(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部電極層と、
前記下部電極層の上に設けられた第１活性層と、前記第１活性層の上に設けられた第１上部電極層と、前記第１上部電極層の上に設けられた第１光結合構造と、を有する第１画素と、
前記下部電極層の上に前記第１画素と離間して設けられた第２活性層と、前記第２活性層の上に設けられた第２上部電極層と、前記第２上部電極層の上に設けられた第２光結合構造と、を有する第２画素と、
前記第１画素と前記第２画素を分離する第１の画素分離溝と、
前記下部電極層において、前記第１の画素分離溝が設けられた側の反対側の前記第１画素と前記第２画素との間の前記第１の画素分離溝に対応する位置に設けられた第２の画素分離溝と、を有することを特徴とする光検出器。
【請求項２】
前記第１光結合構造及び前記第２光結合構造は回折格子及び金属反射膜の少なくとも一つを含むことを特徴とする、請求項１に記載の光検出器。
【請求項３】
前記第２の画素分離溝の側面は、前記下部電極層が形成されている面の法線に対し傾斜していることを特徴とする請求項１または２に記載の光検出器。
【請求項４】
前記第１活性層及び第２活性層は、量子井戸構造、または、量子ドット構造であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光検出器。
【請求項５】
前記第１光結合構造及び前記第２光結合構造は、金属反射膜を有しており、
前記第２の画素分離溝の底面における前記金属反射膜側の端は、前記金属反射膜における前記第２の画素分離溝側の端より、前記第１光結合構造及び前記第２光結合構造が形成されている面の法線に対し、４０°または４０°よりも外側であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の光検出器。
【請求項６】
前記光検出器は赤外線検出器であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の光検出器。
【請求項７】
前記第２の画素分離溝の側面及び底面には、金属反射膜が形成されていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の光検出器。
【請求項８】
下部電極層の上に第１活性層と第１上部電極層と第１光結合構造とを含む第１画素と、前記下部電極層の上に第２活性層と第２上部電極層と第２光結合構造とを前記第１画素と離間して含む第２画素とを形成し、
前記第１画素と前記第２画素は第１の画素分離溝により分離されており、
前記下部電極層において、前記第１の画素分離溝が設けられた側の反対側の前記第１画素と前記第２画素との間の前記第１の画素分離溝に対応する位置に第２の画素分離溝を形成することを特徴とする光検出器の製造方法。
【請求項９】
前記第１光結合構造及び前記第２光結合構造は、回折格子及び金属反射膜の少なくとも一つを含んで形成することを特徴とする請求項８に記載の光検出器の製造方法。
【請求項１０】
前記第２の画素分離溝の側面及び底面に金属反射膜を形成する工程を含むことを特徴とする請求項８または９に記載の光検出器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光検出器及び光検出器の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光検出器として、赤外線を検出するための量子井戸型赤外線検出器（ＱＷＩＰ：Quantum Well Infrared Photodetector）、または、量子ドット型赤外線検出器（ＱＤＩＰ：Quantum Dot Infrared Photodetector）等がある。これらの赤外線検出器は、赤外線を検出する活性層の両面を上部電極層及び下部電極層により挟んだ構造のものである。
【０００３】
このような構造の量子井戸型赤外線検出器と、信号処理用の集積回路素子である読み出し回路（ＲＯＩＣ：readout integrated circuit）素子とをＩｎバンプを介しハイブリッド接続することにより、量子井戸型赤外線撮像素子が作製される。尚、量子井戸型赤外線検出器は、活性層が量子井戸構造により形成されている光電変換素子である。また、量子井戸型赤外線撮像素子は半導体撮像素子の一種であり、量子ドット型赤外線検出器を用いた場合においても、同様に、赤外線撮像素子を作製することができる。
【０００４】
一般的には、赤外線検出器の表面側に、読み出し回路がＩｎバンプを介しハイブリッド接続されているため、赤外線検出器の裏面側から赤外線検出器に入射した赤外線が検出される。具体的には、赤外線検出器の裏面側から入射した赤外線は、赤外線検出器の表面側に形成された光結合構造(グレーティングカプラ)により回折、反射され、活性層において検出される。光結合構造は、回折格子と回折格子の上に形成された金属反射膜により形成されている。
【０００５】
赤外線検出器は、赤外線を検出するための画素が複数設けられており、画素と画素の間には、赤外線検出器の表面側より、各々の画素を分離するための画素分離溝が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１８２１８５号公報
【特許文献２】特開２０１２−１０９４３４号公報
【特許文献３】特公平５−２５１８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、赤外線検出器に形成されている画素分離溝は、所定の深さで形成されているため、画素と画素との間においては、画素分離溝が形成されていない領域が存在しており、この領域を介し、多重反射された赤外線の一部が、隣の画素に入射する。この場合、赤外線の入射した画素において検出される赤外線の光量が低下するとともに、隣の赤外線が入射していない画素にも多重反射された赤外線が入射するため、光クロストークが発生する。
【０００８】
このため、光の入射した画素における光量低下が少なく、多重反射された光が隣の画素に入射することのない構造の光検出器が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本実施の形態の一観点によれば、下部電極層と、前記下部電極層の上に設けられた第１活性層と、前記第１活性層の上に設けられた第１上部電極層と、前記第１上部電極層の上に設けられた第１光結合構造と、を有する第１画素と、前記下部電極層の上に前記第１画素と離間して設けられた第２活性層と、前記第２活性層の上に設けられた第２上部電極層と、前記第２上部電極層の上に設けられた第２光結合構造と、を有する第２画素と、前記第１画素と前記第２画素を分離する第１の画素分離溝と、前記下部電極層において、前記第１の画素分離溝が設けられた側の反対側の前記第１画素と前記第２画素との間の前記第１の画素分離溝に対応する位置に設けられた第２の画素分離溝と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
開示の光検出器によれば、光の入射した画素における光量低下が少なく、多重反射された光が隣の画素に入射することを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】赤外線検出器の構造図
【図２】深い画素分離溝が形成された赤外線検出器の構造図
【図３】第１の実施の形態における赤外線検出器の構造図
【図４】第１の実施の形態における赤外線検出器の説明図
【図５】第１の実施の形態における他の赤外線検出器の構造図
【図６】赤外線検出器における隣接画素光漏れ量を示す図
【図７】赤外線検出器における光電界強度積算値を示す図
【図８】第１の実施の形態における赤外線検出器の製造方法の工程図（１）
【図９】第１の実施の形態における赤外線検出器の製造方法の工程図（２）
【図１０】第１の実施の形態における赤外線検出器の製造方法の工程図（３）
【図１１】第２の実施の形態における赤外線検出器の構造図
【図１２】第２の実施の形態における他の赤外線検出器の構造図
【図１３】第２の実施の形態における赤外線検出器の製造方法の説明図
【図１４】第２の実施の形態における他の赤外線検出器の製造方法の説明図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施するための形態について、以下に説明する。尚、同じ部材等については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００１３】
〔第１の実施の形態〕
最初に、表面側より画素分離溝が形成されている赤外線検出器において、赤外線の入射した画素における光量低下、及び、多重反射した赤外線の一部が隣の画素に入射することについて説明する。尚、本願においては、可視光、赤外線（赤外光）及び紫外線（紫外光）を含むものを光と記載する場合がある。
【００１４】
図１は、分離溝が形成されている赤外線検出器の構造図である。この赤外線検出器は、バッファ層９１０、下部電極層９１１、活性層９１２、上部電極層９１３が、順に積層して形成されている。上部電極層９１３の上には、回折格子９２１が形成されており、上部電極層９１３及び回折格子９２１の上には、金属反射膜９２２が形成されている。
【００１５】
バッファ層９１０は、厚さが０．２〜０．３μｍのＧａＡｓにより形成されており、下部電極層９１１は、厚さが１．５〜２．０μｍのｎ−ＧａＡｓにより形成されている。活性層９１２は、厚さが５ｎｍのＧａＡｓからなる井戸層と厚さが４０ｎｍのＡｌＧａＡｓからなる障壁層とを交互に約５０周期積層することによりＭＱＷ（Multiple Quantum Well）構造が形成されている。上部電極層９１３は、厚さが約０．５μｍのｎ−ＧａＡｓにより形成されており、回折格子９２１は、上部電極層９１３の上において基板面方向に周期的に形成されたｎ−ＧａＡｓにより形成されている。金属反射膜９２２はＡｕ等の金属膜により形成されている。図１に示される赤外線検出器においては、このように形成された回折格子９２１と金属反射膜９２２により光結合構造が形成される。
【００１６】
画素分離溝９３０は、回折格子９２１が形成されている赤外線検出器の表面側より、画素と画素の間における上部電極層９１３及び活性層９１２を除去することにより形成されている。このため、隣り合う画素と画素とは、画素分離溝９３０が形成されている領域における下部電極層９１１及びバッファ層９１０によりつながっている。図１に示す構造の赤外線検出器では、破線矢印に示されるように、赤外線検出器の裏面側となるバッファ層９１０が形成されている側より入射した赤外線を検出する。具体的には、赤外線検出器の裏面側より入射した赤外線は、回折格子９２１及び金属反射膜９２２により回折、反射されて、活性層９１２において検出される。しかしながら、回折格子９２１及び金属反射膜９２２により回折、反射された赤外線のうちの一部は、画素分離溝９３０が形成されている領域における下部電極層９１１及びバッファ層９１０を介し、隣の画素に入射する。具体的には、図１に示すように、バッファ層９１０の界面において反射されて、隣の画素に入射する。このように入射した赤外線の一部が多重反射され隣の画素に入射してしまうと、赤外線の入射した画素において検出される赤外線の光量が低下するとともに、赤外線が入射していない隣の画素においても赤外線が検出されるため、光クロストークが発生する。
【００１７】
これらの問題を解決する方法の１つとして、図２に示すように、下部電極層９１１の一部まで除去することにより、深い画素分離溝９３０ａを形成する方法が考えられる。赤外線検出器に、深い画素分離溝９３０ａを形成することにより、回折格子９２１及び金属反射膜９２２により回折、反射された赤外線のうち、深い画素分離溝９３０ａの側面において反射され、赤外線の入射した画素内にとどまる成分が多くなる。しかしながら、図２に示す構造の赤外線検出器においては、多重反射された赤外線のうち、画素分離溝９３０ａが形成されている領域の画素と画素との間の下部電極層９１１の一部及びバッファ層９１０を介して隣の画素に入射する成分が存在している。
【００１８】
ところで、図２に示す構造の赤外線検出器の内部における光量分布を調べてみたところ、赤外線が入射する赤外線検出器の裏面側、即ち、バッファ層９１０が形成されている側において、赤外線の強度が特に強くなっていることが確認された。即ち、画素分離溝９３０ａが形成されている領域の画素と画素との間の下部電極層９１１の一部及びバッファ層９１０を介して隣の画素に入射する赤外線の強度は強くなっている。従って、図２に示されるように、画素分離溝の深さを深くするだけでは、赤外線の入射した画素において検出される赤外線の光量の低下を抑制し、光クロストークの発生を抑制することは、十分ではない。
【００１９】
（光検出器）
次に、本実施の形態における光検出器について、図３に基づき説明する。図３は、本実施の形態における光検出器である赤外線検出器の構造図である。本実施の形態における赤外線検出器は、バッファ層１０、下部電極層１１、活性層１２、上部電極層１３が、順に積層して形成されている。上部電極層１３の上には、回折格子２１が形成されており、上部電極層１３及び回折格子２１の上には、金属反射膜２２が形成されている。
【００２０】
バッファ層１０は、厚さが０．２〜０．３μｍのＧａＡｓにより形成されており、下部電極層１１は、厚さが１．５〜２．０μｍのｎ−ＧａＡｓにより形成されている。活性層１２は、厚さが５ｎｍのＧａＡｓからなる井戸層と厚さが４０ｎｍのＡｌＧａＡｓからなる障壁層とを交互に約５０周期積層することによりＭＱＷ構造が形成されている。上部電極層１３は、厚さが約０．５μｍのｎ−ＧａＡｓにより形成されており、回折格子２１は、上部電極層１３の上において基板面方向に周期的にｎ−ＧａＡｓを形成することにより形成されている。金属反射膜２２はＡｕ等により形成されている。本実施の形態における赤外線検出器においては、このように形成された回折格子２１と金属反射膜２２により光結合構造が形成される。尚、光結合構造には、回折格子及び金属反射膜の少なくとも一つが含まれている。
【００２１】
本実施の形態における赤外線検出器は、赤外線検出器の表面側より第１の画素分離溝３０が形成されており、赤外線検出器の裏面側より第２の画素分離溝４０が形成されている。第１の画素分離溝３０と第２の画素分離溝４０とは、表面と裏面において対応する位置に形成されている。図３に示される構造の赤外線検出器においては、第２の画素分離溝４０の側面４０ａは、バッファ層１０が形成されている面に略垂直となるように形成されている。即ち、第２の画素分離溝４０の形状が矩形となるように形成されている。
【００２２】
第１の画素分離溝３０は、回折格子２１が形成されている赤外線検出器の表面側より、画素と画素の間における上部電極層１３及び活性層１２を除去することにより形成されている。また、第２の画素分離溝４０は、バッファ層１０が形成されている赤外線検出器の裏面側より、画素と画素の間におけるバッファ層１０及び下部電極層１１の一部を除去することにより形成されている。このため、隣り合う画素と画素とは、画素と画素との間となる第１の画素分離溝３０と第２の画素分離溝４０との間の下部電極層１１の一部によりつながっている。
【００２３】
本実施の形態における赤外線検出器は、破線矢印に示されるように、赤外線検出器の裏面側となるバッファ層１０が形成されている側より入射した赤外線を検出する。具体的には、赤外線検出器の裏面側より入射した赤外線は、回折格子２１及び金属反射膜２２により回折、反射されて、活性層１２において検出される。
【００２４】
本実施の形態における赤外線検出器においては、回折格子２１及び金属反射膜２２により回折、反射された赤外線のうち、第２の画素分離溝４０の側面４０ａにおいて反射され、赤外線が入射した画素の内部にとどまる成分が増える。即ち、本実施の形態における赤外線検出器は、赤外線の強度が強くなるバッファ層１０が形成されている領域に、第２の画素分離溝４０が形成されているため、赤外線が入射した画素の内部にとどまる成分を増やすことができ、光クロストークも抑制される。これにより、赤外線の入射した画素において検出される赤外線の光量の低下、及び、光クロストークの発生を十分に抑制することができる。
【００２５】
尚、本実施の形態における赤外線検出器においては、第２の画素分離溝４０の深さが深い方が、赤外線の入射した画素において検出される赤外線の光量の低下を抑制するとともに、光クロストークの発生を抑制する効果が高くなる。しかしながら、赤外線検出器としての形態を維持するためには、第１の画素分離溝３０と第２の画素分離溝４０との間における下部電極層１１の厚さが、ある程度必要となる。このため、本実施の形態においては、第１の画素分離溝３０と第２の画素分離溝４０との間における下部電極層１１の厚さは、０．５μｍ以上、１．０μｍ以下となるように形成されている。
【００２６】
ところで、回折格子２１及び金属反射膜２２により回折、反射される赤外線は、回折格子２１が形成されている面に対し４０°以内の角度で回折、反射される赤外線が殆どである。従って、回折格子２１が形成されている面に対し４０°以下の角度で回折、反射された赤外線が、第２の画素分離溝４０の側面４０ａにおいて反射されるように形成されている。即ち、第２の画素分離溝４０の底面４０ｂの金属反射膜２２側の端４０ｃは、金属反射膜２２の第２の画素分離溝４０側の端２２ａより、回折格子２１が形成されている面の法線に対し、４０°または４０°よりも外側となるように形成されていればよい。
【００２７】
具体的には、図４に示すように、本実施の形態における光検出器の厚さ、即ち、光検出器のバッファ層１０の界面から回折格子２１までの厚さを約５μｍとし、第２の画素分離溝４０の深さを約１μｍとした場合について考える。この場合において、膜面方向における金属反射膜２２の端２２ａと第２の画素分離溝４０の端４０ｃとの距離が約３．３μｍとなるように形成する。このように形成することにより、第２の画素分離溝４０の底面４０ｂの金属反射膜２２側の端４０ｃは、金属反射膜２２の第２の画素分離溝４０側の端２２ａより、回折格子２１が形成されている面の法線に対し約４０°の角度の線上となる。これにより、回折格子２１及び金属反射膜２２により回折、反射された赤外線の殆どは、第２の画素分離溝４０の側面４０ａにおいて反射されるため、入射した赤外線を赤外線の入射した画素にとどまらせることができる。
【００２８】
また、本実施の形態における赤外線検出器は、図５に示すように、第２の画素分離溝４１の側面４１ａが、バッファ層１０が形成されている面の法線に対し傾斜しているものであってもよい。第２の画素分離溝４１の側面４１ａの傾斜の角度を最適化することにより、光クロストークを減らすこと等の特性を向上させることができる。
【００２９】
図６は、各々の赤外線検出器において、隣接画素への光漏れ量をシミュレーションにより算出した結果であり、光が入射した画素において検出される光量を１００とした場合において隣の画素に漏れる光量を示す。図６では、図１に示される従来の構造の赤外線検出器Ａ、図２に示される深溝構造の赤外線検出器Ｂ、図３に示される第２の画素分離溝が矩形の赤外線検出器Ｃ、図５に示される第２の画素分離溝が傾斜している赤外線検出器Ｄの隣接画素光漏れ量を示す。尚、赤外線検出器Ｃ、Ｄは、表面側に第１の画素分離溝が形成されており、裏面側に第２の画素分離溝の双方が形成されている本実施の形態における赤外線検出器の隣接画素光漏れ量を示すものである。
【００３０】
図６に示されるように、図１に示される従来の構造の赤外線検出器Ａでは、隣接画素光漏れ量は約３３％であり、図２に示される深溝構造の赤外線検出器Ｂでは、隣接画素光漏れ量は約２８％であった。これに対し、図３に示される第２の画素分離溝が矩形の赤外線検出器Ｃでは、隣接画素光漏れ量は約１５％であり、図５に示される第２の画素分離溝が傾斜している赤外線検出器Ｄでは、隣接画素光漏れ量は約１５％であった。従って、本実施の形態における赤外線検出器である赤外線検出器Ｃ、Ｄは、隣接画素光漏れ量を図１に示される従来の赤外線検出器Ａに比べて半分以下にすることができ、また、図２に示される深溝構造の赤外線検出器Ｂに比べても略半分にすることができる。
【００３１】
図７は、各々の赤外線検出器において、光の入射した画素における光電界強度積算値をシミュレーションにより算出した結果であり、図１に示される従来の構造の赤外線検出器Ａにおける光電界強度積算値を１とした場合の値である。光電界強度積算値は、光が入射した画素において検出される光の強度の積算値を示す。図７では、図１に示される従来の構造の赤外線検出器Ａ、図２に示される深溝構造の赤外線検出器Ｂ、図３に示される第２の画素分離溝が矩形の赤外線検出器Ｃ、図５に示される第２の画素分離溝が傾斜している赤外線検出器Ｄの光電界強度積算値を示す。
【００３２】
図７に示されるように、図２に示される深溝構造の赤外線検出器Ｂでは、光電界強度積算値は約１．２であった。これに対し、図３に示される第２の画素分離溝が矩形の赤外線検出器Ｃでは、光電界強度積算値は約１．３であり、図５に示される第２の画素分離溝が傾斜している赤外線検出器Ｄでは、光電界強度積算値は約１．３であった。
【００３３】
従って、本実施の形態における赤外線検出器である赤外線検出器Ｃ、Ｄは、光電界強度積算値を図１に示される従来の赤外線検出器Ａに比べて約３０％向上させることができ、また、図２に示される深溝構造の赤外線検出器Ｂに比べて約７％向上させることができる。
【００３４】
（光検出器及び撮像素子の製造方法）
次に、本実施の形態における光検出器及び撮像素子の製造方法について説明する。
【００３５】
最初に、図８（ａ）に示すように、基板８０の上に、バッファ層１０、下部電極層１１、活性層１２、上部電極層１３、回折格子形成膜をエピタキシャル成長により順に形成した後、回折格子形成膜を加工することにより回折格子２１を形成する。具体的には、バッファ層１０、下部電極層１１、活性層１２、上部電極層１３、回折格子形成膜は、分子線エピタキシー（ＭＢＥ：Molecular Beam Epitaxy）法または有機金属気相成長（ＭＯＣＶＤ：Metal Organic Chemical Vapor Deposition）法により形成する。
【００３６】
基板８０は、例えば、厚さが６００μｍのＧａＡｓ基板が用いられる。バッファ層１０は、厚さが０．２〜０．３μｍのＧａＡｓにより形成されている。下部電極層１１は、厚さが１．５〜２．０μｍのｎ−ＧａＡｓにより形成されている。活性層１２は、厚さが５ｎｍのＧａＡｓからなる井戸層と厚さが４０ｎｍのＡｌＧａＡｓからなる障壁層とを交互に約５０周期積層したＭＱＷ構造により形成されている。上部電極層１３は、厚さが約０．５μｍのｎ−ＧａＡｓにより形成されている。回折格子形成膜は、ｎ−ＧａＡｓにより形成されている。
【００３７】
この後、回折格子形成膜の上に、フォトレジストを塗布し、露光装置による露光、現像を行うことにより、回折格子を形成するための周期的な不図示のレジストパターンを形成する。この後、レジストパターンの形成されていない領域の回折格子形成膜をＲＩＥ（Reactive Ion Etching）等のドライエッチングにより除去することにより、残存している回折格子形成膜により回折格子２１が形成される。不図示のレジストパターンは、この後、有機溶剤等により除去する。
【００３８】
次に、図８（ｂ）に示すように、回折格子２１が形成されている表面側より、第１の画素分離溝３０を形成し、回折格子２１の上に金属反射膜２２を形成する。具体的には、回折格子２１が形成されている面に、フォトレジストを塗布し、露光装置による露光、現像を行うことにより、第１の画素分離溝３０が形成される領域に開口部を有する不図示のレジストパターンを形成する。この後、レジストパターンの形成されていない領域の上部電極層１３及び活性層１２をＲＩＥ等のドライエッチング等により除去し、下部電極層１１の表面を露出させることにより、第１の画素分離溝３０を形成する。この後、不図示のレジストパターンを有機溶剤等により除去し、回折格子２１の上に、真空蒸着、または、スパッタリングによりＡｕ等の金属膜を成膜することにより、金属反射膜２２を形成する。
【００３９】
次に、図９（ａ）に示すように、第１の画素分離溝３０、金属反射膜２２等の上に絶縁保護膜５０を形成し、画素の略中央部分における絶縁保護膜５０を除去し、金属反射膜２２を露出させる。この後、絶縁保護膜５０が除去された領域の金属反射膜２２の上に、オーミック電極６０を形成し、オーミック電極６０の上に、Ｉｎ等の金属材料によりバンプ電極６１を形成する。絶縁保護膜５０は、ＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）またはＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）等によりＳｉＯＮ等を成膜することにより形成する。
【００４０】
次に、図９（ｂ）に示すように、赤外線検出器の表面側に、信号処理回路が形成されている読み出し回路素子７０を張り付ける。具体的には、フリップチップボンディングにより、赤外線検出器の表面側に形成されているバンプ電極６１と、読み出し回路素子７０に形成されているバンプ電極７１とを接合することにより、赤外線検出器の表面側に読み出し回路素子７０を張り付ける。
【００４１】
次に、図１０（ａ）に示すように、赤外線検出器の裏面側の基板８０をウェットエッチング等により除去し、バッファ層１０を露出させる。
【００４２】
次に、図１０（ｂ）に示すように、赤外線検出器の表面側に形成された第１の画素分離溝３０に対応する位置の裏面側より、レーザ加工またはエッチング等により、第２の画素分離溝４０を形成する。
【００４３】
第２の画素分離溝４０をレーザ加工により形成する場合には、バッファ層１０の表面の第２の画素分離溝４０が形成される領域に、レーザ光を照射しレーザ光が照射された領域におけるバッファ層１０及び下部電極層１１の一部を除去することにより形成する。また、第２の画素分離溝４０をエッチングにより形成する場合には、バッファ層１０の表面に、フォトレジストを塗布し、露光装置による露光及び現像を行うことにより、第２の画素分離溝４０が形成される領域に開口部を有する不図示のレジストパターンを形成する。この後、ウェットエッチングまたはドライエッチングにより、レジストパターンが形成されていない領域のバッファ層１０及び下部電極層１１の一部を除去することにより、第２の画素分離溝４０を形成する。この後、不図示のレジストパターンは、有機溶剤等を用いて除去する。第２の画素分離溝４０をエッチングにより形成する場合には、エッチング方法やエッチング条件により、図５に示すように、第２の画素分離溝の側面が傾斜するような形状に形成することができる。更には、エッチング方法やエッチング条件を調整することにより、第２の画素分離溝の側面における傾斜角度を変えることも可能である。
【００４４】
以上の工程により、本実施の形態における赤外線検出器を作製することができる。
【００４５】
上記においては、赤外線を検出する赤外線検出器を例に説明したが、本実施の形態における構造は、可視光や紫外光等の他の光を検出する光検出器にも適用可能である。
【００４６】
〔第２の実施の形態〕
次に、第２の実施の形態における光検出器について説明する。本実施の形態における光検出器は、図１１に示されるように、第２の画素分離溝４０の側面４０ａ及び底面４０ｂに金属反射膜１２２を形成した構造のものである。このように第２の画素分離溝４０の側面４０ａ及び底面４０ｂに金属反射膜１２２を形成することにより、第２の画素分離溝４０の側面４０ａにおいて反射される赤外線の反射率を高めることができる。
【００４７】
即ち、回折格子２１及び金属反射膜２２において回折、反射された赤外線のうち、第２の画素分離溝４０の側面４０ａに入射する赤外線が高い反射率で反射されるため、赤外線の入射した画素における光電界強度積算値を向上させることができる。具体的には、第２の画素分離溝４０に、金属反射膜１２２が形成されていない場合には、第２の画素分離溝４０の側面４０ａに入射した赤外線は、界面となる第２の画素分離溝４０の側面４０ａにおいて反射されるが、一部は透過する。本実施の形態における赤外線検出器は、第２の画素分離溝４０に金属反射膜１２２が形成されているため、第２の画素分離溝４０の側面４０ａに入射した赤外線の殆どが反射される。これにより、赤外線が入射した画素における活性層１２において検出される赤外線の光量を増やすことができる。
【００４８】
本実施の形態は、図１２に示すように、第２の画素分離溝４１の側面４１ａが、バッファ層１０が形成されている面の法線に対し傾斜している構造の赤外線検出器にも適用可能である。
【００４９】
また、本実施の形態における赤外線検出器を用いた撮像素子を製造する方法は、第１の実施の形態において作製した赤外線検出器の第２の画素分離溝４０に金属反射膜１２２を形成すればよい。図１３に、本実施の形態における光検出器を用いた撮像素子の構造を示す。本実施の形態における光検出器を用いた撮像素子は、第１の実施の形態における図１０（ｂ）まで作製した後、図１３に示すように、第２の画素分離溝４０の側面４０ａ及び４０ｂに、Ａｕ等の金属反射膜１２２を成膜することにより形成する。
【００５０】
また、図１４には、第２の画素分離溝４１の側面４１ａが傾斜面により形成されている赤外線検出器を用いた撮像素子の構造を示す。この場合においても、上記と同様の方法により撮像素子を作製することができる。
【００５１】
尚、上記以外の内容については、第１の実施の形態と同様である。
【００５２】
以上、実施の形態について詳述したが、特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。
【００５３】
上記の説明に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
共通電極と、
前記共通電極の上に設けられた第１活性層と、前記第１活性層の上に設けられた第１電極と、前記第１電極の上に設けられた第１光結合構造と、を有する第１画素と、
前記共通電極の上に前記第１画素と離間して設けられた第２活性層と、前記第２活性層の上に設けられた第２電極と、前記第２電極の上に設けられた第２光結合構造と、を有する第２画素と、
前記共通電極において、前記第１画素及び前記第２画素が設けられた側の反対側に前記第１画素と前記第２画素との間に設けられた溝とを有することを特徴とする光検出器。
（付記２）
前記第１光結合構造及び前記第２光結合構造は回折格子及び金属反射膜の少なくとも一つを含むことを特徴とする、付記１に記載の光検出器。
（付記３）
前記溝の側面は、前記共通電極が形成されている面の法線に対し傾斜していることを特徴とする付記１または２に記載の光検出器。
（付記４）
前記第１活性層及び第２活性層は、量子井戸構造、または、量子ドット構造であることを特徴とする付記１から３のいずれかに記載の光検出器。
（付記５）
前記第１光結合構造及び前記第２光結合構造は、金属反射膜を有しており、
前記溝の底面における前記金属反射膜側の端は、前記金属反射膜における前記溝側の端より、前記第１光結合構造及び前記第２光結合構造が形成されている面の法線に対し、４０°または４０°よりも外側であることを特徴とする付記１から４のいずれかに記載の光検出器。
（付記６）
前記光検出器は赤外線検出器であることを特徴とする付記１から５のいずれかに記載の光検出器。
（付記７）
前記溝の側面及び底面には、金属反射膜が形成されていることを特徴とする付記１から６のいずれかに記載の光検出器。
（付記８）
前記共通電極、前記第１活性層、前記第１電極、前記第２活性層及び前記第２電極は、化合物半導体により形成されていることを特徴とする付記１から７のいずれかに記載の光検出器。
（付記９）
共通電極の上に第１活性層と第１電極と第１光結合構造とを含む第１画素と、前記共通電極の上に第２活性層と第２電極と第２光結合構造とを前記第１画素と離間して含む第２画素とを形成し、
前記共通電極において、前記第１画素及び前記第２画素が形成された側の反対側で且つ前記第１画素と前記第２画素との間に、溝を形成することを特徴とする光検出器の製造方法。
（付記１０）
前記第１光結合構造及び前記第２光結合構造は、回折格子及び金属反射膜の少なくとも一つを含んで形成することを特徴とする付記９に記載の光検出器の製造方法。
（付記１１）
前記溝の側面及び底面に金属反射膜を形成する工程を含むことを特徴とする付記９または１０に記載の光検出器の製造方法。
（付記１２）
前記光は赤外線であることを特徴とする付記９から１１のいずれかに記載の光検出器の製造方法。
【符号の説明】
【００５４】
１０        バッファ層
１１        下部電極層
１２        活性層
１３        上部電極層
２１        回折格子
２２        金属反射膜
３０        第１の画素分離溝
４０        第２の画素分離溝
４０ａ      側面
４０ｂ      底面
５０        絶縁保護膜
６０        オーミック電極
６１        バンプ電極
７０        読み出し回路素子
７１        バンプ電極
８０        基板
【図１】
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【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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