專利名稱：固體攝像器件、其制造方法和電子裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及固體攝像器件、該固體攝像器件的制造方法和電子裝置。
背景技術(shù)：
固體攝像器件廣義上分為CXD (電荷耦合器件)圖像傳感器和CMOS (互補(bǔ)金屬氧 化物半導(dǎo)體)圖像傳感器兩種典型的固體攝像器件。近幾年，在CCD圖像傳感器或CMOS圖 像傳感器中，由于像素尺寸減小以及入射到單位像素上的光子數(shù)減少，所以靈敏度變差，于 是信噪比(S/N)降低。在廣泛應(yīng)用的紅光、綠光和藍(lán)光像素排列在平坦表面上的像素排列 中，例如使用原色濾色器的拜耳排列中，綠光和藍(lán)光不透過(guò)紅光像素中的濾色器，不用于光 電轉(zhuǎn)換。因此，靈敏度降低。此外，當(dāng)通過(guò)在像素之間執(zhí)行插值處理而形成顏色信號(hào)時(shí)，可 能產(chǎn)生顏色錯(cuò)誤的問(wèn)題。為解決這些問(wèn)題，未經(jīng)審查的日本專利申請(qǐng)公開(kāi)文本2007-12796號(hào)公開(kāi)了一種 固體攝像器件，其中綠光、藍(lán)光和紅光光電轉(zhuǎn)換單元在同一像素的深度方向上層疊。在該固 體攝像器件中，藍(lán)光光電二極管(光電轉(zhuǎn)換單元)和紅光光電二極管(光電轉(zhuǎn)換單元)形 成在硅基板的深度方向上。另外，該固體攝像器件包括有機(jī)光電轉(zhuǎn)換部，在該有機(jī)光電轉(zhuǎn)換 部中，夾在電極之間的綠光有機(jī)光電轉(zhuǎn)換層隔著布線層形成于光入射側(cè)的硅基板前表面的 上層上。根據(jù)未經(jīng)審查的日本專利申請(qǐng)公開(kāi)文本2007-12796號(hào)公開(kāi)的結(jié)構(gòu)，由于在上述濾 色器中沒(méi)有光損耗，所以靈敏度提高。此外，由于不在像素之間執(zhí)行插值處理，所以不會(huì)產(chǎn) 生顏色錯(cuò)誤。未經(jīng)審查的日本專利申請(qǐng)公開(kāi)文本2008-258474號(hào)公開(kāi)了一種背照射型CMOS圖 像傳感器，其包括濾色器；光電轉(zhuǎn)換單元，其具有在深度方向上層疊的光電二極管；和有 機(jī)光電轉(zhuǎn)換層。未經(jīng)審查的日本專利申請(qǐng)公開(kāi)文本2008-258474號(hào)公開(kāi)的固體攝像器件包 括以黃光和青光檢查模式布置的濾色器。由紅光和藍(lán)光光電二極管形成的光電轉(zhuǎn)換單元對(duì) 應(yīng)于黃光和青光濾色器設(shè)置。此外，有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元設(shè)置在各光電二極管的上層中。該 固體攝像器件從有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元中獲得綠光信號(hào)，從黃光濾色器的光電二極管中獲得紅 光信號(hào)，從青光濾色器的光電二極管中獲得藍(lán)光信號(hào)。但是，如未經(jīng)審查的日本專利申請(qǐng)公開(kāi)文本2007-12796所公開(kāi)的，在有機(jī)和無(wú)機(jī) 混合類型的光電轉(zhuǎn)換單元中，布線層夾在執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換的Si光電二極管和上層上的有機(jī) 光電轉(zhuǎn)換單元之間。因此，光電二極管和有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元之間的距離較大。在這種結(jié)構(gòu) 的固體攝像器件中，當(dāng)相機(jī)透鏡的F值改變時(shí)，在靠近片上透鏡的有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元中，傾 斜光的影響較小，靈敏度變化也較小。但是，在遠(yuǎn)離片上透鏡的Si光電二極管的光電轉(zhuǎn)換單元受到傾斜光的較大影響，靈敏度變化較大。也就是說(shuō)，當(dāng)使用具有有機(jī)和無(wú)機(jī)混合類型 的光電轉(zhuǎn)換單元的配置時(shí)，顏色之間的光譜平衡根據(jù)F值變化。因此，當(dāng)不執(zhí)行與F值的機(jī) 械控制同步的線性矩陣處理時(shí)，在各光學(xué)縮放因子下顏色改變。原則上進(jìn)行機(jī)械控制。但 是，當(dāng)執(zhí)行數(shù)字信號(hào)處理(DSP)以執(zhí)行與透鏡控制同步的信號(hào)處理時(shí)，成本增加。因此，采 用通用DSP是不可行的。

發(fā)明內(nèi)容
因此，期望提供一種固體攝像器件和該固體攝像器件的制造方法，該固體攝像器 件能夠通過(guò)抑制在有機(jī)和無(wú)機(jī)混合類型的光電轉(zhuǎn)換單元的結(jié)構(gòu)中對(duì)各顏色的F值的依賴 性從而抑制顏色之間的靈敏度變化。還期望提供一種諸如照相機(jī)等包括所述固體攝像器件的電子裝置。本發(fā)明的實(shí)施例提供一種固體攝像器件，其包括光入射側(cè)；與所述光入射側(cè)相 對(duì)的電路形成表面；以及層疊在同一像素中的無(wú)機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元和有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元。也 就是說(shuō)，所述固體攝像器件包括具有Pn結(jié)的所述無(wú)機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元和包括有機(jī)光電轉(zhuǎn)換 層的所述有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元，所述無(wú)機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元和所述有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元在深度方向 上從光入射側(cè)起層疊在同一像素中，光不通過(guò)濾色器入射在所述無(wú)機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元和所 述有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元上。所述無(wú)機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元和所述有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元的信號(hào)在所述電 路形成表面上被讀取。本發(fā)明實(shí)施例的所述固體攝像器件是背照射型，其中所述電路形成表面形成在所 述光入射側(cè)的相對(duì)側(cè)。由于沒(méi)有電路或布線形成在所述無(wú)機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元和所述有機(jī)光電 轉(zhuǎn)換單元之間，所以所述無(wú)機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元和所述有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元可在同一像素中彼此
A+-.、f—罪近。本發(fā)明的實(shí)施例提供一種固體攝像器件的制造方法。所述方法包括以下步驟在 半導(dǎo)體基板的形成有各像素的區(qū)域中，形成具有Pn結(jié)的無(wú)機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元和穿過(guò)半導(dǎo)體 基板的一對(duì)導(dǎo)電插頭；通過(guò)在作為電路形成表面的半導(dǎo)體基板前表面上形成像素晶體管， 從而在半導(dǎo)體基板的前表面上形成多層布線層；在作為光入射側(cè)的半導(dǎo)體基板后表面上隔 著絕緣層形成連接到所述一對(duì)導(dǎo)電插頭的一對(duì)透明下部電極；通過(guò)在對(duì)應(yīng)于無(wú)機(jī)光電轉(zhuǎn)換 單元的下部電極之一上形成有機(jī)光電轉(zhuǎn)換層，以及通過(guò)在所述有機(jī)光電轉(zhuǎn)換層上形成連接 到另一下部電極的上部電極，從而形成有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元。在本發(fā)明實(shí)施例的固體攝像器件的制造方法中，無(wú)機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元形成在半導(dǎo)體 基板中，多層布線層形成在半導(dǎo)體基板的前表面上，有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元隔著絕緣層形成在 半導(dǎo)體基板的后表面上。以此配置，有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元可以靠近無(wú)機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元。本發(fā)明的實(shí)施例提供一種固體攝像器件的制造方法。所述方法包括以下步驟在 半導(dǎo)體基板的形成有各像素的區(qū)域中，形成具有pn結(jié)的無(wú)機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元和穿過(guò)半導(dǎo)體 基板的導(dǎo)電插頭；通過(guò)在作為電路形成表面的半導(dǎo)體基板的前表面上形成像素晶體管，從 而在半導(dǎo)體基板的前表面上形成多層布線層；在作為光入射側(cè)的半導(dǎo)體基板的后表面上隔 著絕緣層形成底柵型薄膜晶體管，從而將一個(gè)源極/漏極連接到所述導(dǎo)電插頭的第一導(dǎo)電 插頭；形成連接到所述導(dǎo)電插頭的第二導(dǎo)電插頭的下部電極；通過(guò)在所述下部電極上形成 有機(jī)光電轉(zhuǎn)換層，并在所述有機(jī)光電轉(zhuǎn)換層上形成一端連接到所述薄膜晶體管的另一源極
5/漏極的上部電極，從而形成有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元。在本發(fā)明實(shí)施例的固體攝像器件的制造方法中，無(wú)機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元形成在半導(dǎo) 體基板中，多層布線層形成在半導(dǎo)體基板的前表面上，有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元隔著絕緣層形成 在半導(dǎo)體基板的后表面上。以此配置，有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元可以靠近無(wú)機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元。本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種電子裝置，其包括光學(xué)系統(tǒng)；固體攝像器件；和信號(hào) 處理電路，其處理所述固體攝像器件的輸出信號(hào)。所述固體攝像器件包括光入射側(cè)；與所 述光入射側(cè)相對(duì)的電路形成表面；以及有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元和具有pn結(jié)的無(wú)機(jī)光電轉(zhuǎn)換單 元，所述無(wú)機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元和所述有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元在縱向上從所述光入射側(cè)起層疊在同 一像素中，光不通過(guò)濾色器入射在所述無(wú)機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元和所述有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元上。所 述無(wú)機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元和所述有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元的信號(hào)在所述電路形成表面被讀取。本發(fā)明實(shí)施例的電子裝置中的固體攝像器件是背照射型。由于沒(méi)有電路或布線形 成在所述無(wú)機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元和所述有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元之間，所以所述無(wú)機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元和 所述有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元可在同一像素中彼此靠近。在本發(fā)明實(shí)施例的固體攝像器件中，由于所述無(wú)機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元配置為靠近于所 述有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元，所以能夠抑制對(duì)各顏色的F值的依賴性。因此，可以抑制各顏色之間 靈敏度的變化。在本發(fā)明實(shí)施例的固體攝像器件的制造方法中，由于所述無(wú)機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元配置 為靠近于所述有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元，所以能夠抑制對(duì)各顏色的F值的依賴性。因此，可以制造 出能夠抑制各顏色之間靈敏度變化的固體攝像器件。本發(fā)明實(shí)施例的電子裝置包括背照射型固體攝像器件，在該固體攝像器件中，所 述無(wú)機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元配置為在同一像素中靠近于所述有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元。從而可以抑制對(duì) 各顏色的F值的依賴性，抑制各顏色之間靈敏度的變化。因此，所述電子裝置具有高品質(zhì)。


圖1是說(shuō)明本發(fā)明第一實(shí)施例的固體攝像器件的主要單元配置的圖；圖2是說(shuō)明第一實(shí)施例的固體攝像器件的主要單元的剖面圖；圖3是說(shuō)明第一實(shí)施例的傳輸晶體管Trl2和Trl3的剖面圖；圖4是說(shuō)明第一實(shí)施例的傳輸晶體管Trll的剖面圖；圖5是說(shuō)明說(shuō)明第一實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)操作的示意性剖面圖；圖6是說(shuō)明第一實(shí)施例的固體攝像器件的制造過(guò)程的圖(第一制造圖)；圖7是說(shuō)明第一實(shí)施例的固體攝像器件的制造過(guò)程的圖(第二制造圖)；圖8是說(shuō)明第一實(shí)施例的固體攝像器件的制造過(guò)程的圖(第三制造圖)；圖9是說(shuō)明第一實(shí)施例的固體攝像器件的制造過(guò)程的圖(第四制造圖)；圖10是說(shuō)明第一實(shí)施例的固體攝像器件的制造過(guò)程的圖(第五制造圖)；圖11是說(shuō)明第一實(shí)施例的固體攝像器件的制造過(guò)程的圖(第六制造圖)；圖12是說(shuō)明第一實(shí)施例的固體攝像器件的制造過(guò)程的圖(第七制造圖)；圖13是說(shuō)明第一實(shí)施例的固體攝像器件的制造過(guò)程的圖(第八制造圖)；圖14是說(shuō)明第一實(shí)施例的固體攝像器件的制造過(guò)程的圖(第九制造圖)；圖15是說(shuō)明第一實(shí)施例的固體攝像器件的制造過(guò)程的圖(第十制造圖)；
圖16是說(shuō)明第一實(shí)施例的固體攝像器件的制造過(guò)程的圖(第十一制造圖)；圖17是說(shuō)明第一實(shí)施例的固體攝像器件的制造過(guò)程的圖(第十二制造圖)；圖18是說(shuō)明本發(fā)明第二實(shí)施例的固體攝像器件的主要單元配置的圖；圖19是說(shuō)明第二實(shí)施例的固體攝像器件的制造過(guò)程的圖(第一制造圖)；圖20是說(shuō)明第二實(shí)施例的固體攝像器件的制造過(guò)程的圖(第二制造圖)；圖21是說(shuō)明第二實(shí)施例的固體攝像器件的制造過(guò)程的圖(第三制造圖)；圖22是說(shuō)明第二實(shí)施例的固體攝像器件的制造過(guò)程的圖(第四制造圖)；圖23是說(shuō)明第二實(shí)施例的固體攝像器件的制造過(guò)程的圖(第五制造圖)；圖24是說(shuō)明第二實(shí)施例的固體攝像器件的制造過(guò)程的圖(第六制造圖)；圖25是說(shuō)明第二實(shí)施例的固體攝像器件的制造過(guò)程的圖(第七制造圖)；圖26是說(shuō)明第二實(shí)施例的固體攝像器件的制造過(guò)程的圖(第八制造圖)；圖27是說(shuō)明第二實(shí)施例的固體攝像器件的制造過(guò)程的圖(第九制造圖)；圖28是說(shuō)明第二實(shí)施例的固體攝像器件的制造過(guò)程的圖(第十制造圖)；圖29是說(shuō)明第二實(shí)施例的固體攝像器件的制造過(guò)程的圖(第十一制造圖)；圖30是說(shuō)明本發(fā)明第三實(shí)施例的固體攝像器件的主要單元配置的圖；圖31是說(shuō)明第三實(shí)施例的傳輸晶體管Trl2和Trl3的剖面圖；圖32是說(shuō)明第三實(shí)施例的傳輸晶體管Trll的剖面圖；圖33是說(shuō)明本發(fā)明第四實(shí)施例的固體攝像器件的主要單元配置的圖；圖34是說(shuō)明本發(fā)明第五實(shí)施例的固體攝像器件的主要單元配置的圖；圖35是說(shuō)明本發(fā)明第六實(shí)施例的固體攝像器件的主要單元配置的圖；圖36是說(shuō)明第六實(shí)施例的固體攝像器件的制造過(guò)程的圖(第一制造圖)；圖37是說(shuō)明第六實(shí)施例的固體攝像器件的制造過(guò)程的圖(第二制造圖)；圖38是說(shuō)明第六實(shí)施例的固體攝像器件的制造過(guò)程的圖(第三制造圖)；圖39是說(shuō)明第六實(shí)施例的固體攝像器件的制造過(guò)程的圖(第四制造圖)；圖40是說(shuō)明第六實(shí)施例的固體攝像器件的制造過(guò)程的圖(第五制造圖)；圖41是說(shuō)明第六實(shí)施例的固體攝像器件的制造過(guò)程的圖(第六制造圖)；圖42是說(shuō)明第六實(shí)施例的固體攝像器件的制造過(guò)程的圖(第七制造圖)；圖43是說(shuō)明第六實(shí)施例的固體攝像器件的制造過(guò)程的圖(第八制造圖)；圖44是說(shuō)明第六實(shí)施例的固體攝像器件的制造過(guò)程的圖(第九制造圖)；圖45是說(shuō)明第六實(shí)施例的固體攝像器件的制造過(guò)程的圖(第十制造圖)；圖46是說(shuō)明本發(fā)明第七實(shí)施例的固體攝像器件的主要單元配置的圖；圖47是說(shuō)明第七實(shí)施例的主要單元的電路配置的圖；圖48是說(shuō)明本發(fā)明第八實(shí)施例的固體攝像器件的主要單元配置的示意圖；圖49是說(shuō)明圖44中固體攝像器件的示意性剖面圖；圖50是說(shuō)明第六實(shí)施例的變化例的固體攝像器件的傳輸晶體管的示意性剖面 圖；圖51是說(shuō)明CMOS固體攝像器件的配置的示意圖；圖52是說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的電子裝置的配置的示意圖。
具體實(shí)施例方式在下文中將說(shuō)明本發(fā)明的各優(yōu)選實(shí)施例(下文中稱為實(shí)施例)。按以下順序進(jìn)行 說(shuō)明1. CMOS固體攝像器件的示例性整體配置2.第一實(shí)施例(固體攝像器件的示例性配置及其制造方法)3.第二實(shí)施例(固體攝像器件的示例性配置及其制造方法)4.第三實(shí)施例(固體攝像器件的示例性配置)5.第四實(shí)施例(固體攝像器件的示例性配置)6.第五實(shí)施例(固體攝像器件的示例性配置)7.第六實(shí)施例(固體攝像器件的示例性配置及其制造方法)8.第七實(shí)施例(固體攝像器件的示例性配置)9.第八實(shí)施例(固體攝像器件的示例性配置)10.第九實(shí)施例(電子裝置的示例性配置)1. CMOS固體攝像器件的示例件整體配置圖51是說(shuō)明本發(fā)明各實(shí)施例的CMOS固體攝像器件的示例性整體配置的圖。如圖 51所示，各實(shí)施例的固體攝像器件1包括像素部(所謂的攝像區(qū)域)3和周邊電路部，在像 素部3中，包括光電轉(zhuǎn)換單元的多個(gè)像素2規(guī)則地以二維形式排列在諸如硅基板等半導(dǎo)體 基板11中。像素2包括光電轉(zhuǎn)換單元和多個(gè)像素晶體管(所謂的MOS晶體管)。例如，多 個(gè)像素晶體管包括三個(gè)晶體管，例如傳輸晶體管、復(fù)位晶體管和放大晶體管?；蛘?，多個(gè)像 素晶體管也可包括增加了選擇晶體管的四個(gè)晶體管。由于單位像素的等效電路與通用的等 效電路相同，因此省略了具體說(shuō)明?？刹捎盟^的像素共用結(jié)構(gòu)，在該像素共用結(jié)構(gòu)中，多 個(gè)光電轉(zhuǎn)換單元共用傳輸晶體管之外的其它像素晶體管，且共用像素中的浮動(dòng)擴(kuò)散部。周邊電路部包括垂直驅(qū)動(dòng)電路4、列信號(hào)處理電路5、水平驅(qū)動(dòng)電路6、輸出電路7 和控制電路8?？刂齐娐?接收指示輸入時(shí)鐘、操作模式等的數(shù)據(jù)，輸出諸如關(guān)于固體攝像器件 的內(nèi)部信息等數(shù)據(jù)。也就是說(shuō)，控制電路8根據(jù)垂直同步信號(hào)、水平同步信號(hào)和主時(shí)中，產(chǎn) 生用作垂直驅(qū)動(dòng)電路4、列信號(hào)處理電路5和水平驅(qū)動(dòng)電路6等操作的基準(zhǔn)信號(hào)的時(shí)鐘信號(hào) 或控制信號(hào)。產(chǎn)生的這些信號(hào)被輸入到垂直驅(qū)動(dòng)電路4、列信號(hào)處理電路5和水平驅(qū)動(dòng)電路6等。垂直驅(qū)動(dòng)電路4例如包括移位寄存器，選擇像素驅(qū)動(dòng)線，向所選的像素驅(qū)動(dòng)線提 供脈沖以驅(qū)動(dòng)像素，以行為單位驅(qū)動(dòng)像素。也就是說(shuō)，垂直驅(qū)動(dòng)電路4在垂直方向上以行為 單位依次選擇性掃描像素部3的像素2，經(jīng)垂直信號(hào)線9向列信號(hào)處理電路5提供像素信 號(hào)，該像素信號(hào)對(duì)應(yīng)于根據(jù)例如光電二極管等用作各像素2的光電轉(zhuǎn)換元件中接收的光量 而產(chǎn)生的信號(hào)電荷。列信號(hào)處理電路5例如對(duì)應(yīng)像素2的各列設(shè)置。列信號(hào)處理電路5對(duì)從一行像素 2中對(duì)應(yīng)各像素列輸出的信號(hào)執(zhí)行諸如噪聲去除操作等信號(hào)處理操作。也就是說(shuō)，列信號(hào)處 理電路5執(zhí)行諸如去除像素2中存在的固定模式噪聲的CDS操作、信號(hào)放大操作或AD轉(zhuǎn)換 操作等信號(hào)處理操作。水平選擇開(kāi)關(guān)(未圖示)設(shè)置并連接在列信號(hào)處理電路5的輸出端 子和水平信號(hào)線10之間。
水平驅(qū)動(dòng)電路6例如包括移位寄存器。水平驅(qū)動(dòng)電路6依次輸出水平掃描脈沖， 依次選擇列信號(hào)處理電路5，以從列信號(hào)處理電路5向水平信號(hào)線10輸出像素信號(hào)。輸出電路7對(duì)由列信號(hào)處理電路5通過(guò)水平信號(hào)線10依次供應(yīng)的信號(hào)執(zhí)行信號(hào) 處理操作，并輸出該信號(hào)。例如，輸出電路7僅執(zhí)行緩沖操作，或執(zhí)行黑電平調(diào)整操作、列變 化調(diào)整操作和各種數(shù)字信號(hào)處理操作。輸入/輸出端子12與外部器件交換信號(hào)。2.第一實(shí)施例固體攝像器件的示例件配置圖1是說(shuō)明本發(fā)明第一實(shí)施例的固體攝像器件的圖。此實(shí)施例的固體攝像器件是 CMOS固體攝像器件。圖1是說(shuō)明CMOS固體攝像器件的像素部中一個(gè)像素20的剖面圖。第一實(shí)施例的固體攝像器件21包括一個(gè)有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39以及具有pn結(jié)的 兩個(gè)無(wú)機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元PDl和PD2。有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39以及無(wú)機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元PDl和 PD2層疊在同一像素中，即在深度方向上層疊在一個(gè)像素中。更具體地，固體攝像器件21包 括半導(dǎo)體基板(硅基板)22，在該半導(dǎo)體基板22中形成有將在下面說(shuō)明的無(wú)機(jī)光電轉(zhuǎn)換單 元。光入射的光入射側(cè)形成在基板22的后表面23上。包括所謂的讀取電路的電路形成在 基板22的前表面24上。也就是說(shuō)，固體攝像器件21包括形成在基板22的后表面23上的 光入射側(cè)25和形成在與光入射側(cè)25相對(duì)的前表面24上的電路形成表面26。半導(dǎo)體基板 22配置為第一類型半導(dǎo)體基板，例如η型半導(dǎo)體基板。在半導(dǎo)體基板22中，具有pn結(jié)的兩個(gè)無(wú)機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元，即第一光電二極管PDl 和第二光電二極管PD2在深度方向上從后表面23起層疊。用作空穴累積層的ρ型半導(dǎo)體 區(qū)域28、用作電荷累積層的η型半導(dǎo)體區(qū)域29、ρ型半導(dǎo)體區(qū)域31、用作電荷累積層的η型 半導(dǎo)體區(qū)域32和ρ型半導(dǎo)體區(qū)域33在深度方向從后表面23起形成于半導(dǎo)體基板22中。 第一光電二極管PDl將η型半導(dǎo)體區(qū)域29用作電荷累積層。第二光電二極管PD2將η型 半導(dǎo)體區(qū)域32用作電荷累積層。在此實(shí)施例中，第一光電二極管PDl是用于藍(lán)色的光電二極管，第二光電二極管 PD2是用于紅色的光電二極管。各η型半導(dǎo)體區(qū)域29和32的一部分都延伸到基板22的前 表面24。延伸部29a和32a分別從η型半導(dǎo)體區(qū)域29和32的相對(duì)端延伸。用作空穴累積 層的P型半導(dǎo)體區(qū)域28連接到前表面24上的ρ型半導(dǎo)體阱區(qū)域。用作空穴累積層的ρ型 半導(dǎo)體區(qū)域形成于面對(duì)基板22的前表面24的絕緣層與第一光電二極管PDl的η型半導(dǎo)體 區(qū)域29以及第二光電二極管PD2的η型半導(dǎo)體區(qū)域32之間的各界面中。第一顏色有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39中，上部電極37和下部電極38a形成在有機(jī)光電 轉(zhuǎn)換層36的上表面和下表面上，該第一顏色有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39隔著絕緣層34層疊在基 板22的形成有第一光電二極管PDl和第二光電二極管PD2的區(qū)域的后表面23的上層上。 在此實(shí)施例中，有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39是用于綠色的單元。上部電極37和下部電極38a由 諸如氧化銦錫(ITO)層或氧化銦鋅層等透明導(dǎo)電層形成。在此實(shí)施例中，有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39是用于綠色的單元，第一光電二極管PDl是 用于藍(lán)色的光電二極管，第二光電二極管PD2是用于紅色或紅色之外的組合色的光電二極 管。但是其它顏色組合也可以。例如，有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39是用于紅色或藍(lán)色的單元，第 一光電二極管PDl和第二光電二極管PD2是用于其它顏色的光電二極管。在此情況下，第 一光電二極管PDl和第二光電二極管PD2在深度方向上的位置根據(jù)顏色來(lái)確定。
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對(duì)具有綠光波長(zhǎng)的光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的有機(jī)光電轉(zhuǎn)換層可由諸如基于若丹明的顏 料、基于部花青的顏料或基于喹吖啶酮的顏料等有機(jī)光電轉(zhuǎn)換材料形成。對(duì)具有紅光波 長(zhǎng)的光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的有機(jī)光電轉(zhuǎn)換層可由諸如基于酞菁的顏料等有機(jī)光電轉(zhuǎn)換材料形 成。對(duì)具有藍(lán)光波長(zhǎng)的光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的有機(jī)光電轉(zhuǎn)換層可由諸如基于香豆素的顏料、 三-8-羥基喹啉鋁(Alq3)或基于部花青基的顏料等有機(jī)光電轉(zhuǎn)換材料形成。在有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39中，形成有在絕緣層34上分成兩部分的透明下部電極38a 和38b，絕緣層41形成為使得下部電極38a和38b彼此隔離。下部電極38a上形成有有機(jī) 光電轉(zhuǎn)換層36，有機(jī)光電轉(zhuǎn)換層36上形成有透明上部電極37。絕緣層42形成為保護(hù)圖案 化的上部電極37和圖案化的有機(jī)光電轉(zhuǎn)換層36的端表面，即，保護(hù)通過(guò)蝕刻圖案化的端表 面。在此情況下，上部電極37通過(guò)作為另一導(dǎo)電層的接觸金屬層43連接到另一下部電極 38b。通過(guò)形成保護(hù)性絕緣層，可以保護(hù)有機(jī)光電轉(zhuǎn)換層的端表面，從而防止有機(jī)光電 轉(zhuǎn)換層和電極彼此接觸。上部電極37的材料根據(jù)功函數(shù)選擇。因此，當(dāng)另一電極材料接觸 有機(jī)光電轉(zhuǎn)換層的端表面時(shí)，即接觸其側(cè)壁時(shí)，則在有機(jī)光電轉(zhuǎn)換層的側(cè)壁中形成暗電流。 由于有機(jī)光電轉(zhuǎn)換層36和上部電極37 —致形成，因此在其間形成有整齊的界面。但是，通 過(guò)干式蝕刻等圖案化的有機(jī)光電轉(zhuǎn)換層36的側(cè)壁是不整齊的。另外，當(dāng)其他電極材料與該 側(cè)壁接觸時(shí)，界面劣化，于是暗電流增大。在一個(gè)像素20的半導(dǎo)體基板22中，形成有穿過(guò)半導(dǎo)體基板22的一對(duì)導(dǎo)電插頭45 和46。有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39的下部電極38a連接到導(dǎo)電插頭45，與上部電極37相連的下 部電極38b連接到另一導(dǎo)電插頭46。由于一個(gè)導(dǎo)電插頭45針對(duì)下部電極而存在，因此只要 上部電極37在各像素中不隔離，則在整個(gè)像素區(qū)域上存在至少一個(gè)導(dǎo)電插頭。為了防止與Si基板的短路，例如導(dǎo)電插頭45和46可由SiO2、周圍具有SiN絕緣 層的W插頭或通過(guò)離子注入形成的半導(dǎo)體層而形成。在此實(shí)施例中，電子用作信號(hào)電荷。因 此，當(dāng)導(dǎo)電插頭45通過(guò)離子注入形成于半導(dǎo)體層中時(shí)，導(dǎo)電插頭45是η型半導(dǎo)體層。由于 提取空穴，所以期望上部電極是P型的。在此實(shí)施例中，為了累積通過(guò)有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的電子空穴對(duì) 中用作信號(hào)電荷的電子，在基板22的表面上形成有經(jīng)由上部電極37和導(dǎo)電插頭進(jìn)行電荷 累積的η型半導(dǎo)體區(qū)域47。期望使用具有固定負(fù)電荷的層作為半導(dǎo)體基板22的后表面23上的絕緣層34。例 如如圖2所示，期望使用氧化鉿層342作為具有固定負(fù)電荷的層。也就是說(shuō)，絕緣層34具 有三層結(jié)構(gòu)，其中氧化硅層341、氧化鉿層342和氧化硅層343從后表面23起依次層疊。 如后文所述，由于氧化鉿層342具有固定負(fù)電荷，所以增強(qiáng)了 ρ型半導(dǎo)體區(qū)域(硅)28的硅 和絕緣層34之間界面的空穴累積態(tài)。因此，具有防止產(chǎn)生暗電流的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)應(yīng)于有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39、第一光電二極管PDl和第二光電二極管PD2的多個(gè) 像素晶體管形成在基板22的前表面24側(cè)的電路形成表面26上。多個(gè)像素晶體管可具有 上述的四個(gè)晶體管的配置或三個(gè)晶體管的配置。還可以采用上述共用像素晶體管的配置。 圖3和圖4示出了不同于圖1中橫剖面的橫剖面，示意性示出了像素晶體管。圖3和圖4代 表性地示出多個(gè)像素晶體管中的傳輸晶體管。也就是說(shuō)，如圖4所示，在有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元 39中，用于累積電荷的η型半導(dǎo)體區(qū)域47連接到傳輸晶體管Trll，該傳輸晶體管Trll包括用作浮動(dòng)擴(kuò)散部的η型半導(dǎo)體區(qū)域48和傳輸柵電極49。如圖3所示，在第一光電二極管 PDl中，用作電荷累積層的η型半導(dǎo)體區(qū)域29的延伸部29a連接到傳輸晶體管Trl2，該傳 輸晶體管Trl2包括用作浮動(dòng)擴(kuò)散部的η型半導(dǎo)體區(qū)域51和傳輸柵電極52。如圖3所示， 在第二光電二極管PD2中，用作電荷累積層的η型半導(dǎo)體區(qū)域32的延伸部32a連接到傳輸 晶體管Trl3，該傳輸晶體管Trl3包括用作浮動(dòng)擴(kuò)散部的η型半導(dǎo)體區(qū)域53和傳輸柵電極 54。盡管排列位置不同，但簡(jiǎn)便起見(jiàn)，圖3和圖4中的傳輸晶體管Trll Trl3作為圖 1中的柵電極49、52和54示出。下述實(shí)施例采用同樣的表示。至少，用作空穴累積層的ρ型半導(dǎo)體區(qū)域50形成在具有絕緣層的界面中，該界面 面對(duì)分別形成第一光電二極管PDl和第二光電二極管PD2的η型半導(dǎo)體區(qū)域29a和32a的 基板22的前表面24。在圖3中，用作空穴累積層的ρ型半導(dǎo)體區(qū)域50形成為包括在ρ型 半導(dǎo)體區(qū)域33和絕緣層之間的界面。用作空穴累積層的ρ型半導(dǎo)體區(qū)域50形成在具有絕 緣層的界面中，該界面面對(duì)用于累積有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39中電荷的η型半導(dǎo)體區(qū)域47的 基板22的前表面24。包括傳輸晶體管Trll Trl3的像素晶體管形成在基板22的前表面 24上的ρ型半導(dǎo)體阱區(qū)域中。雖然未圖示，但像素部的像素晶體管形成在基板22的前表面24上，諸如邏輯電路 等周邊電路形成在周邊電路部中。多層布線層58形成在半導(dǎo)體基板22的前表面24上，在該多層布線層58中，設(shè)置 有隔著層間絕緣層56布置的多層的層布線57。支撐基板59結(jié)合到多層布線層58。半導(dǎo)體基板22的后表面23，更具體地說(shuō)，有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39的上部電極37的 表面用作光入射側(cè)25。片上透鏡62隔著平坦化層61形成在有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39上。在 此實(shí)施例中，沒(méi)有形成濾色器。下面說(shuō)明第一實(shí)施例的固體攝像器件21的操作(驅(qū)動(dòng)方法)。固體攝像器件21 配置為從基板的后表面發(fā)光的所謂背照射型固體攝像器件。在此實(shí)施例中，固定負(fù)電壓 VL ( < 0V)通過(guò)多層布線層58的必需布線57施加到有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39的下部電極38a 上，諸如電源電壓等高于下部電極38a的電壓VL的電壓VU ( > VL)在累積電荷時(shí)施加到上 部電極37。也就是說(shuō)，負(fù)電壓VL施加到靠近半導(dǎo)體基板22的下部電極38a。OV電壓從必 需布線57經(jīng)延伸部28a施加到用作空穴累積層的ρ型半導(dǎo)體區(qū)域28。下面參考圖5說(shuō)明在累積電荷時(shí)將高電壓VU施加到上部電極37的情況。圖5是 說(shuō)明有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39的示意圖。在復(fù)位時(shí)，復(fù)位晶體管Trl2和傳輸晶體管Trll導(dǎo)通， 用作浮動(dòng)擴(kuò)散部(FD)的η型半導(dǎo)體區(qū)域48和用于電荷累積的η型半導(dǎo)體區(qū)域47由電源 電壓VDD復(fù)位。此后，當(dāng)復(fù)位晶體管Trl2和傳輸晶體管Trll截止以累積電荷時(shí)，η型半導(dǎo) 體區(qū)域47和連接到η型半導(dǎo)體區(qū)域47的上部電極37的電位隨著所累積的電荷變化。電 位變?yōu)樾盘?hào)電位。在積累電荷時(shí)，當(dāng)光不通過(guò)濾色器入射到一個(gè)像素20上時(shí)，能夠吸收綠光波長(zhǎng)的 光的有機(jī)光電轉(zhuǎn)換層36對(duì)綠光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換。在光電轉(zhuǎn)換所產(chǎn)生的電子空穴對(duì)中，用作信 號(hào)電荷的電子被導(dǎo)向具有高電壓VU的上部電極37，經(jīng)導(dǎo)電插頭46累積在η型半導(dǎo)體區(qū)域 47中。經(jīng)過(guò)光電轉(zhuǎn)換的空穴被導(dǎo)向具有電位VL的下部電極38a，經(jīng)導(dǎo)電插頭45和必需布 線57放電。形成在靠近半導(dǎo)體基板22的后表面23的淺部中的第一光電二極管PDl吸收藍(lán)光波長(zhǎng)的光并對(duì)其進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，對(duì)應(yīng)于藍(lán)光的信號(hào)電荷累積在η型半導(dǎo)體區(qū)域29中。 形成在遠(yuǎn)離半導(dǎo)體基板22的后表面23的深部中的第二光電二極管PD2吸收紅光波長(zhǎng)的光 并對(duì)其進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，對(duì)應(yīng)于紅光的信號(hào)電荷累積在η型半導(dǎo)體區(qū)域32中。在讀取電荷時(shí)，傳輸晶體管Trll、TR12和Trl3導(dǎo)通。當(dāng)傳輸晶體管導(dǎo)通時(shí)，有機(jī) 光電轉(zhuǎn)換單元39、第一光電二極管PDl和第二光電二極管PD2所累積的信號(hào)電荷(電子) 分別被傳輸?shù)礁?dòng)擴(kuò)散部(FD)48、51和54。紅光、綠光和藍(lán)光的像素信號(hào)經(jīng)其它像素晶體 管被讀取并被輸出到垂直信號(hào)線。在第一實(shí)施例的固體攝像器件21中，背照射型固體攝像器件21的有機(jī)光電轉(zhuǎn)換 單元39、第一光電二極管PDl和第二光電二極管PD2在深度方向上層疊。以此配置，第一光 電二極管PDl和有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39彼此靠近。也就是說(shuō)，由于第一光電二極管PDl和有 機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39之間不存在多層布線層58，所以第一光電二極管PDl和有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單 元39彼此非?？拷?。當(dāng)然，第一光電二極管PDl和第二光電二極管PD2也彼此非常靠近。 從而抑制了對(duì)紅光、綠光和藍(lán)光的F值的依賴性。因此，即使F值改變，各顏色光的光譜平 衡也不會(huì)改變。從而可以抑制各顏色之間的靈敏度變化。在累積電荷時(shí)，負(fù)電壓VL施加到有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39的下部電極38a。因此，用 作第一光電二極管PDl的空穴累積層的ρ型半導(dǎo)體區(qū)域28的空穴濃度呈增加趨勢(shì)。從而， 可防止在P型半導(dǎo)體區(qū)域28的具有絕緣層34的界面上產(chǎn)生暗電流。下部電極的電壓VL設(shè)置為高于OV的電壓(VL > 0V)，上部電極的電壓VU設(shè)置為 低于下部電極的電壓VL的電壓(VU < VL)，以累積電荷，第一光電二極管PDl的空穴累積層 的空穴濃度呈減小趨勢(shì)。因此，空穴累積層的空穴累積態(tài)變?nèi)?，于是容易產(chǎn)生暗電流。在此 情況下，在經(jīng)過(guò)有機(jī)光電轉(zhuǎn)換層進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的電子空穴對(duì)中，用作信號(hào)電荷的電子流到 下部電極，累積在電荷累積層中。此時(shí)，有必要在下部電極所連接的導(dǎo)電插頭的端部中形成 電荷累積層。在此實(shí)施例中，由于使用圖2所示的具有固定負(fù)電荷的氧化鉿層(HfO2)作為第一 光電二極管PDl上的絕緣層34，所以空穴累積態(tài)在用作空穴累積層的ρ型半導(dǎo)體區(qū)域28中 加強(qiáng)。由于可通過(guò)允許有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39的下部電極38a變?yōu)樨?fù)電位來(lái)進(jìn)一步增強(qiáng)空 穴累積態(tài)，所以可進(jìn)一步抑制硅和絕緣層之間界面的暗電流。在此實(shí)施例中，由于紅光、綠光和藍(lán)光光電轉(zhuǎn)換單元層疊在一個(gè)像素中，所以不 需要濾色器。因此，沒(méi)有入射光的損耗，能夠提高靈敏度。此外，由于可從同一像素中獲得 紅光、綠光和藍(lán)光信號(hào)，所以也不需要進(jìn)行像素之間的插值處理。從而不會(huì)發(fā)生顏色錯(cuò)誤。在前照射型固體攝像器件中，當(dāng)用作有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元的光電二極管形成在多層 布線層上，且對(duì)應(yīng)于兩種顏色的光電轉(zhuǎn)換單元形成在半導(dǎo)體基板中時(shí)，僅僅有機(jī)光電轉(zhuǎn)換 單元的開(kāi)口率增加，用于其它兩種顏色的光電二極管的開(kāi)口率減小。但是，在此實(shí)施例中， 通過(guò)配置背照射型固體攝像器件，不僅能改善有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元的開(kāi)口率，還能改善半導(dǎo) 體基板中兩個(gè)光電二極管的開(kāi)口率。因此，與對(duì)應(yīng)于三種顏色的光電二極管簡(jiǎn)單層疊的情 況相比，此實(shí)施例的固體攝像器件能提高靈敏度。在此實(shí)施例中，上部電極37的電位設(shè)置為正電位，下部電極38a的電位設(shè)置為負(fù) 電位。但是，下部電極38a的電位也可設(shè)置為低于上部電極37的電位的正的弱電位。即使 在此情況下，用作信號(hào)電荷的電子也能從上部電極37中獲得，并通過(guò)傳輸晶體管Trll被讀
12取。固體攝像器件的示例件制造方法圖6 圖17是說(shuō)明第一實(shí)施例的固體攝像器件21的制造方法的圖。在圖6 圖 17中，僅示出了對(duì)應(yīng)于一個(gè)像素的主要單元。首先，如圖6所示，制備所謂的SOI基板66，在該SOI基板66中，硅層22隔著氧化 硅層65形成于硅基基板64上。硅層22對(duì)應(yīng)于上述半導(dǎo)體基板22。硅層22形成為η型硅層。隨后，如圖7所示，在對(duì)應(yīng)于一個(gè)像素的硅層22中形成穿過(guò)硅層22的一對(duì)導(dǎo)電插 頭45和46。例如，可由離子注入形成的導(dǎo)電雜質(zhì)半導(dǎo)體層，或埋入有絕緣層SiO2或SiN、 勢(shì)壘金屬TiN和鎢(W)的結(jié)構(gòu)形成導(dǎo)電插頭45和46。隨后，在硅層22的不同深度位置處層疊用于第二顏色的第一光電二極管PDl和用 于第三顏色的第二光電二極管PD2。在此實(shí)施例中，第一光電二極管PDl為吸收藍(lán)光波長(zhǎng)的 光的光電二極管。第二光電二極管PD2為吸收紅光波長(zhǎng)的光的光電二極管。雖然未圖示，但還形成包含傳輸晶體管Trll TR13的多個(gè)像素晶體管，在周邊 電路部中形成諸如邏輯電路等周邊電路。通過(guò)離子注入用作空穴累積層的P型半導(dǎo)體區(qū)域 34和用作電荷累積層的η型半導(dǎo)體區(qū)域29，形成ρη結(jié)，從而在硅層22的后表面23側(cè)形成 第一光電二極管PDl。ρ型半導(dǎo)體區(qū)域28和η型半導(dǎo)體區(qū)域29形成為分別具有從ρ型半 導(dǎo)體區(qū)域28和η型半導(dǎo)體區(qū)域29的一端延伸到前表面24的延伸部28a和29a。通過(guò)離子 注入用作電荷累積層的η型半導(dǎo)體區(qū)域32以具有ρη結(jié)，從而在硅層22的前表面24側(cè)形 成第二光電二極管PD2。由η型半導(dǎo)體區(qū)域32和下層的半導(dǎo)體區(qū)域31形成第二光電二極 管PD2。η型半導(dǎo)體區(qū)域32形成為具有從η型半導(dǎo)體區(qū)域32的一端延伸到前表面24的延 伸部32a。形成傳輸晶體管Trll，使其具有用作浮動(dòng)擴(kuò)散部(FD)的η型半導(dǎo)體區(qū)域48和隔 著柵極絕緣層的傳輸柵電極49 (見(jiàn)圖4)。形成傳輸晶體管Trl2，使其具有用作浮動(dòng)擴(kuò)散部 (FD)的η型半導(dǎo)體區(qū)域51和隔著柵極絕緣層的傳輸柵電極52 (見(jiàn)圖3)。形成傳輸晶體管 Trl3，使其具有用作浮動(dòng)擴(kuò)散部(FD)的η型半導(dǎo)體區(qū)域53和隔著柵極絕緣層的傳輸柵電 極54(見(jiàn)圖3)。在硅層22的前表面24側(cè)形成用作電荷累積層的η型半導(dǎo)體區(qū)域47，使其連接到 導(dǎo)電插頭46 (見(jiàn)圖4)。在此情況下，導(dǎo)電插頭46形成為到達(dá)η型半導(dǎo)體區(qū)域47且并不完 全貫穿硅層22?？赏ㄟ^(guò)同一離子注入過(guò)程同時(shí)形成η型半導(dǎo)體區(qū)域47、48、51和53。另外， 還形成用作空穴累積層的P型半導(dǎo)體區(qū)域50 (見(jiàn)圖3和圖4)。隨后，如圖8所示，在硅層22的前表面24上形成包括多層的布線57的多層布線 層58，多層的布線57之間隔著層間絕緣層56。在此實(shí)施例中，吸收藍(lán)光波長(zhǎng)的光和紅光波長(zhǎng)的光的光電二極管用作第一光電二 極管PDl和第二光電二極管PD2。但是對(duì)于顏色的配置并不限于藍(lán)色和紅色。隨后，如圖9所示，在多層布線層58上附著支撐基板59。例如，可使用硅基板作為 支撐基板59。隨后，如圖10所示，去除最初SOI基板66的硅基基板64和氧化硅層65，露出薄硅 層22的后表面23。
隨后，如圖11所示，在硅層22的后表面23上形成絕緣層34。期望絕緣層34的 界面態(tài)較低，從而通過(guò)降低與硅層22的界面態(tài)，抑制在硅層22和絕緣層34之間的界面產(chǎn) 生暗電流。如圖2所示，可使用例如具有通過(guò)ALD(原子層沉積)形成的氧化鉿(HfO2)層 以及通過(guò)等離子體CVD (化學(xué)氣相沉積)形成的氧化硅(SiO2)層層疊的層疊結(jié)構(gòu)的層作為 絕緣層34。隨后，如圖12所示，在絕緣層34中形成接觸孔67和68，以分別面對(duì)導(dǎo)電插頭45 和46。隨后，在絕緣層34上形成下部電極38，以分別連接到面對(duì)接觸孔67和68的導(dǎo)電插 頭45和46。由于光需要通過(guò)下部電極38，因此下部電極38由諸如ITO等透明導(dǎo)電層形成。 隨后，選擇性地蝕刻下部電極38，使其在各像素中分開(kāi)，在一個(gè)像素中分成兩部分。也就是 說(shuō)，下部電極38分為下部電極38a和下部電極38b。當(dāng)從中獲得信號(hào)電荷的電極在各像素 中分開(kāi)時(shí)，從中獲得不具有信號(hào)的電荷的電極連接到整個(gè)像素區(qū)域。較寬地形成與導(dǎo)電插 頭45相連的下部電極38a，以面對(duì)下層的光電二極管PDl和PD2?？赏ㄟ^(guò)干式蝕刻或濕式 蝕刻來(lái)對(duì)ITO層進(jìn)行圖案化。在干式蝕刻中，例如可使用C12、BC13和Ar形成的混合蝕刻氣 體。在濕式蝕刻中，可使用諸如磷酸溶液或草酸和磷酸的混合溶液等蝕刻劑。隨后，如圖13所示，形成絕緣層41以減小下部電極38a和38b之間的臺(tái)階差。絕 緣層41底部的錐形角θ 1優(yōu)選為30°以下。具體地，可通過(guò)形成具有感光性絕緣層的錐 形角或利用錐形抗蝕劑掩模對(duì)通過(guò)CVD形成的氧化硅(SiO2)層進(jìn)行回蝕，獲得想要的錐形 角。隨后，如圖14所示，在包括絕緣層34的整個(gè)表面上形成有機(jī)光電轉(zhuǎn)換層36。在有 機(jī)光電轉(zhuǎn)換層36上形成上部電極37。在此實(shí)施例中，有機(jī)光電轉(zhuǎn)換層36形成為對(duì)綠光波 長(zhǎng)的光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換。例如可使用上述喹吖啶酮層作為對(duì)綠光波長(zhǎng)的光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的有 機(jī)層。可通過(guò)真空沉積形成喹吖啶酮層。上部電極37需要是透明的。因此，例如可使用通 過(guò)濺射法形成的ITO層作為上部電極37。隨后，如圖15所示，對(duì)上部電極37和有機(jī)光電轉(zhuǎn)換層36進(jìn)行圖案化，上部電極37 和有機(jī)光電轉(zhuǎn)換層36的層疊層保留在各像素中。通過(guò)圖案化，導(dǎo)電插頭46與上部電極37 相連，以向上部電極37供應(yīng)所需的電位。通過(guò)干式蝕刻來(lái)執(zhí)行上述圖案化，在絕緣層41上 終止。隨后，如圖16所示，為了保護(hù)通過(guò)蝕刻去除的有機(jī)光電轉(zhuǎn)換層36的側(cè)壁表面，形 成保護(hù)絕緣層42，以覆蓋有機(jī)光電轉(zhuǎn)換層36和上部電極37的側(cè)壁表面。隨后，如圖17所示，形成將上部電極37連接到與導(dǎo)電插頭46相連的下部電極38b 的接觸金屬層43，以覆蓋保護(hù)絕緣層42?？煞謩e通過(guò)導(dǎo)電插頭45和46將不同的電位供應(yīng) 到上部電極37和下部電極38a。隨后，在包括有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39的表面上隔著平坦化層61形成片上透鏡62，于 是獲得圖1所示的期望的固體攝像器件21。根據(jù)此實(shí)施例的固體攝像器件的制造方法，可以制造背照射型固體攝像器件，在 該固體攝像器件中，用于一種顏色的層疊的有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39靠近用于兩種顏色的光 電二極管PDl和PD2。也就是說(shuō)，可以不隔著多層布線層58在光電二極管PDl和PD2的上 層上形成有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39。從而可以抑制對(duì)紅光、綠光和藍(lán)光的F值的依賴性。利用 該方法可制造出這樣的固體攝像器件，該固體攝像器件即使在F值改變時(shí)也能抑制顏色之間的靈敏度變化而不會(huì)改變各顏色的光譜平衡。3第二實(shí)施例固體攝像器件的示例件配置在圖18中顯示了本發(fā)明第二實(shí)施例的固體攝像器件。此實(shí)施例的固體攝像器件 是CMOS固體攝像器件。圖18是說(shuō)明CMOS固體攝像器件的像素部中一個(gè)像素20的剖面 圖。第二實(shí)施例的固體攝像器件71是第一實(shí)施例的變化例。在該固體攝像器件中，省 略了保護(hù)有機(jī)光電轉(zhuǎn)換層36的側(cè)壁的絕緣層42。有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39的上部電極37延 伸到直接與另一下部電極38b相連。其它配置與第一實(shí)施例中描述的相同。使用相同的附 圖標(biāo)記表示對(duì)應(yīng)于圖1中的各單元，省略了重復(fù)的說(shuō)明。第二實(shí)施例的固體攝像器件71的操作(驅(qū)動(dòng)方法)與第一實(shí)施例的操作相同。在第二實(shí)施例的固體攝像器件71中，與上述第一實(shí)施例相同，有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單 元39靠近于兩個(gè)光電二極管PDl和PD2。因此可抑制對(duì)各顏色的F值的依賴性。即使F值 變化時(shí)，也能抑制各顏色之間的靈敏度變化，而不改變各顏色的光譜平衡。另外，由于在累 積電荷時(shí)負(fù)電壓施加到下部電極38a，所以與硅絕緣層34的界面變?yōu)榭昭ɡ鄯e態(tài)。當(dāng)絕緣 層34具有固定負(fù)電荷時(shí)，空穴累積態(tài)進(jìn)一步增強(qiáng)，從而可以抑制暗電流。此實(shí)施例具有與 第一實(shí)施例相同的優(yōu)點(diǎn)。由于省略了第一實(shí)施例中形成的保護(hù)絕緣層42，且上部電極37直接連接到另一 下部電極38b，從而簡(jiǎn)化了制造過(guò)程。固體攝像器件的示例件制造方法圖19 圖29是說(shuō)明第二實(shí)施例的固體攝像器件71的制造方法的圖。在圖19 圖29中，僅顯示出對(duì)應(yīng)于一個(gè)像素的主要單元。圖19 圖26所示的過(guò)程與圖6 圖13 所示的第一實(shí)施例的過(guò)程相同。首先，如圖19所示，制備所謂的SOI基板66，在該SOI基板66中，硅層22隔著氧 化硅層65形成于硅基基板64上。硅層22對(duì)應(yīng)于上述半導(dǎo)體基板22。硅層22形成為η型硅層。隨后，如圖20所示，在對(duì)應(yīng)于一個(gè)像素的硅層22中形成穿過(guò)硅層22的一對(duì)導(dǎo)電 插頭45和46?？捎呻x子注入形成的導(dǎo)電雜質(zhì)半導(dǎo)體層，或埋入有絕緣層SiO2或SiN、勢(shì)壘 金屬TiN和鎢(W)的結(jié)構(gòu)形成導(dǎo)電插頭45和46。隨后，在硅層22的不同深度位置處層疊用于第二顏色的第一光電二極管PDl和用 于第三顏色的第二光電二極管PD2。在此實(shí)施例中，第一光電二極管PDl為吸收藍(lán)光波長(zhǎng)的 光的光電二極管。第二光電二極管PD2為吸收紅光波長(zhǎng)的光的光電二極管。雖然未圖示，但還形成包含傳輸晶體管Trll TR13的多個(gè)像素晶體管，在周邊電 路部中形成諸如邏輯電路等周邊電路。通過(guò)離子注入用作空穴累積層的P型半導(dǎo)體區(qū)域34 和用作電荷累積層的η型半導(dǎo)體區(qū)域29，形成ρη結(jié)，從而在硅層22的后表面23側(cè)形成第 一光電二極管PDl。ρ型半導(dǎo)體區(qū)域28和η型半導(dǎo)體區(qū)域29形成為分別具有從ρ型半導(dǎo) 體區(qū)域28和η型半導(dǎo)體區(qū)域29的一端延伸到前表面24的延伸部28a和29a。通過(guò)離子注 入用作電荷累積層的η型半導(dǎo)體區(qū)域32以具有ρη結(jié)，從而在硅層22的前表面24側(cè)形成 第二光電二極管PD2。由η型半導(dǎo)體區(qū)域32和下層的半導(dǎo)體區(qū)域31形成第二光電二極管PD2。η型半導(dǎo)體區(qū)域32形成為具有從η型半導(dǎo)體區(qū)域32的一端延伸到前表面24的延伸 pji 32&ο形成傳輸晶體管Trll，使其具有用作浮動(dòng)擴(kuò)散部(FD)的η型半導(dǎo)體區(qū)域48和隔 著柵極絕緣層的傳輸柵電極49。形成傳輸晶體管Trl2，使其具有用作浮動(dòng)擴(kuò)散部(FD)的η 型半導(dǎo)體區(qū)域51和隔著柵極絕緣層的傳輸柵電極52。形成傳輸晶體管Trl3，使其具有用 作浮動(dòng)擴(kuò)散部(FD)的η型半導(dǎo)體區(qū)域53和隔著柵極絕緣層的傳輸柵電極54。在硅層22的前表面24側(cè)形成用作電荷累積層的η型半導(dǎo)體區(qū)域47，使其連接到 導(dǎo)電插頭46。在此情況下，導(dǎo)電插頭46形成為到達(dá)η型半導(dǎo)體區(qū)域47且并不完全貫穿硅 層22?？赏ㄟ^(guò)同一離子注入過(guò)程同時(shí)形成η型半導(dǎo)體區(qū)域47、48、51和53。隨后，如圖21所示，在硅層22的前表面24上形成多層布線層58，在該多層布線層 58中，隔著層間絕緣層56布置有多層的布線57。在此實(shí)施例中，吸收藍(lán)光波長(zhǎng)的光和紅光波長(zhǎng)的光的光電二極管用作第一光電二 極管PDl和第二光電二極管PD2。但是對(duì)于顏色的配置并不限于藍(lán)色和紅色。隨后，如圖22所示，在多層布線層58上附著支撐基板59。例如，可使用硅基板作 為支撐基板59。隨后，如圖23所示，去除最初SOI基板66的硅基基板64和氧化硅層65，露出薄硅 層22的后表面23。隨后，如圖24所示，在硅層22的后表面23上形成絕緣層34。期望絕緣層34的界 面態(tài)較低，從而通過(guò)降低與硅層22的界面態(tài)，抑制在硅層22和絕緣層34之間的界面產(chǎn)生 暗電流。如圖2所示，可使用例如具有通過(guò)ALD(原子層沉積)形成的氧化鉿(HfO2)層以 及通過(guò)等離子體CVD (化學(xué)氣相沉積)形成的氧化硅(SiO2)層層疊的層疊結(jié)構(gòu)的層作為絕 緣層34。隨后，如圖25所示，在絕緣層34上形成接觸孔67和68，以分別面對(duì)導(dǎo)電插頭45 和46。隨后，在絕緣層34上形成下部電極38，以分別連接到面對(duì)接觸孔67和68的導(dǎo)電插 頭45和46。由于光需要通過(guò)下部電極38，因此下部電極38由諸如ITO等透明導(dǎo)電層形 成。隨后，選擇性地蝕刻下部電極38，使其在各像素中分開(kāi)，在一個(gè)像素中分成兩部分。也 就是說(shuō)，下部電極38分為下部電極38a和下部電極38b。較寬地形成與導(dǎo)電插頭45相連的 下部電極38，以面對(duì)下層的光電二極管PDl和PD2。隨后，如圖26所示，形成絕緣層41以減少下部電極38a和38b之間的臺(tái)階差。絕 緣層41底部的錐形角θ 1優(yōu)選為30°以下。具體地，可通過(guò)形成具有感光性絕緣層的錐 形角或利用錐形抗蝕劑掩膜對(duì)通過(guò)CVD形成的氧化硅(SiO2)層進(jìn)行回蝕，獲得想要的錐形角。上述制造方法與第一實(shí)施例的制造方法相同。在此實(shí)施例中，如圖27所示，在包 括下部電極38 (38a和38b)和絕緣層41的整個(gè)表面上形成有機(jī)光電轉(zhuǎn)換層36。在此實(shí)施 例中，有機(jī)光電轉(zhuǎn)換層36形成為對(duì)綠光波長(zhǎng)的光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換。例如，可使用上述喹吖啶 酮層作為對(duì)綠光波長(zhǎng)的光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的有機(jī)層。可通過(guò)真空沉積形成喹吖啶酮層。上部 電極37需要是透明的。因此，例如可使用通過(guò)濺射法形成的ITO層作為上部電極37。隨后，如圖28所示，對(duì)有機(jī)光電轉(zhuǎn)換層36進(jìn)行圖案化，有機(jī)光電轉(zhuǎn)換層36保留在 各像素中。該圖案化在絕緣層41上停止。與第一實(shí)施例相同，通過(guò)干式蝕刻執(zhí)行該圖案化。隨后，如圖29所示，在包括有機(jī)光電轉(zhuǎn)換層36的整個(gè)表面上形成上部電極37，上 部電極37的一部分直接連接到下部電極38b，接著對(duì)上部電極37進(jìn)行圖案化，使其在各像 素中分開(kāi)。上部電極37需要是透明的。因此，可使用通過(guò)濺射法形成的ITO層作為上部電 極37。分別通過(guò)導(dǎo)電插頭45和46將不同的電位供應(yīng)到上部電極37和下部電極38a。隨后，在包括有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39的表面上隔著平坦化層61形成片上透鏡62，于 是獲得圖18所示的期望的固體攝像器件71。根據(jù)此實(shí)施例的固體攝像器件71的制造方法，可以制造背照射型固體攝像器件， 在該固體攝像器件中，用于一種顏色的層疊的有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39靠近用于兩種顏色的 光電二極管PDl和PD2。也就是說(shuō)，可以不隔著多層布線層58在光電二極管PDl和PD2的 上層上形成有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39。從而可以抑制對(duì)紅光、綠光和藍(lán)光的F值的依賴性。利 用該方法可制造出這樣的固體攝像器件，該固體攝像器件即使F值改變時(shí)也能抑制顏色 之間的靈敏度變化而不會(huì)改變各顏色的光譜平衡。由于上部電極37直接連接到另一下部 電極38b，所以與第一實(shí)施例相比，減少了制造步驟數(shù)。4.第三實(shí)施例固體攝像器件的示例件配置在圖30中顯示了本發(fā)明第三實(shí)施例的固體攝像器件。此實(shí)施例的固體攝像器件 是CMOS固體攝像器件。圖30是說(shuō)明CMOS固體攝像器件的像素部中一個(gè)像素20的剖面 圖。第三實(shí)施例的固體攝像器件73與第一實(shí)施例的配置相同。從有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元 39讀取空穴作為信號(hào)電荷，從第一光電二極管PDl和第二光電二極管PD2讀取電子作為信 號(hào)電荷。從上部電極37中讀取有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39中作為信號(hào)電荷的空穴。也就是說(shuō)， 如上所述，此實(shí)施例的固體攝像器件73是背照射型固體攝像器件，在該固體攝像器件中， 有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39、第一光電二極管PDl和第二光電二極管PD2在一個(gè)像素的深度方向 上層疊。用于第二顏色的第一光電二極管PDl和用于第三顏色的第二光電二極管PD2形成 在半導(dǎo)體基板22中不同深度的位置處。用于第一顏色的有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39隔著絕緣層 34層疊在半導(dǎo)體基板22的上層上，靠近于第二光電二極管PD2。在此實(shí)施例中，固體攝像 器件包括對(duì)綠光波長(zhǎng)的光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39 ；對(duì)藍(lán)光波長(zhǎng)的光進(jìn)行光 電轉(zhuǎn)換的第一光電二極管PDl ；和對(duì)紅光波長(zhǎng)的光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的第二光電二極管PD2。有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39包括有機(jī)光電轉(zhuǎn)換層36，還包括之間夾有有機(jī)光電轉(zhuǎn)換層 36的下部電極38a和上部電極37。下部電極38a連接到導(dǎo)電插頭45。上部電極37通過(guò)接 觸金屬層43和另一下部電極38b連接到另一導(dǎo)電插頭46。在此實(shí)施例中，在由有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換所產(chǎn)生的電子空穴對(duì)中， 用作信號(hào)電荷的空穴被導(dǎo)向并累積在基板22的前表面24側(cè)。因此，用作電荷累積層的ρ型 半導(dǎo)體區(qū)域74形成在基板22的前表面24側(cè)。ρ型半導(dǎo)體區(qū)域75形成浮動(dòng)擴(kuò)散部(FD)， P型半導(dǎo)體區(qū)域74的信號(hào)電荷(空穴)通過(guò)傳輸晶體管Trll傳輸?shù)皆摳?dòng)擴(kuò)散部(FD)。 連接到上部電極37的另一導(dǎo)電插頭46形成為到達(dá)用作電荷累積層的ρ型半導(dǎo)體區(qū)域74。 當(dāng)導(dǎo)電插頭45和46通過(guò)離子注入形成于雜質(zhì)半導(dǎo)體層中時(shí)，導(dǎo)電插頭45和46形成在ρ 型半導(dǎo)體層中。
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第一光電二極管PDl和第二光電二極管PD2使用由光電轉(zhuǎn)換所產(chǎn)生的電子空穴對(duì) 作為信號(hào)電荷。因此，η型半導(dǎo)體區(qū)域51和53形成浮動(dòng)擴(kuò)散部(FD)，第一光電二極管PDl 和第二光電二極管PD2的信號(hào)電荷(電子)分別通過(guò)傳輸晶體管Tr 12和Tr 13傳輸?shù)皆摳?動(dòng)擴(kuò)散部(FD)。與第一實(shí)施例相同，圖31和圖32示意性示出了具有不同于圖30所示的橫剖面的 像素晶體管。在圖31和圖32中，代表性地示出了多個(gè)像素晶體管中的傳輸晶體管。也就 是說(shuō)，如圖32所示，在有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39中，用于電荷累積的ρ型半導(dǎo)體區(qū)域74連接到 具有用作浮動(dòng)擴(kuò)散部的P型半導(dǎo)體區(qū)域75和傳輸柵電極49的傳輸晶體管Trll。如圖31 所示，在第一光電二極管PDl中，用作電荷累積層的η型半導(dǎo)體區(qū)域29的延伸部29a連接 到包括用作浮動(dòng)擴(kuò)散部的η型半導(dǎo)體區(qū)域51和傳輸柵電極52的傳輸晶體管Trl2。如圖 31所示，在第二光電二極管PD2中，用作電荷累積層的η型半導(dǎo)體區(qū)域32的延伸部32a連 接到包括用作浮動(dòng)擴(kuò)散部的η型半導(dǎo)體區(qū)域53和傳輸柵電極54的傳輸晶體管Trl3。至少，用作空穴累積層的ρ型半導(dǎo)體區(qū)域50形成在與絕緣層的界面中，該界面面 對(duì)基板22的分別形成第一光電二極管PDl和第二光電二極管PD2的η型半導(dǎo)體區(qū)域29a 和32a的前表面24。在圖31中，用作空穴累積層的ρ型半導(dǎo)體區(qū)域50形成為包括ρ型半 導(dǎo)體區(qū)域33和絕緣層之間的界面。用作電子累積層的η型半導(dǎo)體區(qū)域70形成在與絕緣層 的界面上，該界面面對(duì)基板22的用于在有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39中累積電荷的ρ型半導(dǎo)體區(qū) 域74的前表面24。其它配置與第一實(shí)施例中的配置相同。用相同的附圖標(biāo)記表示對(duì)應(yīng)于圖1中的各 單元，省略了重復(fù)的說(shuō)明。下面說(shuō)明第三實(shí)施例的固體攝像器件73的操作(驅(qū)動(dòng)方法)。固體攝像器件73 配置為從基板的后表面發(fā)光的背照射型固體攝像器件。在此實(shí)施例中，負(fù)電壓VL ( < 0V)施 加到有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39的下部電極38a上，低于該下部電壓VL的上部電壓VU ( < VL) 施加到上部電極37。施加到用于讀取信號(hào)的上部電極37的上部電壓VU通過(guò)導(dǎo)電插頭46 施加到必需布線57。施加到有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39的下部電極38a的負(fù)電壓VL在復(fù)位時(shí) 是負(fù)的。OV電壓通過(guò)延伸部28a從必需布線57施加到用作空穴累積層的ρ型半導(dǎo)體區(qū)域 28。當(dāng)光在積累電荷時(shí)不通過(guò)濾色器入射到一個(gè)像素20上時(shí)，有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39 對(duì)綠光波長(zhǎng)的光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換。在通過(guò)光電轉(zhuǎn)換所產(chǎn)生的電子空穴對(duì)中，用作信號(hào)電荷的 空穴被導(dǎo)向具有低于下部電壓VL的電位VU ( < VL)的上部電極37，通過(guò)導(dǎo)電插頭46累積 在用作電荷累積層的P型半導(dǎo)體區(qū)域74中。經(jīng)過(guò)光電轉(zhuǎn)換的電子被導(dǎo)向具有高于上部電 位VU的負(fù)電壓VL(<0V)的下部電極38a，通過(guò)導(dǎo)電插頭45和必需布線57放電。形成在 靠近半導(dǎo)體基板22的后表面23的淺部中的第一光電二極管PDl吸收藍(lán)光波長(zhǎng)的光，對(duì)其 進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，對(duì)應(yīng)于藍(lán)光的信號(hào)電荷累積在η型半導(dǎo)體區(qū)域29中。形成在遠(yuǎn)離半導(dǎo)體基 板22的后表面23的深部中的第二光電二極管PD2吸收紅光波長(zhǎng)的光，對(duì)其進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換， 對(duì)應(yīng)于紅光的信號(hào)電荷累積在η型半導(dǎo)體區(qū)域32中。在讀取信號(hào)時(shí)，當(dāng)傳輸晶體管Trll導(dǎo)通時(shí)，累積在ρ型半導(dǎo)體區(qū)域74中的綠光信 號(hào)電荷(空穴)被傳輸?shù)接米鞲?dòng)擴(kuò)散部(FD)的ρ型半導(dǎo)體區(qū)域75。當(dāng)傳輸晶體管Trl2 導(dǎo)通時(shí)，累積在η型半導(dǎo)體區(qū)域29中的藍(lán)光信號(hào)電荷(電子)被傳輸?shù)接米鞲?dòng)擴(kuò)散部
18(FD)的η型半導(dǎo)體區(qū)域51。當(dāng)傳輸晶體管Trl3導(dǎo)通時(shí)，累積在η型半導(dǎo)體區(qū)域32中的紅 光信號(hào)電荷(電子)被傳輸?shù)接米鞲?dòng)擴(kuò)散部(FD)的η型半導(dǎo)體區(qū)域53。紅光、綠光和藍(lán) 光的像素信號(hào)經(jīng)其它像素晶體管被讀取并被輸出到垂直信號(hào)線。在第三實(shí)施例的固體攝像器件73中，與上述實(shí)施例相同，有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39靠 近于兩個(gè)光電二極管PDl和PD2。當(dāng)抑制了各顏色之間對(duì)F值的依賴性時(shí)，即使F值改變， 也能抑制各顏色之間的靈敏度變化，而不改變各顏色的光譜平衡。由于在累積電荷時(shí)負(fù)電 壓VL(<0V)施加到下部電極38a，與硅絕緣層34的界面變?yōu)榭昭ɡ鄯e態(tài)。當(dāng)絕緣層34具 有固定負(fù)電荷時(shí)，空穴累積態(tài)進(jìn)一步加強(qiáng)，從而可抑制暗電流。在第三實(shí)施例中，如同第一實(shí)施例，有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39的上部電極37通過(guò)接 觸金屬層43連接到下部電極38b。第二實(shí)施例的上部電極37可直接連接到另一下部電極 38b。5.第四實(shí)施例固體攝像器件的示例件配置在圖33中顯示了本發(fā)明第四實(shí)施例的固體攝像器件。此實(shí)施例的固體攝像器件 是CMOS固體攝像器件。圖33是說(shuō)明CMOS固體攝像器件的像素部中一個(gè)像素20的剖面 圖。第四實(shí)施例的固體攝像器件75與第一實(shí)施例的配置相同。但是從下部電極38a 中讀取來(lái)自有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39的信號(hào)電荷(電子)。如同第一實(shí)施例一樣讀取來(lái)自第一 光電二極管PDl和第二光電二極管PD2的信號(hào)電荷(電子)。也就是說(shuō)，此實(shí)施例的固體攝 像器件75是背照射型固體攝像器件，在該固體攝像器件中，有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39、第一光 電二極管PDl和第二光電二極管PD2在一個(gè)像素的深度方向上層疊。用于第二顏色的第一 光電二極管PDl和用于第三顏色的第二光電二極管PD2形成在半導(dǎo)體基板22中不同深度 的位置處。用于第一顏色的有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39隔著絕緣層34層疊在半導(dǎo)體基板22的 上層上，靠近于第二光電二極管PD2。在此實(shí)施例中，固體攝像器件包括對(duì)綠光波長(zhǎng)的光 進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39;對(duì)藍(lán)光波長(zhǎng)的光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的第一光電二極管 PDl ；和對(duì)紅光波長(zhǎng)的光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的第二光電二極管PD2。有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39包括有機(jī)光電轉(zhuǎn)換層36，還包括之間夾有有機(jī)光電轉(zhuǎn)換層 36的下部電極38a和上部電極37。下部電極38a連接到導(dǎo)電插頭46。上部電極37通過(guò)之 間的接觸金屬層43和另一下部電極38b連接到另一導(dǎo)電插頭45。在此實(shí)施例中，由于通過(guò)下部電極38a讀取由有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換 所產(chǎn)生的用作信號(hào)電荷的電子，所以用作電荷累積層的η型半導(dǎo)體區(qū)域47形成在連接到下 部電極38a的導(dǎo)電插頭46側(cè)的基板22的前表面24上。用作浮動(dòng)擴(kuò)散部(FD)的η型半導(dǎo) 體區(qū)域48形成在基板22的前表面24上，靠近η型半導(dǎo)體區(qū)域47。由于其它配置與第一實(shí)施例中描述的相同，所以用相同的附圖標(biāo)記表示對(duì)應(yīng)于 圖1中的各單元，省略了重復(fù)的說(shuō)明。與圖33示出了與其不同的傳輸晶體管TRll Trl3 的剖面圖。但是，在圖33中，為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，示意性地示出了柵電極49、52和54。下面說(shuō)明第四實(shí)施例的固體攝像器件75的操作(驅(qū)動(dòng)方法)。固體攝像器件75 配置為從基板的后表面發(fā)光的背照射型固體攝像器件。在此實(shí)施例中，負(fù)電壓VL( < 0V) 施加到有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39的下部電極38a上，低于下部電壓VL的上部電壓VU ( < VL)施加到上部電極37。上部電壓VU通過(guò)導(dǎo)電插頭45從基板22的前表面24上的必需布線 57供應(yīng)。OV電壓通過(guò)延伸部28a從必需布線57施加到用作空穴累積層的ρ型半導(dǎo)體區(qū)域 28。當(dāng)光在積累電荷時(shí)不通過(guò)濾色器入射到一個(gè)像素20上時(shí)，有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39 對(duì)綠光波長(zhǎng)的光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換。在通過(guò)光電轉(zhuǎn)換所產(chǎn)生的電子空穴對(duì)中，用作信號(hào)電荷的 電子被導(dǎo)向具有高于上部電壓VU的電位VL ( > VU)的下部電極38a，通過(guò)導(dǎo)電插頭45累積 在用作電荷累積層的η型半導(dǎo)體區(qū)域47中。經(jīng)過(guò)光電轉(zhuǎn)換的空穴被導(dǎo)向具有低于下部電 位VL的電位VU(< VL)的上部電極37，通過(guò)導(dǎo)電插頭46和必需布線57放電。形成在靠 近半導(dǎo)體基板22的后表面23的淺部中的第一光電二極管PDl吸收藍(lán)光波長(zhǎng)的光，對(duì)其進(jìn) 行光電轉(zhuǎn)換，對(duì)應(yīng)于藍(lán)光的信號(hào)電荷累積在η型半導(dǎo)體區(qū)域29中。形成在遠(yuǎn)離半導(dǎo)體基板 22的后表面23的深部中的第二光電二極管PD2吸收紅光波長(zhǎng)的光，對(duì)其進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，對(duì) 應(yīng)于紅光的信號(hào)電荷累積在η型半導(dǎo)體區(qū)域32中。在讀取電荷時(shí)，傳輸晶體管Trll、Trl2和Trl3導(dǎo)通。當(dāng)傳輸晶體管導(dǎo)通時(shí)，有機(jī) 光電轉(zhuǎn)換單元39、第一光電二極管PDl和第二光電二極管PD2所累積的信號(hào)電荷(電子) 分別被傳輸?shù)礁?dòng)擴(kuò)散部(FD)48、51和54。紅光、綠光和藍(lán)光的像素信號(hào)經(jīng)其它像素晶體 管被讀取并被輸出到垂直信號(hào)線。在第四實(shí)施例的固體攝像器件75中，與上述實(shí)施例相同，有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39靠 近兩個(gè)光電二極管PDl和PD2。當(dāng)抑制了各顏色之間對(duì)F值的依賴性時(shí)，即使F值改變，也 能抑制各顏色之間的靈敏度變化，而不改變各顏色的光譜平衡。由于在累積電荷時(shí)負(fù)電壓 VL( < 0V)施加到下部電極38a，所以與硅絕緣層34的界面變?yōu)榭昭ɡ鄯e態(tài)。當(dāng)絕緣層34 具有固定負(fù)電荷時(shí)，空穴累積態(tài)進(jìn)一步加強(qiáng)，從而可抑制暗電流。6.第五實(shí)施例固體攝像器件的示例性配置在圖34中顯示了本發(fā)明第五實(shí)施例的固體攝像器件。此實(shí)施例的固體攝像器件 是CMOS固體攝像器件。圖34是說(shuō)明CMOS固體攝像器件的像素部中一個(gè)像素20的剖面 圖。第五實(shí)施例的固體攝像器件77與第一實(shí)施例的配置幾乎相同。但是，從下部電極 38a中讀取來(lái)自有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39的信號(hào)電荷(空穴)。如同第一實(shí)施例一樣讀取來(lái)自 第一光電二極管PDl和第二光電二極管PD2的信號(hào)電荷(電子)。也就是說(shuō)，此實(shí)施例的 固體攝像器件77是背照射型固體攝像器件，在該固體攝像器件中，有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39、 第一光電二極管PDl和第二光電二極管PD2在一個(gè)像素的深度方向上層疊。用于第二顏色 的第一光電二極管PDl和用于第三顏色的第二光電二極管PD2形成在半導(dǎo)體基板22中不 同深度的位置處。用于第一顏色的有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39隔著絕緣層34層疊在半導(dǎo)體基板 22的上層上，靠近于第二光電二極管PD2。在此實(shí)施例中，固體攝像器件包括對(duì)綠光波長(zhǎng) 的光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39 ；對(duì)藍(lán)光波長(zhǎng)的光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的第一光電二 極管PDl ；和對(duì)紅光波長(zhǎng)的光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的第二光電二極管PD2。有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39包括有機(jī)光電轉(zhuǎn)換層36，還包括之間夾有有機(jī)光電轉(zhuǎn)換層 36的下部電極38a和上部電極37。下部電極38a連接到導(dǎo)電插頭46。上部電極37通過(guò)之 間的接觸金屬層43和另一下部電極38b連接到另一導(dǎo)電插頭45。
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在此實(shí)施例中，在通過(guò)有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換所產(chǎn)生的電子空穴對(duì) 中，用作信號(hào)電荷的空穴被導(dǎo)向并累積在基板22的前表面24側(cè)。因此，用作電荷累積層 的P型半導(dǎo)體區(qū)域74形成在基板22的前表面24側(cè)。ρ型半導(dǎo)體區(qū)域75形成浮動(dòng)擴(kuò)散部 (FD)，ρ型半導(dǎo)體區(qū)域74的信號(hào)電荷(空穴)通過(guò)傳輸晶體管Trll傳輸?shù)皆摳?dòng)擴(kuò)散部 (FD)。連接到下部電極38a的另一導(dǎo)電插頭45形成為到達(dá)用作電荷累積層的ρ型半導(dǎo)體 區(qū)域74。當(dāng)導(dǎo)電插頭45和46通過(guò)離子注入形成于雜質(zhì)半導(dǎo)體層中時(shí)，導(dǎo)電插頭45和46 形成在P型半導(dǎo)體層中。第一光電二極管PDl和第二光電二極管PD2使用通過(guò)光電轉(zhuǎn)換所產(chǎn)生的電子空穴 對(duì)的電子作為信號(hào)電荷。因此，η型半導(dǎo)體區(qū)域51和53形成浮動(dòng)擴(kuò)散部(FD)，第一光電二 極管PDl和第二光電二極管PD2的信號(hào)電荷(電子)分別通過(guò)傳輸晶體管Tr 12和Tr 13傳 輸?shù)皆摳?dòng)擴(kuò)散部(FD)。其它配置與第一和第三實(shí)施例中的配置相同。使用相同的附圖標(biāo)記表示對(duì)應(yīng)于圖 1和圖30中的各單元，省略了重復(fù)的說(shuō)明。下面說(shuō)明第五實(shí)施例的固體攝像器件77的操作(驅(qū)動(dòng)方法)。固體攝像器件77配 置為從基板的后表面發(fā)光的背照射型固體攝像器件。在此實(shí)施例中，固定負(fù)電壓VL( < 0V) 施加到有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39的下部電極38a上，高于下部電壓VL的上部電壓VU ( > VL)施 加到上部電極37。OV電壓從必需布線57施加到用作空穴累積層的ρ型半導(dǎo)體區(qū)域28的 延伸部28a。當(dāng)光在積累電荷時(shí)不通過(guò)濾色器入射到一個(gè)像素20上時(shí)，有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39 對(duì)綠光波長(zhǎng)的光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換。在通過(guò)光電轉(zhuǎn)換所產(chǎn)生的電子空穴對(duì)中，用作信號(hào)電荷的 空穴被導(dǎo)向具有負(fù)電位VL的下部電極38a，通過(guò)導(dǎo)電插頭45累積在用作電荷累積層的ρ型 半導(dǎo)體區(qū)域74中。經(jīng)過(guò)光電轉(zhuǎn)換的電子被導(dǎo)向具有高于下部電位VL的電位VU(> VL)的 上部電極37，通過(guò)導(dǎo)電插頭46和必需布線57放電。形成在靠近半導(dǎo)體基板22的后表面 23的淺部中的第一光電二極管PDl吸收藍(lán)光波長(zhǎng)的光，對(duì)其進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，對(duì)應(yīng)于藍(lán)光的 信號(hào)電荷累積在η型半導(dǎo)體區(qū)域29中。形成在遠(yuǎn)離半導(dǎo)體基板22的后表面23的深部中 的第二光電二極管PD2吸收紅光波長(zhǎng)的光，對(duì)其進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，對(duì)應(yīng)于紅光的信號(hào)電荷累 積在η型半導(dǎo)體區(qū)域32中。在讀出電荷時(shí)，傳輸晶體管Trll、Trl2和Trl3導(dǎo)通。當(dāng)傳輸晶體管導(dǎo)通時(shí)，有機(jī) 光電轉(zhuǎn)換單元39的累積信號(hào)電荷(空穴)以及第一光電二極管PDl和第二光電二極管PD2 所累積的信號(hào)電荷(電子)分別被傳輸?shù)礁?dòng)擴(kuò)散部(FD)75、51和54。紅光、綠光和藍(lán)光 的像素信號(hào)經(jīng)其它像素晶體管被讀出并被輸出到垂直信號(hào)線。在第五實(shí)施例的固體攝像器件77中，與上述實(shí)施例中相同，有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39 靠近于兩個(gè)光電二極管PDl和PD2。當(dāng)抑制了各顏色之間對(duì)F值的依賴性時(shí)，即使F值改 變，也能抑制各顏色之間的靈敏度變化，而不改變各顏色的光譜平衡。由于在累積電荷時(shí) 負(fù)電壓VL(<0V)施加到下部電極38a，所以與硅絕緣層34的界面變?yōu)榭昭ɡ鄯e態(tài)。當(dāng)絕 緣層34具有固定負(fù)電荷時(shí)，空穴累積態(tài)進(jìn)一步加強(qiáng)，從而可抑制暗電流。在第四和第五實(shí)施例中，與第一實(shí)施例中相同，有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39的上部電極 37通過(guò)接觸金屬層43連接到下部電極38b。但是也可與第二實(shí)施例中相同，上部電極37 直接連接到下部電極38b。
7.第六實(shí)施例固體攝像器件的示例件配置在圖35中顯示了本發(fā)明第六實(shí)施例的固體攝像器件。此實(shí)施例的固體攝像器件 是CMOS固體攝像器件。圖35是說(shuō)明CMOS固體攝像器件的像素部中一個(gè)像素20的剖面 圖。第六實(shí)施例的固體攝像器件79配置為通過(guò)由薄膜晶體管構(gòu)成的傳輸晶體管讀出 有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39的信號(hào)。也就是說(shuō)，第六實(shí)施例的固體攝像器件79是背照射型固體 攝像器件，在該固體攝像器件中，有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39、第一光電二極管PDl和第二光電二 極管PD2在一個(gè)像素的深度方向上層疊。用于第二顏色的第一光電二極管PDl和用于第三 顏色的第二光電二極管PD2形成在半導(dǎo)體基板22中不同深度的位置處。用于第一顏色的 有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39隔著絕緣層34層疊在半導(dǎo)體基板22的上層上，靠近于第二光電二極 管PD2。在此實(shí)施例中，固體攝像器件包括對(duì)綠光波長(zhǎng)的光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的有機(jī)光電轉(zhuǎn)換 單元39 ；對(duì)藍(lán)光波長(zhǎng)的光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的第一光電二極管PDl ；和對(duì)紅光波長(zhǎng)的光進(jìn)行光 電轉(zhuǎn)換的第二光電二極管PD2。有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39包括有機(jī)光電轉(zhuǎn)換層36，還包括之間夾有有機(jī)光電轉(zhuǎn)換層 36的下部電極38a和上部電極37。在此實(shí)施例中，用于讀出有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39的信號(hào)電荷的薄膜晶體管Trl4形 成于在基板22的后表面23側(cè)的第一光電二極管PDl和有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39之間形成的 絕緣膜34上。薄膜晶體管Trl4對(duì)應(yīng)于多個(gè)像素晶體管中的傳輸晶體管。因此，薄膜晶體 管Trl4的漏極對(duì)應(yīng)于浮動(dòng)擴(kuò)散部(FD)。薄膜晶體管Trl4是具有一對(duì)源極/漏極和柵極的所謂底柵型薄膜晶體管。薄膜 晶體管Tr 14通過(guò)下述方法形成在絕緣層34上形成柵電極84 ；在柵電極84上形成柵極絕 緣層85 ；在柵極絕緣層85上形成半導(dǎo)體薄膜(有源層)86，該半導(dǎo)體薄膜86具有溝道區(qū)C、 源極區(qū)S和漏極區(qū)D。有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39的上部電極37通過(guò)絕緣層88的接觸孔連接到 源極區(qū)S。穿過(guò)基板22的導(dǎo)電插頭81、82和83形成在半導(dǎo)體基板22中。如上所述，導(dǎo)電插 頭81、82和83可通過(guò)離子注入形成在雜質(zhì)半導(dǎo)體層、金屬層等中。有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39 的下部電極38連接到導(dǎo)電插頭81。薄膜晶體管Trl4的漏極區(qū)D連接到導(dǎo)電插頭82。薄 膜晶體管Trl4的柵電極84通過(guò)導(dǎo)電層89連接到導(dǎo)電插頭83。由于其它配置與第一實(shí)施例中的配置相同，所以用相同的附圖標(biāo)記表示對(duì)應(yīng)于圖 1中的各單元，省略了重復(fù)的說(shuō)明。圖35示出了與其不同的傳輸晶體管Trl2和Trl3的剖 面圖。但是，在圖35中，為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，示意性地示出了柵電極52和54。下面說(shuō)明第六實(shí)施例的固體攝像器件79的操作(驅(qū)動(dòng)方法)。在此實(shí)施例中，固 定負(fù)電壓VL( < 0V)通過(guò)必需布線57和導(dǎo)電插頭81施加到有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39的下部 電極38上，諸如電源電壓VDD等高于下部電極38的電壓VL的電壓VU ( > VL)在累積電荷 時(shí)施加到上部電極37。薄膜晶體管Trl4的漏極區(qū)D通過(guò)必需布線57連接到復(fù)位晶體管 (未圖示)的源極和放大晶體管(未圖示)的柵極。OV電壓從必需布線57施加到用作空 穴累積層的P型半導(dǎo)體區(qū)域28的延伸部28a。上部電極37的電位在累積電荷時(shí)由于薄膜晶體管Trl4的源極電位而變高。
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例如與第一實(shí)施例相同，源極電位變?yōu)殡娫措娢?。?dāng)復(fù)位晶體管和用作傳輸晶體 管的薄膜晶體管Trl4導(dǎo)通并復(fù)位，然后都截止時(shí)，源極電位變?yōu)閺?fù)位電平，該電位隨著所 累積的電荷變化。當(dāng)光在積累電荷時(shí)不通過(guò)濾色器入射到一個(gè)像素20上時(shí)，有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39 對(duì)綠光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換。在通過(guò)光電轉(zhuǎn)換所產(chǎn)生的電子空穴對(duì)中，用作信號(hào)電荷的電子通過(guò) 上部電極37累積在薄膜晶體管Trl4的源極區(qū)S中。經(jīng)過(guò)光電轉(zhuǎn)換的空穴被導(dǎo)向具有電位 VL的下部電極38，通過(guò)導(dǎo)電插頭81和必需布線57放電。形成在靠近半導(dǎo)體基板22的后 表面23的淺部中的第一光電二極管PDl對(duì)藍(lán)光波長(zhǎng)的光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，對(duì)應(yīng)于藍(lán)光的信號(hào) 電荷(電子)累積在η型半導(dǎo)體區(qū)域29中。形成在遠(yuǎn)離半導(dǎo)體基板22的后表面23的深 部中的第二光電二極管PD2對(duì)紅光波長(zhǎng)的光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，對(duì)應(yīng)于紅光的信號(hào)電荷(電子) 累積在η型半導(dǎo)體區(qū)域32中。在讀出電荷時(shí)，薄膜晶體管Trl4、傳輸晶體管Trl2和Trl3導(dǎo)通。當(dāng)薄膜晶體管 Trl4導(dǎo)通時(shí)，累積在源極區(qū)S中的綠光信號(hào)電荷傳輸?shù)接米鞲?dòng)擴(kuò)散部(FD)的漏極區(qū)D。 當(dāng)其它傳輸晶體管Trl2和Trl3導(dǎo)通時(shí)，累積在第一光電二極管PDl和第二光電二極管PD2 中的藍(lán)光和紅光信號(hào)電荷分別傳輸?shù)接米鞲?dòng)擴(kuò)散部(FD)的η型半導(dǎo)體區(qū)域51和53。紅 光、綠光和藍(lán)光的像素信號(hào)經(jīng)其它像素晶體管被讀出并被輸出到垂直信號(hào)線。在第六實(shí)施例的固體攝像器件79中，與上述實(shí)施例相同，有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39靠 近于兩個(gè)光電二極管PDl和PD2。當(dāng)抑制了各顏色之間對(duì)F值的依賴性時(shí)，即使F值改變， 也能抑制各顏色之間的靈敏度變化，而不改變各顏色的光譜平衡。由于在累積電荷時(shí)負(fù)電 壓VL( < 0V)施加到下部電極38a，所以與硅絕緣層34的界面變?yōu)榭昭ɡ鄯e態(tài)。當(dāng)絕緣層 34具有固定負(fù)電荷時(shí)，空穴累積態(tài)進(jìn)一步加強(qiáng)，從而可抑制暗電流。通過(guò)設(shè)置薄膜晶體管 Trl4，如下述的第七實(shí)施例(圖42)中一樣，可共用導(dǎo)電插頭。固體攝像器件的示例件制造方法圖36 圖45是說(shuō)明第六實(shí)施例的固體攝像器件79的制造方法的圖。在圖36 圖45中，僅示出了對(duì)應(yīng)于一個(gè)像素的主要單元。除了形成三個(gè)導(dǎo)電插頭81 83以及傳輸 晶體管Trl2和Trl3的步驟之外，圖36與第一實(shí)施例的圖11所示的過(guò)程相同。也就是說(shuō)， 可通過(guò)圖6 圖11中的過(guò)程獲得圖36中的配置。在圖36中，在半導(dǎo)體基板22的前表面上形成包括傳輸晶體管Trl2及Trl3的像 素晶體管，在周邊電路部中形成諸如邏輯電路等周邊電路。在半導(dǎo)體基板22的前表面24 的上部中形成多層布線層58，在該多層布線層58中，形成有隔著層間絕緣層56布置的多層 的布線57。此外，附著支撐基板59。在半導(dǎo)體基板22中形成穿過(guò)基板22的導(dǎo)電插頭81、 82和83。在深度方向上層疊第一光電二極管PDl和第二光電二極管PD2。在半導(dǎo)體基板 22的后表面23上形成絕緣層34。如上所述，絕緣層34可由具有固定負(fù)電荷的層形成。隨后，如圖37所示，形成接觸孔91、92和93，使導(dǎo)電插頭81、82和83從絕緣層34 露出。隨后，形成導(dǎo)電材料層并進(jìn)行圖案化，以在絕緣層34的所需位置處形成柵電極84，同 時(shí)形成導(dǎo)電層89，使其經(jīng)接觸孔93連接到導(dǎo)電插頭83。柵電極84和導(dǎo)電層89由相同材 料形成，并在不同位置處連續(xù)地連接。優(yōu)選使用諸如Al和W等低電阻材料作為電極材料。 也可在周邊電路部中形成連接到柵電極86的導(dǎo)電插頭83。隨后，如圖38所示，在整個(gè)表面上形成柵極絕緣層85以覆蓋柵電極84。
隨后，如圖39所示，對(duì)柵極絕緣層85進(jìn)行圖案化，以選擇性地去除柵極絕緣層85 的不必要部分，只有在絕緣層34上的延伸部分保留在柵電極84的前表面上。也可以是直 到柵電極84的側(cè)壁都保留柵極絕緣層85，而絕緣層34的上方可以不保留。隨后，如圖40所示，在包括柵極絕緣層85的整個(gè)表面上形成半導(dǎo)體薄膜86?？墒?用非晶硅層、微晶硅層等作為半導(dǎo)體薄膜86。當(dāng)使用諸如Zn0、Tn0、Sn0或CdO等透明半導(dǎo) 體作為半導(dǎo)體薄膜86時(shí)，優(yōu)點(diǎn)在于可改進(jìn)光電轉(zhuǎn)換單元的開(kāi)口率。隨后，如圖41所示，對(duì)半導(dǎo)體薄膜86進(jìn)行圖案化，使得保留源極區(qū)S、溝道區(qū)C和 漏極區(qū)D的有源層。將漏極區(qū)D通過(guò)接觸孔92連接到導(dǎo)電插頭82。在此實(shí)施例中，源極區(qū) S和漏極區(qū)D形成為η型雜質(zhì)區(qū)域。隨后，如圖42所示，在絕緣層34上形成由透明導(dǎo)電層形成的下部電極38，使其通 過(guò)接觸孔91連接到導(dǎo)電插頭81。隨后，在整個(gè)表面上形成絕緣層88，接著對(duì)絕緣層88進(jìn) 行圖案化，使得形成有有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元的區(qū)域和半導(dǎo)體薄膜(有源層)86的源極區(qū)S彼 此面對(duì)，形成具有錐形的開(kāi)口 94和95。隨后，如圖43所示，在整個(gè)表面上形成有機(jī)光電轉(zhuǎn)換層36，使得鄰接面對(duì)開(kāi)口 94 的下部電極38。例如可通過(guò)氣相沉積形成有機(jī)光電轉(zhuǎn)換層36。隨后，如圖44所示，對(duì)有機(jī)光電轉(zhuǎn)換層36進(jìn)行圖案化，使得有機(jī)光電轉(zhuǎn)換層36的 一部分在下部電極38上延伸并保留在絕緣層88上。隨后，如圖45所示，形成由透明導(dǎo)電層形成的上部電極37，使其通過(guò)開(kāi)口 95連接 到有機(jī)光電轉(zhuǎn)換層36和半導(dǎo)體薄膜86的源極區(qū)S。隨后，形成平坦化層61和片上透鏡62，于是形成圖35中所示的所期望的固體攝像 器件79。根據(jù)此實(shí)施例的固體攝像器件的制造方法，可以制造背照射型固體攝像器件，在 該固體攝像器件中，用于一種顏色的層疊的有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39靠近于用于兩種顏色的 光電二極管PDl和PD2。也就是說(shuō)，可以不隔著多層布線層58在光電二極管PDl和PD2的 上層上形成有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39。從而可以抑制對(duì)紅光、綠光和藍(lán)光的F值的依賴性。通 過(guò)該方法可以制造出這樣的固體攝像器件，即使F值改變時(shí)，也能抑制各顏色之間的靈敏 度變化而不會(huì)改變各顏色的光譜平衡。8.第七實(shí)施例固體攝像器件的示例性配置在圖46和47中顯示了本發(fā)明第七實(shí)施例的固體攝像器件。此實(shí)施例的固體攝像 器件是背照射型CMOS固體攝像器件。在第七實(shí)施例的固體攝像器件98中，用于第一顏色 的有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39、用于第二顏色的第一光電二極管PDl和用于第三顏色的第二光電 二極管PD2在同一像素的深度方向上層疊，在有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39中，薄膜晶體管Trl4用 作傳輸晶體管。與第六實(shí)施例中相同，第一光電二極管PDl和第二光電二極管PD2形成在 半導(dǎo)體基板22中。第一光電二極管PDl和第二光電二極管PD2的傳輸晶體管Tr 12和Tr 13 形成在半導(dǎo)體基板22的前表面24上。有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39和薄膜晶體管Trl4隔著絕緣 層34形成在半導(dǎo)體基板22的后表面23上。如上所述，在此實(shí)施例中，固體攝像器件包括對(duì)綠光波長(zhǎng)的光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的有 機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39 ；對(duì)藍(lán)光波長(zhǎng)的光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的第一光電二極管PDl ；和對(duì)紅光波長(zhǎng)的光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的第二光電二極管PD2。圖46是說(shuō)明像素部(攝像區(qū))的垂直剖面結(jié)構(gòu)的圖。在此實(shí)施例中，用于將以垂 直線排列的像素的薄膜晶體管Trl4的漏極區(qū)D共同彼此連接并且連接到漏極區(qū)D的各導(dǎo) 電插頭共用為一個(gè)導(dǎo)電插頭101。因此，在以各垂直線排列的各像素中，晶體管Trl4的各薄 膜和漏極區(qū)D連接到公共布線99。各公共布線99連接到一個(gè)導(dǎo)電插頭101。用于將以垂直線排列的像素的薄膜晶體管Trl4的柵電極86共同彼此連接并且連 接到柵電極86的各導(dǎo)電插頭共用為一個(gè)導(dǎo)電插頭83(見(jiàn)圖43)。如圖47的電路圖所示，各像素的有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39的上部電極37連接到薄膜 晶體管Trl4的漏極D。垂直排列的各行的薄膜晶體管Trl4的漏極共同彼此連接，并連接到 導(dǎo)電插頭101。另一方面，水平排列的各行的薄膜晶體管Trl4的柵極共同彼此連接，并連接 到導(dǎo)電插頭83。期望公共布線99形成為避開(kāi)各像素的光入射開(kāi)口。但是，公共布線99也可形成 為在形成透明導(dǎo)電層時(shí)橫跨光入射開(kāi)口。公共布線99也可形成在絕緣層34中。當(dāng)導(dǎo)電插 頭101和83設(shè)置在像素中時(shí)，可能使噪聲惡化或減少像素尺寸。因此，導(dǎo)電插頭101和83 形成在周邊電路側(cè)。由于其它配置與第六實(shí)施例中描述的相同，所以用相同的附圖標(biāo)記表示圖46中 對(duì)應(yīng)于圖35中的各單元，省略了重復(fù)的說(shuō)明。在第七實(shí)施例的固體攝像器件98中，由于不需要在各像素中形成一個(gè)穿過(guò)半導(dǎo) 體基板22的導(dǎo)電插頭101，所以可減少導(dǎo)電插頭的數(shù)量。從而可加寬光電轉(zhuǎn)換單元的光入 射通道的面積。由于減少了導(dǎo)電插頭的數(shù)量，所以可抑制由于導(dǎo)電插頭而在藍(lán)光(B)或紅 光(R)像素中產(chǎn)生的噪聲。在第七實(shí)施例中，如同上述實(shí)施例，有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39靠近于兩個(gè)光電二極管 PDl和PD2。當(dāng)抑制了各顏色之間對(duì)F值的依賴性時(shí)，即使F值改變，也能抑制各顏色之間 的靈敏度變化，而不改變各顏色的光譜平衡。由于在累積電荷時(shí)負(fù)電壓VL( < 0V)施加到 下部電極38，所以與硅絕緣層34的界面變?yōu)榭昭ɡ鄯e態(tài)。當(dāng)絕緣層34具有固定負(fù)電荷時(shí)， 空穴累積態(tài)進(jìn)一步加強(qiáng)，從而可抑制暗電流。9.第八實(shí)施例固體攝像器件的示例性配置在圖48和圖49 (示意圖)中顯示了本發(fā)明第八實(shí)施例的固體攝像器件。此實(shí)施 例的固體攝像器件是背照射型CMOS固體攝像器件。與上述實(shí)施例相同，在第八實(shí)施例的固 體攝像器件103中，用于第一顏色的有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39、用于第二顏色的第一光電二極 管PDl和用于第三顏色的第二光電二極管PD2在同一像素的深度方向上層疊。如上所述，在此實(shí)施例中，固體攝像器件包括對(duì)綠光波長(zhǎng)的光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的有 機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39 ；對(duì)藍(lán)光波長(zhǎng)的光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的第一光電二極管PDl ；和對(duì)紅光波長(zhǎng) 的光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的第二光電二極管PD2。在此實(shí)施例中，如圖48和圖49所示，像素以矩陣形式排列，在傾斜方向上彼此相 鄰的兩個(gè)像素20 (201和202)的光電二極管PD (PDl和PD2)共用一個(gè)浮動(dòng)擴(kuò)散部(FD) 104。 也就是說(shuō)，在圖49所示的固體攝像器件103 (示意性剖面圖)中，第一光電二極管PDl和第 二光電二極管PD2形成于半導(dǎo)體基板22的同一像素20中，有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39隔著絕緣層34形成于基板22的后表面23上。有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39包括有機(jī)光電轉(zhuǎn)換層36，還包 括之間夾有有機(jī)光電轉(zhuǎn)換層36的上部電極37和下部電極38。在基板22的前表面24側(cè)，一個(gè)浮動(dòng)擴(kuò)散部(FD) 104形成于在傾斜方向上彼此相 鄰的兩個(gè)像素201和202的光電二極管PD(PDl和PD2)之間。傳輸晶體管Tr21的柵電極 105形成在浮動(dòng)擴(kuò)散部(FD) 104與一個(gè)像素201的第一光電二極管PDl的η型半導(dǎo)體區(qū)域 (電荷累積層)29之間。傳輸晶體管Tr22的柵電極106形成在浮動(dòng)擴(kuò)散部(FD)104與另一 像素202的第二光電二極管PD2的η型半導(dǎo)體區(qū)域(電荷累積層)32之間。雖然未圖示，但在各像素20(201和202)的有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39中，在各像素中 形成一個(gè)浮動(dòng)擴(kuò)散部(FD)。在基板22的前表面24側(cè)，形成具有多層的布線57的多層布 線層58，在多層布線層58上附著支撐基板59。在基板22的后表面23側(cè)，在具有平坦化層 61的有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39上方形成對(duì)應(yīng)于圖1中片上透鏡的單元。用相同的附圖標(biāo)記表 示對(duì)應(yīng)于圖1中的單元，省略了重復(fù)的說(shuō)明。下面說(shuō)明第八實(shí)施例的固體攝像器件103的操作(驅(qū)動(dòng)方法)。與第一實(shí)施例中 相同，當(dāng)光在累積電荷時(shí)從基板22的后表面23入射時(shí)，有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39對(duì)綠光波長(zhǎng) 的光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，信號(hào)電荷(電子)產(chǎn)生并累積在電荷累積層(未圖示)中。在第一光 電二極管PDl中，對(duì)藍(lán)光波長(zhǎng)的光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，信號(hào)電荷(電子)產(chǎn)生并累積在η型半導(dǎo) 體區(qū)域29中。在第二光電二極管PD2中，對(duì)紅光波長(zhǎng)的光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，信號(hào)電荷(電子) 產(chǎn)生并累積在η型半導(dǎo)體區(qū)域32中。在讀出電荷時(shí)，傳輸脈沖在不同時(shí)間施加到傳輸晶體管Tr21和Tr22的柵電極105 和106。例如，當(dāng)傳輸晶體管Tr21導(dǎo)通時(shí)，像素201的藍(lán)光信號(hào)電荷eB通過(guò)傳輸晶體管 Tr21傳輸?shù)揭粋€(gè)浮動(dòng)擴(kuò)散部(FD)，被轉(zhuǎn)換為像素信號(hào)并被輸出。接著，當(dāng)傳輸晶體管Tr22 導(dǎo)通時(shí)，像素202的紅光信號(hào)電荷eR通過(guò)傳輸晶體管Tr22傳輸?shù)搅硪桓?dòng)擴(kuò)散部(FD)，被 轉(zhuǎn)換為像素信號(hào)并被輸出。在有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39中的綠光信號(hào)電荷被傳輸?shù)皆O(shè)置在各像素中的浮動(dòng)擴(kuò)散 部(FD)，被轉(zhuǎn)換為像素信號(hào)并被輸出。在第八實(shí)施例的固體攝像器件103中，彼此相鄰的兩個(gè)像素的光電二極管PD共用 一個(gè)浮動(dòng)擴(kuò)散部(FD) 104。以此配置，即使像素變小，有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元的面積也能加寬。 因此，即使像素變小，也能改進(jìn)靈敏度。 與上述實(shí)施例相同，根據(jù)第八實(shí)施例，有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39靠近于兩個(gè)光電二極 管PDl和PD2。當(dāng)抑制了各顏色之間對(duì)F值的依賴性時(shí)，即使F值改變，也能抑制各顏色之 間的靈敏度變化，而不改變各顏色的光譜平衡。由于在累積電荷時(shí)負(fù)電壓VL(< 0V)施加 到下部電極38，所以與硅絕緣層34的界面變?yōu)榭昭ɡ鄯e態(tài)。當(dāng)絕緣層34具有固定負(fù)電荷 時(shí)，空穴累積態(tài)進(jìn)一步加強(qiáng)，從而可抑制暗電流。在圖49中，連接到光電二極管PD (PDl和PD2)的傳輸晶體管具有柵電極，在該柵 電極中，傳輸電極以平面形式形成。但也可以是圖48中的垂直型晶體管。圖50是說(shuō)明光電二極管PD的傳輸晶體管配置為垂直型晶體管的結(jié)構(gòu)的示意圖。 在此實(shí)施例中，第一光電二極管PDl和第二光電二極管PD2形成在半導(dǎo)體基板22的同一像 素20中。有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元39隔著絕緣層34形成在基板22的后表面23上。有機(jī)光電 轉(zhuǎn)換單元39包括有機(jī)光電轉(zhuǎn)換層36，還包括之間夾有有機(jī)光電轉(zhuǎn)換層36的上部電極37和
26下部電極38。用作空穴累積層且形成第一光電二極管PDl的ρ型半導(dǎo)體區(qū)域28和η型半導(dǎo)體 區(qū)域29以及形成第二光電二極管PD2的ρ型半導(dǎo)體區(qū)域31和η型半導(dǎo)體區(qū)域32在深度 方向上平行層疊。在半導(dǎo)體基板22的前表面24上，一個(gè)浮動(dòng)擴(kuò)散部(FD) 104形成在圖48 中所示的在傾斜方向上彼此相鄰的兩個(gè)像素201和202之間。垂直型柵電極112和113形 成垂直傳輸晶體管Tr31和Tr32并隔著柵極絕緣層111埋入在基板22的深度方向上，在垂 直型柵電極112和113之間形成有各像素的光電二極管PD(PDl和PD2)。第一光電二極管 PDl的η型半導(dǎo)體區(qū)域29的柵電極113的表面上覆蓋有高濃度的ρ型半導(dǎo)體區(qū)域115。第 二光電二極管PD2的η型半導(dǎo)體區(qū)域32的柵電極112的表面上覆蓋有高濃度的ρ型半導(dǎo) 體區(qū)域114。在讀出電荷時(shí)，當(dāng)傳輸晶體管Tr31導(dǎo)通時(shí)，累積在第一光電二極管PDl的η型半 導(dǎo)體區(qū)域29中的藍(lán)光信號(hào)電荷eB通過(guò)溝道區(qū)116傳輸?shù)揭粋€(gè)浮動(dòng)擴(kuò)散部(FD) 104。接著， 當(dāng)傳輸晶體管Tr32導(dǎo)通時(shí)，累積在第二光電二極管PD2的η型半導(dǎo)體區(qū)域32中的紅光信 號(hào)電荷eR通過(guò)溝道區(qū)117傳輸?shù)搅硪桓?dòng)擴(kuò)散部(FD) 104。這樣，與平面型晶體管相比，在垂直型傳輸晶體管中，像素的光電轉(zhuǎn)換單元的面積 被加寬，因此，在像素變小時(shí)性能也很好。10.第九實(shí)施例電子裝置的示例件配置本發(fā)明上述實(shí)施例的固體攝像器件可應(yīng)用于下述電子裝置諸如數(shù)碼相機(jī)或攝像 機(jī)等攝像系統(tǒng)、具有攝像功能的蜂窩電話或具有攝像功能的其它裝置等。圖52是說(shuō)明本發(fā)明第九實(shí)施例的以照相機(jī)作為電子裝置示例的圖。此實(shí)施例中 的照相機(jī)是能夠拍攝靜態(tài)圖像或動(dòng)態(tài)圖像的示例性攝像機(jī)。此實(shí)施例的照相機(jī)121包括 固體攝像器件122 ；光學(xué)系統(tǒng)123，其將入射光導(dǎo)向固體攝像器件122的入射光傳感器；和 快門(mén)器件124。照相機(jī)121包括驅(qū)動(dòng)固體攝像器件122的驅(qū)動(dòng)電路125和處理固體攝像 器件122的輸出信號(hào)的信號(hào)處理電路126。可將上述實(shí)施例中的一個(gè)固體攝像器件用作固體攝像器件122。光學(xué)系統(tǒng)(光 學(xué)透鏡)123在固體攝像器件122的攝像表面上對(duì)來(lái)自物體的圖像光(入射光)進(jìn)行成像。 此時(shí)，信號(hào)電荷累積在固體攝像器件122中一段時(shí)間。光學(xué)系統(tǒng)123可以是包括多個(gè)光學(xué) 透鏡的透鏡組。快門(mén)器件124控制對(duì)固體攝像器件122的光照時(shí)間和遮光時(shí)間。驅(qū)動(dòng)電路 125提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以控制固體攝像器件122的傳輸操作和快門(mén)器件124的快門(mén)操作。通過(guò) 來(lái)自驅(qū)動(dòng)電路125的驅(qū)動(dòng)信號(hào)(時(shí)序信號(hào))執(zhí)行固體攝像器件122的信號(hào)傳輸。信號(hào)處理 電路126執(zhí)行各種信號(hào)處理。經(jīng)過(guò)信號(hào)處理的圖像信號(hào)存儲(chǔ)在諸如存儲(chǔ)器等存儲(chǔ)介質(zhì)中， 或被輸出到監(jiān)視器。在第九實(shí)施例的電子裝置中，由于在固體攝像器件中有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元靠近于兩 個(gè)光電二極管，所以可抑制對(duì)紅光、綠光和藍(lán)光的F值的依賴性。因此，即使F值改變，各顏 色的光譜平衡也不改變，可防止各顏色之間的靈敏度變化。由于在光電二極管中與硅絕緣 層的界面可設(shè)置為空穴累積態(tài)，所以可抑制暗電流的產(chǎn)生。因此，可以提供具有高分辨率、 高品質(zhì)的電子裝置。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，依據(jù)設(shè)計(jì)要求和其它因素，可以在本發(fā)明所附的權(quán)利
27要求及其等同物的范圍內(nèi)進(jìn)行各種修改、組合、次組合及改變。
權(quán)利要求
一種固體攝像器件，其包括光入射側(cè)；與所述光入射側(cè)相對(duì)的電路形成表面；以及具有pn結(jié)的無(wú)機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元和包括有機(jī)光電轉(zhuǎn)換層的有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元，所述無(wú)機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元和所述有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元從所述光入射側(cè)起在深度方向上層疊在同一像素中，光不通過(guò)濾色器入射在所述無(wú)機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元和所述有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元上，其中所述無(wú)機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元和所述有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元的信號(hào)在所述電路形成表面上被讀取。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體攝像器件，還包括垂直層疊的用于第一顏色的有機(jī)光 電轉(zhuǎn)換單元、用于第二顏色的無(wú)機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元和用于第三顏色的無(wú)機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的固體攝像器件，其中，所述無(wú)機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元形成在半導(dǎo)體基板上，所述有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元由電極和電極之間的有機(jī)層形成，所述電極形成在靠近所述光 入射側(cè)的所述半導(dǎo)體基板的后表面的上層，其中，在夾有所述有機(jī)層的所述電極中，靠近所述半導(dǎo)體基板的所述電極的電位低于 遠(yuǎn)離所述半導(dǎo)體基板的所述電極的電位。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的固體攝像器件，還包括絕緣層，其包括形成在所述半導(dǎo)體基 板的所述后表面和靠近所述半導(dǎo)體基板的所述電極之間的氧化鉿層。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的固體攝像器件，還包括薄膜晶體管，其用于讀出所述有機(jī)光 電轉(zhuǎn)換單元的信號(hào)，該薄膜晶體管形成在靠近所述光入射側(cè)的所述半導(dǎo)體基板的所述后表 面上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的固體攝像器件，還包括導(dǎo)電插頭，其形成為穿過(guò)所述半導(dǎo)體 基板，將所述有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元的信號(hào)傳輸?shù)剿鲭娐沸纬杀砻?，其中，所述?dǎo)電插頭被多個(gè)像素共用。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的固體攝像器件，還包括三個(gè)浮動(dòng)擴(kuò)散部，其對(duì)應(yīng)于所述用于 所述第一顏色的有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元、所述用于所述第二顏色的無(wú)機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元和所述用 于所述第三顏色的無(wú)機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元。
8.—種固體攝像器件的制造方法，其包括下述步驟在半導(dǎo)體基板的形成有各像素的區(qū)域中，形成具有pn結(jié)的無(wú)機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元和穿過(guò) 所述半導(dǎo)體基板的一對(duì)導(dǎo)電插頭；通過(guò)在所述半導(dǎo)體基板的作為電路形成表面的前表面上形成像素晶體管，在所述半導(dǎo) 體基板的所述前表面上形成多層布線層；在所述半導(dǎo)體基板的作為光入射側(cè)的后表面上隔著絕緣層形成連接到所述一對(duì)導(dǎo)電 插頭的一對(duì)透明下部電極；和通過(guò)在對(duì)應(yīng)于無(wú)機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元的所述下部電極之一上形成有機(jī)光電轉(zhuǎn)換層，以及通 過(guò)在所述有機(jī)光電轉(zhuǎn)換層上形成連接到所述另一下部電極的上部電極，形成有機(jī)光電轉(zhuǎn)換 單元。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制造方法，還包括下述步驟形成保護(hù)絕緣層以保護(hù)經(jīng)過(guò)選擇性去除的所述有機(jī)光電轉(zhuǎn)換層和所述上部電極的端表面，將所述上部電極通過(guò)與所述另一下部電極之間的另一導(dǎo)電層連接到所述另一下部電 極。
10.一種固體攝像器件的制造方法，其包括下述步驟在半導(dǎo)體基板的形成有各像素的區(qū)域中，形成具有pn結(jié)的無(wú)機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元和穿過(guò) 所述半導(dǎo)體基板的導(dǎo)電插頭；通過(guò)在所述半導(dǎo)體基板的作為電路形成表面的前表面上形成像素晶體管，在所述半導(dǎo) 體基板的所述前表面上形成多層布線層；在所述半導(dǎo)體基板的作為光入射側(cè)的后表面上隔著絕緣層形成底柵型薄膜晶體管，以 將一個(gè)源極/漏極連接到所述導(dǎo)電插頭的第一導(dǎo)電插頭；形成連接到所述導(dǎo)電插頭的第二導(dǎo)電插頭的下部電極；以及通過(guò)在所述下部電極上形成有機(jī)光電轉(zhuǎn)換層，并在所述有機(jī)光電轉(zhuǎn)換層上形成一端連 接到所述薄膜晶體管的另一源極/漏極的上部電極，形成有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元。
11.一種電子裝置，其包括 光學(xué)系統(tǒng)；固體攝像器件；和信號(hào)處理電路，其處理所述固體攝像器件的輸出信號(hào)， 其中，所述固體攝像器件包括 光入射側(cè)；與所述光入射側(cè)相對(duì)的電路形成表面；以及有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元和具有pn結(jié)的無(wú)機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元，所述無(wú)機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元和所述 有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元從所述光入射側(cè)起在縱向上層疊在同一像素中，光不通過(guò)濾色器入射在 所述無(wú)機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元和所述有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元上，其中所述無(wú)機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元和所述有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元的信號(hào)在所述電路形成表面上 被讀取。
全文摘要
本發(fā)明涉及固體攝像器件，該固體攝像器件的制造方法和電子裝置。所述固體攝像器件包括光入射側(cè)；與所述光入射側(cè)相對(duì)的電路形成表面；以及具有pn結(jié)的無(wú)機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元和包括有機(jī)光電轉(zhuǎn)換層的有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元，所述無(wú)機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元和所述有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元在深度方向上從所述光入射側(cè)起層疊在同一像素中，光不通過(guò)濾色器入射在所述無(wú)機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元和所述有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元上，其中所述無(wú)機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元和所述有機(jī)光電轉(zhuǎn)換單元的信號(hào)在所述電路形成表面上被讀取。該固體攝像器件能夠通過(guò)抑制對(duì)各顏色的F值的依賴性從而抑制各顏色之間的靈敏度變化。
文檔編號(hào)H04N5/335GK101964352SQ20101022809
公開(kāi)日2011年2月2日 申請(qǐng)日期2010年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月23日
發(fā)明者山口哲司 申請(qǐng)人:索尼公司