(57)【要約】【課題】信頼性や画質を向上させることができるセンサを提供すること。【解決手段】少なくとも２つの光学干渉フィルタを含み、該少なくとも２つの光学干渉フィルタが対向配置され、対向配置された該少なくとも２つの光学干渉フィルタの間にギャップを有する光学素子と、該ギャップの距離を可変する距離可変装置と、を備える少なくとも１つの波長可変デバイスと、少なくとも１つの光電変換素子と、を備え、該ギャップの距離を変化させることによって、連続的な分光スペクトルを取得する、センサを提供する。【選択図】図１
2018137284.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの光学干渉フィルタを含み、該少なくとも２つの光学干渉フィルタが対向配置され、対向配置された該少なくとも２つの光学干渉フィルタの間にギャップを有する光学素子と、該ギャップの距離を可変する距離可変装置と、を備える少なくとも１つの波長可変デバイスと、
少なくとも１つの光電変換素子と、を備え、
該ギャップの距離を変化させることによって、連続的な分光スペクトルを取得する、センサ。
【請求項２】
前記連続的な分光スペクトルにおいて、少なくとも１組の互いに隣り合う２つのスペクトルのピーク波長間隔がピーク半値幅以下である、請求項１に記載のセンサ。
【請求項３】
前記光学素子がファブリペロ共振器である、請求項１に記載のセンサ。
【請求項４】
前記ギャップがエアギャップである、請求項１に記載のセンサ。
【請求項５】
前記距離可変装置が圧電素子又はＭＥＭＳ素子である、請求項１に記載のセンサ。
【請求項６】
前記ギャップの距離を変化させることに連動しながら光電荷信号を連続的に読み出す、請求項１に記載のセンサ。
【請求項７】
前記ギャップの距離を変化させることに連動しながら光電荷信号を電流によって連続的に読み出す、請求項１に記載のセンサ。
【請求項８】
入射光のうちの特定波長帯域の光を透過させる少なくとも１つのフィルタを更に備える、請求項１に記載のセンサ。
【請求項９】
少なくとも２つの光学干渉フィルタを含み、該少なくとも２つの光学干渉フィルタが対向配置され、対向配置された該少なくとも２つの光学干渉フィルタの間にギャップを有する光学素子と、該ギャップの距離を可変する距離可変装置と、を備える少なくとも１つの波長可変デバイスと、
第１半導体基板と、
第２半導体基板と、
該第１半導体基板に形成された、該第１半導体基板の第２主面側を受光面とする少なくとも１つのフォトダイオードと、
該第１半導体基板の第１主面の表面に形成されたフローティングディフュージョンと、
該第１半導体基板の該第１主面上に形成された第１トランジスタと、
該第１半導体基板の該第１主面上に形成された第１配線層と、
該第１配線層の表面に露出する第１電極と、
該第２半導体基板の第１主面上に形成された第２トランジスタと、
該第２半導体基板の該第１主面上に形成された第２配線層と、
該第２配線層の表面に露出する第２電極と、
該第１電極及び該第２電極を介して、該フローティングディフュージョンと該第２トランジスタのゲート電極とを接続するフローティングディフュージョン配線と、を備え、
該第１電極と該第２電極とが接合されて、該第１半導体基板と該第２半導体基板とが貼り合わされ、
該ギャップの距離を変化させることによって、連続的な分光スペクトルを取得する、センサ。
【請求項１０】
少なくとも２つの光学干渉フィルタを含み、該少なくとも２つの光学干渉フィルタが対向配置され、対向配置された該少なくとも２つの光学干渉フィルタの間にギャップを有する光学素子と、該ギャップの距離を可変する距離可変装置と、を備える少なくとも１つの波長可変デバイスと、
第１半導体基板と、  第２半導体基板と、
該第１半導体基板に形成された、該第１半導体基板の第２主面側を受光面とする少なくとも１つのフォトダイオードと、
該第１半導体基板の該第１主面上に形成された第１トランジスタと、
該第１半導体基板の該第１主面上に形成された第１配線層と、
該第１配線層の表面に露出する第１電極と、
該第２半導体基板の第１主面上に形成された第２トランジスタと、
該第２半導体基板の該第１主面上に形成された第２配線層と、
該第２配線層の表面に露出する第２電極と、
該第１電極及び該第２電極を介して、該少なくとも１つのフォトダイオードの第３電極と該第２トランジスタのゲート電極とを接続する電流読み出し用配線と、を備え、
該第１電極と該第２電極とが接合されて、該第１半導体基板と該第２半導体基板とが貼り合わされ、
該ギャップの距離を変化させることによって、連続的な分光スペクトルを取得する、センサ。
【請求項１１】
請求項１に記載のセンサを少なくとも１つ備え、複数の画素を１次元又は２次元に配列した、固体撮像装置。
【請求項１２】
請求項９に記載のセンサを少なくとも１つ備え、複数の画素を１次元又は２次元に配列した、固体撮像装置。
【請求項１３】
請求項１０に記載のセンサを少なくとも１つ備え、複数の画素を１次元又は２次元に配列した、固体撮像装置。
【請求項１４】
請求項１に記載のセンサを備える、電子装置。
【請求項１５】
請求項１１に記載の固体撮像装置を備える、電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、センサ、固体撮像素子及び電子装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光エレクトロニクス全般から、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサ（ＣＩＳ）やＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）などの固体撮像装置に関わる分野では、画質の向上を図るために様々な研究開発が行われている。
【０００３】
例えば、複数の単位画素がチップ上に配列されたイメージセンサを有する撮像装置であって、前記イメージセンサは、単位画素毎に入射光を光電変換する光電変換素子と、該光電変換素子の上方に配置され前記入射光の一部の波長のみを選択的に透過させて色成分を分離するフィルタとを備え、前記フィルタは、無機材料で形成された多層膜フィルタであり、前記選択的に透過させる帯域の半値幅が１００ｎｍより狭くなるように構成されていることを特徴とする撮像装置が提案されている（特許文献１を参照）。
【０００４】
また、例えば、撮像素子を備えた光学系の光路上に配置される分光透過率可変素子であって、前記撮像素子の各画素または複数画素を単位とした一部の受光領域で受光される光束を通過可能な大きさの有効径を有し、光軸に垂直であるほぼ同一面上に並列配置された複数組の対向する微小反射鏡と、前記各組の対向する微小反射鏡同士の間隔を可変とする間隔可変手段を備えてなることを特徴とする分光透過率可変素子が提案されている（特許文献２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１０３４０１号公報
【特許文献２】特開２００６−１７８３２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２で提案された技術では、更なる信頼性の向上や画質の向上を図れないおそれがある。したがって、更なる信頼性の向上や画質の向上をさせたセンサ及び固体撮像装置が望まれているのが現状である。
【０００７】
そこで、本技術は、このような状況に鑑みてなされたものであり、信頼性や画質を向上させたセンサ、固体撮像装置、及び、センサ又は固体撮像装置を備える電子装置を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、上述の目的を解決するために鋭意研究を行った結果、信頼性や画質を向上させたセンサ及び固体撮像装置を開発することに成功し、本技術を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本技術では、少なくとも２つの光学干渉フィルタを含み、該少なくとも２つの光学干渉フィルタが対向配置され、対向配置された該少なくとも２つの光学干渉フィルタの間にギャップを有する光学素子と、該ギャップの距離を可変する距離可変装置と、を備える少なくとも１つの波長可変デバイスと、少なくとも１つの光電変換素子と、を備え、該ギャップの距離を変化させることによって、連続的な分光スペクトルを取得する、センサを提供する。
【００１０】
また、本技術では、少なくとも２つの光学干渉フィルタを含み、該少なくとも２つの光学干渉フィルタが対向配置され、対向配置された該少なくとも２つの光学干渉フィルタの間にギャップを有する光学素子と、該ギャップの距離を可変する距離可変装置と、を備える少なくとも１つの波長可変デバイスと、第１半導体基板と、第２半導体基板と、該第１半導体基板に形成された、該第１半導体基板の第２主面側を受光面とする少なくとも１つのフォトダイオードと、該第１半導体基板の第１主面の表面に形成されたフローティングディフュージョンと、該第１半導体基板の該第１主面上に形成された第１トランジスタと、該第１半導体基板の該第１主面上に形成された第１配線層と、該第１配線層の表面に露出する第１電極と、該第２半導体基板の第１主面上に形成された第２トランジスタと、該第２半導体基板の該第１主面上に形成された第２配線層と、該第２配線層の表面に露出する第２電極と、該第１電極及び該第２電極を介して、該フローティングディフュージョンと該第２トランジスタのゲート電極とを接続するフローティングディフュージョン配線と、を備え、該第１電極と該第２電極とが接合されて、該第１半導体基板と該第２半導体基板とが貼り合わされ、該ギャップの距離を変化させることによって、連続的な分光スペクトルを取得する、センサを提供する。該第２トランジスタが該少なくとも１のフォトダイオードに共有されてもよい。
【００１１】
さらに、本技術では、少なくとも２つの光学干渉フィルタを含み、該少なくとも２つの光学干渉フィルタが対向配置され、対向配置された該少なくとも２つの光学干渉フィルタの間にギャップを有する光学素子と、該ギャップの距離を可変する距離可変装置と、を備える少なくとも１つの波長可変デバイスと、第１半導体基板と、第２半導体基板と、該第１半導体基板に形成された、該第１半導体基板の第２主面側を受光面とする少なくとも１つのフォトダイオードと、該第１半導体基板の該第１主面上に形成された第１トランジスタと、該第１半導体基板の該第１主面上に形成された第１配線層と、該第１配線層の表面に露出する第１電極と、該第２半導体基板の第１主面上に形成された第２トランジスタと、該第２半導体基板の該第１主面上に形成された第２配線層と、該第２配線層の表面に露出する第２電極と、該第１電極及び該第２電極を介して、該少なくとも１つのフォトダイオードの第３電極と該第２トランジスタのゲート電極とを接続する電流読み出し用配線と、を備え、該第１電極と該第２電極とが接合されて、該第１半導体基板と該第２半導体基板とが貼り合わされ、該ギャップの距離を変化させることによって、連続的な分光スペクトルを取得する、センサを提供する。該第２トランジスタが該少なくとも１のフォトダイオードに共有されてもよい。
【００１２】
前記連続的な分光スペクトルにおいて、少なくとも１組の互いに隣り合う２つのスペクトルのピーク波長間隔がピーク半値幅以下でよい。
前記光学素子がファブリペロ共振器でよい。
前記ギャップがエアギャップでよい。
前記距離可変装置が圧電素子又はＭＥＭＳ素子でよい。
【００１３】
本技術に係るセンサにおいて、前記ギャップの距離を変化させることに連動しながら光電荷信号を連続的に読み出すことでよい。
【００１４】
本技術に係るセンサにおいて、前記ギャップの距離を変化させることに連動しながら光電荷信号を電流によって連続的に読み出すことでよい。
【００１５】
本技術に係るセンサが、入射光のうちの特定波長帯域の光を透過させる少なくとも１つのフィルタを更に備えていてもよい。
【００１６】
本技術では、本技術に係るセンサを少なくとも１つ備え、複数の画素を１次元又は２次元に配列した、固体撮像装置を提供する。
【００１７】
また、本技術では、本技術に係るセンサを備える、電子装置を提供する。
【００１８】
さらに、本技術では、本技術に係る固体撮像装置を備える、電子装置を提供する。
【発明の効果】
【００１９】
本技術によれば、信頼性や画質を向上させることができる。なお、ここに記載された効果は、必ずしも限定されるものではなく、本技術中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本技術を適用したセンサ及び固体撮像装置の構成例を示す断面図である。
【図２】本技術を適用したセンサにより取得した可視光及び本技術を適用した実施例２の固体撮像装置により取得した赤外光の連続的な分光スペクトルを示すグラフである
【図３】本技術を適用したセンサ及び固体撮像装置に備えられるフォトダイオードの構造と回路を用いて信号読出しを説明するための図である。
【図４】連続スペクトルを説明するための図である。
【図５】本技術を適用したセンサ又は固体撮像装置が有する積層構造の構成例を示す断面図である。
【図６】本技術を適用したセンサ又は固体撮像装置が有する積層構造の構成例を示す断面図である。
【図７】本技術を適用したセンサ又は固体撮像装置が有する積層構造の構成例を示す断面図である。
【図８】本技術を適用した実施例１の固体撮像装置の断面構成を示す図と、実施例１の固体撮像装置に光入射したときの透過率（Ｔ）と波長（λ）との関係を示す図である。
【図９】本技術を適用したセンサ又は固体撮像装置に備えられるファブリペロ共振器の構成例を示す断面図である。
【図１０】本技術を適用した実施例１の固体撮像装置により取得した連続的な分光スペクトルを示すグラフである。
【図１１】本技術を適用した実施例１の固体撮像装置により取得した連続的な分光スペクトルを示すグラフである。
【図１２】本技術を適用した実施例１の固体撮像装置により取得した連続的な分光スペクトルを示すグラフである。
【図１３】本技術を適用した実施例１の固体撮像装置により取得した連続的な分光スペクトルを示すグラフである。
【図１４】本技術を適用した実施例１の固体撮像装置における、ピーク波長（λ０）とギャップ距離（ｄ）との関係を示す図である。
【図１５】本技術を適用した実施例２の固体撮像装置の断面構成を示す図と、実施例２の固体撮像装置に光入射したときの透過率（Ｔ）と波長（λ）との関係を示す図である。
【図１６】本技術を適用した実施例３の固体撮像装置の断面構成を示す図と、実施例３の固体撮像装置に光入射したときの透過率（Ｔ）と波長（λ）との関係を示す図である。
【図１７】本技術を適用した実施例４の固体撮像装置の断面構成を示す図と、オンチップカラーフィルター（ＯＣＣＦ）の透過率（Ｔ）と波長（λ）との関係を示す図である。
【図１８】本技術を適用した実施例５の固体撮像装置の断面構成を示す図である。
【図１９】本技術を適用した実施例６（医療応用）の腫瘍検査で得られた連続的な分光スペクトルの結果を示すグラフである。
【図２０】本技術を適用した実施例６（美容応用）のシミ検査、頭皮検査及び髪の保湿検査で得られた連続的な分光スペクトルの結果を示すグラフである。
【図２１】本技術を適用したセンサ又は固体撮像装置の使用例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本技術を実施するための好適な形態について図面を参照しながら説明する。以下に説明する実施形態は、本技術の代表的な実施形態の一例を示したものであり、これにより本技術の範囲が狭く解釈されることはない。なお、図面については、同一又は同等の要素又は部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００２２】
なお、説明は以下の順序で行う。
１．本技術の概要
２．第１の実施形態（センサの例１）
３．第２の実施形態（センサの例２）
４．第３の実施形態（センサの例３）
５．第４の実施形態（センサの例４）
６．第５の実施形態（固体撮像装置の例）
７．第６の実施形態（電子装置の例１）
８．第７の実施形態（電子装置の例２）
９．本技術を適用した固体撮像装置の使用例
【００２３】
＜１．本技術の概要＞
光学素子、例えば、ファブリペロ共振器を使ったセンサ（例えば、画像センサ、光センサ等）又はＣＭＯＳイメージセンサ（ＣＩＳ）では、赤緑青（ＲＧＢ）＋赤外（ＩＲ）等のマルチ分光が従来から検討されている。しかし、分光スペクトルの線幅が狭く離散的な分光特性となる。このため理想分光から大きく外れてしまい、色再現性が悪化する場合がある。また分光特性が連続していないために抜けが発生し、抜けた波長帯からの重要な情報を見逃すことがある。さらに分光波長が増えるために、画素を１次元又は２次元に並べると解像度劣化が生じることもある。
【００２４】
一方、解像度劣化を避ける方法として、微小反射鏡の間にエアギャップを用いたエタロン構造で、一つの画素で複数の波長帯域を取得するという技術がある。しかし、一つ一つの分光は離散的であり、連続スペクトルにはなり得ないことが多い。
【００２５】
本技術は以上の状況に基づくものであり、本技術は、優れた信頼性や優れた画質の効果を奏する。すなわち、本技術によれば、分光スペクトル線幅が狭く、かつ、離散的な分光特性となるために、理想分光から大きく外れてしまい、色再現性が悪化することがなく、離散的な分光特性のために検波する波長に抜けが発生し、抜けた波長帯からの重要な情報を見逃すことがなく、さらに、分光波長が増えるために、画素を１次元又は２次元に配列すると解像度劣化が生じることがない。より詳しくは、本技術によれば、被写体の詳細な分光スペクトル情報と画像情報を同時に取得することを可能にするので、正確な色情報を取得できるために色再現性が向上し、一つの画素で全波長が取得できるために、高解像度の画像が得られ、さらに詳細な連続的な分光スペクトル情報の取得から、腫瘍検査や美容や分光に関わる各種生体センサに応用されて、検査や診断等において正確な判断・判定が可能となる。
【００２６】
＜２．第１の実施形態（センサの例１）＞
本技術に係る第１の実施形態（センサの例１）のセンサは、少なくとも２つの光学干渉フィルタを含み、少なくとも２つの光学干渉フィルタが対向配置され、対向配置された少なくとも２つの光学干渉フィルタの間にギャップを有する光学素子と、ギャップの距離を可変する距離可変装置と、を備える少なくとも１つの波長可変デバイスと、少なくとも１つの光電変換素子と、を備え、ギャップの距離を変化させることによって、連続的な分光スペクトルを取得する、センサである。
【００２７】
本技術に係る第１の実施形態（センサの例１）のセンサでは、特定波長域を透過するギャップを有する光学素子（例えば、ファブリペロ共振器）と、第１の実施形態のセンサの構成と、第１の実施形態のセンサの駆動方法の工夫とによって連続的な分光スペクトルを取得できる。また、本技術に係る第１の実施形態のセンサは、分解能の高い詳細な連続的な分光スペクトルの取得によって、医療、生体、その他の分析応用を可能にする。
【００２８】
次に、図１（Ａ）を用いて、本技術に係る第１の実施形態のセンサ１００を詳細に説明する。図１（Ａ）は、センサ１００の構成例を示す断面図である。図１（Ａ）においては、センサ１００は、１つの光学素子１５０と１つの光電変換素子１０６（例えば、フォトダイオード（ＰＤ））とを備える。光学素子１５０は特に限定されないが、例えば、ファブリペロ共振器が挙げられる。
【００２９】
光学素子１５０は、対向配置された分光を担う光学干渉フィルタ１０１ａ（１０１−１〜１０１−３の３層構成）及び１０１ｂ（１０１−４〜１０１−８の５層構成）と、光学干渉フィルタ１０１ａと１０１ｂとの間のギャップ１０３と、基板１０２及び１０４とを備える。光学干渉フィルタ１０１ａ及び１０１ｂは、例えば、誘電体多層膜、反射多層膜等が挙げられる。
【００３０】
多層膜である光学干渉フィルタ１０１ａは光入射側である上層（図１（Ａ）中の上方向）から順に、光学干渉フィルタ１０１−１、光学干渉フィルタ１０１−２、光学干渉フィルタ１０１−３の３層が積層されて構成される。多層膜である光学干渉フィルタ１０１ａは屈折率が異なる材料からなる層が交互に積層されていればよいが、光学干渉フィルタ１０１−１及び光学干渉フィルタ１０１−３はＴｉＯ２膜、又はＴａＯ２膜であることが好ましく、光学干渉フィルタ１０１−２はＳｉＯ２膜であることが好ましい。光学干渉フィルタ１０１ａは、光学干渉フィルタ１０１ａ中の光学干渉フィルタ１０１−１側で基板１０２上に積層されている。基板１０２は例えば、ＳｉＯ２の透明基板が挙げられる。なお、基板１０２は板状又は層状であれば特に限定されない。
【００３１】
多層膜である光学干渉フィルタ１０１ｂは光入射側である上層（図１（Ａ）中の上方向）から順に、光学干渉フィルタ１０１−４、光学干渉フィルタ１０１−５、光学干渉フィルタ１０１−６、光学干渉フィルタ１０１−７及び光学干渉フィルタ１０１−８の５層が積層されて構成される。多層膜である光学干渉フィルタ１０１ｂは屈折率が異なる材料からなる層が交互に積層されていればよいが、光学干渉フィルタ１０１−４、光学干渉フィルタ１０１−６及び光学干渉フィルタ１０１−８はＴｉＯ２膜、又はＴａＯ２膜であることが好ましく、光学干渉フィルタ１０１−５及び光学干渉フィルタ１０１−７はＳｉＯ２膜であることが好ましい。光学干渉フィルタ１０１ｂは、光学干渉フィルタ１０１ｂ中の光学干渉フィルタ１０１−８側で基板１０４上に積層されている。基板１０４は例えば、ＳｉＯ２の透明基板が挙げられる。なお、基板１０４は板状又は層状であれば特に限定されない。
【００３２】
センサ１００に備えられる波長可変デバイス１０００は、光学素子１５０と距離可変装置１０５−１及び１０５−２とを備える。ギャップ１０３において、距離可変装置１０５−１及び１０５−２を用いて、光学素子１５０の光入射側の上方向（図１（Ａ）中の上方向）に構成される基板１０２と光学干渉フィルタ１０１ａとを、図１（Ａ）中の上下方向に可動させて、ギャップ１０３の距離ｄ１を変化させることができる。上下方向に連続的に可動させることによって、すなわち、距離ｄ１を連続的に変化させることによって、透過分光特性を連続的に変化させることができる。
【００３３】
センサ１００により取得した可視光の連続的な分光スペクトルの結果を図２（Ａ）に示す。図２（Ａ）は、ギャップ１０３の距離ｄ１を、０．２μｍ〜０．３５μｍの範囲で変化させたときの透過率スペクトルを示す。図２（Ａ）に示されるように、ギャップ１０３の距離ｄ１が０．２μｍ〜０．３５μｍまで変化することに対して、ピーク波長λ０が４４９ｎｍ〜６１３ｎｍとほぼリニアに変化しているのがわかる。なお、本技術によれば、図２（Ｂ）に示される赤外光の連続的な分光スペクトルは実施例２の固体撮像装置４００により取得された結果であるが、センサ１００によっても、赤外光の連続的な分光スペクトルは、ギャップ１０３の距離ｄ１の変化に対して、ピーク波長λ０の範囲はほぼリニアに変化すると考えられる。
【００３４】
距離可変装置１０５−１及び１０５−２を用いて、ギャップ１０３を上下方向に連続的に可動させる方法は、随意の方法でよいが、被写体の動きのスピードに連動させてギャップ１０３の上下方向の可動のスピードを変化させることが好ましい。例えば、被写体の動きが早いときは、ギャップ１０３の上下方向の可動のスピードを早くすればよいし、その後、被写体の動きが遅くなれば、ギャップ１０３の上下方向の可動のスピードを遅くしてもよい。被写体の動きが遅いときは、ギャップ１０３の上下方向の可動のスピードを、被写体の動きが早いときと同様に早くしてもよいが、遅くすることによって露光時間を長くすることで信号強度を稼いでもよい。被写体が静止しているときも同じように、被写体の動きが早いときと同様に早くしてもよいが、上下方向の可動のスピードを更に遅くして、露光時間を更に長くすることで信号強度を更に稼いでもよい。
【００３５】
ギャップ１０３中に含まれるものは、距離可変装置１０５−１及び１０５−２によって可動させることができれば特に限定されず、液体、固体、エア等の気体等でよいが、エア（いわゆる、エアギャップ）であることが好ましい。距離可変装置１０５−１及び１０５−２としては、ピエゾ素子等の圧電素子や、ＭＥＭＳ素子を用いることができる。センサ１００は、波長可変デバイス１０００の下層（図１（Ａ）中の下方向）には、半導体基板１０７と半導体基板１０７に形成された１つの光電変換素子１０６とを備える。なお、図示はされていないが、センサ１００には、半導体基板１０７の下層（図１（Ａ）中の下方向）に配線層が形成される。
【００３６】
センサ１００において、信号読み出しは蓄積をしない状態、すなわち電流読出しで信号を取得することで連続的な分光スペクトルが得られる。電流読出しの場合、ギャップ１０３（例えば、エアギャップ）の距離ｄ１を変化させながら同時に光電変換素子１０６、例えば、図３に示されるフォトダイオード（ＰＤ）１５（主にＰＮ接合の空乏層）で生成される光電流を読み出すことになる。このような場合、例えば、図３のような構造と回路となる。駆動方法としては逆バイアスを印加して読み出してもよい。さらに高感度にするために、逆バイアスを高く印加して高電界状態で空乏層に発生する光電子をアバランシェ増倍させて、それを光信号として読み出してもよい。
【００３７】
以上は電流値読み出しについて述べたが、蓄積による読出しでも蓄積時間を短くして瞬時的に高速で読み出すことで疑似的な連続スペクトルを検出できる。この場合、通常のＣＭＯＳイメージセンサ（ＣＩＳ）と同様にフローティングディフュージョン(ＦＤ)を設けて、電圧信号を読出しとしてもよい。この場合、特にピーク半値幅以下の狭波長間隔の測定であれば、図４（ピーク波長間隔とピーク半値幅との関係を示すグラフ）に示されるように、ピークの重なりが十分大きくなり、疑似的な連続的な分光スペクトルとなる。センサ１００により取得した疑似的な連続的な分光スペクトルは、好適には、少なくとも１組の互いに隣り合う２つのスペクトルのピーク波長間隔がピーク半値幅以下となる。すなわち、「ピーク波長間隔≦ピーク半値幅」となる。なお、「ピーク波長間隔」は任意の隣り合う２つのスペクトルのピーク間の距離を意味し、ピーク半値幅は、２つのスペクトルのそれぞれのスペクトル（任意の１つのスペクトル）のピーク値の５０％になるところのスペクトル（波長）の幅を意味する。
【００３８】
＜３．第２の実施形態（センサの例２）＞
本技術に係る第２の実施形態（センサの例２）のセンサは、少なくとも２つの光学干渉フィルタを含み、該少なくとも２つの光学干渉フィルタが対向配置され、対向配置された該少なくとも２つの光学干渉フィルタの間にギャップを有する光学素子と、ギャップの距離を可変する距離可変装置と、を備える少なくとも１つの波長可変デバイスと、第１半導体基板と、第２半導体基板と、第１半導体基板に形成された、第１半導体基板の第２主面側を受光面とする少なくとも１つのフォトダイオードと、第１半導体基板の第１主面の表面に形成されたフローティングディフュージョンと、第１半導体基板の第１主面上に形成された第１トランジスタと、第１半導体基板の該第１主面上に形成された第１配線層と、第１配線層の表面に露出する第１電極と、第２半導体基板の第１主面上に形成された第２トランジスタと、第２半導体基板の第１主面上に形成された第２配線層と、第２配線層の表面に露出する第２電極と、第１電極及び該第２電極を介して、フローティングディフュージョンと第２トランジスタのゲート電極とを接続するフローティングディフュージョン配線と、を備え、第１電極と第２電極とが接合されて、第１半導体基板と第２半導体基板とが貼り合わされ、ギャップの距離を変化させることによって、連続的な分光スペクトルを取得する、センサである。
【００３９】
本技術に係る第２の実施形態（センサの例２）のセンサでは、特定波長域を透過するギャップを有する光学素子（例えば、ファブリペロ共振器）と、第２の実施形態のセンサの構成と、第２の実施形態のセンサの駆動方法の工夫とによって連続的な分光スペクトルを取得できる。また、本技術に係る第２の実施形態のセンサは、分解能の高い詳細な連続的な分光スペクトルの取得によって、医療、生体、その他の分析応用を可能にする。
【００４０】
次に、図５を用いて、本技術に係る第２の実施形態のセンサを詳細に説明する。図５は、本技術に係る第２の実施形態のセンサが有する積層構造の構成例を示す断面図である。なお、図５においては、本技術に係る第２の実施形態のセンサが備える波長可変デバイスを図示していないが、本技術に係る第２の実施形態のセンサが備える波長可変デバイスは、本技術に係る第１の実施形態のセンサが備える波長可変デバイス１０００、又は後述する本技術に係る第５の実施形態の固体撮像装置が備える波長可変デバイス２０００を適用することができる。
【００４１】
図５に示すように、第２の実施形態のセンサは、センサ基体３（第１半導体基板）と回路基体９（第２半導体基板）とが、それぞれ第１配線層３１と第２配線層４１を対向させて貼り合わされている。また、センサ基体３と回路基体９との貼り合わせ面において、センサ基体３の第１配線層３１の表面に形成された第１電極３５と、回路基体９の第２配線層４１の表面に形成された第２電極４５とが接合されている。
【００４２】
センサ基体３には、図５に示すように、フォトダイオードＰＤ１、ＰＤ２と、フローティングディフュージョンＦＤと、転送ゲート電極２１、２２が形成されている。センサ基体３は、図の上方が光の入射面であり、下方が回路形成面である。フローティングディフュージョンＦＤと転送ゲート電極２１、２２は、センサ基体３の回路形成面側に形成されている。
【００４３】
センサ基体３の回路形成面上には、第１配線層３１が形成されている。第１配線層３１は、少なくとも１層以上の配線と、絶縁層とが積層された構成を有する。図５では、１層の配線３３を有する構成である。第１配線層３１には、フローティングディフュージョンＦＤに接続されるプラグ３２が形成されている。そして、プラグ３２と配線３３とが接続し、さらに配線３３とプラグ３４とが接続されている。なお、配線３３と同じ層に、図示しない他の配線を有している。この配線３３と同じ層の配線は、例えば、転送ゲート電極２１、２２と接続される電源配線やグランド配線等である。第１配線層３１の表面には、接続用の第１電極３５が形成されている。第１電極３５は、プラグ３２、３４及び配線３３を介してフローティングディフュージョンＦＤに接続されている。
【００４４】
回路基体９には、図示しない画素部の制御回路や、信号処理回路を含むロジック回路が搭載されている。また、回路基体９には、転送トランジスタＴｒ１の以外の画素トランジスタが形成される。図５では、増幅トランジスタＴｒ５と選択トランジスタＴｒ６を示している。回路基体９の表面には、増幅トランジスタＴｒ５と選択トランジスタＴｒ６のソース／ドレインとなる拡散領域２７、２８、２９が形成されている。また、回路基体９上に増幅ゲート電極２５と、選択ゲート電極２６とを備える。
【００４５】
回路基体９上には、第２配線層４１が形成されている。第２配線層４１は、複数層の配線と絶縁層とが積層された構成を有する。図５では、第２配線層４１に形成される複数の配線のうち、１層の配線４３、４７を示している。配線４３は、プラグ４２、４４により、増幅ゲート電極２５と、第２配線層４１の表面の第２電極４５とに接続されている。このため、第２電極４５は、プラグ４２、４４及び配線４３を介して増幅ゲート電極２５に接続されている。また、選択トランジスタＴｒ６の拡散領域２９には、プラグ４６と配線４７とが接続されている。
【００４６】
上述の構成では、センサ基体３の表面に設けられたフローティングディフュージョンＦＤと、回路基体９上に設けられた増幅ゲート電極２５とが、第１電極３５と第２電極４５を介して導体により直接接続されている。つまり、フローティングディフュージョンＦＤと増幅ゲート電極２５とが、第１電極３５、第２電極４５、プラグ３２、３４、４２、４４及び配線３３、４３からなるフローティングディフュージョン配線（以下、ＦＤ配線）により接続されている。
このように、センサ基体３のフローティングディフュージョンＦＤに蓄積された信号を処理するための画素トランジスタが回路基体９に形成されている。
【００４７】
第１配線層３１において、ＦＤ配線を構成する第１電極３５、プラグ３２、３４及び配線３３は、変換効率を上げるために、最小デザインルール配線幅で形成されることが好ましい。また、フローティングディフュージョンＦＤから第１電極３５までは、同じく変換効率を上げるために、最短で結線されていることが好ましい。さらに、このプラグ３２、３４及び配線３３は、第１配線層３１に形成される他の配線と容量結合しないように、可能な限り他の配線との距離を離して形成することが好ましい。同様に、第２配線層４１において、ＦＤ配線を構成する、第２電極４５、プラグ４４、４２及び配線４３は、変換効率を上げるために、最小デザインルール配線幅で形成されることが好ましい。また、増幅ゲート電極２５から第２電極４５までは、変換効率を上げるために、最短で結線されていることが好ましい。さらに、このプラグ４４、４２及び配線４３は、第２配線層４１に形成される他の配線と容量結合しないように、可能な限り他の配線との距離を離して形成することが好ましい。
【００４８】
また、図示しないリセットトランジスタは、センサ基体３側において、画素共有単位間に形成されていてもよく、回路基体９側の他の部分に形成されていてもよい。センサ基体３のフォトダイオードＰＤの面積を大きくするためには、転送トランジスタ以外の各トランジスタは、すべて回路基体９側に形成されていることが好ましい。
【００４９】
第１電極３５及び第２電極４５を形成する領域３７は、増幅トランジスタＴｒ５を共有する複数のフォトダイオードＰＤ１〜４（ＰＤ３〜４は不図示）が形成されている領域３６の面積よりも小さい構成とする。隣接する他の領域の電極との接触を避けるため、第１電極３５及び第２電極４５をフォトダイオードＰＤ１〜２が形成されている領域３６よりも、小さくする必要がある。また、第１電極３５及び第２電極４５との少なくとも一方は、フローティングディフュージョンＦＤが形成されている面積よりも大きく形成されることが好ましい。
【００５０】
第１電極３５及び第２電極４５は、画素共有単位の中心に設けられていることが好ましい。さらに、第１電極３５及び第２電極４５は、点対称又は線対称となる形状に形成されていることが好ましい。例えば、４画素共有単位において、４画素共有単位の中心と、第１電極３５及び第２電極４５の中心とが、同じ平面位置に形成されていることが好ましい。そして、第１電極３５及び第２電極４５を、画素共有単位の中心において点対称、又は、線対称となる形状に形成することが好ましい。このような構成に第１電極３５及び第２電極４５を形成することにより、複数の画素共有単位において、ＦＤ配線を等間隔に形成することができ、ＦＤ配線のカップリングを防止することができる。
【００５１】
本実施形態のように複数の基体が貼り合わされた構成のセンサ（半導体装置）では、基体の貼り合せ面の位置合わせ精度に課題がある。このため、基体の貼り合わせの際に、基体の位置合わせ精度に準じて電極の接合位置にずれが発生する。このような、接合電極の位置ずれによる接続不良や導通不良により、センサ（半導体装置）の信頼性が低下してしまう。これに対して、図５に示すように、第１電極３５及び第２電極４５の形状を上述の範囲とすることにより、基体貼り合わせの精度にかかわらず、接合電極の接続信頼性を確保することができる。従って、センサ（半導体装置）の信頼性が向上する。
【００５２】
ただし、電極の面積が大きくなると、必然的にＦＤ配線の体積が大きくなる。このため、信号電荷の変換効率の悪化につながる。従って、変換効率の悪化を防ぐには、電極の面積を可能な限り最小とすることが好ましい。このように、第１電極３５及び第２電極４５の面積は、変換効率と接合信頼性とに相反する影響を与える。このため、基体貼り合わせの位置精度と、信号の変換効率等を考慮して、第１電極３５及び第２電極４５の形状を設計する必要がある。
【００５３】
接続信頼性は、一方の電極の面積が大きければ、他方の電極の面積が小さくても確保することができる。このため、例えば、一方の電極を、フローティングディフュージョンＦＤが形成されている面積よりも大きく形成し、他方の電極の面積をさらに小さい面積とすることも可能である。この場合には、電極の接続信頼性と、信号の変換効率との両方に対して特性の向上が期待できる。
【００５４】
なお、第２の実施形態のセンサが有する積層構造は、電流読出しでも信号を取得することができる。転送トランジスタＴｒ１（転送ゲート電極２１）又は転送トランジスタＴｒ２（転送ゲート電極２２）のどちらかをＯＮにしてゲートを開いた状態を保つことで電流読出しをすることができる。この場合、回路基体９（下層チップ）上の増幅ゲート電極２５（アンプ）で増幅した信号を読み出すこととなる。図５においては、フローティングディフュージョンＦＤが４画素（ＰＤ１及びＰＤ２、ただし、ＰＤ３〜４は不図示）共有になっているために、画素毎に別々に電流読出しをする必要がある。
【００５５】
上述したように、第２の実施形態のセンサが有する積層構造は、電圧読出しにより、信号を取得することができ、一旦、フォトダイオード（ＰＤ）及び／又はフローティングディフュージョンＦＤに電荷蓄積した後に、転送トランジスタＴｒ１（転送ゲート電極２１）又は転送トランジスタＴｒ２（転送ゲート電極２２）の動作によって、読出すことになる。図５においては、フローティングディフュージョンＦＤが４画素（ＰＤ１及びＰＤ２、ただし、ＰＤ３〜４は不図示）共有になっているために、画素毎に別々に電圧読出しをする必要がある。
【００５６】
＜４．第３の実施形態（センサの例３）＞
本技術に係る第３の実施形態（センサの例３）のセンサは、少なくとも２つの光学干渉フィルタを含み、該少なくとも２つの光学干渉フィルタが対向配置され、対向配置された該少なくとも２つの光学干渉フィルタの間にギャップを有する光学素子と、ギャップの距離を可変する距離可変装置と、を備える少なくとも１つの波長可変デバイスと、第１半導体基板と、第２半導体基板と、第１半導体基板に形成された、第１半導体基板の第２主面側を受光面とする少なくとも１つのフォトダイオードと、第１半導体基板の第１主面の表面に形成されたフローティングディフュージョンと、第１半導体基板の第１主面上に形成された第１トランジスタと、第１半導体基板の該第１主面上に形成された第１配線層と、第１配線層の表面に露出する第１電極と、第２半導体基板の第１主面上に形成された第２トランジスタと、第２半導体基板の第１主面上に形成された第２配線層と、第２配線層の表面に露出する第２電極と、第１電極及び該第２電極を介して、フローティングディフュージョンと第２トランジスタのゲート電極とを接続するフローティングディフュージョン配線と、を備え、第１電極と第２電極とが接合されて、第１半導体基板と第２半導体基板とが貼り合わされ、ギャップの距離を変化させることによって、連続的な分光スペクトルを取得する、センサである。
【００５７】
本技術に係る第３の実施形態（センサの例３）のセンサでは、特定波長域を透過するギャップを有する光学素子（例えば、ファブリペロ共振器）と、第３の実施形態のセンサの構成と、第３の実施形態のセンサの駆動方法の工夫とによって連続的な分光スペクトルを取得できる。また、本技術に係る第３の実施形態のセンサは、分解能の高い詳細な連続的な分光スペクトルの取得によって、医療、生体、その他の分析応用を可能にする。
【００５８】
次に、図６を用いて、本技術に係る第３の実施形態のセンサを詳細に説明する。図６は、本技術に係る第３の実施形態のセンサが有する積層構造の構成例を示す断面図である。なお、図６においては、本技術に係る第３の実施形態のセンサが備える波長可変デバイスを図示していないが、本技術に係る第３の実施形態のセンサが備える波長可変デバイスは、本技術に係る第１の実施形態のセンサが備える波長可変デバイス１０００、又は後述する本技術に係る第５の実施形態の固体撮像装置が備える波長可変デバイス２０００を適用することができる。
【００５９】
第３の実施形態のセンサは、センサ基体３（第１半導体基板）と回路基体とが、それぞれ第１配線層３１と第２配線層４１を対向させて貼り合わされている。また、図１４に示すように、センサ基体３と回路基体との貼り合わせ面は、センサ基体３の第１配線層３１の表面に形成された第１電極３５と、回路基体９の第２配線層４１の表面に形成された第２電極４５とが接合されている。なお、図６では、第２配線層４１の構成のみを示し、回路基体の構成は省略する。第３の実施形態のセンサに備えられる回路基体は、上述した回路基体９と同様の構成とすることができる。
【００６０】
各画素のフォトダイオードＰＤ及びフローティングディフュージョンＦＤは、素子分離部６９により、隣接する画素のフォトダイオードＰＤ及びフローティングディフュージョンＦＤと分離されている。そして、フローティングディフュージョンＦＤから、図示しない回路基体の転送トランジスタ以外の画素トランジスタまで、各プラグ３２、３４、４４、４２及び配線３３、４３によるＦＤ配線が構成される。
【００６１】
転送ゲート電極６８にはプラグ８３を介してＴＲＧ配線３８が接続されている。ＴＲＧ配線は、画素領域の外側において、回路基板側に接続される。また、第３の実施形態のセンサでは、上述の第２の実施形態のように転送トランジスタ以外の画素トランジスタを複数のフォトダイオードＰＤで共有する構成とする。例えば、複数のＦＤ配線を配線又は電極で接続することにより、転送トランジスタ以外の画素トランジスタを複数のフォトダイオードＰＤ及びフローティングディフュージョンＦＤで共有することができる。
【００６２】
なお、第３の実施形態のセンサが有する積層構造は、電流読出しでも信号を取得することができる。転送トランジスタ（不図示）（転送ゲート電極６８）をＯＮにしてゲートを開いた状態を保つことで電流読出しをすることができる。この場合、回路基体（下層チップ）上の増幅ゲート電極（アンプ）（不図示）で増幅した信号を読み出すこととなる。図６においては、フローティングディフュージョンＦＤと電極プラグ３２、３４、４４、４２が１画素（１つのＰＤ）毎にあるので、全部の画素を同時に、電流読出しをすることができる。
【００６３】
上述したように、第３の実施形態のセンサが有する積層構造は、電圧読出しにより、信号を取得することができ、一旦、フォトダイオード（ＰＤ）及び／又はフローティングディフュージョンＦＤに電荷蓄積した後に、転送トランジスタ（不図示）（転送ゲート電極６８）の動作によって、読出すことになる。図６においては、フローティングディフュージョンＦＤと電極プラグ３２、３４、４４、４２が１画素（１つのＰＤ）毎にあるので、全部の画素を同時に、電圧読出しをすることができる。
【００６４】
＜５．第４の実施形態（センサの例４）＞
本技術に係る第４の実施形態（センサの例４）のセンサは、少なくとも２つの光学干渉フィルタを含み、少なくとも２つの光学干渉フィルタが対向配置され、対向配置された少なくとも２つの光学干渉フィルタの間にギャップを有する光学素子と、ギャップの距離を可変する距離可変装置と、を備える少なくとも１つの波長可変デバイスと、第１半導体基板と、第２半導体基板と、第１半導体基板に形成された、第１半導体基板の第２主面側を受光面とする少なくとも１つのフォトダイオードと、第１半導体基板の第１主面上に形成された第１トランジスタと、第１半導体基板の第１主面上に形成された第１配線層と、第１配線層の表面に露出する第１電極と、第２半導体基板の第１主面上に形成された第２トランジスタと、第２半導体基板の第１主面上に形成された第２配線層と、第２配線層の表面に露出する第２電極と、第１電極及び第２電極を介して、少なくとも１つのフォトダイオードの第３電極と第２トランジスタのゲート電極とを接続する電流読み出し用配線と、を備え、第１電極と第２電極とが接合されて、第１半導体基板と第２半導体基板とが貼り合わされ、ギャップの距離を変化させることによって、連続的な分光スペクトルを取得する、センサである。
【００６５】
本技術に係る第４の実施形態（センサの例４）のセンサでは、特定波長域を透過するギャップを有する光学素子（例えば、ファブリペロ共振器）と、第４の実施形態のセンサの構成と、第４の実施形態のセンサの駆動方法の工夫とによって連続的な分光スペクトルを取得できる。また、本技術に係る第４の実施形態のセンサは、分解能の高い詳細な連続的な分光スペクトルの取得によって、医療、生体、その他の分析応用を可能にする。
【００６６】
次に、図７を用いて、本技術に係る第４の実施形態のセンサを詳細に説明する。図７は、本技術に係る第４の実施形態のセンサが有する積層構造の構成例を示す断面図である。なお、図７においては、本技術に係る第４の実施形態のセンサが備える波長可変デバイスを図示していないが、本技術に係る第４の実施形態のセンサが備える波長可変デバイスは、本技術に係る第１の実施形態のセンサが備える波長可変デバイス１０００、又は後述する本技術に係る第５の実施形態の固体撮像装置が備える波長可変デバイス２０００を適用することができる。
【００６７】
図７に示すように、第４の実施形態のセンサは、センサ基体（第１半導体基板）（不図示）に形成されたフォトダイオード１５と回路基体９（第２半導体基板）とが、それぞれ第１配線層３１と第２配線層４１を対向させて貼り合わされている。また、センサ基体と回路基体９との貼り合わせ面において、センサ基体の第１配線層３１の表面に形成された第１電極３５と、回路基体９の第２配線層４１の表面に形成された第２電極４５とが接合されている。
【００６８】
フォトダイオード１５が形成されたセンサ基体は、図の上方が光の入射面であり、下方が回路形成面である。
【００６９】
センサ基体の回路形成面上には、第１配線層３１が形成されている。第１配線層３１は、少なくとも１層以上の配線と、絶縁層とが積層された構成を有する。図７では、１層の配線３３を有する構成である。第１配線層３１には、負電極（Ｋ：カソード）（第３電極ともいう。以下同じ。）に接続されるプラグ３２が形成されている。そして、プラグ３２と配線３３とが接続し、さらに配線３３とプラグ３４とが接続されている。なお、配線３３と同じ層に、図示しない他の配線を有していてもよい。第１配線層３１の表面には、接続用の第１電極３５が形成されている。第１電極３５は、プラグ３２、３４及び配線３３を介して負電極（Ｋ：カソード）に接続されている。
【００７０】
回路基体９には、図示しない画素部の制御回路や、信号処理回路を含むロジック回路が搭載されている。また、回路基体９には、転送トランジスタＴｒ１の以外の画素トランジスタが形成される。図７では、増幅トランジスタＴｒ５と選択トランジスタＴｒ６を示している。回路基体９の表面には、増幅トランジスタＴｒ５と選択トランジスタＴｒ６のソース／ドレインとなる拡散領域２７、２８、２９が形成されている。また、回路基体９上に増幅ゲート電極２５と、選択ゲート電極２６とを備える。
【００７１】
回路基体９上には、第２配線層４１が形成されている。第２配線層４１は、複数層の配線と絶縁層とが積層された構成を有する。図７では、第２配線層４１に形成される複数の配線のうち、１層の配線４３、４７を示している。配線４３は、プラグ４２、４４により、増幅ゲート電極２５と、第２配線層４１の表面の第２電極４５とに接続されている。このため、第２電極４５は、プラグ４２、４４及び配線４３を介して増幅ゲート電極２５に接続されている。また、選択トランジスタＴｒ６の拡散領域２９には、プラグ４６と配線４７とが接続されている。
【００７２】
上述の構成では、負電極（Ｋ：カソード）と、回路基体９上に設けられた増幅ゲート電極２５とが、第１電極３５と第２電極４５を介して導体により直接接続されている。つまり、負電極（Ｋ：カソード）と増幅ゲート電極２５とが、第１電極３５、第２電極４５、プラグ３２、３４、４２、４４及び配線３３、４３からなる電流読み出し用配線により接続されている。このように、電流読み出し用配線による信号を処理するための画素トランジスタが回路基体９に形成されている。
【００７３】
第１配線層３１において、電流読み出し用配線を構成する第１電極３５、プラグ３２、３４及び配線３３は、変換効率を上げるために、最小デザインルール配線幅で形成されることが好ましい。また、負電極（Ｋ：カソード）から第１電極３５までは、同じく変換効率を上げるために、最短で結線されていることが好ましい。さらに、このプラグ３２、３４及び配線３３は、第１配線層３１に形成される他の配線と容量結合しないように、可能な限り他の配線との距離を離して形成することが好ましい。同様に、第２配線層４１において、電流読み出し用配線を構成する、第２電極４５、プラグ４４、４２及び配線４３は、変換効率を上げるために、最小デザインルール配線幅で形成されることが好ましい。また、増幅ゲート電極２５から第２電極４５までは、変換効率を上げるために、最短で結線されていることが好ましい。さらに、このプラグ４４、４２及び配線４３は、第２配線層４１に形成される他の配線と容量結合しないように、可能な限り他の配線との距離を離して形成することが好ましい。
【００７４】
また、図示しないリセットトランジスタは、センサ基体側において、画素共有単位間に形成されていてもよく、回路基体９側の他の部分に形成されていてもよい。センサ基体のフォトダイオード（ＰＤ）１５の面積を大きくするためには、転送トランジスタ以外の各トランジスタは、すべて回路基体９側に形成されていることが好ましい。
【００７５】
第１電極３５及び第２電極４５は、画素共有単位の中心に設けられていることが好ましい。さらに、第１電極３５及び第２電極４５は、点対称又は線対称となる形状に形成されていることが好ましい。例えば、４画素共有単位において、４画素共有単位の中心と、第１電極３５及び第２電極４５の中心とが、同じ平面位置に形成されていることが好ましい。そして、第１電極３５及び第２電極４５を、画素共有単位の中心において点対称、又は、線対称となる形状に形成することが好ましい。このような構成に第１電極３５及び第２電極４５を形成することにより、複数の画素共有単位において、電流読み出し用配線を等間隔に形成することができ、電流読み出し用配線のカップリングを防止することができる。
【００７６】
本実施形態のように複数の基体が貼り合わされた構成のセンサ（半導体装置）では、基体の貼り合せ面の位置合わせ精度に課題がある。このため、基体の貼り合わせの際に、基体の位置合わせ精度に準じて電極の接合位置にずれが発生する。このような、接合電極の位置ずれによる接続不良や導通不良により、センサ（半導体装置）の信頼性が低下してしまう。これに対して、図７に示すように、第１電極３５及び第２電極４５の形状を適切な範囲とすることにより、基体貼り合わせの精度にかかわらず、接合電極の接続信頼性を確保することができる。従って、センサ（半導体装置）の信頼性が向上する。
【００７７】
ただし、電極の面積が大きくなると、必然的に電流読み出し用配線の体積が大きくなる。このため、信号電荷の変換効率の悪化につながる。従って、変換効率の悪化を防ぐには、電極の面積を可能な限り最小とすることが好ましい。このように、第１電極３５及び第２電極４５の面積は、変換効率と接合信頼性とに相反する影響を与える。このため、基体貼り合わせの位置精度と、信号の変換効率等を考慮して、第１電極３５及び第２電極４５の形状を設計する必要がある。接続信頼性は、一方の電極の面積が大きければ、他方の電極の面積が小さくても確保することができる。この場合には、電極の接続信頼性と、信号の変換効率との両方に対して特性の向上が期待できる。
【００７８】
上述したように、第４の実施形態のセンサが有する積層構造は、電流読出しのみで信号を取得することができる。電流読み出し用配線を用いて、連続的に電流読出しをすることができる。この場合、回路基体９（下層チップ）上の増幅ゲート電極２５（アンプ）で増幅した信号を読み出すこととなる。
【００７９】
＜６．第５の実施形態（固体撮像装置の例）＞
本技術に係る第５の実施形態（固体撮像装置の例）の固体撮像装置は、本技術に係る第１の実施形態のセンサ、第２の実施形態のセンサ、第３の実施形態のセンサ及び第４の実施形態のセンサのうち、いずれか少なくとも１つの実施形態のセンサを少なくとも１つ備え、複数の画素を１次元又は２次元に配列した、固体撮像装置である。
【００８０】
本技術に係る第５の実施形態（固体撮像装置の例）の固体撮像装置では、特定波長域を透過するギャップを有する光学素子（例えば、ファブリペロ共振器）と、第５の実施形態の固体撮像装置の構成と、第５の固体撮像装置の駆動方法の工夫とによって連続的な分光スペクトルを取得できる。また、本技術に係る第５の実施形態の固体撮像装置は、分解能の高い詳細な連続的な分光スペクトルの取得によって、医療、生体、その他の分析応用を可能にする。
【００８１】
次に、図１（Ｂ）を用いて、本技術に係る第５の実施形態の固体撮像装置２００を詳細に説明する。図１（Ｂ）は、固体撮像装置２００の構成例を示す断面図である。図１（Ｂ）においては、固体撮像装置２００は、４画素内に１つの光学素子２５０と、横方向（図１（Ｂ）では左右方向）にアレイ化された４つの光電変換素子２０６（２０６−１〜２０６−４）（例えば、フォトダイオード（ＰＤ））とを備える。光学素子２５０は特に限定されないが、例えば、ファブリペロ共振器が挙げられる。
【００８２】
光学素子２５０は、対向配置された分光を担う光学干渉フィルタ２０１ａ（２０１−１〜２０１−３の３層構成）及び２０１ｂ（２０１−４〜２０１−８の５層構成）と、光学干渉フィルタ２０１ａと２０１ｂとの間のギャップ２０３と、基板２０２及び２０４とを備える。光学干渉フィルタ２０１ａ及び２０１ｂは、例えば、誘電体多層膜、反射多層膜等が挙げられる。
【００８３】
多層膜である光学干渉フィルタ２０１ａは光入射側である上層（図１（Ｂ）中の上方向）から順に、光学干渉フィルタ２０１−１、光学干渉フィルタ２０１−２、光学干渉フィルタ２０１−３の３層が積層されて構成される。多層膜である光学干渉フィルタ２０１ａは屈折率が異なる材料からなる層が交互に積層されていればよいが、光学干渉フィルタ２０１−１及び光学干渉フィルタ２０１−３はＴｉＯ２膜、又はＴａＯ２膜であることが好ましく、光学干渉フィルタ２０１−２はＳｉＯ２膜であることが好ましい。光学干渉フィルタ２０１ａは、光学干渉フィルタ２０１ａ中の光学干渉フィルタ２０１−１側で基板２０２上に積層されている。基板２０２は例えば、ＳｉＯ２の透明基板が挙げられる。なお、基板２０２は板状又は層状であれば特に限定されない。
【００８４】
多層膜である光学干渉フィルタ２０１ｂは光入射側である上層（図１（Ｂ）中の上方向）から順に、光学干渉フィルタ２０１−４、光学干渉フィルタ２０１−５、光学干渉フィルタ２０１−６、光学干渉フィルタ２０１−７及び光学干渉フィルタ２０１−８の５層が積層されて構成される。多層膜である光学干渉フィルタ２０１ｂは屈折率が異なる材料からなる層が交互に積層されていればよいが、光学干渉フィルタ２０１−４、光学干渉フィルタ２０１−６及び光学干渉フィルタ２０１−８はＴｉＯ２膜、又はＴａＯ２膜であることが好ましく、光学干渉フィルタ２０１−５及び光学干渉フィルタ２０１−７はＳｉＯ２膜であることが好ましい。光学干渉フィルタ２０１ｂは、光学干渉フィルタ２０１ｂ中の光学干渉フィルタ２０１−８側で基板２０４上に積層されている。基板２０４は例えば、ＳｉＯ２の透明基板が挙げられる。なお、基板２０４は板状又は層状であれば特に限定されない。
【００８５】
固体撮像装置２００に備えられる波長可変デバイス２０００は、光学素子２５０と距離可変装置２０５−１及び２０５−２とを備える。ギャップ２０３において、距離可変装置２０５−１及び２０５−２を用いて、光学素子２５０の光入射側の上方向（図１（Ａ）中の上方向）に構成される基板２０２と光学干渉フィルタ２０１ａとを、図１（Ｂ）中の上下方向に可動させて、ギャップ２０３の距離ｄ２を変化させることができる。上下方向に連続的に可動させることによって、すなわち、ギャップ２０３の距離ｄ２を連続的に変化させることによって、透過分光特性を連続的に変化させることができる。
【００８６】
本技術によれば、図２（Ａ）に示される可視光の連続的な分光スペクトルはセンサ１００により取得された結果であるが、固体撮像装置２００によっても、可視光の連続的な分光スペクトルは、ギャップ２０３の距離ｄ２の変化に対して、ピーク波長λ０の範囲はほぼリニアに変化すると考えられ、図２（Ｂ）に示される赤外光の連続的な分光スペクトルは実施例２の固体撮像装置４００により取得された結果であるが、固体撮像装置２００によっても、赤外光の連続的な分光スペクトルは、ギャップ２０３の距離ｄ２の変化に対して、ピーク波長λ０の範囲はほぼリニアに変化すると考えられる。
【００８７】
距離可変装置２０５−１及び２０５−２を用いて、ギャップ２０３を上下方向に連続的に可動させる方法は、随意の方法でよいが、被写体の動きのスピードに連動させて上下方向の可動のスピードを変化させることが好ましい。例えば、被写体の動きが早いときは、ギャップ２０３の上下方向の可動のスピードを早くすればよいし、その後、被写体の動きが遅くなれば、ギャップ２０３の上下方向の可動のスピードを遅くしてもよい。被写体の動きが遅いときは、ギャップ２０３の上下方向の可動のスピードを、被写体の動きが早いときと同様に早くしてもよいが、遅くすることによって露光時間を長くすることで信号強度を稼いでもよい。被写体が静止しているときも同じように、被写体の動きが早いときと同様に早くしてもよいが、上下方向の可動のスピードを更に遅くして、露光時間を更に長くすることで信号強度を更に稼いでもよい。
【００８８】
ギャップ２０３中に含まれるものは、距離可変装置２０５−１及び２０５−２によって可動させることができれば特に限定されず、液体、固体、エア等の気体等でよいが、エア（いわゆる、エアギャップ）であることが好ましい。距離可変装置２０５−１及び２０５−２としては、ピエゾ素子等の圧電素子や、ＭＥＭＳ素子を用いることができる。
【００８９】
固体撮像装置２００は、波長可変デバイス２０００の下層（図１（Ｂ）中の下方向）には、半導体基板２０７と半導体基板２０７に形成された４つの光電変換素子２０６（２０６−１〜２０６−４）とを備える。なお、図示はされていないが、固体撮像装置２００には、半導体基板２０７の下層（図１（Ｂ）中の下方向）に配線層が形成される。
【００９０】
固体撮像装置２００において、信号読み出しは蓄積をしない状態、すなわち電流読出しで信号を取得することで連続的な分光スペクトルが得られる。電流読出しの場合、ギャップ２０３（例えば、エアギャップ）の距離ｄ２を変化させながら同時に光電変換素子２０６、例えば、図３に示されるフォトダイオード（ＰＤ）１５（主にＰＮ接合の空乏層）で生成される光電流を読み出すことになる。このような場合、例えば、図３のような構造と回路となる。駆動方法としては逆バイアスを印加して読み出してもよい。さらに高感度にするために、逆バイアスを高く印加して高電界状態で空乏層に発生する光電子をアバランシェ増倍させて、それを光信号として読み出してもよい。
【００９１】
以上は電流値読み出しについて述べたが、蓄積による読出しでも蓄積時間を短くして瞬時的に高速で読み出すことで疑似的な連続スペクトルを検出できる。この場合、通常のＣＭＯＳイメージセンサ（ＣＩＳ）と同様にフローティングディフュージョン(ＦＤ)を設けて、電圧信号を読出しとしてもよい。この場合、特にピーク半値幅以下の狭波長間隔の測定であれば、図４（ピーク波長間隔とピーク半値幅との関係を示すグラフ）に示されるように、ピークの重なりが十分大きくなり、疑似的な連続的な分光スペクトルとなる。固体撮像装置２００により取得した疑似的な連続的な分光スペクトルは、好適には、少なくとも１組の互いに隣り合う２つのスペクトルのピーク波長間隔がピーク半値幅以下となる。すなわち、「ピーク波長間隔 ≦ ピーク半値幅」となる。なお、「ピーク波長間隔」は任意の隣り合う２つのスペクトルのピーク間の距離を意味し、ピーク半値幅は、２つのスペクトルのそれぞれのスペクトル（任意の１つのスペクトル）のピーク値の５０％になるところのスペクトル（波長）の幅を意味する。
【００９２】
＜７．第６の実施形態（電子装置の例１）＞
本技術に係る第６の実施形態（電子装置の例１）の電子装置は、本技術に係る第１の実施形態のセンサ、第２の実施形態のセンサ、第３の実施形態のセンサ又は第４の実施形態のセンサを備える電子装置である。本技術に係る第１の実施形態のセンサ、第２の実施形態のセンサ、第３の実施形態のセンサ又は第４の実施形態のセンサは上記のとおりであるので、ここでは説明を省略する。本技術に係る第６の実施形態の電子装置は、信頼性や画質を向上させたセンサを備えているので、本技術に係る第６の実施形態の電子装置の性能の向上を図ることができる。
【００９３】
＜８．第７の実施形態（電子装置の例２）＞
本技術に係る第７の実施形態（電子装置の例２）の電子装置は、本技術に係る第５の実施形態の固体撮像装置を備える電子装置である。本技術に係る第５の実施形態の固体撮像装置は上記のとおりであるので、ここでは説明を省略する。本技術に係る第７の実施形態の電子装置は、信頼性や画質を向上させた固体撮像装置を備えているので、本技術に係る第７の実施形態の電子装置の性能の向上を図ることができる。
【００９４】
＜９．本技術を適用した固体撮像装置の使用例＞
図２１は、上述した本技術に係るセンサ又は固体撮像装置を使用する使用例を示す図である。上述した本技術に係るセンサ固体撮像装置は、例えば、以下のように、可視光や、赤外光、紫外光、Ｘ線等の光をセンシングする様々なケースに使用することができる。
【００９５】
・デジタルカメラや、カメラ機能付きの携帯機器等の、鑑賞の用に供される画像を撮影する装置。
・自動停止等の安全運転や、運転者の状態の認識等のために、自動車の前方や後方、周囲、車内等を撮影する車載用センサ、走行車両や道路を監視する監視カメラ、車両間等の測距を行う測距センサ等の、交通の用に供される装置。
・ユーザのジェスチャを撮影して、そのジェスチャに従った機器操作を行うために、ＴＶや、冷蔵庫、エアーコンディショナ等の家電に供される装置。
・内視鏡や、赤外光の受光による血管撮影を行う装置等の、医療やヘルスケアの用に供される装置。
・防犯用途の監視カメラや、人物認証用途のカメラ等の、セキュリティの用に供される装置。
・肌を撮影する肌測定器や、頭皮を撮影するマイクロスコープ等の、美容の用に供される装置。
・スポーツ用途等向けのアクションカメラやウェアラブルカメラ等の、スポーツの用に供される装置。
・畑や作物の状態を監視するためのカメラ等の、農業の用に供される装置。
【実施例】
【００９６】
以下に、実施例を挙げて、本技術の効果について具体的に説明をする。なお、本技術の範囲は実施例に限定されるものではない。
【００９７】
＜実施例１＞
図８（Ａ）は、実施例１の固体撮像装置３００の断面構成を示す図である。図８（Ａ）においては、固体撮像装置３００は、４画素内に１つの光学素子と４つのフォトダイオード（ＰＤ）とを備える。図８（Ｂ）は、固体撮像装置３００に光入射したときの透過率（Ｔ）（縦軸）と波長（λ）（横軸）との関係を示すグラフである。
【００９８】
固体撮像装置３００は、対向配置された分光を担う光学干渉フィルタ（誘電体多層膜又は反射多層膜ともいう。）３０１ａ（３０１−１〜３０１−３の３層構成）及び３０１ｂ（３０１−４〜３０１−８の５層構成）と、誘電体多層膜３０１ａと３０１ｂとの間のエアギャップ３０３と、基板３０２及び３０４とを備える光学素子として、図９に示されるファブリペロ共振器１を用いた。図９は、ファブリペロ共振器１の構造を模式的に示した図である。ファブリペロ共振器１は、対向配置された誘電体多層膜１ａ及び１ｂと、誘電体多層膜１ａと１ｂとの間のエアギャップ３（エアギャップ距離はｄ０である。）と、基板２及び４から構成される。誘電体多層膜１ａは光入射側である上層（図９中の上方向）から順に、ＴｉＯ２膜１−１、ＳｉＯ２膜１−２及びＴｉＯ２膜１−３の３層が積層されて構成される。誘電体多層膜１ｂは光入射側である上層（図９中の上方向）から順に、ＴｉＯ２膜１−４、ＳｉＯ２膜１−５、ＴｉＯ２膜１−６、ＳｉＯ２膜１−７及びＴｉＯ２膜１−８の５層が積層されて構成される。そして、実施例１の固体撮像装置３００で用いられたファブリペロ共振器１のＴｉＯ２膜及びＳｉＯ２膜のそれぞれの膜厚は、ＴｉＯ２膜：４６ｎｍであり、ＳｉＯ２膜：８２ｎｍである。なお、ＴａＯ２膜とＳｉＯ２膜、Ｓｉ３Ｎ４膜とＳｉＯ２膜などのように、屈折率の高い材料と低い材料とであれば他の材料系が用いられてもよい。
【００９９】
固体撮像装置３００に備えられる波長可変デバイスは、光学素子（ファブリペロ共振器１）と距離可変装置３０５−１及び３０５−２とを備える。エアギャップ３０３において、距離可変装置３０５−１及び３０５−２を用いて、エアギャップ３０３の距離ｄ３を変化させた。距離可変装置３０５−１及び３０５−２としては、ピエゾ素子等の圧電素子や、ＭＥＭＳ素子を用いることができる。固体撮像装置３００は、光入射側である上層（図８（Ａ）中の上方向）には、更に、光入射側から順に結像レンズ３０８とＩＲ−ｃｕｔ ｆｉｌｔｅｒ３０９とを備える。図８（Ｂ）に示されるように、ＩＲ−ｃｕｔ ｆｉｌｔｅｒ３０９は近赤外領域の光をカットして可視光領域の光を透過する機能を有する。また、固体撮像装置３００は、波長可変デバイスの下層（図８（Ａ）中の下方向）には、半導体基板３０７と半導体基板３０７に形成された４つのフォトダイオード（ＰＤ）とを備える。なお、図示はされていないが、固体撮像装置３００には、半導体基板３０７の下層（図８（Ａ）中の下方向）に配線層が形成されている。
【０１００】
エアギャップ３０３の距離ｄ３を変化させたときの透過率スペクトルの結果を図１０〜図１３に示す。図１０は、エアギャップ３０３の距離ｄ３を、０．２μｍ〜０．２４μｍの範囲で変化させたときの透過率スペクトルを示し、図１１は、エアギャップ３０３の距離ｄ３を、０．２５μｍ〜０．２９μｍの範囲で変化させたときの透過率スペクトルを示し、図１２は、エアギャップ３０３の距離ｄ３を、０．３０μｍ〜０．３４μｍの範囲で変化させたときの透過率スペクトルを示し、図１３は、エアギャップ３０３の距離ｄ３を、０．３５μｍ〜０．３９μｍの範囲で変化させたときの透過率スペクトルを示す。また、ピーク波長のエアギャップ３０３の距離ｄ３の依存性を図１４に示す。図１４に示されるように、例えば、エアギャップ３０３の距離ｄ３が２５０ｎｍのときに、ピーク波長λ０が５０４ｎｍであり、エアギャップ３０３の距離ｄ３が３２０ｎｍのときに、ピーク波長λ０が５８２ｎｍであり、エアギャップ３０３の距離ｄ３が４００ｎｍのときに、ピーク波長λ０が６６１ｎｍであるので、エアギャップ３０３の距離ｄ３が２００〜４００ｎｍの変化に対して、ピーク波長λ０が４５０〜６６０ｎｍとほぼリニアに変化しているのがわかった。さらに上層のＩＲ−ｃｕｔ ｆｉｌｔｅｒ３０９が波長６５０ｎｍ以上の光をカットすることで、単一ピークの透過スペクトルとなった。なお、図１０〜図１３に示されるように、４２０ｎｍ以下でサブピークが現れているが、これらの波長域を別のフィルタでカットしてもよい。
【０１０１】
固体撮像装置３００は、エアギャップ３０３の距離ｄ３（図９においては、エアギャップ３の距離ｄ０）を変化させながら、図３のような画素構造と回路とで電流読出しを行うことで、可視光の画像取得と共に、可視光の連続的な分光スペクトルの取得が可能となった。なお、蓄積による読出しでも蓄積時間を短くして瞬時的に高速で読み出すことで疑似的な連続スペクトルを取得してもよい。この場合、固体撮像装置に、フローティングディフュージョン（ＦＤ）を設けて、電圧信号を読出しとしてもよい。この場合、特にピーク半値幅以下の狭波長間隔の測定であればよい。
【０１０２】
＜実施例２＞
図１５（Ａ）は、実施例２の固体撮像装置４００の断面構成を示す図である。図１５（Ａ）においては、固体撮像装置４００は、４画素内に１つの光学素子と４つのフォトダイオード（ＰＤ）とを備える。図１５（Ｂ）は、固体撮像装置４００に光入射したときの透過率（Ｔ）（縦軸）と波長（λ）（横軸）との関係を示すグラフである。
【０１０３】
固体撮像装置４００は、対向配置された分光を担う光学干渉フィルタ（誘電体多層膜又は反射多層膜ともいう。）４０１ａ（４０１−１〜４０１−３の３層構成）及び４０１ｂ（４０１−４〜４０１−８の５層構成）と、誘電体多層膜４０１ａと４０１ｂとの間のエアギャップ４０３と、基板４０２及び４０４とを備える光学素子として、図９に示されるファブリペロ共振器１を用いた。そして、実施例２の固体撮像装置４００で用いられたファブリペロ共振器１のＴｉＯ２膜及びＳｉＯ２膜のそれぞれの膜厚は、ＴｉＯ２膜：８３ｎｍであり、ＳｉＯ２膜：１５０ｎｍである。なお、ＴａＯ２膜とＳｉＯ２膜、Ｓｉ３Ｎ４膜とＳｉＯ２膜などのように、屈折率の高い材料と低い材料とであれば他の材料系が用いられてもよい。
【０１０４】
固体撮像装置４００に備えられる波長可変デバイスは、光学素子（ファブリペロ共振器１）と距離可変装置４０５−１及び４０５−２とを備える。エアギャップ４０３において、距離可変装置４０５−１及び４０５−２を用いて、エアギャップ４０３の距離ｄ４を変化させた。距離可変装置４０５−１及び４０５−２としては、ピエゾ素子等の圧電素子や、ＭＥＭＳ素子を用いることができる。固体撮像装置４００は、光入射側である上層（図１５（Ａ）中の上方向）には、更に、光入射側から順に結像レンズ４０８と可視光−ｃｕｔ ｆｉｌｔｅｒ４０９とを備える。図１５（Ｂ）に示されるように、可視光−ｃｕｔ ｆｉｌｔｅｒ４０９は可視光領域の光をカットして主に近赤外領域の光を透過する機能を有する。また、固体撮像装置４００は、波長可変デバイスの下層（図１５（Ａ）中の下方向）には、半導体基板４０７と半導体基板４０７に形成された４つのフォトダイオード（ＰＤ）とを備える。なお、図示はされていないが、固体撮像装置４００は、半導体基板４０７の下層（図１５（Ａ）中の下方向）に配線層が形成されている。
【０１０５】
エアギャップ４０３の距離ｄ４を変化させたときの透過率スペクトルの結果を図２（Ｂ）に示す。図２（Ｂ）は、エアギャップ４０３の距離ｄ４を、０．３μｍ〜０．４７５μｍの範囲で変化させたときの透過率スペクトルを示す。図２（Ｂ）に示されるように、エアギャップ４０３の距離ｄ４が０．３μｍ〜０．４７５μｍまで変化することに対して、ピーク波長λ０が６８０〜９００ｎｍとほぼリニアに変化しているのがわかった。さらに、可視光−ｃｕｔ ｆｉｌｔｅｒ４０９が波長６５０ｎｍ以下の光をカットすることで単一ピークの透過スペクトルとなった。
【０１０６】
固体撮像装置４００は、エアギャップ４０３の距離ｄ４（図９においては、エアギャップ３の距離ｄ０）を変化させながら、図３のような画素構造と回路とで電流読出しを行うことで、近赤外光の画像取得と共に、近赤外光の連続的な分光スペクトルの取得が可能となった。なお、蓄積による読出しでも蓄積時間を短くして瞬時的に高速で読み出すことで疑似的な連続スペクトルを取得してもよい。この場合、固体撮像装置に、フローティングディフュージョン（ＦＤ）を設けて、電圧信号を読出しとしてもよい。この場合、特にピーク半値幅以下の狭波長間隔の測定であればよい。
【０１０７】
＜実施例３＞
図１６（Ａ）は、実施例３の固体撮像装置５００の断面構成を示す図である。図１６（Ａ）においては、固体撮像装置５００は、４画素内に１つの光学素子と４つのフォトダイオード（ＰＤ）とを備える。図１６（Ｂ）は、固体撮像装置５００に光入射したときの透過率（Ｔ）（縦軸）と波長（λ）（横軸）との関係を示すグラフである。
【０１０８】
固体撮像装置５００は、対向配置された分光を担う光学干渉フィルタ（誘電体多層膜又は反射多層膜ともいう。）５０１ａ（５０１−１〜５０１−３の３層構成）及び５０１ｂ（５０１−４〜５０１−８の５層構成）と、誘電体多層膜５０１ａと５０１ｂとの間のエアギャップ５０３と、基板５０２及び５０４とを備える光学素子として、図９に示されるファブリペロ共振器１を用いた。そして、実施例３の固体撮像装置５００で用いられたファブリペロ共振器１のＴｉＯ２膜及びＳｉＯ２膜のそれぞれの膜厚は、狭帯域の波長λ１に対応して、λ１／（４×ｎ）ｎｍの式から算出した。ここで、ｎは屈折率で、ＴｉＯ２膜及びＳｉＯ２膜のそれぞれの屈折率である。なお、ＴａＯ２膜とＳｉＯ２膜、Ｓｉ３Ｎ４膜とＳｉＯ２膜などのように、屈折率の高い材料と低い材料とであれば他の材料系が用いられてもよい。
【０１０９】
固体撮像装置５００に備えられる波長可変デバイスは、光学素子（ファブリペロ共振器１）と距離可変装置５０５−１及び５０５−２とを備える。エアギャップ５０３において、距離可変装置５０５−１及び５０５−２を用いて、エアギャップ５０３の距離ｄ５を変化させた。距離可変装置５０５−１及び５０５−２としては、ピエゾ素子等の圧電素子や、ＭＥＭＳ素子を用いることができる。固体撮像装置５００は、光入射側である上層（図１６（Ａ）中の上方向）には、更に、光入射側から順に結像レンズ５０８とバンドパスｆｉｌｔｅｒ５０９とを備える。図１６（Ｂ）に示されるように、バンドパスｆｉｌｔｅｒ５０９は、狭帯域のみの波長を透過する機能を有する。また、固体撮像装置５００は、波長可変デバイスの下層（図１６（Ａ）中の下方向）には、半導体基板５０７と半導体基板５０７に形成された４つのフォトダイオード（ＰＤ）とを備える。なお、図示はされていないが、固体撮像装置５００は、半導体基板５０７の下層（図１６（Ａ）中の下方向）に配線層が形成されている。
【０１１０】
エアギャップ５０３の距離ｄ５を変化させることで、ピーク波長λ０がほぼリニアに変化した。さらに狭帯域の波長域だけを透過させることで単一ピークの透過スペクトルとなった。
【０１１１】
固体撮像装置５００は、エアギャップ５０３の距離ｄ５（図９においては、エアギャップ３の距離ｄ０）を変化させながら、図３のような画素構造と回路とで電流読出しを行うことで、バンドパスｆｉｌｔｅｒ５０９の透過波長領域において、さらに狭帯域の波長域の波長光の画像取得と共に、バンドパスｆｉｌｔｅｒ５０９の透過波長領域において、さらに狭帯域の波長域の波長光の連続的な分光スペクトルの取得が可能となった。なお、蓄積による読出しでも蓄積時間を短くして瞬時的に高速で読み出すことで疑似的な連続スペクトルを取得してもよい。この場合、固体撮像装置に、フローティングディフュージョン（ＦＤ）を設けて、電圧信号を読出しとしてもよい。この場合、特にピーク半値幅以下の狭波長間隔の測定であればよい。
【０１１２】
＜実施例４＞
図１７（Ａ）は、実施例４の固体撮像装置６００の断面構成を示す図である。固体撮像装置６００は、１つの画素内に１つの光学素子と１つのフォトダイオード（ＰＤ）とを備え、図１７（Ａ）中では４画素分が図示されている。図１７（Ｂ）は、実施例４の固体撮像装置７００の断面構成を示す図である。固体撮像装置７００は、１つの画素内に１つの光学素子と１つのフォトダイオード（ＰＤ）とを備え、図１７（Ｂ）中では４画素分が図示されている。図１７（Ｃ）は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）のそれぞれのオンチップカラーフィルター（ＯＣＣＦ）の透過率（Ｔ）（縦軸）と波長（λ）（横軸）との関係を示すグラフである。
【０１１３】
（固体撮像装置６００）
まず、固体撮像装置６００について説明をする。便宜上、後述するオンチップカラーフィルター（ＯＣＣＦ）以外は、図１７（Ａ）中の４画素分のうち１番右側の画素を用いて説明をする。
【０１１４】
固体撮像装置６００は、画素毎に、対向配置された分光を担う光学干渉フィルタ（誘電体多層膜又は反射多層膜ともいう。）６０１ａ（３層構成）及び６０１ｂ（５層構成）と、誘電体多層膜６０１ａと６０１ｂとの間のエアギャップ６０３と、基板６０２及び６０４とを備える光学素子として、図９に示されるファブリペロ共振器１を用いた。そして、実施例４の固体撮像装置６００で用いられたファブリペロ共振器１のＴｉＯ２膜及びＳｉＯ２膜のそれぞれの膜厚は、ＴｉＯ２膜：４６ｎｍであり、ＳｉＯ２膜：８１ｎｍである。なお、ＴａＯ２膜とＳｉＯ２膜、Ｓｉ３Ｎ４膜とＳｉＯ２膜などのように、屈折率の高い材料と低い材料とであれば他の材料系が用いられてもよい。
【０１１５】
固体撮像装置６００に備えられる波長可変デバイスは、１画素毎に、光学素子（ファブリペロ共振器１）と距離可変装置６０５−１及び６０５−２とを備える。エアギャップ６０３において、距離可変装置６０５−１及び６０５−２を用いて、エアギャップ６０３の距離ｄ６を変化させた。距離可変装置６０５−１及び６０５−２としては、ピエゾ素子等の圧電素子や、ＭＥＭＳ素子を用いることができる。固体撮像装置６００は、光入射側である上層（図１７（Ａ）中の上方向）には、更に、光入射側から順に結像レンズ６０８とＩＲ−ｃｕｔ ｆｉｌｔｅｒ６０９とを備える。オンチップカラーフィルター（ＯＣＣＦ）６１０（６１０−１〜６１０−４）は、ＩＲ−ｃｕｔｆｉｌｔｅｒ６０９により近赤外領域の光がカットされた可視光領域の光を、図１７（Ｃ）に示されるように、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の光に分光して透過する機能を有する。また、固体撮像装置６００は、波長可変デバイスの下層（図１７（Ａ）中の下方向）には、半導体基板６０７と半導体基板６０７に形成された４つのフォトダイオード（ＰＤ）とを備える。なお、図示はされていないが、固体撮像装置６００には、半導体基板６０７の下層（図１７（Ａ）中の下方向）に配線層が形成されている。
【０１１６】
固体撮像装置６００は、光学素子（ファブリペロ共振器１）と、ＩＲ−ｃｕｔ ｆｉｌｔｅｒ６０９との間に、画素毎に、オンチップカラーフィルター（ＯＣＣＦ）を備え、図１７（Ａ）中の左側から順に、緑（Ｇ）オンチップカラーフィルター（ＯＣＣＦ）６１０−１、赤（Ｒ）オンチップカラーフィルター（ＯＣＣＦ）６１０−２、青（Ｂ）オンチップカラーフィルター（ＯＣＣＦ）６１０−３及び緑（Ｇ）オンチップカラーフィルター（ＯＣＣＦ）６１０−４が配列される。これによって、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の各狭帯域の波長に対して、さらに細かく連続的なスペクトルを取得することができる。画素毎のエアギャップ６０３の距離ｄ６は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）に対応した可動域にした。実施例４の固体撮像装置６００では、赤（Ｒ）の場合はｄ６＝３２５〜４００ｎｍであり、緑（Ｇ）の場合はｄ６＝２７５ｎｍ〜３２５ｎｍであり、青（Ｂ）の場合はｄ６＝２００〜２７５ｎｍであった。このような構造にすることで、可視光全波長域の連続スペクトルを高速に取得することができた。
【０１１７】
エアギャップ６０３の距離ｄ６を変化させることで、ピーク波長λ０がほぼリニアに変化した。さらに狭帯域の波長域だけを透過させることで単一ピークの透過スペクトルとなった。
【０１１８】
固体撮像装置６００は、エアギャップ６０３の距離ｄ６（図９においては、エアギャップ３の距離ｄ０）を変化させながら、図３のような画素構造と回路とで電流読出しを行うことで、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）のオンチップカラーフィルター（ＯＣＣＦ）６１０（６１０−１〜６１０−４）の透過波長領域において、さらに狭帯域の波長域の波長光の画像取得と共に、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）のオンチップカラーフィルター（ＯＣＣＦ）６１０（６１０−１〜６１０−４）の透過波長領域において、さらに狭帯域の波長域の波長光の連続的な分光スペクトルの取得が可能となった。なお、蓄積による読出しでも蓄積時間を短くして瞬時的に高速で読み出すことで疑似的な連続スペクトルを取得してもよい。この場合、固体撮像装置に、フローティングディフュージョン（ＦＤ）を設けて、電圧信号を読出しとしてもよい。この場合、特にピーク半値幅以下の狭波長間隔の測定であればよい。
【０１１９】
（固体撮像装置７００）
【０１２０】
固体撮像装置７００について説明をする。便宜上、後述するオンチップカラーフィルター（ＯＣＣＦ）以外は、図１７（Ｂ）中の４画素分のうち１番右側の画素を用いて説明をする。
【０１２１】
固体撮像装置７００は、１画素毎に、対向配置された分光を担う光学干渉フィルタ（誘電体多層膜又は反射多層膜ともいう。）７０１ａ（３層構成）及び７０１ｂ（５層構成）と、誘電体多層膜７０１ａと７０１ｂとの間のエアギャップ７０３と、基板７０２及び７０４とを備える光学素子として、図９に示されるファブリペロ共振器１を用いた。そして、実施例４の固体撮像装置７００で用いられたファブリペロ共振器１のＴｉＯ２膜及びＳｉＯ２膜のそれぞれの膜厚は、ＴｉＯ２膜：４６ｎｍであり、ＳｉＯ２膜：８１ｎｍである。なお、ＴａＯ２膜とＳｉＯ２膜、Ｓｉ３Ｎ４膜とＳｉＯ２膜などのように、屈折率の高い材料と低い材料とであれば他の材料系が用いられてもよい。
【０１２２】
固体撮像装置７００に備えられる波長可変デバイスは、１画素毎に、光学素子（ファブリペロ共振器１）と距離可変装置７０５−１及び７０５−２とを備える。エアギャップ７０３において、距離可変装置７０５−１及び７０５−２を用いて、エアギャップ７０３の距離ｄ７を変化させた。距離可変装置７０５−１及び７０５−２としては、ピエゾ素子等の圧電素子や、ＭＥＭＳ素子を用いることができる。固体撮像装置７００は、光入射側である上層（図１７（Ｂ）中の上方向）には、更に、光入射側から順に結像レンズ７０８とＩＲ−ｃｕｔ ｆｉｌｔｅｒ７０９とを備える。オンチップカラーフィルター（ＯＣＣＦ）７１０（７１０−１〜７１０−４）は、ＩＲ−ｃｕｔｆｉｌｔｅｒ７０９により近赤外領域の光がカットされた可視光領域の光を、図１７（Ｃ）に示されるように、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の光に分光して透過する機能を有する。また、固体撮像装置７００は、波長可変デバイスの下層（図１７（Ｂ）中の下方向）には、半導体基板７０７と半導体基板７０７に形成された４つのフォトダイオード（ＰＤ）とを備える。なお、図示はされていないが、固体撮像装置７００には、半導体基板７０７の下層（図１７（Ｂ）中の下方向）に配線層が形成されている。
【０１２３】
固体撮像装置７００は、光学素子（ファブリペロ共振器１）と、半導体基板７０７（ＰＤ）との間に、画素毎に、オンチップカラーフィルター（ＯＣＣＦ）を備え、図１７（Ｂ）中の左側から順に、緑（Ｇ）オンチップカラーフィルター（ＯＣＣＦ）７１０−１、赤（Ｒ）オンチップカラーフィルター（ＯＣＣＦ）７１０−２、青（Ｂ）オンチップカラーフィルター（ＯＣＣＦ）７１０−３及び緑（Ｇ）オンチップカラーフィルター（ＯＣＣＦ）７１０−４が配列される。これによって、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の各狭帯域の波長に対して、さらに細かく連続的なスペクトルを取得することができる。画素毎のエアギャップ７０３の距離ｄ７は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）に対応した可動域にした。実施例４の固体撮像装置７００では、赤（Ｒ）の場合はｄ６＝３２５〜４００ｎｍであり、緑（Ｇ）の場合はｄ６＝２７５ｎｍ〜３２５ｎｍであり、青（Ｂ）の場合はｄ６＝２００〜２７５ｎｍであった。このような構造にすることで、可視光全波長域の連続スペクトルを高速に取得することができた。
【０１２４】
エアギャップ７０３の距離ｄ７を変化させることで、ピーク波長λ０がほぼリニアに変化した。さらに狭帯域の波長域だけを透過させることで単一ピークの透過スペクトルとなった。
【０１２５】
固体撮像装置７００は、エアギャップ７０３の距離ｄ７（図９においては、エアギャップ３の距離ｄ０）を変化させながら、図３のような画素構造と回路とで電流読出しを行うことで、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）のオンチップカラーフィルター（ＯＣＣＦ）７１０（７１０−１〜７１０−４）の透過波長領域において、さらに狭帯域の波長域の波長光の画像取得と共に、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）のオンチップカラーフィルター（ＯＣＣＦ）７１０（７１０−１〜７１０−４）の透過波長領域において、さらに狭帯域の波長域の波長光の連続的な分光スペクトルの取得が可能となった。なお、蓄積による読出しでも蓄積時間を短くして瞬時的に高速で読み出すことで疑似的な連続スペクトルを取得してもよい。この場合、固体撮像装置に、フローティングディフュージョン（ＦＤ）を設けて、電圧信号を読出しとしてもよい。この場合、特にピーク半値幅以下の狭波長間隔の測定であればよい。
【０１２６】
＜実施例５＞
図１８（Ａ）は、実施例５の固体撮像装置８００の断面構成を示す図である。図１８（Ｂ）は、実施例４の固体撮像装置９００の断面構成を示す図である。
【０１２７】
（固体撮像装置８００）
まず、固体撮像装置８００について説明をする。
【０１２８】
固体撮像装置８００は、１つの画素内に１つの光学素子と１つのフォトダイオード（ＰＤ）とを備え、図１８（Ａ）中では２画素分が図示されている。固体撮像装置８００によれば、同時に別々の波長域の分光スペクトルを取得できるため、広い波長域のスペクトルを高速で取得することができる。固体撮像装置８００の構造は、固体撮像装置３００〜７００（実施例１〜４）にも適用することができる。
【０１２９】
固体撮像装置８００は、対向配置された分光を担う光学干渉フィルタ（誘電体多層膜又は反射多層膜ともいう。）８０１−１ａ（８０１−１−１〜８０１−１−３の３層構成）及び８０１−１ｂ（８０１−１−４〜８０１−１−８の５層構成）と、誘電体多層膜８０１−１ａと８０１−１ｂとの間のエアギャップ８０３−１と、基板８０２−１及び８０４−１とを備える光学素子（図１８（Ａ）中では左側の光学素子）として、図９に示されるファブリペロ共振器１を用いることができる。また、固体撮像装置８００は、対向配置された分光を担う光学干渉フィルタ（誘電体多層膜又は反射多層膜ともいう。）８０１−２ａ（８０１−２−１〜８０１−２−３の３層構成）及び８０１−２ｂ（８０１−２−４〜８０１−２−８の５層構成）と、誘電体多層膜８０１−２ａと８０１−２ｂとの間のエアギャップ８０３−２と、基板８０２−２及び８０４−２とを備える光学素子（図１８（Ａ）中では右側の光学素子）として、図９に示されるファブリペロ共振器１を用いることができる。
【０１３０】
固体撮像装置８００に備えられる波長可変デバイスは、図１８（Ａ）中の左側の光学素子（ファブリペロ共振器１）と距離可変装置８０５−１−１及び８０５−１−２とを備える。また、固体撮像装置８００に備えられる波長可変デバイスは、図１８（Ａ）中の右側の光学素子（ファブリペロ共振器１）と距離可変装置８０５−２−１及び８０５−２−２とを備える。すなわち、固体撮像装置８００は、画素毎に波長可変デバイス備えることになるので、図１８（Ａ）中では２画素分の２つの波長可変デバイスを備える。
【０１３１】
図１８（Ａ）中の左側のエアギャップ８０３−１においては、距離可変装置８０５−１−１及び８０５−１−２を用いて、エアギャップ８０３−１の距離ｄ８−１を変化させることができる。また、図１８（Ａ）中の右側のエアギャップ８０３−２においては、距離可変装置８０５−２−１及び８０５−２−２を用いて、エアギャップ８０３−２の距離ｄ８−２を変化させることができる。距離可変装置８０５−１−１〜８０５−１−２及び８０５−２−１〜８０５−２−２としては、ピエゾ素子等の圧電素子や、ＭＥＭＳ素子を用いることができる。
【０１３２】
固体撮像装置８００は、波長可変デバイスの下層（図１８（Ａ）中の下方向）には、２画素分として、半導体基板８０７−１〜８０７−２と半導体基板８０７−１及び８０７−２のそれぞれに形成された合計で２つのフォトダイオード（ＰＤ）とを備える。なお、図示はされていないが、固体撮像装置８００は、半導体基板８０７（８０７−１〜８０７−２）の下層（図１８（Ａ）中の下方向）に配線層が形成されている。
【０１３３】
（固体撮像装置９００）
固体撮像装置９００について説明をする。
【０１３４】
固体撮像装置９００は、複数画素内に１つの光学素子と複数のフォトダイオード（ＰＤ）とを備える。図１８（Ｂ）においては、固体撮像装置９００は、４画素内に１つの光学素子と４つのフォトダイオード（ＰＤ）とを備える。固体撮像装置９００によれば、同一波長の分光スペクトルが取得できるために、画像を高解像にすることができる。固体撮像装置９００の構造は、固体撮像装置３００〜７００（実施例１〜４）にも適用することができる。
【０１３５】
固体撮像装置９００は、対向配置された分光を担う光学干渉フィルタ（誘電体多層膜又は反射多層膜ともいう。）９０１ａ（９０１−１〜９０１−３の３層構成）及び９０１ｂ（９０１−４〜９０１−８の５層構成）と、誘電体多層膜９０１ａと９０１ｂとの間のエアギャップ９０３と、基板９０２及び９０４とを備える光学素子として、図９に示されるファブリペロ共振器１を用いることができる。
【０１３６】
固体撮像装置９００に備えられる波長可変デバイスは、光学素子（ファブリペロ共振器１）と距離可変装置９０５−１及び９０５−２とを備える。
【０１３７】
エアギャップ９０３においては、距離可変装置９０５−１及び９０５−２を用いて、エアギャップ９０３の距離ｄ９を変化させることができる。距離可変装置９０５−１及び９０５−２としては、ピエゾ素子等の圧電素子や、ＭＥＭＳ素子を用いることができる。
【０１３８】
固体撮像装置９００は、波長可変デバイスの下層（図１８（Ｂ）中の下方向）には、複数画素（４画素）として、半導体基板９０７と半導体基板９０７に形成された４つのフォトダイオード（ＰＤ）とを備える。なお、図示はされていないが、固体撮像装置９００は、半導体基板９０７の下層（図１８（Ｂ）中の下方向）に配線層が形成されている。
【０１３９】
＜実施例６＞
この実施例では、連続スペクトルの画像応用の例について述べる。図１９は、医療応用として、腫瘍検査で得られた連続的な分光スペクトルの結果を示すグラフである。縦軸は信号強度を表し、横軸は波長λ（ｎｍ）を表す。図１９に示されるように、腫瘍かどうかの判断において、腫瘍の画像とともに、細胞表面の反射光について、本技術に係るセンサ又は固体撮像装置を用いることによって、連続的なスペクトル分光を取得することで、より精度の高い判断が可能となった。図１９に示されるように、波長５５０ｎｍ〜８００ｎｍの範囲において、正常細胞と腫瘍細胞と間質と血管との連続スペクトルの形状が異なった。このような詳細な形状の連続スペクトルの取得とともに画像を同時に取得することで、細胞のどこの部位が異常になっているかの正確な判定が可能となる。これにより、正しい治療法の判断につながる。
【０１４０】
さらに、図２０を用いて、連続的な分光スペクトルの美容応用について述べる。図２０（Ａ）は、美容応用として、シミ検査で得られた連続的な分光スペクトルの結果を示すグラフである。縦軸は反射率を表し、横軸は波長λ（ｎｍ）を表す。図２０（Ｂ）は、美容応用として、頭皮検査で得られた連続的な分光スペクトルの結果を示すグラフである。縦軸は反射率を表し、横軸は波長λ（ｎｍ）を表す。図２０（Ｃ）は、美容応用として、髪の保湿検査で得られた連続的な分光スペクトルの結果を示すグラフである。縦軸は最大正規化反射率を表し、横軸は波長λ（ｎｍ）を表す。なお、シミ検査、頭皮検査及び髪の保湿検査において、連続的な分光スペクトルを取得するために、本技術に係るセンサ又は固体撮像装置が用いられた。
【０１４１】
図２０（Ａ）に示されるように、シミ検査において、通常の肌部とシミ部とにおいて表面からの光の反射率スペクトルの形状が大きくことなるために、連続的な分光スペクトルを取得することで、シミがどこにあるかを判定することができた。特に、波長４５０〜９００ｎｍまでの連続的な分光スペクトルの形状と、シミの画像とを取得することで、判定することが可能となった。
【０１４２】
同様に頭皮検査において、図２０（Ｂ）に示されるように、正常皮膚と潜在メラニンとメラニンとからの光の反射率スペクトルの形状が変わるために、連続的な分光スペクトルを取得することで、メラニン及び潜在メラニンの部位が認識できたる。特に、波長４００〜６００ｎｍと波長８００〜１０００ｎｍとの連続的な分光スペクトルの形状と、頭皮の画像とから判断するこができた。
【０１４３】
さらに同様に、髪の保湿状態を検査することができた。図２０（Ｃ）に示されるように、特に、波長１３００ｎｍ〜１７００ｎｍの連続的な分光スペクトルの形状と髪の画像とから判断することができた。
【０１４４】
以上のように、連続的な分光スペクトルと、適切な画像とを取得することで、美容において肌や頭皮や髪などの状態を把握することで対処方法を打つことができる。
【０１４５】
なお、本技術は、上記各実施形態及び各実施例に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【０１４６】
また、本技術の効果に関して、本明細書に記載された効果はあくまでも例示であって限定されるものではなく、また他の効果があってもよい。
【０１４７】
また、本技術は、以下のような構成も取ることができる。
［１］
少なくとも２つの光学干渉フィルタを含み、該少なくとも２つの光学干渉フィルタが対向配置され、対向配置された該少なくとも２つの光学干渉フィルタの間にギャップを有する光学素子と、該ギャップの距離を可変する距離可変装置と、を備える少なくとも１つの波長可変デバイスと、
少なくとも１つの光電変換素子と、を備え、
該ギャップの距離を変化させることによって、連続的な分光スペクトルを取得する、センサ。
［２］
前記連続的な分光スペクトルにおいて、少なくとも１組の互いに隣り合う２つのスペクトルのピーク波長間隔がピーク半値幅以下である、［１］に記載のセンサ。
［３］
前記光学素子がファブリペロ共振器である、［１］又は［２］に記載のセンサ。
［４］
前記ギャップがエアギャップである、［１］から［３］のいずれか１つに記載のセンサ。
［５］
前記距離可変装置が圧電素子又はＭＥＭＳ素子である、［１］から［４］のいずれか１つに記載のセンサ。
［６］
前記ギャップの距離を変化させることに連動しながら光電荷信号を連続的に読み出す、［１］から［５］のいずれか１つに記載のセンサ。
［７］
前記ギャップの距離を変化させることに連動しながら光電荷信号を電流によって連続的に読み出す、［１］から［５］のいずれか１つに記載のセンサ。
［８］
入射光のうちの特定波長帯域の光を透過させる少なくとも１つのフィルタを更に備える、［１］から［７］のいずれか１つに記載のセンサ。
［９］
少なくとも２つの光学干渉フィルタを含み、該少なくとも２つの光学干渉フィルタが対向配置され、対向配置された該少なくとも２つの光学干渉フィルタの間にギャップを有する光学素子と、該ギャップの距離を可変する距離可変装置と、を備える少なくとも１つの波長可変デバイスと、
第１半導体基板と、
第２半導体基板と、
該第１半導体基板に形成された、該第１半導体基板の第２主面側を受光面とする少なくとも１つのフォトダイオードと、
該第１半導体基板の第１主面の表面に形成されたフローティングディフュージョンと、
該第１半導体基板の該第１主面上に形成された第１トランジスタと、
該第１半導体基板の該第１主面上に形成された第１配線層と、
該第１配線層の表面に露出する第１電極と、
該第２半導体基板の第１主面上に形成された第２トランジスタと、
該第２半導体基板の該第１主面上に形成された第２配線層と、
該第２配線層の表面に露出する第２電極と、
該第１電極及び該第２電極を介して、該フローティングディフュージョンと該第２トランジスタのゲート電極とを接続するフローティングディフュージョン配線と、を備え、
該第１電極と該第２電極とが接合されて、該第１半導体基板と該第２半導体基板とが貼り合わされ、
該ギャップの距離を変化させることによって、連続的な分光スペクトルを取得する、センサ。
［１０］
前記連続的な分光スペクトルにおいて、少なくとも１組の互いに隣り合う２つのスペクトルのピーク波長間隔がピーク半値幅以下である、［９］に記載のセンサ。
［１１］
前記光学素子がファブリペロ共振器である、［９］又は［１０］に記載のセンサ。
［１２］
前記ギャップがエアギャップである、［９］から［１１］のいずれか１つに記載のセンサ。
［１３］
前記距離可変装置が圧電素子又はＭＥＭＳ素子である、［９］から［１２］のいずれか１つに記載のセンサ。
［１４］
前記ギャップの距離を変化させることに連動しながら光電荷信号を連続的に読み出す、［９］から［１３］のいずれか１つに記載のセンサ。
［１５］
入射光のうちの特定波長帯域の光を透過させる少なくとも１つのフィルタを更に備える、［９］から［１４］のいずれか１つに記載のセンサ。
［１６］
少なくとも２つの光学干渉フィルタを含み、該少なくとも２つの光学干渉フィルタが対向配置され、対向配置された該少なくとも２つの光学干渉フィルタの間にギャップを有する光学素子と、該ギャップの距離を可変する距離可変装置と、を備える少なくとも１つの波長可変デバイスと、
第１半導体基板と、  第２半導体基板と、
該第１半導体基板に形成された、該第１半導体基板の第２主面側を受光面とする少なくとも１つのフォトダイオードと、
該第１半導体基板の該第１主面上に形成された第１トランジスタと、
該第１半導体基板の該第１主面上に形成された第１配線層と、
該第１配線層の表面に露出する第１電極と、
該第２半導体基板の第１主面上に形成された第２トランジスタと、
該第２半導体基板の該第１主面上に形成された第２配線層と、
該第２配線層の表面に露出する第２電極と、
該第１電極及び該第２電極を介して、該少なくとも１つのフォトダイオードの第３電極と該第２トランジスタのゲート電極とを接続する電流読み出し用配線と、を備え、
該第１電極と該第２電極とが接合されて、該第１半導体基板と該第２半導体基板とが貼り合わされ、
該ギャップの距離を変化させることによって、連続的な分光スペクトルを取得する、センサ。
［１７］
前記連続的な分光スペクトルにおいて、少なくとも１組の互いに隣り合う２つのスペクトルのピーク波長間隔がピーク半値幅以下である、［１６］に記載のセンサ。
［１８］
前記光学素子がファブリペロ共振器である、［１６］又は［１７］に記載のセンサ。
［１９］
前記ギャップがエアギャップである、［１６］から［１８］のいずれか１つに記載のセンサ。
［２０］
前記距離可変装置が圧電素子又はＭＥＭＳ素子である、［１６］から［１９］のいずれか１つに記載のセンサ。
［２１］
前記ギャップの距離を変化させることに連動しながら光電荷信号を連続的に読み出す、［１６］から［２０］のいずれか１つに記載のセンサ。
［２２］
前記ギャップの距離を変化させることに連動しながら光電荷信号を電流によって連続的に読み出す、［１６］から［２０］のいずれか１つに記載のセンサ。
［２３］
入射光のうちの特定波長帯域の光を透過させる少なくとも１つのフィルタを更に備える、［１６］から［２２］のいずれか１つに記載のセンサ。
［２４］
［１］から［２３］のいずれか１つに記載のセンサを少なくとも１つ備え、複数の画素を１次元又は２次元に配列した、固体撮像装置。
［２５］
［１］から［２３］のいずれか１つに記載のセンサを備える、電子装置。
［２６］
［２４］に記載の固体撮像装置を備える、電子装置。
【符号の説明】
【０１４８】
１（１ａ、１ｂ）、１０１（１０１ａ、１０１ｂ）、２０１（２０１ａ、２０１ｂ）、３０１（３０１ａ、３０１ｂ）、４０１（４０１ａ、４０１ｂ）、５０１（５０１ａ、５０１ｂ）、６０１（６０１ａ、６０１ｂ）、７０１（７０１ａ、７０１ｂ）、８０１（８０１ａ、８０１ｂ）、９０１（９０１ａ、９０１ｂ）・・・光学干渉フィルタ、
１０・・・ファブリペロ共振器（光学素子）、
１０５（１０５−１、１０５−２）、２０５（２０５−１、２０５−２）、３０５（３０５−１、３０５−２）、４０５（４０５−１、４０５−２）、５０５（５０５−１、５０５−２）、６０５（６０５−１、６０５−２）、７０５（７０５−１、７０５−２）・・・距離可変装置、
ｄ０〜ｄ９・・・（エア）ギャップ距離、
１５０、２５０・・・光学素子
１０００、２０００・・・波長可変デバイス、
１０６、２０６（２０６−１〜２０６−４）・・・光電変換素子、
１００・・・センサ、
２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００・・・固体撮像装置。
【図１】
2018137284.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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