(57)【要約】【課題】  良好な色再現性を実現可能にする光電変換素子及び撮像素子を提供する。【解決手段】  受光領域となるセルが複数設けられ、セルがそれぞれ特定の波長領域を吸収して光電変換する複数層の光電変換層が積層された構成とされ、隣接するセルの間に光不透過層が設けられている光電変換素子を構成する。また、画素セルがそれぞれ特定の波長領域を吸収して光電変換する複数層の光電変換層２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂが積層された構成とされ、隣接する画素セルの間に光不透過層２３が設けられている撮像素子２０を構成する。【選択図】        図２
2005101354.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光領域となるセルが複数設けられ、
前記セルが、それぞれ特定の波長領域を吸収して光電変換する複数層の光電変換層が積層された構成とされ、
隣接する前記セルの間に光不透過層が設けられている
ことを特徴とする光電変換素子。
【請求項２】
前記複数層の光電変換層が、光の入射する側から、青の光を吸収する光電変換層、緑の光を吸収する光電変換層、赤の光を吸収する光電変換層の順序で積層されていることを特徴とする請求項１に記載の光電変換素子。
【請求項３】
前記光電変換層が、特定の波長領域を吸収する色素を含有する色素増感型光電変換層であることを特徴とする請求項１に記載の光電変換素子。
【請求項４】
前記光電変換層が、固体の正孔輸送材料から成る正孔輸送層を有することを特徴とする請求項１に記載の光電変換素子。
【請求項５】
前記光不透過層が、周囲の層よりも屈折率の低い材料により形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光電変換素子。
【請求項６】
前記光不透過層が、隣接する前記セルを絶縁していることを特徴とする請求項１に記載の光電変換素子。
【請求項７】
各画素セルが、それぞれ特定の波長領域を吸収して光電変換する複数層の光電変換層が積層された構成とされ、
隣接する前記画素セルの間に光不透過層が設けられている
ことを特徴とする撮像素子。
【請求項８】
前記複数層の光電変換層が、光の入射する側から、青の光を吸収する光電変換層、緑の光を吸収する光電変換層、赤の光を吸収する光電変換層の順序で積層されていることを特徴とする請求項７に記載の撮像素子。
【請求項９】
前記光電変換層が、特定の波長領域を吸収する色素を含有する色素増感型光電変換層であることを特徴とする請求項７に記載の撮像素子。
【請求項１０】
前記光電変換層が、固体の正孔輸送材料から成る正孔輸送層を有することを特徴とする請求項７に記載の撮像素子。
【請求項１１】
前記光不透過層が、周囲の層よりも屈折率の低い材料により形成されていることを特徴とする請求項７に記載の撮像素子。
【請求項１２】
前記光不透過層が、隣接する前記セルを絶縁していることを特徴とする請求項７に記載の撮像素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば色素により増感された半導体電極を用いた光透過型の光電変換素子及び光電変換素子を有して成る撮像素子（イメージセンサ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の固体光センサは、結晶シリコンやアモルファスシリコン等、シリコン基板やシリコン層を基本に構成されている。
これら固体光センサは、高感度の光電変換型光センサとして広く用いられており、入力信号を直接電気的信号として取り出すことにより光の検出を行っている。
【０００３】
現在、これらの固体光センサを１つのピクセルとして用いて、ピクセルを２次元アレイ化した微小ピクセルチップが固体撮像素子として広く利用されている。
代表的な固体撮像素子として、ＣＣＤ（charge coupled device）固体撮像素子やＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）センサ（ＣＭＯＳ型固体撮像素子）が挙げられる。
【０００４】
しかし、現在主流である、結晶シリコンやアモルファスシリコンから成る固体光センサを平面的に配置して構成された固体撮像素子には幾つか問題点がある。以下、その問題点を指摘する。
【０００５】
第１に、固体光センサは、シリコンウェハを精密加工することが求められるため、数多くの工程を経て製造される。その結果、工程数増加を引き起こし、製造コストが高くなるという問題がある。
【０００６】
第２に、結晶シリコンやアモルファスシリコンから成る固体光センサは、センサ領域（受光領域）のシリコンが赤外線に敏感であるため、屋内の暗光源下では信号処理のＳ／Ｎ比が低下してしまう。通常、この影響を回避するために、固体センサ部とは別に、赤外カットフィルタが必要である。
【０００７】
第３に、固体光センサの感光波長領域は受光領域のバンドギャップによって一義的に決定される。そのため、吸収できる可視光領域の分光スペクトルはフラットに近いか、ブロードである。つまり、センサ単独では分光検出機能がない。
【０００８】
第４に、結晶シリコンやアモルファスシリコンから成る固体光センサにカラー機能を持たせるために、所望する特定の波長領域の光を透過するカラーフィルタを用いる必要がある。例えば、原色カラーフィルタとしてＢｌｕｅ（青）、Ｇｒｅｅｎ（緑）、Ｒｅｄ（赤）の３色のカラーフィルタが用いられる。
しかし、これらのカラーフィルタは、基本的に１つのカラーフィルタで１／３の可視光領域しか透過することができないために、残りの２／３の可視光波長領域の光がカラーフィルタに吸収されてしまう。つまり、入射した光の可視光波長領域の１／３しか利用することができないデメリットがある。
【０００９】
これに対し、複雑な３次元構造を用いずに電気化学的界面を利用して、入射光を色素で吸収することにより電気信号に変換する方法として、染料色素を感光機構に取り入れた光電変換素子が提案されている（例えば、非特許文献１〜非特許文献３参照）。
特にその中で、色素によって増感された多孔質半導体微粒子を用いた光電変換素子は、入射光に対して高い量子変換効率を有しており、電流を取り出すのに適していることが知られている。
【００１０】
そして、上述の色素により増感された光電変換素子の機構を取り入れたイメージセンサも提案されている（例えば、特許文献１参照）。
この提案されているイメージセンサの構造の概要を以下に説明する。
提案されているイメージセンサは、異なる感光波長領域（Ｂｌｕｅ, Ｇｒｅｅｎ, Ｒｅｄ）を有した色素増感型光電変換半導体電極（導電層、及び半導体を含む感光層を含んだ構造を有する）と、少なくとも１つの対極と、電荷移動層とから構成されている。
また、感光波長領域の異なる色素増感型光電変換半導体電極と対極とは、相互に間隔を空けて、２層以上積層された構造となっている。
【００１１】
上述の構造を採用することにより、垂直に入射してきた光を垂直方向に積層された各色素増感型光電変換半導体層で個々に吸収することができるため、光の高効率化を達成できると考えられている。
【特許文献１】特開２００１−２１７４５１号公報
【非特許文献１】Nature,Vol.414,(2001),P.338-344
【非特許文献２】Acc.Chem.Re.2000,Vol.33,P.269-277
【非特許文献３】Appl.Phys.Letter,Vol.79 No.13,P.2085-2087
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上述の提案された構造のイメージセンサでは、各ピクセルの色再現という点で問題（混色）が発生する可能性がある。
イメージセンサでは、画像の空間分解能を向上させるために、各画像セルのサイズを縮小化することが求められる。
大きいセルサイズのときには大きな問題にはならないが、セルサイズがある程度小さくなった場合には、セルに斜めに入射した光が隣のセルに入射して、光電変換される影響が無視できなくなる。この隣のセルに入射した光により光電変化される信号と、正常にセルに入射して光電変換された信号の比が無視できない程度になると、混色としてイメージセンサの性能を低下させてしまう。
【００１３】
上述の問題点を、図６を用いて詳しく説明する。
図６Ａ及び図６Ｂに示すように、色素により増感され、特定波長領域に吸収を有する３層の透過型光電変換素子１１０（１１０Ｂ，１１０Ｇ，１１０Ｒ）が、上からＢｌｕｅ、Ｇｒｅｅｎ、Ｒｅｄの順になるように積層されて構成された、ある２つの画素セル１０１，１０２について説明する。
【００１４】
図６Ａに示すように、垂直方向からの光１１１が入射した場合には、それぞれの画素セル１０１，１０２において、入射方向から順に、特定波長領域に吸収を有した透過型光電変換素子１１０（１１０Ｂ，１１０Ｇ，１１０Ｒ）を順次通過する。これにより、Ｂｌｕｅ、Ｇｒｅｅｎ、Ｒｅｄと、各波長領域の光が順次吸収され、光電変換されて電気信号として処理される。
【００１５】
一方、図６Ｂに示すように、斜め方向からの光（図中左上から右下に向かう光）１１２が入射した場合には、左のセル１０１に入射した光１１２が、セル１０１のＢｌｕｅの特定波長領域に吸収を有する光電変換素子１１０ＢでＢｌｕｅ成分が吸収された後に、隣接する右のセル１０２に入射してしまう。
この結果、右のセル１０２に入射したこの光成分１１３は、セル１０２のＧｒｅｅｎ又はＲｅｄの特定波長領域に吸収を有した透過型光電変換素子１１０Ｇ又は１１０Ｒで電気信号として処理される。
つまり、セル１０１で光電変換されるべきＧｒｅｅｎ、Ｒｅｄの光が、結果的に隣のセル１０２で吸収されて電気信号として処理されてしまう現象が発生する。
これにより、右のセル１０２のＧｒｅｅｎ又はＲｅｄの特定波長領域に吸収を有した透過型光電変換素子１１０Ｇ又は１１０Ｒでは、このセル１０２に入射した光による光成分１１４に、隣のセル１０１に入射した光による光成分１１３が加わるため、本来あるべき画像信号と違ってくることになる。
【００１６】
この問題は、ピクセルサイズがある程度大きい場合には、光が入射するセルのサイズも大きくなり、大部分の光は入射したセル内で光電変換されるため、隣接するセルへ入射した光によって光電変換された信号成分は、誤差程度と問題にはならない。
これに対して、ピクセルサイズが小さい場合には、この信号成分の影響が無視できなくなるために問題である。
この現象は、イメージセンサ等の忠実な色再現を求められるデバイスにおいては、特に深刻な問題となる。
【００１７】
上述した問題の解決のために、本発明においては、良好な色再現性を実現可能にする光電変換素子及び撮像素子を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の光電変換素子は、受光領域となるセルが複数設けられ、セルがそれぞれ特定の波長領域を吸収して光電変換する複数層の光電変換層が積層された構成とされ、隣接するセルの間に光不透過層が設けられているものである。
【００１９】
本発明の撮像素子は、各画素セルが、それぞれ特定の波長領域を吸収して光電変換する複数層の光電変換層が積層された構成とされ、隣接する画素セルの間に光不透過層が設けられているものである。
【００２０】
上述の本発明の光電変換素子及び撮像素子において、複数層の光電変換層が、光の入射する側から、青の光を吸収する光電変換層、緑の光を吸収する光電変換層、赤の光を吸収する光電変換層の順序で積層されている構成とすることも可能である。
また、光電変換層が特定の波長領域を吸収する色素を含有する色素増感型光電変換層である構成とすることも可能である。
また、光電変換層が固体の正孔輸送材料から成る正孔輸送層を有する構成とすることも可能である。
また、光不透過層が周囲の層よりも屈折率の低い材料により形成されている構成とすることも可能である。
また、光不透過層が隣接するセルや画素セルを絶縁している構成とすることも可能である。
【００２１】
上述の本発明の光電変換素子の構成によれば、セルがそれぞれ特定の波長領域を吸収して光電変換する複数層の光電変換層が積層された構成とされていることにより、同一のセルで、異なる波長領域の光をそれぞれ個別に光電変換して、電気信号として取り出すことができる。
そして、隣接するセルの間に光不透過層が設けられていることにより、この光不透過層により隣接するセルへの光の入射を抑制して、隣接するセルへの光の入射による光電変換を防止することができるため、混色の発生を防止することが可能になる。
【００２２】
上述の本発明の撮像素子の構成によれば、画素セルがそれぞれ特定の波長領域を吸収して光電変換する複数層の光電変換層が積層された構成とされていることにより、同一の画素セルで、異なる波長領域の光をそれぞれ個別に光電変換して、電気信号（色信号）として取り出すことができる。
そして、隣接する画素セルの間に光不透過層が設けられていることにより、この光不透過層により隣接する画素セルへの光の入射を抑制して、隣接する画素セルへの光の入射による光電変換を防止することができるため、混色の発生を防止することが可能になる。
【発明の効果】
【００２３】
上述の本発明の光電変換素子、並びに撮像素子によれば、光不透過層により、隣接するセルや画素セルへの不要な光の入射を防止することができるため、混色の発生を防止して、忠実な色再現性を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
まず、本発明の具体的な実施の形態の説明に先立ち、本発明の概要を説明する。
本発明においては、図６に示したような提案されている光電変換素子と同様に、特定波長領域に吸収帯を有する光透過型光電変換層を同一セル内に積層して光電変換素子を構成する。
本発明においては、さらに、各セルの間に、光を透過させないようにするための光不透過層を設けて光電変換素子を構成する。この光不透過層としては、入射光を反射する構成と、入射光を吸収する構成とが考えられる。また、この光不透過層として、例えば、周囲よりも透過率の低い、有機膜又は無機膜を設けることにより、光の透過を抑制することができる。
また、本発明の撮像素子は、このような構造の光電変換素子により画素セルを構成し、多数の画素セルから成る撮像素子を構成する。
【００２５】
次に、光不透過層を設けた場合における混色防止効果を、図１を参照して説明する。この図１に示す構成は、光不透過層として光を反射する層を設けた場合を示している。
【００２６】
図１に示すように、色素により増感され、特定波長領域に吸収を有する３層の透過型光電変換素子１０（１０Ｂ，１０Ｇ，１０Ｒ）が、上からＢｌｕｅ、Ｇｒｅｅｎ、Ｒｅｄの順になるように積層されて構成された２つの画素セル１１，１２が配置されている。
各セル１１，１２と隣接するセルとの間には、光不透過層１３として、光を反射する層が設けられている。光を反射する層は、例えば、反射材を界面又は内部に用いた構成の他、周囲の層よりも屈折率の低い材料を用いて界面で全反射させる構成が考えられる。
【００２７】
そして、図１に示すように、各セル１１，１２に斜め方向の光（図中左上から右下に向かう光）１４が入射した場合を考える。
右のセル１２に入射した斜め方向の光１４は、図６の場合と同様に、そのまま同一セル１２内を直進して、光成分１６となっている。
この図１の場合、左のセル１１に入射した斜め方向の光１４は、光成分１５となり、Ｂｌｕｅの透過型光電変換素子１０Ｂを透過して、光不透過層１３に達する。そして、この光不透過層１３の界面で反射されて、図中左下に向かう光成分１７となり、同一セル１１のＧｒｅｅｎ，Ｒｅｄの各透過型光電変換素子１０Ｇ，１０Ｒを透過する。これにより、この左のセル１１に入射した斜め方向の光１４も、同一セル１１内で光電変換されることになる。
即ち、斜め方向に入射した光１４も隣接するセルに入り込むことがなく、混色を防止することができる。
【００２８】
なお、光不透過層１３として、光を吸収する層を設けた場合には、界面で反射する光成分１７がない以外は同様になる。即ち、この場合には、斜め方向に入射した光を光不透過層で吸収して、隣接するセルに入り込まないようにすることができる。
【００２９】
続いて、本発明の具体的な実施の形態を説明する。
【００３０】
まず、本発明の撮像素子の一実施の形態の概略構成図（断面図）を図２に示す。
図２は、撮像素子の１つの画素セルの断面図を示している。
【００３１】
この撮像素子（イメージセンサ）２０は、支持体２１上に、それぞれ特定波長領域の光を吸収し、その他の光を透過する３層の光透過型光電変換層、具体的には、Ｒｅｄ（赤）の吸収を有する光電変換層２２Ｒ、Ｇｒｅｅｎ（緑）の吸収を有する光電変換層２２Ｇ、Ｂｌｕｅ（青）の吸収を有する光電変換層２２Ｂが形成されて成る。
これら光電変換層２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂは、間に絶縁層２４が形成されて互いに絶縁されている。
最上層には、光透過性の支持体２５が形成され、上方から光を入射させることが可能になっている。
【００３２】
また、光電変換層２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂには、例えば色素増感型光電変換素子を用いることもできる。この場合、赤、緑、青の色素を用いて、それぞれの色の可視光線を、上述した特定波長領域として吸収することができる。
【００３３】
光電変換層２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂでは、それぞれの特定波長領域の光に対してのみ光電変換をして電気信号を取り出すので、これにより特定波長領域の光についてその光量に対応した電気信号を取り出して信号処理を行うことが可能になる。
【００３４】
３層の光電変換層２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂは、各色の光の波長と透過率との関係から、図２に示したように、光を入射させる上側から、青、緑、赤の順序となるように積層することが望ましい。
【００３５】
本実施の形態の撮像素子（イメージセンサ）２０においては、特に、隣接する画素との間（境界部分）に、入射した光を透過しない光不透過層２３が設けられている。
これにより、画素セルに入射した光が、隣接する画素セルに漏れないようにすることができる。
このように、隣接する画素セルへの余分な入射光を低減又は遮断することにより、優れた色の再現性を実現することが可能である。
【００３６】
この光不透過層２３としては、前述したように、周囲の屈折率よりも低い屈折率を有する層を形成して、入射光を界面で全反射させる構成や、反射膜により界面又は内部で反射させる構成、並びに光を吸収層により入射光を吸収させる構成が考えられる。
【００３７】
また、光不透過層２３は、電気的混色を抑制するために、隣接する画素セルを絶縁する構成とすることが望ましい。例えば、絶縁層により光透過層２３を構成したり、導電性の反射膜の両側に絶縁膜を設けて光透過層２３を構成したりすることが考えられる。
さらに、光不透過層２３は、低誘電率であることが望ましい。
【００３８】
そして、図２に示した断面構造を有する画素セルを、複数個配置する、例えば２次元的に多数個配置することにより、撮像素子（カラーイメージセンサ）２０を構成することができる。
【００３９】
本実施の形態の撮像素子（イメージセンサ）２０においては、センサを構成する単位画素（ピクセル）を小さくして、その数を多くすることにより画像の空間分解能を向上させることが可能である。
【００４０】
次に、本発明の撮像素子の他の実施の形態の概略構成図（断面図）を図３に示す。
図３も、撮像素子の１つの画素セルの断面図を示している。
【００４１】
この撮像素子（イメージセンサ）３０は、図２の撮像素子２０と同様に、それぞれ特定波長領域の光を吸収し、その他の光を透過する３層の光透過型光電変換層２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂが形成され、これら光電変換層２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂの間に絶縁層２４が形成され、さらに最上層に光透過性の支持体２５が形成されている。また、隣接する画素セルとの間に光不透過層２３が形成されている。
【００４２】
本実施の形態の撮像素子（イメージセンサ）３０では、各光電変換層２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂのより具体的な構成を示している。
即ち、電極３１上に、赤、緑、青のそれぞれの色素を含んだ半導体電極３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂが形成され、その上に、さらに固体正孔輸送層３３、対極となる透明電極３４が積層されて、各光電変換層２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂが構成されている。
【００４３】
このうち、色素を含んだ半導体電極３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂと固体正孔輸送層３３とを総称して色素増感型光電変換層と呼ぶ。
また、各画素セル、並びに異なる波長領域に対して感光性を有する色素増感型光電変換層は、それぞれ互いに絶縁されて電気的に独立している。
【００４４】
なお、電極３１は、上の２層の光電変換層３２Ｇ，３２Ｂでは、光を透過させるため光透過性の電極３１Ｔにより構成するが、最下層の光電変換層３２Ｒでは電極３１に光を透過させる必要がないため、光を透過しない電極（例えば金属電極等）により構成することが可能である。
【００４５】
光透過性の電極３１Ｔ及び透明電極３４の材料としては、例えば、炭素、導電性金属酸化膜（ＩＴＯ、酸化スズにフッ素、アンチモンなどをドープしたもの等）を用いることができる。特に、光学的透明性の観点から、その中で導電性金属酸化膜が好まれる。
【００４６】
半導体電極の材料としては、ｐ型半導体を用いることも可能であるが、ｎ型半導体を用いることが変換効率の点で好ましい。特に好ましいｎ型半導体として、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、ＷＯ２が挙げられる。
【００４７】
また、色素が添加された半導体電極３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂは、例えば、前述した特許文献１に記載されている各種の形成方法を採用して形成することができる。
【００４８】
固体正孔輸送層３３の材料としては、従来公知の固体の正孔輸送材料（ホール輸送材料）を用いることができ、例えばＭｅＯＴＡＤ（ＯＭｅＴＡＤとも称される）等の有機正孔輸送材料を用いることができる。
固体の正孔輸送材料を用いて固体正孔輸送層３３を構成していることにより、液体の正孔輸送材料を用いて正孔輸送層を構成した場合と比較して、パターン加工や薄膜化・微細化が容易になる利点を有している。
【００４９】
電極３１、色素が添加された半導体電極３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂ、固体正孔輸送層３３、透明電極３４の各層を積層して、光電変換層２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂを構成していることにより、色素が添加された半導体電極３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂで光電変換された電荷を電極３１に取り出して光電流として検出することができる。そして、電荷が取り出された後、色素が電荷の不足した状態になるので、透明電極３４から固体正孔輸送層３３を通じて電荷が補充されて、色素が規定状態に戻る。
【００５０】
そして、図３に示した断面構造を有する画素セルを、複数個配置する、例えば２次元的に多数個配置することにより、撮像素子（カラーイメージセンサ）３０を構成することができる。
【００５１】
この撮像素子（イメージセンサ）３０において、上方から、即ち光透過性の支持体２５の側から入射した光は、青の光電変換層２２Ｂ、緑の光電変換層２２Ｇ、赤の光電変換層２２Ｒにおいて、それぞれの特定波長領域が吸収され、吸収されなかった光は最下層の電極３１により吸収される。
【００５２】
上述の各実施の形態の撮像素子（イメージセンサ）２０，３０の構成によれば、隣接する画素セルとの間に光不透過層２３が設けられていることにより、画素セルに斜めに入射した光が隣接する画素セルに入射することが妨げられる。
これにより、混色を防止して、忠実な色再現性を実現することができる。
【００５３】
なお、ヨウ素等を含む電解溶液を用いる色素増感型光電変換素子は、安定性や耐久性が懸念されるため、上述の各実施の形態の撮像素子（イメージセンサ）２０，３０に示したように、固体を用いて光電変換層２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂを構成することが望ましい。
【００５４】
続いて、本発明の撮像素子を製造する方法を、図４及び図５を参照して説明する。
この図４及び図５は、本発明の撮像素子（イメージセンサ）のさらに他の実施の形態（先の各実施の形態の撮像素子２０，３０とは、後述するように若干構成が異なっている）を製造する工程を示している。
【００５５】
まず、支持体２１上に不透明な導電材料層を膜厚が一様になるように成膜して、最下層の電極３１を形成する。ここで用いる不透明導電層３１の形成方法としては、例えば蒸着法等を用いると良い。
次に、Ｒｅｄ（赤）の波長領域に対して感光性のある色素増感型光電変換層２２Ｒを構成する、吸収領域がＲｅｄ（赤）である色素を含む半導体電極３２Ｒを形成する。この半導体電極３２Ｒの具体的な形成方法は、例えば、ＴｉＯ２粒子を含有する塗布液を、電極３１の上に塗布して膜厚が一様なＴｉＯ２膜を形成する方法がある。このときの塗布膜厚は例えば、約３μｍとする。次に、塗布液が乾燥する前に、赤色の染料（色素）を添加して染色する。
次に、半導体電極３２Ｒ上に固体正孔輸送層３３を、例えばスピンコート法により、例えば約１μｍの膜厚にて、形成する。
さらに、この固体正孔輸送層３３上に、対極となる透明電極３４を、蒸着法又は塗布法により、一様な膜厚になるように形成する。
これにより、図４Ａに示すように、赤の波長領域に対して感光性のある色素増感型光電変換層２２Ｒを構成する各層３１，３２Ｒ，３３，３４が形成される。
【００５６】
次に、ポジ型のフォトレジスト４１を用いて、リソグラフィー技術により、図４Ｂに示すように、各画素セルに対応する位置に所定のパターンを形成する。このときフォトレジスト４１に覆われている所が、撮像素子の感光領域に対応する。
【００５７】
続いて、フォトレジスト４１をエッチングマスクとして、そのパターンの開口から異方性エッチング、例えばＲＩＥ（反応性イオンエッチング）を行って、図４Ｃに示すように、フォトレジスト４１下の各層３１，３２Ｒ，３３，３４に、開口４２を形成する。
その後、図４Ｄに示すように、エッチングマスクとして用いたフォトレジスト４１を剥離する。
【００５８】
次に、図５Ｅに示すように、絶縁膜４３を上記工程で形成した開口４２が塞がるような膜厚で塗布する。この絶縁膜４３の材料は、絶縁膜４３により各層間の絶縁層及び光不透過層を兼ねる構成とする目的から、周囲の材料より低屈折率である必要がある。
絶縁膜４３の材料は特に限定はしないが、例えば産業技術研究所で提案している低屈折率であるボラジン−ケイ素ポリマーやポリメチルメタクリレートなどに代表されるボラジン系ポリマーを用いることが可能である。そして、これらの膜はスピンコートにより容易に形成することが可能である。
その後、塗布した絶縁膜４３は平坦性が低いので、例えばＣＭＰ（化学的機械的研磨）法により、一様な平坦性をもつように平坦化する。
【００５９】
次に、絶縁膜４３上に、電極３１を膜厚が一様になるように形成する。この電極３１には光透過性の電極（透明電極）３１Ｔを用いる。
【００６０】
以降は、上述した製造工程を繰り返すことにより、図５Ｆに示すように、Ｇｒｅｅｎの色素増感型光電変換層２２Ｇ、Ｂｌｕｅの色素増感型光電変換層２２Ｂを形成して、イメージセンサを製造することができる。
【００６１】
このようにして、赤、緑、青の光を１つの画素セル内で光電変換を行って信号処理することが可能であり、かつ混色のない透過型の撮像素子（イメージセンサ）を製造することができる。
【００６２】
本実施の形態の撮像素子（イメージセンサ）では、先の各実施の形態の撮像素子（イメージセンサ）２０，３０と比較して、特に絶縁膜４３が、各層の光電変換層２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂを絶縁する層間絶縁層と光不透過層とを兼ねている構成であるという点で異なっている。このように、絶縁膜４３が各層の光電変換層２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂを絶縁する層間絶縁層と光不透過層とを兼ねているため、製造工程数を低減することができる利点を有している。
【００６３】
上述の各実施の形態では、光電変換素子を画素セルに用いた撮像素子（イメージセンサ）を構成した場合を説明したが、本発明はその他の構成の光電変換素子にも適用することができる。例えば受光領域を複数有する受光素子にも適用することができ、これにより各受光領域を電気的に分離すると共に隣接する受光領域への光の漏れこみを防止することができる。
【００６４】
また、電荷輸送材として、正孔（ホール）輸送材料の代わりに電子輸送材料を用いて、光電変換層を構成することも可能である。
【００６５】
また、光電変換層を構成する各層の材料は、前述した材料の他にも、例えば前記特許文献１や非特許文献１〜非特許文献３に挙げられた各種材料を使用することができ、従来公知の各種材料を使用することができる。
【００６６】
本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他様々な構成が取り得る。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の光電変換素子の概略構成を説明する図である。
【図２】本発明の撮像素子の一実施の形態の概略構成図（断面図）である。
【図３】本発明の撮像素子の他の実施の形態の概略構成図である。
【図４】Ａ〜Ｄ  本発明の撮像素子のさらに他の実施の形態の製造工程を示す工程図である。
【図５】Ｅ、Ｆ  本発明の撮像素子のさらに他の実施の形態の製造工程を示す工程図である。
【図６】Ａ、Ｂ  従来提案されている光電変換素子における問題点を説明する図である。
【符号の説明】
【００６８】
１１，１２  セル、１３，２３  光不透過層、２０，３０  イメージセンサ、２１  支持体、２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂ  光電変換素子、２４  絶縁層、２５  光透過性の支持体、３１  電極、３１Ｔ  光透過性の電極、３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂ  色素を含んだ半導体電極、３３  固体正孔輸送層、３４  透明電極、４３  絶縁膜
【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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