(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＭＯＳトランジスタ回路による信号読出回路が形成された半導体基板と、該半導体基板の上に積層され入射光量に応じた信号電荷を発生する光電変換膜と、前記半導体基板の表面に第１の不純物領域として設けられ前記信号電荷を該半導体基板の表面に導く配線が接続される接続部と、前記半導体基板の表面に設けられ前記信号読出回路を構成する出力トランジスタのゲート部分に接続される第２の不純物領域と、該第２の不純物領域をドレインとし前記接続部をソースとして該ドレインと該ソースとの間部分の前記半導体基板の表面にゲート絶縁膜を介して設けられるゲート電極であって一定電位が印加されることで前記接続部の電荷に対して一定電位障壁となる電位障壁手段とを備え、該電位障壁手段と前記接続部とにより形成されるポテンシャル井戸が前記電荷で飽和した状態で前記光電変換膜で発生した前記信号電荷を前記第２の不純物領域に蓄積する構成としたことを特徴とする光電変換膜積層型固体撮像装置。
【請求項２】
前記信号読出回路は、前記出力トランジスタと行選択用トランジスタとリセット用トランジスタとを備えることを特徴とする請求項１に記載の光電変換膜積層型固体撮像装置。
【請求項３】
複数の受光部が表面部にアレイ状に配列された光電変換膜積層型固体撮像装置であって、平面状に配置され一画素毎に区分けされた複数の画素電極膜と各画素共通の共通電極膜とで挟まれた前記光電変換膜が前記半導体基板の上に複数層積層され、各光電変換膜が異なる波長の入射光による信号電荷を検出し、各光電変換膜の前記画素電極膜が各光電変換膜間で入射光方向に整列するように前記画素電極膜が形成され、同一位置に整列した光電変換膜数の前記画素電極膜が前記受光部の１つを区画する単位となることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光電変換膜積層型固体撮像装置。
【請求項４】
前記複数層設ける光電変換膜は、赤色に分光感度特性のピークが有る第１の光電変換膜と、緑色に分光感度特性のピークがある第２の光電変換膜と、青色に分光感度特性のピークがある第３の光電変換膜でなることを特徴とする請求項３に記載の光電変換膜積層型固体撮像装置。
【請求項５】
各受光部で検出される赤色，緑色，青色の各色信号を読み出す前記信号読出回路が前記半導体基板の当該受光部下に形成されることを特徴とする請求項４に記載の光電変換膜積層型固体撮像装置。
【請求項６】
受光部から前記信号読出回路によって読み出されたアナログの信号を受け取り外部に出力する画像信号出力部が前記半導体基板に形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の光電変換膜積層型固体撮像装置。
【請求項７】
前記画像信号出力部は、前記アナログの信号をデジタル信号に変換して出力するアナログ／デジタル変換部を備えることを特徴とする請求項６に記載の光電変換膜積層型固体撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受光量に応じた電荷を発生する光電変換膜を半導体基板上に積層した光電変換膜積層型固体撮像装置に係り、特に、光電変換膜で発生した信号電荷量に応じた信号を半導体基板上に形成したＭＯＳ型のトランジスタ回路によって外部に読み出す光電変換膜積層型固体撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラに搭載されているＣＣＤ型固体撮像装置やＣＭＯＳ型固体撮像装置では、半導体基板の表面に、受光部となる多数の光電変換素子（フォトダイオード）と、各光電変換素子で得られた光電変換信号を外部に読み出す信号読出回路が形成されている。信号読出回路は、ＣＣＤ型であれば電荷転送回路と転送電極、ＣＭＯＳ型であればＭＯＳ回路と信号配線で構成される。
【０００３】
従って、従来の固体撮像装置は、多数の受光部と信号読出回路とを同じ半導体基板の表面に形成しなければならず、受光部の面積を広くとることができないという問題がある。
【０００４】
また、従来の単板式の固体撮像装置は、各受光部に、例えば赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）のカラーフィルタのうちの１つが積層され、各受光部が夫々１色の光信号を検出する構成になっている。このため、例えば赤色の光を検出する受光部位置における青色光の信号及び緑色光の信号は、周りの青色光，緑色光を検出する各受光部の検出信号を補間演算して求めており、これが偽色の原因となり、また、解像度を低下させている。しかも、赤色のカラーフィルタが形成された受光部に入射した青色光と緑色光は光電変換に寄与することなくカラーフィルタに熱として吸収されてしまい、このため、光利用効率が悪く、感度が低いという問題もある。
【０００５】
従来の固体撮像装置は、上述したように様々な問題を抱えている一方、多画素化が進展して、現在では、数百万画素という多数の受光部を１チップの半導体基板上に集積しており、１つ１つの受光部の開口寸法が波長オーダに近づいている。このため、上述した各問題を解決し画質や感度の点で今以上のイメージセンサをＣＣＤ型やＣＭＯＳ型で期待するのが困難になっている。
【０００６】
そこで、例えば下記特許文献１に記載されている固体撮像装置の構造が見直されている。この固体撮像装置は、信号読出回路を表面に形成した半導体基板上に、赤色検出用の感光層と、緑色検出用の感光層と、青色検出用の感光層を成膜技術によって積層し、これらの感光層を受光部とし、各感光層で得られた光電変換信号を、信号読出回路によって外部に取り出すという構造、即ち、光電変換膜積層型の構造になっている。
【０００７】
斯かる構造にすれば、半導体基板表面に受光部を設ける必要が無くなるため、信号読出回路の設計上の制約が大幅になくなり、また、入射光の光利用効率が向上して感度が向上する。更に、１画素で赤色，緑色，青色の３原色の光を検出できるため、解像度が向上し、偽色もなくなり、上述した従来のＣＣＤ型やＣＭＯＳ型の固体撮像装置が抱えていた問題を解決することが可能となる。
【０００８】
そこで、近年では、下記特許文献２，３，４，５に記載されている光電変換膜積層型固体撮像装置が提案されるようになってきており、上記の感光層として、有機半導体を使用したり、ナノ粒子を使用したりしている。
【０００９】
【特許文献１】特開昭５８―１０３１６５号公報
【特許文献２】特開２００２―８３９４６号公報
【特許文献３】特表２００２―５０２１２０号公報
【特許文献４】特表２００３―５０２８４７号公報
【特許文献５】特許第３４０５０９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
光電変換膜を半導体基板上に積層し、半導体基板の上に形成したトランジスタ回路で読み出す固体撮像装置では、画素面積が広がり、しかも、トランジスタ回路とその上層の光電変換膜とを接続する配線長が延びるため、両者間の静電容量が大きくなってしまう。このため、光電変換膜で発生した光電荷が出力用トランジスタのゲートまでスムースに流れずに途中で滞留し、信号電圧成分が小さくなってしまうという問題が生じる。
【００１１】
本発明の目的は、出力用トランジスタのゲートに光電変換膜で発生した光電荷をスムースに流すことができる構造を持った光電変換膜積層型固体撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の光電変換膜積層型固体撮像装置は、ＭＯＳトランジスタ回路による信号読出回路が形成された半導体基板と、該半導体基板の上に積層され入射光量に応じた信号電荷を発生する光電変換膜と、前記半導体基板の表面に第１の不純物領域として設けられ前記信号電荷を該半導体基板の表面に導く配線が接続される接続部と、前記半導体基板の表面に設けられ前記信号読出回路を構成する出力トランジスタのゲート部分に接続される第２の不純物領域と、該第２の不純物領域をドレインとし前記接続部をソースとして該ドレインと該ソースとの間部分の前記半導体基板の表面にゲート絶縁膜を介して設けられるゲート電極であって一定電位が印加されることで前記接続部の電荷に対して一定電位障壁となる電位障壁手段とを備え、該電位障壁手段と前記接続部とにより形成されるポテンシャル井戸が前記電荷で飽和した状態で前記光電変換膜で発生した前記信号電荷を前記第２の不純物領域に蓄積する構成としたことを特徴とする。
【００１３】
この構成により、光電変換膜で発生した信号電荷が接続部までの間に滞留することなく速やかに出力トランジスタのゲート部分に流れ、信号電荷に対する信号電圧が大きくなり、高感度化を図ることができる。また、通常のＭＯＳトランジスタ構造によって電位障壁手段が構成できるため、製造が容易となり、製造工程数が少なくて済むという利点がある。
【００１４】
本発明の光電変換膜積層型固体撮像装置の前記信号読出回路は、前記出力トランジスタと行選択用トランジスタとリセット用トランジスタとを備えることを特徴とする。
【００１５】
この構成により、従来のＣＭＯＳ型イメージセンサで用いている信号読出回路の構成をそのまま流用可能である。
【００２０】
本発明の光電変換膜積層型固体撮像装置は、複数の受光部が表面部にアレイ状に配列された光電変換膜積層型固体撮像装置であって、平面状に配置され一画素毎に区分けされた複数の画素電極膜と各画素共通の共通電極膜とで挟まれた前記光電変換膜が前記半導体基板の上に複数層積層され、各光電変換膜が異なる波長の入射光による信号電荷を検出し、各光電変換膜の前記画素電極膜が各光電変換膜間で入射光方向に整列するように前記画素電極膜が形成され、同一位置に整列した光電変換膜数の前記画素電極膜が前記受光部の１つを区画する単位となることを特徴とする。
【００２１】
この構成により、１受光部で複数色の同時検出が可能となり、解像度の向上、光利用効率の向上、偽色の抑制、高感度化等、従来のＣＣＤ型イメージセンサ、ＣＭＯＳ型イメージセンサが抱えていた問題を解決することができる。
【００２２】
本発明の光電変換膜積層型固体撮像装置では、前記複数層設ける光電変換膜は、赤色に分光感度特性のピークが有る第１の光電変換膜と、緑色に分光感度特性のピークがある第２の光電変換膜と、青色に分光感度特性のピークがある第３の光電変換膜でなることを特徴とする。
【００２３】
この構成により、３原色によるカラー画像の撮像ができると共に、既存のＲ，Ｇ，Ｂ信号用の信号処理回路を利用可能となる。
【００２４】
本発明の光電変換膜積層型固体撮像装置では、各受光部で検出される赤色，緑色，青色の各色信号を読み出す前記信号読出回路が前記半導体基板の当該受光部下に形成されることを特徴とする。
【００２５】
本発明では、半導体基板の表面に受光部を設ける必要がないため、信号読出回路の設計上の制約が大幅になくなり、信号読出回路を構成するトランジスタ数が増大しても容易に対処可能となる。
【００２６】
本発明の光電変換膜積層型固体撮像装置は、受光部から前記信号読出回路によって読み出されたアナログの信号を受け取り外部に出力する画像信号出力部が前記半導体基板に形成されていることを特徴とする。また、前記画像信号出力部は、前記アナログの信号をデジタル信号に変換して出力するアナログ／デジタル変換部を備えることを特徴とする。
【００２７】
本発明は、アナログ信号の画像信号を出力する固体撮像装置にも、また、デジタル信号の画像信号を出力する固体撮像装置にも適用可能である。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、出力用トランジスタのゲートに光電変換膜で発生した光電荷をスムースに流すことができる構造を持っているため、信号電荷に対する信号電圧が大きくなり、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】
【００２９】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
【００３０】
図１は、本発明の動作原理を説明する光電変換膜積層型固体撮像装置の表面模式図である。光電変換膜積層型固体撮像装置１００には、多数の受光部１０１が、この例では正方格子状に配列されている。光電変換膜積層型固体撮像装置１０の受光部１０１の下側に設けられた半導体基板の表面には、後述するＭＯＳトランジスタ回路で構成された信号読出回路が形成されている。
【００３１】
各受光部毎に設けられた信号読出回路には、行選択走査回路１０２から行選択信号１１１及びリセット信号が与えられ、信号読出回路から画像信号出力部１０３に、列信号（画像信号）１１０ｒ，ｇ，ｂが出力され、画像信号出力部１０３から出力信号１０４が出力される。画像信号出力部１０３は、取り込んだ画像信号１１０ｒ，ｇ，ｂをアナログ信号として出力するものでも、また、画像信号１１０ｒ，ｇ，ｂをデジタル変換してデジタル信号として出力するものでもよい。
【００３２】
図２は、図１に示す受光部１０１の拡大模式図である。各受光部１０１には、受光部１個に対して、この例では３つの接続部１２１ｒ，１２１ｇ，１２１ｂが設けられている。尚、ｒ，ｇ，ｂの添え字は、以下も同様であるが、検出する入射光の色である赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）に対応する。
【００３３】
図３は、図２のIII―III線断面模式図である。半導体基板１２５の上部には、先ず透明絶縁膜１２４が積層され、その上に、受光部１０１毎に区分けされた電極膜（以下、画素電極膜という。）１２０ｒが積層され、その上部に、赤色（Ｒ）を検出する光電変換膜１２３ｒが積層される。この光電変換膜１２３ｒは受光部毎に区分けして設ける必要はなく、各受光部１０１が集合する受光面全面に対し１枚構成で積層される。
【００３４】
光電変換膜１２３ｒの上には、赤色信号を検出する各受光部１０１に共通の共通電極膜１２２ｒがこれも一枚構成で積層され、その上部に、透明の絶縁膜１２４が積層される。
【００３５】
絶縁膜１２４の上部には、受光部１０１毎に区分けされた画素電極膜１２０ｇが積層され、その上に、緑色（Ｇ）を検出する光電変換膜１２３ｇが上記と同様に１枚構成で積層され、更にその上部に、共通電極膜１２２ｇが積層され、その上部に、透明の絶縁膜１２４が積層される。
【００３６】
この絶縁膜１２４の上部には、受光部１０１毎に区分けされた画素電極膜１２０ｂが積層され、その上に、青色（Ｂ）を検出する光電変換膜１２３ｂが上記と同様に１枚構成で積層され、更にその上部に、共通電極膜１２２ｂが積層される。
【００３７】
各受光部毎の画素電極膜１２０ｂ，１２０ｇ，１２０ｒは、入射光方向に整列して設けられる。即ち、本形態に係る光電変換膜積層型固体撮像装置１００では、１つの受光部１０１で赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）の３色を検出する構成であり、以下、単に「画素」と述べた場合には、３色を検出する受光部１０１を指し、色画素とか赤色画素，緑色画素，青色画素と述べた場合には、夫々の色を検出する部分画素（共通電極膜と１つの画素電極膜とで挟まれた光電変換膜の部分）というものとする。
【００３８】
図２に示す接続部１２１ｂは青色画素電極膜１２０ｂに接続され、接続部１２１ｇは緑色画素電極膜１２０ｇに接続され、接続部１２１ｒは赤色画素電極膜１２０ｒに接続される。
【００３９】
均質な透明の電極膜１２２ｒ，１２２ｇ，１２２ｂ，１２０ｒ，１２０ｇ，１２０ｂとしては、酸化錫（ＳｎＯ２）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化インジウム（ＩｎＯ２）、酸化インジウム−錫（ＩＴＯ）薄膜を用いるが、これに限るものではない。
【００４０】
光電変換膜１２３ｒ，１２３ｇ，１２３ｂとしては、単層膜でも多層膜でもよく、膜材料としては、シリコンや化合物半導体等の無機材料，有機半導体，有機色素などを含む有機材料，ナノ粒子で構成した量子ドット堆積膜など種々の材料が使用できる。
【００４１】
図４は、半導体基板１２５上に形成される信号読出回路の回路構成図である。この信号読出回路は、基本構成は従来のＣＭＯＳ型固体撮像装置で用いられるトランジスタ回路と同様の構成であり、１つの色画素に対して３個のＭＯＳトランジスタを用い、１画素で３色Ｒ，Ｇ，Ｂを検出する構成のため、計９個のＭＯＳトランジスタ１１４ｒ，ｇ，ｂ，１１５ｒ，ｇ，ｂ，１１６ｒ，ｇ，ｂが用いられる。
【００４２】
各色Ｒ，Ｇ，Ｂ毎に、出力トランジスタ１１４ｒ，ｇ，ｂのソースが夫々列信号線１１０ｒ，ｇ，ｂに接続され、そのドレインが行選択用トランジスタ１１５ｒ，ｇ，ｂのソースに接続され、そのゲートがリセット用トランジスタ１１６ｒ，ｇ，ｂのソースに接続される。行選択用トランジスタ１１５ｒ，ｇ，ｂのゲートは行選択線１１１に接続されると共にドレインは直流電源線１１３に接続され、リセット用トランジスタ１１６ｒ，ｇ，ｂのゲートはリセット信号線１１２に接続されると共にドレインは直流電源線１１３に接続される。
【００４３】
本形態では、出力トランジスタ１１４ｒ，ｇ，ｂのゲートとリセット用トランジスタ１１６ｒ，ｇ，ｂのソースとの接続点と、半導体基板上に設けた接続部１１８ｒ，ｇ，ｂとの間に、夫々、電位障壁手段１１７ｒ，ｇ，ｂを設けたことを特徴とする。接続部１１８ｒ，ｇ，ｂは、図２に示す接続部１２１ｒ，ｇ，ｂと、後述する柱状の配線電極１４４ｒ，ｇ，ｂによって接続される。
【００４４】
図５は、図２のＶ―Ｖ線断面模式図であり、図３に示す半導体基板１２５上に積層された部分の断面も含む図である。ｎ型半導体基板１３０の表面部にはＰウェル層１３１が形成され、このＰウェル層１３１に、図示の例では、図４で説明したリセット用トランジスタ１１６ｒのソース１４１ｒ及びドレイン１４２ｒがｎ＋層として形成されている。
【００４５】
図４で説明した様に、リセット用トランジスタ１１６ｒのソース１４１ｒは、出力用トランジスタ１１４ｒのゲートに接続され、リセット用トランジスタ１１６ｒのソース１４１ｒから出力用トランジスタ１１４ｒのゲートに至る範囲に蓄積された信号電荷量に応じた信号が出力用トランジスタ１１４ｒによって読み出される。
【００４６】
半導体基板１３０のＰウェル層１３１の表面部には、更に、赤色画素電極膜１２０ｒに柱状の配線電極１４４ｒによって接続される高濃度不純物領域（ｎ＋層）でなる接続部１１８ｒが設けられ、この接続部１１８ｒと、リセット用トランジスタ１１６ｒのソース１４１ｒとの間を接続するｎ型半導体領域１４５ｒが設けられ、このｎ型半導体領域１４５ｒのうち、接続部１１８ｒとソース１４１ｒとの間の表面側に、高濃度ｐ型不純物（ｐ＋）領域１４６ｒが設けられる。
【００４７】
本形態では、ｎ型半導体領域１４５ｒが、接続部１１８ｒとソース１４１ｒとの間の電荷通路となり、高濃度ｐ型不純物領域１４６ｒが、図４で説明した電位障壁手段１１７ｒとして機能する。
【００４８】
Ｐウェル層１３１の表面にはゲート絶縁膜１３２が形成され、その上に、リセット用トランジスタ１１６ｒのゲート電極１４０ｒが設けられる。また、接続部１１８ｒの上に、ゲート絶縁膜１３２を貫通し赤色画素電極膜１２０ｒの図２に示す接続部１２１ｒまで達する柱状の配線電極１４４ｒが形成される。
【００４９】
ゲート絶縁膜１３２の上部には、絶縁膜１３３が積層され、この絶縁膜１３３内に光遮蔽膜１３４が埋設され、絶縁膜１３３の上に、図３に示す最下層の絶縁膜１２４が積層される。図３に示す半導体基板１２５は、図４では、ｎ型半導体基板１３０から絶縁膜１３３までに相当する。
【００５０】
図５は、図２のＶ―Ｖ線断面模式図であるため、赤色画素電極膜１２０ｒに接続される配線電極１４４ｒが示されるが、緑色画素電極膜１２０ｇに達する配線電極や、青色画素電極膜１２０ｂに達する配線電極は、図５の紙面の向こう側および手前側に立設される。そして、赤色（Ｒ）用の配線電極１４４ｒ周りの接続部１１８ｒ，ｎ型半導体領域１４５ｒ，高濃度ｐ型不純物領域１４６ｒ，ＭＯＳトランジスタ１１６ｒの配置位置及び構造は、他色用でも同じである。
【００５１】
図６は、図５に示す構造の電荷移動の説明図である。図６（ａ）は図５中の要部構造を取り出して再掲した図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）の構造における電位井戸の状態を示した図である。
【００５２】
本形態では、出力用トランジスタ１１４ｒのゲート（即ち、リセット用トランジスタ１１６ｒのソース１４１ｒ）の間に電位障壁領域となる高濃度ｐ型不純物領域１４６ｒを設けたため、赤色画素電極膜１２０ｒから柱状電極１４４ｒを通って接続部１１８ｒに流れ込んだ信号電荷Ｑｓｉｇは、電位障壁領域１４６ｒと画素電極膜１２０ｒとの間に滞留することなく、速やかにソース１４１ｒ（出力トランジスタのゲート）の下にできた電位井戸内に流れ込み、蓄積される。
【００５３】
この様に、出力用トランジスタのゲートと電極１４４ｒとの間に電位障壁領域１４６ｒを設け、信号電荷が、画素電極膜１２０ｒから電位障壁領域１４６ｒの間に蓄積しないような構造、すなわち、出力トランジスタのゲートから見て、信号電荷が蓄積する部分の実効的な静電容量を小さくする構造を採用したことで、信号電荷に対する信号電圧が大きくなり、高感度が実現する。
【００５４】
尚、図６（ｂ）に示す電荷ＱＢ１，ＱＢ２は、接続部１１８ｒやソース１４１ｒに存在する自由電子であるが、井戸内に蓄積される自由電子量が常に一定量であれば、信号電荷量に影響を与えないので問題はない。
【００５５】
（本発明の実施形態）
図７は、本発明の実施形態に係る光電変換膜積層型固体撮像装置の要部断面模式図である。図５に示す形態では、電荷通路であるｎ型半導体領域１４５ｒに設けた高濃度ｐ型不純物領域１４６ｒを電位障壁手段とし、電位障壁の高さを、ｐ型不純物領域１４６ｒの厚さや濃度およびその下のｎ型半導体領域１４５ｒの厚さで制御する構成としているが、本実施形態では、電荷通路となる接続部１１８ｒとソース１４１ｒとの間に、絶縁膜１３２を介して電極１５０ｒを設けた構造としている。
【００５６】
即ち、本実施形態では、接続部１１８ｒと、ソース１４１ｒと、電極１５０ｒとで電位障壁用トランジスタを構成し、ゲート電極１５０ｒに、電源電圧あるいはアース電位を印加する様にしている。
【００５７】
斯かる構成の電位障壁手段でも、図５の形態と同様に、画素電極膜１２０から柱状電極１４４を通って接続部１１８に流れ込んだ信号電荷Ｑｓｉｇは、電極１５０ｒと画素電極膜１２０ｒとの間に滞留することなく、速やかにソース１４１ｒ（出力トランジスタのゲート）の下にできた電位井戸内に流れ込み、蓄積される。
【００５８】
以上述べた各実施形態によれば、各色画素と出力用トランジスタのゲートとの間に電位障壁領域を設け、信号電荷が各色画素から電位障壁領域の間に蓄積しないような構造すなわち信号電荷がゲート部に蓄積する構造としたため、出力用トランジスタのゲートから見て、信号電荷が蓄積する部分の実効的な静電容量が小さくなり、信号電荷に対する信号電圧が大きくなり、高感度の出力信号が得られるという効果を奏する。
【００５９】
更に、付随的効果として、画素電極膜の電圧が電位障壁領域の電位井戸にほぼ固定されるため、共通電極膜と画素電極膜との間の電界分布が光電変換期間内でほぼ一定であり（信号電荷の蓄積状態で電界が変化することがない）、リニアな光電変換特性が得られる。
【００６０】
また、隣接する画素電極膜間の電位差が常に小さいため、画素電極膜のエッジ効果によるリーク電流等による雑音が小さくなるという効果も奏する。
【００６１】
尚、上述した実施形態では、信号読出回路の回路構成が電源線、行選択トランジスタ、出力用トランジスタ、列信号線の接続順になっているが、電源線、出力用トランジスタ、行選択トランジスタ、列信号線の接続順にしてもよい。
【００６２】
尚、上述した実施形態では、光電変換膜を３層とし、入射光をＲ，Ｇ，Ｂの３原色に分けて検出したが、例えばＲ，Ｇ，Ｂの他に緑色と青色の中間色を検出する４番目の光電変換膜を設け、入射光を４色に分けて検出する構成でもよい。これにより、色分解が細かくなり、色の再現性が向上する。この場合、各色毎にトランジスタ数が３個、計１２個必要となるが、従来のＣＭＯＳ型イメージセンサと異なり、半導体基板上に受光部を設ける必要がないため、多数のトランジスタを基板上に設けることができるので、問題はない。
【００６３】
また、上述した実施形態では、固体撮像装置の上から順に、入射光の波長が短い青色，緑色，赤色の各色検出用の光電変換膜を設けたが、この順に限るものではない。更に、各光電変換膜を挟むように設けた共通電極膜と画素電極膜とは、必ずしも共通電極膜を光電変換膜の上側に設けなくてもよく、下側に設けることでもよい。
【００６４】
更にまた、画素電極膜と共通電極膜はすべて透明、または光吸収が少ない材料で形成したが、半導体基板に最も近い電極膜だけは、不透明な材料で形成しても良い。
【００６５】
尚、上述した実施形態では、電子シャッタに関しては触れていないが、当然のことながら、本発明に通常のＣＭＯＳ型イメージセンサと同様な電子シャッタ機能を持たすことができる。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明に係る光電変換膜積層型固体撮像装置は、従来のＣＣＤ型やＣＭＯＳ型のイメージセンサの代わりに使用でき、しかも、一画素で赤色，緑色，青色の３色の信号をカラーフィルタを用いることなく得ることができるという利点があるため、デジタルカメラ等に搭載すると有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の動作原理を説明する光電変換膜積層型固体撮像装置の表面模式図である。
【図２】図１に示す受光部の拡大模式図である。
【図３】図２のIII―III線断面模式図である。
【図４】図３に示す半導体基板の表面に形成する信号読出回路の回路図である。
【図５】図２のＶ―Ｖ線断面模式図である。
【図６】図５の形態に係る光電変換膜積層型固体撮像装置における電荷移動の説明図である。
【図７】本発明の実施形態に係る光電変換膜積層型固体撮像装置の要部断面模式図である。
【符号の説明】
【００６８】
１００  光電変換膜積層型固体撮像装置
１０１  受光部（画素）
１０２  行選択走査部
１０３  画像信号出力部
１１０  列信号線
１１１  行選択信号線
１１２  リセット信号線
１１３  電源線
１１４ｒ，１１４ｇ，１１４ｂ  出力用トランジスタ
１１５ｒ，１１５ｇ，１１５ｂ  行選択用トランジスタ
１１６ｒ，１１６ｇ，１１６ｂ  リセット用トランジスタ
１１７ｒ，１１７ｇ，１１７ｂ  電位障壁手段
１１８ｒ，１１８ｇ，１１８ｂ  接続部
１２０ｒ，１２０ｇ，１２０ｂ  透明の画素電極膜
１２２ｒ，１２２ｇ，１２２ｂ  透明の共通電極膜
１２３ｒ，１２３ｇ，１２３ｂ  光電変換膜
１２４  透明絶縁膜
１３０  ｎ型半導体基板
１３１  Ｐウェル層
１３２  ゲート絶縁膜
１４０ｒ  リセット用トランジスタ１１６ｒのゲート電極
１４１ｒ  リセット用トランジスタ１１６ｒのソース（ｎ＋領域）
１４２ｒ  リセット用トランジスタ１１６ｒのドレイン（ｎ＋領域）
１４４ｒ  柱状の配線電極
１４５ｒ  ｎ型半導体領域（電荷通路）
１４６ｒ  高濃度ｐ型不純物領域（ｐ＋領域）
１５０ｒ  電位障壁用ＭＯＳトランジスタのゲート電極
【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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