WO2020008802A1 - 固体撮像装置 - Google Patents

固体撮像装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2020008802A1
WO2020008802A1 PCT/JP2019/022709 JP2019022709W WO2020008802A1 WO 2020008802 A1 WO2020008802 A1 WO 2020008802A1 JP 2019022709 W JP2019022709 W JP 2019022709W WO 2020008802 A1 WO2020008802 A1 WO 2020008802A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electrode
imaging device
photoelectric conversion
charge transfer
transfer control
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2019/022709
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
俊明 小野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Semiconductor Solutions Corp
Original Assignee
Sony Semiconductor Solutions Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Semiconductor Solutions Corp filed Critical Sony Semiconductor Solutions Corp
Priority to CN201980042291.1A priority Critical patent/CN112369011B/zh
Priority to DE112019003373.5T priority patent/DE112019003373T5/de
Priority to US17/252,787 priority patent/US12002823B2/en
Priority to JP2020528744A priority patent/JP7337056B2/ja
Priority to KR1020207037106A priority patent/KR102786021B1/ko
Publication of WO2020008802A1 publication Critical patent/WO2020008802A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
    • H10F39/80—Constructional details of image sensors
    • H10F39/803—Pixels having integrated switching, control, storage or amplification elements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/40—Extracting pixel data from image sensors by controlling scanning circuits, e.g. by modifying the number of pixels sampled or to be sampled
    • H04N25/46—Extracting pixel data from image sensors by controlling scanning circuits, e.g. by modifying the number of pixels sampled or to be sampled by combining or binning pixels
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
    • H10F39/10—Integrated devices
    • H10F39/12—Image sensors
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
    • H04N25/77—Pixel circuitry, e.g. memories, A/D converters, pixel amplifiers, shared circuits or shared components
    • H04N25/778—Pixel circuitry, e.g. memories, A/D converters, pixel amplifiers, shared circuits or shared components comprising amplifiers shared between a plurality of pixels, i.e. at least one part of the amplifier must be on the sensor array itself
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/79—Arrangements of circuitry being divided between different or multiple substrates, chips or circuit boards, e.g. stacked image sensors
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
    • H10F39/10—Integrated devices
    • H10F39/12—Image sensors
    • H10F39/18—Complementary metal-oxide-semiconductor [CMOS] image sensors; Photodiode array image sensors
    • H10F39/182—Colour image sensors
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
    • H10F39/80—Constructional details of image sensors
    • H10F39/802—Geometry or disposition of elements in pixels, e.g. address-lines or gate electrodes
    • H10F39/8023—Disposition of the elements in pixels, e.g. smaller elements in the centre of the imager compared to larger elements at the periphery
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
    • H10F39/80—Constructional details of image sensors
    • H10F39/812—Arrangements for transferring the charges in the image sensor perpendicular to the imaging plane, e.g. buried regions used to transfer generated charges to circuitry under the photosensitive region
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
    • H10F39/80—Constructional details of image sensors
    • H10F39/813—Electronic components shared by multiple pixels, e.g. one amplifier shared by two pixels
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
    • H10F39/10—Integrated devices
    • H10F39/12—Image sensors
    • H10F39/18—Complementary metal-oxide-semiconductor [CMOS] image sensors; Photodiode array image sensors
    • H10F39/182—Colour image sensors
    • H10F39/1825—Multicolour image sensors having stacked structure, e.g. NPN, NPNPN or multiple quantum well [MQW] structures
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
    • H10F39/10—Integrated devices
    • H10F39/12—Image sensors
    • H10F39/191—Photoconductor image sensors
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
    • H10F39/80—Constructional details of image sensors
    • H10F39/803—Pixels having integrated switching, control, storage or amplification elements
    • H10F39/8037—Pixels having integrated switching, control, storage or amplification elements the integrated elements comprising a transistor
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
    • H10F39/80—Constructional details of image sensors
    • H10F39/811—Interconnections
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic radiation-sensitive element covered by group H10K30/00
    • H10K39/30—Devices controlled by radiation
    • H10K39/32—Organic image sensors

Definitions

  • the present disclosure relates to a solid-state imaging device.
  • An image sensor using an organic semiconductor material for the photoelectric conversion layer can photoelectrically convert a specific color (wavelength band). Because of these features, when used as an imaging device in a solid-state imaging device, subpixels are formed from a combination of an on-chip color filter (OCCF) and an imaging device, and the subpixels are two-dimensionally arranged. It is possible to obtain a structure in which sub-pixels are stacked (stacked image sensor), which is impossible with a conventional solid-state imaging device (see, for example, JP-A-2017-157816). Further, since demosaic processing is not required, there is an advantage that a false color does not occur.
  • OCCF on-chip color filter
  • an imaging device provided with a photoelectric conversion unit provided on or above a semiconductor substrate is referred to as a “first type imaging device” for convenience, and a photoelectric device constituting the first type imaging device is referred to as a “first type imaging device”.
  • the conversion unit is referred to as a “first type photoelectric conversion unit” for convenience, and the imaging device provided in the semiconductor substrate is referred to as a “second type imaging device” for convenience, forming a second type imaging device.
  • Such a photoelectric conversion unit may be referred to as a “second type photoelectric conversion unit” for convenience.
  • FIG. 51 shows an example of the structure of a stacked image sensor (stacked solid-state imaging device) disclosed in JP-A-2017-157816.
  • a third photoelectric conversion unit 43 that is a second type photoelectric conversion unit that constitutes the third imaging device 15 and the second imaging device 13 that are the second imaging device is provided in the semiconductor substrate 70.
  • the second photoelectric conversion unit 41 are stacked and formed.
  • a first photoelectric conversion unit 11 ' which is a first type of photoelectric conversion unit, is disposed above the semiconductor substrate 70 (specifically, above the second imaging element 13).
  • the first photoelectric conversion unit 11 ′ includes a first electrode 21, a photoelectric conversion layer 23 made of an organic material, and a second electrode 22, and constitutes the first imaging element 11 which is a first type imaging element. I do. Further, a charge storage electrode 24 is provided separately from the first electrode 21, and the photoelectric conversion layer 23 is located above the charge storage electrode 24 via an insulating layer 82.
  • the second photoelectric conversion unit 41 and the third photoelectric conversion unit 43 for example, blue light and red light are photoelectrically converted, respectively, due to a difference in absorption coefficient.
  • green light is photoelectrically converted.
  • the charges generated by the photoelectric conversion in the second photoelectric conversion unit 41 and the third photoelectric conversion unit 43 are temporarily stored in the second photoelectric conversion unit 41 and the third photoelectric conversion unit 43, respectively, and then each of the vertical transistors ( transferred by illustrating the gate portion 45) and the transfer transistor (illustrating the gate portion 46) to the second floating diffusion region (floating diffusion) FD 2 and the third floating diffusion layer FD 3, further external readout circuit (FIG. (Not shown).
  • These transistors and the floating diffusion layers FD 2 and FD 3 are also formed on the semiconductor substrate 70.
  • the charge generated by the photoelectric conversion in the first photoelectric conversion unit 11 ′ is attracted to the charge storage electrode 24 and stored in the photoelectric conversion layer 23 during charge storage.
  • charge accumulated in the photoelectric conversion layer 23 is stored first electrode 21, the contact hole 61, via the wiring layer 62, the first floating diffusion layer FD 1 formed on the semiconductor substrate 70 .
  • the first photoelectric conversion unit 11 ′ is also connected to a gate unit 52 of an amplification transistor that converts a charge amount into a voltage via a contact hole 61 and a wiring layer 62.
  • the first floating diffusion layer FD 1 constitutes a part of the reset transistor (illustrating the gate portion 51).
  • the reference numerals 63, 64, 65, 66, 71, 72, 76, 81, 83, 90 and the like will be described in a fourth embodiment.
  • FIG. 51 shows a simplified configuration and structure of the first imaging device 11, the second imaging device 13, and the third imaging device 15.
  • four image pickup devices 11, 13, and 15 are 1
  • One first electrode and one floating diffusion layer FD 1 , FD 2 , FD 3 are shared.
  • 52A and 52B two of the four first image sensors are illustrated. Two image sensors not shown are provided behind the two image sensors shown in the drawing.
  • the image pickup element block 10 1 by the first image sensor 11 11, 11 12 and a total of four first image sensor of the two first image sensor (not shown) is configured
  • the first image sensor 11 13, 11 14 and not shown imaging device block 10 2 is constituted by two total of four first image sensor of the first image sensor.
  • the imaging element blocks 12 1 by the second image pickup element 13 11, 13 12 and a total of four second imaging element two second image sensor (not shown) is configured
  • the second imaging element 13 13, 13 14 and not shown image sensor block 12 2 is constituted by two total of four second imaging element of the second image sensor.
  • the imaging element blocks 14 1 by a total of four third imaging device of the third image pickup element 15 11, 15 12 and not shown two third imaging device is configured, the third image sensor 15 13, 15 14 and not shown image sensor block 14 2 is constituted by two total of four third imaging device of the third image pickup device.
  • this arrangement in the imaging device structure, may be subject on the relationship between the layout constraints on the arrangement of the first floating diffusion layer FD 1 and the contact hole 61. Therefore, as shown in a schematic partial cross-sectional view in FIG. 52B, for example, the first image sensor 11 is shifted by one image sensor with respect to the second image sensor 13 and the third image sensor 15. Form.
  • the barycentric coordinates of the addition signal obtained from the second image sensor block 12 1, 3 are aligned to the center of gravity coordinates of the addition signal obtained from the image pickup element block 14 1, but taken from the first image sensor block 10 1
  • the coordinates of the center of gravity of the added signal deviate, which hinders the subsequent image processing.
  • the signals obtained by the second image sensor block 12 1 and the third image sensor block 14 1 can be added, but the signals obtained by the first image sensor block 10 1 cannot be added thereto. .
  • an object of the present disclosure is to provide a solid-state imaging device having a configuration and structure that can add signals obtained by a plurality of photoelectric conversion elements in order to increase sensitivity and that are not easily restricted by layout. To provide.
  • a solid-state imaging device for achieving the above object, It has a plurality of image sensor blocks each including P ⁇ Q (where P ⁇ 2, Q ⁇ 1) image sensors, Each image sensor has a photoelectric conversion layer, an insulating layer, and a photoelectric conversion unit including a charge storage electrode disposed to face the photoelectric conversion layer with the insulating layer interposed therebetween.
  • a first charge transfer control electrode is provided between the imaging device and the imaging device
  • a second charge transfer control electrode is provided between the imaging device block and the imaging device block
  • P imaging devices are arranged along a first direction
  • Q imaging devices are arranged along a second direction
  • the charge accumulated in the photoelectric conversion layer of the (P-1) -th imaging device from the first imaging device along the first direction is the P-th imaging device. It is transferred to the photoelectric conversion layer of the element and is read out together with the charges accumulated in the photoelectric conversion layers of the Q Pth imaging elements.
  • a solid-state imaging device for achieving the above object includes a stacked-type imaging device having at least one imaging device included in the solid-state imaging device according to the first embodiment of the present disclosure. ing.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating an arrangement state of an imaging element block, a charge storage electrode, a first charge transfer control electrode, a second charge transfer control electrode, and a first electrode in the solid-state imaging device according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating an arrangement state of an imaging element block and a two-layer lower imaging element block in the solid-state imaging device according to the first embodiment.
  • FIGS. 3A, 3B, and 3C are diagrams schematically showing a potential applied to each electrode and a charge (electron) accumulation state during the charge accumulation period in the solid-state imaging device according to the first embodiment.
  • FIGS. 1 is a diagram schematically illustrating an arrangement state of an imaging element block, a charge storage electrode, a first charge transfer control electrode, a second charge transfer control electrode, and a first electrode in the solid-state imaging device according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating an arrangement state of an imaging element block and a two-layer lower imaging element block
  • FIGS. 5A, 5B, and 5C are diagrams schematically showing a potential applied to each electrode and an accumulation state of charges (electrons) immediately after the start of the first charge transfer period in the solid-state imaging device according to the first embodiment. is there.
  • FIGS. 5A, 5B, and 5C are diagrams schematically showing a potential applied to each electrode and an accumulation state of charges (electrons) immediately before the end of the first charge transfer period in the solid-state imaging device according to the first embodiment.
  • 6A, 6B, and 6C are diagrams schematically illustrating the potential applied to each electrode and the accumulation state of charges (electrons) during the second charge transfer period in the solid-state imaging device according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram schematically illustrating an arrangement state of an imaging element block, a charge storage electrode, a first charge transfer control electrode, a second charge transfer control electrode, and a first electrode in the solid-state imaging device according to the second embodiment.
  • FIG. 8 is a diagram schematically illustrating an arrangement state of an imaging element block, a charge storage electrode, a first charge transfer control electrode, a second charge transfer control electrode, and a first electrode in the solid-state imaging device according to the third embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram schematically illustrating an arrangement state of an imaging element block, a charge storage electrode, a first charge transfer control electrode, a second charge transfer control electrode, and a first electrode in a modification of the solid-state imaging device according to the third embodiment. It is.
  • FIG. 8 is a diagram schematically illustrating an arrangement state of an imaging element block, a charge storage electrode, a first charge transfer control electrode, a second charge transfer control electrode, and a first electrode in a modification of the solid-state imaging device according to the
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of a part of the image sensor (two image sensors arranged side by side) of the fourth embodiment.
  • FIG. 11 is a schematic partial cross-sectional view of one of the imaging device and the stacked imaging device of the fourth embodiment.
  • FIG. 12 is an equivalent circuit diagram of the imaging device and the stacked imaging device of the fourth embodiment.
  • FIG. 13 is an equivalent circuit diagram of the imaging device and the stacked imaging device of the fourth embodiment.
  • FIG. 14 is a conceptual diagram of the solid-state imaging device according to the fourth embodiment.
  • FIG. 15 is an equivalent circuit diagram of a modified example (modified example 1 of the fourth embodiment) of the imaging device and the stacked-type imaging device of the fourth embodiment.
  • FIG. 16 is a schematic cross-sectional view of a modification (modification 2 of Example 4) of the image sensor of Example 4 (two image sensors arranged side by side).
  • 17A and 17B are schematic cross-sectional views of an image sensor (two image sensors arranged side by side) of Example 5 and a part of a modified example thereof.
  • FIG. 18 is a schematic partial cross-sectional view of the imaging device and the stacked imaging device of the sixth embodiment.
  • FIG. 19 is a schematic partial cross-sectional view of the imaging device and the stacked imaging device of the seventh embodiment.
  • FIG. 20 is a schematic partial cross-sectional view of a modified example of the imaging device and the stacked imaging device of the seventh embodiment.
  • FIG. 21 is a schematic partial cross-sectional view of a part of the imaging device and the stacked imaging device according to the eighth embodiment.
  • FIG. 22 is an equivalent circuit diagram of the imaging device and the stacked imaging device of the eighth embodiment.
  • FIG. 23 is an equivalent circuit diagram of the imaging device and the stacked imaging device of the eighth embodiment.
  • FIG. 24 is a schematic partial cross-sectional view of a part of the imaging device and the stacked imaging device of the ninth embodiment.
  • FIG. 25 is an equivalent circuit diagram of the imaging device and the stacked imaging device of the ninth embodiment.
  • FIG. 26 is an equivalent circuit diagram of the imaging device and the stacked imaging device of the ninth embodiment.
  • FIG. 27 is a schematic partial cross-sectional view of the imaging device and the stacked imaging device of Example 10.
  • FIG. 28 is a schematic partial cross-sectional view in which the portion where the charge storage electrode, the photoelectric conversion layer, and the second electrode are stacked in the imaging element of Example 10 is enlarged.
  • FIG. 29 is a schematic partial cross-sectional view in which the portion where the charge storage electrode, the photoelectric conversion layer, and the second electrode are stacked in the imaging element of Example 11 is enlarged.
  • FIG. 30 is a schematic partial cross-sectional view of the imaging device and the stacked imaging device of Example 12.
  • FIG. 31 is a schematic partial cross-sectional view of the imaging devices of Example 13 and Example 14, and the stacked imaging device.
  • 32A and 32B are schematic plan views of a charge storage electrode segment according to the fourteenth embodiment.
  • FIG. 33A and 33B are schematic plan views of a charge storage electrode segment according to the fourteenth embodiment.
  • FIG. 34 is a schematic partial cross-sectional view of the imaging devices of Examples 15 and 14 and the stacked imaging device.
  • 35A and 35B are schematic plan views of a charge storage electrode segment according to the fifteenth embodiment.
  • FIG. 36 is a diagram schematically illustrating an arrangement state of charge storage electrodes and the like in the solid-state imaging device according to Embodiment 16.
  • FIG. 37 is a schematic partial cross-sectional view of the solid-state imaging device according to Embodiment 16.
  • FIG. 38 is a schematic partial cross-sectional view of the solid-state imaging device according to the sixteenth embodiment.
  • FIG. 39 is a schematic partial cross-sectional view of another modified example of the imaging device and the stacked imaging device of the fourth embodiment.
  • FIG. 40 is a schematic partial cross-sectional view of still another modified example of the imaging device and the stacked imaging device of the fourth embodiment.
  • 41A, 41B, and 41C are enlarged schematic partial cross-sectional views of an image sensor of Example 4, a first electrode portion of still another modified example of the stacked image sensor, and the like.
  • FIG. 42 is a schematic partial cross-sectional view of still another modified example of the imaging device and the stacked imaging device of the fourth embodiment.
  • FIG. 43 is a schematic partial cross-sectional view of still another modified example of the imaging device and the stacked imaging device of the fourth embodiment.
  • FIG. 40 is a schematic partial cross-sectional view of still another modified example of the imaging device and the stacked imaging device of the fourth embodiment.
  • 41A, 41B, and 41C are enlarged schematic partial cross-sectional views of an image sensor of Example 4, a first electrode portion
  • FIG. 44 is a schematic partial cross-sectional view of still another modified example of the imaging device and the stacked imaging device of the fourth embodiment.
  • FIG. 45 is a schematic partial cross-sectional view of another modified example of the imaging device and the stacked imaging device of the eighth embodiment.
  • FIG. 46 is a schematic partial cross-sectional view of still another modified example of the imaging device and the stacked imaging device of the fourth embodiment.
  • FIG. 47 is a schematic partial cross-sectional view of still another modified example of the imaging device and the stacked imaging device of the eighth embodiment.
  • FIG. 48 is a schematic partial cross-sectional view in which a portion where a charge storage electrode, a photoelectric conversion layer, and a second electrode are stacked in a modification of the imaging device of Embodiment 10 is enlarged.
  • FIG. 48 is a schematic partial cross-sectional view in which a portion where a charge storage electrode, a photoelectric conversion layer, and a second electrode are stacked in a modification of the imaging device of Embodiment 10 is
  • FIG. 49 is a schematic partial cross-sectional view in which a portion where a charge storage electrode, a photoelectric conversion layer, and a second electrode are stacked in a modification of the imaging element of Example 11 is enlarged.
  • FIG. 50 is a conceptual diagram of an example in which an electronic device (camera) is used as a solid-state imaging device including the imaging device and the stacked imaging device of the present disclosure.
  • FIG. 51 is a conceptual diagram of a conventional stacked image sensor (stacked solid-state imaging device).
  • 52A and 52B are schematic partial cross-sectional views of a conventional solid-state imaging device.
  • FIG. 53 is a block diagram illustrating an example of a schematic configuration of a vehicle control system.
  • FIG. 54 is an explanatory diagram illustrating an example of the installation positions of the outside-of-vehicle information detection unit and the imaging unit.
  • FIG. 55 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration of an endoscopic surgery system.
  • FIG. 56 is a block diagram illustrating an example of a functional configuration of the camera head and the CCU.
  • Embodiment 4 (Modification of Embodiments 1 to 3) 6.
  • Example 5 another modification of Examples 1 to 3) 7.
  • Embodiment 6 (Modification of Embodiments 4 and 5) 8.
  • Embodiment 7 (Modification of Embodiments 4 to 6) 9.
  • Embodiment 8 (Modification of Embodiments 4 to 7, imaging element provided with transfer control electrode) 10.
  • Ninth Embodiment (Modification of Fourth to Eighth Embodiments, Image Sensor with a Plurality of Charge Storage Electrode Segments) 11.
  • Embodiment 10 (Modifications of Embodiments 4 to 9, imaging elements of first and sixth configurations) 12.
  • Example 11 Imaging elements of second and sixth configurations of the present disclosure) 13.
  • Example 12 (third configuration imaging device) 14.
  • Example 13 (fourth configuration image sensor) 15.
  • Example 14 (fifth configuration image sensor) 16.
  • Example 15 (image sensor of sixth configuration) 17.
  • Example 16 (the solid-state imaging device according to the first embodiment of the present disclosure) 18.
  • the solid-state imaging device In the solid-state imaging device according to the second embodiment of the present disclosure, at least one layer of a lower imaging element block is provided below the plurality of imaging element blocks,
  • the lower image sensor block is composed of a plurality of (specifically, P P along the first direction and Q P ⁇ Q along the second direction) image sensors,
  • the wavelength of the light received by the image sensor constituting the image sensor block may be different from the wavelength of the light received by the image sensor constituting the lower image sensor block.
  • the lower imaging element block may be provided in two layers.
  • a plurality of (specifically, P ⁇ Q) imaging elements constituting the lower imaging element block are shared. It can be configured to have a floating diffusion layer formed.
  • the solid-state imaging device according to the second embodiment of the present disclosure including the preferred embodiments described above, or the solid-state imaging device according to the first embodiment of the present disclosure (hereinafter, these solid-state imaging devices are collectively referred to as For convenience, this is referred to as “the solid-state imaging device or the like of the present disclosure”), under the control of the second charge transfer control electrode, is stored in the photoelectric conversion layer between the imaging devices between adjacent imaging device blocks. The movement of the charge may be prohibited.
  • the imaging device further includes a first electrode and a second electrode,
  • the photoelectric conversion unit is configured by stacking a first electrode, a photoelectric conversion layer, and a second electrode,
  • the charge storage electrode is disposed separately from the first electrode, and is disposed to face the photoelectric conversion layer with an insulating layer interposed therebetween.
  • the first electrodes of the Q image pickup devices constituting the P-th image pickup device can be shared.
  • Each image sensor block has a control unit,
  • the control unit includes at least a floating diffusion layer and an amplification transistor,
  • the shared first electrode can be configured to be connected to the control unit.
  • the plurality of imaging element blocks are arranged in a two-dimensional matrix in a first direction and a second direction different from the first direction.
  • the second charge transfer control electrode includes a second 2-A charge transfer control electrode located between image pickup devices constituting adjacent image pickup device blocks along the first direction, Under the control of the 2-A charge transfer control electrode, transfer of charges accumulated in the photoelectric conversion layer between image pickup devices between image pickup device blocks adjacent to each other along the first direction is prohibited. be able to. Note that such a configuration is referred to as a “solid-state imaging device according to a first configuration” for convenience.
  • the second charge transfer control electrode includes a second-B charge transfer control electrode located between image pickup devices forming adjacent image pickup device blocks in the second direction. Under the control of the 2-B charge transfer control electrode, the transfer of the charges accumulated in the photoelectric conversion layer between the image pickup devices between the adjacent image pickup device blocks along the second direction is prohibited. be able to. Note that such a configuration is referred to as a “solid-state imaging device according to the 1-A configuration” for convenience.
  • the first charge transfer control electrode is a first charge transfer control electrode located between the imaging elements adjacent to each other along the first direction in the imaging element block. It is possible to have a configuration including an -A charge transfer control electrode and a 1-B charge transfer control electrode located between the image sensors adjacent in the second direction.
  • the adjacent 2-B charge transfer control electrodes are connected in adjacent image sensor blocks, and further, the 2-A charge transfer control is performed.
  • a configuration in which the electrodes are connected can be employed. Note that such a configuration is referred to as a “solid-state imaging device according to the 1-B-th configuration” for convenience.
  • the first charge transfer control electrode includes a first-A charge transfer control electrode located between image sensors adjacent to each other along the first direction in the image sensor block, and a first charge transfer control electrode located in the second direction. And a first-B charge transfer control electrode located between the image sensors adjacent to each other along with the first-A charge transfer control electrode and the first 1-A charge transfer control electrode.
  • the -B charge transfer control electrodes may be connected.
  • the adjacent 2-B charge transfer control electrode in the imaging device block, the adjacent 2-B charge transfer control electrode is connected, and further, in the adjacent imaging device block, the adjacent second-B charge transfer control electrode is connected.
  • the -B charge transfer control electrodes may be connected.
  • the first charge transfer control electrode includes a first-A charge transfer control electrode located between image sensors adjacent to each other along the first direction in the image sensor block, and a first charge transfer control electrode located in the second direction.
  • a first-B charge transfer control electrode may be provided between adjacent image sensors along the line, and the first-B charge transfer control electrodes are connected in the image pickup device block. It can be configured.
  • the first charge transfer control electrode and the second charge transfer control electrode are provided on the photoelectric conversion layer located between the adjacent image pickup devices.
  • a mode can be provided in a region opposed to the region with an insulating layer interposed therebetween.
  • the first charge transfer control electrode and the second charge transfer control electrode may be referred to as a “lower first charge transfer control electrode” and a “lower second charge transfer control electrode” for convenience.
  • the first charge transfer control electrode and the second charge transfer control electrode may be provided on a region of the photoelectric conversion layer located between the adjacent image pickup devices and separated from the second electrode. Can be.
  • the first charge transfer control electrode and the second charge transfer control electrode may be referred to as an “upper first charge transfer control electrode” and an “upper second charge transfer control electrode” for convenience.
  • the imaging is performed.
  • the configuration and structure in a pixel region in which a plurality of elements are arranged can be simplified and miniaturized.
  • One floating diffusion layer is provided for one image sensor block composed of P ⁇ Q image sensors.
  • the P ⁇ Q image sensors provided for one floating diffusion layer may be composed of a plurality of first type image sensors to be described later, or at least one first type image sensor. And one or more second-type image sensors to be described later.
  • the (P-1) -th to (P-1) -th imaging elements under the control of the first charge transfer control electrode, the (P-1) -th to (P-1) -th imaging elements along the first direction.
  • the charge accumulated in the photoelectric conversion layer of the imaging device of No. 1 is transferred to the photoelectric conversion layer of the P-th imaging device, and is read out together with the charge accumulated in the photoelectric conversion layer of the Q P-th imaging device.
  • Such a reading method is referred to as a “first mode reading method” for convenience.
  • signals obtained by four photoelectric conversion elements are added to increase the sensitivity.
  • the second mode readout method can be employed in addition to the first mode readout method. Switching between the first mode readout method and the second mode readout method can be achieved by providing an appropriate switching unit in the solid-state imaging device.
  • the reading method in the second mode means that the charges accumulated in the photoelectric conversion layers of the plurality of imaging elements adjacent to the first electrode shared by the plurality of imaging elements are sequentially passed through the first electrode.
  • This is a method of reading data.
  • P ⁇ Q imaging elements can share one floating diffusion layer by appropriately controlling the timing of the charge transfer period.
  • the P ⁇ Q image sensors are operated in cooperation with each other, and are connected to a drive circuit described later as a unit of the image sensor. That is, P ⁇ Q image sensors constituting a unit of the image sensor are connected to one drive circuit. However, the control of the charge storage electrode is performed for each image sensor.
  • P ⁇ Q imaging elements may share one contact hole.
  • the arrangement relationship between the first electrode shared by the P ⁇ Q image sensors and the charge storage electrode of each image sensor is such that the first electrode is arranged adjacent to the charge storage electrode of each image sensor. In some cases.
  • the first electrode is arranged adjacent to a part of the charge accumulation electrodes of the P ⁇ Q imaging elements, and is adjacent to the remaining charge accumulation electrodes of the P ⁇ Q imaging elements. In this case, the movement of the charge from the rest of the P ⁇ Q imaging elements to the first electrode is the same as the movement of the adjacent imaging element unit via the first electrode. Become.
  • Second charge transfer period the first charge transfer period the charge accumulation period first electrode V 11 V 12 V 13 Second electrode V 21 V 22 V 23 Electrode for charge storage V 31 V 32 V 33 1st charge transfer control electrode 1st-A charge transfer control electrode V 41-A V 42-A V 43-A 1st-B charge transfer control electrode V 41-B V 42-B V 43-B Second charge transfer control electrode Second 2-A charge transfer control electrode V 51-A V 52-A V 53-A Second 2-B charge transfer control electrode V 51-B V 52-B V 53-B Transfer control electrode V 61 V 62 V 63 Charge discharging electrode V 71 V 72 V 73
  • the image sensor (hereinafter, for convenience, referred to as “the image sensor in the present disclosure”) that forms the image sensor block of the solid-state imaging device or the like of the present disclosure including the above-described preferred embodiments and configurations further includes a semiconductor substrate.
  • the photoelectric conversion unit may be arranged above the semiconductor substrate.
  • the first electrode, the charge storage electrode, the second electrode, the first charge transfer control electrode, the second charge transfer control electrode, and the various electrodes are connected to a drive circuit described later.
  • the imaging element according to the present disclosure including the various preferable modes and configurations described above is disposed between the first electrode and the charge storage electrode, and is separated from the first electrode and the charge storage electrode.
  • a mode may be further provided with a transfer control electrode (charge transfer electrode) arranged to face the photoelectric conversion layer with the insulating layer interposed therebetween.
  • a transfer control electrode charge transfer electrode
  • the imaging device in the present disclosure which includes a transfer control electrode, the charge accumulation period, the potential applied to the transfer control electrode when the V 61, the potential of the first electrode of the second electrode
  • V 61 the potential of the first electrode of the second electrode
  • V 33 the potential applied to the transfer control electrode is V 63
  • V 33 the potential of the first electrode is higher than the potential of the second electrode
  • the charge discharging electrode connected to the photoelectric conversion layer and spaced apart from the first electrode and the charge storage electrode. May be further provided.
  • the imaging element according to the embodiment of the present disclosure having such a configuration is referred to as an “imaging element according to the present disclosure including a charge discharging electrode” for convenience.
  • the charge discharging electrode may be arranged so as to surround the first electrode and the charge storage electrode (that is, in a frame shape).
  • the charge discharging electrode can be shared (shared) by a plurality of imaging devices.
  • the first charge transfer control electrode and the second charge transfer control electrode include an upper first charge transfer control electrode and an upper second charge transfer control electrode.
  • the photoelectric conversion layer extends in the second opening provided in the insulating layer, is connected to the charge discharging electrode, The edge of the top surface of the charge discharging electrode is covered with an insulating layer, A charge discharge electrode is exposed at the bottom of the second opening,
  • the surface of the insulating layer in contact with the top surface of the charge discharging electrode is the third surface
  • the surface of the insulating layer in contact with the portion of the photoelectric conversion layer facing the charge storage electrode is the second surface
  • the side surface of the second opening is , A form having a slope that spreads from the third surface toward the second surface.
  • a control unit provided on the semiconductor substrate and having a drive circuit
  • the first electrode, the charge storage electrode, and the charge discharge electrode are connected to a drive circuit
  • the driving circuit In the charge accumulation period, the driving circuit, the potential V 11 is applied to the first electrode, the potential V 31 is applied to the charge storage electrode, the potential V 71 is applied to the charge discharging electrodes, electric charges accumulated in the photoelectric conversion layer
  • the driving circuit In the second charge transfer period, the driving circuit, the potential V 13 is applied to the first electrode, the potential V 33 is applied to the charge storage electrode, the potential V 73 is applied to the charge discharging electrode, accumulated in the photoelectric conversion layer
  • the configuration may be such that the charge is read out to the control unit via the first electrode.
  • the charge storage electrode may be configured to include a plurality of charge storage electrode segments.
  • an image sensor according to the present disclosure of the present disclosure may be referred to as “an image sensor according to the present disclosure including a plurality of charge storage electrode segments” for convenience.
  • the number of charge storage electrode segments may be two or more.
  • the imaging device according to the present disclosure including the plurality of charge storage electrode segments when applying a different potential to each of the N charge storage electrode segments, When the potential of the first electrode is higher than the potential of the second electrode, the potential is applied to the charge storage electrode segment (first photoelectric conversion segment) located closest to the first electrode during the second charge transfer period.
  • the potential to be applied is higher than the potential applied to the charge storage electrode segment (the Nth photoelectric conversion unit segment) located farthest from the first electrode, When the potential of the first electrode is lower than the potential of the second electrode, the potential is applied to the charge storage electrode segment (first photoelectric conversion unit segment) located closest to the first electrode during the second charge transfer period.
  • the applied potential may be lower than the potential applied to the charge storage electrode segment (the N-th photoelectric conversion unit segment) located farthest from the first electrode.
  • the size of the charge storage electrode may be larger than the first electrode. Assuming that the area of the charge storage electrode is s 1 ′ and the area of the first electrode is s 1 , 4 ⁇ s 1 '/ s 1 Is preferably satisfied.
  • the second electrode located on the light incident side may be shared by a plurality of image sensors, except when the upper charge transfer control electrode is formed. That is, the second electrode can be a so-called solid electrode.
  • the photoelectric conversion layer can be shared by a plurality of imaging devices. That is, a mode in which one photoelectric conversion layer is formed in a plurality of imaging elements can be employed.
  • the first electrode extends in the opening provided in the insulating layer and is connected to the photoelectric conversion layer. can do.
  • the photoelectric conversion layer can extend in the opening provided in the insulating layer and be connected to the first electrode.
  • the edge of the top surface of the first electrode is covered with an insulating layer, The first electrode is exposed at the bottom of the opening, When the surface of the insulating layer in contact with the top surface of the first electrode is the first surface, and the surface of the insulating layer in contact with the portion of the photoelectric conversion layer facing the charge storage electrode is the second surface, the side surface of the opening is the second surface.
  • the opening may have a slope extending from the first surface to the second surface, and the side surface of the opening having the slope extending from the first surface to the second surface may be located on the charge storage electrode side. It can be taken as a form. Note that another layer is formed between the photoelectric conversion layer and the first electrode (for example, a material layer suitable for charge storage is formed between the photoelectric conversion layer and the first electrode). Is included.
  • the semiconductor substrate is provided with at least a floating diffusion layer and an amplification transistor that constitute a control unit,
  • the first electrode may be connected to the floating diffusion layer and the gate of the amplification transistor.
  • the semiconductor substrate is further provided with a reset transistor and a selection transistor that constitute a control unit,
  • the floating diffusion layer is connected to one source / drain region of the reset transistor,
  • One source / drain region of the amplification transistor may be connected to one source / drain region of the selection transistor, and the other source / drain region of the selection transistor may be connected to a signal line.
  • examples of modifications of the imaging device according to the present disclosure including the various preferable modes and configurations described above include imaging devices having first to sixth configurations described below. That is, in the imaging devices of the first to sixth configurations in the imaging device of the present disclosure including the various preferable modes and configurations described above,
  • the photoelectric conversion unit is composed of N (where N ⁇ 2) photoelectric conversion unit segments
  • the photoelectric conversion layer is composed of N photoelectric conversion layer segments
  • the insulating layer is composed of N insulating layer segments
  • the charge storage electrode includes N charge storage electrode segments.
  • the charge storage electrode includes N charge storage electrode segments that are spaced apart from each other.
  • the photoelectric conversion unit segment having a larger value of n is located farther from the first electrode.
  • the thickness of the insulating layer segment gradually changes from the first photoelectric conversion unit segment to the Nth photoelectric conversion unit segment.
  • the thickness of the photoelectric conversion layer segment gradually changes from the first photoelectric conversion unit segment to the Nth photoelectric conversion unit segment.
  • the material forming the insulating layer segment is different between the adjacent photoelectric conversion unit segments.
  • the material forming the charge storage electrode segment is different between the adjacent photoelectric conversion unit segments.
  • the area of the charge storage electrode segment gradually decreases from the first photoelectric conversion unit segment to the Nth photoelectric conversion unit segment. Note that the area may be continuously reduced or may be reduced stepwise.
  • the stacking direction of the charge storage electrode, the insulating layer, and the photoelectric conversion layer is set in the Z direction, and the first electrode is stacked.
  • the cross-sectional area of the laminated portion obtained by cutting the laminated portion where the charge storage electrode, the insulating layer, and the photoelectric conversion layer are laminated on the YZ virtual plane is the distance from the first electrode.
  • the change in the cross-sectional area may be a continuous change or a step-like change.
  • the N photoelectric conversion layer segments are provided continuously, and the N insulating layer segments are also provided continuously, and the N charge storage electrodes are provided. The segments are also provided continuously.
  • the N photoelectric conversion layer segments are provided continuously.
  • N insulating layer segments are provided continuously, while in the image pickup device of the third configuration, the N insulating layer segments are Is provided corresponding to each of.
  • the N charge storage electrode segments are provided corresponding to each of the photoelectric conversion unit segments. I have.
  • the same potential is applied to all of the charge storage electrode segments.
  • different potentials may be applied to each of the N charge storage electrode segments.
  • the thickness of the insulating layer segment is defined, or Further, the thickness of the photoelectric conversion layer segment is specified, or the material constituting the insulating layer segment is different, or the material constituting the charge storage electrode segment is different, or the charge storage electrode segment is different. Since the area is defined or the cross-sectional area of the laminated portion is defined, a kind of charge transfer gradient is formed, and the charge generated by photoelectric conversion can be more easily and reliably transferred to the first electrode. It becomes possible to transfer. As a result, it is possible to prevent the occurrence of an afterimage and the occurrence of a charge transfer residue.
  • a solid-state imaging device including a plurality of the imaging elements having the above-described first to sixth configurations can be used.
  • a solid-state imaging device including a plurality of stacked imaging devices having at least one imaging device having the above-described first to sixth configurations can be provided.
  • the photoelectric conversion unit segment having a larger value of n is located farther from the first electrode, but whether or not it is farther from the first electrode is determined in the X direction.
  • the direction away from the first electrode is defined as the X direction, but the “X direction” is defined as follows. That is, the pixel region in which a plurality of image sensors or stacked-type image sensors are arranged is composed of pixels arranged in a two-dimensional array, that is, regularly arranged in the X and Y directions.
  • the planar shape of the pixel When the planar shape of the pixel is rectangular, the direction in which the side closest to the first electrode extends is defined as the Y direction, and the direction orthogonal to the Y direction is defined as the X direction.
  • the planar shape of the pixel is an arbitrary shape, the overall direction including the line segment or curve closest to the first electrode is defined as the Y direction, and the direction orthogonal to the Y direction is defined as the X direction.
  • the potential of the first electrode is higher than the potential of the second electrode
  • the potential of the first electrode is lower than the potential of the second electrode.
  • the level of the potential may be reversed.
  • the thickness of the insulating layer segment gradually changes from the first photoelectric conversion unit segment to the Nth photoelectric conversion unit segment. May gradually become thicker or thinner, whereby a kind of charge transfer gradient is formed.
  • the thickness of the insulating layer segment When the charge to be stored is electrons, the thickness of the insulating layer segment may be gradually increased, and when the charge to be stored is holes, the thickness of the insulating layer segment may be gradually increased. What is necessary is just to employ
  • the thickness of the photoelectric conversion layer segment gradually changes from the first photoelectric conversion unit segment to the Nth photoelectric conversion unit segment.
  • the thickness of the layer segments may be progressively thicker or thinner, which forms a kind of charge transfer gradient.
  • the thickness of the photoelectric conversion layer segment When charges to be stored are electrons, the thickness of the photoelectric conversion layer segment may be gradually increased, and when charges to be stored are holes, the thickness of the photoelectric conversion layer segment may be increased. It is only necessary to adopt a configuration that gradually becomes thinner.
  • the thickness of the photoelectric conversion layer segment gradually increases, when the state of V 31 ⁇ V 11 is satisfied during the charge storage period, and when the thickness of the photoelectric conversion layer segment gradually decreases, the charge storage When the state becomes V 31 ⁇ V 11 in the period, a stronger electric field is applied to the n-th photoelectric conversion unit segment than to the (n + 1) -th photoelectric conversion unit segment, and the n-th photoelectric conversion segment increases from the first photoelectric conversion segment. The flow of charges to the first electrode can be reliably prevented.
  • the material forming the insulating layer segment is different in the adjacent photoelectric conversion unit segments, which forms a kind of charge transfer gradient. It is preferable that the value of the relative dielectric constant of the material forming the insulating layer segment gradually decreases from the segment to the Nth photoelectric conversion segment.
  • the material forming the charge storage electrode segment is different between the adjacent photoelectric conversion unit segments, which forms a kind of charge transfer gradient. It is preferable that the work function value of the material forming the insulating layer segment gradually increases from the conversion section segment to the N-th photoelectric conversion section segment.
  • the area of the charge storage electrode segment gradually decreases from the first photoelectric conversion unit segment to the Nth photoelectric conversion unit segment. Since a kind of charge transfer gradient is formed, when the state of V 31 ⁇ V 11 is satisfied during the charge accumulation period, the n-th photoelectric conversion unit segment is more than the (n + 1) -th photoelectric conversion segment. Many charges can be stored. Then, in a state of V 33 ⁇ V 13 in the second charge transfer period, the flow of charge from the first photoelectric conversion unit segment to the first electrode and the (n + 1) th photoelectric conversion unit segment to the nth The flow of electric charges to the third photoelectric conversion unit segment can be reliably ensured.
  • the cross-sectional area of the stacked portion changes depending on the distance from the first electrode, thereby forming a kind of charge transfer gradient.
  • the thickness of the cross section of the stacked portion is constant and the width of the cross section of the stacked portion is reduced as the distance from the first electrode is increased, as described in the imaging device of the fifth configuration, In the charge accumulation period, when a state of V 31 ⁇ V 11 is satisfied, more charge can be accumulated in a region near the first electrode than in a region far from the first electrode.
  • the image pickup device of the first configuration can be used. As described above, in the state of V 31 ⁇ V 11 during the charge storage period, a region closer to the first electrode can store more charges than a region farther from the first electrode, and a strong electric field is generated.
  • the flow of charges from a region near the first electrode to the first electrode can be reliably prevented.
  • the second charge transfer period when the state of V 33 ⁇ V 13 is satisfied, the flow of charges from the region near the first electrode to the first electrode and the flow of charges from the region far from the region near the electrode are reliably ensured. can do.
  • the charge accumulation period becomes V 31 ⁇ V 11 , A stronger electric field is applied to a region closer to the first electrode than to a region farther from the region, and the flow of charges from the region closer to the first electrode to the first electrode can be reliably prevented.
  • the second charge transfer period when the state of V 33 ⁇ V 13 is satisfied, the flow of charges from the region near the first electrode to the first electrode and the flow of charges from the region far from the region near the electrode are reliably ensured. can do.
  • light is incident from the second electrode side, and a light shielding layer is formed on the light incident side from the second electrode. It can be.
  • light may be incident from the second electrode side, and light may not be incident on the first electrode (in some cases, the first electrode and the transfer control electrode).
  • a light-shielding layer may be formed on the light incident side of the second electrode and above the first electrode (in some cases, the first electrode and the transfer control electrode).
  • an on-chip micro lens is provided above the charge storage electrode and the second electrode, and light incident on the on-chip micro lens is focused on the charge storage electrode. It can be in a form.
  • the light shielding layer may be provided above the light incident side surface of the second electrode, or may be provided on the light incident side surface of the second electrode. In some cases, a light shielding layer may be formed on the second electrode.
  • a material forming the light-shielding layer include chromium (Cr), copper (Cu), aluminum (Al), tungsten (W), and a resin (for example, a polyimide resin) that does not transmit light.
  • the imaging device is sensitive to blue light provided with a photoelectric conversion layer (for convenience, referred to as “first type blue photoelectric conversion layer”) that absorbs blue light (light of 425 nm to 495 nm).
  • a photoelectric conversion layer for convenience, referred to as “first type blue photoelectric conversion layer”
  • first-type blue light imaging device and a photoelectric conversion layer that absorbs green light (light of 495 nm to 570 nm)
  • first-type green photoelectric conversion layer Having a sensitivity to green light
  • first type image sensor for green light a photoelectric conversion layer
  • a photoelectric conversion layer for convenience, absorbing light of 620 nm to 750 nm.
  • An image sensor (hereinafter, referred to as a “first type red light imaging device”) having sensitivity to red light having a “first type red photoelectric conversion layer” may be used.
  • a conventional image sensor having no charge storage electrode and having sensitivity to blue light is referred to as a "second type blue light image sensor” for convenience and has sensitivity to green light.
  • the image sensor is referred to as a “second type green light image sensor” for convenience, and the image sensor having sensitivity to red light is referred to as a “second type red light image sensor” for convenience.
  • the photoelectric conversion layer forming the blue light imaging device is referred to as a “second type blue photoelectric conversion layer” for convenience, and the photoelectric conversion layer forming the second type green light imaging device is referred to as “second type blue light conversion layer” for convenience.
  • the second type red photoelectric conversion layer is referred to as a “second type red photoelectric conversion layer” for convenience.
  • the stacked image sensor according to the present disclosure has at least one image sensor (photoelectric conversion element) according to the present disclosure.
  • a first type of photoelectric conversion unit for blue light, a first type of photoelectric conversion unit for green light, and a first type of photoelectric conversion unit for red light are vertically stacked,
  • a blue light photoelectric conversion unit of the type and a first type green light photoelectric conversion unit are vertically stacked, Below these two layers of the first type photoelectric conversion units, a second type red light photoelectric conversion unit is disposed, A configuration and a structure in which the first type of blue light image sensor, the first type of green light image sensor, and the second type of red light image sensor are provided on a semiconductor substrate, respectively. Below the type green light photoelectric conversion unit, a second type blue light photoelectric conversion unit and a second type red light photoelectric conversion unit are arranged, A configuration and a structure in which each of a control unit of a first type of green light imaging device, a second type of blue light imaging device, and a second type of red light imaging device is provided on a semiconductor substrate.
  • a second type green light photoelectric conversion unit and a second type red light photoelectric conversion unit are arranged, A configuration and a structure in which the control units of the first type of blue light imaging device, the second type of green light imaging device, and the second type of red light imaging device are provided on a semiconductor substrate, respectively.
  • the arrangement order of the photoelectric conversion units in the vertical direction of these imaging devices is such that the order of the photoelectric conversion unit for blue light, the photoelectric conversion unit for green light, and the photoelectric conversion unit for red light is from the light incident direction, or To green light photoelectric converter, blue light photoelectric converter, and red light photoelectric converter. This is because light having a shorter wavelength is more efficiently absorbed on the incident surface side.
  • red Since red has the longest wavelength among the three colors, it is preferable to position the photoelectric conversion unit for red light in the lowermost layer when viewed from the light incident surface.
  • One pixel is constituted by the laminated structure of these imaging elements.
  • a first type infrared photoelectric conversion unit may be provided.
  • the photoelectric conversion layer of the first type infrared photoelectric conversion unit is made of, for example, an organic material, is the lowermost layer of the stacked structure of the first type imaging device, and is lower than the second type imaging device. It is also preferable to arrange them above.
  • a second type infrared photoelectric conversion unit may be provided below the first type photoelectric conversion unit.
  • the first electrode is formed on an interlayer insulating layer provided on a semiconductor substrate.
  • the imaging element formed on the semiconductor substrate can be of a back-illuminated type or a front-illuminated type.
  • the photoelectric conversion layer When the photoelectric conversion layer is composed of an organic material, the photoelectric conversion layer (1) It is composed of a p-type organic semiconductor. (2) It is composed of an n-type organic semiconductor. (3) It has a laminated structure of p-type organic semiconductor layer / n-type organic semiconductor layer. It has a laminated structure of a p-type organic semiconductor layer / a mixed layer of p-type organic semiconductor and n-type organic semiconductor (bulk heterostructure) / n-type organic semiconductor layer. It has a laminated structure of a p-type organic semiconductor layer / a mixed layer (bulk heterostructure) of a p-type organic semiconductor and an n-type organic semiconductor.
  • n-type organic semiconductor layer / a mixed layer (bulk heterostructure) of a p-type organic semiconductor and an n-type organic semiconductor.
  • fullerenes and fullerene derivatives eg, fullerenes (higher order fullerenes such as C60, C70, C74, etc., endohedral fullerenes, etc.) or fullerene derivatives (eg, fullerene fluorides, PCBM fullerene compounds, fullerene multimers, etc.)
  • fullerenes and fullerene derivatives eg, fullerene fluorides, PCBM fullerene compounds, fullerene multimers, etc.
  • a heterocyclic compound containing a nitrogen atom, an oxygen atom, and a sulfur atom for example, a pyridine derivative, a pyrazine derivative, a pyrimidine derivative, a triazine derivative, a quinoline derivative, a quinoxaline derivative, an isoquinoline derivative, an acridine Derivatives, phenazine derivatives, phenanthroline derivatives, tetrazole derivatives, pyrazole derivatives, imidazole derivatives, thiazole derivatives, oxazole derivatives, imidazole derivatives, benzimidazole derivatives, benzotriazole derivatives, benzoxazole derivatives, benzoxazole derivatives, carbazole derivatives, benzofuran derivatives, dibenzofuran derivatives , Subporphyrazine derivatives, polyphenylenevinylene derivatives, polybenzothiadiazole derivatives, polyfluorene
  • Examples of the group contained in the fullerene derivative include a halogen atom; a linear, branched, or cyclic alkyl group or a phenyl group; a group having a linear or condensed aromatic compound; a group having a halide; a partial fluoroalkyl group; Aryl group; arylsulfanyl group; alkylsulfanyl group; arylsulfonyl group; alkylsulfonyl group; arylsulfide group; alkylsulfide group; amino group; alkylamino group; arylamino group; A hydroxy group; an alkoxy group; an acylamino group; an acyloxy group; a carbonyl group; a carboxy group; a carboxamide group; a carboalkoxy group; an acyl group; a sulfonyl group; a cyano group; a nitro group; Fin group; phosphonic group
  • the thickness of the photoelectric conversion layer (sometimes referred to as “organic photoelectric conversion layer”) made of an organic material is not limited, but is, for example, 1 ⁇ 10 ⁇ 8 m to 5 ⁇ 10 ⁇ 7 m. , Preferably 2.5 ⁇ 10 ⁇ 8 m to 3 ⁇ 10 ⁇ 7 m, more preferably 2.5 ⁇ 10 ⁇ 8 m to 2 ⁇ 10 ⁇ 7 m, and still more preferably 1 ⁇ 10 ⁇ 7 m to 1. 8 ⁇ 10 ⁇ 7 m can be exemplified. Note that organic semiconductors are often classified as p-type and n-type.
  • the p-type means that holes can be easily transported
  • the n-type means that electrons can be easily transported
  • the inorganic semiconductor is inorganic. It is not limited to the interpretation that the semiconductor has holes or electrons as majority carriers of thermal excitation like a semiconductor.
  • examples of the material constituting the organic photoelectric conversion layer that performs green light photoelectric conversion include, for example, rhodamine-based dyes, melacyanine-based dyes, quinacridone derivatives, subphthalocyanine-based dyes (subphthalocyanine derivatives), and blue.
  • examples of a material constituting the organic photoelectric conversion layer that photoelectrically converts light include a coumaric acid dye, tris-8-hydroxyquinolialuminum (Alq3), a melanocyanine-based dye, and the like.
  • Examples of the material constituting the organic photoelectric conversion layer include a phthalocyanine dye and a subphthalocyanine dye (subphthalocyanine derivative).
  • crystalline silicon, amorphous silicon, microcrystalline silicon, crystalline selenium, amorphous selenium, and chalcopyrite-based compounds CIGS (CuInGaSe), CIS (CuInSe 2 ), CuInS 2 , CuAlS 2 , CuAlSe 2 , CuGaS 2 , CuGaSe 2 , AgAlS 2 , AgAlSe 2 , AgInS 2 , AgInSe 2 , or GaAs, InP, AlGaAs, InGaP, AlGaInP, and InGaAsP, which are III-V compounds.
  • Compound semiconductors such as CdSe, CdS, In 2 Se 3 , In 2 S 3 , Bi 2 Se 3 , Bi 2 S 3 , ZnSe, ZnS, PbSe, and PbS can be given.
  • quantum dots made of these materials can be used for the photoelectric conversion layer.
  • the photoelectric conversion layer can have a stacked structure of a lower semiconductor layer and an upper photoelectric conversion layer.
  • the efficiency of transferring charges accumulated in the photoelectric conversion layer to the first electrode can be increased.
  • electric charges generated in the photoelectric conversion layer can be temporarily held, and transfer timing and the like can be controlled. Further, generation of dark current can be suppressed.
  • the material constituting the upper photoelectric conversion layer may be appropriately selected from the various materials constituting the above photoelectric conversion layer.
  • a material forming the lower semiconductor layer a material having a large band gap energy (for example, a band gap energy of 3.0 eV or more) and having a higher mobility than the material forming the photoelectric conversion layer is used. It is preferable to use Specific examples include oxide semiconductor materials; transition metal dichalcogenides; silicon carbide; diamond; graphene; carbon nanotubes; and organic semiconductor materials such as condensed polycyclic hydrocarbon compounds and condensed heterocyclic compounds.
  • oxide semiconductor materials indium oxide, gallium oxide, zinc oxide, tin oxide, materials containing at least one of these oxides, materials obtained by adding a dopant to these materials
  • the, for example, IGZO, ITZO, IWZO, IWO , ZTO, ITO-SiO X materials, GZO, IGO, ZnSnO 3, AlZnO, GaZnO can be exemplified InZnO, also, CuI, InSbO 4, ZnMgO, CuInO 2, MgIn 2 O 4, Ageruko a material containing CdO etc. Although it is not intended to limit to these materials.
  • the electric charge to be accumulated is an electron as a material constituting the lower semiconductor layer
  • a material having an ionization potential higher than the ionization potential of the material constituting the photoelectric conversion layer can be used.
  • the charge is a hole
  • a material having an electron affinity lower than the electron affinity of the material forming the photoelectric conversion layer can be given.
  • the impurity concentration in the material forming the lower semiconductor layer is preferably 1 ⁇ 10 18 cm ⁇ 3 or less.
  • the lower semiconductor layer may have a single-layer structure or a multilayer structure. Further, the material forming the lower semiconductor layer located above the charge storage electrode may be different from the material forming the lower semiconductor layer located above the first electrode.
  • a single-chip color solid-state imaging device can be configured by the solid-state imaging devices according to the first and second embodiments of the present disclosure.
  • the solid-state imaging device including the stacked-type imaging device is different from the solid-state imaging device including the Bayer array imaging device (that is, blue, green, and red using a color filter). Is not performed), but one pixel is formed by stacking image pickup devices having sensitivity to light of a plurality of wavelengths in the incident direction of light in the same pixel, so that the sensitivity is improved and the unit is improved.
  • the pixel density per volume can be improved.
  • the organic material has a high absorption coefficient, the thickness of the organic photoelectric conversion layer can be made smaller than that of the conventional Si-based photoelectric conversion layer, and light leakage from an adjacent pixel and light incident angle can be reduced. Restrictions are relaxed.
  • a false color occurs because color signals are created by performing interpolation between pixels of three colors.
  • the second embodiment of the present disclosure including the stacked-type image sensor.
  • generation of false colors is suppressed. Since the organic photoelectric conversion layer itself also functions as a color filter, color separation is possible without providing a color filter.
  • the solid-state imaging device by using the color filter, the demand for the spectral characteristics of blue, green, and red can be eased, and high productivity can be achieved. Having.
  • an arrangement of the imaging elements in the solid-state imaging device according to the first embodiment of the present disclosure in addition to a Bayer arrangement, an interline arrangement, a G stripe RB checkerboard arrangement, a G stripe RB complete checkerboard arrangement, a checkerboard complementary color arrangement, a stripe arrangement, an oblique stripe Examples include an array, a primary color difference array, a field color difference sequential array, a frame color difference sequential array, a MOS type array, an improved MOS type array, a frame interleave array, and a field interleave array.
  • one pixel (or sub-pixel) is constituted by one image sensor.
  • a pixel region in which a plurality of image sensors according to the present disclosure or a plurality of stacked image sensors according to the present disclosure are arranged includes a plurality of pixels regularly arranged in a two-dimensional array.
  • the pixel area is usually composed of an effective pixel area that actually receives light and amplifies signal charges generated by photoelectric conversion and reads it out to a drive circuit, and a black reference pixel for outputting optical black serving as a black level reference. And an area.
  • the black reference pixel area is usually arranged on the outer periphery of the effective pixel area.
  • the imaging device including the various preferable embodiments and configurations described above, light is irradiated, photoelectric conversion occurs in the photoelectric conversion layer, and carriers are separated from holes.
  • the electrode from which holes are extracted is defined as an anode, and the electrode from which electrons are extracted is defined as a cathode.
  • the first electrode forms the anode and the second electrode forms the cathode, and conversely, a form in which the first electrode forms the cathode and the second electrode forms the anode.
  • the first electrode, the charge storage electrode, the first charge transfer control electrode, the second charge transfer control electrode, the transfer control electrode, and the second electrode are made of a transparent conductive material.
  • the first electrode, the charge storage electrode, the first charge transfer control electrode, the second charge transfer control electrode, and the transfer control electrode may be collectively referred to as a “first electrode or the like”.
  • the charge storage electrode can be made of a metal material.
  • the photoelectric conversion layer is located on the incident side, and the charge storage electrode can be made of a metal or an alloy.
  • an electrode made of a transparent conductive material may be referred to as a “transparent electrode”.
  • the band gap energy of the transparent conductive material is desirably 2.5 eV or more, preferably 3.1 eV or more.
  • the transparent conductive material constituting the transparent electrode include a conductive metal oxide. Specifically, indium oxide, indium-tin oxide (ITO, Indium Tin Oxide, Sn-doped In 2 O 3) , Crystalline ITO and amorphous ITO), indium-zinc oxide (IZO) obtained by adding indium to zinc oxide as a dopant, and indium-gallium oxide (IGO) obtained by adding indium to gallium oxide as a dopant.
  • ITO indium-tin oxide
  • IGO indium-gallium oxide
  • Indium-gallium-zinc oxide obtained by adding indium and gallium as dopants to zinc oxide
  • indium-tin-zinc oxide obtained by adding indium and tin as dopants to zinc oxide
  • IFO F-doped in 2 O 3
  • tin oxide SnO 2
  • O SnO 2 and Sb-doped
  • FTO SnO 2 of F-doped
  • aluminum was added aluminum as a dopant to zinc oxide - zinc oxide (AZO), oxide Gallium-zinc oxide (GZO) in which gallium is added as a dopant to zinc
  • titanium oxide TiO 2
  • niobium-titanium oxide TNO
  • a transparent electrode having a base layer of gallium oxide, titanium oxide, niobium oxide, nickel oxide, or the like can be given.
  • the thickness of the transparent electrode may be 2 ⁇ 10 ⁇ 8 m to 2 ⁇ 10 ⁇ 7 m, preferably 3 ⁇ 10 ⁇ 8 m to 1 ⁇ 10 ⁇ 7 m.
  • the other electrodes are preferably made of a transparent conductive material from the viewpoint of simplifying the manufacturing process.
  • Alkali metals eg, Li, Na, K, etc.
  • alkaline earth metals eg, Mg, Ca, etc.
  • Alkali metals eg, Li, Na, K, etc.
  • alkaline earth metals eg, Mg, Ca, etc.
  • Alkali metals eg, Li, Na, K, etc.
  • alkaline earth metals eg, Mg, Ca, etc.
  • Alkali metals eg, Li, Na, K, etc.
  • alkaline earth metals eg, Mg, Ca, etc.
  • Alkali metals eg, Li, Na, K, etc.
  • alkaline earth metals eg, Mg, Ca, etc.
  • Alkali metals eg, Li, Na, K, etc.
  • alkaline earth metals eg, Mg, Ca, etc.
  • Alkali metals eg, Alkaline earth metals
  • Alkaline earth metals eg
  • platinum platinum (Pt), gold (Au), palladium (Pd), chromium (Cr), nickel (Ni), aluminum (Al), silver (Ag), tantalum (Ta) ), Tungsten (W), copper (Cu), titanium (Ti), indium (In), tin (Sn), iron (Fe), cobalt (Co), molybdenum (Mo), and the like, or a metal thereof.
  • Alloys containing elements conductive particles made of these metals, conductive particles of alloys containing these metals, polysilicon containing impurities, carbon-based materials, oxide semiconductors, carbon nanotubes, graphene, etc. Materials, or a layered structure of layers containing these elements.
  • an organic material such as poly (3,4-ethylenedioxythiophene) / polystyrenesulfonic acid [PEDOT / PSS] can be used.
  • these conductive materials may be mixed with a binder (polymer) to cure a paste or ink and then used as an electrode.
  • a dry method or a wet method can be used as a method for forming the first electrode and the like and the second electrode (anode and cathode).
  • Examples of the dry method include physical vapor deposition (PVD) and chemical vapor deposition (CVD).
  • a vacuum evaporation method using resistance heating or high frequency heating an EB (electron beam) evaporation method, various sputtering methods (magnetron sputtering method, RF-DC combined bias sputtering method, ECR Sputtering method, facing target sputtering method, high frequency sputtering method), ion plating method, laser ablation method, molecular beam epitaxy method, and laser transfer method.
  • the CVD method include a plasma CVD method, a thermal CVD method, an organic metal (MO) CVD method, and a photo CVD method.
  • electrolytic plating electroless plating, spin coating, ink jet, spray coating, stamping, micro contact printing, flexographic printing, offset printing, gravure printing, dipping, etc.
  • the patterning method include chemical etching such as shadow mask, laser transfer, and photolithography, and physical etching using ultraviolet light, laser, or the like.
  • a laser planarization method, a reflow method, a CMP (Chemical Mechanical Polishing) method, or the like can be used as a technique for planarizing the first electrode or the like or the second electrode.
  • Inorganic insulating materials exemplified by metal oxide high-dielectric insulating materials such as silicon oxide-based materials; silicon nitride (SiN Y ); and aluminum oxide (Al 2 O 3 ) as materials constituting various interlayer insulating layers and insulating films.
  • metal oxide high-dielectric insulating materials such as silicon oxide-based materials; silicon nitride (SiN Y ); and aluminum oxide (Al 2 O 3 ) as materials constituting various interlayer insulating layers and insulating films.
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • PVP polyvinyl phenol
  • PVA polyvinyl alcohol
  • PC polyethylene terephthalate
  • PES polystyrene
  • silane coupling agents such as methoxysilane (AEAPTMS), 3-
  • silicon oxide-based materials silicon oxide (SiO x ), BPSG, PSG, BSG, AsSG, PbSG, silicon oxynitride (SiON), SOG (spin-on-glass), low dielectric constant materials (for example, polyaryl ether, cycloalkyl Perfluorocarbon polymer and benzocyclobutene, cyclic fluororesin, polytetrafluoroethylene, fluorinated aryl ether, fluorinated polyimide, amorphous carbon, organic SOG) can be exemplified.
  • the configuration and structure of the floating diffusion layer, the amplification transistor, the reset transistor, and the selection transistor that constitute the control unit can be the same as those of the conventional floating diffusion layer, the amplification transistor, the reset transistor, and the selection transistor.
  • the drive circuit can also have a known configuration and structure.
  • the first electrode is connected to the floating diffusion layer and the gate portion of the amplification transistor, but a contact hole may be formed to connect the first electrode to the floating diffusion layer and the gate portion of the amplification transistor.
  • the material constituting the contact hole portion include polysilicon doped with impurities, high melting point metal such as tungsten, Ti, Pt, Pd, Cu, TiW, TiN, TiNW, WSi 2 , and MoSi 2, and metal silicide.
  • a laminated structure of layers made of a material (for example, Ti / TiN / W) can be exemplified.
  • a first carrier blocking layer may be provided between the organic photoelectric conversion layer and the first electrode, or a second carrier blocking layer may be provided between the organic photoelectric conversion layer and the second electrode. Further, a first charge injection layer may be provided between the first carrier blocking layer and the first electrode, or a second charge injection layer may be provided between the second carrier blocking layer and the second electrode.
  • an alkali metal such as lithium (Li), sodium (Na), and potassium (K) and a fluoride or oxide thereof, or an alkaline earth such as magnesium (Mg) or calcium (Ca) are used. Metals and their fluorides and oxides can be mentioned.
  • Examples of the method for forming various organic layers include a dry film formation method and a wet film formation method.
  • dry film forming methods include vacuum evaporation using resistance heating or high-frequency heating, electron beam heating, flash evaporation, plasma evaporation, EB evaporation, and various sputtering methods (two-pole sputtering, DC sputtering, DC magnetron sputtering).
  • Sea method MBE method
  • Examples of the CVD method include a plasma CVD method, a thermal CVD method, an MOCVD method, and a photo CVD method.
  • specific examples of the wet method include spin coating; dipping; casting; microcontact printing; drop casting; screen printing, ink jet printing, offset printing, gravure printing, and flexographic printing.
  • Various printing methods Stamp method; Spray method; Air doctor coater method, blade coater method, rod coater method, knife coater method, squeeze coater method, reverse roll coater method, transfer roll coater method, gravure coater method, kiss coater method, cast coater
  • Various coating methods such as a spray coating method, a spray coater method, a slit orifice coater method, and a calendar coater method can be exemplified.
  • non-polar or low-polarity organic solvents such as toluene, chloroform, hexane, and ethanol can be exemplified as the solvent.
  • the patterning method include chemical etching such as shadow mask, laser transfer, and photolithography, and physical etching using ultraviolet light or laser.
  • a flattening technique for various organic layers a laser flattening method, a reflow method, or the like can be used.
  • the imaging element or the solid-state imaging device may be provided with an on-chip micro lens or a light-shielding layer as necessary, or provided with a driving circuit or wiring for driving the imaging element. . If necessary, a shutter for controlling the incidence of light on the imaging device may be provided, or an optical cut filter may be provided according to the purpose of the solid-state imaging device.
  • a solid-state imaging device is stacked with a readout integrated circuit (ROIC)
  • a drive substrate on which a connection portion made of a readout integrated circuit and copper (Cu) is formed, and an image pickup device on which a connection portion is formed are formed.
  • the connection portions By stacking the connection portions so that the connection portions are in contact with each other and joining the connection portions, the layers can be laminated, and the connection portions can be joined using solder bumps or the like.
  • the electric charge in the first electrode is discharged out of the system while simultaneously accumulating the electric charge in the photoelectric conversion layer.
  • the charges accumulated in the photoelectric conversion layer are simultaneously transferred to the first electrode, and after the transfer is completed, the charges transferred to the first electrode in each image sensor are sequentially read out.
  • a method for driving a solid-state imaging device that repeats each step can be provided.
  • each imaging device has a structure in which light incident from the second electrode side does not enter the first electrode, and all the imaging devices simultaneously perform photoelectric conversion. Since the electric charge in the first electrode is discharged out of the system while accumulating the electric charge in the conversion layer, it is possible to surely reset the first electrode in all the imaging elements at the same time. Then, in all the image sensors, the charges accumulated in the photoelectric conversion layer are simultaneously transferred to the first electrode, and after the transfer is completed, the charges transferred to the first electrode in each image sensor are sequentially read. Therefore, a so-called global shutter function can be easily realized.
  • Example 1 relates to the solid-state imaging device according to the first embodiment and the second embodiment of the present disclosure, and specifically, the solid-state imaging device according to the first configuration, and the solid-state imaging device according to the first-A configuration.
  • FIG. 1 schematically illustrates an arrangement state of an imaging element block, a charge storage electrode, a first charge transfer control electrode, a second charge transfer control electrode, and a first electrode in the solid-state imaging device according to the first embodiment.
  • FIG. 2 schematically shows the arrangement of the image sensor block and the two layers of lower image sensor blocks.
  • various imaging element components located below the interlayer insulating layer 81 described below may be collectively indicated by reference numeral 91 for convenience in order to simplify the drawing.
  • a first charge transfer control electrode 31 is provided between the image pickup device 11 and the image pickup device 11
  • a second charge transfer control electrode 32 is provided between the image sensor block 10 and the image sensor block 10
  • P imaging devices 11 are arranged along a first direction
  • Q imaging devices 11 are arranged along a second direction different from the first direction.
  • the charges accumulated in the photoelectric conversion layer 23 of the (P-1) -th image sensor 11 from the first image sensor 11 along the first direction are transferred to the photoelectric conversion layer 23 of the P-th imaging element 11 and together with the electric charges accumulated in the photoelectric conversion layers 23 of the Q P-th imaging elements 11. Is read. Further, under the control of the second charge transfer control electrode 32, transfer of charges accumulated in the photoelectric conversion layer 23 between the image pickup devices 11 between adjacent image pickup device blocks is prohibited.
  • the solid-state imaging device includes the stacked imaging device including at least one imaging device according to the first embodiment.
  • the imaging element block 10 includes four imaging elements 11 having charge storage electrodes 24 11 , 24 12 , 24 21 , and 24 22 , and the first electrode 21 11 is shared. Further, the image pickup device block 10 is configured by four image pickup devices 11 having the charge storage electrodes 24 13 , 24 14 , 24 23 , and 24 24 , and the first electrode 21 13 is shared. Similarly, the image pickup device block 10 includes four image pickup devices 11 having charge storage electrodes 24 31 , 24 32 , 24 41 , and 24 42 , the first electrode 21 31 is shared, and the charge storage electrodes 24 33 , The imaging element block 10 is configured by four imaging elements 11 having 24 34 , 24 43 , and 24 44 , and the first electrode 2133 is shared.
  • One image sensor block 10 is constituted by four image sensors 11 having charge storage electrodes 24 11 , 24 12 , 24 21 , and 24 22 , and the first electrode 21 11 is shared. explain. Under the control of the first charge transfer control electrode 31, the charge accumulated in the first image sensor 11 11 along the first direction is changed to the P-th (specifically, the second) image sensor 11 11 It is transferred to 12 photoelectric conversion layers 23. Similarly, the charge accumulated in the first-th image pickup element 11 21 (specifically, the second) the P th is transferred to the photoelectric conversion layer 23 of the image sensor 11 22.
  • At least one lower layer (two layers in the first embodiment) of lower image sensor blocks 12 and 14 is provided below the plurality of image sensor blocks 10.
  • the number of the image pickup device blocks 12 and 14 is plural (specifically, P ⁇ Q in the first direction and Q ⁇ P ⁇ Q in the second direction, more specifically, 2 ⁇ P ⁇ Q).
  • the imaging elements 11 p, q (in the illustrated example, p is an integer of 1 to 4, and q is also 1 to 4). (Integer) is different from the wavelength of light received by the image sensors 13 p, q , 15 p, q constituting the lower image sensor blocks 12 and 14.
  • a plurality of (specifically, P ⁇ Q) image sensors 13 p, q , 15 p, q constituting the lower image sensor blocks 12 and 14 are shared by the floating diffusion layer FD. and a 2, FD 3.
  • a gate section connecting the image pickup devices 13 p, q , 15 p, q and the drive circuit is indicated by reference numeral 16 which is schematically enclosed by a circle.
  • the image sensor 11, the image sensor 13, and the image sensor 15 at least partially overlap each other.
  • the size of the photoelectric conversion unit forming the imaging device 11, the size of the photoelectric conversion unit forming the imaging device 13, and the size of the photoelectric conversion unit forming the imaging device 15 may be the same or different.
  • one pixel includes, for example, the imaging elements 11 11 , 11 12 , 11 21 , and 11 22 , and the imaging elements 13 11 , 13 12 , and 13. 21 , 13 22 , and imaging elements 15 11 , 15 12 , 15 21 , 15 22 .
  • one pixel is composed of, for example, from the imaging element 11 11, the image pickup device 13 11 and the image pickup element 15 11
  • the imaging device 11 12, image pickup device 13 consist 12 and the imaging element 15 12
  • the imaging device 11 21 is composed of the image pickup device 13 21 and the image pickup device 15 21, or alternatively, consist of the imaging element 11 22, the imaging element 13 22 and the image sensor 15 22 Is done.
  • the imaging device constituting the solid-state imaging device will be described in detail in Embodiment 4 and later. It further includes an imaging element 11, a first electrode 21, and a second electrode 22,
  • the photoelectric conversion unit is configured by stacking a first electrode 21, a photoelectric conversion layer 23, and a second electrode 22,
  • the charge storage electrode 24 is disposed apart from the first electrode 21, and is disposed to face the photoelectric conversion layer 23 via the insulating layer 82.
  • the first electrodes 21 of the Q image sensors 11 constituting the P-th image sensor 11 are shared.
  • Each imaging element block 10 has a control unit (details will be described later), and the control unit includes at least a floating diffusion layer and an amplification transistor. Connected to the unit.
  • the plurality of imaging element blocks 10 are arranged in a two-dimensional matrix in a first direction and a second direction different from the first direction.
  • the second charge transfer control electrode 32 includes a second 2-A charge transfer control electrode 32A located between the image sensors 11 constituting the adjacent image sensor blocks 10 along the first direction, Under the control of the 2-A charge transfer control electrode 32A, transfer of charges accumulated in the photoelectric conversion layer 23 between the image pickup devices 11 between the image pickup device blocks adjacent in the first direction is prohibited. .
  • the second charge transfer control electrode includes a second-B charge transfer control electrode 32B located between the image sensors 11 constituting the adjacent image sensor blocks 10 along the second direction, Under the control of the second-B charge transfer control electrode 32B, transfer of charges accumulated in the photoelectric conversion layer 23 between the image pickup elements 11 between the adjacent image pickup element blocks along the second direction is prohibited.
  • the first charge transfer control electrode 31 is a first-A charge transfer control electrode 31A located between the adjacent image pickup devices 11 along the first direction in the image pickup device block 10, and And a first-B charge transfer control electrode 31B located between the imaging elements 11 adjacent to each other along the second direction.
  • the first charge transfer control electrode 31 and the second charge transfer control electrode 32 face each other with the insulating layer 82 interposed between the photoelectric conversion layers 23 located between the adjacent imaging elements 11.
  • the first charge transfer control electrode 31 and the second charge transfer control electrode 32 are a lower first charge transfer control electrode and a lower second charge transfer control electrode.
  • the first charge transfer control electrode 31 and the second charge transfer control electrode 32 may be formed at the same level as the first electrode 21 or the charge storage electrode 24, or may be formed at different levels.
  • a control unit provided on the semiconductor substrate and having a driving circuit is further provided, and the first electrode 21, the second electrode 22, the charge storage electrode 24, the first charge transfer control electrode 31, and the second charge transfer control are provided.
  • the electrode 32 is connected to a drive circuit.
  • the first electrode 21 when the first electrode 21 is set to a positive potential and the second electrode 22 is set to a negative potential, electrons generated by photoelectric conversion in the photoelectric conversion layer 23 are read out to the floating diffusion layer.
  • the second electrode 22 in a mode in which the first electrode 21 is set to a negative potential, the second electrode 22 is set to a positive potential, and holes generated based on photoelectric conversion in the photoelectric conversion layer 23 are read out to the floating diffusion layer, The level of the potential described above may be reversed.
  • the reading method is a reading method in the first mode.
  • signals obtained by the four photoelectric conversion elements 11 constituting the imaging element block 10 are added to increase the sensitivity.
  • 3A, 4A, 5A, and 6A show the potential of each electrode along the two-dot chain line AAA shown in FIG. 1, and FIGS. 3B, 4B, 5B, and 6B. 1 shows the potential of each electrode along the one-dot chain line BB shown in FIG. 1.
  • FIGS. 3C, 4C, 5C and 6C show the potentials of the respective electrodes along the one-dot chain line CC shown in FIG. The potential of each electrode along is shown. In these drawings, the potential is indicated by the height in the vertical direction, and the lower the height, the higher the potential.
  • the drive circuit applies the potential V 11 to the first electrode 21 and the potential V 31 to the charge storage electrode 24.
  • the potential V 41-a is applied to the 1-a charge transfer control electrode 31A
  • the potential V 41-B is applied to the 1-B charge transfer control electrode 31B
  • the 2-a charge transfer control electrode 32A potential V 51-a is applied
  • the potential V 51-B is applied to the 2-B charge transfer control electrodes 32B to.
  • a potential V 21 is applied to the second electrode 22.
  • charges (electrons, schematically indicated by black dots) are accumulated in the photoelectric conversion layer 23.
  • the potentials have the relationship shown in Table 2-A below.
  • FIGS. 3A, 3B and 3C schematically show the charge accumulation state immediately before the end of the charge accumulation period.
  • the electrons generated by the photoelectric conversion are attracted to the charge storage electrode 24 and stop in a region of the photoelectric conversion layer 23 facing the charge storage electrode 24. That is, charges are accumulated in the photoelectric conversion layer 23.
  • the potential of the region of the photoelectric conversion layer 23 located above the region between the first electrode 21 and the charge storage electrode 24 is the potential formed by the first electrode 21 and the charge storage electrode 24. is lower than V 31, electrons generated within the photoelectric conversion layer 23, does not move toward the first electrode 21.
  • the potential of the charge storage electrode 24 is higher than the potentials of the first charge transfer control electrode 31 and the second charge transfer control electrode 32, the electrons generated inside the photoelectric conversion layer 23 generate the first charge transfer control. There is no movement toward the electrode 31 and the second charge transfer control electrode 32. That is, it is possible to suppress the charge generated by the photoelectric conversion from flowing into the adjacent image sensor.
  • the photoelectric conversion time elapses, the potential in the region of the photoelectric conversion layer 23 facing the charge storage electrode 24 becomes a more negative value. In the latter half of the charge accumulation period, a reset operation is performed. Accordingly, the first potential of the floating diffusion layer FD 1 is reset, the potential of the first floating diffusion layer FD 1 becomes the power supply potential V DD.
  • the first charge transfer period After the completion of the reset operation, the first charge transfer period starts.
  • the drive circuit applies the potential V 12 to the first electrode 21, applies the potentials V 32 and V 32 ′ to the charge storage electrode 24, and sets the 1-A charge transfer control electrode 31A.
  • potential V 42-a is applied
  • the potential V 42-B is applied to the 1-B charge transfer control electrode 31B
  • the potential V 52-a is applied to the 2-a charge transfer control electrode 32A
  • the second The potential V52 -B is applied to the -B charge transfer control electrode 32B.
  • a potential V 22 is applied to the second electrode 22.
  • the charges accumulated in the photoelectric conversion layer 23 of the (P-1) -th imaging element 11 from the first imaging element 11 along the first direction are converted by the photoelectric conversion of the P-th imaging element 11. Transferred to layer 23.
  • the potential immediately after the start of the first charge transfer period and the potential immediately before the end of the first charge transfer period have a relationship shown in Table 2-B below.
  • the potential V 32 is applied to the charge storage electrode 24 located closer to the second electrode 21 as a reference, and the potential V 32 ′ (is applied to the charge storage electrode 24 located farther from the second electrode 21 as a reference. ⁇ V 32 ) is applied.
  • 4A, 4B, and 4C schematically show the charge accumulation state immediately after the start of the first charge transfer period, and FIGS.
  • FIG. 5A and 5B schematically show the charge accumulation state immediately before the end of the first charge transfer period. And FIG. 5C.
  • the potential of the region of the photoelectric conversion layer 23 located above the region between the first electrode 21 and the charge storage electrode 24 is the potential formed by the first electrode 21 and the charge storage electrode 24, Since it is lower than V 32 , electrons generated inside the photoelectric conversion layer 23 do not move toward the first electrode 21.
  • the drive circuit applies the potential V 13 to the first electrode 21, and applies the potentials V 33 and V 33 ′ (or V 33 ) to the charge storage electrode 24.
  • potential V 43-a to a charge transfer control electrode 31A is applied
  • the potential V 43-B is applied to the 1-B charge transfer control electrode 31B
  • the potential V 53-B is applied to the second-B charge transfer control electrode 32B.
  • the potential V 23 is applied to the second electrode 22. In this manner, the charges transferred to the photoelectric conversion layer 23 of the P-th imaging element 11 are read out together with the charges accumulated in the photoelectric conversion layers 23 of the Q P-th imaging elements 11.
  • FIGS. 6A, 6B, and 6C schematically show the charge accumulation state in the second charge transfer period.
  • the potential of the region of the photoelectric conversion layer 23 located above the region between the first electrode 21 and the charge storage electrode 24 is the potential formed by the first electrode 21 and the charge storage electrode 24, is higher than V 33, the electrons are stopped in the region of the photoelectric conversion layer 23 opposed to the charge storage electrode 24, first electrode 21, furthermore, it is read into the first floating diffusion layer FD 1. In other words, the charges stored in the photoelectric conversion layer 23 are read out to the control unit.
  • the potential of the charge storage electrode 24 is higher than the potentials of the first charge transfer control electrode 31 and the second charge transfer control electrode 32, the electrons generated inside the photoelectric conversion layer 23 are subjected to the first charge transfer control. It does not move toward the electrode 31 and the second charge transfer control electrode 32. That is, it is possible to suppress the charge generated by the photoelectric conversion from flowing into the adjacent image sensor.
  • Switching between the first mode readout method and the second mode readout method can be achieved by providing the solid-state imaging device with appropriate switching means.
  • the method of reading for example, these imaging adjacent to the first electrode 21 11 is shared in a plurality of image pickup elements 11 12, 11 22, 11 13, 11 23 which constitutes the unit of the imaging device the element 11 12, 11 22, 11 13, 11 the electric charge accumulated in the photoelectric conversion layer 23 of 23, sequentially reads out via the first electrode 21 11.
  • the total of the read times from these image sensors is longer than the read time in the first mode read method.
  • P ⁇ Q image sensors (specifically, four image sensors 11 12 , 11 22 , 11 13 , 11 23 ) can share one floating diffusion layer FD 1 .
  • the P ⁇ Q image sensors are operated in cooperation with each other, and are connected to the drive circuit as a unit of the image sensor. That is, P ⁇ Q image sensors constituting a unit of the image sensor are connected to one drive circuit.
  • the control of the charge storage electrode is performed for each image sensor. Further, it is possible for P ⁇ Q imaging elements to share one contact hole.
  • P ⁇ Q image sensors for example, image sensors 11 12 , 11 22 , 11 13 , and 11 23 ) constituting an image sensor unit and P ⁇ Q image sensors (for example, image sensors) which constitute an image sensor block
  • the elements 11 11 , 11 21 , 11 12 , and 11 22 ) are shifted by one image sensor in the illustrated example.
  • a first electrode 21 11 shared by P ⁇ Q image sensors specifically, four image sensors 11 12 , 11 22 , 11 13 , 11 23 ); a charge storage electrode 24 of each image sensor; arrangement of the first electrode 21 11 is disposed adjacent to the imaging elements 11 12, 11 22, 11 13, 11 23 charge storage electrode 24 of.
  • the readout method in the second mode can be basically or substantially the same as the readout method in the conventional solid-state imaging device.
  • a series of operations such as charge accumulation, reset operation, and charge transfer of the second image sensor 13 and the third image sensor 15 are the same as a conventional series of operations such as charge accumulation, reset operation, and charge transfer.
  • First floating reset noise of the diffusion layer FD 1 as in the prior art, can be removed correlated double sampling (CDS, Correlated Double Sampling) by treatment.
  • the first imaging device under the control of the first charge transfer control electrode, the first imaging device to the (P ⁇ 1) th imaging device along the first direction.
  • the electric charges accumulated in the photoelectric conversion layer of (p) are transferred to the photoelectric conversion layer of the P-th image sensor.
  • this charge is read out together with the charge accumulated in the photoelectric conversion layers of the Q Pth imaging elements. Therefore, as a result of being able to add the signals obtained by the P ⁇ Q photoelectric conversion elements, it is possible to increase the sensitivity, and it is possible to obtain a configuration and a structure that are not easily restricted by the layout. And the S / N ratio improving effect is high.
  • signals in desired adjacent image sensors can be added.
  • the first charge transfer control electrode and the second charge transfer control electrode are formed in a region facing the photoelectric conversion layer via the insulating layer, the first charge transfer control electrode and the second charge transfer control electrode The electric field and the electric potential in the region of the photoelectric conversion layer located corresponding to the above can be controlled. As a result, it is possible to suppress the charge generated by the photoelectric conversion from flowing into the adjacent image sensor by the first charge transfer control electrode and the second charge transfer control electrode, so that the quality of the captured video (image) is reduced. It does not occur.
  • the imaging device is disposed apart from the first electrode, and is disposed to face the photoelectric conversion layer via the insulating layer. Since the charge storage electrode is provided, the photoelectric conversion unit is irradiated with light, and when photoelectric conversion is performed in the photoelectric conversion unit, a kind of capacitor is formed by the photoelectric conversion layer, the insulating layer, and the charge storage electrode, Electric charges can be stored in the photoelectric conversion layer. Therefore, at the start of the exposure, the charge storage portion is completely depleted, and the charge can be erased.
  • the second embodiment is a modification of the first embodiment, and relates to a solid-state imaging device according to the 1-B configuration.
  • FIG. 7 schematically illustrates an arrangement state of an imaging element block, a charge storage electrode, a first charge transfer control electrode, a second charge transfer control electrode, and a first electrode in the solid-state imaging device according to the second embodiment.
  • the adjacent 2-B charge transfer control electrode 32B is connected, and further, the 2-A charge transfer control electrode 32A is connected. I have. That is, the planar shape of the second charge transfer control electrode 32 is a “cross”.
  • the first charge transfer control electrode 31 includes a first-A charge transfer control electrode 31A located between the adjacent image pickup devices 11 along the first direction in the image pickup device block 10; A first-B charge transfer control electrode 31B located between the image pickup elements 11 adjacent to each other along the direction 2. Further, in the image pickup element block 10, the first-A charge transfer control electrode 31A and the first The 1-B charge transfer control electrodes 31B are connected. That is, the planar shape of the first charge transfer control electrode 31 is a “cross”.
  • the configuration and structure of the solid-state imaging device according to the second embodiment can be the same as the configuration and structure of the solid-state imaging device according to the first embodiment. Since the operation can be substantially the same as the operation of the solid-state imaging device according to the first embodiment, a detailed description is omitted.
  • Embodiment 3 is also a modification of Embodiment 1, but relates to a solid-state imaging device according to the 1-C configuration.
  • FIG. 8 schematically illustrates an arrangement state of an imaging element block, a charge storage electrode, a first charge transfer control electrode, a second charge transfer control electrode, and a first electrode in the solid-state imaging device according to the third embodiment.
  • FIG. 9 schematically shows the state.
  • the adjacent second-B charge transfer control electrodes 32B are connected in the imaging device block 10.
  • the charge transfer control electrodes 32B are connected.
  • the first charge transfer control electrode 31 includes a first-A charge transfer control electrode 31A located between the adjacent image pickup devices 11 along the first direction in the image pickup device block 10; A first-B charge transfer control electrode 31B is provided between the imaging elements 11 adjacent to each other along the direction 2 (see FIG. 8). Further, in the image sensor block 10, the 1-B charge transfer control electrodes are connected (see FIG. 9).
  • the configuration and structure of the solid-state imaging device according to the third embodiment can be the same as the configuration and structure of the solid-state imaging device according to the first embodiment. Since the operation can be substantially the same as the operation of the solid-state imaging device according to the first embodiment, a detailed description is omitted.
  • Example 4 relates to the multilayer imaging device according to the present disclosure and the solid-state imaging device according to the second embodiment of the present disclosure. That is, the stacked-type imaging device in the fourth embodiment has at least one of the imaging devices described in the first to third embodiments or their modifications, and the solid-state imaging device in the fourth embodiment includes the first to the third embodiments. A plurality of the stacked image sensors described in Example 3 are provided.
  • FIG. 10 shows a schematic cross-sectional view of a part of the image sensor of Example 4 (two image sensors arranged side by side).
  • FIG. 11 is a schematic partial cross-sectional view of one of the imaging device and the stacked imaging device of the fourth embodiment
  • FIGS. 12 and 13 are equivalent circuit diagrams of the imaging device and the stacked imaging device of the fourth embodiment. Shown in 10 is a schematic partial cross-sectional view taken along a two-dot chain line DD shown in FIG. 1, and FIG. 11 is a schematic sectional view taken along a two-dot chain line EEE shown in FIG. FIG.
  • the image sensor of the fourth embodiment (for example, an image sensor for green light to be described later) or the image sensor of the fifth embodiment to be described later is the same as the first electrode 21 and the photoelectric converter.
  • the photoelectric conversion unit includes a photoelectric conversion unit in which the conversion layer 23 and the second electrode 22 are stacked, and the photoelectric conversion unit is further arranged to be separated from the first electrode 21, and further includes a photoelectric conversion layer via an insulating layer 82. And a charge storage electrode 24 arranged opposite to the charge storage electrode 23.
  • the second electrode 22 located on the light incident side is shared by a plurality of image sensors, except for an image sensor of Example 5 described later. That is, the second electrode 22 is a so-called solid electrode.
  • the photoelectric conversion layer 23 is shared by a plurality of imaging devices. That is, one photoelectric conversion layer 23 is formed in a plurality of image sensors.
  • the stacked-type image sensor according to the fourth embodiment includes at least one image sensor according to the fourth embodiment or an image sensor according to a fifth embodiment described later.
  • the solid-state imaging device according to the fourth embodiment includes a plurality of stacked imaging devices of the imaging device according to the fourth embodiment or a fifth embodiment described below.
  • the first charge transfer control electrode 31 and the second charge transfer control region are located in a region opposed to the region 23 ′ of the photoelectric conversion layer 23 located between the adjacent image pickup devices via the insulating layer 82.
  • a control electrode 32 is formed.
  • the first charge transfer control electrode 31 and the second charge transfer control electrode 32 are collectively referred to as “charge transfer control electrode 30”.
  • the charge transfer control electrode 30 is formed below the portion 82 ′ of the insulating layer 82 in a region sandwiched between the charge storage electrode 24 and the charge storage electrode 24 constituting each of the adjacent imaging elements. ing.
  • the charge transfer control electrode 30 is provided separately from the charge storage electrode 24.
  • the charge transfer control electrode 30 is provided separately from the charge storage electrode 24, and the charge transfer control electrode 30 faces the photoelectric conversion layer region 23 ′ via the insulating layer 82. It is arranged. Although a part of the charge transfer control electrode 30 is shown in FIG. 11, the charge transfer control electrode 30 is also formed in the direction of arrow “A”.
  • FIG. 11 is a schematic partial cross-sectional view of the imaging device having the basic structure of the present disclosure
  • FIGS. 28, 29, 30, 31, 31, 34, 39, 40, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, and 49 are shown in FIGS.
  • FIG. 13 is a schematic partial cross-sectional view of various modified examples of the imaging device having the basic structure of the present disclosure, and the illustration of the charge transfer control electrode 30 and the like is omitted.
  • a semiconductor substrate (more specifically, a silicon semiconductor layer) 70 is further provided, and the photoelectric conversion unit is arranged above the semiconductor substrate 70. Further, a control unit provided on the semiconductor substrate 70 and having a drive circuit to which the first electrode 21 and the second electrode 22 are connected is further provided.
  • the light incident surface of the semiconductor substrate 70 is defined as an upper side
  • the opposite side of the semiconductor substrate 70 is defined as a lower side.
  • a wiring layer 62 including a plurality of wirings is provided below the semiconductor substrate 70.
  • the semiconductor substrate 70, the control unit at least the floating diffusion layer FD 1 and the amplifying transistor TR1 # 038 constituting is provided a first electrode 21 is connected to the gate of the floating diffusion layer FD 1 and the amplifying transistor TR1 # 038 ing.
  • the semiconductor substrate 70 is further provided with a reset transistor TR1 rst and a selection transistor TR1 sel constituting a control unit.
  • Floating diffusion layer FD 1 is connected to one source / drain region of the reset transistor TR1 rst, the other source / drain region of the amplifying transistor TR1 # 038 is provided for one source / drain region of the select transistor TR1 sel is connected, the other source / drain region of the select transistor TR1 sel is connected to a signal line VSL 1.
  • the amplifying transistor TR1 amp , the reset transistor TR1 rst and the selection transistor TR1 sel form a drive circuit.
  • a state in which the floating diffusion layer FD 1 and the like are provided for one image sensor 11 is shown.
  • FD 1 etc. are shared.
  • a structure different from the actual cross-sectional structure is illustrated in order to clearly show each component of the driving unit.
  • the image sensor and the multilayer image sensor of Example 4 are a back-illuminated image sensor and a multilayer image sensor, and include a green light having a first type green photoelectric conversion layer that absorbs green light.
  • a first type of green image pickup device (hereinafter, referred to as a "first image pickup device") of Example 4 having high sensitivity to blue light having a second type blue photoelectric conversion layer that absorbs blue light;
  • a second type of conventional blue light image sensor hereinafter, referred to as a “second image sensor” having a second type and a second type of red light sensitive layer having a second type red photoelectric conversion layer that absorbs red light.
  • third image sensor It has a structure in which three image sensors 11, 13, and 15 of a conventional type of red light image sensor (hereinafter, referred to as "third image sensor") are stacked.
  • the red light image sensor (third image sensor) 15 and the blue light image sensor (second image sensor) 13 are provided in the semiconductor substrate 70, and the second image sensor 13 is the third image sensor. It is located on the light incident side of the image sensor 15.
  • the green light image sensor (first image sensor) 11 is provided above the blue light image sensor (second image sensor) 13.
  • One pixel is configured by the laminated structure of the first imaging device 11, the second imaging device 13, and the third imaging device 15. No color filter is provided.
  • the first electrode 21 and the charge storage electrode 24 are formed on the interlayer insulating layer 81 at a distance.
  • the charge transfer control electrode 30 is formed on the interlayer insulating layer 81 so as to be separated from the charge storage electrode 24.
  • the interlayer insulating layer 81, the charge storage electrode 24, and the charge transfer control electrode 30 are covered with an insulating layer 82.
  • the photoelectric conversion layer 23 is formed on the insulating layer 82, and the second electrode 22 is formed on the photoelectric conversion layer 23.
  • a protective layer 83 is formed on the entire surface including the second electrode 22, and an on-chip micro lens 90 is provided on the protective layer 83.
  • the first electrode 21, the charge storage electrode 24, the charge transfer control electrode 30, and the second electrode 22 are composed of, for example, a transparent electrode made of ITO (work function: about 4.4 eV).
  • the photoelectric conversion layer 23 is formed of a layer containing at least a well-known organic photoelectric conversion material having sensitivity to green light (for example, an organic material such as a rhodamine dye, a melanocyanine dye, and quinacridone). Further, the photoelectric conversion layer 23 may be configured to further include a material layer suitable for charge storage. That is, a material layer suitable for charge storage may be formed between the photoelectric conversion layer 23 and the first electrode 21 (for example, in the connection portion 67).
  • the interlayer insulating layer 81, the insulating layer 82, and the protective layer 83 are made of a known insulating material (for example, SiO 2 or SiN).
  • the photoelectric conversion layer 23 and the first electrode 21 are connected by a connection portion 67 provided in the insulating layer 82. In the connection part 67, the photoelectric conversion layer 23 extends. That is, the photoelectric conversion layer 23 extends in the opening 84 provided in the insulating layer 82 and is connected to the first electrode 21.
  • the charge storage electrode 24 is connected to a drive circuit. Specifically, the charge storage electrode 24 is connected to a vertical drive circuit 112 constituting a drive circuit via a connection hole 66, a pad portion 64, and a wiring VOA provided in the interlayer insulating layer 81. .
  • the charge transfer control electrode 30 is also connected to the drive circuit. Specifically, the charge transfer control electrode 30, connection holes 34 provided in the interlayer insulating layer 81, through the pad portion 33 and the wiring V OB, and is connected to the vertical drive circuit 112 included in the driver circuit . More specifically, the charge transfer control electrode 30 is formed in a region (a region 82 ′ of an insulating layer) that faces the region 23 ′ of the photoelectric conversion layer 23 via the insulating layer 82. In other words, the charge transfer control electrode 30 is formed below the portion 82 ′ of the insulating layer 82 in a region sandwiched between the charge storage electrode 24 and the charge storage electrode 24 constituting each of the adjacent imaging elements. ing.
  • the charge transfer control electrode 30 is provided separately from the charge storage electrode 24. Alternatively, in other words, the charge transfer control electrode 30 is provided separately from the charge storage electrode 24, and the charge transfer control electrode 30 is connected to the region 23 ′ of the photoelectric conversion layer 23 via the insulating layer 82. They are arranged facing each other.
  • the size of the charge storage electrode 24 is larger than the first electrode 21.
  • three photoelectric conversion units segments 20 1, 20 2, 20 3) of the size as large Satoshi was a planar shape the same.
  • An element isolation region 71 is formed on the first surface (front surface) 70A side of the semiconductor substrate 70, and an oxide film 72 is formed on the first surface 70A of the semiconductor substrate 70. Further, on the first surface side of the semiconductor substrate 70, a reset transistor TR1 rst , an amplification transistor TR1 amp, and a selection transistor TR1 sel constituting a control unit of the first imaging element 11 are provided, and further, the first floating diffusion is provided. layer FD 1 is provided.
  • the reset transistor TR1rst includes a gate unit 51, a channel forming region 51A, and source / drain regions 51B and 51C.
  • the gate portion 51 of the reset transistor TR1 rst is connected to the reset line RST 1, one of the source / drain regions 51C of the reset transistor TR1 rst also serves as the first floating diffusion layer FD 1, the other of the source / drain
  • the area 51B is connected to the power supply VDD .
  • the first electrode 21 includes a connection hole 65 provided in the interlayer insulating layer 81, a pad portion 63, a contact hole portion 61 formed in the semiconductor substrate 70 and the interlayer insulating layer 76, and a wiring layer formed in the interlayer insulating layer 76. It is connected to one source / drain region 51C (first floating diffusion layer FD 1 ) of the reset transistor TR1 rst via 62.
  • the amplification transistor TR1 amp includes a gate 52, a channel forming region 52A, and source / drain regions 52B and 52C.
  • the gate section 52 is connected to the first electrode 21 and one of the source / drain regions 51C (the first floating diffusion layer FD 1 ) of the reset transistor TR1rst via the wiring layer 62.
  • One source / drain region 52B is connected to the power supply VDD .
  • the selection transistor TR1sel includes a gate unit 53, a channel forming region 53A, and source / drain regions 53B and 53C.
  • the gate portion 53 is connected to the select line SEL 1. Further, one source / drain region 53B shares a region with the other source / drain region 52C constituting the amplifying transistor TR1 amp , and the other source / drain region 53C is a signal line (data output line). VSL 1 (117).
  • the second imaging element 13 includes an n-type semiconductor region 41 provided on the semiconductor substrate 70 as a photoelectric conversion layer.
  • Transfer transistor TR2 trs gate portion 45 made of vertical transistor extends to the n-type semiconductor region 41, and is connected to the transfer gate line TG 2. Further, a region 45C of the semiconductor substrate 70 in the vicinity of the transfer transistor TR2 trs gate portion 45 of the second floating diffusion layer FD 2 is provided. n-type charge accumulated in the semiconductor region 41 is read out to the second floating diffusion layer FD 2 through the transfer channel to be formed along the gate portion 45.
  • a reset transistor TR2 rst an amplification transistor TR2 amp and a selection transistor TR2 sel constituting a control unit of the second imaging device 13 are further provided on the first surface side of the semiconductor substrate 70. Have been.
  • the reset transistor TR2rst includes a gate portion, a channel forming region, and source / drain regions.
  • the gate of the reset transistor TR2 rst is connected to the reset line RST 2, one source / drain region of the reset transistor TR2 rst is connected to the power supply V DD, the other source / drain region, the second floating diffusion layer Also serves as FD 2 .
  • the amplification transistor TR2 amp includes a gate portion, a channel formation region, and a source / drain region.
  • the gate section is connected to the other source / drain region (second floating diffusion layer FD 2 ) of the reset transistor TR2rst .
  • One source / drain region is connected to the power supply VDD .
  • the selection transistor TR2sel includes a gate portion, a channel formation region, and source / drain regions.
  • the gate portion is connected to the select line SEL 2.
  • the third imaging element 15 includes an n-type semiconductor region 43 provided on the semiconductor substrate 70 as a photoelectric conversion layer.
  • the gate portion 46 of the transfer transistor TR3 trs is connected to the transfer gate line TG 3. Further, a region 46C of the semiconductor substrate 70 in the vicinity of the transfer transistor TR3 trs of the gate portion 46, third floating diffusion layer FD 3 is provided. n-type charge accumulated in the semiconductor region 43 is read out to the third floating diffusion layer FD 3 via the transfer channel 46A which is formed along the gate portion 46.
  • a reset transistor TR3 rst an amplification transistor TR3 amp, and a selection transistor TR3 sel constituting a control unit of the third imaging device 15 are further provided on the first surface side of the semiconductor substrate 70. Have been.
  • the reset transistor TR3rst includes a gate portion, a channel forming region, and a source / drain region.
  • the gate of the reset transistor TR3 rst is connected to the reset line RST 3
  • one of the source / drain regions of the reset transistor TR3 rst is connected to the power supply V DD, the other source / drain region, the third floating diffusion layer Also serves as FD 3 .
  • the amplification transistor TR3 amp includes a gate portion, a channel formation region, and source / drain regions.
  • the gate section is connected to the other source / drain region (third floating diffusion layer FD 3 ) of the reset transistor TR3rst .
  • One source / drain region is connected to the power supply VDD .
  • the selection transistor TR3sel includes a gate portion, a channel formation region, and source / drain regions.
  • the gate portion is connected to the select line SEL 3. Further, one source / drain region, the other source / drain region constituting the amplifying transistor TR3 # 038, shares a region, the other source / drain region, the signal lines (data output lines) in VSL 3 It is connected.
  • the reset lines RST 1 , RST 2 , RST 3 , the selection lines SEL 1 , SEL 2 , SEL 3 , and the transfer gate lines TG 2 , TG 3 are connected to a vertical drive circuit 112 which constitutes a drive circuit, and a signal line (data output Lines) VSL 1 , VSL 2 , VSL 3 are connected to a column signal processing circuit 113 constituting a drive circuit.
  • a p + layer 44 is provided between the n-type semiconductor region 43 and the surface 70A of the semiconductor substrate 70 to suppress dark current generation.
  • a p + layer 42 is formed between the n-type semiconductor region 41 and the n-type semiconductor region 43, and a part of the side surface of the n-type semiconductor region 43 is surrounded by the p + layer 42. .
  • the p + layer 73 is formed on the side of the back surface 70B of the semiconductor substrate 70, and the HfO 2 film 74 and the insulating film are formed in a portion where the contact hole 61 inside the semiconductor substrate 70 from the p + layer 73 is to be formed.
  • a film 75 is formed.
  • wiring is formed over a plurality of layers, but is not shown.
  • the HfO 2 film 74 is a film having a negative fixed charge, and by providing such a film, generation of dark current can be suppressed.
  • an aluminum oxide (Al 2 O 3 ) film, a zirconium oxide (ZrO 2 ) film, a tantalum oxide (Ta 2 O 5 ) film, a titanium oxide (TiO 2 ) film, and a lanthanum oxide (La 2 O 3 ) film praseodymium oxide (Pr 2 O 3 ) film, cerium oxide (CeO 2 ) film, neodymium oxide (Nd 2 O 3 ) film, promethium oxide (Pm 2 O 3 ) film, samarium oxide (Sm 2 O 3) ) Film, europium oxide (Eu 2 O 3 ) film, gadolinium oxide ((Gd 2 O 3 ) film, terbium oxide (Tb 2 O 3 ) film, dysprosium oxide (Dy 2 O 3
  • the operation of the solid-state imaging device according to the fourth embodiment can be substantially the same as the operation of the solid-state imaging device according to the first embodiment, and thus a detailed description is omitted.
  • FIG. 14 is a conceptual diagram of the solid-state imaging device according to the fourth embodiment.
  • the solid-state imaging device 100 according to the fourth embodiment includes an imaging area 111 in which the stacked imaging elements 101 are arranged in a two-dimensional array, a vertical driving circuit 112 as a driving circuit (peripheral circuit), a column signal processing circuit 113, It comprises a horizontal drive circuit 114, an output circuit 115, a drive control circuit 116 and the like.
  • These circuits can be constituted by known circuits, or by using other circuit configurations (for example, various circuits used in conventional CCD solid-state imaging devices and CMOS solid-state imaging devices). It goes without saying that it can be configured.
  • the display of the reference number “101” on the stacked image sensor 101 is only one line.
  • the drive control circuit 116 generates a clock signal and a control signal serving as a reference for the operation of the vertical drive circuit 112, the column signal processing circuit 113, and the horizontal drive circuit 114 based on the vertical synchronization signal, the horizontal synchronization signal, and the master clock. . Then, the generated clock signal and control signal are input to the vertical drive circuit 112, the column signal processing circuit 113, and the horizontal drive circuit 114.
  • the vertical drive circuit 112 is formed of, for example, a shift register, and sequentially scans the stacked imaging elements 101 in the imaging region 111 sequentially in the vertical direction in units of rows. Then, a pixel signal (image signal) based on a current (signal) generated according to the amount of received light in each of the stacked imaging elements 101 is transmitted to the column signal processing circuit 113 via the signal line (data output line) 117 and VSL.
  • a pixel signal image signal
  • a current (signal) generated according to the amount of received light in each of the stacked imaging elements 101 is transmitted to the column signal processing circuit 113 via the signal line (data output line) 117 and VSL.
  • the column signal processing circuit 113 is disposed, for example, for each column of the stacked-type image sensor 101, and converts an image signal output from one layer of the stacked-type image sensor 101 into a black reference pixel (not shown) for each image sensor. , Formed around the effective pixel area) to perform signal processing for noise removal and signal amplification.
  • a horizontal selection switch (not shown) is provided so as to be connected between the column signal processing circuit 113 and the horizontal signal line 118.
  • the horizontal drive circuit 114 is constituted by, for example, a shift register, sequentially selects each of the column signal processing circuits 113 by sequentially outputting horizontal scanning pulses, and outputs a signal from each of the column signal processing circuits 113 to the horizontal signal line 118. Output.
  • the output circuit 115 performs signal processing on signals sequentially supplied from each of the column signal processing circuits 113 via the horizontal signal line 118, and outputs the processed signals.
  • FIG. 15 shows an equivalent circuit diagram of a modification of the imaging device of the fourth embodiment and the stacked imaging device (the first modification of the fourth embodiment).
  • the other source / drain region 51B of the reset transistor TR1rst is Instead of connecting to the power supply V DD , it may be grounded.
  • the imaging device and the stacked imaging device of the fourth embodiment can be manufactured by, for example, the following method. That is, first, an SOI substrate is prepared. Then, a first silicon layer is formed on the surface of the SOI substrate based on the epitaxial growth method, and the p + layer 73 and the n-type semiconductor region 41 are formed on the first silicon layer. Next, a second silicon layer is formed on the first silicon layer based on the epitaxial growth method, and the second silicon layer has an element isolation region 71, an oxide film 72, a p + layer 42, an n-type semiconductor region 43, and a p + layer. 44 is formed.
  • the second silicon layer various transistors and the like constituting the control unit of the image sensor are formed, and further, the wiring layer 62, the interlayer insulating layer 76, and various wirings are formed thereon.
  • a substrate (not shown) is attached. After that, the SOI substrate is removed to expose the first silicon layer.
  • the surface of the second silicon layer corresponds to the front surface 70A of the semiconductor substrate 70, and the surface of the first silicon layer corresponds to the back surface 70B of the semiconductor substrate 70.
  • the first silicon layer and the second silicon layer are collectively referred to as a semiconductor substrate 70.
  • an opening for forming a contact hole 61 is formed on the back surface 70B side of the semiconductor substrate 70, an HfO 2 film 74, an insulating film 75, and a contact hole 61 are formed.
  • 64, 33, an interlayer insulating layer 81, connection holes 65, 66, and 34, a first electrode 21, a charge storage electrode 24, a charge transfer control electrode 30, and an insulating layer 82 are formed.
  • the connection part 67 is opened, and the photoelectric conversion layer 23, the second electrode 22, the protective layer 83, and the on-chip micro lens 90 are formed.
  • the imaging device and the stacked imaging device of the fourth embodiment can be obtained.
  • FIG. 16 shows a schematic cross-sectional view of a part of a modification (Modification 2 of Embodiment 4) of the imaging device of Embodiment 4 (two imaging devices arranged side by side).
  • a stacked structure of the lower semiconductor layer 23DN and the upper photoelectric conversion layer 23UP can be employed.
  • the upper photoelectric conversion layer 23 UP and the lower semiconductor layer 23DN are shared by a plurality of imaging devices. That is, in a plurality of imaging devices, one upper photoelectric conversion layer 23 UP and one lower semiconductor layer 23 DN are formed.
  • the lower semiconductor layer 23DN in this manner, for example, recombination during charge accumulation can be prevented. Further, the charge transfer efficiency of charges accumulated in the photoelectric conversion layer 23 to the first electrode 21 can be increased.
  • the material forming the upper photoelectric conversion layer 23 UP may be appropriately selected from various materials forming the photoelectric conversion layer 23.
  • a band gap energy value is large (for example, a band gap energy value of 3.0 eV or more) and a mobility higher than the material constituting the photoelectric conversion layer is required. It is preferable to use a material having such an oxide semiconductor. Specifically, for example, an oxide semiconductor material such as IGZO can be used.
  • the impurity concentration in the material forming the lower semiconductor layer is preferably 1 ⁇ 10 18 cm ⁇ 3 or less.
  • Example 5 also relates to the stacked imaging device according to the present disclosure and the solid-state imaging device according to the second embodiment of the present disclosure. That is, the stacked-type imaging device according to the fifth embodiment includes at least one of the imaging devices according to the first to third embodiments or a modification thereof, and the solid-state imaging device according to the fifth embodiment includes the stacked-type imaging device according to the fourth embodiment. A plurality of elements are provided.
  • FIG. 17A shows a schematic cross-sectional view of a part of the image sensor of Example 5 (two image sensors arranged side by side).
  • the upper first charge transfer control electrode and the upper Second charge transfer control electrodes (these are collectively referred to as “charge transfer control electrodes 35”) are formed.
  • the charge transfer control electrode 35 is provided separately from the second electrode 22.
  • the second electrode 22 is provided for each image sensor, and the charge transfer control electrode 35 surrounds at least a part of the second electrode 22 and is separated from the second electrode 22 to form the photoelectric conversion layer 23. Is provided on a part of.
  • the charge transfer control electrode 35 is formed at the same level as the second electrode 22.
  • the charge transfer control electrode 35 may have the same planar shape as the charge transfer control electrode 30.
  • the second electrode 22 and the charge transfer control electrode 35 can be obtained by forming a material layer forming the second electrode 22 and the charge transfer control electrode 35 on the photoelectric conversion layer 23 and then patterning this material layer. Can be.
  • Each of the second electrode 22 and the charge transfer control electrode 35 is separately connected to a wiring (not shown), and these wirings are connected to a drive circuit.
  • the wiring connected to the second electrode 22 is shared by a plurality of imaging devices.
  • the wiring connected to the charge transfer control electrode 35 is appropriately shared by a plurality of image sensors.
  • An insulating film (not shown) is formed on the photoelectric conversion layer 23 including the second electrode 22 and the charge transfer control electrode 35, and the insulating film above the second electrode 22 is connected to the second electrode 22.
  • a contact hole (not shown) is formed, and a wiring V OU (not shown) connected to the contact hole is provided on the insulating film.
  • the operation of the solid-state imaging device according to the fifth embodiment can be substantially the same as the operation of the solid-state imaging device according to the first embodiment, and thus a detailed description is omitted.
  • the potential applied to the charge transfer control electrode 35 is lower than the potential applied to the second electrode 22.
  • the charge transfer control electrode is formed on the region of the photoelectric conversion layer located between the adjacent imaging devices. Therefore, the charge generated by the photoelectric conversion can be prevented from flowing into the adjacent image sensor by the charge transfer control electrode, so that the quality of the captured video (image) does not occur.
  • FIG. 17B is a schematic cross-sectional view of a part of a modification of the image sensor (two image sensors arranged side by side) of the fifth embodiment.
  • the second electrode 22 is provided for each image sensor, and the charge transfer control electrode 35 surrounds at least a part of the second electrode 22 and is provided separately from the second electrode 22.
  • a part of the charge storage electrode 24 exists below the charge transfer control electrode 35, and the charge transfer control electrode (lower charge transfer electrode) exists below the charge transfer control electrode (upper charge transfer control electrode) 35.
  • a control electrode 30 is provided.
  • the region of the second electrode 22 facing the charge transfer control electrode 35 is located on the first electrode side.
  • the charge storage electrode 24 is surrounded by the charge transfer control electrode 30.
  • the sixth embodiment is a modification of the fourth and fifth embodiments.
  • the imaging device and the stacked imaging device of the sixth embodiment whose schematic partial cross-sectional view is shown in FIG. 18 are a surface-illuminated imaging device and a stacked imaging device, and a first type of green photoelectric device that absorbs green light.
  • a first type of image sensor for green light (first image sensor 11) of Example 4 having sensitivity to green light having a conversion layer, and a blue light having a second type of blue photoelectric conversion layer absorbing blue light.
  • a second type of conventional blue light imaging device (second imaging device 13) having a high sensitivity to red light and a second type of conventional red light sensitivity having a second type of red photoelectric conversion layer that absorbs red light.
  • the red light image sensor (third image sensor 15) and the blue light image sensor (second image sensor 13) are provided in the semiconductor substrate 70, and the second image sensor 13 is the third image sensor. It is located on the light incident side of the image sensor 15. Further, the image sensor for green light (first image sensor 11) is provided above the image sensor for blue light (second image sensor 13).
  • various transistors constituting the control unit are provided in the same manner as in the fourth embodiment. These transistors can have substantially the same configuration and structure as the transistors described in Embodiment 4. Further, the second imaging element 13 and the third imaging element 15 are provided on the semiconductor substrate 70, and these imaging elements are also substantially the same as the second imaging element 13 and the third imaging element described in the fourth embodiment. The same configuration and structure as the element 15 can be used.
  • interlayer insulating layers 77 and 78 are formed on the surface 70A of the semiconductor substrate 70.
  • interlayer insulating layer 78 On the interlayer insulating layer 78, a photoelectric conversion unit (first electrode 21, photoelectric A conversion layer 23 and a second electrode 22), a charge storage electrode 24, and the like are provided.
  • the configuration and structure of the image sensor and the stacked image sensor of the sixth embodiment are the same as the configuration and structure of the image sensor and the stacked image sensor of the fourth embodiment except that they are of the surface irradiation type. Therefore, detailed description is omitted.
  • the seventh embodiment is a modification of the fourth to sixth embodiments.
  • the imaging device and the stacked imaging device of the seventh embodiment whose schematic partial cross-sectional view is shown in FIG. 19 are a back-illuminated imaging device and a stacked imaging device, and the first imaging of the first type of the fourth embodiment. It has a structure in which two imaging elements, that is, an element 11 and a second type of second imaging element 13 are stacked. Further, a modified example of the imaging device and the stacked imaging device according to the seventh embodiment whose schematic partial cross-sectional view is illustrated in FIG. 20 is a front-illuminated imaging device and a stacked imaging device, and is a first type of the embodiment.
  • It has a structure in which two image pickup devices of a first image pickup device 11 of a fourth type and a second image pickup device 13 of the second type are stacked.
  • the first image sensor 11 absorbs light of the primary color
  • the second image sensor 13 absorbs light of the complementary color.
  • the first image sensor 11 absorbs white light
  • the second image sensor 13 absorbs infrared light.
  • the following table shows examples of various types of stacked structures of the first type image sensor and the second type image sensor.
  • FIG. 21 is a schematic partial cross-sectional view of a part of the imaging device and the stacked imaging device of the eighth embodiment
  • FIGS. 22 and 23 are equivalent circuit diagrams of the imaging device and the stacked imaging device of the eighth embodiment. .
  • the first electrode 21 and the charge storage electrode 24 are disposed between the first electrode 21 and the charge storage electrode 24, and are separated from each other. It further includes a transfer control electrode (charge transfer electrode) 25 disposed to face the photoelectric conversion layer 23 with the insulating layer 82 interposed therebetween.
  • the other source / drain region 51B of the reset transistor TR1rst may be grounded instead of being connected to the power supply VDD .
  • Example 8 the charge accumulation period, when the potential applied to the transfer control electrode 25 was set to V 61, but satisfies V 61 ⁇ V 11, V 31 ⁇ V 61 preferred. Electrons stopped in the region of the photoelectric conversion layer 23 facing the charge storage electrode 24 can be reliably prevented from moving to the first electrode 21. In addition, when the potential applied to the transfer control electrode 25 is V 63 in the second charge transfer period, V 33 ⁇ V 63 ⁇ V 13 . Thus, electrons are stopped in the region of the photoelectric conversion layer 23 opposed to the charge storage electrode 24, first electrode 21, furthermore, are reliably read out to the first floating diffusion layer FD 1. That is, the charges stored in the photoelectric conversion layer 23 are read out to the control unit.
  • the ninth embodiment is a modification of the fourth to eighth embodiments, and relates to an imaging element according to the present disclosure including a plurality of charge storage electrode segments.
  • FIG. 24 is a schematic partial cross-sectional view of a part of the imaging device of the ninth embodiment
  • FIGS. 25 and 26 are equivalent circuit diagrams of the imaging device and the stacked imaging device of the ninth embodiment.
  • the charge storage electrode 24 includes a plurality of charge storage electrode segments 24A, 24B, and 24C.
  • the number of charge storage electrode segments may be two or more, and is set to “3” in the ninth embodiment.
  • different potentials are applied to each of the N charge storage electrode segments, but the potential of the first electrode 21 is higher than the potential of the second electrode 22. That is, for example, since a positive potential is applied to the first electrode 21 and a negative potential is applied to the second electrode 22, for example, in a position closest to the first electrode 21 in the second charge transfer period.
  • the potential applied to the located charge storage electrode segment (first photoelectric conversion unit segment) 24 ⁇ / b> A is the charge storage electrode segment (Nth photoelectric conversion unit segment) located farthest from the first electrode 21. ) Higher than the potential applied to 24C.
  • the potential gradient to the charge storage electrode 24 the electrons that have stopped in the region of the photoelectric conversion layer 23 facing the charge storage electrode 24 become the first electrode 21 and the first floating electrode. more reliably read out to the diffusion layer FD 1. That is, the charges stored in the photoelectric conversion layer 23 are read out to the control unit.
  • the electrons remaining in the region of the photoelectric conversion layer 23 are reduced. , simultaneously, it can be read into the first floating diffusion layer FD 1.
  • the potential of the charge storage electrode segment 24C, the potential of the charge storage electrode segment 24B, and the potential of the charge storage electrode segment 24A are gradually changed (that is, stepwise or sloped). The electron that has stopped in the region of the photoelectric conversion layer 23 facing the charge storage electrode segment 24C is moved to the region of the photoelectric conversion layer 23 facing the charge storage electrode segment 24B.
  • the electrons remaining in the region of the photoelectric conversion layer 23 facing the charge storage electrode segment 24B are moved to the region of the photoelectric conversion layer 23 facing the charge storage electrode segment 24A. reliably read the electrons are stopped in the area of the opposing photoelectric conversion layer 23, to the first floating diffusion layer FD 1 It can be issued.
  • the other source / drain region 51B of the reset transistor TR1rst may be grounded instead of being connected to the power supply VDD .
  • Embodiment 10 is a modification of Embodiments 4 to 9, and relates to the imaging elements of the first and sixth configurations.
  • FIG. 27 is a schematic partial cross-sectional view of the imaging device and the stacked imaging device according to the tenth embodiment, and a schematic part in which a portion where the charge storage electrode, the photoelectric conversion layer, and the second electrode are stacked is enlarged.
  • a cross-sectional view is shown in FIG.
  • the equivalent circuit diagrams of the imaging device and the stacked imaging device of the tenth embodiment are the same as the equivalent circuit diagrams of the imaging device of the fourth embodiment described with reference to FIGS.
  • the operation of the image sensor of the tenth embodiment (first image sensor 11) is substantially the same as the operation of the image sensor of the fourth embodiment.
  • the photoelectric conversion unit includes N (where N ⁇ 2) photoelectric conversion unit segments (specifically, three photoelectric conversion unit segments 20 1 , 20 2 , and 20 3 ).
  • the photoelectric conversion layer 23 is composed of N photoelectric conversion layer segments (specifically, three photoelectric conversion layer segments 23 1 , 23 2 , and 23 3 ).
  • the insulating layer 82 is composed of N insulating layer segments (specifically, three insulating layer segments 82 1 , 82 2 , and 82 3 ).
  • the charge storage electrode 24 is composed of N charge storage electrode segments (specifically, in each embodiment, three charge storage electrode segments 24 1 and 24 2).
  • the charge storage electrodes 24 are arranged such that N charge storage electrode segments (specifically, three Charge storage electrode segments 24 1 , 24 2 , 24 3 )
  • the photoelectric conversion unit further includes a charge storage electrode 24 that is disposed apart from the first electrode 21 and that faces the photoelectric conversion layer 23 with the insulating layer 82 interposed therebetween.
  • the charge storage electrode 24, the insulating layer 82, and the photoelectric conversion layer 23 is the Z direction, and the direction away from the first electrode 21 is the X direction, the charge storage electrode 24, the insulating layer 82, and the photoelectric
  • the cross-sectional area of the laminated portion obtained by cutting the laminated portion on which the conversion layer 23 is laminated changes depending on the distance from the first electrode.
  • the thickness of the insulating layer segments progressively changes I have. Specifically, the thickness of the insulating layer segment gradually increases.
  • the width of the cross section of the laminated portion is constant, and the thickness of the cross section of the laminated portion, specifically, the thickness of the insulating layer segment is the first electrode 21. It becomes progressively thicker depending on the distance from.
  • the thickness of the insulating layer segment is increased stepwise. The thickness of the insulating layer segment 82 n in the n-th photoelectric conversion unit segment 20 n was constant.
  • the thickness of the insulating layer segment 82 n in the n-th photoelectric conversion unit segment 20 n is “1”
  • the thickness of ( +1) may be, for example, 2 to 10, but is not limited to such a value.
  • the thickness of the insulating layer segments 82 1 , 82 2 , and 83 3 is gradually increased by gradually reducing the thickness of the charge storage electrode segments 24 1 , 24 2 , and 24 3. I have.
  • the thicknesses of the photoelectric conversion layer segments 23 1 , 23 2 , and 23 3 are constant.
  • the drive circuit applies the potential V 11 to the first electrode 21 and applies the potential V 31 to the charge storage electrode 24.
  • Light incident on the photoelectric conversion layer 23 causes photoelectric conversion in the photoelectric conversion layer 23.
  • the holes generated by the photoelectric conversion are sent from the second electrode 22 to the drive circuit via the wiring VOU .
  • V 31 ⁇ V 11 since the potential of the first electrode 21 is higher than the potential of the second electrode 22, that is, for example, when a positive potential is applied to the first electrode 21 and a negative potential is applied to the second electrode 22, Therefore, V 31 ⁇ V 11 , preferably, V 31 > V 11 .
  • the electrons generated by the photoelectric conversion are attracted to the charge storage electrode 24 and stop in the region of the photoelectric conversion layer 23 facing the charge storage electrode 24. That is, charges are accumulated in the photoelectric conversion layer 23. Since V 31 > V 11 , electrons generated inside the photoelectric conversion layer 23 do not move toward the first electrode 21. As the photoelectric conversion time elapses, the potential in the region of the photoelectric conversion layer 23 facing the charge storage electrode 24 becomes a more negative value.
  • the thickness of the insulating layer segment gradually, because it uses a thicker structure, the charge accumulation period, if a state such as V 31 ⁇ V 11, the n-th The photoelectric conversion unit segment 20 n can store more electric charge than the (n + 1) -th photoelectric conversion unit segment 20 (n + 1) , and a strong electric field is applied to the first photoelectric conversion unit segment 20 n. the flow of charge from the conversion unit segments 20 1 to the first electrode 21 can be reliably prevented.
  • the drive circuit After completion of the reset operation, charge reading is performed. That is, in the second charge transfer period, the drive circuit applies the potential V 13 to the first electrode 21 and applies the potential V 33 to the charge storage electrode 24. Here, it is assumed that V 13 > V 33 . Thus, electrons are stopped in the region of the photoelectric conversion layer 23 opposed to the charge storage electrode 24, first electrode 21, furthermore, it is read into the first floating diffusion layer FD 1. That is, the charges stored in the photoelectric conversion layer 23 are read out to the control unit.
  • the thickness of the insulating layer segment gradually changes from the first photoelectric conversion unit segment to the Nth photoelectric conversion unit segment, or
  • the cross-sectional area of the laminated portion when the laminated portion in which the charge storage electrode, the insulating layer, and the photoelectric conversion layer are laminated in the YZ virtual plane changes depending on the distance from the first electrode. A transfer gradient is formed, and the charge generated by the photoelectric conversion can be more easily and reliably transferred.
  • the image sensor and the stacked-type image sensor according to the tenth embodiment can be manufactured by substantially the same method as the image sensor according to the fourth embodiment, and thus a detailed description is omitted.
  • the entire surface, depositing a conductive material layer for forming the charge storage electrodes 24 2, and patterning the conductive material layer, to form the photoelectric conversion unit segments 20 1, 20 2 and the first electrode 21 should by leaving the conductive material layer in the region, it is possible to obtain some and a charge storage electrode 24 2 of the first electrode 21.
  • the other source / drain region 51B of the reset transistor TR1rst may be grounded instead of being connected to the power supply VDD .
  • the image sensor of the eleventh embodiment relates to the image sensors of the second and sixth configurations of the present disclosure.
  • FIG. 29 a schematic partial cross-sectional view in which the portion where the charge storage electrode, the photoelectric conversion layer, and the second electrode are stacked is enlarged is shown in FIG. over from the photoelectric conversion unit segments 20 1 to the N-th photoelectric conversion unit segments 20 N, the thickness of the photoelectric conversion layer segments, progressively changing.
  • the width of the cross section of the laminated portion is constant, and the thickness of the cross section of the laminated portion, specifically, the thickness of the photoelectric conversion layer segment is changed to the first electrode.
  • the thickness gradually increases depending on the distance from 21. More specifically, the thickness of the photoelectric conversion layer segment gradually increases.
  • the thickness of the photoelectric conversion layer segment is increased stepwise.
  • the thickness of the photoelectric conversion layer segment 23 n in the n-th photoelectric conversion unit segment 20 n was constant. Assuming that the thickness of the photoelectric conversion layer segment 23 n in the n-th photoelectric conversion unit segment 20 n is “1”, the photoelectric conversion layer segment 23 in the (n + 1) -th photoelectric conversion unit segment 20 (n + 1)
  • the thickness of (n + 1) can be exemplified by 2 to 10, but is not limited to such a value.
  • Example 11 by gradually reducing the thickness of the charge storage electrode segments 24 1, 24 2, 24 3, the photoelectric conversion layer segments 23 1, 23 2, 23 3 of a thickness gradually thicker ing.
  • the thickness of the insulating layer segments 82 1 , 82 2 , and 82 3 is constant.
  • the thickness of the photoelectric conversion layer segment gradually changes from the first photoelectric conversion unit segment to the Nth photoelectric conversion unit segment. Therefore, or alternatively, the cross-sectional area of the laminated portion when the laminated portion in which the charge storage electrode, the insulating layer, and the photoelectric conversion layer are laminated on the YZ virtual plane changes depending on the distance from the first electrode. Therefore, a kind of charge transfer gradient is formed, and the charges generated by the photoelectric conversion can be more easily and reliably transferred.
  • an insulating layer 82 is conformally formed on the entire surface.
  • the photoelectric conversion layer 23 is formed on the insulating layer 82, and the photoelectric conversion layer 23 is subjected to a planarization process.
  • Example 12 relates to an image sensor having a third configuration.
  • FIG. 30 is a schematic partial cross-sectional view of the imaging device of Example 12 and the stacked imaging device.
  • the material forming the insulating layer segment differs between adjacent photoelectric conversion unit segments.
  • the value of the dielectric constant of the material constituting the insulating layer segments gradually are reduced.
  • the same potential may be applied to all of the N charge storage electrode segments, or different potentials may be applied to each of the N charge storage electrode segments. .
  • the charge storage electrode segments 24 1 , 24 2 , 24 3 which are arranged apart from each other are connected via the pad portions 64 1 , 64 2 , 64 3 . What is necessary is just to connect to the vertical drive circuit 112 which comprises a drive circuit.
  • Example 13 relates to an imaging device having a fourth configuration.
  • FIG. 31 is a schematic partial cross-sectional view of the imaging device of Example 13 and the stacked imaging device.
  • the material forming the charge storage electrode segment differs between adjacent photoelectric conversion unit segments.
  • the value of the work function of the material constituting the insulating layer segments gradually, is larger.
  • the same potential may be applied to all of the N charge storage electrode segments, or different potentials may be applied to each of the N charge storage electrode segments. .
  • the charge storage electrode segments 24 1 , 24 2 , 24 3 are connected to the vertical drive circuit 112 constituting the drive circuit via the pad portions 64 1 , 64 2 , 64 3 .
  • the imaging device of Example 14 relates to the imaging device having the fifth configuration.
  • FIGS. 32A, 32B, 33A, and 33B show schematic plan views of the charge storage electrode segment in the fourteenth embodiment.
  • a schematic partial cross-sectional view of the imaging device of Example 14 and the stacked imaging device is the same as that shown in FIG. 31 or FIG.
  • the imaging element according to embodiment 14 over from the first photoelectric conversion unit segments 20 1 to the N-th photoelectric conversion unit segments 20 N, the area of the electrode segments for charge storage, gradually, it is smaller .
  • the same potential may be applied to all of the N charge storage electrode segments, or different potentials may be applied to each of the N charge storage electrode segments. .
  • the charge storage electrode segments 24 1 , 24 2 , and 24 3 which are arranged apart from each other are connected via the pad portions 64 1 , 64 2 and 64 3 . Then, it may be connected to the vertical drive circuit 112 included in the drive circuit.
  • the charge storage electrode 24 is composed of a plurality of the charge storage electrode segments 24 1, 24 2, 24 3.
  • the number of charge storage electrode segments may be two or more, and is set to “3” in Example 14.
  • the potential of the first electrode 21 is higher than the potential of the second electrode 22, that is, for example, a positive potential is applied to the first electrode 21. is, since a negative potential is applied to the second electrode 22, the second charge transfer period, the potential applied to the charge storage electrode segments 24 1 located closest to the first electrode 21, a first higher than the potential applied to the charge storage electrode segments 24 3 located at the furthest to the electrode 21.
  • the electrons that have stopped in the region of the photoelectric conversion layer 23 facing the charge storage electrode 24 become the first electrode 21 and the first floating electrode. more reliably read out to the diffusion layer FD 1. That is, the charges stored in the photoelectric conversion layer 23 are read out to the control unit.
  • the region of the photoelectric conversion layer 23 electrons had stopped, simultaneously, it can be read into the first floating diffusion layer FD 1.
  • the potential of the charge storage electrode segments 24 3, charge storage electrode segments 24 second potential with possible to gradually change the potential of the charge storage electrode segments 24 1 (i.e., stair by changing the Jo or sloped)
  • the area of the charge storage electrode segments 24 3 opposite to the electrons had stopped in the area of the photoelectric conversion layer 23 charge storage electrode segments 24 2 opposed to the photoelectric conversion layer 23 is moved, then the electrons are stopped in the region of the charge storage electrode segments 24 2 opposed to the photoelectric conversion layer 23, is moved to a region of the charge storage electrode segments 24 1 opposite to the photoelectric conversion layer 23, and then , electrons are stopped in the region of the charge storage electrode segments 24 1 opposite to the photoelectric conversion layer 23, surely read into the first floating diffusion layer FD 1 Door can be.
  • the other source / drain region 51B of the reset transistor TR3rst may be grounded instead of being connected to the power supply VDD .
  • Example 15 relates to the imaging device having the sixth configuration.
  • FIG. 34 is a schematic partial cross-sectional view of the imaging device of Example 15 and the stacked imaging device.
  • FIGS. 35A and 35B are schematic plan views of the charge storage electrode segments according to the fifteenth embodiment.
  • the imaging device of Example 15 includes a photoelectric conversion unit in which a first electrode 21, a photoelectric conversion layer 23, and a second electrode 22 are stacked, and the photoelectric conversion unit is further separated from the first electrode 21.
  • the charge storage electrode 24 is disposed and disposed so as to face the photoelectric conversion layer 23 with the insulating layer 82 interposed therebetween.
  • the charge storage electrode 24 and the insulating layer 82, and the photoelectric conversion layer 23 are the Z direction, and the direction away from the first electrode 21 is the X direction, the charge storage electrode 24 and the insulating layer
  • the cross-sectional area of the layered portion obtained by cutting the layered portion where the and the photoelectric conversion layer 23 are stacked changes depending on the distance from the first electrode 21.
  • the thickness of the cross section of the laminated portion is constant, and the width of the cross section of the laminated portion becomes smaller as the distance from the first electrode 21 increases.
  • the width may be continuously narrowed (see FIG. 35A) or may be narrowed in a stepwise manner (see FIG. 35B).
  • the cross-sectional area of the stacked portion when the stacked portion where the charge storage electrode 24, the insulating layer 82, and the photoelectric conversion layer 23 are stacked in the YZ virtual plane is cut is , Changes depending on the distance from the first electrode, a kind of charge transfer gradient is formed, and the charge generated by photoelectric conversion can be more easily and reliably transferred.
  • Example 16 relates to the solid-state imaging device according to the first embodiment of the present disclosure.
  • the solid-state imaging device according to the first embodiment of the present disclosure includes, for example, It can be composed of an image sensor provided (photogate type image sensor).
  • FIG. 36 schematically illustrates the arrangement of the charge storage electrodes and the like in the solid-state imaging device according to Embodiment 16, and
  • FIG. 37 illustrates a schematic partial cross-sectional view taken along a two-dot chain line FF-F in FIG.
  • FIG. 38 is a schematic partial sectional view taken along the two-dot chain line GGG in FIG.
  • the solid-state imaging device includes: It has a plurality of image sensor blocks each including P ⁇ Q (where P ⁇ 2, Q ⁇ 1) image sensors, Each imaging element has a photoelectric conversion layer 29A, an insulating layer 39, and a charge storage electrode disposed opposite the photoelectric conversion layer 29A with the insulating layer 39 interposed therebetween (in this case, sometimes referred to as a photogate electrode). And a photoelectric conversion unit with 28.
  • first charge transfer control electrodes 36A and 36B are provided between the imaging devices.
  • the second charge transfer control electrodes 37A and 37B are provided between the imaging element blocks.
  • the imaging device block P (two in the illustrated example) imaging devices are arranged along the first direction, and Q (two in the illustrated example) imaging along the second direction.
  • the elements are arranged, Under the control of the first charge transfer control electrodes 36A and 36B, the electric charge accumulated in the photoelectric conversion layer 29A of the (P-1) th imaging element from the first imaging element along the first direction is The data is transferred to the photoelectric conversion layer 29A of the P-th image sensor, and is read out together with the charges accumulated in the photoelectric conversion layers 29A of the Q P-th image sensors.
  • the photoelectric conversion layer 29A is formed inside the silicon semiconductor substrate 70.
  • the image pickup device block is constituted by four image pickup devices provided with charge storage electrodes 28 11 , 28 12 , 28 21 , and 28 22.
  • the charge storage electrodes 28 13 , 28 14 , 28 23, 28 is constituted by four image pickup device having a 24, is constituted by four image pickup device having a charge storage electrode 28 31, 28 32, 28 41, 28 42, also the charge storage electrodes 28 33 , 28 34 , 28 43 , and 28 44 .
  • the P The first floating diffusion layer 26 (FD 1 ) is transferred together with the charges transferred to the photoelectric conversion layer 29A 2 forming the P-th imaging element and the charge accumulated in the photoelectric conversion layers 29A 2 forming the Q-th P-th imaging element. Is read via
  • the photoelectric conversion layer 29B of the image sensor (second image sensor) constituting the lower image sensor block is also formed inside the silicon semiconductor substrate 70.
  • the gate portion 38 of the transfer transistor is connected to the photoelectric conversion layer 29B via the connection portion 38A. Under the control of the gate portion 38, the charge accumulated in the photoelectric conversion layer 29B is transferred to the second floating diffusion layer 27 ( FD 2 ).
  • the operation of the solid-state imaging device according to the sixteenth embodiment can be substantially the same as the operation of the solid-state imaging device described in the first embodiment, and a detailed description thereof will be omitted.
  • the present disclosure has been described based on the preferred embodiments, the present disclosure is not limited to these embodiments.
  • the structures and configurations, manufacturing conditions, manufacturing methods, and materials used of the imaging device, the stacked imaging device, and the solid-state imaging device described in the embodiments are examples, and can be appropriately changed.
  • the imaging devices of the embodiments can be combined as appropriate.
  • the imaging device of the tenth embodiment, the imaging device of the eleventh embodiment, the imaging device of the twelfth embodiment, the imaging device of the thirteenth embodiment, and the imaging device of the fourteenth embodiment can be arbitrarily combined.
  • the image sensor of the eleventh embodiment, the image sensor of the twelfth embodiment, the image sensor of the thirteenth embodiment, and the image sensor of the fifteenth embodiment can be arbitrarily combined.
  • the region 46C of the semiconductor substrate 70 near the gate portion 46 of TR3 trs can be shared by a plurality of image sensors.
  • one image sensor block or the unit of the image sensor is composed of 2 ⁇ 2 image sensors, but the number of one image sensor block or the unit of the image sensor is not limited to this.
  • a 2 ⁇ 1 image sensor, a 3 ⁇ 3 image sensor, a 4 ⁇ 4 image sensor, or the like can also be used.
  • the number of P ⁇ Q image sensors constituting the unit of the image sensor and the number of P ⁇ Q image sensors constituting the image sensor block are one image sensor along the first direction.
  • the first direction may be a row direction or a column direction in an image sensor array of the solid-state imaging device.
  • the first electrode 21 extends in the opening 84A provided in the insulating layer 82, and A configuration connected to the conversion layer 23 is also possible.
  • FIG. 40 shows, for example, a modified example of the imaging device and the stacked imaging device described in the fourth embodiment
  • FIG. 41A shows an enlarged schematic partial cross-sectional view of the first electrode portion and the like.
  • the edge of the top surface of the first electrode 21 is covered with the insulating layer 82, the first electrode 21 is exposed at the bottom surface of the opening 84B, and the insulating layer 82 is in contact with the top surface of the first electrode 21.
  • the side surface of the opening 84B is the first surface It has an inclination that spreads from 82p toward the second surface 82q. In this manner, by making the side surface of the opening 84B inclined, the movement of charges from the photoelectric conversion layer 23 to the first electrode 21 becomes smoother.
  • the side surface of the opening 84B is rotationally symmetric about the axis of the opening 84B. However, as shown in FIG. 41B, the side faces from the first surface 82p toward the second surface 82q.
  • the opening 84 ⁇ / b> C may be provided so that the side surface of the opening 84 ⁇ / b> C having a widening inclination is located on the charge storage electrode 24 side. This makes it difficult for the charges to move from the portion of the photoelectric conversion layer 23 opposite to the charge storage electrode 24 across the opening 84C.
  • the side surface of the opening 84B has an inclination that spreads from the first surface 82p toward the second surface 82q, and the edge of the side surface of the opening 84B in the second surface 82q is, as shown in FIG. 41A, It may be located outside the edge of the first electrode 21, or may be located inside the edge of the first electrode 21, as shown in FIG. 41C.
  • the openings 84B and 84C are formed by reflowing an etching mask made of a resist material formed when the openings are formed in the insulating layer based on the etching method, so that the opening side surfaces of the etching mask are inclined.
  • the insulating layer 82 can be formed by etching the insulating layer 82 using an etching mask.
  • FIG. 42 for example, as shown in a modified example of the imaging device and the stacked-type imaging device described in the fourth embodiment, light enters from the second electrode 22 side, and the light incident side from the second electrode 22. May have a configuration in which a light shielding layer 92 is formed. Note that various wirings provided on the light incident side of the photoelectric conversion layer can also function as a light shielding layer.
  • the light shielding layer 92 is formed above the second electrode 22, that is, on the light incident side of the second electrode 22 and above the first electrode 21.
  • the light-shielding layer 92 may be provided on the light incident side surface of the second electrode 22.
  • a light-shielding layer 92 may be formed on the second electrode 22, as shown in FIG.
  • a structure in which light is incident from the second electrode 22 side and light is not incident on the first electrode 21 may be employed.
  • a light shielding layer 92 is formed on the light incident side of the second electrode 22 and above the first electrode 21.
  • an on-chip micro lens 90 is provided above the charge storage electrode 24 and the second electrode 22, and light incident on the on-chip micro lens 90 is: It is also possible to adopt a structure in which light is focused on the charge storage electrode 24 and does not reach the first electrode 21.
  • the transfer control electrode 25 when the transfer control electrode 25 is provided, light can be prevented from being incident on the first electrode 21 and the transfer control electrode 25. As shown in FIG.
  • a structure in which a light shielding layer 92 is formed above the first electrode 21 and the transfer control electrode 25 may be employed.
  • the light incident on the on-chip micro lens 90 may be configured not to reach the first electrode 21 or the first electrode 21 and the transfer control electrode 25.
  • the portion of the photoelectric conversion layer 23 located above the first electrode 21 does not contribute to photoelectric conversion. All pixels can be reset more reliably at the same time, and the global shutter function can be more easily realized. That is, in a method of driving a solid-state imaging device including a plurality of imaging elements having these configurations and structures, In all the imaging elements, the electric charge in the first electrode 21 is discharged out of the system while simultaneously accumulating the electric charge in the photoelectric conversion layer 23. In all the imaging devices, the charges accumulated in the photoelectric conversion layer 23 are simultaneously transferred to the first electrode 21, and after the transfer is completed, the charges transferred to the first electrode 21 in each imaging device are sequentially read out. Repeat each step.
  • each imaging device has a structure in which light incident from the second electrode side does not enter the first electrode, and all the imaging devices simultaneously perform photoelectric conversion. Since the electric charge in the first electrode is discharged out of the system while accumulating the electric charge in the conversion layer, it is possible to surely reset the first electrode in all the imaging elements at the same time. Then, in all the image sensors, the charges accumulated in the photoelectric conversion layer are simultaneously transferred to the first electrode, and after the transfer is completed, the charges transferred to the first electrode in each image sensor are sequentially read. Therefore, a so-called global shutter function can be easily realized.
  • FIG. 46 a plurality of transfer control electrodes may be provided from the position closest to the first electrode 21 toward the charge storage electrode 24.
  • FIG. 47 shows an example in which two transfer control electrodes 25A and 25B are provided.
  • An on-chip micro lens 90 is provided above the charge storage electrode 24 and the second electrode 22. Light incident on the on-chip micro lens 90 is focused on the charge storage electrode 24. , The first electrode 21 and the transfer control electrodes 25A, 25B may not be reached.
  • the thickness of the charge storage electrode segments 24 1 , 24 2 , and 24 3 is gradually reduced, so that the insulating layer segments 82 1 , 82 2 , and 82 3 are formed. Is gradually increased in thickness.
  • FIG. 48 a schematic partial cross-sectional view in which a portion where the charge storage electrode, the photoelectric conversion layer, and the second electrode are stacked in the modification of the tenth embodiment is enlarged. 1, 24 2, and 24 3 of the constant thickness, the insulating layer segments 82 1, 82 2, 82 3 of the thickness may be gradually thicker.
  • the thickness of the photoelectric conversion layer segments 23 1 , 23 2 , and 23 3 is constant.
  • the thickness of the charge storage electrode segments 24 1 , 24 2 , and 24 3 is gradually reduced, so that the photoelectric conversion layer segments 23 1 , 23 2 , and 23 3 are provided. Is gradually increased in thickness.
  • FIG. 49 a schematic partial cross-sectional view in which a portion where the charge storage electrode, the photoelectric conversion layer, and the second electrode are stacked in the modification of the eleventh embodiment is enlarged.
  • the thickness of the photoelectric conversion layer segments 23 1 , 23 2 , and 23 3 is kept constant by keeping the thicknesses of 1 , 2 2 , and 2 3 constant, and gradually reducing the thicknesses of the insulating layer segments 82 1 , 82 2 , and 82 3. May be gradually increased.
  • each semiconductor region may be constituted by a semiconductor region of the opposite conductivity type, and the conductivity type of the photoelectric conversion layer formed on the semiconductor substrate may be p-type.
  • the present invention is not limited to application to a solid-state imaging device, but can also be applied to a CCD solid-state imaging device.
  • the signal charges are transferred in a vertical direction by a vertical transfer register of a CCD type structure, transferred in a horizontal direction by a horizontal transfer register, and amplified to output a pixel signal (image signal).
  • the present invention is not limited to a column-type solid-state imaging device in which pixels are formed in a two-dimensional matrix and a column signal processing circuit is arranged for each pixel column. Further, in some cases, the selection transistor can be omitted.
  • the imaging device of the present disclosure and the stacked imaging device are not limited to application to a solid-state imaging device that detects the distribution of the amount of incident visible light and captures an image as an image, and includes infrared, X-ray, or particles.
  • the present invention is also applicable to a solid-state imaging device that captures the distribution of the incident amount as an image.
  • the present invention can be applied to all solid-state imaging devices (physical quantity distribution detecting devices) such as a fingerprint detection sensor that detects a distribution of other physical quantities such as pressure and capacitance to capture an image.
  • the present invention is not limited to a solid-state imaging device that sequentially scans each unit pixel of the imaging region in a row unit and reads out a pixel signal from each unit pixel.
  • the present invention is also applicable to an XY address type solid-state imaging device that selects an arbitrary pixel in pixel units and reads out pixel signals from the selected pixel in pixel units.
  • the solid-state imaging device may be formed as a single chip, or may be formed as a module having an imaging function in which an imaging region and a driving circuit or an optical system are packaged together.
  • the present invention is not limited to application to a solid-state imaging device, but is also applicable to an imaging device.
  • the imaging device refers to a camera system such as a digital still camera or a video camera, or an electronic device having an imaging function such as a mobile phone.
  • the imaging device may be a module mounted on an electronic device, that is, a camera module.
  • FIG. 50 is a conceptual diagram illustrating an example in which the solid-state imaging device 201 including the imaging device according to the present disclosure and the stacked imaging device is used in an electronic apparatus (camera) 200.
  • the electronic device 200 includes a solid-state imaging device 201, an optical lens 210, a shutter device 211, a drive circuit 212, and a signal processing circuit 213.
  • the optical lens 210 forms image light (incident light) from a subject on the imaging surface of the solid-state imaging device 201.
  • signal charges are accumulated in the solid-state imaging device 201 for a certain period.
  • the shutter device 211 controls a light irradiation period and a light blocking period to the solid-state imaging device 201.
  • the drive circuit 212 supplies a drive signal for controlling a transfer operation and the like of the solid-state imaging device 201 and a shutter operation of the shutter device 211.
  • the signal transfer of the solid-state imaging device 201 is performed by a drive signal (timing signal) supplied from the drive circuit 212.
  • the signal processing circuit 213 performs various kinds of signal processing.
  • the video signal on which the signal processing has been performed is stored in a storage medium such as a memory or output to a monitor.
  • the electronic device 200 to which the solid-state imaging device 201 can be applied is not limited to a camera, but can be applied to an imaging device such as a camera module for mobile devices such as a digital still camera and a mobile phone.
  • the technology according to the present disclosure can be applied to various products.
  • the technology according to the present disclosure is realized as a device mounted on any type of moving object such as an automobile, an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, a motorcycle, a bicycle, a personal mobility, an airplane, a drone, a ship, and a robot. You may.
  • FIG. 53 is a block diagram illustrating a schematic configuration example of a vehicle control system that is an example of a moving object control system to which the technology according to the present disclosure may be applied.
  • Vehicle control system 12000 includes a plurality of electronic control units connected via communication network 12001.
  • the vehicle control system 12000 includes a drive system control unit 12010, a body system control unit 12020, an outside information detection unit 12030, an inside information detection unit 12040, and an integrated control unit 12050.
  • a microcomputer 12051, an audio / video output unit 12052, and a vehicle-mounted network I / F (interface) 12053 are illustrated.
  • the drive system control unit 12010 controls the operation of the device related to the drive system of the vehicle according to various programs.
  • the drive system control unit 12010 includes a drive force generation device for generating a drive force of the vehicle such as an internal combustion engine or a drive motor, a drive force transmission mechanism for transmitting the drive force to wheels, and a steering angle of the vehicle. It functions as a control device such as a steering mechanism for adjusting and a braking device for generating a braking force of the vehicle.
  • the body control unit 12020 controls the operation of various devices mounted on the vehicle body according to various programs.
  • the body control unit 12020 functions as a keyless entry system, a smart key system, a power window device, or a control device for various lamps such as a head lamp, a back lamp, a brake lamp, a blinker, a fog lamp, and the like.
  • a radio wave or various switch signals transmitted from a portable device that substitutes for a key may be input to the body control unit 12020.
  • the body control unit 12020 receives the input of these radio waves or signals, and controls a door lock device, a power window device, a lamp, and the like of the vehicle.
  • Out-of-vehicle information detection unit 12030 detects information external to the vehicle on which vehicle control system 12000 is mounted.
  • an imaging unit 12031 is connected to the outside-of-vehicle information detection unit 12030.
  • the out-of-vehicle information detection unit 12030 causes the image capturing unit 12031 to capture an image outside the vehicle, and receives the captured image.
  • the outside-of-vehicle information detection unit 12030 may perform an object detection process or a distance detection process of a person, a vehicle, an obstacle, a sign, a character on a road surface, or the like based on the received image.
  • the imaging unit 12031 is an optical sensor that receives light and outputs an electric signal according to the amount of received light.
  • the imaging unit 12031 can output the electric signal as an image or can output the electric signal as distance measurement information.
  • the light received by the imaging unit 12031 may be visible light or non-visible light such as infrared light.
  • the in-vehicle information detection unit 12040 detects information in the vehicle.
  • the in-vehicle information detection unit 12040 is connected to, for example, a driver status detection unit 12041 that detects the status of the driver.
  • the driver state detection unit 12041 includes, for example, a camera that captures an image of the driver, and the in-vehicle information detection unit 12040 determines the degree of fatigue or concentration of the driver based on the detection information input from the driver state detection unit 12041. The calculation may be performed, or it may be determined whether the driver has fallen asleep.
  • the microcomputer 12051 calculates a control target value of the driving force generation device, the steering mechanism, or the braking device based on the information on the inside and outside of the vehicle acquired by the outside information detection unit 12030 or the inside information detection unit 12040, and the drive system control unit.
  • a control command can be output to 12010.
  • the microcomputer 12051 implements the functions of ADAS (Advanced Driver Assistance System) including vehicle collision avoidance or impact mitigation, following running based on the following distance, vehicle speed maintaining running, vehicle collision warning, vehicle lane departure warning, and the like.
  • ADAS Advanced Driver Assistance System
  • the cooperative control for the purpose can be performed.
  • the microcomputer 12051 controls the driving force generation device, the steering mechanism, the braking device, and the like based on information on the surroundings of the vehicle acquired by the outside-of-vehicle information detection unit 12030 or the inside-of-vehicle information detection unit 12040, so that the driver It is possible to perform cooperative control for automatic driving or the like in which the vehicle travels autonomously without relying on the operation.
  • the microcomputer 12051 can output a control command to the body system control unit 12020 based on information on the outside of the vehicle acquired by the outside information detection unit 12030.
  • the microcomputer 12051 controls the headlamp in accordance with the position of the preceding vehicle or the oncoming vehicle detected by the outside-of-vehicle information detection unit 12030, and performs cooperative control for the purpose of anti-glare such as switching a high beam to a low beam. It can be carried out.
  • the audio image output unit 12052 transmits at least one of an audio signal and an image signal to an output device capable of visually or audibly notifying a passenger of the vehicle or the outside of the vehicle of information.
  • an audio speaker 12061, a display unit 12062, and an instrument panel 12063 are illustrated as output devices.
  • the display unit 12062 may include, for example, at least one of an on-board display and a head-up display.
  • FIG. 54 is a diagram illustrating an example of an installation position of the imaging unit 12031.
  • the vehicle 12100 includes imaging units 12101, 12102, 12103, 12104, and 12105 as the imaging unit 12031.
  • the imaging units 12101, 12102, 12103, 12104, and 12105 are provided, for example, at positions such as a front nose, a side mirror, a rear bumper, a back door, and an upper portion of a windshield in the vehicle interior of the vehicle 12100.
  • An imaging unit 12101 provided in the front nose and an imaging unit 12105 provided above a windshield in the vehicle cabin mainly acquire an image in front of the vehicle 12100.
  • the imaging units 12102 and 12103 provided in the side mirror mainly acquire images of the side of the vehicle 12100.
  • the imaging unit 12104 provided in the rear bumper or the back door mainly acquires an image behind the vehicle 12100.
  • the forward images acquired by the imaging units 12101 and 12105 are mainly used for detecting a preceding vehicle, a pedestrian, an obstacle, a traffic light, a traffic sign, a lane, and the like.
  • FIG. 54 shows an example of the imaging range of the imaging units 12101 to 12104.
  • the imaging range 12111 indicates the imaging range of the imaging unit 12101 provided on the front nose
  • the imaging ranges 12112 and 12113 indicate the imaging ranges of the imaging units 12102 and 12103 provided on the side mirrors, respectively
  • the imaging range 12114 indicates 14 shows an imaging range of an imaging unit 12104 provided in a rear bumper or a back door. For example, by overlaying image data captured by the imaging units 12101 to 12104, a bird's-eye view image of the vehicle 12100 viewed from above can be obtained.
  • At least one of the imaging units 12101 to 12104 may have a function of acquiring distance information.
  • at least one of the imaging units 12101 to 12104 may be a stereo camera including a plurality of imaging elements or an imaging element having pixels for detecting a phase difference.
  • the microcomputer 12051 calculates the distance to each three-dimensional object in the imaging ranges 12111 to 12114 and the temporal change of this distance (relative speed with respect to the vehicle 12100). , It is possible to extract, as a preceding vehicle, a three-dimensional object that travels at a predetermined speed (for example, 0 km / h or more) in a direction substantially the same as the vehicle 12100, which is the closest three-dimensional object on the traveling path of the vehicle 12100. it can.
  • a predetermined speed for example, 0 km / h or more
  • microcomputer 12051 can set an inter-vehicle distance to be secured before the preceding vehicle, and perform automatic brake control (including follow-up stop control), automatic acceleration control (including follow-up start control), and the like. As described above, it is possible to perform cooperative control for automatic driving or the like in which the vehicle travels autonomously without depending on the operation of the driver.
  • the microcomputer 12051 converts the three-dimensional object data relating to the three-dimensional object into other three-dimensional objects such as a two-wheeled vehicle, a normal vehicle, a large vehicle, a pedestrian, and a utility pole based on the distance information obtained from the imaging units 12101 to 12104. It can be classified and extracted and used for automatic avoidance of obstacles. For example, the microcomputer 12051 distinguishes obstacles around the vehicle 12100 into obstacles that are visible to the driver of the vehicle 12100 and obstacles that are difficult to see.
  • the microcomputer 12051 determines a collision risk indicating a risk of collision with each obstacle, and when the collision risk is equal to or higher than the set value and there is a possibility of collision, the microcomputer 12051 transmits the signal via the audio speaker 12061 or the display unit 12062.
  • driving assistance for collision avoidance can be performed.
  • At least one of the imaging units 12101 to 12104 may be an infrared camera that detects infrared light.
  • the microcomputer 12051 can recognize a pedestrian by determining whether or not a pedestrian exists in the captured images of the imaging units 12101 to 12104. The recognition of such a pedestrian is performed by, for example, extracting a feature point in an image captured by the imaging unit 12101 to 12104 as an infrared camera, and performing a pattern matching process on a series of feature points indicating the outline of the object to determine whether the object is a pedestrian.
  • the audio image output unit 12052 outputs a rectangular contour for emphasis to the recognized pedestrian.
  • the display unit 12062 is controlled so that is superimposed. Further, the sound image output unit 12052 may control the display unit 12062 so as to display an icon or the like indicating a pedestrian at a desired position.
  • the technology according to the present disclosure may be applied to an endoscopic surgery system.
  • FIG. 55 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration of an endoscopic surgery system to which the technology (the present technology) according to the present disclosure may be applied.
  • FIG. 55 shows a state in which an operator (doctor) 11131 is performing an operation on a patient 11132 on a patient bed 11133 using the endoscopic surgery system 11000.
  • the endoscopic surgery system 11000 includes an endoscope 11100, other surgical tools 11110 such as an insufflation tube 11111 and an energy treatment tool 11112, and a support arm device 11120 that supports the endoscope 11100.
  • a cart 11200 on which various devices for endoscopic surgery are mounted.
  • the endoscope 11100 includes a lens barrel 11101 having a region of a predetermined length from the distal end inserted into the body cavity of the patient 11132, and a camera head 11102 connected to the proximal end of the lens barrel 11101.
  • the endoscope 11100 which is configured as a so-called rigid endoscope having a hard barrel 11101 is illustrated.
  • the endoscope 11100 may be configured as a so-called flexible endoscope having a soft barrel. Good.
  • An opening in which the objective lens is fitted is provided at the tip of the lens barrel 11101.
  • a light source device 11203 is connected to the endoscope 11100, and light generated by the light source device 11203 is guided to a distal end of the lens barrel by a light guide extending inside the lens barrel 11101, and an objective is provided. The light is radiated toward the observation target in the body cavity of the patient 11132 via the lens.
  • the endoscope 11100 may be a direct view, a perspective view, or a side view.
  • An optical system and an image sensor are provided inside the camera head 11102, and the reflected light (observation light) from the observation target is focused on the image sensor by the optical system.
  • the observation light is photoelectrically converted by the imaging element, and an electric signal corresponding to the observation light, that is, an image signal corresponding to the observation image is generated.
  • the image signal is transmitted to a camera control unit (CCU: ⁇ Camera ⁇ Control ⁇ Unit) 11201 as RAW data.
  • the $ CCU 11201 is configured by a CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphics Processing Unit), and the like, and controls the operations of the endoscope 11100 and the display device 11202 overall. Further, the CCU 11201 receives an image signal from the camera head 11102, and performs various image processing on the image signal for displaying an image based on the image signal, such as a development process (demosaicing process).
  • a development process demosaicing process
  • the display device 11202 displays an image based on an image signal on which image processing has been performed by the CCU 11201 under the control of the CCU 11201.
  • the light source device 11203 includes a light source such as an LED (Light Emitting Diode), for example, and supplies the endoscope 11100 with irradiation light when imaging an operation part or the like.
  • a light source such as an LED (Light Emitting Diode), for example, and supplies the endoscope 11100 with irradiation light when imaging an operation part or the like.
  • the input device 11204 is an input interface to the endoscopic surgery system 11000.
  • the user can input various information and input instructions to the endoscopic surgery system 11000 via the input device 11204.
  • the user inputs an instruction or the like to change imaging conditions (type of irradiation light, magnification, focal length, and the like) by the endoscope 11100.
  • the treatment instrument control device 11205 controls the driving of the energy treatment instrument 11112 for cauterizing, incising a tissue, sealing a blood vessel, and the like.
  • the insufflation device 11206 is used to inflate the body cavity of the patient 11132 for the purpose of securing the visual field by the endoscope 11100 and securing the working space of the operator.
  • the recorder 11207 is a device that can record various types of information related to surgery.
  • the printer 11208 is a device that can print various types of information on surgery in various formats such as text, images, and graphs.
  • the light source device 11203 that supplies the endoscope 11100 with irradiation light at the time of imaging the operation site can be configured by a white light source configured by, for example, an LED, a laser light source, or a combination thereof.
  • a white light source configured by a combination of the RGB laser light sources
  • the output intensity and output timing of each color (each wavelength) can be controlled with high accuracy. It can be carried out.
  • laser light from each of the RGB laser light sources is irradiated to the observation target in a time-division manner, and the driving of the image pickup device of the camera head 11102 is controlled in synchronization with the irradiation timing, so that each of the RGB laser light sources is controlled. It is also possible to capture the image obtained in a time-division manner. According to this method, a color image can be obtained without providing a color filter in the image sensor.
  • the driving of the light source device 11203 may be controlled so as to change the intensity of the output light every predetermined time.
  • the driving of the image pickup device of the camera head 11102 in synchronization with the timing of the change of the light intensity, an image is acquired in a time-division manner, and the image is synthesized, so that a high dynamic image without a so-called blackout or whiteout is obtained.
  • An image of the range can be generated.
  • the light source device 11203 may be configured to be able to supply light in a predetermined wavelength band corresponding to special light observation.
  • special light observation for example, by utilizing the wavelength dependence of light absorption in body tissue, by irradiating light in a narrower band compared to irradiation light (ie, white light) during normal observation, the surface of the mucous membrane is exposed.
  • a narrow band light observation (Narrow / Band / Imaging) for photographing a predetermined tissue such as a blood vessel with high contrast is performed.
  • a fluorescence observation for obtaining an image by fluorescence generated by irradiating the excitation light may be performed.
  • a body tissue is irradiated with excitation light to observe fluorescence from the body tissue (autofluorescence observation), or a reagent such as indocyanine green (ICG) is locally injected into the body tissue and the body tissue is subjected to the fluorescence observation.
  • ICG indocyanine green
  • Irradiation with excitation light corresponding to the fluorescence wavelength of the reagent can be performed to obtain a fluorescence image.
  • the light source device 11203 can be configured to be able to supply narrowband light and / or excitation light corresponding to such special light observation.
  • FIG. 56 is a block diagram showing an example of a functional configuration of the camera head 11102 and the CCU 11201 shown in FIG.
  • the camera head 11102 includes a lens unit 11401, an imaging unit 11402, a driving unit 11403, a communication unit 11404, and a camera head control unit 11405.
  • the CCU 11201 includes a communication unit 11411, an image processing unit 11412, and a control unit 11413.
  • the camera head 11102 and the CCU 11201 are communicably connected to each other by a transmission cable 11400.
  • the lens unit 11401 is an optical system provided at a connection with the lens barrel 11101. Observation light taken in from the tip of the lens barrel 11101 is guided to the camera head 11102, and enters the lens unit 11401.
  • the lens unit 11401 is configured by combining a plurality of lenses including a zoom lens and a focus lens.
  • the imaging unit 11402 includes an imaging element.
  • the number of imaging elements constituting the imaging unit 11402 may be one (so-called single-panel type) or plural (so-called multi-panel type).
  • image signals corresponding to RGB may be generated by the imaging elements, and a color image may be obtained by combining the image signals.
  • the imaging unit 11402 may be configured to include a pair of imaging devices for acquiring right-eye and left-eye image signals corresponding to 3D (Dimensional) display. By performing the 3D display, the operator 11131 can more accurately grasp the depth of the living tissue in the operative part.
  • a plurality of lens units 11401 may be provided for each imaging device.
  • the imaging unit 11402 does not necessarily need to be provided in the camera head 11102.
  • the imaging unit 11402 may be provided inside the lens barrel 11101 immediately after the objective lens.
  • the driving unit 11403 is configured by an actuator, and moves the zoom lens and the focus lens of the lens unit 11401 by a predetermined distance along the optical axis under the control of the camera head control unit 11405.
  • the magnification and the focus of the image captured by the imaging unit 11402 can be appropriately adjusted.
  • the communication unit 11404 is configured by a communication device for transmitting and receiving various information to and from the CCU 11201.
  • the communication unit 11404 transmits the image signal obtained from the imaging unit 11402 as RAW data to the CCU 11201 via the transmission cable 11400.
  • the communication unit 11404 receives a control signal for controlling the driving of the camera head 11102 from the CCU 11201 and supplies the control signal to the camera head control unit 11405.
  • the control signal includes, for example, information indicating the frame rate of the captured image, information indicating the exposure value at the time of imaging, and / or information indicating the magnification and focus of the captured image. Contains information about the condition.
  • imaging conditions such as the frame rate, the exposure value, the magnification, and the focus may be appropriately designated by the user, or may be automatically set by the control unit 11413 of the CCU 11201 based on the acquired image signal. Good.
  • a so-called AE (Auto Exposure) function, an AF (Auto Focus) function, and an AWB (Auto White Balance) function are mounted on the endoscope 11100.
  • the camera head controller 11405 controls driving of the camera head 11102 based on a control signal from the CCU 11201 received via the communication unit 11404.
  • the communication unit 11411 is configured by a communication device for transmitting and receiving various information to and from the camera head 11102.
  • the communication unit 11411 receives an image signal transmitted from the camera head 11102 via the transmission cable 11400.
  • the communication unit 11411 transmits a control signal for controlling driving of the camera head 11102 to the camera head 11102.
  • the image signal and the control signal can be transmitted by electric communication, optical communication, or the like.
  • the image processing unit 11412 performs various types of image processing on an image signal that is RAW data transmitted from the camera head 11102.
  • the control unit 11413 performs various kinds of control relating to imaging of the operation section and the like by the endoscope 11100 and display of a captured image obtained by imaging the operation section and the like. For example, the control unit 11413 generates a control signal for controlling driving of the camera head 11102.
  • control unit 11413 causes the display device 11202 to display a captured image showing the operative part or the like based on the image signal on which the image processing is performed by the image processing unit 11412.
  • the control unit 11413 may recognize various objects in the captured image using various image recognition techniques. For example, the control unit 11413 detects a surgical tool such as forceps, a specific living body site, a bleeding, a mist at the time of using the energy treatment tool 11112, and the like by detecting the shape and color of the edge of the object included in the captured image. Can be recognized.
  • the control unit 11413 may use the recognition result to superimpose and display various types of surgery support information on the image of the operative site. By superimposing the operation support information and presenting it to the operator 11131, the burden on the operator 11131 can be reduced, and the operator 11131 can surely proceed with the operation.
  • the transmission cable 11400 connecting the camera head 11102 and the CCU 11201 is an electric signal cable corresponding to electric signal communication, an optical fiber corresponding to optical communication, or a composite cable thereof.
  • the communication is performed by wire using the transmission cable 11400, but the communication between the camera head 11102 and the CCU 11201 may be performed wirelessly.
  • the technology according to the present disclosure may be applied to, for example, a microscopic surgery system and the like.
  • Solid-state imaging device first embodiment >> It has a plurality of image sensor blocks each including P ⁇ Q (where P ⁇ 2, Q ⁇ 1) image sensors, Each image sensor has a photoelectric conversion layer, an insulating layer, and a photoelectric conversion unit including a charge storage electrode disposed to face the photoelectric conversion layer with the insulating layer interposed therebetween.
  • a first charge transfer control electrode is provided between the imaging device and the imaging device
  • a second charge transfer control electrode is provided between the imaging device block and the imaging device block
  • P imaging devices are arranged along a first direction
  • Q imaging devices are arranged along a second direction
  • the charge accumulated in the photoelectric conversion layer of the (P-1) -th imaging device from the first imaging device along the first direction is the P-th imaging device.
  • a solid-state imaging device which is transferred to a photoelectric conversion layer of an element and is read out together with electric charges accumulated in the photoelectric conversion layers of the Q Pth imaging elements.
  • the solid-state imaging device according to [A01], wherein the movement of the charge accumulated in the photoelectric conversion layer between the imaging elements between adjacent imaging element blocks is prohibited under the control of the second charge transfer control electrode. .
  • the imaging element further includes a first electrode and a second electrode,
  • the photoelectric conversion unit is configured by stacking a first electrode, a photoelectric conversion layer, and a second electrode,
  • the charge storage electrode is disposed separately from the first electrode, and is disposed to face the photoelectric conversion layer with an insulating layer interposed therebetween.
  • the solid-state imaging device according to [A01] or [A02], wherein, in the imaging device block, the first electrodes of the Q imaging devices forming the Pth imaging device are shared.
  • Each imaging element block has a control unit, The control unit includes at least a floating diffusion layer and an amplification transistor, The solid-state imaging device according to [A03], wherein the shared first electrode is connected to a control unit.
  • the plurality of image sensor blocks are arranged in a two-dimensional matrix in a first direction and a second direction different from the first direction.
  • the second charge transfer control electrode includes a second 2-A charge transfer control electrode located between image pickup devices constituting adjacent image pickup device blocks along the first direction, Under the control of the 2-A charge transfer control electrode, the transfer of charges accumulated in the photoelectric conversion layer between the image sensors between the adjacent image sensor blocks along the first direction is prohibited [A01].
  • the second charge transfer control electrode includes a second-B charge transfer control electrode located between image pickup elements constituting adjacent image pickup element blocks along the second direction, Under the control of the 2-B charge transfer control electrode, transfer of charges accumulated in the photoelectric conversion layer between image pickup devices between image pickup device blocks adjacent in the second direction is prohibited [A05]. 3.
  • the first charge transfer control electrode is a first-A charge transfer control electrode located between image pickup elements adjacent to each other along the first direction in the image pickup device block, and is disposed along the second direction.
  • the first charge transfer control electrode is a first-A charge transfer control electrode located between adjacent image pickup devices along the first direction in the image pickup device block, and along the second direction.
  • the solid-state imaging device according to [A09], wherein the first-A charge transfer control electrode and the first-B charge transfer control electrode are connected to each other in the image sensor block.
  • the adjacent 2-B charge transfer control electrode is connected, and further, in the adjacent image sensor block, the adjacent 2-B charge transfer control electrode is connected [A06].
  • the solid-state imaging device according to any one of the preceding claims.
  • the first charge transfer control electrode includes a first-A charge transfer control electrode located between image pickup elements adjacent to each other along the first direction in the image pickup device block, and a first charge transfer control electrode along the second direction.
  • the solid-state imaging device according to [A11], further including a first-B charge transfer control electrode located between adjacent imaging elements.
  • [B01] further comprising a semiconductor substrate, The imaging device according to any one of [A01] to [A15], wherein the photoelectric conversion unit is disposed above the semiconductor substrate.
  • [B02] Transfer control arranged between the first electrode and the charge storage electrode at a distance from the first electrode and the charge storage electrode and opposed to the photoelectric conversion layer via an insulating layer
  • [B03] The imaging device according to any one of [A01] to [B02], wherein the charge storage electrode includes a plurality of charge storage electrode segments.
  • [B04] The imaging device according to any one of [A01] to [B03], wherein the size of the charge storage electrode is larger than that of the first electrode.
  • Control of potential of first electrode and charge storage electrode >> A control unit provided on the semiconductor substrate and having a drive circuit, The first electrode and the charge storage electrode are connected to a drive circuit, In the charge accumulation period, the driving circuit, the potential V 11 is applied to the first electrode, the potential V 31 is applied to the charge storage electrode, charges are accumulated in the photoelectric conversion layer, In the second charge transfer period, the driving circuit, the potential V 13 is applied to the first electrode, the potential V 33 is applied to the charge storage electrodes, the charges accumulated in the photoelectric conversion layer through the first electrode.
  • the imaging device according to any one of [A01] to [B08], which is read by the control unit.
  • the imaging device which is lower than a potential applied to the located charge storage electrode segment.
  • the semiconductor substrate is provided with at least a floating diffusion layer and an amplifying transistor which constitute a control unit.
  • the imaging device according to any one of [A01] to [B11], wherein the first electrode is connected to the floating diffusion layer and a gate of the amplification transistor.
  • the semiconductor substrate is further provided with a reset transistor and a selection transistor that constitute a control unit.
  • the floating diffusion layer is connected to one source / drain region of the reset transistor,
  • N) photoelectric conversion unit segment includes an n-th charge storage electrode segment, an n-th insulating layer segment, and an n-th photoelectric conversion layer. Segment.
  • the photoelectric conversion unit segment having a larger value of n is located farther from the first electrode,
  • the photoelectric conversion unit is composed of N (where N ⁇ 2) photoelectric conversion unit segments,
  • the photoelectric conversion layer is composed of N photoelectric conversion layer segments,
  • the insulating layer is composed of N insulating layer segments,
  • the charge storage electrode is composed of N charge storage electrode segments,
  • the photoelectric conversion unit segment having a larger value of n is located farther from the first electrode, The thickness according to any one of [A01] to [B17], wherein the thickness of the photoelectric conversion layer segment gradually changes from the first photoelectric conversion unit segment to the Nth photoelectric conversion unit segment.
  • Solid-state imaging device. [C03] ⁇ Imaging element: third configuration >> The photoelectric conversion unit is composed of N (where N ⁇ 2) photoelectric conversion unit segments, The photoelectric conversion layer is composed of N photoelectric conversion layer segments, The insulating layer is composed of N insulating layer segments, The charge storage electrode is composed of N charge storage electrode segments, The n-th (where n 1, 2, 3,...
  • N) photoelectric conversion unit segment includes an n-th charge storage electrode segment, an n-th insulating layer segment, and an n-th photoelectric conversion layer. Segment.
  • the photoelectric conversion unit segment having a larger value of n is located farther from the first electrode,
  • the solid-state imaging device according to any one of [A01] to [B17], in which a material forming an insulating layer segment is different between adjacent photoelectric conversion unit segments.
  • the photoelectric conversion unit is composed of N (where N ⁇ 2) photoelectric conversion unit segments,
  • the photoelectric conversion layer is composed of N photoelectric conversion layer segments,
  • the insulating layer is composed of N insulating layer segments,
  • the charge storage electrode is composed of N charge storage electrode segments that are spaced apart from each other,
  • the photoelectric conversion unit segment having a larger value of n is located farther from the first electrode,
  • the photoelectric conversion unit is composed of N (where N ⁇ 2) photoelectric conversion unit segments,
  • the photoelectric conversion layer is composed of N photoelectric conversion layer segments,
  • the insulating layer is composed of N insulating layer segments,
  • the charge storage electrode is composed of N charge storage electrode segments that are spaced apart from each other,
  • N) photoelectric conversion unit segment includes an n-th charge storage electrode segment, an n-th insulating layer segment, and an n-th photoelectric conversion layer. Segment.
  • the photoelectric conversion unit segment having a larger value of n is located farther from the first electrode, The area according to any one of [A01] to [B17], wherein the area of the charge storage electrode segment gradually decreases from the first photoelectric conversion unit segment to the Nth photoelectric conversion unit segment.
  • Imaging element sixth configuration >> When the lamination direction of the charge storage electrode, the insulating layer, and the photoelectric conversion layer is the Z direction, and the direction away from the first electrode is the X direction, the charge storage electrode, the insulating layer, and the photoelectric conversion layer are laminated on the YZ virtual plane.
  • the solid-state imaging device according to any one of [A01] to [B17], wherein a cross-sectional area of the stacked portion when the stacked portion is cut varies depending on a distance from the first electrode.
  • the lower image sensor block includes a plurality of image sensors, The solid-state imaging device according to [D01], wherein a wavelength of light received by an imaging element included in the imaging element block is different from a wavelength of light received by an imaging element included in the lower imaging element block. [D03] The solid-state imaging device according to [D01] or [D02], wherein two layers of the lower imaging element block are provided. [D04] The solid-state imaging device according to any one of [D01] to [D03], wherein the plurality of imaging elements configuring the lower imaging element block include a shared floating diffusion layer.
  • Driving method of solid-state imaging device has a plurality of image sensor blocks each including P ⁇ Q (where P ⁇ 2, Q ⁇ 1) image sensors, Each image sensor has a photoelectric conversion layer, an insulating layer, and a photoelectric conversion unit including a charge storage electrode disposed to face the photoelectric conversion layer with the insulating layer interposed therebetween.
  • a first charge transfer control electrode is provided between the imaging device and the imaging device
  • a second charge transfer control electrode is provided between the imaging device block and the imaging device block
  • a method for driving a solid-state imaging device in which, in an imaging device block, P imaging devices are arranged along a first direction and Q imaging devices are arranged along a second direction, Under the control of the first charge transfer control electrode, the charge accumulated in the photoelectric conversion layer of the (P-1) th imaging device from the first imaging device along the first direction is converted to the Pth imaging device.
  • a method for driving a solid-state imaging device wherein the solid-state imaging device transfers to a photoelectric conversion layer of an element and reads out together with charges accumulated in the photoelectric conversion layers of the Q Pth imaging elements.
  • the solid-state imaging device in which movement of charges accumulated in the photoelectric conversion layer between the imaging elements between adjacent imaging element blocks is prohibited under the control of the second charge transfer control electrode. Drive method.
  • the imaging device further includes a first electrode and a second electrode, The photoelectric conversion unit is configured by stacking a first electrode, a photoelectric conversion layer, and a second electrode, The charge storage electrode is disposed separately from the first electrode, and is disposed to face the photoelectric conversion layer with an insulating layer interposed therebetween.
  • the driving method of the solid-state imaging device according to [E01] or [E02], wherein in the imaging element block, the first electrodes of the Q imaging elements forming the P-th imaging element are shared.
  • Each imaging element block has a control unit.
  • the control unit includes at least a floating diffusion layer and an amplification transistor, The method for driving a solid-state imaging device according to [E03], wherein the shared first electrode is connected to a control unit.
  • the plurality of image sensor blocks are arranged in a two-dimensional matrix in a first direction and a second direction different from the first direction.
  • the second charge transfer control electrode includes a second 2-A charge transfer control electrode located between image pickup devices constituting adjacent image pickup device blocks along the first direction, Under the control of the 2-A charge transfer control electrode, transfer of charges accumulated in the photoelectric conversion layer between the image pickup devices between the image pickup device blocks adjacent in the first direction is prohibited [E01] to The method for driving a solid-state imaging device according to any one of [E04]. [E06]
  • the second charge transfer control electrode includes a second 2-B charge transfer control electrode located between the image pickup devices constituting the adjacent image pickup device blocks in the second direction. Under the control of the 2-B charge transfer control electrode, the movement of the charge accumulated in the photoelectric conversion layer between the image sensors between the adjacent image sensor blocks along the second direction is prohibited [E05].
  • the driving method of the solid-state imaging device is a first-A charge transfer control electrode located between image pickup elements adjacent to each other along the first direction in the image pickup device block, and is disposed along the second direction.
  • the first charge transfer control electrode includes a first 1-A charge transfer control electrode located between image pickup elements adjacent to each other along the first direction in the image pickup element block, and a second charge transfer control electrode along the second direction.
  • the adjacent 2-B charge transfer control electrodes are connected, and in the adjacent image sensor block, the adjacent 2-B charge transfer control electrodes are connected [E06].
  • the first charge transfer control electrode includes a first 1-A charge transfer control electrode located between image pickup elements adjacent to each other along the first direction in the image pickup device block, and a first charge transfer control electrode along the second direction.
  • amplifying transistor TR1 # 038 of source / drain regions a gate portion 53 ... selection transistors TR1 sel, 53A ... select transistors TR1 sel channel formation region of, 53B, 53C ... select transistors TR1 sel source / drain region, TR2 trs Transfer transistor, 45: gate of transfer transistor, TR2 rst: reset transistor, TR2 amp: amplifying transistor, TR2 sel: selection transistor, TR3 trs: transfer transistor, 46 ...
  • semiconductor substrate 70A ... first surface (front surface) of the semiconductor substrate, 70B ... second surface (back surface) of the semiconductor substrate, 71 ... isolation region 72: oxidized film, 74 ... HfO 2 film, 75 ... insulating film, 76 ... interlayer dielectric layer, 77,78,81 ... interlayer insulating layer, 82 ... insulating layer, 82 '... region between adjacent image sensors, 82p ... first surface of insulating layer, 82b ... second surface of insulating layer, 83 ...

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

固体撮像装置は、Ｐ×Ｑ個の撮像素子から構成された撮像素子ブロックを、複数、有しており、撮像素子ブロックにおいて撮像素子間には第１電荷移動制御電極３６Ａ，３６Ｂが設けられており、撮像素子ブロック間には第２電荷移動制御電極３７Ａ，３７Ｂが設けられており、撮像素子ブロックにおいて、第１の方向に沿ってＰ個、第２の方向に沿ってＱ個の撮像素子が配列されており、第１電荷移動制御電極３６Ａ，３６Ｂの制御下、第１の方向に沿って第１番目の撮像素子から第（Ｐ－１）番目の撮像素子の光電変換層に蓄積された電荷は、第Ｐ番目の撮像素子の光電変換層に転送され、Ｑ個の第Ｐ番目の撮像素子の光電変換層に蓄積された電荷と共に読み出される。

Description

固体撮像装置
　本開示は、固体撮像装置に関する。
　光電変換層に有機半導体材料を用いる撮像素子は、特定の色（波長帯）を光電変換することが可能である。そして、このような特徴を有するが故に、固体撮像装置における撮像素子として用いる場合、オンチップ・カラーフィルタ（ＯＣＣＦ）と撮像素子との組合せから副画素が成り、副画素が２次元配列されている、従来の固体撮像装置では不可能な、副画素を積層した構造（積層型撮像素子）を得ることが可能である（例えば、特開２０１７－１５７８１６号公報参照）。また、デモザイク処理を必要としないことから、偽色が発生しないといった利点がある。尚、以下の説明において、半導体基板の上あるいは上方に設けられた光電変換部を備えた撮像素子を、便宜上、『第１タイプの撮像素子』と呼び、第１タイプの撮像素子を構成する光電変換部を、便宜上、『第１タイプの光電変換部』と呼び、半導体基板内に設けられた撮像素子を、便宜上、『第２タイプの撮像素子』と呼び、第２タイプの撮像素子を構成する光電変換部を、便宜上、『第２タイプの光電変換部』と呼ぶ場合がある。
　図５１に、特開２０１７－１５７８１６号公報に開示された積層型撮像素子（積層型固体撮像装置）の構造例を示す。図５１に示す例では、半導体基板７０内に、第２タイプの撮像素子である第３撮像素子１５及び第２撮像素子１３を構成する第２タイプの光電変換部である第３光電変換部４３及び第２光電変換部４１が積層され、形成されている。また、半導体基板７０の上方（具体的には、第２撮像素子１３の上方）には、第１タイプの光電変換部である第１光電変換部１１’が配置されている。ここで、第１光電変換部１１’は、第１電極２１、有機材料から成る光電変換層２３、第２電極２２を備えており、第１タイプの撮像素子である第１撮像素子１１を構成する。また、第１電極２１と離間して電荷蓄積用電極２４が設けられており、電荷蓄積用電極２４の上方には、絶縁層８２を介して光電変換層２３が位置している。第２光電変換部４１及び第３光電変換部４３においては、吸収係数の違いにより、それぞれ、例えば、青色光及び赤色光が光電変換される。また、第１光電変換部１１’においては、例えば、緑色光が光電変換される。
　第２光電変換部４１及び第３光電変換部４３において光電変換によって生成した電荷は、これらの第２光電変換部４１及び第３光電変換部４３に一旦蓄積された後、それぞれ、縦型トランジスタ（ゲート部４５を図示する）と転送トランジスタ（ゲート部４６を図示する）によって第２浮遊拡散層（Floating Diffusion）ＦＤ2及び第３浮遊拡散層ＦＤ3に転送され、更に、外部の読み出し回路（図示せず）に出力される。これらのトランジスタ及び浮遊拡散層ＦＤ2，ＦＤ3も半導体基板７０に形成されている。
　第１光電変換部１１’において光電変換によって生成した電荷は、電荷蓄積時、電荷蓄積用電極２４に引き付けられ、光電変換層２３に蓄積される。電荷転送時、光電変換層２３に蓄積された電荷は、第１電極２１、コンタクトホール部６１、配線層６２を介して、半導体基板７０に形成された第１浮遊拡散層ＦＤ1に蓄積される。また、第１光電変換部１１’は、コンタクトホール部６１、配線層６２を介して、電荷量を電圧に変換する増幅トランジスタのゲート部５２にも接続されている。そして、第１浮遊拡散層ＦＤ1は、リセット・トランジスタ（ゲート部５１を図示する）の一部を構成している。尚、参照番号６３，６４，６５，６６，７１，７２，７６，８１，８３，９０等については、実施例４において説明する。
　ところで、図５１は、第１撮像素子１１、第２撮像素子１３及び第３撮像素子１５の構成、構造を簡素化して図示している。実際には、例えば、図５２Ａに模式的な一部断面図を示すように、撮像素子１１，１３，１５の構成、構造の簡素化のために、４つの撮像素子１１，１３，１５が１つの第１電極、１つの浮遊拡散層ＦＤ1，ＦＤ2，ＦＤ3を共有している。尚、図５２Ａ及び図５２Ｂにおいては、４つの第１撮像素子の内、２つの撮像素子を図示している。図示していない２つの撮像素子は、図示した２つの撮像素子の、図面上、後ろに設けられている。即ち、第１撮像素子１１11，１１12及び図示しない２つの第１撮像素子の合計４つの第１撮像素子によって撮像素子ブロック１０1が構成され、第１撮像素子１１13，１１14及び図示しない２つの第１撮像素子の合計４つの第１撮像素子によって撮像素子ブロック１０2が構成されている。また、第２撮像素子１３11，１３12及び図示しない２つの第２撮像素子の合計４つの第２撮像素子によって撮像素子ブロック１２1が構成され、第２撮像素子１３13，１３14及び図示しない２つの第２撮像素子の合計４つの第２撮像素子によって撮像素子ブロック１２2が構成されている。また、第３撮像素子１５11，１５12及び図示しない２つの第３撮像素子の合計４つの第３撮像素子によって撮像素子ブロック１４1が構成され、第３撮像素子１５13，１５14及び図示しない２つの第３撮像素子の合計４つの第３撮像素子によって撮像素子ブロック１４2が構成されている。そして、このような構成、構造を有することで、４つの光電変換素子によって得られた信号を加算することができ、感度の増加を図ることができる。
特開２０１７－１５７８１６号公報
　ところで、このような構成、構造の撮像素子にあっては、レイアウトの関係上、第１浮遊拡散層ＦＤ1及びコンタクトホール部６１の配置に制約を受ける場合がある。それ故、図５２Ｂに模式的な一部断面図を示すように、例えば、第２撮像素子１３及び第３撮像素子１５に対して、第１撮像素子１１を、撮像素子１つ分、ずらして形成する。しかしながら、このような構成では、４つの第２撮像素子１３及び４つの第３撮像素子１５が受光する光と、４つの第１撮像素子１１が受光する光との間に、位置的なズレが生じてしまう。それ故、４つの光電変換素子によって得られた信号を加算することができなくなり、感度の増加を図ることができなくなる。即ち、第２撮像素子ブロック１２1から得られる加算信号の重心座標と、第３撮像素子ブロック１４1から得られる加算信号の重心座標とは揃っているが、第１撮像素子ブロック１０1から得られる加算信号の重心座標はずれてしまい、後段の画像処理に支障をきたす。第２撮像素子ブロック１２1と第３撮像素子ブロック１４1とによって得られた信号を加算することはできるが、これらに、第１撮像素子ブロック１０1によって得られた信号を加算することはできない。同様に、第２撮像素子ブロック１２2と第３撮像素子ブロック１４2とによって得られた加算信号の重心座標に対して、第１撮像素子ブロック１０2によって得られた加算信号の重心座標もずれてしまう。第２撮像素子ブロック１２2と第３撮像素子ブロック１４2とによって得られた信号を加算することはできるが、これらに、第１撮像素子ブロック１０2によって得られた信号を加算することはできない。
　従って、本開示の目的は、感度の増加を図るために複数の光電変換素子によって得られた信号を加算することができ、しかも、レイアウト上の制約を受け難い構成、構造を有する固体撮像装置を提供することにある。
　上記の目的を達成するための本開示の第１の態様に係る固体撮像装置は、
　Ｐ×Ｑ個（但し、Ｐ≧２，Ｑ≧１）の撮像素子から構成された撮像素子ブロックを、複数、有しており、
　各撮像素子は、光電変換層、絶縁層、及び、絶縁層を介して光電変換層と対向して配置された電荷蓄積用電極を備えた光電変換部を有しており、
　撮像素子ブロックにおいて、撮像素子と撮像素子との間には、第１電荷移動制御電極が設けられており、
　撮像素子ブロックと撮像素子ブロックとの間には、第２電荷移動制御電極が設けられており、
　撮像素子ブロックにおいて、第１の方向に沿ってＰ個の撮像素子が配列されており、第２の方向に沿ってＱ個の撮像素子が配列されており、
　第１電荷移動制御電極の制御下、第１の方向に沿って第１番目の撮像素子から第（Ｐ－１）番目の撮像素子の光電変換層に蓄積された電荷は、第Ｐ番目の撮像素子の光電変換層に転送され、Ｑ個の第Ｐ番目の撮像素子の光電変換層に蓄積された電荷と共に読み出される。
　上記の目的を達成するための本開示の第２の態様に係る固体撮像装置は、本開示の第１の態様に係る固体撮像装置を構成する撮像素子を少なくとも１つ有する積層型撮像素子を備えている。
図１は、実施例１の固体撮像装置における撮像素子ブロック、電荷蓄積用電極、第１電荷移動制御電極、第２電荷移動制御電極及び第１電極の配置状態を模式的に示す図である。 図２は、実施例１の固体撮像装置における撮像素子ブロック、及び、２層の下方撮像素子ブロックの配置状態を模式的に示す図である。 図３Ａ、図３Ｂ及び図３Ｃは、実施例１の固体撮像装置において、電荷蓄積期間における各電極に印加される電位、電荷（電子）の蓄積状態を模式的に示す図である。 図４Ａ、図４Ｂ及び図４Ｃは、実施例１の固体撮像装置において、第１電荷転送期間の開始直後における各電極に印加される電位、電荷（電子）の蓄積状態を模式的に示す図である。 図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃは、実施例１の固体撮像装置において、第１電荷転送期間の終了直前における各電極に印加される電位、電荷（電子）の蓄積状態を模式的に示す図である。 図６Ａ、図６Ｂ及び図６Ｃは、実施例１の固体撮像装置において、第２電荷転送期間における各電極に印加される電位、電荷（電子）の蓄積状態を模式的に示す図である。 図７は、実施例２の固体撮像装置における撮像素子ブロック、電荷蓄積用電極、第１電荷移動制御電極、第２電荷移動制御電極及び第１電極の配置状態を模式的に示す図である。 図８は、実施例３の固体撮像装置における撮像素子ブロック、電荷蓄積用電極、第１電荷移動制御電極、第２電荷移動制御電極及び第１電極の配置状態を模式的に示す図である。 図９は、実施例３の固体撮像装置の変形例における撮像素子ブロック、電荷蓄積用電極、第１電荷移動制御電極、第２電荷移動制御電極及び第１電極の配置状態を模式的に示す図である。 図１０は、実施例４の撮像素子（並置された２つの撮像素子）の一部分の模式的な断面図である。 図１１は、実施例４の撮像素子、積層型撮像素子の１つの模式的な一部断面図である。 図１２は、実施例４の撮像素子、積層型撮像素子の等価回路図である。 図１３は、実施例４の撮像素子、積層型撮像素子の等価回路図である。 図１４は、実施例４の固体撮像装置の概念図である。 図１５は、実施例４の撮像素子、積層型撮像素子の変形例（実施例４の変形例１）の等価回路図である。 図１６は、実施例４の撮像素子（並置された２つの撮像素子）の変形例（実施例４の変形例２）の模式的な断面図である。 図１７Ａ及び図１７Ｂは、実施例５の撮像素子（並置された２つの撮像素子）及びその変形例の一部分の模式的な断面図である。 図１８は、実施例６の撮像素子、積層型撮像素子の模式的な一部断面図である。 図１９は、実施例７の撮像素子、積層型撮像素子の模式的な一部断面図である。 図２０は、実施例７の撮像素子、積層型撮像素子の変形例の模式的な一部断面図である。 図２１は、実施例８の撮像素子、積層型撮像素子の一部分の模式的な一部断面図である。 図２２は、実施例８の撮像素子、積層型撮像素子の等価回路図である。 図２３は、実施例８の撮像素子、積層型撮像素子の等価回路図である。 図２４は、実施例９の撮像素子、積層型撮像素子の一部分の模式的な一部断面図である。 図２５は、実施例９の撮像素子、積層型撮像素子の等価回路図である。 図２６は、実施例９の撮像素子、積層型撮像素子の等価回路図である。 図２７は、実施例１０の撮像素子、積層型撮像素子の模式的な一部断面図である。 図２８は、実施例１０の撮像素子における電荷蓄積用電極、光電変換層及び第２電極が積層された部分を拡大した模式的な一部断面図である。 図２９は、実施例１１の撮像素子における電荷蓄積用電極、光電変換層及び第２電極が積層された部分を拡大した模式的な一部断面図である。 図３０は、実施例１２の撮像素子、積層型撮像素子の模式的な一部断面図である。 図３１は、実施例１３及び実施例１４の撮像素子、積層型撮像素子の模式的な一部断面図である。 図３２Ａ及び図３２Ｂは、実施例１４における電荷蓄積用電極セグメントの模式的な平面図である。 図３３Ａ及び図３３Ｂは、実施例１４における電荷蓄積用電極セグメントの模式的な平面図である。 図３４は、実施例１５及び実施例１４の撮像素子、積層型撮像素子の模式的な一部断面図である。 図３５Ａ及び図３５Ｂは、実施例１５における電荷蓄積用電極セグメントの模式的な平面図である。 図３６は、実施例１６の固体撮像装置における電荷蓄積用電極等の配置状態を模式的に示す図である。 図３７は、実施例１６の固体撮像装置における模式的な一部断面図である。 図３８は、実施例１６の固体撮像装置における模式的な一部断面図である。 図３９は、実施例４の撮像素子、積層型撮像素子の別の変形例の模式的な一部断面図である。 図４０は、実施例４の撮像素子、積層型撮像素子の更に別の変形例の模式的な一部断面図である。 図４１Ａ、図４１Ｂ及び図４１Ｃは、実施例４の撮像素子、積層型撮像素子の更に別の変形例の第１電極の部分等の拡大された模式的な一部断面図である。 図４２は、実施例４の撮像素子、積層型撮像素子の更に別の変形例の模式的な一部断面図である。 図４３は、実施例４の撮像素子、積層型撮像素子の更に別の変形例の模式的な一部断面図である。 図４４は、実施例４の撮像素子、積層型撮像素子の更に別の変形例の模式的な一部断面図である。 図４５は、実施例８の撮像素子、積層型撮像素子の別の変形例の模式的な一部断面図である。 図４６は、実施例４の撮像素子、積層型撮像素子の更に別の変形例の模式的な一部断面図である。 図４７は、実施例８の撮像素子、積層型撮像素子の更に別の変形例の模式的な一部断面図である。 図４８は、実施例１０の撮像素子の変形例における電荷蓄積用電極、光電変換層及び第２電極が積層された部分を拡大した模式的な一部断面図である。 図４９は、実施例１１の撮像素子の変形例における電荷蓄積用電極、光電変換層及び第２電極が積層された部分を拡大した模式的な一部断面図である。 図５０は、本開示の撮像素子、積層型撮像素子から構成された固体撮像装置を電子機器（カメラ）を用いた例の概念図である。 図５１は、従来の積層型撮像素子（積層型固体撮像装置）の概念図である。 図５２Ａ及び図５２Ｂは、従来の固体撮像装置の模式的な一部断面図である。 図５３は、車両制御システムの概略的な構成の一例を示すブロック図である。 図５４は、車外情報検出部及び撮像部の設置位置の一例を示す説明図である。 図５５は、内視鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。 図５６は、カメラヘッド及びＣＣＵの機能構成の一例を示すブロック図である。
　以下、図面を参照して、実施例に基づき本開示を説明するが、本開示は実施例に限定されるものではなく、実施例における種々の数値や材料は例示である。尚、説明は、以下の順序で行う。
１．本開示の第１の態様～第２の態様に係る固体撮像装置、全般に関する説明
２．実施例１（本開示の第１の態様～第２の態様に係る固体撮像装置、第１の構成に係る固体撮像装置、第１－Ａの構成に係る固体撮像装置）
３．実施例２（実施例１の変形、第１－Ｂの構成に係る固体撮像装置）
４．実施例３（実施例１の別の変形、第１－Ｃの構成に係る固体撮像装置）
５．実施例４（実施例１～実施例３の変形）
６．実施例５（実施例１～実施例３の別の変形）
７．実施例６（実施例４～実施例５の変形）
８．実施例７（実施例４～実施例６の変形）
９．実施例８（実施例４～実施例７の変形、転送制御用電極を備えた撮像素子）
１０．実施例９（実施例４～実施例８の変形、複数の電荷蓄積用電極セグメントを備えた撮像素子）
１１．実施例１０（実施例４～実施例９の変形、第１構成及び第６構成の撮像素子）
１２．実施例１１（本開示の第２構成及び第６構成の撮像素子）
１３．実施例１２（第３構成の撮像素子）
１４．実施例１３（第４構成の撮像素子）
１５．実施例１４（第５構成の撮像素子）
１６．実施例１５（第６構成の撮像素子）
１７．実施例１６（本開示の第１の態様に係る固体撮像装置）
１８．その他
〈本開示の第１の態様～第２の態様に係る固体撮像装置、全般に関する説明〉
　本開示の第２の態様に係る固体撮像装置において、
　本開示の第１の態様に係る固体撮像装置における複数の撮像素子ブロックの下方には、少なくとも１層の下方撮像素子ブロックが設けられており、
　下方撮像素子ブロックは、複数（具体的には、第１の方向に沿ってＰ個、第２の方向に沿ってＱ個のＰ×Ｑ個）の撮像素子から構成されており、
　撮像素子ブロックを構成する撮像素子が受光する光の波長と、下方撮像素子ブロックを構成する撮像素子が受光する光の波長とは、異なる形態とすることができる。そして、このような好ましい形態を含む本開示の第２の態様に係る固体撮像装置において、下方撮像素子ブロックは、２層、設けられている形態とすることができる。更には、以上に説明した好ましい形態を含む本開示の第２の態様に係る固体撮像装置において、下方撮像素子ブロックを構成する複数（具体的には、Ｐ×Ｑ個）の撮像素子は、共有された浮遊拡散層を備えている形態とすることができる。
　以上に説明した好ましい形態を含む本開示の第２の態様に係る固体撮像装置、あるいは又、本開示の第１の態様に係る固体撮像装置（以下、これらの固体撮像装置を、総称して、便宜上、『本開示の固体撮像装置等』と呼ぶ）にあっては、第２電荷移動制御電極の制御下、隣接する撮像素子ブロック間における撮像素子の間での、光電変換層に蓄積された電荷の移動は禁止される形態とすることができる。
　上記の好ましい形態を含む本開示の固体撮像装置等において、
　撮像素子は、第１電極及び第２電極を更に備えており、
　光電変換部は、第１電極、光電変換層及び第２電極が積層されて成り、
　電荷蓄積用電極は、第１電極と離間して配置され、且つ、絶縁層を介して光電変換層と対向して配置されており、
　撮像素子ブロックにおいて、第Ｐ番目の撮像素子を構成するＱ個の撮像素子の第１電極は共有されている形態とすることができる。そして、この場合、
　各撮像素子ブロックは、制御部を有しており、
　制御部は、少なくとも浮遊拡散層及び増幅トランジスタから構成されており、
　共有された第１電極は、制御部に接続されている形態とすることができる。
　更には、以上に説明した好ましい形態を含む本開示の固体撮像装置等において、
　複数の撮像素子ブロックは、第１の方向、及び、第１の方向とは異なる第２の方向に、２次元マトリクス状に配列されており、
　第２電荷移動制御電極は、第１の方向に沿って隣接する撮像素子ブロックを構成する撮像素子の間に位置する第２－Ａ電荷移動制御電極を備えており、
　第２－Ａ電荷移動制御電極の制御下、第１の方向に沿って隣接する撮像素子ブロック間における撮像素子の間での、光電変換層に蓄積された電荷の移動は禁止される構成とすることができる。尚、このような構成を、便宜上、『第１の構成に係る固体撮像装置』と呼ぶ。
　そして、このような第１の構成に係る固体撮像装置において、
　第２電荷移動制御電極は、第２の方向に沿って隣接する撮像素子ブロックを構成する撮像素子の間に位置する第２－Ｂ電荷移動制御電極を備えており、
　第２－Ｂ電荷移動制御電極の制御下、第２の方向に沿って隣接する撮像素子ブロック間における撮像素子の間での、光電変換層に蓄積された電荷の移動は禁止される構成とすることができる。尚、このような構成を、便宜上、『第１－Ａの構成に係る固体撮像装置』と呼ぶ。そして、このような構成を含む第１の構成に係る固体撮像装置において、第１電荷移動制御電極は、撮像素子ブロックにおいて、第１の方向に沿って隣接する撮像素子の間に位置する第１－Ａ電荷移動制御電極、及び、第２の方向に沿って隣接する撮像素子の間に位置する第１－Ｂ電荷移動制御電極を備えている構成とすることができる。
　あるいは又、第１－Ａの構成に係る固体撮像装置にあっては、隣接する撮像素子ブロックにおいて、隣接する第２－Ｂ電荷移動制御電極は繋がっており、更に、第２－Ａ電荷移動制御電極が繋がっている構成とすることができる。尚、このような構成を、便宜上、『第１－Ｂの構成に係る固体撮像装置』と呼ぶ。そして、この場合、第１電荷移動制御電極は、撮像素子ブロックにおいて、第１の方向に沿って隣接する撮像素子の間に位置する第１－Ａ電荷移動制御電極、及び、第２の方向に沿って隣接する撮像素子の間に位置する第１－Ｂ電荷移動制御電極を備えている構成とすることができるし、更には、撮像素子ブロックにおいて、第１－Ａ電荷移動制御電極及び第１－Ｂ電荷移動制御電極は繋がっている構成とすることができる。
　あるいは又、第１の構成に係る固体撮像装置にあっては、撮像素子ブロックにおいて、隣接する第２－Ｂ電荷移動制御電極は繋がっており、更に、隣接する撮像素子ブロックにおいて、隣接する第２－Ｂ電荷移動制御電極は繋がっている構成とすることができる。尚、このような構成を、便宜上、『第１－Ｃの構成に係る固体撮像装置』と呼ぶ。そして、この場合、第１電荷移動制御電極は、撮像素子ブロックにおいて、第１の方向に沿って隣接する撮像素子の間に位置する第１－Ａ電荷移動制御電極、及び、第２の方向に沿って隣接する撮像素子の間に位置する第１－Ｂ電荷移動制御電極を備えている構成とすることができ、更には、撮像素子ブロックにおいて、第１－Ｂ電荷移動制御電極は繋がっている構成とすることができる。
　更には、以上に説明した好ましい形態、構成を含む本開示の固体撮像装置等において、第１電荷移動制御電極及び第２電荷移動制御電極は、隣接する撮像素子の間に位置する光電変換層の領域に絶縁層を介して対向する領域に設けられている形態とすることができる。尚、これらの第１電荷移動制御電極及び第２電荷移動制御電極を、便宜上、『下方第１電荷移動制御電極』及び『下方第２電荷移動制御電極』と呼ぶ場合がある。あるいは又、第１電荷移動制御電極及び第２電荷移動制御電極は、隣接する撮像素子の間に位置する光電変換層の領域上に、第２電極と離間して設けられている形態とすることができる。尚、これらの第１電荷移動制御電極及び第２電荷移動制御電極を、便宜上、『上方第１電荷移動制御電極』及び『上方第２電荷移動制御電極』と呼ぶ場合がある。
　本開示の第１の態様～第２の態様に係る固体撮像装置にあっては、１つの撮像素子ブロックを構成するＰ×Ｑ個の撮像素子において第１電極が共有化されているので、撮像素子が複数配列された画素領域における構成、構造を簡素化、微細化することができる。そして、Ｐ×Ｑ個の撮像素子によって構成された１つの撮像素子ブロックに対して１つの浮遊拡散層が設けられている。ここで、１つの浮遊拡散層に対して設けられるＰ×Ｑ個の撮像素子は、後述する第１タイプの撮像素子の複数から構成されていてもよいし、少なくとも１つの第１タイプの撮像素子と、１又は２以上の後述する第２タイプの撮像素子とから構成されていてもよい。
　本開示の第１の態様～第２の態様に係る固体撮像装置において、第１電荷移動制御電極の制御下、第１の方向に沿って第１番目の撮像素子から第（Ｐ－１）番目の撮像素子の光電変換層に蓄積された電荷は、第Ｐ番目の撮像素子の光電変換層に転送され、Ｑ個の第Ｐ番目の撮像素子の光電変換層に蓄積された電荷と共に読み出されるが、このような読み出し方式を、便宜上、『第１モードの読み出し方法』と呼ぶ。第１モードの読み出し方法にあっては、感度の増加を図るために４つの光電変換素子によって得られた信号が加算される。本開示の第１の態様～第２の態様に係る固体撮像装置にあっては、このような、第１モードの読み出し方法に加えて、第２モードの読み出し方法を採用することができる。第１モードの読み出し方法と第２モードの読み出し方法との切替は、固体撮像装置に適切な切替手段を設けることで達成することができる。
　ここで、第２モードの読み出し方法とは、複数の撮像素子において共有された第１電極に隣接するこれらの複数の撮像素子の光電変換層に蓄積された電荷を、順次、第１電極を経由して読み出す方式である。これによって、固体撮像装置によって得られる画像の高精細化を図ることができる。第２モードの読み出し方法にあっては、電荷転送期間のタイミングを適切に制御することで、Ｐ×Ｑ個の撮像素子が１つの浮遊拡散層を共有することが可能である。Ｐ×Ｑ個の撮像素子は連係して動作させられ、後述する駆動回路には撮像素子のユニットとして接続されている。即ち、撮像素子のユニットを構成するＰ×Ｑ個の撮像素子が１つの駆動回路に接続されている。但し、電荷蓄積用電極の制御は、撮像素子毎に行われる。また、Ｐ×Ｑ個の撮像素子が１つのコンタクトホール部を共有することが可能である。Ｐ×Ｑ個の撮像素子で共有された第１電極と、各撮像素子の電荷蓄積用電極の配置関係は、第１電極が、各撮像素子の電荷蓄積用電極に隣接して配置されている場合もある。あるいは又、第１電極が、Ｐ×Ｑ個の撮像素子の一部の電荷蓄積用電極に隣接して配置されており、Ｐ×Ｑ個の撮像素子の残りの電荷蓄積用電極とは隣接して配置されてはいない場合もあり、この場合には、Ｐ×Ｑ個の撮像素子の残りから第１電極への電荷の移動は、隣接した撮像素子のユニットにおける第１電極を経由した移動となる。
　以下の説明において各種電極に印加される電位を表す符号を、以下の表１に示す。ここで、第１電荷移動制御電極の制御下、第１の方向に沿って第１番目の撮像素子から第（Ｐ－１）番目の撮像素子の光電変換層に蓄積された電荷は、第Ｐ番目の撮像素子の光電変換層に転送されるが、『第１電荷転送期間』はこのときの電位である。また、この電荷は、Ｑ個の第Ｐ番目の撮像素子の光電変換層に蓄積された電荷と共に読み出され、第１電極へと送られるが、『第２電荷転送期間』はこのときの電位である。
〈表１〉
　　　　　　　　　　　　　　　　電荷蓄積期間　第１電荷転送期間　第２電荷転送期間
第１電極　　　　　　　　　　　　Ｖ11　　　　　Ｖ12　　　　　　　Ｖ13
第２電極　　　　　　　　　　　　Ｖ21　　　　　Ｖ22　　　　　　　Ｖ23
電荷蓄積用電極　　　　　　　　　Ｖ31　　　　　Ｖ32　　　　　　　Ｖ33
第１電荷移動制御電極
　第１－Ａ電荷移動制御電極　　　Ｖ41-A　　　　Ｖ42-A　　　　　　Ｖ43-A
　第１－Ｂ電荷移動制御電極　　　Ｖ41-B　　　　Ｖ42-B　　　　　　Ｖ43-B
第２電荷移動制御電極
　第２－Ａ電荷移動制御電極　　　Ｖ51-A　　　　Ｖ52-A　　　　　　Ｖ53-A
　第２－Ｂ電荷移動制御電極　　　Ｖ51-B　　　　Ｖ52-B　　　　　　Ｖ53-B
転送制御用電極　　　　　　　　　Ｖ61　　　　　Ｖ62　　　　　　　Ｖ63
電荷排出電極　　　　　　　　　　Ｖ71　　　　　Ｖ72　　　　　　　Ｖ73
　以上に説明した好ましい形態、構成を含む本開示の固体撮像装置等の撮像素子ブロックを構成する撮像素子（便宜上、以下、『本開示における撮像素子』と呼ぶ）は、半導体基板を更に備えており、光電変換部は、半導体基板の上方に配置されている形態とすることができる。尚、第１電極、電荷蓄積用電極、第２電極、第１電荷移動制御電極、第２電荷移動制御電極及び各種電極は、後述する駆動回路に接続されている。
　更には、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示における撮像素子は、第１電極と電荷蓄積用電極との間に、第１電極及び電荷蓄積用電極と離間して配置され、且つ、絶縁層を介して光電変換層と対向して配置された転送制御用電極（電荷転送電極）を更に備えている形態とすることができる。尚、このような形態の本開示における撮像素子を、便宜上、『転送制御用電極を備えた本開示における撮像素子』と呼ぶ場合がある。そして、転送制御用電極を備えた本開示における撮像素子にあっては、電荷蓄積期間において、転送制御用電極に印加される電位をＶ61としたとき、第１電極の電位が第２電極の電位よりも高い場合、Ｖ61≦Ｖ11，Ｖ31＜Ｖ61を満足するが好ましい。また、第２電荷転送期間において、転送制御用電極に印加される電位をＶ63としたとき、第１電極の電位が第２電極の電位よりも高い場合、Ｖ33≦Ｖ63≦Ｖ13を満足するが好ましい。
　更には、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示における撮像素子にあっては、光電変換層に接続され、第１電極及び電荷蓄積用電極と離間して配置された電荷排出電極を更に備えている形態とすることができる。尚、このような形態の本開示における撮像素子を、便宜上、『電荷排出電極を備えた本開示における撮像素子』と呼ぶ。そして、電荷排出電極を備えた本開示における撮像素子において、電荷排出電極は、第１電極及び電荷蓄積用電極を取り囲むように（即ち、額縁状に）配置されている形態とすることができる。電荷排出電極は、複数の撮像素子において共有化（共通化）することができる。電荷排出電極を設ける場合、第１電荷移動制御電極及び第２電荷移動制御電極を、上方第１電荷移動制御電極及び上方第２電荷移動制御電極から構成することが好ましい。そして、この場合、
　光電変換層は、絶縁層に設けられた第２開口部内を延在し、電荷排出電極と接続されており、
　電荷排出電極の頂面の縁部は絶縁層で覆われており、
　第２開口部の底面には電荷排出電極が露出しており、
　電荷排出電極の頂面と接する絶縁層の面を第３面、電荷蓄積用電極と対向する光電変換層の部分と接する絶縁層の面を第２面としたとき、第２開口部の側面は、第３面から第２面に向かって広がる傾斜を有する形態とすることができる。
　更には、電荷排出電極を備えた本開示における撮像素子にあっては、
　半導体基板に設けられ、駆動回路を有する制御部を更に備えており、
　第１電極、電荷蓄積用電極及び電荷排出電極は、駆動回路に接続されており、
　電荷蓄積期間において、駆動回路から、第１電極に電位Ｖ11が印加され、電荷蓄積用電極に電位Ｖ31が印加され、電荷排出電極に電位Ｖ71が印加され、光電変換層に電荷が蓄積され、
　第２電荷転送期間において、駆動回路から、第１電極に電位Ｖ13が印加され、電荷蓄積用電極に電位Ｖ33が印加され、電荷排出電極に電位Ｖ73が印加され、光電変換層に蓄積された電荷が第１電極を介して制御部に読み出される構成とすることができる。但し、第１電極の電位が第２電極の電位よりも高い場合、
Ｖ71＞Ｖ11、且つ、Ｖ73＜Ｖ13
であり、第１電極の電位が第２電極の電位よりも低い場合、
Ｖ71＜Ｖ11、且つ、Ｖ73＞Ｖ13
である。
　更には、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示における撮像素子において、電荷蓄積用電極は、複数の電荷蓄積用電極セグメントから構成されている形態とすることができる。尚、このような形態の本開示における撮像素子を、便宜上、『複数の電荷蓄積用電極セグメントを備えた本開示における撮像素子』と呼ぶ場合がある。電荷蓄積用電極セグメントの数は、２以上であればよい。そして、複数の電荷蓄積用電極セグメントを備えた本開示における撮像素子にあっては、Ｎ個の電荷蓄積用電極セグメントのそれぞれに、異なる電位を加える場合、
　第１電極の電位が第２電極の電位よりも高い場合、第２電荷転送期間において、第１電極に最も近い所に位置する電荷蓄積用電極セグメント（第１番目の光電変換部セグメント）に印加される電位は、第１電極に最も遠い所に位置する電荷蓄積用電極セグメント（第Ｎ番目の光電変換部セグメント）に印加される電位よりも高く、
　第１電極の電位が第２電極の電位よりも低い場合、第２電荷転送期間において、第１電極に最も近い所に位置する電荷蓄積用電極セグメント（第１番目の光電変換部セグメント）に印加される電位は、第１電極に最も遠い所に位置する電荷蓄積用電極セグメント（第Ｎ番目の光電変換部セグメント）に印加される電位よりも低い形態とすることができる。
　更には、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示における撮像素子において、電荷蓄積用電極の大きさは第１電極よりも大きい形態とすることができる。電荷蓄積用電極の面積をｓ1’、第１電極の面積をｓ1としたとき、限定するものではないが、
４≦ｓ1’／ｓ1
を満足することが好ましい。
　光入射側に位置する第２電極は、上方電荷移動制御電極が形成されている場合を除き、複数の撮像素子において共通化されていてもよい。即ち、第２電極を所謂ベタ電極とすることができる。本開示における撮像素子において、光電変換層は、複数の撮像素子において共通化することができる。即ち、複数の撮像素子において１層の光電変換層が形成されている形態とすることができる。
　更には、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示における撮像素子において、第１電極は、絶縁層に設けられた開口部内を延在し、光電変換層と接続されている形態とすることができる。あるいは又、光電変換層は、絶縁層に設けられた開口部内を延在し、第１電極と接続されている形態とすることができ、この場合、
　第１電極の頂面の縁部は絶縁層で覆われており、
　開口部の底面には第１電極が露出しており、
　第１電極の頂面と接する絶縁層の面を第１面、電荷蓄積用電極と対向する光電変換層の部分と接する絶縁層の面を第２面としたとき、開口部の側面は、第１面から第２面に向かって広がる傾斜を有する形態とすることができ、更には、第１面から第２面に向かって広がる傾斜を有する開口部の側面は、電荷蓄積用電極側に位置する形態とすることができる。尚、光電変換層と第１電極との間に他の層が形成されている形態（例えば、光電変換層と第１電極との間に電荷蓄積に適した材料層が形成されている形態）を包含する。
　更には、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示における撮像素子において、
　半導体基板には、制御部を構成する少なくとも浮遊拡散層及び増幅トランジスタが設けられており、
　第１電極は、浮遊拡散層及び増幅トランジスタのゲート部に接続されている形態とすることができる。そして、この場合、更には、
　半導体基板には、更に、制御部を構成するリセット・トランジスタ及び選択トランジスタが設けられており、
　浮遊拡散層は、リセット・トランジスタの一方のソース／ドレイン領域に接続されており、
　増幅トランジスタの一方のソース／ドレイン領域は、選択トランジスタの一方のソース／ドレイン領域に接続されており、選択トランジスタの他方のソース／ドレイン領域は信号線に接続されている形態とすることができる。
　あるいは又、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示における撮像素子の変形例として、以下に説明する第１構成～第６構成の撮像素子を挙げることができる。即ち、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示における撮像素子における第１構成～第６構成の撮像素子において、
　光電変換部は、Ｎ個（但し、Ｎ≧２）の光電変換部セグメントから構成されており、
　光電変換層は、Ｎ個の光電変換層セグメントから構成されており、
　絶縁層は、Ｎ個の絶縁層セグメントから構成されており、
　第１構成～第３構成の撮像素子にあっては、電荷蓄積用電極は、Ｎ個の電荷蓄積用電極セグメントから構成されており、
　第４構成～第５構成の撮像素子にあっては、電荷蓄積用電極は、相互に離間されて配置された、Ｎ個の電荷蓄積用電極セグメントから構成されており、
　第ｎ番目（但し、ｎ＝１，２，３・・・Ｎ）の光電変換部セグメントは、第ｎ番目の電荷蓄積用電極セグメント、第ｎ番目の絶縁層セグメント及び第ｎ番目の光電変換層セグメントから構成されており、
　ｎの値が大きい光電変換部セグメントほど、第１電極から離れて位置する。
　そして、第１構成の撮像素子にあっては、第１番目の光電変換部セグメントから第Ｎ番目の光電変換部セグメントに亙り、絶縁層セグメントの厚さが、漸次、変化している。また、第２構成の撮像素子にあっては、第１番目の光電変換部セグメントから第Ｎ番目の光電変換部セグメントに亙り、光電変換層セグメントの厚さが、漸次、変化している。更には、第３構成の撮像素子にあっては、隣接する光電変換部セグメントにおいて、絶縁層セグメントを構成する材料が異なる。また、第４構成の撮像素子にあっては、隣接する光電変換部セグメントにおいて、電荷蓄積用電極セグメントを構成する材料が異なる。更には、第５構成の撮像素子にあっては、第１番目の光電変換部セグメントから第Ｎ番目の光電変換部セグメントに亙り、電荷蓄積用電極セグメントの面積が、漸次、小さくなっている。尚、面積は、連続的に小さくなっていてもよいし、階段状に小さくなっていてもよい。
　あるいは又、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示における撮像素子における第６構成の撮像素子において、電荷蓄積用電極と絶縁層と光電変換層の積層方向をＺ方向、第１電極から離れる方向をＸ方向としたとき、ＹＺ仮想平面で電荷蓄積用電極と絶縁層と光電変換層が積層された積層部分を切断したときの積層部分の断面積は、第１電極からの距離に依存して変化する。尚、断面積の変化は、連続的な変化であってもよいし、階段状の変化であってもよい。
　第１構成～第２構成の撮像素子において、Ｎ個の光電変換層セグメントは連続して設けられており、Ｎ個の絶縁層セグメントも連続して設けられており、Ｎ個の電荷蓄積用電極セグメントも連続して設けられている。第３構成～第５構成の撮像素子において、Ｎ個の光電変換層セグメントは連続して設けられている。また、第４構成、第５構成の撮像素子において、Ｎ個の絶縁層セグメントは連続して設けられている一方、第３構成の撮像素子において、Ｎ個の絶縁層セグメントは、光電変換部セグメントのそれぞれに対応して設けられている。更には、第４構成～第５構成の撮像素子において、場合によっては、第３構成の撮像素子において、Ｎ個の電荷蓄積用電極セグメントは、光電変換部セグメントのそれぞれに対応して設けられている。そして第１構成～第６構成の撮像素子にあっては、電荷蓄積用電極セグメントの全てに同じ電位が加えられる。あるいは又、第４構成～第５構成の撮像素子において、場合によっては、第３構成の撮像素子において、Ｎ個の電荷蓄積用電極セグメントのそれぞれに、異なる電位を加えてもよい。
　第１構成～第６構成の撮像素子、係る撮像素子を適用した本開示の第１の態様～第２の態様に係る固体撮像装置にあっては、絶縁層セグメントの厚さが規定され、あるいは又、光電変換層セグメントの厚さが規定され、あるいは又、絶縁層セグメントを構成する材料が異なり、あるいは又、電荷蓄積用電極セグメントを構成する材料が異なり、あるいは又、電荷蓄積用電極セグメントの面積が規定され、あるいは又、積層部分の断面積が規定されているので、一種の電荷転送勾配が形成され、光電変換によって生成した電荷を、一層容易に、且つ、確実に、第１電極へ転送することが可能となる。そして、その結果、残像の発生や電荷転送残しの発生を防止することができる。
　本開示の第１の態様に係る固体撮像装置の変形例として、上述した第１構成～第６構成の撮像素子を、複数、備えている固体撮像装置とすることができるし、本開示の第２の態様に係る固体撮像装置の変形例として、上述した第１構成～第６構成の撮像素子を少なくとも１つ有する積層型撮像素子を、複数、備えている固体撮像装置とすることができる。
　第１構成～第５構成の撮像素子にあっては、ｎの値が大きい光電変換部セグメントほど第１電極から離れて位置するが、第１電極から離れて位置するか否かは、Ｘ方向を基準として判断する。また、第６構成の撮像素子にあっては、第１電極から離れる方向をＸ方向としているが、『Ｘ方向』を以下のとおり、定義する。即ち、撮像素子あるいは積層型撮像素子が複数配列された画素領域は、２次元アレイ状に、即ち、Ｘ方向及びＹ方向に規則的に複数配列された画素から構成される。画素の平面形状を矩形とした場合、第１電極に最も近い辺が延びる方向をＹ方向とし、Ｙ方向と直交する方向をＸ方向とする。あるいは又、画素の平面形状を任意の形状とした場合、第１電極に最も近い線分や曲線が含まれる全体的な方向をＹ方向とし、Ｙ方向と直交する方向をＸ方向とする。
　以下、第１構成～第６構成の撮像素子に関して、第１電極の電位が第２電極の電位よりも高い場合についての説明を行うが、第１電極の電位が第２電極の電位よりも低い場合は、電位の高低を逆にすればよい。
　第１構成の撮像素子にあっては、第１番目の光電変換部セグメントから第Ｎ番目の光電変換部セグメントに亙り、絶縁層セグメントの厚さが、漸次、変化しているが、絶縁層セグメントの厚さは、漸次、厚くなっていってもよいし、薄くなっていってもよく、これによって、一種の電荷転送勾配が形成される。
　蓄積すべき電荷を電子とする場合、絶縁層セグメントの厚さが、漸次、厚くなる構成を採用すればよいし、蓄積すべき電荷を正孔とする場合、絶縁層セグメントの厚さが、漸次、薄くなる構成を採用すればよい。そして、これらの場合、電荷蓄積期間において、｜Ｖ31｜≧｜Ｖ11｜といった状態になると、第ｎ番目の光電変換部セグメントの方が、第（ｎ＋１）番目の光電変換部セグメントよりも、多くの電荷を蓄積することができるし、強い電界が加わり、第１番目の光電変換部セグメントから第１電極への電荷の流れを確実に防止することができる。そして、第２電荷転送期間において、｜Ｖ33｜＜｜Ｖ13｜といった状態になると、第１番目の光電変換部セグメントから第１電極への電荷の流れ、第（ｎ＋１）番目の光電変換部セグメントから第ｎ番目の光電変換部セグメントへの電荷の流れを、確実に確保することができる。
　第２構成の撮像素子にあっては、第１番目の光電変換部セグメントから第Ｎ番目の光電変換部セグメントに亙り、光電変換層セグメントの厚さが、漸次、変化しているが、光電変換層セグメントの厚さは、漸次、厚くなっていってもよいし、薄くなっていってもよく、これによって、一種の電荷転送勾配が形成される。
　蓄積すべき電荷を電子とする場合、光電変換層セグメントの厚さが、漸次、厚くなる構成を採用すればよいし、蓄積すべき電荷を正孔とする場合、光電変換層セグメントの厚さが、漸次、薄くなる構成を採用すればよい。そして、光電変換層セグメントの厚さが、漸次、厚くなる場合、電荷蓄積期間においてＶ31≧Ｖ11といった状態になると、また、光電変換層セグメントの厚さが、漸次、薄くなる場合、電荷蓄積期間においてＶ31≦Ｖ11といった状態になると、第ｎ番目の光電変換部セグメントの方が、第（ｎ＋１）番目の光電変換部セグメントよりも強い電界が加わり、第１番目の光電変換部セグメントから第１電極への電荷の流れを確実に防止することができる。そして、第２電荷転送期間において、光電変換層セグメントの厚さが、漸次、厚くなる場合、Ｖ33＜Ｖ13といった状態になると、また、光電変換層セグメントの厚さが、漸次、薄くなる場合、Ｖ33＞Ｖ13といった状態になると、第１番目の光電変換部セグメントから第１電極への電荷の流れ、第（ｎ＋１）番目の光電変換部セグメントから第ｎ番目の光電変換部セグメントへの電荷の流れを、確実に確保することができる。
　第３構成の撮像素子にあっては、隣接する光電変換部セグメントにおいて、絶縁層セグメントを構成する材料が異なり、これによって、一種の電荷転送勾配が形成されるが、第１番目の光電変換部セグメントから第Ｎ番目の光電変換部セグメントに亙り、絶縁層セグメントを構成する材料の比誘電率の値が、漸次、小さくなることが好ましい。そして、このような構成を採用することで、電荷蓄積期間において、Ｖ31≧Ｖ11といった状態になると、第ｎ番目の光電変換部セグメントの方、が第（ｎ＋１）番目の光電変換部セグメントよりも多くの電荷を蓄積することができる。そして、第２電荷転送期間において、Ｖ33＜Ｖ13といった状態になると、第１番目の光電変換部セグメントから第１電極への電荷の流れ、第（ｎ＋１）番目の光電変換部セグメントから第ｎ番目の光電変換部セグメントへの電荷の流れを、確実に確保することができる。
　第４構成の撮像素子にあっては、隣接する光電変換部セグメントにおいて、電荷蓄積用電極セグメントを構成する材料が異なり、これによって、一種の電荷転送勾配が形成されるが、第１番目の光電変換部セグメントから第Ｎ番目の光電変換部セグメントに亙り、絶縁層セグメントを構成する材料の仕事関数の値が、漸次、大きくなることが好ましい。そして、このような構成を採用することで、電圧（電位）の正負に依存すること無く、信号電荷転送に有利な電位勾配を形成することができる。
　第５構成の撮像素子にあっては、第１番目の光電変換部セグメントから第Ｎ番目の光電変換部セグメントに亙り、電荷蓄積用電極セグメントの面積が、漸次、小さくなっており、これによって、一種の電荷転送勾配が形成されるので、電荷蓄積期間において、Ｖ31≧Ｖ11といった状態になると、第ｎ番目の光電変換部セグメントの方が、第（ｎ＋１）番目の光電変換部セグメントよりも多くの電荷を蓄積することができる。そして、第２電荷転送期間において、Ｖ33＜Ｖ13といった状態になると、第１番目の光電変換部セグメントから第１電極への電荷の流れ、第（ｎ＋１）番目の光電変換部セグメントから第ｎ番目の光電変換部セグメントへの電荷の流れを、確実に確保することができる。
　第６構成の撮像素子において、積層部分の断面積は第１電極からの距離に依存して変化し、これによって、一種の電荷転送勾配が形成される。具体的には、積層部分の断面の厚さを一定とし、積層部分の断面の幅を第１電極から離れるほど狭くする構成を採用すれば、第５構成の撮像素子において説明したと同様に、電荷蓄積期間において、Ｖ31≧Ｖ11といった状態になると、第１電極に近い領域の方が、遠い領域よりも多くの電荷を蓄積することができる。従って、第２電荷転送期間において、Ｖ33＜Ｖ13といった状態になると、第１電極に近い領域から第１電極への電荷の流れ、遠い領域から近い領域への電荷の流れを、確実に確保することができる。一方、積層部分の断面の幅を一定とし、積層部分の断面の厚さ、具体的には、絶縁層セグメントの厚さを、漸次、厚くする構成を採用すれば、第１構成の撮像素子において説明したと同様に、電荷蓄積期間において、Ｖ31≧Ｖ11といった状態になると、第１電極に近い領域の方が、遠い領域よりも、多くの電荷を蓄積することができるし、強い電界が加わり、第１電極に近い領域から第１電極への電荷の流れを確実に防止することができる。そして、第２電荷転送期間において、Ｖ33＜Ｖ13といった状態になると、第１電極に近い領域から第１電極への電荷の流れ、遠い領域から近い領域への電荷の流れを、確実に確保することができる。また、光電変換層セグメントの厚さを、漸次、厚くする構成を採用すれば、第２構成の撮像素子において説明したと同様に、電荷蓄積期間において、Ｖ31≧Ｖ11といった状態になると、第１電極に近い領域の方が、遠い領域よりも強い電界が加わり、第１電極に近い領域から第１電極への電荷の流れを確実に防止することができる。そして、第２電荷転送期間において、Ｖ33＜Ｖ13といった状態になると、第１電極に近い領域から第１電極への電荷の流れ、遠い領域から近い領域への電荷の流れを、確実に確保することができる。
　更には、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示における撮像素子において、第２電極側から光が入射し、第２電極よりの光入射側には遮光層が形成されている形態とすることができる。あるいは又、第２電極側から光が入射し、第１電極（場合によっては、第１電極及び転送制御用電極）には光が入射しない形態とすることができる。そして、この場合、第２電極よりの光入射側であって、第１電極（場合によっては、第１電極及び転送制御用電極）の上方には遮光層が形成されている形態とすることができるし、あるいは又、電荷蓄積用電極及び第２電極の上方にはオンチップ・マイクロ・レンズが設けられており、オンチップ・マイクロ・レンズに入射する光は、電荷蓄積用電極に集光される形態とすることができる。ここで、遮光層は、第２電極の光入射側の面よりも上方に配設されてもよいし、第２電極の光入射側の面の上に配設されてもよい。場合によっては、第２電極に遮光層が形成されていてもよい。遮光層を構成する材料として、クロム（Ｃｒ）や銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、光を通さない樹脂（例えば、ポリイミド樹脂）を例示することができる。
　本開示における撮像素子として、具体的には、青色光（４２５ｎｍ乃至４９５ｎｍの光）を吸収する光電変換層（便宜上、『第１タイプの青色光電変換層』と呼ぶ）を備えた青色光に感度を有する撮像素子（便宜上、『第１タイプの青色光用撮像素子』と呼ぶ）、緑色光（４９５ｎｍ乃至５７０ｎｍの光）を吸収する光電変換層（便宜上、『第１タイプの緑色光電変換層』と呼ぶ）を備えた緑色光に感度を有する撮像素子（便宜上、『第１タイプの緑色光用撮像素子』と呼ぶ）、赤色光（６２０ｎｍ乃至７５０ｎｍの光）を吸収する光電変換層（便宜上、『第１タイプの赤色光電変換層』と呼ぶ）を備えた赤色光に感度を有する撮像素子（便宜上、『第１タイプの赤色光用撮像素子』と呼ぶ）を挙げることができる。また、電荷蓄積用電極を備えていない従来の撮像素子であって、青色光に感度を有する撮像素子を、便宜上、『第２タイプの青色光用撮像素子』と呼び、緑色光に感度を有する撮像素子を、便宜上、『第２タイプの緑色光用撮像素子』と呼び、赤色光に感度を有する撮像素子を、便宜上、『第２タイプの赤色光用撮像素子』と呼び、第２タイプの青色光用撮像素子を構成する光電変換層を、便宜上、『第２タイプの青色光電変換層』と呼び、第２タイプの緑色光用撮像素子を構成する光電変換層を、便宜上、『第２タイプの緑色光電変換層』と呼び、第２タイプの赤色光用撮像素子を構成する光電変換層を、便宜上、『第２タイプの赤色光電変換層』と呼ぶ。
　本開示における積層型撮像素子は、少なくとも本開示における撮像素子（光電変換素子）を１つ有するが、具体的には、例えば、
［Ａ］第１タイプの青色光用光電変換部、第１タイプの緑色光用光電変換部及び第１タイプの赤色光用光電変換部が、垂直方向に積層され、
　第１タイプの青色光用撮像素子、第１タイプの緑色光用撮像素子及び第１タイプの赤色光用撮像素子の制御部のそれぞれが、半導体基板に設けられた構成、構造
［Ｂ］第１タイプの青色光用光電変換部及び第１タイプの緑色光用光電変換部が、垂直方向に積層され、
　これらの２層の第１タイプの光電変換部の下方に、第２タイプの赤色光用光電変換部が配置され、
　第１タイプの青色光用撮像素子、第１タイプの緑色光用撮像素子及び第２タイプの赤色光用撮像素子の制御部のそれぞれが、半導体基板に設けられた構成、構造
［Ｃ］第１タイプの緑色光用光電変換部の下方に、第２タイプの青色光用光電変換部及び第２タイプの赤色光用光電変換部が配置され、
　第１タイプの緑色光用撮像素子、第２タイプの青色光用撮像素子及び第２タイプの赤色光用撮像素子の制御部のそれぞれが、半導体基板に設けられた構成、構造
［Ｄ］第１タイプの青色光用光電変換部の下方に、第２タイプの緑色光用光電変換部及び第２タイプの赤色光用光電変換部が配置され、
　第１タイプの青色光用撮像素子、第２タイプの緑色光用撮像素子及び第２タイプの赤色光用撮像素子の制御部のそれぞれが、半導体基板に設けられた構成、構造
を挙げることができる。尚、これらの撮像素子の光電変換部の垂直方向における配置順は、光入射方向から青色光用光電変換部、緑色光用光電変換部、赤色光用光電変換部の順、あるいは、光入射方向から緑色光用光電変換部、青色光用光電変換部、赤色光用光電変換部の順であることが好ましい。これは、より短い波長の光がより入射表面側において効率良く吸収されるからである。赤色は３色の中では最も長い波長であるので、光入射面から見て赤色光用光電変換部を最下層に位置させることが好ましい。これらの撮像素子の積層構造によって、１つの画素が構成される。また、第１タイプの赤外線用光電変換部を備えていてもよい。ここで、第１タイプの赤外線用光電変換部の光電変換層は、例えば、有機系材料から構成され、第１タイプの撮像素子の積層構造の最下層であって、第２タイプの撮像素子よりも上に配置することが好ましい。あるいは又、第１タイプの光電変換部の下方に、第２タイプの赤外線用光電変換部を備えていてもよい。
　第１タイプの撮像素子にあっては、例えば、第１電極が、半導体基板の上に設けられた層間絶縁層上に形成されている。半導体基板に形成された撮像素子は、裏面照射型とすることもできるし、表面照射型とすることもできる。
　光電変換層を有機系材料から構成する場合、光電変換層を、
（１）ｐ型有機半導体から構成する。
（２）ｎ型有機半導体から構成する。
（３）ｐ型有機半導体層／ｎ型有機半導体層の積層構造から構成する。ｐ型有機半導体層／ｐ型有機半導体とｎ型有機半導体との混合層（バルクヘテロ構造）／ｎ型有機半導体層の積層構造から構成する。ｐ型有機半導体層／ｐ型有機半導体とｎ型有機半導体との混合層（バルクヘテロ構造）の積層構造から構成する。ｎ型有機半導体層／ｐ型有機半導体とｎ型有機半導体との混合層（バルクヘテロ構造）の積層構造から構成する。
（４）ｐ型有機半導体とｎ型有機半導体の混合（バルクヘテロ構造）から構成する。
の４態様のいずれかとすることができる。但し、積層順は任意に入れ替えた構成とすることができる。
　ｐ型有機半導体として、ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、ピレン誘導体、ペリレン誘導体、テトラセン誘導体、ペンタセン誘導体、キナクリドン誘導体、チオフェン誘導体、チエノチオフェン誘導体、ベンゾチオフェン誘導体、ベンゾチエノベンゾチオフェン誘導体、トリアリルアミン誘導体、カルバゾール誘導体、ペリレン誘導体、ピセン誘導体、クリセン誘導体、フルオランテン誘導体、フタロシアニン誘導体、サブフタロシアニン誘導体、サブポルフィラジン誘導体、複素環化合物を配位子とする金属錯体、ポリチオフェン誘導体、ポリベンゾチアジアゾール誘導体、ポリフルオレン誘導体等を挙げることができる。ｎ型有機半導体として、フラーレン及びフラーレン誘導体〈例えば、Ｃ６０や、Ｃ７０，Ｃ７４等のフラーレン（高次フラーレン）、内包フラーレン等）又はフラーレン誘導体（例えば、フラーレンフッ化物やＰＣＢＭフラーレン化合物、フラーレン多量体等）〉、ｐ型有機半導体よりもＨＯＭＯ及びＬＵＭＯが大きい（深い）有機半導体、透明な無機金属酸化物を挙げることができる。ｎ型有機半導体として、具体的には、窒素原子、酸素原子、硫黄原子を含有する複素環化合物、例えば、ピリジン誘導体、ピラジン誘導体、ピリミジン誘導体、トリアジン誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、イソキノリン誘導体、アクリジン誘導体、フェナジン誘導体、フェナントロリン誘導体、テトラゾール誘導体、ピラゾール誘導体、イミダゾール誘導体、チアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、ベンゾトリアゾール誘導体、ベンゾオキサゾール誘導体、ベンゾオキサゾール誘導体、カルバゾール誘導体、ベンゾフラン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、サブポルフィラジン誘導体、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリベンゾチアジアゾール誘導体、ポリフルオレン誘導体等を分子骨格の一部に有する有機分子、有機金属錯体やサブフタロシアニン誘導体を挙げることができる。フラーレン誘導体に含まれる基等として、ハロゲン原子；直鎖、分岐若しくは環状のアルキル基若しくはフェニル基；直鎖若しくは縮環した芳香族化合物を有する基；ハロゲン化物を有する基；パーシャルフルオロアルキル基；パーフルオロアルキル基；シリルアルキル基；シリルアルコキシ基；アリールシリル基；アリールスルファニル基；アルキルスルファニル基；アリールスルホニル基；アルキルスルホニル基；アリールスルフィド基；アルキルスルフィド基；アミノ基；アルキルアミノ基；アリールアミノ基；ヒドロキシ基；アルコキシ基；アシルアミノ基；アシルオキシ基；カルボニル基；カルボキシ基；カルボキソアミド基；カルボアルコキシ基；アシル基；スルホニル基；シアノ基；ニトロ基；カルコゲン化物を有する基；ホスフィン基；ホスホン基；これらの誘導体を挙げることができる。有機系材料から構成された光電変換層（『有機光電変換層』と呼ぶ場合がある）の厚さは、限定するものではないが、例えば、１×１０-8ｍ乃至５×１０-7ｍ、好ましくは２．５×１０-8ｍ乃至３×１０-7ｍ、より好ましくは２．５×１０-8ｍ乃至２×１０-7ｍ、一層好ましくは１×１０-7ｍ乃至１．８×１０-7ｍを例示することができる。尚、有機半導体は、ｐ型、ｎ型と分類されることが多いが、ｐ型とは正孔を輸送し易いという意味であり、ｎ型とは電子を輸送し易いという意味であり、無機半導体のように熱励起の多数キャリアとして正孔又は電子を有しているという解釈に限定されない。
　あるいは又、緑色光を光電変換する有機光電変換層を構成する材料として、例えば、ローダミン系色素、メラシアニン系色素、キナクリドン誘導体、サブフタロシアニン系色素（サブフタロシアニン誘導体）等を挙げることができるし、青色光を光電変換する有機光電変換層を構成する材料として、例えば、クマリン酸色素、トリス－８－ヒドリキシキノリアルミニウム（Ａｌｑ３）、メラシアニン系色素等を挙げることができるし、赤色光を光電変換する有機光電変換層を構成する材料として、例えば、フタロシアニン系色素、サブフタロシアニン系色素（サブフタロシアニン誘導体）を挙げることができる。
　あるいは又、光電変換層を構成する無機系材料として、結晶シリコン、アモルファスシリコン、微結晶シリコン、結晶セレン、アモルファスセレン、及び、カルコパライト系化合物であるＣＩＧＳ（ＣｕＩｎＧａＳｅ）、ＣＩＳ（ＣｕＩｎＳｅ2）、ＣｕＩｎＳ2、ＣｕＡｌＳ2、ＣｕＡｌＳｅ2、ＣｕＧａＳ2、ＣｕＧａＳｅ2、ＡｇＡｌＳ2、ＡｇＡｌＳｅ2、ＡｇＩｎＳ2、ＡｇＩｎＳｅ2、あるいは又、ＩＩＩ－Ｖ族化合物であるＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＡｌＧａＡｓ、ＩｎＧａＰ、ＡｌＧａＩｎＰ、ＩｎＧａＡｓＰ、更には、ＣｄＳｅ、ＣｄＳ、Ｉｎ2Ｓｅ3、Ｉｎ2Ｓ3、Ｂｉ2Ｓｅ3、Ｂｉ2Ｓ3、ＺｎＳｅ、ＺｎＳ、ＰｂＳｅ、ＰｂＳ等の化合物半導体を挙げることができる。加えて、これらの材料から成る量子ドットを光電変換層に使用することも可能である。
　あるいは又、光電変換層を、下層半導体層と、上層光電変換層の積層構造とすることができる。このように下層半導体層を設けることで、例えば、電荷蓄積時の再結合を防止することができる。また、光電変換層に蓄積した電荷の第１電極への電荷転送効率を増加させることができる。更には、光電変換層で生成された電荷を一時的に保持し、転送のタイミング等を制御することができる。また、暗電流の生成を抑制することができる。上層光電変換層を構成する材料は、上記の光電変換層を構成する各種材料から、適宜、選択すればよい。一方、下層半導体層を構成する材料として、バンドギャップエネルギーの値が大きく（例えば、３．０ｅＶ以上のバンドギャップエネルギーの値）、しかも、光電変換層を構成する材料よりも高い移動度を有する材料を用いることが好ましい。具体的には、酸化物半導体材料；遷移金属ダイカルコゲナイド；シリコンカーバイド；ダイヤモンド；グラフェン；カーボンナノチューブ；縮合多環炭化水素化合物や縮合複素環化合物等の有機半導体材料を挙げることができ、より具体的には、酸化物半導体材料として、インジウム酸化物、ガリウム酸化物、亜鉛酸化物、スズ酸化物や、これらの酸化物が少なくとも１種類含まれる材料、これらの材料にドーパントを添加した材料、具体的には、例えば、ＩＧＺＯ、ＩＴＺＯ、ＩＷＺＯ、ＩＷＯ、ＺＴＯ、ＩＴＯ－ＳｉＯX系材料、ＧＺＯ、ＩＧＯ、ＺｎＳｎＯ3、ＡｌＺｎＯ、ＧａＺｎＯ、ＩｎＺｎＯを挙げることができるし、また、ＣｕＩ、ＩｎＳｂＯ4、ＺｎＭｇＯ、ＣｕＩｎＯ2、ＭｇＩｎ2Ｏ4、ＣｄＯ等を含む材料を挙げることができるが、これらの材料に限定するものではない。あるいは又、下層半導体層を構成する材料として、蓄積すべき電荷が電子である場合、光電変換層を構成する材料のイオン化ポテンシャルよりも大きなイオン化ポテンシャルを有する材料を挙げることができるし、蓄積すべき電荷が正孔である場合、光電変換層を構成する材料の電子親和力よりも小さな電子親和力を有する材料を挙げることができる。あるいは又、下層半導体層を構成する材料における不純物濃度は１×１０18ｃｍ-3以下であることが好ましい。下層半導体層は、単層構成であってもよいし、多層構成であってもよい。また、電荷蓄積用電極の上方に位置する下層半導体層を構成する材料と、第１電極の上方に位置する下層半導体層を構成する材料とを、異ならせてもよい。
　本開示の第１の態様～第２の態様に係る固体撮像装置によって、単板式カラー固体撮像装置を構成することができる。
　積層型撮像素子を備えた本開示の第２の態様に係る固体撮像装置にあっては、ベイヤ配列の撮像素子を備えた固体撮像装置と異なり（即ち、カラーフィルタを用いて青色、緑色、赤色の分光を行うのではなく）、同一画素内で光の入射方向において、複数種の波長の光に対して感度を有する撮像素子を積層して１つの画素を構成するので、感度の向上及び単位体積当たりの画素密度の向上を図ることができる。また、有機系材料は吸収係数が高いため、有機光電変換層の膜厚を従来のＳｉ系光電変換層と比較して薄くすることができ、隣接画素からの光漏れや、光の入射角の制限が緩和される。更には、従来のＳｉ系撮像素子では３色の画素間で補間処理を行って色信号を作成するために偽色が生じるが、積層型撮像素子を備えた本開示の第２の態様に係る固体撮像装置にあっては、偽色の発生が抑えられる。有機光電変換層それ自体がカラーフィルタとしても機能するので、カラーフィルタを配設しなくとも色分離が可能である。
　一方、本開示の第１の態様に係る固体撮像装置にあっては、カラーフィルタを用いることで、青色、緑色、赤色の分光特性への要求を緩和することができるし、また、高い量産性を有する。本開示の第１の態様に係る固体撮像装置における撮像素子の配列として、ベイヤ配列の他、インターライン配列、ＧストライプＲＢ市松配列、ＧストライプＲＢ完全市松配列、市松補色配列、ストライプ配列、斜めストライプ配列、原色色差配列、フィールド色差順次配列、フレーム色差順次配列、ＭＯＳ型配列、改良ＭＯＳ型配列、フレームインターリーブ配列、フィールドインターリーブ配列を挙げることができる。ここで、１つの撮像素子によって１つの画素（あるいは副画素）が構成される。
　本開示における撮像素子あるいは本開示における積層型撮像素子が複数配列された画素領域は、２次元アレイ状に規則的に複数配列された画素から構成される。画素領域は、通常、実際に光を受光し光電変換によって生成された信号電荷を増幅して駆動回路に読み出す有効画素領域と、黒レベルの基準になる光学的黒を出力するための黒基準画素領域とから構成されている。黒基準画素領域は、通常は、有効画素領域の外周部に配置されている。
　以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示における撮像素子において、光が照射され、光電変換層で光電変換が生じ、正孔（ホール）と電子がキャリア分離される。そして、正孔が取り出される電極を陽極、電子が取り出される電極を陰極とする。第１電極が陽極を構成し、第２電極が陰極を構成する形態もあるし、逆に、第１電極が陰極を構成し、第２電極が陽極を構成する形態もある。
　積層型撮像素子を構成する場合、第１電極、電荷蓄積用電極、第１電荷移動制御電極、第２電荷移動制御電極、転送制御用電極及び第２電極は透明導電材料から成る構成とすることができる。尚、第１電極、電荷蓄積用電極、第１電荷移動制御電極、第２電荷移動制御電極及び転送制御用電極を総称して、『第１電極等』と呼ぶ場合がある。あるいは又、本開示における撮像素子が、例えばベイヤ配列のように平面に配される場合には、電荷蓄積用電極は金属材料から成る構成とすることができ、この場合、具体的には、光入射側に光電変換層が位置し、電荷蓄積用電極は、金属あるいは合金から成る構成とすることができる。尚、透明導電材料から成る電極を『透明電極』と呼ぶ場合がある。ここで、透明導電材料のバンドギャップエネルギーは、２．５ｅＶ以上、好ましくは３．１ｅＶ以上であることが望ましい。透明電極を構成する透明導電材料として、導電性のある金属酸化物を挙げることができ、具体的には、酸化インジウム、インジウム－錫酸化物（ＩＴＯ，Indium Tin Oxide，ＳｎドープのＩｎ2Ｏ3、結晶性ＩＴＯ及びアモルファスＩＴＯを含む）、酸化亜鉛にドーパントとしてインジウムを添加したインジウム－亜鉛酸化物（ＩＺＯ，Indium Zinc Oxide）、酸化ガリウムにドーパントとしてインジウムを添加したインジウム－ガリウム酸化物（ＩＧＯ）、酸化亜鉛にドーパントとしてインジウムとガリウムを添加したインジウム－ガリウム－亜鉛酸化物（ＩＧＺＯ，Ｉｎ－ＧａＺｎＯ4）、酸化亜鉛にドーパントとしてインジウムと錫を添加したインジウム－錫－亜鉛酸化物（ＩＴＺＯ）、ＩＦＯ（ＦドープのＩｎ2Ｏ3）、酸化錫（ＳｎＯ2）、ＡＴＯ（ＳｂドープのＳｎＯ2）、ＦＴＯ（ＦドープのＳｎＯ2）、酸化亜鉛（他元素をドープしたＺｎＯを含む）、酸化亜鉛にドーパントとしてアルミニウムを添加したアルミニウム－亜鉛酸化物（ＡＺＯ）、酸化亜鉛にドーパントとしてガリウムを添加したガリウム－亜鉛酸化物（ＧＺＯ）、酸化チタン（ＴｉＯ2）、酸化チタンにドーパントとしてニオブを添加したニオブ－チタン酸化物(ＴＮＯ)、酸化アンチモン、スピネル型酸化物、ＹｂＦｅ2Ｏ4構造を有する酸化物を例示することができる。あるいは又、ガリウム酸化物、チタン酸化物、ニオブ酸化物、ニッケル酸化物等を母層とする透明電極を挙げることができる。透明電極の厚さとして、２×１０-8ｍ乃至２×１０-7ｍ、好ましくは３×１０-8ｍ乃至１×１０-7ｍを挙げることができる。第１電極が透明性を要求される場合、製造プロセスの簡素化といった観点から、他の電極も透明導電材料から構成することが好ましい。
　あるいは又、透明性が不要である場合、正孔を取り出す電極としての機能を有する陽極を構成する導電材料として、高仕事関数（例えば、φ＝４．５ｅＶ～５．５ｅＶ）を有する導電材料から構成することが好ましく、具体的には、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、鉄（Ｆｅ）、イリジウム（Ｉｒ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、レニウム（Ｒｅ）、テルル（Ｔｅ）を例示することができる。一方、電子を取り出す電極としての機能を有する陰極を構成する導電材料として、低仕事関数（例えば、φ＝３．５ｅＶ～４．５ｅＶ）を有する導電材料から構成することが好ましく、具体的には、アルカリ金属（例えばＬｉ、Ｎａ、Ｋ等）及びそのフッ化物又は酸化物、アルカリ土類金属（例えばＭｇ、Ｃａ等）及びそのフッ化物又は酸化物、アルミニウム（Ａｌ）、亜鉛（Ｚｎ）、錫（Ｓｎ）、タリウム（Ｔｌ）、ナトリウム－カリウム合金、アルミニウム－リチウム合金、マグネシウム－銀合金、インジウム、イッテリビウム等の希土類金属、あるいは、これらの合金を挙げることができる。あるいは又、陽極や陰極を構成する材料として、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、銅（Ｃｕ）、チタン（Ｔｉ）、インジウム（Ｉｎ）、錫（Ｓｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、モリブデン（Ｍｏ）等の金属、あるいは、これらの金属元素を含む合金、これらの金属から成る導電性粒子、これらの金属を含む合金の導電性粒子、不純物を含有したポリシリコン、炭素系材料、酸化物半導体、カーボン・ナノ・チューブ、グラフェン等の導電性材料を挙げることができるし、これらの元素を含む層の積層構造とすることもできる。更には、陽極や陰極を構成する材料として、ポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）／ポリスチレンスルホン酸［ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ］といった有機材料（導電性高分子）を挙げることもできる。また、これらの導電性材料をバインダー（高分子）に混合してペースト又はインクとしたものを硬化させ、電極として用いてもよい。
　第１電極等や第２電極（陽極や陰極）の成膜方法として、乾式法あるいは湿式法を用いることが可能である。乾式法として、物理的気相成長法（ＰＶＤ法）及び化学的気相成長法（ＣＶＤ法）を挙げることができる。ＰＶＤ法の原理を用いた成膜方法として、抵抗加熱あるいは高周波加熱を用いた真空蒸着法、ＥＢ（電子ビーム）蒸着法、各種スパッタリング法（マグネトロンスパッタリング法、ＲＦ－ＤＣ結合形バイアススパッタリング法、ＥＣＲスパッタリング法、対向ターゲットスパッタリング法、高周波スパッタリング法）、イオンプレーティング法、レーザーアブレーション法、分子線エピタキシー法、レーザー転写法を挙げることができる。また、ＣＶＤ法として、プラズマＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、有機金属（ＭＯ）ＣＶＤ法、光ＣＶＤ法を挙げることができる。一方、湿式法として、電解メッキ法や無電解メッキ法、スピンコート法、インクジェット法、スプレーコート法、スタンプ法、マイクロコンタクトプリント法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、グラビア印刷法、ディップ法等の方法を挙げることができる。パターニング法として、シャドーマスク、レーザー転写、フォトリソグラフィー等の化学的エッチング、紫外線やレーザー等による物理的エッチング等を挙げることができる。第１電極等や第２電極の平坦化技術として、レーザー平坦化法、リフロー法、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）法等を用いることができる。
　各種層間絶縁層や絶縁膜を構成する材料として、酸化ケイ素系材料；窒化ケイ素（ＳｉＮY）；酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）等の金属酸化物高誘電絶縁材料に例示される無機系絶縁材料だけでなく、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）；ポリビニルフェノール（ＰＶＰ）；ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）；ポリイミド；ポリカーボネート（ＰＣ）；ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）；ポリスチレン；Ｎ－２（アミノエチル）３－アミノプロピルトリメトキシシラン（ＡＥＡＰＴＭＳ）、３－メルカプトプロピルトリメトキシシラン（ＭＰＴＭＳ）、オクタデシルトリクロロシラン（ＯＴＳ）等のシラノール誘導体（シランカップリング剤）；ノボラック型フェノール樹脂；フッ素系樹脂；オクタデカンチオール、ドデシルイソシアネイト等の一端に制御電極と結合可能な官能基を有する直鎖炭化水素類にて例示される有機系絶縁材料（有機ポリマー）を挙げることができるし、これらの組み合わせを用いることもできる。尚、酸化ケイ素系材料として、酸化シリコン（ＳｉＯX）、ＢＰＳＧ、ＰＳＧ、ＢＳＧ、ＡｓＳＧ、ＰｂＳＧ、酸化窒化シリコン（ＳｉＯＮ）、ＳＯＧ（スピンオングラス）、低誘電率材料（例えば、ポリアリールエーテル、シクロパーフルオロカーボンポリマー及びベンゾシクロブテン、環状フッ素樹脂、ポリテトラフルオロエチレン、フッ化アリールエーテル、フッ化ポリイミド、アモルファスカーボン、有機ＳＯＧ）を例示することができる。
　制御部を構成する浮遊拡散層、増幅トランジスタ、リセット・トランジスタ及び選択トランジスタの構成、構造は、従来の浮遊拡散層、増幅トランジスタ、リセット・トランジスタ及び選択トランジスタの構成、構造と同様とすることができる。駆動回路も周知の構成、構造とすることができる。
　第１電極は、浮遊拡散層及び増幅トランジスタのゲート部に接続されているが、第１電極と浮遊拡散層及び増幅トランジスタのゲート部との接続のためにコンタクトホール部を形成すればよい。コンタクトホール部を構成する材料として、不純物がドーピングされたポリシリコンや、タングステン、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｃｕ、ＴｉＷ、ＴｉＮ、ＴｉＮＷ、ＷＳｉ2、ＭｏＳｉ2等の高融点金属や金属シリサイド、これらの材料から成る層の積層構造（例えば、Ｔｉ／ＴｉＮ／Ｗ）を例示することができる。
　有機光電変換層と第１電極との間に、第１キャリアブロッキング層を設けてもよいし、有機光電変換層と第２電極との間に、第２キャリアブロッキング層を設けてもよい。また、第１キャリアブロッキング層と第１電極との間に第１電荷注入層を設けてもよいし、第２キャリアブロッキング層と第２電極との間に第２電荷注入層を設けてもよい。例えば、電子注入層を構成する材料として、例えば、リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）といったアルカリ金属及びそのフッ化物や酸化物、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）といったアルカリ土類金属及びそのフッ化物や酸化物を挙げることができる。
　各種有機層の成膜方法として、乾式成膜法及び湿式成膜法を挙げることができる。乾式成膜法として、抵抗加熱あるいは高周波加熱、電子ビーム加熱を用いた真空蒸着法、フラッシュ蒸着法、プラズマ蒸着法、ＥＢ蒸着法、各種スパッタリング法（２極スパッタリング法、直流スパッタリング法、直流マグネトロンスパッタリング法、高周波スパッタリング法、マグネトロンスパッタリング法、ＲＦ－ＤＣ結合形バイアススパッタリング法、ＥＣＲスパッタリング法、対向ターゲットスパッタリング法、高周波スパッタリング法、イオンビームスパッタリング法）、ＤＣ（Direct Current）法、ＲＦ法、多陰極法、活性化反応法、電界蒸着法、高周波イオンプレーティング法や反応性イオンプレーティング法等の各種イオンプレーティング法、レーザーアブレーション法、分子線エピタキシー法、レーザー転写法、分子線エピタキシー法（ＭＢＥ法）を挙げることができる。また、ＣＶＤ法として、プラズマＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、ＭＯＣＶＤ法、光ＣＶＤ法を挙げることができる。一方、湿式法として、具体的には、スピンコート法；浸漬法；キャスト法；マイクロコンタクトプリント法；ドロップキャスト法；スクリーン印刷法やインクジェット印刷法、オフセット印刷法、グラビア印刷法、フレキソ印刷法といった各種印刷法；スタンプ法；スプレー法；エアドクタコーター法、ブレードコーター法、ロッドコーター法、ナイフコーター法、スクイズコーター法、リバースロールコーター法、トランスファーロールコーター法、グラビアコーター法、キスコーター法、キャストコーター法、スプレーコーター法、スリットオリフィスコーター法、カレンダーコーター法といった各種コーティング法を例示することができる。尚、塗布法においては、溶媒として、トルエン、クロロホルム、ヘキサン、エタノールといった無極性又は極性の低い有機溶媒を例示することができる。パターニング法として、シャドーマスク、レーザー転写、フォトリソグラフィー等の化学的エッチング、紫外線やレーザー等による物理的エッチング等を挙げることができる。各種有機層の平坦化技術として、レーザー平坦化法、リフロー法等を用いることができる。
　以上に説明した好ましい形態、構成を含む第１構成～第６構成の撮像素子の２種類あるいはそれ以上を、所望に応じて、適宜、組み合わせることができる。
　撮像素子あるいは固体撮像装置には、前述したとおり、必要に応じて、オンチップ・マイクロ・レンズや遮光層を設けてもよいし、撮像素子を駆動するための駆動回路や配線が設けられている。必要に応じて、撮像素子への光の入射を制御するためのシャッターを配設してもよいし、固体撮像装置の目的に応じて光学カットフィルタを具備してもよい。
　例えば、固体撮像装置を読出し用集積回路（ＲＯＩＣ）と積層する場合、読出し用集積回路及び銅（Ｃｕ）から成る接続部が形成された駆動用基板と、接続部が形成された撮像素子とを、接続部同士が接するように重ね合わせ、接続部同士を接合することで、積層することができるし、接続部同士をハンダバンプ等を用いて接合することもできる。
　また、本開示の第１の態様～第２の態様に係る固体撮像装置を駆動するための駆動方法にあっては、
　全ての撮像素子において、一斉に、光電変換層に電荷を蓄積しながら、第１電極における電荷を系外に排出し、その後、
　全ての撮像素子において、一斉に、光電変換層に蓄積された電荷を第１電極に転送し、転送完了後、順次、各撮像素子において第１電極に転送された電荷を読み出す、
各工程を繰り返す固体撮像装置の駆動方法とすることができる。
　このような固体撮像装置の駆動方法にあっては、各撮像素子は、第２電極側から入射した光が第１電極には入射しない構造を有し、全ての撮像素子において、一斉に、光電変換層に電荷を蓄積しながら、第１電極における電荷を系外に排出するので、全撮像素子において同時に第１電極のリセットを確実に行うことができる。そして、その後、全ての撮像素子において、一斉に、光電変換層に蓄積された電荷を第１電極に転送し、転送完了後、順次、各撮像素子において第１電極に転送された電荷を読み出す。それ故、所謂グローバルシャッター機能を容易に実現することができる。
　実施例１は、本開示の第１の態様及び第２の態様に係る固体撮像装置に関し、具体的には、第１の構成に係る固体撮像装置、第１－Ａの構成に係る固体撮像装置に関する。実施例１の固体撮像装置における撮像素子ブロック、電荷蓄積用電極、第１電荷移動制御電極、第２電荷移動制御電極及び第１電極の配置状態を模式的に図１に示す。また、撮像素子ブロック、及び、２層の下方撮像素子ブロックの配置状態を模式的に図２に示す。尚、後述する層間絶縁層８１より下方に位置する各種の撮像素子構成要素を、図面を簡素化するために、便宜上、纏めて、参照番号９１で示す場合がある。
　実施例１の固体撮像装置は、
　Ｐ×Ｑ個（但し、Ｐ≧２，Ｑ≧１であり、実施例１にあっては、具体的には、Ｐ＝２，Ｑ＝２）の撮像素子１１から構成された撮像素子ブロック１０を、複数、有しており、
　各撮像素子１１は、光電変換層２３、絶縁層８２、及び、絶縁層８２を介して光電変換層２３と対向して配置された電荷蓄積用電極２４を備えた光電変換部を有しており、
　撮像素子ブロック１０において、撮像素子１１と撮像素子１１との間には、第１電荷移動制御電極３１が設けられており、
　撮像素子ブロック１０と撮像素子ブロック１０との間には、第２電荷移動制御電極３２が設けられており、
　撮像素子ブロック１０において、第１の方向に沿ってＰ個の撮像素子１１が配列されており、第１の方向とは異なる第２の方向に沿ってＱ個の撮像素子１１が配列されている。
　そして、第１電荷移動制御電極３１の制御下、第１の方向に沿って第１番目の撮像素子１１から第（Ｐ－１）番目の撮像素子１１の光電変換層２３に蓄積された電荷（実施例において、具体的には、電子）は、第Ｐ番目の撮像素子１１の光電変換層２３に転送され、Ｑ個の第Ｐ番目の撮像素子１１の光電変換層２３に蓄積された電荷と共に読み出される。更には、第２電荷移動制御電極３２の制御下、隣接する撮像素子ブロック間における撮像素子１１の間での、光電変換層２３に蓄積された電荷の移動は禁止される。
　また、実施例１の固体撮像装置は、上述した実施例１における撮像素子を少なくとも１つ有する積層型撮像素子を備えている。
　図１に示す例では、例えば、電荷蓄積用電極２４11，２４12，２４21，２４22を有する４つの撮像素子１１によって撮像素子ブロック１０が構成され、第１電極２１11が共有される。また、電荷蓄積用電極２４13，２４14，２４23，２４24を有する４つの撮像素子１１によって撮像素子ブロック１０が構成され、第１電極２１13が共有される。同様に、電荷蓄積用電極２４31，２４32，２４41，２４42を有する４つの撮像素子１１によって撮像素子ブロック１０が構成され、第１電極２１31が共有され、電荷蓄積用電極２４33，２４34，２４43，２４44を有する４つの撮像素子１１によって撮像素子ブロック１０が構成され、第１電極２１33が共有される。
　電荷蓄積用電極２４11，２４12，２４21，２４22を有する４つの撮像素子１１によって１つの撮像素子ブロック１０が構成され、第１電極２１11が共有される場合を例に取り、以下、説明する。第１電荷移動制御電極３１の制御下、第１の方向に沿って第１番目の撮像素子１１11に蓄積された電荷は、第Ｐ番目（具体的には、第２番目）の撮像素子１１12の光電変換層２３に転送される。同様に、第１番目の撮像素子１１21に蓄積された電荷は、第Ｐ番目（具体的には、第２番目）の撮像素子１１22の光電変換層２３に転送される。そして、これらの電荷は、Ｑ個（＝２個）の第Ｐ番目の撮像素子１１12，１１22の光電変換層２３に蓄積された電荷と共に、共有された第１電極２１11を介して読み出される。また、第２電荷移動制御電極３２の制御下、隣接する撮像素子ブロック間における撮像素子１１21，１１31の間、撮像素子１１22，１１32の間での、光電変換層２３に蓄積された電荷の移動は禁止される。
　そして、図２に示すように、複数の撮像素子ブロック１０の下方には、少なくとも１層（実施例１にあっては、２層）の下方撮像素子ブロック１２，１４が設けられており、下方撮像素子ブロック１２，１４は、複数（具体的には、第１の方向に沿ってＰ個、第２の方向に沿ってＱ個のＰ×Ｑ個であり、より具体的には、２×２の４個）の撮像素子１３，１５から構成されており、撮像素子ブロック１０を構成する撮像素子１１p,q（図示した例では、ｐは１～４の整数、ｑも１～４の整数）が受光する光の波長と、下方撮像素子ブロック１２，１４を構成する撮像素子１３p,q，１５p,qが受光する光の波長とは、異なる。また、後述するように、下方撮像素子ブロック１２，１４を構成する複数（具体的には、Ｐ×Ｑ個）の撮像素子１３p,q，１５p,qは、共有された浮遊拡散層ＦＤ2，ＦＤ3を備えている。撮像素子１３p,q，１５p,qと駆動回路を結ぶゲート部を模式的に円で囲んだ参照番号１６で示す。撮像素子１１と撮像素子１３と撮像素子１５とは少なくとも一部分が重なっている。撮像素子１１を構成する光電変換部と撮像素子１３を構成する光電変換部と撮像素子１５を構成する光電変換部の大きさは同じであってよいし、異なっていてもよい。
　ここで、後述するように、読み出し方式を第１モードの読み出し方法とする場合、１画素は、例えば、撮像素子１１11，１１12，１１21，１１22、撮像素子１３11，１３12，１３21，１３22、及び、撮像素子１５11，１５12，１５21，１５22から構成される。また、読み出し方式を第２モードの読み出し方法とする場合、１画素は、例えば、撮像素子１１11、撮像素子１３11及び撮像素子１５11から構成され、あるいは又、撮像素子１１12、撮像素子１３12及び撮像素子１５12から構成され、あるいは又、撮像素子１１21、撮像素子１３21及び撮像素子１５21から構成され、あるいは又、撮像素子１１22、撮像素子１３22及び撮像素子１５22から構成される。
　固体撮像装置を構成する撮像素子は、実施例４以降において詳細に説明するが、
　撮像素子１１、第１電極２１及び第２電極２２を更に備えており、
　光電変換部は、第１電極２１、光電変換層２３及び第２電極２２が積層されて成り、
　電荷蓄積用電極２４は、第１電極２１と離間して配置され、且つ、絶縁層８２を介して光電変換層２３と対向して配置されており、
　撮像素子ブロック１０において、第Ｐ番目の撮像素子１１を構成するＱ個の撮像素子１１の第１電極２１は共有されている。
　そして、各撮像素子ブロック１０は、制御部（詳細は後述する）を有しており、制御部は、少なくとも浮遊拡散層及び増幅トランジスタから構成されており、共有された第１電極２１は、制御部に接続されている。
　また、実施例１の固体撮像装置において、
　複数の撮像素子ブロック１０は、第１の方向、及び、第１の方向とは異なる第２の方向に、２次元マトリクス状に配列されており、
　第２電荷移動制御電極３２は、第１の方向に沿って隣接する撮像素子ブロック１０を構成する撮像素子１１の間に位置する第２－Ａ電荷移動制御電極３２Ａを備えており、
　第２－Ａ電荷移動制御電極３２Ａの制御下、第１の方向に沿って隣接する撮像素子ブロック間における撮像素子１１の間での、光電変換層２３に蓄積された電荷の移動は禁止される。
　更には、実施例１の固体撮像装置において、
　第２電荷移動制御電極は、第２の方向に沿って隣接する撮像素子ブロック１０を構成する撮像素子１１の間に位置する第２－Ｂ電荷移動制御電極３２Ｂを備えており、
　第２－Ｂ電荷移動制御電極３２Ｂの制御下、第２の方向に沿って隣接する撮像素子ブロック間における撮像素子１１の間での、光電変換層２３に蓄積された電荷の移動は禁止される。そして、図示した例では、第１電荷移動制御電極３１は、撮像素子ブロック１０において、第１の方向に沿って隣接する撮像素子１１の間に位置する第１－Ａ電荷移動制御電極３１Ａ、及び、第２の方向に沿って隣接する撮像素子１１の間に位置する第１－Ｂ電荷移動制御電極３１Ｂを備えている。
　また、詳しくは後述するが、第１電荷移動制御電極３１及び第２電荷移動制御電極３２は、隣接する撮像素子１１の間に位置する光電変換層２３の領域に絶縁層８２を介して対向する領域に設けられている。即ち、第１電荷移動制御電極３１及び第２電荷移動制御電極３２は、下方第１電荷移動制御電極及び下方第２電荷移動制御電極である。第１電荷移動制御電極３１、第２電荷移動制御電極３２は、第１電極２１あるいは電荷蓄積用電極２４と同じレベルに形成されていてもよいし、異なるレベルに形成されていてもよい。
　更には、半導体基板に設けられ、駆動回路を有する制御部を更に備えており、第１電極２１、第２電極２２、電荷蓄積用電極２４、第１電荷移動制御電極３１及び第２電荷移動制御電極３２は、駆動回路に接続されている。
　例えば、第１電極２１を正の電位とし、第２電極２２を負の電位とし、光電変換層２３において光電変換によって生成した電子が浮遊拡散層に読み出される。他の実施例においても同様とする。尚、第１電極２１を負の電位とし、第２電極２２を正の電位とし、光電変換層２３において光電変換に基づき生成した正孔が浮遊拡散層に読み出される形態にあっては、以下の述べる電位の高低を逆にすればよい。
　以下、図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃ、図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃ、図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃ、図６Ａ、図６Ｂ及び図６Ｃに基づき、実施例１の固体撮像装置の動作の説明を行うが、読み出し方式は第１モードの読み出し方法である。第１モードの読み出し方法にあっては、感度の増加を図るために、撮像素子ブロック１０を構成する４つの光電変換素子１１によって得られた信号が加算される。尚、図３Ａ、図４Ａ、図５Ａ及び図６Ａは、図１に示す２本の一点鎖線Ａ－Ａ－Ａに沿った各電極の電位を示し、図３Ｂ、図４Ｂ、図５Ｂ及び図６Ｂは、図１に示す１本の一点鎖線Ｂ－Ｂに沿った各電極の電位を示し、図３Ｃ、図４Ｃ、図５Ｃ及び図６Ｃは、図１に示す１本の一点鎖線Ｃ－Ｃに沿った各電極の電位を示す。また、これらの図において、電位を縦方向の高さで示し、高さが低いほど、高い電位である。
〈電荷蓄積期間〉
　具体的には、図３Ａ、図３Ｂ及び図３Ｃに示すように、電荷蓄積期間においては、駆動回路から、第１電極２１に電位Ｖ11が印加され、電荷蓄積用電極２４に電位Ｖ31が印加され、第１－Ａ電荷移動制御電極３１Ａに電位Ｖ41-Aが印加され、第１－Ｂ電荷移動制御電極３１Ｂに電位Ｖ41-Bが印加され、第２－Ａ電荷移動制御電極３２Ａに電位Ｖ51-Aが印加され、第２－Ｂ電荷移動制御電極３２Ｂに電位Ｖ51-Bが印加される。また、第２電極２２に電位Ｖ21が印加される。こうして、光電変換層２３に電荷（電子であり、模式的に黒点で示す）が蓄積される。電位は、以下の表２－Ａに示す関係にある。電荷蓄積期間の終了直前における電荷の蓄積状態を模式的に図３Ａ、図３Ｂ及び図３Ｃに示す。光電変換によって生成した電子は、電荷蓄積用電極２４に引き付けられ、電荷蓄積用電極２４と対向した光電変換層２３の領域に止まる。即ち、光電変換層２３に電荷が蓄積される。第１電極２１と電荷蓄積用電極２４との間の領域の上方に位置する光電変換層２３の領域の電位は、第１電極２１及び電荷蓄積用電極２４によって形成される電位であるが、電位Ｖ31よりは低いので、光電変換層２３の内部に生成した電子が、第１電極２１に向かって移動することはない。また、電荷蓄積用電極２４の電位は、第１電荷移動制御電極３１及び第２電荷移動制御電極３２の電位よりも高いので、光電変換層２３の内部に生成した電子が、第１電荷移動制御電極３１及び第２電荷移動制御電極３２に向かって移動することもない。即ち、光電変換によって生成した電荷が隣接する撮像素子に流れ込むことを抑制することができる。光電変換の時間経過に伴い、電荷蓄積用電極２４と対向した光電変換層２３の領域における電位は、より負側の値となる。電荷蓄積期間の後期において、リセット動作がなされる。これによって、第１浮遊拡散層ＦＤ1の電位がリセットされ、第１浮遊拡散層ＦＤ1の電位は電源の電位ＶDDとなる。
〈表２－Ａ〉
Ｖ21＜Ｖ41-A＜Ｖ31
Ｖ21＜Ｖ41-B＜Ｖ31
Ｖ21＜Ｖ51-A＜Ｖ31
Ｖ21＜Ｖ51-B＜Ｖ31
〈第１電荷転送期間〉
　リセット動作の完了後、第１電荷転送期間が開始される。第１電荷転送期間においては、駆動回路から、第１電極２１に電位Ｖ12が印加され、電荷蓄積用電極２４に電位Ｖ32，Ｖ32’が印加され、第１－Ａ電荷移動制御電極３１Ａに電位Ｖ42-Aが印加され、第１－Ｂ電荷移動制御電極３１Ｂに電位Ｖ42-Bが印加され、第２－Ａ電荷移動制御電極３２Ａに電位Ｖ52-Aが印加され、第２－Ｂ電荷移動制御電極３２Ｂに電位Ｖ52-Bが印加される。また、第２電極２２に電位Ｖ22が印加される。こうして、第１の方向に沿って第１番目の撮像素子１１から第（Ｐ－１）番目の撮像素子１１の光電変換層２３に蓄積された電荷は、第Ｐ番目の撮像素子１１の光電変換層２３に転送される。第１電荷転送期間の開始直後における電位、及び、第１電荷転送期間の終了直前における電位は、以下の表２－Ｂに示す関係にある。尚、第２電極２１を基準として近い方に位置する電荷蓄積用電極２４に電位Ｖ32が印加され、第２電極２１を基準として遠い方に位置する電荷蓄積用電極２４に電位Ｖ32’（＜Ｖ32）が印加される。第１電荷転送期間の開始直後における電荷の蓄積状態を模式的に図４Ａ、図４Ｂ及び図４Ｃに示し、第１電荷転送期間の終了直前における電荷の蓄積状態を模式的に図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃに示す。第１電極２１と電荷蓄積用電極２４との間の領域の上方に位置する光電変換層２３の領域の電位は、第１電極２１及び電荷蓄積用電極２４によって形成される電位であるが、電位Ｖ32よりは低いので、光電変換層２３の内部に生成した電子が、第１電極２１に向かって移動することはない。
〈表２－Ｂ〉
Ｖ32’＜Ｖ42-A＜Ｖ32
Ｖ22　＜Ｖ42-B＜Ｖ32’
Ｖ22　＜Ｖ52-A＜Ｖ32’
Ｖ22　＜Ｖ52-B＜Ｖ32’
〈第２電荷転送期間〉
　第２電荷転送期間においては、駆動回路から、第１電極２１に電位Ｖ13が印加され、電荷蓄積用電極２４に電位Ｖ33及びＶ33’（あるいは、Ｖ33）が印加され、第１－Ａ電荷移動制御電極３１Ａに電位Ｖ43-Aが印加され、第１－Ｂ電荷移動制御電極３１Ｂに電位Ｖ43-Bが印加され、第２－Ａ電荷移動制御電極３２Ａに電位Ｖ53-Aが印加され、第２－Ｂ電荷移動制御電極３２Ｂに電位Ｖ53-Bが印加される。また、第２電極２２に電位Ｖ23が印加される。こうして、第Ｐ番目の撮像素子１１の光電変換層２３に転送された電荷は、Ｑ個の第Ｐ番目の撮像素子１１の光電変換層２３に蓄積された電荷と共に読み出される。第２電荷転送期間における電位は、以下の表２－Ｃに示す関係にある。第２電荷転送期間における電荷の蓄積状態を模式的に図６Ａ、図６Ｂ及び図６Ｃに示す。第１電極２１と電荷蓄積用電極２４との間の領域の上方に位置する光電変換層２３の領域の電位は、第１電極２１及び電荷蓄積用電極２４によって形成される電位であるが、電位Ｖ33よりは高いので、電荷蓄積用電極２４と対向した光電変換層２３の領域に止まっていた電子は、第１電極２１、更には、第１浮遊拡散層ＦＤ1へと読み出される。云い換えれば、光電変換層２３に蓄積された電荷は制御部に読み出される。また、電荷蓄積用電極２４の電位は、第１電荷移動制御電極３１及び第２電荷移動制御電極３２の電位よりも高いので、光電変換層２３の内部に生成した電子は、第１電荷移動制御電極３１及び第２電荷移動制御電極３２に向かって移動することがない。即ち、光電変換によって生成した電荷が隣接する撮像素子に流れ込むことを抑制することができる。
〈表２－Ｃ〉
Ｖ23＜（Ｖ33’＜）Ｖ43-A＜Ｖ33　＜Ｖ13
Ｖ23＜Ｖ53-A　＜（Ｖ33’＜）Ｖ33
Ｖ23＜Ｖ43-B　＜（Ｖ33’＜）Ｖ33
Ｖ23＜Ｖ53-B　＜（Ｖ33’＜）Ｖ33
　以上で、電荷蓄積、リセット動作、電荷転送といった一連の動作が完了する。
　第１モードの読み出し方法と第２モードの読み出し方法との切替は、固体撮像装置に適切な切替手段を設けることで達成することができる。第２モードの読み出し方法にあっては、例えば、撮像素子のユニットを構成する複数の撮像素子１１12，１１22，１１13，１１23において共有された第１電極２１11に隣接するこれらの撮像素子１１12，１１22，１１13，１１23の光電変換層２３に蓄積された電荷を、順次、第１電極２１11を経由して読み出す。これによって、固体撮像装置によって得られる画像の高精細化を図ることができる。但し、これらの撮像素子からの読み出し時間の合計は、第１モードの読み出し方法における読み出し時間よりも長くなる。第２モードの読み出し方法にあっては、電荷転送期間のタイミングを適切に制御することで、Ｐ×Ｑ個の撮像素子（具体的には、４つの撮像素子１１12，１１22，１１13，１１23）が、１つの浮遊拡散層ＦＤ1を共有することが可能である。Ｐ×Ｑ個の撮像素子は連係して動作させられ、駆動回路には撮像素子のユニットとして接続されている。即ち、撮像素子のユニットを構成するＰ×Ｑ個の撮像素子が１つの駆動回路に接続されている。但し、電荷蓄積用電極の制御は、撮像素子毎に行われる。また、Ｐ×Ｑ個の撮像素子が１つのコンタクトホール部を共有することが可能である。撮像素子のユニットを構成するＰ×Ｑ個の撮像素子（例えば、撮像素子１１12，１１22，１１13，１１23）と、撮像素子ブロックを構成するＰ×Ｑ個の撮像素子（例えば、撮像素子１１11，１１21，１１12，１１22）とは、図示した例では、撮像素子１個分、ずれている。Ｐ×Ｑ個の撮像素子（具体的には、４つの撮像素子１１12，１１22，１１13，１１23）で共有された第１電極２１11と、各撮像素子の電荷蓄積用電極２４との配置関係は、第１電極２１11が、各撮像素子１１12，１１22，１１13，１１23の電荷蓄積用電極２４に隣接して配置されている。第２モードの読み出し方法は、基本的に、あるいは、実質的に、従来の固体撮像装置における読み出し方法と同様とすることができる。
　第１浮遊拡散層ＦＤ1へ電子が読み出された後の増幅トランジスタＴＲ１amp、選択トランジスタＴＲ１selの動作は、従来のこれらのトランジスタの動作と同じである。第２撮像素子１３、第３撮像素子１５の電荷蓄積、リセット動作、電荷転送といった一連の動作は、従来の電荷蓄積、リセット動作、電荷転送といった一連の動作と同様である。第１浮遊拡散層ＦＤ1のリセットノイズは、従来と同様に、相関２重サンプリング（ＣＤＳ，Correlated Double Sampling）処理によって除去することができる。
　以上のとおり、実施例１の固体撮像装置にあっては、第１電荷移動制御電極の制御下、第１の方向に沿って第１番目の撮像素子から第（Ｐ－１）番目の撮像素子の光電変換層に蓄積された電荷は、第Ｐ番目の撮像素子の光電変換層に転送される。そして、この電荷は、Ｑ個の第Ｐ番目の撮像素子の光電変換層に蓄積された電荷と共に読み出される。従って、Ｐ×Ｑ個の光電変換素子によって得られた信号を加算することができる結果、感度の増加を図ることができ、しかも、レイアウト上の制約を受け難い構成、構造とすることができるし、Ｓ／Ｎ比向上効果が高い。しかも、撮像素子ブロックの撮像素子単位、撮像素子レイアウトの制約が少ないので、所望の隣接撮像素子における信号の加算が可能である。
　しかも、光電変換層に絶縁層を介して対向する領域には第１電荷移動制御電極及び第２電荷移動制御電極が形成されているが故に、第１電荷移動制御電極及び第２電荷移動制御電極に対応して位置する光電変換層の領域の電界や電位を制御することができる。その結果、光電変換によって生成した電荷が隣接する撮像素子に流れ込むことを第１電荷移動制御電極及び第２電荷移動制御電極によって抑制することができるので、撮影された映像（画像）に品質劣化が生じることが無い。
　また、実施例１あるいは後述する実施例２～実施例１５の撮像素子にあっては、第１電極と離間して配置され、且つ、絶縁層を介して光電変換層と対向して配置された電荷蓄積用電極が備えられているので、光電変換部に光が照射され、光電変換部において光電変換されるとき、光電変換層と絶縁層と電荷蓄積用電極とによって一種のキャパシタが形成され、光電変換層に電荷を蓄えることができる。それ故、露光開始時、電荷蓄積部を完全空乏化し、電荷を消去することが可能となる。その結果、ｋＴＣノイズが大きくなり、ランダムノイズが悪化し、撮像画質の低下をもたらすといった現象の発生を抑制することができる。しかも、全画素を一斉にリセットすることができるので、所謂グローバルシャッター機能を実現することができる。
　実施例２は、実施例１の変形であり、第１－Ｂの構成に係る固体撮像装置に関する。実施例２の固体撮像装置における撮像素子ブロック、電荷蓄積用電極、第１電荷移動制御電極、第２電荷移動制御電極及び第１電極の配置状態を模式的に図７に示す。
　実施例２の固体撮像装置にあっては、隣接する撮像素子ブロック１０において、隣接する第２－Ｂ電荷移動制御電極３２Ｂは繋がっており、更に、第２－Ａ電荷移動制御電極３２Ａは繋がっている。即ち、第２電荷移動制御電極３２の平面形状は「十字形」である。そして、更には、第１電荷移動制御電極３１は、撮像素子ブロック１０において、第１の方向に沿って隣接する撮像素子１１の間に位置する第１－Ａ電荷移動制御電極３１Ａ、及び、第２の方向に沿って隣接する撮像素子１１の間に位置する第１－Ｂ電荷移動制御電極３１Ｂを備えており、更には、撮像素子ブロック１０において、第１－Ａ電荷移動制御電極３１Ａ及び第１－Ｂ電荷移動制御電極３１Ｂは繋がっている。即ち、第１電荷移動制御電極３１の平面形状は「十字形」である。
　以上の点を除き、実施例２の固体撮像装置の構成、構造は、実施例１の固体撮像装置の構成、構造と同様とすることができるし、実施例２の固体撮像装置の動作も、実質的に、実施例１の固体撮像装置の動作と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。
　実施例３も、実施例１の変形であるが、第１－Ｃの構成に係る固体撮像装置に関する。実施例３の固体撮像装置における撮像素子ブロック、電荷蓄積用電極、第１電荷移動制御電極、第２電荷移動制御電極及び第１電極の配置状態を模式的に図８に示し、変形例の配置状態を模式的に図９に示す。
　実施例３の固体撮像装置にあっては、撮像素子ブロック１０において、隣接する第２－Ｂ電荷移動制御電極３２Ｂは繋がっており、更に、隣接する撮像素子ブロック１０において、隣接する第２－Ｂ電荷移動制御電極３２Ｂは繋がっている。そして、更には、第１電荷移動制御電極３１は、撮像素子ブロック１０において、第１の方向に沿って隣接する撮像素子１１の間に位置する第１－Ａ電荷移動制御電極３１Ａ、及び、第２の方向に沿って隣接する撮像素子１１の間に位置する第１－Ｂ電荷移動制御電極３１Ｂを備えている（図８参照）。更には、撮像素子ブロック１０において、第１－Ｂ電荷移動制御電極は繋がっている（図９参照）。
　以上の点を除き、実施例３の固体撮像装置の構成、構造は、実施例１の固体撮像装置の構成、構造と同様とすることができるし、実施例３の固体撮像装置の動作も、実質的に、実施例１の固体撮像装置の動作と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。
　実施例４は、本開示における積層型撮像素子、及び、本開示の第２の態様に係る固体撮像装置に関する。即ち、実施例４における積層型撮像素子は、実施例１～実施例３において説明した撮像素子あるいはそれらの変形例を少なくとも１つ有するし、実施例４の固体撮像装置は、実施例１～実施例３において説明した積層型撮像素子を、複数、備えている。
　実施例４の撮像素子（並置された２つの撮像素子）の一部分の模式的な断面図を図１０に示す。また、実施例４の撮像素子、積層型撮像素子の１つの模式的な一部断面図を図１１に示し、実施例４の撮像素子、積層型撮像素子の等価回路図を図１２及び図１３に示す。尚、図１０は、図１に示す二点鎖線Ｄ－Ｄに沿った模式的な一部断面図であり、図１１は、図１に示す二点鎖線Ｅ－Ｅ－Ｅに沿った模式的な一部断面図である。
　実施例１～実施例３において説明したと同様に、実施例４の撮像素子（例えば、後述する緑色光用撮像素子）、あるいは、後述する実施例５の撮像素子は、第１電極２１、光電変換層２３及び第２電極２２が積層されて成る光電変換部を備えており、光電変換部は、更に、第１電極２１と離間して配置され、且つ、絶縁層８２を介して光電変換層２３と対向して配置された電荷蓄積用電極２４を備えている。
　光入射側に位置する第２電極２２は、後述する実施例５の撮像素子等を除き、複数の撮像素子において共通化されている。即ち、第２電極２２は所謂ベタ電極とされている。光電変換層２３は、複数の撮像素子において共通化されている。即ち、複数の撮像素子において１層の光電変換層２３が形成されている。
　実施例４の積層型撮像素子は、実施例４の撮像素子あるいは後述する実施例５の撮像素子を少なくとも１つ、実施例４にあっては実施例４の撮像素子あるいは後述する実施例５の撮像素子を１つ、有する。
　更には、実施例４の固体撮像装置は、実施例４あるいは後述する実施例５の撮像素子の積層型撮像素子を、複数、備えている。
　実施例４の撮像素子において、隣接する撮像素子の間に位置する光電変換層２３の領域２３’に絶縁層８２を介して対向する領域には、第１電荷移動制御電極３１及び第２電荷移動制御電極３２が形成されている。尚、以下の説明においては、第１電荷移動制御電極３１及び第２電荷移動制御電極３２を総称して、『電荷移動制御電極３０』と呼ぶ。云い換えれば、隣接する撮像素子のそれぞれを構成する電荷蓄積用電極２４と電荷蓄積用電極２４とによって挟まれた領域における絶縁層８２の部分８２’の下に、電荷移動制御電極３０が形成されている。電荷移動制御電極３０は、電荷蓄積用電極２４と離間して設けられている。あるいは又、云い換えれば、電荷移動制御電極３０は、電荷蓄積用電極２４と離間して設けられており、電荷移動制御電極３０は絶縁層８２を介して、光電変換層の領域２３’と対向して配置されている。尚、図１１においては、電荷移動制御電極３０の一部を図示したが、矢印「Ａ」の方向にも電荷移動制御電極３０が形成されている。
　電荷移動制御電極３０、並びに、後述する接続孔３４、パッド部３３及び配線ＶOBを図示していない撮像素子を、便宜上、『本開示の基礎構造を有する撮像素子』と呼ぶ。図１１は、本開示の基礎構造を有する撮像素子の模式的な一部断面図であり、図１６、図１７Ａ、図１７Ｂ、図１８、図１９、図２０、図２１、図２４、図２７、図２８、図２９、図３０、図３１、図３４、図３９、図４０、図４２、図４３、図４４、図４５、図４６、図４７、図４８、図４９は、図１１に示す本開示の基礎構造を有する撮像素子の各種変形例の模式的な一部断面図であり、電荷移動制御電極３０等の図示は省略している。
　そして、半導体基板（より具体的には、シリコン半導体層）７０を更に備えており、光電変換部は、半導体基板７０の上方に配置されている。また、半導体基板７０に設けられ、第１電極２１及び第２電極２２が接続された駆動回路を有する制御部を更に備えている。ここで、半導体基板７０における光入射面を上方とし、半導体基板７０の反対側を下方とする。半導体基板７０の下方には複数の配線から成る配線層６２が設けられている。
　半導体基板７０には、制御部を構成する少なくとも浮遊拡散層ＦＤ1及び増幅トランジスタＴＲ１ampが設けられており、第１電極２１は、浮遊拡散層ＦＤ1及び増幅トランジスタＴＲ１ampのゲート部に接続されている。半導体基板７０には、更に、制御部を構成するリセット・トランジスタＴＲ１rst及び選択トランジスタＴＲ１selが設けられている。浮遊拡散層ＦＤ1は、リセット・トランジスタＴＲ１rstの一方のソース／ドレイン領域に接続されており、増幅トランジスタＴＲ１ampの他方のソース／ドレイン領域は、選択トランジスタＴＲ１selの一方のソース／ドレイン領域に接続されており、選択トランジスタＴＲ１selの他方のソース／ドレイン領域は信号線ＶＳＬ1に接続されている。これらの増幅トランジスタＴＲ１amp、リセット・トランジスタＴＲ１rst及び選択トランジスタＴＲ１selは、駆動回路を構成する。
　図示した例では、１つの撮像素子１１に対して浮遊拡散層ＦＤ1等が設けられている状態を示しているが、実際には、前述したとおり、４つの撮像素子１１に対して浮遊拡散層ＦＤ1等が共有されている。また、図示した例では、駆動部の各構成要素を明示するため、実際の断面構造とは異なった構造を図示している。
　具体的には、実施例４の撮像素子、積層型撮像素子は、裏面照射型の撮像素子、積層型撮像素子であり、緑色光を吸収する第１タイプの緑色光電変換層を備えた緑色光に感度を有する第１タイプの実施例４の緑色光用撮像素子（以下、『第１撮像素子』と呼ぶ）、青色光を吸収する第２タイプの青色光電変換層を備えた青色光に感度を有する第２タイプの従来の青色光用撮像素子（以下、『第２撮像素子』と呼ぶ）、赤色光を吸収する第２タイプの赤色光電変換層を備えた赤色光に感度を有する第２タイプの従来の赤色光用撮像素子（以下、『第３撮像素子』と呼ぶ）の３つの撮像素子１１，１３，１５が積層された構造を有する。ここで赤色光用撮像素子（第３撮像素子）１５及び青色光用撮像素子（第２撮像素子）１３は、半導体基板７０内に設けられており、第２撮像素子１３の方が、第３撮像素子１５よりも光入射側に位置する。また、緑色光用撮像素子（第１撮像素子）１１は、青色光用撮像素子（第２撮像素子）１３の上方に設けられている。第１撮像素子１１、第２撮像素子１３及び第３撮像素子１５の積層構造によって、１画素が構成される。カラーフィルタは設けられていない。
　第１撮像素子１１にあっては、層間絶縁層８１上に、第１電極２１及び電荷蓄積用電極２４が、離間して形成されている。また、層間絶縁層８１上に、電荷移動制御電極３０が、電荷蓄積用電極２４と離間して形成されている。層間絶縁層８１、電荷蓄積用電極２４及び電荷移動制御電極３０は、絶縁層８２によって覆われている。絶縁層８２上には光電変換層２３が形成され、光電変換層２３上には第２電極２２が形成されている。第２電極２２を含む全面には、保護層８３が形成されており、保護層８３上にオンチップ・マイクロ・レンズ９０が設けられている。第１電極２１、電荷蓄積用電極２４、電荷移動制御電極３０及び第２電極２２は、例えば、ＩＴＯ（仕事関数：約４．４ｅＶ）から成る透明電極から構成されている。光電変換層２３は、少なくとも緑色光に感度を有する周知の有機光電変換材料（例えば、ローダミン系色素、メラシアニン系色素、キナクリドン等の有機系材料）を含む層から構成されている。また、光電変換層２３は、更に、電荷蓄積に適した材料層を含む構成であってもよい。即ち、光電変換層２３と第１電極２１との間に（例えば、接続部６７内に）、更に、電荷蓄積に適した材料層が形成されていてもよい。層間絶縁層８１や絶縁層８２、保護層８３は、周知の絶縁材料（例えば、ＳｉＯ2やＳｉＮ）から構成されている。光電変換層２３と第１電極２１とは、絶縁層８２に設けられた接続部６７によって接続されている。接続部６７内には、光電変換層２３が延在している。即ち、光電変換層２３は、絶縁層８２に設けられた開口部８４内を延在し、第１電極２１と接続されている。
　電荷蓄積用電極２４は駆動回路に接続されている。具体的には、電荷蓄積用電極２４は、層間絶縁層８１内に設けられた接続孔６６、パッド部６４及び配線ＶOAを介して、駆動回路を構成する垂直駆動回路１１２に接続されている。
　電荷移動制御電極３０も駆動回路に接続されている。具体的には、電荷移動制御電極３０は、層間絶縁層８１内に設けられた接続孔３４、パッド部３３及び配線ＶOBを介して、駆動回路を構成する垂直駆動回路１１２に接続されている。より具体的には、電荷移動制御電極３０は、光電変換層２３の領域２３’に絶縁層８２を介して対向する領域（絶縁層の領域８２’）に形成されている。云い換えれば、隣接する撮像素子のそれぞれを構成する電荷蓄積用電極２４と電荷蓄積用電極２４とによって挟まれた領域における絶縁層８２の部分８２’の下に、電荷移動制御電極３０が形成されている。電荷移動制御電極３０は、電荷蓄積用電極２４と離間して設けられている。あるいは又、云い換えれば、電荷移動制御電極３０は、電荷蓄積用電極２４と離間して設けられており、電荷移動制御電極３０は絶縁層８２を介して、光電変換層２３の領域２３’と対向して配置されている。
　電荷蓄積用電極２４の大きさは第１電極２１よりも大きい。電荷蓄積用電極２４の面積をｓ1’、第１電極２１の面積をｓ1としたとき、限定するものではないが、
４≦ｓ1’／ｓ1
を満足することが好ましく、実施例４あるいは後述する実施例５の撮像素子にあっては、限定するものではないが、例えば、
ｓ1’／ｓ1＝８
とした。尚、後述する実施例１０～実施例１３にあっては、３つの光電変換部セグメント２０1，２０2，２０3）の大きさを同じ大きさとし、平面形状も同じとした。
　半導体基板７０の第１面（おもて面）７０Ａの側には素子分離領域７１が形成され、また、半導体基板７０の第１面７０Ａには酸化膜７２が形成されている。更には、半導体基板７０の第１面側には、第１撮像素子１１の制御部を構成するリセット・トランジスタＴＲ１rst、増幅トランジスタＴＲ１amp及び選択トランジスタＴＲ１selが設けられ、更に、第１浮遊拡散層ＦＤ1が設けられている。
　リセット・トランジスタＴＲ１rstは、ゲート部５１、チャネル形成領域５１Ａ、及び、ソース／ドレイン領域５１Ｂ，５１Ｃから構成されている。リセット・トランジスタＴＲ１rstのゲート部５１はリセット線ＲＳＴ1に接続され、リセット・トランジスタＴＲ１rstの一方のソース／ドレイン領域５１Ｃは、第１浮遊拡散層ＦＤ1を兼ねており、他方のソース／ドレイン領域５１Ｂは、電源ＶDDに接続されている。
　第１電極２１は、層間絶縁層８１内に設けられた接続孔６５、パッド部６３、半導体基板７０及び層間絶縁層７６に形成されたコンタクトホール部６１、層間絶縁層７６に形成された配線層６２を介して、リセット・トランジスタＴＲ１rstの一方のソース／ドレイン領域５１Ｃ（第１浮遊拡散層ＦＤ1）に接続されている。
　増幅トランジスタＴＲ１ampは、ゲート部５２、チャネル形成領域５２Ａ、及び、ソース／ドレイン領域５２Ｂ，５２Ｃから構成されている。ゲート部５２は配線層６２を介して、第１電極２１及びリセット・トランジスタＴＲ１rstの一方のソース／ドレイン領域５１Ｃ（第１浮遊拡散層ＦＤ1）に接続されている。また、一方のソース／ドレイン領域５２Ｂは、電源ＶDDに接続されている。
　選択トランジスタＴＲ１selは、ゲート部５３、チャネル形成領域５３Ａ、及び、ソース／ドレイン領域５３Ｂ，５３Ｃから構成されている。ゲート部５３は、選択線ＳＥＬ1に接続されている。また、一方のソース／ドレイン領域５３Ｂは、増幅トランジスタＴＲ１ampを構成する他方のソース／ドレイン領域５２Ｃと、領域を共有しており、他方のソース／ドレイン領域５３Ｃは、信号線（データ出力線）ＶＳＬ1（１１７）に接続されている。
　第２撮像素子１３は、半導体基板７０に設けられたｎ型半導体領域４１を光電変換層として備えている。縦型トランジスタから成る転送トランジスタＴＲ２trsのゲート部４５が、ｎ型半導体領域４１まで延びており、且つ、転送ゲート線ＴＧ2に接続されている。また、転送トランジスタＴＲ２trsのゲート部４５の近傍の半導体基板７０の領域４５Ｃには、第２浮遊拡散層ＦＤ2が設けられている。ｎ型半導体領域４１に蓄積された電荷は、ゲート部４５に沿って形成される転送チャネルを介して第２浮遊拡散層ＦＤ2に読み出される。
　第２撮像素子１３にあっては、更に、半導体基板７０の第１面側に、第２撮像素子１３の制御部を構成するリセット・トランジスタＴＲ２rst、増幅トランジスタＴＲ２amp及び選択トランジスタＴＲ２selが設けられている。
　リセット・トランジスタＴＲ２rstは、ゲート部、チャネル形成領域、及び、ソース／ドレイン領域から構成されている。リセット・トランジスタＴＲ２rstのゲート部はリセット線ＲＳＴ2に接続され、リセット・トランジスタＴＲ２rstの一方のソース／ドレイン領域は電源ＶDDに接続され、他方のソース／ドレイン領域は、第２浮遊拡散層ＦＤ2を兼ねている。
　増幅トランジスタＴＲ２ampは、ゲート部、チャネル形成領域、及び、ソース／ドレイン領域から構成されている。ゲート部は、リセット・トランジスタＴＲ２rstの他方のソース／ドレイン領域（第２浮遊拡散層ＦＤ2）に接続されている。また、一方のソース／ドレイン領域は、電源ＶDDに接続されている。
　選択トランジスタＴＲ２selは、ゲート部、チャネル形成領域、及び、ソース／ドレイン領域から構成されている。ゲート部は、選択線ＳＥＬ2に接続されている。また、一方のソース／ドレイン領域は、増幅トランジスタＴＲ２ampを構成する他方のソース／ドレイン領域と、領域を共有しており、他方のソース／ドレイン領域は、信号線（データ出力線）ＶＳＬ2に接続されている。
　第３撮像素子１５は、半導体基板７０に設けられたｎ型半導体領域４３を光電変換層として備えている。転送トランジスタＴＲ３trsのゲート部４６は転送ゲート線ＴＧ3に接続されている。また、転送トランジスタＴＲ３trsのゲート部４６の近傍の半導体基板７０の領域４６Ｃには、第３浮遊拡散層ＦＤ3が設けられている。ｎ型半導体領域４３に蓄積された電荷は、ゲート部４６に沿って形成される転送チャネル４６Ａを介して第３浮遊拡散層ＦＤ3に読み出される。
　第３撮像素子１５にあっては、更に、半導体基板７０の第１面側に、第３撮像素子１５の制御部を構成するリセット・トランジスタＴＲ３rst、増幅トランジスタＴＲ３amp及び選択トランジスタＴＲ３selが設けられている。
　リセット・トランジスタＴＲ３rstは、ゲート部、チャネル形成領域、及び、ソース／ドレイン領域から構成されている。リセット・トランジスタＴＲ３rstのゲート部はリセット線ＲＳＴ3に接続され、リセット・トランジスタＴＲ３rstの一方のソース／ドレイン領域は電源ＶDDに接続され、他方のソース／ドレイン領域は、第３浮遊拡散層ＦＤ3を兼ねている。
　増幅トランジスタＴＲ３ampは、ゲート部、チャネル形成領域、及び、ソース／ドレイン領域から構成されている。ゲート部は、リセット・トランジスタＴＲ３rstの他方のソース／ドレイン領域（第３浮遊拡散層ＦＤ3）に接続されている。また、一方のソース／ドレイン領域は、電源ＶDDに接続されている。
　選択トランジスタＴＲ３selは、ゲート部、チャネル形成領域、及び、ソース／ドレイン領域から構成されている。ゲート部は、選択線ＳＥＬ3に接続されている。また、一方のソース／ドレイン領域は、増幅トランジスタＴＲ３ampを構成する他方のソース／ドレイン領域と、領域を共有しており、他方のソース／ドレイン領域は、信号線（データ出力線）ＶＳＬ3に接続されている。
　リセット線ＲＳＴ1，ＲＳＴ2，ＲＳＴ3、選択線ＳＥＬ1，ＳＥＬ2，ＳＥＬ3、転送ゲート線ＴＧ2，ＴＧ3は、駆動回路を構成する垂直駆動回路１１２に接続され、信号線（データ出力線）ＶＳＬ1，ＶＳＬ2，ＶＳＬ3は、駆動回路を構成するカラム信号処理回路１１３に接続されている。
　ｎ型半導体領域４３と半導体基板７０の表面７０Ａとの間にはｐ+層４４が設けられており、暗電流発生を抑制している。ｎ型半導体領域４１とｎ型半導体領域４３との間には、ｐ+層４２が形成されており、更には、ｎ型半導体領域４３の側面の一部はｐ+層４２によって囲まれている。半導体基板７０の裏面７０Ｂの側には、ｐ+層７３が形成されており、ｐ+層７３から半導体基板７０の内部のコンタクトホール部６１を形成すべき部分には、ＨｆＯ2膜７４及び絶縁膜７５が形成されている。層間絶縁層７６には、複数の層に亙り配線が形成されているが、図示は省略した。
　ＨｆＯ2膜７４は、負の固定電荷を有する膜であり、このような膜を設けることによって、暗電流の発生を抑制することができる。尚、ＨｆＯ2膜の代わりに、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）膜、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）膜、酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）膜、酸化チタン（ＴｉＯ2）膜、酸化ランタン（Ｌａ2Ｏ3）膜、酸化プラセオジム（Ｐｒ2Ｏ3）膜、酸化セリウム（ＣｅＯ2）膜、酸化ネオジム（Ｎｄ2Ｏ3）膜、酸化プロメチウム（Ｐｍ2Ｏ3）膜、酸化サマリウム（Ｓｍ2Ｏ3）膜、酸化ユウロピウム（Ｅｕ2Ｏ3）膜、酸化ガドリニウム（（Ｇｄ2Ｏ3）膜、酸化テルビウム（Ｔｂ2Ｏ3）膜、酸化ジスプロシウム（Ｄｙ2Ｏ3）膜、酸化ホルミウム（Ｈｏ2Ｏ3）膜、酸化ツリウム（Ｔｍ2Ｏ3）膜、酸化イッテルビウム（Ｙｂ2Ｏ3）膜、酸化ルテチウム（Ｌｕ2Ｏ3）膜、酸化イットリウム（Ｙ2Ｏ3）膜、窒化ハフニウム膜、窒化アルミニウム膜、酸窒化ハフニウム膜、酸窒化アルミニウム膜を用いることもできる。これらの膜の成膜方法として、例えば、ＣＶＤ法、ＰＶＤ法、ＡＬＤ法が挙げることができる。
　実施例４の固体撮像装置の動作は、実質的に、実施例１の固体撮像装置の動作と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。
　図１４に、実施例４の固体撮像装置の概念図を示す。実施例４の固体撮像装置１００は、積層型撮像素子１０１が２次元アレイ状に配列された撮像領域１１１、並びに、その駆動回路（周辺回路）としての垂直駆動回路１１２、カラム信号処理回路１１３、水平駆動回路１１４、出力回路１１５及び駆動制御回路１１６等から構成されている。尚、これらの回路は周知の回路から構成することができるし、また、他の回路構成（例えば、従来のＣＣＤ型固体撮像装置やＣＭＯＳ型固体撮像装置にて用いられる各種の回路）を用いて構成することができることは云うまでもない。尚、図１４において、積層型撮像素子１０１における参照番号「１０１」の表示は、１行のみとした。
　駆動制御回路１１６は、垂直同期信号、水平同期信号及びマスター・クロックに基づいて、垂直駆動回路１１２、カラム信号処理回路１１３及び水平駆動回路１１４の動作の基準となるクロック信号や制御信号を生成する。そして、生成されたクロック信号や制御信号は、垂直駆動回路１１２、カラム信号処理回路１１３及び水平駆動回路１１４に入力される。
　垂直駆動回路１１２は、例えば、シフトレジスタによって構成され、撮像領域１１１の各積層型撮像素子１０１を行単位で順次垂直方向に選択走査する。そして、各積層型撮像素子１０１における受光量に応じて生成した電流（信号）に基づく画素信号（画像信号）は、信号線（データ出力線）１１７，ＶＳＬを介してカラム信号処理回路１１３に送られる。
　カラム信号処理回路１１３は、例えば、積層型撮像素子１０１の列毎に配置されており、１行分の積層型撮像素子１０１から出力される画像信号を撮像素子毎に黒基準画素（図示しないが、有効画素領域の周囲に形成される）からの信号によって、ノイズ除去や信号増幅の信号処理を行う。カラム信号処理回路１１３の出力段には、水平選択スイッチ（図示せず）が水平信号線１１８との間に接続されて設けられる。
　水平駆動回路１１４は、例えばシフトレジスタによって構成され、水平走査パルスを順次出力することによって、カラム信号処理回路１１３の各々を順次選択し、カラム信号処理回路１１３の各々から信号を水平信号線１１８に出力する。
　出力回路１１５は、カラム信号処理回路１１３の各々から水平信号線１１８を介して順次供給される信号に対して、信号処理を行って出力する。
　実施例４の撮像素子、積層型撮像素子の変形例（実施例４の変形例１）の等価回路図を図１５に示すように、リセット・トランジスタＴＲ１rstの他方のソース／ドレイン領域５１Ｂを、電源ＶDDに接続する代わりに、接地してもよい。
　実施例４の撮像素子、積層型撮像素子は、例えば、以下の方法で作製することができる。即ち、先ず、ＳＯＩ基板を準備する。そして、ＳＯＩ基板の表面に第１シリコン層をエピタキシャル成長法に基づき形成し、この第１シリコン層に、ｐ+層７３、ｎ型半導体領域４１を形成する。次いで、第１シリコン層上に第２シリコン層をエピタキシャル成長法に基づき形成し、この第２シリコン層に、素子分離領域７１、酸化膜７２、ｐ+層４２、ｎ型半導体領域４３、ｐ+層４４を形成する。また、第２シリコン層に、撮像素子の制御部を構成する各種トランジスタ等を形成し、更にその上に、配線層６２や層間絶縁層７６、各種配線を形成した後、層間絶縁層７６と支持基板（図示せず）とを貼り合わせる。その後、ＳＯＩ基板を除去して第１シリコン層を露出させる。尚、第２シリコン層の表面が半導体基板７０の表面７０Ａに該当し、第１シリコン層の表面が半導体基板７０の裏面７０Ｂに該当する。また、第１シリコン層と第２シリコン層を纏めて半導体基板７０と表現している。次いで、半導体基板７０の裏面７０Ｂの側に、コンタクトホール部６１を形成するための開口部を形成し、ＨｆＯ2膜７４、絶縁膜７５及びコンタクトホール部６１を形成し、更に、パッド部６３，６４，３３、層間絶縁層８１、接続孔６５，６６，３４、第１電極２１、電荷蓄積用電極２４、電荷移動制御電極３０、絶縁層８２を形成する。次に、接続部６７を開口し、光電変換層２３、第２電極２２、保護層８３及びオンチップ・マイクロ・レンズ９０を形成する。以上によって、実施例４の撮像素子、積層型撮像素子を得ることができる。
　あるいは又、実施例４の撮像素子（並置された２つの撮像素子）の変形例（実施例４の変形例２）の一部分の模式的な断面図を図１６に示すが、光電変換層を、下層半導体層２３DNと、上層光電変換層２３UPの積層構造とすることができる。上層光電変換層２３UP及び下層半導体層２３DNは、複数の撮像素子において共通化されている。即ち、複数の撮像素子において１層の上層光電変換層２３UP及び下層半導体層２３DNが形成されている。このように下層半導体層２３DNを設けることで、例えば、電荷蓄積時の再結合を防止することができる。また、光電変換層２３に蓄積した電荷の第１電極２１への電荷転送効率を増加させることができる。更には、光電変換層２３で生成された電荷を一時的に保持し、転送のタイミング等を制御することができる。また、暗電流の生成を抑制することができる。上層光電変換層２３UPを構成する材料は、光電変換層２３を構成する各種材料から、適宜、選択すればよい。一方、下層半導体層２３DNを構成する材料として、バンドギャップエネルギーの値が大きく（例えば、３．０ｅＶ以上のバンドギャップエネルギーの値）、しかも、光電変換層を構成する材料よりも高い移動度を有する材料を用いることが好ましく、具体的には、例えば、ＩＧＺＯ等の酸化物半導体材料を挙げることができる。あるいは又、下層半導体層２３DNを構成する材料として、蓄積すべき電荷が電子である場合、光電変換層を構成する材料のイオン化ポテンシャルよりも大きなイオン化ポテンシャルを有する材料を挙げることができる。あるいは又、下層半導体層を構成する材料における不純物濃度は１×１０18ｃｍ-3以下であることが好ましい。尚、この実施例４の変形例２の構成、構造は、他の実施例に適用することができる。
　実施例５も、本開示における積層型撮像素子、及び、本開示の第２の態様に係る固体撮像装置に関する。即ち、実施例５における積層型撮像素子は、実施例１～実施例３の撮像素子あるいはそれらの変形例を少なくとも１つ有するし、実施例５の固体撮像装置は、実施例４の積層型撮像素子を、複数、備えている。
　実施例５の撮像素子（並置された２つの撮像素子）の一部分の模式的な断面図を図１７Ａに示す。実施例５の撮像素子において、隣接する撮像素子の間に位置する光電変換層２３の領域２３’の上には、第２電極２２が形成される代わりに、上方第１電荷移動制御電極及び上方第２電荷移動制御電極（これらを総称して、『電荷移動制御電極３５』と呼ぶ）が形成されている。電荷移動制御電極３５は、第２電極２２と離間して設けられている。云い換えれば、第２電極２２は撮像素子毎に設けられており、電荷移動制御電極３５は、第２電極２２の少なくとも一部を取り囲んで、第２電極２２と離間して、光電変換層２３の一部の上に設けられている。電荷移動制御電極３５は、第２電極２２と同じレベルに形成されている。電荷移動制御電極３５は、電荷移動制御電極３０と同様の平面形状を有していればよい。
　第２電極２２及び電荷移動制御電極３５は、光電変換層２３の上に第２電極２２及び電荷移動制御電極３５を構成する材料層を成膜した後、この材料層をパターニングすることで得ることができる。第２電極２２、電荷移動制御電極３５のそれぞれは、別々に配線（図示せず）に接続されており、これらの配線は駆動回路に接続されている。第２電極２２に接続された配線は、複数の撮像素子において共通化されている。電荷移動制御電極３５に接続された配線も、実施例１～実施例３において説明した電荷移動制御電極３０と同様に、適宜、複数の撮像素子において共通化されている。
　第２電極２２及び電荷移動制御電極３５を含む光電変換層２３上には絶縁膜（図示せず）が形成されており、第２電極２２の上方の絶縁膜には、第２電極２２と接続されたコンタクトホール（図示せず）が形成されており、絶縁膜上には、コンタクトホールと接続された配線ＶOU（図示せず）が設けられている。
　実施例５の固体撮像装置の動作も、実質的に、実施例１の固体撮像装置の動作と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。但し、電荷移動制御電極３５に印加される電位は、第２電極２２に印加される電位よりも低くする。
　以上のとおり、実施例５の撮像素子にあっては、隣接する撮像素子の間に位置する光電変換層の領域の上には、第２電極が形成される代わりに、電荷移動制御電極が形成されているが故に、光電変換によって生成した電荷が隣接する撮像素子に流れ込むことを電荷移動制御電極によって抑制することができるので、撮影された映像（画像）に品質劣化が生じることが無い。
　実施例５の撮像素子（並置された２つの撮像素子）の変形例の一部分の模式的な断面図を図１７Ｂに示す。この変形例において、第２電極２２は撮像素子毎に設けられており、電荷移動制御電極３５は、第２電極２２の少なくとも一部を取り囲んで、第２電極２２と離間して設けられており、電荷移動制御電極３５の下方には、電荷蓄積用電極２４の一部が存在し、しかも、電荷移動制御電極（上部電荷移動制御電極）３５の下方には、電荷移動制御電極（下部電荷移動制御電極）３０が設けられている。電荷移動制御電極３５と対向する第２電極２２の領域は、第１電極側に位置する。電荷蓄積用電極２４は、電荷移動制御電極３０によって囲まれている。
　実施例６は、実施例４～実施例５の変形である。図１８に模式的な一部断面図を示す実施例６の撮像素子、積層型撮像素子は、表面照射型の撮像素子、積層型撮像素子であり、緑色光を吸収する第１タイプの緑色光電変換層を備えた緑色光に感度を有する第１タイプの実施例４の緑色光用撮像素子（第１撮像素子１１）、青色光を吸収する第２タイプの青色光電変換層を備えた青色光に感度を有する第２タイプの従来の青色光用撮像素子（第２撮像素子１３）、赤色光を吸収する第２タイプの赤色光電変換層を備えた赤色光に感度を有する第２タイプの従来の赤色光用撮像素子（第３撮像素子１５）の３つの撮像素子が積層された構造を有する。ここで赤色光用撮像素子（第３撮像素子１５）及び青色光用撮像素子（第２撮像素子１３）は、半導体基板７０内に設けられており、第２撮像素子１３の方が、第３撮像素子１５よりも光入射側に位置する。また、緑色光用撮像素子（第１撮像素子１１）は、青色光用撮像素子（第２撮像素子１３）の上方に設けられている。
　半導体基板７０の表面７０Ａ側には、実施例４と同様に制御部を構成する各種トランジスタが設けられている。これらのトランジスタは、実質的に実施例４において説明したトランジスタと同様の構成、構造とすることができる。また、半導体基板７０には、第２撮像素子１３、第３撮像素子１５が設けられているが、これらの撮像素子も、実質的に実施例４において説明した第２撮像素子１３、第３撮像素子１５と同様の構成、構造とすることができる。
　半導体基板７０の表面７０Ａの上には、層間絶縁層７７，７８が形成されており、層間絶縁層７８の上に、実施例４の撮像素子を構成する光電変換部（第１電極２１、光電変換層２３及び第２電極２２）、並びに、電荷蓄積用電極２４等が設けられている。
　このように、表面照射型である点を除き、実施例６の撮像素子、積層型撮像素子の構成、構造は、実施例４の撮像素子、積層型撮像素子の構成、構造と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。
　実施例７は、実施例４～実施例６の変形である。
　図１９に模式的な一部断面図を示す実施例７の撮像素子、積層型撮像素子は、裏面照射型の撮像素子、積層型撮像素子であり、第１タイプの実施例４の第１撮像素子１１、及び、第２タイプの第２撮像素子１３の２つの撮像素子が積層された構造を有する。また、図２０に模式的な一部断面図を示す実施例７の撮像素子、積層型撮像素子の変形例は、表面照射型の撮像素子、積層型撮像素子であり、第１タイプの実施例４の第１撮像素子１１、及び、第２タイプの第２撮像素子１３の２つの撮像素子が積層された構造を有する。ここで、第１撮像素子１１は原色の光を吸収し、第２撮像素子１３は補色の光を吸収する。あるいは又、第１撮像素子１１は白色の光を吸収し、第２撮像素子１３は赤外線を吸収する。
　尚、各種の第１タイプの撮像素子と第２タイプの撮像素子の積層構造例を、以下の表に例示する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001
　実施例８は、実施例４～実施例７の変形であり、転送制御用電極（電荷転送電極）を備えた本開示における撮像素子に関する。実施例８の撮像素子、積層型撮像素子の一部分の模式的な一部断面図を図２１に示し、実施例８の撮像素子、積層型撮像素子の等価回路図を図２２及び図２３に示す。
　実施例８の撮像素子、積層型撮像素子にあっては、第１電極２１と電荷蓄積用電極２４との間に、第１電極２１及び電荷蓄積用電極２４と離間して配置され、且つ、絶縁層８２を介して光電変換層２３と対向して配置された転送制御用電極（電荷転送電極）２５を更に備えている。転送制御用電極２５は、層間絶縁層８１内に設けられた接続孔６８Ｂ、パッド部６８Ａ及び配線ＶOTを介して、駆動回路を構成する画素駆動回路に接続されている。
　尚、リセット・トランジスタＴＲ１rstの他方のソース／ドレイン領域５１Ｂを、電源ＶDDに接続する代わりに、接地してもよい。
　実施例８にあっては、電荷蓄積期間において、転送制御用電極２５に印加される電位をＶ61としたとき、Ｖ61≦Ｖ11，Ｖ31＜Ｖ61を満足するが好ましい。電荷蓄積用電極２４と対向した光電変換層２３の領域に止まっていた電子の第１電極２１への移動を確実に防止することができる。また、第２電荷転送期間において、転送制御用電極２５に印加される電位をＶ63としたとき、Ｖ33≦Ｖ63≦Ｖ13とする。これによって、電荷蓄積用電極２４と対向した光電変換層２３の領域に止まっていた電子は、第１電極２１、更には、第１浮遊拡散層ＦＤ1へと確実に読み出される。即ち、光電変換層２３に蓄積された電荷が制御部に読み出される。
　実施例９は、実施例４～実施例８の変形であり、複数の電荷蓄積用電極セグメントを備えた本開示における撮像素子に関する。
　実施例９の撮像素子の一部分の模式的な一部断面図を図２４に示し、実施例９の撮像素子、積層型撮像素子の等価回路図を図２５及び図２６に示す。
　実施例９において、電荷蓄積用電極２４は、複数の電荷蓄積用電極セグメント２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃから構成されている。電荷蓄積用電極セグメントの数は、２以上であればよく、実施例９においては「３」とした。そして、実施例９の撮像素子、積層型撮像素子にあっては、Ｎ個の電荷蓄積用電極セグメントのそれぞれに、異なる電位を加えるが、第１電極２１の電位が第２電極２２の電位よりも高いので、即ち、例えば、第１電極２１に正の電位が印加され、第２電極２２に負の電位が印加されるので、第２電荷転送期間において、第１電極２１に最も近い所に位置する電荷蓄積用電極セグメント（第１番目の光電変換部セグメント）２４Ａに印加される電位は、第１電極２１に最も遠い所に位置する電荷蓄積用電極セグメント（第Ｎ番目の光電変換部セグメント）２４Ｃに印加される電位よりも高い。このように、電荷蓄積用電極２４に電位勾配を付与することで、電荷蓄積用電極２４と対向した光電変換層２３の領域に止まっていた電子は、第１電極２１、更には、第１浮遊拡散層ＦＤ1へと一層確実に読み出される。即ち、光電変換層２３に蓄積された電荷が制御部に読み出される。
　第２電荷転送期間において、電荷蓄積用電極セグメント２４Ｃの電位＜電荷蓄積用電極セグメント２４Ｂの電位＜電荷蓄積用電極セグメント２４Ａの電位とすることで、光電変換層２３の領域に止まっていた電子を、一斉に、第１浮遊拡散層ＦＤ1へと読み出すことができる。あるいは又、第２電荷転送期間において、電荷蓄積用電極セグメント２４Ｃの電位、電荷蓄積用電極セグメント２４Ｂの電位、電荷蓄積用電極セグメント２４Ａの電位を段々と変化させることで（即ち、階段状あるいはスロープ状に変化させることで）、電荷蓄積用電極セグメント２４Ｃと対向する光電変換層２３の領域に止まっていた電子を、電荷蓄積用電極セグメント２４Ｂと対向する光電変換層２３の領域に移動させ、次いで、電荷蓄積用電極セグメント２４Ｂと対向する光電変換層２３の領域に止まっていた電子を、電荷蓄積用電極セグメント２４Ａと対向する光電変換層２３の領域に移動させ、次いで、電荷蓄積用電極セグメント２４Ａと対向する光電変換層２３の領域に止まっていた電子を、第１浮遊拡散層ＦＤ1へと確実に読み出すことができる。
　リセット・トランジスタＴＲ１rstの他方のソース／ドレイン領域５１Ｂを、電源ＶDDに接続する代わりに、接地してもよい。
　実施例１０は、実施例４～実施例９の変形であり、第１構成及び第６構成の撮像素子に関する。
　実施例１０の撮像素子、積層型撮像素子の模式的な一部断面図を図２７に示し、電荷蓄積用電極、光電変換層及び第２電極が積層された部分を拡大した模式的な一部断面図を図２８に示す。実施例１０の撮像素子、積層型撮像素子の等価回路図は、図１２及び図１３において説明した実施例４の撮像素子の等価回路図と同様である。更には、実施例１０の撮像素子（第１撮像素子１１）の動作は、実質的に、実施例４の撮像素子の動作と同様である。
　ここで、実施例１０の撮像素子あるいは後述する実施例１１～実施例１５の撮像素子において、
　光電変換部は、Ｎ個（但し、Ｎ≧２）の光電変換部セグメント（具体的には、３つの光電変換部セグメント２０1，２０2，２０3）から構成されており、
　光電変換層２３は、Ｎ個の光電変換層セグメント（具体的には、３つの光電変換層セグメント２３1，２３2，２３3）から構成されており、
　絶縁層８２は、Ｎ個の絶縁層セグメント（具体的には、３つの絶縁層セグメント８２1，８２2，８２3）から構成されており、
　実施例１０～実施例１２において、電荷蓄積用電極２４は、Ｎ個の電荷蓄積用電極セグメント（具体的には、各実施例にあっては、３つの電荷蓄積用電極セグメント２４1，２４2，２４3）から構成されており、
　実施例１３～実施例１４において、場合によっては、実施例１２において、電荷蓄積用電極２４は、相互に離間されて配置された、Ｎ個の電荷蓄積用電極セグメント（具体的には、３つの電荷蓄積用電極セグメント２４1，２４2，２４3）から構成されており、
　第ｎ番目（但し、ｎ＝１，２，３・・・Ｎ）の光電変換部セグメント２０nは、第ｎ番目の電荷蓄積用電極セグメント２４n、第ｎ番目の絶縁層セグメント８２n及び第ｎ番目の光電変換層セグメント２３nから構成されており、
　ｎの値が大きい光電変換部セグメントほど、第１電極２１から離れて位置する。
　あるいは又、実施例１０の撮像素子あるいは後述する実施例１１、実施例１４の撮像素子は、
　第１電極２１、光電変換層２３及び第２電極２２が積層されて成る光電変換部を備えており、
　光電変換部は、更に、第１電極２１と離間して配置され、且つ、絶縁層８２を介して光電変換層２３と対向して配置された電荷蓄積用電極２４を備えており、
　電荷蓄積用電極２４と絶縁層８２と光電変換層２３の積層方向をＺ方向、第１電極２１から離れる方向をＸ方向としたとき、ＹＺ仮想平面で電荷蓄積用電極２４と絶縁層８２と光電変換層２３が積層された積層部分を切断したときの積層部分の断面積は、第１電極からの距離に依存して変化する。
　更に、実施例１０の撮像素子にあっては、第１番目の光電変換部セグメント２０1から第Ｎ番目の光電変換部セグメント２０Nに亙り、絶縁層セグメントの厚さが、漸次、変化している。具体的には、絶縁層セグメントの厚さは、漸次、厚くなっている。あるいは又、実施例１０の撮像素子にあっては、積層部分の断面の幅は一定であり、積層部分の断面の厚さ、具体的には、絶縁層セグメントの厚さは、第１電極２１からの距離に依存して、漸次、厚くなっている。尚、絶縁層セグメントの厚さは、階段状に厚くなっている。第ｎ番目の光電変換部セグメント２０n内における絶縁層セグメント８２nの厚さは一定とした。第ｎ番目の光電変換部セグメント２０nにおける絶縁層セグメント８２nの厚さを「１」としたとき、第（ｎ＋１）番目の光電変換部セグメント２０(n+1)における絶縁層セグメント８２(n+1)の厚さとして、２乃至１０を例示することができるが、このような値に限定するものではない。実施例１０にあっては、電荷蓄積用電極セグメント２４1，２４2，２４3の厚さを漸次薄くすることで、絶縁層セグメント８２1，８２2，８２3の厚さを漸次厚くしている。光電変換層セグメント２３1，２３2，２３3の厚さは一定である。
　以下、実施例１０の撮像素子の動作を説明する。
　電荷蓄積期間においては、駆動回路から、第１電極２１に電位Ｖ11が印加され、電荷蓄積用電極２４に電位Ｖ31が印加される。光電変換層２３に入射された光によって光電変換層２３において光電変換が生じる。光電変換によって生成した正孔は、第２電極２２から配線ＶOUを介して駆動回路へと送出される。一方、第１電極２１の電位を第２電極２２の電位よりも高くしたので、即ち、例えば、第１電極２１に正の電位が印加され、第２電極２２に負の電位が印加されるとしたので、Ｖ31≧Ｖ11、好ましくは、Ｖ31＞Ｖ11とする。これによって、光電変換によって生成した電子は、電荷蓄積用電極２４に引き付けられ、電荷蓄積用電極２４と対向した光電変換層２３の領域に止まる。即ち、光電変換層２３に電荷が蓄積される。Ｖ31＞Ｖ11であるが故に、光電変換層２３の内部に生成した電子が、第１電極２１に向かって移動することはない。光電変換の時間経過に伴い、電荷蓄積用電極２４と対向した光電変換層２３の領域における電位は、より負側の値となる。
　実施例１０の撮像素子にあっては、絶縁層セグメントの厚さが、漸次、厚くなる構成を採用しているので、電荷蓄積期間において、Ｖ31≧Ｖ11といった状態になると、第ｎ番目の光電変換部セグメント２０nの方が、第（ｎ＋１）番目の光電変換部セグメント２０(n+1)よりも、多くの電荷を蓄積することができるし、強い電界が加わり、第１番目の光電変換部セグメント２０1から第１電極２１への電荷の流れを確実に防止することができる。
　電荷蓄積期間の後期において、リセット動作がなされる。これによって、第１浮遊拡散層ＦＤ1の電位がリセットされ、第１浮遊拡散層ＦＤ1の電位は電源の電位ＶDDとなる。
　リセット動作の完了後、電荷の読み出しを行う。即ち、第２電荷転送期間において、駆動回路から、第１電極２１に電位Ｖ13が印加され、電荷蓄積用電極２４に電位Ｖ33が印加される。ここで、Ｖ13＞Ｖ33とする。これによって、電荷蓄積用電極２４と対向した光電変換層２３の領域に止まっていた電子は、第１電極２１、更には、第１浮遊拡散層ＦＤ1へと読み出される。即ち、光電変換層２３に蓄積された電荷が制御部に読み出される。
　より具体的には、第２電荷転送期間において、Ｖ13＞Ｖ33といった状態になると、第１番目の光電変換部セグメント２０1から第１電極２１への電荷の流れ、第（ｎ＋１）番目の光電変換部セグメント２０(n+1)から第ｎ番目の光電変換部セグメント２０nへの電荷の流れを、確実に確保することができる。
　以上で、電荷蓄積、リセット動作、電荷転送といった一連の動作が完了する。
　実施例１０の撮像素子にあっては、第１番目の光電変換部セグメントから第Ｎ番目の光電変換部セグメントに亙り、絶縁層セグメントの厚さが、漸次、変化しているので、あるいは又、ＹＺ仮想平面で電荷蓄積用電極と絶縁層と光電変換層が積層された積層部分を切断したときの積層部分の断面積は、第１電極からの距離に依存して変化するので、一種の電荷転送勾配が形成され、光電変換によって生成した電荷を、一層容易に、且つ、確実に転送することが可能となる。
　実施例１０の撮像素子、積層型撮像素子は、実質的に、実施例４の撮像素子と同様の方法で作製することができるので、詳細な説明は省略する。
　尚、実施例１０の撮像素子にあっては、第１電極２１、電荷蓄積用電極２４及び絶縁層８２の形成において、先ず、層間絶縁層８１上に、電荷蓄積用電極２４3を形成するための導電材料層を成膜し、導電材料層をパターニングして光電変換部セグメント２０1，２０2，２０3及び第１電極２１を形成すべき領域に導電材料層を残すことで、第１電極２１の一部及び電荷蓄積用電極２４3を得ることができる。次に、全面に、絶縁層セグメント８２3を形成するための絶縁層を成膜し、絶縁層をパターニングし、平坦化処理を行うことで、絶縁層セグメント８２3を得ることができる。次に、全面に、電荷蓄積用電極２４2を形成するための導電材料層を成膜し、導電材料層をパターニングして、光電変換部セグメント２０1，２０2及び第１電極２１を形成すべき領域に導電材料層を残すことで、第１電極２１の一部及び電荷蓄積用電極２４2を得ることができる。次に、全面に絶縁層セグメント８２2を形成するための絶縁層を成膜し、絶縁層をパターニングし、平坦化処理を行うことで、絶縁層セグメント８２2を得ることができる。次に、全面に、電荷蓄積用電極２４1を形成するための導電材料層を成膜し、導電材料層をパターニングして、光電変換部セグメント２０1及び第１電極２１を形成すべき領域に導電材料層を残すことで、第１電極２１及び電荷蓄積用電極２４1を得ることができる。次に、全面に絶縁層を成膜し、平坦化処理を行うことで、絶縁層セグメント８２1（絶縁層８２）を得ることができる。そして、絶縁層８２上に光電変換層２３を形成する。こうして、光電変換部セグメント２０1，２０2，２０3を得ることができる。
　リセット・トランジスタＴＲ１rstの他方のソース／ドレイン領域５１Ｂを、電源ＶDDに接続する代わりに、接地してもよい。
　実施例１１の撮像素子は、本開示の第２構成及び第６構成の撮像素子に関する。電荷蓄積用電極、光電変換層及び第２電極が積層された部分を拡大した模式的な一部断面図を図２９に示すように、実施例１１の撮像素子にあっては、第１番目の光電変換部セグメント２０1から第Ｎ番目の光電変換部セグメント２０Nに亙り、光電変換層セグメントの厚さが、漸次、変化している。あるいは又、実施例１１の撮像素子にあっては、積層部分の断面の幅は一定であり、積層部分の断面の厚さ、具体的には、光電変換層セグメントの厚さを、第１電極２１からの距離に依存して漸次、厚くする。より具体的には、光電変換層セグメントの厚さは、漸次、厚くなっている。尚、光電変換層セグメントの厚さは、階段状に厚くなっている。第ｎ番目の光電変換部セグメント２０n内における光電変換層セグメント２３nの厚さは一定とした。第ｎ番目の光電変換部セグメント２０nにおける光電変換層セグメント２３nの厚さを「１」としたとき、第（ｎ＋１）番目の光電変換部セグメント２０(n+1)における光電変換層セグメント２３(n+1)の厚さとして、２乃至１０を例示することができるが、このような値に限定するものではない。実施例１１にあっては、電荷蓄積用電極セグメント２４1，２４2，２４3の厚さを漸次薄くすることで、光電変換層セグメント２３1，２３2，２３3の厚さを漸次厚くしている。絶縁層セグメント８２1，８２2，８２3の厚さは一定である。
　実施例１１の撮像素子にあっては、光電変換層セグメントの厚さが、漸次、厚くなるので、電荷蓄積期間において、Ｖ31≧Ｖ11といった状態になると、第ｎ番目の光電変換部セグメント２０nの方が、第（ｎ＋１）番目の光電変換部セグメント２０(n+1)よりも強い電界が加わり、第１番目の光電変換部セグメント２０1から第１電極２１への電荷の流れを確実に防止することができる。そして、第２電荷転送期間において、Ｖ33＜Ｖ13といった状態になると、第１番目の光電変換部セグメント２０1から第１電極２１への電荷の流れ、第（ｎ＋１）番目の光電変換部セグメント２０(n+1)から第ｎ番目の光電変換部セグメント２０nへの電荷の流れを、確実に確保することができる。
　このように、実施例１１の撮像素子にあっては、第１番目の光電変換部セグメントから第Ｎ番目の光電変換部セグメントに亙り、光電変換層セグメントの厚さが、漸次、変化しているので、あるいは又、ＹＺ仮想平面で電荷蓄積用電極と絶縁層と光電変換層が積層された積層部分を切断したときの積層部分の断面積は、第１電極からの距離に依存して変化するので、一種の電荷転送勾配が形成され、光電変換によって生成した電荷を、一層容易に、且つ、確実に転送することが可能となる。
　実施例１１の撮像素子にあっては、第１電極２１、電荷蓄積用電極２４、絶縁層８２及び光電変換層２３の形成において、先ず、層間絶縁層８１上に、電荷蓄積用電極２４3を形成するための導電材料層を成膜し、導電材料層をパターニングして、光電変換部セグメント２０1，２０2，２０3及び第１電極２１を形成すべき領域に導電材料層を残すことで、第１電極２１の一部及び電荷蓄積用電極２４3を得ることができる。次いで、全面に、電荷蓄積用電極２４2を形成するための導電材料層を成膜し、導電材料層をパターニングして、光電変換部セグメント２０1，２０2及び第１電極２１を形成すべき領域に導電材料層を残すことで、第１電極２１の一部及び電荷蓄積用電極２４2を得ることができる。次いで、全面に、電荷蓄積用電極２４1を形成するための導電材料層を成膜し、導電材料層をパターニングして、光電変換部セグメント２０1及び第１電極２１を形成すべき領域に導電材料層を残すことで、第１電極２１及び電荷蓄積用電極２４1を得ることができる。次に、全面に絶縁層８２をコンフォーマルに成膜する。そして、絶縁層８２の上に光電変換層２３を形成し、光電変換層２３に平坦化処理を施す。こうして、光電変換部セグメント２０1，２０2，２０3を得ることができる。
　実施例１２は、第３構成の撮像素子に関する。実施例１２の撮像素子、積層型撮像素子の模式的な一部断面図を図３０に示す。実施例１２の撮像素子にあっては、隣接する光電変換部セグメントにおいて、絶縁層セグメントを構成する材料が異なる。ここで、第１番目の光電変換部セグメント２０1から第Ｎ番目の光電変換部セグメント２０Nに亙り、絶縁層セグメントを構成する材料の比誘電率の値を、漸次、小さくしている。実施例１２の撮像素子にあっては、Ｎ個の電荷蓄積用電極セグメントの全てに同じ電位を加えてもよいし、Ｎ個の電荷蓄積用電極セグメントのそれぞれに、異なる電位を加えてもよい。後者の場合、実施例１３において説明すると同様に、相互に離間されて配置された電荷蓄積用電極セグメント２４1，２４2，２４3を、パッド部６４1，６４2，６４3を介して、駆動回路を構成する垂直駆動回路１１２に接続すればよい。
　そして、このような構成を採用することで、一種の電荷転送勾配が形成され、電荷蓄積期間において、Ｖ31≧Ｖ11といった状態になると、第ｎ番目の光電変換部セグメントの方が、第（ｎ＋１）番目の光電変換部セグメントよりも多くの電荷を蓄積することができる。そして、第２電荷転送期間において、Ｖ33＜Ｖ13といった状態になると、第１番目の光電変換部セグメントから第１電極への電荷の流れ、第（ｎ＋１）番目の光電変換部セグメントから第ｎ番目の光電変換部セグメントへの電荷の流れを、確実に確保することができる。
　実施例１３は、第４構成の撮像素子に関する。実施例１３の撮像素子、積層型撮像素子の模式的な一部断面図を図３１に示す。実施例１３の撮像素子にあっては、隣接する光電変換部セグメントにおいて、電荷蓄積用電極セグメントを構成する材料が異なる。ここで、第１番目の光電変換部セグメント２０1から第Ｎ番目の光電変換部セグメント２０Nに亙り、絶縁層セグメントを構成する材料の仕事関数の値を、漸次、大きくしている。実施例１３の撮像素子にあっては、Ｎ個の電荷蓄積用電極セグメントの全てに同じ電位を加えてもよいし、Ｎ個の電荷蓄積用電極セグメントのそれぞれに、異なる電位を加えてもよい。後者の場合、電荷蓄積用電極セグメント２４1，２４2，２４3は、パッド部６４1，６４2，６４3を介して、駆動回路を構成する垂直駆動回路１１２に接続されている。
　実施例１４の撮像素子は、第５構成の撮像素子に関する。実施例１４における電荷蓄積用電極セグメントの模式的な平面図を図３２Ａ、図３２Ｂ、図３３Ａ及び図３３Ｂに示す。実施例１４の撮像素子、積層型撮像素子の模式的な一部断面図は、図３１あるいは図３４に示すと同様である。実施例１４の撮像素子にあっては、第１番目の光電変換部セグメント２０1から第Ｎ番目の光電変換部セグメント２０Nに亙り、電荷蓄積用電極セグメントの面積が、漸次、小さくなっている。実施例１４の撮像素子にあっては、Ｎ個の電荷蓄積用電極セグメントの全てに同じ電位を加えてもよいし、Ｎ個の電荷蓄積用電極セグメントのそれぞれに、異なる電位を加えてもよい。具体的には、実施例１３において説明したと同様に、相互に離間されて配置された電荷蓄積用電極セグメント２４1，２４2，２４3を、パッド部６４1，６４2，６４3を介して、駆動回路を構成する垂直駆動回路１１２に接続すればよい。
　実施例１４において、電荷蓄積用電極２４は、複数の電荷蓄積用電極セグメント２４1，２４2，２４3から構成されている。電荷蓄積用電極セグメントの数は、２以上であればよく、実施例１４においては「３」とした。そして、実施例１４の撮像素子、積層型撮像素子にあっては、第１電極２１の電位が第２電極２２の電位よりも高いので、即ち、例えば、第１電極２１に正の電位が印加され、第２電極２２に負の電位が印加されるので、第２電荷転送期間において、第１電極２１に最も近い所に位置する電荷蓄積用電極セグメント２４1に印加される電位は、第１電極２１に最も遠い所に位置する電荷蓄積用電極セグメント２４3に印加される電位よりも高い。このように、電荷蓄積用電極２４に電位勾配を付与することで、電荷蓄積用電極２４と対向した光電変換層２３の領域に止まっていた電子は、第１電極２１、更には、第１浮遊拡散層ＦＤ1へと一層確実に読み出される。即ち、光電変換層２３に蓄積された電荷が制御部に読み出される。
　そして、第２電荷転送期間において、電荷蓄積用電極セグメント２４3の電位＜電荷蓄積用電極セグメント２４2の電位＜電荷蓄積用電極セグメント２４1の電位とすることで、光電変換層２３の領域に止まっていた電子を、一斉に、第１浮遊拡散層ＦＤ1へと読み出すことができる。あるいは又、第２電荷転送期間において、電荷蓄積用電極セグメント２４3の電位、電荷蓄積用電極セグメント２４2の電位、電荷蓄積用電極セグメント２４1の電位を段々と変化させることで（即ち、階段状あるいはスロープ状に変化させることで）、電荷蓄積用電極セグメント２４3と対向する光電変換層２３の領域に止まっていた電子を、電荷蓄積用電極セグメント２４2と対向する光電変換層２３の領域に移動させ、次いで、電荷蓄積用電極セグメント２４2と対向する光電変換層２３の領域に止まっていた電子を、電荷蓄積用電極セグメント２４1と対向する光電変換層２３の領域に移動させ、次いで、電荷蓄積用電極セグメント２４1と対向する光電変換層２３の領域に止まっていた電子を、第１浮遊拡散層ＦＤ1へと確実に読み出すことができる。
　リセット・トランジスタＴＲ３rstの他方のソース／ドレイン領域５１Ｂを、電源ＶDDに接続する代わりに、接地してもよい。
　実施例１４の撮像素子にあっても、このような構成を採用することで、一種の電荷転送勾配が形成される。即ち、第１番目の光電変換部セグメント２０1から第Ｎ番目の光電変換部セグメント２０Nに亙り、電荷蓄積用電極セグメントの面積が、漸次、小さくなっているので、電荷蓄積期間において、Ｖ31≧Ｖ11といった状態になると、第ｎ番目の光電変換部セグメントの方が、第（ｎ＋１）番目の光電変換部セグメントよりも多くの電荷を蓄積することができる。そして、第２電荷転送期間において、Ｖ33＜Ｖ13といった状態になると、第１番目の光電変換部セグメントから第１電極への電荷の流れ、第（ｎ＋１）番目の光電変換部セグメントから第ｎ番目の光電変換部セグメントへの電荷の流れを、確実に確保することができる。
　実施例１５は、第６構成の撮像素子に関する。実施例１５の撮像素子、積層型撮像素子の模式的な一部断面図を、図３４に示す。また、実施例１５における電荷蓄積用電極セグメントの模式的な平面図を図３５Ａ及び図３５Ｂに示す。実施例１５の撮像素子は、第１電極２１、光電変換層２３及び第２電極２２が積層されて成る光電変換部を備えており、光電変換部は、更に、第１電極２１と離間して配置され、且つ、絶縁層８２を介して光電変換層２３と対向して配置された電荷蓄積用電極２４を備えている。そして、電荷蓄積用電極２４と絶縁層８２と光電変換層２３の積層方向をＺ方向、第１電極２１から離れる方向をＸ方向としたとき、ＹＺ仮想平面で電荷蓄積用電極２４と絶縁層８２と光電変換層２３が積層された積層部分を切断したときの積層部分の断面積は、第１電極２１からの距離に依存して変化する。
　具体的には、実施例１５の撮像素子にあっては、積層部分の断面の厚さは一定であり、積層部分の断面の幅は、第１電極２１から離れるほど狭くなっている。尚、幅は、連続的に狭くなっていてもよいし（図３５Ａ参照）、階段状に狭くなっていてもよい（図３５Ｂ参照）。
　このように、実施例１４の撮像素子にあっては、ＹＺ仮想平面で電荷蓄積用電極２４と絶縁層８２と光電変換層２３が積層された積層部分を切断したときの積層部分の断面積は、第１電極からの距離に依存して変化するので、一種の電荷転送勾配が形成され、光電変換によって生成した電荷を、一層容易に、且つ、確実に転送することが可能となる。
　実施例１６は、本開示の第１の態様に係る固体撮像装置に関する。実施例１～実施例１５においては、半導体基板の上方に光電変換部が設けられた固体撮像装置について説明したが、本開示の第１の態様に係る固体撮像装置は、例えば、半導体基板内に設けられた撮像素子（フォトゲート型の撮像素子）から構成することができる。実施例１６の固体撮像装置における電荷蓄積用電極等の配置状態を模式的に図３６に示し、図３６における二点鎖線Ｆ－Ｆ－Ｆに沿った模式的な一部断面図を図３７に示し、図３６における二点鎖線Ｇ－Ｇ－Ｇに沿った模式的な一部断面図を図３８に示す。
　実施例１６の固体撮像装置は、
　Ｐ×Ｑ個（但し、Ｐ≧２，Ｑ≧１）の撮像素子から構成された撮像素子ブロックを、複数、有しており、
　各撮像素子は、光電変換層２９Ａ、絶縁層３９、及び、絶縁層３９を介して光電変換層２９Ａと対向して配置された電荷蓄積用電極（この場合、フォトゲート電極と呼ばれる場合もある）２８を備えた光電変換部を有しており、
　撮像素子ブロックにおいて、撮像素子と撮像素子との間には、第１電荷移動制御電極３６Ａ，３６Ｂが設けられており、
　撮像素子ブロックと撮像素子ブロックとの間には、第２電荷移動制御電極３７Ａ，３７Ｂが設けられており、
　撮像素子ブロックにおいて、第１の方向に沿ってＰ個（図示した例では２個）の撮像素子が配列されており、第２の方向に沿ってＱ個（図示した例では２個）の撮像素子が配列されており、
　第１電荷移動制御電極３６Ａ，３６Ｂの制御下、第１の方向に沿って第１番目の撮像素子から第（Ｐ－１）番目の撮像素子の光電変換層２９Ａに蓄積された電荷は、第Ｐ番目の撮像素子の光電変換層２９Ａに転送され、Ｑ個の第Ｐ番目の撮像素子の光電変換層２９Ａに蓄積された電荷と共に読み出される。
　光電変換層２９Ａはシリコン半導体基板７０の内部に形成されている。また、図示した例では、撮像素子ブロックは、電荷蓄積用電極２８11，２８12，２８21，２８22を備えた４つの撮像素子によって構成され、また、電荷蓄積用電極２８13，２８14，２８23，２８24を備えた４つの撮像素子によって構成され、電荷蓄積用電極２８31，２８32，２８41，２８42を備えた４つの撮像素子によって構成され、また、電荷蓄積用電極２８33，２８34，２８43，２８44を備えた４つの撮像素子によって構成されている。そして、具体的には、例えば、第１電荷移動制御電極３６Ａの制御下、第１の方向に沿って第１番目の撮像素子を構成する光電変換層２９Ａ1に蓄積された電荷は、第Ｐ番目の撮像素子を構成する光電変換層２９Ａ2に転送され、Ｑ個の第Ｐ番目の撮像素子を構成する光電変換層２９Ａ2に蓄積された電荷と共に、第１浮遊拡散層２６（ＦＤ1）を介して読み出される。
　下方撮像素子ブロックを構成する撮像素子（第２撮像素子）の光電変換層２９Ｂもシリコン半導体基板７０の内部に形成されている。そして、転送トランジスタのゲート部３８が、接続部３８Ａを介して光電変換層２９Ｂと接続されており、ゲート部３８の制御下、光電変換層２９Ｂに蓄積された電荷が第２浮遊拡散層２７（ＦＤ2）に読み出される。
　実施例１６の固体撮像装置の動作は、実質的に、実施例１において説明した固体撮像装置と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。
　以上、本開示を好ましい実施例に基づき説明したが、本開示はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例にて説明した撮像素子、積層型撮像素子、固体撮像装置の構造や構成、製造条件、製造方法、使用した材料は例示であり、適宜変更することができる。各実施例の撮像素子を、適宜、組み合わせることができる。例えば、実施例１０の撮像素子と実施例１１の撮像素子と実施例１２の撮像素子と実施例１３の撮像素子と実施例１４の撮像素子を任意に組み合わせることができるし、実施例１０の撮像素子と実施例１１の撮像素子と実施例１２の撮像素子と実施例１３の撮像素子と実施例１５の撮像素子を任意に組み合わせることができる。
　場合によっては、浮遊拡散層ＦＤ1，ＦＤ2，ＦＤ3，リセット・トランジスタＴＲ１rstの一方のソース／ドレイン領域５１Ｃ、転送トランジスタＴＲ２trsのゲート部４５の近傍の半導体基板７０の領域４５Ｃ、転送トランジスタＴＲ３trsのゲート部４６の近傍の半導体基板７０の領域４６Ｃを、複数の撮像素子において共有化することもできる。
　実施例においては、１つの撮像素子ブロックや撮像素子のユニットを２×２の撮像素子から構成したが、１つの撮像素子ブロックや撮像素子のユニットの数はこれに限定するものではなく、例えば、２×１の撮像素子、３×３の撮像素子、４×４の撮像素子等から構成することもできる。また、実施例においては、撮像素子のユニットを構成するＰ×Ｑ個の撮像素子と、撮像素子ブロックを構成するＰ×Ｑ個の撮像素子とは、第１の方向に沿って撮像素子１個分ずれた状態に基づき説明を行ったが、第１の方向に沿って撮像素子１個分ずれ、第２の方向に沿って撮像素子１個分ずれた状態とすることもできる。第１の方向は、固体撮像装置の撮像素子配列における行方向であってもよいし、列方向であってもよい。
　図３９に、例えば、実施例４において説明した撮像素子、積層型撮像素子の変形例を示すように、第１電極２１は、絶縁層８２に設けられた開口部８４Ａ内を延在し、光電変換層２３と接続されている構成とすることもできる。
　あるいは又、図４０に、例えば、実施例４において説明した撮像素子、積層型撮像素子の変形例を示し、図４１Ａに第１電極の部分等の拡大された模式的な一部断面図を示すように、第１電極２１の頂面の縁部は絶縁層８２で覆われており、開口部８４Ｂの底面には第１電極２１が露出しており、第１電極２１の頂面と接する絶縁層８２の面を第１面８２ｐ、電荷蓄積用電極２４と対向する光電変換層２３の部分と接する絶縁層８２の面を第２面８２ｑとしたとき、開口部８４Ｂの側面は、第１面８２ｐから第２面８２ｑに向かって広がる傾斜を有する。このように、開口部８４Ｂの側面に傾斜を付けることで、光電変換層２３から第１電極２１への電荷の移動がより滑らかとなる。尚、図４１Ａに示した例では、開口部８４Ｂの軸線を中心として、開口部８４Ｂの側面は回転対称であるが、図４１Ｂに示すように、第１面８２ｐから第２面８２ｑに向かって広がる傾斜を有する開口部８４Ｃの側面が電荷蓄積用電極２４側に位置するように、開口部８４Ｃを設けてもよい。これによって、開口部８４Ｃを挟んで電荷蓄積用電極２４とは反対側の光電変換層２３の部分からの電荷の移動が行われ難くなる。また、開口部８４Ｂの側面は、第１面８２ｐから第２面８２ｑに向かって広がる傾斜を有するが、第２面８２ｑにおける開口部８４Ｂの側面の縁部は、図４１Ａに示したように、第１電極２１の縁部よりも外側に位置してもよいし、図４１Ｃに示すように、第１電極２１の縁部よりも内側に位置してもよい。前者の構成を採用することで、電荷の転送が一層容易になるし、後者の構成を採用することで、開口部の形成時の形状バラツキを小さくすることができる。
　これらの開口部８４Ｂ，８４Ｃは、絶縁層に開口部をエッチング法に基づき形成するときに形成するレジスト材料から成るエッチング用マスクをリフローすることで、エッチング用マスクの開口側面に傾斜を付け、このエッチング用マスクを用いて絶縁層８２をエッチングすることで、形成することができる。
　また、図４２に、例えば、実施例４において説明した撮像素子、積層型撮像素子の変形例を示すように、第２電極２２の側から光が入射し、第２電極２２よりの光入射側には遮光層９２が形成されている構成とすることもできる。尚、光電変換層よりも光入射側に設けられた各種配線を遮光層として機能させることもできる。
　尚、図４２に示した例では、遮光層９２は、第２電極２２の上方に形成されているが、即ち、第２電極２２よりの光入射側であって、第１電極２１の上方に遮光層９２が形成されているが、図４３に示すように、第２電極２２の光入射側の面の上に配設されてもよい。また、場合によっては、図４４に示すように、第２電極２２に遮光層９２が形成されていてもよい。
　あるいは又、第２電極２２側から光が入射し、第１電極２１には光が入射しない構造とすることもできる。具体的には、図４２に示したように、第２電極２２よりの光入射側であって、第１電極２１の上方には遮光層９２が形成されている。あるいは又、図４６に示すように、電荷蓄積用電極２４及び第２電極２２の上方にはオンチップ・マイクロ・レンズ９０が設けられており、オンチップ・マイクロ・レンズ９０に入射する光は、電荷蓄積用電極２４に集光され、第１電極２１には到達しない構造とすることもできる。尚、実施例８において説明したように、転送制御用電極２５が設けられている場合、第１電極２１及び転送制御用電極２５には光が入射しない形態とすることができ、具体的には、図４５に図示するように、第１電極２１及び転送制御用電極２５の上方には遮光層９２が形成されている構造とすることもできる。あるいは又、オンチップ・マイクロ・レンズ９０に入射する光は、第１電極２１あるいは第１電極２１及び転送制御用電極２５には到達しない構造とすることもできる。
　これらの構成、構造を採用することで、あるいは又、電荷蓄積用電極２４の上方に位置する光電変換層２３の部分のみに光が入射するように遮光層９２を設け、あるいは又、オンチップ・マイクロ・レンズ９０を設計することで、第１電極２１の上方（あるいは、第１電極２１及び転送制御用電極２５の上方）に位置する光電変換層２３の部分は光電変換に寄与しなくなるので、全画素をより確実に一斉にリセットすることができ、グローバルシャッター機能を一層容易に実現することができる。即ち、これらの構成、構造を有する撮像素子を、複数、備えた固体撮像装置の駆動方法にあっては、
　全ての撮像素子において、一斉に、光電変換層２３に電荷を蓄積しながら、第１電極２１における電荷を系外に排出し、その後、
　全ての撮像素子において、一斉に、光電変換層２３に蓄積された電荷を第１電極２１に転送し、転送完了後、順次、各撮像素子において第１電極２１に転送された電荷を読み出す、
各工程を繰り返す。
　このような固体撮像装置の駆動方法にあっては、各撮像素子は、第２電極側から入射した光が第１電極には入射しない構造を有し、全ての撮像素子において、一斉に、光電変換層に電荷を蓄積しながら、第１電極における電荷を系外に排出するので、全撮像素子において同時に第１電極のリセットを確実に行うことができる。そして、その後、全ての撮像素子において、一斉に、光電変換層に蓄積された電荷を第１電極に転送し、転送完了後、順次、各撮像素子において第１電極に転送された電荷を読み出す。それ故、所謂グローバルシャッター機能を容易に実現することができる。
　また、実施例８の変形例として、図４６に示すように、第１電極２１に最も近い位置から電荷蓄積用電極２４に向けて、複数の転送制御用電極を設けてもよい。尚、図４７には、２つの転送制御用電極２５Ａ，２５Ｂを設けた例を示した。そして、電荷蓄積用電極２４及び第２電極２２上方にはオンチップ・マイクロ・レンズ９０が設けられており、オンチップ・マイクロ・レンズ９０に入射する光は、電荷蓄積用電極２４に集光され、第１電極２１及び転送制御用電極２５Ａ，２５Ｂには到達しない構造とすることもできる。
　図２７及び図２８に示した実施例１０にあっては、電荷蓄積用電極セグメント２４1，２４2，２４3の厚さを漸次薄くすることで、絶縁層セグメント８２1，８２2，８２3の厚さを漸次厚くしている。一方、実施例１０の変形例における電荷蓄積用電極、光電変換層及び第２電極が積層された部分を拡大した模式的な一部断面図を図４８に示すように、電荷蓄積用電極セグメント２４1，２４2，２４3の厚さを一定とし、絶縁層セグメント８２1，８２2，８２3の厚さを漸次厚くしてもよい。尚、光電変換層セグメント２３1，２３2，２３3の厚さは一定である。
　また、図２９に示した実施例１１にあっては、電荷蓄積用電極セグメント２４1，２４2，２４3の厚さを漸次薄くすることで、光電変換層セグメント２３1，２３2，２３3の厚さを漸次厚くしている。一方、実施例１１の変形例における電荷蓄積用電極、光電変換層及び第２電極が積層された部分を拡大した模式的な一部断面図を図４９に示すように、電荷蓄積用電極セグメント２４1，２４2，２４3の厚さを一定とし、絶縁層セグメント８２1，８２2，８２3の厚さを漸次薄くすることで、光電変換層セグメント２３1，２３2，２３3の厚さを漸次厚くしてもよい。
　以上に説明した各種の変形例は、実施例４以外の実施例に対しても適用することができることは云うまでもない。
　実施例においては、電子を信号電荷としており、半導体基板に形成された光電変換層の導電型をｎ型としたが、正孔を信号電荷とする固体撮像装置にも適用できる。この場合には、各半導体領域を逆の導電型の半導体領域で構成すればよく、半導体基板に形成された光電変換層の導電型はｐ型とすればよい。
　また、実施例にあっては、入射光量に応じた信号電荷を物理量として検知する単位画素が行列状に配置されて成るＣＭＯＳ型固体撮像装置に適用した場合を例に挙げて説明したが、ＣＭＯＳ型固体撮像装置への適用に限られるものではなく、ＣＣＤ型固体撮像装置に適用することもできる。後者の場合、信号電荷は、ＣＣＤ型構造の垂直転送レジスタによって垂直方向に転送され、水平転送レジスタによって水平方向に転送され、増幅されることにより画素信号（画像信号）が出力される。また、画素が２次元マトリクス状に形成され、画素列毎にカラム信号処理回路を配置して成るカラム方式の固体撮像装置全般に限定するものでもない。更には、場合によっては、選択トランジスタを省略することもできる。
　更には、本開示の撮像素子、積層型撮像素子は、可視光の入射光量の分布を検知して画像として撮像する固体撮像装置への適用に限らず、赤外線やＸ線、あるいは、粒子等の入射量の分布を画像として撮像する固体撮像装置にも適用可能である。また、広義には、圧力や静電容量等、他の物理量の分布を検知して画像として撮像する指紋検出センサ等の固体撮像装置（物理量分布検知装置）全般に対して適用可能である。
　更には、撮像領域の各単位画素を行単位で順に走査して各単位画素から画素信号を読み出す固体撮像装置に限られるものではない。画素単位で任意の画素を選択して、選択画素から画素単位で画素信号を読み出すＸ－Ｙアドレス型の固体撮像装置に対しても適用可能である。固体撮像装置はワンチップとして形成された形態であってもよいし、撮像領域と、駆動回路又は光学系とを纏めてパッケージングされた撮像機能を有するモジュール状の形態であってもよい。
　また、固体撮像装置への適用に限られるものではなく、撮像装置にも適用可能である。ここで、撮像装置とは、デジタルスチルカメラやビデオカメラ等のカメラシステムや、携帯電話機等の撮像機能を有する電子機器を指す。電子機器に搭載されるモジュール状の形態、即ち、カメラモジュールを撮像装置とする場合もある。
　本開示の撮像素子、積層型撮像素子から構成された固体撮像装置２０１を電子機器（カメラ）２００に用いた例を、図５０に概念図として示す。電子機器２００は、固体撮像装置２０１、光学レンズ２１０、シャッタ装置２１１、駆動回路２１２、及び、信号処理回路２１３を有する。光学レンズ２１０は、被写体からの像光（入射光）を固体撮像装置２０１の撮像面上に結像させる。これにより固体撮像装置２０１内に、一定期間、信号電荷が蓄積される。シャッタ装置２１１は、固体撮像装置２０１への光照射期間及び遮光期間を制御する。駆動回路２１２は、固体撮像装置２０１の転送動作等及びシャッタ装置２１１のシャッタ動作を制御する駆動信号を供給する。駆動回路２１２から供給される駆動信号（タイミング信号）により、固体撮像装置２０１の信号転送を行う。信号処理回路２１３は、各種の信号処理を行う。信号処理が行われた映像信号は、メモリ等の記憶媒体に記憶され、あるいは、モニタに出力される。このような電子機器２００では、固体撮像装置２０１における画素サイズの微細化及び転送効率の向上を達成することができるので、画素特性の向上が図られた電子機器２００を得ることができる。固体撮像装置２０１を適用できる電子機器２００としては、カメラに限られるものではなく、デジタルスチルカメラ、携帯電話機等のモバイル機器向けカメラモジュール等の撮像装置に適用可能である。
　本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット等のいずれかの種類の移動体に搭載される装置として実現されてもよい。
　図５３は、本開示に係る技術が適用され得る移動体制御システムの一例である車両制御システムの概略的な構成例を示すブロック図である。
　車両制御システム１２０００は、通信ネットワーク１２００１を介して接続された複数の電子制御ユニットを備える。図５３に示した例では、車両制御システム１２０００は、駆動系制御ユニット１２０１０、ボディ系制御ユニット１２０２０、車外情報検出ユニット１２０３０、車内情報検出ユニット１２０４０、及び統合制御ユニット１２０５０を備える。また、統合制御ユニット１２０５０の機能構成として、マイクロコンピュータ１２０５１、音声画像出力部１２０５２、及び車載ネットワークＩ／Ｆ（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）１２０５３が図示されている。
　駆動系制御ユニット１２０１０は、各種プログラムにしたがって車両の駆動系に関連する装置の動作を制御する。例えば、駆動系制御ユニット１２０１０は、内燃機関又は駆動用モータ等の車両の駆動力を発生させるための駆動力発生装置、駆動力を車輪に伝達するための駆動力伝達機構、車両の舵角を調節するステアリング機構、及び、車両の制動力を発生させる制動装置等の制御装置として機能する。
　ボディ系制御ユニット１２０２０は、各種プログラムにしたがって車体に装備された各種装置の動作を制御する。例えば、ボディ系制御ユニット１２０２０は、キーレスエントリシステム、スマートキーシステム、パワーウィンドウ装置、あるいは、ヘッドランプ、バックランプ、ブレーキランプ、ウィンカー又はフォグランプ等の各種ランプの制御装置として機能する。この場合、ボディ系制御ユニット１２０２０には、鍵を代替する携帯機から発信される電波又は各種スイッチの信号が入力され得る。ボディ系制御ユニット１２０２０は、これらの電波又は信号の入力を受け付け、車両のドアロック装置、パワーウィンドウ装置、ランプ等を制御する。
　車外情報検出ユニット１２０３０は、車両制御システム１２０００を搭載した車両の外部の情報を検出する。例えば、車外情報検出ユニット１２０３０には、撮像部１２０３１が接続される。車外情報検出ユニット１２０３０は、撮像部１２０３１に車外の画像を撮像させるとともに、撮像された画像を受信する。車外情報検出ユニット１２０３０は、受信した画像に基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等の物体検出処理又は距離検出処理を行ってもよい。
　撮像部１２０３１は、光を受光し、その光の受光量に応じた電気信号を出力する光センサである。撮像部１２０３１は、電気信号を画像として出力することもできるし、測距の情報として出力することもできる。また、撮像部１２０３１が受光する光は、可視光であっても良いし、赤外線等の非可視光であっても良い。
　車内情報検出ユニット１２０４０は、車内の情報を検出する。車内情報検出ユニット１２０４０には、例えば、運転者の状態を検出する運転者状態検出部１２０４１が接続される。運転者状態検出部１２０４１は、例えば運転者を撮像するカメラを含み、車内情報検出ユニット１２０４０は、運転者状態検出部１２０４１から入力される検出情報に基づいて、運転者の疲労度合い又は集中度合いを算出してもよいし、運転者が居眠りをしていないかを判別してもよい。
　マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車内外の情報に基づいて、駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置の制御目標値を演算し、駆動系制御ユニット１２０１０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両の衝突回避あるいは衝撃緩和、車間距離に基づく追従走行、車速維持走行、車両の衝突警告、又は車両のレーン逸脱警告等を含むＡＤＡＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ　Ｄｒｉｖｅｒ　Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ　Ｓｙｓｔｅｍ）の機能実現を目的とした協調制御を行うことができる。
　また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車両の周囲の情報に基づいて駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置等を制御することにより、運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
　また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で取得される車外の情報に基づいて、ボディ系制御ユニット１２０２０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で検知した先行車又は対向車の位置に応じてヘッドランプを制御し、ハイビームをロービームに切り替える等の防眩を図ることを目的とした協調制御を行うことができる。
　音声画像出力部１２０５２は、車両の搭乗者又は車外に対して、視覚的又は聴覚的に情報を通知することが可能な出力装置へ音声及び画像のうちの少なくとも一方の出力信号を送信する。図５３の例では、出力装置として、オーディオスピーカ１２０６１、表示部１２０６２及びインストルメントパネル１２０６３が例示されている。表示部１２０６２は、例えば、オンボードディスプレイ及びヘッドアップディスプレイの少なくとも一つを含んでいてもよい。
　図５４は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。
　図５４では、車両１２１００は、撮像部１２０３１として、撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５を有する。
　撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５は、例えば、車両１２１００のフロントノーズ、サイドミラー、リアバンパ、バックドア及び車室内のフロントガラスの上部等の位置に設けられる。フロントノーズに備えられる撮像部１２１０１及び車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部１２１０５は、主として車両１２１００の前方の画像を取得する。サイドミラーに備えられる撮像部１２１０２，１２１０３は、主として車両１２１００の側方の画像を取得する。リアバンパ又はバックドアに備えられる撮像部１２１０４は、主として車両１２１００の後方の画像を取得する。撮像部１２１０１及び１２１０５で取得される前方の画像は、主として先行車両又は、歩行者、障害物、信号機、交通標識又は車線等の検出に用いられる。
　なお、図５４には、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮影範囲の一例が示されている。撮像範囲１２１１１は、フロントノーズに設けられた撮像部１２１０１の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１２，１２１１３は、それぞれサイドミラーに設けられた撮像部１２１０２，１２１０３の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１４は、リアバンパ又はバックドアに設けられた撮像部１２１０４の撮像範囲を示す。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４で撮像された画像データが重ね合わせられることにより、車両１２１００を上方から見た俯瞰画像が得られる。
　撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、距離情報を取得する機能を有していてもよい。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、複数の撮像素子からなるステレオカメラであってもよいし、位相差検出用の画素を有する撮像素子であってもよい。
　例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を基に、撮像範囲１２１１１ないし１２１１４内における各立体物までの距離と、この距離の時間的変化（車両１２１００に対する相対速度）を求めることにより、特に車両１２１００の進行路上にある最も近い立体物で、車両１２１００と略同じ方向に所定の速度（例えば、０ｋｍ／ｈ以上）で走行する立体物を先行車として抽出することができる。さらに、マイクロコンピュータ１２０５１は、先行車の手前に予め確保すべき車間距離を設定し、自動ブレーキ制御（追従停止制御も含む）や自動加速制御（追従発進制御も含む）等を行うことができる。このように運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
　例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を元に、立体物に関する立体物データを、２輪車、普通車両、大型車両、歩行者、電柱等その他の立体物に分類して抽出し、障害物の自動回避に用いることができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両１２１００の周辺の障害物を、車両１２１００のドライバが視認可能な障害物と視認困難な障害物とに識別する。そして、マイクロコンピュータ１２０５１は、各障害物との衝突の危険度を示す衝突リスクを判断し、衝突リスクが設定値以上で衝突可能性がある状況であるときには、オーディオスピーカ１２０６１や表示部１２０６２を介してドライバに警報を出力することや、駆動系制御ユニット１２０１０を介して強制減速や回避操舵を行うことで、衝突回避のための運転支援を行うことができる。
　撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、赤外線を検出する赤外線カメラであってもよい。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在するか否かを判定することで歩行者を認識することができる。かかる歩行者の認識は、例えば赤外線カメラとしての撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像における特徴点を抽出する手順と、物体の輪郭を示す一連の特徴点にパターンマッチング処理を行って歩行者か否かを判別する手順によって行われる。マイクロコンピュータ１２０５１が、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在すると判定し、歩行者を認識すると、音声画像出力部１２０５２は、当該認識された歩行者に強調のための方形輪郭線を重畳表示するように、表示部１２０６２を制御する。また、音声画像出力部１２０５２は、歩行者を示すアイコン等を所望の位置に表示するように表示部１２０６２を制御してもよい。
　また、例えば、本開示に係る技術は、内視鏡手術システムに適用されてもよい。
　図５５は、本開示に係る技術（本技術）が適用され得る内視鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。
　図５５では、術者（医師）１１１３１が、内視鏡手術システム１１０００を用いて、患者ベッド１１１３３上の患者１１１３２に手術を行っている様子が図示されている。図示するように、内視鏡手術システム１１０００は、内視鏡１１１００と、気腹チューブ１１１１１やエネルギー処置具１１１１２等の、その他の術具１１１１０と、内視鏡１１１００を支持する支持アーム装置１１１２０と、内視鏡下手術のための各種の装置が搭載されたカート１１２００と、から構成される。
　内視鏡１１１００は、先端から所定の長さの領域が患者１１１３２の体腔内に挿入される鏡筒１１１０１と、鏡筒１１１０１の基端に接続されるカメラヘッド１１１０２と、から構成される。図示する例では、硬性の鏡筒１１１０１を有するいわゆる硬性鏡として構成される内視鏡１１１００を図示しているが、内視鏡１１１００は、軟性の鏡筒を有するいわゆる軟性鏡として構成されてもよい。
　鏡筒１１１０１の先端には、対物レンズが嵌め込まれた開口部が設けられている。内視鏡１１１００には光源装置１１２０３が接続されており、当該光源装置１１２０３によって生成された光が、鏡筒１１１０１の内部に延設されるライトガイドによって当該鏡筒の先端まで導光され、対物レンズを介して患者１１１３２の体腔内の観察対象に向かって照射される。なお、内視鏡１１１００は、直視鏡であってもよいし、斜視鏡又は側視鏡であってもよい。
　カメラヘッド１１１０２の内部には光学系及び撮像素子が設けられており、観察対象からの反射光（観察光）は当該光学系によって当該撮像素子に集光される。当該撮像素子によって観察光が光電変換され、観察光に対応する電気信号、すなわち観察像に対応する画像信号が生成される。当該画像信号は、ＲＡＷデータとしてカメラコントロールユニット（ＣＣＵ：　Ｃａｍｅｒａ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）１１２０１に送信される。
　ＣＣＵ１１２０１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）やＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）等によって構成され、内視鏡１１１００及び表示装置１１２０２の動作を統括的に制御する。さらに、ＣＣＵ１１２０１は、カメラヘッド１１１０２から画像信号を受け取り、その画像信号に対して、例えば現像処理（デモザイク処理）等の、当該画像信号に基づく画像を表示するための各種の画像処理を施す。
　表示装置１１２０２は、ＣＣＵ１１２０１からの制御により、当該ＣＣＵ１１２０１によって画像処理が施された画像信号に基づく画像を表示する。
　光源装置１１２０３は、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）等の光源から構成され、術部等を撮影する際の照射光を内視鏡１１１００に供給する。
　入力装置１１２０４は、内視鏡手術システム１１０００に対する入力インタフェースである。ユーザは、入力装置１１２０４を介して、内視鏡手術システム１１０００に対して各種の情報の入力や指示入力を行うことができる。例えば、ユーザは、内視鏡１１１００による撮像条件（照射光の種類、倍率及び焦点距離等）を変更する旨の指示等を入力する。
　処置具制御装置１１２０５は、組織の焼灼、切開又は血管の封止等のためのエネルギー処置具１１１１２の駆動を制御する。気腹装置１１２０６は、内視鏡１１１００による視野の確保及び術者の作業空間の確保の目的で、患者１１１３２の体腔を膨らめるために、気腹チューブ１１１１１を介して当該体腔内にガスを送り込む。レコーダ１１２０７は、手術に関する各種の情報を記録可能な装置である。プリンタ１１２０８は、手術に関する各種の情報を、テキスト、画像又はグラフ等各種の形式で印刷可能な装置である。
　なお、内視鏡１１１００に術部を撮影する際の照射光を供給する光源装置１１２０３は、例えばＬＥＤ、レーザ光源又はこれらの組み合わせによって構成される白色光源から構成することができる。ＲＧＢレーザ光源の組み合わせにより白色光源が構成される場合には、各色（各波長）の出力強度及び出力タイミングを高精度に制御することができるため、光源装置１１２０３において撮像画像のホワイトバランスの調整を行うことができる。また、この場合には、ＲＧＢレーザ光源それぞれからのレーザ光を時分割で観察対象に照射し、その照射タイミングに同期してカメラヘッド１１１０２の撮像素子の駆動を制御することにより、ＲＧＢそれぞれに対応した画像を時分割で撮像することも可能である。当該方法によれば、当該撮像素子にカラーフィルタを設けなくても、カラー画像を得ることができる。
　また、光源装置１１２０３は、出力する光の強度を所定の時間ごとに変更するようにその駆動が制御されてもよい。その光の強度の変更のタイミングに同期してカメラヘッド１１１０２の撮像素子の駆動を制御して時分割で画像を取得し、その画像を合成することにより、いわゆる黒つぶれ及び白とびのない高ダイナミックレンジの画像を生成することができる。
　また、光源装置１１２０３は、特殊光観察に対応した所定の波長帯域の光を供給可能に構成されてもよい。特殊光観察では、例えば、体組織における光の吸収の波長依存性を利用して、通常の観察時における照射光（すなわち、白色光）に比べて狭帯域の光を照射することにより、粘膜表層の血管等の所定の組織を高コントラストで撮影する、いわゆる狭帯域光観察（Ｎａｒｒｏｗ　Ｂａｎｄ　Ｉｍａｇｉｎｇ）が行われる。あるいは、特殊光観察では、励起光を照射することにより発生する蛍光により画像を得る蛍光観察が行われてもよい。蛍光観察では、体組織に励起光を照射し当該体組織からの蛍光を観察すること（自家蛍光観察）、又はインドシアニングリーン（ＩＣＧ）等の試薬を体組織に局注するとともに当該体組織にその試薬の蛍光波長に対応した励起光を照射し蛍光像を得ること等を行うことができる。光源装置１１２０３は、このような特殊光観察に対応した狭帯域光及び／又は励起光を供給可能に構成され得る。
　図５６は、図５５に示すカメラヘッド１１１０２及びＣＣＵ１１２０１の機能構成の一例を示すブロック図である。
　カメラヘッド１１１０２は、レンズユニット１１４０１と、撮像部１１４０２と、駆動部１１４０３と、通信部１１４０４と、カメラヘッド制御部１１４０５と、を有する。ＣＣＵ１１２０１は、通信部１１４１１と、画像処理部１１４１２と、制御部１１４１３と、を有する。カメラヘッド１１１０２とＣＣＵ１１２０１とは、伝送ケーブル１１４００によって互いに通信可能に接続されている。
　レンズユニット１１４０１は、鏡筒１１１０１との接続部に設けられる光学系である。鏡筒１１１０１の先端から取り込まれた観察光は、カメラヘッド１１１０２まで導光され、当該レンズユニット１１４０１に入射する。レンズユニット１１４０１は、ズームレンズ及びフォーカスレンズを含む複数のレンズが組み合わされて構成される。
　撮像部１１４０２は、撮像素子で構成される。撮像部１１４０２を構成する撮像素子は、１つ（いわゆる単板式）であってもよいし、複数（いわゆる多板式）であってもよい。撮像部１１４０２が多板式で構成される場合には、例えば各撮像素子によってＲＧＢそれぞれに対応する画像信号が生成され、それらが合成されることによりカラー画像が得られてもよい。あるいは、撮像部１１４０２は、３Ｄ（Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ）表示に対応する右目用及び左目用の画像信号をそれぞれ取得するための１対の撮像素子を有するように構成されてもよい。３Ｄ表示が行われることにより、術者１１１３１は術部における生体組織の奥行きをより正確に把握することが可能になる。なお、撮像部１１４０２が多板式で構成される場合には、各撮像素子に対応して、レンズユニット１１４０１も複数系統設けられ得る。
　また、撮像部１１４０２は、必ずしもカメラヘッド１１１０２に設けられなくてもよい。例えば、撮像部１１４０２は、鏡筒１１１０１の内部に、対物レンズの直後に設けられてもよい。
　駆動部１１４０３は、アクチュエータによって構成され、カメラヘッド制御部１１４０５からの制御により、レンズユニット１１４０１のズームレンズ及びフォーカスレンズを光軸に沿って所定の距離だけ移動させる。これにより、撮像部１１４０２による撮像画像の倍率及び焦点が適宜調整され得る。
　通信部１１４０４は、ＣＣＵ１１２０１との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部１１４０４は、撮像部１１４０２から得た画像信号をＲＡＷデータとして伝送ケーブル１１４００を介してＣＣＵ１１２０１に送信する。
　また、通信部１１４０４は、ＣＣＵ１１２０１から、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を受信し、カメラヘッド制御部１１４０５に供給する。当該制御信号には、例えば、撮像画像のフレームレートを指定する旨の情報、撮像時の露出値を指定する旨の情報、並びに／又は撮像画像の倍率及び焦点を指定する旨の情報等、撮像条件に関する情報が含まれる。
　なお、上記のフレームレートや露出値、倍率、焦点等の撮像条件は、ユーザによって適宜指定されてもよいし、取得された画像信号に基づいてＣＣＵ１１２０１の制御部１１４１３によって自動的に設定されてもよい。後者の場合には、いわゆるＡＥ（Ａｕｔｏ　Ｅｘｐｏｓｕｒｅ）機能、ＡＦ（Ａｕｔｏ　Ｆｏｃｕｓ）機能及びＡＷＢ（Ａｕｔｏ　Ｗｈｉｔｅ　Ｂａｌａｎｃｅ）機能が内視鏡１１１００に搭載されていることになる。
　カメラヘッド制御部１１４０５は、通信部１１４０４を介して受信したＣＣＵ１１２０１からの制御信号に基づいて、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御する。
　通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２から、伝送ケーブル１１４００を介して送信される画像信号を受信する。
　また、通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２に対して、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を送信する。画像信号や制御信号は、電気通信や光通信等によって送信することができる。
　画像処理部１１４１２は、カメラヘッド１１１０２から送信されたＲＡＷデータである画像信号に対して各種の画像処理を施す。
　制御部１１４１３は、内視鏡１１１００による術部等の撮像、及び、術部等の撮像により得られる撮像画像の表示に関する各種の制御を行う。例えば、制御部１１４１３は、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を生成する。
　また、制御部１１４１３は、画像処理部１１４１２によって画像処理が施された画像信号に基づいて、術部等が映った撮像画像を表示装置１１２０２に表示させる。この際、制御部１１４１３は、各種の画像認識技術を用いて撮像画像内における各種の物体を認識してもよい。例えば、制御部１１４１３は、撮像画像に含まれる物体のエッジの形状や色等を検出することにより、鉗子等の術具、特定の生体部位、出血、エネルギー処置具１１１１２の使用時のミスト等を認識することができる。制御部１１４１３は、表示装置１１２０２に撮像画像を表示させる際に、その認識結果を用いて、各種の手術支援情報を当該術部の画像に重畳表示させてもよい。手術支援情報が重畳表示され、術者１１１３１に提示されることにより、術者１１１３１の負担を軽減することや、術者１１１３１が確実に手術を進めることが可能になる。
　カメラヘッド１１１０２及びＣＣＵ１１２０１を接続する伝送ケーブル１１４００は、電気信号の通信に対応した電気信号ケーブル、光通信に対応した光ファイバ、又はこれらの複合ケーブルである。
　ここで、図示する例では、伝送ケーブル１１４００を用いて有線で通信が行われていたが、カメラヘッド１１１０２とＣＣＵ１１２０１との間の通信は無線で行われてもよい。
　なお、ここでは、一例として内視鏡手術システムについて説明したが、本開示に係る技術は、その他、例えば、顕微鏡手術システム等に適用されてもよい。
　尚、本開示は、以下のような構成を取ることもできる。
［Ａ０１］《固体撮像装置：第１の態様》
　Ｐ×Ｑ個（但し、Ｐ≧２，Ｑ≧１）の撮像素子から構成された撮像素子ブロックを、複数、有しており、
　各撮像素子は、光電変換層、絶縁層、及び、絶縁層を介して光電変換層と対向して配置された電荷蓄積用電極を備えた光電変換部を有しており、
　撮像素子ブロックにおいて、撮像素子と撮像素子との間には、第１電荷移動制御電極が設けられており、
　撮像素子ブロックと撮像素子ブロックとの間には、第２電荷移動制御電極が設けられており、
　撮像素子ブロックにおいて、第１の方向に沿ってＰ個の撮像素子が配列されており、第２の方向に沿ってＱ個の撮像素子が配列されており、
　第１電荷移動制御電極の制御下、第１の方向に沿って第１番目の撮像素子から第（Ｐ－１）番目の撮像素子の光電変換層に蓄積された電荷は、第Ｐ番目の撮像素子の光電変換層に転送され、Ｑ個の第Ｐ番目の撮像素子の光電変換層に蓄積された電荷と共に読み出される固体撮像装置。
［Ａ０２］第２電荷移動制御電極の制御下、隣接する撮像素子ブロック間における撮像素子の間での、光電変換層に蓄積された電荷の移動は禁止される［Ａ０１］に記載の固体撮像装置。
［Ａ０３］撮像素子は、第１電極及び第２電極を更に備えており、
　光電変換部は、第１電極、光電変換層及び第２電極が積層されて成り、
　電荷蓄積用電極は、第１電極と離間して配置され、且つ、絶縁層を介して光電変換層と対向して配置されており、
　撮像素子ブロックにおいて、第Ｐ番目の撮像素子を構成するＱ個の撮像素子の第１電極は共有されている［Ａ０１］又は［Ａ０２］に記載の固体撮像装置。
［Ａ０４］各撮像素子ブロックは、制御部を有しており、
　制御部は、少なくとも浮遊拡散層及び増幅トランジスタから構成されており、
　共有された第１電極は、制御部に接続されている［Ａ０３］に記載の固体撮像装置。
［Ａ０５］複数の撮像素子ブロックは、第１の方向、及び、第１の方向とは異なる第２の方向に、２次元マトリクス状に配列されており、
　第２電荷移動制御電極は、第１の方向に沿って隣接する撮像素子ブロックを構成する撮像素子の間に位置する第２－Ａ電荷移動制御電極を備えており、
　第２－Ａ電荷移動制御電極の制御下、第１の方向に沿って隣接する撮像素子ブロック間における撮像素子の間での、光電変換層に蓄積された電荷の移動は禁止される［Ａ０１］乃至［Ａ０４］のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
［Ａ０６］第２電荷移動制御電極は、第２の方向に沿って隣接する撮像素子ブロックを構成する撮像素子の間に位置する第２－Ｂ電荷移動制御電極を備えており、
　第２－Ｂ電荷移動制御電極の制御下、第２の方向に沿って隣接する撮像素子ブロック間における撮像素子の間での、光電変換層に蓄積された電荷の移動は禁止される［Ａ０５］に記載の固体撮像装置。
［Ａ０７］第１電荷移動制御電極は、撮像素子ブロックにおいて、第１の方向に沿って隣接する撮像素子の間に位置する第１－Ａ電荷移動制御電極、及び、第２の方向に沿って隣接する撮像素子の間に位置する第１－Ｂ電荷移動制御電極を備えている［Ａ０５］又は［Ａ０６］に記載の固体撮像装置。
［Ａ０８］隣接する撮像素子ブロックにおいて、隣接する第２－Ｂ電荷移動制御電極は繋がっており、更に、第２－Ａ電荷移動制御電極が繋がっている［Ａ０６］に記載の固体撮像装置。
［Ａ０９］第１電荷移動制御電極は、撮像素子ブロックにおいて、第１の方向に沿って隣接する撮像素子の間に位置する第１－Ａ電荷移動制御電極、及び、第２の方向に沿って隣接する撮像素子の間に位置する第１－Ｂ電荷移動制御電極を備えている［Ａ０８］に記載の固体撮像装置。
［Ａ１０］撮像素子ブロックにおいて、第１－Ａ電荷移動制御電極及び第１－Ｂ電荷移動制御電極は繋がっている［Ａ０９］に記載の固体撮像装置。
［Ａ１１］撮像素子ブロックにおいて、隣接する第２－Ｂ電荷移動制御電極は繋がっており、更に、隣接する撮像素子ブロックにおいて、隣接する第２－Ｂ電荷移動制御電極は繋がっている［Ａ０６］に記載の固体撮像装置。
［Ａ１２］第１電荷移動制御電極は、撮像素子ブロックにおいて、第１の方向に沿って隣接する撮像素子の間に位置する第１－Ａ電荷移動制御電極、及び、第２の方向に沿って隣接する撮像素子の間に位置する第１－Ｂ電荷移動制御電極を備えている［Ａ１１］に記載の固体撮像装置。
［Ａ１３］撮像素子ブロックにおいて、第１－Ｂ電荷移動制御電極は繋がっている［Ａ１２］に記載の固体撮像装置。
［Ａ１４］第１電荷移動制御電極及び第２電荷移動制御電極は、隣接する撮像素子の間に位置する光電変換層の領域に絶縁層を介して対向する領域に設けられている［Ａ０１］乃至［Ａ１３］のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
［Ａ１５］第１電荷移動制御電極及び第２電荷移動制御電極は、隣接する撮像素子の間に位置する光電変換層の領域上に、第２電極と離間して設けられている［Ａ０１］乃至［Ａ１３］のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
［Ｂ０１］半導体基板を更に備えており、
　光電変換部は、半導体基板の上方に配置されている［Ａ０１］乃至［Ａ１５］のいずれか１項に記載の撮像素子。
［Ｂ０２］第１電極と電荷蓄積用電極との間に、第１電極及び電荷蓄積用電極と離間して配置され、且つ、絶縁層を介して光電変換層と対向して配置された転送制御用電極を更に備えている［Ａ０１］乃至［Ｂ０１］のいずれか１項に記載の撮像素子。
［Ｂ０３］電荷蓄積用電極は、複数の電荷蓄積用電極セグメントから構成されている［Ａ０１］乃至［Ｂ０２］のいずれか１項に記載の撮像素子。
［Ｂ０４］電荷蓄積用電極の大きさは第１電極よりも大きい［Ａ０１］乃至［Ｂ０３］のいずれか１項に記載の撮像素子。
［Ｂ０５］第１電極は、絶縁層に設けられた開口部内を延在し、光電変換層と接続されている［Ａ０１］乃至［Ｂ０４］のいずれか１項に記載の撮像素子。
［Ｂ０６］光電変換層は、絶縁層に設けられた開口部内を延在し、第１電極と接続されている［Ａ０１］乃至［Ｂ０４］のいずれか１項に記載の撮像素子。
［Ｂ０７］第１電極の頂面の縁部は絶縁層で覆われており、
　開口部の底面には第１電極が露出しており、
　第１電極の頂面と接する絶縁層の面を第１面、電荷蓄積用電極と対向する光電変換層の部分と接する絶縁層の面を第２面としたとき、開口部の側面は、第１面から第２面に向かって広がる傾斜を有する［Ｂ０６］に記載の撮像素子。
［Ｂ０８］第１面から第２面に向かって広がる傾斜を有する開口部の側面は、電荷蓄積用電極側に位置する［Ｂ０７］に記載の撮像素子。
［Ｂ０９］《第１電極及び電荷蓄積用電極の電位の制御》
　半導体基板に設けられ、駆動回路を有する制御部を更に備えており、
　第１電極及び電荷蓄積用電極は、駆動回路に接続されており、
　電荷蓄積期間において、駆動回路から、第１電極に電位Ｖ11が印加され、電荷蓄積用電極に電位Ｖ31が印加され、光電変換層に電荷が蓄積され、
　第２電荷転送期間において、駆動回路から、第１電極に電位Ｖ13が印加され、電荷蓄積用電極に電位Ｖ33が印加され、光電変換層に蓄積された電荷が第１電極を経由して制御部に読み出される［Ａ０１］乃至［Ｂ０８］のいずれか１項に記載の撮像素子。
但し、第１電極の電位が第２電極より高い場合、
Ｖ31≧Ｖ11、且つ、Ｖ33＜Ｖ13
であり、第１電極の電位が第２電極より低い場合、
Ｖ31≦Ｖ11、且つ、Ｖ33＞Ｖ13
である。
［Ｂ１０］《電荷蓄積用電極セグメント》
　電荷蓄積用電極は、複数の電荷蓄積用電極セグメントから構成されている［Ａ０１］乃至［Ｂ０２］のいずれか１項に記載の撮像素子。
［Ｂ１１］第１電極の電位が第２電極より高い場合、第２電荷転送期間において、第１電極に最も近い所に位置する電荷蓄積用電極セグメントに印加される電位は、第１電極に最も遠い所に位置する電荷蓄積用電極セグメントに印加される電位よりも高く、
　第１電極の電位が第２電極より低い場合、第２電荷転送期間において、第１電極に最も近い所に位置する電荷蓄積用電極セグメントに印加される電位は、第１電極に最も遠い所に位置する電荷蓄積用電極セグメントに印加される電位よりも低い［Ｂ１０］に記載の撮像素子。
［Ｂ１２］半導体基板には、制御部を構成する少なくとも浮遊拡散層及び増幅トランジスタが設けられており、
　第１電極は、浮遊拡散層及び増幅トランジスタのゲート部に接続されている［Ａ０１］乃至［Ｂ１１］のいずれか１項に記載の撮像素子。
［Ｂ１３］半導体基板には、更に、制御部を構成するリセット・トランジスタ及び選択トランジスタが設けられており、
　浮遊拡散層は、リセット・トランジスタの一方のソース／ドレイン領域に接続されており、
　増幅トランジスタの一方のソース／ドレイン領域は、選択トランジスタの一方のソース／ドレイン領域に接続されており、選択トランジスタの他方のソース／ドレイン領域は信号線に接続されている［Ｂ１２］に記載の撮像素子。
［Ｂ１４］第２電極側から光が入射し、第２電極よりの光入射側には遮光層が形成されている［Ａ０１］乃至［Ｂ１３］のいずれか１項に記載の撮像素子。
［Ｂ１５］第２電極側から光が入射し、第１電極には光が入射しない［Ａ０１］乃至［Ｂ１３］のいずれか１項に記載の撮像素子。
［Ｂ１６］第２電極よりの光入射側であって、第１電極の上方には遮光層が形成されている［Ｂ１５］に記載の撮像素子。
［Ｂ１７］電荷蓄積用電極及び第２電極の上方にはオンチップ・マイクロ・レンズが設けられており、
　オンチップ・マイクロ・レンズに入射する光は、電荷蓄積用電極に集光される［Ｂ１５］に記載の撮像素子。
［Ｃ０１］《撮像素子：第１構成》
　光電変換部は、Ｎ個（但し、Ｎ≧２）の光電変換部セグメントから構成されており、
　光電変換層は、Ｎ個の光電変換層セグメントから構成されており、
　絶縁層は、Ｎ個の絶縁層セグメントから構成されており、
　電荷蓄積用電極は、Ｎ個の電荷蓄積用電極セグメントから構成されており、
　第ｎ番目（但し、ｎ＝１，２，３・・・Ｎ）の光電変換部セグメントは、第ｎ番目の電荷蓄積用電極セグメント、第ｎ番目の絶縁層セグメント及び第ｎ番目の光電変換層セグメントから構成されており、
　ｎの値が大きい光電変換部セグメントほど、第１電極から離れて位置し、
　第１番目の光電変換部セグメントから第Ｎ番目の光電変換部セグメントに亙り、絶縁層セグメントの厚さが、漸次、変化している［Ａ０１］乃至［Ｂ１７］のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
［Ｃ０２］《撮像素子：第２構成》
　光電変換部は、Ｎ個（但し、Ｎ≧２）の光電変換部セグメントから構成されており、
　光電変換層は、Ｎ個の光電変換層セグメントから構成されており、
　絶縁層は、Ｎ個の絶縁層セグメントから構成されており、
　電荷蓄積用電極は、Ｎ個の電荷蓄積用電極セグメントから構成されており、
　第ｎ番目（但し、ｎ＝１，２，３・・・Ｎ）の光電変換部セグメントは、第ｎ番目の電荷蓄積用電極セグメント、第ｎ番目の絶縁層セグメント及び第ｎ番目の光電変換層セグメントから構成されており、
　ｎの値が大きい光電変換部セグメントほど、第１電極から離れて位置し、
　第１番目の光電変換部セグメントから第Ｎ番目の光電変換部セグメントに亙り、光電変換層セグメントの厚さが、漸次、変化している［Ａ０１］乃至［Ｂ１７］のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
［Ｃ０３］《撮像素子：第３構成》
　光電変換部は、Ｎ個（但し、Ｎ≧２）の光電変換部セグメントから構成されており、
　光電変換層は、Ｎ個の光電変換層セグメントから構成されており、
　絶縁層は、Ｎ個の絶縁層セグメントから構成されており、
　電荷蓄積用電極は、Ｎ個の電荷蓄積用電極セグメントから構成されており、
　第ｎ番目（但し、ｎ＝１，２，３・・・Ｎ）の光電変換部セグメントは、第ｎ番目の電荷蓄積用電極セグメント、第ｎ番目の絶縁層セグメント及び第ｎ番目の光電変換層セグメントから構成されており、
　ｎの値が大きい光電変換部セグメントほど、第１電極から離れて位置し、
　隣接する光電変換部セグメントにおいて、絶縁層セグメントを構成する材料が異なる［Ａ０１］乃至［Ｂ１７］のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
［Ｃ０４］《撮像素子：第４構成》
　光電変換部は、Ｎ個（但し、Ｎ≧２）の光電変換部セグメントから構成されており、
　光電変換層は、Ｎ個の光電変換層セグメントから構成されており、
　絶縁層は、Ｎ個の絶縁層セグメントから構成されており、
　電荷蓄積用電極は、相互に離間されて配置された、Ｎ個の電荷蓄積用電極セグメントから構成されており、
　第ｎ番目（但し、ｎ＝１，２，３・・・Ｎ）の光電変換部セグメントは、第ｎ番目の電荷蓄積用電極セグメント、第ｎ番目の絶縁層セグメント及び第ｎ番目の光電変換層セグメントから構成されており、
　ｎの値が大きい光電変換部セグメントほど、第１電極から離れて位置し、
　隣接する光電変換部セグメントにおいて、電荷蓄積用電極セグメントを構成する材料が異なる［Ａ０１］乃至［Ｂ１７］のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
［Ｃ０５］《撮像素子：第５構成》
　光電変換部は、Ｎ個（但し、Ｎ≧２）の光電変換部セグメントから構成されており、
　光電変換層は、Ｎ個の光電変換層セグメントから構成されており、
　絶縁層は、Ｎ個の絶縁層セグメントから構成されており、
　電荷蓄積用電極は、相互に離間されて配置された、Ｎ個の電荷蓄積用電極セグメントから構成されており、
　第ｎ番目（但し、ｎ＝１，２，３・・・Ｎ）の光電変換部セグメントは、第ｎ番目の電荷蓄積用電極セグメント、第ｎ番目の絶縁層セグメント及び第ｎ番目の光電変換層セグメントから構成されており、
　ｎの値が大きい光電変換部セグメントほど、第１電極から離れて位置し、
　第１番目の光電変換部セグメントから第Ｎ番目の光電変換部セグメントに亙り、電荷蓄積用電極セグメントの面積が、漸次、小さくなっている［Ａ０１］乃至［Ｂ１７］のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
［Ｃ０６］《撮像素子：第６構成》
　電荷蓄積用電極と絶縁層と光電変換層の積層方向をＺ方向、第１電極から離れる方向をＸ方向としたとき、ＹＺ仮想平面で電荷蓄積用電極と絶縁層と光電変換層が積層された積層部分を切断したときの積層部分の断面積は、第１電極からの距離に依存して変化する［Ａ０１］乃至［Ｂ１７］のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
［Ｄ０１］《固体撮像装置：第２の態様》
　［Ａ０１］乃至［Ｃ０６］のいずれか１項に記載の撮像素子を少なくとも１つ有する積層型撮像素子を備えている固体撮像装置。
［Ｄ０２］［Ａ０１］乃至［Ｃ０６］のいずれか１項に記載の複数の撮像素子ブロックの下方には、少なくとも１層の下方撮像素子ブロックが設けられており、
　下方撮像素子ブロックは、複数の撮像素子から構成されており、
　撮像素子ブロックを構成する撮像素子が受光する光の波長と、下方撮像素子ブロックを構成する撮像素子が受光する光の波長とは、異なる［Ｄ０１］に記載の固体撮像装置。
［Ｄ０３］下方撮像素子ブロックは、２層、設けられている［Ｄ０１］又は［Ｄ０２］の記載の固体撮像装置。
［Ｄ０４］下方撮像素子ブロックを構成する複数の撮像素子は、共有された浮遊拡散層を備えている［Ｄ０１］乃至［Ｄ０３］のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
［Ｅ０１］《固体撮像装置の駆動方法》
　Ｐ×Ｑ個（但し、Ｐ≧２，Ｑ≧１）の撮像素子から構成された撮像素子ブロックを、複数、有しており、
　各撮像素子は、光電変換層、絶縁層、及び、絶縁層を介して光電変換層と対向して配置された電荷蓄積用電極を備えた光電変換部を有しており、
　撮像素子ブロックにおいて、撮像素子と撮像素子との間には、第１電荷移動制御電極が設けられており、
　撮像素子ブロックと撮像素子ブロックとの間には、第２電荷移動制御電極が設けられており、
　撮像素子ブロックにおいて、第１の方向に沿ってＰ個の撮像素子が配列されており、第２の方向に沿ってＱ個の撮像素子が配列されている固体撮像装置の駆動方法であって、
　第１電荷移動制御電極の制御下、第１の方向に沿って第１番目の撮像素子から第（Ｐ－１）番目の撮像素子の光電変換層に蓄積された電荷を、第Ｐ番目の撮像素子の光電変換層に転送し、Ｑ個の第Ｐ番目の撮像素子の光電変換層に蓄積された電荷と共に読み出す固体撮像装置の駆動方法。
［Ｅ０２］第２電荷移動制御電極の制御下、隣接する撮像素子ブロック間における撮像素子の間での、光電変換層に蓄積された電荷の移動を禁止する［Ｅ０１］に記載の固体撮像装置の駆動方法。
［Ｅ０３］撮像素子は、第１電極及び第２電極を更に備えており、
　光電変換部は、第１電極、光電変換層及び第２電極が積層されて成り、
　電荷蓄積用電極は、第１電極と離間して配置され、且つ、絶縁層を介して光電変換層と対向して配置されており、
　撮像素子ブロックにおいて、第Ｐ番目の撮像素子を構成するＱ個の撮像素子の第１電極は共有されている［Ｅ０１］又は［Ｅ０２］に記載の固体撮像装置の駆動方法。
［Ｅ０４］各撮像素子ブロックは、制御部を有しており、
　制御部は、少なくとも浮遊拡散層及び増幅トランジスタから構成されており、
　共有された第１電極は、制御部に接続されている［Ｅ０３］に記載の固体撮像装置の駆動方法。
［Ｅ０５］複数の撮像素子ブロックは、第１の方向、及び、第１の方向とは異なる第２の方向に、２次元マトリクス状に配列されており、
　第２電荷移動制御電極は、第１の方向に沿って隣接する撮像素子ブロックを構成する撮像素子の間に位置する第２－Ａ電荷移動制御電極を備えており、
　第２－Ａ電荷移動制御電極の制御下、第１の方向に沿って隣接する撮像素子ブロック間における撮像素子の間での、光電変換層に蓄積された電荷の移動を禁止する［Ｅ０１］乃至［Ｅ０４］のいずれか１項に記載の固体撮像装置の駆動方法。
［Ｅ０６］第２電荷移動制御電極は、第２の方向に沿って隣接する撮像素子ブロックを構成する撮像素子の間に位置する第２－Ｂ電荷移動制御電極を備えており、
　第２－Ｂ電荷移動制御電極の制御下、第２の方向に沿って隣接する撮像素子ブロック間における撮像素子の間での、光電変換層に蓄積された電荷の移動を禁止する［Ｅ０５］に記載の固体撮像装置の駆動方法。
［Ｅ０７］第１電荷移動制御電極は、撮像素子ブロックにおいて、第１の方向に沿って隣接する撮像素子の間に位置する第１－Ａ電荷移動制御電極、及び、第２の方向に沿って隣接する撮像素子の間に位置する第１－Ｂ電荷移動制御電極を備えている［Ｅ０５］又は［Ｅ０６］に記載の固体撮像装置の駆動方法。
［Ｅ０８］隣接する撮像素子ブロックにおいて、隣接する第２－Ｂ電荷移動制御電極は繋がっており、更に、第２－Ａ電荷移動制御電極が繋がっている［Ｅ０６］に記載の固体撮像装置の駆動方法。
［Ｅ０９］第１電荷移動制御電極は、撮像素子ブロックにおいて、第１の方向に沿って隣接する撮像素子の間に位置する第１－Ａ電荷移動制御電極、及び、第２の方向に沿って隣接する撮像素子の間に位置する第１－Ｂ電荷移動制御電極を備えている［Ｅ０８］に記載の固体撮像装置の駆動方法。
［Ｅ１０］撮像素子ブロックにおいて、第１－Ａ電荷移動制御電極及び第１－Ｂ電荷移動制御電極は繋がっている［Ｅ０９］に記載の固体撮像装置の駆動方法。
［Ｅ１１］撮像素子ブロックにおいて、隣接する第２－Ｂ電荷移動制御電極は繋がっており、更に、隣接する撮像素子ブロックにおいて、隣接する第２－Ｂ電荷移動制御電極は繋がっている［Ｅ０６］に記載の固体撮像装置の駆動方法。
［Ｅ１２］第１電荷移動制御電極は、撮像素子ブロックにおいて、第１の方向に沿って隣接する撮像素子の間に位置する第１－Ａ電荷移動制御電極、及び、第２の方向に沿って隣接する撮像素子の間に位置する第１－Ｂ電荷移動制御電極を備えている［Ｅ１１］に記載の固体撮像装置の駆動方法。
［Ｅ１３］撮像素子ブロックにおいて、第１－Ｂ電荷移動制御電極は繋がっている［Ｅ１２］に記載の固体撮像装置の駆動方法。
１０・・・撮像素子ブロック、１１・・・撮像素子、１２，１４・・・下方撮像素子ブロック、１３，１５・・・撮像素子、１６・・・ゲート部、２０1，２０2，２０3・・・光電変換部セグメント、２１・・・第１電極、２２・・・第２電極、２３・・・光電変換層、２３’・・・隣接する撮像素子の間に位置する光電変換層の領域（光電変換層の領域－Ｂ）、２３DN，２３DN’・・・光電変換層の下層、２３UP，２３UP’・・・光電変換層の上層、２４・・・電荷蓄積用電極、２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ・・・電荷蓄積用電極セグメント、２５，２５Ａ，２５Ｂ・・・転送制御用電極（電荷転送電極）、２６，ＦＤ1・・・第１浮遊拡散層、２７，ＦＤ2・・・第２浮遊拡散層、２８・・・電荷蓄積用電極（フォトゲート電極）、２９Ａ，２９Ｂ・・・光電変換層、３０・・・電荷移動制御電極、３１・・・第１電荷移動制御電極、３１Ａ・・・第１－Ａ電荷移動制御電極、３１・・・第１－Ｂ電荷移動制御電極、３２・・・第２電荷移動制御電極、３２Ａ・・・第２－Ａ電荷移動制御電極、３２・・・第２－Ｂ電荷移動制御電極、３３・・・パッド部、３４・・・接続孔、３５，３５1，３５2・・・電荷移動制御電極、３６Ａ，３６Ｂ・・・第１電荷移動制御電極、３７Ａ，３７Ｂ・・・第２電荷移動制御電極、３８・・・転送トランジスタのゲート部、３８Ａ・・・接続部、３９・・・絶縁層、４１・・・第２撮像素子を構成するｎ型半導体領域、４３・・・第３撮像素子を構成するｎ型半導体領域、４２，４４，７３・・・ｐ+層、ＦＤ1，ＦＤ2，ＦＤ3，４５Ｃ，４６Ｃ・・・浮遊拡散層、ＴＲ１amp・・・増幅トランジスタ、ＴＲ１rst・・・リセット・トランジスタ、ＴＲ１sel・・・選択トランジスタ、５１・・・リセット・トランジスタＴＲ１rstのゲート部、５１Ａ・・・リセット・トランジスタＴＲ１rstのチャネル形成領域、５１Ｂ，５１Ｃ・・・リセット・トランジスタＴＲ１rstのソース／ドレイン領域、５２・・・増幅トランジスタＴＲ１ampのゲート部、５２Ａ・・・増幅トランジスタＴＲ１ampチャネル形成領域、５２Ｂ，５２Ｃ・・・増幅トランジスタＴＲ１ampのソース／ドレイン領域、５３・・・選択トランジスタＴＲ１selのゲート部、５３Ａ・・・選択トランジスタＴＲ１selのチャネル形成領域、５３Ｂ，５３Ｃ・・・選択トランジスタＴＲ１selのソース／ドレイン領域、ＴＲ２trs・・・転送トランジスタ、４５・・・転送トランジスタのゲート部、ＴＲ２rst・・・リセット・トランジスタ、ＴＲ２amp・・・増幅トランジスタ、ＴＲ２sel・・・選択トランジスタ、ＴＲ３trs・・・転送トランジスタ、４６・・・転送トランジスタのゲート部、ＴＲ３rst・・・リセット・トランジスタ、ＴＲ３amp・・・増幅トランジスタ、ＴＲ３sel・・・選択トランジスタ、ＶDD・・・電源、ＲＳＴ1，ＲＳＴ2，ＲＳＴ3・・・リセット線、ＳＥＬ1，ＳＥＬ2，ＳＥＬ3・・・選択線、１１７，ＶＳＬ1，ＶＳＬ2，ＶＳＬ3・・・信号線、ＴＧ2，ＴＧ3・・・転送ゲート線、ＶOA，ＶOB，ＶOT，ＶOU・・・配線、６１・・・コンタクトホール部、６２・・・配線層、６３，６４，６８Ａ・・・パッド部、６５，６８Ｂ・・・接続孔、６６，６７，６９・・・接続部、７０・・・半導体基板、７０Ａ・・・半導体基板の第１面（おもて面）、７０Ｂ・・・半導体基板の第２面（裏面）、７１・・・素子分離領域、７２・・・酸化膜、７４・・・ＨｆＯ2膜、７５・・・絶縁膜、７６・・・層間絶縁層、７７，７８，８１・・・層間絶縁層、８２・・・絶縁層、８２’・・・隣接する撮像素子の間の領域、８２ｐ・・・絶縁層の第１面、８２ｂ・・・絶縁層の第２面、８３・・・保護層、８４，８４Ａ，８４Ｂ，８４Ｃ・・・開口部、８５，８５Ａ・・・第２開口部、９０・・・オンチップ・マイクロ・レンズ、９１・・・層間絶縁層より下方に位置する各種の撮像素子構成要素、９２・・・遮光層、１００・・・固体撮像装置、１０１・・・積層型撮像素子、１１１・・・撮像領域、１１２・・・垂直駆動回路、１１３・・・カラム信号処理回路、１１４・・・水平駆動回路、１１５・・・出力回路、１１６・・・駆動制御回路、１１８・・・水平信号線、２００・・・電子機器（カメラ）、２０１・・・固体撮像装置、２１０・・・光学レンズ、２１１・・・シャッタ装置、２１２・・・駆動回路、２１３・・・信号処理回路

Claims (19)

  1. 　Ｐ×Ｑ個（但し、Ｐ≧２，Ｑ≧１）の撮像素子から構成された撮像素子ブロックを、複数、有しており、
    　各撮像素子は、光電変換層、絶縁層、及び、絶縁層を介して光電変換層と対向して配置された電荷蓄積用電極を備えた光電変換部を有しており、
    　撮像素子ブロックにおいて、撮像素子と撮像素子との間には、第１電荷移動制御電極が設けられており、
    　撮像素子ブロックと撮像素子ブロックとの間には、第２電荷移動制御電極が設けられており、
    　撮像素子ブロックにおいて、第１の方向に沿ってＰ個の撮像素子が配列されており、第２の方向に沿ってＱ個の撮像素子が配列されており、
    　第１電荷移動制御電極の制御下、第１の方向に沿って第１番目の撮像素子から第（Ｐ－１）番目の撮像素子の光電変換層に蓄積された電荷は、第Ｐ番目の撮像素子の光電変換層に転送され、Ｑ個の第Ｐ番目の撮像素子の光電変換層に蓄積された電荷と共に読み出される固体撮像装置。
  2. 　第２電荷移動制御電極の制御下、隣接する撮像素子ブロック間における撮像素子の間での、光電変換層に蓄積された電荷の移動は禁止される請求項１に記載の固体撮像装置。
  3. 　撮像素子は、第１電極及び第２電極を更に備えており、
    　光電変換部は、第１電極、光電変換層及び第２電極が積層されて成り、
    　電荷蓄積用電極は、第１電極と離間して配置され、且つ、絶縁層を介して光電変換層と対向して配置されており、
    　撮像素子ブロックにおいて、第Ｐ番目の撮像素子を構成するＱ個の撮像素子の第１電極は共有されている請求項１に記載の固体撮像装置。
  4. 　各撮像素子ブロックは、制御部を有しており、
    　制御部は、少なくとも浮遊拡散層及び増幅トランジスタから構成されており、
    　共有された第１電極は、制御部に接続されている請求項３に記載の固体撮像装置。
  5. 　複数の撮像素子ブロックは、第１の方向、及び、第１の方向とは異なる第２の方向に、２次元マトリクス状に配列されており、
    　第２電荷移動制御電極は、第１の方向に沿って隣接する撮像素子ブロックを構成する撮像素子の間に位置する第２－Ａ電荷移動制御電極を備えており、
    　第２－Ａ電荷移動制御電極の制御下、第１の方向に沿って隣接する撮像素子ブロック間における撮像素子の間での、光電変換層に蓄積された電荷の移動は禁止される請求項１に記載の固体撮像装置。
  6. 　第２電荷移動制御電極は、第２の方向に沿って隣接する撮像素子ブロックを構成する撮像素子の間に位置する第２－Ｂ電荷移動制御電極を備えており、
    　第２－Ｂ電荷移動制御電極の制御下、第２の方向に沿って隣接する撮像素子ブロック間における撮像素子の間での、光電変換層に蓄積された電荷の移動は禁止される請求項５に記載の固体撮像装置。
  7. 　第１電荷移動制御電極は、撮像素子ブロックにおいて、第１の方向に沿って隣接する撮像素子の間に位置する第１－Ａ電荷移動制御電極、及び、第２の方向に沿って隣接する撮像素子の間に位置する第１－Ｂ電荷移動制御電極を備えている請求項５に記載の固体撮像装置。
  8. 　隣接する撮像素子ブロックにおいて、隣接する第２－Ｂ電荷移動制御電極は繋がっており、更に、第２－Ａ電荷移動制御電極が繋がっている請求項６に記載の固体撮像装置。
  9. 　第１電荷移動制御電極は、撮像素子ブロックにおいて、第１の方向に沿って隣接する撮像素子の間に位置する第１－Ａ電荷移動制御電極、及び、第２の方向に沿って隣接する撮像素子の間に位置する第１－Ｂ電荷移動制御電極を備えている請求項８に記載の固体撮像装置。
  10. 　撮像素子ブロックにおいて、第１－Ａ電荷移動制御電極及び第１－Ｂ電荷移動制御電極は繋がっている請求項９に記載の固体撮像装置。
  11. 　撮像素子ブロックにおいて、隣接する第２－Ｂ電荷移動制御電極は繋がっており、更に、隣接する撮像素子ブロックにおいて、隣接する第２－Ｂ電荷移動制御電極は繋がっている請求項６に記載の固体撮像装置。
  12. 　第１電荷移動制御電極は、撮像素子ブロックにおいて、第１の方向に沿って隣接する撮像素子の間に位置する第１－Ａ電荷移動制御電極、及び、第２の方向に沿って隣接する撮像素子の間に位置する第１－Ｂ電荷移動制御電極を備えている請求項１１に記載の固体撮像装置。
  13. 　撮像素子ブロックにおいて、第１－Ｂ電荷移動制御電極は繋がっている請求項１２に記載の固体撮像装置。
  14. 　第１電荷移動制御電極及び第２電荷移動制御電極は、隣接する撮像素子の間に位置する光電変換層の領域に絶縁層を介して対向する領域に設けられている請求項１に記載の固体撮像装置。
  15. 　第１電荷移動制御電極及び第２電荷移動制御電極は、隣接する撮像素子の間に位置する光電変換層の領域上に、第２電極と離間して設けられている請求項１に記載の固体撮像装置。
  16. 　請求項１乃至請求項１５のいずれか１項に記載の撮像素子を少なくとも１つ有する積層型撮像素子を備えている固体撮像装置。
  17. 　請求項１乃至請求項１５のいずれか１項に記載の複数の撮像素子ブロックの下方には、少なくとも１層の下方撮像素子ブロックが設けられており、
    　下方撮像素子ブロックは、複数の撮像素子から構成されており、
    　撮像素子ブロックを構成する撮像素子が受光する光の波長と、下方撮像素子ブロックを構成する撮像素子が受光する光の波長とは、異なる請求項１６に記載の固体撮像装置。
  18. 　下方撮像素子ブロックは、２層、設けられている請求項１６に記載の固体撮像装置。
  19. 　下方撮像素子ブロックを構成する複数の撮像素子は、共有された浮遊拡散層を備えている請求項１６に記載の固体撮像装置。
PCT/JP2019/022709 2018-07-03 2019-06-07 固体撮像装置 Ceased WO2020008802A1 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201980042291.1A CN112369011B (zh) 2018-07-03 2019-06-07 固态摄像装置
DE112019003373.5T DE112019003373T5 (de) 2018-07-03 2019-06-07 Festkörper-bildsensor
US17/252,787 US12002823B2 (en) 2018-07-03 2019-06-07 Solid-state image sensor with imaging device blocks that each include imaging devices
JP2020528744A JP7337056B2 (ja) 2018-07-03 2019-06-07 固体撮像装置
KR1020207037106A KR102786021B1 (ko) 2018-07-03 2019-06-07 고체 촬상 장치

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018126651 2018-07-03
JP2018-126651 2018-07-03

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020008802A1 true WO2020008802A1 (ja) 2020-01-09

Family

ID=69059455

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2019/022709 Ceased WO2020008802A1 (ja) 2018-07-03 2019-06-07 固体撮像装置

Country Status (7)

Country Link
US (1) US12002823B2 (ja)
JP (1) JP7337056B2 (ja)
KR (1) KR102786021B1 (ja)
CN (1) CN112369011B (ja)
DE (1) DE112019003373T5 (ja)
TW (1) TWI833771B (ja)
WO (1) WO2020008802A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113451338A (zh) * 2020-03-27 2021-09-28 爱思开海力士有限公司 图像感测装置
CN113517308A (zh) * 2020-04-09 2021-10-19 爱思开海力士有限公司 图像感测装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010078338A (ja) * 2008-09-24 2010-04-08 Toshiba Corp Ｘ線検出器
JP2017157816A (ja) * 2016-03-01 2017-09-07 ソニー株式会社 撮像素子、積層型撮像素子及び固体撮像装置、並びに、固体撮像装置の駆動方法
JP2018085402A (ja) * 2016-11-22 2018-05-31 ソニー株式会社 撮像素子、積層型撮像素子及び固体撮像装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011129873A (ja) 2009-11-17 2011-06-30 Sony Corp 固体撮像装置およびその製造方法、電子機器
US8767108B2 (en) 2011-03-14 2014-07-01 Sony Corporation Solid-state imaging device, method of manufacturing solid-state imaging device, and electronic apparatus
JP5999402B2 (ja) * 2011-08-12 2016-09-28 ソニー株式会社 固体撮像素子および製造方法、並びに電子機器
JP6141160B2 (ja) 2013-09-25 2017-06-07 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 固体撮像素子およびその動作方法、並びに電子機器およびその動作方法
WO2016046685A1 (en) 2014-09-26 2016-03-31 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Imaging device
TWI692090B (zh) * 2014-11-05 2020-04-21 日商索尼半導體解決方案公司 固體攝像元件及其製造方法
JP2016127264A (ja) * 2014-12-26 2016-07-11 ソニー株式会社 固体撮像素子およびその製造方法、並びに電子機器
TWI700824B (zh) 2015-02-09 2020-08-01 日商索尼半導體解決方案公司 攝像元件及電子裝置
US10313609B2 (en) * 2016-04-14 2019-06-04 Qualcomm Incorporated Image sensors having pixel-binning with configurable shared floating diffusion
JP2018046039A (ja) 2016-09-12 2018-03-22 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 固体撮像素子および固体撮像装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010078338A (ja) * 2008-09-24 2010-04-08 Toshiba Corp Ｘ線検出器
JP2017157816A (ja) * 2016-03-01 2017-09-07 ソニー株式会社 撮像素子、積層型撮像素子及び固体撮像装置、並びに、固体撮像装置の駆動方法
JP2018085402A (ja) * 2016-11-22 2018-05-31 ソニー株式会社 撮像素子、積層型撮像素子及び固体撮像装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113451338A (zh) * 2020-03-27 2021-09-28 爱思开海力士有限公司 图像感测装置
CN113451338B (zh) * 2020-03-27 2025-01-10 爱思开海力士有限公司 图像感测装置
TWI880977B (zh) * 2020-03-27 2025-04-21 韓商愛思開海力士有限公司 影像感測裝置
CN113517308A (zh) * 2020-04-09 2021-10-19 爱思开海力士有限公司 图像感测装置

Also Published As

Publication number Publication date
TWI833771B (zh) 2024-03-01
KR102786021B1 (ko) 2025-03-26
US12002823B2 (en) 2024-06-04
TW202015227A (zh) 2020-04-16
CN112369011B (zh) 2024-04-19
KR20210027277A (ko) 2021-03-10
JPWO2020008802A1 (ja) 2021-08-02
DE112019003373T5 (de) 2021-04-22
US20210265402A1 (en) 2021-08-26
JP7337056B2 (ja) 2023-09-01
CN112369011A (zh) 2021-02-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7407708B2 (ja) 撮像素子、積層型撮像素子及び固体撮像装置
TWI816802B (zh) 攝像裝置
JP7259849B2 (ja) 撮像素子、積層型撮像素子及び固体撮像装置
JP7272354B2 (ja) 撮像素子、積層型撮像素子及び固体撮像装置
JP7595712B2 (ja) 光検出素子及び光検出装置
JP7173044B2 (ja) 撮像素子、積層型撮像素子及び固体撮像装置
JP7192857B2 (ja) 撮像素子、積層型撮像素子及び固体撮像装置
TWI835844B (zh) 攝像元件、積層型攝像元件及固體攝像裝置
WO2019203222A1 (ja) 撮像素子、積層型撮像素子及び固体撮像装置
JP7673637B2 (ja) 撮像素子、積層型撮像素子及び固体撮像装置
TWI826526B (zh) 攝像元件、積層型攝像元件及固體攝像裝置
JP7337056B2 (ja) 固体撮像装置
JP7441785B2 (ja) 固体撮像装置
WO2020202902A1 (ja) 撮像素子、積層型撮像素子及び固体撮像装置、並びに、撮像素子の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19829987

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2020528744

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20207037106

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19829987

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1