TWI840383B - 固體攝像裝置 - Google Patents

Abstract

本發明之固體攝像裝置具有複數個包含複數個攝像元件11之攝像元件區塊10，各攝像元件11具備：第1電極21；電荷儲存用電極24，其與第1電極21相隔而配置；光電轉換部23，其與第1電極21相接，且隔著絕緣層形成於電荷儲存用電極24之上方；及第2電極22，其形成於光電轉換部23上；且第1電極21及電荷儲存用電極24設置於層間絕緣層81上，第1電極21連接於設置在層間絕緣層81內之連接部63(64、65)。

Description

固體攝像裝置

本發明係關於一種固體攝像裝置。

在光電轉換層中使用有機半導體材料之攝像元件能對特定顏色(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，能獲得在先前之固體攝像裝置中不可能獲得之積層有副像素之構造(積層型攝像元件)，即，由晶載彩色濾光片(OCCF)與攝像元件之組合構成副像素，從而二維排列有副像素(例如，參照日本專利特開2017-157816號公報)。又，由於無需進行解馬賽克處理，故而有不會產生偽色之優點。再者，於以下說明中，有時，為了方便起見，將具備設置於半導體基板之上或上方之光電轉換部之攝像元件稱作『第1類型攝像元件』，為了方便起見，將構成第1類型攝像元件之光電轉換部稱作『第1類型光電轉換部』，為了方便起見，將設置於半導體基板內之攝像元件稱作『第2類型攝像元件』，為了方便起見，將構成第2類型攝像元件之光電轉換部稱作『第2類型光電轉換部』。

圖9表示日本專利特開2017-157816號公報中揭示之積層型攝像元件(積層型固體攝像裝置)之構造例。圖9所示之例中，於半導體基板70內，積層而形成有作為第2類型光電轉換部之第3光電轉換部43及第2光電轉換部41，其等構成作為第2類型攝像元件之第3攝像元件15及第2攝像元件13。又，於半導體基板70之上方(具體而言，為第2攝像元件13之上方)，配置有構成第1攝像元件之第1類型光電轉換部(為了方便起見，將其稱作『第1光電轉換部』)。此處，第1光電轉換部具備第1電極21、由有機材料構成之光電轉換部23、第2電極22，而構成作為第1類型攝像元件之第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，隔著絕緣層82配置有光電轉換部23。於第2光電轉換部41及第3光電轉換部43中，根據吸收係數之不同，分別對例如藍色光及紅色光進行光電轉換。又，於第1光電轉換部中，對例如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儲存於該等第2光電轉換部41及第3光電轉換部43中後，分別藉由縱置式電晶體(圖示出了閘極部45)與傳輸電晶體(圖示出了閘極部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。

在電荷儲存時，於第1光電轉換部中藉由光電轉換所產生之電荷被電荷儲存用電極24吸引，並儲存至光電轉換部23。在電荷傳輸時，光電轉換部23中儲存之電荷經由第1電極21、接觸孔部61、配線層62，儲存至形成於半導體基板70之第1浮動擴散層FD₁ 。又，第1光電轉換部經由接觸孔部61、配線層62，亦連接於將電荷量轉換成電壓之放大電晶體之閘極部52。而且，第1浮動擴散層FD₁ 構成重設電晶體(圖示出了閘極部51)之一部分。再者，關於其他構成要素，將在實施例1中進行說明。 [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]

有產生第1問題點，結果導致所獲得之圖像之畫質下降之虞，該第1問題點即，依存於向第1攝像元件11入射之光之角度，在鄰接之第1攝像元件11中，於各個第1攝像元件11之光電轉換部23中產生之電荷朝向第1電極21之移動狀態產生差異。又，有產生第2問題點，結果造成固體攝像裝置之特性劣化之虞，該第2問題點即，既無法確定完全不存在光電轉換部23中儲存之電荷於第1攝像元件11之動作中向鄰接之第1攝像元件11移動之可能性，亦無法確定完全不存在光電轉換部23中儲存之電荷不可順暢地向第1電極21傳輸之可能性。關於其等，下文將詳細地進行說明

因此，本發明之第1目的在於，提供一種無如下問題之固體攝像裝置，該問題即，依存於向攝像元件入射之光之角度，在攝像元件中產生之電荷朝向第1電極之移動狀態產生差異。又，本發明之第2目的在於，提供一種包含具有如下構成、構造之攝像元件之固體攝像裝置，該構成、構造即，能切實地抑制攝像元件之動作中鄰接之攝像元件間之電荷之移動，而且光電轉換部中儲存之電荷可順暢地向第1電極傳輸。 [解決問題之技術手段]

用以達成上述第1目的之本發明之固體攝像裝置具有複數個包含複數個攝像元件之攝像元件區塊， 各攝像元件具備： 第1電極； 電荷儲存用電極，其與第1電極相隔而配置； 光電轉換部，其與第1電極相接，且隔著絕緣層形成於電荷儲存用電極之上方；及 第2電極，其形成於光電轉換部上；且 第1電極及電荷儲存用電極設置於層間絕緣層上， 第1電極連接於設置在層間絕緣層內之連接部。

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及材料僅為例示。再者，說明按照以下順序進行。 1.本發明之固體攝像裝置、整體之相關說明 2.實施例1(本發明之固體攝像裝置、第1構成之固體攝像裝置) 3.實施例2(實施例1之變化) 4.實施例3(實施例1～實施例2之變化、第2構成之固體攝像裝置) 5.實施例4(實施例1～實施例2之另一變化、第3構成之固體攝像裝置) 6.實施例5(實施例1～實施例4之變化、上方分離電極) 7.實施例6(實施例1～實施例5之變化、正面照射型之固體攝像裝置) 8.實施例7(實施例1～實施例6之變化) 9.實施例8(實施例1～實施例7、傳輸控制用電極) 10.實施例9(實施例1～實施例8、電荷排出電極) 11.其他

＜本發明之固體攝像裝置、整體之相關說明＞ 於本發明之固體攝像裝置中，可採取如下形態，即，攝像元件區塊包含沿著第1方向為P個、且沿著與第1方向不同之第2方向為Q個之P×Q個(其中，P≧2，Q≧1)攝像元件。

於本發明之固體攝像裝置之上述較佳形態中，為了達成上述第2目的，可採取如下構成，即， P=2，Q=1， 構成沿著第1方向之2個攝像元件各者之第1電極連接於設置在層間絕緣層內之連接部。此處，為了方便起見，將此種構成之固體攝像裝置稱作『第1構成之固體攝像裝置』。於2個攝像元件中，第1電極經由連接部彼此相連。而且，於第1構成之固體攝像裝置中，可採取如下構成，即，攝像元件區塊被連續之分離電極(有時，為了方便起見，將其稱作『第1分離電極』)包圍；進而，可採取如下構成，即，於沿著第1方向之2個攝像元件之間，設置有自分離電極(第1分離電極)沿著第2方向而延伸之連續之第2分離電極。第1分離電極與第2分離電極相連。又或，於第1構成之固體攝像裝置中，可採取如下構成，即，於沿著第1方向之2個攝像元件之間，設置有沿著第2方向而延伸之第2分離電極。

又或，於本發明之固體攝像裝置之上述較佳形態中，為了達成上述第2目的，可採取如下構成，即， P=2，Q為2以上之自然數， 構成沿著第1方向之2個攝像元件各者之第1電極連接於設置在層間絕緣層內之連接部。此處，為了方便起見，將此種構成之固體攝像裝置稱作『第2構成之固體攝像裝置』。於P×Q個攝像元件中，第1電極經由連接部彼此相連。而且，於第2構成之固體攝像裝置中，可採取如下構成，即，攝像元件區塊被連續之分離電極(第1分離電極)包圍；進而，可採取如下構成，即，於沿著第1方向之2個攝像元件之間，設置有自分離電極(第1分離電極)沿著第2方向而延伸之連續之第2分離電極。第1分離電極與第2分離電極相連。又或，於第2構成之固體攝像裝置中，可採取如下構成，即，於沿著第1方向之2個攝像元件之間，設置有沿著第2方向而延伸之第2分離電極。

又或，於本發明之固體攝像裝置之上述較佳形態中，為了達成上述第2目的，可採取如下構成，即， P=2，Q=2， 構成沿著第2方向之2個攝像元件之第1電極被共有， 共有之第1電極連接於設置在層間絕緣層內之連接部。此處，為了方便起見，將此種構成之固體攝像裝置稱作『第3A構成之固體攝像裝置』。又或，於本發明之固體攝像裝置之上述較佳形態中，為了達成上述第2目的，可採取如下構成，即， P=2，Q=2， 構成沿著第1方向之2個攝像元件之第1電極被共有， 共有之第1電極連接於設置在層間絕緣層內之連接部。此處，為了方便起見，將此種構成之固體攝像裝置稱作『第3B構成之固體攝像裝置』。於2×2個攝像元件中，第1電極經由連接部彼此相連。而且，於第3A構成之固體攝像裝置或第3B構成之固體攝像裝置中，可採取如下構成，即，攝像元件區塊被連續之分離電極(第1分離電極)包圍；進而，於第3A構成之固體攝像裝置或第3B構成之固體攝像裝置中，可採取如下構成，即，於沿著第1方向之2個攝像元件之間，設置有自分離電極(第1分離電極)沿著第2方向而延伸之連續之第2分離電極。第1分離電極與第2分離電極相連。又或，於第3A構成之固體攝像裝置或第3B構成之固體攝像裝置中，可採取如下構成，即，於沿著第1方向之2個攝像元件之間，設置有沿著第2方向而延伸之第2分離電極。

進而，於包含以上所說明之較佳形態、構成之本發明之固體攝像裝置中，可採取如下形態，即，攝像元件相對於在構成攝像元件區塊之攝像元件與攝像元件之間沿著第2方向而延伸之交界線，呈線對稱配置。

進而，於包含以上所說明之較佳形態、構成之本發明之固體攝像裝置中，可採取如下形態，即，分離電極(第1分離電極)之電位(於設置有第2分離電極之情形時，第2分離電極之電位亦)為固定之值V_ES 。

如此，若於構成1個攝像元件區塊之P×Q個攝像元件中，使第1電極共有化，則能將排列有複數個攝像元件之像素區域之構成、構造簡化、細化。而且，可採取如下形態，即，構成攝像元件區塊之複數個(具體而言，為P×Q個)攝像元件具備共有之浮動擴散層。即，相對於包含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。又，可採取如下形態，即，各攝像元件區塊具有控制部，控制部至少包含浮動擴散層及放大電晶體，共有之第1電極經由連接部連接於控制部。P×Q個攝像元件可包含複數個下述第1類型攝像元件，亦可包含至少1個第1類型攝像元件、及1個或2個以上下述第2類型攝像元件。

於本發明之固體攝像裝置中，攝像元件區塊包含4個攝像元件，於該等4個攝像元件之第1電極被共有之情形時，可採用各自1次共計4次讀出4個攝像元件中儲存之電荷之讀出方式，亦可採用一次性同時讀出4個攝像元件中儲存之電荷之讀出方式。有時，為了方便起見，將前者稱作『第1模式讀出方法』，為了方便起見，將後者稱作『第2模式讀出方法』。就第1模式讀出方法而言，能謀求藉由固體攝像裝置而獲得之圖像之高精細化。就第2模式讀出方法而言，為了謀求感度之增加，藉由4個攝像元件而獲得之信號會被相加。第1模式讀出方法與第2模式讀出方法之切換可藉由設置適於固體攝像裝置之切換器件而達成。於第1模式讀出方法中，藉由適當控制電荷傳輸期間之時序，能讓P×Q個(例如，2×2個)攝像元件共有1個浮動擴散層，構成攝像元件區塊之P×Q個(例如，2×2個)攝像元件連接於1個驅動電路。但電荷儲存用電極之控制係針對各攝像元件逐一進行。

於本發明之固體攝像裝置中，可採取如下形態，即，第1分離電極或第2分離電極隔著絕緣層設置於與光電轉換部之區域對向之區域。再者，有時，為了方便起見，將該等分離電極稱作『下方第1分離電極』、『下方第2分離電極』，有時，將其等統稱作『下方分離電極』。又或，可採取如下形態，即，第1分離電極或第2分離電極與第2電極相隔而設置於光電轉換部之上。再者，有時，為了方便起見，將該等分離電極稱作『上方第1分離電極』、『上方第2分離電極』，有時，將其等統稱作『上方分離電極』。於第3B構成之固體攝像裝置中，採取設置有第2分離電極之構成之情形時，必須由上方第1分離電極或上方第2分離電極構成第1分離電極或上方第2分離電極。

於本發明之固體攝像裝置中，下方第1分離電極係與第1電極及電荷儲存用電極相隔而配置，且包圍電荷儲存用電極。另一方面，上方第1分離電極之正射影像係與第1電極及電荷儲存用電極之正射影像相隔而設置，且包圍電荷儲存用電極之正射影像。視情形不同，有時，亦會為上方第2分離電極之正射影像之一部分與電荷儲存用電極之正射影像之一部分重疊。

於以下說明中，表示對各種電極施加之電位之符號如以下表1所示。

＜表1＞ 電荷儲存期間 電荷傳輸期間 第1電極 V₁₁ V₁₂ 第2電極 V₂₁ V₂₂ 電荷儲存用電極 V₃₁ V₃₂ 第1分離電極 V_ES V_ES 第2分離電極 V_ES V_ES 傳輸控制用電極 V₄₁ V₄₂ 電荷排出電極 V₅₁ V₅₂

包含以上所說明之較佳形態、構成之本發明之固體攝像裝置可採取如下形態，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、各種分離電極或各種電極連接於下述驅動電路。

進而，於包含以上所說明之各種較佳形態、構成之本發明之固體攝像裝置中，可採取如下形態，即，電荷儲存用電極之大小大於第1電極之大小。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，較佳為滿足： 4≦s₁ '/s₁ ， 但並不限定於此。

形成有上方分離電極之情形時除外，位於光入射側之第2電極亦可於複數個攝像元件中共通化。即，可將第2電極設定為所謂之實心電極。構成光電轉換部之光電轉換層可於複數個攝像元件中共通化。即，可採取如下形態，即，於複數個攝像元件中形成有1層光電轉換層。

進而，於包含以上所說明之各種較佳形態、構成之本發明之固體攝像裝置中，可採取如下形態，即，第1電極在設置於絕緣層之開口部內延伸，且與光電轉換部連接。又或，可採取如下形態，即，光電轉換部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，可採取如下形態，即， 第1電極之頂面之緣部被絕緣層覆蓋， 於開口部之底面，第1電極露出， 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部之部分相接的絕緣層之面設為第2面時，開口部之側面具有自第1面向第2面擴大之傾斜；進而，可採取如下形態，即，具有自第1面向第2面擴大之傾斜之開口部之側面位於電荷儲存用電極側。再者，包括於光電轉換部與第1電極之間形成有其他層之形態(例如，於光電轉換部與第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形態、構成之本發明之固體攝像裝置中，可採取如下構成，即， 進而具備控制部，該控制部設置於半導體基板，且具有驅動電路； 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 ，將電荷儲存至光電轉換部， 於電荷傳輸期間，自驅動電路，對第1電極施加電位V₁₂ ，對電荷儲存用電極施加電位V₃₂ ，將光電轉換部中儲存之電荷經由第1電極讀出至控制部。其中，在第1電極之電位高於第2電極之電位之情形時， V₃₁ ≧V₁₁ ，且V₃₂ ＜V₁₂ ， 在第1電極之電位低於第2電極之電位之情形時， V₃₁ ≦V₁₁ ，且V₃₂ ＞V₁₂ 。

進而，包含以上所說明之各種較佳形態、構成之本發明之固體攝像裝置可採取如下形態，即，於第1電極與電荷儲存用電極之間，進而具備傳輸控制用電極(電荷傳輸電極)，該傳輸控制用電極與第1電極及電荷儲存用電極相隔而配置，且隔著絕緣層與光電轉換部對向而配置。再者，有時，為了方便起見，將此種形態之本發明之固體攝像裝置稱作『具備傳輸控制用電極之本發明之固體攝像裝置』。而且，就具備傳輸控制用電極之本發明之固體攝像裝置而言，於電荷儲存期間，將對傳輸控制用電極施加之電位設為V₄₁ 時，在第1電極之電位高於第2電極之電位之情形時，較佳為滿足V₄₁ ≦V₁₁ ，V₃₁ ＜V₄₁ 。又，於電荷傳輸期間，將對傳輸控制用電極施加之電位設為V₄₂ 時，在第1電極之電位高於第2電極之電位之情形時，較佳為滿足V₃₂ ≦V₄₂ ≦V₁₂ 。

進而，於包含以上所說明之各種較佳形態、構成之本發明之固體攝像裝置中，可採取如下形態，即，進而具備電荷排出電極，該電荷排出電極連接於光電轉換部，且與第1電極及電荷儲存用電極相隔而配置。再者，為了方便起見，將此種形態之本發明之固體攝像裝置稱作『具備電荷排出電極之本發明之固體攝像裝置』。而且，於具備電荷排出電極之本發明之固體攝像裝置中，可採取如下形態，即，電荷排出電極以包圍第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有化(共通化)。於設置有電荷排出電極之情形時，較佳為由上方分離電極構成各種分離電極。而且，於該情形時，可採取如下形態，即， 光電轉換部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， 電荷排出電極之頂面之緣部被絕緣層覆蓋， 於第2開口部之底面，電荷排出電極露出， 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部之部分相接的絕緣層之面設為第2面時，第2開口部之側面具有自第3面向第2面擴大之傾斜。

進而，於具備電荷排出電極之本發明之固體攝像裝置中，可採取如下構成，即， 進而具備控制部，該控制部設置於半導體基板，且具有驅動電路； 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V₅₁ ，將電荷儲存至光電轉換部， 於電荷傳輸期間，自驅動電路，對第1電極施加電位V₁₂ ，對電荷儲存用電極施加電位V₃₂ ，對電荷排出電極施加電位V₅₂ ，將光電轉換部中儲存之電荷經由第1電極讀出至控制部。其中，在第1電極之電位高於第2電極之電位之情形時， V₅₁ ＞V₁₁ ，且V₅₂ ＜V₁₂ ， 在第1電極之電位低於第2電極之電位之情形時， V₅₁ ＜V₁₁ ，且V₅₂ ＞V₁₂ 。

進而，於包含以上所說明之各種較佳形態、構成之本發明之固體攝像裝置中，可採取如下形態，即，電荷儲存用電極包含複數個電荷儲存用電極區段。再者，有時，為了方便起見，將此種形態之本發明之固體攝像裝置稱作『具備複數個電荷儲存用電極區段之本發明之固體攝像裝置』。電荷儲存用電極區段數只要為2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之固體攝像裝置中，可採取如下形態，即， 於對N個電荷儲存用電極區段分別施加不同之電位之情形時， 在第1電極之電位高於第2電極之電位之情形時，於電荷傳輸期間，對位於距第1電極最近之處之電荷儲存用電極區段(第1個光電轉換部區段)施加之電位高於對位於距第1電極最遠之處之電荷儲存用電極區段(第N個光電轉換部區段)施加之電位， 在第1電極之電位低於第2電極之電位之情形時，於電荷傳輸期間，對位於距第1電極最近之處之電荷儲存用電極區段(第1個光電轉換部區段)施加之電位低於對位於距第1電極最遠之處之電荷儲存用電極區段(第N個光電轉換部區段)施加之電位。

進而，於包含以上所說明之各種較佳形態、構成之本發明之固體攝像裝置中，可採取如下形態，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， 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，可採取如下形態，即， 於半導體基板，進而設置有構成控制部之重設電晶體及選擇電晶體， 浮動擴散層連接於重設電晶體之一源極/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。

又或，作為包含以上所說明之各種較佳形態、構成之本發明之固體攝像裝置的變化例，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形態、構成之本發明之固體攝像裝置內的第1構成～第6構成之攝像元件中， 光電轉換部包含N個(其中，N≧2)光電轉換部區段， 構成光電轉換部之光電轉換層包含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彼此相隔而配置之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位於距第1電極越遠之處。

而且，於第1構成之攝像元件中，自第1個光電轉換部區段至第N個光電轉換部區段，絕緣層區段之厚度逐漸變化。又，於第2構成之攝像元件中，自第1個光電轉換部區段至第N個光電轉換部區段，光電轉換層區段之厚度逐漸變化。進而，就第3構成之攝像元件而言，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，就第4構成之攝像元件而言，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，面積可連續地變小，亦可呈階梯狀變小。

又或，於包含以上所說明之各種較佳形態、構成之本發明之固體攝像裝置內的第6構成之攝像元件中，將電荷儲存用電極、絕緣層、光電轉換部之積層方向設為Z方向，將離開第1電極之方向設為X方向時，於YZ假想平面上將積層有電荷儲存用電極、絕緣層、光電轉換部之積層部分切斷時之積層部分之剖面面積依存於距第1電極之距離而變化。再者，剖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地設置，N個絕緣層區段亦連續地設置，N個電荷儲存用電極區段亦連續地設置。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地設置。又，於第4構成、第5構成之攝像元件中，N個絕緣層區段連續地設置，而於第3構成之攝像元件中，N個絕緣層區段與光電轉換部區段各者對應地設置。進而，於第4構成～第5構成之攝像元件中，視情形不同，有時，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各者對應地設置。而且，於第1構成～第6構成之攝像元件中，對電荷儲存用電極區段全部施加相同之電位。又或，於第4構成～第5構成之攝像元件中，視情形不同，有時，於第3構成之攝像元件中，亦會對N個電荷儲存用電極區段分別施加不同之電位。

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固體攝像裝置中，絕緣層區段之厚度被規定，又或，光電轉換層區段之厚度被規定，又或，構成絕緣層區段之材料不同，又或，構成電荷儲存用電極區段之材料不同，又或，電荷儲存用電極區段之面積被規定，又或，積層部分之剖面面積被規定，因此形成一種電荷傳輸梯度，從而能更容易且切實地將藉由光電轉換所產生之電荷向第1電極傳輸。而且，其結果，能防止殘像之產生或電荷傳輸殘留之產生。

作為本發明之固體攝像裝置之變化例，可構成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。

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位於距第1電極越遠之處，但是否位於距第1電極越遠之處，係以X方向為基準進行判斷。又，於第6構成之攝像元件中，將離開第1電極之方向設為X方向，並將『X方向』按照如下所述定義。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，即於X方向及Y方向規則地排列有複數個之像素。於將像素之平面形狀設定為矩形之情形時，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。又或，於將像素之平面形狀設定為任意形狀之情形時，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，對第1電極之電位高於第2電極之電位之情形時進行說明，在第1電極之電位低於第2電極之電位之情形時，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個光電轉換部區段至第N個光電轉換部區段，絕緣層區段之厚度逐漸變化，絕緣層區段之厚度可逐漸變厚，亦可逐漸變薄，藉此形成一種電荷傳輸梯度。

於使應儲存之電荷為電子之情形時，只要採用絕緣層區段之厚度逐漸變厚之構成即可，於使應儲存之電荷為電洞之情形時，只要採用絕緣層區段之厚度逐漸變薄之構成即可。而且，該等情形時，於電荷儲存期間，若成為｜V₃₁ ｜≧｜V₁₁ ｜之狀態，則第n個光電轉換部區段較第(n+1)個光電轉換部區段，能儲存更多之電荷，且會被施加更強之電場，從而能切實地防止電荷自第1個光電轉換部區段向第1電極之流動。而且，於電荷傳輸期間，若成為｜V₃₂ ｜＜｜V₁₂ ｜之狀態，則能切實地確保電荷自第1個光電轉換部區段向第1電極之流動、及電荷自第(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個光電轉換部區段至第N個光電轉換部區段，光電轉換層區段之厚度逐漸變化，光電轉換層區段之厚度可逐漸變厚，亦可逐漸變薄，藉此形成一種電荷傳輸梯度。

於使應儲存之電荷為電子之情形時，只要採用光電轉換層區段之厚度逐漸變厚之構成即可，於使應儲存之電荷為電洞之情形時，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，在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 之狀態，又，在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 之狀態，則第n個光電轉換部區段較第(n+1)個光電轉換部區段，會被施加更強之電場，從而能切實地防止電荷自第1個光電轉換部區段向第1電極之流動。而且，於電荷傳輸期間，在光電轉換層區段之厚度逐漸變厚之情形時，若成為V₃₂ ＜V₁₂ 之狀態，又，在光電轉換層區段之厚度逐漸變薄之情形時，若成為V₃₂ ＞V₁₂ 之狀態，則能切實地確保電荷自第1個光電轉換部區段向第1電極之流動、及電荷自第(n+1)個光電轉換部區段向第n個光電轉換部區段之流動。

就第3構成之攝像元件而言，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 之狀態，則第n個光電轉換部區段較第(n+1)個光電轉換部區段，能儲存更多之電荷。而且，於電荷傳輸期間，若成為V₃₂ ＜V₁₂ 之狀態，則能切實地確保電荷自第1個光電轉換部區段向第1電極之流動、及電荷自第(n+1)個光電轉換部區段向第n個光電轉換部區段之流動。

就第4構成之攝像元件而言，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，能不依存於電壓(電位)之正負而形成有利於信號電荷傳輸之電位梯度。

就第5構成之攝像元件而言，自第1個光電轉換部區段至第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，故而於電荷儲存期間，若成為V₃₁ ≧V₁₁ 之狀態，則第n個光電轉換部區段較第(n+1)個光電轉換部區段，能儲存更多之電荷。而且，於電荷傳輸期間，若成為V₃₂ ＜V₁₂ 之狀態，則能切實地確保電荷自第1個光電轉換部區段向第1電極之流動、及電荷自第(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，積層部分之剖面面積依存於距第1電極之距離而變化，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剖面之厚度固定，且使積層部分之剖面之寬度距第1電極越遠則越窄之構成，則與於第5構成之攝像元件中所說明者同樣地，於電荷儲存期間，若成為V₃₁ ≧V₁₁ 之狀態，則距第1電極近之區域較距第1電極遠之區域，能儲存更多之電荷。因此，於電荷傳輸期間，若成為V₃₂ ＜V₁₂ 之狀態，則能切實地確保電荷自距第1電極近之區域向第1電極之流動、電荷自距第1電極遠之區域向距第1電極近之區域之流動。另一方面，若採用使積層部分之剖面之寬度固定，且使積層部分之剖面之厚度具體為絕緣層區段之厚度逐漸變厚之構成，則與於第1構成之攝像元件中所說明者同樣地，於電荷儲存期間，若成為V₃₁ ≧V₁₁ 之狀態，則距第1電極近之區域較距第1電極遠之區域，能儲存更多之電荷，且會被施加更強之電場，從而能切實地防止電荷自距第1電極近之區域向第1電極之流動。而且，於電荷傳輸期間，若成為V₃₂ ＜V₁₂ 之狀態，則能切實地確保電荷自距第1電極近之區域向第1電極之流動、及電荷自距第1電極遠之區域向距第1電極近之區域之流動。又，若採用使光電轉換層區段之厚度逐漸變厚之構成，則與於第2構成之攝像元件中所說明者同樣地，於電荷儲存期間，若成為V₃₁ ≧V₁₁ 之狀態，則距第1電極近之區域較距第1電極遠之區域，會被施加更強之電場，從而能切實地防止電荷自距第1電極近之區域向第1電極之流動。而且，於電荷傳輸期間，若成為V₃₂ ＜V₁₂ 之狀態，則能切實地確保電荷自距第1電極近之區域向第1電極之流動、及電荷自距第1電極遠之區域向距第1電極近之區域之流動。

進而，於包含以上所說明之各種較佳形態、構成之本發明之固體攝像裝置中，可採取如下形態，即，光自第2電極側入射，且於自第2電極之光入射側，形成有遮光層。又或，可採取如下形態，即，光自第2電極側入射，且光不入射至第1電極(視情形不同，有時為第1電極及傳輸控制用電極)。而且，該情形時，可採取如下形態，即，於自第2電極之光入射側且第1電極(視情形不同，有時為第1電極及傳輸控制用電極)之上方，形成有遮光層；又或，可採取如下形態，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，且入射至晶載微透鏡之光聚集於電荷儲存用電極。此處，遮光層可配設於較第2電極之光入射側之面更靠上方，亦可配設於第2電極之光入射側之面之上。視情形不同，有時，亦會於第2電極形成遮光層。作為構成遮光層之材料，可例示鉻(Cr)、銅(Cu)、鋁(Al)、鎢(W)或不透光之樹脂(例如，聚醯亞胺樹脂)。

作為本發明之固體攝像裝置，具體而言，可列舉：具備吸收藍色光(425 nm至495 nm之光)之光電轉換部(為了方便起見，將其稱作『第1類型藍色光用光電轉換部』)，且對藍色光具有感度之攝像元件(為了方便起見，將其稱作『第1類型藍色光用攝像元件』)；具備吸收綠色光(495 nm至570 nm之光)之光電轉換部(為了方便起見，將其稱作『第1類型綠色光用光電轉換部』)，且對綠色光具有感度之攝像元件(為了方便起見，將其稱作『第1類型綠色光用攝像元件』)；具備吸收紅色光(620 nm至750 nm之光)之光電轉換部(為了方便起見，將其稱作『第1類型紅色光用光電轉換部』)，且對紅色光具有感度之攝像元件(為了方便起見，將其稱作『第1類型紅色光用攝像元件』)。又，對於不具備電荷儲存用電極之先前之攝像元件，為了方便起見，將對藍色光具有感度之攝像元件稱作『第2類型藍色光用攝像元件』，為了方便起見，將對綠色光具有感度之攝像元件稱作『第2類型綠色光用攝像元件』，為了方便起見，將對紅色光具有感度之攝像元件稱作『第2類型紅色光用攝像元件』，為了方便起見，將構成第2類型藍色光用攝像元件之光電轉換部稱作『第2類型藍色光用光電轉換部』，為了方便起見，將構成第2類型綠色光用攝像元件之光電轉換部稱作『第2類型綠色光用光電轉換部』，為了方便起見，將構成第2類型紅色光用攝像元件之光電轉換部稱作『第2類型紅色光用光電轉換部』。

本發明中之積層型攝像元件至少具有1個本發明之固體攝像裝置(光電轉換元件)，具體而言，例如可列舉： [A]構成、構造，即，於垂直方向積層有第1類型藍色光用光電轉換部、第1類型綠色光用光電轉換部及第1類型紅色光用光電轉換部，且 第1類型藍色光用攝像元件、第1類型綠色光用攝像元件及第1類型紅色光用攝像元件之控制部分別設置於半導體基板； [B]構成、構造，即，於垂直方向積層有第1類型藍色光用光電轉換部及第1類型綠色光用光電轉換部， 於該等2層第1類型光電轉換部之下方，配置有第2類型紅色光用光電轉換部，且 第1類型藍色光用攝像元件、第1類型綠色光用攝像元件及第2類型紅色光用攝像元件之控制部分別設置於半導體基板； [C]構成、構造，即，於第1類型綠色光用光電轉換部之下方，配置有第2類型藍色光用光電轉換部及第2類型紅色光用光電轉換部，且 第1類型綠色光用攝像元件、第2類型藍色光用攝像元件及第2類型紅色光用攝像元件之控制部分別設置於半導體基板； [D]構成、構造，即，於第1類型藍色光用光電轉換部之下方，配置有第2類型綠色光用光電轉換部及第2類型紅色光用光電轉換部，且 第1類型藍色光用攝像元件、第2類型綠色光用攝像元件及第2類型紅色光用攝像元件之控制部分別設置於半導體基板。 再者，該等攝像元件之光電轉換部之垂直方向之配置順序較佳為自光入射方向按照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之順序，或自光入射方向按照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之順序。其原因在於，波長越短之光越靠入射面側被吸收效率越佳。紅色於3色之中波長最長，因此較佳為自光入射面觀察使紅色光用光電轉換部位於最下層。藉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類型紅外線用光電轉換部。此處，第1類型紅外線用光電轉換部之光電轉換層例如較佳為由有機系材料構成，並配置於第1類型攝像元件之積層構造之最下層且較第2類型攝像元件靠上。又或，亦可於第1類型光電轉換部之下方具備第2類型紅外線用光電轉換部。

於第1類型攝像元件中，例如，第1電極形成在設置於半導體基板之上之層間絕緣層上。形成於半導體基板之攝像元件可為背面照射型，亦可為正面照射型。

於利用由有機系材料形成之光電轉換層構成光電轉換部之情形時，光電轉換層可為如下4個態樣中任一者，即， (1)由p型有機半導體構成； (2)由n型有機半導體構成； (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；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；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；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； (4)由p型有機半導體與n型有機半導體之混合(本體異質構造)構成。 但可採取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、苝衍生物、苉衍生物、䓛衍生物、螢蒽衍生物、酞菁衍生物、亞酞菁衍生物、亞卟啉衍生物、以雜環化合物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、C70或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、PCBM富勒烯化合物或富勒烯多聚體等)＞、HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital，最高佔用分子軌域)及LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orbital，最低未佔用分子軌域)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、咪唑衍生物、苯并咪唑衍生物、苯并三唑衍生物、苯并㗁唑衍生物、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包含之基等，可列舉：鹵原子；直鏈、分岐或環狀之烷基或苯基；具有直鏈或縮環之芳香族化合物之基；具有鹵化物之基；部分氟烷基；全氟烷基；矽烷基烷基；矽烷基烷氧基；芳基矽烷基；芳基巰基；烷基巰基；芳基磺醯基；烷基磺醯基；芳基硫基；烷基硫基；胺基；烷基胺基；芳基胺基；羥基；烷氧基；醯基胺基；醯基氧基；羰基；羧基；甲醯胺基；烷氧碳基；醯基；磺醯基；氰基；硝基；具有硫化物之基；膦化氫基；膦基；其等之衍生物。由有機系材料構成之光電轉換層(有時，將其稱作『有機光電轉換層』)之厚度並不限定，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，進而更佳為1×10^-7 m至1.8×10^-7 m。再者，有機半導體多分為p型、n型，p型表示容易輸送電洞，n型表示容易輸送電子，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。

又或，作為構成將綠色光加以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，作為構成將藍色光加以光電轉換之有機光電轉換層之材料，例如可列舉香豆素色素、3-8-羥基喹啉鋁(Alq3)、部花青系色素等，作為構成將紅色光加以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)。

又或，作為構成光電轉換層之無機系材料，可列舉：結晶矽、非晶矽、微結晶矽、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 ；又或，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。除此以外，亦可將由該等材料構成之量子點用於光電轉換層。

又或，光電轉換部可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，例如，能防止電荷儲存時之再結合。又，能增加光電轉換部中儲存之電荷朝向第1電極之電荷傳輸效率。進而，能暫時保持光電轉換部中產生之電荷，能控制傳輸之時序等。又，能抑制暗電流之產生。構成上層光電轉換層之材料只要自構成上述光電轉換層之各種材料適當選擇即可。另一方面，作為構成下層半導體層之材料，較佳可使用帶隙能量之值較大(例如，3.0 eV以上之帶隙能量之值)，且具有較構成光電轉換層之材料高之移動度的材料。具體而言，可列舉氧化物半導體材料；過渡金屬二硫族元素化物；矽碳化物；金剛石；石墨烯；碳奈米管；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；或包含至少1種該等氧化物之材料；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、ITZO、IWZO、IWO、ZTO、ITO-SiO_X 系材料、GZO、IGO、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。又或，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，可列舉具有較構成上層光電轉換層之材料之游離電位大之游離電位的材料，於應儲存之電荷為電洞之情形時，可列舉具有較構成上層光電轉換層之材料之電子親和力小之電子親和力的材料。又或，較佳為構成下層半導體層之材料中之雜質濃度為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上方之下層半導體層之材料與構成位於第1電極上方之下層半導體層之材料不同。

藉由本發明之固體攝像裝置，能構成單板式彩色固體攝像裝置。

與具備拜耳排列之攝像元件之固體攝像裝置不同(即，並非使用彩色濾光片進行藍色、綠色、紅色之分光)，具備積層型攝像元件之本發明之固體攝像裝置係於同一像素內沿著光之入射方向，積層對複數種波長之光具有感度之攝像元件，從而構成1個像素；因此能實現感度之提高及每單位體積之像素密度之提高。又，有機系材料因吸收係數較高，故與先前之Si系光電轉換層相比，能將有機光電轉換層之膜厚薄化，從而緩和自鄰接像素之漏光、或光之入射角之限制。進而，先前之Si系攝像元件中，於3色之像素間進行內插處理而製作顏色信號，因此會產生偽色，但具備積層型攝像元件之本發明之固體攝像裝置中，偽色之產生得到抑制。有機光電轉換層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進行顏色分離。

另一方面，於具備攝像元件而非積層型攝像元件之本發明之固體攝像裝置中，藉由使用彩色濾光片，能緩和對藍色、綠色、紅色之分光特性之要求，又，具有較高量產性。作為本發明之固體攝像裝置中之攝像元件之排列，除了拜耳排列以外，可列舉行間排列、G條狀RB市鬆排列、G條狀RB完全市鬆排列、市鬆補色排列、條狀排列、斜條狀排列、原色色差排列、場色差依序排列、幀色差依序排列、MOS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)。

本發明之固體攝像裝置包含複數個呈二維陣列狀規則排列之像素。像素區域通常包含：有效像素區域，其實際上接收光，將藉由光電轉換所產生之信號電荷放大並讀出至驅動電路；及黑基準像素區域，其用以輸出作為黑位準基準之光學黑。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形態、構成之本發明之固體攝像裝置中，照射光，於光電轉換部中發生光電轉換，對電洞(hole)與電子進行載子分離。而且，將取出電洞之電極設為陽極，將取出電子之電極設為陰極。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，可採取如下構成，即，第1電極、電荷儲存用電極、各種分離電極、傳輸控制用電極、電荷排出電極及第2電極由透明導電材料構成。再者，有時，會將第1電極、電荷儲存用電極、各種分離電極、傳輸控制用電極及電荷排出電極統稱作『第1電極等』。又或，於本發明之固體攝像裝置以成為例如拜耳排列之方式配置於平面之情形時，可採取如下構成，即，第2電極由透明導電材料構成，第1電極或電荷儲存用電極等由金屬材料構成；於該情形時，具體而言，可採取如下構成，即，位於光入射側之第2電極由透明導電材料構成，第1電極等由例如Al-Nd(鋁及釹之合金)或ASC(鋁、釤及銅之合金)構成。再者，有時，會將由透明導電材料構成之電極稱作『透明電極』。此處，較理想為，透明導電材料之帶隙能量為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ITO及非晶ITO)、向氧化鋅中添加銦作為摻雜劑所得之銦-鋅氧化物(IZO，Indium Zinc Oxide)、向氧化鎵中添加銦作為摻雜劑所得之銦-鎵氧化物(IGO)、向氧化鋅中添加銦與鎵作為摻雜劑所得之銦-鎵-鋅氧化物(IGZO，In-GaZnO₄ )、向氧化鋅中添加銦與錫作為摻雜劑所得之銦-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)、向氧化鋅中添加鋁作為摻雜劑所得之鋁-鋅氧化物(AZO)、向氧化鋅中添加鎵作為摻雜劑所得之鎵-鋅氧化物(GZO)、氧化鈦(TiO₂ )、向氧化鈦中添加鈮作為摻雜劑所得之鈮-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。又或，可列舉以鎵氧化物、鈦氧化物、鈮氧化物、鎳氧化物等為母層之透明電極。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。於要求第1電極具有透明性之情形時，自簡化製程之觀點而言，較佳為其他電極亦由透明導電材料構成。

又或，於無需具有透明性之情形時，作為構成具有作為取出電洞之電極之功能之陽極的導電材料，較佳為由具有高功函數(例如，ϕ=4.5 eV～5.5 eV)之導電材料構成，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，作為構成具有作為取出電子之電極之功能之陰極的導電材料，較佳為由具有低功函數(例如，ϕ=3.5 eV～4.5 eV)之導電材料構成，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；鹼土類金屬(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；或其等之合金。又或，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；由該等金屬構成之導電性粒子；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；碳奈米管；石墨烯等導電性材料；亦可採取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-乙二氧基噻吩噻吩)/聚苯乙烯磺酸[PEDOT/PSS]等有機材料(導電性高分子)。又，亦可將該等導電性材料混合至黏合劑(高分子)中形成漿或墨，並使其硬化後，再作為電極而使用。

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，可列舉物理氣相生長法(PVD法)及化學氣相生長法(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(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)結合形偏壓濺鍍法、ECR(Electron Cyclotron Resonance，電子回旋加速共振)濺鍍法、對向靶濺鍍法、高頻濺鍍法)、離子鍍覆法、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，可列舉電解鍍覆法或無電解鍍覆法、旋轉塗佈法、噴墨法、噴塗法、印模法、微接觸印刷法、軟版印刷法、膠版印刷法，凹版印刷法、浸泡法等方法。作為圖案化法，可列舉遮蔽罩、雷射轉印、光微影等化學蝕刻、使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、回焊法、CMP(Chemical Mechanical Polishing，化學機械拋光)法等。

作為構成絕緣層、層間絕緣層、絕緣膜、層間絕緣膜之材料，不僅可列舉由氧化矽系材料、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；亦可列舉由如下各材料所例示之有機系絕緣材料(有機聚合物)：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(胺乙基)3-胺丙基甲基三甲氧基矽烷(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)；酚醛型酚系樹脂；氟系樹脂；十八烷基硫醇、十二烷基異氰酸酯等於一端具有可與控制電極鍵結之官能基之直鏈烴類；亦可使用其等之組合。再者，作為氧化矽系材料，可例示氧化矽(SiO_X )、BPSG、PSG、BSG、AsSG、PbSG、氮氧化矽(SiON)、SOG(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、氟化芳醚、氟化聚醯亞胺、非晶碳、有機SOG)。

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

第1電極連接於浮動擴散層及放大電晶體之閘極部，為了實現第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，可例示摻雜雜質之多晶矽；鎢、Ti、Pt、Pd、Cu、TiW、TiN、TiNW、WSi₂ 、MoSi₂ 等高熔點金屬或金屬矽化物；或由該等材料構成之層之積層構造(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載子阻斷層，亦可於有機光電轉換層與第2電極之間設置第2載子阻斷層。又，可於第1載子阻斷層與第1電極之間設置第1電荷注入層，亦可於第2載子阻斷層與第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)等鹼土類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、高頻加熱或電子束加熱之真空蒸鍍法、閃光蒸鍍法、電漿蒸鍍法、EB蒸鍍法、各種濺鍍法(雙極濺鍍法、直流濺鍍法、直流磁控濺鍍法、高頻濺鍍法、磁控濺鍍法、RF-DC結合形偏壓濺鍍法、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、高頻離子鍍覆法或反應性離子鍍覆法等各種離子鍍覆法、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、噴墨印刷法、膠版印刷法、凹版印刷法或軟版印刷法各種印刷法；印模法；噴霧法；氣動括塗法、刮刀塗佈法、桿式塗佈法、刀式塗佈法、擠壓式塗佈法、逆輥塗佈法、轉印輥塗佈法、凹版塗佈法、吻合式塗佈法、澆鑄塗佈法、噴霧塗佈法、孔縫式塗佈法、壓延塗佈法各種塗佈法。再者，於塗佈法中，作為溶媒，可例示甲苯、氯仿、己烷、乙醇等無極性或低極性之有機溶媒。作為圖案化法，可列舉遮蔽罩、雷射轉印、光微影等化學蝕刻、使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、回焊法等。

可根據所需，將2種或2種以上包含上文所說明之較佳形態、構成之第1構成～第6構成之攝像元件適當組合。

於固體攝像裝置，如上所述，視需要，可設置晶載微透鏡或遮光層，亦可設置用以驅動攝像元件之驅動電路或配線。視需要，可配設用以控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具備光學截止濾光鏡。

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，可使形成有讀出用積體電路及由銅(Cu)構成之連接區域之驅動用基板與形成有連接區域之攝像元件兩者的連接區域彼此以相接之方式重合，而將連接區域彼此接合，藉此將其等積層，亦可使用焊料凸塊等將連接區域彼此接合。

又，於用以驅動本發明之固體攝像裝置之驅動方法中，可採取如下所述之固體攝像裝置之驅動方法，即， 於所有攝像元件中，一律一面將電荷儲存至光電轉換部，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，一律將光電轉換部中儲存之電荷傳輸至第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； 反覆執行各步驟。

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，一律一面將電荷儲存至光電轉換部，一面將第1電極中之電荷排出至系統外，因此於所有攝像元件中能同時切實地進行第1電極之重設。而且，其後，於所有攝像元件中，一律將光電轉換部中儲存之電荷傳輸至第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。故此，能容易地實現所謂之全域快門功能。 [實施例1]

實施例1係關於本發明之固體攝像裝置，具體而言為第1構成之固體攝像裝置。圖1A模式性表示實施例1之固體攝像裝置中之電荷儲存用電極及第1電極之配置狀態。又，圖9及圖10A表示實施例1之固體攝像裝置之模式性局部剖視圖，圖11及圖12表示實施例1之攝像元件、積層型攝像元件之等效電路圖，圖13表示構成實施例1之攝像元件之第1電極及電荷儲存用電極、以及構成控制部之電晶體之模式性配置圖。進而，圖14模式性表示實施例1之攝像元件動作時各部位之電位狀態，圖15A表示用以說明圖14之各部位之實施例1之攝像元件、積層型攝像元件的等效電路圖，圖16表示實施例1之固體攝像裝置之概念圖。

此處，圖9係沿著圖1A所示之單點鏈線A-B-C之模式性局部剖視圖，圖10A係沿著圖1A所示之單點鏈線A-B-D-E之模式性局部剖視圖。又，為了簡化圖式，有時，方便起見，將位於較下述層間絕緣層更靠下方之各種攝像元件構成要素統一用參照符號91表示。

實施例1之固體攝像裝置具有複數個包含複數個攝像元件11之攝像元件區塊10， 各攝像元件11具備： 第1電極21； 電荷儲存用電極24，其與第1電極21相隔而配置； 光電轉換部23，其與第1電極21相接，且隔著絕緣層82形成於電荷儲存用電極24之上方；及 第2電極22，其形成於光電轉換部23上；且 第1電極21及電荷儲存用電極24設置於層間絕緣層81上， 攝像元件11之第1電極21連接於設置在層間絕緣層81內之連接部63。

於實施例1之固體攝像裝置中，攝像元件區塊10包含沿著第1方向為P個、且沿著與第1方向不同之第2方向為Q個之P×Q個(其中，P≧2，Q≧1)攝像元件11。具體而言，於實施例1之固體攝像裝置中，P=2，Q=1。即，攝像元件區塊10包含沿著第1方向而並列設置之2個第1攝像元件11。構成沿著第1方向之2個攝像元件11各者之第1電極21連接於設置在層間絕緣層81內之連接部63。複數個攝像元件區塊10例如沿著第1方向及第2方向呈二維矩陣狀排列。

攝像元件11相對於在構成攝像元件區塊10之攝像元件11與攝像元件11之間沿著第2方向而延伸之交界線BL，呈線對稱配置。又，於圖1A中，圖示出了1個攝像元件區塊10。連接部63包含：連接孔65，其連接於第1電極21，且設置於層間絕緣層81內；及配線部64，其自連接孔65設置於層間絕緣層81內，且於絕緣膜75上延伸。連接部63與接觸孔部61相連。

又，實施例1之固體攝像裝置包含具有至少1個實施例1之攝像元件11之積層型攝像元件。具體而言，於實施例1之攝像元件11之下方，設置有至少1個下方攝像元件13、15，且攝像元件11所接收之光之波長與下方攝像元件13、15所接收之光之波長不同，於該情形時， 2個下方攝像元件13、15積層。

位於光入射側之第2電極22除了下述實施例5之攝像元件以外，於複數個攝像元件11中共通化。即，第2電極22為所謂之實心電極。光電轉換部23於複數個攝像元件11中共通化。即，於複數個攝像元件11中形成有1層光電轉換部23。

實施例1之積層型攝像元件具有至少1個實施例1之攝像元件11(具體而言，於實施例1中，具有1個實施例1之攝像元件11)。

此外，進而具備控制部，該控制部設置於半導體基板，且具有驅動電路；構成攝像元件區塊10之2個攝像元件11中之第1電極21經由連接部63(具體而言，為連接孔65及配線部64)、接觸孔部61連接於驅動電路。又，第2電極22及電荷儲存用電極24亦連接於驅動電路。

例如，使第1電極21為正電位，使第2電極22為負電位，將於光電轉換部23中藉由光電轉換所產生之電子讀出至第1浮動擴散層FD₁ 。於其他實施例中亦同樣如此。在使第1電極21為負電位，使第2電極22為正電位，將於光電轉換部23中藉由光電轉換所產生之電洞讀出至第1浮動擴散層FD₁ 之形態中，只要將以下所述之電位之高低顛倒即可。

又，實施例1之攝像元件11進而具備控制部， 該控制部設置於半導體基板70，且具有驅動電路； 第1電極21及電荷儲存用電極24連接於驅動電路， 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 ，將電荷儲存至光電轉換部23， 於電荷傳輸期間，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 ，將光電轉換部23中儲存之電荷經由第1電極21讀出至控制部。其中，第1電極21之電位高於第2電極22之電位，因此 V₃₁ ≧V₁₁ ，且V₃₂ ＜V₁₂ 。

以下，參照圖14、圖15A，對具備實施例1之電荷儲存用電極之積層型攝像元件(第1攝像元件)之動作進行說明。此處，第1電極21之電位高於第2電極22之電位。即，例如，使第1電極21為正電位，使第2電極22為負電位。將於光電轉換部23中藉由光電轉換所產生之電子讀出至浮動擴散層。於其他實施例中亦同樣如此。再者，在使第1電極21為負電位，使第2電極22為正電位，將於光電轉換部23中藉由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。

圖14、下述實施例8中之圖32、圖33中使用之符號如下所示。

P_A ・・・・・・與位於電荷儲存用電極24或傳輸控制用電極(電荷傳輸電極)25與第1電極21之中間之區域對向的光電轉換部23之區域之點P_A 處之電位 P_B ・・・・・・與電荷儲存用電極24對向之光電轉換部23之區域的點P_B 處之電位 P_C ・・・・・・與傳輸控制用電極(電荷傳輸電極)25對向之光電轉換部23之區域的點P_C 處之電位 FD・・・・・・第1浮動擴散層FD₁ 處之電位 V_OA ・・・・・・電荷儲存用電極24處之電位 V_OT ・・・・・・傳輸控制用電極(電荷傳輸電極)25處之電位 RST・・・・・・重設電晶體TR1_rst 之閘極部51處之電位 V_DD ・・・・・・電源之電位 VSL₁ ・・・・・信號線(資料輸出線)VSL₁ TR1_rst ・・・・・重設電晶體TR1_rst TR1_amp ・・・・・放大電晶體TR1_amp TR1_sel ・・・・・選擇電晶體TR1_sel

＜電荷儲存期間＞ 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 。又，對第2電極22施加電位V₂₁ 。如此，藉由入射至光電轉換部23之光，於光電轉換部23中發生光電轉換，並將電荷(為電子)儲存至光電轉換部23。藉由光電轉換所產生之電洞自第2電極22經由配線V_OU 向驅動電路送出。另一方面，因第1電極21之電位高於第2電極22之電位，即，例如，因對第1電極21施加了正電位，對第2電極22施加了負電位，故V₃₁ ≧V₁₁ ，較佳為V₃₁ ＞V₁₁ 。藉此，利用光電轉換所產生之電子被電荷儲存用電極24吸引，並停留於與電荷儲存用電極24對向之光電轉換部23之區域。即，電荷儲存至光電轉換部23。由於V₃₁ ＞V₁₁ ，故而於光電轉換部23之內部產生之電子不會向第1電極21移動。隨著光電轉換之時間經過，與電荷儲存用電極24對向之光電轉換部23之區域之電位成為更負側之值。

於電荷儲存期間之後期，實施重設動作。藉此，第1浮動擴散層FD₁ 之電位得以重設，第1浮動擴散層FD₁ 之電位(V_FD )成為電源之電位V_DD 。

＜電荷傳輸期間＞ 重設動作完成後，進行電荷之讀出。即，開始電荷傳輸期間。於電荷傳輸期間，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 。又，對第2電極22施加電位V₂₂ 。此處，V₃₂ ＜V₁₂ 。如此，將攝像元件11之光電轉換部23中儲存之電荷讀出。即，將停留於與電荷儲存用電極24對向之光電轉換部23之區域之電子向第1電極21，進而向第1浮動擴散層FD₁ 讀出。換言之，將光電轉換部23中儲存之電荷讀出至控制部。

至此，電荷儲存、重設動作、電荷傳輸之一系列動作完成。

電子被讀出至第1浮動擴散層FD₁ 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、重設動作、電荷傳輸之一系列動作與先前之電荷儲存、重設動作、電荷傳輸之一系列動作相同。第1浮動擴散層FD₁ 之重設雜訊與先前同樣地，可藉由相關雙取樣(CDS，Correlated Double Sampling)處理而去除。

於實施例1之固體攝像裝置中，進而具備半導體基板(更具體而言，為矽半導體層)70，且光電轉換部配置於半導體基板70之上方。又，進而具備控制部，該控制部設置於半導體基板70，且具有連接有第1電極21或第2電極22、電荷儲存用電極24之驅動電路。此處，將半導體基板70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，設置有包含複數條配線之配線層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設電晶體TR1_rst 及選擇電晶體TR1_sel 。浮動擴散層FD₁ 連接於重設電晶體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 、重設電晶體TR1_rst 及選擇電晶體TR1_sel 構成驅動電路。

於圖示之例中，示出了相對於2個攝像元件11設置有1個浮動擴散層FD₁ 等之狀態，但於下述實施例中，相對於4個攝像元件11共有浮動擴散層FD₁ 等。

具體而言，實施例1之攝像元件、積層型攝像元件為背面照射型之攝像元件、積層型攝像元件，具備積層有如下3個攝像元件11、13、15之構造，即：第1類型之實施例1之綠色光用攝像元件(以下，將其稱作『第1攝像元件』)，其具備吸收綠色光之第1類型綠色光用光電轉換部，對綠色光具有感度；第2類型之先前之藍色光用攝像元件(以下，將其稱作『第2攝像元件』)，其具備吸收藍色光之第2類型藍色光用光電轉換部，對藍色光具有感度；第2類型之先前之紅色光用攝像元件(以下，將其稱作『第3攝像元件』)，其具備吸收紅色光之第2類型紅色光用光電轉換部，對紅色光具有感度。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，且第2攝像元件13相較於第3攝像元件15位於更靠光入射側。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。藉由第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個像素。未設置彩色濾光片。

就第1攝像元件11而言，於層間絕緣層81內，形成有連接部63(具體而言，為連接孔65及配線部64)，於層間絕緣層81上，相隔而形成有第1電極21及電荷儲存用電極24。層間絕緣層81及電荷儲存用電極24被絕緣層82覆蓋。於絕緣層82上，形成有光電轉換部23，於光電轉換部23上，形成有第2電極22。於包含第2電極22之整面，形成有保護層83，於保護層83上，設置有晶載微透鏡90。第1電極21、電荷儲存用電極24及第2電極22例如包含由ITO(Indium Tin Oxides，氧化銦錫)(功函數：約4.4 eV)構成之透明電極。光電轉換部23由光電轉換層構成，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，光電轉換部23亦可為進而包含適於電荷儲存之材料層之構成。即，亦可於光電轉換部23與第1電極21之間(例如，於連接部分68內)，進而形成適於電荷儲存之材料層。層間絕緣層81、絕緣層82或保護層83由周知之絕緣材料(例如，SiO₂ 或SiN)構成。光電轉換部23與第1電極21藉由設置於絕緣層82之連接部分68而連接。光電轉換部23於連接部分68內延伸。即，光電轉換部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內之連接部分67、焊墊部66及配線V_OA ，連接於構成驅動電路之垂直驅動電路112。

電荷儲存用電極24之大小大於第1電極21之大小。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，較佳為滿足： 4≦s₁ '/s₁ ， 但並不限定於此。於實施例1或下述各種實施例之攝像元件中，例如為： s₁ '/s₁ =8， 但並不限定於此。

於半導體基板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之控制部之重設電晶體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 。

重設電晶體TR1_rst 包含閘極部51、通道形成區域51A及源極/汲極區域51B、51C。重設電晶體TR1_rst 之閘極部51連接於重設線RST₁ ，重設電晶體TR1_rst 之一源極/汲極區域51C兼作第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內之連接部63(連接孔65、配線部64)、形成於半導體基板70及層間絕緣膜76之接觸孔部61、形成於層間絕緣膜76之配線層62，連接於重設電晶體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，連接於第1電極21及重設電晶體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共有區域，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(第2光電轉換部)41作為光電轉換層。由縱置式電晶體構成之傳輸電晶體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附近之半導體基板70之區域45C，設置有第2浮動擴散層FD₂ 。n型半導體區域41中儲存之電荷經由沿著閘極部45而形成之傳輸通道讀出至第2浮動擴散層FD₂ 。

就第2攝像元件13而言，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之控制部之重設電晶體TR2_rst 、放大電晶體TR2_amp 及選擇電晶體TR2_sel 。

重設電晶體TR2_rst 包含閘極部、通道形成區域及源極/汲極區域。重設電晶體TR2_rst 之閘極部連接於重設線RST₂ ，重設電晶體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。閘極部連接於重設電晶體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/汲極區域共有區域，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(第3光電轉換部)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附近之半導體基板70之區域46C，設置有第3浮動擴散層FD₃ 。n型半導體區域43中儲存之電荷經由沿著閘極部46而形成之傳輸通道46A讀出至第3浮動擴散層FD₃ 。

就第3攝像元件15而言，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之控制部之重設電晶體TR3_rst 、放大電晶體TR3_amp 及選擇電晶體TR3_sel 。

重設電晶體TR3_rst 包含閘極部、通道形成區域及源極/汲極區域。重設電晶體TR3_rst 之閘極部連接於重設線RST₃ ，重設電晶體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。閘極部連接於重設電晶體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/汲極區域共有區域，另一源極/汲極區域連接於信號線(資料輸出線)VSL₃ 。

重設線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，抑制了暗電流之產生。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之側面之一部分被p⁺ 層42包圍。於半導體基板70之背面70B之側，形成有p⁺ 層73，自p⁺ 層73至半導體基板70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。於層間絕緣膜76，遍及複數個層形成有配線，但圖示被省略。

HfO₂ 膜74係具有負固定電荷之膜，藉由設置此種膜，能抑制暗電流之產生。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，以代替HfO₂ 膜。作為該等膜之成膜方法，例如可列舉CVD法、PVD法、ALD(Atomic Layer Deposition，原子層沈積)法。

圖16表示實施例1之固體攝像裝置之概念圖。實施例1之固體攝像裝置100包含呈二維陣列狀排列有積層型攝像元件101之攝像區域111、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，該等電路可由周知之電路構成，又，可使用其他電路構成(例如，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 Semiconductor，互補金氧半導體)型固體攝像裝置中使用之各種電路)而構成。再者，於圖16中，積層型攝像元件101之參照符號「101」之標示僅有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脈，產生作為垂直驅動電路112、行信號處理電路113及水平驅動電路114之動作基準之時脈信號或控制信號。而且，所產生之時脈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例如包含位移暫存器，以列為單位依序沿著垂直方向選擇掃描攝像區域111之各積層型攝像元件101。而且，以根據各積層型攝像元件101之受光量所產生之電流(信號)為基礎之像素信號(圖像信號)經由信號線(資料輸出線)117、VSL傳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之每行，針對每個攝像元件，分別藉由來自黑基準像素(未圖示，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之輸出段，連接於水平信號線118而設置有水平選擇開關(未圖示)。

水平驅動電路114例如包含位移暫存器，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各者，並自行信號處理電路113各者向水平信號線118輸出信號。

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

如表示實施例1之攝像元件、積層型攝像元件之變化例(實施例1之變化例1)之等效電路圖之圖17、表示第1電極及電荷儲存用電極、以及構成控制部之電晶體之模式性配置圖之圖18所示，亦可使重設電晶體TR1_rst 之另一源極/汲極區域51B接地，以代替使其連接於電源V_DD 。

實施例1之攝像元件、積層型攝像元件例如可採用以下方法而製作。即，首先準備SOI基板。然後，於SOI基板之正面，藉由磊晶生長法形成第1矽層，於該第1矽層，形成p⁺ 層73、n型半導體區域41。繼而，於第1矽層上，藉由磊晶生長法形成第2矽層，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、層間絕緣膜76或各種配線，然後，使層間絕緣膜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矽層之正面相當於半導體基板70之正面70A，第1矽層之正面相當於半導體基板70之背面70B。又，將第1矽層與第2矽層合併表述為半導體基板70。繼而，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，形成HfO₂ 膜74、絕緣膜75及接觸孔部61，進而，形成配線部64、焊墊部66、層間絕緣層81、連接孔65、連接部分67、第1電極21、電荷儲存用電極24、絕緣層82。其次，開設連接部分68，形成光電轉換部23、第2電極22、保護層83及晶載微透鏡90。藉由以上操作，能獲得實施例1之固體攝像裝置。

又或，圖10B表示實施例1之攝像元件11(圖示出了並列設置之2個攝像元件11)之變化例之模式性局部剖視圖，光電轉換部23可為下層半導體層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 於複數個攝像元件11中共通化。即，於複數個攝像元件11中形成有1層上層光電轉換層23_UP 。另一方面，下層半導體層23_DN 設置於各攝像元件11。藉由如此設置下層半導體層23_DN ，例如，能防止電荷儲存時之再結合。又，能增加光電轉換部23中儲存之電荷朝向第1電極21之電荷傳輸效率。進而，能暫時保持光電轉換部23中產生之電荷，能控制傳輸之時序等。又，能抑制暗電流之產生。構成上層光電轉換層23_UP 之材料只要自構成光電轉換部23之各種材料適當選擇即可。另一方面，作為構成下層半導體層23_DN 之材料，較佳為使用帶隙能量之值較大(例如，3.0 eV以上之帶隙能量之值)，且具有較構成上層光電轉換層23_UP 之材料高之移動度的材料，具體而言，例如可列舉IGZO等氧化物半導體材料。又或，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，可列舉具有較構成上層光電轉換層23_UP 之材料之游離電位大之游離電位的材料。又或，較佳為構成下層半導體層之材料中之雜質濃度為1×10¹⁸ cm^-3 以下。再者，該實施例1之變化例2之構成、構造可應用於其他實施例。

於實施例1之固體攝像裝置之攝像元件區塊中，複數個第1電極連接於設置在層間絕緣層內之連接部，因此構成攝像元件之第1電極、電荷儲存用電極及光電轉換部之配置狀態於攝像元件區塊之攝像元件中，可相對於入射光具有相同之配置狀態，結果，不會產生如下情況：依存於向攝像元件入射之光之角度，在攝像元件中產生之電荷朝向第1電極之移動狀態產生差異。

而且，於實施例1或下述實施例2～實施例9之攝像元件中，具備電荷儲存用電極，該電荷儲存用電極與第1電極相隔而配置，且隔著絕緣層與光電轉換部對向而配置；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，能藉由光電轉換部、絕緣層、電荷儲存用電極，形成一種電容器，將電荷儲存至光電轉換部。故此，曝光開始時，能使電荷儲存部完全空乏化，而消除電荷。其結果，能抑制kTC雜訊變大，隨機雜訊惡化，攝像畫質下降等現象之產生。而且，能將所有像素一律重設，因此能實現所謂之全域快門功能。 [實施例2]

實施例2為實施例1之變化。圖1B模式性表示電荷儲存用電極、第1電極及分離電極(第1分離電極)之配置狀態，圖19A表示模式性局部剖視圖。再者，圖19A係沿著圖1B所示之單點鏈線A-B-C-D之模式性局部剖視圖。於實施例2之固體攝像裝置中，攝像元件區塊10被連續之分離電極(第1分離電極28)包圍。進而，如模式性表示電荷儲存用電極24、第1電極21、第1分離電極28及第2分離電極29之配置狀態之圖2A所示，可採取如下構成，即，於沿著第1方向之2個攝像元件11之間，設置有自第1分離電極28沿著第2方向而延伸之連續之第2分離電極29。第1分離電極28與第2分離電極29相連。藉由設置第2分離電極29，於攝像元件區塊10內，能切實地抑制藉由攝像元件11中之光電轉換所產生之電荷流入鄰接之攝像元件。又或，如模式性表示電荷儲存用電極24、第1電極21及第2分離電極29之配置狀態之圖2B所示，可採取如下構成，即，於沿著第1方向之2個攝像元件11之間，設置有沿著第2方向而延伸之第2分離電極29。再者，於該情形時，未設置第1分離電極28。於以下說明中，有時，將第1分離電極28及第2分離電極29總稱作『分離電極27』。

於圖2A、圖2B、圖4A、圖4B、圖6A、圖6B中，省略配線部64之圖示。

此處，第1分離電極28設置於與光電轉換部23之區域隔著絕緣層82而對向之區域，該光電轉換部23位於構成鄰接之攝像元件區塊10之鄰接之攝像元件11之間。第1分離電極28為下方第1分離電極。第1分離電極28形成為與第1電極21或電荷儲存用電極24相同之位準，亦可形成為與其不同之位準。又，第2分離電極29於攝像元件區塊10內，設置於與光電轉換部23之區域隔著絕緣層82而對向之區域，該光電轉換部23位於構成攝像元件區塊10之鄰接之攝像元件11之間。即，第2分離電極29亦為下方第2分離電極。第2分離電極29亦形成為與第1電極21或電荷儲存用電極24相同之位準，亦可形成為與其不同之位準。更具體而言，分離電極27形成於與光電轉換部23之區域23'隔著絕緣層82而對向之區域(絕緣層之區域82')。換言之，於被構成鄰接之攝像元件11各者之電荷儲存用電極24與電荷儲存用電極24所夾之區域的絕緣層82之部分82'之下，形成有分離電極27。分離電極27與電荷儲存用電極24相隔而設置。又或，換言之，分離電極27與電荷儲存用電極24相隔而設置，分離電極27隔著絕緣層82，與光電轉換部23之區域23'對向而配置。於以下所說明之實施例3～實施例4中，亦可同樣如此。

而且，分離電極(第1分離電極28)之電位(於設置有第2分離電極29之情形時，第2分離電極29之電位亦)為固定之值V_ES 。分離電極27亦連接於驅動電路。具體而言，分離電極27經由設置於層間絕緣層81內之連接部分27A、焊墊部27B及配線(未圖示)，連接於構成驅動電路之垂直驅動電路112。於以下所說明之實施例3～實施例4中，亦可同樣如此。

就第1攝像元件11而言，於層間絕緣層81上，相隔而形成有第1電極21及電荷儲存用電極24。又，於層間絕緣層81上，與電荷儲存用電極24相隔而形成有分離電極27。層間絕緣層81、電荷儲存用電極24及分離電極27被絕緣層82覆蓋。於絕緣層82上，形成有光電轉換部23，於光電轉換部23上，形成有第2電極22。於包含第2電極22之整面，形成有保護層83，於保護層83上，設置有晶載微透鏡90。第1電極21、電荷儲存用電極24、分離電極27及第2電極22例如包含由ITO(功函數：約4.4 eV)構成之透明電極。於以下所說明之實施例3～實施例4中，亦可同樣如此。

以下，對實施例2之固體攝像裝置之動作進行說明。

＜電荷儲存期間＞ 具體而言，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 ，對分離電極27施加電位V_ES 。又，對第2電極22施加電位V₂₁ 。如此，將電荷(為電子)儲存至光電轉換部23。藉由光電轉換所產生之電子被電荷儲存用電極24吸引，並停留於與電荷儲存用電極24對向之光電轉換部23之區域。即，電荷儲存至光電轉換部23。由於V₃₁ ＞V₁₁ ，故而於光電轉換部23之內部產生之電子不會向第1電極21移動。又，因電荷儲存用電極24之電位V₃₁ 高於分離電極27之電位V_ES ，故於光電轉換部23之內部產生之電子亦不會向分離電極27移動。即，能抑制藉由光電轉換所產生之電荷流入鄰接之攝像元件11。隨著光電轉換之時間經過，與電荷儲存用電極24對向之光電轉換部23之區域之電位成為更負側之值。於電荷儲存期間之後期，實施重設動作。藉此，第1浮動擴散層FD₁ 之電位得以重設，第1浮動擴散層FD₁ 之電位(V_FD )成為電源之電位V_DD 。

＜電荷傳輸期間＞ 重設動作完成後，開始電荷傳輸期間。於電荷傳輸期間，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 。又，對分離電極27施加電位V_ES 。停留於與電荷儲存用電極24對向之光電轉換部23之區域之電子向第1電極21，進而向第1浮動擴散層FD₁ 讀出。換言之，光電轉換部23中儲存之電荷讀出至控制部。分離電極27之電位低於第1電極21之電位，且低於電荷儲存用電極24之電位。即， V_ES ＜V₃₂ ＜V₁₂ 。 因此，於光電轉換部23之內部產生之電子不會向第1電極21流動，亦不會向分離電極27移動。即，能抑制藉由光電轉換所產生之電荷流入鄰接之攝像元件11。

至此，電荷儲存、重設動作、電荷傳輸之一系列動作完成。

於實施例2中，設置有分離電極27，因此能切實地抑制藉由光電轉換所產生之電荷流入鄰接之攝像元件11。

如表示實施例2之攝像元件11(圖示出了並列設置之2個攝像元件11)之變化例之模式性局部剖視圖的圖19B所示，與圖10B所示之實施例1之固體攝像裝置之變化例同樣地，光電轉換部23可為下層半導體層23_DN 與上層光電轉換層23_UP 之積層構造。 [實施例3]

實施例3為實施例1～實施例2之變化，係關於第2構成之固體攝像裝置。如模式性表示電荷儲存用電極24及第1電極21之配置狀態之圖3A所示，於實施例3之固體攝像裝置中，P=2，Q為2以上之自然數。於圖示之例中，Q=2，但並不限定於此。而且，構成沿著第1方向之2個攝像元件11各者之第1電極21連接於設置在層間絕緣層81內之連接部63。連接部63與接觸孔部61相連。於P×Q個攝像元件11中，第1電極21經由連接部63彼此相連。又或，如模式性表示電荷儲存用電極24、第1電極21及分離電極(第1分離電極)28之配置狀態之圖3B所示，於實施例3之固體攝像裝置之變化例中，攝像元件區塊10被連續之分離電極(第1分離電極)28包圍。進而，如模式性表示電荷儲存用電極24、第1電極21、第1分離電極28及第2分離電極29之配置狀態之圖4A所示，可採取如下構成，即，於沿著第1方向之2個攝像元件11之間，設置有自第1分離電極28沿著第2方向而延伸之連續之第2分離電極29。第1分離電極28與第2分離電極29相連。藉由設置第2分離電極29，於攝像元件區塊10內，能切實地抑制藉由鄰接之攝像元件11中之光電轉換所產生之電荷之流入。又或，如模式性表示電荷儲存用電極24、第1電極21及第2分離電極29之配置狀態之圖4B所示，可採取如下構成，即，於沿著第1方向之2個攝像元件11之間，設置有沿著第2方向而延伸之第2分離電極29。再者，於該情形時，未設置第1分離電極28。

實施例3之固體攝像裝置之動作可與實施例1及實施例2中所說明之固體攝像裝置之動作相同，因此省略詳細說明。 [實施例4]

實施例4亦為實施例1～實施例2之變化，係關於第3A構成之固體攝像裝置及第3B構成之固體攝像裝置。如模式性表示電荷儲存用電極24及第1電極21之配置狀態之圖5A所示，於實施例4之固體攝像裝置中，P=2，Q=2，構成沿著第2方向之2個攝像元件11之第1電極21被共有，共有之第1電極21連接於設置在層間絕緣層81內之連接部63。又或，如模式性表示電荷儲存用電極24及第1電極21之配置狀態之圖7A所示，P=2，Q=2，構成沿著第1方向之2個攝像元件11之第1電極21被共有，共有之第1電極21連接於設置在層間絕緣層81內之連接部63。連接部63與接觸孔部61相連。於2×2個攝像元件11中，第1電極21經由連接部63彼此相連。但於該第3B構成之固體攝像裝置中，亦可將Q之值設定為2以上之自然數(例如，Q=4)。

又或，如模式性表示電荷儲存用電極24、第1電極21及分離電極(第1分離電極)28之配置狀態之圖5B、圖7B所示，於實施例4之固體攝像裝置之變化例中，攝像元件區塊10被連續之分離電極(第1分離電極)28包圍。進而，如模式性表示電荷儲存用電極24、第1電極21、第1分離電極28及第2分離電極29之配置狀態之圖6A所示，可採取如下構成，即，於沿著第1方向之2個攝像元件11之間，設置有自第1分離電極28沿著第2方向而延伸之連續之第2分離電極29。第1分離電極28與第2分離電極29相連。藉由設置第2分離電極29，於攝像元件區塊10內，能切實地抑制藉由鄰接之攝像元件11中之光電轉換所產生之電荷之流入。又或，如模式性表示電荷儲存用電極24、第1電極21及第2分離電極29之配置狀態之圖6B所示，可採取如下構成，即，於沿著第1方向之2個攝像元件11之間，設置有沿著第2方向而延伸之第2分離電極29。再者，於該情形時，未設置第1分離電極28。可將圖6A及圖6B所示之第2分離電極29之構造應用於圖7B所示之固體攝像裝置。

實施例4之固體攝像裝置之動作可設為與實施例1及實施例2中所說明之固體攝像裝置之動作相同，因此省略詳細說明。

圖8A表示圖6A所示之實施例4之固體攝像裝置之變化例的模式性立體圖，圖8B表示先前之固體攝像裝置之變化例的模式性立體圖。

如實施例1之圖2A、圖2B、圖4A、圖4B、圖6A、圖6B所示，於實施例1～實施例4之固體攝像裝置中，第2分離電極29連續。即，於第2分離電極29不存在端部。

另一方面，於先前之固體攝像裝置中，例如，假定1個攝像元件區塊包含4個攝像元件，4個攝像元件共有1個第1電極21'之情形。於該情形時，如圖8B所示，需要於構成4個攝像元件各者之電荷儲存用電極24'之角隅部集中之區域設置第1電極21'。而且，於4個攝像元件之間，設置有相當於本發明中之第2分離電極29的第2分離電極29'之情形時，需要以第2分離電極29'與第1電極21'不接觸之方式，與第1電極21'相隔而設置第2分離電極29'。即，於第2分離電極29'，必然會形成端部29”。藉由如所述般形成有端部29”之第2分離電極29'、電荷儲存用電極24及第1電極21'產生之電位會因第2分離電極29'之端部29”之存在而有複雜之電位梯度。因此，會產生如下狀態，即，藉由光電轉換於光電轉換部23中產生並儲存至光電轉換部23之電荷於電荷傳輸時，無法適當、切實地自光電轉換部23流入第1電極21'。具體而言，例如，因第2分離電極29'之端部29”之存在，會產生光電轉換部23中儲存之電荷之量減少，或電荷傳輸時電荷流入鄰接之攝像元件之第1電極21'之問題。其結果，有固體攝像裝置之可靠性下降之虞，亦有解析度下降之虞。

然而，就本發明之固體攝像裝置而言，於第2分離電極29不存在端部，因此由第2分離電極29、電荷儲存用電極24及第1電極21所產生之電位不會成為複雜之電位梯度，能使藉由光電轉換所產生之電荷適當、切實地自光電轉換部23向第1電極21流動。因此，能抑制固體攝像裝置之可靠性下降、解析度下降之發生。

又，著眼於第1電極21'及電荷儲存用電極24'時，利用圖43模式性表示用以說明第1問題點之先前之固體攝像裝置之第1電極等的配置狀態，假定光自圖43之左斜上方入射之情形。此處，針對位於各電荷儲存用電極24'₁ 、24'₂ 、24'₃ 、24'₄ 上方之光電轉換部之區域「A」、「B」、「B」、「C」進行考察，因區域「A」與第1電極21'鄰接，故在電荷儲存期間，於區域「A」中產生之電荷之一部分流入第1電極21'。另一方面，因區域「B」、區域「C」不與第1電極21'鄰接，故於區域「B」、區域「C」中產生之電荷不易流入第1電極21'。作為以上之結果，存在具有電荷儲存用電極24'₁ 之攝像元件之信號輸出相較於具有電荷儲存用電極24'₂ 、24'₂ 、24'₄ 之攝像元件之信號輸出有所下降之虞。即，依存於光之入射狀態，而在各攝像元件中產生之信號輸出產生不均勻之狀態。

另一方面，例如，於圖3A、圖3B、圖4A及圖4B所示之實施例3之固體攝像裝置中，即便為光自圖3A、圖3B、圖4A及圖4B之左斜上方入射之情形時，4個攝像元件中，向第1電極21及電荷儲存用電極24入射之光之入射方向亦相同，因此不易出現如下情況，即，依存於光之入射狀態，在4個攝像元件中產生之信號輸出產生不均勻之狀態；此自圖3A、圖3B、圖4A及圖4B便可明瞭。於其他實施例中，亦同樣地，就相對於光之入射狀態，構成攝像元件之電荷儲存用電極24及第1電極21之配置相同的複數個攝像元件而言，所產生之信號輸出不易產生不均勻之狀態。如上所述，於1個攝像元件區塊中，複數個第1電極21連接於設置在層間絕緣層81內之連接部63，能使第1電極21、光電轉換部23及電荷儲存用電極24之配置狀態相對於入射光具有相同之配置狀態，結果，能使向第1電極21及電荷儲存用電極24入射之光之入射方向相同，能儘量抑制如下情況，即，依存於向攝像元件入射之光之角度，在攝像元件中產生之信號輸出產生不均勻之狀態。 [實施例5]

實施例5為實施例1～實施例4之變化，設置有上方分離電極27'(上方第1分離電極、上方第1分離電極及上方第2分離電極、或上方第2分離電極)，以代替下方分離電極。圖20表示實施例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。於實施例5之攝像元件中，在位於鄰接之攝像元件之間的光電轉換部23之區域23_A 之上，形成有上方分離電極27'，以代替形成有第2電極22。上方分離電極27'與第2電極22相隔而設置。換言之，第2電極22於每個攝像元件分別設置，上方分離電極27'包圍第2電極22之至少一部分，與第2電極22相隔而設置於光電轉換部23之區域-A之上。上方分離電極27'形成為與第2電極22相同之位準。

又，如表示實施例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的圖21A所示，亦可將第2電極22分割成複數個，對分割所得之各第2電極22個別地施加不同之電位。進而，如圖21B所示，亦可於分割所得之第2電極22與第2電極22之間設置上方分離電極27'。

第2電極22及上方分離電極27'可藉由於光電轉換部23之上成膜構成第2電極22及上方分離電極27'之材料層後，將該材料層圖案化而獲得。第2電極22、上方分離電極27'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。連接於上方分離電極27'之配線亦於複數個攝像元件中共通化。

就實施例5之攝像元件而言，於電荷儲存期間，自驅動電路，對第2電極22施加電位V₂₁ ，對上方分離電極27'施加電位V_ES ，將電荷儲存至光電轉換部23，於電荷傳輸期間，自驅動電路，對第2電極22施加電位V₂₂ ，對上方分離電極27'施加電位V_ES ，將光電轉換部23中儲存之電荷經由第1電極21讀出至控制部。此處，第1電極21之電位高於第2電極22之電位，因此 V₂₁ ≧V_ES ，且V₂₂ ≧V_ES 。

如上所述，就實施例5之攝像元件而言，在位於鄰接之攝像元件之間的光電轉換部之區域之上，形成有上方分離電極，以代替形成有第2電極，因此能利用上方分離電極抑制藉由光電轉換所產生之電荷流入鄰接之攝像元件，故而可避免拍攝所得之影像(圖像)發生品質劣化。

圖22A表示實施例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。於該變化例中，第2電極22於每個攝像元件分別設置，上方分離電極27'包圍第2電極22之至少一部分，與第2電極22相隔而設置，於上方分離電極27'之下方，存在電荷儲存用電極24之一部分。第2電極22以較電荷儲存用電極24小之大小設置於電荷儲存用電極24之上方。又，圖22B所示之例中，除此以外，於上方分離電極27'之下方，設置有下方分離電極27。第2電極22之大小較圖22A所示之變化例更小。即，與上方分離電極27'對向之第2電極22之區域相較於圖22A所示之變化例中與上方分離電極27'對向之第2電極22之區域，位於更靠第1電極21側。電荷儲存用電極24被下方分離電極27包圍。 [實施例6]

實施例6為實施例1～實施例5之變化。利用圖23表示模式性局部剖視圖之實施例6之固體攝像裝置為正面照射型之固體攝像裝置。具體而言，具備積層有如下3個攝像元件之構造，即：第1類型之實施例1之綠色光用攝像元件(第1攝像元件)，其具備吸收綠色光之第1類型綠色光用光電轉換部，對綠色光具有感度；第2類型之先前之藍色光用攝像元件(第2攝像元件)，其具備吸收藍色光之第2類型藍色光用光電轉換部，對藍色光具有感度；第2類型之先前之紅色光用攝像元件(第3攝像元件)，其具備吸收紅色光之第2類型紅色光用光電轉換部，對紅色光具有感度。此處，紅色光用攝像元件(第3攝像元件)及藍色光用攝像元件(第2攝像元件)設置於半導體基板70內，且第2攝像元件相較於第3攝像元件位於更靠光入射側。又，綠色光用攝像元件(第1攝像元件)設置於藍色光用攝像元件(第2攝像元件)之上方。

於半導體基板70之正面70A側，與實施例1同樣地，設置有構成控制部之各種電晶體。該等電晶體可為實質上與實施例1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、第3攝像元件，該等攝像元件亦可為實質上與實施例1中所說明之第2攝像元件、第3攝像元件相同之構成、構造。

於半導體基板70之正面70A之上方，形成有層間絕緣層81，於層間絕緣層81內，與實施例1～實施例5之固體攝像裝置攝像元件同樣地，設置有第1電極21、光電轉換部23及第2電極22，且視需要，可進而設置分離電極27、27'。

如此，除了其為正面照射型之點以外，實施例6之固體攝像裝置之構成、構造可與實施例1～實施例5之固體攝像裝置之構成、構造相同，因此省略詳細說明。 [實施例7]

實施例7為實施例1～實施例6之變化。

利用圖24表示模式性局部剖視圖之實施例7之固體攝像裝置為背面照射型之固體攝像裝置，具備積層有第1類型之實施例1之第1攝像元件、及第2類型第2攝像元件此等2個攝像元件之構造。又，利用圖25表示模式性局部剖視圖之實施例7之固體攝像裝置之變化例為正面照射型之固體攝像裝置，具備積層有第1類型之實施例1之第1攝像元件、及第2類型第2攝像元件此等2個攝像元件之構造。此處，第1攝像元件吸收原色之光，第2攝像元件吸收補色之光。又或，第1攝像元件吸收白色光，第2攝像元件吸收紅外線。

利用圖26表示模式性局部剖視圖之實施例7之攝像元件之變化例為背面照射型之固體攝像裝置，包含第1類型之實施例1之第1攝像元件。又，利用圖27表示模式性局部剖視圖之實施例7之固體攝像裝置之變化例為正面照射型之固體攝像裝置，包含第1類型之實施例1之第1攝像元件。此處，第1攝像元件包含吸收紅色光之攝像元件、吸收綠色光之攝像元件、吸收藍色光之攝像元件此等3種攝像元件。作為複數個該等攝像元件之配置，可列舉拜耳排列。於各攝像元件之光入射側，視需要，配設用以進行藍色、綠色、紅色之分光之彩色濾光片層。

除了以上各點以外，實施例7之固體攝像裝置之構成、構造可與實施例1～實施例5之固體攝像裝置之構成、構造相同，因此省略詳細說明。再者，於半導體基板70之正面70A之上方，形成有層間絕緣層81，於層間絕緣層81內，與實施例1～實施例5之固體攝像裝置攝像元件同樣地，設置有第1電極21、光電轉換部23及第2電極22，且視需要，可進而設置分離電極27、27'。

亦可採取如下形態，即，將2個第1類型之實施例1之攝像元件積層，以代替設置1個第1類型之實施例1之攝像元件積層(即，將2個光電轉換部積層，且於半導體基板設置2個光電轉換部之控制部)；又或，將3個第1類型之實施例1之攝像元件積層(即，將3個光電轉換部積層，且於半導體基板設置3個光電轉換部之控制部)。將第1類型攝像元件與第2類型攝像元件之積層構造例例示於下表。

[實施例8]

實施例8為實施例1～實施例7之變化，係關於具備本發明之傳輸控制用電極(電荷傳輸電極)之固體攝像裝置。圖28表示實施例8之固體攝像裝置之一部分之模式性局部剖視圖，圖29及圖30表示實施例8之固體攝像裝置之等效電路圖，圖31表示構成實施例8之固體攝像裝置之攝像元件的第1電極、傳輸控制用電極及電荷儲存用電極、以及構成控制部之電晶體之模式性配置圖，圖32及圖33模式性表示實施例8之攝像元件動作時各部位之電位狀態，圖15B表示用以說明實施例8之攝像元件之各部位之等效電路圖。

就實施例8之固體攝像裝置而言，於第1電極21與電荷儲存用電極24之間，進而具備傳輸控制用電極(電荷傳輸電極)25，該傳輸控制用電極25與第1電極21及電荷儲存用電極24相隔而配置，且隔著絕緣層82與光電轉換部23對向而配置。傳輸控制用電極25經由設置於層間絕緣層81內之連接部分25B、焊墊部25A及配線V_OT ，連接於構成驅動電路之像素驅動電路。

以下，參照圖32、圖33，對實施例8之攝像元件(第1攝像元件)之動作進行說明。再者，於圖32與圖33中，特別之處在於，對電荷儲存用電極24施加之電位及點P_C 處之電位之值不同。

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 ，對傳輸控制用電極25施加電位V₄₁ 。藉由入射至光電轉換部23之光，於光電轉換部23中發生光電轉換。藉由光電轉換所產生之電洞自第2電極22經由配線V_OU 向驅動電路送出。另一方面，因第1電極21之電位高於第2電極22之電位，即，例如，因對第1電極21施加了正電位，對第2電極22施加了負電位，故V₃₁ ＞V₄₁ (例如，V₃₁ ＞V₁₁ ＞V₄₁ ，或V₁₁ ＞V₃₁ ＞V₄₁ )。藉此，利用光電轉換所產生之電子被電荷儲存用電極24吸引，並停留於與電荷儲存用電極24對向之光電轉換部23之區域。即，電荷儲存至光電轉換部23。由於V₃₁ ＞V₄₁ ，故而能切實地防止於光電轉換部23之內部產生之電子向第1電極21移動。隨著光電轉換之時間經過，與電荷儲存用電極24對向之光電轉換部23之區域之電位成為更負側之值。

於電荷儲存期間之後期，實施重設動作。藉此，第1浮動擴散層FD₁ 之電位得以重設，第1浮動擴散層FD₁ 之電位成為電源之電位V_DD 。

重設動作完成後，進行電荷之讀出。即，於電荷傳輸期間，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 ，對傳輸控制用電極25施加電位V₄₂ 。此處，V₃₂ ≦V₄₂ ≦V₁₂ (較佳為V₃₂ ＜V₄₂ ＜V₁₂ )。藉此，停留於與電荷儲存用電極24對向之光電轉換部23之區域之電子向第1電極21，進而向第1浮動擴散層FD₁ 切實地讀出。即，光電轉換部23中儲存之電荷讀出至控制部。

至此，電荷儲存、重設動作、電荷傳輸之一系列動作完成。

電子被讀出至第1浮動擴散層FD₁ 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。又，例如，第2攝像元件、第3攝像元件之電荷儲存、重設動作、電荷傳輸之一系列動作與先前之電荷儲存、重設動作、電荷傳輸之一系列動作相同。

如表示構成實施例8之攝像元件之變化例之第1電極及電荷儲存用電極、以及構成控制部之電晶體之模式性配置圖的圖34所示，亦可使重設電晶體TR1_rst 之另一源極/汲極區域51B接地，以代替使其連接於電源V_DD 。

又，亦可自距第1電極21最近之位置向電荷儲存用電極24，設置複數個傳輸控制用電極。 [實施例9]

實施例9為實施例1～實施例8之變化，係關於具備本發明之電荷排出電極之攝像元件等。圖35表示實施例9之攝像元件之一部分之模式性局部剖視圖。

於實施例9之攝像元件中，進而具備電荷排出電極26，該電荷排出電極26經由連接部分26A連接於光電轉換部23，且與第1電極21及電荷儲存用電極24相隔而配置。此處，電荷排出電極26以包圍第1電極21及電荷儲存用電極24之方式(即，呈邊框狀)配置。電荷排出電極26連接於構成驅動電路之像素驅動電路。光電轉換部23於連接部分26A內延伸。即，光電轉換部23在設置於絕緣層82之第2開口部85內延伸，且與電荷排出電極26連接。電荷排出電極26於複數個攝像元件中共有化(共通化)。電荷排出電極26例如可用作光電轉換部23之浮動擴散或溢流汲極。於難以同時設置電荷排出電極26與下方分離電極27之情形時，只要設置上方分離電極27'即可。

就實施例9而言，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 ，對電荷排出電極26施加電位V₅₁ ，將電荷儲存至光電轉換部23。藉由入射至光電轉換部23之光，於光電轉換部23中發生光電轉換。藉由光電轉換所產生之電洞自第2電極22經由配線V_OU 向驅動電路送出。另一方面，因第1電極21之電位高於第2電極22之電位，即，例如，因對第1電極21施加了正電位，對第2電極22施加了負電位，故V₅₁ ＞V₁₁ (例如，V₃₁ ＞V₅₁ ＞V₁₁ )。藉此，利用光電轉換所產生之電子被電荷儲存用電極24吸引，並停留於與電荷儲存用電極24對向之光電轉換部23之區域，從而能切實地防止其向第1電極21移動。但電荷儲存用電極24實施之吸引並不充分，又或，未徹底儲存至光電轉換部23之電子(所謂之溢流電子)經由電荷排出電極26送出至驅動電路。

於電荷儲存期間之後期，實施重設動作。藉此，第1浮動擴散層FD₁ 之電位得以重設，第1浮動擴散層FD₁ 之電位成為電源之電位V_DD 。

重設動作完成後，進行電荷之讀出。即，於電荷傳輸期間，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 ，對電荷排出電極26施加電位V₅₂ 。此處，V₅₂ ＜V₁₂ (例如，V₅₂ ＜V₃₂ ＜V₁₂ )。藉此，停留於與電荷儲存用電極24對向之光電轉換部23之區域之電子向第1電極21，進而向第1浮動擴散層FD₁ 切實地讀出。即，光電轉換部23中儲存之電荷讀出至控制部。

至此，電荷儲存、重設動作、電荷傳輸之一系列動作完成。

電子被讀出至第1浮動擴散層FD₁ 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。又，例如，第2攝像元件、第3攝像元件之電荷儲存、重設動作、電荷傳輸之一系列動作與先前之電荷儲存、重設動作、電荷傳輸之一系列動作相同。

於實施例9中，所謂之溢流電子經由電荷排出電極26送出至驅動電路，因此能抑制向鄰接像素之電荷儲存部之漏入，從而能抑制散焦之發生。而且，藉此，能提高攝像元件之攝像性能。

以上，基於較佳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。實施例中所說明之固體攝像裝置之構造、構成、製造條件、製造方法或使用材料僅為例示，可適當變更。可將各實施例中所說明之攝像元件適當組合。

視情形不同，如上所述，有時，亦可將浮動擴散層FD₂ 、FD₃ 、45C、46C共有化。

又，例如，如表示實施例1中所說明之固體攝像裝置之變化例之圖36所示，亦可採取如下構成，即，光自第2電極22之側入射，且於自第2電極22之光入射側，形成有遮光層92。再者，亦可使較光電轉換部設置於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36所示之例中，遮光層92形成於第2電極22之上方；即，於自第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；但如圖37所示，亦可配設於第2電極22之光入射側之面之上。又，視情形不同，如圖38所示，有時，亦可於第2電極22形成遮光層92。

又或，亦可採取如下構造，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36所示，於自第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。又或，如圖40所示，亦可採取如下構造，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90，且入射至晶載微透鏡90之光聚集於電荷儲存用電極24，而不到達第1電極21。再者，於如實施例11中所說明般，設置有傳輸控制用電極25之情形時，可採取如下形態，即，光不入射至第1電極21及傳輸控制用電極25；具體而言，如圖39圖所示，亦可採取如下構造，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。又或，亦可採取如下構造，即，向晶載微透鏡90入射之光不到達第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，又或，藉由以光僅向位於電荷儲存用電極24上方之光電轉換部23之部分入射之方式設置遮光層92，又或，設置晶載微透鏡90，會使位於第1電極21上方(或第1電極21及傳輸控制用電極25上方)之光電轉換部23之部分變得無益於光電轉換，因此能更切實地將所有像素一律重設，從而能更容易地實現全域快門功能。即，於包含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， 於所有攝像元件中，一律一面將電荷儲存至光電轉換部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，一律將光電轉換部23中儲存之電荷傳輸至第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； 反覆執行各步驟。

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，一律一面將電荷儲存至光電轉換部，一面將第1電極中之電荷排出至系統外，因此於所有攝像元件中能同時切實地進行第1電極之重設。而且，其後，於所有攝像元件中，一律將光電轉換部中儲存之電荷傳輸至第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。故此，能容易地實現所謂之全域快門功能。

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部之導電型設定為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，只要以相反導電型之半導體區域構成各半導體區域即可，只要使形成於半導體基板之光電轉換部之導電型為p型即可。

又，於實施例中，列舉應用於將與入射光量相應之信號電荷作為物理量加以檢測之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進行了說明，但並不僅限應用於CMOS型固體攝像裝置，亦可應用於CCD型固體攝像裝置。於後者之情形時，信號電荷藉由CCD型構造之垂直傳輸暫存器沿著垂直方向傳輸，藉由水平傳輸暫存器沿著水平方向傳輸，經放大後輸出像素信號(圖像信號)。又，亦不僅限像素呈二維矩陣狀形成，且於每個像素行逐一配置行信號處理電路而成之行方式之固體攝像裝置全體。進而，視情形不同，有時，亦可省略選擇電晶體。

進而，本發明之固體攝像裝置並不僅限應用於檢測可見光之入射光量之分佈並將其作為圖像加以拍攝之固體攝像裝置，亦可應用於將紅外線或X射線、或者粒子等之入射量之分佈作為圖像加以拍攝之固體攝像裝置。又，廣義上，可應用於檢測壓力或靜電電容等其他物理量之分佈並將其作為圖像加以拍攝之指紋檢測感測器等固體攝像裝置(物理量分佈檢測裝置)全體。

進而，並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像素，並以像素為單位自選擇像素讀出像素信號之X-Y位址型之固體攝像裝置。固體攝像裝置可為形成為單晶片之形態，亦可為將攝像區域與驅動電路或光學系統合併封裝且具有攝像功能之模組狀之形態。

又，並不僅限應用於固體攝像裝置，亦可應用於攝像裝置。此處，所謂攝像裝置，係指數位靜態相機或攝錄影機等相機系統、或者行動電話等具有攝像功能之電子機器。亦存在將搭載於電子機器之模組狀之形態即相機模組作為攝像裝置之情形。

圖41作為概念圖，表示將由本發明之固體攝像裝置構成之固體攝像裝置201用於電子機器(相機)200之例。電子機器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使來自被攝體之像光(入射光)於固體攝像裝置201之攝像面上成像。藉此，將信號電荷儲存於固體攝像裝置201內一定期間。快門裝置211控制朝向固體攝像裝置201之光照射期間及遮光期間。驅動電路212供給控制固體攝像裝置201之傳輸動作等及快門裝置211之快門動作之驅動信號。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。進行過信號處理後之影像信號記憶於記憶體等記憶媒體，或輸出至監視器。於此種電子機器200中，能達成固體攝像裝置201之像素尺寸之細化及傳輸效率之提高，因此能獲得像素特性之提高得以實現之電子機器200。作為可應用固體攝像裝置201之電子機器200，並不限於相機，可應用於面向數位靜態相機、行動電話等移動機器之相機模組等攝像裝置。

於實施例3之固體攝像裝置或實施例4之固體攝像裝置中，P=2，Q=2時，可採用以下所說明之驅動方法。即，如圖42之模式圖所示，假定構成1個攝像元件區塊之4個攝像元件11_2p+1,2q+1 、11_2p+1,2q+2 、11_2p+2,2q+1 、11_2p+2,2q+2 (其中，p為0或正整數，q為0或正整數)。此處，攝像元件11_2p+1,2q+1 之電荷儲存用電極24連接於第(2q+1)個水平驅動線L_2q+1 。攝像元件11_2p+1,2q+2 之電荷儲存用電極24連接於第(2q+2)個水平驅動線L_2q+2 。攝像元件11_2p+2,2q+1 之電荷儲存用電極24連接於第(2q)個水平驅動線L_2q 。攝像元件11_2p+2,2q+2 之電荷儲存用電極24連接於第(2q+3)個水平驅動線L_2q+3 。

通常，構成1個攝像元件區塊之4個攝像元件的用以驅動電荷儲存用電極之水平驅動線需要4條，但藉由如此構成，可僅具備2條。而且，藉由適當驅動4條水平驅動線L_2q 、L_2q+1 、L_2q+2 、L_2q+3 ，能讀出攝像元件11_2p+1,2q+1 、11_2p+1,2q+2 、11_2p+2,2q+1 、11_2p+2,2q+2 中之電荷。

本發明之技術(本技術)可應用於各種製品。例如，本發明之技術能以搭載於汽車、電動汽車、油電混合車、機車、自行車、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44係表示能應用本發明之技術之移動體控制系統之一例的車輛控制系統之概略構成例之方塊圖。

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44所示之例中，車輛控制系統12000具備驅動系統控制單元12010、本體系統控制單元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，圖示出了微電腦12051、語音圖像輸出部12052及車載網路I/F(interface，介面)12053。

驅動系統控制單元12010按照各種程式，控制與車輛之驅動系統相關之裝置之動作。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、調節車輛之轉向角之轉向機構、及產生車輛之制動力之制動裝置等控制裝置而發揮功能。

本體系統控制單元12020按照各種程式，控制車體上裝備之各種裝置之動作。例如，本體系統控制單元12020作為無鑰匙進入系統、智慧鑰匙系統、電動窗裝置、或者頭燈、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，可向本體系統控制單元12020，輸入自代替鑰匙之手機發送之電波或各種開關之信號。本體系統控制單元12020受理該等電波或信號之輸入，控制車輛之門鎖裝置、電動窗裝置、燈等。

車外資訊檢測單元12030檢測搭載有車輛控制系統12000之車輛之外部之資訊。例如，於車外資訊檢測單元12030，連接有攝像部12031。車外資訊檢測單元12030使攝像部12031拍攝車外之圖像，並且接收攝像所得之圖像。車外資訊檢測單元12030亦可基於所接收到之圖像，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，並輸出與該光之接收量相應之電氣信號之光感測器。攝像部12031能將電氣信號以圖像之形式輸出，亦能以測距資訊之形式輸出。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檢測車內之資訊。於車內資訊檢測單元12040，例如連接有檢測駕駛員之狀態之駕駛員狀態檢測部12041。駕駛員狀態檢測部12041包含例如拍攝駕駛員之相機，車內資訊檢測單元12040基於自駕駛員狀態檢測部12041輸入之檢測資訊，可計算出駕駛員之疲勞程度或集中程度，亦可判別出駕駛員是否未打盹。

微電腦12051能基於利用車外資訊檢測單元12030或車內資訊檢測單元12040所取得之車內外之資訊，運算驅動力產生裝置、轉向機構或制動裝置之控制目標值，並向驅動系統控制單元12010輸出控制指令。例如，微電腦12051能進行以包括車輛之碰撞避免或衝擊緩和、基於車間距離進行之追蹤行駛、車速維持行駛、車輛之碰撞警告、或車輛之車道脫離警告等在內之ADAS(Advanced Driver Assistance System，高級駕駛輔助系統)之功能實現為目的之協調控制。

又，微電腦12051能基於利用車外資訊檢測單元12030或車內資訊檢測單元12040所取得之車輛之周圍之資訊，控制驅動力產生裝置、轉向機構或制動裝置等，藉此進行以不依據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能基於利用車外資訊檢測單元12030所取得之車外之資訊，向本體系統控制單元12020輸出控制指令。例如，微電腦12051能進行根據利用車外資訊檢測單元12030所檢測出之先行車或對向車之位置而控制頭燈，試圖將遠光切換成近光等以防眩為目的之協調控制。

語音圖像輸出部12052對車輛之搭乘者或車外，向能於視覺或聽覺上通知資訊之輸出裝置發送語音及圖像中至少一者之輸出信號。於圖44之例中，作為輸出裝置，例示出了音響揚聲器12061、顯示部12062及儀錶板12063。顯示部12062例如亦可包含車載顯示器及頭戴式顯示器中至少一者。

圖45係表示攝像部12031之設置位置之例之圖。

於圖45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、後門及車艙內之前玻璃之上部等位置。於前鼻具備之攝像部12101及於車艙內之前玻璃之上部具備之攝像部12105主要獲取車輛12100之前方之圖像。於側鏡具備之攝像部12102、12103主要獲取車輛12100之側方之圖像。於後保險杠或後門具備之攝像部12104主要獲取車輛12100之後方之圖像。利用攝像部12101及12105所取得之前方之圖像主要用於先行車輛、步行者、障礙物、信號燈、交通標識或車線等之檢測。

再者，圖45表示攝像部12101至12104之撮影範圍之一例。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拍攝所得之圖像資料重合，而獲得自上方俯視車輛12100之俯瞰圖像。

攝像部12101至12104中至少一者亦可具有獲取距離資訊之功能。例如，攝像部12101至12104中至少一者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像素之攝像元件。

例如，微電腦12051能藉由基於自攝像部12101至12104獲得之距離資訊，求出距攝像範圍12111至12114內之各立體物之距離、該距離之時間性變化(相對於車輛12100之相對速度)，而抽出朝與車輛12100大致相同之方向以特定速度(例如，0 km/h以上)行駛之立體物，尤其是位於車輛12100之行駛車道上之最近立體物，作為先行車。進而，微電腦12051能於先行車之前方預先設定應予以確保之車間距離，而進行自動制動控制(亦包括追蹤停止控制)或自動加速控制(亦包括追蹤啟動控制)等。如此能進行以不依據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能基於自攝像部12101至12104獲得之距離資訊，將與立體物相關之立體物資料分為兩輪車、普通車輛、大型車輛、步行者、電線桿等其他立體物而抽出，並將其用於障礙物之自動避讓。例如，微電腦12051將車輛12100之周邊之障礙物按車輛12100之驅動器所能視認之障礙物與難以視認之障礙物加以識別。然後，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，當屬於碰撞風險為設定值以上而存在碰撞可能性之狀況時，能經由音響揚聲器12061或顯示部12062向驅動器輸出警報，或者經由驅動系統控制單元12010進行強制減速或避讓轉向，藉此進行用以避免碰撞之駕駛輔助。

攝像部12101至12104中至少一者亦可為檢測紅外線之紅外線相機。例如，微電腦12051能藉由判定攝像部12101至12104之攝像圖像中是否存在步行者而識別步行者。該步行者之識別例如藉由如下工序而進行：抽出作為紅外線相機之攝像部12101至12104之攝像圖像之特徵點；對表示物體之輪廓之一系列特徵點進行圖案匹配處理，判別是否為步行者。當微電腦12051判定為攝像部12101至12104之攝像圖像中存在步行者，而識別出步行者時，語音圖像輸出部12052以於該被識別之步行者重疊顯示用以強調之方形輪廓線之方式，控制顯示部12062。又，語音圖像輸出部12052亦能以使表示步行者之圖標等顯示於所希望之位置之方式，控制顯示部12062。

又，例如，本發明之技術亦可應用於內窺鏡手術系統。

圖46係表示能應用本發明之技術(本技術)之內窺鏡手術系統的概略構成之一例之圖。

於圖46中，圖示出了手術施行者(醫師)11131使用內窺鏡手術系統11000，對病床11133上之患者11132施行手術之情狀。如圖所示，內窺鏡手術系統11000包含內窺鏡11100、氣腹管11111或能量處置具11112等其他術具11110、支持內窺鏡11100之支持臂裝置11120、及搭載有用於內窺鏡下手術之各種裝置之手推車11200。

內窺鏡11100包含自前端起特定長度之區域會被插入患者11132之體腔內之鏡筒11101、及連接於鏡筒11101基端之相機鏡頭11102。於圖示之例中，圖示出了構成為具有硬性之鏡筒11101之所謂硬性鏡之內窺鏡11100，但內窺鏡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，設置有嵌入了對物透鏡之開口部。於內窺鏡11100連接有光源裝置11203，藉由該光源裝置11203所產生之光藉由延設於鏡筒11101內部之導光件而傳導至該鏡筒之前端，並經由對物透鏡向患者11132之體腔內之觀察對象照射。再者，內窺鏡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)藉由該光學系統聚集於該攝像元件。藉由該攝像元件，對觀察光進行光電轉換，而產生與觀察光對應之電氣信號，即與觀察像對應之圖像信號。該圖像信號作為RAW資料發送至相機控制器單元(CCU：Camera Control Unit)11201。

CCU11201由CPU(Central Processing Unit，中央處理單元)或GPU(Graphics Processing Unit，圖形處理單元)等構成，統括控制內窺鏡11100及顯示裝置11202之動作。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)等用以基於該圖像信號而顯示圖像之各種圖像處理。

顯示裝置11202藉由來自CCU11201之控制，基於已被該CCU11201實施過圖像處理之圖像信號而顯示圖像。

光源裝置11203由例如LED(Light Emitting Diode，發光二極體)等光源構成，將拍攝術部等時之照射光供給至內窺鏡11100。

輸入裝置11204係相對於內窺鏡手術系統11000之輸入介面。使用者能經由輸入裝置11204，對內窺鏡手術系統11000進行各種資訊之輸入或指示輸入。例如，使用者輸入意旨為變更內窺鏡11100之攝像條件(照射光之種類、倍率及焦點距離等)之指示等。

處置具控制裝置11205控制用以灼燒、切開組織，或密封血管等之能量處置具11112之驅動。氣腹裝置11206經由氣腹管11111向患者11132之體腔內通入氣體，使該體腔鼓起，以確保內窺鏡11100之視野，及確保手術施行者之作業空間。記錄器11207係能記錄與手術相關之各種資訊之裝置。印表機11208係能以文本、圖像或曲線圖等各種形式印刷出與手術相關之各種資訊之裝置。

再者，對內窺鏡11100供給拍攝術部時之照射光之光源裝置11203可由例如以LED、雷射光源或其等之組合構成之白色光源構成。於由RGB雷射光源之組合構成白色光源之情形時，能高精度地控制各色(各波長)之輸出強度及輸出時序，因此於光源裝置11203中能進行攝像圖像之白平衡之調整。又，於該情形時，藉由將分別來自RGB雷射光源之雷射光以時分方式照射至觀察對象，並與該照射時序同步地控制相機鏡頭11102之攝像元件之驅動，亦能以時分方式拍攝與RGB分別對應之圖像。根據該方法，即便不於該攝像元件設置彩色濾光片，亦能獲得彩色圖像。

又，亦能以每隔特定時間變更一次輸出光之強度之方式，控制光源裝置11203之驅動。藉由與該光之強度變更之時序同步地控制相機鏡頭11102之攝像元件之驅動，以時分方式獲取圖像，並將該圖像合成，能產生所謂無過度曝光及曝光不足之高動態範圍之圖像。

又，光源裝置11203亦可構成為能供給與特殊光觀察對應之特定波長頻帶之光。於特殊光觀察中，例如，利用身體組織中之光之吸收之波長依存性，照射與普通觀察時之照射光(即，白色光)相比頻帶較窄之光，藉此進行以高對比度拍攝黏膜表層之血管等特定組織之所謂窄頻帶光觀察(Narrow Band Imaging)。或者，於特殊光觀察中，亦可進行螢光觀察，所謂螢光觀察係利用藉由照射激發光而產生之螢光，獲得圖像。於螢光觀察中，能進行如下操作等：對身體組織照射激發光，觀察來自該身體組織之螢光(自螢光觀察)；或將吲哚菁綠(ICG)等試藥局部注入身體組織，並且對該身體組織照射與該試藥之螢光波長對應之激發光，而獲得螢光像。光源裝置11203可構成為能供給與此種特殊光觀察對應之窄頻帶光及/或激發光。

圖47係表示圖46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、相機鏡頭控制部11405。CCU11201具有通信部11411、圖像處理部11412、控制部11413。相機鏡頭11102與CCU11201藉由傳送纜線11400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之前端取入之觀察光傳導至相機鏡頭11102，並向該透鏡單元11401入射。透鏡單元11401由包括變焦透鏡及聚焦透鏡在內之複數個透鏡組合而構成。

攝像部11402由攝像元件構成。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)。於攝像部11402以多板式構成之情形時，例如亦可藉由各攝像元件產生與RGB分別對應之圖像信號，然後將其等合成，藉此獲得彩色圖像。或者，攝像部11402亦可構成為具有用以分別取得與3D(Dimensional，三維)顯示對應之右眼用及左眼用之圖像信號之一對攝像元件。藉由進行3D顯示，手術施行者11131能更準確地掌握術部之活體組織之進深部位。再者，於攝像部11402以多板式構成之情形時，可與各攝像元件對應地，透鏡單元11401亦設置有複數個系統。

又，攝像部11402亦可未必設置於相機鏡頭11102。例如，攝像部11402亦可設置於鏡筒11101內部之對物透鏡之正後方。

驅動部11403包含致動器，藉由來自相機鏡頭控制部11405之控制，使透鏡單元11401之變焦透鏡及聚焦透鏡沿著光軸而移動特定距離。藉此，能適當調整攝像部11402之攝像圖像之倍率及焦點。

通信部11404由用以與CCU11201之間收發各種資訊之通信裝置構成。通信部11404將自攝像部11402獲得之圖像信號作為RAW資料經由傳送纜線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，並將其供給至相機鏡頭控制部11405。該控制信號中包含與攝像條件相關之資訊，例如，意旨為指定攝像圖像之幀率之資訊、意旨為指定攝像時之曝光值之資訊、及/或意旨為指定攝像圖像之倍率及焦點之資訊等。

再者，上述幀率、曝光值、倍率、焦點等攝像條件可由使用者適當指定，亦可基於所取得之圖像信號由CCU11201之控制部11413自動設定。於後者之情形時，便成為於內窺鏡11100搭載有所謂AE(Auto Exposure，自動曝光)功能、AF(Auto Focus，自動聚焦)功能及AWB(Auto White Balance，自動白平衡)功能之情況。

相機鏡頭控制部11405基於經由通信部11404接收到之來自CCU11201之控制信號，控制相機鏡頭11102之驅動。

通信部11411由用以與相機鏡頭11102之間收發各種資訊之通信裝置構成。通信部11411自相機鏡頭11102，接收經由傳送纜線11400而發送之圖像信號。

又，通信部11411對相機鏡頭11102發送用以控制相機鏡頭11102之驅動之控制信號。圖像信號或控制信號能藉由電通信或光通信等而發送。

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進行與內窺鏡11100對術部等之拍攝、及藉由拍攝術部等而獲得之攝像圖像之顯示相關之各種控制。例如，控制部11413產生用以控制相機鏡頭11102之驅動之控制信號。

又，控制部11413基於已被圖像處理部11412實施過圖像處理之圖像信號，使反映出術部等之攝像圖像顯示於顯示裝置11202。此時，控制部11413亦可利用各種圖像識別技術識別攝像圖像內之各種物體。例如，控制部11413能藉由檢測攝像圖像中包含之物體邊緣之形狀或顏色等，而識別鉗子等術具、特定活體部位、出血、使用能量處置具11112時之煙霧等。控制部11413使攝像圖像顯示於顯示裝置11202時，亦可利用該識別結果，使各種手術輔助資訊重疊顯示於該術部之圖像。藉由使手術輔助資訊重疊顯示，而提示手術施行者11131，能減輕手術施行者11131之負擔，或使手術施行者11131切實地推進手術。

將相機鏡頭11102及CCU11201連接之傳送纜線11400為與電氣信號通信對應之電氣信號纜線、與光通信對應之光纖、或其等之複合纜線。

此處，於圖示之例中，使用傳送纜線11400以有線方式進行通信，但相機鏡頭11102與CCU11201之間之通信亦能以無線方式進行。

再者，此處，作為一例，對內窺鏡手術系統進行了說明，但本發明之技術此外例如亦可應用於顯微鏡手術系統等。

再者，本發明亦可採取如下所述之構成。 [A01]《固體攝像裝置》 一種固體攝像裝置，其具有複數個包含複數個攝像元件之攝像元件區塊， 各攝像元件具備： 第1電極； 電荷儲存用電極，其與第1電極相隔而配置； 光電轉換部，其與第1電極相接，且隔著絕緣層形成於電荷儲存用電極之上方；及 第2電極，其形成於光電轉換部上；且 第1電極及電荷儲存用電極設置於層間絕緣層上， 第1電極連接於設置在層間絕緣層內之連接部。 [A02]如[A01]所記載之固體攝像裝置，其中攝像元件區塊包含沿著第1方向為P個、且沿著與第1方向不同之第2方向為Q個之P×Q個(其中，P≧2，Q≧1)攝像元件。 [A03]《第1構成之固體攝像裝置》 如[A02]所記載之固體攝像裝置，其中P=2，Q=1，且 構成沿著第1方向之2個攝像元件各者之第1電極連接於設置在層間絕緣層內之連接部。 [A04]如[A03]所記載之固體攝像裝置，其中攝像元件區塊被連續之分離電極包圍。 [A05]如[A04]所記載之固體攝像裝置，其中於沿著第1方向之2個攝像元件之間，設置有自分離電極沿著第2方向而延伸之連續之第2分離電極。 [A06]如[A03]所記載之固體攝像裝置，其中於沿著第1方向之2個攝像元件之間，設置有沿著第2方向而延伸之第2分離電極。 [A07]《第2構成之固體攝像裝置》 如[A02]所記載之固體攝像裝置，其中P=2，Q為2以上之自然數，且 構成沿著第1方向之2個攝像元件各者之第1電極連接於設置在層間絕緣層內之連接部。 [A08]如[A07]所記載之固體攝像裝置，其中攝像元件區塊被連續之分離電極包圍。 [A09]如[A08]所記載之固體攝像裝置，其中於沿著第1方向之2個攝像元件之間，設置有自分離電極沿著第2方向而延伸之連續之第2分離電極。 [A10]如[A07]所記載之固體攝像裝置，其中於沿著第1方向之2個攝像元件之間，設置有沿著第2方向而延伸之第2分離電極。 [A11]《第3A構成之固體攝像裝置》 如[A02]所記載之固體攝像裝置，其中P=2，Q=2，且 構成沿著第2方向之2個攝像元件之第1電極被共有， 共有之第1電極連接於設置在層間絕緣層內之連接部。 [A12]《第3 A構成之固體攝像裝置》 如[A02]所記載之固體攝像裝置，其中P=2，Q=2，且 構成沿著第1方向之2個攝像元件之第1電極被共有， 共有之第1電極連接於設置在層間絕緣層內之連接部。 [A13]如[A11]或[A12]所記載之固體攝像裝置，其中攝像元件區塊被連續之分離電極包圍。 [A14]如[A13]所記載之固體攝像裝置，其中於沿著第1方向之2個攝像元件之間，設置有自分離電極沿著第2方向而延伸之連續之第2分離電極。 [A15]如[A11]所記載之固體攝像裝置，其中於沿著第1方向之2個攝像元件之間，設置有沿著第2方向而延伸之第2分離電極。 [A16]如[A01]至[A15]中任一項所記載之固體攝像裝置，其中攝像元件相對於在構成攝像元件區塊之攝像元件與攝像元件之間沿著第2方向而延伸之交界線，呈線對稱配置。 [A17]如[A04]至[A16]中任一項所記載之固體攝像裝置，其中分離電極之電位為固定之值V_ES 。

10‧‧‧攝像元件區塊 11‧‧‧攝像元件 21‧‧‧第1電極 22‧‧‧第2電極 23‧‧‧光電轉換部 23_UP‧‧‧上層光電轉換層 23_DN‧‧‧下層半導體層 24‧‧‧電荷儲存用電極 25‧‧‧傳輸控制用電極(電荷傳輸電極) 25A‧‧‧連接部分 26‧‧‧電荷排出電極 26A‧‧‧連接部分 27‧‧‧分離電極(下方分離電極) 27'‧‧‧上方分離電極 28‧‧‧第1分離電極(下方第1分離電極) 29‧‧‧第2分離電極(上方第2分離電極) 41‧‧‧構成第2攝像元件之n型半導體區域(第2光電轉換部) 42‧‧‧p⁺ 層 43‧‧‧構成第3攝像元件之n型半導體區域(第3光電轉換部) 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 46C‧‧‧浮動擴散層 51‧‧‧重設電晶體TR1_rst之閘極部 51A‧‧‧重設電晶體TR1_rst之通道形成區域 51B‧‧‧重設電晶體TR1_rst之源極/汲極區域 51C‧‧‧重設電晶體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‧‧‧連接部 64‧‧‧配線層 65‧‧‧連接孔 66‧‧‧焊墊部 67‧‧‧連接部分 68‧‧‧連接部分 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‧‧‧絕緣材料膜 73‧‧‧p⁺層 74‧‧‧HfO₂膜 75‧‧‧絕緣膜 76‧‧‧層間絕緣膜 81‧‧‧層間絕緣層 82‧‧‧絕緣層 83‧‧‧保護層 84‧‧‧開口部 85‧‧‧第2開口部 90‧‧‧晶載微透鏡 91‧‧‧位於較層間絕緣層更靠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‧‧‧電子機器(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‧‧‧內窺鏡手術系統 11100‧‧‧內窺鏡 11101‧‧‧鏡筒 11102‧‧‧相機鏡頭 11110‧‧‧其他術具 11111‧‧‧氣腹管 11112‧‧‧能量處置具 11120‧‧‧支持臂裝置 11200‧‧‧手推車 11201‧‧‧CCU 11202‧‧‧顯示裝置 11203‧‧‧光源裝置 11204‧‧‧輸入裝置 11205‧‧‧處置具控制裝置 11206‧‧‧氣腹裝置 11207‧‧‧記錄器 11208‧‧‧印表機 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‧‧‧本體系統控制單元 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‧‧‧語音圖像輸出部 12053‧‧‧車載網路I/F 12061‧‧‧音響揚聲器 12062‧‧‧顯示部 12063‧‧‧儀錶板 BL‧‧‧交界線 FD₁‧‧‧浮動擴散層 FD₂‧‧‧浮動擴散層 FD₃‧‧‧浮動擴散層 RST₁‧‧‧重設線 RST₂‧‧‧重設線 RST₃‧‧‧重設線 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‧‧‧重設電晶體 TR1_sel‧‧‧選擇電晶體 TR2_trs‧‧‧傳輸電晶體 TR2_rst‧‧‧重設電晶體 TR2_amp‧‧‧放大電晶體 TR2_sel‧‧‧選擇電晶體 TR3_trs‧‧‧傳輸電晶體 TR3_rst‧‧‧重設電晶體 TR3_amp‧‧‧放大電晶體 TR3_sel‧‧‧選擇電晶體 V_DD‧‧‧電源 V_OA‧‧‧配線 V_OB‧‧‧配線 V_OT‧‧‧配線 V_OU‧‧‧配線 VSL₁‧‧‧信號線 VSL₂‧‧‧信號線 VSL₃‧‧‧信號線

圖1A及圖1B分別係模式性表示實施例1之固體攝像裝置及實施例2之固體攝像裝置中的電荷儲存用電極及第1電極等之配置狀態之圖。 圖2A及圖2B係模式性表示實施例2之固體攝像裝置之變化例中的電荷儲存用電極、第1電極及分離電極等之配置狀態之圖。 圖3A及圖3B分別係模式性表示實施例3之固體攝像裝置及其變化例中的電荷儲存用電極及第1電極等之配置狀態之圖。 圖4A及圖4B係模式性表示實施例3之固體攝像裝置之變化例中的電荷儲存用電極、第1電極及分離電極等之配置狀態之圖。 圖5A及圖5B分別係模式性表示實施例4之固體攝像裝置及其變化例中的電荷儲存用電極及第1電極等之配置狀態之圖。 圖6A及圖6B係模式性表示實施例4之固體攝像裝置之變化例中的電荷儲存用電極、第1電極及分離電極等之配置狀態之圖。 圖7A及圖7B係模式性表示實施例4之固體攝像裝置之變化例中的電荷儲存用電極及第1電極等之配置狀態之圖。 圖8A及圖8B分別係圖6A所示之實施例4之固體攝像裝置之變化例的模式性立體圖、及先前之固體攝像裝置之變化例的模式性立體圖。 圖9係實施例1之固體攝像裝置之模式性局部剖視圖。 圖10A及圖10B係構成實施例1之固體攝像裝置及其變化例之攝像元件(並列設置之2個攝像元件)之一部分的模式性剖視圖。 圖11係實施例1之攝像元件、積層型攝像元件之等效電路圖。 圖12係實施例1之攝像元件、積層型攝像元件之等效電路圖。 圖13係構成實施例1之攝像元件之第1電極及電荷儲存用電極、以及構成控制部之電晶體之模式性配置圖。 圖14係模式性表示實施例1之攝像元件動作時各部位之電位狀態之圖。 圖15A及圖15B係用以說明圖14(實施例1)及圖32、圖33(實施例8)之各部位之實施例1及實施例8之攝像元件、積層型攝像元件的等效電路圖。 圖16係實施例1之固體攝像裝置之概念圖。 圖17係實施例1之攝像元件、積層型攝像元件之變化例之等效電路圖。 圖18係構成圖17所示之實施例1之攝像元件之變化例的第1電極及電荷儲存用電極、以及構成控制部之電晶體之模式性配置圖。 圖19A及圖19B係構成實施例2之固體攝像裝置及其變化例之攝像元件(並列設置之2個攝像元件)之一部分的模式性剖視圖。 圖20係實施例5之攝像元件(並列設置之2個攝像元件)之一部分的模式性剖視圖。 圖21A及圖21B係實施例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。 圖22A及圖22B係實施例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。 圖23係實施例6之固體攝像裝置之模式性局部剖視圖。 圖24係實施例7之固體攝像裝置之模式性局部剖視圖。 圖25係實施例7之固體攝像裝置之變化例之模式性局部剖視圖。 圖26係實施例7之攝像元件之另一變化例之模式性局部剖視圖。 圖27係實施例7之攝像元件之進而另一變化例之模式性局部剖視圖。 圖28係實施例8之固體攝像裝置之一部分的模式性局部剖視圖。 圖29係實施例8之固體攝像裝置之等效電路圖。 圖30係實施例8之固體攝像裝置之等效電路圖。 圖31係構成實施例8之攝像元件之第1電極、傳輸控制用電極及電荷儲存用電極、以及構成控制部之電晶體之模式性配置圖。 圖32係模式性表示實施例8之攝像元件動作時各部位之電位狀態之圖。 圖33係模式性表示實施例8之攝像元件另一動作時各部位之電位狀態之圖。 圖34係構成實施例8之攝像元件之變化例之第1電極、傳輸控制用電極及電荷儲存用電極、以及構成控制部之電晶體之模式性配置圖。 圖35係實施例9之固體攝像裝置之模式性局部剖視圖。 圖36係實施例1之固體攝像裝置之進而另一變化例之模式性局部剖視圖。 圖37係實施例1之固體攝像裝置之進而另一變化例之模式性局部剖視圖。 圖38係實施例1之固體攝像裝置之進而另一變化例之模式性局部剖視圖。 圖39係實施例1之固體攝像裝置之進而另一變化例之模式性局部剖視圖。 圖40係實施例1之固體攝像裝置之進而另一變化例之模式性局部剖視圖。 圖41係將由本發明之固體攝像裝置構成之固體攝像裝置用於電子機器(相機)之例之概念圖。 圖42係用以說明本發明之固體攝像裝置之一例之驅動方法的固體攝像裝置之一部分之概念圖。 圖43係模式性表示用以說明第1問題點之先前之固體攝像裝置的第1電極等之配置狀態之圖。 圖44係表示車輛控制系統之概略構成之一例之方塊圖。 圖45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46係表示內窺鏡手術系統之概略構成之一例之圖。 圖47係表示相機鏡頭及CCU之功能構成之一例之方塊圖。

10‧‧‧攝像元件區塊

11‧‧‧攝像元件

21‧‧‧第1電極

24‧‧‧電荷儲存用電極

28‧‧‧第1分離電極(下方第1分離電極)

63‧‧‧連接部

64‧‧‧配線層

65‧‧‧連接孔

BL‧‧‧交界線

Claims (14)

1. 一種固體攝像裝置，其具有包含第1攝像元件及第2攝像元件之攝像元件區塊，上述第1攝像元件及第2攝像元件係：沿第1方向並列設置，並且相對於延伸於與第1方向不同之第2方向的交界線而線對稱地配置，第1攝像元件及第2攝像元件之各個具備：第1電極；電荷儲存用電極，其與第1電極相隔而配置；光電轉換部，其與第1電極相接，且隔著絕緣層形成於電荷儲存用電極之上方；及第2電極，其形成於光電轉換部上；且第1攝像元件及第2攝像元件之各個中之第1電極及電荷儲存用電極係：設置為於層間絕緣層上排列於第2方向，第1攝像元件及第2攝像元件之各個中之第1電極連接於連接部，該連接部設置在：於第2方向延伸之第1攝像元件與第2攝像元件之交界線上之層間絕緣層內，第1攝像元件之第1電極與第2攝像元件之第1電極係：相對於延伸於第2方向之交界線而線對稱地配置，第1攝像元件之電荷儲存用電極與第2攝像元件之電荷儲存用電極係：相對於延伸於第2方向之交界線而線對稱地配置，第1攝像元件之光電轉換部與第2攝像元件之光電轉換部共通化，第1攝像元件之第2電極與第2攝像元件之第2電極共通化。
2. 如請求項1之固體攝像裝置，其中攝像元件區塊被連續之分離電極包圍。
3. 如請求項2之固體攝像裝置，其中於第1攝像元件與第2攝像元件之間，設置有自分離電極沿著第2方向而延伸之連續之第2分離電極。
4. 如請求項1之固體攝像裝置，其中於第1攝像元件與第2攝像元件之間，設置有沿著第2方向而延伸之第2分離電極。
5. 如請求項1之固體攝像裝置，其中攝像元件區塊進而包含：與第1攝像元件於第2方向上相鄰之第3攝像元件、及與第2攝像元件於第2方向上相鄰之第4攝像元件，第3攝像元件與第4攝像元件係：相對於延伸於第2方向之交界線而線對稱地配置，第3攝像元件及第4攝像元件之各個具備：第1電極；電荷儲存用電極，其與第1電極相隔而配置；光電轉換部，其與第1電極相接，且隔著絕緣層形成於電荷儲存用電極之上方；及第2電極，其形成於光電轉換部上；且第3攝像元件及第4攝像元件之各個中之第1電極及電荷儲存用電極設置為於層間絕緣層上排列於第2方向，第3攝像元件及第4攝像元件之各個中之第1電極連接於連接部，該連 接部設置在：於第2方向延伸之第3攝像元件與第4攝像元件之交界線上之層間絕緣層內，第3攝像元件之第1電極與第4攝像元件之第1電極係；相對於延伸於第2方向之交界線而線對稱地配置，第3攝像元件之電荷儲存用電極與第4攝像元件之電荷儲存用電極係；相對於延伸於第2方向之交界線而線對稱地配置，第1攝像元件之光電轉換部、第2攝像元件之光電轉換部、第3攝像元件之光電轉換部及第4攝像元件之光電轉換部共通化，第1攝像元件之第2電極、第2攝像元件之第2電極、第3攝像元件之第2電極及第4攝像元件之第2電極共通化。
6. 如請求項5之固體攝像裝置，其中攝像元件區塊被連續之分離電極包圍。
7. 如請求項6之固體攝像裝置，其中於第1攝像元件與第2攝像元件之間，設置有自分離電極沿著第2方向而延伸之連續之第2分離電極。
8. 如請求項5之固體攝像裝置，其中於第1攝像元件與第2攝像元件之間，設置有沿著第2方向而延伸之第2分離電極。
9. 如請求項5之固體攝像裝置，其中第1攝像元件與第3攝像元件共有第1電極，第1攝像元件與第3攝像元件共有之第1電極連接於設置在層間絕緣層內之連接部， 第2攝像元件與第4攝像元件共有第1電極，第2攝像元件與第4攝像元件共有之第1電極連接於設置在層間絕緣層內之連接部。
10. 如請求項5之固體攝像裝置，其中第1攝像元件與第2攝像元件共有第1電極，第1攝像元件與第2攝像元件共有之第1電極連接於設置在層間絕緣層內之連接部，第3攝像元件與第4攝像元件共有第1電極，第3攝像元件與第4攝像元件共有之第1電極連接於設置在層間絕緣層內之連接部。
11. 如請求項9或10之固體攝像裝置，其中攝像元件區塊被連續之分離電極包圍。
12. 如請求項11之固體攝像裝置，其中於第1攝像元件與第2攝像元件之間，設置有自分離電極沿著第2方向而延伸之連續之第2分離電極。
13. 如請求項9之固體攝像裝置，其中於第1攝像元件與第2攝像元件之間，設置有沿著第2方向而延伸之第2分離電極。
14. 如請求項2之固體攝像裝置，其中分離電極之電位為固定之值V_ES。