(57)【要約】【課題】  光電変換膜との間で、画素電極部をオーミック接合することができるとともに、光電変換膜側と信号読出し回路部側の間で十分な接合強度を得ることができ、光電変換膜の形成材料を、信号読出し回路を作製する半導体プロセスに適合させることができる。【解決手段】  光電変換膜１と、半導体技術を用いてなる信号読出し回路部２とが一体化されてなる固体撮像素子１００において、ガラス基板１０上に、光電変換膜１、光電変換膜側の画素電極部４、光電変換膜側の画素電極接合用金属膜５ａ、信号読出し回路部側の画素電極接合用金属膜５ｂ、信号読出し回路部側の画素電極部３、および信号読出し回路部２がこの順に設けられてなり、光電変換膜側の画素電極部４の形成材料が、光電変換膜１との界面にショットキーバリアを形成しない金属とされている。【選択図】図１
2018006375.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換膜と、半導体技術を用いてなる信号読出し回路部とが一体化されてなる固体撮像素子において、
透明基板上に、光電変換膜、光電変換膜側の画素電極部、光電変換膜側の画素電極接合用金属膜、信号読出し回路部側の画素電極接合用金属膜、信号読出し回路部側の画素電極部、および信号読出し回路部がこの順に配設されてなり、
前記光電変換膜側の画素電極部の形成材料が、前記光電変換膜との界面にショットキーバリアを形成しない金属とされていることを特徴とする固体撮像素子。
【請求項２】
前記光電変換膜側の画素電極接合用金属膜と前記信号読出し回路部側の画素電極接合用金属膜とは、互いに同一の材料により形成されていることを特徴とする請求項１記載の固体撮像素子。
【請求項３】
前記光電変換膜側の画素電極部の形成材料は、前記光電変換膜と前記画素電極部とをオーミック接合とし得る金属材料とされていることを特徴とする請求項１または２記載の固体撮像素子。
【請求項４】
前記光電変換膜側の画素電極部の端面の最大対角長をＡとし、前記光電変換膜側の画素電極部の配列ピッチをＢとし、前記信号読出し回路部の画素電極部間の分離ギャップ長をＣとし、前記信号読出し回路部の画素電極部の基準線の長さをＤとしたとき、下式（１）、（２）を満足することを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項記載の固体撮像素子。
Ａ＜Ｃ    ………（１）
Ｂ＜Ｄ    ………（２）
【請求項５】
前記光電変換膜側の画素電極部および前記信号読出し回路部側の画素電極部のいずれもが、正方形状とされてなり、前記Ａを規定する前記最大対角長が正方形の対角線の長さとされ、前記Ｄを規定する基準線の長さが正方形の一辺の長さとされていることを特徴とする請求項４記載の固体撮像素子。
【請求項６】
光電変換膜と、半導体技術を用いてなる信号読出し回路部とが一体化されてなる固体撮像素子の製造方法において、
透明基板上に、前記光電変換膜、該光電変換膜との界面にショットキーバリアの形成を抑制し得る金属材料によって構成される光電変換膜側画素電極部、および該光電変換膜側画素電極部の接合用金属膜をこの順に形成して前記光電変換膜側の積層体を作製した後、該光電変換膜側画素電極部、および該光電変換膜側画素電極部の接合用金属膜を画素の領域毎に分離するとともに、
前記信号読出し回路部上に、該信号読出し回路部側画素電極部および該信号読出し回路部側画素電極部の接合用金属膜をこの順に形成し、かつ該信号読出し回路部側画素電極部および該信号読出し回路部側画素電極部の接合用金属膜は、前記画素毎に分離して前記信号読出し回路部側の積層体を作製し、
この後、前記光電変換膜側の積層体と前記信号読出し回路部側の積層体とを、互いに、前記画素電極接合用金属膜同士を結合させることにより、これら２つの積層体を接合させることを特徴とする固体撮像素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換膜と、半導体技術で作製される信号読出し回路を備えたＣＭＯＳイメージセンサ等の固体撮像素子およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、種々のタイプの固体撮像素子が知られているが、ＣＭＯＳイメージセンサとしては、シリコン基板上の同一面上に、光を受けるフォトダイオードと信号読出回路を並列して設けたものが知られているが、配線等がフォトダイオード上を通過するように配され、フォトダイオードはセンサーの受光面からその分深い場所に位置することになることから、配線による遮蔽や散乱により入射する光量が減少してしまい、光の利用効率が良好とはいえない。できるだけ多くの光をフォトダイオードに導くため、受光面表面にマイクロレンズアレイを設けたセンサーも一般化しているが、必ずしも十分とはいえない。
８Ｋスーパーハイビジョンカメラ等の超高精細カメラに用いる場合には、画素が小さくなるとともに、十分な被写界深度を得るためレンズ絞りを絞って使用する必要がある。このようなカメラ用途では、感度の不足が問題となる。
【０００３】
このような感度不足を解決するため、フォトダイオードを用いる替りに、ＣＩＧＳ等のカルコパイライト型半導体や結晶セレン等（以下、ＣＩＧＳ等と称する）からなる光電変換膜をＣＭＯＳ上に積層したものが知られている。このようにすれば、理論上、光入射の開口率が１００％となり、また、変換効率が高い材料を選択することができる（下記非特許文献１、２を参照）。さらに増倍機能を持つ材料の選択も可能となる。
【０００４】
すなわち、例えば図７に示すように、光電変換膜２０１を信号読出し回路部２上に積層したタイプのものにおいて、光電変換膜２０１に入射した光２０５は、この光電変換膜２０１中でその光量に応じた電荷（電子・正孔対）２０４に変換され、この電荷が信号読出し回路部２側まで移動する。信号読出し回路部２０２では画素の領域に対応するように設けられた画素電極部２０３から電子または正孔（光電変換膜２０１の構造によって、印加するバイアス電圧の正負が決まり、いずれかとなる）が順次読み出され、光の像が電気信号に変換され、出力される。光電変換膜２０１の受光表面（図では最上層）には、通常透明電極が形成され、そこにバイアス電圧を印加する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】IEEE TRANSACTIONS ON ELECTRON DEVICES, VOL. 63, NO. 1, pp.86-91（Jan. 2016）
【非特許文献２】映像情報メディア学会技術報告Vol.40, No.12, pp14-16 （Mar. 2016）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述したようなＣＭＯＳで汎用的に用いられる電極材料（主材がＡｌで表面に薄くＴｉＮを形成）を画素電極に用いた場合には、画素電極部と光電変換膜の界面でショットキーバリアが形成され不具合が生じる虞があり、このような不具合を防止するためには、画素電極部をオーミック接合することができる材料（例えばＣＩＧＳの場合、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｗ等）から選択する必要がある。
【０００７】
しかし、このように材料を選択した場合、画素電極部の材料が限られ、光電変換膜との
直接接合に必ずしも適さない（十分な接合強度が得られない）組合せとなってしまうことも多い。例えば、拡散接合を用いて接合する場合、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｗ、は表面が酸化され易いとともに拡散係数が低いため直接接合しにくい。
さらに、光電変換膜に適した材料が、信号読出し回路を作製する通常の半導体プロセスでは、フォトダイオードやトランジスタの動作を不安定にする汚染源となるため使用できない場合もある。
【０００８】
本発明は、これらの課題を解決するためになされたもので、光電変換膜との間で、画素電極部をオーミック接合することができるとともに、光電変換膜側と画素電極側との間で十分な接合強度を得ることができ、画素電極の形成材料を、信号読出し回路部を作製する通常の半導体プロセスに容易に適合させることができる、固体撮像素子および、その製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以上の目的を達成するため、本発明の固体撮像素子およびその製造方法は以下のような構成とされている。
すなわち、本発明の固体撮像素子は、
光電変換膜と、半導体技術を用いてなる信号読出し回路部とが一体化されてなる固体撮像素子において、
透明基板上に、光電変換膜、光電変換膜側の画素電極部、光電変換膜側の画素電極接合用金属膜、信号読出し回路部側の画素電極接合用金属膜、信号読出し回路部側の画素電極部、および信号読出し回路部がこの順に設けられてなり、
前記光電変換膜側の画素電極部の形成材料が、前記光電変換膜との界面にショットキーバリアを形成しない金属とされていることを特徴とするものである。
【００１０】
また、前記光電変換膜側の画素電極接合用金属膜と前記信号読出し回路部側の画素電極接合用金属膜とは、互いに同一の材料により形成されていることが好ましい。
また、前記光電変換膜側の画素電極部の形成材料は、前記光電変換膜と前記画素電極部とをオーミック接合とし得る金属材料とされていることが好ましい。
【００１１】
また、前記光電変換膜側の画素電極部の端面の最大対角長をＡとし、前記光電変換膜側の画素電極部の配列ピッチをＢとし、前記信号読出し回路部の画素電極部間の分離ギャップ長をＣとし、前記信号読出し回路部の画素電極部の基準線の長さをＤとしたとき、下式（１）、（２）を満足することが好ましい。
Ａ＜Ｃ    ………（１）
Ｂ＜Ｄ    ………（２）
また、前記光電変換膜側の画素電極部および前記信号読出し回路部側の画素電極部のいずれもが、正方形状とされてなり、前記Ａを規定する前記最大対角長が正方形の対角線の長さとされ、前記Ｄを規定する基準線の長さが正方形の一辺の長さとされていることが好ましい。
【００１２】
なお、本願明細書において、「最大対角長」というときは、所定形状の画素電極部において、その画素電極部の重心位置を通る直線であって、画素電極部の外縁で切り取られる（画素電極部内に位置する）線分のうち、最長のものをいうものとする。例えば、画素電極部が正方形や長方形の場合は対角線の長さであり、画素電極部が円形状の場合は直径とする。
また、配列ピッチとは、所定形状の画素電極部において隣接する画素間の重心位置同士の距離である。長方形の場合は長辺方向のピッチとする。
また、本願明細書において、上記「基準線の長さ」とは、上記２つの画素電極部のサイズの大小を比較する上で、前記信号読出し回路部の画素電極部のサイズを表す基準線の長
さであり、画素電極部が、正方形状の場合は一辺の長さ、長方形状の場合は短辺の長さ、円形状の場合は直径とする。
【００１３】
さらに、本発明の固体撮像素子の製造方法は、
光電変換膜と、半導体技術を用いてなる信号読出し回路部とが一体化されてなる固体撮像素子の製造方法であって、
透明基板上に、前記光電変換膜、該光電変換膜との界面にショットキーバリアの形成を抑制し得る金属材料によって構成される光電変換膜側画素電極部、および該光電変換膜側画素電極部の接合用金属膜をこの順に形成して前記光電変換膜側の積層体を作製した後、該光電変換膜側画素電極部、および該光電変換膜側画素電極部の接合用金属膜を画素の領域毎に分離するとともに、
前記信号読出し回路部上に、該信号読出し回路部側画素電極部および該信号読出し回路部側画素電極部の接合用金属膜をこの順に形成し、かつ該信号読出し回路部側画素電極部および該信号読出し回路部側画素電極部の接合用金属膜は各画素毎に分離して前記信号読出し回路部側の積層体を作製し、
この後、前記光電変換膜側の積層体と前記信号読出し回路部側の積層体とを、互いに、前記画素電極接合用金属膜同士を結合させることにより、これら２つの積層体を接合させることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の固体撮像素子は、透明基板上に、光電変換膜、光電変換膜側の画素電極部、光電変換膜側の画素電極接合用金属膜、信号読出し回路部側の画素電極接合用金属膜、信号読出し回路部側の画素電極部、および信号読出し回路部を、この順に積層して構成される。
このような固体撮像素子においては、基板上に、ＣＩＧＳ膜等の光電変換膜を形成したものと、基板上に、信号読出し回路部を形成したものとを、信号読出し回路部側の画素電極部を光電変換膜に接合して形成する手法が考えられる。しかし、この光電変換膜等とＣＭＯＳによる材料を用いて形成された信号読出し回路部側の画素電極部との間にはショットキーバリアが形成されやすく、これにより、光電変換膜側から信号読出し回路部側に電荷を転送することが困難となってしまう。
【００１５】
そこで、この画素電極部の形成材料としてオーミック結合が可能となる材料を選択することが望まれるが、そのまま直接接合を行った場合、上記光電変換膜材料（ＣＩＧＳや結晶セレン等）との接合強度が必ずしも十分なものとなるとは限らない。
そこで、本発明の固体撮像素子においては、信号読出し回路部側に加えて光電変換膜側にも画素電極部を形成し、さらに画素電極部の端面に各々、画素電極接合用金属膜を形成し、この金属膜同士を接合して、全体を一体化するようにして形成することが可能となる構成とされている。
【００１６】
これにより、まず、光電変換膜と接合するのに適した金属材料（接合強度が得られる材料）であるか否かを優先して、光電変換膜側の画素電極材料を選択することができるので、従来のように画素電極部の形成材料の選択自由度が狭められ、十分な接合強度を得ることが困難になる、等という虞がない。
また、光電変換膜側の画素電極部は薄膜形成技術を用いて光電変換膜表面に成膜することができるため、光電変換膜と光電変換膜側の画素電極部との密着度を向上させることができる。
【００１７】
さらに、信号読出し回路の画素電極部には、通常の半導体プロセスで使用される材料を用いることができる。
一方、本発明の固体撮像素子の製造方法によれば、製造された固体撮像素子について上
述した作用効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係る固体撮像素子を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る固体撮像素子の製造方法を示す図（図２（ａ）〜（ｅ））である。
【図３】光電変換膜側の画素電極部と、信号読出し回路部側の画素電極部との位置関係を上面から透視的に見た概略図（基準位置からの平行ずれ量、回転ずれ量が共に０）。
【図４】光電変換膜側の画素電極部と、信号読出し回路部側の画素電極部との位置関係を上面から透視的に見た概略図である（基準位置からの平行ずれ量が０．４μｍ、回転ずれ量が０）。
【図５】光電変換膜側の画素電極部と、信号読出し回路部側の画素電極部との位置関係を上面から透視的に見た概略図である（基準位置からの平行ずれ量が０、回転ずれ量が４５度）。
【図６】光電変換膜側の画素電極部と、信号読出し回路部側の画素電極部との位置関係を上面から透視的に見た概略図である（基準位置からの平行ずれ量が０．４μｍ、回転ずれ量が４５度）。
【図７】一般的な固体撮像素子の作用を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態に係る固体撮像素子およびその製造方法について図面を用いて説明する。
まず、図１を用いて本実施形態に係る固体撮像素子について説明する。
【００２０】
本実施形態にかかる固体撮像素子１００は、ＣＩＧＳ等からなる光電変換膜１をＣＭＯＳ半導体上に形成してなるもので、図１に示すように、ガラス基板１０上に、光電変換膜１、光電変換膜側画素電極部４および画素電極接合用金属膜５ａを積層した光電変換膜側積層体と、信号読出し回路部２上に、信号読出し回路部側画素電極部３および画素電極接合用金属膜５ｂを積層した信号読出し回路部側積層体とを、画素電極接合用金属膜５aお
よび画素電極接合用金属膜５ｂを接合することにより一体化したものである。
【００２１】
すなわち、一体化された後の固体撮像素子１００は、ガラス基板１０上に、光電変換膜１、光電変換膜側画素電極部４、画素電極接合用金属膜５ａ、画素電極接合用金属膜５ｂ、信号読出し回路部側画素電極部３および信号読出し回路部２を、この順に配設されてなるものである。
【００２２】
なお、信号読出し回路部側画素電極部３は信号読出し回路部２に埋設されていて、これら両者のガラス基板側１０の表面は、略面一とされており、画素電極接合用金属膜５ｂの厚み分だけ信号読出し回路部２から、突き出すように構成されている。
【００２３】
上記ガラス基板１０としては、光を略透過する、透明度の高いものが好ましい。勿論、ガラス以外の透明度の高い材料により代替することができる。
このガラス基板１０上に形成された光電変換膜１は、ＣＩＧＳ膜で形成されている。
ＣＩＧＳは、カルコパイライト型半導体（例えば、CuIn1-xGaxSe1-ySy等）に含まれる
。
なお、ＣＩＧＳに替えて、他のカルコパイライト型半導体や、結晶セレン（以下、cSe
と称する）によって代替されても同様の効果を得ることができる。ここで、CuIn1-xGaxSe1-ySyにおけるxは0〜1（0≦x≦1）、ｙは0〜1（0≦ｙ≦1）の範囲内における値をとり得
る。
【００２４】
また、上記光電変換膜側画素電極部４は、光電変換膜１との間でオーミック接合を形成する金属膜、例えば、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｗ等の金属膜からなる。厚みは、例えば、500nm程度
とされる。また、端面形状は正方形であり、その一辺の長さは、例えば、0.7μmとされている。
また、上記光電変換膜側の画素電極接合用金属膜５ａは、上記画素電極接合用金属膜５ｂとの接合に適しており、また、光電変換膜側画素電極部４との間で密着性に優れた金属膜からなり、例えばＡｕ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｃｕ等の金属膜である。厚みは、例えば、20nm程度とされ、端面形状は、上記画素電極接合用金属膜５ｂと同じである。
【００２５】
また、上記信号読出し回路部側の画素電極接合用金属膜５ｂも、上記光電変換膜側の画素電極接合用金属膜５ａと同じ材質の膜で信号読出し回路部側画素電極部３との間で密着性に優れた金属膜である。厚みは、金属膜５aと同じく例えば、20nm程度とされる。また
、端面形状は正方形であり、その一辺の長さは、例えば、5.0μmとされている。
【００２６】
また、信号読出し回路部側画素電極部３は、ＣＭＯＳ半導体加工技術で一般に用いられる配線用金属でよく、例えば、Ａｌ−Ｃｕの合金、Ａｌ−Ｓｉの合金の金属膜の表面にＴｉＮ膜でコートしたものからなる。厚みは、例えば、500nm程度とされ、端面形状は、上
記画素電極接合用金属膜５ｂと同じである。
さらに、信号読出し回路部２は、ＣＭＯＳ半導体技術を用いて信号読出回路を付設した信号読出回路基板として構成されたものである。
【００２７】
次に、図２（ａ）〜（ｅ）の各工程を用い、本実施形態に係る固体撮像素子の製造方法を説明する。
この製造方法を概念的に説明すると、平面性が良好なガラス基板１０上にＣＩＧＳ膜からなる光電変換膜１を形成し、この光電変換膜１上に、オーミック接合を形成する金属膜（例えばＭｏ）からなる光電変換膜側画素電極部４をスパッタリングまたは真空蒸着等の薄膜形成技術の手法を用いて成膜し、その上に、電極同士の接合に適した金属膜（例えばＡｕ）からなる光電変換膜側の画素電極接合用金属膜５ａをスパッタリングまたは真空蒸着等の薄膜形成技術の手法を用いて成膜する（図２（ａ）を参照）。
【００２８】
この後、光電変換膜側画素電極部４上に光電変換膜側の画素電極接合用金属膜５ａを積層した状態で、公知のフォトリソグラフィ技術を用いて各画素領域毎に分離する（図２（ｂ）を参照）。
【００２９】
一方、信号読出し回路部２上にも、光電変換膜１上と同様に、画素電極部（信号読出し回路部側画素電極部）３を形成する。この形成方法および材料は通常のＣＭＯＳデバイスの工程で使用されるもので良く、その上に、光電変換膜側の画素電極接合用金属膜５ａと同じ材質の金属膜からなる信号読出し回路部側の画素電極接合用金属膜５ｂをスパッタリングまたは真空蒸着等の薄膜形成技術の手法を用いて成膜する（図２（ｃ）を参照）。
【００３０】
次に、光電変換膜側積層体の画素電極接合用金属膜５ａ側と、信号読出し回路部側積層体の画素電極接合用金属膜５ｂ側について、Ａｒガス等を導入した真空雰囲気中でプラズマ照射処理を施し表面クリーニングをし、活性化状態に形成した後、両金属膜５ａ、５ｂを互いに向かい合わせる（図２（ｄ）を参照）。
最後に、光電変換膜側積層体と信号読出し回路部側積層体の、対向する方向と直交する平面方向の位置アライメントを行った上で、光電変換膜側の画素電極接合用金属膜５ａと、信号読出し回路部側の画素電極接合用金属膜５ｂを互いに接触させ、原子拡散接合を行って、光電変換膜側積層体と信号読出し回路部側積層体の接合を行う（図２（ｅ）を参照）。
【００３１】
なお、光電変換膜側の画素電極接合用金属膜５ａと、信号読出し回路部側の画素電極接合用金属膜５ｂとの接合は、画素電極接合用金属膜５ａ、５ｂを当接させて両者を原子拡散接合するものであるが、この接合は原子拡散接合に限られるものではなく、加圧や加熱を用いた種々の接合手法を採用することができる。この場合、接合手法に応じて画素電極接合用金属膜５ａ、５ｂの構成材料を選択すればよい。
【００３２】
次に、上記光電変換膜側画素電極部４と、上記信号読出し回路部側画素電極部３とを接合する際に、これら２つの画素電極部３、４の適切なサイズやギャップについて説明する。
【００３３】
ここで、Ａは、光電変換膜側画素電極部４の端面の対角線の長さであり、Ｂは、光電変換膜側画素電極部４の端面の配列ピッチであり、Ｃは、信号読出し回路部側画素電極部３の端面間のギャップ長であり、Ｄは、信号読出し回路部側画素電極部３の端面の一辺の長さを表す。
【００３４】
前述したように、本実施形態の固体撮像素子１００においては、光電変換膜側積層体と信号読出し回路部側積層体の接合を行うものであるが、この接合の際に、光電変換膜１と、信号読出し回路部側の画素電極部３との直接接合をするためにオーミックにコンタクトできる材料の組合せとする必要があり、また、仮に該材料の組合せが可能であったとしても、直接接合によっては、十分な接合強度が得られない虞があり、さらに、光電変換膜の作製に適した材料が、信号読出し回路部２を作製する通常の半導体プロセスに適合しない場合もある。
【００３５】
そこで、上述した図１に示すように、光電変換膜側にも、光電変換膜側画素電極部４を形成し、さらに、この光電変換膜側画素電極部４の上に、画素電極接合用金属膜５ａを積層する。そして、この画素電極接合用金属膜５ａを、信号読出し回路部側画素電極部３上に設けた画素電極接合用金属膜５ｂに当接させて、両者間で原子拡散接合等の接合をさせることにより、上記光電変換膜側の積層体と上記信号読出し回路部側の積層体とを一体化させて上述した種々の問題を解決するようにしている。
【００３６】
しかし、これら２つの画素電極部３、４においては、１つの光電変換膜側画素電極部４を介して２つの信号読出し回路部側画素電極部３が電気的に導通してしまうとクロストークの原因となるので、これら２つの画素電極部３、４の端面の位置合わせに多大な時間と労力を要する虞がある。
また、これら２つの画素電極部３、４の接合方向に圧力をかける接合方法を採用する場合には、加圧時のすべりによるずれ等を考慮して、さらに位置合わせの高精度化が求められる。また、画素のサイズが1μm程度のものが増加している今日のものにおいては、上記位置合わせがさらに困難になっている。
そこで、本実施形態においては、膜の横方向に高抵抗で画素に区切らずともクロストークが生じない光電変換膜の利点を生かし、接合時に位置合わせを容易とし得る接合手法を採用している。
【００３７】
光電変換膜側画素電極部４の端面と信号読出し回路部側画素電極部３の端面との位置関係をガラス基板１０側から透視的に見た図を図３に示す。
なお、実際には、画素電極接合用金属膜５ａ、５ｂ同士が接合されることになるが、画素電極接合用金属膜５ａの端面は、光電変換膜側画素電極部４の端面と同一サイズとされており、画素電極接合用金属膜５ｂの端面は、信号読出し回路部側画素電極部３の端面と同一のサイズとされているので、図３（図４〜６も同じ）においては、説明の便宜上、光電変換膜側画素電極部４の端面と、信号読出し回路部側画素電極部３の端面との相対位置関係を表すものとする。
【００３８】
この図３によれば、光電変換膜側画素電極部４の配列方向は、点Ｏを原点とした縦横方向となっており、また、信号読出し回路部側画素電極部３の配列方向も、点Ｏを原点とした縦横方向となっている。
【００３９】
また、信号読出し回路部側画素電極部３と光電変換膜側画素電極部４とはいずれも正方形状とされており、信号読出し回路部側画素電極部３の一辺の長さは、光電変換膜側画素電極部４の一辺の長さに比べて、７倍程度の大きさとなっている。
【００４０】
すなわち、光電変換膜側画素電極部４の対角長（対角線の長さ）Ａを各信号読出し回路部側画素電極部３を分離するギャップ長Ｃ（縦横でギャップ長が異なる場合は、小さいほうをＣとする）よりも小さい値とする。このことは下式（１）で表される。
Ａ＜Ｃ          （１）
【００４１】
また、光電変換膜側画素電極部４の配列ピッチＢ（縦横で配列ピッチが異なる場合は、大きいほうをＢとする）は、信号読出し回路部側画素電極部３の一辺の長さＤより小さい値とする。このことは下式（２）で表される。
Ｂ＜Ｄ          （２）
【００４２】
さらに、各信号読出し回路部側画素電極部３を分離するギャップ長Ｃは信号読出し回路部側画素電極部３の一辺の長さＤ（縦横でＤが異なる場合は、より小さいほうをＤ）に対して小さい値が望ましい。このことは下式（３）で表わされる。
Ｃ＜Ｄ          （３）
【００４３】
少なくとも上式（１）、（２）を満足するように規定したことにより、光電変換膜側画素電極部４と信号読出し回路部側画素電極部３の相対的な位置関係がずれた場合でも、光電変換膜側画素電極部４が、隣り合う２つの信号読出し回路部側画素電極部３の双方に接触（ショート）することはなく、画素間の信号のクロストークを発生させないようにすることができる。
【００４４】
前述の図３は上式（１）、（２）を満たすため、Ａ＝0.99μｍ、Ｂ＝0.8μｍ、Ｃ＝1μｍ、Ｄ＝5μｍのときの例を示している。光電変換膜画素電極は、ピッチBにて周期的に並び、信号読出し回路部側画素電極とは、相対的に位置関係が決まるため、０〜B／2がずれ量の範囲になり、B／2が最大ずれ量となる（それ以上のずれは、B／2を差し引いた分、逆方向にずれることと等価）。また、同様に回転方向は、０〜４５°がずれ量の範囲となり、４５°が最大ずれ量となる（それ以上のずれは、４５°を差し引いた分、逆方向にずれることと等価）。図３に示す２つの画素電極部３、４の位置関係を基準として、縦横平行ずれ量を０．４μｍ、位置Ｏを中心とする回転ずれ量を０とした場合を図４に示し、縦横平行ずれ量を０μｍ、位置Ｏを中心とする回転ずれ量を４５度とした場合を図５に示し、縦横平行ずれ量を０．４μｍ、位置Ｏを中心とする回転ずれ量を４５度とした場合を図６に示す。
【００４５】
これら、図３〜６のいずれにおいても、上式（１）、（２）が満足されており、これら式（１）、（２）を満足することにより、図３〜６に示されるように、光電変換膜側画素電極部４が、隣り合う２つの信号読出し回路部側画素電極部３の双方に接触することはなく、アライメントフリーの状態（実際問題として回転方向４５°ずれることはほぼないと考えられる）となるため、画素電極部３、４の精密な位置合わせを行う必要がなくなる。ずれた場合でも信号読出し回路部２の画素数を有効に利用するために、光電変換膜１に光電変換膜側画素電極部４を並べる範囲を、信号読出し回路部２に信号読出し回路部側画素電極部３を並べる範囲よりも広くすることが望ましいが、その程度は、実際の接合時の位
置合わせ精度によって設定すればよい。
【００４６】
本発明の固体撮像素子およびその製造方法としては、上記実施形態のものに限られるものではなく、その他の種々の態様の変更が可能である。例えば、上記実施形態においては、光電変換膜の材料として、ＣＩＧＳ等のカルコパイライト型半導体（例えば、CuIn1-xGaxSe1-ySy等）や、結晶セレン（以下、ｃＳｅと称する）を用いることが示唆されている
が、Ｓｉ等の他の光電変換膜の材料を用いてもよい。
【００４７】
また、光電変換膜側の画素電極部、光電変換膜側の画素電極接合用金属膜、信号読出し回路部側の画素電極接合用金属膜、および信号読出し回路部側の画素電極部としても上記実施形態のものに限られるものではなく、他の種々の金属材料やサイズのものを採用することが可能である。
また、本発明の固体撮像素子としては、上述した実施形態に示す各層に加えて他の層を配設することを排除するものではない。
【００４８】
また、上記実施形態においては、画素電極部４、５の形状を両方とも正方形状としており、特に、光電変換膜側においては正方形状とすることが好ましいが、画素電極部３、４の形状としてはこれに限られるものではなく、例えば長方形状や円形状等、その他の種々の形状とすることができる。画素電極部３、４の形状を変えたとしても、上述した式（１）、（２）を満足する限り、上記実施形態のものと同様の作用効果を得ることができる。
【００４９】
その場合に、上式（１）、（２）において、Ａは各画素電極部の重心を通って画素電極部中の２点を結ぶ線分のうち最大の長さ（最大対角長と称する）のもの、ということになる。例えば、光電変換膜側の画素電極部４の形状が長方形状であれば対角線の長さであり、円形状であれば直径ということになる。また、Ｄは、信号読出し回路部側画素電極部３の基準線の長さを示すものであり、長方形状の場合は短辺の長さであり、円形状の場合は直径ということになる。
【００５０】
また、上記実施形態においては、光電変換膜を形成する基板を透光性の基板としているが、シリコン（Ｓｉ）基板等の平坦性の高い基板をダミー基板として用いて光電変換膜を形成し、信号読出し回路部２側に接合した後、ダミー基板を剥離（除去）してもよい。また、Ｓｉ基板上に熱酸化膜を100nm程形成させた後、上記の工程を行えば、よりＳｉ基板
の剥離工程がたやすくなるとともに、剥離後は光電変換膜側へ透光性の保護膜としてＳｉの酸化膜を残すことができる。
【符号の説明】
【００５１】
１、２０１      光電変換膜
２、２０２      信号読出し回路部
３      信号読出し回路部側画素電極部
４      光電変換膜側画素電極部
５ａ      接合用画素電極金属膜
５ｂ      接合用画素電極金属膜
１０      ガラス基板
１００      固体撮像素子
２０３      画素電極部
２０４      電荷
２０５      光
【図１】
2018006375.tif 000003
【図２】
2018006375.tif 000004
【図３】
2018006375.tif 000005
【図４】
2018006375.tif 000006
【図５】
2018006375.tif 000007
【図６】
2018006375.tif 000008
【図７】
2018006375.tif 000009