(57)【要約】【課題】撮像特性を改善することが可能な固体撮像素子および固体撮像装置を提供する。【解決手段】本開示の一実施形態の固体撮像素子は、複数の電極からなる第１電極と、第１電極と対向配置された第２電極と、第１電極と第２電極との間に設けられた光電変換層とを備えたものであり、第１電極は、少なくとも一部に複数の電極が第１の絶縁層を介して重なり合う重複部を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電極からなる第１電極と、
前記第１電極と対向配置された第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極との間に設けられた光電変換層とを備え、
前記第１電極は、少なくとも一部に前記複数の電極が第１の絶縁層を介して重なり合う重複部を有する
固体撮像素子。
【請求項２】
前記第１電極は、前記複数の電極として電荷読み出し電極および電荷蓄積電極を有する、請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項３】
前記電荷読み出し電極は、前記電荷蓄積電極と同一層に設けられた第１導電膜と、前記第１導電膜と電気的に接続されると共に、前記第１導電膜とは異なる層に形成された第２導電膜とから構成され、
前記重複部は、前記第２導電膜の一部と前記電荷蓄積電極の一部とが第１の絶縁層を介して積層されてなる、請求項２に記載の固体撮像素子。
【請求項４】
前記第１電極は、前記複数の電極として、前記電荷読み出し電極と前記電荷蓄積電極との間に、さらに電荷転送電極を有し、
前記電荷転送電極は、前記電荷読み出し電極と前記電荷蓄積電極と同一層に設けられた第３導電膜と、前記第３導電膜と電気的に接続されると共に、前記第３導電膜とは異なる層に形成された２つの第４導電膜とから構成され、
前記２つの第４導電膜は、それぞれ、一部が第１の絶縁層を介して前記電荷読み出し電極および前記電荷蓄積電極と積層されてなる２つの重複部を形成している、請求項２に記載の固体撮像素子。
【請求項５】
前記電荷蓄積電極は、２以上に分割されると共に、一部が互いに第１の絶縁層を介して積層された前記重複部を有する、請求項２に記載の固体撮像素子。
【請求項６】
前記第１電極は、さらに前記電荷蓄積電極と隣り合う電荷排出電極を有し、
前記電荷排出電極は、前記電荷蓄積電極と同一層に設けられた第５導電膜と、前記第５導電膜と電気的に接続されると共に、前記第５導電膜とは異なる層に形成された第６導電膜とから構成され、
前記重複部は、前記第６導電膜の一部と前記電荷蓄積電極の一部とが第１の絶縁層を介して積層されてなる、請求項２に記載の固体撮像素子。
【請求項７】
前記第１電極は、前記光電変換層に対して光入射面とは反対側に配置されている、請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項８】
前記第１電極は、前記光電変換層に対して光入射面側に配置されている、請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項９】
前記第１電極と前記光電変換層との間に第２の絶縁層を有し、
前記電荷読み出し電極は、前記第２の絶縁層に設けられた開口を介して前記光電変換層と電気的に接続されている、請求項２に記載の固体撮像素子。
【請求項１０】
前記光電変換層と、前記第２の絶縁層との間に半導体層を有し、
前記電荷読み出し電極は、前記半導体層を介して前記光電変換層と電気的に接続されている、請求項９に記載の固体撮像素子。
【請求項１１】
前記複数の電極は、それぞれ個別に電圧が印加される、請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項１２】
１または複数の前記光電変換層を有する有機光電変換部と、前記有機光電変換部とは異なる波長域の光電変換を行う１または複数の無機光電変換部とが積層されている、請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項１３】
前記無機光電変換部は、半導体基板に埋め込み形成され、
前記有機光電変換部は、前記半導体基板の第１面側に形成されている、請求項１２に記載の固体撮像素子。
【請求項１４】
前記半導体基板の第２面側に多層配線層が形成されている、請求項１３に記載の固体撮像素子。
【請求項１５】
前記有機光電変換部が緑色光の光電変換を行い、
前記半導体基板の内部に、青色光の光電変換を行う無機光電変換部と、赤色光の光電変換を行う無機光電変換部とが積層されている、請求項１３に記載の固体撮像素子。
【請求項１６】
１または複数の固体撮像素子がそれぞれ設けられている複数の画素を備え、
前記固体撮像素子は、
複数の電極からなる第１電極と、
前記第１電極と対向配置された第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極との間に設けられた光電変換層とを備え、
前記第１電極は、少なくとも一部に前記複数の電極が第１の絶縁層を介して重なり合う重複部を有する
固体撮像装置。
【請求項１７】
前記第１電極は、画素毎に形成されており、前記画素内に前記複数の電極を有する、請求項１６に記載の固体撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、例えば有機半導体材料を用いた固体撮像素子およびこれを備えた固体撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサ、あるいはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサ等の固体撮像装置では、画素サイズの縮小化が進んでいる。これにより、単位画素へ入射するフォトン数が減少することから感度が低下すると共に、Ｓ／Ｎ比の低下が生じている。また、カラー化のために、赤，緑，青の原色フィルタを２次元配列してなるカラーフィルタを用いた場合、例えば、赤画素では、緑色と青色の光がカラーフィルタによって吸収されるために、感度の低下を招いている。また、各色信号を生成する際に、画素間で補間処理を行うことから、いわゆる偽色が発生する。
【０００３】
そこで、例えば、特許文献１では、赤色、緑色および青色の波長帯域の光をそれぞれ光電変換する光電変換領域が積層された固体撮像装置が開示されている。この固体撮像装置では、赤色および青色の波長帯域の光は、それぞれ半導体基板内に形成される光電変換部（フォトダイオードＰＤ１，ＰＤ２）で光電変換され、緑色の波長帯域の光は、半導体基板の裏面側に形成された有機光電変換膜で光電変換される。この固体撮像装置では、１画素から、Ｂ／Ｇ／Ｒの信号を別々に取り出すことで、感度向上が図られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１３８９２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、固体撮像装置では、撮像特性の改善が求められている。
【０００６】
撮像特性を改善することが可能な固体撮像素子およびこれを備えた固体撮像装置を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一実施形態の固体撮像素子は、複数の電極からなる第１電極と、第１電極と対向配置された第２電極と、第１電極と第２電極との間に設けられた光電変換層とを備えたものであり、第１電極は、少なくとも一部に複数の電極が第１の絶縁層を介して重なり合う重複部を有する。
【０００８】
本開示の一実施形態の固体撮像装置は、複数の画素毎に、１または複数の上記本開示の一実施形態の固体撮像素子を備えたものである。
【０００９】
本開示の一実施形態の固体撮像素子および一実施形態の固体撮像装置では、第１電極を複数の電極から構成し、この複数の電極の少なくとも一部が、第１の絶縁層を介して互いに重なり合う重複部を形成するようにした。これにより、光電変換によって生じた電荷の転送効率を向上させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
本開示の一実施形態の固体撮像素子および一実施形態の固体撮像装置によれば、第１の電極を複数の電極から構成すると共に、複数の電極間に、第１の絶縁層を介して重なり合う重複部を形成するようにしたので、光電変換によって生じた電荷の転送効率が向上する。よって、撮像特性を改善することが可能となる。
【００１１】
なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれの効果であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本開示の第１の実施の形態に係る固体撮像素子の概略構成の一例を表す断面図である。
【図２】図１に示した固体撮像素子の要部構成を説明するための断面図である。
【図３】図１に示した固体撮像素子の等価回路図である。
【図４】図１に示した固体撮像素子の下部電極および制御部を構成するトランジスタの配置を表わす模式図である。
【図５】図１に示した固体撮像素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図６】図５に続く工程を表す断面図である。
【図７】図６に続く工程を表す断面図である。
【図８】図７に続く工程を表す断面図である。
【図９】図８に続く工程を表す断面図である。
【図１０】図９に続く工程を表す断面図である。
【図１１】図１０に続く工程を表す断面図である。
【図１２】図１１に続く工程を表す断面図である。
【図１３】図１に示した固体撮像素子の一動作例を表すタイミング図である。
【図１４】本開示の第２の実施の形態に係る固体撮像素子の要部構成を表す断面図である。
【図１５】本開示の第３の実施の形態に係る固体撮像素子の要部構成を表す断面図である。
【図１６】本開示の第４の実施の形態に係る固体撮像素子の要部構成を表す断面図である。
【図１７】本開示の第５の実施の形態に係る固体撮像素子の要部構成を表す断面図である。
【図１８】本開示の変形例に係る固体撮像素子の要部構成を表す断面図である。
【図１９】図１等に示した固体撮像素子を画素として用いた固体撮像装置の構成を表すブロック図である。
【図２０】図１９に示した固体撮像装置を用いた電子機器（カメラ）の一例を表す機能ブロック図である。
【図２１】体内情報取得システムの概略的な構成の一例を示すブロック図である。
【図２２】車両制御システムの概略的な構成例を示すブロック図である。
【図２３】撮像部の設置位置の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本開示における一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下の説明は本開示の一具体例であって、本開示は以下の態様に限定されるものではない。また、本開示は、各図に示す各構成要素の配置や寸法、寸法比等についても、それらに限定されるものではない。なお、説明する順序は、下記の通りである。
１．第１の実施の形態（読み出し電極と蓄積電極との間に重複部を形成した例）
１−１．固体撮像素子の構成
１−２．固体撮像素子の製造方法
１−３．作用・効果
２．第２の実施の形態（転送電極を設けた例）
３．第３の実施の形態（蓄積電極を分割した例）
４．第４の実施の形態（排出電極を設けた例）
５．第５の実施の形態（上部電極を分割した例）
６．変形例（下部電極と光電変換層との間に半導体層を設けた例）
７．適用例
【００１４】
＜１．第１の実施の形態＞
図１は、本開示の第１の実施の形態の固体撮像素子（固体撮像素子１０Ａ）の断面構成を表したものである。図２は、図１に示した固体撮像素子１０Ａの要部（有機光電変換部２０およびその周辺）の断面構成を拡大して表したものである。図３は、図１に示した固体撮像素子１０Ａの等価回路図である。図４は、図１に示した固体撮像素子１０Ａの下部電極２１および制御部を構成するトランジスタの配置を模式的に表したものである。固体撮像素子１０Ａは、例えば、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ等の電子機器に用いられるＣＭＯＳイメージセンサ等の固体撮像装置（固体撮像装置１；図１９参照）において１つの画素（単位画素Ｐ）を構成するものである。
【００１５】
（１−１．固体撮像素子の構成）
固体撮像素子１０Ａは、例えば、１つの有機光電変換部２０と、２つの無機光電変換部３２Ｂ，３２Ｒとが縦方向に積層された、いわゆる縦方向分光型のものである。有機光電変換部２０は、半導体基板３０の第１面（裏面）３０Ａ側に設けられている。無機光電変換部３２Ｂ，３２Ｒは、半導体基板３０内に埋め込み形成されており、半導体基板３０の厚み方向に積層されている。有機光電変換部２０は、対向配置された下部電極２１（第１電極）と上部電極２３（第２電極）との間に、有機材料を用いて形成された光電変換層２２を有する。この光電変換層２２は、ｐ型半導体およびｎ型半導体を含んで構成され、層内にバルクヘテロ接合構造を有する。バルクヘテロ接合構造は、ｐ型半導体およびｎ型半導体が混ざり合うことで形成されたｐ／ｎ接合面である。本実施の形態では、光電変換層２２に対して光入射側Ｓ１とは反対側に配置された下部電極２１が複数の電極（読み出し電極２１Ａおよび蓄積電極２１Ｂ）から構成されたものである。この読み出し電極２１Ａと蓄積電極２１Ｂとの間には、絶縁層（層間絶縁層２６）を挟んで重なり合う重複部２１Ｘが設けられた構成を有する。
【００１６】
有機光電変換部２０と、無機光電変換部３２Ｂ，３２Ｒとは、互いに異なる波長域の光を選択的に検出して光電変換を行うものである。具体的には、有機光電変換部２０では、緑（Ｇ）の色信号を取得する。無機光電変換部３２Ｂ，３２Ｒでは、吸収係数の違いにより、それぞれ、青（Ｂ）および赤（Ｒ）の色信号を取得する。これにより、固体撮像素子１０Ａでは、カラーフィルタを用いることなく一つの画素において複数種類の色信号を取得可能となっている。
【００１７】
なお、本実施の形態では、光電変換によって生じる電子および正孔の対（電子−正孔対）のうち、電子を信号電荷として読み出す場合（ｎ型半導体領域を光電変換層とする場合）について説明する。また、図中において、「ｐ」「ｎ」に付した「＋（プラス）」は、ｐ型またはｎ型の不純物濃度が高いことを表し、「＋＋」はｐ型またはｎ型の不純物濃度が「＋」よりも更に高いことを表している。
【００１８】
半導体基板３０の第２面（表面）３０Ｂには、例えば、フローティングディフュージョン（浮遊拡散層）ＦＤ１（半導体基板３０内の領域３６Ｂ），ＦＤ２（半導体基板３０内の領域３７Ｃ），ＦＤ３（半導体基板３０内の領域３８Ｃ）と、転送トランジスタＴｒ２，Ｔｒ３と、アンプトランジスタ（変調素子）ＡＭＰと、リセットトランジスタＲＳＴと、選択トランジスタＳＥＬと、多層配線４０とが設けられている。多層配線４０は、例えば、配線層４１，４２，４３が絶縁層４４内に積層された構成を有している。
【００１９】
なお、図面では、半導体基板３０の第１面３０Ａ側を光入射側Ｓ１、第２面３０Ｂ側を配線層側Ｓ２と表している。
【００２０】
有機光電変換部２０は、例えば、下部電極２１、光電変換層２２および上部電極２３が、半導体基板３０の第１面３０Ａの側からこの順に積層された構成を有している。また、下部電極２１と光電変換層２２との間には、絶縁層２７が設けられている。下部電極２１は、例えば、固体撮像素子１０Ａごとに分離形成されると共に、詳細は後述するが、絶縁層２７を間に互いに分離された読み出し電極２１Ａおよび蓄積電極２１Ｂとから構成されている。下部電極２１のうち、読み出し電極２１Ａは、絶縁層２７に設けられた開口２７Ｈを介して光電変換層２２と電気的に接続されている。光電変換層２２および上部電極２３は、図１では、固体撮像素子１０Ａごとに分離形成されている例を示したが、例えば、複数の固体撮像素子１０Ａに共通した連続層として設けられていてもよい。半導体基板３０の第１面３０Ａと下部電極２１との間には、例えば、固定電荷を有する層（固定電荷層）２４と、絶縁性を有する誘電体層２５と、層間絶縁層２６とが設けられている。上部電極２３の上には、保護層２８が設けられている。保護層２８内には、例えば、読み出し電極２１Ａ上に遮光膜５１が設けられている。この遮光膜５１Ａは、少なくとも蓄積電極２１Ｂにはかからず、少なくとも光電変換層２２と直接接している読み出し電極２１Ａの領域を覆うように設けられていればよい。例えば、蓄積電極２１Ｂと同じ層に形成されている導電膜２１ａよりも一回り大きく設けられていることが好ましい。保護層２８の上方には、平坦化層（図示せず）やオンチップレンズ５２等の光学部材が配設されている。
【００２１】
半導体基板３０の第１面３０Ａと第２面３０Ｂとの間には、貫通電極３４が設けられている。有機光電変換部２０は、この貫通電極３４を介して、アンプトランジスタＡＭＰのゲートＧａｍｐと、フローティングディフュージョンＦＤ１を兼ねるリセットトランジスタＲＳＴ（リセットトランジスタＴｒ１ｒｓｔ）の一方のソース／ドレイン領域３６Ｂに接続されている。これにより、固体撮像素子１０Ａでは、半導体基板３０の第１面３０Ａ側の有機光電変換部２０で生じた電荷（ここでは、電子）を、貫通電極３４を介して半導体基板３０の第２面３０Ｂ側に良好に転送し、特性を高めることが可能となっている。
【００２２】
貫通電極３４の下端は、配線層４１内の接続部４１Ａに接続されており、接続部４１Ａと、アンプトランジスタＡＭＰのゲートＧａｍｐとは、下部第１コンタクト４５を介して接続されている。接続部４１Ａと、フローティングディフュージョンＦＤ１（領域３６Ｂ）とは、例えば、下部第２コンタクト４６を介して接続されている。貫通電極３４の上端は、例えば、パッド部３９Ａおよび上部第１コンタクト２９Ａを介して読み出し電極２１Ａに接続されている。
【００２３】
貫通電極３４は、例えば、固体撮像素子１０Ａの各々に、有機光電変換部２０ごとに設けられている。貫通電極３４は、有機光電変換部２０とアンプトランジスタＡＭＰのゲートＧａｍｐおよびフローティングディフュージョンＦＤ１とのコネクタとしての機能を有すると共に、有機光電変換部２０において生じた電荷（ここでは、電子）の伝送経路となるものである。
【００２４】
フローティングディフュージョンＦＤ１（リセットトランジスタＲＳＴの一方のソース／ドレイン領域３６Ｂ）の隣にはリセットトランジスタＲＳＴのリセットゲートＧｒｓｔが配置されている。これにより、フローティングディフュージョンＦＤ１に蓄積された電荷を、リセットトランジスタＲＳＴによりリセットすることが可能となる。
【００２５】
本実施の形態の固体撮像素子１０Ａでは、上部電極２３側から有機光電変換部２０に入射した光は、光電変換層２２で吸収される。これによって生じた励起子は、光電変換層２２を構成する電子供与体と電子受容体との界面に移動し、励起子分離、即ち、電子と正孔とに解離する。ここで発生した電荷（電子および正孔）は、キャリアの濃度差による拡散や、陽極（ここでは、上部電極２３）と陰極（ここでは、下部電極２１）との仕事関数の差による内部電界によって、それぞれ異なる電極へ運ばれ、光電流として検出される。また、下部電極２１と上部電極２３との間に電位を印加することによって、電子および正孔の輸送方向を制御することができる。
【００２６】
以下、各部の構成や材料等について説明する。
【００２７】
有機光電変換部２０は、選択的な波長域（例えば、４５０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下）の一部または全部の波長域に対応する緑色光を吸収して、電子−正孔対を発生させる有機光電変換素子である。
【００２８】
下部電極２１は、上記のように、分離形成された読み出し電極２１Ａと蓄積電極２１Ｂとから構成されている。読み出し電極２１Ａは、光電変換層２２内で発生した電荷（ここでは、電子）をフローティングディフュージョンＦＤ１に転送するためのものであり、例えば、上部第１コンタクト２９Ａ、パッド部３９Ａ、貫通電極３４、接続部４１Ａおよび下部第２コンタクト４６を介してフローティングディフュージョンＦＤ１に接続されている。蓄積電極２１Ｂは、光電変換層２２内で発生した電荷のうち、信号電荷として電子を光電変換層２２内に蓄積するためのものである。蓄積電極２１Ｂは、半導体基板３０内に形成された無機光電変換部３２Ｂ，３２Ｒの受光面と正対して、これらの受光面を覆う領域に設けられている。蓄積電極２１Ｂは、読み出し電極２１Ａよりも大きいことが好ましく、これにより、多くの電荷を蓄積することができる。
【００２９】
本実施の形態では、下部電極２１は、読み出し電極２１Ａと蓄積電極２１Ｂとの間に、厚み方向（Ｙ軸方向）に重なり合う重複部２１Ｘを有する。この重複部２１Ｘは、読み出し電極２１Ａの一部が隣り合う蓄積電極２１Ｂの下方に延在し、層間絶縁層２６を介して積層されてなるものである。具体的には、読み出し電極２１Ａは、層間絶縁層２６上に設けられた導電膜２１ａ、層間絶縁層２６内に設けられた導電膜２１ｂおよび導電膜２１ａと導電膜２１ｂとを接続するビア２１ｃとから構成されている。換言すると、読み出し電極２１Ａは、蓄積電極２１Ｂと同一層に形成された導電膜２１ａと、導電膜２１ａとは異なる層（層間絶縁層２６内）に設けられた導電膜２１ｂの２層構造を有する。本実施の形態では、この導電膜２１ｂが、蓄積電極２１Ｂの下方まで延在し、層間絶縁層２６を介して対向するように配設されている。即ち、この導電膜２１ｂと蓄積電極２１Ｂとの対向部分が重複部２１Ｘとなっている。この重複部２１Ｘを設けることにより、読み出し電極２１Ａと蓄積電極２１Ｂとの間のポテンシャルバリアが解消され、蓄積電極２１Ｂ上に蓄積された電荷の読み出し電極２１Ａへの転送効率が向上する。
【００３０】
なお、重複部２１Ｘは、蓄積電極２１Ｂが読み出し電極２１Ａの下方に延在する構成としてもよい。但し、図１および図２に示したように、読み出し電極２１Ａを蓄積電極２１Ｂの下方に延在させる方が、電位勾配の段差ができにくく、より確実に光電変換層２２内の電荷を読み出し電極２１Ａまで転送することが可能となる。よって、読み出し電極２１Ａ側が、蓄積電極２１Ｂの下方に延在して重複部２１Ｘを形成することが好ましい。
【００３１】
下部電極２１は、光透過性を有する導電膜により構成され、例えば、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）により構成されている。但し、下部電極２１の構成材料としては、このＩＴＯの他にも、ドーパントを添加した酸化スズ（ＳｎＯ2）系材料、あるいはアルミニウム亜鉛酸化物（ＺｎＯ）にドーパントを添加してなる酸化亜鉛系材料を用いてもよい。酸化亜鉛系材料としては、例えば、ドーパントとしてアルミニウム（Ａｌ）を添加したアルミニウム亜鉛酸化物（ＡＺＯ）、ガリウム（Ｇａ）添加のガリウム亜鉛酸化物（ＧＺＯ）、インジウム（Ｉｎ）添加のインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）が挙げられる。また、この他にも、ＣｕＩ、ＩｎＳｂＯ4、ＺｎＭｇＯ、ＣｕＩｎＯ2、ＭｇＩＮ2Ｏ4、ＣｄＯ、ＺｎＳｎＯ3等を用いてもよい。
【００３２】
光電変換層２２は、光エネルギーを電気エネルギーに変換するものである。光電変換層２２は、例えば、それぞれｐ型半導体またはｎ型半導体として機能する有機半導体材料（ｐ型半導体材料またはｎ型半導体材料）を２種以上含んで構成されている。光電変換層２２は、層内に、このｐ型半導体材料とｎ型半導体材料との接合面（ｐ／ｎ接合面）を有する。ｐ型半導体は、相対的に電子供与体（ドナー）として機能するものであり、ｎ型半導体は、相対的に電子受容体（アクセプタ）として機能するものである。光電変換層２２は、光を吸収した際に生じる励起子が電子と正孔とに分離する場を提供するものであり、具体的には、電子供与体と電子受容体との界面（ｐ／ｎ接合面）において、励起子が電子と正孔とに分離する。
【００３３】
光電変換層２２は、ｐ型半導体材料およびｎ型半導体材料の他に、所定の波長域の光を光電変換する一方、他の波長域の光を透過させる有機半導体材料、いわゆる色素材料を含んで構成されていてもよい。光電変換層２２をｐ型半導体材料、ｎ型半導体材料および色素材料の３種類の有機半導体材料を用いて形成する場合には、ｐ型半導体材料およびｎ型半導体材料は、可視領域（例えば、４５０ｎｍ〜８００ｎｍ）において光透過性を有する材料であることが好ましい。光電変換層２２の厚みは、例えば、５０ｎｍ〜５００ｎｍである。
【００３４】
光電変換層２２を構成する有機半導体材料としては、例えば、キナクリドン、塩素化ホウ素サブフタロシアニン、ペンタセン、ベンゾチエノベンゾチオフェン、フラーレンおよびそれらの誘導体が挙げられる。光電変換層２２は、上記有機半導体材料を２種以上を組み合わせて構成されている。上記有機半導体材料は、その組み合わせによってｐ型半導体またはｎ型半導体として機能する。
【００３５】
なお、光電変換層２２を構成する有機半導体材料は特に限定されない。上記した有機半導体材料以外には、例えば、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、テトラセン、ピレン、ペリレン、およびフルオランテンあるいはそれらの誘導体のうちのいずれか１種が好適に用いられる。あるいは、フェニレンビニレン、フルオレン、カルバゾール、インドール、ピレン、ピロール、ピコリン、チオフェン、アセチレン、ジアセチレン等の重合体やそれらの誘導体を用いてもよい。加えて、金属錯体色素、シアニン系色素、メロシアニン系色素、フェニルキサンテン系色素、トリフェニルメタン系色素、ロダシアニン系色素、キサンテン系色素、大環状アザアヌレン系色素、アズレン系色素、ナフトキノン、アントラキノン系色素、アントラセンおよびピレン等の縮合多環芳香族および芳香環あるいは複素環化合物が縮合した鎖状化合物、または、スクアリリウム基およびクロコニツクメチン基を結合鎖として持つキノリン、ベンゾチアゾール、ベンゾオキサゾール等の二つの含窒素複素環、または、スクアリリウム基およびクロコニツクメチン基により結合したシアニン系類似の色素等を好ましく用いることができる。なお、上記金属錯体色素としては、ジチオール金属錯体系色素、金属フタロシアニン色素、金属ポルフィリン色素、またはルテニウム錯体色素が好ましいが、これに限定されるものではない。
【００３６】
光電変換層２２と下部電極２１との間（具体的には、光電変換層２２と絶縁層２７との間）、および光電変換層２２と上部電極２３との間には、他の層が設けられていてもよい。具体的には、例えば、下部電極２１側から順に、下引き膜、正孔輸送層、電子ブロッキング膜 、光電変換層２２、正孔ブロッキング膜、バッファ膜、電子輸送層および仕事関数調整膜等が積層されていてもよい。
【００３７】
上部電極２３は、下部電極２１と同様に光透過性を有する導電膜により構成されている。固体撮像素子１０Ａを１つの画素として用いた固体撮像装置１では、上部電極２３は画素毎に分離されていてもよいし、各画素に共通の電極として形成されていてもよい。上部電極２３の厚みは、例えば、１０ｎｍ〜２００ｎｍである。
【００３８】
固定電荷層２４は、正の固定電荷を有する膜でもよいし、負の固定電荷を有する膜でもよい。負の固定電荷を有する膜の材料としては、酸化ハフニウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化タンタル、酸化チタン等が挙げられる。また上記以外の材料としては酸化ランタン、酸化プラセオジム、酸化セリウム、酸化ネオジム、酸化プロメチウム、酸化サマリウム、酸化ユウロピウム、酸化ガドリニウム、酸化テルビウム、酸化ジスプロシウム、酸化正孔ミウム、酸化ツリウム、酸化イッテルビウム、酸化ルテチウム、酸化イットリウム、窒化アルミニウム膜、酸窒化ハフニウム膜または酸窒化アルミニウム膜等を用いてもよい。
【００３９】
固定電荷層２４は、２種類以上の膜を積層した構成を有していてもよい。それにより、例えば負の固定電荷を有する膜の場合には正孔蓄積層としての機能をさらに高めることが可能である。
【００４０】
誘電体層２５の材料は特に限定されないが、例えば、シリコン酸化膜、ＴＥＯＳ、シリコン窒化膜、シリコン酸窒化膜等によって形成されている。
【００４１】
層間絶縁層２６は、例えば、酸化シリコン、窒化シリコンおよび酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）等のうちの１種よりなる単層膜か、あるいはこれらのうちの２種以上よりなる積層膜により構成されている。
【００４２】
絶縁層２７は、蓄積電極２１Ｂと光電変換層２２とを電気的に分離するためのものである。絶縁層２７は、下部電極２１を覆うように、例えば、層間絶縁層２６上に設けられている。また、絶縁層２７には、下部電極２１のうち、読み出し電極２１Ａ上に開口２７Ｈが設けられており、この開口２７Ｈを介して、読み出し電極２１Ａと光電変換層２２とが電気的に接続されている。絶縁層２７は、例えば、層間絶縁層２６と同様の材料を用いて形成することができ、例えば、酸化シリコン、窒化シリコンおよび酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）等のうちの１種よりなる単層膜か、あるいはこれらのうちの２種以上よりなる積層膜により構成されている。絶縁層２７の厚みは、例えば、２０ｎｍ〜５００ｎｍである。
【００４３】
保護層２８は、光透過性を有する材料により構成され、例えば、酸化シリコン、窒化シリコンおよび酸窒化シリコン等のうちのいずれかよりなる単層膜、あるいはそれらのうちの２種以上よりなる積層膜により構成されている。この保護層２８の厚みは、例えば、１００ｎｍ〜３００００ｎｍである。
【００４４】
半導体基板３０は、例えば、ｎ型のシリコン（Ｓｉ）基板により構成され、所定領域にｐウェル３１を有している。ｐウェル３１の第２面３０Ｂには、上述した転送トランジスタＴｒ２，Ｔｒ３と、アンプトランジスタＡＭＰと、リセットトランジスタＲＳＴと、選択トランジスタＳＥＬ等が設けられている。また、半導体基板３０の周辺部には、ロジック回路等からなる周辺回路（図示せず）が設けられている。
【００４５】
リセットトランジスタＲＳＴ（リセットトランジスタＴｒ１ｒｓｔ）は、有機光電変換部２０からフローティングディフュージョンＦＤ１に転送された電荷をリセットするものであり、例えばＭＯＳトランジスタにより構成されている。具体的には、リセットトランジスタＴｒ１ｒｓｔは、リセットゲートＧｒｓｔと、チャネル形成領域３６Ａと、ソース／ドレイン領域３６Ｂ，３６Ｃとから構成されている。リセットゲートＧｒｓｔは、リセット線ＲＳＴ１に接続され、リセットトランジスタＴｒ１ｒｓｔの一方のソース／ドレイン領域３６Ｂは、フローティングディフュージョンＦＤ１を兼ねている。リセットトランジスタＴｒ１ｒｓｔを構成する他方のソース／ドレイン領域３６Ｃは、電源ＶＤＤに接続されている。
【００４６】
アンプトランジスタＡＭＰは、有機光電変換部２０で生じた電荷量を電圧に変調する変調素子であり、例えばＭＯＳトランジスタにより構成されている。具体的には、アンプトランジスタＡＭＰは、ゲートＧａｍｐと、チャネル形成領域３５Ａと、ソース／ドレイン領域３５Ｂ，３５Ｃとから構成されている。ゲートＧａｍｐは、下部第１コンタクト４５、接続部４１Ａ、下部第２コンタクト４６および貫通電極３４等を介して、読み出し電極２１ＡおよびリセットトランジスタＴｒ１ｒｓｔの一方のソース／ドレイン領域３６Ｂ（フローティングディフュージョンＦＤ１）に接続されている。また、一方のソース／ドレイン領域３５Ｂは、リセットトランジスタＴｒ１ｒｓｔを構成する他方のソース／ドレイン領域３６Ｃと、領域を共有しており、電源ＶＤＤに接続されている。
【００４７】
選択トランジスタＳＥＬ（選択トランジスタＴＲ１ｓｅｌ）は、ゲートＧｓｅｌと、チャネル形成領域３４Ａと、ソース／ドレイン領域３４Ｂ，３４Ｃとから構成されている。ゲートＧｓｅｌは、選択線ＳＥＬ１に接続されている。また、一方のソース／ドレイン領域３４Ｂは、アンプトランジスタＡＭＰを構成する他方のソース／ドレイン領域３５Ｃと、領域を共有しており、他方のソース／ドレイン領域３４Ｃは、信号線（データ出力線）ＶＳＬ１に接続されている。
【００４８】
無機光電変換部３２Ｂ，３２Ｒは、それぞれ、半導体基板３０の所定領域にｐｎ接合を有する。無機光電変換部３２Ｂ，３２Ｒは、シリコン基板において光の入射深さに応じて吸収される光の波長が異なることを利用して縦方向に光を分光することを可能としたものである。無機光電変換部３２Ｂは、青色光を選択的に検出して青色に対応する信号電荷を蓄積させるものであり、青色光を効率的に光電変換可能な深さに設置されている。無機光電変換部３２Ｒは、赤色光を選択的に検出して赤色に対応する信号電荷を蓄積させるものであり、赤色光を効率的に光電変換可能な深さに設置されている。なお、青（Ｂ）は、例えば４５０ｎｍ〜４９５ｎｍの波長域、赤（Ｒ）は、例えば６２０ｎｍ〜７５０ｎｍの波長域にそれぞれ対応する色である。無機光電変換部３２Ｂ，３２Ｒはそれぞれ、各波長域のうちの一部または全部の波長域の光を検出可能となっていればよい。
【００４９】
無機光電変換部３２Ｂは、例えば、正孔蓄積層となるｐ＋領域と、電子蓄積層となるｎ領域とを含んで構成されている。無機光電変換部３２Ｒは、例えば、正孔蓄積層となるｐ＋領域と、電子蓄積層となるｎ領域とを有する（ｐ−ｎ−ｐの積層構造を有する）。無機光電変換部３２Ｂのｎ領域は、縦型の転送トランジスタＴｒ２に接続されている。無機光電変換部３２Ｂのｐ＋領域は、転送トランジスタＴｒ２に沿って屈曲し、無機光電変換部３２Ｒのｐ＋領域につながっている。
【００５０】
転送トランジスタＴｒ２（転送トランジスタＴＲ２ｔｒｓ）は、無機光電変換部３２Ｂにおいて発生し、蓄積された、青色に対応する信号電荷（ここでは、電子）を、フローティングディフュージョンＦＤ２に転送するためのものである。無機光電変換部３２Ｂは半導体基板３０の第２面３０Ｂから深い位置に形成されているので、無機光電変換部３２Ｂの転送トランジスタＴＲ２ｔｒｓは縦型のトランジスタにより構成されていることが好ましい。また、転送トランジスタＴＲ２ｔｒｓは、転送ゲート線ＴＧ２に接続されている。更に、転送トランジスタＴＲ２ｔｒｓのゲートＧｔｒｓ２の近傍の領域３７Ｃには、フローティングディフュージョンＦＤ２が設けられている。無機光電変換部３２Ｂに蓄積された電荷は、ゲートＧｔｒｓ２に沿って形成される転送チャネルを介してフローティングディフュージョンＦＤ２に読み出される。
【００５１】
転送トランジスタＴｒ３（転送トランジスタＴＲ３ｔｒｓ）は、無機光電変換部３２Ｒにおいて発生し、蓄積された赤色に対応する信号電荷（ここでは、電子）を、フローティングディフュージョンＦＤ３に転送するものであり、例えばＭＯＳトランジスタにより構成されている。また、転送トランジスタＴＲ３ｔｒｓは、転送ゲート線ＴＧ３に接続されている。更に、転送トランジスタＴＲ３ｔｒｓのゲートＧｔｒｓ３の近傍の領域３８Ｃには、フローティングディフュージョンＦＤ３が設けられている。無機光電変換部３２Ｒに蓄積された電荷は、ゲートＧｔｒｓ３に沿って形成される転送チャネルを介してフローティングディフュージョンＦＤ３に読み出される。
【００５２】
半導体基板３０の第２面３０Ｂ側には、さらに、無機光電変換部３２Ｂの制御部を構成するリセットトランジスタＴＲ２ｒｓｔと、アンプトランジスタＴＲ２ａｍｐと、選択トランジスタＴＲ２ｓｅｌが設けられている。また、無機光電変換部３２Ｒの制御部を構成するリセットトランジスタＴＲ３ｒｓｔと、アンプトランジスタＴＲ３ａｍｐおよび選択トランジスタＴＲ３ｓｅｌが設けられている。
【００５３】
リセットトランジスタＴＲ２ｒｓｔは、ゲート、チャネル形成領域およびソース／ドレイン領域から構成されている。リセットトランジスタＴＲ２ｒｓｔのゲートはリセット線ＲＳＴ２に接続され、リセットトランジスタＴＲ２ｒｓｔの一方のソース／ドレイン領域は電源ＶＤＤに接続されている。リセットトランジスタＴＲ２ｒｓｔの他方のソース／ドレイン領域は、フローティングディフュージョンＦＤ２を兼ねている。
【００５４】
アンプトランジスタＴＲ２ａｍｐは、ゲート、チャネル形成領域およびソース／ドレイン領域から構成されている。ゲートは、リセットトランジスタＴＲ２ｒｓｔの他方のソース／ドレイン領域（フローティングディフュージョンＦＤ２）に接続されている。また、アンプトランジスタＴＲ２ａｍｐを構成する一方のソース／ドレイン領域は、リセットトランジスタＴＲ２ｒｓｔを構成する一方のソース／ドレイン領域と領域を共有しており、電源ＶＤＤに接続されている。
【００５５】
選択トランジスタＴＲ２ｓｅｌは、ゲート、チャネル形成領域およびソース／ドレイン領域から構成されている。ゲートは、選択線ＳＥＬ２に接続されている。また、選択トランジスタＴＲ２ｓｅｌを構成する一方のソース／ドレイン領域は、アンプトランジスタＴＲ２ａｍｐを構成する他方のソース／ドレイン領域と領域を共有している。選択トランジスタＴＲ２ｓｅｌを構成する他方のソース／ドレイン領域は、信号線（データ出力線）ＶＳＬ２に接続されている。
【００５６】
リセットトランジスタＴＲ３ｒｓｔは、ゲート、チャネル形成領域およびソース／ドレイン領域から構成されている。リセットトランジスタＴＲ３ｒｓｔのゲートはリセット線ＲＳＴ３に接続され、リセットトランジスタＴＲ３ｒｓｔを構成する一方のソース／ドレイン領域は電源ＶＤＤに接続されている。リセットトランジスタＴＲ３ｒｓｔを構成する他方のソース／ドレイン領域は、フローティングディフュージョンＦＤ３を兼ねている。
【００５７】
アンプトランジスタＴＲ３ａｍｐは、ゲート、チャネル形成領域およびソース／ドレイン領域から構成されている。ゲートは、リセットトランジスタＴＲ３ｒｓｔを構成する他方のソース／ドレイン領域（フローティングディフュージョンＦＤ３）に接続されている。また、アンプトランジスタＴＲ３ａｍｐを構成する一方のソース／ドレイン領域は、リセットトランジスタＴＲ３ｒｓｔを構成する一方のソース／ドレイン領域と、領域を共有しており、電源ＶＤＤに接続されている。
【００５８】
選択トランジスタＴＲ３ｓｅｌは、ゲート、チャネル形成領域およびソース／ドレイン領域から構成されている。ゲートは、選択線ＳＥＬ３に接続されている。また、選択トランジスタＴＲ３ｓｅｌを構成する一方のソース／ドレイン領域は、アンプトランジスタＴＲ３ａｍｐを構成する他方のソース／ドレイン領域と、領域を共有している。選択トランジスタＴＲ３ｓｅｌを構成する他方のソース／ドレイン領域は、信号線（データ出力線）ＶＳＬ３に接続されている。
【００５９】
リセット線ＲＳＴ１，ＲＳＴ２，ＲＳＴ３、選択線ＳＥＬ１，ＳＥＬ２，ＳＥＬ３、転送ゲート線ＴＧ２，ＴＧ３は、それぞれ、駆動回路を構成する垂直駆動回路１１２に接続されている。信号線（データ出力線）ＶＳＬ１，ＶＳＬ２，ＶＳＬ３は、駆動回路を構成するカラム信号処理回路１１３に接続されている。
【００６０】
下部第１コンタクト４５、下部第２コンタクト４６、上部第１コンタクト２９Ａおよび上部第２コンタクト２９Ｂは、例えば、ＰＤＡＳ（Phosphorus Doped Amorphous Silicon）等のドープされたシリコン材料、または、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）等の金属材料により構成されている。
【００６１】
（１−２．固体撮像素子の製造方法）
本実施の形態の固体撮像素子１０Ａは、例えば、次のようにして製造することができる。
【００６２】
図５〜図１２は、固体撮像素子１０Ａの製造方法を工程順に表したものである。まず、図５に示したように、半導体基板３０内に、第１の導電型のウェルとして例えばｐウェル３１を形成し、このｐウェル３１内に第２の導電型（例えばｎ型）の無機光電変換部３２Ｂ，３２Ｒを形成する。半導体基板３０の第１面３０Ａ近傍にはｐ＋領域を形成する。
【００６３】
半導体基板３０の第２面３０Ｂには、同じく図５に示したように、例えばフローティングディフュージョンＦＤ１〜ＦＤ３となるｎ＋領域を形成したのち、ゲート絶縁層３３と、転送トランジスタＴｒ２、転送トランジスタＴｒ３、選択トランジスタＳＥＬ、アンプトランジスタＡＭＰおよびリセットトランジスタＲＳＴの各ゲートを含むゲート配線層４７とを形成する。これにより、転送トランジスタＴｒ２、転送トランジスタＴｒ３、選択トランジスタＳＥＬ、アンプトランジスタＡＭＰおよびリセットトランジスタＲＳＴを形成する。更に、半導体基板３０の第２面３０Ｂ上に、下部第１コンタクト４５、下部第２コンタクト４６および接続部４１Ａを含む配線層４１〜４３および絶縁層４４からなる多層配線４０を形成する。
【００６４】
半導体基板３０の基体としては、例えば、半導体基板３０と、埋込み酸化膜（図示せず）と、保持基板（図示せず）とを積層したＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板を用いる。埋込み酸化膜および保持基板は、図５には図示しないが、半導体基板３０の第１面３０Ａに接合されている。イオン注入後、アニール処理を行う。
【００６５】
次いで、半導体基板３０の第２面３０Ｂ側（多層配線４０側）に支持基板（図示せず）または他の半導体基体等を接合して、上下反転する。続いて、半導体基板３０をＳＯＩ基板の埋込み酸化膜および保持基板から分離し、半導体基板３０の第１面３０Ａを露出させる。以上の工程は、イオン注入およびＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）等、通常のＣＭＯＳプロセスで使用されている技術にて行うことが可能である。
【００６６】
次いで、図６に示したように、例えばドライエッチングにより半導体基板３０を第１面３０Ａ側から加工し、例えば環状の開口３４Ｈを形成する。開口３４Ｈの深さは、図６に示したように、半導体基板３０の第１面３０Ａから第２面３０Ｂまで貫通すると共に、例えば、接続部４１Ａまで達するものである。
【００６７】
続いて、半導体基板３０の第１面３０Ａおよび開口３４Ｈの側面に、例えば負の固定電荷層２４を形成する。負の固定電荷層２４として、２種類以上の膜を積層してもよい。それにより、正孔蓄積層としての機能をより高めることが可能となる。負の固定電荷層２４を形成したのち、誘電体層２５を形成する。次に、誘電体層２５上の所定の位置にパッド部３９Ａ，３９Ｂを形成したのち、誘電体層２５およびパッド部３９Ａ，３９Ｂ上に、絶縁層２６Ａを形成する。
【００６８】
続いて、図７に示したように、絶縁層２６Ａ上に導電膜２１ｘを成膜したのち、導電膜２１ｘの所定の位置（例えば、パッド部３９Ａとパッド部３９Ｂとの間）にフォトレジストＰＲを形成する。その後、エッチングおよびフォトレジストＰＲを除去することで、図８に示した、読み出し電極を構成する導電膜２１ｂがパターニングされる。
【００６９】
次いで、絶縁層２６Ａおよび導電膜２１ｂ上に絶縁層２６Ｂを成膜したのち、例えば、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）法を用いて絶縁層２６Ｂの表面を平坦化する。続いて、図９に示したように、導電膜２１ｂおよびパッド部３９Ａ，３９Ｂ上に、それぞれ開口２６Ｈ１，２６Ｈ２，２６Ｈ３を形成したのち、この開口２６Ｈ１，２６Ｈ２，２６Ｈ３に、例えばＡｌ等の導電材料を埋め込み、ビア２１ｃ、上部第１コンタクト２９Ａおよび上部第２コンタクト２９Ｂを形成する。
【００７０】
続いて、図１０に示したように、ビア２１ｃ、上部第１コンタクト２９Ａ、上部第２コンタクト２９Ｂおよび層間絶縁層２６上に導電膜２１ｙを成膜したのち、導電膜２１ｙの所定の位置にフォトレジストＰＲを形成する。その後、エッチングおよびフォトレジストＰＲを除去することで、図１１に示した、読み出し電極２１Ａを構成する導電膜２１ａおよび蓄積電極２１Ｂがパターニングされる。
【００７１】
次いで、図１２に示したように、層間絶縁層２６および導電膜２１ａおよび蓄積電極２１Ｂ上に絶縁層２７を成膜したのち、導電膜２１ａ上に開口２７Ｈを設ける。この後、層間絶縁層２６上に、光電変換層２２、上部電極２３、保護層２８および遮光膜５１を形成する。なお、上記のように、光電変換層２２の上層または下層に、他の有機層（例えば、電子ブロッキング層等）を形成する場合には、真空工程において連続的に（真空一貫プロセスで）形成することが望ましい。また、光電変換層２２の成膜方法としては、必ずしも真空蒸着法を用いた手法に限らず、他の手法、例えば、スピンコート技術やプリント技術等を用いてもよい。最後に、平坦化層等の光学部材およびオンチップレンズ５２を配設する。以上により、図１に示した固体撮像素子１０Ａが完成する。
【００７２】
固体撮像素子１０Ａでは、有機光電変換部２０に、オンチップレンズ５２を介して光が入射すると、その光は、有機光電変換部２０、無機光電変換部３２Ｂ，３２Ｒの順に通過し、その通過過程において緑、青、赤の色光毎に光電変換される。以下、各色の信号取得動作について説明する。
【００７３】
（有機光電変換部２０による緑色信号の取得）
固体撮像素子１０Ａへ入射した光のうち、まず、緑色光が、有機光電変換部２０において選択的に検出（吸収）され、光電変換される。
【００７４】
有機光電変換部２０は、貫通電極３４を介して、アンプトランジスタＡＭＰのゲートＧａｍｐとフローティングディフュージョンＦＤ１とに接続されている。よって、有機光電変換部２０で発生した電子−正孔対のうちの電子が、下部電極２１側から取り出され、貫通電極３４を介して半導体基板３０の第２面３０Ｂ側へ転送され、フローティングディフュージョンＦＤ１に蓄積される。これと同時に、アンプトランジスタＡＭＰにより、有機光電変換部２０で生じた電荷量が電圧に変調される。
【００７５】
また、フローティングディフュージョンＦＤ１の隣には、リセットトランジスタＲＳＴのリセットゲートＧｒｓｔが配置されている。これにより、フローティングディフュージョンＦＤ１に蓄積された電荷は、リセットトランジスタＲＳＴによりリセットされる。
【００７６】
ここでは、有機光電変換部２０が、貫通電極３４を介して、アンプトランジスタＡＭＰだけでなくフローティングディフュージョンＦＤ１にも接続されているので、フローティングディフュージョンＦＤ１に蓄積された電荷をリセットトランジスタＲＳＴにより容易にリセットすることが可能となる。
【００７７】
これに対して、貫通電極３４とフローティングディフュージョンＦＤ１とが接続されていない場合には、フローティングディフュージョンＦＤ１に蓄積された電荷をリセットすることが困難となり、大きな電圧をかけて上部電極２３側へ引き抜くことになる。そのため、光電変換層２２がダメージを受けるおそれがある。また、短時間でのリセットを可能とする構造は暗時ノイズの増大を招き、トレードオフとなるため、この構造は困難である。
【００７８】
図１３は、固体撮像素子１０Ａの一動作例を表したものである。（Ａ）は、蓄積電極２１Ｂにおける電位を示し、（Ｂ）は、フローティングディフュージョンＦＤ１（読み出し電極２１Ａ）における電位を示し、（Ｃ）は、リセットトランジスタＴＲ１ｒｓｔのゲート（Ｇｓｅｌ）における電位を示したものである。固体撮像素子１０Ａでは、読み出し電極２１Ａおよび蓄積電極２１Ｂは、それぞれ個別に電圧が印加されるようになっている。
【００７９】
固体撮像素子１０Ａでは、蓄積期間においては、駆動回路から読み出し電極２１Ａに電位Ｖ１が印加され、蓄積電極２１Ｂに電位Ｖ２が印加される。ここで、電位Ｖ１，Ｖ２は、Ｖ２＞Ｖ１とする。これにより、光電変換によって生じた電荷（ここでは、電子）は、蓄積電極２１Ｂに引きつけられ、蓄積電極２１Ｂと対向する光電変換層２２の領域に蓄積される（蓄積期間）。因みに、蓄積電極２１Ｂと対向する光電変換層２２の領域の電位は、光電変換の時間経過に伴い、より負側の値となる。なお、正孔は、上部電極２３から駆動回路へと送出される。
【００８０】
固体撮像素子１０Ａでは、蓄積期間の後期においてリセット動作がなされる。具体的には、タイミングｔ１において、走査部は、リセット信号ＲＳＴの電圧を低レベルから高レベルに変化させる。これにより、単位画素Ｐでは、リセットトランジスタＴＲ１ｒｓｔがオン状態になり、その結果、フローティングディフュージョンＦＤ１の電圧が電源電圧ＶＤＤに設定され、フローティングディフュージョンＦＤ１の電圧がリセットされる（リセット期間）。
【００８１】
リセット動作の完了後、電荷の読み出しが行われる。具体的には、タイミングｔ２において、駆動回路から読み出し電極２１Ａには電位Ｖ３が印加され、蓄積電極２１Ｂには電位Ｖ４が印加される。ここで、電位Ｖ３，Ｖ４は、Ｖ３＜Ｖ４とする。これにより、蓄積電極２１Ｂに対応する領域に蓄積されていた電荷（ここでは、電子）は、読み出し電極２１ＡからフローティングディフュージョンＦＤ１へと読み出される。即ち、光電変換層２２に蓄積された電荷が制御部に読み出される（転送期間）。
【００８２】
読み出し動作完了後、再び、駆動回路から読み出し電極２１Ａに電位Ｖ１が印加され、蓄積電極２１Ｂに電位Ｖ２が印加される。これにより、光電変換によって生じた電荷（ここでは、電子）は、蓄積電極２１Ｂに引きつけられ、蓄積電極２１Ｂと対向する光電変換層２２の領域に蓄積される（蓄積期間）。
【００８３】
（無機光電変換部３２Ｂ，３２Ｒによる青色信号，赤色信号の取得）
続いて、有機光電変換部２０を透過した光のうち、青色光は無機光電変換部３２Ｂ、赤色光は無機光電変換部３２Ｒにおいて、それぞれ順に吸収され、光電変換される。無機光電変換部３２Ｂでは、入射した青色光に対応した電子が無機光電変換部３２Ｂのｎ領域に蓄積され、蓄積された電子は、転送トランジスタＴｒ２によりフローティングディフュージョンＦＤ２へと転送される。同様に、無機光電変換部３２Ｒでは、入射した赤色光に対応した電子が無機光電変換部３２Ｒのｎ領域に蓄積され、蓄積された電子は、転送トランジスタＴｒ３によりフローティングディフュージョンＦＤ３へと転送される。
【００８４】
（１−３．作用・効果）
前述したような、１画素からＢ／Ｇ／Ｒの信号を別々に取り出す固体撮像装置では、半導体基板内で生成した電荷は、半導体基板内に形成された各光電変換部に一旦蓄積されたのち、対応する浮遊拡散層（フローティングディフュージョンＦＤ）にそれぞれ転送させる。そのため、各光電変換部を完全空乏化することができる。これに対して、有機光電変換膜で光電変換された電荷は、半導体基板に設けられた縦型転送路を介して、直接、半導体基板に設けられている浮遊拡散層に蓄積される。そのため、有機光電変換膜を完全に空乏化することは難しく、その結果、リセットノイズが大きくなり、ランダムノイズが悪化して撮像画質が低下する。
【００８５】
この問題を解決する固体撮像素子として、有機光電変換膜を挟持する一方の電極（例えば、下部電極）を、例えば２つ（電荷読み出し電極および電荷蓄積用電極）に分割し、それぞれ独立して電圧を印加できると共に、電荷読み出し電極が浮遊拡散層に接続された固体撮像素子が考案されている。この固体撮像素子では、有機光電変換膜内に生成された電荷は、電荷蓄積用電極に対向する有機光電変換膜内の領域に蓄積される。蓄積された電荷は、適宜、電荷読み出し電極側に、転送されて読み出されため、露光開始時に、電荷蓄積部を完全に空乏化することが可能となり、リセットノイズを抑え、撮像画質が改善される。
【００８６】
しかしながら、下部電極を、単純に電荷読み出し電極と電荷蓄積用電極とに分割しただけでは、撮像特性、特に、残像特性が悪化する虞がある。これは、電荷蓄積用電極上に蓄積された電荷の転送の遅れや、電荷蓄積用電極上に電荷が残ることによるものであり、電荷読み出し電極と電荷蓄積用電極との間の電極間に電圧が印加されないギャップ、即ち、ポテンシャルバリアが形成されていることによる。電荷読み出し電極および電荷蓄積用電極は、単一の電極材料膜を、例えば、リソグラフィおよびエッチング加工することで分割形成するため、電極間のギャップ幅を狭めることは、加工上困難である。
【００８７】
これに対して、本実施の形態では、下部電極２１を読み出し電極２１Ａと蓄積電極２１Ｂとに分割し、この隣り合う電極間に、読み出し電極２１Ａと蓄積電極２１Ｂとが重なり合う重複部２１Ｘを形成するようにした。具体的には、読み出し電極２１Ａを、蓄積電極２１Ｂと同一層に形成された導電膜２１ａと、この導電膜２１ａおよび蓄積電極２１Ｂよりも下層、具体的には、層間絶縁層２６内に形成されると共に、ビア２１ｃによって導電膜２１ａと電気的に接続され、蓄積電極２１Ｂの下方まで延在する導電膜２１ｂとから構成するようにした。これにより、蓄積電極２１Ｂと導電膜２１ｂとが対向する領域、即ち、重複部２１Ｘが形成され、読み出し電極２１Ａと蓄積電極２１Ｂとの間に、電圧が印加されない領域（ギャップ）が解消される。よって、電極間のポテンシャルバリアが解消され、蓄積電極２１Ｂ上に蓄積された電荷の転送効率を向上させることが可能となる。
【００８８】
以上、本実施の形態では、下部電極２１を読み出し電極２１Ａと蓄積電極２１Ｂとに分割し、この隣り合う電極間に、読み出し電極２１Ａと蓄積電極２１Ｂとが重なり合う重複部２１Ｘを形成するようにした。これにより、蓄積電極２１Ｂ上に蓄積された電荷の転送効率が向上し、撮像特性を改善することが可能となる。
【００８９】
次に、第２〜第５の実施の形態および変形例について説明する。以下では、上記第１の実施の形態と同様の構成要素については同一の符号を付し、適宜その説明を省略する。
【００９０】
＜２．第２の実施の形態＞
図１４は、本開示の第２の実施の形態の固体撮像素子（固体撮像素子１０Ｂ）の要部の断面構成を模式的に表したものである。固体撮像素子１０Ｂは、上記第１の実施の形態と同様に、例えば、１つの有機光電変換部６０と、２つの無機光電変換部３２Ｂ，３２Ｒとが縦方向に積層された、いわゆる縦方向分光型のものである。本実施の形態の固体撮像素子１０Ｂでは、有機光電変換部６０を構成する下部電極６１が、読み出し電極６１Ａと、蓄積電極６１Ｂと、転送電極６１Ｃの３つの電極から構成されている点が上記第１の実施の形態とは異なる。
【００９１】
転送電極６１Ｃは、蓄積電極６１Ｂで蓄積された電荷の読み出し電極６１Ａへの転送の効率を向上させるためのものであり、読み出し電極６１Ａと蓄積電極６１Ｂとの間に設けられている。この転送電極６１Ｃは、例えば、上部第３コンタクト２９Ｃおよびパッド部３９Ｃを介して駆動回路を構成する画素駆動回路に接続されている。読み出し電極６１Ａ、蓄積電極６１Ｂおよび転送電極６１Ｃは、各々独立して電圧を印加することが可能となっている。
【００９２】
本実施の形態では、転送電極６１Ｃは、読み出し電極６１Ａおよび蓄積電極６１Ｂと同一層に形成された導電膜６１ａと、読み出し電極６１Ａおよび蓄積電極６１Ｂ等よりも下層、具体的には、層間絶縁層２６内に形成されると共に、ビア６１ｃ，６１ｅによって導電膜６１ａと電気的に接続された導電膜６１ｂ，６１ｄとから構成するようにした。導電膜６１ｂ，６１ｄは、それぞれ、読み出し電極６１Ａおよび蓄積電極６１Ｂの下方まで延在し、重複部６１Ｘおよび重複部６１Ｙを形成している。
【００９３】
本実施の形態の固体撮像素子１０Ｂでは、リセット動作の完了後の転送期間に、駆動回路から読み出し電極６１Ａに電位Ｖ５、蓄積電極６１Ｂに電位Ｖ６、転送電極６１Ｃに電位Ｖ７（Ｖ５＞Ｖ６＞Ｖ７）が印加される．これにより、蓄積電極６１Ｂに対応する領域に蓄積されていた電荷は、蓄積電極６１Ｂ上から転送電極６１Ｃ上および読み出し電極６１Ａ上の順に移動し、フローティングディフュージョンＦＤ１へと読み出される。
【００９４】
以上、本実施の形態では、読み出し電極６１Ａと、蓄積電極６１Ｂとの間に、転送電極６１Ｃを設け、この転送電極６１Ｃと、読み出し電極６１Ａおよび蓄積電極６１Ｂとの間に、それぞれ重複部６１Ｘ，６１Ｙを設けるようにした。これにより、より確実に読み出し電極６１ＡからフローティングディフュージョンＦＤ１へ電荷を移動させることが可能となり、蓄積電極６１Ｂ上に蓄積された電荷の転送効率がさらに向上する。よって、より残像特性を改善することが可能となる。
【００９５】
なお、読み出し電極６１Ａと蓄積電極６１Ｂとの間に転送電極６１Ｃを設けた本実施の形態において、図１に示したように、保護層２８内に遮光膜５１を設ける場合には、遮光膜５１は、読み出し電極６１Ａのみを覆うように形成することが好ましい。遮光膜５１が、転送電極６１Ｃまで覆うように形成した場合には、光電変換層６２内における光電変換領域が減ってしまい、光起電力が低下する虞があるからである。
【００９６】
＜３．第３の実施の形態＞
図１５は、本開示の第３の実施の形態の固体撮像素子（固体撮像素子１０Ｃ）の要部の断面構成を模式的に表したものである。固体撮像素子１０Ｃは、上記第１，第２の実施の形態と同様に、例えば、１つの有機光電変換部７０と、２つの無機光電変換部３２Ｂ，３２Ｒとが縦方向に積層された、いわゆる縦方向分光型のものである。本実施の形態の固体撮像素子１０Ｃでは、有機光電変換部７０を構成する下部電極７１が、１つの読み出し電極７１Ａと、２つの蓄積電極７１Ｂ１，７１Ｂ２と、１つの転送電極７１Ｃの４つの電極から構成されている点が上記第２の実施の形態とは異なる。
【００９７】
本実施の形態では、上記のように、蓄積電極７１Ｂは２つに分割（蓄積電極７１Ｂ１，７１Ｂ２）されており、それぞれ、上部第２コンタクト２９Ｂ１およびパッド部３９Ｂ１、上部第２コンタクト２９Ｂ２およびパッド部３９Ｂ２を介して駆動回路を構成する画素駆動回路に接続されている。蓄積電極７１Ｂ１，７１Ｂ２のうち、電荷の転送経路の下流側に位置する蓄積電極７１Ｂ１は、上記読み出し電極２１Ａおよび転送電極５１Ｃと同様に、２層構造を有する。即ち、読み出し電極７１Ａおよび蓄積電極７１Ｂ２と同一層に形成された導電膜７１ｆと、導電膜７１ｆよりも下層、具体的には、層間絶縁層２６内に形成されると共に、ビア７１ｈによって導電膜７１ｆと電気的に接続された導電膜７１ｇとから構成されている。導電膜７１ｇは、蓄積電極７１Ｂ２の下方まで延在し、重複部７１Ｚを形成している。
【００９８】
なお、本実施の形態の転送電極７１Ｃは、上記第２の実施の形態と同様に、読み出し電極７１Ａおよび蓄積電極７１Ｂと同一層に形成された導電膜７１ａと、読み出し電極７１Ａおよび蓄積電極７１Ｂ等よりも下層、具体的には、層間絶縁層２６内に形成されると共に、ビア７１ｃ，７１ｅによって導電膜７１ａと電気的に接続された導電膜７１ｂ，７１ｄとから構成するようにした。導電膜７１ｂ，７１ｄは、それぞれ、読み出し電極７１Ａおよび蓄積電極７１Ｂの下方まで延在し、重複部７１Ｘおよび重複部７１Ｙを形成している。
【００９９】
以上、本実施の形態では、蓄積電極７１Ｂを蓄積電極７１Ｂ１，７１Ｂ２の２つに分割して形成し、読み出し電極７１Ａと転送電極７１Ｃとの間、転送電極７１Ｃと蓄積電極７１Ｂ１との間、蓄積電極７１Ｂ１と蓄積電極７１Ｂ２と間に、それぞれ、重複部７１Ｘ，７１Ｙ，７１Ｚを設けるようにした。このように、蓄積電極７１Ｂを２つに分割することで、蓄積電極７１Ｂから読み出し電極７１Ａに転送される電荷の転送時間のばらつきを小さくすることが可能となる。よって、残像特性をさらに改善することが可能となる。
【０１００】
なお、本実施の形態では、蓄積電極７１Ｂを２つに分割した例を示したが、３つあるいは、４つ以上に分割されていてもよい。その場合には、電荷の転送経路のより下流側の蓄積電極を２層構造とし、下層側の導電膜がより上流側の蓄積電極の下方に延在して重複部を形成することが好ましい。
【０１０１】
＜４．第４の実施の形態＞
図１６は、本開示の第４の実施の形態の固体撮像素子（固体撮像素子１０Ｄ）の要部の断面構成を模式的に表したものである。固体撮像素子１０Ｄは、上記第１〜第３の実施の形態と同様に、例えば、１つの有機光電変換部８０と、２つの無機光電変換部３２Ｂ，３２Ｒとが縦方向に積層された、いわゆる縦方向分光型のものである。本実施の形態の固体撮像素子１０Ｄでは、有機光電変換部８０を構成する下部電極８１を、読み出し電極８１Ａと、蓄積電極８１Ｂと、転送電極８１Ｃと、排出電極８１Ｄの４つの電極から構成されている点が上記第２の実施の形態とは異なる。
【０１０２】
排出電極８１Ｄは、蓄積電極８１Ｂによる引きつけが十分ではない電荷あるいは、転送能力以上の電荷が発生した場合に余った電荷（所謂、オーバーフローした電荷）を駆動回路に送出するためのものである。排出電極８１Ｄは、例えば、蓄積電極８１Ｂを囲むよう（即ち、額縁状）に配設されている。排出電極８１Ｄは、例えば、上部第４コンタクト２９Ｄおよびパッド部３９Ｄを介して駆動回路を構成する画素駆動回路に接続されている。読み出し電極８１Ａ、蓄積電極６１Ｂおよび排出電極８１Ｄは、各々独立して電圧を印加することが可能となっている。
【０１０３】
本実施の形態の排出電極８１Ｄは、読み出し電極８１Ａおよび蓄積電極８１Ｂと同一層に形成された導電膜８１ｆと、導電膜８１ｆよりも下層、具体的には、層間絶縁層２６内に形成されると共に、ビア８１ｈによって導電膜８１ｆと電気的に接続された導電膜８１ｇとから構成されている。導電膜８１ｇは、蓄積電極８１Ｂの下方まで延在し、重複部８１Ｚを形成している。
【０１０４】
なお、本実施の形態の転送電極８１Ｃは、上記第２，第３の実施の形態と同様に、２層構造、即ち、読み出し電極８１Ａおよび蓄積電極８１Ｂと同一層に形成された導電膜８１ａと、読み出し電極８１Ａおよび蓄積電極８１Ｂ等よりも下層、具体的には、層間絶縁層２６内に形成されると共に、ビア８１ｃ，８１ｅによって導電膜８１ａと電気的に接続された導電膜８１ｂ，８１ｄとから構成するようにした。導電膜８１ｂ，８１ｄは、それぞれ、読み出し電極８１Ａおよび蓄積電極８１Ｂの下方まで延在し、重複部８１Ｘおよび重複部８１Ｙを形成している。
【０１０５】
以上、本実施の形態では、蓄積電極８１Ｂと隣り合う位置に排出電極８１Ｄを形成し、この蓄積電極８１Ｂと排出電極８１Ｄとの間に重複部８１Ｚを設けるようにした。これにより、光電変換層８２中に生じた余分な電荷を、蓄積電極８１Ｂ上に残さず排出することが可能となる。よって、さらに残像特性を向上させることが可能となる。
【０１０６】
なお、排出電極８１Ｄは、必ずしも、１つの固体撮像素子ごとに設ける必要はなく、後述する固体撮像装置１のように、複数の固体撮像素子を用いる場合には、例えば、隣り合う画素間において排出電極８１Ｄを共有するようにしてもよい。
【０１０７】
＜５．第５の実施の形態＞
図１７は、本開示の第２の実施の形態の固体撮像素子（固体撮像素子１０Ｅ）の要部の断面構成を模式的に表したものである。固体撮像素子１０Ｅは、上記第１の実施の形態と同様に、例えば、１つの有機光電変換部９０と、２つの無機光電変換部３２Ｂ，３２Ｒとが縦方向に積層された、いわゆる縦方向分光型のものである。本実施の形態の固体撮像素子１０Ｅでは、光電変換層９２に対して光入射側Ｓ１に配置された上部電極９３が、読み出し電極９３Ａと、蓄積電極９３Ｂとから構成されている点が上記第１〜第４の実施の形態とは異なる。
【０１０８】
本実施の形態の固体撮像素子１０Ｅでは、有機光電変換部９０は、下部電極９１（第２電極）と、光電変換層９２と、読み出し電極９３Ａおよび蓄積電極９３Ｂとからなる上部電極９３（第１電極）とがこの順に積層された構成を有する。光電変換層９２と上部電極９３との間には、絶縁層９４が設けられており、絶縁層９４に設けられた開口９４Ｈによって光電変換層９２と読み出し電極９３Ａとが電気的に接続されている。
【０１０９】
本実施の形態では、読み出し電極９３Ａは、２層構造を有する。具体的には、読み出し電極９３Ａは、蓄積電極９３Ｂと同一層に形成された導電膜９３ａと、導電膜９３ａよりも上層、具体的には、保護層２８内に形成されると共に、ビア９３ｃによって導電膜９３ａと電気的に接続された導電膜９３ｂとから構成されている。導電膜９３ｂは、保護層２８を間に蓄積電極９３Ｂの上方まで延在し、重複部９３Ｘを形成している。
【０１１０】
以上、本実施の形態では、上部電極９３を、読み出し電極９３Ａと、蓄積電極９３Ｂとから構成し、この読み出し電極９３Ａと、蓄積電極９３Ｂとの間に、重複部９３Ｘを設けるようにした。これにより、上記第１の実施の形態と同様に、蓄積電極９３Ｂと対向する領域に蓄積された電荷の転送効率をさらに向上させ、残像特性を改善することが可能となる。
【０１１１】
＜６．変形例＞
本開示の固体撮像素子１０Ａ〜１０Ｅは、さらに以下の構成をとることができる。
【０１１２】
図１８は、本開示の変形例の固体撮像素子として、第１の実施の形態の固体撮像素子１０Ａを基にした固体撮像素子１０Ｆの要部の断面構成を模式的に表したものである。この固体撮像素子１０Ｆは、上記第１の実施の形態と同様に、例えば、１つの有機光電変換部２０と、２つの無機光電変換部３２Ｂ，３２Ｒとが縦方向に積層された、いわゆる縦方向分光型のものである。本変形例の固体撮像素子１０Ｆでは、光電変換層２２の下層に半導体層１０１を設けた点が上記第１の実施の形態とは異なる。
【０１１３】
半導体層１０１は、光電変換層２２の下層、具体的には、絶縁層２７と光電変換層２２との間に設けられたものである。半導体層１０１は、光電変換層２２よりも電荷の移動度が高く、且つ、バンドギャップが大きな材料を用いて構成されていることが好ましい。このような材料としては、例えば、ＩＧＺＯ等の化合物半導体材料、遷移金属ダイカルコゲナイド、シリコンカーバイド、ダイヤモンド、グラフェン、カーボンナノチューブ、縮合多環炭化水素化合物および縮合複素環化合物等が挙げられる。上記材料によって構成された半導体層１０１を光電変換層２２の下層に設けることにより、電荷蓄積時における電荷の再結合を防止することができ、転送効率を向上させることが可能となる。
【０１１４】
なお、この半導体層１０１を設けることにより、本変形例における固体撮像素子１０Ｆは、読み出し電極２１Ａと光電変換層２２とが、半導体層１０１を介して積層された構成となる。また、半導体層１０１は、図１に示した有機光電変換部２０の構成要素と同様に、単位画素Ｐごとに設けられている。
【０１１５】
更に、本変形例では、第１の実施の形態の固体撮像素子１０Ａを基にした図１８を例に挙げて説明したが、本変形例における半導体層１０１は、上記第２〜第５の実施の形態における固体撮像素子１０Ｂ〜１０Ｅのいずれにおいても適用することができ、本変形例と同様の効果が得られる。なお、本変形例における半導体層１０１は、光電変換層と信号電荷を読み出す電極との間に形成する。このため、半導体層１０１を第５の実施の形態に適用する場合には、光電変換層９２と、絶縁層９４との間に半導体層１０１を形成する。
【０１１６】
＜７．適用例＞
（適用例１）
図１９は、上記第１の実施の形態（または、第２〜第５の実施の形態および変形例）において説明した固体撮像素子１０Ａ（または、固体撮像素子１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ）を各画素に用いた固体撮像装置（固体撮像装置１）の全体構成を表したものである。この固体撮像装置１は、ＣＭＯＳイメージセンサであり、半導体基板３０上に、撮像エリアとしての画素部１ａを有すると共に、この画素部１ａの周辺領域に、例えば、行走査部１３１、水平選択部１３３、列走査部１３４およびシステム制御部１３２からなる周辺回路部１３０を有している。
【０１１７】
画素部１ａは、例えば、行列状に２次元配置された複数の単位画素Ｐ（固体撮像素子１０Ａに相当）を有している。この単位画素Ｐには、例えば、画素行ごとに画素駆動線Ｌread（具体的には行選択線およびリセット制御線）が配線され、画素列ごとに垂直信号線Ｌsigが配線されている。画素駆動線Ｌreadは、画素からの信号読み出しのための駆動信号を伝送するものである。画素駆動線Ｌreadの一端は、行走査部１３１の各行に対応した出力端に接続されている。
【０１１８】
行走査部１３１は、シフトレジスタやアドレスデコーダ等によって構成され、画素部１ａの各単位画素Ｐを、例えば、行単位で駆動する画素駆動部である。行走査部１３１によって選択走査された画素行の各単位画素Ｐから出力される信号は、垂直信号線Ｌsigの各々を通して水平選択部１３３に供給される。水平選択部１３３は、垂直信号線Ｌsigごとに設けられたアンプや水平選択スイッチ等によって構成されている。
【０１１９】
列走査部１３４は、シフトレジスタやアドレスデコーダ等によって構成され、水平選択部１３３の各水平選択スイッチを走査しつつ順番に駆動するものである。この列走査部１３４による選択走査により、垂直信号線Ｌsigの各々を通して伝送される各画素の信号が順番に水平信号線１３５に出力され、当該水平信号線１３５を通して半導体基板３０の外部へ伝送される。
【０１２０】
行走査部１３１、水平選択部１３３、列走査部１３４および水平信号線１３５からなる回路部分は、半導体基板３０上に直に形成されていてもよいし、あるいは外部制御ＩＣに配設されたものであってもよい。また、それらの回路部分は、ケーブル等により接続された他の基板に形成されていてもよい。
【０１２１】
システム制御部１３２は、半導体基板３０の外部から与えられるクロックや、動作モードを指令するデータ等を受け取り、また、固体撮像装置１の内部情報等のデータを出力するものである。システム制御部１３２はさらに、各種のタイミング信号を生成するタイミングジェネレータを有し、当該タイミングジェネレータで生成された各種のタイミング信号を基に行走査部１３１、水平選択部１３３および列走査部１３４等の周辺回路の駆動制御を行う。
【０１２２】
（適用例２）
上記固体撮像装置１は、例えば、デジタルスチルカメラやビデオカメラ等のカメラシステムや、撮像機能を有する携帯電話等、撮像機能を備えたあらゆるタイプの電子機器に適用することができる。図２０に、その一例として、電子機器２（カメラ）の概略構成を示す。この電子機器２は、例えば、静止画または動画を撮影可能なビデオカメラであり、固体撮像装置１と、光学系（光学レンズ）３１０と、シャッタ装置３１１と、固体撮像装置１およびシャッタ装置３１１を駆動する駆動部３１３と、信号処理部３１２とを有する。
【０１２３】
光学系３１０は、被写体からの像光（入射光）を固体撮像装置１の画素部１ａへ導くものである。この光学系３１０は、複数の光学レンズから構成されていてもよい。シャッタ装置３１１は、固体撮像装置１への光照射期間および遮光期間を制御するものである。駆動部３１３は、固体撮像装置１の転送動作およびシャッタ装置３１１のシャッタ動作を制御するものである。信号処理部３１２は、固体撮像装置１から出力された信号に対し、各種の信号処理を行うものである。信号処理後の映像信号Ｄoutは、メモリ等の記憶媒体に記憶されるか、あるいは、モニタ等に出力される。
【０１２４】
更に、上記固体撮像装置１は、下記電子機器（カプセル型内視鏡１０１００および車両等の移動体）にも適用することが可能である。
【０１２５】
（適用例３）
＜体内情報取得システムへの応用例＞
図２１は、本開示に係る技術（本技術）が適用され得る、カプセル型内視鏡を用いた患者の体内情報取得システムの概略的な構成の一例を示すブロック図である。
【０１２６】
体内情報取得システム１０００１は、カプセル型内視鏡１０１００と、外部制御装置１０２００とから構成される。
【０１２７】
カプセル型内視鏡１０１００は、検査時に、患者によって飲み込まれる。カプセル型内視鏡１０１００は、撮像機能および無線通信機能を有し、患者から自然排出されるまでの間、胃や腸等の臓器の内部を蠕動運動等によって移動しつつ、当該臓器の内部の画像（以下、体内画像ともいう）を所定の間隔で順次撮像し、その体内画像についての情報を体外の外部制御装置１０２００に順次無線送信する。
【０１２８】
外部制御装置１０２００は、体内情報取得システム１０００１の動作を統括的に制御する。また、外部制御装置１０２００は、カプセル型内視鏡１０１００から送信されてくる体内画像についての情報を受信し、受信した体内画像についての情報に基づいて、表示装置（図示せず）に当該体内画像を表示するための画像データを生成する。
【０１２９】
体内情報取得システム１０００１では、このようにして、カプセル型内視鏡１０１００が飲み込まれてから排出されるまでの間、患者の体内の様子を撮像した体内画像を随時得ることができる。
【０１３０】
カプセル型内視鏡１０１００と外部制御装置１０２００の構成および機能についてより詳細に説明する。
【０１３１】
カプセル型内視鏡１０１００は、カプセル型の筐体１０１０１を有し、その筐体１０１０１内には、光源部１０１１１、撮像部１０１１２、画像処理部１０１１３、無線通信部１０１１４、給電部１０１１５、電源部１０１１６、および制御部１０１１７が収納されている。
【０１３２】
光源部１０１１１は、例えばＬＥＤ（light emitting diode）等の光源から構成され、撮像部１０１１２の撮像視野に対して光を照射する。
【０１３３】
撮像部１０１１２は、撮像素子、および当該撮像素子の前段に設けられる複数のレンズからなる光学系から構成される。観察対象である体組織に照射された光の反射光（以下、観察光という）は、当該光学系によって集光され、当該撮像素子に入射する。撮像部１０１１２では、撮像素子において、そこに入射した観察光が光電変換され、その観察光に対応する画像信号が生成される。撮像部１０１１２によって生成された画像信号は、画像処理部１０１１３に提供される。
【０１３４】
画像処理部１０１１３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等のプロセッサによって構成され、撮像部１０１１２によって生成された画像信号に対して各種の信号処理を行う。画像処理部１０１１３は、信号処理を施した画像信号を、ＲＡＷデータとして無線通信部１０１１４に提供する。
【０１３５】
無線通信部１０１１４は、画像処理部１０１１３によって信号処理が施された画像信号に対して変調処理等の所定の処理を行い、その画像信号を、アンテナ１０１１４Ａを介して外部制御装置１０２００に送信する。また、無線通信部１０１１４は、外部制御装置１０２００から、カプセル型内視鏡１０１００の駆動制御に関する制御信号を、アンテナ１０１１４Ａを介して受信する。無線通信部１０１１４は、外部制御装置１０２００から受信した制御信号を制御部１０１１７に提供する。
【０１３６】
給電部１０１１５は、受電用のアンテナコイル、当該アンテナコイルに発生した電流から電力を再生する電力再生回路、および昇圧回路等から構成される。給電部１０１１５では、いわゆる非接触充電の原理を用いて電力が生成される。
【０１３７】
電源部１０１１６は、二次電池によって構成され、給電部１０１１５によって生成された電力を蓄電する。図２１では、図面が煩雑になることを避けるために、電源部１０１１６からの電力の供給先を示す矢印等の図示を省略しているが、電源部１０１１６に蓄電された電力は、光源部１０１１１、撮像部１０１１２、画像処理部１０１１３、無線通信部１０１１４、および制御部１０１１７に供給され、これらの駆動に用いられ得る。
【０１３８】
制御部１０１１７は、ＣＰＵ等のプロセッサによって構成され、光源部１０１１１、撮像部１０１１２、画像処理部１０１１３、無線通信部１０１１４、および、給電部１０１１５の駆動を、外部制御装置１０２００から送信される制御信号に従って適宜制御する。
【０１３９】
外部制御装置１０２００は、ＣＰＵ，ＧＰＵ等のプロセッサ、又はプロセッサとメモリ等の記憶素子が混載されたマイクロコンピュータ若しくは制御基板等で構成される。外部制御装置１０２００は、カプセル型内視鏡１０１００の制御部１０１１７に対して制御信号を、アンテナ１０２００Ａを介して送信することにより、カプセル型内視鏡１０１００の動作を制御する。カプセル型内視鏡１０１００では、例えば、外部制御装置１０２００からの制御信号により、光源部１０１１１における観察対象に対する光の照射条件が変更され得る。また、外部制御装置１０２００からの制御信号により、撮像条件（例えば、撮像部１０１１２におけるフレームレート、露出値等）が変更され得る。また、外部制御装置１０２００からの制御信号により、画像処理部１０１１３における処理の内容や、無線通信部１０１１４が画像信号を送信する条件（例えば、送信間隔、送信画像数等）が変更されてもよい。
【０１４０】
また、外部制御装置１０２００は、カプセル型内視鏡１０１００から送信される画像信号に対して、各種の画像処理を施し、撮像された体内画像を表示装置に表示するための画像データを生成する。当該画像処理としては、例えば現像処理（デモザイク処理）、高画質化処理（帯域強調処理、超解像処理、ＮＲ（Noise reduction）処理および／又は手ブレ補正処理等）、並びに／又は拡大処理（電子ズーム処理）等、各種の信号処理を行うことができる。外部制御装置１０２００は、表示装置の駆動を制御して、生成した画像データに基づいて撮像された体内画像を表示させる。あるいは、外部制御装置１０２００は、生成した画像データを記録装置（図示せず）に記録させたり、印刷装置（図示せず）に印刷出力させてもよい。
【０１４１】
以上、本開示に係る技術が適用され得る体内情報取得システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、例えば、撮像部１０１１２に適用され得る。これにより、精細な術部画像を得ることができるため、検査の精度が向上する。
【０１４２】
（適用例４）
＜移動体への応用例＞
本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット等のいずれかの種類の移動体に搭載される装置として実現されてもよい。
【０１４３】
図２２は、本開示に係る技術が適用され得る移動体制御システムの一例である車両制御システムの概略的な構成例を示すブロック図である。
【０１４４】
車両制御システム１２０００は、通信ネットワーク１２００１を介して接続された複数の電子制御ユニットを備える。図２２に示した例では、車両制御システム１２０００は、駆動系制御ユニット１２０１０、ボディ系制御ユニット１２０２０、車外情報検出ユニット１２０３０、車内情報検出ユニット１２０４０、および統合制御ユニット１２０５０を備える。また、統合制御ユニット１２０５０の機能構成として、マイクロコンピュータ１２０５１、音声画像出力部１２０５２、および車載ネットワークＩ／Ｆ（interface）１２０５３が図示されている。
【０１４５】
駆動系制御ユニット１２０１０は、各種プログラムにしたがって車両の駆動系に関連する装置の動作を制御する。例えば、駆動系制御ユニット１２０１０は、内燃機関又は駆動用モータ等の車両の駆動力を発生させるための駆動力発生装置、駆動力を車輪に伝達するための駆動力伝達機構、車両の舵角を調節するステアリング機構、および、車両の制動力を発生させる制動装置等の制御装置として機能する。
【０１４６】
ボディ系制御ユニット１２０２０は、各種プログラムにしたがって車体に装備された各種装置の動作を制御する。例えば、ボディ系制御ユニット１２０２０は、キーレスエントリシステム、スマートキーシステム、パワーウィンドウ装置、あるいは、ヘッドランプ、バックランプ、ブレーキランプ、ウィンカー又はフォグランプ等の各種ランプの制御装置として機能する。この場合、ボディ系制御ユニット１２０２０には、鍵を代替する携帯機から発信される電波又は各種スイッチの信号が入力され得る。ボディ系制御ユニット１２０２０は、これらの電波又は信号の入力を受け付け、車両のドアロック装置、パワーウィンドウ装置、ランプ等を制御する。
【０１４７】
車外情報検出ユニット１２０３０は、車両制御システム１２０００を搭載した車両の外部の情報を検出する。例えば、車外情報検出ユニット１２０３０には、撮像部１２０３１が接続される。車外情報検出ユニット１２０３０は、撮像部１２０３１に車外の画像を撮像させるとともに、撮像された画像を受信する。車外情報検出ユニット１２０３０は、受信した画像に基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等の物体検出処理又は距離検出処理を行ってもよい。
【０１４８】
撮像部１２０３１は、光を受光し、その光の受光量に応じた電気信号を出力する光センサである。撮像部１２０３１は、電気信号を画像として出力することもできるし、測距の情報として出力することもできる。また、撮像部１２０３１が受光する光は、可視光であっても良いし、赤外線等の非可視光であっても良い。
【０１４９】
車内情報検出ユニット１２０４０は、車内の情報を検出する。車内情報検出ユニット１２０４０には、例えば、運転者の状態を検出する運転者状態検出部１２０４１が接続される。運転者状態検出部１２０４１は、例えば運転者を撮像するカメラを含み、車内情報検出ユニット１２０４０は、運転者状態検出部１２０４１から入力される検出情報に基づいて、運転者の疲労度合い又は集中度合いを算出してもよいし、運転者が居眠りをしていないかを判別してもよい。
【０１５０】
マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車内外の情報に基づいて、駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置の制御目標値を演算し、駆動系制御ユニット１２０１０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両の衝突回避あるいは衝撃緩和、車間距離に基づく追従走行、車速維持走行、車両の衝突警告、又は車両のレーン逸脱警告等を含むＡＤＡＳ（Advanced Driver Assistance System）の機能実現を目的とした協調制御を行うことができる。
【０１５１】
また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車両の周囲の情報に基づいて駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置等を制御することにより、運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
【０１５２】
また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で取得される車外の情報に基づいて、ボディ系制御ユニット１２０２０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で検知した先行車又は対向車の位置に応じてヘッドランプを制御し、ハイビームをロービームに切り替える等の防眩を図ることを目的とした協調制御を行うことができる。
【０１５３】
音声画像出力部１２０５２は、車両の搭乗者又は車外に対して、視覚的又は聴覚的に情報を通知することが可能な出力装置へ音声および画像のうちの少なくとも一方の出力信号を送信する。図２２の例では、出力装置として、オーディオスピーカ１２０６１、表示部１２０６２およびインストルメントパネル１２０６３が例示されている。表示部１２０６２は、例えば、オンボードディスプレイおよびヘッドアップディスプレイの少なくとも一つを含んでいてもよい。
【０１５４】
図２３は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。
【０１５５】
図２３では、撮像部１２０３１として、撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５を有する。
【０１５６】
撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５は、例えば、車両１２１００のフロントノーズ、サイドミラー、リアバンパ、バックドアおよび車室内のフロントガラスの上部等の位置に設けられる。フロントノーズに備えられる撮像部１２１０１および車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部１２１０５は、主として車両１２１００の前方の画像を取得する。サイドミラーに備えられる撮像部１２１０２，１２１０３は、主として車両１２１００の側方の画像を取得する。リアバンパ又はバックドアに備えられる撮像部１２１０４は、主として車両１２１００の後方の画像を取得する。車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部１２１０５は、主として先行車両又は、歩行者、障害物、信号機、交通標識又は車線等の検出に用いられる。
【０１５７】
なお、図２３には、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮影範囲の一例が示されている。撮像範囲１２１１１は、フロントノーズに設けられた撮像部１２１０１の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１２，１２１１３は、それぞれサイドミラーに設けられた撮像部１２１０２，１２１０３の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１４は、リアバンパ又はバックドアに設けられた撮像部１２１０４の撮像範囲を示す。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４で撮像された画像データが重ね合わせられることにより、車両１２１００を上方から見た俯瞰画像が得られる。
【０１５８】
撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、距離情報を取得する機能を有していてもよい。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、複数の撮像素子からなるステレオカメラであってもよいし、位相差検出用の画素を有する撮像素子であってもよい。
【０１５９】
例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を基に、撮像範囲１２１１１ないし１２１１４内における各立体物までの距離と、この距離の時間的変化（車両１２１００に対する相対速度）を求めることにより、特に車両１２１００の進行路上にある最も近い立体物で、車両１２１００と略同じ方向に所定の速度（例えば、０ｋｍ／ｈ以上）で走行する立体物を先行車として抽出することができる。さらに、マイクロコンピュータ１２０５１は、先行車の手前に予め確保すべき車間距離を設定し、自動ブレーキ制御（追従停止制御も含む）や自動加速制御（追従発進制御も含む）等を行うことができる。このように運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
【０１６０】
例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を元に、立体物に関する立体物データを、２輪車、普通車両、大型車両、歩行者、電柱等その他の立体物に分類して抽出し、障害物の自動回避に用いることができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両１２１００の周辺の障害物を、車両１２１００のドライバが視認可能な障害物と視認困難な障害物とに識別する。そして、マイクロコンピュータ１２０５１は、各障害物との衝突の危険度を示す衝突リスクを判断し、衝突リスクが設定値以上で衝突可能性がある状況であるときには、オーディオスピーカ１２０６１や表示部１２０６２を介してドライバに警報を出力することや、駆動系制御ユニット１２０１０を介して強制減速や回避操舵を行うことで、衝突回避のための運転支援を行うことができる。
【０１６１】
撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、赤外線を検出する赤外線カメラであってもよい。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在するか否かを判定することで歩行者を認識することができる。かかる歩行者の認識は、例えば赤外線カメラとしての撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像における特徴点を抽出する手順と、物体の輪郭を示す一連の特徴点にパターンマッチング処理を行って歩行者か否かを判別する手順によって行われる。マイクロコンピュータ１２０５１が、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在すると判定し、歩行者を認識すると、音声画像出力部１２０５２は、当該認識された歩行者に強調のための方形輪郭線を重畳表示するように、表示部１２０６２を制御する。また、音声画像出力部１２０５２は、歩行者を示すアイコン等を所望の位置に表示するように表示部１２０６２を制御してもよい。
【０１６２】
以上、第１〜第５の実施の形態および変形例ならびに適用例を挙げて説明したが、本開示内容は上記実施の形態等に限定されるものではなく、種々変形が可能である。例えば、上記第１の実施の形態では、固体撮像素子として、緑色光を検出する有機光電変換部２０と、青色光，赤色光をそれぞれ検出する無機光電変換部３２Ｂ，３２Ｒとを積層させた構成としたが、本開示内容はこのような構造に限定されるものではない。即ち、有機光電変換部において赤色光あるいは青色光を検出するようにしてもよいし、無機光電変換部において緑色光を検出するようにしてもよい。
【０１６３】
また、これらの有機光電変換部および無機光電変換部の数やその比率も限定されるものではなく、２以上の有機光電変換部を設けてもよいし、有機光電変換部だけで複数色の色信号が得られるようにしてもよい。更に、有機光電変換部および無機光電変換部を縦方向に積層させる構造に限らず、基板面に沿って並列させてもよい。
【０１６４】
更にまた、上記実施の形態等では、裏面照射型の固体撮像装置の構成を例示したが、本開示内容は表面照射型の固体撮像装置にも適用可能である。また、本開示の固体撮像素子および固体撮像装置では、上記実施の形態等で説明した各構成要素を全て備えている必要はなく、また逆に他の層を備えていてもよい。
【０１６５】
なお、本明細書中に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、また、他の効果があってもよい。
【０１６６】
なお、本開示は、以下のような構成であってもよい。
（１）
複数の電極からなる第１電極と、
前記第１電極と対向配置された第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極との間に設けられた光電変換層とを備え、
前記第１電極は、少なくとも一部に前記複数の電極が第１の絶縁層を介して重なり合う重複部を有する
固体撮像素子。
（２）
前記第１電極は、前記複数の電極として電荷読み出し電極および電荷蓄積電極を有する、前記（１）に記載の固体撮像素子。
（３）
前記電荷読み出し電極は、前記電荷蓄積電極と同一層に設けられた第１導電膜と、前記第１導電膜と電気的に接続されると共に、前記第１導電膜とは異なる層に形成された第２導電膜とから構成され、
前記重複部は、前記第２導電膜の一部と前記電荷蓄積電極の一部とが第１の絶縁層を介して積層されてなる、前記（２）に記載の固体撮像素子。
（４）
前記第１電極は、前記複数の電極として、前記電荷読み出し電極と前記電荷蓄積電極との間に、さらに電荷転送電極を有し、
前記電荷転送電極は、前記電荷読み出し電極と前記電荷蓄積電極と同一層に設けられた第３導電膜と、前記第３導電膜と電気的に接続されると共に、前記第３導電膜とは異なる層に形成された２つの第４導電膜とから構成され、
前記２つの第４導電膜は、それぞれ、一部が第１の絶縁層を介して前記電荷読み出し電極および前記電荷蓄積電極と積層されてなる２つの重複部を形成している、前記（２）または（３）に記載の固体撮像素子。
（５）
前記電荷蓄積電極は、２以上に分割されると共に、一部が互いに第１の絶縁層を介して積層された前記重複部を有する、前記（２）乃至（４）のうちのいずれかに記載の固体撮像素子。
（６）
前記第１電極は、さらに前記電荷蓄積電極と隣り合う電荷排出電極を有し、
前記電荷排出電極は、前記電荷蓄積電極と同一層に設けられた第５導電膜と、前記第５導電膜と電気的に接続されると共に、前記第５導電膜とは異なる層に形成された第６導電膜とから構成され、
前記重複部は、前記第６導電膜の一部と前記電荷蓄積電極の一部とが第１の絶縁層を介して積層されてなる、前記（２）乃至（５）のうちのいずれかに記載の固体撮像素子。
（７）
前記第１電極は、前記光電変換層に対して光入射面とは反対側に配置されている、前記（１）乃至（６）のうちのいずれかに記載の固体撮像素子。
（８）
前記第１電極は、前記光電変換層に対して光入射面側に配置されている、前記（１）乃至（７）のうちのいずれかに記載の固体撮像素子。
（９）
前記第１電極と前記光電変換層との間に第２の絶縁層を有し、
前記電荷読み出し電極は、前記第２の絶縁層に設けられた開口を介して前記光電変換層と電気的に接続されている、前記（２）乃至（８）のうちのいずれかに記載の固体撮像素子。
（１０）
前記光電変換層と、前記第２の絶縁層との間に半導体層を有し、
前記電荷読み出し電極は、前記半導体層を介して前記光電変換層と電気的に接続されている、前記（９）に記載の固体撮像素子。
（１１）
前記複数の電極は、それぞれ個別に電圧が印加される、前記（１）乃至（１０）のうちのいずれかに記載の固体撮像素子。
（１２）
１または複数の前記光電変換層を有する有機光電変換部と、前記有機光電変換部とは異なる波長域の光電変換を行う１または複数の無機光電変換部とが積層されている、前記（１）乃至（１１）のうちのいずれかに記載の固体撮像素子。
（１３）
前記無機光電変換部は、半導体基板に埋め込み形成され、
前記有機光電変換部は、前記半導体基板の第１面側に形成されている、前記（１１）または（１２）に記載の固体撮像素子。
（１４）
前記半導体基板の第２面側に多層配線層が形成されている、前記（１３）に記載の固体撮像素子。
（１５）
前記有機光電変換部が緑色光の光電変換を行い、
前記半導体基板の内部に、青色光の光電変換を行う無機光電変換部と、赤色光の光電変換を行う無機光電変換部とが積層されている、前記（１３）または（１４）に記載の固体撮像素子。
（１６）
１または複数の固体撮像素子がそれぞれ設けられている複数の画素を備え、
前記固体撮像素子は、
複数の電極からなる第１電極と、
前記第１電極と対向配置された第２電極と、
前記第１電極と前記第２電極との間に設けられた光電変換層とを備え、
前記第１電極は、少なくとも一部に前記複数の電極が第１の絶縁層を介して重なり合う重複部を有する
固体撮像装置。
（１７）
前記第１電極は、画素毎に形成されており、前記画素内に前記複数の電極を有する、前記（１６）に記載の固体撮像装置。
【符号の説明】
【０１６７】
１…固体撮像装置、１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ…固体撮像素子、２０，６０，７０，８０，９０…有機光電変換部、２１，６１，７１，８１，９１…下部電極、２２，６２，７２，８２，９２…光電変換層、２３，９３…上部電極、２４…固定電荷層、２５…誘電体層、２６…層間絶縁層、２７…絶縁層、２８…保護層、２９Ａ…上部第1コンタクト、２９Ｂ…上部第２コンタクト、３０…半導体基板、３１…ｐウェル、３２Ｂ，３２Ｒ…無機光電変換部、３３…ゲート絶縁層、３４…貫通電極、３７…ゲート配線層、４０…多層配線、４１，４２，４３…配線層、４４…絶縁層、４５…下部第１コンタクト、４６…下部第２コンタクト、４７…ゲート配線層、５０…分離溝。
【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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