方式重疊，並將連接部彼此接合，能夠進行積層，亦可使用焊錫凸塊等將連接部彼此接合。

又，於用以驅動本發明之第1態樣～第2態樣之固體攝像裝置之驅動方法中，可設為反覆進行以下各步驟之固體攝像裝置之驅動方法，即，於所有攝像元件中，一齊進行一面將電荷儲存於光電轉換層，一面將第1電極中之電荷排出至系統外，其後，於所有攝像元件中，一齊將儲存於光電轉換層之電荷傳輸至第1電極，傳輸完成後，依序於各攝像元件中讀出傳輸至第1電極之電荷。

於此種固體攝像裝置之驅動方法中，各攝像元件具有自第2電極側入射之光不入射至第1電極之構造，於所有攝像元件中，一齊進行一面將電荷儲存於光電轉換層，一面將第1電極中之電荷排出至系統外，因此，能夠於所有攝像元件中同時確實地進行第1電極之重置。而且，其後，於所有攝像元件中，一齊將儲存於光電轉換層之電荷傳輸至第1電極，傳輸完成後，依序於各攝像元件中讀出傳輸至第1電極之電荷。因此，能夠容易地實現所謂全域快門功能。 [實施例1]

實施例1係關於本發明之第1態樣及第2態樣之固體攝像裝置，具體而言，係關於第1構成之固體攝像裝置、第1-A構成之固體攝像裝置。將實施例1之固體攝像裝置中之攝像元件區塊、電荷儲存用電極、第1電荷遷移控制電極、第2電荷遷移控制電極及第1電極之配置狀態模式性地示於圖1。又，將攝像元件區塊、及2層下方攝像元件區塊之配置狀態模式性地示於圖2。再者，為了簡化圖式，且為方便起見，有時將位於較下述層間絕緣層81更下方之各種攝像元件構成要素總括以參照編號91表示。

實施例1之固體攝像裝置，具有複數個包含P×Q個(其中，P≧2、Q≧1，於實施例1中，具體而言，P＝2、Q＝2)攝像元件11之攝像元件區塊10，且各攝像元件11具有具備光電轉換層23、絕緣層82、及介隔絕緣層82而與光電轉換層23對向配置之電荷儲存用電極24之光電轉換部，於攝像元件區塊10中，於攝像元件11與攝像元件11之間設置有第1電荷遷移控制電極31，於攝像元件區塊10與攝像元件區塊10之間設置有第2電荷遷移控制電極32，於攝像元件區塊10中，沿著第1方向排列有P個攝像元件11，沿著與第1方向不同之第2方向排列有Q個攝像元件11。

而且，第1電荷遷移控制電極31之控制下，沿著第1方向儲存於第1個攝像元件11至第(P－1)個攝像元件11之光電轉換層23之電荷(於實施例中，具體而言，電子)傳輸至第P個攝像元件11之光電轉換層23，且與儲存於Q個之第P個攝像元件11之光電轉換層23之電荷一同讀出。進而，第2電荷遷移控制電極32之控制下，儲存於光電轉換層23之電荷於鄰接之攝像元件區塊間之攝像元件11之間的遷移被禁止。

又，實施例1之固體攝像裝置具備具有至少1個上述實施例1中之攝像元件之積層型攝像元件。

於圖1所示之例中，例如，由具有電荷儲存用電極24₁₁ 、24₁₂ 、24₂₁ 、24₂₂ 之4個攝像元件11構成攝像元件區塊10，且共用第1電極21₁₁ 。又，由具有電荷儲存用電極24₁₃ 、24₁₄ 、24₂₃ 、24₂₄ 之4個攝像元件11構成攝像元件區塊10，且共用第1電極21₁₃ 。同樣地，由具有電荷儲存用電極24₃₁ 、24₃₂ 、24₄₁ 、24₄₂ 之4個攝像元件11構成攝像元件區塊10，且共用第1電極21₃₁ ，由具有電荷儲存用電極24₃₃ 、24₃₄ 、24₄₃ 、24₄₄ 之4個攝像元件11構成攝像元件區塊10，且共用第1電極21₃₃ 。

以下，以由具有電荷儲存用電極24₁₁ 、24₁₂ 、24₂₁ 、24₂₂ 之4個攝像元件11構成1個攝像元件區塊10，且共用第1電極21₁₁ 之情形為例而進行說明。第1電荷遷移控制電極31之控制下，沿著第1方向儲存於第1個攝像元件11₁₁ 之電荷傳輸至第P個(具體而言，第2個)攝像元件11₁₂ 之光電轉換層23。同樣地，儲存於第1個攝像元件11₂₁ 之電荷傳輸至第P個(具體而言，第2個)攝像元件11₂₂ 之光電轉換層23。而且，該等電荷與儲存於Q個(＝2個)第P個攝像元件11₁₂ 、11₂₂ 之光電轉換層23之電荷一同經由共用之第1電極21₁₁ 而讀出。又，第2電荷遷移控制電極32之控制下，儲存於光電轉換層23之電荷於鄰接之攝像元件區塊間之攝像元件11₂₁ 、11₃₁ 之間、攝像元件11₂₂ 、11₃₂ 之間之遷移被禁止。

而且，如圖2所示，於複數個攝像元件區塊10之下方設置有至少1層(於實施例1中，2層)下方攝像元件區塊12、14，下方攝像元件區塊12、14包含複數個(具體而言，沿著第1方向為P個，沿著第2方向為Q個之P×Q個，更具體而言，2×2之4個)攝像元件13、15，構成攝像元件區塊10之攝像元件11_p,q (於圖示之例中，p為1～4之整數，q亦為1～4之整數)所接收之光之波長與構成下方攝像元件區塊12、14之攝像元件13_p,q 、15_p,q 所接收之光的波長不同。又，如下所述，構成下方攝像元件區塊12、14之複數個(具體而言，P×Q個)攝像元件13_p,q 、15_p,q 具備共用之浮動擴散層FD₂ 、FD₃ 。由以圓所包圍之參照編號16模式性地表示將攝像元件13_p,q 、15_p,q 與驅動電路連結之閘極部。攝像元件11、攝像元件13及攝像元件15係至少一部分重疊。構成攝像元件11之光電轉換部、構成攝像元件13之光電轉換部及構成攝像元件15之光電轉換部之大小可相同，亦可不同。

此處，如下所述，於將讀出方式設為第1模式之讀出方法之情形時，1像素例如包含攝像元件11₁₁ 、11₁₂ 、11₂₁ 、11₂₂ 、攝像元件13₁₁ 、13₁₂ 、13₂₁ 、13₂₂ 、及攝像元件15₁₁ 、15₁₂ 、15₂₁ 、15₂₂ 。又，於將讀出方式設為第2模式之讀出方法之情形時，1像素例如包含攝像元件11₁₁ 、攝像元件13₁₁ 及攝像元件15₁₁ ，或，包含攝像元件11₁₂ 、攝像元件13₁₂ 及攝像元件15₁₂ ，或，包含攝像元件11₂₁ 、攝像元件13₂₁ 及攝像元件15₂₁ ，或，包含攝像元件11₂₂ 、攝像元件13₂₂ 及攝像元件15₂₂ 。

構成固體攝像裝置之攝像元件於實施例4之後詳細地進行說明，但進而具備攝像元件11、第1電極21及第2電極22，且光電轉換部係將第1電極21、光電轉換層23及第2電極22積層而成，電荷儲存用電極24與第1電極21相隔配置，且介隔絕緣層82而與光電轉換層23對向配置，於攝像元件區塊10中，構成第P個攝像元件11之Q個攝像元件11之第1電極21被共用。

而且，各攝像元件區塊10具有控制部(下文對詳情進行敍述)，控制部至少包含浮動擴散層及放大電晶體，共用之第1電極21連接於控制部。

又，於實施例1之固體攝像裝置中，複數個攝像元件區塊10沿第1方向、及與第1方向不同之第2方向呈二維矩陣狀排列，且第2電荷遷移控制電極32具備位於沿著第1方向鄰接之構成攝像元件區塊10之攝像元件11之間的第2-A電荷遷移控制電極32A，第2-A電荷遷移控制電極32A之控制下，儲存於光電轉換層23之電荷於沿著第1方向鄰接之攝像元件區塊間之攝像元件11之間的遷移被禁止。

進而，於實施例1之固體攝像裝置中，第2電荷遷移控制電極具備位於構成沿著第2方向鄰接之攝像元件區塊10之攝像元件11之間的第2-B電荷遷移控制電極32B，且第2-B電荷遷移控制電極32B之控制下，儲存於光電轉換層23之電荷於沿著第2方向鄰接之攝像元件區塊間之攝像元件11之間的遷移被禁止。而且，於圖示之例中，在攝像元件區塊10中，第1電荷遷移控制電極31具備位於沿著第1方向鄰接之攝像元件11之間之第1-A電荷遷移控制電極31A、及位於沿著第2方向鄰接之攝像元件11之間之第1-B電荷遷移控制電極31B。

又，下文詳細進行敍述，但第1電荷遷移控制電極31及第2電荷遷移控制電極32設置在介隔絕緣層82而與位於鄰接之攝像元件11之間之光電轉換層23之區域對向的區域。即，第1電荷遷移控制電極31及第2電荷遷移控制電極32為下方第1電荷遷移控制電極及下方第2電荷遷移控制電極。第1電荷遷移控制電極31、第2電荷遷移控制電極32可形成於與第1電極21或電荷儲存用電極24相同之水準，亦可形成於不同之水準。

進一步而言，進而具備設置於半導體基板且具有驅動電路之控制部，且第1電極21、第2電極22、電荷儲存用電極24、第1電荷遷移控制電極31及第2電荷遷移控制電極32連接於驅動電路。

例如，將第1電極21設為正電位，將第2電極22設為負電位，將於光電轉換層23中藉由光電轉換所產生之電子讀出至浮動擴散層。於其他實施例中亦相同。再者，於將第1電極21設為負電位，將第2電極22設為正電位，將於光電轉換層23中基於光電轉換所產生之電洞讀出至浮動擴散層之形態中，只要將以下所述之電位之高低顛倒即可。

以下，基於圖3A、圖3B、圖3C、圖4A、圖4B、圖4C、圖5A、圖5B、圖5C、圖6A、圖6B及圖6C對實施例1之固體攝像裝置之動作進行說明，但讀出方式為第1模式之讀出方法。於第1模式之讀出方法中，為了謀求感度之增加，而將利用構成攝像元件區塊10之4個光電轉換元件11所獲得之信號相加。再者，圖3A、圖4A、圖5A及圖6A表示沿著圖1所示之2條單點鏈線A-A-A之各電極之電位，圖3B、圖4B、圖5B及圖6B表示沿著圖1所示之1條單點鏈線B-B之各電極之電位，圖3C、圖4C、圖5C及圖6C表示沿著圖1所示之1條單點鏈線C-C之各電極之電位。又，於該等圖中，由縱向之高度表示電位，高度越低，則為越高之電位。

＜電荷儲存期間＞具體而言，如圖3A、圖3B及圖3C所示，於電荷儲存期間，自驅動電路對第1電極21施加電位V₁₁ ，對電荷儲存用電極24施加電位V₃₁ ，對第1-A電荷遷移控制電極31A施加電位V_41-A ，對第1-B電荷遷移控制電極31B施加電位V_41-B ，對第2-A電荷遷移控制電極32A施加電位V_51-A ，對第2-B電荷遷移控制電極32B施加電位V_51-B 。又，對第2電極22施加電位V₂₁ 。於是，將電荷(為電子，模式性地由黑點表示)儲存於光電轉換層23。電位存在以下之表2-A所示之關係。將即將結束電荷儲存期間之前之電荷之儲存狀態模式性地示於圖3A、圖3B及圖3C。藉由光電轉換所產生之電子被電荷儲存用電極24吸引，而停留於與電荷儲存用電極24對向之光電轉換層23之區域。即，將電荷儲存於光電轉換層23。位於第1電極21與電荷儲存用電極24之間之區域之上方的光電轉換層23之區域之電位係利用第1電極21及電荷儲存用電極24而形成之電位，但較電位V₃₁ 低，因此，於光電轉換層23之內部產生之電子不會朝向第1電極21遷移。又，由於電荷儲存用電極24之電位較第1電荷遷移控制電極31及第2電荷遷移控制電極32之電位高，故而於光電轉換層23之內部產生之電子亦不會朝向第1電荷遷移控制電極31及第2電荷遷移控制電極32遷移。即，能夠抑制藉由光電轉換所產生之電荷流入至鄰接之攝像元件。隨著光電轉換之時間經過，與電荷儲存用電極24對向之光電轉換層23之區域中之電位成為更負側的值。於電荷儲存期間之後期，進行重置動作。藉此，將第1浮動擴散層FD₁ 之電位重置，第1浮動擴散層FD₁ 之電位成為電源之電位V_DD 。

＜表2-A＞

＜第1電荷傳輸期間＞重置動作完成後，開始第1電荷傳輸期間。於第1電荷傳輸期間，自驅動電路對第1電極21施加電位V₁₂ ，對電荷儲存用電極24施加電位V₃₂ 、V₃₂ '，對第1-A電荷遷移控制電極31A施加電位V_42-A ，對第1-B電荷遷移控制電極31B施加電位V_42-B ，對第2-A電荷遷移控制電極32A施加電位V_52-A ，對第2-B電荷遷移控制電極32B施加電位V_52-B 。又，對第2電極22施加電位V₂₂ 。於是，沿著第1方向儲存於第1個攝像元件11至第(P－1)個攝像元件11之光電轉換層23之電荷傳輸至第P個攝像元件11之光電轉換層23。剛開始第1電荷傳輸期間之後之電位、及即將結束第1電荷傳輸期間之前之電位存在以下之表2-B所示之關係。再者，對位於以第2電極21為基準較近處之電荷儲存用電極24施加電位V₃₂ ，對位於以第2電極21為基準較遠處之電荷儲存用電極24施加電位V₃₂ '(＜V₃₂ )。將剛開始第1電荷傳輸期間之後之電荷之儲存狀態模式性地示於圖4A、圖4B及圖4C，將即將結束第1電荷傳輸期間之前之電荷之儲存狀態模式性地示於圖5A、圖5B及圖5C。位於第1電極21與電荷儲存用電極24之間之區域之上方的光電轉換層23之區域之電位係利用第1電極21及電荷儲存用電極24而形成之電位，但較電位V₃₂ 低，因此，於光電轉換層23之內部產生之電子不會朝向第1電極21遷移。

＜表2-B＞

＜第2電荷傳輸期間＞於第2電荷傳輸期間，自驅動電路對第1電極21施加電位V₁₃ ，對電荷儲存用電極24施加電位V₃₃ 及V₃₃ '(或V₃₃ )，對第1-A電荷遷移控制電極31A施加電位V_43-A ，對第1-B電荷遷移控制電極31B施加電位V_43-B ，對第2-A電荷遷移控制電極32A施加電位V_53-A ，對第2-B電荷遷移控制電極32B施加電位V_53-B 。又，對第2電極22施加電位V₂₃ 。於是，傳輸至第P個攝像元件11之光電轉換層23之電荷與儲存於Q個之第P個攝像元件11之光電轉換層23之電荷一同讀出。第2電荷傳輸期間之電位存在以下之表2-C所示之關係。將第2電荷傳輸期間之電荷之儲存狀態模式性地示於圖6A、圖6B及圖6C。位於第1電極21與電荷儲存用電極24之間之區域之上方的光電轉換層23之區域之電位係利用第1電極21及電荷儲存用電極24而形成之電位，但較電位V₃₃ 高，因此，停留於與電荷儲存用電極24對向之光電轉換層23之區域之電子讀出至第1電極21，進而讀出至第1浮動擴散層FD₁ 。換言之，儲存於光電轉換層23之電荷讀出至控制部。又，由於電荷儲存用電極24之電位較第1電荷遷移控制電極31及第2電荷遷移控制電極32之電位高，故而於光電轉換層23之內部產生之電子不會朝向第1電荷遷移控制電極31及第2電荷遷移控制電極32遷移。即，能夠抑制藉由光電轉換所產生之電荷流入至鄰接之攝像元件。

＜表2-C＞

以上，完成電荷儲存、重置動作、電荷傳輸等一系列動作。

第1模式之讀出方法與第2模式之讀出方法之切換可藉由將適當的切換構件設置於固體攝像裝置而達成。於第2模式之讀出方法中，例如，將儲存於與在構成攝像元件之單元之複數個攝像元件11₁₂ 、11₂₂ 、11₁₃ 、11₂₃ 中共用之第1電極21₁₁ 鄰接之該等攝像元件11₁₂ 、11₂₂ 、11₁₃ 、11₂₃ 之光電轉換層23的電荷依序經由第1電極21₁₁ 讀出。藉此，能夠謀求利用固體攝像裝置所獲得之圖像之高精細化。但是，自該等攝像元件之讀出時間之合計較第1模式之讀出方法中之讀出時間長。於第2模式之讀出方法中，藉由對電荷傳輸期間之時序適當進行控制，P×Q個攝像元件(具體而言，4個攝像元件11₁₂ 、11₂₂ 、11₁₃ 、11₂₃ )能夠共用1個浮動擴散層FD₁ 。P×Q個攝像元件係互連地進行動作，且連接於驅動電路而作為攝像元件之單元。即，將構成攝像元件之單元之P×Q個攝像元件連接於1個驅動電路。但是，電荷儲存用電極之控制係對每個攝像元件進行。又，P×Q個攝像元件可共用1個接觸孔部。構成攝像元件之單元之P×Q個攝像元件(例如，攝像元件11₁₂ 、11₂₂ 、11₁₃ 、11₂₃ )與構成攝像元件區塊之P×Q個攝像元件(例如，攝像元件11₁₁ 、11₂₁ 、11₁₂ 、11₂₂ )於圖示之例中錯開1個攝像元件。P×Q個攝像元件(具體而言，4個攝像元件11₁₂ 、11₂₂ 、11₁₃ 、11₂₃ )中共用之第1電極21₁₁ 與各攝像元件之電荷儲存用電極24之配置關係係將第1電極21₁₁ 與各攝像元件11₁₂ 、11₂₂ 、11₁₃ 、11₂₃ 之電荷儲存用電極24鄰接配置。第2模式之讀出方法可設為基本上或實質上與先前之固體攝像裝置中之讀出方法相同。

將電子讀出至第1浮動擴散層FD₁ 之後之放大電晶體TR1_amp 、選擇電晶體TR1_sel 之動作與先前之該等電晶體之動作相同。第2攝像元件13、第3攝像元件15之電荷儲存、重置動作、電荷傳輸等一系列動作與先前之電荷儲存、重置動作、電荷傳輸等一系列動作相同。第1浮動擴散層FD₁ 之重置雜訊可與先前同樣地藉由關連式雙取樣(CDS，Correlated Double Sampling)處理而去除。

如上，於實施例1之固體攝像裝置中，在第1電荷遷移控制電極之控制下，沿著第1方向儲存於第1個攝像元件至第(P－1)個攝像元件之光電轉換層之電荷傳輸至第P個攝像元件之光電轉換層。而且，該電荷與儲存於Q個之第P個攝像元件之光電轉換層之電荷一同讀出。因此，可將利用P×Q個光電轉換元件所獲得之信號相加，其結果為，能夠謀求感度之增加，而且能夠製成不易受到佈局上之制約之構成、構造，S/N比提高效果較高。而且，攝像元件區塊之攝像元件單位、攝像元件佈局之制約較少，因此，能夠將所期望之鄰接攝像元件中之信號相加。

而且，由於在介隔絕緣層而與光電轉換層對向之區域形成有第1電荷遷移控制電極及第2電荷遷移控制電極，故而能夠對與第1電荷遷移控制電極及第2電荷遷移控制電極對應設置之光電轉換層之區域之電場或電位進行控制。其結果為，能夠利用第1電荷遷移控制電極及第2電荷遷移控制電極抑制藉由光電轉換所產生之電荷流入至鄰接之攝像元件，因此，不會於所拍攝之影像(圖像)產生品質劣化。

又，於實施例1或下述實施例2～實施例15之攝像元件中，具備與第1電極相隔配置且介隔絕緣層而與光電轉換層對向配置之電荷儲存用電極，因此，對光電轉換部照射光，而於光電轉換部中進行光電轉換時，由光電轉換層、絕緣層及電荷儲存用電極形成一種電容器，能夠將電荷儲存於光電轉換層。因此，曝光開始時，能夠使電荷儲存部完全空乏化，消除電荷。其結果為，能夠抑制kTC雜訊(重置雜訊)變大，隨機雜訊變差，而導致攝像畫質之下降等現象之產生。而且，由於能夠一齊重置所有像素，故而能夠實現所謂全域快門功能。 [實施例2]

實施例2為實施例1之變化，係關於第1-B構成之固體攝像裝置。將實施例2之固體攝像裝置中之攝像元件區塊、電荷儲存用電極、第1電荷遷移控制電極、第2電荷遷移控制電極及第1電極之配置狀態模式性地示於圖7。

於實施例2之固體攝像裝置中，在鄰接之攝像元件區塊10中，鄰接之第2-B電荷遷移控制電極32B相連，進而，第2-A電荷遷移控制電極32A相連。即，第2電荷遷移控制電極32之平面形狀為「十字形」。而且，進而於攝像元件區塊10中，第1電荷遷移控制電極31具備位於沿著第1方向鄰接之攝像元件11之間之第1-A電荷遷移控制電極31A、及位於沿著第2方向鄰接之攝像元件11之間之第1-B電荷遷移控制電極31B，進而於攝像元件區塊10中，第1-A電荷遷移控制電極31A與第1-B電荷遷移控制電極31B相連。即，第1電荷遷移控制電極31之平面形狀為「十字形」。

除以上之方面以外，實施例2之固體攝像裝置之構成、構造可設為與實施例1之固體攝像裝置之構成、構造相同，實施例2之固體攝像裝置之動作亦可設為實質上與實施例1之固體攝像裝置的動作相同，因此，省略詳細之說明。 [實施例3]

實施例3亦為實施例1之變化，但為關於第1-C構成之固體攝像裝置。將實施例3之固體攝像裝置中之攝像元件區塊、電荷儲存用電極、第1電荷遷移控制電極、第2電荷遷移控制電極及第1電極之配置狀態模式性地示於圖8，將變化例之配置狀態模式性地示於圖9。

於實施例3之固體攝像裝置中，在攝像元件區塊10中，鄰接之第2-B電荷遷移控制電極32B相連，進而，於鄰接之攝像元件區塊10中，鄰接之第2-B電荷遷移控制電極32B相連。而且，進而於攝像元件區塊10中，第1電荷遷移控制電極31具備位於沿著第1方向鄰接之攝像元件11之間之第1-A電荷遷移控制電極31A、及位於沿著第2方向鄰接之攝像元件11之間之第1-B電荷遷移控制電極31B(參照圖8)。進而於攝像元件區塊10中，第1-B電荷遷移控制電極相連(參照圖9)。

除以上之方面以外，實施例3之固體攝像裝置之構成、構造可設為與實施例1之固體攝像裝置之構成、構造相同，實施例3之固體攝像裝置之動作亦可設為實質上與實施例1之固體攝像裝置的動作相同，因此，省略詳細之說明。 [實施例4]

實施例4係關於本發明中之積層型攝像元件、及本發明之第2態樣之固體攝像裝置。即，實施例4中之積層型攝像元件具有至少1個於實施例1～實施例3中所說明之攝像元件或該等之變化例，實施例4之固體攝像裝置具備複數個於實施例1～實施例3中所說明之積層型攝像元件。

將實施例4之攝像元件(並列設置之2個攝像元件)之一部分之模式性剖視圖示於圖10。又，將實施例4之攝像元件、積層型攝像元件之一之模式性局部剖視圖示於圖11，將實施例4之攝像元件、積層型攝像元件之等效電路圖示於圖12及圖13。再者，圖10係沿著圖1所示之二點鏈線D-D之模式性局部剖視圖，圖11係沿著圖1所示之二點鏈線E-E-E之模式性局部剖視圖。

與實施例1～實施例3中所說明同樣地，實施例4之攝像元件(例如，下述綠色光用攝像元件)、或下述實施例5之攝像元件具備將第1電極21、光電轉換層23及第2電極22積層而成之光電轉換部，光電轉換部進而具備與第1電極21相隔配置且介隔絕緣層82而與光電轉換層23對向配置之電荷儲存用電極24。

位於光入射側之第2電極22除下述實施例5之攝像元件等以外，於複數個攝像元件中共通化。即，第2電極22作為所謂固體電極。光電轉換層23於複數個攝像元件中共通化。即，於複數個攝像元件中形成有1層光電轉換層23。

實施例4之積層型攝像元件具有至少1個實施例4之攝像元件或下述實施例5之攝像元件，於實施例4中具有1個實施例4之攝像元件或下述實施例5之攝像元件。

進而，實施例4之固體攝像裝置具備複數個實施例4或下述實施例5之攝像元件之積層型攝像元件。

於實施例4之攝像元件中，在介隔絕緣層82而與位於鄰接之攝像元件之間之光電轉換層23之區域23'對向之區域形成有第1電荷遷移控制電極31及第2電荷遷移控制電極32。再者，於以下之說明中，將第1電荷遷移控制電極31及第2電荷遷移控制電極32統稱為『電荷遷移控制電極30』。換言之，於由構成鄰接之攝像元件之各者之電荷儲存用電極24與電荷儲存用電極24夾著之區域中之絕緣層82的部分82'之下，形成有電荷遷移控制電極30。電荷遷移控制電極30與電荷儲存用電極24相隔而設置。或換言之，電荷遷移控制電極30與電荷儲存用電極24相隔而設置，電荷遷移控制電極30介隔絕緣層82而與光電轉換層之區域23'對向配置。再者，於圖11中，圖示電荷遷移控制電極30之一部分，但亦沿箭頭「A」之方向形成有電荷遷移控制電極30。

為方便起見，將未圖示電荷遷移控制電極30、以及下述連接孔34、墊部33及配線V_OB 之攝像元件稱為『本發明之具有基礎構造之攝像元件』。圖11係本發明之具有基礎構造之攝像元件之模式性局部剖視圖，圖16、圖17A、圖17B、圖18、圖19、圖20、圖21、圖24、圖27、圖28、圖29、圖30、圖31、圖34、圖39、圖40、圖42、圖43、圖44、圖45、圖46、圖47、圖48、圖49係圖11所示之本發明之具有基礎構造之攝像元件之各種變化例的模式性局部剖視圖，且省略電荷遷移控制電極30等之圖示。

而且，進而具備半導體基板(更具體而言，矽半導體層)70，且光電轉換部配置於半導體基板70之上方。又，進而具備設置於半導體基板70且具有連接有第1電極21及第2電極22之驅動電路之控制部。此處，將半導體基板70中之光入射面設為上方，將半導體基板70之相反側設為下方。於半導體基板70之下方設置有包含複數個配線之配線層62。

於半導體基板70設置有構成控制部之至少浮動擴散層FD₁ 及放大電晶體TR1_amp ，第1電極21連接於浮動擴散層FD₁ 及放大電晶體TR1_amp 之閘極部。於半導體基板70進而設置有構成控制部之重置電晶體TR1_rst 及選擇電晶體TR1_sel 。浮動擴散層FD₁ 連接於重置電晶體TR1_rst 之一源極/汲極區域，放大電晶體TR1_amp 之另一源極/汲極區域連接於選擇電晶體TR1_sel 之一源極/汲極區域，選擇電晶體TR1_sel 之另一源極/汲極區域連接於信號線VSL₁ 。該等放大電晶體TR1_amp 、重置電晶體TR1_rst 及選擇電晶體TR1_sel 構成驅動電路。

於圖示之例中，示出對1個攝像元件11設置有浮動擴散層FD₁ 等之狀態，但實際上，如上所述般對4個攝像元件11共用浮動擴散層FD₁ 等。又，於圖示之例中，為了明示驅動部之各構成要素，而圖示與實際之截面構造不同之構造。

具體而言，實施例4之攝像元件、積層型攝像元件為背面照射型攝像元件、積層型攝像元件，且具有積層有以下3個攝像元件11、13、15之構造，即，具備吸收綠色光之第1類型之綠色光電轉換層之對綠色光具有感度之第1類型之實施例4的綠色光用攝像元件(以下，稱為『第1攝像元件』)、具備吸收藍色光之第2類型之藍色光電轉換層之對藍色光具有感度之第2類型之先前的藍色光用攝像元件(以下，稱為『第2攝像元件』)、具備吸收紅色光之第2類型之紅色光電轉換層之對紅色光具有感度之第2類型之先前的紅色光用攝像元件(以下，稱為『第3攝像元件』)。此處，紅色光用攝像元件(第3攝像元件)15及藍色光用攝像元件(第2攝像元件)13設置於半導體基板70內，第2攝像元件13位於較第3攝像元件15更靠光入射側。又，綠色光用攝像元件(第1攝像元件)11設置於藍色光用攝像元件(第2攝像元件)13之上方。由第1攝像元件11、第2攝像元件13及第3攝像元件15之積層構造構成1像素。不設置彩色濾光片。

於第1攝像元件11中，將第1電極21及電荷儲存用電極24相隔形成於層間絕緣層81上。又，將電荷遷移控制電極30與電荷儲存用電極24相隔形成於層間絕緣層81上。層間絕緣層81、電荷儲存用電極24及電荷遷移控制電極30由絕緣層82覆蓋。於絕緣層82上形成有光電轉換層23，於光電轉換層23上形成有第2電極22。於包含第2電極22之整個面形成有保護層83，於保護層83上設置有晶載微透鏡陣列90。第1電極21、電荷儲存用電極24、電荷遷移控制電極30及第2電極22例如包含含有ITO(功函數：約4.4 eV)之透明電極。光電轉換層23包含含有至少對綠色光具有感度之周知之有機光電轉換材料(例如，若丹明系色素、部花青系色素、喹吖酮等有機系材料)之層。又，光電轉換層23亦可為進而包含適於電荷儲存之材料層之構成。即，亦可於光電轉換層23與第1電極21之間(例如，於連接部67內)進而形成適於電荷儲存之材料層。層間絕緣層81或絕緣層82、保護層83包含周知之絕緣材料(例如，SiO₂ 或SiN)。光電轉換層23與第1電極21係藉由設置於絕緣層82之連接部67連接。光電轉換層23於連接部67內延伸。即，光電轉換層23在設置於絕緣層82之開口部84內延伸，且與第1電極21連接。

電荷儲存用電極24連接於驅動電路。具體而言，電荷儲存用電極24經由設置於層間絕緣層81內之連接孔66、墊部64及配線V_OA 而連接於構成驅動電路之垂直驅動電路112。

電荷遷移控制電極30亦連接於驅動電路。具體而言，電荷遷移控制電極30經由設置於層間絕緣層81內之連接孔34、墊部33及配線V_OB 而連接於構成驅動電路之垂直驅動電路112。更具體而言，電荷遷移控制電極30形成於介隔絕緣層82而與光電轉換層23之區域23'對向之區域(絕緣層之區域82')。換言之，於由構成鄰接之攝像元件之各者之電荷儲存用電極24與電荷儲存用電極24夾著之區域中之絕緣層82的部分82'之下，形成有電荷遷移控制電極30。電荷遷移控制電極30與電荷儲存用電極24相隔而設置。或換言之，電荷遷移控制電極30與電荷儲存用電極24相隔而設置，電荷遷移控制電極30介隔絕緣層82而與光電轉換層23之區域23'對向配置。

電荷儲存用電極24之大小較第1電極21大。將電荷儲存用電極24之面積設為s₁ '，將第1電極21之面積設為s₁ 時，並無限定，但較佳為滿足 4≦s₁ '/s₁ ，於實施例4或下述實施例5之攝像元件中，並無限定，但例如設為 s₁ '/s₁ ＝8。再者，於下述實施例10～實施例13中，將3個光電轉換部區段20₁ 、20₂ 、20₃ 之大小設為相同之大小，平面形狀亦設為相同。

半導體基板70之第1面(正面)70A之側形成有元件分離區域71，又，於半導體基板70之第1面70A形成有氧化膜72。進而，於半導體基板70之第1面側設置有構成第1攝像元件11之控制部之重置電晶體TR1_rst 、放大電晶體TR1_amp 及選擇電晶體TR1_sel ，進而設置有第1浮動擴散層FD₁ 。

重置電晶體TR1_rst 包含閘極部51、通道形成區域51A、及源極/汲極區域51B、51C。重置電晶體TR1_rst 之閘極部51連接於重置線RST₁ ，重置電晶體TR1_rst 之一源極/汲極區域51C兼用作第1浮動擴散層FD₁ ，另一源極/汲極區域51B連接於電源V_DD 。

第1電極21經由設置於層間絕緣層81內之連接孔65、墊部63、形成於半導體基板70及層間絕緣層76之接觸孔部61、形成於層間絕緣層76之配線層62而連接於重置電晶體TR1_rst 之一源極/汲極區域51C(第1浮動擴散層FD₁ )。

放大電晶體TR1_amp 包含閘極部52、通道形成區域52A、及源極/汲極區域52B、52C。閘極部52經由配線層62而連接於第1電極21及重置電晶體TR1_rst 之一源極/汲極區域51C(第1浮動擴散層FD₁ )。又，一源極/汲極區域52B連接於電源V_DD 。

選擇電晶體TR1_sel 包含閘極部53、通道形成區域53A、及源極/汲極區域53B、53C。閘極部53連接於選擇線SEL₁ 。又，一源極/汲極區域53B與構成放大電晶體TR1_amp 之另一源極/汲極區域52C共用區域，另一源極/汲極區域53C連接於信號線(資料輸出線)VSL₁ (117)。

第2攝像元件13具備設置於半導體基板70之n型半導體區域41作為光電轉換層。包含垂直型電晶體之傳輸電晶體TR2_trs 之閘極部45延伸至n型半導體區域41，且連接於傳輸閘極線TG₂ 。又，於傳輸電晶體TR2_trs 之閘極部45之附近之半導體基板70的區域45C設置有第2浮動擴散層FD₂ 。儲存於n型半導體區域41之電荷經由沿著閘極部45形成之傳輸通道讀出至第2浮動擴散層FD₂ 。

於第2攝像元件13中，進而於半導體基板70之第1面側設置有構成第2攝像元件13之控制部之重置電晶體TR2_rst 、放大電晶體TR2_amp 及選擇電晶體TR2_sel 。

重置電晶體TR2_rst 包含閘極部、通道形成區域、及源極/汲極區域。重置電晶體TR2_rst 之閘極部連接於重置線RST₂ ，重置電晶體TR2_rst 之一源極/汲極區域連接於電源V_DD ，另一源極/汲極區域兼用作第2浮動擴散層FD₂ 。

放大電晶體TR2_amp 包含閘極部、通道形成區域、及源極/汲極區域。閘極部連接於重置電晶體TR2_rst 之另一源極/汲極區域(第2浮動擴散層FD₂ )。又，一源極/汲極區域連接於電源V_DD 。

選擇電晶體TR2_sel 包含閘極部、通道形成區域、及源極/汲極區域。閘極部連接於選擇線SEL₂ 。又，一源極/汲極區域與構成放大電晶體TR2_amp 之另一源極/汲極區域共用區域，另一源極/汲極區域連接於信號線(資料輸出線)VSL₂ 。

第3攝像元件15具備設置於半導體基板70之n型半導體區域43作為光電轉換層。傳輸電晶體TR3_trs 之閘極部46連接於傳輸閘極線TG₃ 。又，於傳輸電晶體TR3_trs 之閘極部46之附近之半導體基板70的區域46C設置有第3浮動擴散層FD₃ 。儲存於n型半導體區域43之電荷經由沿著閘極部46形成之傳輸通道46A讀出至第3浮動擴散層FD₃ 。

於第3攝像元件15中，進而於半導體基板70之第1面側設置有構成第3攝像元件15之控制部之重置電晶體TR3_rst 、放大電晶體TR3_amp 及選擇電晶體TR3_sel 。

重置電晶體TR3_rst 包含閘極部、通道形成區域、及源極/汲極區域。重置電晶體TR3_rst 之閘極部連接於重置線RST₃ ，重置電晶體TR3_rst 之一源極/汲極區域連接於電源V_DD ，另一源極/汲極區域兼用作第3浮動擴散層FD₃ 。

放大電晶體TR3_amp 包含閘極部、通道形成區域、及源極/汲極區域。閘極部連接於重置電晶體TR3_rst 之另一源極/汲極區域(第3浮動擴散層FD₃ )。又，一源極/汲極區域連接於電源V_DD 。

選擇電晶體TR3_sel 包含閘極部、通道形成區域、及源極/汲極區域。閘極部連接於選擇線SEL₃ 。又，一源極/汲極區域與構成放大電晶體TR3_amp 之另一源極/汲極區域共用區域，另一源極/汲極區域連接於信號線(資料輸出線)VSL₃ 。

重置線RST₁ 、RST₂ 、RST₃ 、選擇線SEL₁ 、SEL₂ 、SEL₃ 、傳輸閘極線TG₂ 、TG₃ 連接於構成驅動電路之垂直驅動電路112，信號線(資料輸出線)VSL₁ 、VSL₂ 、VSL₃ 連接於構成驅動電路之行信號處理電路113。

於n型半導體區域43與半導體基板70之正面70A之間設置有p⁺ 層44，抑制暗電流產生。於n型半導體區域41與n型半導體區域43之間形成有p⁺ 層42，進而，n型半導體區域43之側面之一部分由p⁺ 層42包圍。於半導體基板70之背面70B之側形成有p⁺ 層73，於p⁺ 層73至半導體基板70之內部之應形成接觸孔部61之部分形成有HfO₂ 膜74及絕緣膜75。於層間絕緣層76以至複數層而形成有配線，但省略圖示。

HfO₂ 膜74係具有負固定電荷之膜，藉由設置此種膜，能夠抑制暗電流之產生。再者，亦可使用氧化鋁(Al₂ O₃ )膜、氧化鋯(ZrO₂ )膜、氧化鉭(Ta₂ O₅ )膜、氧化鈦(TiO₂ )膜、氧化鑭(La₂ O₃ )膜、氧化鐠(Pr₂ O₃ )膜、氧化鈰(CeO₂ )膜、氧化釹(Nd₂ O₃ )膜、氧化鉕(Pm₂ O₃ )膜、氧化釤(Sm₂ O₃ )膜、氧化銪(Eu₂ O₃ )膜、氧化釓((Gd₂ O₃ )膜、氧化鋱(Tb₂ O₃ )膜、氧化鏑(Dy₂ O₃ )膜、氧化鈥(Ho₂ O₃ )膜、氧化銩(Tm₂ O₃ )膜、氧化鐿(Yb₂ O₃ )膜、氧化鎦(Lu₂ O₃ )膜、氧化釔(Y₂ O₃ )膜、氮化鉿膜、氮化鋁膜、氮氧化鉿膜、氮氧化鋁膜而代替HfO₂ 膜。作為該等膜之成膜方法，例如可列舉：CVD法、PVD法、ALD法(atomic layer deposition，原子層沈積法)。

實施例4之固體攝像裝置之動作可設為實質上與實施例1之固體攝像裝置的動作相同，因此，省略詳細之說明。

於圖14中示出實施例4之固體攝像裝置之概念圖。實施例4之固體攝像裝置100包含將積層型攝像元件101呈二維陣列狀排列之攝像區域111、以及作為其驅動電路(周邊電路)之垂直驅動電路112、行信號處理電路113、水平驅動電路114、輸出電路115及驅動控制電路116等。再者，該等電路當然可包含周知之電路，又，可使用其他電路構成(例如，於先前之CCD(Charge Coupled Device，電荷耦合元件)型固體攝像裝置或CMOS(complementary metal oxide，互補金氧半導體)型固體攝像裝置中所使用之各種電路)構成。再者，於圖14中，積層型攝像元件101中之參照編號「101」之展示僅設為1列。

驅動控制電路116基於垂直同步信號、水平同步信號及主時鐘，產生成為垂直驅動電路112、行信號處理電路113及水平驅動電路114之動作之基準之時鐘信號或控制信號。而且，所產生之時鐘信號或控制信號輸入至垂直驅動電路112、行信號處理電路113及水平驅動電路114。

垂直驅動電路112例如包含移位暫存器，且以列為單位對攝像區域111之各積層型攝像元件101依序沿垂直方向進行選擇掃描。而且，基於根據各積層型攝像元件101中之受光量產生之電流(信號)之像素信號(圖像信號)係經由信號線(資料輸出線)117、VSL而輸送至行信號處理電路113。

行信號處理電路113例如配置於積層型攝像元件101之每一行，針對每個攝像元件，藉由來自黑基準像素(雖未圖示，但形成於有效像素區域之周圍)之信號對自1列積層型攝像元件101輸出之圖像信號進行雜訊去除或信號放大之信號處理。於行信號處理電路113之輸出級，將水平選擇開關(未圖示)連接於水平信號線118之間而設置。

水平驅動電路114例如包含移位暫存器，藉由依序輸出水平掃描脈衝，而依序選擇行信號處理電路113之各者，將信號自行信號處理電路113之各者輸出至水平信號線118。

輸出電路115對自行信號處理電路113之各者經由水平信號線118而依序供給之信號進行信號處理並將其輸出。

如將實施例4之攝像元件、積層型攝像元件之變化例(實施例4之變化例1)之等效電路圖示於圖15般，將重置電晶體TR1_rst 之另一源極/汲極區域51B接地，而代替連接於電源V_DD 。

實施例4之攝像元件、積層型攝像元件例如可藉由以下之方法進行製作。即，首先準備SOI(Silicon On Insulator，絕緣矽)基板。然後，基於磊晶生長法於SOI基板之表面形成第1矽層，並於該第1矽層形成p⁺ 層73、n型半導體區域41。緊接著，基於磊晶生長法於第1矽層上形成第2矽層，並於該第2矽層形成元件分離區域71、氧化膜72、p⁺ 層42、n型半導體區域43、p⁺ 層44。又，於第2矽層形成構成攝像元件之控制部之各種電晶體等，進而於其上形成配線層62或層間絕緣層76、各種配線，之後將層間絕緣層76與支持基板(未圖示)貼合。其後，將SOI基板去除而使第1矽層露出。再者，第2矽層之表面相當於半導體基板70之正面70A，第1矽層之表面相當於半導體基板70之背面70B。又，將第1矽層與第2矽層總括表達為半導體基板70。緊接著，於半導體基板70之背面70B之側形成用以形成接觸孔部61之開口部，並形成HfO₂ 膜74、絕緣膜75及接觸孔部61，進而形成墊部63、64、33、層間絕緣層81、連接孔65、66、34、第1電極21、電荷儲存用電極24、電荷遷移控制電極30、絕緣層82。接下來，將連接部67開口，形成光電轉換層23、第2電極22、保護層83及晶載微透鏡陣列90。藉由以上，能夠獲得實施例4之攝像元件、積層型攝像元件。

或，將實施例4之攝像元件(並列設置之2個攝像元件)之變化例(實施例4之變化例2)之一部分的模式性剖視圖示於圖16，但可將光電轉換層設為下層半導體層23_DN 與上層光電轉換層23_UP 之積層構造。上層光電轉換層23_UP 及下層半導體層23_DN 於複數個攝像元件中共通化。即，於複數個攝像元件中形成有1層上層光電轉換層23_UP 及下層半導體層23_DN 。藉由如此設置下層半導體層23_DN ，例如能夠防止電荷儲存時之再耦合。又，能夠使儲存於光電轉換層23之電荷向第1電極21之電荷傳輸效率增加。進而，能夠暫時保持光電轉換層23中所產生之電荷，控制傳輸之時序等。又，能夠抑制暗電流之產生。構成上層光電轉換層23_UP 之材料只要自構成光電轉換層23之各種材料中適當進行選擇即可。另一方面，作為構成下層半導體層23_DN 之材料，較佳為使用帶隙能之值較大(例如，3.0 eV以上之帶隙能之值)，而且具有較構成光電轉換層之材料高之遷移率之材料，具體而言，例如可列舉IGZO等氧化物半導體材料。或，作為構成下層半導體層23_DN 之材料，於應儲存之電荷為電子之情形時，可列舉具有較構成光電轉換層之材料之離子化電位大之離子化電位的材料。或，構成下層半導體層之材料中之雜質濃度較佳為1×10¹⁸ cm^-3 以下。再者，該實施例4之變化例2之構成、構造可應用於其他實施例。 [實施例5]

實施例5亦關於本發明中之積層型攝像元件、及本發明之第2態樣之固體攝像裝置。即，實施例5中之積層型攝像元件具有至少1個實施例1～實施例3之攝像元件或該等之變化例，實施例5之固體攝像裝置具備複數個實施例4之積層型攝像元件。

將實施例5之攝像元件(並列設置之2個攝像元件)之一部分之模式性剖視圖示於圖17A。於實施例5之攝像元件中，在位於鄰接之攝像元件之間之光電轉換層23的區域23'之上形成有上方第1電荷遷移控制電極及上方第2電荷遷移控制電極(將該等統稱為『電荷遷移控制電極35』)，而代替形成第2電極22。電荷遷移控制電極35與第2電極22相隔而設置。換言之，第2電極22設置於每個攝像元件，電荷遷移控制電極35包圍第2電極22之至少一部分，且與第2電極22相隔而設置於光電轉換層23之一部分之上。電荷遷移控制電極35形成於與第2電極22相同之水平面。電荷遷移控制電極35只要具有與電荷遷移控制電極30相同之平面形狀即可。

第2電極22及電荷遷移控制電極35可藉由於在光電轉換層23之上成膜構成第2電極22及電荷遷移控制電極35之材料層之後，使該材料層圖案化而獲得。第2電極22、電荷遷移控制電極35之各者分別連接於配線(未圖示)，該等配線連接於驅動電路。連接於第2電極22之配線於複數個攝像元件中共通化。連接於電荷遷移控制電極35之配線亦與實施例1～實施例3中所說明之電荷遷移控制電極30同樣地，適當於複數個攝像元件中共通化。

於包含第2電極22及電荷遷移控制電極35之光電轉換層23上形成有絕緣膜(未圖示)，於第2電極22之上方之絕緣膜形成有與第2電極22連接之接觸孔(未圖示)，於絕緣膜上設置有與接觸孔連接之配線V_OU (未圖示)。

實施例5之固體攝像裝置之動作亦可設為實質上與實施例1之固體攝像裝置的動作相同，因此，省略詳細之說明。但是，施加於電荷遷移控制電極35之電位較施加於第2電極22之電位低。

如上，於實施例5之攝像元件中，由於在位於鄰接之攝像元件之間之光電轉換層的區域之上形成有電荷遷移控制電極，而代替形成第2電極，故而能夠利用電荷遷移控制電極抑制藉由光電轉換所產生之電荷流入至鄰接之攝像元件，因此，不會於所拍攝之影像(圖像)產生品質劣化。

將實施例5之攝像元件(並列設置之2個攝像元件)之變化例之一部分的模式性剖視圖示於圖17B。於該變化例中，第2電極22設置於每個攝像元件，電荷遷移控制電極35包圍第2電極22之至少一部分，且與第2電極22相隔而設置，於電荷遷移控制電極35之下方存在電荷儲存用電極24之一部分，而且，於電荷遷移控制電極(上部電荷遷移控制電極)35之下方設置有電荷遷移控制電極(下部電荷遷移控制電極)30。與電荷遷移控制電極35對向之第2電極22之區域位於第1電極側。電荷儲存用電極24由電荷遷移控制電極30包圍。 [實施例6]

實施例6為實施例4～實施例5之變化。將模式性局部剖視圖示於圖18之實施例6之攝像元件、積層型攝像元件為正面照射型攝像元件、積層型攝像元件，且具有積層有以下3個攝像元件之構造，即，具備吸收綠色光之第1類型之綠色光電轉換層之對綠色光具有感度之第1類型之實施例4的綠色光用攝像元件(第1攝像元件11)、具備吸收藍色光之第2類型之藍色光電轉換層之對藍色光具有感度之第2類型之先前的藍色光用攝像元件(第2攝像元件13)、具備吸收紅色光之第2類型之紅色光電轉換層之對紅色光具有感度之第2類型之先前的紅色光用攝像元件(第3攝像元件15)。此處，紅色光用攝像元件(第3攝像元件15)及藍色光用攝像元件(第2攝像元件13)設置於半導體基板70內，第2攝像元件13位於較第3攝像元件15更靠光入射側。又，綠色光用攝像元件(第1攝像元件11)設置於藍色光用攝像元件(第2攝像元件13)之上方。

於半導體基板70之正面70A側與實施例4同樣地設置有構成控制部之各種電晶體。該等電晶體可設為實質上與實施例4中所說明之電晶體相同之構成、構造。又，於半導體基板70設置有第2攝像元件13、第3攝像元件15，但該等攝像元件亦可設為實質上與實施例4中所說明之第2攝像元件13、第3攝像元件15相同之構成、構造。

於半導體基板70之正面70A之上形成有層間絕緣層77、78，於層間絕緣層78之上設置有構成實施例4之攝像元件之光電轉換部(第1電極21、光電轉換層23及第2電極22)、及電荷儲存用電極24等。

如此，除了為正面照射型之方面以外，實施例6之攝像元件、積層型攝像元件之構成、構造可設為與實施例4之攝像元件、積層型攝像元件之構成、構造相同，因此，省略詳細之說明。 [實施例7]

實施例7為實施例4～實施例6之變化。

將模式性局部剖視圖示於圖19之實施例7之攝像元件、積層型攝像元件為背面照射型攝像元件、積層型攝像元件，且具有積層有第1類型之實施例4之第1攝像元件11、及第2類型之第2攝像元件13之2個攝像元件之構造。又，將模式性局部剖視圖示於圖20之實施例7之攝像元件、積層型攝像元件之變化例為正面照射型攝像元件、積層型攝像元件，且具有積層有第1類型之實施例4之第1攝像元件11、及第2類型之第2攝像元件13之2個攝像元件之構造。此處，第1攝像元件11吸收原色之光，第2攝像元件13吸收補色之光。或，第1攝像元件11吸收白色之光，第2攝像元件13吸收紅外線。

再者，於以下之表中例示各種第1類型之攝像元件與第2類型之攝像元件之積層構造例。

[實施例8]

實施例8為實施例4～實施例7之變化，係關於具備傳輸控制用電極(電荷傳輸電極)之本發明中之攝像元件。將實施例8之攝像元件、積層型攝像元件之一部分之模式性局部剖視圖示於圖21，將實施例8之攝像元件、積層型攝像元件之等效電路圖示於圖22及圖23。

於實施例8之攝像元件、積層型攝像元件中，於第1電極21與電荷儲存用電極24之間進而具備與第1電極21及電荷儲存用電極24相隔配置且介隔絕緣層82而與光電轉換層23對向配置之傳輸控制用電極(電荷傳輸電極)25。傳輸控制用電極25係經由設置於層間絕緣層81內之連接孔68B、墊部68A及配線V_OT 而連接於構成驅動電路之像素驅動電路。

再者，將重置電晶體TR1_rst 之另一源極/汲極區域51B接地，而代替連接於電源V_DD 。

於實施例8中，於電荷儲存期間中，將施加於傳輸控制用電極25之電位設為V₆₁ 時，較佳為滿足V₆₁ ≦V₁₁ 、V₃₁ ＜V₆₁ 。能夠確實地防止停留於與電荷儲存用電極24對向之光電轉換層23之區域之電子向第1電極21的遷移。又，於第2電荷傳輸期間，將施加於傳輸控制用電極25之電位設為V₆₃ 時，設為V₃₃ ≦V₆₃ ≦V₁₃ 。藉此，停留於與電荷儲存用電極24對向之光電轉換層23之區域之電子確實地讀出至第1電極21，進而讀出至第1浮動擴散層FD₁ 。即，將儲存於光電轉換層23之電荷讀出至控制部。 [實施例9]

實施例9為實施例4～實施例8之變化，係關於具備複數個電荷儲存用電極區段之本發明中之攝像元件。

將實施例9之攝像元件之一部分之模式性局部剖視圖示於圖24，將實施例9之攝像元件、積層型攝像元件之等效電路圖示於圖25及圖26。

於實施例9中，電荷儲存用電極24包含複數個電荷儲存用電極區段24A、24B、24C。電荷儲存用電極區段之數量只要為2個以上即可，於實施例9中，設為「3」。而且，於實施例9之攝像元件、積層型攝像元件中，對N個電荷儲存用電極區段之各者施加不同之電位，但由於第1電極21之電位較第2電極22之電位高，即，例如由於對第1電極21施加正電位，對第2電極22施加負電位，故而於第2電荷傳輸期間，對位於距第1電極21最近處之電荷儲存用電極區段(第1個光電轉換部區段)24A施加之電位較對位於距第1電極21最遠處之電荷儲存用電極區段(第N個光電轉換部區段)24C施加的電位高。藉由如此對電荷儲存用電極24賦予電位梯度，停留於與電荷儲存用電極24對向之光電轉換層23之區域之電子更確實地讀出至第1電極21，進而讀出至第1浮動擴散層FD₁ 。即，將儲存於光電轉換層23之電荷讀出至控制部。

於第2電荷傳輸期間，藉由設為電荷儲存用電極區段24C之電位＜電荷儲存用電極區段24B之電位＜電荷儲存用電極區段24A之電位，能夠將停留於光電轉換層23之區域之電子一齊讀出至第1浮動擴散層FD₁ 。或，於第2電荷傳輸期間，藉由使電荷儲存用電極區段24C之電位、電荷儲存用電極區段24B之電位、電荷儲存用電極區段24A之電位逐漸發生變化(即，藉由呈階梯狀或傾斜狀發生變化)，能夠使停留於與電荷儲存用電極區段24C對向之光電轉換層23之區域之電子向與電荷儲存用電極區段24B對向之光電轉換層23的區域遷移，緊接著，使停留於與電荷儲存用電極區段24B對向之光電轉換層23之區域之電子向與電荷儲存用電極區段24A對向之光電轉換層23的區域遷移，緊接著，將停留於與電荷儲存用電極區段24A對向之光電轉換層23之區域之電子確實地讀出至第1浮動擴散層FD₁ 。

亦可將重置電晶體TR1_rst 之另一源極/汲極區域51B接地，而代替連接於電源V_DD 。 [實施例10]

實施例10為實施例4～實施例9之變化，係關於第1構成及第6構成之攝像元件。

將實施例10之攝像元件、積層型攝像元件之模式性局部剖視圖示於圖27，將對積層有電荷儲存用電極、光電轉換層及第2電極之部分進行放大所得之模式性局部剖視圖示於圖28。實施例10之攝像元件、積層型攝像元件之等效電路圖與圖12及圖13中所說明之實施例4之攝像元件的等效電路圖相同。進而，實施例10之攝像元件(第1攝像元件11)之動作實質上與實施例4之攝像元件的動作相同。

此處，於實施例10之攝像元件或下述實施例11～實施例15之攝像元件中，光電轉換部包含N個(其中，N≧2)光電轉換部區段(具體而言，3個光電轉換部區段20₁ 、20₂ 、20₃ )，光電轉換層23包含N個光電轉換層區段(具體而言，3個光電轉換層區段23₁ 、23₂ 、23₃ )，且絕緣層82包含N個絕緣層區段(具體而言，3個絕緣層區段82₁ 、82₂ 、82₃ )，於實施例10～實施例12中，電荷儲存用電極24包含N個電荷儲存用電極區段(具體而言，於各實施例中，3個電荷儲存用電極區段24₁ 、24₂ 、24₃ )，於實施例13～實施例14中，根據情況，於實施例12中，電荷儲存用電極24包含相互相隔配置之N個電荷儲存用電極區段(具體而言，3個電荷儲存用電極區段24₁ 、24₂ 、24₃ )，第n個(其中，n＝1、2、3…N)光電轉換部區段20_n 包含第n個電荷儲存用電極區段24_n 、第n個絕緣層區段82_n 及第n個光電轉換層區段23_n ， n之值越大之光電轉換部區段，越遠離第1電極21而設置。

或，實施例10之攝像元件或下述實施例11、實施例14之攝像元件具備將第1電極21、光電轉換層23及第2電極22積層而構成之光電轉換部，且光電轉換部進而具備與第1電極21相隔配置且介隔絕緣層82而與光電轉換層23對向配置之電荷儲存用電極24，將電荷儲存用電極24、絕緣層82及光電轉換層23之積層方向設為Z方向，將遠離第1電極21之方向設為X方向時，於YZ假想平面將積層有電荷儲存用電極24、絕緣層82及光電轉換層23之積層部分切斷時之積層部分之截面面積依存於與第1電極的距離而發生變化。

進而，於實施例10之攝像元件中，自第1個光電轉換部區段20₁ 以至第N個光電轉換部區段20_N ，絕緣層區段之厚度逐漸發生變化。具體而言，絕緣層區段之厚度逐漸變厚。或，於實施例10之攝像元件中，積層部分之截面之寬度固定，積層部分之截面之厚度，具體而言，絕緣層區段之厚度依存於與第1電極21之距離而逐漸變厚。再者，絕緣層區段之厚度呈階梯狀變厚。第n個光電轉換部區段20_n 內之絕緣層區段82_n 之厚度設為固定。將第n個光電轉換部區段20_n 中之絕緣層區段82_n 之厚度設為「1」時，可例示2至10作為第(n＋1)個光電轉換部區段20_(n+1) 中之絕緣層區段82_(n+1) 之厚度，但並不限定於此種值。於實施例10中，藉由使電荷儲存用電極區段24₁ 、24₂ 、24₃ 之厚度逐漸變薄，而使絕緣層區段82₁ 、82₂ 、82₃ 之厚度逐漸變厚。光電轉換層區段23₁ 、23₂ 、23₃ 之厚度固定。

以下，對實施例10之攝像元件之動作進行說明。

於電荷儲存期間，自驅動電路對第1電極21施加電位V₁₁ ，對電荷儲存用電極24施加電位V₃₁ 。藉由入射至光電轉換層23之光而於光電轉換層23發生光電轉換。藉由光電轉換所產生之電洞自第2電極22經由配線V_OU 送出至驅動電路。另一方面，由於使第1電極21之電位較第2電極22之電位高，即，例如由於對第1電極21施加正電位，對第2電極22施加負電位，故而設為V₃₁ ≧V₁₁ ，較佳為V₃₁ ＞V₁₁ 。藉此，藉由光電轉換所產生之電子被電荷儲存用電極24吸引，而停留於與電荷儲存用電極24對向之光電轉換層23之區域。即，將電荷儲存於光電轉換層23。由於為V₃₁ ＞V₁₁ ，故而於光電轉換層23之內部產生之電子不會朝向第1電極21遷移。隨著光電轉換之時間經過，與電荷儲存用電極24對向之光電轉換層23之區域中之電位成為更負側之值。

於實施例10之攝像元件中，採用絕緣層區段之厚度逐漸變厚之構成，因此，於電荷儲存期間，若成為V₃₁ ≧V₁₁ 等狀態，則第n個光電轉換部區段20_n 相較於第(n＋1)個光電轉換部區段20_(n+1) ，能夠儲存更多之電荷，施加更強之電場，能夠確實地防止電流自第1個光電轉換部區段20₁ 向第1電極21之流動。

於電荷儲存期間之後期，進行重置動作。藉此，重置第1浮動擴散層FD₁ 之電位，第1浮動擴散層FD₁ 之電位成為電源之電位V_DD 。

重置動作完成後，進行電荷之讀出。即，於第2電荷傳輸期間，自驅動電路對第1電極21施加電位V₁₃ ，對電荷儲存用電極24施加電位V₃₃ 。此處，設為V₁₃ ＞V₃₃ 。藉此，停留於與電荷儲存用電極24對向之光電轉換層23之區域之電子讀出至第1電極21，進而讀出至第1浮動擴散層FD₁ 。即，將儲存於光電轉換層23之電荷讀出至控制部。

更具體而言，於第2電荷傳輸期間，若成為V₁₃ ＞V₃₃ 等狀態，則能夠確實地確保電荷自第1個光電轉換部區段20₁ 向第1電極21之流動、電荷自第(n＋1)個光電轉換部區段20_(n+1) 向第n個光電轉換部區段20_n 之流動。

以上，完成電荷儲存、重置動作、電荷傳輸等一系列動作。

於實施例10之攝像元件中，由於自第1個光電轉換部區段以至第N個光電轉換部區段，絕緣層區段之厚度逐漸發生變化，或，由於在YZ假想平面將積層有電荷儲存用電極、絕緣層及光電轉換層之積層部分切斷時之積層部分之截面面積依存於與第1電極的距離而發生變化，故而形成一種電荷傳輸梯度，能夠更容易且確實地傳輸藉由光電轉換所產生之電荷。

實施例10之攝像元件、積層型攝像元件能夠藉由實質上與實施例4之攝像元件相同之方法進行製作，因此，省略詳細之說明。

再者，於實施例10之攝像元件中，在第1電極21、電荷儲存用電極24及絕緣層82之形成中，首先，於層間絕緣層81上成膜用以形成電荷儲存用電極24₃ 之導電材料層，並使導電材料層圖案化而於應形成光電轉換部區段20₁ 、20₂ 、20₃ 及第1電極21之區域殘留導電材料層，藉此，能夠獲得第1電極21之一部分及電荷儲存用電極24₃ 。接下來，於整個面成膜用以形成絕緣層區段82₃ 之絕緣層，並使絕緣層圖案化，進行平坦化處理，藉此，能夠獲得絕緣層區段82₃ 。接下來，於整個面成膜用以形成電荷儲存用電極24₂ 之導電材料層，並使導電材料層圖案化而於應形成光電轉換部區段20₁ 、20₂ 及第1電極21之區域殘留導電材料層，藉此，能夠獲得第1電極21之一部分及電荷儲存用電極24₂ 。接下來，於整個面成膜用以形成絕緣層區段82₂ 之絕緣層，並使絕緣層圖案化，進行平坦化處理，藉此獲得絕緣層區段82₂ 。接下來，於整個面成膜用以形成電荷儲存用電極24₁ 之導電材料層，並使導電材料層圖案化而於應形成光電轉換部區段20₁ 及第1電極21之區域殘留導電材料層，藉此，能夠獲得第1電極21及電荷儲存用電極24₁ 。接下來，於整個面成膜絕緣層，並進行平坦化處理，藉此，獲得絕緣層區段82₁ (絕緣層82)。而且，於絕緣層82上形成光電轉換層23。於是，能夠獲得光電轉換部區段20₁ 、20₂ 、20₃ 。

亦可將重置電晶體TR1_rst 之另一源極/汲極區域51B接地，而代替連接於電源V_DD 。 [實施例11]

實施例11之攝像元件係關於本發明之第2構成及第6構成之攝像元件。如將對積層有電荷儲存用電極、光電轉換層及第2電極之部分進行放大所得之模式性局部剖視圖示於圖29般，於實施例11之攝像元件中，自第1個光電轉換部區段20₁ 以至第N個光電轉換部區段20_N ，光電轉換層區段之厚度逐漸發生變化。或，於實施例11之攝像元件中，積層部分之截面之寬度固定，使積層部分之截面之厚度，具體而言，光電轉換層區段之厚度依存於與第1電極21之距離而逐漸變厚。更具體而言，光電轉換層區段之厚度逐漸變厚。再者，光電轉換層區段之厚度呈階梯狀變厚。第n個光電轉換部區段20_n 內之光電轉換層區段23_n 之厚度設為固定。將第n個光電轉換部區段20_n 中之光電轉換層區段23_n 之厚度設為「1」時，可例示2至10作為第(n＋1)個光電轉換部區段20_(n+1) 中之光電轉換層區段23_(n+1) 之厚度，但並不限定於此種值。於實施例11中，藉由使電荷儲存用電極區段24₁ 、24₂ 、24₃ 之厚度逐漸變薄，而使光電轉換層區段23₁ 、23₂ 、23₃ 之厚度逐漸變厚。絕緣層區段82₁ 、82₂ 、82₃ 之厚度固定。

於實施例11之攝像元件中，光電轉換層區段之厚度逐漸變厚，因此，於電荷儲存期間，若成為V₃₁ ≧V₁₁ 等狀態，則第n個光電轉換部區段20_n 相較於第(n＋1)個光電轉換部區段20_(n+1) ，施加更強之電場，能夠確實地防止電流自第1個光電轉換部區段20₁ 向第1電極21之流動。而且，於第2電荷傳輸期間，若成為V₃₃ ＜V₁₃ 等狀態，則能夠確實地確保電荷自第1個光電轉換部區段20₁ 向第1電極21之流動、電荷自第(n＋1)個光電轉換部區段20_(n+1) 向第n個光電轉換部區段20_n 之流動。

如此，於實施例11之攝像元件中，由於自第1個光電轉換部區段以至第N個光電轉換部區段，光電轉換層區段之厚度逐漸發生變化，或，由於在YZ假想平面將積層有電荷儲存用電極、絕緣層及光電轉換層之積層部分切斷時之積層部分之截面面積依存於與第1電極的距離而發生變化，故而形成一種電荷傳輸梯度，能夠更容易且確實地傳輸藉由光電轉換所產生之電荷。

於實施例11之攝像元件中，在第1電極21、電荷儲存用電極24、絕緣層82及光電轉換層23之形成中，首先，於層間絕緣層81上成膜用以形成電荷儲存用電極24₃ 之導電材料層，並使導電材料層圖案化而於應形成光電轉換部區段20₁ 、20₂ 、20₃ 及第1電極21之區域殘留導電材料層，藉此，能夠獲得第1電極21之一部分及電荷儲存用電極24₃ 。緊接著，於整個面成膜用以形成電荷儲存用電極24₂ 之導電材料層，並使導電材料層圖案化而於應形成光電轉換部區段20₁ 、20₂ 及第1電極21之區域殘留導電材料層，藉此，能夠獲得第1電極21之一部分及電荷儲存用電極24₂ 。緊接著，於整個面成膜用以形成電荷儲存用電極24₁ 之導電材料層，並使導電材料層圖案化而於應形成光電轉換部區段20₁ 及第1電極21之區域殘留導電材料層，藉此，能夠獲得第1電極21及電荷儲存用電極24₁ 。接下來，於整個面共形成膜絕緣層82。然後，於絕緣層82之上形成光電轉換層23，並對光電轉換層23實施平坦化處理。於是，能夠獲得光電轉換部區段20₁ 、20₂ 、20₃ 。 [實施例12]

實施例12係關於第3構成之攝像元件。將實施例12之攝像元件、積層型攝像元件之模式性局部剖視圖示於圖30。於實施例12之攝像元件中，於鄰接之光電轉換部區段中，構成絕緣層區段之材料不同。此處，自第1個光電轉換部區段20₁ 以至第N個光電轉換部區段20_N ，使構成絕緣層區段之材料之相對介電常數之值逐漸變小。於實施例12之攝像元件中，可對N個電荷儲存用電極區段之所有施加相同電位，亦可對N個電荷儲存用電極區段之各者施加不同之電位。於後者之情形時，只要與實施例13中所說明同樣地，將相互相隔配置之電荷儲存用電極區段24₁ 、24₂ 、24₃ 經由墊部64₁ 、64₂ 、64₃ 而連接於構成驅動電路之垂直驅動電路112即可。

而且，藉由採用此種構成而形成一種電荷傳輸梯度，於電荷儲存期間，若成為V₃₁ ≧V₁₁ 等狀態，則第n個光電轉換部區段相較於第(n＋1)個光電轉換部區段，能夠儲存更多之電荷。而且，於第2電荷傳輸期間，若成為V₃₃ ＜V₁₃ 等狀態，則能夠確保電荷自第1個光電轉換部區段向第1電極之流動、電荷自第(n＋1)個光電轉換部區段向第n個光電轉換部區段之流動。 [實施例13]

實施例13係關於第4構成之攝像元件。將實施例13之攝像元件、積層型攝像元件之模式性局部剖視圖示於圖31。於實施例13之攝像元件中，於鄰接之光電轉換部區段中，構成電荷儲存用電極區段之材料不同。此處，自第1個光電轉換部區段20₁ 以至第N個光電轉換部區段20_N ，使構成絕緣層區段之材料之功函數之值逐漸變大。於實施例13之攝像元件中，可對N個電荷儲存用電極區段之所有施加相同電位，亦可對N個電荷儲存用電極區段之各者施加不同之電位。於後者之情形時，電荷儲存用電極區段24₁ 、24₂ 、24₃ 經由墊部64₁ 、64₂ 、64₃ 而連接於構成驅動電路之垂直驅動電路112。 [實施例14]

實施例14之攝像元件係關於第5構成之攝像元件。將實施例14中之電荷儲存用電極區段之模式性俯視圖示於圖32A、圖32B、圖33A及圖33B。實施例14之攝像元件、積層型攝像元件之模式性局部剖視圖與圖31或圖34所示相同。於實施例14之攝像元件中，自第1個光電轉換部區段20₁ 以至第N個光電轉換部區段20_N ，電荷儲存用電極區段之面積逐漸變小。於實施例14之攝像元件中，可對N個電荷儲存用電極區段之所有施加相同電位，亦可對N個電荷儲存用電極區段之各者施加不同之電位。具體而言，只要與實施例13中所說明同樣地，將相互相隔配置之電荷儲存用電極區段24₁ 、24₂ 、24₃ 經由墊部64₁ 、64₂ 、64₃ 而連接於構成驅動電路之垂直驅動電路112即可。

於實施例14中，電荷儲存用電極24包含複數個電荷儲存用電極區段24₁ 、24₂ 、24₃ 。電荷儲存用電極區段之數量只要為2個以上即可，於實施例14中，設為「3」。而且，於實施例14之攝像元件、積層型攝像元件中，由於第1電極21之電位較第2電極22之電位高，即，例如由於對第1電極21施加正電位，對第2電極22施加負電位，故而於第2電荷傳輸期間，對位於距第1電極21最近處之電荷儲存用電極區段24₁ 施加之電位較對位於距第1電極21最遠處之電荷儲存用電極區段24₃ 施加的電位高。藉由如此對電荷儲存用電極24賦予電位梯度，停留於與電荷儲存用電極24對向之光電轉換層23之區域之電子更確實地讀出至第1電極21，進而讀出至第1浮動擴散層FD₁ 。即，將儲存於光電轉換層23之電荷讀出至控制部。

而且，於第2電荷傳輸期間，藉由設為電荷儲存用電極區段24₃ 之電位＜電荷儲存用電極區段24₂ 之電位＜電荷儲存用電極區段24₁ 之電位，能夠將停留於光電轉換層23之區域之電子一齊讀出至第1浮動擴散層FD₁ 。或，於第2電荷傳輸期間，藉由使電荷儲存用電極區段24₃ 之電位、電荷儲存用電極區段24₂ 之電位、電荷儲存用電極區段24₁ 之電位逐漸發生變化(即，藉由呈階梯狀或傾斜狀發生變化)，能夠使停留於與電荷儲存用電極區段24₃ 對向之光電轉換層23之區域之電子向與電荷儲存用電極區段24₂ 對向之光電轉換層23的區域遷移，緊接著，使停留於與電荷儲存用電極區段24₂ 對向之光電轉換層23之區域之電子向與電荷儲存用電極區段24₁ 對向之光電轉換層23的區域遷移，緊接著，將停留於與電荷儲存用電極區段24₁ 對向之光電轉換層23之區域之電子確實地讀出至第1浮動擴散層FD₁ 。

將重置電晶體TR3_rst 之另一源極/汲極區域51B接地，而代替連接於電源V_DD 。

於實施例14之攝像元件中，亦藉由採用此種構成而形成一種電荷傳輸梯度。即，自第1個光電轉換部區段20₁ 以至第N個光電轉換部區段20_N ，電荷儲存用電極區段之面積逐漸變小，因此，於電荷儲存期間，若成為V₃₁ ≧V₁₁ 等狀態，則第n個光電轉換部區段相較於第(n＋1)個光電轉換部區段，能夠儲存更多之電荷。而且，於第2電荷傳輸期間，若成為V₃₃ ＜V₁₃ 等狀態，則能夠確實地確保電荷自第1個光電轉換部區段向第1電極之流動、電荷自第(n＋1)個光電轉換部區段向第n個光電轉換部區段之流動。 [實施例15]

實施例15係關於第6構成之攝像元件。將實施例15之攝像元件、積層型攝像元件之模式性局部剖視圖示於圖34。又，將實施例15中之電荷儲存用電極區段之模式性俯視圖示於圖35A及圖35B。實施例15之攝像元件具備將第1電極21、光電轉換層23及第2電極22積層而成之光電轉換部，光電轉換部進而具備與第1電極21相隔配置且介隔絕緣層82而與光電轉換層23對向配置之電荷儲存用電極24。而且，將電荷儲存用電極24、絕緣層82及光電轉換層23之積層方向設為Z方向，將遠離第1電極21之方向設為X方向時，於YZ假想平面將積層有電荷儲存用電極24、絕緣層82及光電轉換層23之積層部分切斷時之積層部分之截面面積依存於與第1電極21的距離而發生變化。

具體而言，於實施例15之攝像元件中，積層部分之截面之厚度固定，積層部分之截面之寬度係越遠離第1電極21，則越窄。再者，寬度可連續變窄(參照圖35A)，亦可呈階梯狀變窄(參照圖35B)。

如此，於實施例14之攝像元件中，由於在YZ假想平面將積層有電荷儲存用電極24、絕緣層82及光電轉換層23之積層部分切斷時之積層部分之截面面積依存於與第1電極的距離而發生變化，故而形成一種電荷傳輸梯度，能夠更容易且確實地傳輸藉由光電轉換所產生之電荷。 [實施例16]

實施例16係關於本發明之第1態樣之固體攝像裝置。於實施例1～實施例15中，對在半導體基板之上方設置有光電轉換部之固體攝像裝置進行了說明，但本發明之第1態樣之固體攝像裝置例如可包含設置於半導體基板內之攝像元件(光閘極型攝像元件)。將實施例16之固體攝像裝置中之電荷儲存用電極等之配置狀態模式性地示於圖36，將沿著圖36中之二點鏈線F-F-F之模式性局部剖視圖示於圖37，將沿著圖36中之二點鏈線G-G-G之模式性局部剖視圖示於圖38。

實施例16之固體攝像裝置具有複數個包含P×Q個(其中，P≧2、Q≧1)攝像元件之攝像元件區塊，且各攝像元件具有具備光電轉換層29A、絕緣層39、及介隔絕緣層39而與光電轉換層29A對向配置之電荷儲存用電極(於該情形時，有時亦稱為光閘極電極)28之光電轉換部，於攝像元件區塊中，於攝像元件與攝像元件之間設置有第1電荷遷移控制電極36A、36B，於攝像元件區塊與攝像元件區塊之間設置有第2電荷遷移控制電極37A、37B，於攝像元件區塊中，沿著第1方向排列有P個(於圖示之例中為2個)攝像元件，沿著第2方向排列有Q個(於圖示之例中為2個)攝像元件，第1電荷遷移控制電極36A、36B之控制下，沿著第1方向儲存於第1個攝像元件至第(P－1)個攝像元件之光電轉換層29A之電荷傳輸至第P個攝像元件之光電轉換層29A，且與儲存於Q個之第P個攝像元件之光電轉換層29A之電荷一同讀出。

光電轉換層29A形成於矽半導體基板70之內部。又，於圖示之例中，攝像元件區塊包含具備電荷儲存用電極28₁₁ 、28₁₂ 、28₂₁ 、28₂₂ 之4個攝像元件，又，包含具備電荷儲存用電極28₁₃ 、28₁₄ 、28₂₃ 、28₂₄ 之4個攝像元件，包含具備電荷儲存用電極28₃₁ 、28₃₂ 、28₄₁ 、28₄₂ 之4個攝像元件，又，包含具備電荷儲存用電極28₃₃ 、28₃₄ 、28₄₃ 、28₄₄ 之4個攝像元件。而且，具體而言，例如第1電荷遷移控制電極36A之控制下，沿著第1方向儲存於構成第1個攝像元件之光電轉換層29A₁ 之電荷傳輸至構成第P個攝像元件之光電轉換層29A₂ ，且與儲存於構成Q個之第P個攝像元件之光電轉換層29A₂ 之電荷一同經由第1浮動擴散層26(FD₁ )讀出。

構成下方攝像元件區塊之攝像元件(第2攝像元件)之光電轉換層29B亦形成於矽半導體基板70之內部。而且，將傳輸電晶體之閘極部38經由連接部38A而與光電轉換層29B連接，閘極部38之控制下，將儲存於光電轉換層29B之電荷讀出至第2浮動擴散層27(FD₂ )。

實施例16之固體攝像裝置之動作可設為實質上與實施例1中所說明之固體攝像裝置相同，因此，省略詳細之說明。

以上，基於較佳之實施例對本發明進行了說明，但本發明並不限定於該等實施例。實施例中所說明之攝像元件、積層型攝像元件、固體攝像裝置之構造或構成、製造條件、製造方法、使用之材料為例示，可適當進行變更。可適當組合各實施例之攝像元件。例如，可任意組合實施例10之攝像元件、實施例11之攝像元件、實施例12之攝像元件、實施例13之攝像元件及實施例14之攝像元件，可任意組合實施例10之攝像元件、實施例11之攝像元件、實施例12之攝像元件、實施例13之攝像元件及實施例15之攝像元件。

根據情況，可將浮動擴散層FD₁ 、FD₂ 、FD₃ 、重置電晶體TR1_rst 之一源極/汲極區域51C、傳輸電晶體TR2_trs 之閘極部45之附近之半導體基板70的區域45C、傳輸電晶體TR3_trs 之閘極部46之附近之半導體基板70的區域46C於複數個攝像元件中共用化。

於實施例中，由2×2之攝像元件構成1個攝像元件區塊或攝像元件之單元，1個攝像元件區塊或攝像元件之單元之數量並不限定於此，例如亦可由2×1之攝像元件、3×3之攝像元件、4×4之攝像元件等所構成。又，於實施例中，已基於構成攝像元件之單元之P×Q個攝像元件與構成攝像元件區塊之P×Q個攝像元件沿著第1方向錯開1個攝像元件之狀態進行了說明，但亦可設為沿著第1方向錯開1個攝像元件，沿著第2方向錯開1個攝像元件之狀態。第1方向可為固體攝像裝置之攝像元件排列中之列方向，亦可為行方向。

亦可如於圖39中示出例如實施例4中所說明之攝像元件、積層型攝像元件之變化例般，設為如下構成，即，第1電極21在設置於絕緣層82之開口部84A內延伸，且與光電轉換層23連接。

或，如於圖40中示出例如實施例4中所說明之攝像元件、積層型攝像元件之變化例，且於圖41A中示出將第1電極之部分等放大所得之模式性局部剖視圖般，第1電極21之頂面之緣部由絕緣層82覆蓋，第1電極21於開口部84B之底面露出，將與第1電極21之頂面相接之絕緣層82之面設為第1面82p，將與對向於電荷儲存用電極24之光電轉換層23之部分相接之絕緣層82之面設為第2面82q時，開口部84B之側面具有自第1面82p朝向第2面82q擴展之傾斜。藉由如此對開口部84B之側面附加傾斜，電荷自光電轉換層23向第1電極21之遷移變得更順利。再者，於圖41A所示之例中，以開口部84B之軸線為中心，開口部84B之側面旋轉對稱，但亦可如圖41B所示般，以具有自第1面82p朝向第2面82q擴展之傾斜之開口部84C之側面位於電荷儲存用電極24側的方式設置開口部84C。藉此，來自隔著開口部84C而與電荷儲存用電極24為相反側之光電轉換層23之部分之電荷的遷移不易進行。又，開口部84B之側面具有自第1面82p朝向第2面82q擴展之傾斜，但第2面82q中之開口部84B之側面之緣部可如圖41A所示般位於較第1電極21之緣部更外側，亦可如圖41C所示般位於較第1電極21之緣部更內側。藉由採用前者之構成，電荷之傳輸變得更容易，藉由採用後者之構成，能夠減小開口部形成時之形狀不均。

該等開口部84B、84C可藉由如下操作而形成，即，藉由對基於蝕刻法於絕緣層形成開口部時所形成之包含抗蝕劑材料之蝕刻用遮罩進行回焊，而對蝕刻用遮罩之開口側面附加傾斜，並使用該蝕刻用遮罩對絕緣層82進行蝕刻。

又，亦可如於圖42中示出例如實施例4中所說明之攝像元件、積層型攝像元件之變化例般，設為如下構成，即，光自第2電極22之側入射，於靠近第2電極22之光入射側形成遮光層92。再者，亦可將設置於較光電轉換層更靠光入射側之各種配線作為遮光層而發揮功能。

再者，於圖42所示之例中，遮光層92形成於第2電極22之上方，即，於靠近第2電極22之光入射側且第1電極21之上方形成有遮光層92，但亦可如圖43所示般配設於第2電極22之光入射側之面之上。又，根據情況，亦可如圖44所示般於第2電極22形成遮光層92。

或，亦可設為如下構造，即，光自第2電極22側入射，且光不入射至第1電極21。具體而言，如圖42所示，於靠近第2電極22之光入射側且第1電極21之上方形成有遮光層92。或，亦可如圖46所示般設為如下構造，即，於電荷儲存用電極24及第2電極22之上方設置有晶載微透鏡陣列90，入射至晶載微透鏡陣列90之光聚光於電荷儲存用電極24，且不到達第1電極21。再者，於如實施例8中所說明般設置有傳輸控制用電極25之情形時，可設為如下形態，即，光不入射至第1電極21及傳輸控制用電極25，具體而言，亦可如圖45所圖示般設為如下構造，即，於第1電極21及傳輸控制用電極25之上方形成有遮光層92。或，亦可設為如下構造，即，入射至晶載微透鏡陣列90之光不到達第1電極21、或第1電極21及傳輸控制用電極25。

藉由採用該等構成、構造，或，藉由以光僅入射至位於電荷儲存用電極24之上方之光電轉換層23之部分的方式設置遮光層92，或，設計晶載微透鏡陣列90，位於第1電極21之上方(或第1電極21及傳輸控制用電極25之上方)之光電轉換層23之部分無助於光電轉換，因此，能夠更確實且一齊重置所有像素，從而能夠更容易實現全域快門功能。即，於具備複數個具有該等構成、構造之攝像元件之固體攝像裝置之驅動方法中，反覆進行以下各步驟：於所有攝像元件中，一齊進行一面將電荷儲存於光電轉換層23，一面將第1電極21中之電荷排出至系統外，其後，於所有攝像元件中，一齊將儲存於光電轉換層23之電荷傳輸至第1電極21，傳輸完成後，依序於各攝像元件中讀出傳輸至第1電極21之電荷。

於此種固體攝像裝置之驅動方法中，各攝像元件具有自第2電極側入射之光不入射至第1電極之構造，於所有攝像元件中，一齊進行一面將電荷儲存於光電轉換層，一面將第1電極中之電荷排出至系統外，因此，能夠於所有攝像元件中同時確實地進行第1電極之重置。而且，其後，於所有攝像元件中，一齊將儲存於光電轉換層之電荷傳輸至第1電極，傳輸完成後，依序於各攝像元件中讀出傳輸至第1電極之電荷。因此，能夠容易地實現所謂全域快門功能。

又，作為實施例8之變化例，亦可如圖46所示般，自距第1電極21最近之位置朝向電荷儲存用電極24設置複數個傳輸控制用電極。再者，於圖47中示出設置有2個傳輸控制用電極25A、25B之例。而且，亦可設為如下構造，即，於電荷儲存用電極24及第2電極22上方設置有晶載微透鏡陣列90，入射至晶載微透鏡陣列90之光聚光於電荷儲存用電極24，且不到達第1電極21及傳輸控制用電極25A、25B。

於圖27及圖28所示之實施例10中，藉由使電荷儲存用電極區段24₁ 、24₂ 、24₃ 之厚度逐漸變薄，而使絕緣層區段82₁ 、82₂ 、82₃ 之厚度逐漸變厚。另一方面，亦可如將對積層有實施例10之變化例中之電荷儲存用電極、光電轉換層及第2電極之部分進行放大所得之模式性局部剖視圖示於圖48般，使電荷儲存用電極區段24₁ 、24₂ 、24₃ 之厚度固定，使絕緣層區段82₁ 、82₂ 、82₃ 之厚度逐漸變厚。再者，光電轉換層區段23₁ 、23₂ 、23₃ 之厚度固定。

又，於圖29所示之實施例11中，藉由使電荷儲存用電極區段24₁ 、24₂ 、24₃ 之厚度逐漸變薄，而使光電轉換層區段23₁ 、23₂ 、23₃ 之厚度逐漸變厚。另一方面，亦可如將對積層有實施例11之變化例中之電荷儲存用電極、光電轉換層及第2電極之部分進行放大所得之模式性局部剖視圖示於圖49般，藉由使電荷儲存用電極區段24₁ 、24₂ 、24₃ 之厚度固定，使絕緣層區段82₁ 、82₂ 、82₃ 之厚度逐漸變薄，而使光電轉換層區段23₁ 、23₂ 、23₃ 之厚度逐漸變厚。

以上所說明之各種變化例當然亦可應用於實施例4以外之實施例。

於實施例中，將電子作為信號電荷，將形成於半導體基板之光電轉換層之導電型設為n型，但亦可應用於將電洞作為信號電荷之固體攝像裝置。於該情形時，只要由相反之導電型半導體區域構成各半導體區域即可，形成於半導體基板之光電轉換層之導電型只要設為p型即可。

又，於實施例中，列舉應用於偵測與入射光量對應之信號電荷作為物理量之將單位像素呈矩陣狀配置而成之CMOS型固體攝像裝置的情形為例而進行了說明，但並不限於對CMOS型固體攝像裝置之應用，亦可應用於CCD型固體攝像裝置。於後者之情形時，信號電荷利用CCD型構造之垂直傳輸暫存器沿垂直方向傳輸，且利用水平傳輸暫存器沿水平方向傳輸並放大，藉此輸出像素信號(圖像信號)。又，亦不限定於呈二維矩陣狀形成像素，且於每一像素行配置行信號處理電路而成之行方式之固體攝像裝置總體。進而，根據情況，亦可省略選擇電晶體。

進而，本發明之攝像元件、積層型攝像元件不限於對偵測可見光之入射光量之分佈並拍攝為圖像之固體攝像裝置的應用，亦可應用於將紅外線或X射線、或粒子等之入射量之分佈拍攝為圖像之固體攝像裝置。又，廣義而言，可應用於偵測壓力或靜電電容等其他物理量之分佈並拍攝為圖像之指紋檢測感測器等固體攝像裝置(物理量分佈偵測裝置)總體。

進而，不限於以列為單位依序掃描攝像區域之各單位像素並自各單位像素讀出像素信號之固體攝像裝置。亦可應用於以像素為單位選擇任意之像素，並自選擇像素以像素為單位讀出像素信號之X-Y位址型固體攝像裝置。固體攝像裝置可為形成為單晶片之形態，亦可為將攝像區域、及驅動電路或光學系統總括進行封裝所得之具有攝像功能之模組狀之形態。

又，不限於對固體攝像裝置之應用，亦可應用於攝像裝置。此處，攝像裝置係指數位靜態相機或攝錄影機等相機系統、或行動電話等具有攝像功能之電子設備。亦存在將搭載於電子設備之模組狀之形態，即，相機模組作為攝像裝置之情況。

於圖50中以概念圖之形式示出將包含本發明之攝像元件、積層型攝像元件之固體攝像裝置201用於電子設備(相機)200之例。電子設備200具有固體攝像裝置201、光學透鏡210、快門裝置211、驅動電路212、及信號處理電路213。光學透鏡210使來自被寫體之圖像光(入射光)成像於固體攝像裝置201之攝像面上。藉此，於固體攝像裝置201內於固定期間儲存信號電荷。快門裝置211控制向固體攝像裝置201之光照射期間及遮光期間。驅動電路212供給對固體攝像裝置201之傳輸動作等及快門裝置211之快門動作進行控制之驅動信號。藉由自驅動電路212供給之驅動信號(時序信號)進行固體攝像裝置201之信號傳輸。信號處理電路213進行各種信號處理。已進行信號處理之影像信號記憶於記憶體等記憶媒體，或輸出至監視器。於此種電子設備200中，能夠達成固體攝像裝置201中之像素尺寸之微細化及傳輸效率之提高，因此，能夠獲得謀求像素特性之提高之電子設備200。作為可應用固體攝像裝置201之電子設備200，並不限於相機，可應用於數位靜態相機、面向行動電話等移動設備之相機模組等攝像裝置。

本發明之技術(本技術)可應用於各種製品。例如，本發明之技術亦可作為搭載於汽車、電動汽車、油電混合車、機車、腳踏車、個人移動工具、飛機、無人機、船舶、機器人等任一種移動體之裝置而實現。

圖53係表示可應用本發明之技術之作為移動體控制系統之一例之車輛控制系統之概略性構成例的方塊圖。

車輛控制系統12000具備經由通信網路12001而連接之複數個電子控制單元。於圖53所示之例中，車輛控制系統12000具備驅動系統控制單元12010、機身系統控制單元12020、車外資訊檢測單元12030、車內資訊檢測單元12040、及綜合控制單元12050。又，作為綜合控制單元12050之功能構成，圖示微電腦12051、聲音圖像輸出部12052、及車載網路I/F(interface，界面)12053。

驅動系統控制單元12010按照各種程式對與車輛之驅動系統關聯之裝置之動作進行控制。例如，驅動系統控制單元12010作為內燃機或驅動用馬達等用以產生車輛之驅動力之驅動力產生裝置、用以將驅動力傳遞至車輪之驅動力傳遞機構、調節車輛之舵角之轉向機構、及產生車輛之制動力之制動裝置等控制裝置而發揮功能。

機身系統控制單元12020按照各種程式對裝備於車體之各種裝置之動作進行控制。例如，機身系統控制單元12020作為免鑰匙系統、智慧型鑰匙系統、電動窗裝置、或頭燈、尾燈、刹車燈、轉向燈或霧燈等各種燈之控制裝置而發揮功能。於該情形時，可向機身系統控制單元12020輸入自代替鑰匙之行動設備發送之電波或各種開關之信號。機身系統控制單元12020受理該等電波或信號之輸入而對車輛之門鎖裝置、電動窗裝置、燈等進行控制。

車外資訊檢測單元12030對搭載有車輛控制系統12000之車輛之外部之資訊進行檢測。例如，於車外資訊檢測單元12030連接攝像部12031。車外資訊檢測單元12030使攝像部12031拍攝車外之圖像，並且接收所拍攝之圖像。車外資訊檢測單元12030亦可基於接收之圖像，進行人、車、障礙物、標識或路面上之文字等之物體檢測處理或距離檢測處理。

攝像部12031係接收光，並將與該光之受光量對應之電信號輸出之光感測器。攝像部12031可將電信號以圖像之形式輸出，亦可以測距之資訊之形式輸出。又，攝像部12031所接收之光可為可見光，亦可為紅外線等非可見光。

車內資訊檢測單元12040對車內之資訊進行檢測。於車內資訊檢測單元12040例如連接對駕駛員之狀態進行檢測之駕駛員狀態檢測部12041。駕駛員狀態檢測部12041例如包含對駕駛員進行拍攝之相機，車內資訊檢測單元12040可基於自駕駛員狀態檢測部12041輸入之檢測資訊，算出駕駛員之疲勞程度或集中程度，亦可判別駕駛員是否打瞌睡。

微電腦12051可基於由車外資訊檢測單元12030或車內資訊檢測單元12040所獲取之車內外之資訊，運算驅動力產生裝置、轉向機構或制動裝置之控制目標值，並對驅動系統控制單元12010輸出控制指令。例如，微電腦12051可進行以實現包含車輛之碰撞避免或衝擊緩和、基於車間距離之追隨行駛、車速維持行駛、車輛之碰撞警告、或車輛之車道偏離警告等之ADAS(Advanced Driver Assistance System，先進駕駛輔助系統)之功能為目的之協調控制。

又，微電腦12051可藉由基於由車外資訊檢測單元12030或車內資訊檢測單元12040所獲取之車輛之周圍之資訊對驅動力產生裝置、轉向機構或制動裝置等進行控制，而進行以不依靠駕駛員之操作而自主行駛之自動駕駛等為目的之協調控制。

又，微電腦12051可基於由車外資訊檢測單元12030所獲取之車外之資訊對機身系統控制單元12020輸出控制指令。例如，微電腦12051可根據由車外資訊檢測單元12030偵測出之前行車或對向車之位置對頭燈進行控制，而進行將遠光切換為近光等以謀求防眩為目的之協調控制。

聲音圖像輸出部12052向能夠對車輛之搭乘者或車外視覺上或聽覺上通知資訊之輸出裝置發送聲音及圖像中之至少一輸出信號。於圖53之例中，例示音響12061、顯示部12062及儀表板12063作為輸出裝置。顯示部12062例如包含車載顯示器及抬頭顯示器之至少一種。

圖54係表示攝像部12031之設置位置之例之圖。

於圖54中，車輛12100具有攝像部12101、12102、12103、12104、12105作為攝像部12031。

攝像部12101、12102、12103、12104、12105例如設置於車輛12100之前鼻、側鏡、後保險杠、後門及車廂內之前窗玻璃之上部等位置。配備於前鼻之攝像部12101及配備於車廂內之前窗玻璃之上部之攝像部12105主要獲取車輛12100之前方的圖像。配備於側鏡之攝像部12102、12103主要獲取車輛12100之側方之圖像。配備於後保險杠或後門之攝像部12104主要獲取車輛12100之後方之圖像。由攝像部12101及12105所獲取之前方之圖像主要用於先行車輛、或行人、障礙物、信號機、交通標識或車道等之檢測。

再者，於圖54中，示出攝像部12101至12104之攝像範圍之一例。攝像範圍12111表示設置於前鼻之攝像部12101之攝像範圍，攝像範圍12112、12113分別表示設置於側鏡之攝像部12102、12103之攝像範圍，攝像範圍12114表示設置於後保險杠或後門之攝像部12104之攝像範圍。例如，藉由使利用攝像部12101至12104所拍攝之圖像資料重疊，而獲得自上方觀察車輛12100時之俯視圖像。

攝像部12101至12104之至少1個亦可具有獲取距離資訊之功能。例如，攝像部12101至12104之至少1個可為包含複數個攝像元件之立體相機，亦可為具有相位差檢測用之像素之攝像元件。

例如，微電腦12051可藉由基於自攝像部12101至12104所獲得之距離資訊，求出至攝像範圍12111至12114內之各立體物之距離、及該距離之時間變化(相對於車輛12100之相對速度)，而抽選出尤其是位於車輛12100之行進路上之最近之立體物且沿與車輛12100大致相同之方向以既定之速度(例如，0 km/h以上)行駛的立體物作為前行車。進而，微電腦12051可於前行車之近前預先設定應確保之車間距離，進行自動刹車控制(亦包括追隨停止控制)或自動加速控制(亦包含追隨發動控制)等。如此，能夠進行以不依靠駕駛員之操作而自主行駛之自動駕駛等為目的之協調控制。

例如，微電腦12051可基於自攝像部12101至12104所獲得之距離資訊，將與立體物相關之立體物資料分類為二輪車、普通車輛、大型車輛、行人、電線桿等其他立體物並進行抽選，用於障礙物之自動避免。例如，微電腦12051將車輛12100之周邊之障礙物識別為車輛12100之驅動器可視認之障礙物及難以視認之障礙物。而且，微電腦12051判斷表示與各障礙物之碰撞之危險度之碰撞風險，碰撞風險為設定值以上而存在碰撞可能性之狀況時，可藉由經由音響12061或顯示部12062向驅動器輸出警報，或經由驅動系統控制單元12010進行強制減速或避免操舵，而進行用於碰撞避免之駕駛支援。

攝像部12101至12104之至少1個亦可為檢測紅外線之紅外線相機。例如，微電腦12051可藉由判定於攝像部12101至12104之攝像圖像中是否存在行人而辨識行人。該行人之辨識係藉由以下步驟進行：抽選出例如作為紅外線相機之攝像部12101至12104之攝像圖像中之特徵點；及對表示物體之輪廓之一系列之特徵點進行圖案匹配處理，而判別是否為行人。當微電腦12051判定為於攝像部12101至12104之攝像圖像中存在行人而辨識出行人時，聲音圖像輸出部12052以對該辨識出之行人重疊顯示用以強調之方形輪廓線之方式控制顯示部12062。又，聲音圖像輸出部12052亦可以將表示行人之圖標等顯示於所期望之位置之方式控制顯示部12062。

又，例如，本發明之技術亦可應用於內視鏡手術系統。

圖55係表示可應用本發明之技術(本技術)之內視鏡手術系統之概略性構成之一例的圖。

於圖55中，圖示手術者(醫生)11131使用內視鏡手術系統11000對病床11133上之患者11132進行手術之情況。如圖示，內視鏡手術系統11000包含內視鏡11100、氣腹管11111或能量治療工具11112等其他手術工具11110、支持內視鏡11100之支持臂裝置11120、及搭載有用於內視鏡下手術之各種裝置之手推車11200。

內視鏡11100包含自前端將既定之長度之區域插入至患者11132之體腔內之鏡筒11101、及連接於鏡筒11101之基端之相機鏡頭11102。於圖示之例中，圖示構成為具有硬性之鏡筒11101之所謂硬性鏡之內視鏡11100，但內視鏡11100亦可構成為具有軟性之鏡筒之所謂軟性鏡。

於鏡筒11101之前端設置有嵌入有物鏡之開口部。於內視鏡11100連接有光源裝置11203，利用延設於鏡筒11101之內部之導光件將藉由該光源裝置11203所產生之光導光至該鏡筒的前端，並經由物鏡朝向患者11132之體腔內之觀察對象進行照射。再者，內視鏡11100可為直視鏡，亦可為斜視鏡或側視鏡。

於相機鏡頭11102之內部設置有光學系統及攝像元件，來自觀察對象之反射光(觀察光)係藉由該光學系統而聚光於該攝像元件。利用該攝像元件對觀察光進行光電轉換，產生與觀察光對應之電信號，即與觀察圖像對應之圖像信號。該圖像信號係作為RAW資料(原始資料)而發送至相機控制單元(CCU：Camera Control Unit)11201。

CCU11201包含CPU(Central Processing Unit，中央處理單元)或GPU(Graphics Processing Unit，圖像處理單元)等，統括地對內視鏡11100及顯示裝置11202之動作進行控制。進而，CCU11201自相機鏡頭11102接收圖像信號，並對該圖像信號實施例如顯影處理(解馬賽克處理)等用以顯示基於該圖像信號之圖像之各種圖像處理。

顯示裝置11202藉由來自CCU11201之控制，而顯示基於利用該CCU11201實施圖像處理後之圖像信號之圖像。

光源裝置11203例如包含LED(Light Emitting Diode，發光二極體)等光源，且將拍攝手術部等時之照射光供給至內視鏡11100。

輸入裝置11204係對內視鏡手術系統11000之輸入界面。用戶可經由輸入裝置11204對內視鏡手術系統11000進行各種資訊之輸入或指示輸入。例如，用戶輸入旨在變更內視鏡11100之攝像條件(照射光之種類、倍率及焦點距離等)之指示等。

治療工具控制裝置11205對用於組織之燒灼、切開或血管之密封等之能量治療工具11112之驅動進行控制。氣腹裝置11206為了確保內視鏡11100之視野並確保手術者之作業空間，而經由氣腹管11111向該體腔內送入氣體，以使患者11132之體腔膨脹。記錄器11207係可記錄與手術相關之各種資訊之裝置。印表機11208係可將與手術相關之各種資訊以文字、圖像或圖表等各種形式印刷之裝置。

再者，向內視鏡11100供給拍攝手術部時之照射光之光源裝置11203例如可包含LED、雷射光源或由該等之組合所構成之白色光源。於由RGB(red green blue，紅綠藍)雷射光源之組合構成白色光源之情形時，能夠高精度地控制各顏色(各波長)之輸出強度及輸出時序，因此，能夠於光源裝置11203中進行攝像圖像之白平衡之調整。又，於該情形時，亦可藉由分時將來自RGB雷射光源各者之雷射光照射至觀察對象，並與該照射時序同步對相機鏡頭11102之攝像元件之驅動進行控制，而分時拍攝與RGB各者對應之圖像。根據該方法，即便於該攝像元件不設置彩色濾光片，亦能夠獲得彩色圖像。

又，光源裝置11203亦可以每個既定之時間變更輸出之光之強度的方式對其驅動進行控制。藉由與該光之強度之變更之時序同步對相機鏡頭11102之攝像元件的驅動進行控制而分時獲取圖像，並將該圖像合成，能夠產生不存在所謂阻擋陰影及過曝光高光之高動態範圍之圖像。

又，光源裝置11203亦可構成為能夠供給與特殊光觀察對應之既定之波段域之光。於特殊光觀察中，例如藉由利用人體組織中之光之吸收之波長依存性，照射與通常之觀察時之照射光(即，白色光)相比為窄頻帶之光，而進行以高對比度拍攝黏膜表層之血管等既定之組織之所謂窄頻帶光觀察(Narrow Band Imaging)。或於特殊光觀察中，亦可進行利用藉由照射激發光所產生之螢光而獲得圖像之螢光觀察。於螢光觀察中，可進行如下操作等：對人體組織照射激發光並觀察來自該人體組織之螢光(自體螢光觀察)，或將靛青綠(ICG)等試劑局部注入至人體組織，並且對該人體組織照射與該試劑之螢光波長對應之激發光而獲得螢光圖像。光源裝置11203可構成為能夠提供與此種特殊光觀察對應之窄頻帶光及/或激發光。

圖56係表示圖55所示之相機鏡頭11102及CCU11201之功能構成之一例的方塊圖。

相機鏡頭11102具有透鏡單元11401、攝像部11402、驅動部11403、通信部11404、及相機鏡頭控制部11405。CCU11201具有通信部11411、圖像處理部11412、及控制部11413。相機鏡頭11102及CCU11201係藉由傳輸電纜11400而可相互通信地連接。

透鏡單元11401係設置於與鏡筒11101之連接部之光學系統。自鏡筒11101之前端擷取之觀察光導光至相機鏡頭11102，並入射至該透鏡單元11401。透鏡單元11401係將包含變焦透鏡及聚焦透鏡之複數個透鏡組合而構成。

攝像部11402包含攝像元件。構成攝像部11402之攝像元件可為1個(所謂單板式)，亦可為複數個(所謂多板式)。於以多板式構成攝像部11402之情形時，例如，亦可藉由利用各攝像元件產生與RGB各者對應之圖像信號並將該等合成，而獲得彩色圖像。或者，攝像部11402亦可以具有用以分別獲取與3D(3 Dimensional，三維)顯示對應之右眼用及左眼用之圖像信號之1對攝像元件的方式構成。藉由進行3D顯示，手術者11131能夠更準確地掌握手術部中之生物組織之深度。再者，於以多板式構成攝像部11402之情形時，亦可與各攝像元件對應而設置複數個系統之透鏡單元11401。

又，攝像部11402亦可不必設置於相機鏡頭11102。例如，攝像部11402亦可設置於鏡筒11101之內部且物鏡之正後方。

驅動部11403包含致動器，藉由來自相機鏡頭控制部11405之控制而使透鏡單元11401之變焦透鏡及聚焦透鏡沿著光軸移動既定之距離。藉此，可對利用攝像部11402所獲得之攝像圖像之倍率及焦點適當進行調整。

通信部11404包含用以於CCU11201之間收發各種資訊之通信裝置。通信部11404將自攝像部11402所獲得之圖像信號作為RAW資料而經由傳輸電纜11400發送至CCU11201。

又，通信部11404自CCU11201接收用以控制相機鏡頭11102之驅動之控制信號，並供給至相機鏡頭控制部11405。於該控制信號中，例如包含旨在指定出攝像圖像之幀頻之資訊、旨在指定出拍攝時之露出值之資訊、及/或旨在指定出攝像圖像之倍率及焦點之資訊等與攝像條件相關之資訊。

再者，上述幀頻或露出值、倍率、焦點等攝像條件可由用戶適當指定，亦可基於所獲取之圖像信號由CCU11201之控制部11413自動設定。於後者之情形時，將所謂AE(Auto Exposure，自動曝光)功能、AF(Auto Focus，自動對焦)功能及AWB(Auto White Balance，自動白平衡)功能搭載於內視鏡11100。

相機鏡頭控制部11405係基於經由通信部11404接收之來自CCU11201之控制信號對相機鏡頭11102之驅動進行控制。

通信部11411包含用以於相機鏡頭11102之間收發各種資訊之通信裝置。通信部11411自相機鏡頭11102接收經由傳輸電纜11400發送之圖像信號。

又，通信部11411對相機鏡頭11102發送用以對相機鏡頭11102之驅動進行控制之控制信號。圖像信號或控制信號可藉由電通信或光通信等進行發送。

圖像處理部11412對自相機鏡頭11102發送之RAW資料即圖像信號實施各種圖像處理。

控制部11413進行與利用內視鏡11100所進行之手術部等之攝像、及藉由手術部等之攝像所獲得之攝像圖像之顯示相關的各種控制。例如，控制部11413產生用以對相機鏡頭11102之驅動進行控制之控制信號。

又，控制部11413基於利用圖像處理部11412實施圖像處理後之圖像信號使映出手術部等之攝像圖像顯示於顯示裝置11202。此時，控制部11413亦可使用各種圖像辨識技術辨識攝像圖像內之各種物體。例如，控制部11413可藉由檢測攝像圖像中所包含之物體之邊緣之形狀或顏色等，辨識鉗子等手術工具、特定之生物部位、出血、使用能量治療工具11112時之霧等。控制部11413亦可於使顯示裝置11202顯示攝像圖像時，使用其辨識結果使各種手術支援資訊重疊顯示於該手術部之圖像。藉由重疊顯示手術支援資訊，並向手術者11131提示，能夠減輕手術者11131之負擔、或手術者11131確實地推進手術。

將相機鏡頭11102與CCU11201連接之傳輸電纜11400係與電信號之通信對應之電信號電纜、與光通信對應之光纖、或該等之複合電纜。

此處，於圖示之例中，使用傳輸電纜11400藉由有線進行通信，但相機鏡頭11102與CCU11201之間之通信亦可藉由無線進行。

再者，此處，作為一例而對內視鏡手術系統進行了說明，但本發明之技術亦可應用於其他，例如顯微鏡手術系統等。

再者，本發明亦可採取如下構成。 [A01]《固體攝像裝置：第1態樣》一種固體攝像裝置，其具有複數個包含P×Q個(其中，P≧2、Q≧1)攝像元件之攝像元件區塊，且各攝像元件具有具備光電轉換層、絕緣層、及介隔絕緣層而與光電轉換層對向配置之電荷儲存用電極之光電轉換部，於攝像元件區塊中，於攝像元件與攝像元件之間設置有第1電荷遷移控制電極，於攝像元件區塊與攝像元件區塊之間設置有第2電荷遷移控制電極，於攝像元件區塊中，沿著第1方向排列有P個攝像元件，沿著第2方向排列有Q個攝像元件，在第1電荷遷移控制電極之控制下，沿著第1方向儲存於第1個攝像元件至第(P－1)個攝像元件之光電轉換層之電荷傳輸至第P個攝像元件之光電轉換層，且與儲存於Q個之第P個攝像元件之光電轉換層之電荷一同讀出。 [A02]如[A01]中記載之固體攝像裝置，其中，在第2電荷遷移控制電極之控制下，儲存於光電轉換層之電荷於鄰接之攝像元件區塊間之攝像元件之間的遷移被禁止。 [A03]如[A01]或[A02]中記載之固體攝像裝置，其中，攝像元件進而具備第1電極及第2電極，且光電轉換部係將第1電極、光電轉換層及第2電極積層而成，電荷儲存用電極與第1電極相隔配置，且介隔絕緣層而與光電轉換層對向配置，於攝像元件區塊中，構成第P個攝像元件之Q個攝像元件之第1電極被共用。 [A04]如[A03]中記載之固體攝像裝置，其中，各攝像元件區塊具有控制部，且控制部至少包含浮動擴散層及放大電晶體，共用之第1電極連接於控制部。 [A05]如[A01]至[A04]中任一項記載之固體攝像裝置，其中，複數個攝像元件區塊沿第1方向、及與第1方向不同之第2方向呈二維矩陣狀排列，且第2電荷遷移控制電極具備位於沿著第1方向鄰接之構成攝像元件區塊之攝像元件之間的第2-A電荷遷移控制電極，第2-A電荷遷移控制電極之控制下，儲存於光電轉換層之電荷於沿著第1方向鄰接之攝像元件區塊間之攝像元件之間的遷移被禁止。 [A06]如[A05]中記載之固體攝像裝置，其中，第2電荷遷移控制電極具備位於構成沿著第2方向鄰接之攝像元件區塊之攝像元件之間的第2-B電荷遷移控制電極，且在第2-B電荷遷移控制電極之控制下，儲存於光電轉換層之電荷於沿著第2方向鄰接之攝像元件區塊間之攝像元件之間的遷移被禁止。 [A07]如[A05]或[A06]中記載之固體攝像裝置，其中，於攝像元件區塊中，第1電荷遷移控制電極具備位於沿著第1方向鄰接之攝像元件之間之第1-A電荷遷移控制電極、及位於沿著第2方向鄰接之攝像元件之間之第1-B電荷遷移控制電極。 [A08]如[A06]中記載之固體攝像裝置，其中，於鄰接之攝像元件區塊中，鄰接之第2-B電荷遷移控制電極相連，進而，第2-A電荷遷移控制電極相連。 [A09]如[A08]中記載之固體攝像裝置，其中，於攝像元件區塊中，第1電荷遷移控制電極具備位於沿著第1方向鄰接之攝像元件之間之第1-A電荷遷移控制電極、及位於沿著第2方向鄰接之攝像元件之間之第1-B電荷遷移控制電極。 [A10]如[A09]中記載之固體攝像裝置，其中，於攝像元件區塊中，第1-A電荷遷移控制電極與第1-B電荷遷移控制電極相連。 [A11]如[A06]中記載之固體攝像裝置，其中，於攝像元件區塊中，鄰接之第2-B電荷遷移控制電極相連，進而，於鄰接之攝像元件區塊中，鄰接之第2-B電荷遷移控制電極相連。 [A12]如[A11]中記載之固體攝像裝置，其中，於攝像元件區塊中，第1電荷遷移控制電極具備位於沿著第1方向鄰接之攝像元件之間之第1-A電荷遷移控制電極、及位於沿著第2方向鄰接之攝像元件之間之第1-B電荷遷移控制電極。 [A13]如[A12]中記載之固體攝像裝置，其中，於攝像元件區塊中，第1-B電荷遷移控制電極相連。 [A14]如[A01]至[A13]中任一項記載之固體攝像裝置，其中，第1電荷遷移控制電極及第2電荷遷移控制電極設置於介隔絕緣層而與位於鄰接之攝像元件之間之光電轉換層之區域對向的區域。 [A15]如[A01]至[A13]中任一項記載之固體攝像裝置，其中，第1電荷遷移控制電極及第2電荷遷移控制電極在位於鄰接之攝像元件之間之光電轉換層的區域上與第2電極相隔而設置。 [B01]如[A01]至[A15]中任一項記載之攝像元件，其進而具備半導體基板，且光電轉換部配置於半導體基板之上方。 [B02]如[A01]至[B01]中任一項記載之攝像元件，其中，於第1電極與電荷儲存用電極之間，進而具備與第1電極及電荷儲存用電極相隔配置且介隔絕緣層而與光電轉換層對向配置之傳輸控制用電極。 [B03]如[A01]至[B02]中任一項記載之攝像元件，其中，電荷儲存用電極包含複數個電荷儲存用電極區段。 [B04]如[A01]至[B03]中任一項記載之攝像元件，其中，電荷儲存用電極之大小較第1電極大。 [B05]如[A01]至[B04]中任一項記載之攝像元件，其中，第1電極在設置於絕緣層之開口部內延伸，且與光電轉換層連接。 [B06]如[A01]至[B04]中任一項記載之攝像元件，其中，光電轉換層在設置於絕緣層之開口部內延伸，且與第1電極連接。 [B07]如[B06]中記載之攝像元件，其中，第1電極之頂面之緣部由絕緣層覆蓋，且第1電極於開口部之底面露出，將與第1電極之頂面相接之絕緣層之面設為第1面，將與對向於電荷儲存用電極之光電轉換層之部分相接之絕緣層的面設為第2面時，開口部之側面具有自第1面朝向第2面擴展之傾斜。 [B08]如[B07]中記載之攝像元件，其中，具有自第1面朝向第2面擴展之傾斜之開口部之側面位於電荷儲存用電極側。 [B09]《第1電極及電荷儲存用電極之電位之控制》如[A01]至[B08]中任一項記載之攝像元件，其進而具備設置於半導體基板且具有驅動電路之控制部，且第1電極及電荷儲存用電極連接於驅動電路，於電荷儲存期間，自驅動電路對第1電極施加電位V₁₁ ，對電荷儲存用電極施加電位V₃₁ ，將電荷儲存於光電轉換層，於第2電荷傳輸期間，自驅動電路對第1電極施加電位V₁₃ ，對電荷儲存用電極施加電位V₃₃ ，將儲存於光電轉換層之電荷經由第1電極而讀出至控制部。其中，於第1電極之電位較第2電極高之情形時，為V₃₁ ≧V₁₁ 、且V₃₃ ＜V₁₃ ，於第1電極之電位較第2電極低之情形時，為V₃₁ ≦V₁₁ 、且V₃₃ ＞V₁₃ 。 [B10]《電荷儲存用電極區段》如[A01]至[B02]中任一項記載之攝像元件，其中，電荷儲存用電極包含複數個電荷儲存用電極區段。 [B11]如[B10]中記載之攝像元件，其中，於第1電極之電位較第2電極高之情形時，於第2電荷傳輸期間，對位於距第1電極最近處之電荷儲存用電極區段施加之電位較對位於距第1電極最遠處之電荷儲存用電極區段施加的電位高，且於第1電極之電位較第2電極低之情形時，於第2電荷傳輸期間，對位於距第1電極最近處之電荷儲存用電極區段施加之電位較對位於距第1電極最遠處之電荷儲存用電極區段施加的電位低。 [B12]如[A01]至[B11]中任一項記載之攝像元件，其中，於半導體基板設置有構成控制部之至少浮動擴散層及放大電晶體，且第1電極連接於浮動擴散層及放大電晶體之閘極部。 [B13]如[B12]中記載之攝像元件，其中，於半導體基板進而設置有構成控制部之重置電晶體及選擇電晶體，且浮動擴散層連接於重置電晶體之一源極/汲極區域，放大電晶體之一源極/汲極區域連接於選擇電晶體之一源極/汲極區域，選擇電晶體之另一源極/汲極區域連接於信號線。 [B14]如[A01]至[B13]中任一項記載之攝像元件，其中，光自第2電極側入射，且於靠近第2電極之光入射側形成有遮光層。 [B15]如[A01]至[B13]中任一項記載之攝像元件，其中，光自第2電極側入射，且光不入射至第1電極。 [B16]如[B15]中記載之攝像元件，其中，於靠近第2電極之光入射側且第1電極之上方形成有遮光層。 [B17]如[B15]中記載之攝像元件，其中，於電荷儲存用電極及第2電極之上方設置有晶載微透鏡陣列，且入射至晶載微透鏡陣列之光聚光於電荷儲存用電極。 [C01]《攝像元件：第1構成》如[A01]至[B17]中任一項記載之固體攝像裝置，其中，光電轉換部包含N個(其中，N≧2)光電轉換部區段，且光電轉換層包含N個光電轉換層區段，絕緣層包含N個絕緣層區段，電荷儲存用電極包含N個電荷儲存用電極區段，第n個(其中，n＝1、2、3…N)光電轉換部區段包含第n個電荷儲存用電極區段、第n個絕緣層區段及第n個光電轉換層區段， n之值越大之光電轉換部區段，越遠離第1電極而設置，自第1個光電轉換部區段以至第N個光電轉換部區段，絕緣層區段之厚度逐漸發生變化。 [C02]《攝像元件：第2構成》如[A01]至[B17]中任一項記載之固體攝像裝置，其中，光電轉換部包含N個(其中，N≧2)光電轉換部區段，且光電轉換層包含N個光電轉換層區段，絕緣層包含N個絕緣層區段，電荷儲存用電極包含N個電荷儲存用電極區段，第n個(其中，n＝1、2、3…N)光電轉換部區段包含第n個電荷儲存用電極區段、第n個絕緣層區段及第n個光電轉換層區段， n之值越大之光電轉換部區段，越遠離第1電極而設置，自第1個光電轉換部區段以至第N個光電轉換部區段，光電轉換層區段之厚度逐漸發生變化。 [C03]《攝像元件：第3構成》如[A01]至[B17]中任一項記載之固體攝像裝置，其中，光電轉換部包含N個(其中，N≧2)光電轉換部區段，且光電轉換層包含N個光電轉換層區段，絕緣層包含N個絕緣層區段，電荷儲存用電極包含N個電荷儲存用電極區段，第n個(其中，n＝1、2、3…N)光電轉換部區段包含第n個電荷儲存用電極區段、第n個絕緣層區段及第n個光電轉換層區段， n之值越大之光電轉換部區段，越遠離第1電極而設置，於鄰接之光電轉換部區段中，構成絕緣層區段之材料不同。 [C04]《攝像元件：第4構成》如[A01]至[B17]中任一項記載之固體攝像裝置，其中，光電轉換部包含N個(其中，N≧2)光電轉換部區段，且光電轉換層包含N個光電轉換層區段，絕緣層包含N個絕緣層區段，電荷儲存用電極包含相互相隔配置之N個電荷儲存用電極區段，第n個(其中，n＝1、2、3…N)光電轉換部區段包含第n個電荷儲存用電極區段、第n個絕緣層區段及第n個光電轉換層區段， n之值越大之光電轉換部區段，越遠離第1電極而設置，於鄰接之光電轉換部區段中，構成電荷儲存用電極區段之材料不同。 [C05]《攝像元件：第5構成》如[A01]至[B17]中任一項記載之固體攝像裝置，其中，光電轉換部包含N個(其中，N≧2)光電轉換部區段，且光電轉換層包含N個光電轉換層區段，絕緣層包含N個絕緣層區段，電荷儲存用電極包含相互相隔配置之N個電荷儲存用電極區段，第n個(其中，n＝1、2、3…N)光電轉換部區段包含第n個電荷儲存用電極區段、第n個絕緣層區段及第n個光電轉換層區段， n之值越大之光電轉換部區段，越遠離第1電極而設置，自第1個光電轉換部區段以至第N個光電轉換部區段，電荷儲存用電極區段之面積逐漸變小。 [C06]《攝像元件：第6構成》如[A01]至[B17]中任一項記載之固體攝像裝置，其中，將電荷儲存用電極、絕緣層及光電轉換層之積層方向設為Z方向，將遠離第1電極之方向設為X方向時，於YZ假想平面將積層有電荷儲存用電極、絕緣層及光電轉換層之積層部分切斷時之積層部分之截面面積依存於與第1電極的距離而發生變化。 [D01]《固體攝像裝置：第2態樣》一種固體攝像裝置，其具備具有至少1個如[A01]至[C06]中任一項記載之攝像元件之積層型攝像元件。 [D02]如[D01]中記載之固體攝像裝置，其中，於[A01]至[C06]中任一項記載之複數個攝像元件區塊之下方設置有至少1層下方攝像元件區塊，且下方攝像元件區塊包含複數個攝像元件，構成攝像元件區塊之攝像元件所接收之光之波長與構成下方攝像元件區塊之攝像元件所接收之光的波長不同。 [D03]如[D01]或[D02]中記載之固體攝像裝置，其中，下方攝像元件區塊設置有2層。 [D04]如[D01]至[D03]中任一項記載之固體攝像裝置，其中，構成下方攝像元件區塊之複數個攝像元件具備共用之浮動擴散層。 [E01]《固體攝像裝置之驅動方法》一種固體攝像裝置之驅動方法，該固體攝像裝置具有複數個包含P×Q個(其中，P≧2、Q≧1)攝像元件之攝像元件區塊，且各攝像元件具有具備光電轉換層、絕緣層、及介隔絕緣層而與光電轉換層對向配置之電荷儲存用電極之光電轉換部，於攝像元件區塊中，於攝像元件與攝像元件之間設置有第1電荷遷移控制電極，於攝像元件區塊與攝像元件區塊之間設置有第2電荷遷移控制電極，於攝像元件區塊中，沿著第1方向排列有P個攝像元件，沿著第2方向排列有Q個攝像元件，上述固體攝像裝置之驅動方法係在第1電荷遷移控制電極之控制下，將沿著第1方向儲存於第1個攝像元件至第(P－1)個攝像元件之光電轉換層之電荷傳輸至第P個攝像元件之光電轉換層，且與儲存於Q個之第P個攝像元件之光電轉換層之電荷一同讀出。 [E02]如[E01]中記載之固體攝像裝置之驅動方法，其中，在第2電荷遷移控制電極之控制下，禁止儲存於光電轉換層之電荷於鄰接之攝像元件區塊間之攝像元件之間的遷移。 [E03]如[E01]或[E02]中記載之固體攝像裝置之驅動方法，其中，攝像元件進而具備第1電極及第2電極，且光電轉換部係將第1電極、光電轉換層及第2電極積層而成，電荷儲存用電極與第1電極相隔配置，且介隔絕緣層而與光電轉換層對向配置，於攝像元件區塊中，構成第P個攝像元件之Q個攝像元件之第1電極被共用。 [E04]如[E03]中記載之固體攝像裝置之驅動方法，其中，各攝像元件區塊具有控制部，且控制部至少包含浮動擴散層及放大電晶體，共用之第1電極連接於控制部。 [E05]如[E01]至[E04]中任一項記載之固體攝像裝置之驅動方法，其中，複數個攝像元件區塊沿第1方向、及與第1方向不同之第2方向呈二維矩陣狀排列，且第2電荷遷移控制電極具備位於沿著第1方向鄰接之構成攝像元件區塊之攝像元件之間的第2-A電荷遷移控制電極，第2-A電荷遷移控制電極之控制下，禁止儲存於光電轉換層之電荷於沿著第1方向鄰接之攝像元件區塊間之攝像元件之間的遷移。 [E06]如[E05]中記載之固體攝像裝置之驅動方法，其中，第2電荷遷移控制電極具備位於構成沿著第2方向鄰接之攝像元件區塊之攝像元件之間的第2-B電荷遷移控制電極，且在第2-B電荷遷移控制電極之控制下，禁止儲存於光電轉換層之電荷於沿著第2方向鄰接之攝像元件區塊間之攝像元件之間的遷移。 [E07]如[E05]或[E06]中記載之固體攝像裝置之驅動方法，其中，於攝像元件區塊中，第1電荷遷移控制電極具備位於沿著第1方向鄰接之攝像元件之間之第1-A電荷遷移控制電極、及位於沿著第2方向鄰接之攝像元件之間之第1-B電荷遷移控制電極。 [E08]如[E06]中記載之固體攝像裝置之驅動方法，其中，於鄰接之攝像元件區塊中，鄰接之第2-B電荷遷移控制電極相連，進而，第2-A電荷遷移控制電極相連。 [E09]如[E08]中記載之固體攝像裝置之驅動方法，其中，於攝像元件區塊中，第1電荷遷移控制電極具備位於沿著第1方向鄰接之攝像元件之間之第1-A電荷遷移控制電極、及位於沿著第2方向鄰接之攝像元件之間之第1-B電荷遷移控制電極。 [E10]如[E09]中記載之固體攝像裝置之驅動方法，其中，於攝像元件區塊中，第1-A電荷遷移控制電極與第1-B電荷遷移控制電極相連。 [E11]如[E06]中記載之固體攝像裝置之驅動方法，其中，於攝像元件區塊中，鄰接之第2-B電荷遷移控制電極相連，進而，於鄰接之攝像元件區塊中，鄰接之第2-B電荷遷移控制電極相連。 [E12]如[E11]中記載之固體攝像裝置之驅動方法，其中，於攝像元件區塊中，第1電荷遷移控制電極具備位於沿著第1方向鄰接之攝像元件之間之第1-A電荷遷移控制電極、及位於沿著第2方向鄰接之攝像元件之間之第1-B電荷遷移控制電極。 [E13]如[E12]中記載之固體攝像裝置之驅動方法，其中，於攝像元件區塊中，第1-B電荷遷移控制電極相連。

10:攝像元件區塊 10₁:攝像元件區塊 10₂:攝像元件區塊 11:第1攝像元件 11':第1光電轉換部 11₁₁:攝像元件 11₁₂:攝像元件 11₁₃:攝像元件 11₁₄:第1攝像元件 11₂₁:攝像元件 11₂₂:攝像元件 11₂₃:攝像元件 11₃₁:攝像元件 11₃₂:攝像元件 12:下方攝像元件區塊 12₁:攝像元件區塊 12₂:攝像元件區塊 13:攝像元件 13₁₁:攝像元件 13₁₂:攝像元件 13₁₃:第2攝像元件 13₁₄:第2攝像元件 13₂₁:攝像元件 13₂₂:攝像元件 14:下方攝像元件區塊 14₁:攝像元件區塊 14₂:攝像元件區塊 15:攝像元件 15₁₁:攝像元件 15₁₂:攝像元件 15₁₃:第3攝像元件 15₁₄:第3攝像元件 15₂₁:攝像元件 15₂₂:攝像元件 16:閘極部 20₁:光電轉換部區段 20₂:光電轉換部區段 20₃:光電轉換部區段 21:第1電極 21₁₁:第1電極 21₁₃:第1電極 21₃₁:第1電極 21₃₃:第1電極 22:第2電極 23:光電轉換層 23':位於鄰接之攝像元件之間之光電轉換層的區域(光電轉換層之區域-B) 23₁:光電轉換層區段 23₂:光電轉換層區段 23₃:光電轉換層區段 23_DN:光電轉換層之下層 23_DN:':光電轉換層之下層 23_UP:光電轉換層之上層 23_UP':光電轉換層之上層 24:電荷儲存用電極 24₁:電荷儲存用電極區段 24₂:電荷儲存用電極區段 24₃:電荷儲存用電極區段 24₁₁:電荷儲存用電極 24₁₂:電荷儲存用電極 24₁₃:電荷儲存用電極 24₁₄:電荷儲存用電極 24₂₁:電荷儲存用電極 24₂₂:電荷儲存用電極 24₂₃:電荷儲存用電極 24₂₄:電荷儲存用電極 24₃₁:電荷儲存用電極 24₃₂:電荷儲存用電極 24₃₃:電荷儲存用電極 24₃₄:電荷儲存用電極 24₄₁:電荷儲存用電極 24₄₂:電荷儲存用電極 24₄₃:電荷儲存用電極 24₄₄:電荷儲存用電極 24A:電荷儲存用電極區段 24B:電荷儲存用電極區段 24C:電荷儲存用電極區段 25:傳輸控制用電極(電荷傳輸電極) 25A:傳輸控制用電極(電荷傳輸電極) 25B:傳輸控制用電極(電荷傳輸電極) 26:第1浮動擴散層 27:第2浮動擴散層 28:電荷儲存用電極(光閘極電極) 28₁₁:電荷儲存用電極 28₁₂:電荷儲存用電極 28₁₃:電荷儲存用電極 28₁₄:電荷儲存用電極 28₂₁:電荷儲存用電極 28₂₂:電荷儲存用電極 28₂₃:電荷儲存用電極 28₂₄:電荷儲存用電極 28₃₁:電荷儲存用電極 28₃₂:電荷儲存用電極 28₃₃:電荷儲存用電極 28₃₄:電荷儲存用電極 28₄₁:電荷儲存用電極 28₄₂:電荷儲存用電極 28₄₃:電荷儲存用電極 28₄₄:電荷儲存用電極 29A:光電轉換層 29A₁:光電轉換層 29A₂:光電轉換層 29B:光電轉換層 30:電荷遷移控制電極 31:第1電荷遷移控制電極 31A:第1-A電荷遷移控制電極 31B:第1-B電荷遷移控制電極 32:第2電荷遷移控制電極 32A:第2-A電荷遷移控制電極 32B:第2-B電荷遷移控制電極 33:墊部 34:連接孔 35:電荷遷移控制電極 35₁:電荷遷移控制電極 35₂:電荷遷移控制電極 36A:第1電荷遷移控制電極 36B:第1電荷遷移控制電極 37A:第2電荷遷移控制電極 37B:第2電荷遷移控制電極 38:傳輸電晶體之閘極部 38A:連接部 39:絕緣層 41:構成第2攝像元件之n型半導體區域 42:p⁺層 43:構成第3攝像元件之n型半導體區域 44:p⁺層 45:傳輸電晶體之閘極部 45C:浮動擴散層 46:傳輸電晶體之閘極部 46A:傳輸通道 46C:浮動擴散層 51:重置電晶體TR1_rst之閘極部 51A:重置電晶體TR1_rst之通道形成區域 51B:重置電晶體TR1_rst之源極/汲極區域 51C:重置電晶體TR1_rst之源極/汲極區域 52:放大電晶體TR1_amp之閘極部 52A:放大電晶體TR1_amp通道形成區域 52B:放大電晶體TR1_amp之源極/汲極區域 52C:放大電晶體TR1_amp之源極/汲極區域 53:選擇電晶體TR1_sel之閘極部 53A:選擇電晶體TR1_sel之通道形成區域 53B:選擇電晶體TR1_sel之源極/汲極區域 53C:選擇電晶體TR1_sel之源極/汲極區域 61:接觸孔部 62:配線層 63:墊部 64:墊部 64₁:墊部 64₂:墊部 64₃:墊部 65:連接孔 66:連接部 67:連接部 68A:墊部 68B:連接孔 69:連接部 70:半導體基板 70A:半導體基板之第1面(正面) 70B:半導體基板之第2面(背面) 71:元件分離區域 72:氧化膜 73:p⁺層 74:HfO₂膜 75:絕緣膜 76:層間絕緣層 77:層間絕緣層 78:層間絕緣層 81:層間絕緣層 82:絕緣層 82':鄰接之攝像元件之間之區域 82₁:絕緣層區段 82₂:絕緣層區段 82₃:絕緣層區段 82p:絕緣層之第1面 82q:絕緣層之第2面 83:保護層 84:開口部 84A:開口部 84B:開口部 84C:開口部 85:第2開口部 85A:第2開口部 90:晶載微透鏡陣列 91:位於較層間絕緣層更下方之各種攝像元件構成要素 92:遮光層 100:固體攝像裝置 101:積層型攝像元件 111:攝像區域 112:垂直驅動電路 113:行信號處理電路 114:水平驅動電路 115:輸出電路 116:驅動控制電路 117:信號線 118:水平信號線 200:電子設備(相機) 201:固體攝像裝置 210:光學透鏡 211:快門裝置 212:驅動電路 213:信號處理電路 11000:內視鏡手術系統 11100:內視鏡 11101:鏡筒 11102:相機鏡頭 11110:手術工具 11111:氣腹管 11112:治療工具 11120:支持臂裝置 11131:手術者 11132:患者 11133:病床 11200:手推車 11201:相機控制單元(CCU) 11202:顯示裝置 11203:光源裝置 11204:輸入裝置 11205:治療工具控制裝置 11206:氣腹裝置 11207:記錄器 11208:印表機 11400:傳輸電纜 11401:透鏡單元 11402:攝像部 11403:驅動部 11404:通信部 11405:相機鏡頭控制部 11411:通信部 11412:圖像處理部 11413:控制部 12000:車輛控制系統 12001:通信網路 12010:驅動系統控制單元 12020:機身系統控制單元 12030:車外資訊檢測單元 12031:攝像部 12040:車內資訊檢測單元 12041:駕駛員狀態檢測部 12050:綜合控制單元 12051:微電腦 12052:聲音圖像輸出部 12053:車載網路I/F 12061:音響 12062:顯示部 12063:儀表板 12100:車輛 12101:攝像部 12102:攝像部 12103:攝像部 12104:攝像部 12105:攝像部 12111:攝像範圍 12112:攝像範圍 12113:攝像範圍 12114:攝像範圍 FD₁:浮動擴散層(第1浮動擴散層) FD₂:浮動擴散層(第2浮動擴散層) FD₃:浮動擴散層(第3浮動擴散層) RST₁:重置線 RST₂:重置線 RST₃:重置線 SEL₁:選擇線 SEL₂:選擇線 SEL₃:選擇線 TG₂:傳輸閘極線 TG₃:傳輸閘極線 TR1_amp:放大電晶體 TR1_rst:重置電晶體 TR1_sel:選擇電晶體 TR2_amp:放大電晶體 TR2_rst:重置電晶體 TR2_sel:選擇電晶體 TR2_trs:傳輸電晶體 TR3_amp:放大電晶體 TR3_rst:重置電晶體 TR3_sel:選擇電晶體 TR3_trs:傳輸電晶體 VSL₁:信號線 VSL₂:信號線 VSL₃:信號線 V_DD:電源 V_OA:配線 V_OB:配線 V_OT:配線 V_OU:配線

圖1係模式性地表示實施例1之固體攝像裝置中之攝像元件區塊、電荷儲存用電極、第1電荷遷移控制電極、第2電荷遷移控制電極及第1電極之配置狀態之圖。圖2係模式性地表示實施例1之固體攝像裝置中之攝像元件區塊、及2層下方攝像元件區塊之配置狀態之圖。圖3A、圖3B及圖3C係模式性地表示於實施例1之固體攝像裝置中電荷儲存期間施加於各電極之電位、電荷(電子)之儲存狀態之圖。圖4A、圖4B及圖4C係模式性地表示於實施例1之固體攝像裝置中剛開始第1電荷傳輸期間之後施加於各電極之電位、電荷(電子)之儲存狀態之圖。圖5A、圖5B及圖5C係模式性地表示於實施例1之固體攝像裝置中即將結束第1電荷傳輸期間之前施加於各電極之電位、電荷(電子)之儲存狀態之圖。圖6A、圖6B及圖6C係模式性地表示於實施例1之固體攝像裝置中第2電荷傳輸期間施加於各電極之電位、電荷(電子)之儲存狀態之圖。圖7係模式性地表示實施例2之固體攝像裝置中之攝像元件區塊、電荷儲存用電極、第1電荷遷移控制電極、第2電荷遷移控制電極及第1電極之配置狀態之圖。圖8係模式性地表示實施例3之固體攝像裝置中之攝像元件區塊、電荷儲存用電極、第1電荷遷移控制電極、第2電荷遷移控制電極及第1電極之配置狀態之圖。圖9係模式性地表示實施例3之固體攝像裝置之變化例中之攝像元件區塊、電荷儲存用電極、第1電荷遷移控制電極、第2電荷遷移控制電極及第1電極之配置狀態之圖。圖10係實施例4之攝像元件(並列設置之2個攝像元件)之一部分之模式性剖視圖。圖11係實施例4之攝像元件、積層型攝像元件之一的模式性局部剖視圖。圖12係實施例4之攝像元件、積層型攝像元件之等效電路圖。圖13係實施例4之攝像元件、積層型攝像元件之等效電路圖。圖14係實施例4之固體攝像裝置之概念圖。圖15係實施例4之攝像元件、積層型攝像元件之變化例(實施例4之變化例1)之等效電路圖。圖16係實施例4之攝像元件(並列設置之2個攝像元件)之變化例(實施例4之變化例2)之模式性剖視圖。圖17A及圖17B係實施例5之攝像元件(並列設置之2個攝像元件)及其變化例之一部分之模式性剖視圖。圖18係實施例6之攝像元件、積層型攝像元件之模式性局部剖視圖。圖19係實施例7之攝像元件、積層型攝像元件之模式性局部剖視圖。圖20係實施例7之攝像元件、積層型攝像元件之變化例之模式性局部剖視圖。圖21係實施例8之攝像元件、積層型攝像元件之一部分之模式性局部剖視圖。圖22係實施例8之攝像元件、積層型攝像元件之等效電路圖。圖23係實施例8之攝像元件、積層型攝像元件之等效電路圖。圖24係實施例9之攝像元件、積層型攝像元件之一部分之模式性局部剖視圖。圖25係實施例9之攝像元件、積層型攝像元件之等效電路圖。圖26係實施例9之攝像元件、積層型攝像元件之等效電路圖。圖27係實施例10之攝像元件、積層型攝像元件之模式性局部剖視圖。圖28係將實施例10之攝像元件中之積層有電荷儲存用電極、光電轉換層及第2電極之部分放大所得之模式性局部剖視圖。圖29係將實施例11之攝像元件中之積層有電荷儲存用電極、光電轉換層及第2電極之部分放大所得之模式性局部剖視圖。圖30係實施例12之攝像元件、積層型攝像元件之模式性局部剖視圖。圖31係實施例13及實施例14之攝像元件、積層型攝像元件之模式性局部剖視圖。圖32A及圖32B係實施例14中之電荷儲存用電極區段之模式性俯視圖。圖33A及圖33B係實施例14中之電荷儲存用電極區段之模式性俯視圖。圖34係實施例15及實施例14之攝像元件、積層型攝像元件之模式性局部剖視圖。圖35A及圖35B係實施例15中之電荷儲存用電極區段之模式性俯視圖。圖36係模式性地表示實施例16之固體攝像裝置中之電荷儲存用電極等之配置狀態的圖。圖37係實施例16之固體攝像裝置中之模式性局部剖視圖。圖38係實施例16之固體攝像裝置中之模式性局部剖視圖。圖39係實施例4之攝像元件、積層型攝像元件之另一變化例之模式性局部剖視圖。圖40係實施例4之攝像元件、積層型攝像元件之又一變化例之模式性局部剖視圖。圖41A、圖41B及圖41C係將實施例4之攝像元件、積層型攝像元件之又一變化例之第1電極之部分等放大所得之模式性局部剖視圖。圖42係實施例4之攝像元件、積層型攝像元件之又一變化例之模式性局部剖視圖。圖43係實施例4之攝像元件、積層型攝像元件之又一變化例之模式性局部剖視圖。圖44係實施例4之攝像元件、積層型攝像元件之又一變化例之模式性局部剖視圖。圖45係實施例8之攝像元件、積層型攝像元件之另一變化例之模式性局部剖視圖。圖46係實施例4之攝像元件、積層型攝像元件之又一變化例之模式性局部剖視圖。圖47係實施例8之攝像元件、積層型攝像元件之又一變化例之模式性局部剖視圖。圖48係將實施例10之攝像元件之變化例中之積層有電荷儲存用電極、光電轉換層及第2電極之部分放大所得之模式性局部剖視圖。圖49係將實施例11之攝像元件之變化例中之積層有電荷儲存用電極、光電轉換層及第2電極之部分放大所得之模式性局部剖視圖。圖50係將包含本發明之攝像元件、積層型攝像元件之固體攝像裝置用於電子設備(相機)之例之概念圖。圖51係先前之積層型攝像元件(積層型固體攝像裝置)之概念圖。圖52A及圖52B係先前之固體攝像裝置之模式性局部剖視圖。圖53係表示車輛控制系統之概略性構成之一例之方塊圖。圖54係表示車外資訊檢測部及攝像部之設置位置之一例之說明圖。圖55係表示內視鏡手術系統之概略性構成之一例之圖。圖56係表示相機鏡頭及CCU(Camera Control Unit，相機控制單元)之功能構成之一例之方塊圖。

10:攝像元件區塊

21:第1電極

21₁₁:第1電極

21₁₃:第1電極

21₃₁:第1電極

21₃₃:第1電極

24:電荷儲存用電極

24₁₁:電荷儲存用電極

24₁₂:電荷儲存用電極

24₁₃:電荷儲存用電極

24₁₄:電荷儲存用電極

24₂₁:電荷儲存用電極

24₂₂:電荷儲存用電極

24₂₃:電荷儲存用電極

24₂₄:電荷儲存用電極

24₃₁:電荷儲存用電極

24₃₂:電荷儲存用電極

24₃₃:電荷儲存用電極

24₃₄:電荷儲存用電極

24₄₁:電荷儲存用電極

24₄₂:電荷儲存用電極

24₄₃:電荷儲存用電極

24₄₄:電荷儲存用電極

31A:第1-A電荷遷移控制電極

31B:第1-B電荷遷移控制電極

32A:第2-A電荷遷移控制電極

32B:第2-B電荷遷移控制電極

Claims

一種固體攝像裝置，其具有複數個包含P×Q個(其中，P≧2、Q≧1)攝像元件之攝像元件區塊，且各個上述攝像元件具有具備光電轉換層、絕緣層、及介隔上述絕緣層而與上述光電轉換層對向配置之電荷儲存用電極之光電轉換部，於上述攝像元件區塊中，於上述攝像元件與上述攝像元件之間設置有第1電荷遷移控制電極，於上述攝像元件區塊與上述攝像元件區塊之間設置有第2電荷遷移控制電極，於上述攝像元件區塊中，沿著第1方向排列有P個上述攝像元件，沿著第2方向排列有Q個上述攝像元件，在上述第1電荷遷移控制電極之控制下，沿著上述第1方向儲存於第1個攝像元件至第(P-1)個攝像元件之光電轉換層之電荷傳輸至第P個攝像元件之光電轉換層，且與儲存於Q個之第P個攝像元件之光電轉換層之電荷一同讀出。
如請求項1之固體攝像裝置，其中，在上述第2電荷遷移控制電極之控制下，儲存於上述光電轉換層之電荷於鄰接之上述攝像元件區塊間之上述攝像元件之間的遷移被禁止。
如請求項1之固體攝像裝置，其中，上述攝像元件進而具備第1電極及第2電極，且上述光電轉換部係將上述第1電極、上述光電轉換層及上述第2電極積層而成，上述電荷儲存用電極與上述第1電極相隔配置，且介隔上述絕緣層而與上述光電轉換層對向配置，於上述攝像元件區塊中，構成上述第P個攝像元件之上述Q個攝像元件之上述第1電極被共用。
如請求項3之固體攝像裝置，其中，各個上述攝像元件區塊具有控制部，且上述控制部至少包含浮動擴散層及放大電晶體，共用之上述第1電極連接於上述控制部。
如請求項1之固體攝像裝置，其中，複數個上述攝像元件區塊沿上述第1方向、及與上述第1方向不同之第2方向呈二維矩陣狀排列，且上述第2電荷遷移控制電極具備位於構成沿著上述第1方向鄰接之上述攝像元件區塊之上述攝像元件之間的第2-A電荷遷移控制電極，上述第2-A電荷遷移控制電極之控制下，儲存於上述光電轉換層之電荷於沿著上述第1方向鄰接之上述攝像元件區塊間之上述攝像元件之間的遷移被禁止。
如請求項5之固體攝像裝置，其中，上述第2電荷遷移控制電極具備位於構成沿著上述第2方向鄰接之上述攝像元件區塊之上述攝像元件之間的第2-B電荷遷移控制電極，且在上述第2-B電荷遷移控制電極之控制下，儲存於上述光電轉換層之電荷於沿著上述第2方向鄰接之上述攝像元件區塊間之上述攝像元件之間的遷移被禁止。
如請求項5之固體攝像裝置，其中，於上述攝像元件區塊中，上述第1電荷遷移控制電極具備位於沿著上述第1方向鄰接之上述攝像元件之間之第1-A電荷遷移控制電極、及位於沿著上述第2方向鄰接之上述攝像元件之間之第1-B電荷遷移控制電極。
如請求項6之固體攝像裝置，其中，於鄰接之上述攝像元件區塊中，鄰接之上述第2-B電荷遷移控制電極相連，進而，上述第2-A電荷遷移控制電極相連。
如請求項8之固體攝像裝置，其中，於上述攝像元件區塊中，上述第1電荷遷移控制電極具備位於沿著上述第1方向鄰接之上述攝像元件之間之第1-A電荷遷移控制電極、及位於沿著上述第2方向鄰接之上述攝像元件之間之第1-B電荷遷移控制電極。
如請求項9之固體攝像裝置，其中，於上述攝像元件區塊中，上述第1-A電荷遷移控制電極與上述第1-B電荷遷移控制電極相連。
如請求項6之固體攝像裝置，其中，於上述攝像元件區塊中，鄰接之上述第2-B電荷遷移控制電極相連，進而，於鄰接之上述攝像元件區塊中，鄰接之上述第2-B電荷遷移控制電極相連。
如請求項11之固體攝像裝置，其中，於上述攝像元件區塊中，上述第1電荷遷移控制電極具備位於沿著上述第1方向鄰接之上述攝像元件之間之第1-A電荷遷移控制電極、及位於沿著上述第2方向鄰接之上述攝像元件之間之第1-B電荷遷移控制電極。
如請求項12之固體攝像裝置，其中，於上述攝像元件區塊中，上述第1-B電荷遷移控制電極相連。
如請求項1之固體攝像裝置，其中，上述第1電荷遷移控制電極及上述第2電荷遷移控制電極設置於介隔上述絕緣層而與位於鄰接之上述攝像元件之間之上述光電轉換層之區域對向的區域。
如請求項3之固體攝像裝置，其中，上述第1電荷遷移控制電極及上述第2電荷遷移控制電極在位於鄰接之上述攝像元件之間之上述光電轉換層的區域上與上述第2電極相隔而設置。
一種固體攝像裝置，其具備具有至少1個如請求項1至15中任一項之上述攝像元件之積層型攝像元件。
如請求項16之固體攝像裝置，其中，於如請求項1至15中任一項之複數個上述攝像元件區塊之下方設置有至少1層下方攝像元件區塊，且上述下方攝像元件區塊包含複數個攝像元件，構成上述攝像元件區塊之上述攝像元件所接收之光之波長與構成上述下方攝像元件區塊之上述攝像元件所接收之光的波長不同。
如請求項17之固體攝像裝置，其中，上述下方攝像元件區塊設置有2層。
如請求項17之固體攝像裝置，其中，構成上述下方攝像元件區塊之上述複數個攝像元件具備共用之浮動擴散層。