(57)【要約】【課題】分光特性を向上させることが可能な光電変換素子およびこれを備えた固体撮像装置を提供する。【解決手段】本開示の一実施形態の光電変換素子は、一の電極および他の電極を有する第１の電極と、第１の電極と対向配置された第２の電極と、第１の電極と第２の電極との間に配置されると共に、一の電極とは電気的に接続され、他の電極との間に絶縁層が設けられている有機光電変換層とを有する有機光電変換部と、有機光電変換部に対して、第１の電極を間に配置された無機光電変換部と、有機光電変換部と無機光電変換部との間に設けられた光学フィルタとを備える。【選択図】図１
2019114576.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一の電極および他の電極を有する第１の電極と、前記第１の電極と対向配置された第２の電極と、前記第１の電極と前記第２の電極との間に配置されると共に、前記一の電極とは電気的に接続され、前記他の電極との間に絶縁層が設けられている有機光電変換層とを有する有機光電変換部と、
前記有機光電変換部に対して、前記第１の電極を間に配置された無機光電変換部と、
前記有機光電変換部と前記無機光電変換部との間に設けられた光学フィルタと
を備えた光電変換素子。
【請求項２】
前記光学フィルタは、前記他の電極と前記無機光電変換部との間に設けられている、請求項１に記載の光電変換素子。
【請求項３】
有機光電変換部および前記無機光電変換部は互いに異なる波長帯域の光を吸収し、
前記光学フィルタは、前記無機光電変換部において吸収される波長帯域の光を選択的に透過する、請求項１に記載の光電変換素子。
【請求項４】
前記無機光電変換部は、半導体基板内に設けられ、複数の光電変換部が前記半導体基板の平面方向に配置されている、請求項１に記載の光電変換素子。
【請求項５】
前記光学フィルタは、第１の波長帯域の光を選択的に透過する第１の光学フィルタと、第２の波長帯域の光を選択的に透過する第２の光学フィルタとを有し、
前記第１の電極と前記複数の光電変換部との間には、それぞれ、前記第１の光学フィルタまたは前記第２の光学フィルタが配置されている、請求項４に記載の光電変換素子。
【請求項６】
前記第１の光学フィルタおよび前記第２の光学フィルタは、市松状あるいは縞状に配置されている、請求項５に記載の光電変換素子。
【請求項７】
前記光学フィルタは、さらに、第３の波長帯域の光を選択的に透過する第３の光学フィルタを有し、
前記第１の光学フィルタ、前記第２の光学フィルタおよび前記第３の光学フィルタはベイヤ状に配置されている、請求項５に記載の光電変換素子。
【請求項８】
前記光学フィルタは、さらに、第４の波長帯域の光を選択的に透過する第４の光学フィルタを有する、請求項７に記載の光電変換素子。
【請求項９】
前記第１の光学フィルタ、前記第２の光学フィルタ、前記第３の光学フィルタおよび前記第４の光学フィルタは互いに異なり、
前記第１の光学フィルタ、前記第２の光学フィルタ、前記第３の光学フィルタおよび前記第４の光学フィルタは、赤色領域、緑色領域、青色領域または可視領域のいずれかの光を選択的に透過する、請求項８に記載の光電変換素子。
【請求項１０】
前記第１の光学フィルタ、前記第２の光学フィルタおよび前記第３の光学フィルタは、２×２配列において、２つの前記第１の光学フィルタが一の対角線上に配置され、前記第２の光学フィルタおよび前記第３の光学フィルタが他の対角線上に配置されている、請求項９に記載の光電変換素子。
【請求項１１】
前記第１の光学フィルタ、前記第２の光学フィルタおよび前記第３の光学フィルタは、２×２配列において、２つの前記第１の光学フィルタが一の列に隣接配置され、前記第２の光学フィルタおよび前記第３の光学フィルタが他の列に隣接配置されている、請求項９に記載の光電変換素子。
【請求項１２】
前記光学フィルタは、隣り合う互いに異なる波長帯域の光を選択的に透過させる前記光学フィルタの間の少なくとも一部に遮光部が設けられている、請求項１に記載の光電変換素子。
【請求項１３】
前記遮光部は、前記一の電極と電気的に接続され、前記無機光電変換部を有する半導体基板を貫通する貫通電極によって構成されている、請求項１２に記載の光電変換素子。
【請求項１４】
前記遮光部は、前記他の電極と電気的に接続された駆動用配線によって構成されている、請求項１２に記載の光電変換素子。
【請求項１５】
前記光学フィルタは有機顔料を含む、請求項１に記載の光電変換素子。
【請求項１６】
前記光学フィルタは複数の開孔によって形成されている、請求項１に記載の光電変換素子。
【請求項１７】
前記光学フィルタは金属ナノ粒子を含む、請求項１に記載の光電変換素子。
【請求項１８】
前記光学フィルタは多層干渉膜によって構成されている、請求項１に記載の光電変換素子。
【請求項１９】
１または複数の光電変換素子がそれぞれ設けられている複数の画素を備え、
前記光電変換素子は、
一の電極および他の電極を有する第１の電極と、前記第１の電極と対向配置された第２の電極と、前記第１の電極と前記第２の電極との間に配置されると共に、前記一の電極とは電気的に接続され、前記他の電極との間に絶縁層が設けられている有機光電変換層とを有する有機光電変換部と、
前記有機光電変換部に対して、前記第１の電極を間に配置された無機光電変換部と、
前記有機光電変換部と前記無機光電変換部との間に設けられた光学フィルタと
を有する固体撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、例えば有機半導体材料を用いた光電変換素子およびこれを備えた固体撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサ、あるいはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサ等の固体撮像装置の開発が進められている。一般的な固体撮像装置では、色分離を行う場合、並列配置された光電変換部上に赤，緑，青の原色フィルタを２次元配列してなる光学フィルタ（カラーフィルタ）を配置することで必要な光情報のみが各光電変換部に照射される構造となっている。
【０００３】
これに対して、赤色、緑色および青色の波長帯域の光をそれぞれ光電変換する光電変換部が積層された固体撮像装置が開発されている。そのような固体撮像装置では、赤色および青色の波長帯域の光は、それぞれ半導体基板（Ｓｉ基板）内に形成される光電変換部（フォトダイオードＰＤ１，ＰＤ２）で光電変換され、緑色の波長帯域の光は、半導体基板の裏面側に形成された有機光電変換膜で光電変換される。例えば、特許文献１では、光電変換層（有機光電変換膜）を間に対向配置された第１電極および第２電極のうち、第１電極側に、第１位電極と離間して配置され、且つ、絶縁層を介して光電変換層と対向配置される電荷蓄積用電極が設けられた固体撮像装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−１５７８１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記のように半導体基板（Ｓｉ基板）内に設けられた無機光電変換部と、半導体基板の裏面側に形成された有機光電変換膜とが積層された固体撮像装置では、光成分を混色なく検出可能な分光特性の向上が求められている。
【０００６】
分光特性を向上させることが可能な光電変換素子およびこれを備えた固体撮像装置を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一実施形態の光電変換素子は、一の電極および他の電極を有する第１の電極と、第１の電極と対向配置された第２の電極と、第１の電極と第２の電極との間に配置されると共に、一の電極とは電気的に接続され、他の電極との間に絶縁層が設けられている有機光電変換層とを有する有機光電変換部と、有機光電変換部に対して、第１の電極を間に配置された無機光電変換部と、有機光電変換部と無機光電変換部との間に設けられた光学フィルタとを備えたものである。
【０００８】
本開示の一実施形態の固体撮像装置は、複数の画素毎に、１または複数の上記本開示の一実施形態の光電変換素子を備えたものである。
【０００９】
本開示の一実施形態の光電変換素子および一実施形態の固体撮像装置では、一対の電極（第１の電極および第２の電極）の間に有機光電変換層を有する有機光電変換部に対して、第１の電極を間に配置された無機光電変換部と第１の電極との間に光学フィルタを設けるようにした。これにより、有機光電変換部を透過した波長のうち、不要な波長成分を除去することが可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
本開示の一実施形態の光電変換素子および一実施形態の固体撮像装置によれば、有機光電変換層を間に対向配置された一対の電極のうちの一方（第１の電極）が複数の電極から構成されている有機光電変換部と無機光電変換部との間に光学フィルタを設けるようにしたので、有機光電変換部を透過した波長のうち、不要な波長成分が除去される。よって、分光特性を向上させることが可能となる。
【００１１】
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、本開示中に記載されたいずれの効果であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本開示の実施の形態に係る光電変換素子の概略構成の一例を表す断面図である。
【図２】図１に示した光電変換素子の等価回路図である。
【図３】図１に示した光電変換素子の下部電極および制御部を構成するトランジスタの配置を表わす模式図である。
【図４】２行２列状に配置された画素Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４における光電変換素子の要部の位置関係を表す模式図である。
【図５Ａ】図４に示した１画素ユニット内における光学フィルタの配置の一例である。
【図５Ｂ】図５Ａに示した画素ユニットを４つ組み合わせた際の光学フィルタの配置の一例である。
【図６Ａ】図４に示した１画素ユニット内における光学フィルタの配置の一例である。
【図６Ｂ】図６Ａに示した画素ユニットを４つ組み合わせた際の光学フィルタの配置の一例である。
【図７】図１に示した光電変換素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図８】図７に続く工程を表す断面図である。
【図９】図１に示した光電変換素子の一動作例を表すタイミング図である。
【図１０Ａ】本開示の変形例１における光学フィルタの配置の一例である。
【図１０Ｂ】本開示の変形例１における光学フィルタの配置の他の例である。
【図１１】本開示の変形例２における、４つの光電変換素子が２行２列状に配置された画素ユニットを４つ組み合わせた際の要部の位置関係を表す模式図である。
【図１２Ａ】本開示の変形例２における光学フィルタの配置の一例である。
【図１２Ｂ】本開示の変形例２における光学フィルタの配置の他の例である。
【図１３】本開示の変形例３における光電変換素子の要部の積層構成を表す模式図である。
【図１４Ａ】図１３に示した光電変換素子における各部の位置関係を表す平面模式図である。
【図１４Ｂ】図１４Ａに示したＩ−Ｉ線における断面模式図である。
【図１４Ｃ】図１４Ａに示したＩＩ−ＩＩ線における断面模式図である。
【図１５Ａ】図１３に示した光電変換素子における各部の位置関係を表す平面模式図である。
【図１５Ｂ】図１５Ａに示したＩ−Ｉ線における断面模式図である。
【図１５Ｃ】図１５Ａに示したＩＩ−ＩＩ線における断面模式図である。
【図１６Ａ】図１３に示した光電変換素子における各部の位置関係を表す平面模式図である。
【図１６Ｂ】図１６Ａに示したＩ−Ｉ線における断面模式図である。
【図１６Ｃ】図１６Ａに示したＩＩ−ＩＩ線における断面模式図である。
【図１７Ａ】図１３に示した光電変換素子における各部の位置関係を表す平面模式図である。
【図１７Ｂ】図１７Ａに示したＩ−Ｉ線における断面模式図である。
【図１７Ｃ】図１７Ａに示したＩＩ−ＩＩ線における断面模式図である。
【図１８Ａ】図１３に示した光電変換素子における各部の位置関係を表す平面模式図である。
【図１８Ｂ】図１８Ａに示したＩ−Ｉ線における断面模式図である。
【図１８Ｃ】図１８Ａに示したＩＩ−ＩＩ線における断面模式図である。
【図１９Ａ】図１３に示した光電変換素子における各部の位置関係を表す平面模式図である。
【図１９Ｂ】図１９Ａに示したＩ−Ｉ線における断面模式図である。
【図１９Ｃ】図１９Ａに示したＩＩ−ＩＩ線における断面模式図である。
【図２０Ａ】図１３に示した光電変換素子における各部の位置関係を表す平面模式図である。
【図２０Ｂ】図２０Ａに示したＩ−Ｉ線における断面模式図である。
【図２０Ｃ】図２０Ａに示したＩＩ−ＩＩ線における断面模式図である。
【図２１Ａ】図１３に示した光電変換素子における各部の位置関係を表す平面模式図である。
【図２１Ｂ】図２１Ａに示したＩ−Ｉ線における断面模式図である。
【図２１Ｃ】図２１Ａに示したＩＩ−ＩＩ線における断面模式図である。
【図２２Ａ】図１３に示した光電変換素子における各部の位置関係を表す平面模式図である。
【図２２Ｂ】図２２Ａに示したＩ−Ｉ線における断面模式図である。
【図２２Ｃ】図２２Ａに示したＩＩ−ＩＩ線における断面模式図である。
【図２３Ａ】図１３に示した光電変換素子における各部の位置関係を表す平面模式図である。
【図２３Ｂ】図２３Ａに示したＩ−Ｉ線における断面模式図である。
【図２３Ｃ】図２３Ａに示したＩＩ−ＩＩ線における断面模式図である。
【図２４Ａ】図１３に示した光電変換素子における各部の位置関係を表す平面模式図である。
【図２４Ｂ】図２４Ａに示したＩ−Ｉ線における断面模式図である。
【図２４Ｃ】図２４Ａに示したＩＩ−ＩＩ線における断面模式図である。
【図２５Ａ】図１３に示した光電変換素子における各部の位置関係を表す平面模式図である。
【図２５Ｂ】図２５Ａに示したＩ−Ｉ線における断面模式図である。
【図２５Ｃ】図２５Ａに示したＩＩ−ＩＩ線における断面模式図である。
【図２６】図１等に示した光電変換素子を画素として用いた固体撮像装置の構成を表すブロック図である。
【図２７】図２６に示した固体撮像装置を用いた電子機器（カメラ）の一例を表す機能ブロック図である。
【図２８】体内情報取得システムの概略的な構成の一例を示すブロック図である。
【図２９】本技術が適用され得る内視鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。
【図３０】図２９に示したカメラヘッド及びＣＣＵの機能構成の一例を示すブロック図である。
【図３１】車両制御システムの概略的な構成例を示すブロック図である。
【図３２】撮像部の設置位置の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本開示における実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下の説明は本開示の一具体例であって、本開示は以下の態様に限定されるものではない。また、本開示は、各図に示す各構成要素の配置や寸法、寸法比等についても、それらに限定されるものではない。なお、説明する順序は、下記の通りである。
１．第１の実施の形態（有機光電変換部と無機光電変換部との間に光学フィルタを配置した例）
１−１．光電変換素子の構成
１−２．光電変換素子の製造方法
１−３．作用・効果
２．変形例
２−１．変形例１（可視光を透過する光学フィルタを追加した例）
２−２．変形例２（有機光電変換部においてＩＲを吸収する光電変換素子の例）
２−３．変形例３（貫通電極に遮光性を追加した光電変換素子の例）
３．適用例
【００１４】
＜１．実施の形態＞
図１は、本開示の一実施の形態の光電変換素子（光電変換素子１０）の断面構成を表したものである。図２は、図１に示した光電変換素子１０の等価回路図である。図３は、図１に示した光電変換素子１０の下部電極２１および制御部を構成するトランジスタの配置を模式的に表したものである。光電変換素子１０は、例えば、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ等の電子機器に用いられるＣＭＯＳイメージセンサ等の固体撮像装置（固体撮像装置１；図２６参照）において１つの画素（単位画素Ｐ）を構成するものである。
【００１５】
（１−１．光電変換素子の構成）
図１は、２つの光電変換素子１０が並列配置され、それぞれが、画素Ｐ（画素Ｐ１，Ｐ２）を構成している例を示している。光電変換素子１０は、例えば、有機光電変換部２０と、無機光電変換部３２とが縦方向に積層された、いわゆる縦方向分光型のものである。有機光電変換部２０は、半導体基板３０の第１面（裏面）３０Ａ側に設けられている。無機光電変換部３２は、半導体基板３０内に埋め込み形成されており、半導体基板３０内において、例えば、２種類の無機光電変換部３２Ｂ，３２Ｒが平面方向に配置されている。有機光電変換部２０は、対向配置された下部電極２１（第１電極）と上部電極２３（第２電極）との間に、有機材料を用いて形成された有機光電変換層２２を有する。この有機光電変換層２２は、ｐ型半導体およびｎ型半導体を含んで構成され、層内にバルクヘテロ接合構造を有する。バルクヘテロ接合構造は、ｐ型半導体およびｎ型半導体が混ざり合うことで形成されたｐ／ｎ接合面である。
【００１６】
本実施の形態の光電変換素子１０は、有機光電変換部２０を構成する電極のうち、有機光電変換層２２に対して光入射側Ｓ１とは反対側に配置された下部電極２１が、複数の電極（読み出し電極２１Ａおよび蓄積電極２１Ｂから構成されている。更に、本実施の形態では、有機光電変換部２０と無機光電変換部３２との間に、光学フィルタ５１が設けられた構成を有する。より具体的には、無機光電変換部３２Ｒ，３２Ｂは、各画素Ｐ内において、下部電極２１のうち蓄積電極２１Ｂに対向する位置にそれぞれ設けられており、この蓄積電極２１Ｂと無機光電変換部３２Ｂとの間および蓄積電極２１Ｂと無機光電変換部３２Ｒとの間に、それぞれ光学フィルタ５１Ｂ，５１Ｒが設けられた構成を有する。
【００１７】
有機光電変換部２０と、無機光電変換部３２Ｂ，３２Ｒとは、互いに異なる波長帯域の光を選択的に検出して光電変換を行うものである。具体的には、有機光電変換部２０では、緑（Ｇ）の色信号を取得する。無機光電変換部３２Ｂ，３２Ｒでは、それぞれ、青（Ｂ）および赤（Ｒ）の色信号を取得する。
【００１８】
なお、本実施の形態では、光電変換によって生じる電子および正孔の対（電子−正孔対）のうち、電子を信号電荷として読み出す場合（ｎ型半導体領域を光電変換層とする場合）について説明する。また、図中において、「ｐ」「ｎ」に付した「＋（プラス）」は、ｐ型またはｎ型の不純物濃度が高いことを表し、「＋＋」はｐ型またはｎ型の不純物濃度が「＋」よりも更に高いことを表している。また、画素Ｐ１および画素Ｐ２に設けられている光電変換素子は、それぞれ、無機光電変換部３２Ｂおよび無機光電変換部３２Ｒにおいて互いに異なる波長帯域の光を選択的に検出する以外は、互いに同様の構成を有する。
【００１９】
半導体基板３０の第２面（表面）３０Ｂには、例えば、フローティングディフュージョン（浮遊拡散層）ＦＤ１（半導体基板３０内の領域３６Ｂ），ＦＤ３（半導体基板３０内の領域３８Ｃ）と、転送トランジスタＴｒ３と、アンプトランジスタ（変調素子）ＡＭＰと、リセットトランジスタＲＳＴと、選択トランジスタＳＥＬと、多層配線４０とが、それぞれ画素Ｐ１および画素Ｐ２毎に設けられている。多層配線４０は、例えば、配線層４１，４２，４３が絶縁層４４内に積層された構成を有している。
【００２０】
なお、図面では、半導体基板３０の第１面３０Ａ側を光入射側Ｓ１、第２面３０Ｂ側を配線層側Ｓ２と表している。
【００２１】
有機光電変換部２０は、例えば、下部電極２１、有機光電変換層２２および上部電極２３が、半導体基板３０の第１面３０Ａの側からこの順に積層された構成を有している。また、下部電極２１と有機光電変換層２２との間には、絶縁層２７が設けられている。下部電極２１は、例えば、画素Ｐ１，Ｐ２ごとに分離形成されると共に、詳細は後述するが、層間絶縁層２６を間に互いに分離された読み出し電極２１Ａおよび蓄積電極２１Ｂとから構成されている。下部電極２１のうち、読み出し電極２１Ａは、絶縁層２７に設けられた開孔２７Ｈを介して有機光電変換層２２と電気的に接続されている。有機光電変換層２２および上部電極２３は、図１では、複数の光電変換素子１０に共通した連続層として設けられた例を示したが、例えば、光電変換素子１０ごとに分離形成されていてもよい。例えば、半導体基板３０の第１面３０Ａと下部電極２１との間には、例えば、固定電荷を有する層（固定電荷層）２４と、絶縁性を有する誘電体層２５と、層間絶縁層２６とが設けられている。層間絶縁層２６内には、下部電極２１の蓄積電極２１Ｂと電気的に接続されている配線３９Ｂと、上記光学フィルタ５１（画素Ｐ１では光学フィルタ５１Ｂ、画素Ｐ２では光学フィルタ５１Ｒ）とが、画素Ｐ１，Ｐ２にそれぞれ設けられている。上部電極２３の上には、保護層２８が設けられている。保護層２８の上方には、平坦化層（図示せず）やオンチップレンズ５２等の光学部材が配設されている。
【００２２】
半導体基板３０の第１面３０Ａと第２面３０Ｂとの間には、貫通電極３４が設けられている。有機光電変換部２０は、この貫通電極３４を介して、アンプトランジスタＡＭＰのゲートＧａｍｐと、フローティングディフュージョンＦＤ１を兼ねるリセットトランジスタＲＳＴ（リセットトランジスタＴｒ１ｒｓｔ）の一方のソース／ドレイン領域３６Ｂに接続されている。これにより、光電変換素子１０では、半導体基板３０の第１面３０Ａ側の有機光電変換部２０で生じた電荷（ここでは、電子）を、貫通電極３４を介して半導体基板３０の第２面３０Ｂ側に良好に転送することが可能となっている。
【００２３】
貫通電極３４の下端は、配線層４１内の接続部４１Ａに接続されており、接続部４１Ａと、アンプトランジスタＡＭＰのゲートＧａｍｐとは、下部第１コンタクト４５を介して接続されている。接続部４１Ａと、フローティングディフュージョンＦＤ１（領域３６Ｂ）とは、例えば、下部第２コンタクト４６を介して接続されている。貫通電極３４の上端は、例えば、パッド部３９Ａおよび上部第１コンタクト２９Ａを介して読み出し電極２１Ａに接続されている。
【００２４】
貫通電極３４は、例えば、光電変換素子１０の各々に、有機光電変換部２０ごとに設けられている。貫通電極３４は、有機光電変換部２０とアンプトランジスタＡＭＰのゲートＧａｍｐおよびフローティングディフュージョンＦＤ１とのコネクタとしての機能を有すると共に、有機光電変換部２０において生じた電荷（ここでは、電子）の伝送経路となるものである。
【００２５】
フローティングディフュージョンＦＤ１（リセットトランジスタＲＳＴの一方のソース／ドレイン領域３６Ｂ）の隣にはリセットトランジスタＲＳＴのリセットゲートＧｒｓｔが配置されている。これにより、フローティングディフュージョンＦＤ１に蓄積された電荷を、リセットトランジスタＲＳＴによりリセットすることが可能となる。
【００２６】
光電変換素子１０では、上部電極２３側から有機光電変換部２０に入射した光は、有機光電変換層２２で吸収される。これによって生じた励起子は、有機光電変換層２２を構成する電子供与体と電子受容体との界面に移動し、励起子分離、即ち、電子と正孔とに解離する。ここで発生した電荷（電子および正孔）は、キャリアの濃度差による拡散や、陽極（ここでは、下部電極２１）と陰極（ここでは、上部電極２３）との仕事関数の差による内部電界によって、それぞれ異なる電極へ運ばれ、光電流として検出される。また、下部電極２１と上部電極２３との間に電位を印加することによって、電子および正孔の輸送方向を制御することができる。
【００２７】
以下、各部の構成や材料等について説明する。
【００２８】
有機光電変換部２０は、選択的な波長帯域（例えば、４５０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下）の一部または全部の波長帯域に対応する緑色光を吸収して、電子−正孔対を発生させる有機光電変換素子である。
【００２９】
下部電極２１は、上記のように、分離形成された読み出し電極２１Ａと蓄積電極２１Ｂとから構成されている。読み出し電極２１Ａは、有機光電変換層２２内で発生した電荷（ここでは、電子）をフローティングディフュージョンＦＤ１に転送するためのものであり、例えば、上部第１コンタクト２９Ａ、パッド部３９Ａ、貫通電極３４、接続部４１Ａおよび下部第２コンタクト４６を介してフローティングディフュージョンＦＤ１に接続されている。蓄積電極２１Ｂは、有機光電変換層２２内で発生した電荷のうち、信号電荷として電子を有機光電変換層２２内に蓄積するためのものである。蓄積電極２１Ｂは、半導体基板３０内に形成された無機光電変換部３２Ｂ，３２Ｒの受光面と正対して、例えば、受光面を覆う領域に、それぞれ設けられている。なお、蓄積電極２１Ｂは、読み出し電極２１Ａよりも大きいことが好ましく、これにより、多くの電荷を蓄積することができる。また、蓄積電極２１Ｂは、上記のように、無機光電変換部３２Ｂ，３２Ｒと正対していればよく、必ずしも無機光電変換部３２，３２Ｒと対向する受光面領域全体に形成されていなくてもよい。
【００３０】
下部電極２１は、光透過性を有する導電膜により構成され、例えば、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）により構成されている。但し、下部電極２１の構成材料としては、このＩＴＯの他にも、ドーパントを添加した酸化スズ（ＳｎＯ2）系材料、あるいはアルミニウム亜鉛酸化物（ＺｎＯ）にドーパントを添加してなる酸化亜鉛系材料を用いてもよい。酸化亜鉛系材料としては、例えば、ドーパントとしてアルミニウム（Ａｌ）を添加したアルミニウム亜鉛酸化物（ＡＺＯ）、ガリウム（Ｇａ）添加のガリウム亜鉛酸化物（ＧＺＯ）、インジウム（Ｉｎ）添加のインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）が挙げられる。また、この他にも、ＣｕＩ、ＩｎＳｂＯ4、ＺｎＭｇＯ、ＣｕＩｎＯ2、ＭｇＩＮ2Ｏ4、ＣｄＯ、ＺｎＳｎＯ3等を用いてもよい。
【００３１】
有機光電変換層２２は、光エネルギーを電気エネルギーに変換するものである。有機光電変換層２２は、例えば、それぞれｐ型半導体またはｎ型半導体として機能する有機半導体材料（ｐ型半導体材料またはｎ型半導体材料）を２種以上含んで構成されている。有機光電変換層２２は、層内に、このｐ型半導体材料とｎ型半導体材料との接合面（ｐ／ｎ接合面）を有する。ｐ型半導体は、相対的に電子供与体（ドナー）として機能するものであり、ｎ型半導体は、相対的に電子受容体（アクセプタ）として機能するものである。有機光電変換層２２は、光を吸収した際に生じる励起子が電子と正孔とに分離する場を提供するものであり、具体的には、電子供与体と電子受容体との界面（ｐ／ｎ接合面）において、励起子が電子と正孔とに分離する。
【００３２】
有機光電変換層２２は、ｐ型半導体材料およびｎ型半導体材料の他に、所定の波長帯域の光を光電変換する一方、他の波長帯域の光を透過させる有機半導体材料、いわゆる色素材料を含んで構成されていてもよい。有機光電変換層２２をｐ型半導体材料、ｎ型半導体材料および色素材料の３種類の有機半導体材料を用いて形成する場合には、ｐ型半導体材料およびｎ型半導体材料は、可視領域（例えば、４５０ｎｍ〜８００ｎｍ）において光透過性を有する材料であることが好ましい。有機光電変換層２２の厚みは、例えば、５０ｎｍ〜５００ｎｍである。
【００３３】
有機光電変換層２２を構成する有機半導体材料としては、例えば、キナクリドン、塩素化ホウ素サブフタロシアニン、ペンタセン、ベンゾチエノベンゾチオフェン、フラーレンおよびそれらの誘導体が挙げられる。有機光電変換層２２は、上記有機半導体材料を２種以上組み合わせて構成されている。上記有機半導体材料は、その組み合わせによってｐ型半導体またはｎ型半導体として機能する。
【００３４】
なお、有機光電変換層２２を構成する有機半導体材料は特に限定されない。上記した有機半導体材料以外には、例えば、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、テトラセン、ピレン、ペリレン、およびフルオランテンあるいはそれらの誘導体のうちのいずれか１種が好適に用いられる。あるいは、フェニレンビニレン、フルオレン、カルバゾール、インドール、ピレン、ピロール、ピコリン、チオフェン、アセチレン、ジアセチレン等の重合体やそれらの誘導体を用いてもよい。加えて、金属錯体色素、シアニン系色素、メロシアニン系色素、フェニルキサンテン系色素、トリフェニルメタン系色素、ロダシアニン系色素、キサンテン系色素、大環状アザアヌレン系色素、アズレン系色素、ナフトキノン、アントラキノン系色素、アントラセンおよびピレン等の縮合多環芳香族および芳香環あるいは複素環化合物が縮合した鎖状化合物、または、スクアリリウム基およびクロコニツクメチン基を結合鎖として持つキノリン、ベンゾチアゾール、ベンゾオキサゾール等の二つの含窒素複素環、または、スクアリリウム基およびクロコニツクメチン基により結合したシアニン系類似の色素等を好ましく用いることができる。なお、上記金属錯体色素としては、ジチオール金属錯体系色素、金属フタロシアニン色素、金属ポルフィリン色素、またはルテニウム錯体色素が好ましいが、これに限定されるものではない。
【００３５】
有機光電変換層２２と下部電極２１との間（具体的には、有機光電変換層２２と絶縁層２７との間）、および有機光電変換層２２と上部電極２３との間には、他の層が設けられていてもよい。具体的には、例えば、下部電極２１側から順に、下引き膜、正孔輸送層、電子ブロッキング膜 、有機光電変換層２２、正孔ブロッキング膜、バッファ膜、電子輸送層および仕事関数調整膜等が積層されていてもよい。
【００３６】
上部電極２３は、下部電極２１と同様に光透過性を有する導電膜により構成されている。光電変換素子１０を１画素Ｐとして用いた固体撮像装置１では、上部電極２３は画素Ｐ毎に分離されていてもよいし、各画素Ｐに共通の電極として形成されていてもよい。上部電極２３の厚みは、例えば、１０ｎｍ〜２００ｎｍである。
【００３７】
固定電荷層２４は、正の固定電荷を有する膜でもよいし、負の固定電荷を有する膜でもよい。負の固定電荷を有する膜の材料としては、酸化ハフニウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化タンタル、酸化チタン等が挙げられる。また上記以外の材料としては酸化ランタン、酸化プラセオジム、酸化セリウム、酸化ネオジム、酸化プロメチウム、酸化サマリウム、酸化ユウロピウム、酸化ガドリニウム、酸化テルビウム、酸化ジスプロシウム、酸化正孔ミウム、酸化ツリウム、酸化イッテルビウム、酸化ルテチウム、酸化イットリウム、窒化アルミニウム膜、酸窒化ハフニウム膜または酸窒化アルミニウム膜等を用いてもよい。
【００３８】
固定電荷層２４は、２種類以上の膜を積層した構成を有していてもよい。それにより、例えば負の固定電荷を有する膜の場合には正孔蓄積層としての機能をさらに高めることが可能である。
【００３９】
誘電体層２５の材料は特に限定されないが、例えば、シリコン酸化膜、ＴＥＯＳ、シリコン窒化膜、シリコン酸窒化膜等によって形成されている。
【００４０】
層間絶縁層２６は、例えば、酸化シリコン、窒化シリコンおよび酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）等のうちの１種よりなる単層膜か、あるいはこれらのうちの２種以上よりなる積層膜により構成されている。層間絶縁層２６内には、下部電極２１の読み出し電極２１Ａと貫通電極３４とを接続するパッド部３９Ａと共に、配線３９Ｂが設けられている。この配線３９Ｂは、蓄積電極２１Ｂに電圧を印加する駆動用配線であり、蓄積電極２１Ｂとそれぞれ電気的に接続されている。更に、蓄積電極２１Ｂよりも下層（半導体基板３０側）の無機光電変換部３２Ｂ，３２Ｒと対向する位置に、それぞれ、光学フィルタ５１Ｂ，５１Ｒが設けられている。
【００４１】
光学フィルタ５１Ｂ，５１Ｒは、それぞれ所定の波長帯域の光を選択的に透過するものである。具体的には、光学フィルタ５１Ｂは、例えば４５０ｎｍ〜４９５ｎｍの波長（青色光；第１の波長帯域）を選択的に透過するものである。光学フィルタ５１Ｒは、例えば６２０ｎｍ〜７５０ｎｍｎｍ以下の波長（赤色光；第２の波長帯域）を選択的に透過するものである。図４は、光電変換素子１０の各部（有機光電変換層２２と、光学フィルタ５１と無機光電変換部３２Ｂ，３２Ｒ）の位置関係を模式的に表したものである。図４は、画素Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４における光電変換素子の要部の位置関係を模式的に表したものである。画素Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４はＸＹ平面方向に２行２列状に配置されて１つの画素ユニットＰｕを構成している。このように、画素Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４が２行２列状に配置された場合、光学フィルタ５１Ｂ，５１Ｒは、例えば、図５Ａに示したように、互いに対角線上に配置することができる。図５Ｂは、図４に示した画素ユニットＰｕを４つ配置したものであり、光学フィルタ５１Ｂ，５１Ｒは市松状、即ち、隣接する位置に互いに異なる光学フィルタ５１Ｂ，５１Ｒが配置されるようになっている。光学フィルタ５１Ｂ，５１Ｒの配置はこれに限らず、例えば図６Ａに示したように、例えばＺ軸方向に同じ光学フィルタを配置するようにしてもよい。図６Ａに示した画素ユニットＰｕを４つ配置した場合、図６Ｂに示したように、光学フィルタ５１Ｂ，５１Ｒは縞状に配置される。
【００４２】
光学フィルタ５１（５１Ｂ，５１Ｒ）は、上記のように、所定の波長帯域の光を選択的に透過するものであればどのようなものでもよいが、一例として、有機顔料分散型、ナノホール型、金属イオン注入型、量子ドット型および多層干渉型の光学フィルタが挙げられる。
【００４３】
有機顔料分散型の光学フィルタは、一般的なカラーフィルタである。
【００４４】
ナノホール型の光学フィルタは、例えば、金属薄膜に複数の開孔が周期的に配列されたものであり、開孔間の距離を制御して周期的に配置することで、所定の波長の光のみが金属薄膜を透過するようになる。例えば、直径１５０ｎｍの開孔を、ピッチ２６０ｎｍで周期的に配置することで、波長４５０ｎｍ〜４９５ｎｍの青色光を透過する光学フィルタ５１Ｂが構成される。例えば、直径１５０ｎｍの開孔を、ピッチ４２０ｎｍで周期的に配置することで、波長６２０ｎｍ〜７５０ｎｍの赤色光を透過する光学フィルタ５１Ｒが構成される。
【００４５】
金属イオン注入型の光学フィルタは、金属ナノ粒子を含むものであり、例えば、酸化シリコン膜等の無機材料膜に、イオン注入によって金属イオンを注入することで形成することができる。
【００４６】
量子ドット型の光学フィルタは、層内に量子ドットが分散されたものである。量子ドットは、量子ドットを埋め込む層（光学フィルタの母材）よりも屈折率が高く、径が揃ったものを用いることが好ましい。これにより、所定の波長範囲の光を選択的に透過する光学特性が付与される。
【００４７】
多層干渉型の光学フィルタは、屈折率の異なる２種以上の膜を交互に積層してなる多層膜（多層干渉膜）によって構成されたものである。屈折率の異なる膜としては、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ2）膜と窒化シリコン（ＳｉＮ）膜、酸化シリコン（ＳｉＯ2）膜と酸化チタン（ＴｉＯ2）膜等の組み合わせが挙げられる。
【００４８】
絶縁層２７は、蓄積電極２１Ｂと有機光電変換層２２とを電気的に分離するためのものである。絶縁層２７は、下部電極２１を覆うように、例えば、層間絶縁層２６上に設けられている。また、絶縁層２７には、下部電極２１のうち、読み出し電極２１Ａ上に開孔２７Ｈが設けられており、この開孔２７Ｈを介して、読み出し電極２１Ａと有機光電変換層２２とが電気的に接続されている。絶縁層２７は、例えば、層間絶縁層２６と同様の材料を用いて形成することができ、例えば、酸化シリコン、窒化シリコンおよび酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）等のうちの１種よりなる単層膜か、あるいはこれらのうちの２種以上よりなる積層膜により構成されている。絶縁層２７の厚みは、例えば、２０ｎｍ〜５００ｎｍである。
【００４９】
保護層２８は、光透過性を有する材料により構成され、例えば、酸化シリコン、窒化シリコンおよび酸窒化シリコン等のうちのいずれかよりなる単層膜、あるいはそれらのうちの２種以上よりなる積層膜により構成されている。この保護層２８の厚みは、例えば、１００ｎｍ〜３００００ｎｍである。
【００５０】
なお、保護層２８内には、例えば、読み出し電極２１Ａ上に遮光膜を設けるようにしてもよい。その場合、遮光膜は少なくとも蓄積電極２１Ｂにはかからず、少なくとも有機光電変換層２２と直接接している読み出し電極２１Ａの領域を覆うように設けることが好ましい。
【００５１】
半導体基板３０は、例えば、ｎ型のシリコン（Ｓｉ）基板により構成され、所定領域にｐウェル３１を有している。ｐウェル３１の第２面３０Ｂには、転送トランジスタＴｒ３，Ｔｒ４と、アンプトランジスタＡＭＰと、リセットトランジスタＲＳＴと、選択トランジスタＳＥＬ等が設けられている。また、半導体基板３０の周辺部には、ロジック回路等からなる周辺回路（図示せず）が設けられている。
【００５２】
リセットトランジスタＲＳＴ１（リセットトランジスタＴｒ１ｒｓｔ）は、有機光電変換部２０からフローティングディフュージョンＦＤ１に転送された電荷をリセットするものであり、例えばＭＯＳトランジスタにより構成されている。具体的には、リセットトランジスタＴｒ１ｒｓｔは、リセットゲートＧｒｓｔ１と、チャネル形成領域３６Ａと、ソース／ドレイン領域３６Ｂ，３６Ｃとから構成されている。リセットゲートＧｒｓｔ１は、リセット線ＲＳＴ１に接続され、リセットトランジスタＴｒ１ｒｓｔの一方のソース／ドレイン領域３６Ｂは、フローティングディフュージョンＦＤ１を兼ねている。リセットトランジスタＴｒ１ｒｓｔを構成する他方のソース／ドレイン領域３６Ｃは、電源ＶＤＤに接続されている。
【００５３】
アンプトランジスタＡＭＰ１は、有機光電変換部２０で生じた電荷量を電圧に変調する変調素子であり、例えばＭＯＳトランジスタにより構成されている。具体的には、アンプトランジスタＡＭＰは、ゲートＧａｍｐと、チャネル形成領域３５Ａと、ソース／ドレイン領域３５Ｂ，３５Ｃとから構成されている。ゲートＧａｍｐ１は、下部第１コンタクト４５、接続部４１Ａ、下部第２コンタクト４６および貫通電極３４等を介して、読み出し電極２１ＡおよびリセットトランジスタＴｒ１ｒｓｔの一方のソース／ドレイン領域３６Ｂ（フローティングディフュージョンＦＤ１）に接続されている。また、一方のソース／ドレイン領域３５Ｂは、例えば、リセットトランジスタＴｒ１ｒｓｔを構成する他方のソース／ドレイン領域３６Ｃと領域を共有しており、電源ＶＤＤに接続されている。
【００５４】
選択トランジスタＳＥＬ１（選択トランジスタＴＲ１ｓｅｌ）は、ゲートＧｓｅｌ１と、チャネル形成領域３４Ａと、ソース／ドレイン領域３４Ｂ，３４Ｃとから構成されている。ゲートＧｓｅｌ１は、選択線ＳＥＬ１に接続されている。また、一方のソース／ドレイン領域３４Ｂは、アンプトランジスタＡＭＰを構成する他方のソース／ドレイン領域３５Ｃと、領域を共有しており、他方のソース／ドレイン領域３４Ｃは、信号線（データ出力線）
ＶＳＬ１に接続されている。
【００５５】
リセットトランジスタＲＳＴ２（リセットトランジスタＴｒ２ｒｓｔ）は、有機光電変換部２０からフローティングディフュージョンＦＤ２転送された電荷をリセットするものであり、例えばＭＯＳトランジスタにより構成されている。具体的には、リセットトランジスタＴｒ２ｒｓｔは、リセットゲートＧｒｓｔ２と、チャネル形成領域３６Ａと、ソース／ドレイン領域３６Ｂ，３６Ｃとから構成されている。リセットゲートＧｒｓｔは、リセット線ＲＳＴ２に接続され、リセットトランジスタＴｒ２ｒｓｔの一方のソース／ドレイン領域３６Ｂは、フローティングディフュージョンＦＤ２を兼ねている。リセットトランジスタＴｒ２ｒｓｔを構成する他方のソース／ドレイン領域３６Ｃは、電源ＶＤＤに接続されている。
【００５６】
アンプトランジスタＡＭＰ２は、有機光電変換部２０で生じた電荷量を電圧に変調する変調素子であり、例えばＭＯＳトランジスタにより構成されている。具体的には、アンプトランジスタＡＭＰ２は、ゲートＧａｍｐ２と、チャネル形成領域３５Ａと、ソース／ドレイン領域３５Ｂ，３５Ｃとから構成されている。ゲートＧａｍｐ２は、下部第１コンタクト４５、接続部４１Ａ、下部第２コンタクト４６および貫通電極３４等を介して、読み出し電極２１ＡおよびリセットトランジスタＴｒ２ｒｓｔの一方のソース／ドレイン領域３６Ｂ（フローティングディフュージョンＦＤ２）に接続されている。また、一方のソース／ドレイン領域３５Ｂは、例えば、リセットトランジスタＴｒ２ｒｓｔを構成する他方のソース／ドレイン領域３６Ｃと領域を共有しており、電源ＶＤＤに接続されている。
【００５７】
選択トランジスタＳＥＬ２（選択トランジスタＴＲ２ｓｅｌ）は、ゲートＧｓｅｌ２と、チャネル形成領域３４Ａと、ソース／ドレイン領域３４Ｂ，３４Ｃとから構成されている。ゲートＧｓｅｌ２は、選択線ＳＥＬ２に接続されている。また、一方のソース／ドレイン領域３４Ｂは、アンプトランジスタＡＭＰ２を構成する他方のソース／ドレイン領域３５Ｃと、領域を共有しており、他方のソース／ドレイン領域３４Ｃは、信号線（データ出力線）ＶＳＬ２に接続されている。
【００５８】
無機光電変換部３２Ｂ，３２Ｒは、それぞれ、半導体基板３０の所定領域にｐｎ接合を有する。無機光電変換部３２Ｂは、光学フィルタ５１Ｂによって選択的に透過された青色光を検出して青色に対応する信号電荷として蓄積するものである。無機光電変換部３２Ｒは、光学フィルタ５１Ｒによって選択的に透過された赤色光を検出して赤色に対応する信号電荷を蓄積させるものである。なお、青（Ｂ）は、例えば４５０ｎｍ〜４９５ｎｍの波長帯域、赤（Ｒ）は、例えば６２０ｎｍ〜７５０ｎｍの波長帯域にそれぞれ対応する色である。無機光電変換部３２Ｂ，３２Ｒはそれぞれ、各波長帯域のうちの一部または全部の波長帯域の光を検出可能となっていればよい。無機光電変換部３２Ｂおよび無機光電変換部３２Ｒは、それぞれ、例えば、正孔蓄積層となるｐ＋領域と、電子蓄積層となるｎ領域とを含んで構成されている。また、２種類の無機光電変換部３２Ｂ，３２Ｒは、図１では、半導体基板３０内の膜厚方向（Ｙ軸方向）において互いに同じ高さに形成され、並列に配置されている例を示したがこれに限らない。例えば、半導体基板３０内において、空間的に異なる位置（膜厚方向において異なる高さ）に設けられていてもよい。
【００５９】
転送トランジスタＴｒ３（転送トランジスタＴＲ３ｔｒｓ）は、無機光電変換部３２Ｂにおいて発生し、蓄積された、青色に対応する信号電荷（ここでは、電子）を、フローティングディフュージョンＦＤ３に転送するためのものである。また、転送トランジスタＴＲ３ｔｒｓは、転送ゲート線ＴＧ３に接続されている。更に、転送トランジスタＴＲ３ｔｒｓのゲートＧｔｒｓ３の近傍の領域３７Ｃには、フローティングディフュージョンＦＤ３が設けられている。無機光電変換部３２Ｂに蓄積された電荷は、ゲートＧｔｒｓ３に沿って形成される転送チャネルを介してフローティングディフュージョンＦＤ３に読み出される。
【００６０】
転送トランジスタＴｒ４（転送トランジスタＴＲ４ｔｒｓ）は、無機光電変換部３２Ｒにおいて発生し、蓄積された赤色に対応する信号電荷（ここでは、電子）を、フローティングディフュージョンＦＤ４に転送するものであり、例えばＭＯＳトランジスタにより構成されている。また、転送トランジスタＴＲ４ｔｒｓは、転送ゲート線ＴＧ４に接続されている。更に、転送トランジスタＴＲ４ｔｒｓのゲートＧｔｒｓ４の近傍の領域３８Ｃには、フローティングディフュージョンＦＤ４が設けられている。無機光電変換部３２Ｒに蓄積された電荷は、ゲートＧｔｒｓ４に沿って形成される転送チャネルを介してフローティングディフュージョンＦＤ４に読み出される。
【００６１】
半導体基板３０の第２面３０Ｂ側には、さらに、無機光電変換部３２Ｂの制御部を構成するリセットトランジスタＴＲ３ｒｓｔと、アンプトランジスタＴＲ３ａｍｐと、選択トランジスタＴＲ３ｓｅｌが設けられている。また、無機光電変換部３２Ｒの制御部を構成するリセットトランジスタＴＲ４ｒｓｔと、アンプトランジスタＴＲ４ａｍｐおよび選択トランジスタＴＲ４ｓｅｌが設けられている。
【００６２】
リセットトランジスタＴＲ３ｒｓｔは、ゲート、チャネル形成領域およびソース／ドレイン領域から構成されている。リセットトランジスタＴＲ３ｒｓｔのゲートはリセット線ＲＳＴ３に接続され、リセットトランジスタＴＲ３ｒｓｔの一方のソース／ドレイン領域は電源ＶＤＤに接続されている。リセットトランジスタＴＲ３ｒｓｔの他方のソース／ドレイン領域は、フローティングディフュージョンＦＤ３を兼ねている。
【００６３】
アンプトランジスタＴＲ３ａｍｐは、ゲート、チャネル形成領域およびソース／ドレイン領域から構成されている。ゲートは、リセットトランジスタＴＲ３ｒｓｔの他方のソース／ドレイン領域（フローティングディフュージョンＦＤ３）に接続されている。また、アンプトランジスタＴＲ３ａｍｐを構成する一方のソース／ドレイン領域は、例えば、リセットトランジスタＴＲ３ｒｓｔを構成する一方のソース／ドレイン領域と領域を共有しており、電源ＶＤＤに接続されている。
【００６４】
選択トランジスタＴＲ３ｓｅｌは、ゲート、チャネル形成領域およびソース／ドレイン領域から構成されている。ゲートは、選択線ＳＥＬ３に接続されている。また、選択トランジスタＴＲ３ｓｅｌを構成する一方のソース／ドレイン領域は、アンプトランジスタＴＲ３ａｍｐを構成する他方のソース／ドレイン領域と領域を共有している。選択トランジスタＴＲ３ｓｅｌを構成する他方のソース／ドレイン領域は、信号線（データ出力線）ＶＳＬ３に接続されている。
【００６５】
リセットトランジスタＴＲ４ｒｓｔは、ゲート、チャネル形成領域およびソース／ドレイン領域から構成されている。リセットトランジスタＴＲ４ｒｓｔのゲートはリセット線ＲＳＴ４に接続され、リセットトランジスタＴＲ４ｒｓｔを構成する一方のソース／ドレイン領域は電源ＶＤＤに接続されている。リセットトランジスタＴＲ４ｒｓｔを構成する他方のソース／ドレイン領域は、フローティングディフュージョンＦＤ４を兼ねている。
【００６６】
アンプトランジスタＴＲ４ａｍｐは、ゲート、チャネル形成領域およびソース／ドレイン領域から構成されている。ゲートは、リセットトランジスタＴＲ４ｒｓｔを構成する他方のソース／ドレイン領域（フローティングディフュージョンＦＤ４）に接続されている。また、アンプトランジスタＴＲ４ａｍｐを構成する一方のソース／ドレイン領域は、例えば、リセットトランジスタＴＲ４ｒｓｔを構成する一方のソース／ドレイン領域と、領域を共有しており、電源ＶＤＤに接続されている。
【００６７】
選択トランジスタＴＲ４ｓｅｌは、ゲート、チャネル形成領域およびソース／ドレイン領域から構成されている。ゲートは、選択線ＳＥＬ４に接続されている。また、選択トランジスタＴＲ４ｓｅｌを構成する一方のソース／ドレイン領域は、アンプトランジスタＴＲ４ａｍｐを構成する他方のソース／ドレイン領域と、領域を共有している。選択トランジスタＴＲ４ｓｅｌを構成する他方のソース／ドレイン領域は、信号線（データ出力線）ＶＳＬ４に接続されている。
【００６８】
リセット線ＲＳＴ１，ＲＳＴ２，ＲＳＴ３、ＲＳＴ４、選択線ＳＥＬ１，ＳＥＬ２，ＳＥＬ３、ＳＥＬ４、転送ゲート線ＴＧ３，ＴＧ４は、それぞれ、駆動回路を構成する垂直駆動回路１１２に接続されている。信号線（データ出力線）ＶＳＬ１，ＶＳＬ２，ＶＳＬ３、ＶＳＬ４は、駆動回路を構成するカラム信号処理回路１１３に接続されている。
【００６９】
下部第１コンタクト４５、下部第２コンタクト４６、上部第１コンタクト２９Ａおよび上部第２コンタクト２９Ｂは、例えば、ＰＤＡＳ（Phosphorus Doped Amorphous Silicon）等のドープされたシリコン材料、または、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）等の金属材料により構成されている。
【００７０】
（１−２．光電変換素子の製造方法）
本実施の形態の光電変換素子１０は、例えば、次のようにして製造することができる。なお、ここでは、画素Ｐ１内の光電変換素子１０を挙げて説明するが、画素Ｐ２内の光電変換素子１０も同じ製造工程内において同様に形成することができる。
【００７１】
図７および図８は、光電変換素子１０の製造方法を工程順に表したものである。まず、図７に示したように、半導体基板３０内に、第１の導電型のウェルとして例えばｐウェル３１を形成し、このｐウェル３１内に第２の導電型（例えばｎ型）の無機光電変換部３２Ｂを形成する。半導体基板３０の第１面３０Ａ近傍にはｐ＋領域を形成する。
【００７２】
半導体基板３０の第２面３０Ｂには、同じく図７に示したように、例えばフローティングディフュージョンＦＤ１〜ＦＤ４となるｎ＋領域を形成したのち、ゲート絶縁層３３と、転送トランジスタＴｒ３、転送トランジスタＴｒ４、選択トランジスタＳＥＬ、アンプトランジスタＡＭＰおよびリセットトランジスタＲＳＴの各ゲートを含むゲート配線層４７とを形成する。これにより、転送トランジスタＴｒ３、転送トランジスタＴｒ４、選択トランジスタＳＥＬ、アンプトランジスタＡＭＰおよびリセットトランジスタＲＳＴを形成する。更に、半導体基板３０の第２面３０Ｂ上に、下部第１コンタクト４５、下部第２コンタクト４６および接続部４１Ａを含む配線層４１〜４３および絶縁層４４からなる多層配線４０を形成する。
【００７３】
半導体基板３０の基体としては、例えば、半導体基板３０と、埋込み酸化膜（図示せず）と、保持基板（図示せず）とを積層したＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板を用いる。埋込み酸化膜および保持基板は、図７には図示しないが、半導体基板３０の第１面３０Ａに接合されている。イオン注入後、アニール処理を行う。
【００７４】
次いで、半導体基板３０の第２面３０Ｂ側（多層配線４０側）に支持基板（図示せず）または他の半導体基体等を接合して、上下反転する。続いて、半導体基板３０をＳＯＩ基板の埋込み酸化膜および保持基板から分離し、半導体基板３０の第１面３０Ａを露出させる。以上の工程は、イオン注入およびＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）等、通常のＣＭＯＳプロセスで使用されている技術にて行うことが可能である。
【００７５】
次いで、図８に示したように、例えばドライエッチングにより半導体基板３０を第１面３０Ａ側から加工し、例えば環状の開孔３４Ｈを形成する。開孔３４Ｈの深さは、図８に示したように、半導体基板３０の第１面３０Ａから第２面３０Ｂまで貫通すると共に、例えば、接続部４１Ａまで達するものである。
【００７６】
続いて、半導体基板３０の第１面３０Ａおよび開孔３４Ｈの側面に、例えば負の固定電荷層２４を形成する。負の固定電荷層２４として、２種類以上の膜を積層してもよい。それにより、正孔蓄積層としての機能をより高めることが可能となる。負の固定電荷層２４を形成したのち、誘電体層２５を形成する。次に、誘電体層２５上の所定の位置にパッド部３９Ａを形成したのち、誘電体層２５およびパッド部３９Ａ上に、絶縁層を形成し、さらに、光学フィルタ５１（５２Ｂ，５１Ｒ）をパターン形成する。
【００７７】
以降、有機光電変換部２０およびオンチップレンズ５２等を順次形成する。具体的には、例えば、絶縁層２６Ａ上に導電膜を成膜したのち、導電膜の所定の位置にフォトレジストＰＲを形成する。その後、エッチングおよびフォトレジストＰＲを除去することで配線３９Ｂがパターニングされる。
【００７８】
次いで、絶縁層２６Ａおよび配線３９Ｂ上に絶縁層を成膜したのち、例えば、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）法を用いて絶縁層２６Ｂの表面を平坦化する。続いて、パッド部３９Ａおよび配線３９Ｂ上に、それぞれ開孔を形成したのち、その開孔に、例えばＡｌ等の導電材料を埋め込み、上部第１コンタクト２９Ａおよび上部第２コンタクト２９Ｂをそれぞれ形成する。
【００７９】
続いて、上部第１コンタクト２９Ａ、上部第２コンタクト２９Ｂおよび層間絶縁層２６上に導電膜を成膜したのち、導電膜の所定の位置にフォトレジストＰＲを形成する。その後、エッチングおよびフォトレジストＰＲを除去することで、読み出し電極２１Ａおよび蓄積電極２１Ｂがパターニングされる。
【００８０】
次いで、層間絶縁層２６、読み出し電極２１Ａおよび蓄積電極２１Ｂ上に絶縁層２７を成膜したのち、読み出し電極２１Ａ上に開孔２７Ｈを設ける。この後、層間絶縁層２６上に、有機光電変換層２２、上部電極２３および保護層２８を形成する。なお、上記のように、有機光電変換層２２の上層または下層に、他の有機層（例えば、電子ブロッキング層等）を形成する場合には、真空工程において連続的に（真空一貫プロセスで）形成することが望ましい。また、有機光電変換層２２の成膜方法としては、必ずしも真空蒸着法を用いた手法に限らず、他の手法、例えば、スピンコート技術やプリント技術等を用いてもよい。最後に、平坦化層等の光学部材およびオンチップレンズ５２を配設する。以上により、図１に示した光電変換素子１０が完成する。
【００８１】
光電変換素子１０では、有機光電変換部２０に、オンチップレンズ５２を介して光が入射すると、その光は、有機光電変換部２０、無機光電変換部（あるいは、無機光電変換部３２Ｒ）の順に通過し、その通過過程において緑、青、赤の色光毎に光電変換される。以下、各色の信号取得動作について説明する。
【００８２】
（有機光電変換部２０による緑色信号の取得）
光電変換素子１０へ入射した光のうち、まず、緑色光が、有機光電変換部２０において選択的に検出（吸収）され、光電変換される。以下は、画素Ｐ１について説明したものであるが、画素Ｐ２についても同様である。
【００８３】
有機光電変換部２０は、貫通電極３４を介して、アンプトランジスタＡＭＰのゲートＧａｍｐとフローティングディフュージョンＦＤ１（画素Ｐ２では、ＦＤ２）とに接続されている。よって、有機光電変換部２０で発生した電子−正孔対のうちの電子が、下部電極２１側から取り出され、貫通電極３４を介して半導体基板３０の第２面３０Ｂ側へ転送され、フローティングディフュージョンＦＤ１に蓄積される。これと同時に、アンプトランジスタＡＭＰにより、有機光電変換部２０で生じた電荷量が電圧に変調される。
【００８４】
また、フローティングディフュージョンＦＤ１の隣には、リセットトランジスタＲＳＴのリセットゲートＧｒｓｔが配置されている。これにより、フローティングディフュージョンＦＤ１に蓄積された電荷は、リセットトランジスタＲＳＴによりリセットされる。
【００８５】
ここでは、有機光電変換部２０が、貫通電極３４を介して、アンプトランジスタＡＭＰだけでなくフローティングディフュージョンＦＤ１にも接続されているので、フローティングディフュージョンＦＤ１に蓄積された電荷をリセットトランジスタＲＳＴにより容易にリセットすることが可能となる。
【００８６】
これに対して、貫通電極３４とフローティングディフュージョンＦＤ１とが接続されていない場合には、フローティングディフュージョンＦＤ１に蓄積された電荷をリセットすることが困難となり、大きな電圧をかけて上部電極２３側へ引き抜くことになる。そのため、有機光電変換層２２がダメージを受けるおそれがある。また、短時間でのリセットを可能とする構造は暗時ノイズの増大を招き、トレードオフとなるため、この構造は困難である。
【００８７】
図１３は、光電変換素子１０の一動作例を表したものである。（Ａ）は、蓄積電極２１Ｂにおける電位を示し、（Ｂ）は、フローティングディフュージョンＦＤ１（読み出し電極２１Ａ）における電位を示し、（Ｃ）は、リセットトランジスタＴＲ１ｒｓｔのゲート（Ｇｓｅｌ）における電位を示したものである。光電変換素子１０では、読み出し電極２１Ａおよび蓄積電極２１Ｂは、それぞれ個別に電圧が印加されるようになっている。
【００８８】
光電変換素子１０では、蓄積期間においては、駆動回路から読み出し電極２１Ａに電位Ｖ１が印加され、蓄積電極２１Ｂに電位Ｖ２が印加される。ここで、電位Ｖ１，Ｖ２は、Ｖ２＞Ｖ１とする。これにより、光電変換によって生じた電荷（ここでは、電子）は、蓄積電極２１Ｂに引きつけられ、蓄積電極２１Ｂと対向する有機光電変換層２２の領域に蓄積される（蓄積期間）。因みに、蓄積電極２１Ｂと対向する有機光電変換層２２の領域の電位は、光電変換の時間経過に伴い、より負側の値となる。なお、正孔は、上部電極２３から駆動回路へと送出される。
【００８９】
光電変換素子１０では、蓄積期間の後期においてリセット動作がなされる。具体的には、タイミングｔ１において、走査部は、リセット信号ＲＳＴの電圧を低レベルから高レベルに変化させる。これにより、単位画素Ｐでは、リセットトランジスタＴＲ１ｒｓｔがオン状態になり、その結果、フローティングディフュージョンＦＤ１の電圧が電源電圧ＶＤＤに設定され、フローティングディフュージョンＦＤ１の電圧がリセットされる（リセット期間）。
【００９０】
リセット動作の完了後、電荷の読み出しが行われる。具体的には、タイミングｔ２において、駆動回路から読み出し電極２１Ａには電位Ｖ３が印加され、蓄積電極２１Ｂには電位Ｖ４が印加される。ここで、電位Ｖ３，Ｖ４は、Ｖ３＜Ｖ４とする。これにより、蓄積電極２１Ｂに対応する領域に蓄積されていた電荷（ここでは、電子）は、読み出し電極２１ＡからフローティングディフュージョンＦＤ１へと読み出される。即ち、有機光電変換層２２に蓄積された電荷が制御部に読み出される（転送期間）。
【００９１】
読み出し動作完了後、再び、駆動回路から読み出し電極２１Ａに電位Ｖ１が印加され、蓄積電極２１Ｂに電位Ｖ２が印加される。これにより、光電変換によって生じた電荷（ここでは、電子）は、蓄積電極２１Ｂに引きつけられ、蓄積電極２１Ｂと対向する有機光電変換層２２の領域に蓄積される（蓄積期間）。
【００９２】
（無機光電変換部３２Ｂ，３２Ｒによる青色信号，赤色信号の取得）
続いて、有機光電変換部２０を透過した光のうち、青色光は無機光電変換部３２Ｂ、赤色光は無機光電変換部３２Ｒにおいて、それぞれ吸収され、光電変換される。無機光電変換部３２Ｂでは、入射した青色光に対応した電子が無機光電変換部３２Ｂのｎ領域に蓄積され、蓄積された電子は、転送トランジスタＴｒ３によりフローティングディフュージョンＦＤ３へと転送される。同様に、無機光電変換部３２Ｒでは、入射した赤色光に対応した電子が無機光電変換部３２Ｒのｎ領域に蓄積され、蓄積された電子は、転送トランジスタＴｒ４によりフローティングディフュージョンＦＤ４へと転送される。
【００９３】
（１−３．作用・効果）
前述した半導体基板（Ｓｉ基板）内に設けられた無機光電変換部と、半導体基板の裏面側に形成された有機光電変換膜とが積層された、所謂縦方向分光型の固体撮像装置では、有機光電変換膜で第１の光成分を吸収し、その他の光成分はＳｉ基板内の無機光電変換部（フォトダイオード；ＰＤ）で吸収される。Ｓｉ基板は、光照射面側の吸収率が高い。そのため、有機光電変換膜を透過した光を、Ｓｉ基板内の深さ方向で色分離しようとすると、光成分を混色なく検出することは困難であった。
【００９４】
これに対して、本実施の形態では、有機光電変換部２０と無機光電変換部３２（３２Ｂ，３２Ｒ）との間に、光学フィルタ５１（５１Ｂ，５１Ｒ）を配置するようにした。これにより、有機光電変換部２０を透過した波長のうち、不要な波長成分を除去することが可能となる。換言すると、所望の波長成分を選択的に無機光電変換部３２（３２Ｂ，３２Ｒ）に照射することが可能となる。
【００９５】
以上、本実施の形態の光電変換素子１０では、有機光電変換部２０と無機光電変換部３２（３２Ｂ，３２Ｒ）との間に、光学フィルタ５１（５１Ｂ，５１Ｒ）を配置するようにしたので、不要な波長成分を除去して、所望の波長成分を選択的に無機光電変換部３２（３２Ｂ，３２Ｒ）に照射することが可能となる。よって、分光特性を向上させることが可能となる。
【００９６】
次に、変形例１〜３について説明する。以下では、上記実施の形態と同様の構成要素については同一の符号を付し、適宜その説明を省略する。
【００９７】
＜２．変形例＞
（２−１．変形例１）
図１０Ａおよび図１０Ｂは、本開示の変形例（変形例１）に係る光電変換素子１０Ａにおける光学フィルタ５１（５１Ｂ，５１Ｒ，５１Ｗ）の配置の一例を表したものである。この光電変換素子１０Ａは、上記実施の形態の光電変換素子１０と同様に、例えば、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ等の電子機器に用いられるＣＭＯＳイメージセンサ等の固体撮像装置（固体撮像装置１；図２６参照）において１つの画素（単位画素Ｐ）を構成するものである。本変形例の光電変換素子１０Ａは、光学フィルタ５１として、少なくとも可視光を透過する光学フィルタ５１Ｗを追加した点が、上記実施の形態とは異なる。
【００９８】
本変形例では、上記実施の形態と同様に、４つの光電変換素子１０Ａが１つの画素ユニットＰｕを構成しており、４つの光電変換素子１０Ａには、３種類の光学フィルタ５１Ｂ，５１Ｒ，５１Ｗが用いられている。このように、４つの光電変換素子１０Ａに３種類の光学フィルタ５１Ｂ，５１Ｒ，５１Ｗを配置する場合には、例えば、図１０Ａに示したように、１つの光学フィルタ（図１０Ａでは、光学フィルタ５１Ｗ）を、例えばＸ軸方向に並列配置し、残りの２つの光学フィルタ（図１０Ａでは、光学フィルタ５１Ｂ，５１Ｒ）を、例えばＸ軸方向に交互に配置するようにしてもよい。あるいは、例えば、図１０Ｂに示したように、１つの光学フィルタ（図１０Ｂでは、光学フィルタ５１Ｗ）を、例えば一の対角線上に配置し、残りの２つの光学フィルタ（図１０Ｂでは、光学フィルタ５１Ｂ，５１Ｒ）を、例えば他の対角線上に配置するようにしてもよい。
【００９９】
このように、例えば、画素ユニットＰｕ内に、無機光電変換部３２Ｂ，３２Ｒ上に光学フィルタ５１Ｂ，５１Ｒを有する画素に加えて、無機光電変換部３２上に可視光を透過する光学フィルタ５１Ｗが配置された画素を追加することで、より多くの光を無機光電変換部３２に照射させることが可能となる。これにより、分光特性を向上させつつ、低照度環境におけるＳ（Signal）／Ｎ（Noise）比を向上させることが可能となる。
【０１００】
（２−２．変形例２）
図１１は、本開示の変形例（変形例２）に係る光電変換素子６０が２行２列状に４つ配置された画素ユニットＰｕを４つ組み合わせた際の要部の位置関係を模式的に表したものである。光電変換素子６０は、上記実施の形態の光電変換素子１０と同様に、例えば、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ等の電子機器に用いられるＣＭＯＳイメージセンサ等の固体撮像装置（固体撮像装置１；図２６参照）において１つの画素（単位画素Ｐ）を構成するものである。本変形例の光電変換素子６０は、有機光電変換層６２を、例えば、赤外光（ＩＲ）を吸収すると共に、可視光を透過する光電変換層として構成し、半導体基板３０内に、緑色光を吸収する無機光電変換部３２Ｇおよび青色光を吸収する無機光電変換部３２Ｂに加えて赤色光を吸収する無機光電変換部３２Ｒのうちのいずれか１つを設けた点が上記実施の形態とは異なる。
【０１０１】
図１２Ａは、画素ユニットＰｕ内に配置された光学フィルタ５１（５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂ）の配置の一例を表したものである。画素ユニットＰｕでは、例えば４つの画素Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４から構成されている。光学フィルタ５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂは、上記変形例１と同様に、例えば、１つの光学フィルタ（図１２Ａでは、光学フィルタ５１Ｇ）が、例えば一の対角線上に配置され、残りの２つの光学フィルタ（図１２Ｂでは、光学フィルタ５１Ｒ，５１Ｂ）が、例えば他の対角線上に配置されている。この画素Ｐを４つ、２行２列状に配置することで、光学フィルタ５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂは、所謂ベイヤ状に配置される。この他、図示していないが、変形例１と同様に、１つの光学フィルタ（例えば、光学フィルタ５１Ｇ）を、例えばＸ軸方向に並列配置し、残りの２つの光学フィルタ（例えば、光学フィルタ５１Ｒ，５１Ｂ）を、例えばＸ軸方向に交互に配置するようにしてもよい。
【０１０２】
図１２Ｂは、画素ユニットＰｕ内に配置された４種類の光学フィルタ５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂ，５１Ｗの配置の一例を表したものである。図１２Ｂでは、ＲＧＢの３種類の光学フィルタ５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂに加えて、可視光を透過する光学フィルタ５１Ｗが追加され、１画素ユニットＰｕ内に各光学フィルタが１つずつ配置されている。
【０１０３】
（２−３．変形例３）
図１３は、本開示の変形例（変形例３）に係る光電変換素子（光電変換素子７０）の要部の積層構成を模式的に表したものである。光電変換素子７０は、上記実施の形態と同様に、例えば、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ等の電子機器に用いられるＣＭＯＳイメージセンサ等の固体撮像装置（固体撮像装置１；図２６参照）において１つの画素（単位画素Ｐ）を構成するものである。本変形例では、隣り合う画素Ｐｂ１，Ｐｒ１，Ｐｂ２，Ｐｒ２において互いに異なる波長帯域の光を吸収する無機光電変換部３２Ｂと無機光電変換部３２Ｒとの間に遮光部を設けた点が上記実施の形態および変形例１，２とは異なる。
【０１０４】
図１４Ａは、２行２列状に配置された各画素Ｐ（Ｐｂ１，Ｐｒ１、Ｐｂ２、Ｐｒ２）に設けられた４つの光電変換素子７０Ａの各部の平面構成を模式的に表したものである。図１４Ｂは、図１４Ａに示したＩ−Ｉ線における断面構成を模式的に表したものであり、図１４Ｃは、図１４Ａに示したＩＩ−ＩＩ線における断面構成を模式的に表したものである。光電変換素子７０Ａは、図１３に示した２つの光電変換素子７０の各部の具体的な構成の一例であり、例えば、１画素ユニットＰｕ内に、青色光を吸収する画素Ｐｂ１および画素Ｐｂ２（青画素）および赤色光を吸収する画素Ｐｒ１よび画素Ｐｒ２（赤画素）が市松状に配置されたものである。この画素ユニットＰｕでは、読み出し電極７１Ａ（７１Ａ１，７１Ａ２，７１Ａ３，７１Ａ４）およびこれに接続される貫通電極７４（７４Ａ，７４Ｂ、７４Ｃ、７４Ｄ）が、例えば、矩形形状の画素Ｐｂ１，Ｐｒ１，Ｐｂ２，Ｐｒ２の一隅に設けられ、蓄積電極７１Ｂ（７１Ｂ１，７１Ｂ２，７１Ｂ３，７１Ｂ４）と接続される配線３９Ｂ１，３９Ｂ２が、それぞれ、Ｘ軸方向に隣り合う画素Ｐｂ１，Ｐｒ１および画素Ｐｂ２とＰｒ２の共通配線として設けられている。この光電変換素子７０Ａでは、例えば、貫通電極７４Ａ，７４Ｂ、７４Ｃ、７４Ｄおよび配線３９Ｂ１，３９Ｂ２が遮光性を有する材料を用いて形成されており、これらが遮光部を構成している。なお、配線３９Ｂ１，３９Ｂ２の材料としては、タングステン（Ｗ）、チタンナイトライド（ＴｉＮ）、チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）等の金属材料が挙げられる。
【０１０５】
図１５Ａは、２行２列状に配置された各画素Ｐ（Ｐｂ１，Ｐｒ１、Ｐｂ２、Ｐｒ２）に設けられた４つの光電変換素子７０Ｂの平面構成を模式的に表したものである。図１５Ｂは、図１５Ａに示したＩ−Ｉ線における断面構成を模式的に表したものであり、図１５Ｃは、図１５Ａに示したＩＩ−ＩＩ線における断面構成を模式的に表したものである。光電変換素子７０Ｂは、図１３に示した光電変換素子７０の各部の具体的な構成の他の例であり、光電変換素子７０Ａと同様に、例えば、１画素ユニットＰｕ内に、青色光を吸収する画素Ｐｂ１および画素Ｐｂ２（青画素）および赤色光を吸収する画素Ｐｒ１および画素Ｐｒ２（赤画素）が市松状に配置されたものである。この画素ユニットＰｕでは、読み出し電極７１Ａ（７１Ａ１，７１Ａ２，７１Ａ３，７１Ａ４）およびこれに接続される貫通電極７４（７４Ａ，７４Ｂ，７４Ｃ，７４Ｄ）が、例えば、矩形形状の画素Ｐｂ１，Ｐｒ１，Ｐｂ２，Ｐｒ２の一辺に設けられており、配線３９Ｂ１，３９Ｂ２は省略されている。この光電変換素子７０Ｂでは、例えば、貫通電極７４Ａ，７４Ｂ、７４Ｃ，７４Ｄが遮光性を有する材料を用いて形成されており、これが遮光部を構成している。
【０１０６】
図１６Ａは、２行２列状に配置された各画素Ｐ（Ｐｂ１，Ｐｒ１，Ｐｂ２，Ｐｒ２）に設けられた４つの光電変換素子７０Ｃの平面構成を模式的に表したものである。図１６Ｂは、図１６Ａに示したＩ−Ｉ線における断面構成を模式的に表したものであり、図１６Ｃは、図１６Ａに示したＩＩ−ＩＩ線における断面構成を模式的に表したものである。光電変換素子７０Ｃは、図１３に示した光電変換素子７０の各部の具体的な構成の他の例であり、光電変換素子７０Ａと同様に、例えば、１画素ユニットＰｕ内に、青色光を吸収する画素Ｐｂ１および画素Ｐｂ２（青画素）および赤色光を吸収する画素Ｐｒ１および画素Ｐｒ２（赤画素）が市松状に配置されたものである。この画素ユニットＰｕでは、読み出し電極７１Ａ（７１Ａ１，７１Ａ２，７１Ａ３，７１Ａ４）およびこれに接続される貫通電極７４（７４Ａ，７４Ｂ，７４Ｃ，７４Ｄ）が、例えば、矩形形状の画素Ｐｂ１，Ｐｒ１，Ｐｂ２，Ｐｒ２の一辺に設けられ、蓄積電極７１Ｂ（７１Ｂ１，７１Ｂ２，７１Ｂ３，７１Ｂ４）と接続される配線３９Ｂ１，３９Ｂ２が、それぞれ、Ｘ軸方向に隣り合う画素Ｐｂ１，Ｐｒ１および画素Ｐｂ２とＰｒ２の共通配線として設けられている。この光電変換素子７０Ｃでは、例えば、貫通電極７４Ａ，７４Ｂ，７４Ｃ，７４Ｄおよび配線３９Ｂ１，３９Ｂ２が遮光性を有する材料を用いて形成されており、これらが遮光部を構成している。
【０１０７】
図１７Ａは、２行２列状に配置された各画素Ｐ（Ｐｂ１，Ｐｒ１，Ｐｂ２，Ｐｒ２）に設けられた４つの光電変換素子７０Ｄの平面構成を模式的に表したものである。図１７Ｂは、図１７Ａに示したＩ−Ｉ線における断面構成を模式的に表したものであり、図１７Ｃは、図１７Ａに示したＩＩ−ＩＩ線における断面構成を模式的に表したものである。光電変換素子７０Ｄは、図１３に示した光電変換素子７０の各部の具体的な構成の他の例であり、光電変換素子７０Ａと同様に、例えば、１画素ユニットＰｕ内に、青色光を吸収する画素Ｐｒ１および画素Ｐｒ２（青画素）および赤色光を吸収する画素Ｐｒ１および画素Ｐｒ２（赤画素）が市松状に配置されたものである。この画素ユニットＰｕでは、読み出し電極７１Ａ（７１Ａ１，７１Ａ２，７１Ａ３，７１Ａ４）およびこれに接続される貫通電極７４（７４Ａ，７４Ｂ，７４Ｃ，７４Ｄ）が、例えば、矩形形状の画素Ｐｂ１，Ｐｒ１，Ｐｂ２，Ｐｒ２の一辺に設けられている。蓄積電極７１Ｂ（７１Ｂ１，７１Ｂ２，７１Ｂ３，７１Ｂ４）と接続される配線３９Ｂ１，３９Ｂ２は、それぞれ、Ｘ軸方向に隣り合う画素Ｐｂ１，Ｐｒ１および画素Ｐｂ２，Ｐｒ２の共通配線として設けられると共に、積層構造（例えば、３層構造）を有する。この光電変換素子７０Ｄでは、例えば、貫通電極７４Ａ，７４Ｂ，７４Ｃ，７４Ｄおよび配線３９Ｂ１，３９Ｂ２が遮光性を有する材料を用いて形成されており、これらが遮光部を構成している。
【０１０８】
図１８Ａは、２行２列状に配置された各画素Ｐ（Ｐｂ１，Ｐｒ１，Ｐｂ２，Ｐｒ２）に設けられた４つの光電変換素子７０Ｅの平面構成を模式的に表したものである。図１８Ｂは、図１８Ａに示したＩ−Ｉ線における断面構成を模式的に表したものであり、図１８Ｃは、図１８Ａに示したＩＩ−ＩＩ線における断面構成を模式的に表したものである。光電変換素子７０Ｅは、図１３に示した光電変換素子７０の各部の具体的な構成の他の例であり、光電変換素子７０Ａと同様に、例えば、１画素ユニットＰｕ内に、青色光を吸収する画素Ｐｒ１および画素Ｐｒ２（青画素）および赤色光を吸収する画素Ｐｒ１および画素Ｐｒ２（赤画素）が市松状に配置されたものである。この画素ユニットＰｕでは、読み出し電極７１Ａ（７１Ａ１，７１Ａ２，７１Ａ３，７１Ａ４）およびこれに接続される貫通電極７４（７４Ａ，７４Ｂ，７４Ｃ，７４Ｄ）が、例えば、矩形形状の画素Ｐｂ１，Ｐｒ１，Ｐｂ２，Ｐｒ２の一隅に、例えば、隣接する画素の中央部分にまとめて設けられている。蓄積電極７１Ｂ（７１Ｂ１，７１Ｂ２，７１Ｂ３，７１Ｂ４）と接続される配線３９Ｂ１，３９Ｂ２は、それぞれ、Ｘ軸方向に隣り合う画素Ｐｂ１，Ｐｒ１および画素Ｐｂ２，Ｐｒ２の共通配線として、例えば、４つの画素Ｐｂ１，Ｐｒ１，Ｐｂ２，Ｐｒ２によって構成される１画素の対向する一対の辺にそれぞれ設けられている。この光電変換素子７０Ｅでは、例えば、貫通電極７４Ａ，７４Ｂ，７４Ｃ，７４Ｄおよび配線３９Ｂ１，３９Ｂ２が遮光性を有する材料を用いて形成されており、これらが遮光部を構成している。
【０１０９】
図１９Ａは、２行２列状に配置された各画素Ｐ（Ｐｂ１，Ｐｒ１，Ｐｂ２，Ｐｒ２）に設けられた４つの光電変換素子７０Ｆの平面構成を模式的に表したものである。図１９Ｂは、図１９Ａに示したＩ−Ｉ線における断面構成を模式的に表したものであり、図１９Ｃは、図１９Ａに示したＩＩ−ＩＩ線における断面構成を模式的に表したものである。光電変換素子７０Ｆは、図１３に示した光電変換素子７０の各部の具体的な構成の他の例であり、例えば、１画素ユニットＰｕ内に、青色光を吸収する画素Ｐｒ１および画素Ｐｒ２（青画素）および赤色光を吸収する画素Ｐｒ１および画素Ｐｒ２（赤画素）が市松状に配置されたものである。この画素ユニットＰｕでは、読み出し電極７１Ａ（７１Ｂ１，７１Ｂ２，７１Ｂ３，７１Ｂ４）が、光電変換素子７０Ｅと同様に、例えば、矩形形状の画素Ｐｂ１，Ｐｒ１，Ｐｂ２，Ｐｒ２の一隅に、例えば、隣接する画素の中央部分にまとめて設けられている。蓄積電極７１Ｂ（７１Ｂ１，７１Ｂ２，７１Ｂ３，７１Ｂ４）と接続される配線３９Ｂ１，３９Ｂ２は、それぞれ、Ｘ軸方向に隣り合う画素Ｐｂ１，Ｐｒ１および画素Ｐｂ２，Ｐｒ２の共通配線として設けられると共に、積層構造（例えば、３層構造）を有する。この光電変換素子７０Ｆでは、例えば、貫通電極７４Ａ，７４Ｂ，７４Ｃ，７４Ｄおよび配線３９Ｂ１，３９Ｂ２が遮光性を有する材料を用いて形成されており、これらが遮光部を構成している。
【０１１０】
図２０Ａは、２行２列状に配置された各画素Ｐ（Ｐｂ１，Ｐｒ１，Ｐｂ２，Ｐｒ２）に設けられた４つの光電変換素子７０Ｇの平面構成を模式的に表したものである。図２０Ｂは、図２０Ａに示したＩ−Ｉ線における断面構成を模式的に表したものであり、図２０Ｃは、図２０Ａに示したＩＩ−ＩＩ線における断面構成を模式的に表したものである。光電変換素子７０Ｇは、図１３に示した光電変換素子７０の各部の具体的な構成の他の例であり、例えば、１画素ユニットＰｕ内に、青色光を吸収する画素Ｐｒ１および画素Ｐｒ２（青画素）および赤色光を吸収する画素Ｐｒ１および画素Ｐｒ２（赤画素）が市松状に配置されたものである。この画素ユニットＰｕでは、光電変換素子７０Ｅと同様に、読み出し電極７１Ａ（７１Ｂ１，７１Ｂ２，７１Ｂ３，７１Ｂ４）およびこれに接続される貫通電極７４（７４Ａ，７４Ｂ，７４Ｃ，７４Ｄ）が、例えば、矩形形状の画素Ｐｂ１，Ｐｒ１，Ｐｂ２，Ｐｒ２の一隅に、例えば、１画素ユニットＰｕの中央部分に集合して設けられている。
【０１１１】
図２０Ａ等に示した画素ユニットＰｕでは、配線３９Ｂ１，３９Ｂ２が各画素Ｐ（Ｐｂ１，Ｐｒ１，Ｐｂ２，Ｐｒ２）を囲むように周縁に設けられている。配線３９Ｂ１，３９Ｂ２は、図１８Ａに示した光電変換素子７０Ｅと同様に、蓄積電極７１Ｂ（７１Ｂ１，７１Ｂ２，７１Ｂ３，７１Ｂ４）に接続されると共に、例えば、Ｘ軸方向に隣り合う画素Ｐｂ１，Ｐｒ１および画素Ｐｂ２，Ｐｒ２間における共通配線として形成されている。配線３９Ｂ１，３９Ｂ２には、それぞれ、Ｘ軸方向に隣接する画素間において、Ｚ軸方向に延伸する拡張部３９ｂ１，３９ｂ２が設けられている。なお、配線３９Ｂ１，３９Ｂ２から互いに向かって延伸する拡張部３９ｂ１と拡張部３９ｂ２とは互いに分離されており、電気的に絶縁されている。また、例えば、配線３９Ｂ２の拡張部３９ｂ２には、例えば先端部において、Ｚ軸方向に隣接する画素Ｐｒ１と画素Ｐｂ２との間および画素Ｐｂ１と画素Ｐｒ２との間を画素ユニットＰｕの中央部、例えば、貫通電極７４Ａ，７４Ｂ，７４Ｃ，７４Ｄ近傍まで延伸する拡張部３９ｂ３が設けられている。光電変換素子７０Ｇでは、例えば、貫通電極７４Ａ，７４Ｂ，７４Ｃ，７４Ｄおよび、それぞれの拡張部３９ｂ１，３９ｂ２，３９ｂ３を含む配線３９Ｂ１，３９Ｂ２は遮光性を有する材料を用いて形成されており、これらが遮光部を構成している。これにより、光電変換素子７０Ｇでは、Ｘ軸方向からの光の漏れ込みだけでなく、Ｙ軸方向からの光の漏れ込み防ぐことが可能となる。即ち、上述した光電変換素子７０Ａ〜７０Ｆよりも分光特性を向上させることが可能となる。
【０１１２】
図２１Ａは、２行２列状に配置された各画素Ｐ（Ｐｂ１，Ｐｒ１，Ｐｂ２，Ｐｒ２）に設けられた４つの光電変換素子７０Ｈの平面構成を模式的に表したものである。図２１Ｂは、図２１Ａに示したＩ−Ｉ線における断面構成を模式的に表したものであり、図２１Ｃは、図２１Ａに示したＩＩ−ＩＩ線における断面構成を模式的に表したものである。光電変換素子７０Ｈは、図１３に示した光電変換素子７０の各部の具体的な構成の他の例であり、例えば、１画素ユニットＰｕ内に、青色光を吸収する画素Ｐｂ１および画素Ｐｂ２（青画素）および赤色光を吸収する画素Ｐｒ１および画素Ｐｒ２（赤画素）が市松状に配置されたものである。この画素ユニットＰｕでは、光電変換素子７０Ｅと同様に、読み出し電極７１Ａ（７１Ａ１，７１Ａ２，７１Ａ３，７１Ａ４）およびこれに接続される貫通電極７４（７４Ａ，７４Ｂ，７４Ｃ，７４Ｄ）が、例えば、画素Ｐｂ１，Ｐｒ１，Ｐｂ２，Ｐｒ２の一隅に、例えば、１画素ユニットＰｕの中央部分に集合して設けられている。
【０１１３】
図２１Ａ等に示した画素ユニットＰｕでは、光電変換素子７０Ｇと同様に、配線３９Ｂ１，３９Ｂ２が各画素Ｐ（Ｐｂ１，Ｐｒ１，Ｐｂ２，Ｐｒ２）を囲むように周縁に設けられている。配線３９Ｂ１，３９Ｂ２は、それぞれ、例えば、Ｘ軸方向に隣り合う画素Ｐｂ１，Ｐｒ１および画素Ｐｂ２，Ｐｒ２間における共通配線として形成されている。また、配線３９Ｂ１，３９Ｂ２には、それぞれ、Ｘ軸方向に隣接する画素間において、Ｚ軸方向に延伸する拡張部３９ｂ１，３９ｂ２が設けられている。拡張部３９ｂ１と拡張部３９ｂ２とは互いに分離されており、電気的に絶縁されている。更に、配線３９Ｂ２の拡張部３９ｂ２には、例えば先端部において、Ｚ軸方向に隣接する画素Ｐｒ１と画素Ｐｂ２との間および画素Ｐｂ１と画素Ｐｒ２との間を画素ユニットＰｕの中央部、例えば、貫通電極７４Ａ，７４Ｂ，７４Ｃ，７４Ｄ近傍まで延伸する拡張部３９ｂ３が設けられている。光電変換素子７０Ｈでは、例えば、貫通電極７４Ａ，７４Ｂ，７４Ｃ，７４Ｄおよび、それぞれの拡張部３９ｂ１，３９ｂ２，３９ｂ３を含む配線３９Ｂ１，３９Ｂ２は、それぞれ、遮光性を有する材料を用いて形成されると共に、積層構造（例えば、３層構造）を有する。これにより、上記光電変換素子７０Ｇよりも隣接画素からの光の漏れ込みをさらに防ぐことが可能となる。
【０１１４】
図２２Ａは、２行２列状に配置された各画素Ｐ（Ｐｂ１，Ｐｒ１，Ｐｂ２，Ｐｒ２）に設けられた４つの光電変換素子７０Ｉの平面構成を模式的に表したものである。図２２Ｂは、図２２Ａに示したＩ−Ｉ線における断面構成を模式的に表したものであり、図２２Ｃは、図２２Ａに示したＩＩ−ＩＩ線における断面構成を模式的に表したものである。光電変換素子７０Ｉは、図１３に示した光電変換素子７０の各部の具体的な構成の他の例であり、光電変換素子７０Ａと同様に、例えば、１画素ユニットＰｕ内に、青色光を吸収する画素Ｐｂ１および画素Ｐｂ２（青画素）および赤色光を吸収する画素Ｐｂ１および画素Ｐｂ２（赤画素）が市松状に配置されたものである。この画素ユニットＰｕでは、読み出し電極７１Ａおよびこれに接続される貫通電極７４が、例えば、画素Ｐｂ１，Ｐｒ１，Ｐｂ２，Ｐｒ２の一隅に、例えば、隣接する画素の共有電極として、画素Ｐの中央部分に１つ設けられている。
【０１１５】
図２２Ａ等に示した画素ユニットＰｕでは、蓄積電極７１Ｂ（７１Ｂ１，７１Ｂ２，７１Ｂ３，７１Ｂ４）と接続される配線として、互いに独立すると共に、Ｘ軸方向に隣接する画素Ｐｂ１，Ｐｒ１および画素Ｐｂ２，Ｐｒ２を延伸する配線３９Ｂ１，３９Ｂ２，３９Ｂ３，３９Ｂ４が形成されている。具体的には、例えば、配線３９Ｂ１および配線３９Ｂ３は、隣接する画素Ｐｂ１，Ｐｒ１において並列して形成されており、例えば、蓄積電極７１Ｂ１は配線３９Ｂ１と、蓄積電極７１Ｂ２は配線３９Ｂ３と接続されている。配線３９Ｂ２および配線３９Ｂ４は、隣接する画素Ｐｂ２，Ｐｒ２において並列して形成されており、例えば、蓄積電極７１Ｂ３は配線３９Ｂ２に、蓄積電極７１Ｂ４は配線３９Ｂ４に接続されている。光電変換素子７０Ｉでは、例えば、貫通電極７４および配線３９Ｂ１，３９Ｂ２，３９Ｂ３、３９Ｂ４が遮光性を有する材料を用いて形成されており、これらが遮光部を構成している。
【０１１６】
図２３Ａは、２行２列状に配置された各画素Ｐ（Ｐｂ１，Ｐｒ１，Ｐｂ２，Ｐｒ２）に設けられた４つの光電変換素子７０Ｊの平面構成を模式的に表したものである。図２３Ｂは、図２３Ａに示したＩ−Ｉ線における断面構成を模式的に表したものであり、図２３Ｃは、図２３Ａに示したＩＩ−ＩＩ線における断面構成を模式的に表したものである。光電変換素子７０Ｊは、図１３に示した光電変換素子７０の各部の具体的な構成の他の例であり、光電変換素子７０Ｅと同様に、例えば、１画素ユニットＰｕ内に、青色光を吸収する画素Ｐｂ１および画素Ｐｂ２（青画素）および赤色光を吸収する画素Ｐｂ１および画素Ｐｂ２（赤画素）が市松状に配置されたものである。読み出し電極７１Ａおよびこれに接続される貫通電極７４が、例えば、画素Ｐｂ１，Ｐｒ１，Ｐｂ２，Ｐｒ２の一隅に、例えば、隣接する画素の共有電極として、画素Ｐの中央部分に１つ設けられている。
【０１１７】
図２３Ａ等に示した画素ユニットＰｕでは、光電変換素子７０Ｉと同様に、蓄積電極７１Ｂ（７１Ｂ１，７１Ｂ２，７１Ｂ３，７１Ｂ４）と接続される配線として、互いに独立すると共に、Ｘ軸方向に隣接する画素Ｐｂ１，Ｐｒ１および画素Ｐｂ２，Ｐｒ２を延伸する配線３９Ｂ１，３９Ｂ２，３９Ｂ３，３９Ｂ４が形成されている。具体的には、例えば、配線３９Ｂ１および配線３９Ｂ３は、隣接する画素Ｐｂ１，Ｐｒ１において並列して形成されており、例えば、蓄積電極７１Ｂ１は配線３９Ｂ１と、蓄積電極７１Ｂ２は配線３９Ｂ３と接続されている。配線３９Ｂ２および配線３９Ｂ４は、隣接する画素Ｐｂ２，Ｐｒ２において並列して形成されており、例えば、蓄積電極７１Ｂ３は配線３９Ｂ２と、蓄積電極７１Ｂ４は配線３９Ｂ４と接続されている。光電変換素子７０Ｊでは、貫通電極および配線３９Ｂ１，３９Ｂ２，３９Ｂ３、３９Ｂ４が遮光部を構成しており、さらに、配線３９Ｂ１，３９Ｂ２、３９Ｂ３、３９Ｂ４は、それぞれ積層構造（例えば、３層構造）を有している。これにより、上記光電変換素子７０Ｉよりも隣接画素からの光の漏れ込みをさらに防ぐことが可能となる。
【０１１８】
図２４Ａは、２行２列状に配置された各画素Ｐ（Ｐｂ１，Ｐｒ１，Ｐｂ２，Ｐｒ２）に設けられた４つの光電変換素子７０Ｋの平面構成を模式的に表したものである。図２４Ｂは、図２４Ａに示したＩ−Ｉ線における断面構成を模式的に表したものであり、図２４Ｃは、図２４Ａに示したＩＩ−ＩＩ線における断面構成を模式的に表したものである。光電変換素子７０Ｋは、図１３に示した光電変換素子７０の各部の具体的な構成の他の例であり、光電変換素子７０Ｅと同様に、例えば、１画素ユニットＰｕ内に、青色光を吸収する画素Ｐｂ１および画素Ｐｂ２（青画素）および赤色光を吸収する画素Ｐｂ１および画素Ｐｂ２（赤画素）が市松状に配置されたものである。読み出し電極７１Ａおよびこれに接続される貫通電極７４が、例えば、画素Ｐｂ１，Ｐｒ１，Ｐｂ２，Ｐｒ２の一隅に、例えば、隣接する画素の共有電極として、画素Ｐの中央部分に１つ設けられている。
【０１１９】
図２４Ａ等に示した画素ユニットＰｕでは、光電変換素子７０Ｉと同様に、蓄積電極７１Ｂ（７１Ｂ１，７１Ｂ２，７１Ｂ３，７１Ｂ４）と接続される配線として、互いに独立すると共に、Ｘ軸方向に隣接する画素Ｐｂ１，Ｐｒ１および画素Ｐｂ２，Ｐｒ２を延伸する配線３９Ｂ１，３９Ｂ２，３９Ｂ３，３９Ｂ４が形成されている。具体的には、例えば、配線３９Ｂ１および配線３９Ｂ３は、隣接する画素Ｐｂ１，Ｐｒ１において並列して形成されており、例えば、蓄積電極７１Ｂ１は配線３９Ｂ１と、蓄積電極７１Ｂ２は配線３９Ｂ３と接続されている。配線３９Ｂ２および配線３９Ｂ４は、隣接する画素Ｐｂ２，Ｐｒ２において並列して形成されており、例えば、蓄積電極７１Ｂ３は配線３９Ｂ２と、蓄積電極７１Ｂ４は配線３９Ｂ４と接続されている。更に、光電変換素子７０Ｋでは、光電変換素子７０Ｇと同様に、各画素Ｐ（Ｐｂ１，Ｐｒ１，Ｐｂ２，Ｐｒ２）を囲むように周縁に拡張部３９ｂ１，３９ｂ２，３９ｂ３が設けられている。光電変換素子７０Ｋでは、拡張部３９ｂ１は、並列に形成された配線３９Ｂ１および配線３９Ｂ３のうち、例えば内側に設けられた配線３９Ｂ３から引き出す形で形成されている。拡張部３９ｂ２，３９ｂ３は、並列に形成された配線３９Ｂ２および配線３９Ｂ４のうち、例えば内側に設けられた配線３９Ｂ４から引き出す形で形成されている。
【０１２０】
図２５Ａは、２行２列状に配置された各画素Ｐ（Ｐｂ１，Ｐｒ１，Ｐｂ２，Ｐｒ２）に設けられた４つの光電変換素子７０Ｌの平面構成を模式的に表したものである。図２５Ｂは、図２５Ａに示したＩ−Ｉ線における断面構成を模式的に表したものであり、図２５Ｃは、図２５Ａに示したＩＩ−ＩＩ線における断面構成を模式的に表したものである。光電変換素子７０Ｌは、図１３に示した光電変換素子７０の各部の具体的な構成の他の例であり、光電変換素子７０Ｅと同様に、例えば、１画素ユニットＰｕ内に、青色光を吸収する画素Ｐｂ１および画素Ｐｂ２（青画素）および赤色光を吸収する画素Ｐｂ１および画素Ｐｂ２（赤画素）が市松状に配置されたものである。読み出し電極７１Ａおよびこれに接続される貫通電極７４が、例えば、画素Ｐｂ１，Ｐｒ１，Ｐｂ２，Ｐｒ２の一隅に、例えば、隣接する画素の共有電極として、画素Ｐの中央部分に１つ設けられている。
【０１２１】
図２５Ａ等に示した画素ユニットＰｕでは、光電変換素子７０Ｉと同様に、蓄積電極７１Ｂ（７１Ｂ１，７１Ｂ２，７１Ｂ３，７１Ｂ４）と接続される配線として、互いに独立すると共に、Ｘ軸方向に隣接する画素Ｐｂ１，Ｐｒ１および画素Ｐｂ２，Ｐｒ２を延伸する配線３９Ｂ１，３９Ｂ２，３９Ｂ３，３９Ｂ４が形成されている。具体的には、例えば、配線３９Ｂ１および配線３９Ｂ３は、隣接する画素Ｐｂ１，Ｐｒ１において並列して形成されており、例えば、蓄積電極７１Ｂ１は配線３９Ｂ１と、蓄積電極７１Ｂ２は配線３９Ｂ３と接続されている。配線３９Ｂ２および配線３９Ｂ４は、隣接する画素Ｐｂ２，Ｐｒ２において並列して形成されており、例えば、蓄積電極７１Ｂ３は配線３９Ｂ２と、蓄積電極７１Ｂ４は配線３９Ｂ４と接続されている。更に、光電変換素子７０Ｋでは、光電変換素子７０Ｇと同様に、各画素Ｐ（Ｐｂ１，Ｐｒ１，Ｐｂ２，Ｐｒ２）を囲むように周縁に拡張部３９ｂ１，３９ｂ２，３９ｂ３が設けられている。光電変換素子７０Ｋでは、拡張部３９ｂ１は、並列に形成された配線３９Ｂ１および配線３９Ｂ３のうち、例えば内側に設けられた配線３９Ｂ３から引き出す形で形成されている。拡張部３９ｂ２，３９ｂ３は、並列に形成された配線３９Ｂ２および配線３９Ｂ４のうち、例えば内側に設けられた配線３９Ｂ４から引き出す形で形成されている。更に、これら配線３９Ｂ１，３９Ｂ２、３９Ｂ３、３９Ｂ４および拡張部３９ｂ１，３９ｂ２，３９ｂ３は、光電変換素子７０Ｈ，７０Ｊと同様に、それぞれ、積層構造（例えば、３層構造）を有する。
【０１２２】
上記のように、本変形例の光電変換素子７０は、少なくとも、隣り合う互いに異なる波長帯域の光を吸収する無機光電変換部３２（例えば、無機光電変換部３２Ｂ，３２Ｒ）の貫通電極７４（７４Ａ，７４Ｂ，７４Ｃ，７４Ｄ）や、半導体基板３０の光入射面Ｓ１側に設けられた層間絶縁層２６内の配線３９Ｂ１，３９Ｂ２等を、遮光性を有する材料を用いて形成するようにした。これにより、隣接画素間における混色が抑制され、より分光特性を向上させることが可能となる。
【０１２３】
＜３．適用例＞
（適用例１）
図２６は、例えば、上記実施の形態において説明した光電変換素子１０を各画素に用いた固体撮像装置１の全体構成を表したものである。この固体撮像装置１は、ＣＭＯＳイメージセンサであり、半導体基板１１上に、撮像エリアとしての画素部１ａを有すると共に、この画素部１ａの周辺領域に、例えば、行走査部１３１、水平選択部１３３、列走査部１３４およびシステム制御部１３２からなる周辺回路部１３０を有している。
【０１２４】
画素部１ａは、例えば、行列状に２次元配置された複数の単位画素Ｐ（例えば、光電変換素子１０に相当）を有している。この単位画素Ｐには、例えば、画素行ごとに画素駆動線Ｌread（具体的には行選択線およびリセット制御線）が配線され、画素列ごとに垂直信号線Ｌsigが配線されている。画素駆動線Ｌreadは、画素からの信号読み出しのための駆動信号を伝送するものである。画素駆動線Ｌreadの一端は、行走査部１３１の各行に対応した出力端に接続されている。
【０１２５】
行走査部１３１は、シフトレジスタやアドレスデコーダ等によって構成され、画素部１ａの各単位画素Ｐを、例えば、行単位で駆動する画素駆動部である。行走査部１３１によって選択走査された画素行の各単位画素Ｐから出力される信号は、垂直信号線Ｌsigの各々を通して水平選択部１３３に供給される。水平選択部１３３は、垂直信号線Ｌsigごとに設けられたアンプや水平選択スイッチ等によって構成されている。
【０１２６】
列走査部１３４は、シフトレジスタやアドレスデコーダ等によって構成され、水平選択部１３３の各水平選択スイッチを走査しつつ順番に駆動するものである。この列走査部１３４による選択走査により、垂直信号線Ｌsigの各々を通して伝送される各画素の信号が順番に水平信号線１３５に出力され、当該水平信号線１３５を通して半導体基板１１の外部へ伝送される。
【０１２７】
行走査部１３１、水平選択部１３３、列走査部１３４および水平信号線１３５からなる回路部分は、半導体基板１１上に直に形成されていてもよいし、あるいは外部制御ＩＣに配設されたものであってもよい。また、それらの回路部分は、ケーブル等により接続された他の基板に形成されていてもよい。
【０１２８】
システム制御部１３２は、半導体基板１１の外部から与えられるクロックや、動作モードを指令するデータ等を受け取り、また、固体撮像装置１の内部情報等のデータを出力するものである。システム制御部１３２はさらに、各種のタイミング信号を生成するタイミングジェネレータを有し、当該タイミングジェネレータで生成された各種のタイミング信号を基に行走査部１３１、水平選択部１３３および列走査部１３４等の周辺回路の駆動制御を行う。
【０１２９】
（適用例２）
上述の固体撮像装置１は、例えば、デジタルスチルカメラやビデオカメラ等のカメラシステムや、撮像機能を有する携帯電話等、撮像機能を備えたあらゆるタイプの電子機器（固体撮像装置）に適用することができる。図２７に、その一例として、カメラ２の概略構成を示す。このカメラ２は、例えば、静止画または動画を撮影可能なビデオカメラであり、固体撮像装置１と、光学系（光学レンズ）３１０と、シャッタ装置３１１と、固体撮像装置１およびシャッタ装置３１１を駆動する駆動部３１３と、信号処理部３１２とを有する。
【０１３０】
光学系３１０は、被写体からの像光（入射光）を固体撮像装置１の画素部１ａへ導くものである。この光学系３１０は、複数の光学レンズから構成されていてもよい。シャッタ装置３１１は、固体撮像装置１への光照射期間および遮光期間を制御するものである。駆動部３１３は、固体撮像装置１の転送動作およびシャッタ装置３１１のシャッタ動作を制御するものである。信号処理部３１２は、固体撮像装置１から出力された信号に対し、各種の信号処理を行うものである。信号処理後の映像信号Ｄoutは、メモリ等の記憶媒体に記憶されるか、あるいは、モニタ等に出力される。
【０１３１】
（適用例３）
＜体内情報取得システムへの応用例＞
更に、本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、内視鏡手術システムに適用されてもよい。
【０１３２】
図２８は、本開示に係る技術（本技術）が適用され得る、カプセル型内視鏡を用いた患者の体内情報取得システムの概略的な構成の一例を示すブロック図である。
【０１３３】
体内情報取得システム１０００１は、カプセル型内視鏡１０１００と、外部制御装置１０２００とから構成される。
【０１３４】
カプセル型内視鏡１０１００は、検査時に、患者によって飲み込まれる。カプセル型内視鏡１０１００は、撮像機能及び無線通信機能を有し、患者から自然排出されるまでの間、胃や腸等の臓器の内部を蠕動運動等によって移動しつつ、当該臓器の内部の画像（以下、体内画像ともいう）を所定の間隔で順次撮像し、その体内画像についての情報を体外の外部制御装置１０２００に順次無線送信する。
【０１３５】
外部制御装置１０２００は、体内情報取得システム１０００１の動作を統括的に制御する。また、外部制御装置１０２００は、カプセル型内視鏡１０１００から送信されてくる体内画像についての情報を受信し、受信した体内画像についての情報に基づいて、表示装置（図示せず）に当該体内画像を表示するための画像データを生成する。
【０１３６】
体内情報取得システム１０００１では、このようにして、カプセル型内視鏡１０１００が飲み込まれてから排出されるまでの間、患者の体内の様子を撮像した体内画像を随時得ることができる。
【０１３７】
カプセル型内視鏡１０１００と外部制御装置１０２００の構成及び機能についてより詳細に説明する。
【０１３８】
カプセル型内視鏡１０１００は、カプセル型の筐体１０１０１を有し、その筐体１０１０１内には、光源部１０１１１、撮像部１０１１２、画像処理部１０１１３、無線通信部１０１１４、給電部１０１１５、電源部１０１１６、及び制御部１０１１７が収納されている。
【０１３９】
光源部１０１１１は、例えばＬＥＤ（light emitting diode）等の光源から構成され、撮像部１０１１２の撮像視野に対して光を照射する。
【０１４０】
撮像部１０１１２は、撮像素子、及び当該撮像素子の前段に設けられる複数のレンズからなる光学系から構成される。観察対象である体組織に照射された光の反射光（以下、観察光という）は、当該光学系によって集光され、当該撮像素子に入射する。撮像部１０１１２では、撮像素子において、そこに入射した観察光が光電変換され、その観察光に対応する画像信号が生成される。撮像部１０１１２によって生成された画像信号は、画像処理部１０１１３に提供される。
【０１４１】
画像処理部１０１１３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等のプロセッサによって構成され、撮像部１０１１２によって生成された画像信号に対して各種の信号処理を行う。画像処理部１０１１３は、信号処理を施した画像信号を、ＲＡＷデータとして無線通信部１０１１４に提供する。
【０１４２】
無線通信部１０１１４は、画像処理部１０１１３によって信号処理が施された画像信号に対して変調処理等の所定の処理を行い、その画像信号を、アンテナ１０１１４Ａを介して外部制御装置１０２００に送信する。また、無線通信部１０１１４は、外部制御装置１０２００から、カプセル型内視鏡１０１００の駆動制御に関する制御信号を、アンテナ１０１１４Ａを介して受信する。無線通信部１０１１４は、外部制御装置１０２００から受信した制御信号を制御部１０１１７に提供する。
【０１４３】
給電部１０１１５は、受電用のアンテナコイル、当該アンテナコイルに発生した電流から電力を再生する電力再生回路、及び昇圧回路等から構成される。給電部１０１１５では、いわゆる非接触充電の原理を用いて電力が生成される。
【０１４４】
電源部１０１１６は、二次電池によって構成され、給電部１０１１５によって生成された電力を蓄電する。図２８では、図面が煩雑になることを避けるために、電源部１０１１６からの電力の供給先を示す矢印等の図示を省略しているが、電源部１０１１６に蓄電された電力は、光源部１０１１１、撮像部１０１１２、画像処理部１０１１３、無線通信部１０１１４、及び制御部１０１１７に供給され、これらの駆動に用いられ得る。
【０１４５】
制御部１０１１７は、ＣＰＵ等のプロセッサによって構成され、光源部１０１１１、撮像部１０１１２、画像処理部１０１１３、無線通信部１０１１４、及び、給電部１０１１５の駆動を、外部制御装置１０２００から送信される制御信号に従って適宜制御する。
【０１４６】
外部制御装置１０２００は、ＣＰＵ，ＧＰＵ等のプロセッサ、又はプロセッサとメモリ等の記憶素子が混載されたマイクロコンピュータ若しくは制御基板等で構成される。外部制御装置１０２００は、カプセル型内視鏡１０１００の制御部１０１１７に対して制御信号を、アンテナ１０２００Ａを介して送信することにより、カプセル型内視鏡１０１００の動作を制御する。カプセル型内視鏡１０１００では、例えば、外部制御装置１０２００からの制御信号により、光源部１０１１１における観察対象に対する光の照射条件が変更され得る。また、外部制御装置１０２００からの制御信号により、撮像条件（例えば、撮像部１０１１２におけるフレームレート、露出値等）が変更され得る。また、外部制御装置１０２００からの制御信号により、画像処理部１０１１３における処理の内容や、無線通信部１０１１４が画像信号を送信する条件（例えば、送信間隔、送信画像数等）が変更されてもよい。
【０１４７】
また、外部制御装置１０２００は、カプセル型内視鏡１０１００から送信される画像信号に対して、各種の画像処理を施し、撮像された体内画像を表示装置に表示するための画像データを生成する。当該画像処理としては、例えば現像処理（デモザイク処理）、高画質化処理（帯域強調処理、超解像処理、ＮＲ（Noise reduction）処理及び／又は手ブレ補正処理等）、並びに／又は拡大処理（電子ズーム処理）等、各種の信号処理を行うことができる。外部制御装置１０２００は、表示装置の駆動を制御して、生成した画像データに基づいて撮像された体内画像を表示させる。あるいは、外部制御装置１０２００は、生成した画像データを記録装置（図示せず）に記録させたり、印刷装置（図示せず）に印刷出力させてもよい。
【０１４８】
以上、本開示に係る技術が適用され得る体内情報取得システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、例えば、撮像部１０１１２に適用され得る。これにより、検出精度が向上する。
【０１４９】
（適用例４）
＜４．内視鏡手術システムへの応用例＞
本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、内視鏡手術システムに適用されてもよい。
【０１５０】
図２９は、本開示に係る技術（本技術）が適用され得る内視鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。
【０１５１】
図２９では、術者（医師）１１１３１が、内視鏡手術システム１１０００を用いて、患者ベッド１１１３３上の患者１１１３２に手術を行っている様子が図示されている。図示するように、内視鏡手術システム１１０００は、内視鏡１１１００と、気腹チューブ１１１１１やエネルギー処置具１１１１２等の、その他の術具１１１１０と、内視鏡１１１００を支持する支持アーム装置１１１２０と、内視鏡下手術のための各種の装置が搭載されたカート１１２００と、から構成される。
【０１５２】
内視鏡１１１００は、先端から所定の長さの領域が患者１１１３２の体腔内に挿入される鏡筒１１１０１と、鏡筒１１１０１の基端に接続されるカメラヘッド１１１０２と、から構成される。図示する例では、硬性の鏡筒１１１０１を有するいわゆる硬性鏡として構成される内視鏡１１１００を図示しているが、内視鏡１１１００は、軟性の鏡筒を有するいわゆる軟性鏡として構成されてもよい。
【０１５３】
鏡筒１１１０１の先端には、対物レンズが嵌め込まれた開孔部が設けられている。内視鏡１１１００には光源装置１１２０３が接続されており、当該光源装置１１２０３によって生成された光が、鏡筒１１１０１の内部に延設されるライトガイドによって当該鏡筒の先端まで導光され、対物レンズを介して患者１１１３２の体腔内の観察対象に向かって照射される。なお、内視鏡１１１００は、直視鏡であってもよいし、斜視鏡又は側視鏡であってもよい。
【０１５４】
カメラヘッド１１１０２の内部には光学系及び撮像素子が設けられており、観察対象からの反射光（観察光）は当該光学系によって当該撮像素子に集光される。当該撮像素子によって観察光が光電変換され、観察光に対応する電気信号、すなわち観察像に対応する画像信号が生成される。当該画像信号は、ＲＡＷデータとしてカメラコントロールユニット（ＣＣＵ: Camera Control Unit）１１２０１に送信される。
【０１５５】
ＣＣＵ１１２０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等によって構成され、内視鏡１１１００及び表示装置１１２０２の動作を統括的に制御する。さらに、ＣＣＵ１１２０１は、カメラヘッド１１１０２から画像信号を受け取り、その画像信号に対して、例えば現像処理（デモザイク処理）等の、当該画像信号に基づく画像を表示するための各種の画像処理を施す。
【０１５６】
表示装置１１２０２は、ＣＣＵ１１２０１からの制御により、当該ＣＣＵ１１２０１によって画像処理が施された画像信号に基づく画像を表示する。
【０１５７】
光源装置１１２０３は、例えばＬＥＤ（light emitting diode）等の光源から構成され、術部等を撮影する際の照射光を内視鏡１１１００に供給する。
【０１５８】
入力装置１１２０４は、内視鏡手術システム１１０００に対する入力インタフェースである。ユーザは、入力装置１１２０４を介して、内視鏡手術システム１１０００に対して各種の情報の入力や指示入力を行うことができる。例えば、ユーザは、内視鏡１１１００による撮像条件（照射光の種類、倍率及び焦点距離等）を変更する旨の指示等を入力する。
【０１５９】
処置具制御装置１１２０５は、組織の焼灼、切開又は血管の封止等のためのエネルギー処置具１１１１２の駆動を制御する。気腹装置１１２０６は、内視鏡１１１００による視野の確保及び術者の作業空間の確保の目的で、患者１１１３２の体腔を膨らめるために、気腹チューブ１１１１１を介して当該体腔内にガスを送り込む。レコーダ１１２０７は、手術に関する各種の情報を記録可能な装置である。プリンタ１１２０８は、手術に関する各種の情報を、テキスト、画像又はグラフ等各種の形式で印刷可能な装置である。
【０１６０】
なお、内視鏡１１１００に術部を撮影する際の照射光を供給する光源装置１１２０３は、例えばＬＥＤ、レーザ光源又はこれらの組み合わせによって構成される白色光源から構成することができる。ＲＧＢレーザ光源の組み合わせにより白色光源が構成される場合には、各色（各波長）の出力強度及び出力タイミングを高精度に制御することができるため、光源装置１１２０３において撮像画像のホワイトバランスの調整を行うことができる。また、この場合には、ＲＧＢレーザ光源それぞれからのレーザ光を時分割で観察対象に照射し、その照射タイミングに同期してカメラヘッド１１１０２の撮像素子の駆動を制御することにより、ＲＧＢそれぞれに対応した画像を時分割で撮像することも可能である。当該方法によれば、当該撮像素子にカラーフィルタを設けなくても、カラー画像を得ることができる。
【０１６１】
また、光源装置１１２０３は、出力する光の強度を所定の時間ごとに変更するようにその駆動が制御されてもよい。その光の強度の変更のタイミングに同期してカメラヘッド１１１０２の撮像素子の駆動を制御して時分割で画像を取得し、その画像を合成することにより、いわゆる黒つぶれ及び白とびのない高ダイナミックレンジの画像を生成することができる。
【０１６２】
また、光源装置１１２０３は、特殊光観察に対応した所定の波長帯域の光を供給可能に構成されてもよい。特殊光観察では、例えば、体組織における光の吸収の波長依存性を利用して、通常の観察時における照射光（すなわち、白色光）に比べて狭帯域の光を照射することにより、粘膜表層の血管等の所定の組織を高コントラストで撮影する、いわゆる狭帯域光観察（Narrow Band Imaging）が行われる。あるいは、特殊光観察では、励起光を照射することにより発生する蛍光により画像を得る蛍光観察が行われてもよい。蛍光観察では、体組織に励起光を照射し当該体組織からの蛍光を観察すること（自家蛍光観察）、又はインドシアニングリーン（ICG）等の試薬を体組織に局注するとともに当該体組織にその試薬の蛍光波長に対応した励起光を照射し蛍光像を得ること等を行うことができる。光源装置１１２０３は、このような特殊光観察に対応した狭帯域光及び／又は励起光を供給可能に構成され得る。
【０１６３】
図３０は、図２９に示すカメラヘッド１１１０２及びＣＣＵ１１２０１の機能構成の一例を示すブロック図である。
【０１６４】
カメラヘッド１１１０２は、レンズユニット１１４０１と、撮像部１１４０２と、駆動部１１４０３と、通信部１１４０４と、カメラヘッド制御部１１４０５と、を有する。ＣＣＵ１１２０１は、通信部１１４１１と、画像処理部１１４１２と、制御部１１４１３と、を有する。カメラヘッド１１１０２とＣＣＵ１１２０１とは、伝送ケーブル１１４００によって互いに通信可能に接続されている。
【０１６５】
レンズユニット１１４０１は、鏡筒１１１０１との接続部に設けられる光学系である。鏡筒１１１０１の先端から取り込まれた観察光は、カメラヘッド１１１０２まで導光され、当該レンズユニット１１４０１に入射する。レンズユニット１１４０１は、ズームレンズ及びフォーカスレンズを含む複数のレンズが組み合わされて構成される。
【０１６６】
撮像部１１４０２を構成する撮像素子は、１つ（いわゆる単板式）であってもよいし、複数（いわゆる多板式）であってもよい。撮像部１１４０２が多板式で構成される場合には、例えば各撮像素子によってＲＧＢそれぞれに対応する画像信号が生成され、それらが合成されることによりカラー画像が得られてもよい。あるいは、撮像部１１４０２は、３Ｄ（dimensional）表示に対応する右目用及び左目用の画像信号をそれぞれ取得するための１対の撮像素子を有するように構成されてもよい。３Ｄ表示が行われることにより、術者１１１３１は術部における生体組織の奥行きをより正確に把握することが可能になる。なお、撮像部１１４０２が多板式で構成される場合には、各撮像素子に対応して、レンズユニット１１４０１も複数系統設けられ得る。
【０１６７】
また、撮像部１１４０２は、必ずしもカメラヘッド１１１０２に設けられなくてもよい。例えば、撮像部１１４０２は、鏡筒１１１０１の内部に、対物レンズの直後に設けられてもよい。
【０１６８】
駆動部１１４０３は、アクチュエータによって構成され、カメラヘッド制御部１１４０５からの制御により、レンズユニット１１４０１のズームレンズ及びフォーカスレンズを光軸に沿って所定の距離だけ移動させる。これにより、撮像部１１４０２による撮像画像の倍率及び焦点が適宜調整され得る。
【０１６９】
通信部１１４０４は、ＣＣＵ１１２０１との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部１１４０４は、撮像部１１４０２から得た画像信号をＲＡＷデータとして伝送ケーブル１１４００を介してＣＣＵ１１２０１に送信する。
【０１７０】
また、通信部１１４０４は、ＣＣＵ１１２０１から、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を受信し、カメラヘッド制御部１１４０５に供給する。当該制御信号には、例えば、撮像画像のフレームレートを指定する旨の情報、撮像時の露出値を指定する旨の情報、並びに／又は撮像画像の倍率及び焦点を指定する旨の情報等、撮像条件に関する情報が含まれる。
【０１７１】
なお、上記のフレームレートや露出値、倍率、焦点等の撮像条件は、ユーザによって適宜指定されてもよいし、取得された画像信号に基づいてＣＣＵ１１２０１の制御部１１４１３によって自動的に設定されてもよい。後者の場合には、いわゆるＡＥ（Auto Exposure）機能、ＡＦ（Auto Focus）機能及びＡＷＢ（Auto White Balance）機能が内視鏡１１１００に搭載されていることになる。
【０１７２】
カメラヘッド制御部１１４０５は、通信部１１４０４を介して受信したＣＣＵ１１２０１からの制御信号に基づいて、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御する。
【０１７３】
通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２から、伝送ケーブル１１４００を介して送信される画像信号を受信する。
【０１７４】
また、通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２に対して、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を送信する。画像信号や制御信号は、電気通信や光通信等によって送信することができる。
【０１７５】
画像処理部１１４１２は、カメラヘッド１１１０２から送信されたＲＡＷデータである画像信号に対して各種の画像処理を施す。
【０１７６】
制御部１１４１３は、内視鏡１１１００による術部等の撮像、及び、術部等の撮像により得られる撮像画像の表示に関する各種の制御を行う。例えば、制御部１１４１３は、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を生成する。
【０１７７】
また、制御部１１４１３は、画像処理部１１４１２によって画像処理が施された画像信号に基づいて、術部等が映った撮像画像を表示装置１１２０２に表示させる。この際、制御部１１４１３は、各種の画像認識技術を用いて撮像画像内における各種の物体を認識してもよい。例えば、制御部１１４１３は、撮像画像に含まれる物体のエッジの形状や色等を検出することにより、鉗子等の術具、特定の生体部位、出血、エネルギー処置具１１１１２の使用時のミスト等を認識することができる。制御部１１４１３は、表示装置１１２０２に撮像画像を表示させる際に、その認識結果を用いて、各種の手術支援情報を当該術部の画像に重畳表示させてもよい。手術支援情報が重畳表示され、術者１１１３１に提示されることにより、術者１１１３１の負担を軽減することや、術者１１１３１が確実に手術を進めることが可能になる。
【０１７８】
カメラヘッド１１１０２及びＣＣＵ１１２０１を接続する伝送ケーブル１１４００は、電気信号の通信に対応した電気信号ケーブル、光通信に対応した光ファイバ、又はこれらの複合ケーブルである。
【０１７９】
ここで、図示する例では、伝送ケーブル１１４００を用いて有線で通信が行われていたが、カメラヘッド１１１０２とＣＣＵ１１２０１との間の通信は無線で行われてもよい。
【０１８０】
以上、本開示に係る技術が適用され得る内視鏡手術システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、撮像部１１４０２に適用され得る。撮像部１１４０２に本開示に係る技術を適用することにより、検出精度が向上する。
【０１８１】
なお、ここでは、一例として内視鏡手術システムについて説明したが、本開示に係る技術は、その他、例えば、顕微鏡手術システム等に適用されてもよい。
【０１８２】
（適用例５）
＜移動体への応用例＞
本開示に係る技術は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット、建設機械、農業機械（トラクター）などのいずれかの種類の移動体に搭載される装置として実現されてもよい。
【０１８３】
図３１は、本開示に係る技術が適用され得る移動体制御システムの一例である車両制御システムの概略的な構成例を示すブロック図である。
【０１８４】
車両制御システム１２０００は、通信ネットワーク１２００１を介して接続された複数の電子制御ユニットを備える。図３１に示した例では、車両制御システム１２０００は、駆動系制御ユニット１２０１０、ボディ系制御ユニット１２０２０、車外情報検出ユニット１２０３０、車内情報検出ユニット１２０４０、及び統合制御ユニット１２０５０を備える。また、統合制御ユニット１２０５０の機能構成として、マイクロコンピュータ１２０５１、音声画像出力部１２０５２、及び車載ネットワークＩ／Ｆ（interface）１２０５３が図示されている。
【０１８５】
駆動系制御ユニット１２０１０は、各種プログラムにしたがって車両の駆動系に関連する装置の動作を制御する。例えば、駆動系制御ユニット１２０１０は、内燃機関又は駆動用モータ等の車両の駆動力を発生させるための駆動力発生装置、駆動力を車輪に伝達するための駆動力伝達機構、車両の舵角を調節するステアリング機構、及び、車両の制動力を発生させる制動装置等の制御装置として機能する。
【０１８６】
ボディ系制御ユニット１２０２０は、各種プログラムにしたがって車体に装備された各種装置の動作を制御する。例えば、ボディ系制御ユニット１２０２０は、キーレスエントリシステム、スマートキーシステム、パワーウィンドウ装置、あるいは、ヘッドランプ、バックランプ、ブレーキランプ、ウィンカー又はフォグランプ等の各種ランプの制御装置として機能する。この場合、ボディ系制御ユニット１２０２０には、鍵を代替する携帯機から発信される電波又は各種スイッチの信号が入力され得る。ボディ系制御ユニット１２０２０は、これらの電波又は信号の入力を受け付け、車両のドアロック装置、パワーウィンドウ装置、ランプ等を制御する。
【０１８７】
車外情報検出ユニット１２０３０は、車両制御システム１２０００を搭載した車両の外部の情報を検出する。例えば、車外情報検出ユニット１２０３０には、撮像部１２０３１が接続される。車外情報検出ユニット１２０３０は、撮像部１２０３１に車外の画像を撮像させるとともに、撮像された画像を受信する。車外情報検出ユニット１２０３０は、受信した画像に基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等の物体検出処理又は距離検出処理を行ってもよい。
【０１８８】
撮像部１２０３１は、光を受光し、その光の受光量に応じた電気信号を出力する光センサである。撮像部１２０３１は、電気信号を画像として出力することもできるし、測距の情報として出力することもできる。また、撮像部１２０３１が受光する光は、可視光であっても良いし、赤外線等の非可視光であっても良い。
【０１８９】
車内情報検出ユニット１２０４０は、車内の情報を検出する。車内情報検出ユニット１２０４０には、例えば、運転者の状態を検出する運転者状態検出部１２０４１が接続される。運転者状態検出部１２０４１は、例えば運転者を撮像するカメラを含み、車内情報検出ユニット１２０４０は、運転者状態検出部１２０４１から入力される検出情報に基づいて、運転者の疲労度合い又は集中度合いを算出してもよいし、運転者が居眠りをしていないかを判別してもよい。
【０１９０】
マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車内外の情報に基づいて、駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置の制御目標値を演算し、駆動系制御ユニット１２０１０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両の衝突回避あるいは衝撃緩和、車間距離に基づく追従走行、車速維持走行、車両の衝突警告、又は車両のレーン逸脱警告等を含むＡＤＡＳ（Advanced Driver Assistance System）の機能実現を目的とした協調制御を行うことができる。
【０１９１】
また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車両の周囲の情報に基づいて駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置等を制御することにより、運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
【０１９２】
また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で取得される車外の情報に基づいて、ボディ系制御ユニット１２０２０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で検知した先行車又は対向車の位置に応じてヘッドランプを制御し、ハイビームをロービームに切り替える等の防眩を図ることを目的とした協調制御を行うことができる。
【０１９３】
音声画像出力部１２０５２は、車両の搭乗者又は車外に対して、視覚的又は聴覚的に情報を通知することが可能な出力装置へ音声及び画像のうちの少なくとも一方の出力信号を送信する。図３１の例では、出力装置として、オーディオスピーカ１２０６１、表示部１２０６２及びインストルメントパネル１２０６３が例示されている。表示部１２０６２は、例えば、オンボードディスプレイ及びヘッドアップディスプレイの少なくとも一つを含んでいてもよい。
【０１９４】
図３２は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。
【０１９５】
図３２では、撮像部１２０３１として、撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５を有する。
【０１９６】
撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５は、例えば、車両１２１００のフロントノーズ、サイドミラー、リアバンパ、バックドア及び車室内のフロントガラスの上部等の位置に設けられる。フロントノーズに備えられる撮像部１２１０１及び車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部１２１０５は、主として車両１２１００の前方の画像を取得する。サイドミラーに備えられる撮像部１２１０２，１２１０３は、主として車両１２１００の側方の画像を取得する。リアバンパ又はバックドアに備えられる撮像部１２１０４は、主として車両１２１００の後方の画像を取得する。車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部１２１０５は、主として先行車両又は、歩行者、障害物、信号機、交通標識又は車線等の検出に用いられる。
【０１９７】
なお、図３２には、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮影範囲の一例が示されている。撮像範囲１２１１１は、フロントノーズに設けられた撮像部１２１０１の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１２，１２１１３は、それぞれサイドミラーに設けられた撮像部１２１０２，１２１０３の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１４は、リアバンパ又はバックドアに設けられた撮像部１２１０４の撮像範囲を示す。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４で撮像された画像データが重ね合わせられることにより、車両１２１００を上方から見た俯瞰画像が得られる。
【０１９８】
撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、距離情報を取得する機能を有していてもよい。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、複数の撮像素子からなるステレオカメラであってもよいし、位相差検出用の画素を有する撮像素子であってもよい。
【０１９９】
例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を基に、撮像範囲１２１１１ないし１２１１４内における各立体物までの距離と、この距離の時間的変化（車両１２１００に対する相対速度）を求めることにより、特に車両１２１００の進行路上にある最も近い立体物で、車両１２１００と略同じ方向に所定の速度（例えば、０ｋｍ／ｈ以上）で走行する立体物を先行車として抽出することができる。さらに、マイクロコンピュータ１２０５１は、先行車の手前に予め確保すべき車間距離を設定し、自動ブレーキ制御（追従停止制御も含む）や自動加速制御（追従発進制御も含む）等を行うことができる。このように運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
【０２００】
例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を元に、立体物に関する立体物データを、２輪車、普通車両、大型車両、歩行者、電柱等その他の立体物に分類して抽出し、障害物の自動回避に用いることができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両１２１００の周辺の障害物を、車両１２１００のドライバが視認可能な障害物と視認困難な障害物とに識別する。そして、マイクロコンピュータ１２０５１は、各障害物との衝突の危険度を示す衝突リスクを判断し、衝突リスクが設定値以上で衝突可能性がある状況であるときには、オーディオスピーカ１２０６１や表示部１２０６２を介してドライバに警報を出力することや、駆動系制御ユニット１２０１０を介して強制減速や回避操舵を行うことで、衝突回避のための運転支援を行うことができる。
【０２０１】
撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、赤外線を検出する赤外線カメラであってもよい。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在するか否かを判定することで歩行者を認識することができる。かかる歩行者の認識は、例えば赤外線カメラとしての撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像における特徴点を抽出する手順と、物体の輪郭を示す一連の特徴点にパターンマッチング処理を行って歩行者か否かを判別する手順によって行われる。マイクロコンピュータ１２０５１が、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在すると判定し、歩行者を認識すると、音声画像出力部１２０５２は、当該認識された歩行者に強調のための方形輪郭線を重畳表示するように、表示部１２０６２を制御する。また、音声画像出力部１２０５２は、歩行者を示すアイコン等を所望の位置に表示するように表示部１２０６２を制御してもよい。
【０２０２】
以上、実施の形態および変形例１〜３ならびに適用例を挙げて説明したが、本開示内容は上記実施の形態等に限定されるものではなく、種々変形が可能である。例えば、上記実施の形態では、光電変換素子１０として、緑色光を検出する有機光電変換部２０と、青色光，赤色光をそれぞれ検出する無機光電変換部３２Ｂ，３２Ｒとを積層させた構成としたが、本開示内容はこのような構造に限定されるものではない。即ち、有機光電変換部において赤色光あるいは青色光を検出するようにしてもよいし、無機光電変換部において緑色光を検出するようにしてもよい。
【０２０３】
また、これらの有機光電変換部および無機光電変換部の数やその比率も限定されるものではなく、２以上の有機光電変換部を設けてもよいし、有機光電変換部だけで複数色の色信号が得られるようにしてもよい。更に、本開示の光電変換素子および固体撮像装置では、上記実施の形態等で説明した各構成要素を全て備えている必要はなく、また逆に他の層を備えていてもよい。
【０２０４】
なお、本明細書中に記載された効果はあくまで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。
【０２０５】
なお、本開示は、以下のような構成であってもよい。
（１）
一の電極および他の電極を有する第１の電極と、前記第１の電極と対向配置された第２の電極と、前記第１の電極と前記第２の電極との間に配置されると共に、前記一の電極とは電気的に接続され、前記他の電極との間に絶縁層が設けられている有機光電変換層とを有する有機光電変換部と、
前記有機光電変換部に対して、前記第１の電極を間に配置された無機光電変換部と、
前記有機光電変換部と前記無機光電変換部との間に設けられた光学フィルタと
を備えた光電変換素子。
（２）
前記光学フィルタは、前記他の電極と前記無機光電変換部との間に設けられている、前記（１）に記載の光電変換素子。
（３）
有機光電変換部および前記無機光電変換部は互いに異なる波長帯域の光を吸収し、
前記光学フィルタは、前記無機光電変換部において吸収される波長帯域の光を選択的に透過する、前記（１）または（２）に記載の光電変換素子。
（４）
前記無機光電変換部は、半導体基板内に設けられ、複数の光電変換部が前記半導体基板の平面方向に配置されている、前記（１）乃至（３）のうちのいずれかに記載の光電変換素子。
（５）
前記光学フィルタは、第１の波長帯域の光を選択的に透過する第１の光学フィルタと、第２の波長帯域の光を選択的に透過する第２の光学フィルタとを有し、
前記第１の電極と前記複数の光電変換部との間には、それぞれ、前記第１の光学フィルタまたは前記第２の光学フィルタが配置されている、前記（４）に記載の光電変換素子。
（６）
前記第１の光学フィルタおよび前記第２の光学フィルタは、市松状あるいは縞状に配置されている、前記（５）に記載の光電変換素子。
（７）
前記光学フィルタは、さらに、第３の波長帯域の光を選択的に透過する第３の光学フィルタを有し、
前記第１の光学フィルタ、前記第２の光学フィルタおよび前記第３の光学フィルタはベイヤ状に配置されている、前記（５）または（６）に記載の光電変換素子。
（８）
前記光学フィルタは、さらに、第４の波長帯域の光を選択的に透過する第４の光学フィルタを有する、前記（７）に記載の光電変換素子。
（９）
前記第１の光学フィルタ、前記第２の光学フィルタ、前記第３の光学フィルタおよび前記第４の光学フィルタは互いに異なり、
前記第１の光学フィルタ、前記第２の光学フィルタ、前記第３の光学フィルタおよび前記第４の光学フィルタは、赤色領域、緑色領域、青色領域または可視領域のいずれかの光を選択的に透過する、前記（８）に記載の光電変換素子。
（１０）
前記第１の光学フィルタ、前記第２の光学フィルタおよび前記第３の光学フィルタは、２×２配列において、２つの前記第１の光学フィルタが一の対角線上に配置され、前記第２の光学フィルタおよび前記第３の光学フィルタが他の対角線上に配置されている、前記（９）に記載の光電変換素子。
（１１）
前記第１の光学フィルタ、前記第２の光学フィルタおよび前記第３の光学フィルタは、２×２配列において、２つの前記第１の光学フィルタが一の列に隣接配置され、前記第２の光学フィルタおよび前記第３の光学フィルタが他の列に隣接配置されている、前記（９）または（１０）に記載の光電変換素子。
（１２）
前記光学フィルタは、隣り合う互いに異なる波長帯域の光を選択的に透過させる前記光学フィルタの間の少なくとも一部に遮光部が設けられている、前記（１）乃至（１１）のうちのいずれかに記載の光電変換素子。
（１３）
前記遮光部は、前記一の電極と電気的に接続され、前記無機光電変換部を有する半導体基板を貫通する貫通電極によって構成されている、前記（１２）に記載の光電変換素子。
（１４）
前記遮光部は、前記他の電極と電気的に接続された駆動用配線によって構成されている、前記（１２）または（１３）に記載の光電変換素子。
（１５）
前記光学フィルタは有機顔料を含む、前記（１）乃至（１４）のうちのいずれかに記載の光電変換素子。
（１６）
前記光学フィルタは複数の開孔によって形成されている、前記（１）乃至（１５）のうちのいずれかに記載の光電変換素子。
（１７）
前記光学フィルタは金属ナノ粒子を含む、前記（１）乃至（１６）のうちのいずれかに記載の光電変換素子。
（１８）
前記光学フィルタは多層干渉膜によって構成されている、前記（１）乃至（１７）のうちのいずれかに記載の光電変換素子。
（１９）
１または複数の光電変換素子がそれぞれ設けられている複数の画素を備え、
前記光電変換素子は、
一の電極および他の電極を有する第１の電極と、前記第１の電極と対向配置された第２の電極と、前記第１の電極と前記第２の電極との間に配置されると共に、前記一の電極とは電気的に接続され、前記他の電極との間に絶縁層が設けられている有機光電変換層とを有する有機光電変換部と、
前記有機光電変換部に対して、前記第１の電極を間に配置された無機光電変換部と、
前記有機光電変換部と前記無機光電変換部との間に設けられた光学フィルタと
を有する固体撮像装置。
【符号の説明】
【０２０６】
１…固体撮像装置、１０，１０Ａ，１０Ｂ，６０，７０，７０Ａ〜７０Ｌ…光電変換素子、２０…有機光電変換部、２１，７１…下部電極、２２，６２，７２…有機光電変換層、２３…上部電極、２４…固定電荷層、２５…誘電体層、２６…層間絶縁層、２７…絶縁層、２８…保護層、２９Ａ…上部第1コンタクト、２９Ｂ…上部第２コンタクト、３０…半導体基板、３１…ｐウェル、３２Ｂ，３２Ｒ…無機光電変換部、３３…ゲート絶縁層、３４…貫通電極、３７…ゲート配線層、４０…多層配線、４１，４２，４３…配線層、４４…絶縁層、４５…下部第１コンタクト、４６…下部第２コンタクト、４７…ゲート配線層、５０…分離溝、５１，５１Ｒ，５１Ｇ，５１Ｂ…光学フィルタ。
【図１】
2019114576.tif 000003
【図２】
2019114576.tif 000004
【図３】
2019114576.tif 000005
【図４】
2019114576.tif 000006
【図５Ａ】
2019114576.tif 000007
【図５Ｂ】
2019114576.tif 000008
【図６Ａ】
2019114576.tif 000009
【図６Ｂ】
2019114576.tif 000010
【図７】
2019114576.tif 000011
【図８】
2019114576.tif 000012
【図９】
2019114576.tif 000013
【図１０Ａ】
2019114576.tif 000014
【図１０Ｂ】
2019114576.tif 000015
【図１１】
2019114576.tif 000016
【図１２Ａ】
2019114576.tif 000017
【図１２Ｂ】
2019114576.tif 000018
【図１３】
2019114576.tif 000019
【図１４Ａ】
2019114576.tif 000020
【図１４Ｂ】
2019114576.tif 000021
【図１４Ｃ】
2019114576.tif 000022
【図１５Ａ】
2019114576.tif 000023
【図１５Ｂ】
2019114576.tif 000024
【図１５Ｃ】
2019114576.tif 000025
【図１６Ａ】
2019114576.tif 000026
【図１６Ｂ】
2019114576.tif 000027
【図１６Ｃ】
2019114576.tif 000028
【図１７Ａ】
2019114576.tif 000029
【図１７Ｂ】
2019114576.tif 000030
【図１７Ｃ】
2019114576.tif 000031
【図１８Ａ】
2019114576.tif 000032
【図１８Ｂ】
2019114576.tif 000033
【図１８Ｃ】
2019114576.tif 000034
【図１９Ａ】
2019114576.tif 000035
【図１９Ｂ】
2019114576.tif 000036
【図１９Ｃ】
2019114576.tif 000037
【図２０Ａ】
2019114576.tif 000038
【図２０Ｂ】
2019114576.tif 000039
【図２０Ｃ】
2019114576.tif 000040
【図２１Ａ】
2019114576.tif 000041
【図２１Ｂ】
2019114576.tif 000042
【図２１Ｃ】
2019114576.tif 000043
【図２２Ａ】
2019114576.tif 000044
【図２２Ｂ】
2019114576.tif 000045
【図２２Ｃ】
2019114576.tif 000046
【図２３Ａ】
2019114576.tif 000047
【図２３Ｂ】
2019114576.tif 000048
【図２３Ｃ】
2019114576.tif 000049
【図２４Ａ】
2019114576.tif 000050
【図２４Ｂ】
2019114576.tif 000051
【図２４Ｃ】
2019114576.tif 000052
【図２５Ａ】
2019114576.tif 000053
【図２５Ｂ】
2019114576.tif 000054
【図２５Ｃ】
2019114576.tif 000055
【図２６】
2019114576.tif 000056
【図２７】
2019114576.tif 000057
【図２８】
2019114576.tif 000058
【図２９】
2019114576.tif 000059
【図３０】
2019114576.tif 000060
【図３１】
2019114576.tif 000061
【図３２】
2019114576.tif 000062