(57)【要約】【課題】固体撮像装置において、画素が微細化されても感度の向上を図る。【解決手段】固体撮像装置は、光Ｌ１を受けたときに、第１導電型の半導体領域２の絶縁膜３側の表面のピニング状態が変調し、前記半導体領域２の表面から発生した電荷ｅ２を信号電荷とする受光部１を有する画素を備えている。【選択図】図１
2010045318.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を受けたときに、第１導電型の半導体領域の絶縁膜側の表面のピニング状態が変調し、前記半導体領域の表面から発生した電荷を信号電荷とする受光部を有する画素を備えている
固体撮像装置。
【請求項２】
前記受光部は、
前記第１導電型の半導体領域と、
前記第１導電型の半導体領域上に絶縁膜を介して、前記第１導電型の半導体領域の表面に信号電荷と逆極性の電荷を誘起し、光を受けたときに前記第１導電型の半導体領域の表面のポテンシャルを変調させる材料層と
を有する
請求項１記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記材料層は、該材料層から前記半導体領域に発生する信号電荷と同じ極性の電荷を排出する構成を有する
請求項２記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記材料層は、バイアス電圧が印加される電極を有する
請求項３記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記材料層は、バイアス電圧が印加される透明電極を有する
請求項３記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記第１導電型の半導体領域の一部に第２導電型のピニング層を有する
請求項２記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記材料層を有する受光部と、
前記材料層を有しない受光部とを有する
請求項２記載の固体撮像装置。
【請求項８】
前記第１導電型の半導体領域が無機材料で形成され、
前記材料層が有機材料層で形成される
請求項２記載の固体撮像装置。
【請求項９】
前記第１導電型の半導体領域が無機材料で形成され、
前記材料層が無機材料層で形成される
請求項２載の固体撮像装置。
【請求項１０】
前記第１導電型の半導体領域がｎ型半導体で形成され、
前記材料層がアクセプタを有する有機光電変換膜で形成される
請求項２記載の固体撮像装置。
【請求項１１】
前記第１導電型の半導体領域がｎ型半導体で形成され、
前記材料層がｐ型ポリシリコン膜もしくはｐ型アモルファルシリコン膜で形成される
請求項２記載の固体撮像装置。
【請求項１２】
前記逆極性の電荷が誘起される領域の前記絶縁膜の膜厚が、該絶縁膜の他部より薄い
請求項２記載の固体撮像装置。
【請求項１３】
前記逆極性の電荷が誘起される領域を除く前記第１導電型の半導体領域の表面に第２導電型の半導体領域を有する
請求項１２記載の固体撮像装置。
【請求項１４】
固体撮像装置と、
前記固体撮像装置の光電変換素子に入射光を導く光学系と、
前記固体撮像装置の出力信号を処理する信号処理回路とを備え、
前記固体撮像装置は、
光を受けたときに、第１導電型の半導体領域の絶縁膜側の表面のピニング状態が変調し、前記半導体領域の表面から発生する電荷を信号電荷とする受光部を有する画素を備えている
電子機器。
【請求項１５】
前記固体撮像装置における受光部は、
前記第１導電型の半導体領域と、
前記第１導電型の半導体領域上に絶縁膜を介して、前記第１導電型の半導体領域の表面に信号電荷と逆極性の電荷を誘起し、光を受けたときに前記第１導電型の半導体領域の表面のポテンシャルを変調させる材料層と
を有する請求項１４記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＭＯＳイメージセンサあるいはＣＣＤイメージセンサ等の固体撮像装置、及びこの固体撮像装置を備えたカメラ等の電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体撮像装置は、ＣＭＯＳイメージセンサに代表される増幅型固体撮像装置と、ＣＣＤイメージセンサに代表される電荷転送型固体撮像装置とに大別される。ＣＭＯＳイメージセンサとＣＣＤイメージセンサとを比較した場合、ＣＣＤイメージセンサでは信号電荷の転送に高い駆動電圧を必要とするため、ＣＭＯＳイメージセンサに比べて電源電圧が高くなる。従って、カメラ付き携帯電話やＰＤＡ（Personal Digital Assistant）などのモバイル機器に搭載される固体撮像装置としては、ＣＣＤイメージセンサに比べて電源電圧が低く、消費電力の観点などから、ＣＭＯＳイメージセンサが多く用いられている。
【０００３】
特許文献１には、少なくとも一部の画素において、光電変換部の表面付近に波長変換層を形成し、感度を向上するようにした固体撮像装置が示されている。
特許文献２には、受光部の受光面上に負の固定電荷を有する膜を形成し、この膜によって正孔を誘起して受光部の表面を正孔蓄積状態として、界面準位に起因した暗電流の発生を抑制した固体撮像装置が示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２４５５３５号公報
【特許文献２】特開２００７−２５８６８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年、固体撮像装置の画素の微細化が進むにつれて、単位画素当たりの面積が小さくなり、それに伴って受光面積が小さくなってきて、感度の低下が避けられない。ＣＭＯＳイメージセンサ、ＣＣＤイメージセンサでは、光電変換した電子・正孔対のうち、いずれか一方、通常は電子を信号電荷として利用している。従って、受光面積の縮小に伴い一定の光照射量で得られる電子量が低減し、感度が低下する。このため、画素が微細化されても高感度の得られる固体撮像装置の開発が望まれている。
【０００６】
本発明は、上述の点に鑑み、画素が微細化されても感度を向上した固体撮像装置を提供するものである。
また、本発明は、このような感度を向上した固体撮像装置を備えた電子機器を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る固体撮像装置は、光を受けたときに、第１導電型の半導体領域の絶縁膜側の表面のピニング状態が変調し、半導体領域の表面から発生する電荷を信号電荷とする受光部を有する画素を備えている。
【０００８】
本発明の好ましい形態としては、受光部は、第１導電型の半導体領域と、第１導電型の半導体領域上に絶縁膜を介して形成された材料層とを有する。この材料層は、第１導電型の半導体領域の表面に信号電荷と逆極性の電荷を誘起し、光を受けたときに前記第１導電型の半導体領域の表面のポテンシャルを変調させる材料層である。
【０００９】
本発明の固体撮像装置では、受光部において、光を受けたときに第１導電型の半導体領域の絶縁膜側の表面から発生する電荷を信号電荷としている。この信号電荷となる電荷は、従来のいわゆる暗時白点となる電荷を利用している。これによって、光子１個当たりの信号電荷の変換効率が増倍する。
本発明の好ましい形態では、受光部おいて、材料層により第１導電型の半導体領域の表面に信号電荷と逆極性の電荷が誘起されて、半導体領域表面からの電荷発生が抑制される。光を受けると材料層で光電変換が起こり、半導体領域表面のポテンシャルが変調する。すなわち、電荷発生の抑制が低減しもしくは外れ、半導体領域の表面から信号電荷となる電荷が発生する。
【００１０】
本発明に係る電子機器は、固体撮像装置と、固体撮像装置の光電変換素子に入射光を導く光学系と、固体撮像装置の出力信号を処理する信号処理回路とを備える。この固体撮像装置は、光を受けたときに、第１導電型の半導体領域の絶縁膜側の表面のピニング状態が変調し、半導体領域の表面から発生する電荷を信号電荷とする受光部を有する画素を備えている。
【００１１】
本発明の電子機器では、固体撮像装置において、光を受けたときに受光部を構成する第１導電型の半導体領域の絶縁膜側の表面から、信号電荷となる電荷が発生する。この信号電荷となる電荷は、従来のいわゆる暗時白点となる電荷を利用しているので、光子１個当たりの信号電荷の変換効率が増倍する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る固体撮像装置によれば、受光部における信号電荷の変換効率が増倍するので、画素が微細化されても感度を向上することができる。
本発明に係る電子機器によれば、上記固体撮像装置を備えることにより、画素が微細化されても高感度化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１４】
通常の固体撮像装置では、光電変換により生成した電子・正孔対のうち一方の電荷、例えば電子または正孔のみを信号電荷として扱う構成が採られている。一方、光電変換部における電荷蓄積領域となる第１導電型の半導体領域と絶縁膜との界面のダングリングボンドやダメージ（例えば結晶欠陥）から、暗電流となる電荷（例えば暗電子）が発生する。この電荷発生を抑制するために、第１導電型の半導体領域の表面に第２導電型の半導体層（例えば、ホールアキュミュレーション層）を形成したり、あるいは半導体領域表面に暗電流となる電荷と逆極性の電荷を誘起させる構成が採られている。
【００１５】
本発明は、白点の原因となる上記暗電流の電荷を信号電荷として利用し、受光部での信号電荷の増倍を図るようにしたものである。
【００１６】
本発明の実施の形態に係る固体撮像装置は、ＣＭＯＳ固体撮像装置、ＣＣＤ固体撮像装置のいずれにも適用することができる。
【００１７】
本実施の形態に適用されるＣＭＯＳ固体撮像装置の概略構成について説明する。このＣＭＯＳ固体撮像装置は、図示しないが、半導体基板例えばシリコン基板に複数の画素が規則的に２次元的に配列された撮像領域と、周辺回路部とを有して構成される。画素は、光を受けて信号電荷を生成する受光部と、複数の画素トランジスタ（いわゆるＭＯＳトランジスタ）から構成される。複数の画素トランジスタは、例えば転送トランジスタ、リセットトランジスタ、増幅トランジスタ及び選択トランジスタの４つのトランジスタで構成することができる。その他、複数の画素トランジスタは、選択トランジスタを省略して、転送トランジスタ、リセットトランジスタ及び増幅トランジスタの３つのトランジスタで構成することもできる。複数の画素トランジスタはその他の構成も採り得る。
【００１８】
周辺回路部は、例えば垂直駆動回路と、カラム信号処理回路と、水平駆動回路と、出力回路と、制御回路などを有して構成される。
【００１９】
制御回路は、垂直同期信号、水平同期信号及びマスタクロックに基いて、垂直駆動回路、カラム信号処理回路及び水平駆動回路などの動作の基準となるクロック信号や制御信号を生成し、これらの信号を垂直駆動回路、カラム信号処理回路及び水平駆動回路等に入力する。
【００２０】
垂直駆動回路は、例えばシフトレジスタによって構成される。この垂直駆動回路は、撮像領域の各画素を行単位で順次垂直方向に選択走査し、垂直信号線を通して各画素の受光部において受光量に応じて生成した信号電荷に基く画素信号をカラム信号処理回路に供給する。
【００２１】
カラム信号処理回路は、画素の例えば列毎に配置される。このカラム信号処理回路は、１行分の画素から出力される信号を画素列ごとに黒基準画素（有効画素領域の周囲に形成される画素）からの信号によって、ノイズ除去や信号増幅等の信号処理を行う。カラム信号処理回路の出力段には水平選択スイッチが水平信号線との間に接続されて設けられる。
【００２２】
水平駆動回路は、例えばシフトレジスタによって構成される。この水平駆動回路は、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の各々を順番に選択し、カラム信号処理回路の各々から画素信号を水平信号線に出力させる。
出力回路は、カラム信号処理回路の各々から水平信号線を通して順次に供給される信号に対し、信号処理を行って出力する。
【００２３】
表面照射型のＣＭＯＳ固体撮像装置では、画素が形成された基板の上方に、層間絶縁膜を介して多層配線が形成された多層配線層が形成され、その上に平坦化膜を介してオンチップカラーフルタ、さらにその上にオンチップマイクロレンズが形成される。撮像領域の画素部以外の領域、より詳しくは、周辺回路部と、撮像領域の受光部を除く領域とに遮光膜が形成される。この遮光膜は、例えば多層配線層の最上層の配線で形成することができる。
【００２４】
次に、本実施の形態に適用されるＣＣＤ固体撮像装置の概略構成を説明する。このＣＣＤ固体撮像装置は、図示しないが、半導体基板に形成された画素となる複数の受光部と、各受光部列に対応したＣＣＤ構造の垂直転送レジスタと、ＣＣＤ構造の水平転送レジスタと、出力部とを有する。半導体基板は、無機材料、例えばシリコンによる基板が用いられる。ＣＣＤ固体撮像装置は、さらに信号処理回路を構成する周辺回路部を有する。画素は、光を受けて信号電荷を生成する受光部と、この受光部に対応する部分の垂直転送レジスタとで構成され、規則的に２次元的に配置される。
【００２５】
垂直転送レジスタは、拡散層による転送チャネル領域上にゲート絶縁膜を介して転送電極を形成して構成される。水平転送レジスタは、垂直転送レジスタの端部に配置され、同様に拡散層による転送チャネル領域上にゲート絶縁膜を介して転送電極を形成して構成される。出力部は、水平転送レジスタの最終段のフローティングディフージョン部に接続される。撮像領域の画素部以外の領域、より詳しくは、周辺回路部と、撮像領域の受光部を除く領域と、水平転送レジスタと出力部とに遮光膜が形成される。さらに、受光部の上方に平坦化膜を介してオンチップカラーフィルタ、その上にオンチップマイクロレンズが形成される。
【００２６】
ＣＣＤ固体撮像装置では、受光部で生成された信号電荷を垂直転送レジスタに読み出して、垂直方向に転送し、１ライン毎の信号電荷を水平転送レジスタに転送する。水平転送レジスタでは、信号電荷を水平方向に転送し、最終段のフローティングディフージョン部へ転送する。フローティングディフージョン部に転送された信号電荷は、出力部を介して画素信号に変換されて出力される。なお、上例のＣＣＤ固体撮像装置は、インターライン転送（ＩＴ）方式の固体撮像装置である。本実施の形態に適用されるＣＣＤ固体撮像装置は、その他、撮像領域と水平転送レジスタとの間に垂直転送レジスタのみで形成された蓄積領域を備えたフレームインターライン転送（ＦＩＴ）方式の固体撮像装置にも適用される。
【００２７】
そして、本実施の形態に係る固体撮像装置、特に、その受光部の構成は、上述のＣＭＯＳ固体撮像装置及びＣＣＤ固体撮像装置のいずれにも適用されるものである。また、本実施の形態の受光部の構成は、表面照射型の固体撮像装置、裏面照射型の固体撮像装置のいずれにも適用されるものである。
【００２８】
本発明の実施の形態に係る固体撮像装置、特にその受光部は、光を受けたときに、第１導電型の半導体領域の絶縁膜側の表面のピニング状態が変調し、半導体領域表面から発生する電荷が信号電荷となるように構成される。受光部は、基本構造として、第１導電型の半導体領域の表面に絶縁膜を介して有機または無機による材料層を有して成る。材料層は、待機状態では、第１導電型の半導体領域の表面に信号電荷と逆極性の電荷を誘起させる負または正の帯電を持っている。つまり、この材料層は、半導体領域表面を、半導体領域表面から発生する白点の原因となる電荷を抑制するピニング状態とする機能を有する。そして、材料層は、受光状態では、材料層中で光電変換が起こり、負または正の帯電が減少して半導体領域表面のポテンシャルを変調させる機能を有する。すなわち、ピニング状態が低減し、または外れて半導体領域表面（つまり半導体領域と絶縁膜との界面、または界面近傍）で発生した電荷が信号電荷として半導体領域に取り込まれる。
【００２９】
［第１実施の形態］
図１に、本発明の第１実施の形態に係る固体撮像装置、特にその受光部を示す。この第１実施の形態に係る受光部１は、第１導電型、本例ではドナーを有するｎ型の半導体領域２と、このｎ型半導体領域２上に絶縁膜３、例えばシリコン酸化膜を介して形成したアクセプタを有する有機材料層４を有して構成される。半導体領域２は、無機材料で形成され、例えばシリコンで形成される（以下の実施の形態でも同様である）。有機材料層４は、いわゆる有機光電変換膜である。
【００３０】
アクセプタを有する有機光電変換膜としては、例えば亜鉛タフロシアニン(ＺｎＰｃ)などの材料膜を用いることができる。
【００３１】
この有機光電変換膜で構成される有機材料層４は、待機状態で負に帯電している。負に帯電している有機材料層４により、ｎ型半導体領域２の表面は、正孔（ホール）ｈ２が誘起されてホールピニング状態になる（図１Ａ参照）。ホールピニング状態により、ｎ型半導体領域２の絶縁膜３との界面にダングリングボンドやダメージ（例えば結晶欠陥）５から発生する電子ｅ２は抑制される。この電子ｅ２は、従来のフォトダイオードでの暗時白点の原因となる暗電子に相当する。
【００３２】
電荷蓄積期間において、受光部１の有機材料層４に光Ｌ１が照射されると、有機材料層４で光電変換が起こり、電子・正孔対が生成する。この電子・正孔対のうちの正孔ｈ１により、有機材料層４における負の帯電が低減し、ｎ型半導体領域２の表面のポテンシャルが変調する。光電変換により生成された電子・正孔対のうちの電子ｅ１は、例えば透明電極などを通じて有機材料層４から排出される。
【００３３】
すなわち、光Ｌ１の入射によって有機材料層４に生成した正孔ｈ１よって、ｎ型半導体領域表面の正孔ｈ２によるピニング状態が低減しあるいは外れる。これにより、ｎ型半導体領域２の絶縁膜３側の表面、すなわち界面あるいは界面近傍のダングリングボンドあるいはダメージ（例えば結晶欠陥）５から発生した電子ｅ２がｎ型半導体領域２内に注入される。この電子ｅ２が信号電荷としてｎ型半導体領域２に蓄積される（図１Ｂ参照）。
【００３４】
電子ｅ２の発生量は、例えば、ｎ型半導体領域２の表面のダメージ（例えば結晶欠陥）量、金属ドーピング量などにより、コントロールすることができる。
【００３５】
信号電荷ｅ２を読み出した後、次の電荷蓄積期間では、先ず、有機材料層４に蓄積されている正孔ｈ１を除去し、有機材料層４をリセットする。正孔ｈ１は、有機材料層４に「形成した電極、例えば透明電極などを通じて排出することができる。このリセットにより、再びｎ型半導体領域２の表面はホールピニング状態とされ、有機材料層４の受光量に応じてピニング状態が低減しあるいは外れ、ｎ型半導体領域２の表面から信号電荷となる電子ｅ２が注入され、ｎ型半導体領域２に蓄積される。
【００３６】
正孔ｈ１のリセットに際しては、例えば有機材料層４の表面に形成した透明電極に０Ｖ、あるいは少しマイナスとした負バイアスを印加して行うことができる。
【００３７】
第１実施の形態に係る固体撮像装置の受光部１によれば、ｎ型半導体領域２の表面から発生する電子ｅ２を信号電荷とすることにより、光子１個に対する信号電荷となる電子ｅ２の量が増倍される。すなわち、信号電荷の変換効率が増倍される。これにより、固体撮像装置における画素が微細化されても感度を向上することができる。
【００３８】
［第２実施の形態］
図２に、本発明の第２実施の形態に係る固体撮像装置、特にその受光部を示す。第２実施の形態に係る受光部７は、前述と同様に、第１導電型、本例ではドナーを有するｎ型の半導体領域２と、このｎ型半導体領域２上に絶縁膜３、例えばシリコン酸化膜を介して形成したアクセプタを有する有機材料層４を有して構成される。この有機材料層４は、いわゆる有機光電変換膜である。
【００３９】
そして、本実施の形態では、ホールピニング状態を所要領域に集中させるために、ｎ型半導体領域２の表面にホールピニング領域８を除いて、不純物濃度が比較的高いｐ型半導体領域９が形成される。さらに、ホールピニング領域８では、待機時の電界を集中させてピニング状態を良好にすることが望まれる。また、受光時の有機材料層４での光電変換によりポテンシャル変調をし易くする。すなわちホールピニング状態を低減あるいは外し易くすることが望まれる。このホールピニング領域に電界を集中させるために、絶縁膜３の容量（いわゆる絶縁膜容量）を変化させる構成とする。この絶縁膜容量を変化させる一例として、絶縁膜の膜厚を異ならす構成とすることができる。図２では、絶縁膜３を、そのホールピニング領域８に対応した部分３Ａの膜厚ｔ１が、他部３Ｂの膜厚ｔ２より薄くなるように形成される。そして、有機材料層１０は、受光時に有機材料層１０中に発生する一方の電荷を排出できるように構成される。すなわち、有機材料層１０は、ｎ型半導体領域２に発生する信号電荷と同じ極性の電荷、本例では電子、を排出できるように構成される。このため、この電荷を排出するためのポテンシャル勾配を付けることを目的として、有機材料層４の上面に所要のバイアス電圧を印加する電極が形成される。例えば、有機材料層４上には透明電極１０が形成される。その他の構成は、図１で説明したと同様であるので、対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００４０】
透明電極１０は、上述したように、有機材料層４で光電変換され生成された電子・正孔対のうち、電子ｅ１を排出したり、リセット時の正孔ｈ１を排出するときに用いられる。
【００４１】
第２実施の形態に係る固体撮像装置の受光部７によれば、ホールピニング領域８以外のｎ型半導体領域２の表面には、ｐ型半導体領域９が形成されているので、この領域９では電子の発生が抑制され、領域８にのみホールピニング状態を集中させることができる。また、ホールピニング領域８では、絶縁膜３Ａが他の絶縁膜３Ｂより薄く形成されているので、領域８における電界が集中し、ピニング状態を十分にすることができ、同時に領域８でのポテンシャル変調がし易くなる。なお、ｐ型半導体領域９は、このよう域での電子の発生（湧き出し）を抑制するためのピニング層の機能を有する。従って、より受光部７の動作がし易くなり、信号電荷のコントロールもし易くなる。その他、本実施の形態では、第１実施の形態で説明したと同様の作用、効果を奏する。
【００４２】
［第３実施の形態］
図３に、本発明の第３実施の形態に係る固体撮像装置、特にその受光部を示す。第３実施の形態に係る受光部１１は、前述の図１と同様に、第１導電型、本例ではドナーを有するｎ型の半導体領域２と、ｎ型半導体領域２上に絶縁膜３を介して形成したアクセプタを有する有機材料層４とを有して構成される。絶縁膜３は、例えばシリコン酸化膜で形成される。有機材料層４は、有機光電変換膜で形成される。
【００４３】
第３実施の形態の受光部１１では、第１実施の形態で説明したと同様に、待機状態では有機材料層４が負に帯電しているので、ｎ型半導体領域２の表面がホールピニング状態である。電荷蓄積期間において、有機材料層４に光Ｌ１が照射されると、有機材料層４内で光電変換が起こり、その生成した正孔ｈ１によりｎ型半導体領域２表面のホールピニング状態が低減しあるいは外れる。これにより、ｎ型半導体領域２の表面近傍のダングリングボンドあるいはダメージ（例えば結晶欠陥）５から発生した電子ｅ２がｎ型半導体領域２に蓄積される。
【００４４】
一方、有機材料層４で吸収しきれないで、有機材料層４及び絶縁膜３を透過した光Ｌ２は、ｎ型半導体領域２内で吸収され、電子・正孔対（ｅ３、ｈ３）を生成する。この電子・正孔対のうち、電子ｅ３をも信号電荷として利用する。正孔ｈ３は適当な手段を用いて排出する。信号電荷（ｅ２＋ｅ３）を読み出した後の電荷蓄積期間では、先にｎ型半導体領域２内の信号電荷ｅ３を除去してリセットし、また有機材料層４内の正孔ｈ１を除去してリセットする。その後、前述した動作が繰り返される。
【００４５】
第３実施の形態に係る固体撮像装置の受光部１１によれば、光Ｌ１により有機材料層４内で光電変換が起こり、その生成した正孔ｈ１に基いて得られる電子ｅ２と、ｎ型半導体領域２へ透過した光Ｌ２により光電変換して得られた電子ｅ３とが加算され信号電荷となる。このため、さらに信号電荷が増倍され、感度を向上させることができる。
【００４６】
第３実施の形態に係る受光部１１は、図３では単純構造で示したが、前述の図２に示す構成とすることもできる。
【００４７】
［第４実施の形態］
図４に、本発明を表面照射型のＣＭＯＳ固体撮像装置に適用した第４実施の形態を示す。図４は、受光部と転送トランジスタの要部の概略構成のみを示す。本実施の形態に係る固体撮像装置２１は、第１導電型の例えばｎ型半導体基板２２に、第２導電型の例えばｐ型半導体ウェル領域２３が形成される。このｐ型半導体ウェル領域２３に各画素を構成する受光部２４及び画素トランジスタが形成される。受光部２４において、図２と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。図４では画素トランジスタのうち、転送トランジスタＴｒ１を示している。
【００４８】
受光部２４は、第２実施の形態で説明した受光部７、あるいは第３実施の形態で説明したｎ型半導体領域内へ透過した光により生成した電子ｅ３までも利用するようにした受光部で構成することができる。転送トランジスタＴｒ１は、受光部２４のｎ型半導体領域２をソースとし、ｎ型のフローティングディフージョン部２５をドレインとし、ゲート絶縁膜２６を介して転送ゲート電極２７を形成して構成される。
【００４９】
図示しないが、受光部２４及び転送トランジスタＴｒ１を含む画素トランジスタからなる画素上には、多層配線層、オンチップカラーフィルタ及びオンチップマイクロレンズ等が形成される。
【００５０】
このＣＭＯＳ固体撮像装置２１では、光Ｌが基板表面側から照射され、前述したメカニズムにより受光部２４のｎ型半導体領域２に信号電荷（本例では電子）が蓄積される。蓄積された信号電荷は、転送トランジスタのゲート電極２７に印加される転送パルスによりフローティングディフージョン部２５へ読み出される。
【００５１】
第４実施の形態に係る固体撮像装置２１によれば、受光部２４において、ｎ型半導体領域２表面のダングリングボンドあるいはダメージ（例えば結晶欠陥）５から発生する電子ｅ１を信号電荷として利用することにより、信号電荷を増倍させることがき、微細画素であっても感度を向上することができる。
【００５２】
［第５実施の形態］
図５に、本発明を裏面照射型のＣＭＯＳ固体撮像装置に適用した第５実施の形態を示す。図５は、受光部と転送トランジスタの要部の概略構成のみを示す。本実施の形態に係る固体撮像装置３１は、半導体基板３２の裏面側に臨むように形成した受光部３４と、第２導電型の例えばｐ型の半導体ウェル領域３５の基板３２の表面側に形成した画素トランジスタからなる画素を有して成る。受光部３４において、図２と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。図４では画素トランジスタのうち、転送トランジスタＴｒ１を示している。
【００５３】
受光部３４は、第２実施の形態で説明した受光部７、あるいは第３実施の形態で説明したｎ型半導体領域内へ透過した光により生成した電子ｅ３までも利用するようにした受光部で構成することができる。転送トランジスタＴｒ１は、受光部３４のｎ型半導体領域２をソースとし、ｎ型のフローティングディフージョン部３６をドレインとし、ゲート絶縁膜３７を介して転送ゲート電極３８を形成して構成される。図５において、符号３３はｐ型拡散層による素子分離領域を示す。
【００５４】
図示しないが、半導体基板３２の表面側には、層間絶縁膜３９を介して多層配線層が形成される。また、半導体基板３２の裏面側の受光部３４及び転送トランジスタＴｒ１を含む画素トランジスタからなる画素上には、オンチップカラーフィルタ及びオンチップマイクロレンズ等が形成される。
【００５５】
このＣＭＯＳ固体撮像装置３１では、光Ｌが基板裏面側から照射され、前述したメカニズムにより受光部３４のｎ型半導体領域２に信号電荷（本例では電子）が蓄積される。蓄積された信号電荷は、転送トランジスタＴｒ１のゲート電極３８に印加される転送パルスによりフローティングディフージョン部３６へ読み出される。
【００５６】
第５実施の形態に係るＣＭＯＳ固体撮像装置３１によれば、受光部３４において、ｎ型半導体領域２表面のダングリングボンドあるいはダメージ（例えば結晶欠陥）５から発生する電子ｅ１を信号電荷として利用するので、信号電荷を増倍させることができる。従って、本ＣＭＯＳ固体撮像装置３１は、微細画素であっても感度を向上することができる。また、裏面照射型であるので、表面照射型よりさらに受光部３４の面積を広げることができ、さらなる感度向上が可能になる。
【００５７】
図６〜図１０に、本発明に係るＣＭＯＳ固体撮像装置に適用した他の実施の形態を示す。図示の例では表面照射型のＣＭＯＳ固体撮像装置に適用したが、裏面照射型のＣＭＯＳ固体撮像装置にも適用できること勿論である。
【００５８】
［第６実施の形態］
図６に示す本発明の第６実施の形態に係る固体撮像装置５１は、受光部２４において、ｎ型半導体領域２上に段差を有する絶縁膜３を介してアクセプタを有する有機材料層４が形成され、有機材料層４上に透明電極１０が形成される。そして、本実施の形態では、ｎ型半導体領域２の膜厚の大きい絶縁膜３Ｂとの界面に前述したｐ型半導体領域９を形成しない構成とされる。その他の構成は、図４で説明したと同様であるので、図４と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００５９】
第６実施の形態に係る固体撮像装置５１によれば、待機状態では有機材料層４により、膜厚の小さい絶縁膜３Ａ直下のｎ型半導体領域２表面が集中的にホールピニング状態になる。受光時には、前述したように、有機材料層４中での光電変換に基づきホールピニング状態が低減しあるいは外れることにより、ｎ型半導体領域２表面近傍のダングリングボンドあるいはダメージ５から発生した電子が信号電荷としてｎ型半導体領域２に蓄積される。従って、倍増した信号電荷が得られ、微細画素であっても感度を向上させることができる。
【００６０】
この場合、絶縁膜３Ａ、３Ｂは負の固定チャージを持つ膜（ＨｆＳｉＯｘ、ＳｉＮ等）であり、たとえば、固定チャージ密度が一定の場合、膜厚によって固定チャージ量が変化し、膜厚が薄くなると固定チャージ量が減少する。
負の固定チャージ量が多い領域(３Ｂ)と少ない領域(３Ａ)の少なくとも２種類の材料を有しても良い。
また、絶縁膜３Ｂや３Ａの固定チャージが変化する領域を１つの受光部のｎ型半導体領域２で複数領域有しても良い。
【００６１】
［第７実施の形態］
図７に示す本発明の第７実施の形態に係る固体撮像装置５２は、受光部２４において、ｎ型半導体領域２上に全面均一で膜厚の小さい絶縁膜３Ａを介してアクセプタを有する有機材料層４を形成し、有機材料層４上に透明電極１０を形成して構成される。その他の構成は、図４で説明したと同様であるので、図４と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００６２】
第７実施の形態に係る固体撮像装置５２によれば、待機状態では有機材料層４により、膜厚の小さい絶縁膜３Ａ直下のｎ型半導体領域２表面全面がホールピニング状態になる。受光時には、前述したように、有機材料層４中での光電変換に基づきホールピニング状態が低減しあるいは外れることにより、ｎ型半導体領域２表面全面近傍のダングリングボンドあるいはダメージ５から発生した電子が信号電荷としてｎ型半導体領域２に蓄積される。従って、より倍増した信号電荷が得られ、微細画素であっても感度を向上させることができる。
【００６３】
上述した絶縁膜容量を変化させる構成の他の例としては、絶縁膜の材料を変更させた構成とすることができる。すなわち、ホールピニング領域では誘電率の高い材料からなる絶縁膜を用い、その他領域では誘電率の低い材料からなる絶縁膜を用いるようになす。この構成は、本発明の各実施の形態に適用することができる。図８、図９はその例を示す。
【００６４】
［第８実施の形態］
図８に示す本発明の第８実施の形態に係る固体撮像装置５３は、ｎ型半導体領域２上に段差を有る絶縁膜を形成するも、ホールピニング領域に対応する領域では膜厚が小さく、かつ誘電率の高い材料による絶縁膜５４Ａを形成して構成される。それ以外の領域では膜厚が大きく、かつ絶縁膜５４Ａより誘電率の低い材料による絶縁膜５４Ｂが形成される。誘電率が高い絶縁膜５４Ａとしては、例えばシリコン窒化膜あるいはハフニウム酸化膜などを用いることができる。誘電率が低い絶縁膜５４Ｂとしては、例えばシリコン酸化膜を用いることができる。そして、この絶縁膜５４Ａ及び５４Ｂ上に、アクセプタを有する有機材料層４が形成され、有機材料層４上に透明電極１０が形成される。本実施の形態では、絶縁膜５４Ｂ直下のｎ型半導体領域２表面に前述のｐ型半導体領域９を形成した構成、あるいはｐ型半導体領域９を形成しない構成とすることができる。その他の構成は、図４で説明したと同様であるので、図４と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００６５】
第８実施の形態に係る固体撮像装置５３によれば、待機状態では、ホールピニング領域となる誘電率の高い絶縁膜５４Ａ直下の領域に電界が集中し、この領域がホールピニング状態となる。受光時には、前述したように、有機材料層４中での光電変換に基づきホールピニング状態が低減しあるいは外れることにより、ｎ型半導体領域２表面近傍のダングリングボンドあるいはダメージ５から発生した電子が信号電荷としてｎ型半導体領域２に蓄積される。従って、倍増した信号電荷が得られ、微細画素であっても感度を向上させることができる。
【００６６】
［第９実施の形態］
図９に示す本発明の第９実施の形態に係る固体撮像装置５６は、ｎ型半導体領域２上に均一で膜厚の小さい絶縁膜を形成するも、ホールピニング領域では誘電率の高い絶縁膜５５Ａを形成し、その他の領域ではこれより誘電率の低い絶縁膜５５Ｂを形成して構成される。誘電率が高い絶縁膜５５Ａとしては、例えばシリコン窒化膜あるいはハフニウム酸化膜などを用いることができる。誘電率が低い絶縁膜５５Ｂとしては、例えばシリコン酸化膜を用いることができる。そして、この絶縁膜５５Ａ及び５５Ｂ上に、アクセプタを有する有機材料層４が形成され、有機材料層４上に透明電極１０が形成される。本実施の形態では、絶縁膜５５Ｂ直下のｎ型半導体領域２表面に前述のｐ型半導体領域９を形成した構成、あるいはｐ型半導体領域９を形成しない構成とすることができる。その他の構成は、図４で説明したと同様であるので、図４と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００６７】
第９実施の形態に係る固体撮像装置５６によれば、待機状態では、ホールピニング領域となる誘電率の高い絶縁膜５５Ａ直下の領域に電界が集中し、この領域がホールピニング状態となる。受光時には、前述したように、有機材料層４中での光電変換に基づきホールピニング状態が低減しあるいは外れることにより、ｎ型半導体領域２表面近傍のダングリングボンドあるいはダメージ５から発生した電子が信号電荷としてｎ型半導体領域２に蓄積される。従って、倍増した信号電荷が得られ、微細画素であっても感度を向上させることができる。
【００６８】
なお、図示しないが、図９の構成において、ｎ型半導体領域２表面の全面に誘電率の高い絶縁膜５５Ａを形成した構成とすることができる。この構成によれば、さらに信号電荷の増倍が図られ、より感度を向上することができる。
【００６９】
［第１０実施の形態］
図１０に示す本発明の第１０実施の形態に係る固体撮像装置５７は、ｎ型半導体領域２上に段差を有する絶縁膜３を形成するも、膜厚の小さい絶縁膜３Ａの領域を複数箇所有して構成される。
そして、この絶縁膜３上に、アクセプタを有する有機材料層４が形成され、有機材料層４上に透明電極１０が形成される。本実施の形態では、絶縁膜３Ｂ直下のｎ型半導体領域２表面に前述のｐ型半導体領域９を形成した構成、あるいはｐ型半導体領域９を形成しない構成とすることができる。その他の構成は、図４で説明したと同様であるので、図４と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００７０】
第１０実施の形態に係る固体撮像装置５７によれば、待機状態では、有機材料層４により、膜厚の小さい複数箇所の絶縁膜３Ａ直下の領域に電界が集中し、ホールピニング状態となる。受光時には、前述したように、有機材料層４中での光電変換に基づきホールピニング状態が低減しあるいは外れることにより、ｎ型半導体領域２表面近傍のダングリングボンドあるいはダメージ５から発生した電子が信号電荷としてｎ型半導体領域２に蓄積される。従って、倍増した信号電荷が得られ、微細画素であっても感度を向上させることができる。この構成では、ホールピニング領域の面積が増えることにより、より信号電荷の増倍が得られ、感度を向上することができる。
【００７１】
図１０の構成において、絶縁膜３を図８及び図９で説明したと同様に、誘電率を異にした絶縁膜に置き換えて構成することもできる。
【００７２】
［第１１実施の形態］
図１１に、本発明を表面照射型のＣＭＯＳ固体撮像装置に適用した第１１実施の形態を示す。本実施の形態に係る固体撮像装置５８は、ｎ型半導体領域２上に段差を有する絶縁膜３を介して光電変換膜である、アクセプタを有する有機材料層４とドナーを有する有機材料層５９を積層し、その有機材料層５９上に透明電極１０を形成して構成される。その他の構成は、図４で説明したと同様であるので、図４と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００７３】
第１１実施の形態に係る固体撮像装置５８によれば、待機状態では、有機材料層４により、膜厚の小さい絶縁膜３Ａ直下の領域に電界が集中し、ホールピニング状態となる。受光時には、ドナーを有する有機材料層５９及びアクセプタを有する有機材料層４に光が入射されて、それぞれ電子・正孔対が発生し、正孔はアクセプタを有する有機材料層４中に移行し、電子はドナーを有する有機材料層５９中に移行する。電子はこの有機材料層５９から透明電極１０を通して排出さる。そして、アクセプタを有する有機材料層４中の正孔により、膜厚の小さい絶縁膜３Ａ直下のホールピニング状態が低減しあるいは外れる。このことにより、ｎ型半導体領域２表面近傍のダングリングボンドあるいはダメージ５から発生した電子が信号電荷としてｎ型半導体領域２に蓄積される。従って、増倍した信号電荷が得られ、微細画素であっても感度を向上させることができる。
【００７４】
［第１２実施の形態］
図１２に、本発明を裏面照射型のＣＭＯＳ固体撮像装置に適用した第１２実施の形態を示す。本実施の形態に係る固体撮像装置６０は、半導体基板３２の裏面に臨む受光部３４において、その裏面側のｎ型半導体領域２上に段差を有する絶縁膜３を介して図１１でしめした２層の有機材料層４及び５９を形成して構成される。すなわち、絶縁膜３上に光電変換膜である、アクセプタを有する有機材料層４とドナーを有する有機材料層５９を積層し、その有機材料層５９上に透明電極１０を形成して構成される。ドナーを有する有機材料膜５９、すなわち、ドナーを有する有機光電変換膜としては、例えばフラーレン（Ｃ６０）などの材料膜を用いることができる。その他の構成は、図５で説明したと同様であるので、図５と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００７５】
第１２実施の形態に係る固体撮像装置６０によれば、第１１実施の形態で説明したと同様に、待機状態では、有機材料層４により、膜厚の小さい絶縁膜３Ａ直下の領域に電界が集中し、ホールピニング状態となる。受光時には、ドナーを有する有機材料層５９及びアクセプタを有する有機材料層４に光が入射されて、それぞれ電子・正孔対が発生し、正孔はアクセプタを有する有機材料層４中に移行し、電子はドナーを有する有機材料層５９中に移行する。電子はこの有機材料層５９から透明電極１０を通して排出さる。そして、アクセプタを有する有機材料層４中の正孔により、膜厚の小さい絶縁膜３Ａ直下のホールピニング状態が低減しあるいは外れることにより、ｎ型半導体領域２表面近傍のダングリングボンドあるいはダメージ５から発生した電子が信号電荷としてｎ型半導体領域２に蓄積される。従って、倍増した信号電荷が得られ、微細画素であっても感度を向上させることができる。この構成では、ホールピニング領域の面積が増えることにより、より信号電荷の増倍が得られ、感度を向上することができる。
【００７６】
［第１３実施の形態］
図１３に、本発明をＣＣＤ固体撮像装置に適用した第１３実施の形態を示す。図１３は受光部と転送レジスタの要部の概略構成のみを示す。本実施の形態に係る固体撮像装置４１は、第１導電型の半導体基板４２に第２導電型の半導体ウェル領域４４が形成され、この半導体ウェル領域４３に画素となる受光部４５と垂直転送レジスタ４６が形成されて成る。本例では、第１導電型半導体基板４２がｎ型半導体基板で形成され、第２導電型半導体ウェル領域４３がｐ型半導体ウェル領域で形成される。
【００７７】
受光部４５は、第２実施の形態で説明した受光部７、あるいは第３実施の形態で説明したｎ型半導体領域内へ透過した光により生成した電子ｅ３までも利用するようにした受光部で構成することができる。すなわち、受光部４５は、ｐ型半導体ウェル領域４４に形成したｎ型半導体領域２と、絶縁膜３を介してアクセプタを有する有機材料層４と、さらに有機材料層４上に形成した透明電極１０とを有して構成される。
【００７８】
垂直転送レジスタ４６は、ｐ型半導体ウェル領域４４に形成したｎ型の埋め込みチャネル領域４７と、ｎ型埋め込みチャネル領域４７上にゲート絶縁膜４８を介して形成した転送電極４９とを有して構成される。ゲート絶縁膜４８は、例えばシリコン酸化膜などの絶縁膜により形成される。転送電極４９は、例えばポリシリコン膜で形成され、電荷読み出し部５１上、及びｐ型のチャネルストップ領域５２上に跨って形成される。なお、ｎ型埋め込みチャネル領域４７下にさらにｐ型半導体ウェル領域５３を形成することが望ましい。
【００７９】
図示しないが、受光部４５の上方に受光部４５を除く遮光膜、平坦化膜が形成され、さらにオンチップカラーフィルタ及びオンチップマイクロレンズが形成される。
【００８０】
このＣＣＤ固体撮像装置４１では、光Ｌが基板表面側から照射され、前述したメカニズムにより受光部４５のｎ型半導体領域２に信号電荷(本例では電子)が蓄積される。蓄積された信号電荷は、垂直転送レジスタ４６の転送電極４９に読み出しパルスが印加されることにより、読み出し部５１を通って垂直転送レジスタ４６に読み出される。その後、垂直転送レジスタ４６内を転送し、１ライン毎に水平転送レジスタに転送され、出力部から画素信号として出力される。
【００８１】
第１３実施の形態に係るＣＣＤ固体撮像装置４１によれば、受光部４５において、ｎ型半導体領域２表面のダングリングボンドあるいはダメージ（例えば結晶欠陥）５から発生する電子ｅ１を信号電荷として利用するので、信号電荷を増倍させることができる。従って、本ＣＣＤ固体撮像装置４１は、微細画素であっても感度を向上することができる。
【００８２】
［第１４実施の形態］
図１４に、本発明の第１４実施の形態に係る固体撮像装置、特にその受光部を示す。図１４は模式的構成図である。第１４実施の形態に係る固体撮像装置６１は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）に対応する受光部６２Ｒ，６２Ｇ，及び６２Ｂが形成される。この受光部６２Ｒ，６２Ｇ，６２Ｂ上に、層間絶縁膜６３を介して赤（Ｒ）フィルタ成分６４Ｒ、緑（Ｇ）フィルタ成分６４Ｇ及び青（Ｂ）フィルタ成分６４Ｂからなるオンチップカラーフィルタ６４が形成される。符号６５は、素子分離領域を示す。
【００８３】
これら受光部６２Ｒ，６２Ｇ，６２Ｂは、例えば第２実施の形態で説明した受光部７、あるいは第３実施の形態で説明したｎ型半導体領域２内へ透過した光により生成した電子ｅ３までも利用するようにした受光部で構成することができる。各受光部６２Ｒ，６２Ｇ及び６２Ｂの有機材料層４は、共に同じ有機光電変換膜で形成することができる。
【００８４】
第１４実施の形態に係る固体撮像装置６１によれば、各対応する受光部６２Ｒ，６２Ｇ及び６２Ｂ上に、それぞれ赤フィルタ成分６４Ｒ、緑フィルタ成分６４Ｇ及び青フィルタ成分６４Ｂが形成されるので、良好な色分離が得られる。その他、前述したと同様に信号電荷が増倍し、感度の向上を図ることができる。
【００８５】
［第１５実施の形態］
図１５に、本発明の第１５実施の形態に係る固体撮像装置、特にその受光部を示す。図１５は模式的構成図である。第１５実施の形態に係る固体撮像装置６７は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）に対応する受光部６８Ｒ，６８Ｇ，及び６８Ｂが形成される。これら受光部６８Ｒ，６８Ｇ，６８Ｂは、例えば第２実施の形態で説明した受光部７、あるいは第３実施の形態で説明したｎ型半導体領域２内へ透過した光により生成した電子ｅ３までも利用するようにした受光部で構成することができる。
【００８６】
そして、本実施の形態では、特に、受光部６８Ｒ、６８Ｇ及び６８Ｂの有機材料層４Ｒ、４Ｇ及び４Ｂを夫々、赤波長光の吸収率が高い有機光電変換膜、緑波長光の吸収率が高い有機光電変換膜、及び青波長光の吸収率が高い有機光電変換膜で形成して構成される。
【００８７】
第１５実施の形態に係る固体撮像装置６７によれば、有機材料層４Ｒ、４Ｇ及び４Ｂで色分離が可能になるので、オンチップカラーフィルタを省略することができる。その他、前述したと同様に信号電荷が増倍し、感度の向上を図ることができる。
【００８８】
［第１６実施の形態］
図１６に、本発明の第１６実施の形態に係る固体撮像装置、特にその受光部を示す。第１６実施の形態に係る受光部７１は、第１導電型、本例ではドナーを有するｎ型の半導体領域（例えばシリコン半導体領域）７２と、このｎ型半導体領域７２上に絶縁膜７３、例えばシリコン酸化膜を介して形成したアクセプタを有する無機材料層７４を有して構成される。このアクセプタを有する無機材料層７４としては、例えば、ｐ型のポリシリコン膜あるいはｐ型のアモルファスシリコン膜を用いることができる。
【００８９】
このｐ型ポリシリコン膜あるいはｐ型アモルファスシリコン膜で構成される無機材料層（以下、ｐ型ポリシリコン膜を例にする）７４は、待機状態で負に帯電している。負に帯電しているｐ型ポリシリコン膜７４により、前述と同様に、ｎ型半導体領域７２の表面は、正孔（ホール）ｈ２が誘起されてホールピニング状態になる。ホールピニング状態により、ｎ型半導体領域７２の絶縁膜７３との界面にダングリングボンドやダメージ（例えば結晶欠陥）５から発生する電子ｅ２は抑制される。
【００９０】
電荷蓄積期間において、受光部７１のｐ型ポリシリコン膜７４に光が照射されると、ｐ型ポリシリコン膜７４で光電変換が起こり、電子・正孔対が生成する。この電子・正孔対のうちの正孔ｈ１により、ｐ型ポリシリコン膜７４における負の帯電が低減し、ｎ型半導体領域２の表面のポテンシャルが変調する。光電変換により生成された電子・正孔対のうちの電子ｅ１は、例えば透明電極などを通じてｐ型ポリシリコン膜７４から排出される。
【００９１】
すなわち、光の入射によってｐ型ポリシリコン膜７４に生成した正孔ｈ１よって、ｎ型半導体領域７２表面の正孔ｈ２によるピニング状態が低減しあるいは外れる。これにより、ｎ型半導体領域７２の絶縁膜７３側の表面、すなわち界面あるいは界面近傍のダングリングボンドあるいはダメージ（例えば結晶欠陥）５から発生した電子ｅ２がｎ型半導体領域７２内に注入される。この電子ｅ２が信号電荷としてｎ型半導体領域７２に蓄積される。
【００９２】
信号電荷ｅ２を読み出した後、次の電荷蓄積期間では、先ず、ｐ型ポリシリコン膜７４に蓄積されている正孔ｈ１を除去し、ｐ型ポリシリコン膜７４をリセットする。正孔ｈ１は、例えば透明電極などを通じて排出することができる。このリセットにより、再びｎ型半導体領域７２の表面はホールピニング状態とされ、ｐ型ポリシリコン膜７４の受光量に応じてピニング状態が低減しあるいは外れ、ｎ型半導体領域７２の表面から信号電荷となる電子ｅ２が注入され、ｎ型半導体領域７２に蓄積される。
【００９３】
第１６実施の形態に係る固体撮像装置の受光部７１においても、前述したと同様に、信号電荷が増倍し、微細画素でも感度を向上することができる。この第９実施の形態においても、図３で説明したと同様に、ｐ型ポリシリコン膜７４を透過してｎ型半導体領域７２に到達した光により、ｎ型半導体領域７２で光電変換により生成された電子をも信号電荷として利用する構成とすることもできる。
【００９４】
［第１７実施の形態］
図１７に、本発明の第１７実施の形態に係る固体撮像装置、特にその受光部を示す。第１７実施の形態に係る受光部７６は、第１導電型、本例ではドナーを有するｎ型の半導体領域（例えばシリコン半導体領域）７２に、凹部７７が形成され、この凹部７７内に絶縁膜７８を介してアクセプタを有する材料層７９が埋め込まれる。さらに、半導体領域７２の上部表面には、第２導電型であるｐ型の半導体層８１が形成される。このｐ型半導体領域８１は、界面もしくは界面近傍からの電子の発生(湧き出し)を抑制するピニング層となる。アクセプタを有する材料層７９は、有機材料、無機材料による光電変換膜で形成することができる。有機光電変換膜としては、前述した材料などによる有機光電変換膜を用いることができる。無機光電変換膜としては、例えばｐ型シリコン膜、あるいはｐ型アモルファスシリコン膜等を用いることができる。ｎ型半導体領域７２の上部表面に形成したｐ型半導体層８１は、暗電流を抑制するための、いわゆるアキュミュレーション層となり、ピニング層として機能する。材料層７９上には、半導体領域７２に発生する信号電荷と同じ極性の電荷を捨てるための電極膜８２、例えば透明電極が被着形成される。
【００９５】
本実施の形態の受光部７６では、ドナーを有するｎ型半導体領域７２の凹部７７内に絶縁膜７８を介してアクセプタを有する材料層７９が埋め込まれる。この構成により、待機時に材料層７９により、凹部７７の底面及び周側面と絶縁膜７８との界面あるいは界面近傍がホールピニング状態となる。光が照射される電荷蓄積期間においては、材料層７９に生成した正孔により、上記底面及び周側面のホールピニング状態が低減しあるいは外れ、上記界面あるいは界面近傍のダングリングボンドやダメージ（例えば結晶欠陥）５から発生した電子が信号電荷として蓄積される。すなわち、本実施の形態では、信号電荷が発生する（湧き出す）表面積が広がる。
【００９６】
一方、ｎ型半導体領域７２の上部表面に形成されたｐ型半導体層８１の正孔により、上部表面と絶縁膜（図示せず）との界面、あるいは界面近傍がピニング状態となる。従って、上記界面あるいは界面近傍のダングリングボンドやダメージ５から発生する電子が抑制され、暗電流の発生を抑制する。
【００９７】
第１７実施の形態に係る固体撮像装置の受光部７６によれば、ｎ型半導体領域７２と材料層７９とが対向する面積、すなわち信号電荷を発生する（湧き出す）表面積が大きくなることにより、信号電荷がより増倍し、微細画素でも感度を向上することができる。
【００９８】
［第１８実施の形態］
図１８に、本発明の第１８実施の形態に係る固体撮像装置、特にその受光部を示す。第１８実施の形態に係る受光部８４は、ドナーを有するｎ型半導体領域７２と、ｎ型半導体領域７２上に形成され、層間絶縁膜８５を介して複数層の配線８６を配置した多層配線層８７と、アクセプタを有する材料層７９とを有して構成される。多層配線層８７は材料層７９が形成される領域に開口８７ａが形成され、ｎ型半導体領域７２の材料層７９が形成される領域に凹部７７が形成される。凹部７７の内面には絶縁膜７８が形成される。材料層７９は、ｎ型半導体領域７２の凹部７７内に絶縁膜７７を介して埋め込まれるように、多層配線層８７の開口８７ａを貫通し、ｎ型半導体領域７２の凹部７７内にわたり形成される。材料層７９の上部は多層配線層８７の上面に跨るように幅広に形成される。ｎ型半導体領域７２及び材料層７９は、図１７で説明したと同様の材料が用いられる。
【００９９】
ｎ型半導体領域７２の、多層配線層８７の層間絶縁膜８５と接する上面には、ｐ型半導体領域８１が形成される。このｐ型半導体領域８１は、アキュミュレーション層となり、ピニング層として機能する。材料層７９上には、半導体領域７２に発生する信号電荷と同じ極性の電荷を捨てるための電極膜８２、例えば透明電極が被着形成される。
【０１００】
第１８実施の形態の受光部８４は、表面照射型の固体撮像装置の受光部に適する。本実施の形態の受光部８４は、図１７と同様に、待機時に材料層７９により、凹部７７の底面及び周側面と絶縁膜７８との界面あるいは界面近傍がホールピニング状態となる。また、電荷蓄積期間では、材料層７９に生成した正孔により、上記底面及び周側面のホールピニング状態が低減しあるいは外れ、ダングリングボンドやダメージ（例えば結晶欠陥）５から発生した電子が信号電荷として蓄積される。本実施の形態においても、図１７と同様に、信号電荷が発生する（湧き出す）表面積が広がる。
【０１０１】
一方、ｎ型半導体領域７２の上部表面では、ｐ型半導体領域８１が形成されていることにより、このｐ型半導体層領域８１の正孔により、上部表面と絶縁膜（図示せず）との界面、あるいは界面近傍がピニング状態となる。従って、上記界面あるいは界面近傍のダングリングボンドやダメージ５から発生する電子が抑制され、暗電流の発生を抑制する。
【０１０２】
第１７実施の形態に係る固体撮像装置の受光部７６によれば、ｎ型半導体領域７２と材料層７９とが対向する面積、すなわち信号電荷を発生する（湧き出す）表面積が大きくなることにより、信号電荷がより増倍し、微細画素でも感度を向上することができる。
【０１０３】
［第１９実施の形態］
図１９に、本発明の第１９実施の形態に係る固体撮像装置、特にその受光部を示す。本実施の形態に係る受光部８９は、第１導電型、本例ではドナーを有するｎ型の半導体領域７２に凹部７７が形成され、この凹部７７内に埋め込まれ、一部がｎ型半導体領域７２の上面に跨るアクセプタを有する材料層７９が絶縁膜７８を介して形成される。ｎ型半導体領域７２及び材料層７９は、図１７で説明したと同様の材料が用いられる。材料層７８上には、半導体領域７２に発生する信号電荷と同じ極性の電荷を捨てるための電極膜８２、例えば透明電極が被着形成される。
【０１０４】
本実施の形態に係る受光部８９において、材料層７９に基く信号電荷の発生は、図１７及び図１８で説明したと同様であるので、重複説明を省略する。
【０１０５】
第１９実施の形態に係る固体撮像装置の受光部８９によれば、絶縁膜７８を介して材料層７９と接するｎ型半導体領域７２の界面あるいは界面近傍がピニング状態となる。すなわち、このピニング状態は、凹部７７の底面及び周側面と、ｎ型半導体領域７２の上面の広い領域で行われる。従って、信号電荷を発生する（湧き出す）表面積がさらに大きくなり、信号電荷がより増倍し、微細画素でも感度を向上することができる。第１９実施の形態の受光部９１は、表面照射型及び裏面照射型の固体撮像装置の受光部に用いることができるも、裏面照射型の固体撮像装置の受光部に適用し易い。
【０１０６】
図２０〜図２３に、さらに本発明の他の実施の形態に係る固体撮像装置、特にその受光部を示す。
【０１０７】
［第２０実施の形態］
図２０に示す第２０実施の形態に係る受光部９１は、例えばシリコン等によるｎ型半導体領域９２上に絶縁膜９３を介して第１の有機材料層９４を形成し、さらにその上に分離層、例えば絶縁膜９５を介して第２の有機材料層９６を形成して構成される。第１の有機材料層９４及び第２の有機材料層９６は、有機光電変換膜で形成される。絶縁膜９３，９５としては、例えばシリコン酸化膜等で形成される。そして、光Ｌの入射側から見て浅い位置の第２の有機材料層９６は、青（Ｂ）の信号電荷を取り出す青受光部９１Ｂとなる。光Ｌの入射側から見て深い位置の第１の有機材料層９４は、緑（Ｇ）の信号電荷を取り出す緑受光部９１Ｇとなる。ｎ型半導体領域９２は、第１の有機材料層９４との協働で信号電荷が増倍する、実質的に赤（Ｒ）の信号電荷を取り出す赤受光部９１Ｒとなる。本実施の形態の受光部９１は、実質的に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の各受光部９１Ｒ、９１Ｇ及び９１Ｂが積層された構成を有する。
【０１０８】
第２０実施の形態に係る受光部９１では、光Ｌが入射されると、第２の有機材料層９６で青の波長光を吸収し光電変換で生成した電子・正孔対のうち、電子または正孔を信号電荷として、ここに青（Ｂ）の信号電荷が蓄積される。第１の有機材料層９４では、緑の波長光を吸収し光電変換で生成した電子・正孔対のうち、正孔を信号電荷として、ここに緑（Ｇ）の信号電荷が蓄積される。ｎ型半導体領域９２では、待機状態において、前述したように第１の有機材料層９４の負の帯電によりｎ型半導体領域９２表面がホールピニング状態とされる。光Ｌの入射で第１の有機材料層９４内で生成された正孔によりホールピニング状態が低減しもしくは外れ、ｎ型半導体領域９２の界面から発生した電子が信号電荷としてｎ型半導体領域９２に蓄積される。同時にｎ型半導体領域９２では、有機材料層９６及び９５を透過した赤の波長光を吸収し光電変換で生成した電子・正孔対のうち、電子を信号電荷として、この信号電荷と上記界面からの電子とが加算された赤（Ｒ）の信号電荷が蓄積される。このとき、第１の有機材料層９４内で発生した緑（Ｇ）信号となる正孔の影響によりｎ型半導体領域９２の信号電荷となる電子が増倍するので、ｎ型半導体領域９２に蓄積された信号電荷は、一部緑（Ｇ）のノイズ成分を含む増倍された赤（Ｒ）の信号となる。信号電荷の読み出し時には、第２の有機材料層９６から青（Ｂ）の信号電荷が読み出され、第１の有機材料層９４から緑（Ｇ）の信号電荷が読み出され、ｎ型半導体領域９２から緑（Ｇ）のノイズ成分を含む赤（Ｒ）の信号電荷が読み出される。緑（Ｇ）のノイズ成分は後段の演算回路を通じて除去するようになす。
【０１０９】
第２０実施の形態に係る受光部９１によれば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の受光部９１Ｒ、９１Ｇ、９１Ｂが積層された構成であるので、画素の単位面積当りの各受光部９１Ｒ〜９１Ｂの受光面積を拡大することができる。そして、赤（Ｒ）の信号電荷は増倍して得られる。これにより、微細画素であっても感度を向上することができる。
【０１１０】
［第２１実施の形態］
図２１に示す第２１実施の形態に係る受光部９８は、例えばシリコン等の半導体領域９９上に絶縁膜１０１を介して有機材料層１０２を形成して構成される。半導体領域９９では、ｐ型半導体領域１０３で分離されるように、深さ方向に第１のｎ型半導体領域１０４と第２のｎ型半導体領域１０５が形成される。第１のｎ型半導体領域１０４は、表面が絶縁膜１０１と接するように形成される。有機材料層１０２は、有機光電変換膜で形成される。絶縁膜１０１は、例えばシリコン酸化膜等で形成される。そして、光Ｌの入射側から見て浅い位置の有機材料層１０２は、青（Ｂ）の信号電荷を取り出す青受光部９８Ｂとなる。光Ｌの入射側から見て浅い位置の第１のｎ型半導体領域１０４は、有機材料層１０２との協働で増倍する、実質的に緑（Ｇ）の信号電荷を取り出す緑受光部９８Ｇとなる。光Ｌの入射側から見て深い位置の第２のｎ型半導体領域１０５は、赤（Ｇ）の信号電荷を取り出す赤受光部９８Ｒとなる。本実施の形態の受光部９８は、実質的に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の各受光部９８Ｒ、９８Ｇ及び９８Ｂが積層された構成を有する。
【０１１１】
第２１実施の形態に係る受光部９８では、光Ｌが入射されると、有機材料層１０２で青の波長光を吸収し光電変換で生成した電子・正孔対のうち、正孔を信号電荷として、ここに青（Ｂ）の信号電荷が蓄積される。第１のｎ型半導体領域１０４では、待機状態において、前述したように有機材料層１０２の負の帯電により第１のｎ型半導体領域１０４表面がホールピニング状態とされる。光Ｌの入射で、有機材料層１０２内で生成された正孔によりホールピニング状態が低減しあるいは外れ、第１のｎ型半導体領域１０４の界面から発生した電子が信号電荷としてｎ型半導体領域１０４に蓄積される。同時にｎ型半導体領域１０４では、有機材料層１０２を透過した緑の波長光を吸収し光電変換で生成した電子・正孔対のうち、電子を信号電荷として、この信号電荷と上記界面からの電子とが加算された緑（Ｇ）の信号電荷が蓄積される。このとき、有機材料層１０２内で発生した青（Ｂ）信号となる正孔の影響により、ｎ型半導体領域１０４の信号電荷となる電子が増倍するので、第１のｎ型半導体領域１０４に蓄積された信号電荷は、一部青（Ｂ）のノイズ成分を含む増倍された緑（Ｇ）の信号となる。第２のｎ型半導体領域１０５では、赤の波長光を吸収し光電変換で生成した電子・正孔対のうち、電子を信号電荷として、ここに赤（Ｒ）の信号電荷が蓄積される。
【０１１２】
信号読み出し時には、有機材料層１０２から青（Ｂ）の信号電荷が読み出され、第１のｎ型半導体領域１０４から青（Ｂ）のノイズ成分を含む緑（Ｇ）の信号電荷が読み出され、第２のｎ型半導体領域１０５から赤（Ｒ）の信号電荷が読み出される。青（Ｂ）のノイズ成分は後段の演算回路を通じて除去するようになす。
【０１１３】
第２１実施の形態に係る受光部９８によれば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の受光部９８Ｒ、９８Ｇ、９８Ｂが積層された構成であるので、画素の単位面積当たりの各受光部９８Ｒ〜９８Ｂの受光面積を拡大することができる。そして、緑（Ｇ）の信号電荷は増倍して得られる。これにより、微細画素であっても感度を向上することができる。
【０１１４】
［第２２実施の形態］
図２２に示す第２２実施の形態に係る受光部１０７は、例えばシリコン等の半導体領域１０８上に絶縁膜１０９を介して有機材料層１１１を形成して構成される。半導体領域１０８では、ｐ型半導体領域１１２で分離されるように、左右方向に第１のｎ型半導体領域１１３と第２のｎ型半導体領域１１４が形成される。第１のｎ型半導体領域１１３は、図の右側にあって半導体領域１０８の浅い位置に形成され、このｎ型半導体領域１１３の表面が絶縁膜１０９に接するように形成される。第２のｎ型半導体領域１１４は、図の左側にあって半導体領域１０８の深い位置に形成される。すなわち、第２のｎ型半導体領域１１４は、第１のｎ型半導体領域１１３より深い位置に形成される。有機材料層１１１は、有機光電変換膜で形成される。絶縁膜１０９は、例えばシリコン酸化膜等で形成される。
【０１１５】
そして、有機材料層１１１は、緑（Ｇ）の信号電荷を取り出す緑受光部１０７Ｇとなる。浅い位置に形成された第１のｎ型半導体領域１１３は、有機材料層１１１との協働で増倍する、実質的に青（Ｂ）の信号を取り出す青受光部１０７Ｂとなる。深い位置に形成された第２のｎ型半導体領域１１４は、赤（Ｒ）の信号電荷を取り出す赤受光部１０７Ｒとなる。本実施の形態の受光部１０７は、実質的に赤（Ｒ）の受光部１０７Ｒ、青（Ｂ）の受光部１０７Ｂに対して緑（Ｇ）の受光部１０７Ｇが積層された構成を有する。
【０１１６】
第２２実施の形態に係る受光部１０７では、光Ｌが入射されると、有機材料層１１１で緑の波長光を吸収し光電変換で生成した電子・正孔対のうち、正孔を信号電荷として、ここに緑（Ｇ）の信号電荷が蓄積される。第１のｎ型半導体領域１１３では、待機状態において、前述したように有機材料層１１１の負の帯電により第１のｎ型半導体領域１１３の表面がホールピニング状態とされる。光Ｌの入射で有機材料層１１１内で生成された正孔によりホールピニング状態が低減しあるいは外れ、第１のｎ型半導体領域１１３の界面から発生した電子が信号電荷としてｎ型半導体領域１１３に蓄積される。同時にｎ型半導体領域１１３では、有機材料層１１１を透過した光を吸収し光電変換で生成した電子・正孔対のうち、電子を信号電荷として、この信号電荷と上記界面からの電子とが加算された青（Ｂ）の信号電荷が蓄積される。このとき、有機材料層１１１内で発生した緑（Ｇ）信号となる正孔の影響により、ｎ型半導体領域１１３の信号電荷となる電子が増倍するので、第１のｎ型半導体領域１１３に蓄積された信号電荷は、一部緑（Ｇ）のノイズ成分が含む増倍された青（Ｂ）の信号となる。第２のｎ半導体領域１１４では、赤の波長光が吸収し光電変換で生成した電子・正孔対のうち、電子を信号電荷として、ここに赤（Ｒ）の信号電荷としてｎ型半導体領域１１４に蓄積される。
【０１１７】
信号読み出し時には、有機材料層１１１から緑（Ｇ）の信号電荷が読み出され、第１のｎ型半導体領域１１３から緑（Ｇ）のノイズ成分を含む青（Ｂ）の信号電荷が読み出され、第２のｎ型半導体領域１１４から赤（Ｒ）の信号電荷が読み出される。緑（Ｇ）のノイズ成分は後段の演算回路を通じて除去するようになす。
【０１１８】
第２２実施の形態に係る受光部１０７によれば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の受光部１０７Ｒ、１０７Ｇ、１０７Ｂが積層された構成であるので、画素の単位面積当たりの各受光部１０７Ｒ〜１０７Ｂの受光面積を拡大することができる。そして、青（Ｂ）の信号電荷は増倍して得られる。これにより、微細画素であっても感度を向上することができる。
【０１１９】
［第２３実施の形態］
図２３に示す第２３実施の形態に係る受光部１１６は、ｎ型半導体領域１１７上に絶縁膜１１８を介して第１の有機材料層１１９を形成し、この上に分離層、例えば絶縁膜１２１を介して第２及び第３の有機材料層１２２及び有機材料層１２３を形成して構成される。
ｎ型半導体領域１１７は、例えばシリコン等で形成される。絶縁膜１１８、１２１は、例えばシリコン酸化膜等で形成される。第１、第２及び第３の有機材料層１１９、１２２及び１２３は、有機光電変換膜で形成される。そして、光Ｌの入射側から見て最も深い位置の第３の有機材料層１２３は、赤（Ｒ）の信号電荷を取り出す赤受光部１１６Ｒとなる。次に深い位置の第２の有機材料層１２２は、緑（Ｇ）の信号電荷を取り出す緑受光部１１６Ｇとなる。光Ｌの入射側見て最も浅い位置のｎ型半導体領域１１７は、第１の有機材料層１１９との協働で増倍する青（Ｂ）の信号電荷を取り出す青受光部１１６Ｂとなる。本実施の形態の受光部１１６は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の受光部１１６Ｒ、１１６Ｇ及び１１６Ｂが順次に積層された構成を有する。
【０１２０】
第２３実施の形態に係る受光部１１６では、光Ｌが入射されると、第３の有機材料層１２３で赤の波長光を吸収し光電変換で生成した電子・正孔対のうち、電子または正孔を信号電荷として、ここに赤（Ｒ）の信号電荷が蓄積される。第２の有機材料層１２２では、緑の波長光を吸収し光電変換で生成した電子・正孔対のうち、電子または正孔を信号電荷として、ここに緑（Ｇ）の信号電荷が蓄積される。ｎ型半導体領域１１７では、待機状態において、前述したように第１の有機材料層１１９の負の帯電によりｎ型半導体領域１１７表面がホールピニング状態とされる。青の波長光の入射で第１の有機材料層１１９内で光電変換し生成した電子・正孔対のうち、正孔によりピニング状態が低減しもしくは外れ、ｎ型半導体領域１１７の界面から発生した電子が信号電荷としてｎ型半導体領域１１７に蓄積される。同時にｎ型半導体領域１１７では、青の波長光で光電変換し生成した電子・正孔対のうち電子を信号電荷として、ここに上記界面からの電子と加算された青（Ｂ）の信号電荷が蓄積される。
【０１２１】
信号電荷の読み出し時には、第３の有機材料層１２３から赤（Ｒ）の信号電荷が読み出され、第２の有機材料層１２２から緑（Ｇ）の信号電荷が読み出され、ｎ型半導体領域１１７から青（Ｂ）の信号電荷が読み出される。
【０１２２】
第２３実施の形態に係る受光部１１６によれば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の受光部１１６Ｒ、１１６Ｇ、１１６Ｂが積層された構成であるので、画素の単位面積当たりの各受光部１１６Ｒ〜１１６Ｂの受光面積を拡大することができる。そして、青（Ｂ）の信号電荷は増倍して得られる。青の感度は得られ難いが、本実施の形態では青の信号電荷が増倍するので、青の感度が上がる。これにより、微細画素であっても感度を向上することができる。
【０１２３】
上例の有機材料層は有機光電変換膜を用いた。その他、本発明に適用される有機材料層としては、光電変換しないが、光が当たると有機材料層の直下のｎ型半導体領域表面に対してホールを誘起する材料、つまりホール誘起率が高い有機材料層で形成することもできる。このような有機材料層としては、例えば亜鉛フタロシアニン（ＺｎＰｃ）などの材料膜を用いることができる。
【０１２４】
なお、上述した実施の形態では、信号電荷を電子として構成したが、信号電荷を正孔（ホール）として構成することもできる。この場合、有機材料層及び無機材料層はドナーを有するものが使用され、各半導体領域の導電型は上例とは逆の導電型で構成される。ドナーを有する無機材料層としては、例えばｎ型ポリシリコン膜を用いることができる。
【０１２５】
ドナーを有する有機光電変換膜としては、前述した例えばフラーレン（Ｃ６０）などの材料膜を用いることができる。
【０１２６】
本発明の固体撮像装置は、上述した有機または無機の光電変換膜を用いた受光部を有する画素と、上記有機または無機の光電変換膜を用いない受光部を有する画素とを備えたハイブリッド構造の固体撮像装置とすることもできる。
【０１２７】
本発明の固体撮像装置は、画素が行列上に２次元配列されたエリアイメージセンサへの適用に限られるものではなく、画素が直線上に１次元配列されたリニアイメージセンサにも同様に適用可能である。
【０１２８】
［電子機器の実施の形態］
本発明に係る固体撮像装置は、固体撮像装置を備えたカメラ、カメラ付き携帯機器、固体撮像装置を備えたその他の機器、等の電子機器に適用することができる。
図２４に、本発明の電子機器の一例としてカメラに適用した実施の形態を示す。本実施の形態に係るカメラ１３０は、光学系（光学レンズ）１３１と、固体撮像装置１３２と、信号処理回路１３３とを備えてなる。固体撮像装置１３２は、上述した各実施の形態のいずれか１つの固体撮像装置が適用される。光学系１３１は、被写体からの像光（入射光）を固体撮像装置１３２の撮像面上に結像させる。これにより、固体撮像装置１３２の光電変換素子において一定期間信号電荷が蓄積される。信号処理回路１３３は、固体撮像装置１３２の出力信号に対して種々の信号処理を施して出力する。本実施の形態のカメラ１３０は、光学系１３１、固体撮像装置１３２、信号処理回路１３３がモジュール化したカメラモジュールの形態を含む。
【０１２９】
本発明は、図２４のカメラ、あるいはカメラモジュールを備えた例えば携帯電話に代表されるカメラ付き携帯機器などを構成することができる。
さらに、図２４の構成は、光学系１３１、固体撮像装置１３２、信号処理回路１３３がモジュール化した撮像機能を有するモジュール、いわゆる撮像機能モジュ−ルとして構成することができる。本発明は、このような撮像機能モジュールを備えた電子機器を構成することができる。
【０１３０】
本実施の形態に係る電子機器によれば、固体撮像装置の画素を微細化しても感度を向上することができ、高感度の電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】Ａ，Ｂ  本発明の第１実施の形態に係る固体撮像装置、特にその受光部の構成を示す構成図及び動作説明図である。
【図２】本発明の第２実施の形態に係る固体撮像装置、特にその受光部の構成を示す構成である。
【図３】本発明の第３実施の形態に係る固体撮像装置、特にその受光部の構成を示す構成である。
【図４】本発明を表面照射型のＣＭＯＳ固体撮像装置に適用した第４実施の形態に係る固体撮像装置、特にその受光部を含む要部を示す構成である。
【図５】本発明を裏面照射型のＣＭＯＳ固体撮像装置に適用した第５実施の形態に係る固体撮像装置、特にその受光部を含む要部を示す構成である。
【図６】本発明を表面照射型のＣＭＯＳ固体撮像装置に適用した第６実施の形態に係る固体撮像装置、特にその受光部を含む要部を示す構成である。
【図７】本発明を表面照射型のＣＭＯＳ固体撮像装置に適用した第７実施の形態に係る固体撮像装置、特にその受光部を含む要部を示す構成である。
【図８】本発明を表面照射型のＣＭＯＳ固体撮像装置に適用した第８実施の形態に係る固体撮像装置、特にその受光部を含む要部を示す構成である。
【図９】本発明を表面照射型のＣＭＯＳ固体撮像装置に適用した第９実施の形態に係る固体撮像装置、特にその受光部を含む要部を示す構成である。
【図１０】本発明を表面照射型のＣＭＯＳ固体撮像装置に適用した第１０実施の形態に係る固体撮像装置、特にその受光部を含む要部を示す構成である。
【図１１】本発明を表面照射型のＣＭＯＳ固体撮像装置に適用した第１１実施の形態に係る固体撮像装置、特にその受光部を含む要部を示す構成である。
【図１２】本発明を裏面照射型のＣＭＯＳ固体撮像装置に適用した第１２実施の形態に係る固体撮像装置、特にその受光部を含む要部を示す構成である。
【図１３】本発明をＣＣＤ固体撮像装置に適用した第１３実施の形態に係る固体撮像装置、特にその受光部を含む要部を示す構成である。
【図１４】本発明の第１４実施の形態に係る固体撮像装置、特にその受光部の構成を示す構成である。
【図１５】本発明の第１５実施の形態に係る固体撮像装置、特にその受光部の構成を示す構成である。
【図１６】本発明の第１６実施の形態に係る固体撮像装置、特にその受光部の構成を示す構成である。
【図１７】本発明の第１７実施の形態に係る固体撮像装置、特にその受光部の構成を示す構成である。
【図１８】本発明の第１８実施の形態に係る固体撮像装置、特にその受光部の構成を示す構成である。
【図１９】本発明の第１９実施の形態に係る固体撮像装置、特にその受光部の構成を示す構成である。
【図２０】本発明の第２０実施の形態に係る固体撮像装置、特にその受光部の構成を示す構成である。
【図２１】本発明の第２１実施の形態に係る固体撮像装置、特にその受光部の構成を示す構成である。
【図２２】本発明の第２２実施の形態に係る固体撮像装置、特にその受光部の構成を示す構成である。
【図２３】本発明の第２３実施の形態に係る固体撮像装置、特にその受光部の構成を示す構成である。
【図２４】本発明に係る電子機器をカメラに適用した実施の形態を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【０１３２】
１、７，１１・・受光部、２・・ｎ型半導体領域、３・・絶縁膜、４・・アクセプタを有する有機材料層（有機光電変換膜）、５・・ダングリングボンドやダメージ（例えば結晶欠陥）、８・・ホールピニング領域、９・・ｐ型半導体領域、２１・・表面照射型のＣＭＯＳ固体撮像装置、３１、裏面照射型のＣＭＯＳ固体撮像装置、４１・・ＣＣＤ固体撮像装置、５９・・ドナーを有する有機材料層（有機光電変換膜）、１３０・・カメラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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