]根據(jù)實施方式1，由于采用將復位時電荷保持部22的雜質擴散區(qū)223的勢阱設為滿電子狀態(tài)的結構，因此可檢測到光電轉換出的空穴。即，作為在光電轉換部21的有機膜中使用的電荷輸送層，在尚未實現(xiàn)電子輸送層的情況下，需要檢測由使用空穴輸送層的光電轉換部21所生成的空穴。根據(jù)上述實施方式1，通過設置成使電荷保持部22的雜質擴散區(qū)223的電子的電荷量與光電轉換出的空穴的電荷量相應地減少的結構，能將光電轉換出的空穴的增加量當作電子的減少量來檢測。因此，在不能得到電子輸送層的情況下，也能有效地檢測出由光電轉換膜(有機膜)所生成的空穴。
[0057]根據(jù)實施方式1，在電荷保持部22中從形成電位障壁部的雜質擴散區(qū)222來看，由于在半導體襯底201的主面?zhèn)刃纬捎蠵型雜質擴散區(qū)224，因此，能夠抑制因半導體襯底201的界面上存在的晶格缺陷(懸空鍵)而產(chǎn)生的暗電流。根據(jù)實施方式1，既能防止暗電流分量混入同時又能消除kTC噪聲，實現(xiàn)適合于將有機膜用作光電轉換膜的層疊型圖像傳感器的固體攝像元件。
此外，根據(jù)實施方式1，由于將由光電轉換膜構成的光電轉換部21層疊在半導體襯底201上，因此能將像素微細化，并能由光電轉換部21有效地進行感光。
[0058]在上述實施方式I中，假定電荷保持部22的雜質擴散區(qū)221的電壓Vfd的復位動作用普通的復位電源和復位晶體管的開關動作來進行，則在復位動作中每次復位晶體管截止時都會產(chǎn)生隨機的kTC噪聲，而且復位后的雜質擴散區(qū)223的電壓Vfd每次復位時都有偏差。因此，即使采用在信號電壓Vsk讀出后讀取復位電壓V FDR的“后復位方式”來執(zhí)行相關雙采樣處理，也不能完全消除kTC噪聲。與此相反，根據(jù)實施方式1，雜質擴散區(qū)223的復位電壓Vfdr由作為電位障壁部而起作用的雜質擴散區(qū)222的勢能所規(guī)定，因此，復位電壓Vfdr無偏差，即便使用后復位方式，也能通過相關雙采樣處理來完全消除kTC噪聲。
[0059]根據(jù)上述實施方式1，由于能執(zhí)行復位動作而不使用復位晶體管，因此，能夠減少每單位像素的晶體管數(shù)，有利于像素的微細化。從作為電位障壁部而起作用的η型雜質擴散區(qū)222來看，利用在半導體襯底201的第一面?zhèn)刃纬傻腜型雜質擴散區(qū)224的空穴，來將半導體襯底201的第一面?zhèn)人嬖诘膽铱真I進行端接，并且從雜質擴散區(qū)223溢出到雜質擴散區(qū)221的電荷(電子)不在半導體襯底201的表面上而在體積內傳導。因此，能不受暗電流分量影響地進行信號電壓Vsk和復位電壓V FDR的讀取。
[0060](實施方式2)
接著，說明實施方式2。
圖7是示意地表示實施方式2的半導體裝置所具備的像素20-2的器件結構例的剖面圖。
圖7所示的像素20-2在前述的圖3所示的像素20的構成中還包括在半導體襯底201上形成的光電二極管部O3D部)24A、24B。光電二極管部24A、24B是形成光電二極管以用作光電轉換元件的區(qū)域。在實施方式2中，構成層疊于絕緣層203上的光電轉換部21的光電轉換膜(有機膜)212對綠光的波長區(qū)(500nm?600nm)具有高感光性。由此，光電轉換部21對綠光作光電轉換，并以高透射率透過綠光以外的波長區(qū)的光。
[0061]光電二極管部24A對藍光的波長區(qū)具有高感光性。由此，光電二極管部24A對藍光作光電轉換。光電二極管部24B對紅光的波長區(qū)具有高感光性。由此，光電二極管部24B對紅光作光電轉換。
[0062]實施方式2中，為了不妨礙藍光對光電二極管部24A的照射和紅光對光電二極管部24B的照射，濾色片205的光學特性有部分不同。為了不阻礙在下層側形成的光電二極管部(PD部)24A、24B的感光，光電轉換部21、絕緣層203對于藍光和紅光具有高透射率。
[0063]如上所述，實施方式2中，對于視覺敏感度較高的綠光利用由具有高敏感度的有機膜構成的光電轉換膜來進行光電轉換，而對于綠光以外的藍光和紅光則利用在半導體襯底201上形成的光電二極管部24A，24B來進行光電轉換。因而，根據(jù)實施方式2，可以獲得彩色顯示所需的像素信號。
根據(jù)實施方式2，在光電轉換部21的下層側配置有光電二極管部24A，24B，因此可限制像素尺寸的增加。
[0064](實施方式3)
接著，說明實施方式3。
圖8是示意地表示實施方式3的半導體裝置所具備的像素20-3的器件結構例的剖面圖。圖8所示的雜質擴散區(qū)221A、222A、223A是分別對應于圖3所示的雜質擴散區(qū)221、222、223的部分。光電轉換部21對例如綠光作光電轉換而產(chǎn)生的電荷(空穴)被蓄積在雜質擴散區(qū)223A。
[0065]雜質擴散區(qū)223A形成在半導體襯底201的第一面?zhèn)?。雜質擴散區(qū)221A與雜質擴散區(qū)223A分離，形成在半導體襯底201的第二面?zhèn)?。在雜質擴散區(qū)221A與雜質擴散區(qū)223A之間形成有η型(第一導電型)的雜質擴散區(qū)222Α，將這兩個雜質擴散區(qū)221Α和雜質擴散區(qū)223Α之間連接。S卩，在半導體襯底201的第一面與第二面之間，以層疊的方式形成有雜質擴散區(qū)221Α、222Α、223Α。其中，雜質擴散區(qū)221Α、223Α是擴散有高濃度雜質(施主)的η+雜質擴散區(qū)。雜質擴散區(qū)222Α是雜質濃度低于雜質擴散區(qū)221Α，223Α的區(qū)域，其形成與圖3所示的雜質擴散區(qū)222同樣的電位障壁部。雜質擴散區(qū)221Α、222Α、223Α構成用于保持由光電轉換部21光電轉換出的電荷的電荷保持部22A。
[0066]在與半導體襯底201的第一面相反側的第二面上，隔著未圖示的絕緣層形成有復位控制電壓供給線3B-1和布線H。復位控制電壓供給線3B-1與雜質擴散區(qū)221A相連接。半導體襯底201上形成有η型雜質擴散區(qū)223a，使得第一面?zhèn)壬闲纬傻碾s質擴散區(qū)221A與第二面?zhèn)壬闲纬傻牟季€H之間相連通。布線H與構成檢測部23的MOS晶體管231的柵極(圖2)相連接。由此，雜質擴散區(qū)223A通過雜質擴散區(qū)223a和布線H與檢測部23的MOS晶體管231的柵極進行電連接。
[0067]在實施方式3中，光電轉換出的電荷所蓄積的雜質擴散區(qū)223A的電壓Vfd通過雜質擴散區(qū)223a提供到MOS晶體管231的柵極，作為MOS晶體管231的源極電壓而被讀取。此時，雜質擴散區(qū)222A與圖3所示的雜質擴散區(qū)222相同，在復位動作時作為溢出電位障壁(電位障壁部)而起作用。因此，只要能作為溢出電位障壁而起作用，雜質擴散區(qū)222A的導電型就可以是與半導體襯底201相同的P型，也可以是雜質(施主)的濃度比雜質擴散區(qū)221A、223A要低的η型。
[0068]根據(jù)實施方式3，由于構成電荷保持部22Α的雜質擴散區(qū)221Α、222Α、223Α層疊地形成在半導體襯底201上，因此，能減少電荷保持部22Α的面積。因此，可以擴大例如上述圖7所示的用于對藍光進行光電轉換的光電二極管部24Α和用于對紅光進行光電轉換的光電二極管部24Β的光電轉換區(qū)域。
[0069](實施方式4)
接著，說明實施方式4。
圖9是表示實施方式4的半導體裝置所具備的像素的電路結構例的電路圖。在實施方式4中，將圖2所示的像素20的結構中光電轉換部21和電荷保持部22作為I個像素的構成要素來進行定義。圖9所示的檢測部23被屬于同一列上的不同的多個行的兩個(多個)像素20Α、20Β所共有。例如像素20Α是圖1所示的像素陣列2中的第一行第一列的像素，而像素20Β是第二行第一列的像素。共有一個檢測部23的多個像素的個數(shù)(即行數(shù))是任意的。
[0070]具體而言，像素20Α、20Β各自還在雜質擴散區(qū)223與放大用晶體管231的柵極之間包括行選擇用晶體管2321、2322。檢測部23經(jīng)由行選擇用MOS晶體管2321、2322而為多個行的像素20Α、20Β所共有。
[0071]S卩，如圖9所示，構成像素20Α的光電轉換部21與電荷保持部22之間的連接點通過行選擇用MOS晶體管2321與檢測部23的MOS晶體管231的柵極相連接。更具體地說，構成像素20Α的電荷保持部22的雜質擴散區(qū)223與MOS晶體管2321的漏極相連接，MOS晶體管2321的源極與MOS晶體管231的柵極相連接。行選擇用MOS晶體管2321的柵極由垂直掃描部3來提供行選擇信號SELA。
[0072]同樣，構成像素20Β的光電轉換部21與電荷保持部22之間的連接點通過行選擇用MOS晶體管2322與檢測部23的MOS晶體管231的柵極相連接。更具體地說，構成像素20Β的電荷保持部22的雜質擴散區(qū)223與MOS晶體管2322的漏極相連接，MOS晶體管2322的源極與MOS晶體管231的柵極相連接。MO