摄像元件、层叠摄像元件和固态摄像装置的制作方法

本发明涉及摄像元件、层叠摄像元件和固态摄像装置。

背景技术：

在光电转换层中使用有机半导体材料的摄像元件能够对特定颜色(波长范围)进行光电转换。另外，由于表现出这种特征，在固态摄像装置中使用这样的摄像元件的情况下，能够实现子像素层叠结构(层叠摄像元件)，其中，片上滤色器(occf)和摄像元件的组合形成一个子像素并且子像素被二维布置，这是传统的固态摄像装置无法实现的(例如，参见日本专利公开第2011-138927号)。此外，由于不需要去马赛克，因此能够有助于防止伪色的出现。在下面的说明中，为了方便，通常将包括设置在半导体层(例如，半导体基板)上或上方的光电转换部的摄像元件称为“第一类型摄像元件”，为了方便，通常将构成第一类型摄像元件的光电转换部称为“第一类型光电转换部”，为了方便，通常将设置在半导体层(例如，半导体基板)内的摄像元件称为“第二类型摄像元件”，并且为了方便，通常将构成第二类型摄像元件的光电转换部称为“第二类型光电转换部”。

图67示出了传统的层叠摄像元件(层叠固态摄像装置)的结构示例。在图67所示的示例中，构成第三摄像元件330和第二摄像元件320(均为第二类型摄像元件)的第三光电转换部331和第二光电转换部321(均为第二类型光电转换部)在半导体层(具体为半导体基板)370内层叠形成。此外，作为第一类型光电转换部的第一光电转换部310'设置在半导体基板370上方(具体地，设置在第二摄像元件320上方)。这里，第一光电转换部310'具有第二电极312、包括有机材料的光电转换层313和第一电极311，并且构成作为第一类型摄像元件的第一摄像元件310。由于吸收系数的差异，第二光电转换部321和第三光电转换部331分别光电转换例如蓝光和红光。另外，第一光电转换部310'光电转换例如绿光。

由第二光电转换部321和第三光电转换部331通过光电转换产生的电荷临时累积在第二光电转换部321和第三光电转换部331中，然后通过垂直晶体管(表示为栅极部322)和传输晶体管(表示为栅极部332)传输到第二浮动扩散层(浮动扩散部)fd2和第三浮动扩散层fd3，并进一步输出到外部读出电路(未示出)。这些晶体管以及浮动扩散层fd2和fd3也形成在半导体基板370中。

由第一光电转换部310'通过光电转换产生的电荷通过接触孔部361和配线层362累积在形成于半导体基板370中的第一浮动扩散层fd1中。此外，第一光电转换部310'还通过接触孔部361和配线层362连接到将电荷量转换成电压的放大晶体管的栅极部318。此外，第一浮动扩散层fd1形成复位晶体管(表示为栅极部317)的一部分。注意，附图标记371表示元件隔离区域，附图标记372表示形成在半导体基板370的表面上的氧化膜，附图标记376和381表示层间绝缘层，附图标记383表示保护层，并且附图标记390表示片上微透镜。

此外，从日本专利公开第2011-049240号中可知一种固态摄像装置，其具有读出晶体管设置为与设于半导体基板上方的光电二极管(光电转换部)相邻的结构。该读出晶体管由栅极、形成光电二极管的n型扩散层和形成浮动扩散层的n型扩散层形成。此外，放大晶体管、选择晶体管和复位晶体管设置在半导体基板中。进一步地，将构成浮动扩散层的n型扩散层设置在半导体基板上方能够抑制ktc噪声。

引用列表

专利文献

ptl1：日本专利公开第2011-138927号

ptl2：日本专利公开第2011-049240号

技术实现要素：

技术问题

然而，在jp-a-2011-049240中设置的固态摄像装置中，构成信号扫描电路的放大晶体管、选择晶体管和复位晶体管设置在与光电转换部分开设置的半导体基板部中。这产生了一个问题，即，将读出信号连接到信号扫描电路的结构很复杂。另外，半导体基板部中的晶体管数量很大，这使得难以实现晶体管的小型化。

因此，本发明的目的是提供一种具有简单配置和简单结构的摄像元件、由这种摄像元件构成的层叠摄像元件、以及包括这种摄像元件或层叠摄像元件的固态摄像装置。

技术问题的解决方案

为了实现上述目的，根据本发明的第一方面的摄像元件是至少具有光电转换部、第一晶体管和第二晶体管的摄像元件，其中，

所述光电转换部包括：

光电转换层，其具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，并且光从第一表面侧入射到光电转换层；

第一电极，其设置为邻接所述光电转换层的所述第一表面；和

第二电极，其设置为邻接所述光电转换层的所述第二表面，

所述摄像元件还具有：

第一光电转换层延伸部，其从所述光电转换层延伸；

第三电极，其形成为隔着绝缘膜与所述第一光电转换层延伸部的第二表面相对，所述第一光电转换层延伸部的所述第二表面与所述光电转换层的所述第二表面侧同侧；和

第四电极，其设置为邻接所述第一光电转换层延伸部的所述第二表面，

所述第一晶体管包括用作一个源极/漏极部的所述第二电极、用作栅极部的所述第三电极、用作另一个源极/漏极部并且连接到电源部的所述第四电极、以及用作沟道形成区域的所述第一光电转换层延伸部，

所述第二晶体管的栅极部连接到第二电极，并且

所述第二晶体管的所述一个源极/漏极部连接到所述电源部。

注意，根据本发明的第一方面的所述摄像元件可以形成为使得所述摄像元件还具有：

第三晶体管，其中，

所述第三晶体管的一个源极/漏极部连接到所述第二晶体管的另一个源极/漏极部，

所述第三晶体管的另一个源极/漏极部连接到信号线。

为了实现上述目的，根据本发明的第二方面的摄像元件是这样的摄像元件，其具有：

至少光电转换部；第二晶体管；和第三晶体管，其中，

所述光电转换部包括：

光电转换层，其具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，并且光从第一表面侧入射到光电转换层；

第一电极，其设置为邻接所述光电转换层的所述第一表面；和

第二电极，其设置为邻接所述光电转换层的所述第二表面，

所述摄像元件还具有：

第一光电转换层延伸部，其从所述光电转换层延伸；

第二电极延伸部，其隔着绝缘膜形成在所述第一光电转换层延伸部的第二表面上，所述第一光电转换层延伸部的所述第二表面与所述光电转换层的所述第二表面侧同侧；和

第三电极和第四电极，其设置为邻接所述第一光电转换层延伸部的所述第二表面，

所述第二晶体管包括用作一个源极/漏极部并且连接到电源部的所述第三电极、用作栅极部的所述第二电极延伸部、用作另一个源极/漏极部的所述第四电极、和用作沟道形成区域的所述第一光电转换层延伸部，

所述第三晶体管的一个源极/漏极部连接到所述第四电极，并且

所述第三晶体管的另一个源极/漏极部连接到信号线。

注意，根据本发明的第二方面的摄像元件可以形成为使得所述摄像元件还具有：

第一晶体管，其中，

所述第一晶体管的一个源极/漏极部连接到所述第二电极，并且

所述第一晶体管的另一个源极/漏极部连接到所述电源部。

为了实现上述目的，根据本发明第三方面的摄像元件是这样的摄像元件，其具有：

至少光电转换部；第二晶体管；和第三晶体管，其中，

所述光电转换部包括：

光电转换层，其具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，且光从第一表面侧入射到光电转换层；

第一电极，其设置为邻接所述光电转换层的所述第一表面；和

第二电极，其设置为邻接所述光电转换层的所述第二表面，

所述摄像元件还具有：

沟道形成区域，其由与所述光电转换层的材料相同的材料形成，并且被设置为与所述光电转换层分开；

第四电极，其隔着绝缘膜形成在所述沟道形成区域的表面上，所述沟道形成区域的表面与所述光电转换层的所述第二表面侧同侧；和

第三电极和第五电极，其设置为邻接沟道形成区域延伸部的表面，所述沟道形成区域延伸部的表面与所述光电转换层的所述第二表面侧同侧，

所述第二晶体管的栅极部连接到所述第二电极，

所述第二晶体管的一个源极/漏极部连接到电源部，

所述第二晶体管的另一个源极/漏极部连接到构成所述第三晶体管的一个源极/漏极部的所述第三电极，

所述第三晶体管的栅极部由所述第四电极构成，并且

构成所述第三晶体管的另一个源极/漏极部的所述第五电极连接到信号线。

注意，根据本发明第三方面的摄像元件可以形成为使得摄像元件还具有：

第一晶体管，其中，

所述第一晶体管的一个源极/漏极部连接到所述第二电极，并且

所述第一晶体管的另一个源极/漏极部连接到所述电源部。

为了实现上述目的，根据本发明的层叠摄像元件具有根据包括上述优选形式的本发明的第一至第三方面的摄像元件中的至少一个。

为了实现上述目的，根据本发明第一方面的固态摄像装置具有多个根据包括上述优选形式的本发明的第一至第三方面的摄像元件。此外，为了实现上述目的，根据本发明第二方面的固态摄像装置具有多个根据本发明的层叠摄像元件。

本发明的有益效果

根据本发明的第一至第三方面中的每一方面的摄像元件，构成根据本发明的层叠摄像元件的根据本发明的第一至第三方面中的每一方面的摄像元件，或者构成根据本发明的第一和第二方面的固态摄像装置中任一个的根据本发明的第一至第三方面中任一方面的摄像元件具有第一、第二和第三晶体管三个晶体管中的至少两个晶体管的配置和结构，因此，可以实现每个摄像元件的配置和结构的简化。此外，至少一个晶体管设置为与光电转换层相邻，因此，可以实现摄像元件的面积的减小、摄像元件的分辨率的提高、以及摄像元件的配置和结构的进一步简化。此外，可以实现摄像元件内配线的缩短和简化，因此，可以实现像素的电荷-电压转换效率的提高和摄像元件的s/n比的提高。注意，本说明书中说明的优点仅作为示例给出，并且优点不限于本说明书中说明的那些，可以包括另外的优点。

附图说明

图1a和图1b是根据本发明第一至第三方面中的每一个的第一实施例的摄像元件和摄像元件的等效电路图的原理图。

图2a和图2b分别是第二实施例和第三实施例的摄像元件的原理图。

图3a和图3b分别是第四实施例和第五实施例的摄像元件的原理图。

图4是第六实施例的摄像元件的原理图。

图5是沿图6的箭头x-x截取的第一实施例的摄像元件或层叠摄像元件的示意性局部剖视图。

图6是第一实施例的摄像元件或层叠摄像元件中的第二电极等的示意性平面图。

图7a、图7b、图7c、图7d和图7e是沿图6的箭头a-a、b-b、c-c、d-d和e-e(或f-f)截取的第一实施例的摄像元件或层叠摄像元件的示意性局部剖视图。

图8是第一实施例的摄像元件或层叠摄像元件的等效电路图。

图9是第一实施例的摄像元件或层叠摄像元件的等效电路图。

图10是第一实施例的摄像元件的操作时的各部位的电位状态的示意图。

图11是第一实施例的固态摄像装置的原理图。

图12是沿图6的箭头x-x截取的第一实施例的摄像元件或层叠摄像元件的变形例的示意性局部剖视图。

图13a和图13b是第一实施例的摄像元件的另一变形例的原理图。

图14是沿图6的箭头x-x截取的第一实施例的摄像元件(构成根据本发明的第一方面的固态摄像装置的摄像元件)的另一变形例的示意性局部剖视图。

图15是沿图16的箭头x-x截取的第二实施例的摄像元件或层叠摄像元件的示意性局部剖视图。

图16是第二实施例的摄像元件或层叠摄像元件中的第二电极等的示意性平面图。

图17a、图17b、图17c和图17d是沿图16的箭头a-a、b-b、c-c和d-d截取的第二实施例的摄像元件或层叠摄像元件的示意性局部剖视图。

图18是第二实施例的摄像元件的操作时的各部位的电位状态的示意图。

图19是沿图20的箭头x-x截取的第三实施例的摄像元件或层叠摄像元件的示意性局部剖视图。

图20是第三实施例的摄像元件或层叠摄像元件中的第二电极等的示意性平面图。

图21a、图21b、图21c和图21d是沿图20的箭头a-a、b-b、c-c和d-d截取的第三实施例的摄像元件或层叠摄像元件的示意性局部剖视图。

图22是第三实施例的摄像元件的操作时的各部位的电位状态的示意图。

图23是沿图24的箭头x-x截取的第四实施例的摄像元件或层叠摄像元件的示意性局部剖视图。

图24是第四实施例的摄像元件或层叠摄像元件中的第二电极等的示意性平面图。

图25是沿图26的箭头x-x截取的第五实施例的摄像元件或层叠摄像元件的示意性局部剖视图。

图26是第五实施例的摄像元件或层叠摄像元件中的第二电极等的示意性平面图。

图27是沿图28的箭头x-x截取的第六实施例的摄像元件或层叠摄像元件的示意性局部剖视图。

图28是第六实施例的摄像元件或层叠摄像元件中的第二电极等的示意性平面图。

图29是第七实施例的摄像元件或层叠摄像元件的示意性局部剖视图。

图30是第七实施例的摄像元件或层叠摄像元件的等效电路图。

图31是第七实施例的摄像元件或层叠摄像元件的等效电路图。

图32a、图32b和图32c分别是构成第七实施例、第十实施例和第十二实施例的摄像元件的第二电极、电荷累积电极等的示意性布局平面图。

图33是第七实施例的摄像元件的操作时的各部位的电位状态的示意图。

图34是第七实施例的摄像元件或层叠摄像元件的变形例的等效电路图。

图35是第八实施例的摄像元件或层叠摄像元件的示意性局部剖视图。

图36是第九实施例的摄像元件或层叠摄像元件的示意性局部剖视图。

图37是第九实施例的摄像元件或层叠摄像元件的变形例的示意性局部剖视图。

图38是第九实施例的摄像元件或层叠摄像元件的另一变形例的示意性局部剖视图。

图39是第九实施例的摄像元件的又一变形例的示意性局部剖视图。

图40是第十实施例的摄像元件或层叠摄像元件的示意性局部剖视图。

图41是第十实施例的摄像元件或层叠摄像元件的等效电路图。

图42是第十实施例的摄像元件或层叠摄像元件的等效电路图。

图43是第十实施例的摄像元件的操作时的各部位的电位状态的示意图。

图44是第十实施例的摄像元件的另一操作时的各部位的电位状态的示意图。

图45是第十一实施例的摄像元件或层叠摄像元件的示意性局部剖视图。

图46是第十二实施例的摄像元件或层叠摄像元件的示意性局部剖视图。

图47是第十二实施例的摄像元件或层叠摄像元件的等效电路图。

图48是第十二实施例的摄像元件或层叠摄像元件的等效电路图。

图49是第十二实施例的摄像元件的操作时的各部位的电位状态的示意图。

图50是第十二实施例的摄像元件的另一操作(传输)时的各部位的电位状态的示意图。

图51是第七实施例的摄像元件或层叠摄像元件的另一变形例的示意性局部剖视图。

图52是第七实施例的摄像元件或层叠摄像元件的又一变形例的示意性局部剖视图。

图53a、图53b和图53c是第七实施例的摄像元件或层叠摄像元件的又一个变形例的第二电极等的部分的放大的示意性局部剖视图。

图54是第十一实施例的摄像元件或层叠摄像元件的另一变形例的电荷发射电极等的部分的放大的示意性局部剖视图。

图55是第七实施例的摄像元件或层叠摄像元件的又一变形例的示意性局部剖视图。

图56是第七实施例的摄像元件或层叠摄像元件的又一变形例的示意性局部剖视图。

图57是第七实施例的摄像元件或层叠摄像元件的又一变形例的示意性局部剖视图。

图58是第十实施例的摄像元件或层叠摄像元件的又一变形例的示意性局部剖视图。

图59是第七实施例的摄像元件或层叠摄像元件的又一变形例的示意性局部剖视图。

图60是第七实施例的摄像元件或层叠摄像元件的又一变形例的示意性局部剖视图。

图61是第十实施例的摄像元件或层叠摄像元件的又一变形例的示意性局部剖视图。

图62是具有转换效率切换晶体管的本发明的摄像元件的等效电路图。

图63是具有转换效率切换晶体管的本发明的摄像元件的等效电路图。

图64是在电子设备(相机)中使用由本发明的摄像元件或层叠摄像元件构成的固态摄像装置的示例的原理图。

图65a、图65b、图65c、图65d和图65e是层间绝缘层等的示意性局部侧视图，用于示出制造图5中所示的复位晶体管tr1rst(第一晶体管tr1)的制造工艺。

图66a、图66b、图66c和图66d是层间绝缘层等的示意性局部侧视图，用于示出制造图12中所示的复位晶体管tr1rst(第一晶体管tr1)的制造工艺。

图67是传统的层叠摄像元件(层叠固态摄像装置)的原理图。

具体实施方式

尽管将在下文中参考附图基于实施例说明本发明，但是本发明不限于这些实施例和通过示例的方式给出的实施例中的各种数值和材料。注意，将按以下顺序进行说明。

1.关于根据本发明的第一至第三方面的摄像元件、根据本发明的层叠摄像元件、以及根据本发明的第一和第二方面的固态摄像装置的整体说明

2.第一实施例(根据本发明的第一方面的摄像元件[根据本发明的第一方面的a(方面1-a)的摄像元件]，根据本发明的层叠摄像元件，以及根据本发明的第一和第二方面的固态摄像装置)

3.第二实施例(第一实施例的变形例[根据本发明的第一方面的b(方面1-b)的摄像元件])

4.第三实施例(第二实施例的变形例[根据本发明的第一方面的c(方面1-c)的摄像元件])

5.第四实施例(根据本发明的第二方面的摄像元件[根据本发明的第二方面的a(方面2-a)的摄像元件])

6.第五实施例(第四实施例的变形例[根据本发明的第二方面的b(方面2-b)的摄像元件])

7.第六实施例(根据本发明第三方面的摄像元件[根据本发明第三方面的a(方面3-a)的摄像元件])

8.第七实施例(第一至第六实施例的变形例，具有电荷累积电极的摄像元件)

9.第八实施例(第七实施例的变形例)

10.第九实施例(第七实施例和第八实施例的变形例)

11.第十实施例(第七至第九实施例的变形例，具有传输控制电极的摄像元件)

12.第十一实施例(第七至第十实施例的变形例，具有电荷发射电极的摄像元件)

13.第十二实施例(第七至第十一实施例的变形例，具有多个电荷累积电极段的摄像元件)

14.其他

<关于根据本发明的第一至第三方面的摄像元件、根据本发明的层叠摄像元件、以及根据本发明的第一和第二方面的固态摄像装置的整体说明>

在根据本发明的第一至第三方面中任一方面的摄像元件中的半导体层上方形成的晶体管中，在构成根据本发明的层叠摄像元件的根据本发明的第一至第三方面中任一方面的摄像元件中，或者在根据本发明第一至第二方面中任一方面的固态摄像装置中，如下文所述，源极/漏极部由源极/漏极区域或者源极/漏极电极构成。在源极/漏极部由电极构成的情况下，源极/漏极部对应于源极/漏极电极，否则，源极/漏极部对应于源极/漏极区域。

包括上述优选形式的根据本发明的第一方面的摄像元件可以形成为使得光电转换层包括有机光电转换材料。

或者，包括上述优选形式的根据本发明的第一方面的摄像元件可以形成为使得至少第一光电转换层延伸部具有从第二表面侧起下半导体层和上光电转换层的层叠结构。另外，在这种情况下，包括上述优选形式的根据本发明的第二方面的摄像元件可以形成为使得光电转换部和第一光电转换层延伸部具有从第二表面侧起下半导体层和上光电转换层的层叠结构。此外，在这些形式中，从防止可见光被吸收到下半导体层中的观点来看，摄像元件优选形成为使得构成下半导体层的半导体材料具有等于或高于3.0ev的带隙能量。

此外，包括上述各种优选形式的根据本发明第一方面的摄像元件优选地形成为使得第一光电转换层延伸部的一部分的厚度小于光电转换层的厚度。

此外，根据本发明的第一方面的具有第三晶体管并且包括上述各种优选形式的摄像元件可以形成为使得摄像元件还具有半导体层，第二晶体管和第三晶体管形成在半导体层中，光电转换部和第一晶体管形成在半导体层上方，并且第二晶体管的栅极部通过第一接触孔部连接到第二电极。注意，为了方便，具有这种配置的摄像元件通常将被称为“根据本发明的方面1-a的摄像元件”。

另外，根据本发明的方面1-a的摄像元件可以形成为使得摄像元件还具有：

第二光电转换层延伸部，其从光电转换层延伸；

第二电极延伸部，其隔着绝缘膜形成在第二光电转换层延伸部的第二表面上，第二光电转换层延伸部的第二表面与光电转换层的第二表面侧同侧；和

第五电极和第六电极，其设置为邻接第二光电转换层延伸部的第二表面，并且

第二晶体管形成在半导体层上方，而不是形成在半导体层中，

第二晶体管的栅极部由第二电极延伸部构成，而不是连接到第二电极，

第二电极的一个源极/漏极部(源极/漏极电极)由第五电极构成，并且

第二晶体管的另一个源极/漏极部(源极/漏极电极)由第六电极构成，并连接到第三晶体管的一个源极/漏极部。注意，为了方便，具有这种配置的摄像元件通常将被称为“根据本发明的方面1-b的摄像元件”。

根据本发明的方面1-b的摄像元件可以形成为使得第二光电转换层延伸部具有从第二表面侧起下半导体层和上光电转换层的层叠结构。另外或替代地，根据本发明的方面1-b的摄像元件可以形成为使得第二光电转换层延伸部的一部分的厚度小于光电转换层的厚度。

另外，根据本发明的方面1-b的摄像元件可以形成为使得摄像元件还具有：

第三光电转换层延伸部，其从光电转换层延伸；

第七电极，其形成为隔着绝缘膜与第三光电转换层延伸部的第二表面相对，第三光电转换层延伸部的第二表面与光电转换层的第二表面侧同侧；和

第八电极，其设置为邻接第三光电转换层延伸部的第二表面，和

第三晶体管，其形成在半导体层上方，而不是形成在半导体层中，

第三晶体管的一个源极/漏极部(源极/漏极电极)通常由第六电极构成，而不是通过第二接触孔部连接到第六电极，

第三晶体管的栅极部由第七电极构成，并且

第三晶体管的另一个源极/漏极部(源极/漏极电极)由第八电极构成，并通过第三接触孔部连接到信号线。注意，为了方便，具有这种配置的摄像元件通常将被称为“根据本发明的方面1-c的摄像元件”。

根据本发明的方面1-c的摄像元件可以形成为使得第三光电转换层延伸部具有从第二表面侧起下半导体层和上光电转换层的层叠结构。另外或替代地，根据本发明的方面1-c的摄像元件可以形成为使得第三光电转换层延伸部的一部分的厚度小于光电转换层的厚度。

包括优选形式的根据本发明第二方面的摄像元件也可以形成为使得至少第一光电转换层延伸部具有从第二表面侧起下半导体层和上光电转换层的层叠结构。另外，在这种情况下，包括上述优选形式的根据本发明第二方面的摄像元件可以形成为使得光电转换部和第一光电转换层延伸部具有从第二表面侧起下半导体层和上光电转换层的层叠结构。此外，在这些形式中，从防止可见光被吸收到下半导体层中的观点来看，摄像元件优选形成为使得构成下半导体层的半导体材料具有等于或高于3.0ev的带隙能量。

此外，包括上述各种优选形式的根据本发明第二方面的摄像元件优选地形成为使得第一光电转换层延伸部的一部分的厚度小于光电转换层的厚度。

具有第一晶体管的根据本发明第二方面的摄像元件可以形成为使得摄像元件还具有半导体层，并且

第一晶体管和第三晶体管形成在半导体层中，

光电转换部和第二晶体管形成在半导体层上方，

第一晶体管的一个源极/极漏部通过第一接触孔部连接到第二电极，并且

第三晶体管的一个源极/漏极部通过第二接触孔部连接到第四电极。注意，为了方便，具有这种配置的摄像元件通常将被称为“根据本发明的方面2-a的摄像元件”。

另外，根据本发明的方面2-a的摄像元件可以形成为使得摄像元件还具有：

第二光电转换层延伸部，其从光电转换层延伸；

第五电极，其形成为隔着绝缘膜与第二光电转换层延伸部的第二表面相对，第二光电转换层延伸部的第二表面与光电转换层的第二表面侧同侧；和

第六电极，其设置为邻接第二光电转换层延伸部的第二表面，并且

第三晶体管形成在半导体层上方，而不是形成在半导体层中，

第三晶体管的一个源极/漏极部(源极/漏极电极)通常由第四电极构成，而不是通过第二接触孔部连接到第四电极，

第三晶体管的栅极部由第五电极构成，并且

第三晶体管的另一个源极/漏极部(源极/漏极电极)由第六电极构成，并通过第三接触孔部连接到信号线。注意，为了方便，具有这种配置的摄像元件通常将被称为“根据本发明的方面2-b的摄像元件”。

根据本发明的方面2-b的摄像元件可以形成为使得第二光电转换层延伸部具有从第二表面侧起下半导体层和上光电转换层的层叠结构。另外或替代地，根据本发明的方面2-b的摄像元件可以形成为使得第二光电转换层延伸部的一部分的厚度小于光电转换层的厚度。

包括上述优选形式的根据本发明第三方面的摄像元件也可以形成为使得第三光电转换层延伸部、沟道形成区域和沟道形成区域延伸部具有从第二表面侧起下半导体层和上光电转换层的层叠结构。此外，在这种形式中，从防止可见光被吸收到下半导体层中的观点来看，摄像元件优选形成为使得构成下半导体层的半导体材料具有等于或高于3.0ev的带隙能量。

具有第一晶体管的根据本发明第三方面的摄像元件可以形成为使得摄像元件还具有半导体层，并且

第一晶体管和第二晶体管形成在半导体层中，

光电转换部和第三晶体管形成在半导体层上方，

第一晶体管的一个源极/漏极部和第二晶体管的栅极部通过第一接触孔部连接到第二电极，

第二晶体管的另一个源极/漏极部(源极/漏极区域)通过第二接触孔部连接到第三电极，并且

第三晶体管的另一个源极/漏极部(源极/漏极电极)通过第三接触孔部连接到信号线。注意，为了方便，具有这种配置的摄像元件通常将被称为“根据本发明的方面3-a的摄像元件”。

包括上述各种优选形式和配置的根据本发明的第一至第三方面的每个摄像元件可以应用于构成根据本发明的层叠摄像元件的摄像元件和构成根据本发明的第一和第二方面的固态摄像装置的摄像元件。注意，这些摄像元件中的每一个通常将统称为“根据本发明的摄像元件等”。

在根据本发明的摄像元件等中，位于光入射侧的第一电极可以被多个摄像元件共用。换句话说，第一电极可以用作所谓的固体电极。光电转换层可以被多个摄像元件共用，即，一个光电转换层可以形成在多个摄像元件中，或者可以每个摄像元件设置一个光电转换层。

虽然光从根据本发明的摄像元件等中的第一电极侧入射，但优选形成遮光层以防止光入射到形成在半导体层上方的各种晶体管(特别是各种晶体管的沟道形成区域)。或者，片上微透镜设置在第一电极上方，并且摄像元件优选地形成为使得入射到片上微透镜上的光不会入射到设置在半导体层上方的各种晶体管上。这里，遮光层可以布置在第一电极的光入射侧表面上方或者设置在第一电极的光入射侧表面上。根据情况，遮光层可以形成在第一电极上。作为构成遮光层的材料的示例，可以是铬(cr)、铜(cu)、铝(al)、钨(w)、不透光的树脂(例如，聚酰亚胺树脂)。

具体地，作为根据本发明的摄像元件等的示例，列出了具有吸收蓝光(425至495nm的光)的光电转换层(为了方便称为“第一类型蓝光光电转换层”)并对蓝光敏感的摄像元件(为了方便称为“第一类型蓝光摄像元件”)，具有吸收绿光(495至570nm的光)的光电转换层(为了方便，称为“第一类型绿光光电转换层”)并对绿光敏感的摄像元件(为了方便称为“第一类型绿光摄像元件”)，以及具有吸收红光(620至750nm的光)的光电转换层(为了方便称为“第一类型红光光电转换层”)并且对红光敏感的摄像元件(为了方便称为“第一类型红光摄像元件”)。此外，为了方便，作为传统摄像元件并且对蓝光敏感的摄像元件将被称为“第二类型蓝光摄像元件”，为了方便，作为传统摄像元件并且对绿光敏感的摄像元件将被称为“第二类型绿光摄像元件”，为了方便，作为传统摄像元件并且对红光敏感的摄像元件将被称为“第二类型红光摄像元件”，为了方便，将构成第二类型蓝光摄像元件的光电转换层称为“第二类型蓝光光电转换层”，为了方便，将构成第二类型绿光摄像元件的光电转换层称为“第二类型绿光光电转换层”，并且为了方便，将构成第二类型红光摄像元件的光电转换层称为“第二类型红光光电转换层”。

尽管根据本发明的层叠摄像元件具有根据本发明的第一至第三方面中的任何一方面的至少一个摄像元件(光电转换元件)，但列出以下作为层叠摄像元件的具体示例。

[a]层叠摄像元件，其形成和构造为使得第一类型蓝光光电转换部、第一类型绿光光电转换部和第一类型红光光电转换部在垂直方向上层叠，并且

第一类型蓝光摄像元件、第一类型绿光摄像元件和第一类型红光摄像元件的控制部设置在例如半导体层中。

[b]层叠摄像元件，其形成和构造为使得第一类型蓝光光电转换部和第一类型绿光光电转换部在垂直方向上层叠，

第二类型红光光电转换层设置在两个第一类型光电转换部的下方，并且

第一类型蓝光摄像元件、第一类型绿光摄像元件和第二类型红光摄像元件的控制部设置在例如半导体层中。

[c]层叠摄像元件，其形成和构造为使得第二类型蓝光光电转换部和第二类型红光光电转换部设置在第一类型绿光光电转换部的下方，并且

第一类型绿光摄像元件、第二类型蓝光摄像元件和第二类型红光摄像元件的控制部设置在例如半导体层中。

[d]层叠摄像元件，其形成和构造为使得第二类型绿光光电转换部和第二类型红光光电转换部设置在第一类型蓝光光电转换部下方，并且

第一类型蓝光摄像元件、第二类型绿光摄像元件和第二类型红光摄像元件的控制部设置在例如半导体层中。

注意，这些摄像元件的光电转换部在垂直方向上优选地从光入射方向按照蓝光光电转换部、绿光光电转换部和红光光电转换部的顺序设置，或者，从光入射方向按照绿光光电转换部、蓝光光电转换部和红光光电转换部的顺序设置。这是因为较短波长的光可以更有效地在入射表面侧被吸收。由于红光在三种颜色中具有最长的波长，因此优选从光入射表面的视图中将红光光电转换部定位在最下层上。这些摄像元件的层叠结构形成一个像素。此外，层叠摄像元件可具有第一类型光电转换部。这里优选的是，第一类型红外光电转换部的光电转换层由例如有机材料形成，其是第一类型摄像元件的层叠结构中的最下层，并且设置在第二类型摄像元件的上方。或者，层叠摄像元件可具有第一类型光电转换部下方的第二类型红外光电转换部。

在第一类型摄像元件中，第二电极例如形成在设置在半导体层上的层间绝缘层上。在半导体层中形成的摄像元件(第二类型摄像元件)具有与传统摄像元件相同的配置和相同的构造，并且可以用作背面照射型摄像元件或表面照射型摄像元件。作为半导体层的示例，可以列出硅半导体基板或soi基板中的硅层。

在用有机材料形成光电转换层的情况下，光电转换层可以形成为以下四种类型中的任一种：

(1)p型有机半导体。

(2)n型有机半导体。

(3)p型有机半导体膜/n型有机半导体膜的层叠结构。p型有机半导体膜/p型有机半导体和n型有机半导体的混合层(体异质结构)/n型有机半导体膜的叠层结构。p型有机半导体膜/p型有机半导体和n型有机半导体的混合层(体异质结构)的层叠结构。n型有机半导体膜/p型有机半导体和n型有机半导体的混合层(体异质结构)的层叠结构。

(4)p型有机半导体和n型有机半导体的混合物(体异质结构)。

然而，应注意，层叠顺序可以任意改变。

作为p型有机半导体的示例，可以列出萘衍生物、蒽衍生物、菲衍生物、芘衍生物、苝衍生物、并四苯衍生物、并五苯衍生物、喹吖啶酮衍生物、噻吩衍生物、噻吩并噻吩衍生物、苯并噻吩衍生物、苯并噻吩并苯并噻吩衍生物、三烯丙基胺衍生物、咔唑衍生物、苝衍生物、苉衍生物、屈衍生物、荧蒽衍生物、酞菁衍生物、亚酞菁衍生物、亚卟啉衍生物、具有杂环化合物作为配体的金属络合物、聚噻吩衍生物、聚苯并噻二唑衍生物和聚芴衍生物。作为n型有机半导体的示例，可以列出富勒烯和富勒烯衍生物(例如c60、c70和c74富勒烯(高级富勒烯)和内嵌富勒烯)或富勒烯衍生物(例如，富勒烯氟化物、pcbm富勒烯化合物和富勒烯多聚体)，比p型有机半导体更高(更深)的homo和lumo的有机半导体，透明的无机金属氧化物。作为n型有机半导体的具体示例，列出作为分子框架的一部分的有机分子和有机金属络合物具有含有氮原子、氧原子和硫原子的杂环化合物，其示例包括吡啶衍生物、吡嗪衍生物、嘧啶衍生物、三嗪衍生物、喹啉衍生物、喹喔啉衍生物、吖啶衍生物、吩嗪衍生物、菲咯啉衍生物、四唑衍生物、吡唑衍生物、咪唑衍生物、噻唑衍生物、恶唑衍生物、咪唑衍生物、苯并咪唑衍生物、苯并三唑衍生物、苯并恶唑衍生物、苯并恶唑衍生物、咔唑衍生物、苯并呋喃衍生物、二苯并呋喃衍生物、亚丙基哌嗪衍生物、聚亚苯基亚乙烯基衍生物、聚苯并噻二唑衍生物和聚芴衍生物、以及亚酞菁衍生物。作为富勒烯衍生物中含有的基团等的示例，可以列出卤素原子、直链、支链或环状烷基或苯基、具有直链或稠环芳族化合物的基团、具有卤化物的基团、部分氟化的烷基、全氟烷基、甲硅烷基烷基、甲硅烷基烷氧基、芳基甲硅烷基、芳基硫烷基、烷基硫烷基、芳基磺酰基、烷基磺酰基、芳基硫醚基团、烷基硫醚基团、氨基、烷基氨基、芳氨基、羟基、烷氧基、酰氨基、酰氧基、羰基、羧基、甲酰胺基、烷基烷氧基、酰基、磺酰基、氰基、硝基、具有硫属元素化物的基团、磷化氢基团、膦酸基团、及其衍生物。虽然由有机材料(通常称为“有机光电转换层”)形成的光电转换层的厚度不受限制，但作为厚度的示例可以是1×10^-8m至5×10^-7m，优选2.5×10^-8m至3×10^-7m，更优选2.5×10^-8m至2×10^-7m，最优选1×10^-7m至1.8×10^-7m。虽然有机半导体通常分为p型或n型，但p型意味着有机半导体可以容易地传输空穴，而n型意味着有机半导体可以容易地传输电子，因此，有机半导体的解释不限于有机半导体具有作为热激励多数载流子的空穴或电子，这与无机半导体不同。

或者，作为形成对绿光进行光电转换的有机光电转换层的材料的示例，可以列出罗丹明基颜料、部花青基颜料、喹吖啶酮衍生物和亚酞菁基颜料(亚酞菁衍生物)；作为形成对蓝光进行光电转换的有机光电转换层的材料的示例，可以列出香豆酸颜料、三(8-羟基喹啉)铝(alq3)和部花青基颜料；并且作为形成对红光进行光电转换的有机光电转换层的材料的示例，可以列出酞菁基颜料和亚酞菁基颜料(亚酞菁衍生物)。

或者，作为形成光电转换层的无机材料的示例，可以列出结晶硅、非晶硅、微晶硅、非晶硒的化合物半导体，如cigs(cuingase)、cis(cuinse2)、cuins2、cuals2、cualse2、cugas2、cugase2、agals2、agalse2、agins2和aginse2等基于黄铜矿的化合物，如gaas、inp、algaas、ingap、algainp和ingaasp等iii-v族化合物，以及cdse、cds、in2se3、in2s3、bi2se3、bi2s3、znse、zns、pbse和pbs。另外，包括这些材料的量子点可用于光电转换层。

如上所述，光电转换层可以形成为下半导体层和上光电转换层的层叠结构。以这种方式设置下半导体层可以防止电荷累积时段的再结合，提高在光电转换层中累积的电荷传输到第二电极的传输效率，并且抑制暗电流的产生。此外，设置下半导体层可以优化在半导体层上方形成的晶体管的沟道形成区域。构成上光电转换层的材料仅需要从上述构成光电转换层的各种材料中适当地选择。另一方面，作为构成下半导体层的半导体材料，优选使用具有大带隙值(例如，带隙值等于或大于3.0ev)并且比构成光电转换层的材料具有更高迁移率的材料。具体而言，作为半导体材料的示例，可以列出诸如igzo等氧化物半导体材料、过渡金属二硫化物、碳化硅、钻石、石墨烯、碳纳米管、诸如si、ge和gaas等半导体材料、诸如稠合多环烃化合物和稠合杂环化合物等有机半导体材料。或者，作为构成下半导体层的半导体材料的示例，在要累积的电荷是空穴的情况下，可以列出电离电位比构成光电转换层的材料的电离电位低的材料，在要累积的电荷是电子的情况下，可以列出具有比构成光电转换层的材料更高的电子亲和力的材料。或者，优选形成下半导体层的半导体材料的杂质浓度等于或小于1×10¹⁸cm^-3。下半导体层可以具有单层配置或多层配置。此外，构成形成于半导体层上方的各种晶体管的沟道形成区域的下半导体层的一部分的材料可以与位于第二电极上的下半导体层的一部分的材料不同。

根据本发明的摄像元件等可以形成为使得光电转换部还具有电荷累积电极，该电荷累积电极设置为与第二电极分开并且设置为隔着绝缘层与光电转换层相对。注意，为了方便，将这种形式的根据本发明的摄像元件等称为“具有电荷累积电极的摄像元件”。

通过这种方式使电荷累积电极设置为与第二电极分开并且设置为隔着绝缘层与光电转换部相对，可以在光电转换部被光照射并进行光电转换时，通过电荷累积电极控制光电转换部中累积的电荷量。由此，可以进一步确保电荷累积部完全耗尽并且在开始曝光时消除电荷。因此，可以更可靠地抑制导致成像质量劣化现象的发生，如ktc噪声增大和随机噪声加剧。

具有电荷累积电极的摄像元件可以形成为使得第二电极在设于绝缘层中的开口部内延伸并连接到光电转换层。或者，具有电荷累积电极的摄像元件可以形成为使得光电转换层在设于绝缘层中的开口部内延伸并连接到第二电极，并且在这种情况下，具有电荷累积电极的摄像元件可以这样形成：

第二电极的上表面的边缘部被绝缘层覆盖，

第二电极暴露于开口部的底表面，并且

当假设邻接第二电极的上表面的绝缘层的表面是第一表面并且邻接与电荷累积电极相对的光电转换层的一部分的绝缘层的表面是第二表面时，开口部的侧表面具有从第一表面向第二表面延伸的倾斜度，并且具有电荷累积电极的摄像元件可以进一步形成为使得：具有从第一表面到第二表面延伸的倾斜度的开口部的侧表面更靠近电荷累积电极。应注意，该形式包括以下形式：在光电转换层和第二电极之间形成另一层(例如，在光电转换层和第二电极之间形成适于电荷累积的材料层的形式)。

具有电荷累积电极的摄像元件可以形成为使得具有电荷累积电极的摄像元件还具有控制部，该控制部具有驱动电路，并且

第二电极和电荷累积电极连接到驱动电路，

在电荷累积时段，电位v11从驱动电路施加到第二电极，电位v12从驱动电路施加到电荷累积电极，并且电荷在光电转换层中累积，并且

在电荷传输时段，电位v21从驱动电路施加到第二电极，电位v22从驱动电路施加到电荷累积电极，并且通过第二电极将累积在光电转换层中的电荷读取到控制部。注意，在第二电极的电位高于第一电极的电位的情况下，

v12≥v11，且v22<v21，并且

在第二电极的电位低于第一电极的电位的情况下，

v12≤v11，且v22>v21。

此外，具有电荷累积电极并包括上述各种优选形式和配置的摄像元件可以形成为使得具有电荷累积电极的摄像元件还具有传输控制电极(电荷传输电极)，该传输控制电极设置在第二电极和电荷累积电极之间以与第二电极和电荷累积电极分开，并且设置为隔着绝缘层与光电转换层相对。应注意，为了方便，这种形式的根据本发明的每个摄像元件等将被称为“具有传输控制电极的摄像元件”。

具有传输控制电极的摄像元件可以形成为使得具有传输控制电极的摄像元件还具有控制部，该控制部具有驱动电路，并且

第二电极和传输控制电极连接到驱动电路，

在电荷累积时段，电位v11从驱动电路施加到第二电极，电位v12从驱动电路施加到电荷累积电极，电位v13从驱动电路施加到传输控制电极，并且电荷累积在光电转换层中，并且

在电荷传输时段，电位v21从驱动电路施加到第二电极，电位v22从驱动电路施加到电荷累积电极，电位v23从驱动电路施加到传输控制电极，并且通过第二电极将累积在光电转换部的电荷读取到控制部。注意，在第二电极的电位高于第一电极的电位的情况下，

v12>v13且v22≤v23≤v21，并且

在第二电极的电位低于第一电极的电位的情况下，

v12<v13且v22≥v23≥v21。

此外，具有电荷累积电极并包括上述各种优选形式和配置的摄像元件可以形成为使得具有电荷累积电极的摄像元件还具有电荷发射电极，该电荷发射电极连接到光电转换层且设置为与第二电极和电荷累积电极分开。注意，为了方便，具有这种形式的电荷累积电极的摄像元件将被称为“具有电荷发射电极的摄像元件”。另外，具有电荷发射电极的摄像元件可以形成为使得电荷发射电极被设置为围绕形成在半导体层上方的整个晶体管(即，以框架的方式)。电荷发射电极可以在多个摄像元件之间共享(共用)。另外，在这种情况下，具有电荷发射电极的摄像元件可以形成为使得：

光电转换层在设置于绝缘层中的第二开口部内延伸并连接到电荷发射电极，

电荷发射电极的上表面的边缘部被绝缘层覆盖，

电荷发射电极暴露于第二开口部的底表面，并且

当假设邻接电荷发射电极的上表面的绝缘层的表面是第三表面并且邻接与电荷累积电极相对的光电转换层的一部分的绝缘层的表面是第二表面时，第二开口部的侧表面具有从第三表面向第二表面延伸的倾斜度。

此外，具有电荷发射电极的摄像元件可以形成为使得具有电荷发射电极的摄像元件还具有控制部，该控制部具有驱动电路，并且

第二电极、电荷累积电极和电荷发射电极连接到驱动电路，

在电荷累积时段，电位v11从驱动电路施加到第二电极，电位v12从驱动电路施加到电荷累积电极，电位v14从驱动电路施加到电荷发射电极，并且电荷累积在光电转换层中，并且

在电荷传输时段，电位v21从驱动电路施加到第二电极，电位v22从驱动电路施加到电荷累积电极，电位v24从驱动电路施加到电荷发射电极，并且通过第二电极将累积在光电转换层中的电荷读取到控制部。注意，在第二电极的电位高于第一电极的电位的情况下，

v14>v11且v24<v21，并且

在第二电极的电位低于第一电极的电位的情况下，

v14<v11且v24>v21。

此外，具有电荷累积电极并且包括上述各种优选形式和配置的摄像元件可以形成为使得电荷累积电极由多个电荷累积电极段构成。注意，为了方便，具有这种形式的电荷累积电极的摄像元件将被称为“具有一个/多个电荷累积电极段的摄像元件”。电荷累积电极段的数量可以等于或大于2。此外，具有多个电荷累积电极段的摄像元件可以形成为使得：

在第二电极的电位高于第一电极的电位的情况下，在电荷传输时段中施加到位于最靠近第二电极的位置的电荷累积电极段的电位高于施加到位于最远离第二电极的位置的电荷累积电极段的电位，并且

在第二电极的电位低于第一电极的电位的情况下，在电荷传输时段中施加到位于最靠近第二电极的位置的电荷累积电极段的电位低于施加到位于最远离第二电极的位置的电荷累积电极段的电位。

此外，具有电荷累积电极并且包括上述各种优选形式和配置的摄像元件可以形成为使得电荷累积电极的大小大于第二电极的大小。当假设电荷累积电极的面积是s1'并且第二电极的面积是s1时，电荷累积电极和第二电极的面积优选满足以下关系，但不限于此：

4≤s1'/s1。

此外，具有电荷累积电极并且包括上述各种优选形式和配置的摄像元件可以形成为使得光从第一电极侧入射并且光不入射在第二电极上(或者根据情况不入射在第二电极和传输控制电极上)，并且在这种情况下，摄像元件可以形成为使得遮光层形成在靠近第一电极并且在第二电极上方(或者根据情况在第二电极和传输控制电极上方)的光入射侧上，或者使得片上微透镜设置在电荷累积电极和第一电极上方，并且入射在片上微透镜上的光被集中到电荷累积电极上。这里，遮光层可以布置在第一电极的光入射侧表面上方或者设置在第一电极的光入射侧表面上。根据情况遮光层可以形成在第一电极中。

根据本发明的第一和第二方面中任一方面的固态摄像装置可以构成单板彩色固态摄像装置。

在根据本发明的第二方面的具有层叠摄像元件的固态摄像装置中，对多种波长的光敏感的摄像元件在同一像素内沿光入射方向层叠以形成一个像素，这与具有拜耳阵列形式(即，不使用滤色器将光分成蓝光、绿光和红光)的摄像元件的固态摄像装置不同，因此，可以提高每单位体积的灵敏度和像素密度。此外，由于有机材料具有高吸收系数，所以与传统的硅基光电转换层相比，有机光电转换层的厚度可以减小，因此，可以减轻来自相邻像素的光泄漏，并且可以放宽对光入射角的限制。此外，由于传统的硅基摄像元件通过在三种颜色的像素之间执行插值处理来产生彩色信号，因此会产生伪色，然而，根据本发明第二方面的具有层叠摄像元件的固态摄像装置可以抑制伪色的产生。由于有机光电转换层本身也起到滤色器的作用，因此可以在不设置滤色器的情况下进行分色。

另一方面，通过使用滤色器，根据本发明的第一方面的固态摄像装置可以放宽对蓝色、绿色和红色的光谱特性的要求，并且表现出高的批量生产率。作为根据本发明的第一方面的固态摄像装置中的摄像元件的阵列的示例，不仅可以是拜耳阵列，还可以是行间阵列、g条纹rb方格阵列、g条纹rb完全方格阵列、方格互补色阵列、条纹阵列、斜条纹阵列、原色差阵列、场色差序列阵列、帧色差序列阵列、mos型阵列、改进mos型阵列、帧交织阵列和场交织阵列。这里，一个像素(或一个子像素)配置有一个摄像元件。

布置有根据本发明的多个摄像元件或根据本发明的多个层叠摄像元件的像素区域由以二维阵列规则排列的多个像素构成。成像区域通常由有效像素区域和黑色参考像素区域构成，该有效像素区域用于实际接收光、放大通过光电转换产生的信号电荷、以及将信号电荷读取到驱动电路，该黑色参考像素区域用于输出作为黑电平的参考的光学黑。黑色参考像素区域通常设置在有效像素区域的外围部中。

在包括上述各种优选形式和配置的根据本发明的摄像元件等中，光电转换层被光照射，在光电转换层中进行光电转换，并且载流子被分成空穴和电子。另外，将提取空穴的电极定义为正电极，将提取电子的电极定义为负电极。在一种形式中，第二电极构成正电极且第一电极构成负电极，相反，在另一种形式中，第二电极构成负电极且第一电极构成正电极。

在构成层叠摄像元件的情况下，第一电极、第二电极、第三电极、第四电极、第五电极、第六电极、第七电极、第八电极、电荷累积电极、传输控制电荷和电荷发射电极可以各自由透明导电材料构成。注意，除了第一电极之外的各种电极通常被统称为“第二电极等”。或者，在摄像元件设置在平面上(例如以拜耳阵列形式)的情况下，摄像元件可以形成为使得第一电极包括透明导电材料并且第二电极等包括金属材料。具体地，在这种情况下，摄像元件可以形成为使得位于光入射侧的第一电极包括透明导电材料，第二电极等包括例如al-nd(铝和钕的合金)或asc(铝、钐和铜合金的合金)。注意，包括透明导电材料的电极通常称为“透明电极”。这里希望透明导电材料的带隙能量等于或高于2.5ev，优选等于或高于3.1ev。作为构成透明电极的透明导电材料的示例，可以列出导电金属氧化物，具体地，导电金属氧化物的示例包括氧化铟、氧化铟锡(ito，sn掺杂in2o3，包括结晶ito和非晶ito)、通过将铟作为掺杂剂添加到氧化锌而获得的氧化铟锌(izo)、通过将铟作为掺杂剂添加到氧化镓而获得的氧化铟镓(igo)、通过将铟和镓作为掺杂剂添加到氧化锌而获得的铟-镓-锌氧化物(igzo，in-gazno4)、通过将铟和锡作为掺杂剂添加到氧化锌而获得的铟-锡-锌氧化物(itzo)、ifo(f掺杂in2o3)、氧化锡(sno2)、ato(sb掺杂sno2)、fto(f掺杂sno2)、氧化锌(包括掺杂有另一种元素的zno)、通过将铝作为掺杂剂添加到氧化锌中而获得的铝-锌氧化物(azo)、通过将镓作为掺杂剂添加到氧化锌而获得的氧化镓锌(gzo)、氧化钛(tio2)、通过将铌作为掺杂剂添加到氧化钛而获得的铌-钛氧化物(tno)、氧化锑、尖晶石型(spinel-type)氧化物和具有ybfe2o4结构的氧化物。或者，可以列出具有氧化镓、氧化钛、氧化铌、氧化镍等作为基层的透明电极。作为透明电极的厚度的示例，可以为2×10^-8至2×10^-7m，优选3×10^-8至1×10^-7m。

或者，在不需要透明性的情况下，构成用作提取空穴的电极的正电极的导电材料优选是具有高功函数的导电材料(例如，φ＝4.5至5.5ev)。具体地，作为导电材料的示例，可以列出金(au)、银(ag)、铬(cr)、镍(ni)、钯(pd)、铂(pt)、铁(fe)、铱(ir)、锗(ge)、锇(os)、铼(re)和碲(te)。另一方面，构成用作提取电子的电极的负电极的导电材料优选是具有低功函数的导电材料(例如，φ＝3.5至4.5ev)。具体地，作为导电材料的示例，可以列出碱金属(例如li、na和k)及其氟化物或其氧化物、碱土金属(例如，mg和ca)及其氟化物或氧化物、铝(al)、锌(zn)、锡(sn)、铊(tl)、钠钾合金、铝锂合金、镁银合金、铟、诸如镱等稀土金属及其合金。或者，作为构成正电极和负电极的材料的示例，可以列出诸如铂(pt)、金(au)、钯(pd)、铬(cr)、镍(ni)、铝(al)、银(ag)、钽(ta)、钨(w)、铜(cu)、钛(ti)、铟(in)、锡(sn)、铁(fe)、钴(co)和钼(mo)等金属、包含这些金属元素的合金、包含这些金属的导电粒子、包含这些金属的合金的导电粒子、以及诸如含有杂质的多晶硅、碳基材料、氧化物半导体、碳纳米管和石墨烯等导电材料，并且可以使用含有这些元素的层的层叠结构。此外，作为构成正电极和负电极的材料的示例，可以列出诸如聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)/聚苯乙烯磺酸[pedot/pss]等有机材料(导电聚合物)。此外，通过将导电材料与粘合剂(聚合物)混合而获得的糊剂或墨可以固化并用作电极。

作为形成第二电极等和第一电极(正电极或负电极)的成膜方法，可以使用干法或湿法。作为干法的示例，可以列出物理气相沉积(pvd)方法和化学气相沉积(cvd)方法。作为使用pvd方法的原理的成膜方法的示例，可以列出使用电阻加热或射频加热的真空气相沉积方法、eb(电子束)气相沉积方法、各种溅射方法(磁控溅射方法、rf-dc耦合偏压溅射方法、ecr溅射方法、靶向溅射(facingtargetsputtering)方法和射频溅射方法)、离子电镀方法、激光烧蚀方法、分子束外延方法和激光转印方法。此外，作为cvd方法的示例，可以列出等离子体cvd方法、热cvd方法、金属有机(mo)cvd方法和光致cvd方法。另一方面，作为湿法的示例，可以列出电镀法和化学镀法、旋涂法、喷墨法、喷涂法、冲压法、微接触印刷法、柔版印刷法、胶版印刷方法、凹版印刷方法和浸渍方法。作为图案化方法的示例，可以列出诸如阴影掩模、激光转印和光刻等化学蚀刻、以及利用紫外光、激光等的物理蚀刻。作为用于平面化第二电极等和第一电极的平面化技术，可以使用激光平面化方法、回流方法、cmp(化学机械抛光)方法等。

作为构成绝缘膜和绝缘层的材料的示例，不仅是无机绝缘材料，其示例包括金属氧化物高介电绝缘材料，例如氧化硅基材料、氮化硅(siny)、氧化铝(al2o3)、氧化铪(hfo2)和氧化锆(zro2)；还可以是聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、聚乙烯醇(pvp)、聚乙烯醇(pva)、聚酰亚胺、聚碳酸酯(pc)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚苯乙烯、例如n-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷(aeaptms)、3-巯基丙基三甲氧基硅烷(mptms)和十八烷基三氯硅烷(ots)的硅烷醇衍生物(硅烷偶联剂)、酚醛清漆型酚醛树脂、氟基树脂，以及有机绝缘材料(有机聚合物)，其示例包括一端具有可键合到电极上的官能团的直链烃，例如十八烷硫醇和十二烷基异氰酸酯，并且可以使用它们的组合。注意，作为氧化硅基材料的示例，可以列出氧化硅(siox)、bpsg、psg、bsg、assg、pbsg、氮氧化硅(sion)、sog(旋涂玻璃)和低介电常数材料(例如，聚芳基醚、环状全氟化碳聚合物和苯并环丁烯、环状氟树脂、聚四氟乙烯、芳基醚氟化物、聚酰亚胺氟化物、无定形碳和有机sog)。构成各种层间绝缘层的材料只需要适当地从这些材料中选择即可。

根据需要，各种晶体管连接到控制部。在半导体层中形成的各种晶体管的配置和结构可以与传统晶体管的配置和结构类似。构成控制部的驱动电路可以具有众所周知的配置和众所周知的结构。

作为构成接触孔部的材料的示例，可以列出掺杂有杂质的多晶硅、高熔点金属和金属硅化物，例如钨、ti、pt、pd、cu、tiw、tin、tinw、wsi2和mosi2，以及包括这些材料的层的层叠结构(例如，ti/tin/w)。

第一载流子阻挡层可以设置在有机光电转换层和第一电极之间，并且第二载流子阻挡层可以设置在有机光电转换层和第二电极之间。另外，第一电荷注入层可以设置在第一载流子阻挡层和第一电极之间，第二电荷注入层可以设置在第二载流子阻挡层和第二电极之间。作为构成电极注入层的材料的示例，可以列出诸如锂(li)、钠(na)、钾(k)等碱金属及其氟化物、其氧化物，以及诸如镁(mg)、钙(ca)等碱土金属及其氟化物、其氧化物。

作为形成各种有机层的成膜方法的示例，可以列出干法成膜方法和湿法成膜方法。作为干法成膜方法的示例，可以列出使用电阻加热、射频加热或电子束加热的真空气相沉积方法、闪蒸气相沉积方法、等离子体气相沉积方法、eb气相沉积方法、各种溅射方法(2极溅射法、直流溅射法、直流磁控溅射法、射频溅射法、磁控溅射法、rf-dc耦合偏压溅射法、ecr溅射法、靶向溅射方法、射频溅射方法和离子束溅射方法)、dc(直流)方法、rf方法、多阴极方法、活化反应方法、电场气相沉积方法、诸如射频离子镀方法和反应离子镀方法等各种离子电镀方法、激光烧蚀方法、分子束外延方法、激光转印方法和分子束外延(mbe)方法。另外，作为cvd方法的示例，可以列出等离子体cvd方法、热cvd方法、mocvd方法和光致cvd方法。另一方面，作为湿法的示例，具体地，旋涂法、沉浸法、铸造方法、微接触印刷方法、滴铸方法、诸如丝网印刷方法、喷墨印刷方法、胶版印刷方法、凹版印刷方法和柔性版印刷方法等各种印刷方法、冲压方法、喷雾方法、诸如气刀涂布法(airdoctorcoatermethod)、刮刀涂布法、棒涂法、刮刀涂布法、挤压涂布法、逆辊涂布法、传输辊涂布法、凹版涂布法、吻合涂布法、浇铸涂布法、喷涂法、缝孔涂布法和压延涂布法等各种涂布法。注意，关于涂布方法，作为溶剂的示例，可以列出非极性或低极性有机溶剂，例如甲苯、氯仿、己烷和乙醇。作为图案化方法的示例，可以列出诸如阴影掩模、激光转印和光刻等化学蚀刻，以及利用紫外光、激光等的物理蚀刻。作为用于平面化各种有机层的平面化技术，可以使用激光平面化方法、回流方法等。

如上所述，在摄像元件或固态摄像装置中，可根据需要设置片上微透镜和遮光层，并设置用于驱动摄像元件的驱动电路和配线。可以根据需要设置用于控制摄像元件上的光入射的快门，并且，固态摄像装置足以具有根据其目的的光学截止滤光器。

例如，在固态摄像装置和读出集成电路(roic)层叠的情况下，其中形成有读出集成电路和包括铜(cu)的连接部的驱动基板以及其中形成有连接部的摄像元件层叠，使得连接部彼此连接，从而使得可以层叠固态摄像装置和读出集成电路(roic)。或者，可以使用焊料凸块等连接连接部。或者，摄像元件或固态摄像装置可以形成为使得驱动电路芯片设置在半导体层的外围区域中，并且用于驱动设置在半导体层中的各种晶体管的驱动线和信号线电连接到设置在驱动电路芯片中的驱动电路。注意，作为电连接的示例，可以列出使用焊料凸块的方法(基于片层叠方案(chip-on-chipscheme)的方法)或可以采用使用芯片贯通孔(through-chipvia，tcv)或硅贯通孔(through-siliconvia，tsv)的方法。

<第一实施例>

第一实施例涉及根据本发明第一方面的摄像元件，具体涉及根据本发明的方面1-a的摄像元件、根据本发明的层叠摄像元件、以及根据本发明的第一和第二方面的固态摄像装置。图1a示出了根据第一实施例的摄像元件的原理图，图1b示出了根据本发明的第一至第三方面中的每一方面的摄像元件的等效电路图。此外，图6示出了根据第一实施例的摄像元件或层叠摄像元件中的第二电极等的示意性平面图，图5示出了沿图6的箭头x-x截取的根据第一实施例的摄像元件或层叠摄像元件的示意性局部剖视图，图7a、图7b、图7c、图7d和图7e示出了沿图6的箭头a-a、b-b、c-c、d-d、和e-e(或箭头f-f)截取的根据第一实施例的摄像元件或层叠摄像元件的示意性局部剖视图。另外，图8和图9示出了根据第一实施例的摄像元件或层叠摄像元件的等效电路图。

根据第一实施例的摄像元件(例如，稍后将说明的绿光摄像元件)至少具有光电转换部、第一晶体管tr1和第二晶体管tr2。此外，光电转换部包括：

光电转换层13，其具有第一表面和与第一表面相对的第二表面，并且光从第一表面侧入射到光电转换层13；

第一电极11，其设置为邻接光电转换层13的第一表面；和

第二电极12，其设置为邻接光电转换层13的第二表面。摄像元件还具有：

第一光电转换层延伸部13a，其从光电转换层13延伸；

第三电极51，其形成为隔着绝缘膜82与第一光电转换层延伸部13a的第二表面相对，第一光电转换层延伸部13a的第二表面位于与光电转换层13的第二表面侧相同的一侧；和

第四电极51c，其设置为邻接第一光电转换层延伸部13a的第二表面。

另外，第一晶体管tr1包括：第二电极12a(51b)，其用作一个源极/漏极部(源极/漏极电极)；第三电极51，其用作栅极部；第四电极51c，其用作另一个源极/漏极部(源极/漏极电极)并连接到电源部vdd；第一光电转换层延伸部13a，其用作沟道形成区域51a，

第二晶体管tr2的栅极部52连接到第二电极12，并且

第二晶体管tr2的一个源极/漏极部52b连接到电源部vdd。

此外，第一实施例的摄像元件还具有第三晶体管tr3，

第三晶体管tr3的一个源极/漏极部53b连接到第二晶体管tr2的另一个源极/漏极部52c，并且

第三晶体管tr3的另一个源极/漏极部53c连接到信号线(输出信号线)vsl1。

这里，第一晶体管tr1也称为复位晶体管(tr1rst)，第二晶体管tr2也称为放大晶体管(tr1amp)，第三晶体管tr3也称为选择晶体管(tr1sel)。类似的情况对于以下说明也是如此。此外，在除了图1至图4之外的附图中，第一晶体管tr1表示为“tr1rst”，第二晶体管tr2表示为“tr1amp”，第三晶体管tr3表示为“tr1sel”。

此外，第一实施例的层叠摄像元件具有至少一个第一实施例的摄像元件，并且在第一实施例中，层叠摄像元件具有一个第一实施例的摄像元件。

此外，第一实施例的固态摄像装置具有多个第一实施例的层叠摄像元件。

另外，光电转换层13包括稍后说明的有机光电转换材料。

此外，第一实施例的摄像元件是根据本发明的方面1-a的摄像元件，并且还具有半导体层70，

第二晶体管tr2(tr1amp)和第三晶体管tr3(tr1sel)形成在半导体层70中，

光电转换部和第一晶体管tr1(tr1rst)形成在半导体层70上方，并且

第二晶体管tr2(tr1amp)的栅极部52通过第一接触孔部61连接到第二电极12。

如上所述，第一实施例的摄像元件还具有半导体基板，具体为半导体基板(更具体地，硅半导体基板)70，并且光电转换部设置在半导体基板70上方。此外，第一实施例的摄像元件还具有控制部，该控制部设置在半导体基板70中并且具有驱动电路，第二电极12连接到该驱动电路。这里定义的是，半导体基板70的光入射表面向上，并且半导体基板70的相对侧向下。在半导体基板70下方设置包括多个配线的配线层62。此外，在半导体基板70中至少设置构成控制部的第二晶体管tr2(放大晶体管tr1amp)和第三晶体管tr3(选择晶体管tr1sel)，并且第二电极12连接到放大晶体管tr1amp的栅极部52。此外，放大晶体管tr1amp的另一个源极/漏极部(源极/漏极区域)52c连接到选择晶体管tr1sel的一个源极/漏极部(源极/漏极区域)53b，并且选择晶体管tr1sel的另一个源极/漏极部53c连接到信号线vsl1。具体地，放大晶体管tr1amp的另一个源极/漏极部(源极/漏极区域)52c和选择晶体管tr1sel的一个源极/漏极部(源极/漏极区域)53b被共用(共同设置)。

具体地，第一实施例的摄像元件或层叠摄像元件是背面照射型摄像元件或层叠摄像元件，并且具有层叠三个摄像元件的结构，三个摄像元件即，第一实施例的第一类型绿光摄像元件(以下称为“第一摄像元件”)，其具有吸收绿光的第一类型绿光光电转换层并且对绿光敏感；传统技术的第二类型蓝光摄像元件(以下称为“第二摄像元件”)，其具有吸收蓝光的第二类型蓝光光电转换层并且对蓝光敏感；以及传统技术的第二类型红光摄像元件(以下称为“第三摄像元件”)，其具有吸收红光的第二类型红光光电转换层并且对红光敏感。这里，红光摄像元件(第三摄像元件)和蓝光摄像元件(第二摄像元件)设置在半导体基板70中，并且第二摄像元件位于比第三摄像元件更靠近光入射侧的位置。此外，绿光摄像元件(第一摄像元件)设置在蓝光摄像元件(第二摄像元件)上方。第一摄像元件、第二摄像元件和第三摄像元件的层叠结构构成一个像素。没有设置滤色器。

在第一摄像元件中，第二电极12形成在层间绝缘层81上。光电转换层13形成在第二电极12上，并且第一电极11形成在光电转换层13上。保护层83形成在包括第一电极11的整个表面上，并且在保护层83上设置片上微透镜90。第二电极12和第一电极11均由例如包括ito的透明电极形成。光电转换层13由包括至少对绿光敏感的公知的有机光电转换材料(例如，诸如罗丹明基颜料或喹吖啶酮颜料的有机材料)的层形成。另外，光电转换层13还可以具有适合于电荷累积的材料层。换句话说，可以在光电转换层13和第二电极12之间进一步形成适于电荷累积的材料层。层间绝缘层81、绝缘膜82和保护层83由公知的绝缘材料(例如，sio2或sin)形成。

元件隔离区域71形成在半导体基板70的第一表面(前表面)70a侧，并且氧化膜72形成在半导体基板70的第一表面70a上。此外，构成第一摄像元件的控制部的放大晶体管tr1amp(tr2)和选择晶体管tr1sel(tr3)设置在半导体基板70的第一表面侧。

复位晶体管tr1rst(第一晶体管tr1)由栅极部51、沟道形成区域51a、源极/漏极部51b和51c以及绝缘膜(栅极绝缘膜)51d(82)形成。复位晶体管tr1rst的栅极部51连接到复位线rst1，复位晶体管tr1rst的一个源极/漏极部51b也用作第一浮动扩散区域，并且另一个源极/漏极部51c连接到电源vdd。另外，从第二电极12和第一接触孔部61到放大晶体管tr1amp(tr2)的栅极部52的配线部也用作第一浮动扩散区域。

放大晶体管tr1amp(第二晶体管tr2)由栅极部52、沟道形成区域52a、源极/漏极部52b和52c以及栅极绝缘膜72形成。第二电极12通过形成在半导体基板70等及层间绝缘层76中的第一接触孔部61以及形成在层间绝缘层76中的配线层62连接到栅极部52。此外，一个源极/漏极部52b连接到电源vdd。

选择晶体管tr1sel(第三晶体管tr3)由栅极部53、沟道形成区域53a、源极/漏极部53b和53c以及栅极绝缘膜72形成。栅极部53连接到选择线sel1。另外，一个源极/漏极部53b与构成放大晶体管tr1amp的另一个源极/漏极部52c共用一个区域，并且另一个源极/漏极部53c连接到信号线(数据输出线)vsl1(117)。

第二摄像元件具有设置在半导体基板70中的作为光电转换层的n型半导体区域41。包括垂直晶体管的传输晶体管tr2trs的栅极部45延伸到n型半导体区域41并且还连接到传输栅极线tg2。另外，第二浮动扩散层fd2设置在传输晶体管tr2trs的栅极部45附近的半导体基板70中的区域45c中。累积在n型半导体区域41中的电荷通过沿栅极部45形成的传输通道被读取到第二浮动扩散层fd2。

在第二摄像元件中，在半导体基板70的第一表面侧上还设置有构成第二摄像元件的控制部的复位晶体管tr2rst、放大晶体管tr2amp和选择晶体管tr2sel。

复位晶体管tr2rst由栅极部、沟道形成区域和源极/漏极部形成。复位晶体管tr2rst的栅极部连接到复位线rst2，复位晶体管tr2rst的一个源极/漏极部连接到电源vdd，并且另一个源极/漏极部也用作第二浮动扩散层fd2。

放大晶体管tr2amp由栅极部、沟道形成区域和源极/漏极部形成。栅极部连接到复位晶体管tr2rst的另一个源极/漏极部(第二浮动扩散层fd2)。另外，一个源极/漏极部连接到电源vdd。

选择晶体管tr2sel由栅极部、沟道形成区域和源极/漏极部形成。栅极部连接到选择线sel2。另外，选择晶体管tr2sel的一个源极/漏极部与构成放大晶体管tr2amp的另一个源极/漏极部共用一个区域，并且其另一个源极/漏极部连接到信号线(数据输出线)vsl2。

第三摄像元件具有设置在半导体基板70中的作为光电转换层的n型半导体区域43。传输晶体管tr3trs的栅极部46连接到传输栅极线tg3。另外，第三浮动扩散层fd3设置在传输晶体管tr3trs的栅极部46附近的半导体基板70中的区域46c中。累积在n型半导体区域43中的电荷通过沿栅极部46形成的传输通道46a被读取到第三浮动扩散层fd3。

在第三摄像元件中，构成第三摄像元件的控制部的复位晶体管tr3rst、放大晶体管tr3amp和选择晶体管tr3sel进一步设置在半导体基板70的第一表面侧上。

复位晶体管tr3rst由栅极部、沟道形成区域和源极/漏极部构成。复位晶体管tr3rst的栅极部连接到复位线rst3，复位晶体管tr3rst的一个源极/漏极部连接到电源vdd，并且另一个源极/漏极部用作第三浮动扩散层fd3。

放大晶体管tr3amp由栅极部、沟道形成区域和源极/漏极部形成。栅极部连接到复位晶体管tr3rst的另一个源极/漏极部(第三浮动扩散层fd3)。另外，一个源极/漏极部连接到电源vdd。

选择晶体管tr3sel由栅极部、沟道形成区域和源极/漏极部形成。栅极部连接到选择线sel3。另外，选择晶体管tr3sel的一个源极/漏极部与构成放大晶体管tr3amp的另一个源极/漏极部共用一个区域，并且其另一个源极/漏极部连接到信号线(数据输出线)vsl3。

复位线rst1、rst2和rst3、选择线sel1、sel2和sel3、以及传输栅极线tg2和tg3连接到构成驱动电路的垂直驱动电路112，而信号线(数据输出线)vsl1、vsl2和vsl3连接到构成驱动电路的列信号处理电路113。

p⁺层44设置在n型半导体区域43和半导体基板70的表面70a之间，以抑制暗电流的产生。p⁺层42形成在n型半导体区域41和43之间，此外，n型半导体区域43的侧表面的一部分被p⁺层42围绕。p⁺层73形成在半导体基板70的后表面70b侧，并且hfo2膜74和下层绝缘膜75包括从p⁺层73到半导体基板70内形成有第一接触孔部61的部分。虽然在层间绝缘层76中形成有多个配线，但配线并未示出。

hfo2膜74是具有固定负电荷的膜，并且可以通过设置这样的膜来抑制暗电流的产生。注意，氧化铝(al2o3)膜、氧化锆(zro2)膜、氧化钽(ta2o5)膜、氧化钛(tio2)膜、氧化镧(la2o3)膜、氧化镨(pr2o3)膜、氧化铈(ceo2)膜、氧化钕(nd2o3)膜、氧化钷(pm2o3)膜、氧化钐(sm2o3)膜、氧化铕(eu2o3)膜、氧化钆(gd2o3)膜、氧化铽(tb2o3)膜、氧化镝(dy2o3)膜、氧化钬(ho2o3)膜、氧化铥(tm2o3)膜、氧化镱(yb2o3)膜、氧化镥(lu2o3)膜、氧化钇(y2o3)膜、氮化铪膜、氮化铝膜、氧氮化铪膜或氧氮化铝膜可用作hfo2膜的替代物。作为形成这些膜的成膜方法的示例，可以是cvd方法、pvd方法和ald方法。

下面将参照图9和图10说明第一实施例的摄像元件(第一摄像元件)的操作，图10是第一实施例的摄像元件操作时的各部位的电位状态的示意图，图9是第一实施例的摄像元件或层叠摄像元件的等效电路图。换句话说，在复位时，放大晶体管tr1amp和选择晶体管tr1sel变为截止，并将第一电极11设置为接地状态。另外，复位线rst1被设置为“h”状态，并且高电位被施加到栅极部51，从而复位晶体管tr1rst(第一晶体管tr1)截止。第一晶体管tr1的另一个源极/漏极部51c连接到电源部vdd，因此，第一晶体管tr1中的沟道形成区域51a的电位、第一晶体管tr1的一个源极/漏极部51b的电位、以及第二电极12的电位和与第二电极12相邻的光电转换层13的电位等于vdd，从而复位摄像元件。在复位操作完成且电荷开始累积时，复位线rst1被设置为“l”状态，并且低电位被施加到栅极部51，从而复位晶体管tr1rst(第一晶体管tr1)截止。当通过光电转换层13的光电转换获得的电荷(具体地，电子)累积在第二电极12中时，第二电极12的电位下降。另外，在信号读取时，选择线sel1被设置为“h”状态，并且高电位被施加到选择晶体管tr1sel的栅极部53，从而导通选择晶体管tr1sel(第三晶体管tr3)。之后，基于第二电极12的电位(即，放大晶体管tr1amp的栅极部52的电位)的电流从放大晶体管tr1amp(第二晶体管tr2)的一个源极/漏极部52b流过其另一个源极/漏极部52c，进一步从选择晶体管tr1sel(第三晶体管tr3)的一个源极/漏极部53b流过其另一个源极/漏极部53c，并作为信号(图像信号)输出到信号线(数据输出线)vsl1。此外，第二摄像元件和第三摄像元件中的每一个的包括电荷累积、复位操作和电荷传输的一系列操作类似于包括电荷累积、复位操作和电荷传输的一系列传统操作。

图11示出了第一实施例的固态摄像装置的原理图。第一实施例的固态摄像装置100由成像区域111、垂直驱动电路112、列信号处理电路113、水平驱动电路114、输出电路115、驱动控制电路116等构成，在成像区域111中层叠摄像元件101以二维阵列布置，垂直驱动电路112用作层叠摄像元件101的驱动电路(周边电路)。不用说，这些电路可以由众所周知的电路构成，或者可以使用其他电路配置(例如，传统ccd摄像装置和传统cmos摄像装置中使用的各种电路)来配置。注意，附图标记“101”仅在图11中的层叠摄像元件101的一行中示出。

驱动控制电路116基于垂直同步信号、水平同步信号和主时钟产生用作垂直驱动电路112、列信号处理电路113和水平驱动电路114的操作的参考的时钟信号和控制信号。生成的时钟信号和控制信号之后被输入到垂直驱动电路112、列信号处理电路113和水平驱动电路114。

垂直驱动电路112由例如移位寄存器构成，并且在垂直方向上按行选择性地依序扫描成像区域111中的层叠摄像元件101。基于响应于层叠摄像元件101的接收光量而产生的电流(信号)的像素信号(图像信号)通过信号线(数据输出线)117、vsl被发送到列信号处理电路113。

列信号处理电路113例如按层叠摄像元件101的列设置，并且利用每个摄像元件的根据黑色参考像素(在有效像素区域周围形成，未示出)的信号对从一行层叠摄像元件101输出的图像信号执行包括噪声消除和信号放大的信号处理。水平选择开关(未示出)设置在列信号处理电路113的输出级上，以连接在输出级和水平信号线118之间。

水平驱动电路114由例如移位寄存器构成，通过依序输出水平扫描脉冲来依序选择列信号处理电路113，并驱动列信号处理电路113以将信号输出到水平信号线118。

输出电路115通过水平信号线118对从列信号处理电路113依序提供的信号执行信号处理，并输出处理后的信号。

第一实施例的摄像元件或层叠摄像元件可以通过例如以下方法生产。换句话说，首先准备soi基板。基于外延生长方法在soi基板的表面上形成第一硅层，并且p⁺层73和n型半导体区域41形成在该第一硅层中。接下来，基于外延生长方法在第一硅层上形成第二硅层，并且元件隔离区域71、氧化膜72、p⁺层42、n型半导体区域43和p⁺层44形成在该第二硅层中。此外，构成摄像元件的控制部的各种晶体管形成在第二硅层中，配线层62、层间绝缘层76、各种配线进一步形成在第二硅层上，之后将层间绝缘层76接合到支撑基板(未示出)上。随后，去除soi基板并暴露第一硅层。应注意，第二硅层的表面对应于半导体基板70的前表面70a，并且第一硅层的表面对应于半导体基板70的后表面70b。此外，第一硅层和第二硅层共同表示为半导体基板(半导体层)70。接下来，在半导体基板70的后表面70b侧形成用于形成第一接触孔部61的开口部，形成hfo2膜74、下层绝缘膜75和第一接触孔部61，并且进一步形成层间绝缘层81、第二电极12、第三电极51、第四电极51c、绝缘膜82、光电转换层13、第一电极11、保护层83和片上微透镜90。因此，可以获得第一实施例的摄像元件或层叠摄像元件。

基于作为层间绝缘层81等的示意性局部侧视图的图65a、图65b、图65c、图65d和图65e，说明图5所示的复位晶体管tr1rst(第一晶体管tr1)的具体制造工艺。注意，在这些图中未示出位于层间绝缘层81下方的各种构成元件。

首先，在层间绝缘层81上形成用于形成第二电极12、栅极部51等的一部分的ito层12'(参见图65a)。随后，基于光刻技术和蚀刻技术保留其中将要形成第二电极12、第二电极延伸部12a、栅极部51和源极/漏极部(第四电极)51c的ito层12'的部分。因此，可以获得图65b中所示的结构。随后，在整个表面上形成绝缘膜82(参见图65c)。接下来，基于光刻技术和蚀刻技术去除其中将要形成第二电极12、第二电极延伸部12a和源极/漏极部(第四电极)51c的部分上方的绝缘膜82。因此，可以获得图65d中所示的结构。随后，在整个表面上形成ito层，并且基于回蚀方法去除ito层的不需要的部分，因此，可以获得图65e所示的结构。接着，在整个表面上形成光电转换层13和第一电极11。因此，可以获得第一晶体管tr1(复位晶体管tr1rst)。

从示出了第一实施例的摄像元件的变形例的图12可以理解，摄像元件可以形成为使得第一光电转换层延伸部13a的部分13a'的厚度小于第一光电转换层的厚度。换句话说，栅极部51和绝缘膜(栅极绝缘膜)51d的总厚度等于光电转换层13的厚度。

将基于作为层间绝缘层81等的示意性局部侧视图的图66a、图66b、图66c和图66d说明图12所示的复位晶体管tr1rst(第一晶体管tr1)的具体制造工艺。注意，在这些图中未示出位于层间绝缘层81下方的各种构成元件。

首先，在层间绝缘层81上形成用于形成第二电极12、栅极部51等的一部分的ito层12”(参照图66a)。随后，基于光刻技术和蚀刻技术形成第二电极12、第二电极延伸部12a、栅极部51和源极/漏极部(第四电极)51c。因此，可以获得图66b中所示的结构。随后，在整个表面上形成绝缘膜82，并对绝缘膜82进行平面化处理。因此，可以获得图66c所示的结构。接下来，基于光刻技术和蚀刻技术，保留栅极部51上的绝缘膜82，并且去除在第二电极12、第二电极延伸部12a、源极/漏极部(第四电极)51c等上的绝缘膜82。因此，可以获得图66d中所示的结构。随后，在整个表面上形成光电转换层13和第一电极11。因此，可以获得第一晶体管tr1(复位晶体管tr1rst)。

或者，根据作为原理图的图13a和图13b可以理解，第一实施例的摄像元件可以形成为使得至少第一光电转换层延伸部13a具有从第二表面侧起下半导体层和上光电转换层的层叠结构。此外，在这种情况下，光电转换层13和第一光电转换层延伸部13a具有从第二表面侧起下半导体层和上光电转换层的层叠结构。此外，在这些形式中，从防止可见光被吸收到下半导体层中的观点来看，第一实施例的摄像元件优选地形成为使得构成下半导体层的半导体材料具有等于或高于3.0ev的带隙能量。具体地，下半导体层仅需要由例如透明氧化物半导体材料构成，并且上光电转换层仅需要由与构成光电转换层13的材料相同的材料构成。例如，可以使用igzo等作为透明氧化物半导体材料。

可以设置具有多个第一实施例的摄像元件的固态摄像装置。作为示意性局部剖视图的图14所示的第一实施例的摄像元件的变形例是由第一实施例的第一类型的第一摄像元件构成的背面照射型摄像元件。这里，第一摄像元件由三种类型的摄像元件构成，即，由吸收红光的摄像元件、吸收绿光的摄像元件以及吸收蓝光的摄像元件构成。此外，如上所述的多个摄像元件构成根据本发明的第一方面的固态摄像装置。作为设置多个摄像元件的示例，可以是拜耳阵列。用于分散蓝光、绿光和红光的滤色器根据需要设置在每个摄像元件的光入射侧。注意，固态摄像装置可以具有如后说明的第二至第六实施例的多个摄像元件。

注意，固态摄像装置可以形成为使得两个第一实施例的第一类型摄像元件层叠(即，两个光电转换部层叠，并且两个摄像元件的控制部设置在半导体基板中)或者三个第一实施例的第一类型摄像元件层叠(即，三个光电转换部层叠，并且三个摄像元件的控制部设置在半导体基板中)，而不是设置一个第一实施例的第一类型摄像元件。下表示例性示出第一类型摄像元件和第二类型摄像元件的层叠结构的示例。

如上所述，第一实施例的摄像元件具有三个晶体管的配置和结构，即第一晶体管、第二晶体管和第三晶体管，因此，可以实现摄像元件的配置和结构的简化。另外，第一晶体管设置为与光电转换层相邻，因此，可以实现摄像元件的面积的减小、摄像元件的分辨率的提高、以及摄像元件的配置和结构的进一步简化。此外，第一晶体管设置为与光电转换层相邻，因此，可以实现摄像元件内的配线的缩短和简化以及配线的省略(例如，用于将第二电极连接到复位晶体管的一个源极/漏极部的配线可以省略)。于是，可以实现配线容量的降低和像素的电荷-电压转换效率的提高，因此，可以实现摄像元件的s/n比的改善、输出信号的增大以及所获得图像的质量的改善。

<第二实施例>

第二实施例是第一实施例的变形例，并且涉及根据本发明的方面1-b的摄像元件。图2a示出了第二实施例的摄像元件的原理图，图16示出了第二实施例的摄像元件或层叠摄像元件中的第二电极等的示意性平面图，图15示出了沿图16的箭头x-x截取的第二实施例的摄像元件或层叠摄像元件的示意性局部剖视图，并且图17a、图17b、图17c和图17d示出了沿图16的箭头a-a、b-b、c-c和d-d截取的第二实施例的摄像元件或层叠摄像元件的示意性局部剖视图。此外，图18是第二实施例的摄像元件的操作时的各部位的电位状态的示意图。

第二实施例的摄像元件还具有：

第二光电转换层延伸部13b，其从光电转换层13延伸；

第二电极延伸部12b，其隔着绝缘膜82形成在第二光电转换层延伸部13b的第二表面上，第二光电转换层延伸部13b的第二表面与光电转换层13的第二表面侧同侧；和

第五电极和第六电极，其设置为邻接第二光电转换层延伸部13b的第二表面，

第二晶体管tr2，其形成在半导体层70上方，而不是形成在半导体层70中，

第二晶体管tr2的栅极部52由第二电极延伸部12b构成，而不是与第二电极12连接，

第二晶体管tr2的一个源极/漏极部(源极/漏极电极52b)由第五电极构成，并且

第二晶体管tr2的另一个源极/漏极部(源极/漏极电极52c)由第六电极构成，并通过第二接触孔部ch2(参见图2a)连接到第三晶体管tr3的一个源极/漏极部。注意，附图标记52d表示栅极绝缘膜，其由绝缘膜82构成。

另外，第二光电转换层延伸部13b的部分13b'的厚度小于光电转换层13的厚度。换句话说，第二光电转换层延伸部13b的部分13b'中的绝缘膜的厚度大于栅极绝缘膜52d的厚度。采用这样的配置可以抑制在第二光电转换层延伸部13b的部分13b'的部位中形成沟道区域，并且可以防止流过放大晶体管tr1amp(第二晶体管tr2)的沟道形成区域52a的电流穿透进入光电转换部。

除了上述方面之外，第二实施例的摄像元件的配置和结构可以与第一实施例中说明的摄像元件的配置和结构类似，因此，将省略详细说明。

注意，类似于第一实施例，第二实施例的摄像元件可以形成为使得第二光电转换层延伸部13b具有从第二表面侧起下半导体层和上光电转换层的层叠结构。

下面将参照作为第二实施例的摄像元件的操作时的各部位的电位状态的示意图的图18说明第二实施例的摄像元件(第一摄像元件)的操作。换句话说，在复位时，放大晶体管tr1amp和选择晶体管tr1sel变为截止，并将第一电极11设置为接地状态。另外，复位线rst1被设置为“h”状态，并且高电位被施加到栅极部51，从而复位晶体管tr1rst(第一晶体管tr1)截止。第一晶体管tr1的另一个源极/漏极部51c连接到电源部vdd，因此，在第一晶体管tr1中沟道形成区域51a的电位、第一晶体管tr1的一个源极/漏极部51b的电位、以及第二电极12的电位、与第二电极12相邻的光电转换层13的电位、放大晶体管tr1amp(第二晶体管tr2)的栅极部52d的电位等于vdd，从而复位摄像元件。在复位操作完成且开始电荷累积时，复位线rst1被设置为“l”状态，并且低电位被施加到栅极部51，从而复位晶体管tr1rst(第一晶体管tr1)截止。当通过光电转换层13在光电转换中获得的电荷(具体地，电子)累积在第二电极12中时，第二电极12的电位下降，并且栅极部52d、沟道形成区域52a、以及放大晶体管tr1amp(第二晶体管tr2)的另一个源极/漏极部(源极/漏极电极52c)的电位下降。另外，在信号读取时，选择线sel1被设置为“h”状态，并且高电位被施加到选择晶体管tr1sel的栅极部53，从而导通选择晶体管tr1sel(第三晶体管tr3)。然后，基于放大晶体管tr1amp(第二晶体管tr2)的沟道形成区域52a的电位的电流从放大晶体管tr1amp(第二晶体管tr2)的一个源极/漏极部52b流过其另一个源极/漏极部52c，进一步从选择晶体管tr1sel(第三晶体管tr3)的一个源极/漏极部53b流过其另一个源极/漏极部53c，并作为信号(图像信号)输出到信号线(数据输出线)vsl1。

<第三实施例>

第三实施例是第二实施例的变形例，并且涉及根据本发明的方面1-c的摄像元件。图2b示出了第三实施例的摄像元件的原理图，图20示出了第三实施例的摄像元件或层叠摄像元件中的第二电极等的示意性平面图，图19示出了沿图20的箭头x-x截取的第三实施例的摄像元件或层叠摄像元件的示意性局部剖视图，图21a、图21b、图21c和图21d示出了沿图20的箭头a-a、b-b、c-c和d-d截取的第三实施例的摄像元件或层叠摄像元件的示意性局部剖视图。另外，图22是第三实施例的摄像元件的操作时的各部位的电位状态的示意图。注意，沿图20的箭头y-y截取的示意性局部剖视图类似于图15中所示的示意性局部剖视图。

第三实施例的摄像元件还具有：

第三光电转换层延伸部13c，其从光电转换层13延伸；

第七电极，其形成为隔着绝缘膜82与第三光电转换层延伸部13c的第二表面相对，第三光电转换层延伸部13c的第二表面与光电转换层13的第二表面侧同侧；和

第八电极，其设置为邻接第三光电转换层延伸部13c的第二表面，

第三晶体管tr3，其形成在半导体层70上方，而不是形成在半导体层70中，

第三晶体管tr3的一个源极/漏极部(源极/漏极电极)53b由第六电极(具体地，第二晶体管tr2的另一个源极/漏极部(源极/漏极电极52c))共同地构成，而不是通过第二接触孔部连接到第六电极，

第三晶体管tr3的栅极部53由第七电极构成，并且

第三晶体管tr3的另一个源极/漏极部(源极/漏极电极)53c由第八电极构成，并通过第三接触孔部ch3连接到信号线(输出信号线)vsl1(参见图2b)。注意，附图标记53d表示栅极绝缘膜，其由绝缘膜82构成。

另外，第三光电转换层延伸部13c的部分13c'的厚度小于光电转换层13的厚度。换句话说，第二光电转换层延伸部13c的部分13c'中的绝缘膜的厚度大于栅极绝缘膜53d的厚度。采用这样的配置可以抑制在第二光电转换层延伸部13c的部分13c'的部位中形成沟道区域，并且可以防止流过选择晶体管tr1sel(第三晶体管tr3)的沟道形成区域53a的电流穿透进入光电转换部。

另外，类似于第一实施例，第三实施例的摄像元件可以形成为使得第三光电转换层延伸部13c具有从第二表面侧起下半导体层和上光电转换层的层叠结构。

第三实施例的摄像元件(第一摄像元件)的操作基本上类似于第二实施例的摄像元件(第一摄像元件)的操作，因此，将省略说明。另外，除了上述方面之外，第三实施例的摄像元件的配置和结构可以与第一实施例中描述的摄像元件的配置和结构类似，因此，将省略详细说明。在第三实施例的摄像元件中，不需要在光电转换部中设置接触孔部，因此，可以实现成品率的提高，在层叠摄像元件的情况下实现位于下方的第二类型摄像元件的光电转换部的面积的扩大，并且实现固态摄像装置的灵敏度的提高。

<第四实施例>

第四实施例涉及根据本发明第二方面的摄像元件。图3a示出了第四实施例的摄像元件的原理图，图24示出了第四实施例的摄像元件或层叠摄像元件中的第二电极等的示意性平面图，并且图23示出了沿图24的箭头x-x截取的第四实施例的摄像元件或层叠摄像元件的示意性局部剖视图。

第四实施例的摄像元件是至少具有光电转换部、第二晶体管tr2和第三晶体管tr3的摄像元件，

光电转换部包括：

光电转换层13，其具有第一表面和与第一表面相对的第二表面，光从第一表面侧入射到光电转换层13；

第一电极11，其设置为邻接光电转换层13的第一表面；和

第二电极12，其设置为邻接光电转换层13的第二表面，

摄像元件还具有：

第一光电转换层延伸部13a，其从光电转换层13延伸；

第二电极延伸部12a，其通过绝缘膜82形成在第一光电转换层延伸部13a的第二表面上，第一光电转换层延伸部13a的第二表面与光电转换层13的第二表面侧同侧；和

第三电极和第四电极，其设置为邻接第一光电转换层延伸部13a的第二表面，

第二晶体管tr2包括：第三电极，其用作一个源极/漏极部(源极/漏极电极)52b并且连接到电源部vdd；第二电极延伸部12a，其用作栅极部52；第四电极，其用作另一个源极/漏极部(源极/漏极电极)52c；第一光电转换层延伸部13a，其用作沟道形成区域52a，

第三晶体管tr3的一个源极/漏极部53b连接到另一个源极/漏极部(第四电极)53c，并且

第三晶体管tr3的另一个源极/漏极部53c连接到信号线(输出信号线)vsl1。

此外，第二实施例的摄像元件还具有第一晶体管tr1，

第一晶体管tr1的一个源极/漏极部51b连接到第二电极12，并且

第一晶体管tr1的另一个源极/漏极部51c连接到电源部vdd。

另外，第四实施例的摄像元件还具有半导体层70，

第一晶体管tr1和第三晶体管tr3形成在半导体层70中，

光电转换部和第二晶体管tr2形成在半导体层70上方，

第一晶体管tr1的一个源极/漏极部51b通过第一接触孔部61连接到第二电极12，并且

第三晶体管tr3的一个源极/漏极部53b通过第二接触孔部ch2连接到第二晶体管tr2的源极/漏极部(第四电极)53c(参见图3a)。

另外，第四实施例的层叠摄像元件具有至少一个第四实施例的摄像元件，并且在第四实施例中，层叠摄像元件具有一个第一实施例的摄像元件。

此外，第四实施例的固态摄像装置具有多个第四实施例的层叠摄像元件。

另外，第一光电转换层延伸部13a的部分13a'的厚度小于光电转换层13的厚度。换句话说，第一光电转换层延伸部13a的部分13a'中的绝缘膜的厚度大于栅极绝缘膜52d的厚度。采用这样的配置可以抑制在第一光电转换层延伸部13a的部分13a'的部位中形成沟道区域，并且可以防止流过放大晶体管tr1amp(第二晶体管tr2)的沟道形成区域52a的电流穿透进入光电转换部。

另外，与第一实施例类似，第四实施例的摄像元件可以形成为使得光电转换层13和第一光电转换层延伸部13a具有从第二表面侧起下半导体层和上光电转换层的层叠结构。

第四实施例的摄像元件(第一摄像元件)的操作基本上类似于第一实施例的摄像元件(第一摄像元件)的操作，因此，将省略说明。另外，除了上述方面之外，第四实施例的摄像元件的配置和结构可以与第一实施例中说明的摄像元件的配置和结构类似，因此，将省略详细说明。

<第五实施例>

第五实施例是第四实施例的变形例，并且涉及根据本发明的方面2-b的摄像元件。图3b示出了第五实施例的摄像元件的原理图，图26示出了第五实施例的摄像元件或层叠摄像元件中的第二电极等的示意性平面图，图25示出了沿图26的箭头x-x截取的第五实施例的摄像元件或层叠摄像元件的示意性局部剖视图。应注意，沿图26的箭头y-y截取的示意性局部剖视图与图23中所示的类似。

第五实施例的摄像元件还具有：

第二光电转换层延伸部13b，其从光电转换层13延伸；

第五电极，其形成为隔着绝缘膜82与第二光电转换层延伸部13b的第二表面相对，第二光电转换层延伸部13b的第二表面与光电转换层13的第二表面侧同侧；和

第六电极，其设置为邻接第二光电转换层延伸部13b的第二表面，

第三晶体管tr3，其形成在半导体层70上方，而不是形成在半导体层70中，

第三晶体管tr3的一个源极/漏极部(源极/漏极电极)53b由第二晶体管tr2的另一个源极/漏极部(源极/漏极电极，第四电极)52c共同地构成，而不是通过第二接触孔部连接到第四电极，

第三晶体管tr3的栅极部53由第五电极构成，并且

第三晶体管tr3的另一个源极/漏极区域(源极/漏极电极)53c由第六电极构成，并且通过第三接触孔部ch3连接到信号线(输出信号线)vsl1(参考图3b)。

另外，第二光电转换层延伸部13b的部分13b'的厚度小于光电转换层13的厚度。换句话说，第二光电转换层延伸部13b的部分13b'中的绝缘膜的厚度大于栅极绝缘膜53d的厚度。采用这样的配置可以抑制在第二光电转换层延伸部13b的部分13b'的部位中形成沟道区域，并且可以防止流过选择晶体管tr1sel(第三晶体管tr3)的沟道形成区域53a的电流穿透进入光电转换部。

另外，与第一实施例类似，第五实施例的摄像元件可以形成为使得光电转换层13、第一光电转换层延伸部13a和第二光电转换层延伸部13b具有从第二表面侧起下半导体层和上光电转换层的层叠结构。

第五实施例的摄像元件(第一摄像元件)的操作基本上类似于第一实施例的摄像元件(第一摄像元件)的操作，因此，将省略说明。另外，除了上述方面之外，第五实施例的摄像元件的配置和结构可以与第一实施例中说明的摄像元件的配置和结构类似，因此，将省略详细说明。

<第六实施例>

第六实施例涉及根据本发明第三方面的摄像元件。图4示出了第六实施例的摄像元件的原理图，图28示出了第六实施例的摄像元件或层叠摄像元件中的第二电极等的示意性平面图，图27示出了沿图28的箭头x-x截取的第六实施例的摄像元件或层叠摄像元件的示意性局部剖视图。

第六实施例的摄像元件是至少具有光电转换部、第二晶体管tr2和第三晶体管tr3的摄像元件，

光电转换部包括：

光电转换层13，其具有第一表面和与第一表面相对的第二表面，光从第一表面侧入射到光电转换层13上；

第一电极11，其设置为邻接光电转换层13的第一表面；和

第二电极12，其设置为邻接光电转换层13的第二表面，

摄像元件还具有：

沟道形成区域53a，其由与光电转换层13的材料相同的材料构成，并且形成为与光电转换层13分开；

第四电极，其隔着绝缘膜82形成在沟道形成区域的表面上，沟道形成区域的表面与光电转换层13的第二表面侧同侧；和

第三电极和第五电极，其设置为邻接沟道形成区域延伸部的表面，沟道形成区域延伸部的表面与光电转换层的第二表面侧同侧，

第二晶体管tr2的栅极部52连接到第二电极12，并且

第二晶体管tr2的一个源极/漏极部52b连接到电源部vdd，

第二晶体管tr2的另一个源极/漏极部52c连接到构成第三晶体管tr3的一个源极/漏极部(源极/漏极电极)53b的第三电极，

第三晶体管tr3的栅极部53由第四电极构成，并且

构成第三晶体管tr3的另一个源极/漏极部(源极/漏极电极)53c的第五电极连接到信号线(输出信号线)vsl1。

此外，第六实施例的摄像元件还具有第一晶体管tr1，

第一晶体管tr1的一个源极/漏极部51b连接到第二电极12，并且

第一晶体管tr1的另一个源极/漏极部51c连接到电源部vdd。

另外，第六实施例的摄像元件还具有半导体层70，

第一晶体管tr1和第二晶体管tr2形成在半导体层70中，

光电转换部和第三晶体管tr3形成在半导体层70上方，

第一晶体管tr1的一个源极/漏极部51b和第二晶体管tr2的栅极部52通过第一接触孔部ch1连接到第二电极12(参见图4)，

第二晶体管tr2的另一个源极/漏极部52c通过第二接触孔部ch2连接到第三晶体管tr3的一个源极/漏极部(源极/漏极电极，第三电极)53b(参见图4)，和

第三晶体管tr3的另一个源极/漏极部(源极/漏极电极)53c通过第三接触孔部ch3连接到信号线(输出信号线)vsl1(参见图4)。

另外，第六实施例的层叠摄像元件具有至少一个第六实施例的摄像元件，并且在第六实施例中，层叠摄像元件具有一个第一实施例的摄像元件。

此外，第六实施例的固态摄像装置具有多个第六实施例的层叠摄像元件。

另外，与第一实施例类似，第六实施例的摄像元件可以形成为使得光电转换层13、沟道形成区域53a和沟道形成区域延伸部具有从第二表面侧起下半导体层和上光电转换的层叠结构。

第六实施例的摄像元件(第一摄像元件)的操作基本上类似于第一实施例的摄像元件(第一摄像元件)的操作，因此，将省略说明。另外，除了上述方面之外，第六实施例的摄像元件的配置和结构可以与第一实施例中说明的摄像元件的配置和结构类似，因此，将省略详细说明。

<第七实施例>

第七实施例是第一至第六实施例的变形例，并且涉及具有电荷累积电极的摄像元件。

图29示出了第七实施例的摄像元件或层叠摄像元件的示意性局部剖视图，图30和图31示出了第七实施例的摄像元件或层叠摄像元件的等效电路图，图32a是构成第七实施例的摄像元件的第二电极、电荷累积电极等的示意性布局图，图33示意性示出了第七实施例的摄像元件的操作时的各部位的电位状态。注意，在下文说明的附图中未示出第一晶体管tr1、第二晶体管tr2和第三晶体管tr3。另外，基本上基于第一实施例的摄像元件的配置和结构来说明第七实施例的摄像元件，然而，第七实施例的摄像元件的配置和结构不限于第一实施例的配置和结构。

第七实施例的摄像元件具有通过层叠第二电极12、光电转换层13和第一电极11而形成的光电转换部，并且光电转换部还具有电荷累积电极14，电荷累积电极14设置为与第二电极分开、且隔着绝缘膜82与光电转换层13相对。

电荷累积电极14连接到驱动电路。具体地，电荷累积电极14通过设置在层间绝缘层81中的连接孔66、焊盘部64和配线voa(参见图30和图32a)连接到构成驱动电路的垂直驱动电路112(参见图11)。另外，第二电极12通过形成在层间绝缘层76中的连接孔65和焊盘部63连接到形成在半导体基板70和层间绝缘层76中的接触孔部61。光电转换层13和第二电极12通过设置在绝缘膜82中的连接部67彼此连接。光电转换层13在连接部67内延伸。换句话说，光电转换层13在设置在绝缘膜82中的开口部84内延伸并且连接到第二电极12。

电荷累积电极14的大小大于第二电极12的大小。当假设电荷累积电极14的面积是s1'并且第二电极12的面积是s1时，电荷累积电极14和第二电极12的面积优选满足以下关系，但不限于此：

4≤s1'/s1。

在第七实施例中，电荷累积电极14和第二电极12的面积满足例如以下关系，但不限于此：

s1'/s1＝8。

如上所述，除了摄像元件具有电荷累积电极14之外，第七实施例的摄像元件在配置和结构上与第一至第六实施例的摄像元件基本类似。

下面将参照图33说明第七实施例的摄像元件(第一摄像元件)的操作。这里，第二电极12的电位设定得高于第一电极的电位。换句话说，例如，假设第二电极12具有正电位并且第一电极具有负电位，光电转换层13执行光电转换，并且电子作为信号被读取。假设对于其他实施例也是如此。注意，在第二电极12具有负电位、第一电极具有正电位、并且基于光电转换层13的光电转换产生的空穴作为信号被读取的形式中，仅需要反转以下说明的电位的高低。

稍后说明的第十实施例中的图33、图43和图44以及稍后说明的第十二实施例中的图49和图50中使用的附图标记如下。

pa.......在光电转换层13的与电荷累积电极14相对的区域中的点pa的电位，或者在光电转换层13的与电荷累积电极段14c相对的区域中的点pa的电位

pb.......在光电转换层13的区域中与位于电荷累积电极14和第二电极12之间的中间的区域相对的点pb的电位，在光电转换层13的区域中与传输控制电极(电荷传输电极)15相对的点pb的电位，或者在光电转换层13的区域中与电荷累积电极段14b相对的点pb的电位

pc.......在光电转换层13的区域中与第二电极12相对的点pc的电位，或者在光电转换层13的区域中与电荷累积电极段14a相对的点pc的电位

pd.......在光电转换层13的区域中与位于电荷累积电极段14c和第二电极12之间的中间的区域相对的点pd的电位

fd.......第一浮动扩散区域fd1的电位

voa.......电荷累积电极14的电位

voa-a.......电荷累积电极段14a的电位

voa-b.......电荷累积电极段14b的电位

voa-c.......电荷累积电极段14c的电位

vot.......传输控制电极(电荷传输电极)15的电位

rst.......复位晶体管tr1rst的栅极部51的电位

vdd.......电源电位

vsl_1.......信号线(数据输出线)vsl1

tr1_rst.......复位晶体管tr1rst

tr1_amp.......放大晶体管tr1amp

tr1_sel.......选择晶体管tr1sel

在电荷累积时段，电位v11从驱动电路施加到第二电极12，并且电位v12从驱动电路施加到电荷累积电极14。入射在光电转换层13上的光使得在光电转换层13中进行光电转换。由光电转换产生的空穴通过配线vou从第一电极11传输到驱动电路。另一方面，由于第二电极12的电位设定得高于第一电极11的电位，即，由于例如正电位施加到第二电极12并且例如负电位施加到第一电极11，假设第一电极11和第二电极12的电位满足v12≥v11，优选地v12>v11。这使得由光电转换产生的电子被吸引到电荷累积电极14并停留在光电转换层13的与电荷累积电极14相对的区域中。换句话说，电荷在光电转换层中累积。由于v12>v11，所以在光电转换层13内产生的电子不向第二电极12移动。随着光电转换时间的推移，光电转换层13的与电荷累积电极14相对的区域中的电位越接近更大的负值。

在电荷累积时段的后期执行复位操作。这使得第一浮动扩散区域fd1的电位被复位，并且使得第一浮动扩散区域fd1的电位等于电源的电位vdd。

完成复位操作后，电荷被读取。换句话说，在电荷传输时段中，电位v21从驱动电路被施加到第二电极12，并且将电位v22从驱动电路施加到电荷累积电极14。这里假设v22<v21。这使得停留在光电转换层13的与电荷累积电极14相对的区域中的电子被读取到第二电极12并且还被读取到第一浮动扩散区域fd1。换句话说，在光电转换层13中累积的电荷被读取到控制部。

因此，包括电荷累积、复位操作和电荷传输的一系列操作完成。

在将电子读取到第一浮动扩散区域fd1之后放大晶体管tr1amp和选择晶体管tr1sel的操作与这些类型的传统晶体管的操作相同。另外，第二摄像元件和第三摄像元件中的每一个的包括电荷累积、复位操作和电荷传输的一系列操作类似于包括电荷累积、复位操作和电荷传输的一系列传统操作。此外，类似于传统技术，可以通过相关双采样(cds)去除第一浮动扩散区域fd1的复位噪声。

如上所述，在第七实施例中，摄像元件具有电荷累积电极，该电荷累积电极设置为与第二电极分开并且设置为隔着绝缘膜与光电转换层相对，因此，当用光照射光电转换部并进行光电转换时，由光电转换层、绝缘膜和电荷累积电极形成一种电容器，并且可以累积在光电转换层中产生的电荷。由此，可以在开始曝光时完全耗尽电荷累积部并消除电荷。因此，可以抑制导致成像质量劣化的ktc噪声增长以及随机噪声加剧的现象的发生。此外，所有像素都可以同时复位，因此，可以实现所谓的全局快门功能。

如图34所示，其是第七实施例的摄像元件或层叠摄像元件的变形例的等效电路图，复位晶体管tr1rst的另一个源极/漏极区域51c可以接地而不是连接到电源vdd。

<第八实施例>

图8是第七实施例的变形例。作为示意性局部剖视图的图35所示的第八实施例的摄像元件或层叠摄像元件是表面照射型摄像元件或层叠摄像元件，且具有层叠三个摄像元件的结构，三个摄像元件即，第七实施例(第一至第六实施例)的第一类型绿光摄像元件，其具有吸收绿光的第一类型绿光光电转换层并且对绿光敏感；传统技术(第二摄像元件)的第二类型蓝光摄像元件，其具有吸收蓝光的第二类型蓝光光电转换层并且对蓝光敏感；以及传统技术(第三摄像元件)的第二类型红光摄像元件，其具有吸收红光的第二类型红光光电转换层并且对红光敏感。这里，红光摄像元件(第三摄像元件)和蓝光摄像元件(第二摄像元件)设置在半导体基板70中，并且第二摄像元件比第三摄像元件更靠近光入射侧。此外，绿光摄像元件(第一摄像元件)设置在蓝光摄像元件(第二摄像元件)上方。

与第七实施例类似，构成控制部的各种晶体管设置在半导体基板70的表面70a侧。这些晶体管可以形成为在配置和结构上与第七实施例中说明的晶体管基本类似。此外，虽然第二摄像元件和第三摄像元件设置在半导体基板70中，但是这些摄像元件可以形成为在配置和结构上与第七实施例中说明的第二摄像元件和第三摄像元件基本类似。

层间绝缘层77和78形成在半导体基板70的表面70a上，并且构成第七实施例的摄像元件的光电转换部(第二电极12等、光电转换层13和第一电极11)以及电荷累积电极14等设置在层间绝缘层78上。

这样，除了摄像元件是表面照射型之外，第八实施例的摄像元件或层叠摄像元件的配置和结构可以与第七实施例的摄像元件或层叠摄像元件的配置和结构类似，因此，将省略详细说明。另外，第八实施例的摄像元件的配置和结构可以应用于第一至第六实施例中说明的摄像元件。

<第九实施例>

第九实施例是第七和第八实施例的变形例。

作为示意性局部剖视图的图36所示的第九实施例的摄像元件或层叠摄像元件是背面照射型摄像元件或层叠摄像元件，并具有层叠两个摄像元件的结构，两个摄像元件即第七实施例(第一至第六实施例)的第一类型第一摄像元件和第二类型第二摄像元件。另外，作为示意性局部剖视图的图37所示的第九实施例的摄像元件或层叠摄像元件的变形例是表面照射型摄像元件或层叠摄像元件，并且具有层叠两个摄像元件的结构，两个摄像元件即，第七实施例(第一至第六实施例)的第一类型第一摄像元件和第二类型第二摄像元件。这里，第一摄像元件吸收原色光并且第二摄像元件吸收互补色光。或者，第一摄像元件吸收白光并且第二摄像元件吸收红外线。

作为示意性局部剖视图的图38所示的第九实施例的摄像元件的变形例是背面照射型摄像元件，并且由第七实施例(第一至第六实施例)的第一类型第一摄像元件构成。另外，作为示意性局部剖视图的图39所示的第九实施例的摄像元件的变形例是前面照射型摄像元件，并且由第七实施例(第一至第六实施例)的第一类型第一摄像元件构成。这里，第一摄像元件由三种类型的摄像元件构成，三种类型的摄像元件即，吸收红光的摄像元件、吸收绿光的摄像元件、以及吸收蓝光的摄像元件。此外，如上所述的多个摄像元件构成根据本发明的第一方面的固态摄像装置。作为设置多个摄像元件的示例，可以是拜耳阵列。用于分散蓝光、绿光和红光的滤色器根据需要设置在每个摄像元件的光入射侧。

第九实施例的摄像元件的配置和结构可以应用于第一至第六实施例中说明的摄像元件。

<第十实施例>

第十实施例是第七至第九实施例的变形例，并且涉及具有传输控制电极(电荷传输电极)的摄像元件。图40示出了第十实施例的摄像元件或层叠摄像元件的部分的示意性局部剖视图，图41和图42示出了第十实施例的摄像元件或层叠摄像元件的等效电路图，并且图43和图44示意性示出了第十实施例的摄像元件的操作时的各部位的电位状态。另外，图32b示出了构成第十实施例的摄像元件的第二电极、电荷累积电极等的示意性布局平面图。

第十实施例的摄像元件或层叠摄像元件还具有传输控制电极(电荷传输电极)15，传输控制电极15设置在第二电极12和电荷累积电极14之间，以与第二电极12和电荷累积电极14分开，且隔着绝缘膜82与光电转换层13相对。传输控制电极15通过在层间绝缘层81中设置的连接孔68b、焊盘部68a以及配线vot连接到构成驱动电路的像素驱动电路。注意，为了简化附图且方便起见，位于层间绝缘层81下方的摄像元件的各种构成元件一般用附图标记91表示。

下面将参考图43和图44说明第十实施例的摄像元件(第一摄像元件)的操作。应注意，图43和图44的不同之处在于施加到电荷累积电极14的电位和点pb的电位的值。

在电荷累积时段中，电位v11从驱动电路施加到第二电极12，并且电位v12从驱动电路施加到电荷累积电极14，并且电位v13从驱动电路施加到传输控制电极15。入射在光电转换层13上的光使得在光电转换层13中进行光电转换。由光电转换产生的空穴通过配线vou从第一电极11传输到驱动电路。另一方面，由于第二电极12的电位设定得高于第一电极11的电位，即，由于例如正电位施加到第二电极12并且例如负电位施加到第一电极11，第一电极11和第二电极12的电位假设满足v12>v13(例如，v12>v11>v13或v11>v12>v13)。这使得由光电转换产生的电子被吸引到电荷累积电极14并停留在光电转换层13的与电荷累积电极14相对的区域中。换句话说，电荷在光电转换层13中累积。由于v12>v13，所以可以可靠地防止光电转换层13内产生的电子向第二电极12移动。随着光电转换时间的推移，光电转换层13的与电荷累积电极14相对的区域的电位越接近于更大的负值。

在电荷累积时段的后期执行复位操作。这使得第一浮动扩散区域fd1的电位被复位，并且使得第一浮动扩散区域fd1的电位等于电源的电位vdd。

完成复位操作后，电荷被读取。换句话说，在电荷传输时段中，电位v21从驱动电路施加到第二电极12，并且电位v22从驱动电路施加到电荷累积电极14，并且电位v23从驱动电路施加到传输控制电极15。这里假设v22≤v23≤v21。这确保了停留在光电转换层13的与电荷累积电极14相对的区域中的电子被读取到第二电极12并且还被读取到第一浮动扩散区域fd1。换句话说，在光电转换层13中累积的电荷被读取到控制部。

因此，包括电荷累积、复位操作和电荷传输的一系列操作完成。

在将电子读取到第一浮动扩散区域fd1之后放大晶体管tr1amp和选择晶体管tr1sel的操作与这些类型的传统晶体管的操作相同。另外，例如第二摄像元件和第三摄像元件中的每一个的包括电荷累积、复位操作和电荷传输的一系列操作类似于包括电荷累积、复位操作和电荷传输的一系列传统操作。

第十实施例的摄像元件的配置和结构可以应用于第一至第六实施例中说明的摄像元件。

<第十一实施例>

第十一实施例是第七至第十实施例的变形例，并且涉及具有电荷发射电极的摄像元件。图45是第十一实施例的摄像元件或层叠摄像元件的示意性局部剖视图。

第十一实施例的摄像元件或层叠摄像元件还具有电荷发射电极16，电荷发射电极16通过连接部69连接到光电转换层13，并且设置为与第二电极12和电荷累积电极14分开。这里，电荷发射电极16设置为围绕第二电极12和电荷累积电极14以及设置在半导体层70上方的各种晶体管(即，以框架方式设置)。电荷发射电极16连接到构成驱动电路的像素驱动电路。光电转换层13在连接部69内延伸。换句话说，光电转换层13在设于绝缘膜82中的第二开口部84a内延伸并连接到电荷发射电极16。电荷发射电极16在多个摄像元件之间共享(共用)。

在第十一实施例中，在电荷累积时段，电位v11从驱动电路施加到第二电极12，电位v12从驱动电路施加到电荷累积电极14，电位v14从驱动电路施加到电荷发射电极16，并且电荷累积在光电转换层13中。入射在光电转换层13上的光使得在光电转换层13中进行光电转换。由光电转换产生的空穴通过配线vou从第一电极11传输到驱动电路。另一方面，由于第二电极12的电位设定得高于第一电极11的电位，即，由于例如正电位施加到第二电极12并且例如负电位施加到第一电极11，假设第一电极11和第二电极12的电位满足v14>v11(例如，v12>v14>v11)。这使得由光电转换产生的电子被吸引到电荷累积电极14并停留在光电转换层13的与电荷累积电极14相对的区域中，因此，这可以确保防止电子向第二电极12移动。然而，应注意，未被电荷累积电极14充分吸引的电子或未在光电转换层13中累积的电子(所谓的溢出电子)通过电荷发射电极16传输到驱动电路。

在电荷累积时段的后期执行复位操作。这使得第一浮动扩散区域fd1的电位被复位，并且使得第一浮动扩散区域fd1的电位等于电源的电位vdd。

完成复位操作后，电荷被读取。换句话说，在电荷传输时段，电位v21从驱动电路施加到第二电极12，并且电位v22从驱动电路施加到电荷累积电极14，并且电位v24从驱动电路施加到电荷发射电极16。这里假设v24<v21(例如，v24<v22<v21)。这确保了在光电转换层13的与电荷累积电极14相对的区域中停留的电子被读取到第二电极12并且还被读取到第一浮动扩散区域fd1。换句话说，在光电转换层13中累积的电荷被读取到控制部。

因此，包括电荷累积、复位操作和电荷传输的一系列操作完成。

在将电子读取到第一浮动扩散区域fd1之后放大晶体管tr1amp和选择晶体管tr1sel的操作与这些类型的传统晶体管的操作相同。另外，例如第二摄像元件和第三摄像元件中的每一个的包括电荷累积、复位操作和电荷传输的一系列操作类似于包括电荷累积、复位操作和电荷传输的一系列传统操作。

在第十一实施例中，所谓的溢出电子通过电荷发射电极16传输到驱动电路，因此，可以抑制电子泄漏到相邻像素的电荷累积部，并可以抑制光晕(blooming)的发生。此外，这可以改善摄像元件的成像性能。另外，第十一实施例的摄像元件的配置和结构可以应用于第一至第六实施例中说明的摄像元件。

<第十二实施例>

第十二实施例是第七至第十一实施例的变形例，并且涉及具有多个电荷累积电极段的摄像元件。

图46示出了第十二实施例的摄像元件的一部分的示意性局部剖视图，图47和图48示出了第十二实施例的摄像元件或层叠摄像元件的等效电路图，图49和图50示意性示出了第十二实施例的摄像元件的操作时的各部位的电位状态。另外，图32c示出了构成第十二实施例的摄像元件的第二电极、电荷累积电极等的示意性布局平面图。

在第十二实施例中，电荷累积电极14由多个电荷累积电极段14a、14b和14c构成。虽然电荷累积电极段的数量可以等于或大于2，但在第十二实施例中该数量被假设为“3”。此外，在第十二实施例的摄像元件或层叠摄像元件中，第二电极12的电位高于第一电极11的电位，即，例如正电位施加到第二电极12并且例如负电位施加到第一电极，因此，在电荷传输时段，施加到位于最靠近第二电极12处的电荷累积电极段14a的电位高于施加到位于最远离第二电极12处的电荷累积电极段14c的电位。以这种方式，向电荷累积电极14施加电位梯度进一步确保了停留在与电荷累积电极14相对的光电转换层13中的电子被读取到第二电极并且还被读取到第一浮动扩散区域fd1。换句话说，在光电转换层13中累积的电荷被读取到控制部。

在图49所示的示例中，在电荷传输时段中，设定(电荷累积电极段14c的电位)<(电荷累积电极段14b的电位)<(电荷累积电极段14a的电位)能够使停留在光电转换层13的区域中的电子被同时读取到第一浮动扩散区域fd1。另一方面，在图50所示的示例中，在电荷传输时段中逐步地改变(即，阶梯式或斜坡式改变)电荷累积电极段14c、14b和14a的电位确保了停留在光电转换层13的与电荷累积电极段14c相对的区域中的电子移动到光电转换层13的与电荷累积电极段14b相对的区域，之后，停留在光电转换层13的与电荷累积电极段14b相对的区域中的电子移动到光电转换层13的与电荷累积电极段14a相对的区域，接着，停留在光电转换层13的与电荷累积电极段14a相对的区域中的电子被读取到第一浮动扩散区域fd1。

第十二实施例的摄像元件的配置和结构可以应用于第一至第六实施例中说明的摄像元件。

尽管以上基于优选实施例说明了本发明，但是本发明不限于这些实施例。这些实施例中说明的摄像元件、层叠摄像元件和固态摄像装置的结构和配置、制造条件、制造方法、以及用于摄像元件、层叠摄像元件和固态摄像装置的材料是作为示例给出的，可以适当地改变。不仅可以采用每个摄像元件设置一个浮动扩散区域的形式，而且可以采用为多个摄像元件提供一个浮动扩散区域的形式。换句话说，适当地控制电荷传输时段的时序能够使得多个摄像元件共用其间的一个浮动扩散区域。此外，在这种情况下，多个摄像元件也可以共用其间的一个接触孔部。构成在半导体层上方形成的各种晶体管的沟道形成区域的材料可以与构成光电转换层的材料不同。

例如，如示出第七实施例中说明的摄像元件或层叠摄像元件的变形例的图51中所示，第二电极12可形成为在设于绝缘膜82中的开口部84a内延伸并且连接到光电转换层13。

或者，例如，图52示出了第七实施例中说明的摄像元件或层叠摄像元件的变形例，并且图53a示出了第二电极等的部分的放大的示意性局部剖视图，第二电极12的上表面的边缘部覆盖有绝缘膜82且第二电极12暴露于开口部84b的底表面。当假设邻接第二电极12的上表面的绝缘膜82的表面是第一表面82a、并且邻接光电转换层13的与电荷累积电极14相对的部分的绝缘膜82的表面是第二表面82b时，开口部84b的侧表面具有从第一表面82a向第二表面82b延伸的倾斜度。以这种方式给定开口部84b的侧表面的倾斜度使得电荷从光电转换层13到第二电极12的移动更顺利。尽管在图53a所示的示例中开口部84b的侧表面关于开口部84b的轴线旋转对称，但是如图53b所示，可以设置开口部84c，使得其具有从第一表面82a向第二表面82b延伸的倾斜度的侧表面更靠近电荷累积电极14。这使得电荷从光电转换层13的与电荷累积电极14相对的部分移动穿过开口部84c变得困难。此外，虽然开口部84b的侧表面具有从第一表面82a向第二表面82b延伸的倾斜度，但是第二表面82b上的开口部84b的侧表面的边缘部可以位于如图53a所示的第二电极12的边缘部的外侧或如图53c所示的第二电极12的边缘部的内侧。采用前一种配置可以进一步促进电荷传输，而采用后一种配置可以减少形成开口部时的形状变化。

基于蚀刻方法，通过对包括抗蚀剂材料并且在形成绝缘膜中的开口部时形成的蚀刻掩模进行回流，而给定该蚀刻掩模倾斜度，并使用该蚀刻掩模蚀刻绝缘膜82，形成这些开口部84b和84c。

或者，对于第十一实施例中说明的电荷发射电极16，如图54所示，光电转换层13在设于绝缘膜82中的第二开口部85a内延伸并连接到电荷发射电极16，电荷发射电极16的上表面的边缘部被绝缘膜82覆盖，并且电荷发射电极16暴露于第二开口部85a的底表面。另外，当假设邻接电荷发射电极16的上表面的绝缘膜82的表面是第三表面82c、并且邻接光电转换层13的与电荷累积电极14相对的部分的绝缘膜82的表面是第二表面82b时，第二开口部85a的侧表面具有从第三表面82c向第二表面82b延伸的倾斜度。

另外，例如，如示出第七实施例中说明的摄像元件或层叠摄像元件的变形例的图55所示，摄像元件或层叠摄像元件可形成为使得光从第一电极11侧入射并且遮光层92形成在靠近第一电极11的光入射侧。注意，比光电转换层更靠近光入射侧设置的各种配线可用作遮光层。

在图55所示的示例中，尽管遮光层92形成在第一电极11上方，即，遮光层92形成在靠近第一电极11的光入射侧并且在第二电极12上方，但是如图56所示，遮光层92可以设置在第一电极11的光入射侧表面上。或者，如图57所示，遮光层92可以根据情况形成在第一电极11中。

或者，摄像元件或层叠摄像元件可以构成为使得光从第一电极11侧入射并且光不入射在第二电极12上。具体地，如图55所示，遮光层92形成在靠近第一电极11的光入射侧并且在第二电极12上方。或者，如图59所示，摄像元件或层叠摄像元件可以构造为使得片上微透镜90设置在电荷累积电极14和第一电极11上方，并且入射在片上微透镜90上的光集中在电荷累积电极14上并且不到达第二电极12。在如第十实施例中所述设置传输控制电极15的情况下，摄像元件或层叠摄像元件可以形成为使得光不入射在第二电极12和传输控制电极15上。具体地，如图58所示，摄像元件或层叠摄像元件可以构造成使得遮光层92形成在第二电极12和传输控制电极15上方。或者，摄像元件或层叠摄像元件可以构造成使得入射在片上微透镜90上的光不到达第二电极12和传输控制电极15。

通过采用这些配置和结构中的任何一种，或设置遮光层92或设计片上微透镜90，使得光仅入射在位于电荷累积电极14上方的光电转换层13的一部分上，位于第二电极12上方(或第二电极12和传输控制电极15上方)的光电转换层13的一部分对光电转换没有贡献，因此，可以更可靠地同时复位所有像素，并且更容易实现全局快门功能。换句话说，在具有多个摄像元件(其具有这些配置和结构中的任一种)的固态摄像装置的驱动方法中，重复以下步骤：

在所有摄像元件中，在光电转换层13中累积电荷的同时，将第二电极12中的电荷同时向外部发射；然后，

在所有摄像元件中，将累积在光电转换层13中的电荷同时传输到第二电极12，并且在完成传输之后依序读取在每个摄像元件中传输到第二电极12的电荷。

另外，摄像元件或层叠摄像元件可以构造成使得这样的遮光层92防止光入射到形成在半导体层上方的各种晶体管上(特别是沟道形成区域)，或者构造成使得入射在片上微透镜90上的光不到达各种晶体管(特别是沟道形成区域)。此外，这使得能够实现在半导体层上方形成的各种晶体管的操作的稳定。

摄像元件或层叠摄像元件不限于具有一个光电转换层的配置。如图所示，例如，在示出第七实施例中说明的摄像元件或层叠摄像元件的变形例的图60中，光电转换层13可以形成为包括例如igzo的下半导体层13a和包括构成第七实施例中说明的光电转换层13的材料的上光电转换层13b的层叠结构。以这种方式设置下半导体层13a使得能够防止电荷累积期间的再结合，提高累积在光电转换层13中的电荷传输到第二电极12的传输效率，并且抑制暗电流的产生。另外，如作为第十实施例的变形例的图62所示，可以从最靠近第二电极12的位置朝向电荷累积电极14设置多个传输控制电极。注意，图61示出了设置两个传输控制电极15a和15b的示例。

如作为等效电路图的图62和图63所示，本发明的摄像元件可以具有转换效率切换晶体管。

不用说，上述各种变形例也可以应用于除第七实施例之外的实施例。

虽然在实施例中假设电子是信号电荷并且在半导体基板上形成的光电转换层的导电类型是n型，但是本发明的摄像元件或层叠摄像元件也适用于使用空穴作为信号电荷的固态摄像装置。在这种情况下，每个半导体区域仅需要配置有相反导电类型的半导体区域，并且形成在半导体基板上的光电转换层的导电类型可以是p型。

此外，通过示例，即将本发明的摄像元件或层叠摄像元件应用于通过以矩阵形式布置单位像素(各单位像素检测响应于入射光的量的信号电荷作为物理量)而形成的cmos固态摄像装置，虽然采用该情形在实施例中说明了本发明，但本发明的摄像元件或层叠摄像元件的应用不限于cmos固态摄像装置，并且本发明的摄像元件或层叠摄像元件也适用于ccd固态摄像装置。在后一种情况下，信号电荷在垂直方向上通过ccd结构的垂直传输寄存器传输，在水平方向上通过水平传输寄存器传输，并被放大，从而输出像素信号(图像信号)。此外，本发明的摄像元件或层叠摄像元件不限于通过形成二维矩阵形式的像素并且按像素列布置列信号处理电路而形成的一般列型固态摄像装置。而且，根据情况可以省略选择晶体管。

此外，本发明的摄像元件或层叠摄像元件不限于检测入射的可见光量的分布并且捕获该分布作为图像的固态摄像装置，并且还适用于捕获入射的红外线、x射线或粒子的量的分布的图像的固态摄像装置。此外，从广义上讲，本发明的摄像元件或层叠摄像元件可应用于一般固态摄像装置(物理量分布感测设备)，例如指纹检测传感器，其感测诸如压力和静电电容等其他物理量的分布并捕获该分布的图像。

此外，本发明的摄像元件或层叠摄像元件不限于以行为单位依序扫描成像区域中的单位像素并且从每个单位像素读取像素信号的固态摄像装置。本发明的摄像元件或层叠摄像元件也可应用于x-y地址型固态摄像装置，其以像素为单位选择任意像素并从所选像素中以像素为单位读取像素信号。固态摄像装置可以形成为一个芯片，或者可以形成为通过共同封装成像区域和驱动电路或光学系统而获得的具有成像功能的模块。

此外，本发明的摄像元件或层叠摄像元件的应用不限于固态摄像装置，并且本发明的摄像元件或层叠摄像元件也可应用于摄像装置。摄像装置在这里指的是诸如数码相机或摄像机之类的相机系统或诸如蜂窝电话之类的具有摄像功能的电子装置。安装在电子装置中的模块的形式，即相机模块通常被看作摄像装置。

图64作为原理图示出了在电子设备(相机)200中使用由本发明的摄像元件或层叠摄像元件构成的固态摄像装置201的示例。电子设备200具有固态摄像装置201、光学透镜210、快门装置211、驱动电路212和信号处理电路213。光学透镜210将来自对象的图像光(入射光)形成到固态摄像装置201的成像表面上。由此，信号电荷在固态摄像装置201中累积一段时间。快门装置211控制固态摄像装置201的光照射时段和遮光时段。驱动电路212提供用于控制固态摄像装置201的传输操作等和快门装置211的快门操作的驱动信号。固态摄像装置201通过从驱动电路212提供的驱动信号(时序信号)执行信号传输。信号处理电路213执行各种信号处理。经信号处理的视频图像信号存储在诸如存储器等存储介质中或输出到监视器。这种电子设备200中的固态摄像装置201可以实现像素尺寸的小型化和传输效率的提高，因此，可以获得能够实现改善像素特性的电子设备200。可应用固态摄像装置201的电子设备200不限于相机，并且固态摄像装置201也可应用于诸如数码相机等摄像设备或用于诸如蜂窝电话等移动装置的相机模块。

注意，本发明可以如下构造。

[a01]<<摄像元件…第一方面>>

一种摄像元件，其具有：

至少光电转换部；第一晶体管；和第二晶体管，其中，

所述光电转换部包括：

光电转换层，其具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，且光从第一表面侧入射到光电转换层；

第一电极，其设置为邻接所述光电转换层的所述第一表面；和

第二电极，其设置为邻接所述光电转换层的所述第二表面，

所述摄像元件还具有：

第一光电转换层延伸部，其从所述光电转换层延伸；

第三电极，其形成为隔着绝缘膜与所述第一光电转换层延伸部的第二表面相对，所述第一光电转换层延伸部的所述第二表面与所述光电转换层的所述第二表面侧同侧；和

第四电极，其设置为邻接所述第一光电转换层延伸部的所述第二表面，

所述第一晶体管包括用作一个源极/漏极部的所述第二电极，用作栅极部的所述第三电极，用作另一个源极/漏极部并且连接到电源部的所述第四电极，以及用作沟道形成区域的所述第一光电转换层延伸部，

所述第二晶体管的栅极部连接到所述第二电极，并且

所述第二晶体管的一个源极/漏极部连接到电源部。

[a02]根据[a01]的摄像元件，还具有：

第三晶体管，其中，

所述第三晶体管的一个源极/漏极部连接到所述第二晶体管的另一个源极/漏极部；并且

所述第三晶体管的另一个源极/漏极部连接到信号线。

[a03]根据[a01]或[a02]的摄像元件，其中，

所述光电转换层包括有机光电转换材料。

[a04]根据[a01]或[a02]的摄像元件，其中，

至少第一光电转换层延伸部具有从第二表面侧起下半导体层和上光电转换层的层叠结构。

[a05]根据[a04]的摄像元件，其中，

所述光电转换部和所述第一光电转换层延伸部具有从第二表面侧起下半导体层和上光电转换层的层叠结构。

[a06]根据[a04]或[a05]的摄像元件，其中，

形成所述下半导体层的半导体材料具有等于或高于3.0ev的带隙能量。

[a07]根据[a01]至[a06]中任一项的摄像元件，其中，

所述第一光电转换层延伸部的一部分的厚度小于所述光电转换层的厚度。

[a08]根据[a02]和根据[a02]的[a03]至[a07]中任一项的摄像元件，还具有：

半导体层，其中，

所述第二晶体管和所述第三晶体管形成在所述半导体层中，

所述光电转换部和所述第一晶体管形成在所述半导体层上方，并且

所述第二晶体管的所述栅极部通过第一接触孔部连接到所述第二电极。

[a09]根据[a08]的摄像元件，还具有：

第二光电转换层延伸部，其从所述光电转换层延伸；

第二电极延伸部，其隔着所述绝缘膜形成在所述第二光电转换层延伸部的第二表面上，所述第二光电转换层延伸部的所述第二表面与所述光电转换层的所述第二表面侧同侧；和

第五电极和第六电极，其设置为邻接所述第二光电转换层延伸部的所述第二表面，其中，

所述第二晶体管形成在所述半导体层上方，而不是形成在所述半导体层中，

所述第二晶体管的所述栅极部由所述第二电极延伸部形成，而不是连接到所述第二电极，

所述第二晶体管的所述一个源极/漏极部由所述第五电极形成，并且

所述第二晶体管的所述另一个源极/漏极部由所述第六电极形成，并通过第二接触孔部连接到所述第三晶体管的所述一个源极/漏极部。

[a10]根据[a09]的摄像元件，其中，

所述第二光电转换层延伸部具有从第二表面侧起下半导体层和上光电转换层的层叠结构。

[a11]根据[a09]或[a10]的摄像元件，还具有：

第三光电转换层延伸部，其从所述光电转换层延伸；

第七电极，其形成为隔着所述绝缘膜与所述第三光电转换层延伸部的第二表面相对，所述第三光电转换层延伸部的所述第二表面与所述光电转换层的所述第二表面侧同侧；和

第八电极，其设置为邻接所述第三光电转换层延伸部的所述第二表面，其中，

所述第三晶体管形成在所述半导体层上方，而不是形成在所述半导体层中，

所述第三晶体管的所述一个源极/漏极部由所述第六电极共同形成，而不是通过所述第二接触孔部连接到所述第六电极，

所述第三晶体管的栅极部由所述第七电极形成，并且

所述第三晶体管的所述另一个源极/漏极部由所述第八电极形成，并通过所述第三接触孔部连接到所述信号线。

[a12]根据[a11]的摄像元件，其中，

所述第三光电转换层延伸部具有从第二表面侧起下半导体层和上光电转换层的层叠结构。

[a13]<<摄像元件...第二方面>>

一种摄像元件，其具有：

至少光电转换部；第二晶体管；和第三晶体管，其中，

所述光电转换部包括：

光电转换层，其具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，且光从第一表面侧入射到光电转换层；

第一电极，其设置为邻接所述光电转换层的所述第一表面；和

第二电极，设其置为邻接所述光电转换层的所述第二表面，

所述摄像元件还具有：

第一光电转换层延伸部，其从所述光电转换层延伸；

第二电极延伸部，其隔着绝缘膜形成在所述第一光电转换层延伸部的第二表面上，所述第一光电转换层延伸部的所述第二表面与所述光电转换层的所述第二表面侧同侧；和

第三电极和第四电极，其设置为邻接所述第一光电转换层延伸部的所述第二表面，

所述第二晶体管包括用作一个源极/漏极部并且连接到电源部的所述第三电极，用作栅极部的所述第二电极延伸部，用作另一个源极/漏极部的所述第四电极，和用作沟道形成区域的所述第一光电转换层延伸部，所述第三晶体管的一个源极/漏极部连接到所述第四电极，并且

所述第三晶体管的另一个源极/漏极部连接到信号线。

[a14]根据[a13]的摄像元件，还具有：

第一晶体管，其中，

所述第一晶体管的一个源极/漏极部连接到所述第二电极，并且

所述第一晶体管的另一个源极/漏极部连接到电源部。

[a15]根据[a14]的摄像元件，还具有：

半导体层，其中，

所述第一晶体管和所述第三晶体管形成在所述半导体层中，

所述光电转换部和所述第二晶体管形成在所述半导体层上方，

所述第一晶体管的一个源极/漏极通过第一接触孔部连接到所述第二电极，并且

所述第三晶体管的一个源极/漏极通过第二接触孔部连接到所述第四电极。

[a16]根据[a15]的摄像元件，还具有：

第二光电转换层延伸部，其从所述光电转换层延伸；

第五电极，其形成为隔着所述绝缘膜与所述第二光电转换层延伸部的第二表面相对，所述第二光电转换层延伸部的所述第二表面与所述光电转换层的所述第二表面侧同侧；和

第六电极，其设置为邻接所述第二光电转换层延伸部的所述第二表面，其中，

所述第三晶体管形成在所述半导体层上方，而不是形成在所述半导体层中，

所述第三晶体管的所述一个源极/漏极部由所述第四电极共同形成，而不是通过所述第二接触孔部连接到所述第四电极，

所述第三晶体管的栅极部由所述第五电极形成，并且

所述第三晶体管的所述另一个源极/漏极部由所述第六电极形成，并通过第三接触孔部连接到所述信号线。

[a17]<<摄像元件...第三方面>>

一种摄像元件，其具有：

至少光电转换部；第二晶体管；和第三晶体管，其中，

所述光电转换部包括：

光电转换层，其具有第一表面和与所述第一表面相对的第二表面，且光从第一表面侧入射到光电转换层；

第一电极，其设置为邻接所述光电转换层的所述第一表面；和

第二电极，其设置为邻接所述光电转换层的所述第二表面，

所述摄像元件还具有：

沟道形成区域，其由与所述光电转换层的材料相同的材料形成，并且被设置为与所述光电转换层分开；

第四电极，其隔着绝缘膜形成在所述沟道形成区域的表面上，所述沟道形成区域的表面与所述光电转换层的所述第二表面侧同侧；和

第三电极和第五电极，其设置为邻接沟道形成区域延伸部的表面，所述沟道形成区域延伸部的表面与所述光电转换层的所述第二表面侧同侧，

所述第二晶体管的栅极部连接到所述第二电极，并且

所述第二晶体管的一个源极/漏极部连接到电源部，

所述第二晶体管的另一个源极/漏极部连接到形成所述第三晶体管的一个源极/漏极部的所述第三电极，

所述第三晶体管的栅极部由所述第四电极形成，并且

形成所述第三晶体管的另一个源极/漏极部的所述第五电极连接到信号线。

[a18]根据[a17]的摄像元件，还具有：

第一晶体管，其中，

所述第一晶体管的一个源极/漏极部连接到所述第二电极，并且

所述第一晶体管的另一个源极/漏极部连接到所述电源部。

[a19]根据[a18]的摄像元件，还具有：

半导体层，其中，

所述第一晶体管和所述第二晶体管形成在所述半导体层中，

所述光电转换部和所述第三晶体管形成在所述半导体层上方，

所述第一晶体管的所述一个源极/漏极部和所述第二晶体管的所述栅极部通过第一接触孔部连接到所述第二电极，

所述第二晶体管的所述另一个源极/漏极部通过第二接触孔部连接到所述第三电极，并且

所述第三晶体管的另一个源极/漏极部通过第三接触孔部连接到所述信号线。

[a20]根据[a01]至[a19]中任一项的摄像元件，其中，

光从所述第一电极侧入射，并且遮光层形成在靠近所述第一电极的光入射侧。

[a21]根据[a20]的摄像元件，其中，

所述光从所述第一电极侧入射，并且所述光至少不入射在所述半导体层上方形成的所述晶体管的沟道形成区域上。

[a22]根据[a21]的摄像元件，其中，

遮光层形成在靠近所述第一电极的所述光入射侧上，并且至少在所述半导体层上方形成的所述晶体管的所述沟道形成区域上方。

[a23]根据[a01]至[a19]中任一项的摄像元件，其中，

片上微透镜设置在所述第二电极上方，并且

在所述片上微透镜上入射的光至少不入射在所述半导体层上方形成的所述晶体管的沟道形成区域上。

[b01]根据[a01]至[a23]中任一项的摄像元件，其中，

所述光电转换部还具有电荷累积电极，所述电荷累积电极与所述第二电极分开设置，并且设置为隔着所述绝缘膜与所述光电转换层相对。

[b02]根据[b01]的摄像元件，其中，

所述第二电极在设置在所述绝缘膜中的开口部内延伸，并连接到所述光电转换层。

[b03]根据[b01]的摄像元件，其中，

所述光电转换层在设置在所述绝缘膜中的开口部内延伸，并连接到所述第二电极。

[b04]根据[b03]的摄像元件，其中，

所述第二电极的上表面的边缘部被所述绝缘膜覆盖，

所述第二电极暴露于所述开口部的底表面，并且

当假设邻接所述第二电极的所述上表面的所述绝缘膜的表面是第一表面并且邻接所述电荷累积电极相对的所述光电转换层的一部分的所述绝缘膜的表面是第二表面时，所述开口部的侧表面具有从第一表面到第二表面延伸的倾斜度。

[b05]根据[b04]的摄像元件，其中，

具有从第一表面到第二表面延伸的倾斜度的所述开口部的所述侧表面更靠近所述电荷累积电极。

[b06]根据[b01]至[b05]中任一项的摄像元件，还具有：

控制部，设置在所述半导体层中并且具有驱动电路，其中，

所述第二电极和所述电荷累积电极连接到所述驱动电路，

在电荷累积时段，电位v11从所述驱动电路施加到所述第二电极，电位v12从所述驱动电路施加到所述电荷累积电极，并且电荷累积在所述光电转换层中，并且

在电荷传输时段，电位v21从所述驱动电路施加到所述第二电极，电位v22从所述驱动电路施加到所述电荷累积电极，并且累积在所述光电转换层中的所述电荷通过所述第二电极被读取到所述控制部。

注意，在所述第二电极的电位高于所述第一电极的电位的情况下，

v12≥v11且v22<v21，并且

在所述第二电极的电位低于所述第一电极的电位的情况下，

v12≤v11且v22>v21。

[b07]根据[b01]至[b06]中任一项的摄像元件，还具有：

传输控制电极，其设置在所述第二电极和所述电荷累积电极之间，与所述第二电极和所述电荷累积电极分开，并且设置为隔着所述绝缘层与所述光电转换层相对。

[b08]根据[b07]的摄像元件，还具有：

控制部，其设置在所述半导体层中并且具有驱动电路，其中，

所述第二电极、所述电荷累积电极和所述传输控制电极连接到所述驱动电路，

在电荷累积时段，电位v11从所述驱动电路施加到所述第二电极，电位v12从所述驱动电路施加到所述电荷累积电极，电位v13施加到所述传输控制电极，并且电荷在所述光电转换层中累积，并且

在电荷传输时段，电位v21从所述驱动电路施加到所述第二电极，电位v22从所述驱动电路施加到所述电荷累积电极，电位v23施加到所述传输控制电极，并且累积在所述光电转换层中的所述电荷通过第二电极被读取到所述控制部。

注意，在所述第二电极的电位高于所述第一电极的电位的情况下，

v12>v13且v22≤v23≤v21，并且

在所述第二电极的电位低于所述第一电极的电位的情况下，

v12<v13且v22≥v23≥v21。

[b09]根据[b01]至[b08]中任一项的摄像元件，还具有：

电荷发射电极，其连接到所述光电转换层并且设置为与所述第二电极和所述电荷累积电极分开。

[b10]根据[b09]的摄像元件，其中，

所述电荷发射电极设置为至少围绕所述第二电极和所述电荷累积电极。

[b11]根据[b09]或[b10]的摄像元件，其中，

所述光电转换层在设置在所述绝缘膜中的第二开口部内延伸并连接到所述电荷发射电极，

所述电荷发射电极的上表面的边缘部被所述绝缘膜覆盖，

所述电荷发射电极暴露在所述第二开口部的底表面，并且

当假设邻接所述电荷发射电极的所述上表面的所述绝缘膜的表面是第三表面并且邻接与所述电荷累积电极相对的所述光电转换层的一部分的所述绝缘膜的表面是第二表面，所述第二开口部的侧表面具有从所述第三表面向所述第二表面延伸的倾斜度。

[b12]根据[b09]至[b11]中任一项的摄像元件，还具有：

控制部，其设置在所述半导体层中并且具有驱动电路，其中，

所述第二电极，所述电荷累积电极和所述电荷发射电极连接到所述驱动电路，

在电荷累积时段，电位v11从所述驱动电路施加到所述第二电极，电位v12从所述驱动电路施加到所述电荷累积电极，电位v14从所述驱动电路施加到所述电荷发射电极，并且电荷累积在所述光电转换层中，并且

在电荷传输时段，电位v21从所述驱动电路施加到所述第二电极，电位v22从所述驱动电路施加到所述电荷累积电极，电位v24从所述驱动电路施加到所述电荷发射电极，并且累积在所述光电转换层中的电荷通过所述第二电极被读取到所述控制部。

注意，在所述第二电极的电位高于所述第一电极的电位的情况下，

v14>v11且v24<v21，并且

在所述第二电极的电位低于所述第一电极的电位的情况下，

v14<v11且v24>v21。

[b13]根据[b01]至[b12]中任一项的摄像元件，其中，

所述电荷累积电极由多个电荷累积电极段形成。

[b14]根据[b13]的摄像元件，其中，

在所述第二电极的电位高于所述第一电极的电位的情况下，在电荷传输时段，施加到位于最靠近所述第二电极的位置的所述电荷累积电极段的电位高于施加到位于最远离所述第二电极的位置的所述电荷累积电极段的电位，并且

在所述第二电极的电位低于所述第一电极的电位的情况下，在电荷传输时段，施加到位于最靠近所述第二电极的位置的所述电荷累积电极段的电位低于施加到位于最远离所述第二电极的位置的所述电荷累积电极段的电位。

[b15]根据[b01]至[b14]中任一项的摄像元件，其中，

所述电荷累积电极的大小大于所述第二电极的大小。

[b16]根据[b01]至[b15]中任一项的摄像元件，其中，

光从所述第一电极侧入射，并且遮光层形成在靠近所述第一电极的光入射侧。

[b17]根据[b01]至[b15]中任一项的摄像元件，其中，

光从所述第一电极侧入射，并且光不入射在所述第二电极上。

[b18]根据[b17]的摄像元件，其中，

遮光层形成在靠近所述第一电极的光入射侧并且在所述第二电极上方。

[b19]根据[b17]的摄像元件，其中，

片上微透镜设置在所述电荷累积电极和所述第一电极上方，并且

入射在所述片上微透镜上的光被集中到所述电荷累积电极上。

[c01]<<层叠摄像元件>>

层叠摄像元件，其具有根据[a01]至[b19]中任一项的摄像元件中的至少一个。

[d01]<<固态摄像装置...第一方面>>

固态摄像装置，其具有多个根据[a01]至[b19]中任一项的摄像元件。

[d02]<<固态摄像装置...第二方面>>

固态摄像装置，其具有多个根据[c01]的所述层叠摄像元件。

[e01]<<固态摄像装置的驱动方法>>

固态摄像装置的驱动方法，其中，

所述固态摄像装置具有多个摄像元件，其被构造为：

所述摄像元件均具有通过层叠第二电极、光电转换层和第一电极形成的光电转换部，

所述光电转换部还具有电荷累积电极，所述电荷累积电极设置为与所述第二电极分开并且设置为隔着绝缘膜与所述光电转换层相对，并且

光从第一电极侧入射而不入射在所述第二电极上，并且其中，

所述方法重复以下步骤：

在所有所述摄像元件中，在所述光电转换层中累积电荷的同时，同时将第二电极中电荷向外部发射；然后，

在所有所述摄像元件中，将累积在所述光电转换层中的电荷同时传输到所述第二电极，并且在完成传输之后依序读取传输到每个所述摄像元件中的所述第二电极的电荷。

附图标记列表

11...第一电极，12...第二电极，12’、12”...ito层，13...光电转换层，13a...下半导体层，13b...上光电转换层，14...电荷累积电极，14a、14b、14c...电荷累积电极段，15、15a、15b...传输控制电极(电荷传输电极)，16...电荷发射电极，41...构成第二摄像元件的n型半导体区域，43...构成第三摄像元件的n型半导体区域，42、44、73...p⁺层，fd1、fd21、fd3、45c、46c...浮动扩散区域(浮动扩散层)，tr1...第一晶体管(放大晶体管)，tr2...第二晶体管(复位晶体管)，tr3...第三晶体管(选择晶体管)，tr1amp...放大晶体管，tr1rst...复位晶体管，tr1sel...选择晶体管，51...复位晶体管tr1rst的栅极部(第三电极)，51a...复位晶体管tr1rst的沟道形成区域，51b...复位晶体管tr1rst的源极/漏极部(源极/漏极区域，源极/漏极电极，第二电极)，51c...复位晶体管tr1rst的源极/漏极部(源极/漏极区域，源极/漏极电极，第四电极)，51d...复位晶体管tr1rst的栅极绝缘膜，52...放大晶体管tr1amp的栅极部，52a...放大晶体管tr1amp的沟道形成区域，52b...放大晶体管tr1amp的源极/漏极部(源极/漏极区域，源极/漏极电极，第五电极)，52c...放大晶体管tr1amp的源极/漏极部(源极/漏极区域，源极/漏极电极，第六电极)，52d...放大晶体管tr1amp的栅极绝缘膜，53...选择晶体管tr1sel的栅极部，53a...选择晶体管tr1sel的沟道形成区域，53b、53c...选择晶体管tr1sel的源极/漏极区域(源极/53d...选择晶体管tr1sel的栅极绝缘膜、漏极区域、源极/漏极电极)，tr2trs...传输晶体管，45...传输晶体管的栅极绝缘膜，tr2rst...复位晶体管，tr2amp...放大晶体管，tr2sel...选择晶体管，tr3trs...传输晶体管，46...传输晶体管的栅极部，tr3rst...复位晶体管，tr3amp...放大晶体管，tr3sel...选择晶体管，vdd...电源，rst1、rst2、rst3...复位线，sel1、sel2、sel3...选择线，117、vsl1、vsl2、vsl3...信号线，tg2、tg3...传输栅极线，voa、vot、vou...配线，61...接触孔部，62...配线层，63、64、68a...焊盘部，65、68b...连接孔，66、67、69...连接部，70...半导体层(半导体基板)，70a...半导体基板的第一表面(前表面)，70b...半导体基板的第二表面(后表面)，71...元件隔离区域，72...氧化膜，74...hfo2膜，75...下层绝缘膜，76...层间绝缘层，77、78、81...层间绝缘层，82...绝缘膜，82a...绝缘膜的第一表面，82b...绝缘膜的第二表面，82c...绝缘膜的第三表面，83...保护层，84、84a、84b、84c...开口部，85、85a...第二开口部，90...片上微透镜，91...位于层间绝缘层81下方的各种摄像元件构成元件，92...遮光层，100...固态摄像装置，101...层叠摄像元件，111...成像区域，112...垂直驱动电路，113...列信号处理电路，114...水平驱动电路，115...输出电路，116...驱动控制电路，118...水平信号线，200...电子装置(相机)，201...固态摄像装置，210...光学透镜，211...快门装置，212...驱动电路，213...信号处理电路