TW202006960A - 攝像元件、積層型攝像元件及固態攝像裝置 - Google Patents

Abstract

攝像元件10具備積層第1電極21、包含有機系材料之光電轉換層23A及第2電極22而成之光電轉換部，於第1電極21與光電轉換層23A之間，自第1電極側形成有氧化物半導體層23C及氧化膜23B。

Description

攝像元件、積層型攝像元件及固態攝像裝置

本發明係關於一種攝像元件、積層型攝像元件及固態攝像裝置。

作為構成影像感測器等之攝像元件，近年來，積層型攝像元件受到關注。於積層型攝像元件中，具有光電轉換層(受光層)由2個電極夾入之構造。而且，於積層型攝像元件中，需要將基於光電轉換於光電轉換層中產生之信號電荷儲存傳輸之構造。於先前之構造中，需要將信號電荷儲存及傳輸至FD(Floating Drain，浮動汲極)電極之構造，而需要如不使信號電荷延遲之高速傳輸。

用以解決此種問題之攝像元件(光電轉換元件)例如揭示於日本專利特開2016-063165號公報。該攝像元件具備：儲存電極，其形成於第1絕緣層上； 第2絕緣層，其形成於儲存電極上； 半導體層，其以覆蓋儲存電極及第2絕緣層之方式形成； 捕獲電極，其以與半導體層相接之方式形成，且以與儲存電極分離之方式形成； 光電轉換層，其形成於半導體層上；及 上部電極，其形成於光電轉換層上。

對光電轉換層使用有機半導體材料之攝像元件可將特定之顏色(波段)光電轉換。而且，由於具有此種特徵，故而於用作固態攝像裝置中之攝像元件之情形時，可獲得於由晶載彩色濾光片層(OCCF)與攝像元件之組合構成子像素且子像素2維地排列之先前之固態攝像裝置中無法獲得之積層子像素所得之構造(積層型攝像元件)(例如參照日本專利特開2011-138927號公報)。又，由於無需解馬賽克處理，故而具有不產生假色之優點。於以下說明中，存在如下情形：為了方便起見，將具備設置於半導體基板之上或上方之光電轉換部之攝像元件稱為『第1類型之攝像元件』，為了方便起見，將構成第1類型攝像元件之光電轉換部稱為『第1類型之光電轉換部』，為了方便起見，將設置於半導體基板內之攝像元件稱為『第2類型之攝像元件』，為了方便起見，將構成第2類型之攝像元件之光電轉換部稱為『第2類型之光電轉換部』。

於圖51中，表示先前之積層型攝像元件(積層型固態攝像裝置)之構成例。於圖51所示之例中，於半導體基板370內，積層並形成有構成作為第2類型之攝像元件之第3攝像元件343及第2攝像元件341之第2類型之光電轉換部即第3光電轉換部343A及第2光電轉換部341A。又，於半導體基板370之上方(具體而言，第2攝像元件341之上方)，配置有作為第1類型之光電轉換部之第1光電轉換部310A。此處，第1光電轉換部310A具備第1電極321、包含有機系材料之光電轉換層323、及第2電極322，構成作為第1類型攝像元件之第1攝像元件310。於第2光電轉換部341A及第3光電轉換部343A中，根據吸收係數之不同，分別例如對藍色光及紅色光進行光電轉換。又，於第1光電轉換部310A中，例如對綠色光進行光電轉換。

於第2光電轉換部341A及第3光電轉換部343A中藉由光電轉換產生之電荷於暫時儲存於該等第2光電轉換部341A及第3光電轉換部343A之後，分別藉由垂直電晶體(圖示閘極部345)及傳輸電晶體(圖示閘極部346)傳輸至第2浮動擴散層(Floating Diffusion)FD₂ 及第3浮動擴散層FD₃ ，進而，輸出至外部之讀出電路(未圖示)。該等電晶體及浮動擴散層FD₂ 、FD₃ 亦形成於半導體基板370。

於第1光電轉換部310A中藉由光電轉換產生之電荷經由接觸孔部361、配線層362，儲存於形成於半導體基板370之第1浮動擴散層FD₁ 。又，第1光電轉換部310A經由接觸孔部361、配線層362，亦連接於將電荷量轉換為電壓之放大電晶體之閘極部352。而且，第1浮動擴散層FD₁ 構成重置電晶體(圖示閘極部351)之一部分。元件符號371為元件分離區域，元件符號372為形成於半導體基板370之表面之絕緣材料膜，元件符號376、381為層間絕緣層，元件符號383為保護材料層，元件符號314為晶載微透鏡。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2016-063165號公報 [專利文獻2]日本專利特開2011-138927號公報

[發明所欲解決之問題]

於上述日本專利特開2016-063165號公報中，關於構成半導體層之材料略有提及。然而，於由氧化物半導體層構成半導體層之情形時，若於氧化物半導體層之表面(與光電轉換層相接之面)或其附近產生氧空位，則有引起氧化物半導體層之特性變動(例如以閾值電壓評價之特性之變動)而電荷傳輸特性降低從而所拍攝之圖像產生畫質降低之虞。

因此，本發明之目的在於提供一種儲存於光電轉換層之電荷之傳輸特性優異之攝像元件、積層型攝像元件及固態攝像裝置。 [解決問題之技術手段]

用以達成上述目的之本發明之攝像元件具備積層第1電極、光電轉換層及第2電極而成之光電轉換部，且 於光電轉換層之正下方，自光電轉換層側形成有氧化膜及氧化物半導體層。

用以達成上述目的之本發明之積層型攝像元件至少包含1個上述本發明之攝像元件。

用以達成上述目的之本發明之第1態樣之固態攝像裝置具備複數個上述本發明之攝像元件。又，用以達成上述目的之本發明之第2態樣之固態攝像裝置具備複數個上述本發明之積層型攝像元件。

以下，參照圖式，基於實施例對本發明進行說明，但本發明並不限定於實施例，實施例中之各種數值或材料為例示。再者，說明以如下順序進行。 1.與本發明之攝像元件、本發明之積層型攝像元件、本發明之第1態樣～第2態樣之固態攝像裝置、整體相關之說明 2.實施例1(本發明之攝像元件、本發明之積層型攝像元件、本發明之第2態樣之固態攝像裝置) 3.實施例2(實施例1之變化) 4.實施例3(實施例1～實施例2之變化) 5.實施例4(實施例1～實施例3之變化、本發明之第1態樣之固態攝像裝置) 6.實施例5(實施例1～實施例4之變化、具備傳輸控制用電極之攝像元件) 7.實施例6(實施例1～實施例5之變化、具備電荷排出電極之攝像元件) 8.實施例7(實施例1～實施例6之變化、具備下部電荷移動控制電極之攝像元件) 9.實施例8(實施例1～實施例7之變化、具備上部電荷移動控制電極之攝像元件) 10.其他

＜與本發明之攝像元件、本發明之積層型攝像元件、本發明之第1態樣～第2態樣之固態攝像裝置、整體相關之說明＞ 於本發明之攝像元件、構成本發明之積層型攝像元件之本發明之攝像元件、構成本發明之第1態樣～第2態樣之固態攝像裝置之本發明之攝像元件(以下，存在將該等攝像元件總稱為『本發明之攝像元件等』之情形)中，可設為構成氧化膜之元素之至少一部分與構成氧化物半導體層之元素不同之形態。

於包含上述較佳之形態之本發明之攝像元件等中，若將真空能階設為零基準，定義為與真空能階相差越大，能量(值之符號為負)之絕對值越大，則較佳為，於將氧化物半導體層之傳導帶之最大能量值(參照圖45之「C」)之能量平均值(以下，存在簡稱為『氧化物半導體層之傳導帶中之能量平均值』之情形)設為E₂ ，將氧化膜之傳導帶之最大能量值(參照圖45之「B」)之能量平均值(以下，存在簡稱為『氧化膜之傳導帶中之能量平均值』之情形)設為E₁ 時，滿足： E₁ －E₂ ≧-0.4(eV)， 較佳為： E₁ －E₂ ≧0(eV)， 更佳為： E₁ －E₂ ≧0.1(eV)， 進而較佳為： E₁ －E₂ ＞0.1(eV)， 於此情形時，進而較佳為，於將光電轉換層之LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orbital，最低未佔用分子軌域)值(參照圖45之「A」)之能量平均值設為E₀ 時，滿足： E₀ －E₁ ≧-0.4(eV)， 較佳為： E₀ －E₁ ≧0(eV)， 更佳為： E₀ －E₁ ≧0.1(eV)， 進而較佳為： E₀ －E₁ ＞0.1(eV)， 進而更佳為滿足： E₀ ≧E₁ ≧E₂ 。 若如上所述，各障壁之大小關係為(-0.4 eV)左右，則使施加於電荷儲存用電極及第2電極之電位最佳化，使施加於光電轉換層之電場強度增加，藉此可使電荷例如自光電轉換層經由氧化膜確實地移動至氧化物半導體層。又，如下所述，若使氧化膜充分地薄膜化，則可藉由穿隧效應使電荷移動。再者，『最小能量』係指能量值之絕對值最小，『最大能量』係指能量值之絕對值最大。以下亦相同。

於包含以上所說明之各種較佳之形態之本發明之攝像元件等中，如上所述，若將真空能階設為零基準，定義為與真空能階相差越大，能量(值之符號為負)之絕對值越大，則較佳為，於將氧化膜之價帶中之最小能量值(參照圖45之「E」)之能量平均值(以下，存在簡稱為『氧化膜之價帶中之能量平均值』之情形)設為E₄ ，將光電轉換層之HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital，最高佔據分子軌域)值(參照圖45之「D」)之能量平均值設為E₃ 時，滿足： E₃ －E₄ ≧-0.4(eV)， 較佳為： E₃ －E₄ ≧0(eV)， 更佳為： E₃ －E₄ ≧0.1(eV)， 進而較佳為： E₃ －E₄ ＞0.1(eV)， 於此情形時，進而較佳為，於將氧化物半導體層之價帶之最小能量值(參照圖45之「F」)之能量平均值(以下，存在簡稱為『氧化物半導體層之價帶中之能量平均值』之情形)設為E₅ 時，滿足： E₄ －E₅ ≧-0.4(eV)， 較佳為： E₄ －E₅ ≧0(eV)， 更佳為： E₄ －E₅ ≧0.1(eV)， 進而較佳為： E₄ －E₅ ＞0.1(eV)， 進而更佳為滿足： E₃ ≧E₄ ≧E₅ 。

此處，價帶之能量、HOMO之值例如可基於紫外光電子分光法(UPS法)而求出。又，傳導帶之能量或LUMO之值可根據｛(價帶之能量、HOMO之值)＋E_b ｝而求出。進而，帶隙能量E_b 可根據光學地吸收之波長λ(光學之吸收端波長，單位為nm)並基於以下之式而求出。 E_b ＝hν＝h(c/λ)＝1239.8/λ[eV]

進而，於包含以上所說明之各種較佳之形態之本發明之攝像元件等中，可設為構成氧化膜之材料包含金屬氧化物之構成，於此情形時，可設為金屬氧化物含有選自由鉭(Ta)、鈦(Ti)、釩(V)、鈮(Nb)、鎢(W)、鋯(Zr)、鉿(Hf)、鈧(Sc)、釔(Y)、鑭(La)、鎵(Ga)及鎂(Mg)所組成之群中之至少1種元素的構成。進而，可設為於氧化膜中添加有選自由矽(Si)、鉭(Ta)、釩(V)、鈮(Nb)、鎢(W)、鋯(Zr)、鉿(Hf)、鈧(Sc)、釔(Y)、鑭(La)、鎵(Ga)、鎂(Mg)、鋁(Al)、鍶(Sr)、鍺(Ge)、氫(H)、碳(C)及氮(N)所組成之群中之至少1種元素(其中，為與構成金屬氧化物之元素不同之元素)的構成，於此情形時，較佳為設為於氧化膜中添加有選自由矽(Si)、鈮(Nb)、鎢(W)、鋯(Zr)、鋁(Al)、碳(C)及氮(N)所組成之群中之至少1種元素(其中，為與構成金屬氧化物之元素不同之元素)的構成。作為該等添加元素之添加比率，不受限定，可列舉0.33原子%至16.7原子%，較佳為0.54原子%至14.3原子%，更佳為0.81原子%至11.1原子%。再者，將構成金屬氧化物之原子(包括氧原子)之原子%之合計設為100原子%。即，例如於氧化膜含有鉭原子、矽原子及氧原子之情形時，將構成金屬氧化物之鉭原子之原子%、矽原子之原子%、及氧原子之原子%之合計設為100原子%。藉由對氧化膜添加該等元素中之任一者，可於攝像元件之製造步驟中之熱處理中抑制氧化膜之結晶化。若於氧化膜產生局部之結晶化，則有產生以該局部地結晶化之部分為基點之漏電流之虞，但由於可獲得具有均勻之非晶結構之氧化膜，故而可防止產生此種問題，從而可謀求光電轉換層之閾值電壓之穩定化，其結果，可謀求進一步改善電荷儲存及傳輸效率之特性，從而可提高攝像畫質。進而，於該等情形時，可設為氧化膜之厚度為1原子層以上1×10^-7 m以下之構成。作為金屬氧化物，具體可列舉Ta₂ O₅ 、TiO₂ 、V₂ O₅ 、Nb₂ O₅ 、W₂ O₃ 、ZrO₂ 、HfO₂ 、Sc₂ O₃ 、Y₂ O₃ 、La₂ O₃ 、Ga₂ O₃ 、MgO。即便氧化膜之膜厚為1原子層(0.15 nm左右)，亦對氧化物半導體之穩定化有充分之效果。

又或者，於包含以上所說明之各種較佳之形態之本發明之攝像元件等中，可設為氧化膜包含隧道氧化膜之構成，於此情形時，隧道氧化膜可包含選自由SiO_X 、SiON、SiOC及AlO_Y 所組成之群中之至少1種材料，進而，於該等情形時，可設為隧道氧化膜之厚度為1原子層以上5×10^-9 m以下之構成。

又或者，於包含以上所說明之各種較佳之形態之本發明之攝像元件等中，可設為氧化膜具有包含金屬氧化物之膜與隧道氧化膜之積層構造之構成，於此情形時，可設為金屬氧化物含有選自由鉭、鈦、釩、鈮、鎢、鋯、鉿、鈧、釔、鑭、鎵及鎂所組成之群中之至少1種元素之構成，進而，可設為包含金屬氧化物之膜之厚度為1原子層以上1×10^-7 m以下之構成。進而，於該等情形時，隧道氧化膜可包含選自由SiO_X 、SiON、SiOC及AlO_Y 所組成之群中之至少1種材料，進而，於該等情形時，可設為隧道氧化膜之厚度為1原子層以上5×10^-9 m以下之構成。

作為構成氧化物半導體層之材料即氧化物半導體(以下，存在稱為『氧化物半導體層構成材料』之情形)，例如可列舉：氧化銦、氧化鎵、氧化鋅、氧化錫、或至少含有該等氧化物之1種之材料、於該等材料中添加有摻雜劑之材料、具體而言例如為IGZO(於氧化鋅中添加有作為摻雜劑之銦及鎵之銦-鎵-鋅氧化物)、ITZO(Indium-Tin-Zinc-Oxide，銦-錫-鋅氧化物)、IWZO(Tungsten Doped Indium-Zinc-Oxide，摻鎢氧化銦鋅)、IWO(Indium-Tungsten-Oxide，氧化銦鎢)、ZTO(Zinc-Tin-Oxide，氧化鋅錫)、ITO-SiO_X 系材料(混合或摻雜有氧化矽之銦-錫氧化物)、GZO(於氧化鋅中添加有作為摻雜劑之鎵之鎵-鋅氧化物)、IGO(於氧化鎵中添加有作為摻雜劑之銦之銦-鎵氧化物)、ZnSnO₃ 、AlZnO、GaZnO、InZnO，又，可列舉包含CuI、InSbO₄ 、ZnMgO、CuInO₂ 、MgIn₂ O₄ 、CdO等之材料，但並不限定於該等材料。又或者，作為氧化物半導體層構成材料，於應儲存之電荷為電子之情形時，可列舉具有較構成光電轉換層之材料(以下，存在稱為『光電轉換層構成材料』之情形)之游離電位大之游離電位之材料，於應儲存之電荷為電洞之情形時，可列舉具有較光電轉換層構成材料之電子親和力小之電子親和力之材料。又或者，氧化物半導體層構成材料中之雜質濃度較佳為1×10¹⁸ cm^-3 以下。氧化物半導體層可為單層構成，亦可為多層構成。亦可使位於電荷儲存用電極之上方之氧化物半導體層構成材料與位於第1電極之上方之氧化物半導體層構成材料不同。

進而，於包含以上所說明之各種較佳之形態、構成之本發明之攝像元件等中，可設為氧化膜與氧化物半導體層之界面附近之氧化物半導體層之部分中的氫原子濃度之平均值Conc_H-1 ，高於氧化物半導體層之沿著厚度方向之中央部分中之氫原子濃度之平均值Conc_H-2 的構成，於此情形時，較佳為滿足： Conc_H-1 /Conc_H-2 ≧1.1。 進而，又或者可設為如下構成：於將氧化膜與氧化物半導體層之界面附近之氧化物半導體層之部分中的氫原子濃度值設為Conc_H-1 ，將氧化膜與氧化物半導體層之界面附近之氧化物半導體層之部分中的構成氧化膜之原子之濃度值設為Conc_M-1 時，朝向氧化物半導體層之沿著厚度方向之中央部分的Conc_H-1 之平均變化率ΔConc_H-1 ，大於朝向氧化物半導體層之沿著厚度方向之中央部分的Conc_M-1 之平均變化率ΔConc_M-1 。此處，所謂氧化膜與氧化物半導體層之界面係定義為於將氧化膜中之構成氧化膜之原子之濃度之峰值設為Conc_M-Peak 時氧化膜中之構成氧化膜之原子之濃度值成為Conc_M-Peak 之10%之部分。又，所謂氧化膜與氧化物半導體層之界面附近之氧化物半導體層之部分係指以氧化膜與光電轉換層之界面為基準佔據光電轉換層之厚度之10%以內之區域(即，跨及光電轉換層之厚度之0%至10%之區域)，所謂氧化物半導體層之沿著厚度方向之中央部分係指以氧化膜與光電轉換層之界面為基準佔據光電轉換層之厚度之40%至60%之區域(即，跨及光電轉換層之厚度之40%至60%之區域)。氫原子濃度或構成氧化膜之原子之濃度例如可藉由使用AMETEK股份有限公司CAMECA事業部之二次離子質量分析裝置之二次離子質量分析法(Secondary Ion Mass Spectrometry法，SIMS法)而求出，亦可基於能量分散型X射線分光法(Energy Dispersive X-ray Spectroscopy 法，EDS法)而求出。又，厚度方向之某區域(為了方便起見，稱為『某區間』)中之原子之濃度值之平均變化率可藉由自某區間之起點跨及終點進行原子濃度值之分析值之平滑化，並將｛(藉由平滑化獲得之終點處之原子濃度值)－(藉由平滑化獲得之起點處之原子濃度值)｝之值除以(終點至起點之距離)而求出。

關於第1電極、第2電極、電荷儲存用電極及光電轉換層，將於下文詳細地進行說明。

進而，於包含以上所說明之各種較佳之形態、構成之本發明之攝像元件等中，可設為於光電轉換層中產生之電荷經由氧化膜及氧化物半導體層移動至第1電極之形態，於此情形時，可設為電荷為電子之形態。

於本發明之攝像元件等中，規定構成氧化膜之材料(以下，存在稱為『氧化膜構成材料』之情形)之特性、光電轉換層構成材料之特性、氧化物半導體層構成材料之特性，光電轉換層構成材料之特性係指位於氧化膜之附近之光電轉換層之部分之特性平均值。氧化膜構成材料之特性係氧化膜中之平均值，氧化物半導體層構成材料之特性係氧化物半導體層中之平均值。即，氧化膜、氧化物半導體層之傳導帶中之能量平均值E₁ 、E₂ 係設為氧化膜、氧化物半導體層中之平均值。又，光電轉換層之LUMO值之能量平均值E₀ 係設為位於氧化膜之附近之光電轉換層之部分中之平均值。同樣地，氧化膜、氧化物半導體層之價帶中之能量平均值E₄ 、E₅ 係設為氧化膜、氧化物半導體層中之平均值。又，光電轉換層之HOMO值之能量平均值E₃ 係設為位於氧化膜之附近之光電轉換層之部分中之平均值。此處，所謂「位於氧化膜之附近之光電轉換層之部分」係指位於以氧化膜與光電轉換層之界面為基準佔據光電轉換層之厚度之10%以內之區域(即，跨及光電轉換層之厚度之0%至10%之區域)之光電轉換層的部分。

進而，於包含以上所說明之各種較佳之形態、構成之本發明之攝像元件等中，可設為氧化物半導體層為非晶質(例如局部不具有晶體結構之非晶質)之形態。可基於X射線繞射分析決定氧化物半導體層是否為非晶質。但是氧化物半導體層並不限定於非晶質，亦可具有晶體結構，還可具有多晶體結構。

進而，於包含以上所說明之各種較佳之形態、構成之本發明之攝像元件等中，可設為氧化物半導體層之厚度為1×10^-8 m至1.5×10^-7 m、較佳為2×10^-8 m至1.0×10^-7 m、更佳為3×10^-8 m至1.0×10^-7 m之形態。氧化物半導體層之載子濃度(載子密度)較佳為未達1×10¹⁶ /cm³ ，藉此，可謀求氧化物半導體層中之電荷儲存量之增加。又，氧化物半導體層構成材料之載子遷移率較佳為10 cm² /V・s以上，藉此，可使儲存於氧化物半導體層之電荷迅速地移動至第1電極。

進而，於包含以上所說明之各種較佳之形態、構成之本發明之攝像元件等中，可設為如下形態： 自第2電極入射光， 光電轉換層側之氧化物半導體層表面(氧化膜與氧化物半導體層之界面中之氧化物半導體層表面，以下亦相同)之表面粗糙度Ra為1.5 nm以下，氧化物半導體層表面之均方根粗糙度Rq之值為2.5 nm以下。表面粗糙度Ra、Rq係基於JIS B0601：2013之規定。此種氧化物半導體層表面之平滑性可抑制氧化物半導體層表面中之散射反射，從而謀求光電轉換中之明電流特性之提高。可設為如下形態：電荷儲存用電極表面之表面粗糙度Ra為1.5 nm以下，且電荷儲存用電極表面之均方根粗糙度Rq之值為2.5 nm以下。

於圖51所示之先前之攝像元件中，於第2光電轉換部341A及第3光電轉換部343A中藉由光電轉換產生之電荷暫時儲存於第2光電轉換部341A及第3光電轉換部343A之後，傳輸至第2浮動擴散層FD₂ 及第3浮動擴散層FD₃ 。因此，可使第2光電轉換部341A及第3光電轉換部343A完全空乏化。然而，於第1光電轉換部310A中藉由光電轉換產生之電荷直接儲存於第1浮動擴散層FD₁ 。因此，難以使第1光電轉換部310A完全空乏化。而且，以上之結果為有kTC雜訊變大、隨機雜訊惡化從而導致攝像畫質降低之虞。

於本發明之攝像元件等中，如上所述，若具備與第1電極分開配置且介隔絕緣層而與氧化物半導體層對向配置之電荷儲存用電極，則於對光電轉換部照射光，並於光電轉換部進行光電轉換時，可將電荷儲存於氧化物半導體層(視情形為氧化物半導體層及光電轉換層，又或者為氧化物半導體層、氧化膜及光電轉換層)。因此，可於曝光開始時，使電荷儲存部完全空乏化而消除電荷。其結果，可抑制產生kTC雜訊變大、隨機雜訊惡化從而導致攝像畫質降低等現象。再者，於以下說明中，存在將氧化物半導體層、或氧化物半導體層及光電轉換層、或氧化物半導體層、氧化膜及光電轉換層總稱為『氧化物半導體層等』之情形。

氧化物半導體層或氧化膜例如可基於物理氣相沈積法(PVD法)、具體而言例如濺鍍法而成膜。更具體而言，可例示例如使用平行板濺鍍裝置或DC(Direct Current，直流)磁控濺鍍裝置、RF(Radio Frequency，射頻)濺鍍裝置作為濺鍍裝置、使用氬(Ar)氣作為處理氣體並使用所需燒結體作為靶之濺鍍法。又或者，可例示原子層沈積法(ALD法)作為氧化膜之形成方法。但是並不限定於該等成膜方法。

於基於濺鍍法形成氧化物半導體層之情形時，可藉由控制氧氣導入量(氧氣分壓)而控制氧化物半導體層之能階。具體而言，可基於根據濺鍍法形成時之 氧氣分壓＝(O₂ 氣體壓力)/(Ar氣體與O₂ 氣體之壓力合計) 進行控制。氧氣分壓較佳為設為0.005至0.10。進而，於本發明之攝像元件等中，可設為氧化物半導體層中之氧之含有率少於化學計量組成之氧含有率之形態。此處，可基於氧之含有率控制氧化物半導體層之能階，氧之含有率越少於化學計量組成之氧含有率，即，氧空位越多，則能階越深。

作為本發明之攝像元件等，可列舉CCD(Charge Coupled Device，電荷耦合)元件、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互補金屬氧化物半導體)影像感測器、CIS(Contact Image Sensor，接觸式影像感測器)、CMD(Charge Modulation Device，電荷調製元件)型之信號放大型影像感測器。根據本發明之第1態樣～第2態樣之固態攝像裝置、下述第1構成～第2構成之固態攝像裝置，例如可構成數位靜態相機或攝錄影機、攝錄影機、監控相機、車載用相機、智慧型手機用相機、遊戲用之使用者介面相機、生物特徵量測鑑別用相機。 [實施例1]

實施例1關於本發明之攝像元件、本發明之積層型攝像元件及本發明之第2態樣之固態攝像裝置。將實施例1之攝像元件及積層型攝像元件(以下，簡稱為「攝像元件」)之一部分的模式性之剖視圖示於圖1。再者，於圖1中，圖示並列設置之2個攝像元件，圖1之模式性之剖視圖例如為與沿著圖11之單點鏈線A-A同樣之模式性之剖視圖。又，將實施例1之攝像元件、積層型攝像元件之1個的模式性之局部剖視圖示於圖2，將實施例1之攝像元件、積層型攝像元件之等效電路圖示於圖3及圖4，將構成實施例1之攝像元件之第1電極及電荷儲存用電極以及構成控制部之電晶體的模式性之配置圖示於圖5。進而，於圖6中模式性地表示實施例1之攝像元件之動作時之各部位中之電位之狀態，將用以說明圖6之各部位的實施例1之攝像元件、積層型攝像元件之等效電路圖示於圖7A，將實施例1之固態攝像裝置之概念圖示於圖8。再者，存在為了簡化圖式，出於方便以元件符號13彙總表示位於較層間絕緣層81更靠下方之各種攝像元件構成要素之情形。

實施例1之攝像元件10具備積層第1電極21、光電轉換層23A及第2電極22而成之光電轉換部，於光電轉換層23A之正下方，自光電轉換層側形成有氧化膜23B及氧化物半導體層23C。此處，於實施例1中，氧化物半導體層23C與第1電極21相接，氧化物半導體層23C與氧化膜23B相接，氧化膜23B與光電轉換層23A相接。

實施例1之積層型攝像元件包含至少1個實施例1之攝像元件10。又，實施例1之固態攝像裝置具備複數個實施例1之積層型攝像元件10。而且，根據實施例1之固態攝像裝置，例如構成數位靜態相機或攝錄影機、攝錄影機、監控相機、車載用相機(車載相機)、智慧型手機用相機、遊戲用之使用者介面相機、生物特徵量測鑑別用相機等。

氧化物半導體層23C具有與第1電極21相接之區域、與絕緣層82相接且於下方不存在電荷儲存用電極24之區域、及與絕緣層82相接且於下方存在電荷儲存用電極24之區域。而且，自第2電極22入射光。光電轉換層側之氧化物半導體層23C之表面之表面粗糙度Ra為1.5 nm以下，均方根粗糙度Rq之值為2.5 nm以下。又，氧化物半導體層23C為非晶質，氧化物半導體層23C之厚度為1×10^-8 m至1.5×10^-7 m。

氧化膜構成元素之至少一部分與構成氧化物半導體層23C之元素不同。於將氧化物半導體層之傳導帶中之能量平均值設為E₂ ，將氧化膜之傳導帶中之能量平均值設為E₁ 時，滿足： E₁ －E₂ ≧-0.4(eV)， 較佳為： E₁ －E₂ ≧0(eV)， 更佳為： E₁ －E₂ ≧0.1(eV)， 進而較佳為： E₁ －E₂ ＞0.1(eV)， 進而，於將光電轉換層之LUMO值之能量平均值設為E₀ 時，滿足： E₀ －E₁ ≧-0.4(eV)， 較佳為： E₀ －E₁ ≧0(eV)， 更佳為： E₀ －E₁ ≧0.1(eV)， 進而較佳為： E₀ －E₁ ＞0.1(eV)。 進而，較佳為滿足： E₀ ≧E₁ ≧E₂ 。 於圖45中，模式性地表示光電轉換層23A、氧化膜23B及氧化物半導體層23C之積層構造體中之各種能量值之關係。

氧化膜構成材料包含金屬氧化物，氧化膜23B之厚度為1原子層以上1×10^-7 m以下。具體而言，氧化膜23B例如由厚度10 nm之TiO₂ 等金屬氧化物構成，氧化物半導體層23C例如由厚度50 nm之IGZO構成。又，光電轉換層23A例如包含含有C60之有機半導體材料(有機光電轉換材料)。氧化物半導體層之傳導帶中之能量平均值E₂ 、價帶中之能量平均值E₅ 、氧化膜之傳導帶中之能量平均值E₁ 、價帶中之能量平均值E₄ 、光電轉換層之LUMO值之能量平均值E₀ 及HOMO值之能量平均值E₃ 如以下表1所示。而且，於光電轉換層23A中產生之電荷經由氧化膜23B及氧化物半導體層23C移動至第1電極21。電荷為電子。氧化物半導體層構成材料之遷移率為10 cm² /V・s以上，氧化物半導體層23C之載子濃度未達1×10¹⁶ /cm³ 。再者，氧化膜23B可設為包含金屬氧化物之層之單層構造，亦可設為積層複數個包含金屬氧化物之層而成之積層構造。

＜表1＞ E₂ ：-4.7 eV E₁ ：-4.5 eV E₀ ：-4.4 eV E₅ ：-7.7 eV E₄ ：-7.6 eV E₃ ：-6.2 eV

對在氧化物半導體層23C之上形成氧化膜23B之效果進行了研究。具體而言，由氧化物半導體層及氧化膜之積層構造構成TFT(Thin Film Transistor，薄膜電晶體)之通道形成區域，求出V_gs 與I_d 之關係。將其結果示於圖46A。又，將求出作為比較例之通道形成區域僅由氧化物半導體層構成之TFT中的V_gs 與I_d 之關係所得之曲線圖示於圖46B。根據圖46A及圖46B可知，由氧化物半導體層及氧化膜之積層構造構成通道形成區域者之特性穩定。

於實施例1之攝像元件中，由於光電轉換部自第2電極側包含光電轉換層、氧化膜及氧化物半導體層，即，於氧化物半導體層之上形成有氧化膜，故而不易於氧化物半導體層之表面(光電轉換層側之面)或其附近產生氧空位。一般而言，氧化物半導體層之表面不穩定，但藉由以此方式於氧化膜終結而可於能量方面穩定化，從而可減少氧化物半導體層之表面之氧空位。因此，可謀求氧化物半導體內之阱及載子之減少，故而不易產生氧化物半導體層之特性變動(例如以閾值電壓評價之特性之變動)，可謀求電荷儲存及電荷傳輸效率之特性改善，從而可確實地防止產生電荷傳輸特性之降低、所拍攝之圖像之畫質降低等問題。而且，由於設置有氧化物半導體層，故而例如可防止電荷儲存時之再耦合，而可進一步增加儲存於光電轉換層之電荷向第1電極之電荷傳輸效率。進而，可將於光電轉換層產生之電荷暫時保持，控制傳輸之時序等，從而可抑制暗電流之產生。

此外，存在於氧化物半導體層23C中殘存如過剩之氧或氧空位之缺陷部位之情形。於此種情形時，藉由利用氫對缺陷部位進行終結處理，可使由缺陷部位引起之缺陷能階減少或無效化。對在氧化物半導體層23C之上形成氧化膜23B並進行氫終結化之情形時之效果進行了研究。具體而言，由氧化物半導體層23C及氧化膜23B之積層構造構成TFT之通道形成區域，將對氫終結處理前之V_gs 與I_d 之關係進行研究所得之結果示於圖47(A)，且一併於圖47(B)中表示剖面之概念圖。又，將對氫終結處理後之V_gs 與I_d 之關係進行研究所得之結果示於圖47(C)，且一併於圖47(D)中表示剖面之概念圖。可知，藉由進行氫終結處理，氧化物半導體層23C與氧化膜23B之積層構造作為通道層發揮功能。於圖47(B)及(D)中，「氧化物」表示氧化膜23B，「氧化物半導體」表示氧化物半導體層23C。於圖48中，表示圖47(C)所示之氧化膜23B及氧化物半導體層23C之SIMS解析結果之一例。再者，圖47(D)中「A」及「B」所表示之部分相當於圖48中「A」及「B」所表示之部分。圖47(D)及圖48中「A」所表示之部分相當於氧化物半導體層23C與氧化膜23B之界面。可知，於該例中，自氧化物半導體層23C朝向氧化膜23B，構成氧化膜之原子(具體而言為Ti)之濃度急遽上升，並且氫原子濃度急遽上升。即，可知於氧化物半導體層23C與氧化膜23B之界面附近之氧化物半導體層之部分中，氫原子之濃度上升。於圖49(a)中，表示基於第1原理計算預測存在作為缺陷部位之例之過剩之氧的氧化物半導體層23C與氧化膜23B之界面所得之結果。又，於圖49(b)中，表示基於第1原理計算預測於圖49(a)所示之狀態下添加氫時之狀態所得的結果，可知氫原子與過剩之氧原子鍵結，而可獲得穩定化之系統。

即，氧化膜23B與氧化物半導體層23C之界面附近之氧化物半導體層23C之部分中的氫原子濃度之平均值Conc_H-1 ，高於氧化物半導體層23C之沿著厚度方向之中央部分中之氫原子濃度之平均值Conc_H-2 。具體而言，較佳為滿足： Conc_H-1 /Conc_H-2 ≧1.1。 進而，又或者於將氧化膜23B與氧化物半導體層23C之界面附近之氧化物半導體層23C之部分中的氫原子濃度值設為Conc_H-1 ，將氧化膜23B與氧化物半導體層23C之界面附近之氧化物半導體層23C之部分中的構成氧化膜23B之原子之濃度值設為Conc_M-1 時，如圖48所示，朝向氧化物半導體層23C之沿著厚度方向之中央部分之Conc_H-1 之平均變化率ΔConc_H-1 ，大於朝向氧化物半導體層23C之沿著厚度方向之中央部分之Conc_M-1 之平均變化率ΔConc_M-1 。再者，於圖48中，以「區間A」表示氧化膜與氧化物半導體層之界面附近之氧化物半導體層之部分。

亦可氧化膜23B包含隧道氧化膜。此處，隧道氧化膜可包含選自由SiO_X 、SiON、SiOC及AlO_Y 所組成之群中之至少1種材料。再者，隧道氧化膜可設為包含該等材料中之1種材料之層之單層構造，亦可設為積層包含該等材料中之複數種材料之複數層而成之積層構造。隧道氧化膜之厚度較佳為1原子層以上5×10^-9 m以下。於氧化膜包含此種隧道氧化膜之情形時，亦可獲得與上述同樣之優異之結果。

又或者，氧化膜23B亦可設為具有包含金屬氧化物之膜與隧道氧化膜之積層構造之構成，於此情形時，可設為金屬氧化物含有選自由鉭、鈦、釩、鈮、鎢、鋯、鉿、鈧、釔、鑭、鎵及鎂所組成之群中之至少1種元素之構成，進而，可設為包含金屬氧化物之膜之厚度為1原子層以上1×10^-7 m以下之構成。進而，於該等情形時，隧道氧化膜可包含選自由SiO_X 、SiON、SiOC及AlO_Y 所組成之群中之至少1種材料，進而，於該等情形時，可設為隧道氧化膜之厚度為1原子層以上5×10^-9 m以下之構成。具體而言，例如可將氧化膜23B設為具有由厚度10 nm之金屬氧化物構成之膜(更具體而言，例如為位於光電轉換層23A側之TiO₂ 膜)與厚度0.5 nm之隧道氧化膜(更具體而言，例如為位於氧化物半導體層23C側之SiO₂ 膜)之積層構造之構成，於使用具有此種構造之氧化膜之情形時，亦可獲得與上述同樣之優異之結果。

又，於將電荷設為電洞之情形時，較佳為，於將氧化膜之價帶中之能量平均值設為E₄ ，將光電轉換層之HOMO值之能量平均值設為E₃ 時，滿足： E₃ －E₄ ≧-0.4(eV)， 較佳為： E₃ －E₄ ≧0(eV)， 更佳為： E₃ －E₄ ≧0.1(eV)， 進而較佳為： E₃ －E₄ ＞0.1(eV)， 於此情形時，進而較佳為，於將氧化物半導體層之價帶中之能量平均值設為E₅ 時，滿足： E₄ －E₅ ≧-0.4(eV)， 較佳為： E₄ －E₅ ≧0(eV)， 更佳為： E₄ －E₅ ≧0.1(eV)， 進而較佳為： E₄ －E₅ ＞0.1(eV)， 進而更佳為滿足： E₃ ≧E₄ ≧E₅ 。

以下，對本發明之攝像元件、本發明之積層型攝像元件及本發明之第2態樣之固態攝像裝置之整體進行說明，繼而，對實施例1之攝像元件、固態攝像裝置進行詳細說明。以下，對施加於第1電極之電位高於施加於第2電極之電位之情形進行說明，於施加於第1電極之電位低於施加於第2電極之電位之情形時，只要使施加於各種電極之電位之高低相反即可。於以下說明中將表示施加於各種電極之電位之符號示於以下之表2。

＜表2＞ 電荷儲存期間 電荷傳輸期間 第1電極 V₁₁ V₁₂ 第2電極 V₂₁ V₂₂ 電荷儲存用電極 V₃₁ V₃₂ 電荷移動控制電極 V₄₁ V₄₂ 傳輸控制用電極 V₅₁ V₅₂ 電荷排出電極 V₆₁ V₆₂

於本發明之攝像元件等中，氧化物半導體層之對於波長400 nm至660 nm之光之光透過率較佳為65%以上。又，電荷儲存用電極之對於波長400 nm至660 nm之光之光透過率亦較佳為65%以上。電荷儲存用電極之薄片電阻值較佳為3×10 Ω/□至1×10³ Ω/□。

於本發明之攝像元件等中，可設為進而具備半導體基板且光電轉換部配置於半導體基板之上方之形態。再者，第1電極、電荷儲存用電極、第2電極及各種電極連接於下述驅動電路。

位於光入射側之第2電極亦可於複數個攝像元件中共通化。即，除下述本發明之具備上部電荷移動控制電極之攝像元件等以外，可將第2電極設為所謂固體電極。光電轉換層可於複數個攝像元件中共通化，即，可於複數個攝像元件中形成有1層光電轉換層，亦可設置於每個攝像元件。氧化物半導體層較佳為設置於每個攝像元件，但視情形亦可於複數個攝像元件中共通化。即，例如亦可藉由將下述電荷移動控制電極設置於攝像元件與攝像元件之間，而於複數個攝像元件形成共通化之1層氧化物半導體層。於在複數個攝像元件形成共通化之1層氧化物半導體層之情形時，就氧化物半導體層之端部之保護等觀點而言較理想為氧化物半導體層之端部至少由光電轉換層覆蓋。

進而，於包含以上所說明之各種較佳之形態、構成之本發明之攝像元件等中，可設為第1電極於設置於絕緣層之開口部內延伸並與氧化物半導體層連接之形態。又或者，可設為氧化物半導體層於設置於絕緣層之開口部內延伸並與第1電極連接之形態，於此情形時，可設為如下形態： 第1電極之頂面之緣部由絕緣層覆蓋， 第1電極於開口部之底面露出，且 於將與第1電極之頂面相接之絕緣層之面設為第1面，將與對向於電荷儲存用電極之氧化物半導體層之部分相接之絕緣層的面設為第2面時，開口部之側面具有自第1面朝向第2面擴大之傾斜；進而，可設為具有自第1面朝向第2面擴大之傾斜之開口部之側面位於電荷儲存用電極側的形態。

進而，於包含以上所說明之各種較佳之形態、構成之本發明之攝像元件等中，可設為如下構成： 進而具備設置於半導體基板且具有驅動電路之控制部， 第1電極及電荷儲存用電極連接於驅動電路， 於電荷儲存期間，自驅動電路對第1電極施加電位V₁₁ ，對電荷儲存用電極施加電位V₃₁ ，而將電荷儲存於氧化物半導體層(或氧化物半導體層及光電轉換層、或氧化物半導體層、氧化膜及光電轉換層)，且 於電荷傳輸期間，自驅動電路對第1電極施加電位V₁₂ ，對電荷儲存用電極施加電位V₃₂ ，而將儲存於氧化物半導體層(或氧化物半導體層及光電轉換層)之電荷經由第1電極讀出至控制部。其中，第1電極之電位高於第2電極之電位， V₃₁ ≧V₁₁ ，且V₃₂ ＜V₁₂ 。 再者，存在如上所述將氧化物半導體層、或氧化物半導體層及光電轉換層、或氧化物半導體層、氧化膜及光電轉換層總稱為『氧化物半導體層等』之情形。

進而，於包含以上所說明之各種較佳之形態、構成之本發明之攝像元件等中，可設為於介隔絕緣層而與位於鄰接之攝像元件之間之光電轉換層之區域對向之區域形成有電荷移動控制電極之形態。再者，存在為了方便起見而將此種形態稱為『本發明之具備下部電荷移動控制電極之攝像元件等』之情形。又或者，可設為於位於鄰接之攝像元件之間之光電轉換層之區域之上形成有電荷移動控制電極代替形成第2電極之形態。再者，存在為了方便起見將此種形態稱為『本發明之具備上部電荷移動控制電極之攝像元件等』之情形。

於以下說明中，為了方便起見，將「位於鄰接之攝像元件之間之光電轉換層之區域」稱為『光電轉換層之區域-A』，為了方便起見，將「位於鄰接之攝像元件之間之絕緣層之區域」稱為『絕緣層之區域-A』。光電轉換層之區域-A與絕緣層之區域-A對應。進而，為了方便起見，將「鄰接之攝像元件之間之區域」稱為『區域-a』。

於本發明之具備下部電荷移動控制電極(下方-電荷移動控制電極且以光電轉換層為基準位於與光入射側為相反側之電荷移動控制電極)之攝像元件等中，於介隔絕緣層而與光電轉換層之區域-A對向之區域形成有下部電荷移動控制電極。換言之，於由構成鄰接之攝像元件之各者之電荷儲存用電極及電荷儲存用電極夾著之區域(區域-a)中的絕緣層之部分(絕緣層之區域-A)之下，形成有下部電荷移動控制電極。下部電荷移動控制電極與電荷儲存用電極分開設置。又或者，換言之，下部電荷移動控制電極包圍電荷儲存用電極，並與電荷儲存用電極分開設置，下部電荷移動控制電極介隔絕緣層而與光電轉換層之區域-A對向配置。

而且，本發明之具備下部電荷移動控制電極之攝像元件等可設為如下形態：進而具備設置於半導體基板且具有驅動電路之控制部， 第1電極、第2電極、電荷儲存用電極及下部電荷移動控制電極連接於驅動電路， 於電荷儲存期間，自驅動電路對第1電極施加電位V₁₁ ，對電荷儲存用電極施加電位V₃₁ ，對下部電荷移動控制電極施加電位V₄₁ ，而將電荷儲存於氧化物半導體層等，且 於電荷傳輸期間，自驅動電路對第1電極施加電位V₁₂ ，對電荷儲存用電極施加電位V₃₂ ，對下部電荷移動控制電極施加電位V₄₂ ，而將儲存於氧化物半導體層等之電荷經由第1電極讀出至控制部。其中， V₃₁ ≧V₁₁ ，V₃₁ ＞V₄₁ ，且V₁₂ ＞V₃₂ ＞V₄₂ 。 下部電荷移動控制電極可與第1電極或電荷儲存用電極形成於相同之水平面，亦可形成於不同之水平面。

於本發明之具備上部電荷移動控制電極(上方電荷移動控制電極且以與光電轉換層為基準位於光入射側之電荷移動控制電極)之攝像元件等中，於位於鄰接之攝像元件之間之光電轉換層之區域之上，形成有上部電荷移動控制電極代替形成第2電極，上部電荷移動控制電極與第2電極分開設置。換言之， 可設為[A]形態：第2電極係設置於每個攝像元件，上部電荷移動控制電極包圍第2電極之至少一部分，並與第2電極分開，設置於光電轉換層之區域-A之上；又或者， 亦可列舉[B]形態：第2電極係設置於每個攝像元件，上部電荷移動控制電極包圍第2電極之至少一部分，並與第2電極分開設置，於上部電荷移動控制電極之下方存在電荷儲存用電極之一部分；又或者， 亦可列舉[C]形態：第2電極係設置於每個攝像元件，上部電荷移動控制電極包圍第2電極之至少一部分，並與第2電極分開設置，於上部電荷移動控制電極之下方存在電荷儲存用電極之一部分，而且，於上部電荷移動控制電極之下方形成有下部電荷移動控制電極。存在藉由上部電荷移動控制電極與第2電極之耦合產生之電位施加於位於上部電荷移動控制電極與第2電極之間之區域之下的光電轉換層之區域之情形。

又，本發明之具備上部電荷移動控制電極之攝像元件等可設為如下形態：進而具備設置於半導體基板且具有驅動電路之控制部， 第1電極、第2電極、電荷儲存用電極及上部電荷移動控制電極連接於驅動電路， 於電荷儲存期間，自驅動電路對第2電極施加電位V₂₁ ，對上部電荷移動控制電極施加電位V₄₁ ，而將電荷儲存於氧化物半導體層等，且 於電荷傳輸期間，自驅動電路對第2電極施加電位V₂₂ ，對上部電荷移動控制電極施加電位V₄₂ ，而將儲存於氧化物半導體層等之電荷經由第1電極讀出至控制部。其中， V₂₁ ≧V₄₁ ，且V₂₂ ≧V₄₂ 。 上部電荷移動控制電極與第2電極形成於相同之水平面。

進而，於包含以上所說明之各種較佳之形態、構成之本發明之攝像元件等中，可設為如下形態：於第1電極與電荷儲存用電極之間，進而具備與第1電極及電荷儲存用電極分開配置且介隔絕緣層而與氧化物半導體層對向配置之傳輸控制用電極(電荷傳輸電極)。為了方便起見，將此種形態之本發明之攝像元件等稱為『本發明之具備傳輸控制用電極之攝像元件等』。

而且，於本發明之具備傳輸控制用電極之攝像元件等中，可設為如下構成： 進而具備設置於半導體基板且具有驅動電路之控制部， 第1電極、電荷儲存用電極及傳輸控制用電極連接於驅動電路， 於電荷儲存期間，自驅動電路對第1電極施加電位V₁₁ ，對電荷儲存用電極施加電位V₃₁ ，對傳輸控制用電極施加電位V₅₁ ，而將電荷儲存於氧化物半導體層等，且 於電荷傳輸期間，自驅動電路對第1電極施加電位V₁₂ ，對電荷儲存用電極施加電位V₃₂ ，對傳輸控制用電極施加電位V₅₂ ，而將儲存於氧化物半導體層等之電荷經由第1電極讀出至控制部。其中，第1電極之電位高於第2電極之電位， V₃₁ ＞V₅₁ ，且V₃₂ ≦V₅₂ ≦V₁₂ 。

進而，於包含以上所說明之各種較佳之形態、構成之本發明之攝像元件等中，可設為進而具備連接於氧化物半導體層且與第1電極及電荷儲存用電極分開配置之電荷排出電極之形態。為了方便起見，將此種形態之本發明之攝像元件等稱為『本發明之具備電荷排出電極之攝像元件等』。而且，於本發明之具備電荷排出電極之攝像元件等中，可設為電荷排出電極以包圍第1電極及電荷儲存用電極之方式(即，呈邊框狀地)配置之形態。電荷排出電極可於複數個攝像元件中共用化(共通化)。而且，於此情形時，可設為如下形態： 氧化物半導體層等於設置於絕緣層之第2開口部內延伸，並與電荷排出電極連接， 電荷排出電極之頂面之緣部由絕緣層覆蓋， 電荷排出電極露出於第2開口部之底面，且 於將與電荷排出電極之頂面相接之絕緣層之面設為第3面，將與對向於電荷儲存用電極之氧化物半導體層之部分相接之絕緣層的面設為第2面時，第2開口部之側面具有自第3面朝向第2面擴大之傾斜。

進而，於本發明之具備電荷排出電極之攝像元件等中，可設為如下構成： 進而具備設置於半導體基板且具有驅動電路之控制部， 第1電極、電荷儲存用電極及電荷排出電極連接於驅動電路， 於電荷儲存期間，自驅動電路對第1電極施加電位V₁₁ ，對電荷儲存用電極施加電位V₃₁ ，對電荷排出電極施加電位V₆₁ ，而將電荷儲存於氧化物半導體層等，且 於電荷傳輸期間，自驅動電路對第1電極施加電位V₁₂ ，對電荷儲存用電極施加電位V₃₂ ，對電荷排出電極施加電位V₆₂ ，而將儲存於氧化物半導體層等之電荷經由第1電極讀出至控制部。其中，第1電極之電位高於第2電極之電位， V₆₁ ＞V₁₁ ，且V₆₂ ＜V₁₂ 。

進而，於本發明之攝像元件等中之以上所說明之各種較佳之形態、構成中，可設為電荷儲存用電極包含複數個電荷儲存用電極區段之形態。為了方便起見，將此種形態之本發明之攝像元件等稱為『本發明之具備複數個電荷儲存用電極區段之攝像元件等』。電荷儲存用電極區段之數量只要為2個以上即可。而且，於本發明之具備複數個電荷儲存用電極區段之攝像元件等中，可設為如下形態：於對N個電荷儲存用電極區段分別施加不同之電位之情形時， 於第1電極之電位高於第2電極之電位之情形時，於電荷傳輸期間，施加於位於距第1電極最近之部位之電荷儲存用電極區段(第1個光電轉換部區段)之電位高於施加於位於距第1電極最遠之部位之電荷儲存用電極區段(第N個光電轉換部區段)之電位，且 於第1電極之電位低於第2電極之電位之情形時，於電荷傳輸期間，施加於位於距第1電極最近之部位之電荷儲存用電極區段(第1個光電轉換部區段)之電位低於施加於位於距第1電極最遠之部位之電荷儲存用電極區段(第N個光電轉換部區段)之電位。

於包含以上所說明之各種較佳之形態、構成之本發明之攝像元件等中，可設為如下構成： 於半導體基板，設置有構成控制部之至少浮動擴散層及放大電晶體，且 第1電極連接於浮動擴散層及放大電晶體之閘極部。而且，於此情形時，進而可設為如下構成： 於半導體基板，進而設置有構成控制部之重置電晶體及選擇電晶體， 浮動擴散層連接於重置電晶體之一源極/汲極區域，且 放大電晶體之一源極/汲極區域連接於選擇電晶體之一源極/汲極區域，選擇電晶體之另一源極/汲極區域連接於信號線。

進而，於包含以上所說明之各種較佳之形態、構成之本發明之攝像元件等中，可設為電荷儲存用電極之大小大於第1電極之形態。於將電荷儲存用電極之面積設為s₁ '，將第1電極之面積設為s₁ 時，雖不受限定，但較佳為滿足： 4≦s₁ '/s₁ 。

又或者，作為包含以上所說明之各種較佳之形態、構成之本發明之攝像元件等之變化例，可列舉以下所說明之第1構成～第6構成之攝像元件。即，於包含以上所說明之各種較佳之形態、構成之本發明之攝像元件等中的第1構成～第6構成之攝像元件中， 光電轉換部包含N個(其中，N≧2)光電轉換部區段， 氧化物半導體層等包含N個光電轉換層區段， 絕緣層包含N個絕緣層區段， 於第1構成～第3構成之攝像元件中，電荷儲存用電極包含N個電荷儲存用電極區段， 於第4構成～第5構成之攝像元件中，電荷儲存用電極包含相互分開配置之N個電荷儲存用電極區段， 第n個(其中，n＝1、2、3…N)光電轉換部區段包含第n個電荷儲存用電極區段、第n個絕緣層區段及第n個光電轉換層區段， n之值越大之光電轉換部區段位於越遠離第1電極之位置。此處，所謂『光電轉換層區段』係指積層光電轉換層、氧化膜及氧化物半導體層而成之區段。

而且，於第1構成之攝像元件中，自第1個光電轉換部區段跨及第N個光電轉換部區段，絕緣層區段之厚度逐漸變化。又，於第2構成之攝像元件中，自第1個光電轉換部區段跨及第N個光電轉換部區段，光電轉換層區段之厚度逐漸變化。再者，於光電轉換層區段中，可使光電轉換層之部分之厚度變化，將氧化物半導體層之部分之厚度設為固定，並使光電轉換層區段之厚度變化，亦可將光電轉換層之部分之厚度設為固定，使氧化物半導體層之部分之厚度變化，並使光電轉換層區段之厚度變化，還可使光電轉換層之部分之厚度變化，使氧化物半導體層之部分之厚度變化，並使光電轉換層區段之厚度變化。進而，於第3構成之攝像元件中，於鄰接之光電轉換部區段中，構成絕緣層區段之材料不同。又，於第4構成之攝像元件中，於鄰接之光電轉換部區段中，構成電荷儲存用電極區段之材料不同。進而，於第5構成之攝像元件中，自第1個光電轉換部區段至第N個光電轉換部區段，電荷儲存用電極區段之面積逐漸變小。面積可連續地變小，亦可呈階梯狀地變小。

又或者，於包含以上所說明之各種較佳之形態、構成之本發明之攝像元件等中的第6構成之攝像元件中，將電荷儲存用電極、絕緣層、氧化物半導體層及光電轉換層之積層方向設為Z方向，將遠離第1電極之方向設為X方向時，於YZ假想平面將積層電荷儲存用電極、絕緣層、氧化物半導體層、氧化膜及光電轉換層而成之積層部分切斷時之積層部分之剖面面積依存於與第1電極之距離而變化。剖面面積之變化可為連續之變化，亦可為階梯狀之變化。

於第1構成～第2構成之攝像元件中，N個光電轉換層區段連續地設置，N個絕緣層區段亦連續地設置，且N個電荷儲存用電極區段亦連續地設置。於第3構成～第5構成之攝像元件中，N個光電轉換層區段連續地設置。又，於第4構成、第5構成之攝像元件中，N個絕緣層區段連續地設置，另一方面，於第3構成之攝像元件中，N個絕緣層區段對應於光電轉換部區段各者而設置。進而，於第4構成、第5構成之攝像元件中視情形而定，於第3構成之攝像元件中，N個電荷儲存用電極區段對應於光電轉換部區段各者而設置。而且，於第1構成～第6構成之攝像元件中，對電荷儲存用電極區段全部施加相同之電位。又或者，於第4構成～第5構成之攝像元件中視情形而定，於第3構成之攝像元件中，亦可對N個電荷儲存用電極區段之各者施加不同之電位。

於包含第1構成～第6構成之攝像元件之本發明之攝像元件等中，規定絕緣層區段之厚度，又或者，規定光電轉換層區段之厚度，又或者，構成絕緣層區段之材料不同，又或者，構成電荷儲存用電極區段之材料不同，又或者，規定電荷儲存用電極區段之面積，又或者，規定積層部分之剖面面積，故而形成一種電荷傳輸梯度，從而可更容易且確實地將藉由光電轉換產生之電荷傳輸至第1電極。而且，其結果，可防止殘像之產生或電荷傳輸殘留之產生。

於第1構成～第5構成之攝像元件中，n之值越大之光電轉換部區段位於越遠離第1電極之位置，是否位於遠離第1電極之位置係以X方向為基準進行判斷。又，於第6構成之攝像元件中，將遠離第1電極之方向設為X方向，如下所述定義『X方向』。即，排列有複數個攝像元件或積層型攝像元件之像素區域包含呈2維陣列狀地即於X方向及Y方向上規則地排列有複數個之像素。於將像素之平面形狀設為矩形之情形時，將距第1電極最近之邊延伸之方向設為Y方向，將與Y方向正交之方向設為X方向。又或者，於將像素之平面形狀設為任意形狀之情形時，將包含距第1電極最近之線段或曲線之整體之方向設為Y方向，將與Y方向正交之方向設為X方向。

以下，關於第1構成～第6構成之攝像元件，對第1電極之電位高於第2電極之電位之情形進行說明，於第1電極之電位低於第2電極之電位之情形時，只要使電位之高低相反即可。

於第1構成之攝像元件中，自第1個光電轉換部區段跨及第N個光電轉換部區段，絕緣層區段之厚度逐漸變化，絕緣層區段之厚度較佳為逐漸變厚，藉此，形成一種電荷傳輸梯度。而且，於電荷儲存期間，若成為V₃₁ ≧V₁₁ 之狀態，則第n個光電轉換部區段相較於第(n＋1)個光電轉換部區段可儲存更多之電荷，可被施加更強之電場，而確實地防止電荷自第1個光電轉換部區段至第1電極之流動。又，於電荷傳輸期間，若成為V₃₂ ＜V₁₂ 之狀態，則可確實地確保電荷自第1個光電轉換部區段至第1電極之流動、電荷自第(n＋1)個光電轉換部區段至第n個光電轉換部區段之流動。

於第2構成之攝像元件中，自第1個光電轉換部區段跨及第N個光電轉換部區段，光電轉換層區段之厚度逐漸變化，光電轉換層區段之厚度較佳為逐漸變厚，藉此，形成一種電荷傳輸梯度。而且，於電荷儲存期間，若成為V₃₁ ≧V₁₁ 之狀態，則第n個光電轉換部區段相較於第(n＋1)個光電轉換部區段可被施加更強之電場，從而確實地防止電荷自第1個光電轉換部區段至第1電極之流動。又，於電荷傳輸期間，若成為V₃₂ ＜V₁₂ 之狀態，則可確實地確保電荷自第1個光電轉換部區段至第1電極之流動、電荷自第(n＋1)個光電轉換部區段至第n個光電轉換部區段之流動。

於第3構成之攝像元件中，於鄰接之光電轉換部區段中，構成絕緣層區段之材料不同，藉此，形成一種電荷傳輸梯度，較佳為自第1個光電轉換部區段跨及第N個光電轉換部區段，構成絕緣層區段之材料之相對介電常數之值逐漸變小。而且，藉由採用此種構成，於電荷儲存期間，若成為V₃₁ ≧V₁₁ 之狀態，則第n個光電轉換部區段可相較於第(n＋1)個光電轉換部區段儲存更多之電荷。又，於電荷傳輸期間，若成為V₃₂ ＜V₁₂ 之狀態，則可確實地確保電荷自第1個光電轉換部區段至第1電極之流動、電荷自第(n＋1)個光電轉換部區段至第n個光電轉換部區段之流動。

於第4構成之攝像元件中，於鄰接之光電轉換部區段中，構成電荷儲存用電極區段之材料不同，藉此，形成一種電荷傳輸梯度，較佳為，自第1個光電轉換部區段跨及第N個光電轉換部區段，構成絕緣層區段之材料之功函數之值逐漸變大。而且，藉由採用此種構成，可不依存於電壓(電位)之正負，而形成對信號電荷傳輸有利之電位梯度。

於第5構成之攝像元件中，自第1個光電轉換部區段跨及第N個光電轉換部區段，電荷儲存用電極區段之面積逐漸變小，藉此，形成一種電荷傳輸梯度，故而於電荷儲存期間，若成為V₃₁ ≧V₁₁ 之狀態，則第n個光電轉換部區段可相較於第(n＋1)個光電轉換部區段儲存更多之電荷。又，於電荷傳輸期間，若成為V₃₂ ＜V₁₂ 之狀態，則可確實地確保電荷自第1個光電轉換部區段至第1電極之流動、電荷自第(n＋1)個光電轉換部區段至第n個光電轉換部區段之流動。

於第6構成之攝像元件中，積層部分之剖面面積依存於與第1電極距離而變化，藉此，形成一種電荷傳輸梯度。具體而言，若採用將積層部分之剖面之厚度設為固定且使積層部分之剖面之寬度越遠離第1電極越窄之構成，則與第5構成之攝像元件中之說明同樣地，於電荷儲存期間，若成為V₃₁ ≧V₁₁ 之狀態，則距第1電極較近之區域可相較於較遠之區域儲存更多之電荷。因此，於電荷傳輸期間，若成為V₃₂ ＜V₁₂ 之狀態，則可確實地確保電荷自距第1電極較近之區域至第1電極之流動、電荷自較遠之區域至較近之區域之流動。另一方面，若採用將積層部分之剖面之寬度設為固定且使積層部分之剖面之厚度、具體而言絕緣層區段之厚度逐漸變厚之構成，則與第1構成之攝像元件中之說明同樣地，於電荷儲存期間，若成為V₃₁ ≧V₁₁ 之狀態，則距第1電極較近之區域相較於較遠之區域可儲存更多之電荷，可被施加更強之電場，而確實地防止電荷自距第1電極較近之區域至第1電極之流動。而且，於電荷傳輸期間，若成為V₃₂ ＜V₁₂ 之狀態，則可確實地確保電荷自距第1電極較近之區域至第1電極之流動、電荷自較遠之區域至較近之區域之流動。又，若採用使光電轉換層區段之厚度逐漸變厚之構成，則與第2構成之攝像元件中之說明同樣地，於電荷儲存期間，若成為V₃₁ ≧V₁₁ 之狀態，則距第1電極較近之區域相較於較遠之區域可被施加更強之電場，而確實地防止電荷自距第1電極較近之區域至第1電極之流動。而且，於電荷傳輸期間，若成為V₃₂ ＜V₁₂ 之狀態，則可確實地確保電荷自距第1電極較近之區域至第1電極之流動、電荷自較遠之區域至較近之區域之流動。

可視需要適當地組合包含以上所說明之較佳之形態、構成之第1構成～第6構成之攝像元件中之2種或2種以上。

作為本發明之第1態樣～第2態樣之固態攝像裝置之變化例，可設為如下固態攝像裝置： 包含複數個第1構成～第6構成之攝像元件， 攝像元件塊包含複數個攝像元件，且 於構成攝像元件塊之複數個攝像元件中共用第1電極。為了方便起見，將此種構成之固態攝像裝置稱為『第1構成之固態攝像裝置』。又或者，作為本發明之第1態樣～第2態樣之固態攝像裝置之變化例，可設為如下固態攝像裝置： 包含複數個第1構成～第6構成之攝像元件、又或者具有至少1個第1構成～第6構成之攝像元件之積層型攝像元件， 攝像元件塊包含複數個攝像元件或積層型攝像元件，且 於構成攝像元件塊之複數個攝像元件或積層型攝像元件中共用第1電極。為了方便起見，將此種構成之固態攝像裝置稱為『第2構成之固態攝像裝置』。而且，若如此般於構成攝像元件塊之複數個攝像元件中共用第1電極，則可使排列有複數個攝像元件之像素區域中之構成、構造簡化、微細化。

於第1構成～第2構成之固態攝像裝置中，對複數個攝像元件(1個攝像元件塊)設置1個浮動擴散層。此處，對1個浮動擴散層設置之複數個攝像元件可包含複數個下述第1類型之攝像元件，亦可包含至少1個第1類型之攝像元件、及1個或2個以上之下述第2類型之攝像元件。而且，藉由適當地控制電荷傳輸期間之時序，複數個攝像元件可共用1個浮動擴散層。複數個攝像元件聯合動作，作為攝像元件塊連接於下述驅動電路。即，構成攝像元件塊之複數個攝像元件連接於1個驅動電路。但是電荷儲存用電極之控制係針對每個攝像元件進行。又，複數個攝像元件可共用1個接觸孔部。由複數個攝像元件共用之第1電極與各攝像元件之電荷儲存用電極之配置關係亦存在第1電極與各攝像元件之電荷儲存用電極鄰接配置之情形。又或者，亦存在第1電極與複數個攝像元件之一部分之電荷儲存用電極鄰接配置且不與複數個攝像元件之剩餘部分之電荷儲存用電極鄰接配置之情形，於此情形時，電荷自複數個攝像元件之剩餘部分至第1電極之移動成為經由複數個攝像元件之一部分之移動。構成攝像元件之電荷儲存用電極與構成攝像元件之電荷儲存用電極之間之距離(為了方便起見，稱為『距離A』)較鄰接於第1電極之攝像元件中之第1電極與電荷儲存用電極之間之距離(為了方便起見，稱為『距離B』)長之情況使電荷確實地自各攝像元件移動至第1電極，故而較佳。又，較佳為攝像元件位於越遠離第1電極之位置，距離A之值越大。再者，以上說明不僅可適用於第1構成～第2構成之固態攝像裝置，亦可適用於本發明之第1態樣～第2態樣之固態攝像裝置。

進而，於包含以上所說明之各種較佳之形態、構成之本發明之攝像元件等中，可設為自第2電極側入射光且於較第2電極更靠光入射側形成有遮光層之形態。又或者，可設為自第2電極側入射光且光不入射至第1電極(視情形為第1電極及傳輸控制用電極)之形態。而且，於此情形時，可設為於較第2電極更靠光入射側且第1電極(視情形為第1電極及傳輸控制用電極)之上方形成有遮光層之構成，又或者，可設為於電荷儲存用電極及第2電極之上方設置有晶載微透鏡且入射至晶載微透鏡之光聚光於電荷儲存用電極之構成。此處，遮光層可配設於較第2電極之光入射側之面更靠上方，亦可配設於第2電極之光入射側之面之上。視情形亦可於第2電極形成有遮光層。作為構成遮光層之材料，可例示鉻(Cr)或銅(Cu)、鋁(Al)、鎢(W)、不使光通過之樹脂(例如聚醯亞胺樹脂)。

作為本發明之攝像元件等，具體可列舉具備吸收藍色光(425 nm至495 nm之光)之光電轉換層或光電轉換部(為了方便起見，稱為『第1類型之藍色光用光電轉換層』或『第1類型之藍色光用光電轉換部』)之對藍色光具有感度的攝像元件(為了方便起見，稱為『第1類型之藍色光用攝像元件』)、具備吸收綠色光(495 nm至570 nm之光)之光電轉換層或光電轉換部(為了方便起見，稱為『第1類型之綠色光用光電轉換層』或『第1類型之綠色光用光電轉換部』)之對綠色光具有感度的攝像元件(為了方便起見，稱為『第1類型之綠色光用攝像元件』)、具備吸收紅色光(620 nm至750 nm之光)之光電轉換層或光電轉換部(為了方便起見，稱為『第1類型之紅色光用光電轉換層』或『第1類型之紅色光用光電轉換部』)之對紅色光具有感度的攝像元件(為了方便起見，稱為『第1類型之紅色光用攝像元件』)。又，為了方便起見，將不具備電荷儲存用電極之先前之攝像元件且對藍色光具有感度的攝像元件稱為『第2類型之藍色光用攝像元件』，為了方便起見，將不具備電荷儲存用電極之先前之攝像元件且對綠色光具有感度的攝像元件稱為『第2類型之綠色光用攝像元件』，為了方便起見，將不具備電荷儲存用電極之先前之攝像元件且對紅色光具有感度的攝像元件稱為『第2類型之紅色光用攝像元件』，為了方便起見，將構成第2類型之藍色光用攝像元件之光電轉換層或光電轉換部稱為『第2類型之藍色光用光電轉換層』或『第2類型之藍色光用光電轉換部』，為了方便起見，將構成第2類型之綠色光用攝像元件之光電轉換層或光電轉換部稱為『第2類型之綠色光用光電轉換層』或『第2類型之綠色光用光電轉換部』，為了方便起見，將構成第2類型之紅色光用攝像元件之光電轉換層或光電轉換部稱為『第2類型之紅色光用光電轉換層』或『第2類型之紅色光用光電轉換部』。

本發明之積層型攝像元件至少包含1個本發明之攝像元件等(光電轉換元件)，具體而言，例如可列舉如下構成、構造： [A]於垂直方向上積層第1類型之藍色光用光電轉換部、第1類型之綠色光用光電轉換部及第1類型之紅色光用光電轉換部，且 第1類型之藍色光用攝像元件、第1類型之綠色光用攝像元件及第1類型之紅色光用攝像元件之控制部分別設置於半導體基板； [B]於垂直方向上積層第1類型之藍色光用光電轉換部及第1類型之綠色光用光電轉換部， 於該等2層之第1類型之光電轉換部之下方配置第2類型之紅色光用光電轉換部，且 第1類型之藍色光用攝像元件、第1類型之綠色光用攝像元件及第2類型之紅色光用攝像元件之控制部分別設置於半導體基板； [C]於第1類型之綠色光用光電轉換部之下方配置第2類型之藍色光用光電轉換部及第2類型之紅色光用光電轉換部，且 第1類型之綠色光用攝像元件、第2類型之藍色光用攝像元件及第2類型之紅色光用攝像元件之控制部分別設置於半導體基板；及 [D]於第1類型之藍色光用光電轉換部之下方，配置第2類型之綠色光用光電轉換部及第2類型之紅色光用光電轉換部，且 第1類型之藍色光用攝像元件、第2類型之綠色光用攝像元件及第2類型之紅色光用攝像元件之控制部分別設置於半導體基板。該等攝像元件之光電轉換部於垂直方向上之配置順序較佳為自光入射方向依序為藍色光用光電轉換部、綠色光用光電轉換部、紅色光用光電轉換部，或者自光入射方向依序為綠色光用光電轉換部、藍色光用光電轉換部、紅色光用光電轉換部。其原因在於：波長更短之光於入射表面側更高效率地被吸收。紅色於3色中波長最長，故而較佳為使紅色光用光電轉換部位於自光入射面觀察之最下層。藉由該等攝像元件之積層構造構成1個像素。又，亦可具備第1類型之近紅外光用光電轉換部(或紅外光用光電轉換部)。此處，第1類型之紅外光用光電轉換部之光電轉換層例如較佳為包含有機系材料，配置於第1類型之攝像元件之積層構造之最下層且較第2類型之攝像元件更靠上。又或者，亦可於第1類型之光電轉換部之下方具備第2類型之近紅外光用光電轉換部(或紅外光用光電轉換部)。

於第1類型之攝像元件中，例如第1電極形成於設置於半導體基板之上之層間絕緣層上。形成於半導體基板之攝像元件可設為背面照射型，亦可設為正面照射型。

於光電轉換層包含有機系材料之情形時，可設為以下4種態樣中之任一者： (1)由p型有機半導體構成光電轉換層； (2)由n型有機半導體構成光電轉換層； (3)由p型有機半導體層/n型有機半導體層之積層構造構成光電轉換層；由p型有機半導體層/p型有機半導體與n型有機半導體之混合層(本體異質構造)/n型有機半導體層之積層構造構成光電轉換層；由p型有機半導體層/p型有機半導體與n型有機半導體之混合層(本體異質構造)之積層構造構成光電轉換層；由n型有機半導體層/p型有機半導體與n型有機半導體之混合層(本體異質構造)之積層構造構成光電轉換層； (4)由p型有機半導體與n型有機半導體之混合(本體異質構造)構成光電轉換層。 其中，可設為將積層順序任意調換而成之構成。

作為p型有機半導體，可列舉萘衍生物、蒽衍生物、菲衍生物、芘衍生物、苝衍生物、稠四苯衍生物、稠五苯衍生物、喹吖酮衍生物、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、

衍生物、螢蒽衍生物、酞菁衍生物、亞酞菁衍生物、亞四氮雜卟啉(subporphyrazine)衍生物、以雜環化合物為配位基之金屬錯合物、聚噻吩衍生物、聚苯并噻二唑衍生物、聚芴衍生物等。作為n型有機半導體，可列舉富勒烯及富勒烯衍生物＜例如C60、或C70、C74等富勒烯(高碳富勒烯、內嵌富勒烯等)或富勒烯衍生物(例如富勒烯氟化物或PCBM(Phenyl C61-butyric acid methyl ester，苯基C61丁酸甲酯)富勒烯化合物、富勒烯多聚體等)＞、HOMO及LUMO較p型有機半導體大(深)之有機半導體、透明之無機金屬氧化物。作為n型有機半導體，具體可列舉於分子骨架之一部分包含含有氮原子、氧原子、硫原子之雜環化合物、例如吡啶衍生物、吡𠯤衍生物、嘧啶衍生物、三𠯤衍生物、喹啉衍生物、喹㗁啉衍生物、異喹啉衍生物、吖啶衍生物、啡𠯤衍生物、啡啉衍生物、四唑衍生物、吡唑衍生物、咪唑衍生物、噻唑衍生物、㗁唑衍生物、咪唑衍生物、苯并咪唑衍生物、苯并三唑衍生物、苯并㗁唑衍生物、苯并㗁唑衍生物、咔唑衍生物、苯并呋喃衍生物、二苯并呋喃衍生物、亞四氮雜卟啉衍生物、聚苯乙炔衍生物、聚苯并噻二唑衍生物、聚芴衍生物等之有機分子、有機金屬錯合物或亞酞菁衍生物。作為富勒烯衍生物所含有之基等，可列舉：鹵素原子；直鏈、分支或環狀之烷基或苯基；包含直鏈或稠合而成之芳香族化合物之基；包含鹵化物之基；部分氟烷基；全氟烷基；矽烷基烷基；矽烷基烷氧基；芳基矽烷基；芳基硫基；烷基硫基；芳基磺醯基；烷基磺醯基；芳基硫醚基；烷基硫醚基；胺基；烷基胺基；芳基胺基；羥基；烷氧基；醯胺基；醯氧基；羰基；羧基；羧醯胺基；烷氧羰基；醯基；磺醯基；氰基；硝基；包含硫族化物之基；膦基；膦酸基；該等之衍生物。包含有機系材料之光電轉換層(存在稱為『有機光電轉換層』之情形)之厚度不受限定，例如可例示1×10^-8 m至5×10^-7 m，較佳為2.5×10^-8 m至3×10^-7 m，更佳為2.5×10^-8 m至2×10^-7 m，進而較佳為1×10^-7 m至1.8×10^-7 m。再者，有機半導體多數情況下分類為p型、n型，p型意味著容易輸送電洞，n型意味著容易輸送電子，並非如無機半導體般限定於具有電洞或電子作為熱激發之多數載子之解釋。

又或者，作為構成對綠色光進行光電轉換之有機光電轉換層之材料，例如可列舉玫瑰紅系色素、部花青系色素、喹吖酮衍生物、亞酞菁系色素(亞酞菁衍生物)等，作為構成對藍色光進行光電轉換之有機光電轉換層之材料，例如可列舉香豆酸色素、三-8-羥基喹啉鋁(Alq3)、部花青系色素等，作為構成對紅色光進行光電轉換之有機光電轉換層之材料，例如可列舉酞菁系色素、亞酞菁系色素(亞酞菁衍生物)。

又或者，作為構成光電轉換層之無機系材料，可列舉結晶矽、非晶矽、微晶矽、結晶硒、非晶硒、及黃銅礦系化合物即CIGS(CuInGaSe)、CIS(CuInSe₂ )、CuInS₂ 、CuAlS₂ 、CuAlSe₂ 、CuGaS₂ 、CuGaSe₂ 、AgAlS₂ 、AgAlSe₂ 、AgInS₂ 、AgInSe₂ 、又或者III-V族化合物即GaAs、InP、AlGaAs、InGaP、AlGaInP、InGaAsP、進而CdSe、CdS、In₂ Se₃ 、In₂ S₃ 、Bi₂ Se₃ 、Bi₂ S₃ 、ZnSe、ZnS、PbSe、PbS等化合物半導體。此外，亦可將包含該等材料之量子點用於光電轉換層。

藉由本發明之第1態樣～第2態樣之固態攝像裝置、第1構成～第2構成之固態攝像裝置，可構成單板式彩色固態攝像裝置。

於具備積層型攝像元件之本發明之第2態樣之固態攝像裝置中，與具備拜耳排列之攝像元件之固態攝像裝置不同(即，並非使用彩色濾光片層進行藍色、綠色、紅色之分光)，於同一像素內光之入射方向上，積層對複數種波長之光具有感度之攝像元件而構成1個像素，故而可謀求感度之提高及每單位體積之像素密度之提高。又，由於有機系材料之吸收係數較高，故而可使有機光電轉換層之膜厚較先前之Si系光電轉換層薄，從而緩和光自鄰接像素之洩漏、或光之入射角之限制。進而，於先前之Si系攝像元件中，於3色之像素間進行插值處理而製成顏色信號故而產生假色，但於具備積層型攝像元件之本發明之第2態樣之固態攝像裝置中，抑制假色之產生。由於有機光電轉換層本身亦作為彩色濾光片層發揮功能，故而即便不配設彩色濾光片層亦可進行色分離。

另一方面，於本發明之第1態樣之固態攝像裝置中，藉由使用彩色濾光片層，可緩和對藍色、綠色、紅色之分光特性之要求，又，具有較高之量產性。作為本發明之第1態樣之固態攝像裝置中之攝像元件之排列，除拜耳排列以外，還可列舉行間排列、G條紋RB棋盤格排列、G條紋RB完全棋盤格排列、棋盤格補色排列、條紋排列、斜條紋排列、原色色差排列、場色差依序排列、框色差依序排列、MOS(Metal Oxide Semiconductor，金屬氧化物半導體)型排列、改良MOS型排列、框交錯排列、場交錯排列。此處，藉由1個攝像元件構成1個像素(或子像素)。

作為彩色濾光片層(波長選擇構件)，可列舉不僅可列舉使紅色、綠色、藍色透過之濾光片層，視情形亦可列舉使青色、洋紅色、黃色等特定波長透過之濾光片層。不僅由使用顏料或染料等有機化合物之有機材料系之彩色濾光片層構成彩色濾光片層，亦可由應用光子晶體、或電漿子之波長選擇元件(具有於導體薄膜設置有晶格狀之孔構造之導體晶格構造之彩色濾光片層；例如參照日本專利特開2008-177191號公報)、包含非晶矽等無機材料之薄膜構成彩色濾光片層。

排列有複數個本發明之攝像元件等或本發明中之積層型攝像元件之像素區域包含呈2維陣列狀規則地排列有複數個之像素。像素區域通常包含實際上接收光並將由光電轉換產生之信號電荷放大讀出至驅動電路之有效像素區域、及用以輸出成為黑位準之基準之光學黑之黑基準像素區域(亦稱為光學黑像素區域(OPB))。黑基準像素區域通常配置於有效像素區域之外周部。

於包含以上所說明之各種較佳之形態、構成之本發明之攝像元件等中，照射光，於光電轉換層中產生光電轉換，對電洞(hole)與電子進行載子分離。而且，將電洞被取出之電極設為陽極，將電子被取出之電極設為陰極。存在第1電極構成陽極且第2電極構成陰極之形態，相反，亦存在第1電極構成陰極且第2電極構成陽極之形態。

可設為第1電極、電荷儲存用電極、傳輸控制用電極、電荷移動控制電極、電荷排出電極及第2電極包含透明導電材料之構成。存在將第1電極、電荷儲存用電極、傳輸控制用電極、電荷移動控制電極及電荷排出電極總稱為『第1電極等』之情形。又或者，於本發明之攝像元件等例如以拜耳排列之方式配置於平面之情形時，可設為第2電極包含透明導電材料且第1電極等包含金屬材料之構成，於此情形時，具體而言，可設為位於光入射側之第2電極包含透明導電材料且第1電極等例如包含Al-Nd(鋁及釹之合金)或ASC(鋁、釤及銅之合金)之構成。存在將包含透明導電材料之電極稱為『透明電極』之情形。此處，透明導電材料之帶隙能量較理想為2.5 eV以上、較佳為3.1 eV以上。作為構成透明電極之透明導電材料，可列舉具有導電性之金屬氧化物，具體可例示氧化銦、銦-錫氧化物(ITO，Indium Tin Oxide；摻Sn之In₂ O₃ ；包括結晶性ITO及非晶ITO)、於氧化鋅中添加有作為摻雜劑之銦之銦-鋅氧化物(IZO，Indium Zinc Oxide)、於氧化鎵中添加有作為摻雜劑之銦之銦-鎵氧化物(IGO)、於氧化鋅中添加有作為摻雜劑之銦及鎵之銦-鎵-鋅氧化物(IGZO，In-GaZnO₄ )、於氧化鋅中添加有作為摻雜劑之銦及錫之銦-錫-鋅氧化物(ITZO)、IFO(摻F之In₂ O₃ )、氧化錫(SnO₂ )、ATO(摻Sb之SnO₂ )、FTO(摻F之SnO₂ )、氧化鋅(包括摻雜有其他元素之ZnO)、於氧化鋅中添加有作為摻雜劑之鋁之鋁-鋅氧化物(AZO)、於氧化鋅中添加有作為摻雜劑之鎵之鎵-鋅氧化物(GZO)、氧化鈦(TiO₂ )、於氧化鈦中添加有作為摻雜劑之鈮之鈮-鈦氧化物(TNO)、氧化銻、CuI、InSbO₄ 、ZnMgO、CuInO₂ 、MgIn₂ O₄ 、CdO、ZnSnO₃ 、尖晶石型氧化物、具有YbFe₂ O₄ 結構之氧化物。又或者，可列舉以氧化鎵、氧化鈦、氧化鈮、氧化鎳等為母層之透明電極。作為透明電極之厚度，可列舉2×10^-8 m至2×10^-7 m，較佳為3×10^-8 m至1×10^-7 m。於要求第1電極之透明性之情形時，就製造製程之簡化等觀點而言，較佳為電荷排出電極亦包含透明導電材料。

又或者，於無需透明性之情形時，作為構成具有作為取出電子之電極之功能之陰極的導電材料，較佳為由具有低功函數(例如

＝3.5 eV～4.5 eV)之導電材料構成，具體可列舉鹼金屬(例如Li、Na、K等)及其氟化物或氧化物、鹼土金屬(例如Mg、Ca等)及其氟化物或氧化物、鋁(Al)、鋅(Zn)、錫(Sn)、鉈(Tl)、鈉-鉀合金、鋁-鋰合金、鎂-銀合金、銦、鐿等稀土金屬、或該等之合金。又，作為構成具有作為取出電洞之電極之功能之陽極的導電材料，較佳為由具有高功函數(例如

＝4.5 eV～5.5 eV)之導電材料構成，具體可例示金(Au)、銀(Ag)、鉻(Cr)、鎳(Ni)、鈀(Pd)、鉑(Pt)、鐵(Fe)、銥(Ir)、鍺(Ge)、鋨(Os)、錸(Re)、碲(Te)。又或者，作為構成陰極或陽極之材料，可列舉鉑(Pt)、金(Au)、鈀(Pd)、鉻(Cr)、鎳(Ni)、鋁(Al)、銀(Ag)、鉭(Ta)、鎢(W)、銅(Cu)、鈦(Ti)、銦(In)、錫(Sn)、鐵(Fe)、鈷(Co)、鉬(Mo)等金屬、或包含該等金屬元素之合金、包含該等金屬之導電性粒子、包含該等金屬之合金之導電性粒子、含有雜質之多晶矽、碳系材料、氧化物半導體材料、奈米碳管、石墨烯等導電性材料，亦可設為包含該等元素之層之積層構造。進而，作為構成陰極或陽極之材料，亦可列舉聚(3,4-乙二氧基噻吩)/聚苯乙烯磺酸[PEDOT/PSS]等有機材料(導電性高分子)。又，亦可使將該等導電性材料混合於黏合劑(高分子)製成膏或墨水所得者硬化而用作電極。

作為第1電極等或第2電極(陰極或陽極)之成膜方法，可使用乾式法或濕式法。作為乾式法，可列舉物理氣相沈積法(PVD法)及化學氣相沈積法(CVD法)。作為使用PVD法之原理之成膜方法，可列舉使用電阻加熱或高頻加熱之真空蒸鍍法、EB(電子束)蒸鍍法、各種濺鍍法(磁控濺鍍法、RF-DC耦合偏壓濺鍍法、ECR(Electron Spin Resonance，電子自旋共振)濺鍍法、對向靶濺鍍法、高頻濺鍍法)、離子鍍覆法、雷射剝蝕法、分子束磊晶法、雷射轉印法。又，作為CVD法，可列舉電漿CVD法、熱CVD法、有機金屬(MO)CVD法、光CVD法。另一方面，作為濕式法，可列舉電鍍法或無電鍍法、旋轉塗佈法、噴墨法、噴塗法、沖印法、微接觸印相法、軟版印刷法、膠版印刷法、凹版印刷法、浸漬法等方法。作為圖案化法，可列舉蔽蔭遮罩、雷射轉印、光微影法等化學蝕刻、藉由紫外線或雷射等之物理蝕刻等。作為第1電極等或第2電極之平坦化技術，可使用雷射平坦化法、回焊法、CMP(Chemical Mechanical Polishing，化學機械研磨)法等。

作為構成絕緣層之材料，不僅可列舉：氧化矽系材料；氮化矽(SiN_Y )；氧化鋁(Al₂ O₃ )等金屬氧化物高介電絕緣材料所例示之無機系絕緣材料；還可列舉：聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)；聚(乙烯基苯酚)(PVP)；聚乙烯醇(PVA)；聚醯亞胺；聚碳酸酯(PC)；聚對苯二甲酸乙二酯(PET)；聚苯乙烯；N-2(胺基乙基)3-胺基丙基三甲氧基矽烷(AEAPTMS)、3-巰丙基三甲氧基矽烷(MPTMS)、十八烷基三氯矽烷(OTS)等矽烷醇衍生物(矽烷耦合劑)；酚醛清漆型酚樹脂；氟系樹脂；十八烷硫醇、十二烷基異氰酸酯等於一端具有可與控制電極耦合之官能基之直鏈烴類所例示之有機系絕緣材料(有機聚合物)；亦可使用該等之組合。作為氧化矽系材料，可例示氧化矽(SiO_X )、BPSG(boron-phosphorosilicate glass，硼磷矽酸鹽玻璃)、PSG(phosphorosilicate glass，磷矽酸鹽玻璃)、BSG(boron-silicate glass，硼矽酸鹽玻璃)、AsSG(arsenic silicate glass，砷矽酸鹽玻璃)、PbSG(lead silicate glass，鉛矽酸鹽玻璃)、氮氧化矽(SiON)、SOG(旋塗玻璃)、低介電常數絕緣材料(例如聚芳醚、環全氟碳聚合物及苯并環丁烯、環狀氟樹脂、聚四氟乙烯、氟化芳基醚、氟化聚醯亞胺、非晶碳、有機SOG)。絕緣層可設為單層構成，亦可設為積層有複數層(例如2層)之構成。於後者之情形時，只要至少於電荷儲存用電極之上、及電荷儲存用電極與第1電極之間之區域，形成絕緣層-下層，藉由對絕緣層-下層實施平坦化處理而至少於電荷儲存用電極與第1電極之間之區域殘留絕緣層-下層，並於所殘留之絕緣層-下層及電荷儲存用電極之上形成絕緣層-上層即可，藉此，可確實地達成絕緣層之平坦化。構成各種層間絕緣層或保護材料層、絕緣材料層之材料亦只要自該等材料適當選擇即可。

構成控制部之浮動擴散層、放大電晶體、重置電晶體及選擇電晶體之構成、構造可設為與先前之浮動擴散層、放大電晶體、重置電晶體及選擇電晶體之構成、構造相同。驅動電路亦可設為周知之構成、構造。

第1電極連接於浮動擴散層及放大電晶體之閘極部，為了第1電極與浮動擴散層及放大電晶體之閘極部之連接，只要形成接觸孔部即可。作為構成接觸孔部之材料，可例示摻雜有雜質之多晶矽、或鎢、Ti、Pt、Pd、Cu、TiW、TiN、TiNW、WSi₂ 、MoSi₂ 等高熔點金屬或金屬矽化物、包含該等材料之層之積層構造(例如Ti/TiN/W)。

可於氧化物半導體層與第1電極之間設置第1載子阻擋層，亦可於有機光電轉換層與第2電極之間設置第2載子阻擋層。又，可於第1載子阻擋層與第1電極之間設置第1電荷注入層，亦可於第2載子阻擋層與第2電極之間設置第2電荷注入層。例如，作為構成電子注入層之材料，例如可列舉鋰(Li)、鈉(Na)、鉀(K)等鹼金屬及其氟化物或氧化物、鎂(Mg)、鈣(Ca)等鹼土金屬及其氟化物或氧化物。

作為各種有機層之成膜方法，可列舉乾式成膜法及濕式成膜法。作為乾式成膜法，可列舉使用電阻加熱或高頻加熱、電子束加熱之真空蒸鍍法、快閃蒸鍍法、電漿蒸鍍法、EB蒸鍍法、各種濺鍍法(二極濺鍍法、直流濺鍍法、直流磁控濺鍍法、高頻濺鍍法、磁控濺鍍法、RF-DC耦合偏壓濺鍍法、ECR濺鍍法、對向靶濺鍍法、高頻濺鍍法、離子束濺鍍法)、DC(Direct Current，直流)法、RF法、多陰極法、活性化反應法、電場蒸鍍法、高頻離子鍍覆法或反應性離子鍍覆法等各種離子鍍覆法、雷射剝蝕法、分子束磊晶法、雷射轉印法、分子束磊晶法(MBE法)。又，作為CVD法，可列舉電漿CVD法、熱CVD法、MOCVD法、光CVD法。另一方面，作為濕式法，具體可例示：旋轉塗佈法；浸漬法；流延法；微接觸印相法；滴注法；網版印刷法或噴墨印刷法、膠版印刷法、凹版印刷法、軟版印刷法等各種印刷法；沖印法；噴霧法；氣動括塗法、刮刀塗佈法、桿式塗佈法、刀式塗佈法、擠壓式塗佈法、逆輥塗佈法、傳料輥塗佈法、凹版塗佈法、接觸式塗佈法、流延塗佈法、噴塗法、孔縫式塗佈法、軋輥塗佈法等各種塗佈法。於塗佈法中，作為溶劑，可例示甲苯、氯仿、己烷、乙醇等無極性或極性較低之有機溶劑。作為圖案化法，可列舉蔽蔭遮罩、雷射轉印、光微影法等化學蝕刻、藉由紫外線或雷射等之物理蝕刻等。作為各種有機層之平坦化技術，可使用雷射平坦化法、回焊法等。

如上所述，於攝像元件或固態攝像裝置中，視需要可設置晶載微透鏡或遮光層，或者設置有用以驅動攝像元件之驅動電路或配線。視需要亦可配設用以控制對攝像元件之光之入射之快門，還可根據固態攝像裝置之目的具備光學截止濾光鏡。

又，於第1構成～第2構成之固態攝像裝置中，可設為於1個本發明之攝像元件等之上方配設有1個晶載微透鏡之形態，又或者，可設為攝像元件塊包含2個本發明之攝像元件等且於攝像元件塊之上方配設有1個晶載微透鏡之形態。

例如，於將固態攝像裝置與讀出用積體電路(ROIC)積層之情形時，將形成有讀出用積體電路及包含銅(Cu)之連接部之驅動用基板與形成有連接部之攝像元件以連接部彼此相接之方式重合，可藉由將連接部彼此接合而積層，亦可使用焊料凸塊等將連接部彼此接合。

又，於用以驅動本發明之第1態樣～第2態樣之固態攝像裝置之驅動方法中，可設為重複如下各步驟之固態攝像裝置之驅動方法： 於所有攝像元件中，一齊地一面將電荷儲存於氧化物半導體層(或氧化物半導體層及光電轉換層)一面將第1電極中之電荷排出至系統外，其後， 於所有攝像元件中，一齊地將儲存於氧化物半導體層(或氧化物半導體層及光電轉換層)之電荷傳輸至第1電極，於傳輸完成後，依序於各攝像元件中讀出傳輸至第1電極之電荷。

於此種固態攝像裝置之驅動方法中，各攝像元件具有自第2電極側入射之光不入射至第1電極之構造，於所有攝像元件中，一齊地一面將電荷儲存於氧化物半導體層等，一面將第1電極中之電荷排出至系統外，故而可於所有攝像元件中同時確實地進行第1電極之重置。而且，其後，於所有攝像元件中，一齊地將儲存於氧化物半導體層等之電荷傳輸至第1電極，於傳輸完成後，依序於各攝像元件中讀出傳輸至第1電極之電荷。因此，可容易地實現所謂全域快門功能。

以下，對實施例1之攝像元件、固態攝像裝置進行詳細說明。

實施例1之攝像元件10進而具備半導體基板(更具體而言為矽半導體層)70，光電轉換部配置於半導體基板70之上方。又，進而具備設置於半導體基板70且具有連接第1電極21及第2電極22之驅動電路之控制部。此處，將半導體基板70中之光入射面設為上方，將半導體基板70之相反側設為下方。於半導體基板70之下方，設置有包含複數個配線之配線層62。

於半導體基板70，設置有構成控制部之至少浮動擴散層FD₁ 及放大電晶體TR1_amp ，第1電極21連接於浮動擴散層FD₁ 及放大電晶體TR1_amp 之閘極部。於半導體基板70，進而設置有構成控制部之重置電晶體TR1_rst 及選擇電晶體TR1_sel 。浮動擴散層FD₁ 連接於重置電晶體TR1_rst 之一源極/汲極區域，放大電晶體TR1_amp 之另一源極/汲極區域連接於選擇電晶體TR1_sel 之一源極/汲極區域，選擇電晶體TR1_sel 之另一源極/汲極區域連接於信號線VSL₁ 。該等放大電晶體TR1_amp 、重置電晶體TR1_rst 及選擇電晶體TR1_sel 構成驅動電路。

具體而言，實施例1之攝像元件、積層型攝像元件係背面照射型之攝像元件、積層型攝像元件，具有積層有如下3個攝像元件之構造，即：第1類型之實施例1之綠色光用攝像元件(以下，稱為『第1攝像元件』)，其具備吸收綠色光之第1類型之綠色光用光電轉換層，對綠色光具有感度；第2類型之先前之藍色光用攝像元件(以下，稱為『第2攝像元件』)，其具備吸收藍色光之第2類型之藍色光用光電轉換層，對藍色光具有感度；及第2類型之先前之紅色光用攝像元件(以下，稱為『第3攝像元件』)，其具備吸收紅色光之第2類型之紅色光用光電轉換層，對紅色光具有感度。此處，紅色光用攝像元件(第3攝像元件)12及藍色光用攝像元件(第2攝像元件)11設置於半導體基板70內，第2攝像元件11位於較第3攝像元件12更靠光入射側。又，綠色光用攝像元件(第1攝像元件10)設置於藍色光用攝像元件(第2攝像元件11)之上方。藉由第1攝像元件10、第2攝像元件11及第3攝像元件12之積層構造而構成1個像素。未設置彩色濾光片層。

於第1攝像元件10中，於層間絕緣層81上分開形成有第1電極21及電荷儲存用電極24。層間絕緣層81及電荷儲存用電極24由絕緣層82覆蓋。於絕緣層82上形成氧化物半導體層23C、氧化膜23B及光電轉換層23A，於光電轉換層23A上形成有第2電極22。於包含第2電極22之整個面形成有保護材料層83，於保護材料層83上設置有晶載微透鏡14。未設置彩色濾光片層。第1電極21、電荷儲存用電極24及第2電極22例如由包含ITO(功函數：約4.4 eV)之透明電極構成。氧化物半導體層23C及氧化膜23B包含上述材料，光電轉換層23A由包含至少對綠色光具有感度之周知之有機光電轉換材料(例如玫瑰紅系色素、部花青系色素、喹吖酮等有機系材料)之層構成。層間絕緣層81或絕緣層82、保護材料層83包含周知之絕緣材料(例如SiO₂ 或SiN)。氧化物半導體層23C與第1電極21由設置於絕緣層82之連接部67連接。氧化物半導體層23C於連接部67內延伸。即，氧化物半導體層23C於設置於絕緣層82之開口部84內延伸，而與第1電極21連接。

電荷儲存用電極24連接於驅動電路。具體而言，電荷儲存用電極24經由設置於層間絕緣層81內之連接孔66、焊墊部64及配線V_OA ，連接於構成驅動電路之垂直驅動電路112。

電荷儲存用電極24之大小大於第1電極21。於將電荷儲存用電極24之面積設為s₁ '，將第1電極21之面積設為s₁ 時，雖不受限定，但較佳為滿足： 4≦s₁ '/s₁ ， 於實施例1中，雖不受限定，但例如設為： s₁ '/s₁ ＝8。

於半導體基板70之第1面(主面)70A之側形成元件分離區域71，又，於半導體基板70之第1面70A形成有絕緣材料膜72。進而，於半導體基板70之第1面側，設置構成第1攝像元件10之控制部之重置電晶體TR1_rst 、放大電晶體TR1_amp 及選擇電晶體TR1_sel ，進而設置有第1浮動擴散層FD₁ 。

重置電晶體TR1_rst 包含閘極部51、通道形成區域51A、及源極/汲極區域51B、51C。重置電晶體TR1_rst 之閘極部51連接於重置線RST₁ ，重置電晶體TR1_rst 之一源極/汲極區域51C兼作第1浮動擴散層FD₁ ，另一源極/汲極區域51B連接於電源V_DD 。

第1電極21經由設置於層間絕緣層81內之連接孔65、焊墊部63、形成於半導體基板70及層間絕緣層76之接觸孔部61、以及形成於層間絕緣層76之配線層62，連接於重置電晶體TR1_rst 之一源極/汲極區域51C(第1浮動擴散層FD₁ )。

放大電晶體TR1_amp 包含閘極部52、通道形成區域52A、及源極/汲極區域52B、52C。閘極部52經由配線層62連接於第1電極21及重置電晶體TR1_rst 之一源極/汲極區域51C(第1浮動擴散層FD₁ )。又，一源極/汲極區域52B連接於電源V_DD 。

選擇電晶體TR1_sel 包含閘極部53、通道形成區域53A、及源極/汲極區域53B、53C。閘極部53連接於選擇線SEL₁ 。又，一源極/汲極區域53B與構成放大電晶體TR1_amp 之另一源極/汲極區域52C共用區域，另一源極/汲極區域53C連接於信號線(資料輸出線)VSL₁ (117)。

第2攝像元件11具備設置於半導體基板70之n型半導體區域41作為光電轉換層。由垂直電晶體構成之傳輸電晶體TR2_trs 之閘極部45延伸至n型半導體區域41，且連接於傳輸閘極線TG₂ 。又，於傳輸電晶體TR2_trs 之閘極部45之附近之半導體基板70之區域45C設置有第2浮動擴散層FD₂ 。儲存於n型半導體區域41之電荷經由沿著閘極部45形成之傳輸通道讀出至第2浮動擴散層FD₂ 。

於第2攝像元件11中，進而於半導體基板70之第1面側設置有構成第2攝像元件11之控制部之重置電晶體TR2_rst 、放大電晶體TR2_amp 及選擇電晶體TR2_sel 。

重置電晶體TR2_rst 包含閘極部、通道形成區域、及源極/汲極區域。重置電晶體TR2_rst 之閘極部連接於重置線RST₂ ，重置電晶體TR2_rst 之一源極/汲極區域連接於電源V_DD ，另一源極/汲極區域兼作第2浮動擴散層FD₂ 。

放大電晶體TR2_amp 包含閘極部、通道形成區域、及源極/汲極區域。閘極部連接於重置電晶體TR2_rst 之另一源極/汲極區域(第2浮動擴散層FD₂ )。又，一源極/汲極區域連接於電源V_DD 。

選擇電晶體TR2_sel 包含閘極部、通道形成區域、及源極/汲極區域。閘極部連接於選擇線SEL₂ 。又，一源極/汲極區域與構成放大電晶體TR2_amp 之另一源極/汲極區域共用區域，另一源極/汲極區域連接於信號線(資料輸出線)VSL₂ 。

第3攝像元件12具備設置於半導體基板70之n型半導體區域43作為光電轉換層。傳輸電晶體TR3_trs 之閘極部46連接於傳輸閘極線TG₃ 。又，於傳輸電晶體TR3_trs 之閘極部46之附近之半導體基板70之區域46C設置有第3浮動擴散層FD₃ 。儲存於n型半導體區域43之電荷經由沿著閘極部46形成之傳輸通道46A讀出至第3浮動擴散層FD₃ 。

於第3攝像元件12中，進而於半導體基板70之第1面側設置有構成第3攝像元件12之控制部之重置電晶體TR3_rst 、放大電晶體TR3_amp 及選擇電晶體TR3_sel 。

重置電晶體TR3_rst 包含閘極部、通道形成區域、及源極/汲極區域。重置電晶體TR3_rst 之閘極部連接於重置線RST₃ ，重置電晶體TR3_rst 之一源極/汲極區域連接於電源V_DD ，另一源極/汲極區域兼作第3浮動擴散層FD₃ 。

放大電晶體TR3_amp 包含閘極部、通道形成區域、及源極/汲極區域。閘極部連接於重置電晶體TR3_rst 之另一源極/汲極區域(第3浮動擴散層FD₃ )。又，一源極/汲極區域連接於電源V_DD 。

選擇電晶體TR3_sel 包含閘極部、通道形成區域、及源極/汲極區域。閘極部連接於選擇線SEL₃ 。又，一源極/汲極區域與構成放大電晶體TR3_amp 之另一源極/汲極區域共用區域，另一源極/汲極區域連接於信號線(資料輸出線)VSL₃ 。

重置線RST₁ 、RST₂ 、RST₃ 、選擇線SEL₁ 、SEL₂ 、SEL₃ 、傳輸閘極線TG₂ 、TG₃ 連接於構成驅動電路之垂直驅動電路112，信號線(資料輸出線)VSL₁ 、VSL₂ 、VSL₃ 連接於構成驅動電路之行信號處理電路113。

於n型半導體區域43與半導體基板70之正面70A之間設置有p⁺ 層44，從而抑制暗電流產生。於n型半導體區域41與n型半導體區域43之間形成有p⁺ 層42，進而，n型半導體區域43之側面之一部分由p⁺ 層42包圍。於半導體基板70之背面70B之側形成有p⁺ 層73，於應自p⁺ 層73形成半導體基板70之內部之接觸孔部61之部分，形成有HfO₂ 膜74及絕緣材料膜75。於層間絕緣層76，跨及複數層形成有配線，但省略圖示。

HfO₂ 膜74係具有負之固定電荷之膜，藉由設置此種膜，可抑制暗電流之產生。亦可使用氧化鋁(Al₂ O₃ )膜、氧化鋯(ZrO₂ )膜、氧化鉭(Ta₂ O₅ )膜、氧化鈦(TiO₂ )膜、氧化鑭(La₂ O₃ )膜、氧化鐠(Pr₂ O₃ )膜、氧化鈰(CeO₂ )膜、氧化釹(Nd₂ O₃ )膜、氧化鉕(Pm₂ O₃ )膜、氧化釤(Sm₂ O₃ )膜、氧化銪(Eu₂ O₃ )膜、氧化釓(Gd₂ O₃ )膜、氧化鋱(Tb₂ O₃ )膜、氧化鏑(Dy₂ O₃ )膜、氧化鈥(Ho₂ O₃ )膜、氧化銩(Tm₂ O₃ )膜、氧化鐿(Yb₂ O₃ )膜、氧化鎦(Lu₂ O₃ )膜、氧化釔(Y₂ O₃ )膜、氮化鉿膜、氮化鋁膜、氮氧化鉿膜、氮氧化鋁膜代替HfO₂ 膜。作為該等膜之成膜方法，例如可列舉CVD法、PVD法、ALD法。

以下，參照圖6、圖7A，對實施例1之具備電荷儲存用電極之積層型攝像元件(第1攝像元件10)之動作進行說明。實施例1之攝像元件進而具備設置於半導體基板70且具有驅動電路之控制部，第1電極21、第2電極22及電荷儲存用電極24連接於驅動電路。此處，使第1電極21之電位高於第2電極22之電位。即，例如將第1電極21設為正電位，將第2電極22設為負電位，而將於光電轉換層23A中藉由光電轉換產生之電子讀出至浮動擴散層。於其他實施例中亦設為相同。再者，於將第1電極21設為負電位將第2電極22設為正電位而將於光電轉換部中基於光電轉換產生之電洞讀出至浮動擴散層之形態中，只要使以下所述之電位之高低相反即可。

圖6、下述實施例5中之圖21、圖22中所使用之符號如下所述。

P_A ・・・・・與位於電荷儲存用電極24或傳輸控制用電極(電荷傳輸電極)25與第1電極21之中間之區域對向的光電轉換部之區域之點P_A 處之電位 P_B ・・・・・與電荷儲存用電極24對向之光電轉換部之區域之點P_B 處的電位 P_C ・・・・・與傳輸控制用電極(電荷傳輸電極)25對向之光電轉換部之區域之點P_C 處的電位 FD・・・・・第1浮動擴散層FD₁ 之電位 V_OA ・・・・・電荷儲存用電極24之電位 V_OT ・・・・・傳輸控制用電極(電荷傳輸電極)25之電位 RST・・・・重置電晶體TR1_rst 之閘極部51之電位 V_DD ・・・・・電源之電位 VSL₁ ・・・信號線(資料輸出線)VSL₁ TR1_rst ・・重置電晶體TR1_rst TR1_amp ・・放大電晶體TR1_amp TR1_sel ・・選擇電晶體TR1_sel

於電荷儲存期間，自驅動電路對第1電極21施加電位V₁₁ ，對電荷儲存用電極24施加電位V₃₁ 。藉由入射至光電轉換層23A之光，於光電轉換層23A產生光電轉換。藉由光電轉換產生之電洞自第2電極22經由配線V_OU 送出至驅動電路。另一方面，由於使第1電極21之電位高於第2電極22之電位，即，例如對第1電極21施加正電位，對第2電極22施加負電位，故而成為V₃₁ ≧V₁₁ 、較佳為V₃₁ ＞V₁₁ 。藉此，藉由光電轉換產生之電子被電荷儲存用電極24吸引，停止於與電荷儲存用電極24對向之氧化物半導體層23C、或氧化物半導體層23C及光電轉換層23A、或氧化物半導體層23C、氧化膜23B及光電轉換層23A(以下，將該等總稱為『氧化物半導體層23C等』)之區域。即，於氧化物半導體層23C等儲存電荷。由於V₃₁ ＞V₁₁ ，故而於光電轉換層23A之內部產生之電子不朝向第1電極21移動。伴隨著光電轉換之時間經過，與電荷儲存用電極24對向之氧化物半導體層23C等之區域中之電位成為更負側之值。

於電荷儲存期間之後期，完成重置動作。藉此，重置第1浮動擴散層FD₁ 之電位，從而第1浮動擴散層FD₁ 之電位成為電源之電位V_DD 。

於重置動作完成後，進行電荷之讀出。即，於電荷傳輸期間，自驅動電路對第1電極21施加電位V₁₂ ，對電荷儲存用電極24施加電位V₃₂ 。此處，設為V₃₂ ＜V₁₂ 。藉此，停留於與電荷儲存用電極24對向之氧化物半導體層23C等之區域之電子讀出至第1電極21、進而第1浮動擴散層FD₁ 。即，將儲存於氧化物半導體層23C等之電荷讀出至控制部。

以上完成電荷儲存、重置動作、電荷傳輸等一連串之動作。

電子讀出至第1浮動擴散層FD₁ 之後之放大電晶體TR1_amp 、選擇電晶體TR1_sel 之動作與先前之該等電晶體之動作相同。又，第2攝像元件11、第3攝像元件12之電荷儲存、重置動作、電荷傳輸等一連串之動作與先前之電荷儲存、重置動作、電荷傳輸等一連串之動作相同。又，第1浮動擴散層FD₁ 之重置雜訊可與先前同樣地，藉由關聯式雙取樣(CDS，Correlated Double Sampling)處理去除。

如上所述，於實施例1中，由於具備與第1電極分開配置且介隔絕緣層而與光電轉換層對向配置之電荷儲存用電極，故而於對光電轉換層照射光，而於光電轉換層進行光電轉換時，藉由氧化物半導體層等、絕緣層及電荷儲存用電極形成一種電容器，從而可將電荷儲存於氧化物半導體層等。因此，於曝光開始時，可使電荷儲存部完全空乏化，從而消除電荷。其結果，可抑制產生kTC雜訊變大、隨機雜訊惡化從而導致攝像畫質降低等現象。又，可一齊重置所有像素，故而可實現所謂全域快門功能。

於圖8中，表示實施例1之固態攝像裝置之概念圖。實施例1之固態攝像裝置100包含呈2維陣列狀地排列有積層型攝像元件101之攝像區域111、以及作為其驅動電路(周邊電路)之垂直驅動電路112、行信號處理電路113、水平驅動電路114、輸出電路115及驅動控制電路116等。當然該等電路可由周知之電路構成，又，可使用其他電路構成(例如先前之CCD攝像裝置或CMOS攝像裝置中所使用之各種電路)構成。於圖8中，設為僅於1列顯示積層型攝像元件101中之元件符號「101」。

驅動控制電路116基於垂直同步信號、水平同步信號及主時鐘，產生成為垂直驅動電路112、行信號處理電路113及水平驅動電路114之動作之基準之時鐘信號或控制信號。繼而，所產生之時鐘信號或控制信號輸入至垂直驅動電路112、行信號處理電路113及水平驅動電路114。

垂直驅動電路112例如由移位暫存器構成，以列單位依序於垂直方向上選擇掃描攝像區域111之各積層型攝像元件101。繼而，基於根據各積層型攝像元件101中之受光量產生之電流(信號)之像素信號(圖像信號)經由信號線(資料輸出線)117、VSL傳輸至行信號處理電路113。

行信號處理電路113例如針對積層型攝像元件101之每一行配置，對自1列之積層型攝像元件101輸出之圖像信號針對每一攝像元件藉由來自黑基準像素(雖未圖示，但形成於有效像素區域之周圍)之信號，進行雜訊去除或信號放大之信號處理。於行信號處理電路113之輸出段，水平選擇開關(未圖示)連接於與水平信號線118之間而設置。

水平驅動電路114例如由移位暫存器構成，藉由依序輸出水平掃描脈衝，依序選擇行信號處理電路113之各者，並將信號自行信號處理電路113之各者輸出至水平信號線118。

輸出電路115對自行信號處理電路113之各者經由水平信號線118依序供給之信號，進行信號處理並輸出。

如於圖9中表示實施例1之攝像元件、積層型攝像元件之變化例之等效電路圖般、於圖10中表示第1電極及電荷儲存用電極以及構成控制部之電晶體之模式性之配置圖般，亦可將重置電晶體TR1_rst 之另一源極/汲極區域51B接地代替連接於電源V_DD 。

例如可藉由以下方法製作實施例1之攝像元件、積層型攝像元件。即，首先準備SOI(Silicon-On-Insulator，絕緣基板上之矽)基板。繼而，於SOI基板之表面基於磊晶生長法形成第1矽層，於該第1矽層形成p⁺ 層73、n型半導體區域41。繼而，於第1矽層上基於磊晶生長法形成第2矽層，於該第2矽層形成元件分離區域71、絕緣材料膜72、p⁺ 層42、n型半導體區域43、p⁺ 層44。又，於第2矽層，形成構成攝像元件之控制部之各種電晶體等，進而於其上形成配線層62或層間絕緣層76、各種配線，其後，將層間絕緣層76與支持基板(未圖示)貼合。其後，去除SOI基板而使第1矽層露出。第2矽層之表面相當於半導體基板70之正面70A，第1矽層之表面相當於半導體基板70之背面70B。又，將第1矽層與第2矽層彙總表現為半導體基板70。繼而，於半導體基板70之背面70B之側，形成用以形成接觸孔部61之開口部，並形成HfO₂ 膜74、絕緣材料膜75及接觸孔部61，進而，形成焊墊部63、64、層間絕緣層81、連接孔65、66、第1電極21、電荷儲存用電極24、絕緣層82。繼而，使連接部67開口，形成氧化物半導體層23C、氧化膜23B、光電轉換層23A、第2電極22、保護材料層83及晶載微透鏡14。由上，可獲得實施例1之攝像元件、積層型攝像元件。

又，雖省略圖示，但可將絕緣層82設為絕緣層-下層與絕緣層-上層之雙層構成。即，只要至少於電荷儲存用電極24之上、及電荷儲存用電極24與第1電極21之間之區域，形成絕緣層-下層(更具體而言，於包含電荷儲存用電極24之層間絕緣層81上形成絕緣層-下層)，並對絕緣層-下層實施平坦化處理之後，於絕緣層-下層及電荷儲存用電極24之上形成絕緣層-上層即可，藉此，可確實地達成絕緣層82之平坦化。繼而，只要於以此方式獲得之絕緣層82使連接部67開口即可。

將構成實施例1之攝像元件之第1電極及電荷儲存用電極之另一變化例的模式性之配置圖示於圖11，於該例中，於4個攝像元件中，對應於4個電荷儲存用電極24設置有共通之1個第1電極21。 [實施例2]

實施例2係實施例1之變化。於實施例1中，氧化膜23B例如由厚度10 nm之TiO₂ 等金屬氧化物構成，氧化物半導體層23C例如由厚度50 nm之IGZO構成。另一方面，於實施例2中，向由TiO₂ 構成之氧化膜23B中添加1.58原子%之矽(Si)。具體而言，藉由反覆進行所需次數之如下操作之後實施熱處理可獲得由添加有Si之TiO₂ 構成之氧化膜23B，該操作係於氧化物半導體層23C上基於ALD法將1原子層之TiO₂ 層積層所需層數，繼而，於其上基於ALD法形成1層所需1原子層之Si層。但是並不限定於此種方法，例如亦可基於共濺鍍法而形成氧化膜。

藉由向由TiO₂ 構成之氧化膜23B中添加Si，於攝像元件之製造步驟中之例如350℃之熱處理中，可抑制氧化膜之結晶化。於將未添加矽(Si)之情形時之TiO₂ 膜中之每單位面積之晶粒數設為「1.00」時，添加有矽(Si)之情形時之TiO₂ 膜中之每單位面積之晶粒數成為0.043，可知添加有矽(Si)之情形時之TiO₂ 膜中之每單位面積之晶粒數相較於未添加矽(Si)之情形時之TiO₂ 膜中之每單位面積之晶粒數急遽減少。再者，藉由添加鈮(Nb)、鎢(W)、鋯(Zr)、鋁(Al)、碳(C)或氮(N)，亦可獲得同樣之效果。 [實施例3]

實施例3係實施例1～實施例2之變化。於圖12中表示模式性之局部剖視圖之實施例3之攝像元件、積層型攝像元件係正面照射型之攝像元件、積層型攝像元件，具有積層有如下3個攝像元件之構造，即：第1類型之實施例1～實施例2之綠色光用攝像元件(第1攝像元件10)，其具備吸收綠色光之第1類型之綠色光用光電轉換層，對綠色光具有感度；第2類型之先前之藍色光用攝像元件(第2攝像元件11)，其具備吸收藍色光之第2類型之藍色光用光電轉換層，對藍色光具有感度；及第2類型之先前之紅色光用攝像元件(第3攝像元件12)，其具備吸收紅色光之第2類型之紅色光用光電轉換層，對紅色光具有感度。此處，紅色光用攝像元件(第3攝像元件12)及藍色光用攝像元件(第2攝像元件11)設置於半導體基板70內，第2攝像元件11位於較第3攝像元件12更靠光入射側。又，綠色光用攝像元件(第1攝像元件10)設置於藍色光用攝像元件(第2攝像元件11)之上方。

再者，於圖17、圖24、圖39、圖40、圖41及圖42中，將氧化膜23B及氧化物半導體層23C以元件符號23D彙總地圖示，於圖26、圖32、圖33A、圖33B、圖36A及圖36B中，將光電轉換層23A、氧化膜23B及氧化物半導體層23C彙總地圖示為『光電轉換積層體23』。

於半導體基板70之正面70A側，與實施例1同樣地設置有構成控制部之各種電晶體。該等電晶體可設為實質上與實施例1中所說明之電晶體同樣之構成、構造。又，於半導體基板70設置有第2攝像元件11、第3攝像元件12，該等攝像元件亦可設為實質上與實施例1中所說明之第2攝像元件11、第3攝像元件12同樣之構成、構造。

於半導體基板70之正面70A之上方形成有層間絕緣層81，於層間絕緣層81之上方，與實施例1～實施例2之攝像元件同樣地，設置有第1電極21、氧化物半導體層23C、氧化膜23B、光電轉換層23A及第2電極22、以及電荷儲存用電極24等。

如此一來，除了為正面照射型之方面以外，實施例3之攝像元件、積層型攝像元件之構成、構造可設為與實施例1～實施例2之攝像元件、積層型攝像元件之構成、構造相同，故而省略詳細之說明。 [實施例4]

實施例4係實施例1～實施例3之變化。

於圖13中表示模式性之局部剖視圖之實施例4之攝像元件、積層型攝像元件係背面照射型之攝像元件、積層型攝像元件，具有積層有第1類型之實施例1之第1攝像元件10、及第2類型之第3攝像元件12之2個攝像元件之構造。又，於圖14中表示模式性之局部剖視圖之實施例4之攝像元件、積層型攝像元件之變化例係正面照射型之攝像元件、積層型攝像元件，具有積層有第1類型之實施例1之第1攝像元件10、及第2類型之第3攝像元件12之2個攝像元件之構造。此處，第1攝像元件10吸收原色之光，第3攝像元件12吸收補色之光。又或者，第1攝像元件10吸收白色光，第3攝像元件12吸收紅外線。

於圖15中表示模式性之局部剖視圖之實施例4之攝像元件之變化例係背面照射型之攝像元件，由第1類型之實施例1之第1攝像元件10構成。又，於圖16中表示模式性之局部剖視圖之實施例4之攝像元件之變化例係正面照射型之攝像元件，由第1類型之實施例1之第1攝像元件10構成。此處，第1攝像元件10由吸收紅色光之攝像元件(紅色光用攝像元件)、吸收綠色光之攝像元件(綠色光用攝像元件)、吸收藍色光之攝像元件(藍色光用攝像元件)之3種攝像元件構成。進而，本發明之第1態樣之固態攝像裝置包含複數個該等攝像元件。作為複數個該等攝像元件之配置，可列舉拜耳排列。

亦可將第1類型之實施例1之攝像元件設為積層2個之形態(即，積層2個光電轉換部並於半導體基板設置2個光電轉換部之控制部之形態)、又或者積層3個之形態(即，積層3個光電轉換部並於半導體基板設置3個光電轉換部之控制部之形態)代替設置1個。於以下表中例示第1類型之攝像元件與第2類型之攝像元件之積層構造例。

[實施例5]

實施例5係實施例1～實施例4之變化，關於本發明之具備傳輸控制用電極(電荷傳輸電極)之攝像元件等。將實施例5之攝像元件、積層型攝像元件之一部分的模式性之局部剖視圖示於圖17，將實施例5之攝像元件、積層型攝像元件之等效電路圖示於圖18及圖19，將構成實施例5之攝像元件之第1電極、傳輸控制用電極及電荷儲存用電極以及構成控制部之電晶體的模式性之配置圖示於圖20，將實施例5之攝像元件之動作時之各部位中之電位之狀態模式性地示於圖21及圖22，將用以說明實施例5之攝像元件之各部位之等效電路圖示於圖7B。

於實施例5之攝像元件、積層型攝像元件中，於第1電極21與電荷儲存用電極24之間，進而具備與第1電極21及電荷儲存用電極24分開配置且介隔絕緣層82而與氧化物半導體層23C對向配置之傳輸控制用電極(電荷傳輸電極)25。傳輸控制用電極25經由設置於層間絕緣層81內之連接孔68B、焊墊部68A及配線V_OT ，連接於構成驅動電路之像素驅動電路。

以下，參照圖21、圖22，對實施例5之攝像元件(第1攝像元件10)之動作進行說明。再者，於圖21及圖22中，尤其是施加於電荷儲存用電極24之電位及點P_C 處之電位之值不同。

於電荷儲存期間，自驅動電路對第1電極21施加電位V₁₁ ，對電荷儲存用電極24施加電位V₃₁ ，對傳輸控制用電極25施加電位V₅₁ 。藉由入射至光電轉換層23A之光，於光電轉換層23A中產生光電轉換。藉由光電轉換產生之電洞自第2電極22經由配線V_OU 送出至驅動電路。另一方面，由於使第1電極21之電位高於第2電極22之電位，即，例如對第1電極21施加正電位，對第2電極22施加負電位，故而成為V₃₁ ＞V₅₁ (例如V₃₁ ＞V₁₁ ＞V₅₁ 、或V₁₁ ＞V₃₁ ＞V₅₁ )。藉此，藉由光電轉換產生之電子被電荷儲存用電極24吸引，停留於與電荷儲存用電極24對向之氧化物半導體層23C等之區域。即，於氧化物半導體層23C等儲存電荷。由於V₃₁ ＞V₅₁ ，故而可確實地防止於光電轉換層23A之內部產生之電子朝向第1電極21移動。伴隨著光電轉換之時間經過，與電荷儲存用電極24對向之氧化物半導體層23C等之區域中之電位成為更負側之值。

於電荷儲存期間之後期，完成重置動作。藉此，重置第1浮動擴散層FD₁ 之電位，從而第1浮動擴散層FD₁ 之電位成為電源之電位V_DD 。

於重置動作完成後，進行電荷之讀出。即，於電荷傳輸期間，自驅動電路對第1電極21施加電位V₁₂ ，對電荷儲存用電極24施加電位V₃₂ ，對傳輸控制用電極25施加電位V₅₂ 。此處，設為V₃₂ ≦V₅₂ ≦V₁₂ (較佳為V₃₂ ＜V₅₂ ＜V₁₂ )。藉此，停留於與電荷儲存用電極24對向之氧化物半導體層23C等之區域之電子確實地讀出至第1電極21、進而第1浮動擴散層FD₁ 。即，將儲存於氧化物半導體層23C等之電荷讀出至控制部。

以上完成電荷儲存、重置動作、電荷傳輸等一連串之動作。

電子讀出至第1浮動擴散層FD₁ 之後之放大電晶體TR1_amp 、選擇電晶體TR1_sel 之動作與先前之該等電晶體之動作相同。又，例如第2攝像元件11、第3攝像元件12之電荷儲存、重置動作、電荷傳輸等一連串之動作與先前之電荷儲存、重置動作、電荷傳輸等一連串之動作相同。

如於圖23中表示構成實施例5之攝像元件之變化例之第1電極及電荷儲存用電極以及構成控制部之電晶體的模式性之配置圖般，亦可將重置電晶體TR1_rst 之另一源極/汲極區域51B接地代替連接於電源V_DD 。

又，亦可自距第1電極21最近之位置朝向電荷儲存用電極24設置複數個傳輸控制用電極。 [實施例6]

實施例6係實施例1～實施例5之變化，關於本發明之具備電荷排出電極之攝像元件等。將實施例6之攝像元件之一部分的模式性之局部剖視圖示於圖24，將構成實施例6之攝像元件之具備電荷儲存用電極之光電轉換部的第1電極、電荷儲存用電極及電荷排出電極之模式性之配置圖示於圖25。

於實施例6之攝像元件中，進而具備經由連接部69連接於氧化物半導體層23C且與第1電極21及電荷儲存用電極24分開配置之電荷排出電極26。此處，電荷排出電極26以包圍第1電極21及電荷儲存用電極24之方式(即，呈邊框狀地)配置。電荷排出電極26連接於構成驅動電路之像素驅動電路。氧化物半導體層23C及氧化膜23B於連接部69內延伸。即，氧化物半導體層23C及氧化膜23B於設置於絕緣層82之第2開口部85內延伸，並與電荷排出電極26連接。電荷排出電極26於複數個攝像元件中共用化(共通化)。於第2開口部85之側面亦可形成有朝向上方擴大之傾斜。電荷排出電極26例如可用作光電轉換部之浮動擴散層或溢出汲極。

於實施例6中，於電荷儲存期間，自驅動電路對第1電極21施加電位V₁₁ ，對電荷儲存用電極24施加電位V₃₁ ，對電荷排出電極26施加電位V₆₁ ，而將電荷儲存於氧化物半導體層23C等。藉由入射至光電轉換層23A之光，於光電轉換層23A中產生光電轉換。藉由光電轉換產生之電洞自第2電極22經由配線V_OU 送出至驅動電路。另一方面，由於使第1電極21之電位高於第2電極22之電位，即，例如對第1電極21施加正電位，對第2電極22施加負電位，故而成為V₆₁ ＞V₁₁ (例如V₃₁ ＞V₆₁ ＞V₁₁ )。藉此，藉由光電轉換產生之電子被電荷儲存用電極24吸引，停留於與電荷儲存用電極24對向之氧化物半導體層23C等之區域，從而可確實地防止電子朝向第1電極21移動。惟，由電荷儲存用電極24之吸引不充分、又或者無法完全儲存於氧化物半導體層23C等之電子(所謂溢出之電子)會經由電荷排出電極26而被送出至驅動電路。

於電荷儲存期間之後期，執行重置動作。藉此，重置第1浮動擴散層FD₁ 之電位，從而第1浮動擴散層FD₁ 之電位成為電源之電位V_DD 。

於重置動作完成後，進行電荷之讀出。即，於電荷傳輸期間，自驅動電路對第1電極21施加電位V₁₂ ，對電荷儲存用電極24施加電位V₃₂ ，對電荷排出電極26施加電位V₆₂ 。此處，設為V₆₂ ＜V₁₂ (例如V₆₂ ＜V₃₂ ＜V₁₂ )。藉此，將停留於與電荷儲存用電極24對向之氧化物半導體層23C等之區域之電子確實地讀出至第1電極21，進而讀出至第1浮動擴散層FD₁ 。即，將儲存於氧化物半導體層23C等之電荷讀出至控制部。

以上，電荷儲存、重置動作、電荷傳輸等一連串之動作完成。

電子被讀出至第1浮動擴散層FD₁ 之後之放大電晶體TR1_amp 、選擇電晶體TR1_sel 之動作與先前之該等電晶體之動作相同。又，例如第2攝像元件、第3攝像元件之電荷儲存、重置動作、電荷傳輸等一連串之動作與先前之電荷儲存、重置動作、電荷傳輸等一連串之動作相同。

於實施例6中，由於所謂溢出之電子經由電荷排出電極26送出至驅動電路，故而可抑制洩漏至鄰接像素之電荷儲存部，從而可抑制輝散之產生。而且，藉此，可使攝像元件之攝像性能提高。 [實施例7]

實施例7係實施例1～實施例6之變化，關於本發明之具備電荷移動控制電極之攝像元件等，具體而言，關於本發明之具備下部電荷移動控制電極(下方-電荷移動控制電極)之攝像元件等。將實施例7之攝像元件之一部分的模式性之局部剖視圖示於圖26，將構成實施例7之攝像元件之第1電極及電荷儲存用電極等以及構成控制部之電晶體的模式性之配置圖示於圖27，將構成實施例7之攝像元件之具備電荷儲存用電極之光電轉換部之第1電極、電荷儲存用電極及下部電荷移動控制電極的模式性之配置圖示於圖28、圖29。

於實施例7之攝像元件中，於介隔絕緣層82而與位於鄰接之攝像元件之間之光電轉換積層體23之區域(光電轉換層之區域-A)23_A 對向之區域，形成有下部電荷移動控制電極27。換言之，於由構成鄰接之攝像元件之各者之電荷儲存用電極24及電荷儲存用電極24夾著之區域(區域-a)中的絕緣層82之部分(絕緣層82之區域-A)82_A 之下，形成有下部電荷移動控制電極27。下部電荷移動控制電極27與電荷儲存用電極24分開設置。又或者，換言之，下部電荷移動控制電極27以包圍電荷儲存用電極24之方式與電荷儲存用電極24分開設置，下部電荷移動控制電極27介隔絕緣層82而與光電轉換層之區域-A(23_A )對向配置。下部電荷移動控制電極27於攝像元件中共通化。而且，下部電荷移動控制電極27亦連接於驅動電路。具體而言，下部電荷移動控制電極27經由設置於層間絕緣層81內之連接孔27A、焊墊部27B及配線V_OB ，連接於構成驅動電路之垂直驅動電路112。下部電荷移動控制電極27可與第1電極21或電荷儲存用電極24形成於相同之水平面，亦可形成於不同之水平面(具體而言，較第1電極21或電荷儲存用電極24更靠下方之水平面)。於前者之情形時，可縮短電荷移動控制電極27與光電轉換層23A之間之距離，故而容易控制電位。另一方面，於後者之情形時，可縮短電荷移動控制電極27與電荷儲存用電極24之間之距離，故而對微細化有利。

於實施例7之攝像元件中，於光入射至光電轉換層23A而於光電轉換層23A中產生光電轉換時，施加於與電荷儲存用電極24對向之光電轉換層23A之部分之電位之絕對值為較施加於光電轉換層23A之區域-A之電位之絕對值大的值，故而藉由光電轉換產生之電荷被與電荷儲存用電極24對向之氧化物半導體層23C之部分強烈地吸引。其結果，可抑制藉由光電轉換產生之電荷流入至鄰接之攝像元件，故而不存在於所攝影之影像(圖像)產生品質劣化之情況。又或者，由於在介隔絕緣層而與光電轉換層23A之區域-A對向之區域形成有下部電荷移動控制電極27，故而可控制位於下部電荷移動控制電極27之上方之光電轉換層23A之區域-A之電場或電位。其結果，可藉由下部電荷移動控制電極27抑制藉由光電轉換產生之電荷流入至鄰接之攝像元件，故而不存在於所攝影之影像(圖像)產生品質劣化之情況。

於圖28及圖29所示之例中，於由電荷儲存用電極24及電荷儲存用電極24夾著之區域(區域-a)中的絕緣層82之部分82_A 之下，形成有下部電荷移動控制電極27。另一方面，於圖30、圖31A、圖31B所示之例中，於由4個電荷儲存用電極24包圍之區域中的絕緣層82之部分之下，形成有下部電荷移動控制電極27。再者，圖30、圖31A、圖31B所示之例亦為第1構成及第2構成之固態攝像裝置。而且，於4個攝像元件中，對應於4個電荷儲存用電極24設置有共通之1個第1電極21。

於圖31B所示之例中，於4個攝像元件中，對應於4個電荷儲存用電極24設置有共通之1個第1電極21，於由4個電荷儲存用電極24包圍之區域中的絕緣層82之部分之下形成有下部電荷移動控制電極27，進而，於由4個電荷儲存用電極24包圍之區域中的絕緣層82之部分之下形成有電荷排出電極26。如上所述，電荷排出電極26例如可用作光電轉換部之浮動擴散層或溢出汲極。 [實施例8]

實施例8係實施例1～實施例7之變化，關於本發明之具備上部電荷移動控制電極(上方-電荷移動控制電極)之攝像元件等。將實施例8之攝像元件(並列設置之2個攝像元件)之一部分的模式性之剖視圖示於圖32，將實施例8之攝像元件(並列設置之2×2個攝像元件)之一部分的模式性之俯視圖示於圖34及圖35。於實施例8之攝像元件中，於位於鄰接之攝像元件之間之光電轉換積層體23之區域23_A 之上，形成有上部電荷移動控制電極28代替形成第2電極22。上部電荷移動控制電極28與第2電極22分開設置。換言之，第2電極22係設置於每個攝像元件，上部電荷移動控制電極28包圍第2電極22之至少一部分，且與第2電極22分開地設置於光電轉換積層體23之區域-A之上。上部電荷移動控制電極28與第2電極22形成於相同之水平面。

又，如於圖33A中表示實施例8之攝像元件(並列設置之2個攝像元件)之一部分的模式性之剖視圖般，亦可將第2電極22分割為複數個，對各分割而成之第2電極22施加分別不同之電位。進而，如圖33B所示，亦可於分割而成之第2電極22與第2電極22之間設置有上部電荷移動控制電極28。

再者，於圖34所示之例中，於1個攝像元件中，對應於1個第1電極21設置有1個電荷儲存用電極24。另一方面，於圖35所示之變化例中，於2個攝像元件中，對應於2個電荷儲存用電極24設置有共通之1個第1電極21。圖32所示之實施例8之攝像元件(並列設置之2個攝像元件)的一部分之模式性之剖視圖對應於圖35。

於實施例8中，位於光入射側之第2電極22於排列於圖34之紙面之左右方向之攝像元件中共通化，且於排列於圖34之紙面之上下方向之一對攝像元件中共通化。又，上部電荷移動控制電極28亦於排列於圖34之紙面之左右方向之攝像元件中共通化，於排列於圖34之紙面之上下方向之一對攝像元件中共通化。第2電極22及上部電荷移動控制電極28可藉由在光電轉換積層體23之上成膜構成第2電極22及上部電荷移動控制電極28之材料層之後將該材料層圖案化而獲得。第2電極22、上部電荷移動控制電極28之各者分別連接於配線(未圖示)，該等配線連接於驅動電路。連接於第2電極22之配線於複數個攝像元件中共通化。連接於上部電荷移動控制電極28之配線亦於複數個攝像元件中共通化。

於實施例8之攝像元件中，於電荷儲存期間，自驅動電路對第2電極22施加電位V₂₁ ，對上部電荷移動控制電極28施加電位V₄₁ ，而將電荷儲存於光電轉換積層體23，於電荷傳輸期間，自驅動電路對第2電極22施加電位V₂₂ ，對上部電荷移動控制電極28施加電位V₄₂ ，而將儲存於光電轉換積層體23之電荷經由第1電極21讀出至控制部。此處，設為第1電極21之電位高於第2電極22之電位，故而 V₂₁ ≧V₄₁ 、且V₂₂ ≧V₄₂ 。

如上所述，於實施例8之攝像元件中，於位於鄰接之攝像元件之間之光電轉換層之區域之上，形成有電荷移動控制電極代替形成第2電極，故而可藉由電荷移動控制電極抑制藉由光電轉換產生之電荷流入至鄰接之攝像元件，因此不存在於所攝影之影像(圖像)產生品質劣化之情況。

將實施例8之攝像元件(並列設置之2個攝像元件)之變化例之一部分的模式性之剖視圖示於圖36A，將一部分之模式性之俯視圖示於圖37A及圖37B。於該變化例中，第2電極22係設置於每個攝像元件，上部電荷移動控制電極28包圍第2電極22之至少一部分，與第2電極22分開設置，且於上部電荷移動控制電極28之下方存在電荷儲存用電極24之一部分。第2電極22以較電荷儲存用電極24小之大小設置於電荷儲存用電極24之上方。

將實施例8之攝像元件(並列設置之2個攝像元件)之變化例之一部分的模式性之剖視圖示於圖36B，將一部分之模式性之俯視圖示於圖38A及圖38B。於該變化例中，第2電極22係設置於每個攝像元件，上部電荷移動控制電極28包圍第2電極22之至少一部分，與第2電極22分開設置，於上部電荷移動控制電極28之下方，存在電荷儲存用電極24之一部分，而且，於上部電荷移動控制電極(上方-電荷移動控制電極)28之下方設置有下部電荷移動控制電極(下方-電荷移動控制電極)27。第2電極22之大小較圖36A所示之變化例小。即，與上部電荷移動控制電極28對向之第2電極22之區域位於較圖36A所示之變化例中之與上部電荷移動控制電極28對向之第2電極22之區域更靠第1電極21側。電荷儲存用電極24由下部電荷移動控制電極27包圍。

以上，基於較佳之實施例對本發明進行了說明，但本發明並不限定於該等實施例。實施例中所說明之攝像元件、積層型攝像元件、固態攝像裝置之構造或構成、製造條件、製造方法、所使用之材料為例示，可適當變更。可適當地組合各實施例之攝像元件。可將本發明之攝像元件之構成、構造適用於發光元件、例如有機EL(Electroluminescence，電致發光)元件，亦可適用於薄膜電晶體之通道形成區域。

如上所述，視情形亦可將浮動擴散層FD₁ 、FD₂ 、FD₃ 、51C、45C、46C共用化。

又，如於圖39中例如表示在實施例1中說明之攝像元件、積層型攝像元件之變化例般，亦可設為自第2電極22之側入射光且於較第2電極22更靠光入射側形成有遮光層15之構成。再者，亦可使設置於較光電轉換層更靠光入射側之各種配線作為遮光層發揮功能。

再者，於圖39所示之例中，遮光層15形成於第2電極22之上方，即，遮光層15形成於較第2電極22更靠光入射側且第1電極21之上方，亦可如圖40所示，配設於第2電極22之光入射側之面之上。又，視情形亦可如圖41所示，於第2電極22形成有遮光層15。

又或者，亦可設為自第2電極22側入射光且光不入射至第1電極21之構造。具體而言，如圖39所示，於較第2電極22更靠光入射側且第1電極21之上方形成有遮光層15。又或者，如圖43所示，亦可設為如下構造：於電荷儲存用電極24及第2電極22之上方設置有晶載微透鏡14，入射至晶載微透鏡14之光聚光於電荷儲存用電極24而不到達至第1電極21。再者，於如實施例5中所說明般，設置有傳輸控制用電極25之情形時，可設為光不入射至第1電極21及傳輸控制用電極25之形態，具體而言，如圖42所圖示，亦可設為於第1電極21及傳輸控制用電極25之上方形成有遮光層15之構造。又或者，亦可設為入射至晶載微透鏡14之光不到達至第1電極21或第1電極21及傳輸控制用電極25之構造。

藉由採用該等構成、構造，又或者，藉由以光僅入射至位於電荷儲存用電極24之上方之光電轉換部之部分之方式設置遮光層15，又或者設計晶載微透鏡14，位於第1電極21之上方(或第1電極21及傳輸控制用電極25之上方)之光電轉換部之部分無助於光電轉換，故而可更確實地將所有像素一齊重置，從而可更容易地實現全域快門功能。即，於具備複數個具有該等構成、構造之攝像元件之固態攝像裝置之驅動方法中，重複如下各步驟： 於所有攝像元件中，一齊地一面將電荷儲存於氧化物半導體層23C等，一面將第1電極21中之電荷排出至系統外，其後， 於所有攝像元件中，一齊地將儲存於氧化物半導體層23C等之電荷傳輸至第1電極21，於傳輸完成後，依序於各攝像元件中讀出傳輸至第1電極21之電荷。

於此種固態攝像裝置之驅動方法中，各攝像元件具有自第2電極側入射之光不入射至第1電極之構造，於所有攝像元件中，一齊地一面將電荷儲存於氧化物半導體層等，一面將第1電極中之電荷排出至系統外，故而可於所有攝像元件中同時確實地進行第1電極之重置。而且，其後，於所有攝像元件中，一齊地將儲存於氧化物半導體層等之電荷傳輸至第1電極，於傳輸完成後，依序於各攝像元件中讀出傳輸至第1電極之電荷。因此，可容易地實現所謂全域快門功能。

於形成有於複數個攝像元件中共通化之1層氧化物半導體層23C及氧化膜23B之情形時，就氧化物半導體層23C及氧化膜23B之端部之保護等觀點而言，較理想為氧化物半導體層23C及氧化膜23B之端部至少由光電轉換層23A覆蓋。此種情形時之攝像元件之構造只要設為如於在圖2中示出模式性之剖視圖之氧化物半導體層23C及氧化膜23B之右端圖示之構造即可。

於在圖44中表示模式性之局部剖視圖之實施例4之攝像元件之變化例中，於各攝像元件(藍色光用攝像元件10B、綠色光用攝像元件10G及紅色光用攝像元件10R)之光入射側，配設有用以進行藍色、綠色、紅色之分光之彩色濾光片層16B、16G、16R。於此情形時，攝像元件10R、10G、10B只要由形成有吸收白色光之光電轉換層23A之背面照射型或正面照射型之攝像元件構成即可。攝像元件10B、10G、10R除彩色濾光片層16B、16G、16R不同之方面以外具有相同之構成、構造。又，光電轉換層23A可設為於攝像元件10B、10G、10R中共通。

於實施例中，將電子設為信號電荷，將形成於半導體基板之光電轉換層之導電型設為n型，但亦可適用於將電洞設為信號電荷之固態攝像裝置。於此情形時，只要由相反之導電型之半導體區域構成各半導體區域即可，形成於半導體基板之光電轉換層之導電型只要設為p型即可。

又，於實施例中，列舉適用於將偵測與入射光量相對應之信號電荷作為物理量的單位像素呈矩陣狀地配置而成之CMOS型固態攝像裝置之情形為例進行了說明，但並不限於適用於CMOS型固態攝像裝置，亦可適用於CCD型固態攝像裝置。於後者之情形時，信號電荷藉由CCD型構造之垂直傳輸暫存器於垂直方向上傳輸，藉由水平傳輸暫存器於水平方向上傳輸，且被放大，藉此輸出像素信號(圖像信號)。又，並不限定於呈2維矩陣狀地形成像素且針對每個像素行配置行信號處理電路而成之行方式的固態攝像裝置全體。進而，視情形亦可省略選擇電晶體。

進而，本發明之攝像元件、積層型攝像元件並不限於適用於偵測可見光之入射光量之分佈並作為圖像拍攝之固態攝像裝置，亦可適用於將紅外線或X射線、或粒子等之入射量之分佈作為圖像拍攝之固態攝像裝置。又，廣義而言，可適用於偵測壓力或靜電電容等其他物理量之分佈並作為圖像拍攝之指紋檢測感測器等固態攝像裝置(物理量分佈偵測裝置)全體。

進而，並不限於以列單位依序掃描攝像區域之各單位像素而自各單位像素讀出像素信號之固態攝像裝置。亦可適用於以像素單位選擇任意像素並以像素單位自選擇像素讀出像素信號之X-Y位址型之固態攝像裝置。固態攝像裝置可為形成為單晶片之形態，亦可為將攝像區域、與驅動電路或光學系統彙集封裝而成之具有攝像功能的模組狀之形態。

又，並不限於適用於固態攝像裝置，亦可適用於攝像裝置。此處，所謂攝像裝置係指數位靜態相機或攝錄影機等相機系統、或行動電話等具有攝像功能之電子機器。亦存在將搭載於電子機器之模組狀之形態、即相機模組設為攝像裝置之情形。

於圖50中以概念圖表示將包含本發明之攝像元件、積層型攝像元件之固態攝像裝置201用於電子機器(相機)200之例。電子機器200包含固態攝像裝置201、光學透鏡210、快門裝置211、驅動電路212、及信號處理電路213。光學透鏡210使來自被攝體之像光(入射光)成像於固態攝像裝置201之攝像面上。藉此，於固態攝像裝置201內於固定期間儲存信號電荷。快門裝置211控制向固態攝像裝置201之光照射期間及遮光期間。驅動電路212供給控制固態攝像裝置201之傳輸動作等及快門裝置211之快門動作之驅動信號。藉由自驅動電路212供給之驅動信號(時序信號)，進行固態攝像裝置201之信號傳輸。信號處理電路213進行各種信號處理。經進行信號處理之影像信號記憶於記憶體等記憶媒體，或輸出至監視器。於此種電子機器200中，可達成固態攝像裝置201中之像素尺寸之微細化及傳輸效率之提高，故而可獲得像素特性之提高得以實現之電子機器200。作為可適用固態攝像裝置201之電子機器200，並不限於相機，還可適用於數位靜態相機、適於行動電話等移動式機器之相機模組等攝像裝置。

本發明之技術(本技術)可應用於各種製品。例如，本發明之技術亦可實現為搭載於汽車、電動汽車、油電混合車、機車、腳踏車、個人移動載具、飛機、無人機、船舶、機器人等任一種移動體之裝置。

圖52係表示作為可適用本發明之技術之移動體控制系統之一例的車輛控制系統之概略性之構成例之方塊圖。

車輛控制系統12000具備經由通信網路12001連接之複數個電子控制單元。於圖52所示之例中，車輛控制系統12000具備驅動系統控制單元12010、車身系統控制單元12020、車外資訊檢測單元12030、車內資訊檢測單元12040、及綜合控制單元12050。又，作為綜合控制單元12050之功能構成，圖示有微電腦12051、聲音圖像輸出部12052、及車載網路I/F(interface，介面)12053。

驅動系統控制單元12010依照各種程式控制與車輛之驅動系統相關之裝置之動作。例如，驅動系統控制單元12010作為內燃機或驅動用馬達等用以產生車輛之驅動力之驅動力產生裝置、將驅動力傳遞至車輪之驅動力傳遞機構、調節車輛之舵角之轉向機構、及產生車輛之制動力之制動裝置等控制裝置發揮功能。

車身系統控制單元12020依照各種程式控制裝備於車體之各種裝置之動作。例如，車身系統控制單元12020作為免鑰匙啟動系統、智慧鑰匙系統、電動車窗裝置、或者頭燈、尾燈、刹車燈、轉向燈或霧燈等各種燈之控制裝置發揮功能。於此情形時，可對車身系統控制單元12020，輸入自代替鑰匙之攜帶式設備發送之電波或各種開關之信號。車身系統控制單元12020接收該等電波或信號之輸入，而控制車輛之門鎖裝置、電動車窗裝置、燈等。

車外資訊檢測單元12030檢測搭載有車輛控制系統12000之車輛之外部之資訊。例如，於車外資訊檢測單元12030連接攝像部12031。車外資訊檢測單元12030使攝像部12031拍攝車外之圖像，並且接收所拍攝之圖像。車外資訊檢測單元12030亦可基於所接收之圖像，進行人、車、障礙物、標識或路面上之文字等之物體檢測處理或距離檢測處理。

攝像部12031係接收光並輸出與該光之受光量相對應之電信號之光感測器。攝像部12031可將電信號輸出為圖像，亦可輸出為測距之資訊。又，攝像部12031所接收之光可為可見光，亦可為紅外線等非可見光。

車內資訊檢測單元12040檢測車內之資訊。於車內資訊檢測單元12040，例如連接檢測駕駛員之狀態之駕駛員狀態檢測部12041。駕駛員狀態檢測部12041例如包含拍攝駕駛員之相機，車內資訊檢測單元12040可基於自駕駛員狀態檢測部12041輸入之檢測資訊，算出駕駛員之疲勞程度或集中程度，亦可判別駕駛員是否打瞌睡。

微電腦12051可基於由車外資訊檢測單元12030或車內資訊檢測單元12040獲取之車內外之資訊，運算驅動力產生裝置、轉向機構或制動裝置之控制目標值，並對驅動系統控制單元12010輸出控制指令。例如，微電腦12051可進行以包含車輛之碰撞規避或衝擊緩和、基於車間距離之追隨行駛、車速維持行駛、車輛之碰撞警告、或車輛之車道偏離警告等在內的ADAS(Advanced Driver Assistance System，先進駕駛輔助系統)之功能實現為目的之協調控制。

又，微電腦12051可進行以自動駕駛等為目的之協調控制，該自動駕駛係藉由基於由車外資訊檢測單元12030或車內資訊檢測單元12040獲取之車輛之周圍之資訊控制驅動力產生裝置、轉向機構或制動裝置等，而不取決於駕駛員之操作地自主行駛。

又，微電腦12051可基於由車外資訊檢測單元12030獲取之車外之資訊，對車身系統控制單元12020輸出控制指令。例如，微電腦12051可進行根據由車外資訊檢測單元12030偵測出之前車或對向車之位置控制頭燈將遠光切換為近光等以謀求防眩為目的之協調控制。

聲音圖像輸出部12052將聲音及圖像中之至少一者之輸出信號發送至可對車輛之搭乘者或車外視覺性或聽覺性地通知資訊之輸出裝置。於圖52之例中，例示有聲頻揚聲器12061、顯示部12062及儀錶板12063作為輸出裝置。顯示部12062例如亦可包含車載顯示器及抬頭顯示器中之至少一者。

圖53係表示攝像部12031之設置位置之例之圖。

於圖53中，車輛12100包含攝像部12101、12102、12103、12104、12105作為攝像部12031。

攝像部12101、12102、12103、12104、12105例如設置於車輛12100之前保險杠、側鏡、後保險杠、後車門及車室內之前窗玻璃之上部等位置。前保險杠所具備之攝像部12101及車室內之前窗玻璃之上部所具備之攝像部12105主要獲取車輛12100之前方之圖像。側鏡所具備之攝像部12102、12103主要獲取車輛12100之側方之圖像。後保險杠或後車門所具備之攝像部12104主要獲取車輛12100之後方之圖像。由攝像部12101及12105獲取之前方之圖像主要用於檢測前車或行人、障礙物、信號燈、交通標識或車道等。

再者，於圖53中，示出攝像部12101至12104之攝影範圍之一例。攝像範圍12111表示設置於前保險杠之攝像部12101之攝像範圍，攝像範圍12112、12113分別表示設置於側鏡之攝像部12102、12103之攝像範圍，攝像範圍12114表示設置於後保險杠或後車門之攝像部12104之攝像範圍。例如，藉由將由攝像部12101至12104拍攝之圖像資料重合，可獲得自上方觀察車輛12100所得之俯瞰圖像。

亦可攝像部12101至12104中之至少一者具有獲取距離資訊之功能。例如，攝像部12101至12104中之至少一者可為包含複數個攝像元件之立體相機，亦可為具有相位差檢測用之像素之攝像元件。

例如，微電腦12051基於自攝像部12101至12104獲得之距離資訊，求出攝像範圍12111至12114內之至各立體物之距離、及該距離之時間性變化(相對於車輛12100之相對速度)，藉此尤其可抽取位於車輛12100之行進路上之最近之立體物且於與車輛12100大致相同之方向上以特定速度(例如0 km/h以上)行駛之立體物為前車。進而，微電腦12051可設定在前車之近前預先應確保之車間距離，而進行自動刹車控制(亦包括追隨停止控制)或自動加速控制(亦包括追隨發動控制)等。如此一來，可進行以不取決於駕駛員之操作地自主行駛之自動駕駛等為目的之協調控制。

例如，微電腦12051可基於自攝像部12101至12104獲得之距離資訊，將與立體物相關之立體物資料分類並抽取為2輪車、普通車輛、大型車輛、行人、電傳線桿等其他立體物，而用於自動規避障礙物。例如，微電腦12051將車輛12100之周邊之障礙物識別為車輛12100之駕駛者可視認之障礙物及難以視認之障礙物。而且，微電腦12051判斷表示與各障礙物之碰撞之危險度之碰撞風險，於碰撞風險為設定值以上而存在碰撞可能性之狀況時，經由聲頻揚聲器12061或顯示部12062對駕駛者輸出警報，或者經由驅動系統控制單元12010進行強制減速或規避操舵，藉此可進行用以規避碰撞之駕駛支援。

亦可攝像部12101至12104中之至少一者為檢測紅外線之紅外線相機。例如，微電腦12051可藉由判定在攝像部12101至12104之拍攝圖像中是否存在行人而辨別行人。該行人之辨別例如藉由抽取作為紅外線相機之攝像部12101至12104之拍攝圖像中之特徵點之順序、及對表示物體之輪廓之一連串之特徵點進行圖案匹配處理而判別是否為行人之順序進行。若微電腦12051判定在攝像部12101至12104之拍攝圖像中存在行人而辨識出行人，則聲音圖像輸出部12052以對該所辨識出之行人重疊顯示用以強調之方形輪廓線之方式，控制顯示部12062。又，聲音圖像輸出部12052亦能夠以將表示行人之圖標等顯示於所需位置之方式控制顯示部12062。

又，例如本發明之技術亦可適用於內視鏡手術系統。

圖54係表示可適用本發明之技術(本技術)之內視鏡手術系統之概略性之構成之一例的圖。

於圖54中，圖示出手術者(醫師)11131使用內視鏡手術系統11000對病床11133上之患者11132進行手術之情況。如圖示般，內視鏡手術系統11000包含內視鏡11100、氣腹管11111或能量手術器具11112等其他手術器具11110、支持內視鏡11100之支持臂裝置11120、及搭載有用以內視鏡下手術之各種裝置之手推車11200。

內視鏡11100包含自前端起特定長度之區域插入至患者11132之體腔內之鏡筒11101、及連接於鏡筒11101之基端之相機鏡頭11102。於圖示之例中，圖示有構成為具有硬性之鏡筒11101之所謂硬性鏡之內視鏡11100，內視鏡11100亦可構成為具有軟性之鏡筒之所謂軟性鏡。

於鏡筒11101之前端，設置有嵌入有物鏡之開口部。於內視鏡11100連接有光源裝置11203，由該光源裝置11203產生之光由延伸設置於鏡筒11101之內部之導光件導引至該鏡筒之前端，並經由物鏡朝向患者11132之體腔內之觀察對象照射。再者，內視鏡11100可為直視鏡，亦可為斜視鏡或側視鏡。

於相機鏡頭11102之內部設置有光學系統及攝像元件，來自觀察對象之反射光(觀察光)藉由該光學系統聚光於該攝像元件。藉由該攝像元件對觀察光進行光電轉換，而產生對應於觀察光之電信號、即對應於觀察像之圖像信號。該圖像信號以原始(RAW)資料之形式發送至相機控制單元(CCU：Camera Control Unit)11201。

CCU11201包含CPU(Central Processing Unit，中央處理單元)或GPU(Graphics Processing Unit，圖形處理單元)等，統括地控制內視鏡11100及顯示裝置11202之動作。進而，CCU11201自相機鏡頭11102接收圖像信號，並對該圖像信號，例如實施顯影處理(解馬賽克處理)等用以顯示基於該圖像信號之圖像之各種圖像處理。

顯示裝置11202藉由自CCU11201之控制，顯示基於由該CCU11201實施圖像處理所得之圖像信號之圖像。

光源裝置11203例如由LED(Light Emitting Diode，發光二級體)等光源構成，將拍攝手術部位等時之照射光供給至內視鏡11100。

輸入裝置11204係對內視鏡手術系統11000之輸入介面。使用者可經由輸入裝置11204對內視鏡手術系統11000進行各種資訊之輸入或指示輸入。例如，使用者輸入變更內視鏡11100之拍攝條件(照射光之種類、倍率及焦點距離等)之意旨之指示等。

手術器具控制裝置11205控制用以組織之燒灼、切開或血管之閉合等之能量手術器具11112之驅動。氣腹裝置11206為了以確保內視鏡11100之視野及確保手術者之作業空間為目的，使患者11132之體腔膨脹，而經由氣腹管11111將氣體送入至該體腔內。記錄器11207係可記錄與手術相關之各種資訊之裝置。印表機11208係可將與手術相關之各種資訊以文本、圖像或曲線圖等各種形式印刷之裝置。

再者，對內視鏡11100供給拍攝手術部位時之照射光之光源裝置11203例如可包含由LED、雷射光源或該等之組合構成之白色光源。於藉由RGB雷射光源之組合構成白色光源之情形時，可高精度地控制各色(各波長)之輸出強度及輸出時序，故而於光源裝置11203中可進行拍攝圖像之白平衡之調整。又，於此情形時，藉由將來自RGB雷射光源之各者之雷射光分時照射至觀察對象，並與該照射時序同步地控制相機鏡頭11102之攝像元件之驅動，亦可分時拍攝分別對應於RGB之圖像。根據該方法，即便不於該攝像元件設置彩色濾光片，亦可獲得彩色圖像。

又，關於光源裝置11203，亦能夠以每隔特定時間變更輸出之光之強度之方式控制其驅動。與該光之強度之變更之時序同步地控制相機鏡頭11102之攝像元件之驅動而分時獲取圖像，藉由合成該圖像，可產生不存在所謂黑色飽和及暈光之高動態範圍之圖像。

又，光源裝置11203亦可構成為可供給對應於特殊光觀察之特定之波長頻帶之光。於特殊光觀察中，例如進行所謂窄頻帶光觀察(Narrow Band Imaging，窄頻影像)，該窄頻帶光觀察係利用人體組織中之光之吸收之波長依存性，照射較通常之觀察時之照射光(即白色光)窄之頻帶之光，藉此以高對比度拍攝黏膜表層之血管等特定組織。或者，於特殊光觀察中，亦可進行利用藉由照射激發光產生之螢光獲得圖像之螢光觀察。於螢光觀察中，可進行如下情況等：對人體組織照射激發光而觀察來自該人體組織之螢光(自體螢光觀察)、或將靛青綠(ICG)等試劑局部注射至人體組織並且對該人體組織照射對應於該試劑之螢光波長之激發光而獲得螢光圖像。光源裝置11203可構成為可供給對應於此種特殊光觀察之窄頻帶光及/或激發光。

圖55係表示圖54所示之相機鏡頭11102及CCU11201之功能構成之一例的方塊圖。

相機鏡頭11102包含透鏡單元11401、攝像部11402、驅動部11403、通信部11404、及相機鏡頭控制部11405。CCU11201包含通信部11411、圖像處理部11412、及控制部11413。相機鏡頭11102與CCU11201藉由傳輸電纜11400可相互通信地連接。

透鏡單元11401係設置於與鏡筒11101之連接部之光學系統。自鏡筒11101之前端取入之觀察光被導引至相機鏡頭11102，並入射至該透鏡單元11401。透鏡單元11401係將包含變焦透鏡及聚焦透鏡之複數個透鏡組合而構成。

攝像部11402由攝像元件構成。構成攝像部11402之攝像元件可為1個(所謂單板式)，亦可為複數個(所謂多板式)。於攝像部11402由多板式構成之情形時，例如亦可藉由各攝像元件產生分別對應於RGB之圖像信號，並藉由將該等圖像信號合成而獲得彩色圖像。或者，攝像部11402亦可構成為包含用以分別獲取對應於3D(3 Dimensional，三維)顯示之右眼用及左眼用之圖像信號之1對攝像元件。藉由進行3D顯示，手術者11131可更精確地掌握手術部位之生物組織之深度。再者，於攝像部11402由多板式構成之情形時，對應於各攝像元件，透鏡單元11401亦可設置複數個系統。

又，攝像部11402亦可並非設置於相機鏡頭11102。例如，攝像部11402亦可於鏡筒11101之內部設置於物鏡之正後方。

驅動部11403由致動器構成，藉由自相機鏡頭控制部11405之控制，使透鏡單元11401之變焦透鏡及聚焦透鏡沿著光軸移動特定距離。藉此，可適當調整攝像部11402之拍攝圖像之倍率及焦點。

通信部11404由用以與CCU11201之間收發各種資訊之通信裝置構成。通信部11404將自攝像部11402獲得之圖像信號作為原始資料經由傳輸電纜11400發送至CCU11201。

又，通信部11404自CCU11201接收用以控制相機鏡頭11102之驅動之控制信號，並將其供給至相機鏡頭控制部11405。於該控制信號中，例如包括指定拍攝圖像之幀頻之意旨之資訊、指定拍攝時之曝光值之意旨之資訊、及/或指定拍攝圖像之倍率及焦點之意旨之資訊等與拍攝條件相關之資訊。

再者，上述幀頻或曝光值、倍率、焦點等拍攝條件可由使用者適當指定，亦可基於所獲取之圖像信號藉由CCU11201之控制部11413自動地設定。於後者之情形時，於內視鏡11100搭載有所謂AE(Auto Exposure，自動曝光)功能、AF(Auto Focus，自動聚焦)功能及AWB(Auto White Balance，自動白平衡)功能。

相機鏡頭控制部11405基於經由通信部11404接收之來自CCU11201之控制信號，控制相機鏡頭11102之驅動。

通信部11411由用以與相機鏡頭11102之間收發各種資訊之通信裝置構成。通信部11411自相機鏡頭11102接收經由傳輸電纜11400發送之圖像信號。

又，通信部11411對相機鏡頭11102發送用以控制相機鏡頭11102之驅動之控制信號。圖像信號或控制信號可藉由電通信或光通信等發送。

圖像處理部11412對作為自相機鏡頭11102發送之原始資料之圖像信號實施各種圖像處理。

控制部11413進行與藉由內視鏡11100之對手術部位等之攝像、及藉由手術部位等之拍攝獲得之拍攝圖像之顯示相關的各種控制。例如，控制部11413產生用以控制相機鏡頭11102之驅動之控制信號。

又，控制部11413基於由圖像處理部11412實施圖像處理所得之圖像信號，使反映手術部位等之拍攝圖像顯示於顯示裝置11202。此時，控制部11413亦可使用各種圖像辨識技術辨識拍攝圖像內之各種物體。例如，控制部11413可藉由檢測拍攝圖像中所包含之物體之邊緣之形狀或顏色等，辨識出鉗子等手術器具、特定之生物部位、出血、使用能量手術器具11112時之薄霧等。控制部11413亦可於使拍攝圖像顯示於顯示裝置11202時，使用該辨識結果，使各種手術支援資訊重疊顯示於該手術部位之圖像。藉由重疊顯示手術支援資訊並對手術者11131提示，可減輕手術者11131之負擔，或使手術者11131確實地進行手術。

連接相機鏡頭11102及CCU11201之傳輸電纜11400係對應於電信號之通信之電信號電纜、對應於光通信之光纖、或該等之複合電纜。

此處，於圖示之例中，使用傳輸電纜11400以有線之方式進行通信，但相機鏡頭11102與CCU11201之間之通信亦能夠以無線之方式進行。

再者，此處，對作為一例之內視鏡手術系統進行了說明，但本發明之技術亦可適用於其他、例如顯微鏡手術系統等。

再者，本發明亦可採取如下構成。 [A01]《攝像元件》 一種攝像元件，其具備積層第1電極、光電轉換層及第2電極而成之光電轉換部，且 於光電轉換層之正下方，自光電轉換層側形成有氧化膜及氧化物半導體層。 [A02]如[A01]之攝像元件，其中構成氧化膜之元素之至少一部分與構成氧化物半導體層之元素不同。 [A03]如[A01]或[A02]之攝像元件，其中於將氧化物半導體層之傳導帶之最大能量值之能量平均值設為E₂ ，將氧化膜之傳導帶之最大能量值之能量平均值設為E₁ 時，滿足： E₁ －E₂ ≧-0.4(eV)。 [A04]如[A03]之攝像元件，其中於將光電轉換層之LUMO值之能量平均值設為E₀ 時，滿足： E₀ －E₁ ≧-0.4(eV)。 [A05]如[A04]之攝像元件，其滿足： E₀ ≧E₁ ≧E₂ 。 [A06]如[A01]至[A05]中任一項之攝像元件，其中於將氧化膜之價帶中之最小能量值之能量平均值設為E₄ ，將光電轉換層之HOMO值之能量平均值設為E₃ 時，滿足： E₃ －E₄ ≧-0.4(eV)。 [A07]如[A06]之攝像元件，其中於將氧化物半導體層之價帶之最小能量值之能量平均值設為E₅ 時，滿足： E₄ －E₅ ≧-0.4(eV)。 [A08]如[A07]之攝像元件，其滿足： E₃ ≧E₄ ≧E₅ 。 [A09]如[A01]至[A08]中任一項之攝像元件，其中構成氧化膜之材料(氧化膜構成材料)包含金屬氧化物。 [A10]如[A09]之攝像元件，其中金屬氧化物含有選自由鉭、鈦、釩、鈮、鎢、鋯、鉿、鈧、釔、鑭、鎵及鎂所組成之群中之至少1種元素。 [A11]如[A10]之攝像元件，其中於氧化膜中，添加有選自由矽(Si)、鉭(Ta)、釩(V)、鈮(Nb)、鎢(W)、鋯(Zr)、鉿(Hf)、鈧(Sc)、釔(Y)、鑭(La)、鎵(Ga)、鎂(Mg)、鋁(Al)、鍶(Sr)、鍺(Ge)、氫(H)、碳(C)及氮(N)所組成之群中之至少1種元素(其中，為與構成金屬氧化物之元素不同之元素)。 [A12]如[A11]之攝像元件，其中於氧化膜中，添加有選自由矽(Si)、鈮(Nb)、鎢(W)、鋯(Zr)、鋁(Al)、碳(C)及氮(N)所組成之群中之至少1種元素(其中，為與構成金屬氧化物之元素不同之元素)。 [A13]如[A09]至[A12]中任一項之攝像元件，其中氧化膜之厚度為1原子層以上1×10^-7 m以下。 [A14]如[A01]至[A08]中任一項之攝像元件，其中氧化膜包含隧道氧化膜。 [A15]如[A14]之攝像元件，其中隧道氧化膜包含選自由SiO_X 、SiON、SiOC及AlO_Y 所組成之群中之至少1種材料。 [A16]如[A14]或[A15]之攝像元件，其中隧道氧化膜之厚度為1原子層以上5×10^-9 m以下。 [A17]如[A01]至[A08]中任一項之攝像元件，其中氧化膜具有包含金屬氧化物之膜與隧道氧化膜之積層構造。 [A18]如[A17]之攝像元件，其中金屬氧化物含有選自由鉭、鈦、釩、鈮、鎢、鋯、鉿、鈧、釔、鑭、鎵及鎂所組成之群中之至少1種元素。 [A19]如[A18]之攝像元件，其中於氧化膜中，添加有選自由矽(Si)、鉭(Ta)、釩(V)、鈮(Nb)、鎢(W)、鋯(Zr)、鉿(Hf)、鈧(Sc)、釔(Y)、鑭(La)、鎵(Ga)、鎂(Mg)、鋁(Al)、鍶(Sr)、鍺(Ge)、氫(H)、碳(C)及氮(N)所組成之群中之至少1種元素(其中，為與構成金屬氧化物之元素不同之元素)。 [A20]如[A19]之攝像元件，其中於氧化膜中，添加有選自由矽(Si)、鈮(Nb)、鎢(W)、鋯(Zr)、鋁(Al)、碳(C)及氮(N)所組成之群中之至少1種元素(其中，為與構成金屬氧化物之元素不同之元素)。 [A21]如[A17]至[A20]中任一項之攝像元件，其中包含金屬氧化物之膜之厚度為1原子層以上1×10^-7 m以下。 [A22]如[A17]至[A21]中任一項之攝像元件，其中隧道氧化膜包含選自由SiO_X 、SiON、SiOC及AlO_Y 所組成之群中之至少1種材料。 [A23]如[A17]至[A22]中任一項之攝像元件，其中隧道氧化膜之厚度為1原子層以上5×10^-9 m以下。 [A24]如[A01]至[A23]中任一項之攝像元件，其中氧化膜與氧化物半導體層之界面附近之氧化物半導體層之部分中的氫原子濃度之平均值Conc_H-1 ，高於氧化物半導體層之沿著厚度方向之中央部分中的氫原子濃度之平均值Conc_H-2 。 [A25]如[A24]之攝像元件，其滿足： Conc_H-1 /Conc_H-2 ≧1.1。 [A26]如[A01]至[A25]中任一項之攝像元件，其中於將氧化膜與氧化物半導體層之界面附近之氧化物半導體層之部分中的氫原子濃度值設為Conc_H-1 ，將氧化膜與氧化物半導體層之界面附近之氧化物半導體層之部分中的構成氧化膜之原子之濃度值設為Conc_M-1 時，朝向氧化物半導體層之沿著厚度方向之中央部分的Conc_H-1 之平均變化率ΔConc_H-1 ，大於朝向氧化物半導體層之沿著厚度方向之中央部分的Conc_M-1 之平均變化率ΔConc_M-1 。 [A27]如[A01]至[A26]中任一項之攝像元件，其中於第2電極之上方設置有彩色濾光片層，且光電轉換層吸收白色光。 [A28]如[A01]至[A27]中任一項之攝像元件，其中於光電轉換層中產生之電荷經由氧化膜及氧化物半導體層移動至第1電極。 [A29]如[A28]之攝像元件，其中電荷為電子。 [B01]如[A01]至[A29]中任一項之攝像元件，其中光電轉換部進而具備絕緣層、及與第1電極分開配置且介隔絕緣層而與氧化物半導體層對向配置之電荷儲存用電極。 [B02]如[A01]至[B01]中任一項之攝像元件，其中於光電轉換層中產生之電荷經由氧化膜及氧化物半導體層移動至第1電極。 [B03]如[B02]之攝像元件，其中電荷為電子。 [B04]如[A01]至[B03]中任一項之攝像元件，其中氧化物半導體層之載子遷移率為10 cm² /V・s以上。 [B05]如[A01]至[B04]中任一項之攝像元件，其中氧化物半導體層之載子濃度(載子密度)未達1×10¹⁶ /cm³ 。 [B06]如[A01]至[B05]中任一項之攝像元件，其中氧化物半導體層為非晶質。 [B07]如[A01]至[B06]中任一項之攝像元件，其中氧化物半導體層之厚度為1×10^-8 m至1.5×10^-7 m。 [C01]如[A01]至[B07]中任一項之攝像元件，其進而具備半導體基板，且 光電轉換部配置於半導體基板之上方。 [C02]如[A01]至[C01]中任一項之攝像元件，其中第1電極於設置於絕緣層之開口部內延伸，並與氧化物半導體層連接。 [C03]如[A01]至[C01]中任一項之攝像元件，其中氧化物半導體層及保護層於設置於絕緣層之開口部內延伸，並與第1電極連接。 [C04]如[C03]之攝像元件，其中第1電極之頂面之緣部由絕緣層覆蓋， 第1電極露出於開口部之底面，且 於將與第1電極之頂面相接之絕緣層之面設為第1面，將與對向於電荷儲存用電極之氧化物半導體層之部分相接之絕緣層的面設為第2面時，開口部之側面具有自第1面朝向第2面擴大之傾斜。 [C05]如[C04]之攝像元件，其中具有自第1面朝向第2面擴大之傾斜之開口部之側面位於電荷儲存用電極側。 [C06]《第1電極及電荷儲存用電極之電位之控制》 如[A01]至[C05]中任一項之攝像元件，其進而具備設置於半導體基板且具有驅動電路之控制部， 第1電極及電荷儲存用電極連接於驅動電路， 於電荷儲存期間，自驅動電路對第1電極施加電位V₁₁ ，對電荷儲存用電極施加電位V₃₁ ，而將電荷儲存於氧化物半導體層(或氧化物半導體層、保護層及光電轉換層)，且 於電荷傳輸期間，自驅動電路對第1電極施加電位V₁₂ ，對電荷儲存用電極施加電位V₃₂ ，而將儲存於氧化物半導體層(或氧化物半導體層、保護層及光電轉換層)之電荷經由第1電極讀出至控制部。 其中，第1電極之電位高於第2電極之電位， V₃₁ ≧V₁₁ ，且V₃₂ ＜V₁₂ 。 [C07]《下部電荷移動控制電極》 如[A01]至[C06]中任一項之攝像元件，其中於介隔絕緣層而與位於鄰接之攝像元件之間之光電轉換層之區域對向之區域形成有下部電荷移動控制電極。 [C08]《第1電極、電荷儲存用電極及下部電荷移動控制電極之電位之控制》 如[C07]之攝像元件，其進而具備設置於半導體基板且具有驅動電路之控制部， 第1電極、第2電極、電荷儲存用電極及下部電荷移動控制電極連接於驅動電路， 於電荷儲存期間，自驅動電路對第1電極施加電位V₁₁ ，對電荷儲存用電極施加電位V₃₁ ，對下部電荷移動控制電極施加電位V₄₁ ，而將電荷儲存於氧化物半導體層(或氧化物半導體層、保護層及光電轉換層)，且 於電荷傳輸期間，自驅動電路對第1電極施加電位V₁₂ ，對電荷儲存用電極施加電位V₃₂ ，對下部電荷移動控制電極施加電位V₄₂ ，而將儲存於氧化物半導體層(或氧化物半導體層、保護層及光電轉換層)之電荷經由第1電極讀出至控制部。 其中， V₃₁ ≧V₁₁ ，V₃₁ ＞V₄₁ ，且V₁₂ ＞V₃₂ ＞V₄₂ 。 [C09]《上部電荷移動控制電極》 如[A01]至[C06]中任一項之攝像元件，其中於位於鄰接之攝像元件之間之光電轉換層之區域之上，形成有上部電荷移動控制電極代替形成第2電極。 [C10]如[C09]之攝像元件，其中第2電極係設置於每個攝像元件，上部電荷移動控制電極包圍第2電極之至少一部分，並與第2電極分開，設置於光電轉換層之區域-A之上。 [C11]如[C09]之攝像元件，其中第2電極係設置於每個攝像元件，上部電荷移動控制電極包圍第2電極之至少一部分，並與第2電極分開設置，於上部電荷移動控制電極之下方存在電荷儲存用電極之一部分。 [C12]如[C09]至[C11]中任一項之攝像元件，其中第2電極係設置於每個攝像元件，上部電荷移動控制電極包圍第2電極之至少一部分，並與第2電極分開設置，於上部電荷移動控制電極之下方存在電荷儲存用電極之一部分，而且，於上部電荷移動控制電極之下方形成有下部電荷移動控制電極。 [C13]《第1電極、電荷儲存用電極及電荷移動控制電極之電位之控制》 如[C09]至[C12]中任一項之攝像元件，其進而具備設置於半導體基板且具有驅動電路之控制部， 第1電極、第2電極、電荷儲存用電極及電荷移動控制電極連接於驅動電路， 於電荷儲存期間，自驅動電路對第2電極施加電位V₂₁ ，對電荷移動控制電極施加電位V₄₁ ，而將電荷儲存於氧化物半導體層(或氧化物半導體層、保護層及光電轉換層)，且 於電荷傳輸期間，自驅動電路對第2電極施加電位V₂₂ ，對電荷移動控制電極施加電位V₄₂ ，而將儲存於氧化物半導體層(或氧化物半導體層、保護層及光電轉換層)之電荷經由第1電極讀出至控制部。 其中， V₂₁ ≧V₄₁ ，且V₂₂ ≧V₄₂ 。 [C14]《傳輸控制用電極》 如[A01]至[C13]中任一項之攝像元件，其中於第1電極與電荷儲存用電極之間，進而具備與第1電極及電荷儲存用電極分開配置且介隔絕緣層而與氧化物半導體層對向配置之傳輸控制用電極。 [C15]《第1電極、電荷儲存用電極及傳輸控制用電極之電位之控制》 如[C14]之攝像元件，其進而具備設置於半導體基板且具有驅動電路之控制部， 第1電極、電荷儲存用電極及傳輸控制用電極連接於驅動電路， 於電荷儲存期間，自驅動電路對第1電極施加電位V₁₁ ，對電荷儲存用電極施加電位V₃₁ ，對傳輸控制用電極施加電位V₅₁ ，而將電荷儲存於氧化物半導體層(或氧化物半導體層、保護層及光電轉換層)，且 於電荷傳輸期間，自驅動電路對第1電極施加電位V₁₂ ，對電荷儲存用電極施加電位V₃₂ ，對傳輸控制用電極施加電位V₅₂ ，而將儲存於氧化物半導體層(或氧化物半導體層、保護層及光電轉換層)之電荷經由第1電極讀出至控制部。 其中，第1電極之電位高於第2電極之電位， V₃₁ ＞V₅₁ ，且V₃₂ ≦V₅₂ ≦V₁₂ 。 [C16]《電荷排出電極》 如[A01]至[C15]中任一項之攝像元件，其進而具備連接於氧化物半導體層且與第1電極及電荷儲存用電極分開配置之電荷排出電極。 [C17]如[C16]之攝像元件，其中電荷排出電極以包圍第1電極及電荷儲存用電極之方式配置。 [C18]如[C16]或[C17]之攝像元件，其中氧化物半導體層及保護層於設置於絕緣層之第2開口部內延伸，並與電荷排出電極連接， 電荷排出電極之頂面之緣部由絕緣層覆蓋， 電荷排出電極露出於第2開口部之底面，且 於將與電荷排出電極之頂面相接之絕緣層之面設為第3面，將與對向於電荷儲存用電極之氧化物半導體層之部分相接之絕緣層的面設為第2面時，第2開口部之側面具有自第3面朝向第2面擴大之傾斜。 [C19]《第1電極、電荷儲存用電極及電荷排出電極之電位之控制》 如[C16]至[C18]中任一項之攝像元件，其進而具備設置於半導體基板且具有驅動電路之控制部， 第1電極、電荷儲存用電極及電荷排出電極連接於驅動電路， 於電荷儲存期間，自驅動電路對第1電極施加電位V₁₁ ，對電荷儲存用電極施加電位V₃₁ ，對電荷排出電極施加電位V₆₁ ，而將電荷儲存於氧化物半導體層(或氧化物半導體層、保護層及光電轉換層)，且 於電荷傳輸期間，自驅動電路對第1電極施加電位V₁₂ ，對電荷儲存用電極施加電位V₃₂ ，對電荷排出電極施加電位V₆₂ ，而將儲存於氧化物半導體層(或氧化物半導體層、保護層及光電轉換層)之電荷經由第1電極讀出至控制部。 其中，第1電極之電位高於第2電極之電位， V₆₁ ＞V₁₁ ，且V₆₂ ＜V₁₂ 。 [C20]《電荷儲存用電極區段》 如[A01]至[C19]中任一項之攝像元件，其中電荷儲存用電極包含複數個電荷儲存用電極區段。 [C21]如[C20]之攝像元件，其中於第1電極之電位高於第2電極之電位之情形時，於電荷傳輸期間，施加於位於距第1電極最近之部位之電荷儲存用電極區段之電位高於施加於位於距第1電極最遠之部位之電荷儲存用電極區段之電位，且 於第1電極之電位低於第2電極之電位之情形時，於電荷傳輸期間，施加於位於距第1電極最近之部位之電荷儲存用電極區段之電位低於施加於位於距第1電極最遠之部位之電荷儲存用電極區段之電位。 [C22]如[A01]至[C21]中任一項之攝像元件，其中於半導體基板，設置有構成控制部之至少浮動擴散層及放大電晶體，且 第1電極連接於浮動擴散層及放大電晶體之閘極部。 [C23]如[C22]之攝像元件，其中於半導體基板，進而設置有構成控制部之重置電晶體及選擇電晶體， 浮動擴散層連接於重置電晶體之一源極/汲極區域，且 放大電晶體之一源極/汲極區域連接於選擇電晶體之一源極/汲極區域，選擇電晶體之另一源極/汲極區域連接於信號線。 [C24]如[A01]至[C23]中任一項之攝像元件，其中電荷儲存用電極之大小大於第1電極。 [C25]如[A01]至[C24]中任一項之攝像元件，其中自第2電極側入射光，且於較第2電極更靠光入射側形成有遮光層。 [C26]如[A01]至[C24]中任一項之攝像元件，其中自第2電極側入射光，且光不入射至第1電極。 [C27]如[C26]之攝像元件，其中於較第2電極更靠光入射側且第1電極之上方形成有遮光層。 [C28]如[C26]之攝像元件，其中於電荷儲存用電極及第2電極之上方設置有晶載微透鏡，且 入射至晶載微透鏡之光聚光於電荷儲存用電極。 [C29]《攝像元件：第1構成》 如[A01]至[C28]中任一項之攝像元件，其中光電轉換部包含N個(其中，N≧2)光電轉換部區段， 氧化物半導體層、保護層及光電轉換層包含N個光電轉換層區段， 絕緣層包含N個絕緣層區段， 電荷儲存用電極包含N個電荷儲存用電極區段， 第n個(其中，n＝1、2、3…N)光電轉換部區段包含第n個電荷儲存用電極區段、第n個絕緣層區段及第n個光電轉換層區段， n之值越大之光電轉換部區段位於越遠離第1電極之位置，且 自第1個光電轉換部區段跨及第N個光電轉換部區段，絕緣層區段之厚度逐漸變化。 [C30]《攝像元件：第2構成》 如[A01]至[C28]中任一項之攝像元件，其中光電轉換部包含N個(其中，N≧2)光電轉換部區段， 氧化物半導體層、保護層及光電轉換層包含N個光電轉換層區段， 絕緣層包含N個絕緣層區段， 電荷儲存用電極包含N個電荷儲存用電極區段， 第n個(其中，n＝1、2、3…N)光電轉換部區段包含第n個電荷儲存用電極區段、第n個絕緣層區段及第n個光電轉換層區段， n之值越大之光電轉換部區段位於越遠離第1電極之位置，且 自第1個光電轉換部區段跨及第N個光電轉換部區段，光電轉換層區段之厚度逐漸變化。 [C31]《攝像元件：第3構成》 如[A01]至[C28]中任一項之攝像元件，其中光電轉換部包含N個(其中，N≧2)光電轉換部區段， 氧化物半導體層、保護層及光電轉換層包含N個光電轉換層區段， 絕緣層包含N個絕緣層區段， 電荷儲存用電極包含N個電荷儲存用電極區段， 第n個(其中，n＝1、2、3…N)光電轉換部區段包含第n個電荷儲存用電極區段、第n個絕緣層區段及第n個光電轉換層區段， n之值越大之光電轉換部區段位於越遠離第1電極之位置，且 於鄰接之光電轉換部區段中，構成絕緣層區段之材料不同。 [C32]《攝像元件：第4構成》 如[A01]至[C28]中任一項之攝像元件，其中光電轉換部包含N個(其中，N≧2)光電轉換部區段， 氧化物半導體層、保護層及光電轉換層包含N個光電轉換層區段， 絕緣層包含N個絕緣層區段， 電荷儲存用電極包含相互分開配置之N個電荷儲存用電極區段， 第n個(其中，n＝1、2、3…N)光電轉換部區段包含第n個電荷儲存用電極區段、第n個絕緣層區段及第n個光電轉換層區段， n之值越大之光電轉換部區段位於越遠離第1電極之位置，且 於鄰接之光電轉換部區段中，構成電荷儲存用電極區段之材料不同。 [C33]《攝像元件：第5構成》 如[A01]至[C28]中任一項之攝像元件，其中光電轉換部包含N個(其中，N≧2)光電轉換部區段， 氧化物半導體層、保護層及光電轉換層包含N個光電轉換層區段， 絕緣層包含N個絕緣層區段， 電荷儲存用電極包含相互分開配置之N個電荷儲存用電極區段， 第n個(其中，n＝1、2、3…N)光電轉換部區段包含第n個電荷儲存用電極區段、第n個絕緣層區段及第n個光電轉換層區段， n之值越大之光電轉換部區段位於越遠離第1電極之位置，且 自第1個光電轉換部區段跨及第N個光電轉換部區段，電荷儲存用電極區段之面積逐漸變小。 [C34]《攝像元件：第6構成》 如[A01]至[C28]中任一項之攝像元件，其中於將電荷儲存用電極、絕緣層、氧化物半導體層及光電轉換層之積層方向設為Z方向，將遠離第1電極之方向設為X方向時，於YZ假想平面將積層電荷儲存用電極、絕緣層、氧化物半導體層及光電轉換層而成之積層部分切斷時之積層部分之剖面面積依存於與第1電極之距離而變化。 [D01]《積層型攝像元件》 一種積層型攝像元件，其包含至少1個如[A01]至[C34]中任一項之攝像元件。 [E01]《固態攝像裝置：第1態樣》 一種固態攝像裝置，其具備複數個如[A01]至[C34]中任一項之攝像元件。 [E02]《固態攝像裝置：第2態樣》 一種固態攝像裝置，其具備複數個如[D01]之積層型攝像元件。 [F01]《固態攝像裝置：第1構成》 一種固態攝像裝置，其具備積層第1電極、光電轉換層及第2電極而成之光電轉換部， 光電轉換部包含複數個如[A01]至[C34]中任一項之攝像元件， 攝像元件塊包含複數個攝像元件，且 於構成攝像元件塊之複數個攝像元件中共用第1電極。 [F02]《固態攝像裝置：第2構成》 一種固態攝像裝置，其包含複數個如[C01]之積層型攝像元件， 攝像元件塊包含複數個攝像元件，且 於構成攝像元件塊之複數個攝像元件中共用第1電極。 [F03]如[F01]或[F02]之固態攝像裝置，其於1個攝像元件之上方配設有1個晶載微透鏡。 [F04]如[F01]或[F02]之固態攝像裝置，其中攝像元件塊包含2個攝像元件，且 於攝像元件塊之上方配設有1個晶載微透鏡。 [F05]如[F01]至[F04]中任一項之固態攝像裝置，其中對複數個攝像元件設置有1個浮動擴散層。 [F06]如[F01]至[F05]中任一項之固態攝像裝置，其中第1電極與各攝像元件之電荷儲存用電極鄰接配置。 [F07]如[F01]至[F06]中任一項之固態攝像裝置，其中第1電極與複數個攝像元件之一部分之電荷儲存用電極鄰接配置，且不與複數個攝像元件之剩餘部分之電荷儲存用電極鄰接配置。 [F08]如[F07]之固態攝像裝置，其中構成攝像元件之電荷儲存用電極與構成攝像元件之電荷儲存用電極之間之距離較鄰接於第1電極之攝像元件中之第1電極與電荷儲存用電極之間之距離長。 [G01]《固態攝像裝置之驅動方法》 一種固態攝像裝置之驅動方法，其中該固態攝像裝置具備複數個攝像元件，該等攝像元件具有如下構造：具備積層第1電極、光電轉換層及第2電極而成之光電轉換部， 光電轉換部進而具備與第1電極分開配置且介隔絕緣層而與光電轉換層對向配置之電荷儲存用電極， 自第2電極側入射光且光不入射至第1電極；該固態攝像裝置之驅動方法重複如下各步驟： 於所有攝像元件中，一齊地一面將電荷儲存於氧化物半導體層，一面將第1電極中之電荷排出至系統外，其後， 於所有攝像元件中，一齊地將儲存於氧化物半導體層之電荷傳輸至第1電極，於傳輸完成後，依序於各攝像元件中讀出傳輸至第1電極之電荷。

10‧‧‧攝像元件(積層型攝像元件、第1攝像元件) 10B‧‧‧攝像元件(積層型攝像元件、第1攝像元件) 10G‧‧‧攝像元件(積層型攝像元件、第1攝像元件) 10R‧‧‧攝像元件(積層型攝像元件、第1攝像元件) 11‧‧‧第2攝像元件 12‧‧‧第3攝像元件 13‧‧‧位於較層間絕緣層更靠下方之各種攝像元件構成要素 14‧‧‧晶載微透鏡(OCL) 15‧‧‧遮光層 16B‧‧‧彩色濾光片層 16G‧‧‧彩色濾光片層 16R‧‧‧彩色濾光片層 21‧‧‧第1電極 22‧‧‧第2電極 23‧‧‧光電轉換積層體 23_A‧‧‧光電轉換層之區域-A 23A‧‧‧光電轉換層 23B‧‧‧氧化膜 23C‧‧‧氧化物半導體層 24‧‧‧電荷儲存用電極 25‧‧‧傳輸控制用電極(電荷傳輸電極) 26‧‧‧電荷排出電極 27‧‧‧下部電荷移動控制電極(下方-電荷移動控制電極) 27A‧‧‧連接孔 27B‧‧‧焊墊部 28‧‧‧上部電荷移動控制電極(上方-電荷移動控制電極) 41‧‧‧構成第2攝像元件之n型半導體區域 42‧‧‧p⁺層 43‧‧‧構成第3攝像元件之n型半導體區域 44‧‧‧p⁺層 45‧‧‧傳輸電晶體之閘極部 45C‧‧‧浮動擴散層 46‧‧‧傳輸電晶體之閘極部 46A‧‧‧傳輸通道 46C‧‧‧浮動擴散層 51‧‧‧重置電晶體TR1_rst之閘極部 51A‧‧‧重置電晶體TR1_rst之通道形成區域 51B‧‧‧重置電晶體TR1_rst之源極/汲極區域 51C‧‧‧重置電晶體TR1_rst之源極/汲極區域 52‧‧‧放大電晶體TR1_amp之閘極部 52A‧‧‧放大電晶體TR1_amp之通道形成區域 52B‧‧‧放大電晶體TR1_amp之源極/汲極區域 52C‧‧‧放大電晶體TR1_amp之源極/汲極區域 53‧‧‧選擇電晶體TR1_sel之閘極部 53A‧‧‧選擇電晶體TR1_sel之通道形成區域 53B‧‧‧選擇電晶體TR1_sel之源極/汲極區域 53C‧‧‧選擇電晶體TR1_sel之源極/汲極區域 61‧‧‧接觸孔部 62‧‧‧配線層 63‧‧‧焊墊部 64‧‧‧焊墊部 65‧‧‧連接孔 66‧‧‧連接部 67‧‧‧連接部 68A‧‧‧焊墊部 68B‧‧‧連接孔 69‧‧‧連接部 70‧‧‧半導體基板 70A‧‧‧半導體基板之第1面(主面) 70B‧‧‧半導體基板之第2面(背面) 71‧‧‧元件分離區域 72‧‧‧絕緣材料膜 73‧‧‧p⁺層 74‧‧‧HfO₂膜 75‧‧‧絕緣材料膜 76‧‧‧層間絕緣層 81‧‧‧層間絕緣層 82‧‧‧絕緣層 82_A‧‧‧鄰接之攝像元件之間之區域(區域-a) 83‧‧‧保護材料層 84‧‧‧開口部 85‧‧‧第2開口部 100‧‧‧固態攝像裝置 101‧‧‧積層型攝像元件 111‧‧‧攝像區域 112‧‧‧垂直驅動電路 113‧‧‧行信號處理電路 114‧‧‧水平驅動電路 115‧‧‧輸出電路 116‧‧‧驅動控制電路 117‧‧‧信號線(資料輸出線) 118‧‧‧水平信號線 200‧‧‧電子機器(相機) 201‧‧‧固態攝像裝置 210‧‧‧光學透鏡 211‧‧‧快門裝置 212‧‧‧驅動電路 213‧‧‧信號處理電路 310‧‧‧第1攝像元件 321‧‧‧第1電極 322‧‧‧第2電極 361‧‧‧接觸孔部 362‧‧‧配線層 370‧‧‧半導體基板 371‧‧‧元件分離區域 372‧‧‧絕緣材料膜 376‧‧‧層間絕緣層 381‧‧‧層間絕緣層 383‧‧‧保護材料層 11000‧‧‧內視鏡手術系統 11100‧‧‧內視鏡 11101‧‧‧鏡筒 11102‧‧‧相機鏡頭 11110‧‧‧手術器具 11111‧‧‧氣腹管 11112‧‧‧能量手術器具 11120‧‧‧支持臂裝置 11131‧‧‧手術者 11132‧‧‧患者 11133‧‧‧病床 11200‧‧‧手推車 11201‧‧‧CCU 11202‧‧‧顯示裝置 11203‧‧‧光源裝置 11204‧‧‧輸入裝置 11205‧‧‧手術器具控制裝置 11206‧‧‧氣腹裝置 11207‧‧‧記錄器 11208‧‧‧印表機 11400‧‧‧傳輸電纜 11401‧‧‧透鏡單元 11402‧‧‧攝像部 11403‧‧‧驅動部 11404‧‧‧通信部 11405‧‧‧相機鏡頭控制部 11411‧‧‧通信部 11412‧‧‧圖像處理部 11413‧‧‧控制部 12000‧‧‧車輛控制系統 12001‧‧‧通信網路 12010‧‧‧驅動系統控制單元 12020‧‧‧車身系統控制單元 12030‧‧‧車外資訊檢測單元 12031‧‧‧攝像部 12040‧‧‧車內資訊檢測單元 12041‧‧‧駕駛員狀態檢測部 12050‧‧‧綜合控制單元 12051‧‧‧微電腦 12052‧‧‧聲音圖像輸出部 12053‧‧‧車載網路I/F 12061‧‧‧聲頻揚聲器 12062‧‧‧顯示部 12063‧‧‧儀錶板 12100‧‧‧車輛 12101‧‧‧攝像部 12102‧‧‧攝像部 12103‧‧‧攝像部 12104‧‧‧攝像部 12105‧‧‧攝像部 12111‧‧‧攝像範圍 12112‧‧‧攝像範圍 12113‧‧‧攝像範圍 12114‧‧‧攝像範圍 FD₁‧‧‧浮動擴散層 FD₂‧‧‧浮動擴散層 FD₃‧‧‧浮動擴散層 P_A‧‧‧點 P_B‧‧‧點 P_C‧‧‧點 RST₁‧‧‧重置線 RST₂‧‧‧重置線 RST₃‧‧‧重置線 SEL₁‧‧‧選擇線 SEL₂‧‧‧選擇線 SEL₃‧‧‧選擇線 TG₂‧‧‧傳輸閘極線 TG₃‧‧‧傳輸閘極線 TR1_amp‧‧‧放大電晶體 TR1_rst‧‧‧重置電晶體 TR1_sel‧‧‧選擇電晶體 TR1_trs‧‧‧傳輸電晶體 TR2_amp‧‧‧放大電晶體 TR2_rst‧‧‧重置電晶體 TR2_sel‧‧‧選擇電晶體 TR2_trs‧‧‧傳輸電晶體 TR3_amp‧‧‧放大電晶體 TR3_rst‧‧‧重置電晶體 TR3_sel‧‧‧選擇電晶體 TR3_trs‧‧‧傳輸電晶體 V_DD‧‧‧電源 V_OA‧‧‧配線 V_OB‧‧‧配線 V_OT‧‧‧配線 V_OU‧‧‧配線 VSL‧‧‧信號線(資料輸出線) VSL₁‧‧‧信號線(資料輸出線) VSL₂‧‧‧信號線(資料輸出線) VSL₃‧‧‧信號線(資料輸出線)

圖1係實施例1之攝像元件(並列設置之2個攝像元件)之一部分的模式性之剖視圖。 圖2係實施例1之攝像元件、積層型攝像元件之1個的模式性之局部剖視圖。 圖3係實施例1之攝像元件、積層型攝像元件之等效電路圖。 圖4係實施例1之攝像元件、積層型攝像元件之等效電路圖。 圖5係構成實施例1之攝像元件之第1電極及電荷儲存用電極以及構成控制部之電晶體的模式性之配置圖。 圖6係模式性地表示實施例1之攝像元件之動作時之各部位中之電位之狀態的圖。 圖7A及圖7B係用以說明圖6(實施例1)及圖21、圖22(實施例5)之各部位的實施例1及實施例5之攝像元件、積層型攝像元件之等效電路圖。 圖8係實施例1之固態攝像裝置之概念圖。 圖9係實施例1之攝像元件、積層型攝像元件之變化例之等效電路圖。 圖10係構成圖9所示之實施例1之攝像元件之另一變化例的第1電極及電荷儲存用電極以及構成控制部之電晶體之模式性之配置圖。 圖11係構成實施例1之攝像元件之第1電極及電荷儲存用電極之又一變化例的模式性之配置圖。 圖12係實施例3之攝像元件、積層型攝像元件之模式性之局部剖視圖。 圖13係實施例4之攝像元件、積層型攝像元件之模式性之局部剖視圖。 圖14係實施例4之攝像元件、積層型攝像元件之變化例的模式性之局部剖視圖。 圖15係實施例4之攝像元件之另一變化例的模式性之局部剖視圖。 圖16係實施例4之攝像元件之又一變化例的模式性之局部剖視圖。 圖17係實施例5之攝像元件、積層型攝像元件之一部分的模式性之局部剖視圖。 圖18係實施例5之攝像元件、積層型攝像元件之等效電路圖。 圖19係實施例5之攝像元件、積層型攝像元件之等效電路圖。 圖20係構成實施例5之攝像元件之第1電極、傳輸控制用電極及電荷儲存用電極以及構成控制部之電晶體的模式性之配置圖。 圖21係模式性地表示實施例5之攝像元件之動作時之各部位中之電位之狀態的圖。 圖22係模式性地表示實施例5之攝像元件之另一動作時之各部位中之電位之狀態的圖。 圖23係構成實施例5之攝像元件之變化例之第1電極、傳輸控制用電極及電荷儲存用電極以及構成控制部之電晶體的模式性之配置圖。 圖24係實施例6之攝像元件之一部分的模式性之局部剖視圖。 圖25係構成實施例6之攝像元件之具備電荷儲存用電極之光電轉換部的第1電極、電荷儲存用電極及電荷排出電極之模式性之配置圖。 圖26係實施例7之攝像元件(並列設置之2個攝像元件)之一部分的模式性之剖視圖。 圖27係構成實施例7之攝像元件之第1電極及電荷儲存用電極等以及構成控制部之電晶體的模式性之配置圖。 圖28係構成實施例7之攝像元件之第1電極及電荷儲存用電極等的模式性之配置圖。 圖29係構成實施例7之攝像元件之第1電極及電荷儲存用電極等之變化例的模式性之配置圖。 圖30係構成實施例7之攝像元件之第1電極及電荷儲存用電極等之變化例的模式性之配置圖。 圖31A及圖31B係構成實施例7之攝像元件之第1電極及電荷儲存用電極等之變化例的模式性之配置圖。 圖32係實施例8之攝像元件(並列設置之2個攝像元件)之一部分的模式性之剖視圖。 圖33A及圖33B係實施例8之攝像元件(並列設置之2個攝像元件)之變化例之一部分的模式性之剖視圖。 圖34係實施例8之攝像元件(並列設置之2×2個攝像元件)之一部分的模式性之俯視圖。 圖35係實施例8之攝像元件(並列設置之2×2個攝像元件)之變化例之一部分的模式性之俯視圖。 圖36A及圖36B係實施例8之攝像元件(並列設置之2個攝像元件)之變化例之一部分的模式性之剖視圖。 圖37A及圖37B係實施例8之攝像元件之變化例之一部分的模式性之俯視圖。 圖38A及圖38B係實施例8之攝像元件之變化例之一部分的模式性之俯視圖。 圖39係實施例1之攝像元件、積層型攝像元件之又一變化例的模式性之局部剖視圖。 圖40係實施例1之攝像元件、積層型攝像元件之又一變化例的模式性之局部剖視圖。 圖41係實施例1之攝像元件、積層型攝像元件之又一變化例的模式性之局部剖視圖。 圖42係實施例1之攝像元件、積層型攝像元件之另一變化例的模式性之局部剖視圖。 圖43係實施例1之攝像元件、積層型攝像元件之又一變化例的模式性之局部剖視圖。 圖44係實施例4之攝像元件、積層型攝像元件之又一變化例之一部分的模式性之局部剖視圖。 圖45係模式性地表示實施例1之攝像元件、積層型攝像元件中之光電轉換層、氧化膜及氧化物半導體層之積層構造體中的各種能量值之關係之圖。 圖46A及圖46B係表示對在氧化物半導體層之上形成氧化膜之效果進行研究所得的結果之圖。 圖47(A)及圖47(B)係表示對在氧化物半導體層之上形成氧化膜之後未進行氫終結化之情形時之效果進行研究所得的結果及剖面之概念圖之圖，圖47(C)及圖47(D)係表示對在氧化物半導體層之上形成氧化膜之後進行氫終結化之情形時之效果進行研究所得的結果及剖面之概念圖之圖。 圖48係表示圖47(C)所示之氧化膜及氧化物半導體層之SIMS解析結果之一例的圖。 圖49(a)及(b)分別為表示基於第1原理計算預測存在作為缺陷部位之例之過剩之氧的氧化物半導體層與氧化膜之界面所得之結果之圖、及基於第1原理計算預測於圖49(a)所示之狀態下添加氫時之狀態所得的結果之圖。 圖50係將包含本發明之攝像元件、積層型攝像元件之固態攝像裝置用於電子機器(相機)之例之概念圖。 圖51係先前之積層型攝像元件(積層型固態攝像裝置)之概念圖。 圖52係表示車輛控制系統之概略性之構成之一例的方塊圖。 圖53係表示車外資訊檢測部及攝像部之設置位置之一例的說明圖。 圖54係表示內視鏡手術系統之概略性之構成之一例的圖。 圖55係表示相機鏡頭及CCU之功能構成之一例的方塊圖。

10‧‧‧攝像元件(積層型攝像元件、第1攝像元件)

13‧‧‧位於較層間絕緣層更靠下方之各種攝像元件構成要素

21‧‧‧第1電極

22‧‧‧第2電極

23‧‧‧光電轉換積層體

23A‧‧‧光電轉換層

23B‧‧‧氧化膜

23C‧‧‧氧化物半導體層

24‧‧‧電荷儲存用電極

63‧‧‧焊墊部

64‧‧‧焊墊部

65‧‧‧連接孔

66‧‧‧連接孔

81‧‧‧層間絕緣層

82‧‧‧絕緣層

84‧‧‧開口部

Claims (23)

1. 一種攝像元件，其具備積層第1電極、光電轉換層及第2電極而成之光電轉換部，且 於光電轉換層之正下方，自光電轉換層側形成有氧化膜及氧化物半導體層。
2. 如請求項1之攝像元件，其中構成氧化膜之元素之至少一部分與構成氧化物半導體層之元素不同。
3. 如請求項1之攝像元件，其中將氧化物半導體層之傳導帶之最大能量值之能量平均值設為E₂ ，將氧化膜之傳導帶之最大能量值之能量平均值設為E₁ 時，滿足： E₁ －E₂ ≧-0.4(eV)。
4. 如請求項3之攝像元件，其中將光電轉換層之LUMO值之能量平均值設為E₀ 時，滿足： E₀ －E₁ ≧-0.4(eV)。
5. 如請求項4之攝像元件，其滿足： E₀ ≧E₁ ≧E₂ 。
6. 如請求項1之攝像元件，其中將氧化膜之價帶中之最小能量值之能量平均值設為E₄ ，將光電轉換層之HOMO值之能量平均值設為E₃ 時，滿足： E₃ －E₄ ≧-0.4(eV)。
7. 如請求項6之攝像元件，其中將氧化物半導體層之價帶之最小能量值之能量平均值設為E₅ 時，滿足： E₄ －E₅ ≧-0.4(eV)。
8. 如請求項7之攝像元件，其滿足： E₃ ≧E₄ ≧E₅ 。
9. 如請求項1之攝像元件，其中構成氧化膜之材料包含金屬氧化物。
10. 如請求項9之攝像元件，其中金屬氧化物含有選自由鉭、鈦、釩、鈮、鎢、鋯、鉿、鈧、釔、鑭、鎵及鎂所組成之群中之至少1種元素。
11. 如請求項10之攝像元件，其中於氧化膜中，添加有選自由矽、鉭、釩、鈮、鎢、鋯、鉿、鈧、釔、鑭、鎵、鎂、鋁、鍶、鍺、氫、碳及氮所組成之群中之至少1種元素(惟，為與構成金屬氧化物之元素不同之元素)。
12. 如請求項9之攝像元件，其中氧化膜之厚度為1原子層以上1×10^-7 m以下。
13. 如請求項1之攝像元件，其中氧化膜包含隧道氧化膜。
14. 如請求項13之攝像元件，其中隧道氧化膜包含選自由SiO_X 、SiON、SiOC及AlO_Y 所組成之群中之至少1種材料。
15. 如請求項13之攝像元件，其中隧道氧化膜之厚度為1原子層以上5×10^-9 m以下。
16. 如請求項1之攝像元件，其中氧化膜具有包含金屬氧化物之膜與隧道氧化膜之積層構造。
17. 如請求項1之攝像元件，其中氧化膜與氧化物半導體層之界面附近之氧化物半導體層之部分中的氫原子濃度值Conc_H-1 ，高於氧化物半導體層之沿著厚度方向之中央部分中的氫原子濃度值Conc_H-2 。
18. 如請求項1之攝像元件，其中將氧化膜與氧化物半導體層之界面附近之氧化物半導體層之部分中的氫原子濃度值設為Conc_H-1 ，將氧化膜與氧化物半導體層之界面附近之氧化物半導體層之部分中之構成氧化膜之原子之濃度值設為Conc_M-1 時，朝向氧化物半導體層之沿著厚度方向之中央部分的Conc_H-1 之平均變化率ΔConc_H-1 ，大於朝向氧化物半導體層之沿著厚度方向之中央部分的Conc_M-1 之平均變化率ΔConc_M-1 。
19. 如請求項1之攝像元件，其中於光電轉換層中產生之電荷經由氧化膜及氧化物半導體層朝第1電極移動。
20. 如請求項19之攝像元件，其中電荷為電子。
21. 一種積層型攝像元件，其包含至少1個如請求項1至20中任一項之攝像元件。
22. 一種固態攝像裝置，其具備複數個如請求項1至20中任一項之攝像元件。
23. 一種固態攝像裝置，其具備複數個如請求項21之積層型攝像元件。

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