(57)【要約】【課題】二次元フォトニック結晶の面内方向の外側に漏れる光のロスと、発光に寄与せず吸収層として働いてしまうことによる活性層での吸収ロスとを抑制し、光の利用効率を向上させることが可能となる二次元フォトニック結晶面発光レーザを提供する。【解決手段】基板上に、特定の光を吸収するシリコンを含む光吸収層によって形成された光電変換層が、前記基板面に対して垂直な方向に積層された積層構造による受光素子であって、  前記光電変換層が、前記特定の光の波長に対応した光共振器を形成する前記積層構造中に配された一対の多層膜反射鏡によって狭持された構造を備え、  前記一対の多層膜反射鏡による光共振を可能とした構成とする。【選択図】            図１
2011142272.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、特定の光を吸収するシリコンを含む光吸収層によって形成された光電変換層が、前記基板面に対して垂直な方向に積層された積層構造による受光素子であって、
前記光電変換層が、前記特定の光の波長に対応した光共振器を形成する前記積層構造中に配された一対の多層膜反射鏡によって狭持された構造を備え、
前記一対の多層膜反射鏡による光共振が可能に構成されていることを特徴とする積層構造による受光素子。
【請求項２】
前記光共振器は、共振器長さが１波長の長さとされていることを特徴とする請求項１に記載の積層構造による受光素子。
【請求項３】
前記多層膜反射鏡は、結晶もしくは非結晶のシリコンによって構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の積層構造による受光素子。
【請求項４】
前記多層膜反射鏡は、シリコンもしくはシリコンとゲルマニウムの混晶によって構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の積層構造による受光素子。
【請求項５】
前記積層構造中に配された一対の多層膜反射鏡によって、赤、緑、青の各色の光電変換層にそれぞれ対応する光電変換領域が構成され、
これらの多層膜反射鏡によって赤色用の共振器、緑色用の共振器、青色用の共振器がそれぞれ構成されている請求項１から４のいずれか１項に記載の積層構造による受光素子。
【請求項６】
前記積層構造中に配された一対の多層膜反射鏡によって、赤、緑、青の各色の光電変換層にそれぞれ対応する光電変換領域が構成され、
これらの多層膜反射鏡によって赤色用の受光素子部、緑色用の共振器、青色用の共振器がそれぞれ構成されている請求項１から４のいずれか１項に記載の積層構造による受光素子。
【請求項７】
前記積層構造中に配された一対の多層膜反射鏡によって、赤、緑、青の各色の光電変換層にそれぞれ対応する光電変換領域が構成され、
これらの多層膜反射鏡によって赤色用の共振器、緑色用の共振器、青色用の受光素子部がそれぞれ構成されている請求項１から４のいずれか１項に記載の積層構造による受光素子。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の積層構造による受光素子が、２次元のアレイ状に並べて構成されていることを特徴とする撮像素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層構造による受光素子、該受光素子により構成された撮像素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＭＯＳイメージセンサーでは、赤、緑、青（以下これをＲＧＢと記す）の各色の画素ごとにマイクロレンズ、カラーフィルター、受光素子により、それぞれの色について輝度信号を電気信号に変換をしている。
このようなセンサーでは、受光素子の光電量子変換効率の向上が望まれている。これらに対処する方法の１つとして、ＲＧＢの色を同一の受光面で捉えることにより、従来の約３倍の受光面積が得られる積層型のフォトダイオードが知られている（特許文献１）。
その動作原理は、３つのｐｎ接合を積層した構造において、シリコン材料の光吸収係数が色により異なることを利用し、ＲＧＢの各色の色分離を行うものである。
また、特許文献２では、有機材料等異なる波長の光吸収材料を使用してＲＧＢの光吸収特性を改善し、吸収層下に吸収波長を反射する層を設ける提案がなされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許５９６５８７５号明細書
【特許文献２】特開２００７−２８７９３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記特許文献１のようなシリコン材料の光吸収を利用して色分離をする積層型のフォトダイオードでは、ＲＧＢにおける各光吸収層の厚さを薄くすることで改善が図られているが、薄いシリコン層による場合には、光電変換効率を低下させる問題が生じる。
また、積層型のフォトダイオードでは、積層構造によることからデバイス全体の高さが高くなる傾向にあり、そのため隣接画素との間での光信号のクロストークの課題が生じる。
また、上記特許文献２の構造においては、シリコンを使用することができないため、有機材料等の光吸収層の材料や作製プロセスの新たな開発が必要となり、このような開発などの作製面の課題や、デバイスの信頼性や歩留まりの確保などの面において課題を生じる。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑み、シリコンを含む光吸収層によって形成された複数の光電変換層を積層した受光素子を形成するに際し、波長選択性と感度の向上を図ることが可能な積層構造による受光素子、該受光素子により構成された撮像素子の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、つぎのように構成した積層構造による受光素子、該受光素子により構成された撮像素子を提供するものである。
本発明の光共振器構造を備えた受光素子は、基板上に、特定の光を吸収するシリコンを含む光吸収層によって形成された光電変換層が、前記基板面に対して垂直な方向に積層された積層構造による受光素子であって、
前記光電変換層が、前記特定の光の波長に対応した光共振器を形成する前記積層構造中に配された一対の多層膜反射鏡によって狭持された構造を備え、
前記一対の多層膜反射鏡による光共振が可能に構成されていることを特徴とする。
また、本発明の撮像素子は、上記した積層構造による受光素子が、２次元のアレイ状に並べて構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、シリコンを含む光吸収層によって形成された複数の光電変換層を積層した受光素子を形成するに際し、波長選択性と感度の向上を図ることが可能となる積層構造による受光素子、該受光素子により構成された撮像素子を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態及び実施例１における積層構造による受光素子の構成例について説明する図。
【図２】本発明の実施形態及び実施例１におけるフェムト秒レーザによる多層膜反射鏡の作製プロセスについて説明する図。
【図３】本発明の実施例１における光素子の層構造および膜厚を示す図。
【図４】本発明の実施形態における各色を中心波長とする３ペアａ−Ｓｉ／ｃ−Ｓｉからなる反射鏡の波長依存性を示す図。
【図５】本発明の実施形態の受光素子における反射率の入射波長依存性の計算値を示す図。図５（ａ）は図１に示す受光素子表面における反射率の波長依存性、図５（ｂ）は本実施形態の受光素子を２次元のアレイ状に並べて構成されている撮像素子の構成を示す図。
【図６】本発明の実施例２における積層構造による受光素子の構成例について説明する図。
【図７】図７（ａ）は本発明の実施例２における受光素子の層構造および膜厚を示す図。図７（ｂ）は実施例２における受光素子の表面反射率の波長依存性を示す図。
【図８】図８（ａ）は本発明の実施例３における積層構造による光共振器を備えた受光素子の構成例について説明する図。図８（ｂ）は実施例３におけるにおける表面反射率の波長依存性を示す図。
【図９】本発明の実施例４における積層構造による受光素子の構成例について説明する図。
【図１０】図１０（ａ）は本発明の実施例４における層構造および膜厚を示す図。図１０（ｂ）は実施例４における表面反射率の波長依存性を示す図。
【図１１】図１１（ａ）は本発明の実施例５における積層構造による受光素子の構成例について説明する図。図１１（ｂ）は実施例５における表面反射率の波長依存性を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１を用いて、本実施形態における基板上に、特定の光を吸収するシリコンを含む光吸収層によって形成された光電変換層が、前記基板面に対して垂直な方向に積層された積層構造による受光素子の構成例について説明する。
図１において、１００は受光素子、１０１は第１光共振器、１０２は第２光共振器、１０３は第３光共振器、１２１、１２２は下部多層膜反射鏡、１２３、１２４は上部多層膜反射鏡である。
図１に示すように、本実施形態における受光素子の基本構造は、それぞれの接合位置においてｐｎ接合されている。
そして、接合位置に形成された下部多層膜反射鏡１２１、１２２と上部多層膜反射鏡１２３、１２４とによる一対の反射鏡によって狭持され、３つの領域が形成されている。
これらの積層構造中における上記３つの領域は、ＲＧＢの光電変換領域（光電変換層）にそれぞれ対応している。
また、反射鏡は、図２に示すフェムト秒レーザによる結晶シリコン（ｃ−Ｓｉ）の相変化により形成した非結晶シリコンであるアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）で構成される。
【００１０】
つぎに、本実施形態の受光素子における機能について説明する。
図１に示すように、自然光（Ｌｉｇｈｔ）が素子表面に入射すると、図中に示す第１光共振器１０１において、青色の波長４６０ｎｍを中心とする波長に光共振が起こり、選択的に吸収され緑色、赤色の光は透過する。
第２光共振器１０２では同様に、緑色の波長５４０ｎｍを中心に選択的光吸収が起こり、赤色の光を透過する。
最後に、同様に第３光共振器で赤色が共鳴吸収される。
光共振の条件は、共鳴波長において高反射が得られる１／４波長膜と１波長の共振器を作ることで得られる。
ＲＧＢの各色を３ペアの多層膜で形成した場合の上記多層膜反射鏡の反射帯域は、図４となることが計算結果から示されている。
【００１１】
図５（ａ）に上記のプロセスで作製した本実施形態の受光素子における反射率の入射波長依存性の計算値を示す。
図５（ａ）に示すようにＲＧＢに対応する波長において光が透過されており、ＲＧＢを分離可能な良好な積層構造による光共振器が形成されていることを示している。
本実施形態では、すべてのＲＧＢ三色の積層構造におけるデバイス深さは合計で６４０ｎｍとなる。
次に受光素子の表面反射抑制のため、１０ｎｍのＳｉＯ２膜を形成後、Ｓｉ３Ｎ４膜を５０ｎｍ堆積を行う。
この構造により赤色（６７０ｎｍ）に対して最小で表面反射を５％程度まで低減することができる。
光共振の波長、共振スペクトル、スペクトルピーク数は、共振器長さにより制御できる。
以上の本実施形態の受光素子の構成では、共振器内部に光電変換層が構成されることから、材料吸収に起因する光電変換効率は共振器の長さに律則される。
したがって、材料吸収による光電変換効率は共振器を長くすることによって得られるが、共振器が長くなると共振スペクトルが複雑になるため、３波長分以下であることが必要である。
なお、好ましくは共振器長さを１波長分とすることが最適である。
本実施形態の受光素子の構成によると、スペクトル幅はおよそ１５０ｎｍでサブピークのない単一のスペクトルピークが色の再現と感度を両立でき、共振器長さが１波長の場合に良好な特性が得られる。
【００１２】
図５（ｂ）に、上記のように作製した受光素子を、２次元のアレイ状に並べて構成されている撮像素子の構成を示す。
レイアウトの基本は、受光素子の周辺に信号の選択、リセット動作、信号の増幅を行うＭＯＳトランジスターをそれぞれ配置する領域があり、その領域の上部に、信号線、リセット、ＶＤＤなどの配線を積層する領域がある。撮像素子はこのようなレイアウトで構成される。
【実施例】
【００１３】
以下に、本発明の実施例について説明する。
［実施例１］
実施例１として、図１を用いて、本発明を適用した積層構造による受光素子の構成例について説明する。
本実施例の受光素子は、つぎのような製造方法により作製される。
まず、受光素子の基板となるｐ＋のＳｉウェハーを用意し、高品質なデバイス層を形成するためエピタキシャル成長させる。
エピタキシャルウェハーは、ドーピング濃度１×１０１９ｃｍ−３程度のＰ＋−Ｓｉウェハーであり、結晶成長前に表面酸化膜の除去を行った後に、ＣＶＤなど結晶成長装置により、成長温度９００℃の高温で３μｍ程度で成長させる。
この成長で表面から１μｍ程度はキャリア濃度１×１０１４ｃｍ−３以下の高純度領域であり、高品質なｐｎ接合が形成可能な層が形成される。
【００１４】
結晶成長後に、受光素子を積層構造により形成するため、最下層の第１層目のｎ型層１１１、該ｎ型層の上の第２層目のｐ型層１１２、該ｐ型層の上の第３層目のｎ型層１１３用に３回のイオン注入を行う。
まず、第１層目のｎ型層１１１を形成するため、金属マスクをウェハー表面に形成し、選択的にｎ型不純物を注入する。
注入条件は、リンなどＶ族元素を例えばＭｅＶ程度の高エネルギーで１×１０１２ｃｍ−２程度注入する。
次に、同様に７００ｋｅＶでボロンなどＩＩＩ族元素を１×１０１２ｃｍ−２程度注入し、最後に第３層目のｎ型層１１３を形成のため、同様に例えば数百ｋｅＶ、１×１０１２ｃｍ−２程度のエネルギーで注入する。
注入後の不純物活性化と注入領域の結晶性回復は、８００℃程度のランプアニール装置など熱処理により行う。
イオンの注入深さはｎｐｎｐの順に接合を形成するため、それぞれの２０、１５９、３８１ｎｍとなるようにエネルギーを調整している。
【００１５】
つぎに、受光素子内に多層膜によるアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）層（多層膜反射鏡）を形成する方法を説明する。
上記した製造方法により第３層目のｎ型層を形成した後に、シリコンの透過レーザ光を多光子吸収が起こる光高強度で照射し、所定の焦点位置で加熱することにより、結晶シリコン（ｃ−Ｓｉ）をａ−Ｓｉに変質させる。
変質層の位置は３次元駆動ステージで、変質層の厚みは光学系および照射光強度を調整することで制御する。
その際、図２に示すフェムト秒レーザ装置が用いられる。
この装置は、図２に示すようにフェムト秒レーザなど超短パルスレーザから出射された光をＸＹＺステージに導くための反射ミラー、レーザスポットを作り出す集光レンズ、等で構成されている。
レーザスポットをｃ−Ｓｉ内部でＸＹＺステージを用いてスキャニングすることで、所定の深さ、位置においてｃ−Ｓｉの変質層であるａ−Ｓｉを形成できる。レーザの照射条件として、波長１．２μｍ、フルーエンスは約０．２ｍＪ／ｃｍ２、スポットサイズは０．３μｍφで照射回数は１スポットに１回となる。
スキャニングの方法として、例えばＸ方向に繰り返し周波数１ｋＨｚで速度１０ｍｍ／秒で所定の領域を走査し、０．３ｍｍＹ軸方向にずらした後、同様にＸ方向にスキャンを行う。
ａ−Ｓｉ／ｃ−Ｓｉの多層膜の形成は上記のａ−Ｓｉ変質層をレーザ照射とＸＹＺステージの移動によって形成後、デバイスの深さを調整し、同様な処理によって同様なａ−Ｓｉ変質層を形成する。
この工程によりａ−Ｓｉ／ｃ−Ｓｉの多層膜が製作可能となる。デバイスの深さ方向に形成した多層膜の形成の順序は、変質膜をレーザが透過することを避けるために、深い位置にａ−Ｓｉ変質層を形成した後、その上部で変質処理を行う。
【００１６】
多層膜反射膜の形成条件として、例えば赤色用では、加工するｃ−Ｓｉ層の厚みはａ−Ｓｉの波長６７０ｎｍにおける屈折率ｎ＝４．６の１／４波長となる３６ｎｍである。
この変質層厚みを得るには、上記したように焦点位置およびレーザ強度を調整する。
この方法により１層ａ−Ｓｉ層をレーザにより形成することで反射膜が形成される。
その際、深さ６８０ｎｍの位置に下部の多層膜反射鏡となるａ−Ｓｉ層が形成される。
また、その上部にｃ−Ｓｉの一波長共振器厚＝１６７ｎｍを挟んで、深さ４７１ｎｍの位置に上部の多層膜反射鏡となる、同様な厚み３６ｎｍの上部ａ−Ｓｉ層を形成することで、図１に示す第１共振器構造が形成される。
【００１７】
つぎに、緑用の光共振器である第２光共振器の製造方法について説明する。
まず、赤用の光共振器である第３共振器の反射鏡を形成するａ−Ｓｉ層１２１の上に、３３ｎｍのｃ−Ｓｉ層を挟んで２９ｎｍのａ−Ｓｉ層による緑用の下側反射鏡１２２を形成する。
次に、１３５ｎｍのｃ−Ｓｉ層を挟んで、緑用の上側反射鏡１２３を形成する。層厚みは上部と同様に２９ｎｍとする。
つぎに、青用の第３共振器の製造方法について説明する。
まず、緑用の上側反射鏡１２３を形成するａ−Ｓｉ層の上に、２５ｎｍのｃ−Ｓｉ層を挟んで２３ｎｍの青用の上側反射鏡１２４を形成する。
次に、青用の第３共振器として、１００ｎｍのｃ−Ｓｉ層上に、ａ−Ｓｉ膜１２５を形成する。ａ−Ｓｉ層厚みは下部反射膜と同様に２３ｎｍとする。
図３に上記の層構造および膜厚を記す。共振器間のａ−Ｓｉ／ｃ−Ｓｉの多層反射膜はそれぞれの色（青：４６０ｎｍ、緑：５４０ｎｍ、赤：６２０ｎｍ）を中心に調整されている。
【００１８】
本実施例では、各色において１波長の共振器と１ペアの多層反射膜で構成されている。
この構造の利点は、ａ−Ｓｉ層の数を少なくできるため加工時間が少なく、３色すべて光共振による光電変換層の薄膜化が可能なことである。
本実施例では、このように光電変換層の薄膜化が可能なことから、積層構造による本実施例の受光素における全体の高さが高くなることを抑えることができるので、隣接画素との光信号のクロストークを抑制することが可能となる。
【００１９】
［実施例２］
実施例２として、図６を用いて実施例１と異なる形態の積層構造による受光素子の構成例について説明する。
図６において、２００は受光素子、２０１は第１光共振器、２０２は第２光共振器、２０３は第３光共振器、２２１、２２２は下部多層膜反射鏡、２２３、２２４は上部多層膜反射鏡である。
図６に示すように、本実施形態における受光素子の基本構造は、それぞれの接合位置においてｐｎ接合された３つの領域が形成される。
それらの接合位置に下部多層膜反射鏡２２１、２２２と上部多層膜反射鏡２２３、２２４とによる１対の反射鏡を備えた構造とされている。
そして、これらのｐｎ接合されて形成された上記３つの領域は、ＲＧＢの光電変換領域（光電変換層）にそれぞれ対応している。
【００２０】
本実施例の構造は光吸収係数の小さな赤色、緑色について反射率を上げ大きな共振効果を得る構造となっている。
図７（ａ）に層構造および各層の厚みを示す。
基本的な考え方として、青色、緑色の共振器については、その上部の多層膜がそれぞれ青色（４６０ｎｍ）、緑色（５４０ｎｍ）を中心波長とする多層膜構造であり、赤色のみ上下の多層膜が赤色（６２０ｎｍ）を中心波長として調整されている。
多層膜の枚数は上から１，２，３，４ペアと共振器を挟むごとに、１ペアずつ増加させている。
これは先にも述べたように材料の光吸収係数が長波長になるにつれて小さくなるのを、多層膜のペア数を増やし共振効果を強くすることで補っているものである。
また、共振器長さを１波長分に調整することで、単一の共振ピークで共振スペクトルの幅が撮像素子のカラーフィルターに好ましい特性が得られている。
【００２１】
ｐｎ接合の形成は実施例１と同様に３つの接合位置をイオン注入法により形成する。
注入位置はそれぞれ２０ｎｍ、１６５ｎｍ、４２８ｎｍとなるように注入エネルギーを選ぶ。
不純物のドーズ量、アニールによる不純物の活性化は実施例１と同様である。次に表面の反射防止膜形成工程も実施例１と同様となる。
図７（ｂ）は上記の方法で作製した積層光鏡新型受光素子２００における表面反射の波長依存性である。
図７（ｂ）に示すように、緑、赤色において実施例１よりも大きな共振効果が得られる。
【００２２】
［実施例３］
実施例３として、図８（ａ）を用いて、青色用の第１光共振器、緑色用の第２光共振器、赤色用の受光素子部を備えた構成例について説明する。
図８（ａ）において、３００は受光素子、３０１は青色用の第１光共振器、３０２は緑色用の第２光共振器、３０３は赤色用の受光素子、３２１、３２２は下部多層膜反射鏡、３２３、３２４は上部多層膜反射鏡である。
図８（ａ）における素子の構造を製造する方法は、基本的に実施例１と同様である。
本実施例の構造は、青色、緑色における光増感は上記各実施例と同様であり、赤色は従来構造とされている。
実施例２と同様に多層反射膜の中心波長の条件は、直下の共振器と同様の波長に調整されている。
多層反射膜の枚数は青色共振器が上下２ペア、緑色共振器が上部２ペア、下部４ペアとなっており、赤色用の光電変換部となる最下部のｐｎ接合には共振器は形成されていない。
【００２３】
この構造におけるデバイス表面からの反射率を図８（ｂ）に示す。
図８（ｂ）に示したように青色、緑色の波長において共振を示す深い谷が形成されることが確認でき、実施例１にに比べ、青色、緑色における共振効果が大きい。
実施例２と比較すると、長波長側のスペクトル形状、谷の深さなどに違いがあることがわかる。
これは、図８（ｂ）の赤色における光共振を示すスペクトルの谷が見えるが、これは他の共振器からの影響によるものと思われる。実施例２と比較すると、長波長側のスペクトル形状、谷の深さなどに違いがあることがわかる。
青色、緑色用の共振器、多層膜の膜厚は実施例１、実施例２と同様である。
デバイス深さ方向に対するｐｎ接合の先端位置も実施例１、実施例２と同様に各共振器の中心位置となる。
赤色のｐｎ接合の先端は２μｍと深い位置に形成し、ドーズ量を実施例１、実施例２に比べ１／１０となるように、例えば１×１０１１ｃｍ−２としている。
【００２４】
この構造の利点は、赤色の共振器を無くし、青色、緑色用の多層反射鏡の反射率を高くして、図８（ｂ）に示すように実施例１よりも青色、緑色について大きな光共振効果が得られていることである。
赤色を吸収する長い光電変換層と組み合わせることで、大幅にａ−Ｓｉの層数を増やすことなく、良好な色分離特性と高感度な素子が作製できる。
【００２５】
［実施例４］
実施例４として図９を用いて、シリコンもしくはシリコンとゲルマニウムの混晶によるＳｉｘＧｅ１−ｘ／Ｓｉを用いた積層構造による光共振器を備えた受光素子の構成例について説明する。
図９において、４００は受光素子、４０１は第１光共振器、４０２は第２光共振器、４０３は第３光共振器、４２１、４２２は下部多層膜反射鏡、４２３、４２４は上部多層膜反射鏡である。
図９における素子構造の作製方法の違いは約１μｍの受光素子層の形成を分子線エピタキシー法（ＭＢＥ）で行うことである。
ＳｉｘＧｅ１−ｘ／Ｓｉの成長の条件として、成長表面の平坦性が確保できる臨海膜厚以内で行っている。本実施例ではＧｅの濃度を８％とし、Ｓｉ０．９２Ｇｅ０．０８の総膜厚を２００ｎｍにすることなどにより転位の導入を抑制している。
結晶成長は実施例１におけるＣＶＤ成長Ｓｉ表面上に、成長温度５００℃において真空度１×１０−６Ｔｏｒｒ程度の真空中で行っている。材料は固体Ｓｉ、Ｇｅを真空中で熱することで得られる分子線であり、それぞれの分子線量を温度により制御を行っている。ＭＢＥ成長前後の作製プロセスは実施例１と同様である。
【００２６】
図１０（ａ）にＭＢＥにより作製した本実施例の素子構造を示す。
図１０（ａ）に示した作製した素子の表面反射率を図１０（ｂ）に示す。
実施例１と同様にＲＧＢに対応する波長スペクトルの谷が見え光共振が起こっていることがわかる。実施例１との違いは、ＳｉとＳｉ０．９２Ｇｅ０．０８の屈折率差が小さいため光共振の効果が小さいことである。
【００２７】
この構造の利点は、超短パルスレーザによるａ−Ｓｉ層の形成が必要なく、ＭＢＥによる結晶成長により、多層反射鏡および共振器を高精度に作製できることである。
また、ＥＬＴＲＡＮ（Ｅｐｉｔａｘｉａｌ  Ｌａｙｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ）の技術を応用することで、ポーラスＳｉ／結晶Ｓｉによる界面構造を形成することが可能であり、これらにより多層膜反射鏡および共振器を形成することができる。
なお、ポーラスＳｉ／結晶Ｓｉによる界面構造の形成については、非特許文献１（ＩＥＩＣＥ ＴＲＡＮＳ．ＥＬＥＣＴＲＯＮ．，Ｖｏｌ．Ｅ８０−Ｃ，  Ｎｏ．３ １９９７ ｐｐ３７８−３８８）に紹介されている。
【００２８】
［実施例５］
実施例５として、図１１（ａ）を用いて、青色用の受光素子部、緑色用の第１光共振器、赤色用の第２光共振器を備えた構成例について説明する。
【００２９】
図１１（ａ）に緑色用、赤色用が共振型受光素子、青色が受光素子となる積層光共振型受光素子の構造を示す。
図１１（ａ）において、５００は受光素子、５０１は青色用の受光素子、５０２は緑色用の第１光共振器、５０３は赤色用の第３光共振器、５２１、５２２は下部多層膜反射鏡、５２３は上部多層膜反射鏡である。
図１１（ａ）における素子の構造作製の方法は実施例１と同様となる。
本実施例の構造は赤色、緑色における光増感はそのままに、青色は従来構造としている。
実施例２と同様に多層反射膜の中心波長の条件は、直下の共振器と同様の波長に調整されている。
多層反射膜の枚数は緑色共振器が上下１ペア、赤色共振器が上下１ペアとなっており、青色用の光電変換部となる最上部のｐｎ接合には多層反射鏡は形成されていない。
【００３０】
この構造におけるデバイス表面からの反射率を図１１（ｂ）に示す。
赤色、緑色の共振器、多層膜の膜厚は実施例１、実施例２と同様である。デバイス深さ方向に対するｐｎ接合の先端位置も実施例１、実施例２と同様に各共振器の中心位置となる。
この構造の利点は、光吸収係数の大きな青色の多層反射鏡を無くすことで、感度の低下を最小限としてａ−Ｓｉの総数を実施例の中で最も少なくでき、なおかつ緑色、赤色において光共振による感度の増加が得られている点にある。
【符号の説明】
【００３１】
１００：受光素子
１０１：第１光共振器
１０２：第２光共振器
１０３：第３光共振器
１１１：第１層目のｎ型層
１１２：第２層目のｐ型層
１１３：第３層目のｎ型層
１２１、１２２：下部多層膜反射鏡
１２３、１２４：上部多層膜反射鏡
【図１】
2011142272.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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