]根据实施方式1，由于采用将复位时电荷保持部22的杂质扩散区223的势阱设为满电子状态的结构，因此可检测到光电转换出的空穴。即，作为在光电转换部21的有机膜中使用的电荷输送层，在尚未实现电子输送层的情况下，需要检测由使用空穴输送层的光电转换部21所生成的空穴。根据上述实施方式1，通过设置成使电荷保持部22的杂质扩散区223的电子的电荷量与光电转换出的空穴的电荷量相应地减少的结构，能将光电转换出的空穴的增加量当作电子的减少量来检测。因此，在不能得到电子输送层的情况下，也能有效地检测出由光电转换膜(有机膜)所生成的空穴。
[0057]根据实施方式1，在电荷保持部22中从形成电位障壁部的杂质扩散区222来看，由于在半导体衬底201的主面侧形成有P型杂质扩散区224，因此，能够抑制因半导体衬底201的界面上存在的晶格缺陷(悬空键)而产生的暗电流。根据实施方式1，既能防止暗电流分量混入同时又能消除kTC噪声，实现适合于将有机膜用作光电转换膜的层叠型图像传感器的固体摄像元件。
此外，根据实施方式1，由于将由光电转换膜构成的光电转换部21层叠在半导体衬底201上，因此能将像素微细化，并能由光电转换部21有效地进行感光。
[0058]在上述实施方式I中，假定电荷保持部22的杂质扩散区221的电压Vfd的复位动作用普通的复位电源和复位晶体管的开关动作来进行，则在复位动作中每次复位晶体管截止时都会产生随机的kTC噪声，而且复位后的杂质扩散区223的电压Vfd每次复位时都有偏差。因此，即使采用在信号电压Vsk读出后读取复位电压V FDR的“后复位方式”来执行相关双采样处理，也不能完全消除kTC噪声。与此相反，根据实施方式1，杂质扩散区223的复位电压Vfdr由作为电位障壁部而起作用的杂质扩散区222的势能所规定，因此，复位电压Vfdr无偏差，即便使用后复位方式，也能通过相关双采样处理来完全消除kTC噪声。
[0059]根据上述实施方式1，由于能执行复位动作而不使用复位晶体管，因此，能够减少每单位像素的晶体管数，有利于像素的微细化。从作为电位障壁部而起作用的η型杂质扩散区222来看，利用在半导体衬底201的第一面侧形成的P型杂质扩散区224的空穴，来将半导体衬底201的第一面侧所存在的悬空键进行端接，并且从杂质扩散区223溢出到杂质扩散区221的电荷(电子)不在半导体衬底201的表面上而在体积内传导。因此，能不受暗电流分量影响地进行信号电压Vsk和复位电压V FDR的读取。
[0060](实施方式2)
接着，说明实施方式2。
图7是示意地表示实施方式2的半导体装置所具备的像素20-2的器件结构例的剖面图。
图7所示的像素20-2在前述的图3所示的像素20的构成中还包括在半导体衬底201上形成的光电二极管部O3D部)24A、24B。光电二极管部24A、24B是形成光电二极管以用作光电转换元件的区域。在实施方式2中，构成层叠于绝缘层203上的光电转换部21的光电转换膜(有机膜)212对绿光的波长区(500nm?600nm)具有高感光性。由此，光电转换部21对绿光作光电转换，并以高透射率透过绿光以外的波长区的光。
[0061]光电二极管部24A对蓝光的波长区具有高感光性。由此，光电二极管部24A对蓝光作光电转换。光电二极管部24B对红光的波长区具有高感光性。由此，光电二极管部24B对红光作光电转换。
[0062]实施方式2中，为了不妨碍蓝光对光电二极管部24A的照射和红光对光电二极管部24B的照射，滤色片205的光学特性有部分不同。为了不阻碍在下层侧形成的光电二极管部(PD部)24A、24B的感光，光电转换部21、绝缘层203对于蓝光和红光具有高透射率。
[0063]如上所述，实施方式2中，对于视觉敏感度较高的绿光利用由具有高敏感度的有机膜构成的光电转换膜来进行光电转换，而对于绿光以外的蓝光和红光则利用在半导体衬底201上形成的光电二极管部24A，24B来进行光电转换。因而，根据实施方式2，可以获得彩色显示所需的像素信号。
根据实施方式2，在光电转换部21的下层侧配置有光电二极管部24A，24B，因此可限制像素尺寸的增加。
[0064](实施方式3)
接着，说明实施方式3。
图8是示意地表示实施方式3的半导体装置所具备的像素20-3的器件结构例的剖面图。图8所示的杂质扩散区221A、222A、223A是分别对应于图3所示的杂质扩散区221、222、223的部分。光电转换部21对例如绿光作光电转换而产生的电荷(空穴)被蓄积在杂质扩散区223A。
[0065]杂质扩散区223A形成在半导体衬底201的第一面侧。杂质扩散区221A与杂质扩散区223A分离，形成在半导体衬底201的第二面侧。在杂质扩散区221A与杂质扩散区223A之间形成有η型(第一导电型)的杂质扩散区222Α，将这两个杂质扩散区221Α和杂质扩散区223Α之间连接。S卩，在半导体衬底201的第一面与第二面之间，以层叠的方式形成有杂质扩散区221Α、222Α、223Α。其中，杂质扩散区221Α、223Α是扩散有高浓度杂质(施主)的η+杂质扩散区。杂质扩散区222Α是杂质浓度低于杂质扩散区221Α，223Α的区域，其形成与图3所示的杂质扩散区222同样的电位障壁部。杂质扩散区221Α、222Α、223Α构成用于保持由光电转换部21光电转换出的电荷的电荷保持部22A。
[0066]在与半导体衬底201的第一面相反侧的第二面上，隔着未图示的绝缘层形成有复位控制电压供给线3B-1和布线H。复位控制电压供给线3B-1与杂质扩散区221A相连接。半导体衬底201上形成有η型杂质扩散区223a，使得第一面侧上形成的杂质扩散区221A与第二面侧上形成的布线H之间相连通。布线H与构成检测部23的MOS晶体管231的栅极(图2)相连接。由此，杂质扩散区223A通过杂质扩散区223a和布线H与检测部23的MOS晶体管231的栅极进行电连接。
[0067]在实施方式3中，光电转换出的电荷所蓄积的杂质扩散区223A的电压Vfd通过杂质扩散区223a提供到MOS晶体管231的栅极，作为MOS晶体管231的源极电压而被读取。此时，杂质扩散区222A与图3所示的杂质扩散区222相同，在复位动作时作为溢出电位障壁(电位障壁部)而起作用。因此，只要能作为溢出电位障壁而起作用，杂质扩散区222A的导电型就可以是与半导体衬底201相同的P型，也可以是杂质(施主)的浓度比杂质扩散区221A、223A要低的η型。
[0068]根据实施方式3，由于构成电荷保持部22Α的杂质扩散区221Α、222Α、223Α层叠地形成在半导体衬底201上，因此，能减少电荷保持部22Α的面积。因此，可以扩大例如上述图7所示的用于对蓝光进行光电转换的光电二极管部24Α和用于对红光进行光电转换的光电二极管部24Β的光电转换区域。
[0069](实施方式4)
接着，说明实施方式4。
图9是表示实施方式4的半导体装置所具备的像素的电路结构例的电路图。在实施方式4中，将图2所示的像素20的结构中光电转换部21和电荷保持部22作为I个像素的构成要素来进行定义。图9所示的检测部23被属于同一列上的不同的多个行的两个(多个)像素20Α、20Β所共有。例如像素20Α是图1所示的像素阵列2中的第一行第一列的像素，而像素20Β是第二行第一列的像素。共有一个检测部23的多个像素的个数(即行数)是任意的。
[0070]具体而言，像素20Α、20Β各自还在杂质扩散区223与放大用晶体管231的栅极之间包括行选择用晶体管2321、2322。检测部23经由行选择用MOS晶体管2321、2322而为多个行的像素20Α、20Β所共有。
[0071]S卩，如图9所示，构成像素20Α的光电转换部21与电荷保持部22之间的连接点通过行选择用MOS晶体管2321与检测部23的MOS晶体管231的栅极相连接。更具体地说，构成像素20Α的电荷保持部22的杂质扩散区223与MOS晶体管2321的漏极相连接，MOS晶体管2321的源极与MOS晶体管231的栅极相连接。行选择用MOS晶体管2321的栅极由垂直扫描部3来提供行选择信号SELA。
[0072]同样，构成像素20Β的光电转换部21与电荷保持部22之间的连接点通过行选择用MOS晶体管2322与检测部23的MOS晶体管231的栅极相连接。更具体地说，构成像素20Β的电荷保持部22的杂质扩散区223与MOS晶体管2322的漏极相连接，MOS晶体管2322的源极与MOS晶体管231的栅极相连接。MO