(57)【要約】  本技術は、上部電極に発生する膜ストレスが光電変換膜に与える影響をさらに抑制することができるようにする固体撮像素子およびその製造方法、並びに電子機器に関する。固体撮像素子は、半導体基板の上側に形成された光電変換膜と、半導体基板に対して光電変換膜よりも高い位置に形成された２層以上の遮光膜とを備える。本技術は、例えば、固体撮像素子や電子機器等に適用できる。
2017159362.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板の上側に形成された光電変換膜と、
前記半導体基板に対して前記光電変換膜よりも高い位置に形成された２層以上の遮光膜と
を備える固体撮像素子。
【請求項２】
前記２層以上の遮光膜は、有効画素領域の全領域で開口されている
請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項３】
前記２層以上の遮光膜は、有効画素領域において画素単位で開口され、画素間遮光膜を含む
請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項４】
前記２層以上の遮光膜の各遮光膜の間に、封止膜を有する
請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項５】
前記２層以上の遮光膜は、他の層を介さずに積層されている
請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項６】
前記２層以上の遮光膜は、前記半導体基板側の第１の遮光膜と、前記第１の遮光膜の光入射側に形成された第２の遮光膜の２層の遮光膜で構成され、
前記第１の遮光膜の有効画素領域側の端面は、前記第２の遮光膜で覆われている
請求項５に記載の固体撮像素子。
【請求項７】
前記２層以上の遮光膜は、２層の遮光膜で構成される
請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項８】
前記光電変換膜は、有機材料を含む有機光電変換膜である
請求項１に記載の固体撮像素子。
【請求項９】
半導体基板の上側に光電変換膜を形成し、
前記半導体基板に対して前記光電変換膜よりも高い位置に、２層以上の遮光膜を形成する
固体撮像素子の製造方法。
【請求項１０】
半導体基板の上側に形成された光電変換膜と、
前記半導体基板に対して前記光電変換膜よりも高い位置に形成された２層以上の遮光膜と
を有する固体撮像素子
を備える電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、固体撮像素子およびその製造方法、並びに電子機器に関し、特に、上部電極に発生する膜ストレスが光電変換膜に与える影響をさらに抑制することができるようにした固体撮像素子およびその製造方法、並びに電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
光電変換部として半導体基板の上側に有機光電変換膜を有する固体撮像素子において、上部電極の膜ストレスが有機光電変換膜に局所的に集中することがある。この場合、有機光電変換膜の暗電流や白傷などの特性変動が顕著に発生することが懸念される。【０００３】
これに対し、上部電極が有機光電変換膜に与える膜ストレスを低減させる技術として、例えば、特許文献１の技術が開示されている。特許文献１には、有機光電変換膜の上部に形成した第１の上部電極よりも外側に、周辺部分が絶縁膜に接続するように第２の上部電極を形成し、膜ストレス調整部とする技術が開示されている。これにより、上部電極に発生する膜ストレスが有機光電変換膜に与える影響を抑制し、有機光電変換膜の暗電流および白キズの特性変動を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−５６５５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上部電極より上層に遮光膜が設けられる場合、膜ストレスを緩和するためには、特許文献１による技術だけでは不十分と考えられる。【０００６】
本技術は、このような状況に鑑みてなされたものであり、上部電極に発生する膜ストレスが光電変換膜に与える影響をさらに抑制することができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本技術の第１の側面の固体撮像素子は、半導体基板の上側に形成された光電変換膜と、前記半導体基板に対して前記光電変換膜よりも高い位置に形成された２層以上の遮光膜とを備える。【０００８】
本技術の第２の側面の固体撮像素子の製造方法は、半導体基板の上側に光電変換膜を形成し、前記半導体基板に対して前記光電変換膜よりも高い位置に、２層以上の遮光膜を形成する。【０００９】
本技術の第３の側面の電子機器は、半導体基板の上側に形成された光電変換膜と、前記半導体基板に対して前記光電変換膜よりも高い位置に形成された２層以上の遮光膜とを有する固体撮像素子を備える。【００１０】
本技術の第１乃至第３の側面においては、半導体基板の上側に光電変換膜が形成され、前記半導体基板に対して前記光電変換膜よりも高い位置に２層以上の遮光膜が形成される。【００１１】
固体撮像素子及び電子機器は、独立した装置であっても良いし、他の装置に組み込まれるモジュールであっても良い。
【発明の効果】
【００１２】
本技術の第１乃至第３の側面によれば、上部電極に発生する膜ストレスが光電変換膜に与える影響をさらに抑制することができる。【００１３】
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かの効果であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本技術を適用した固体撮像素子の概略構成を示す図である。
【図２】固体撮像素子の第１の実施の形態に係る断面構成例を示す図である。
【図３】第１の実施の形態に係る固体撮像素子の製造方法を説明する図である。
【図４】第１の実施の形態に係る固体撮像素子の製造方法を説明する図である。
【図５】固体撮像素子の第２の実施の形態に係る断面構成例を示す図である。
【図６】固体撮像素子の第３の実施の形態に係る断面構成例を示す図である。
【図７】遮光膜の積層構造例を示す図である。
【図８】本技術を適用した電子機器としての撮像装置の構成例を示すブロック図である。
【図９】イメージセンサとしての使用例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本技術を実施するための形態（以下、実施の形態という）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．固体撮像素子の概略構成例
２．固体撮像素子の第１の実施の形態（封止膜を介して複数の遮光膜を有する構成例）
３．固体撮像素子の第２の実施の形態（画素間遮光膜を有する構成例）
４．固体撮像素子の第３の実施の形態（封止膜を介さず複数の遮光膜を有する構成例）
５．電子機器への適用例
【００１６】
＜１．固体撮像素子の概略構成例＞
図１は、本技術を適用した固体撮像素子の概略構成を示している。
【００１７】
図１の固体撮像素子１は、半導体として例えばシリコン（Si）を用いた半導体基板２１に、画素２が２次元アレイ状に配列された画素アレイ部３と、その周辺の周辺回路部４とを有して構成される。周辺回路部４には、垂直駆動回路５、カラム信号処理回路６、水平駆動回路７、出力回路８、制御回路９などが含まれる。
【００１８】
画素２は、入射光を光電変換する光電変換部と、複数の画素トランジスタを有して成る。複数の画素トランジスタは、例えば、転送トランジスタ、選択トランジスタ、リセットトランジスタ、及び、増幅トランジスタの４つのMOSトランジスタで構成される。
【００１９】
制御回路９は、入力クロックと、動作モードなどを指令するデータを受け取り、また固体撮像素子１の内部情報などのデータを出力する。すなわち、制御回路９は、垂直同期信号、水平同期信号及びマスタクロックに基づいて、垂直駆動回路５、カラム信号処理回路６、及び水平駆動回路７などの動作の基準となるクロック信号や制御信号を生成する。そして、制御回路９は、生成したクロック信号や制御信号を、垂直駆動回路５、カラム信号処理回路６及び水平駆動回路７等に出力する。
【００２０】
垂直駆動回路５は、例えばシフトレジスタによって構成され、所定の画素駆動配線１１を選択し、選択された画素駆動配線１１に画素２を駆動するためのパルスを供給し、行単位で画素２を駆動する。すなわち、垂直駆動回路５は、画素アレイ部３の各画素２を行単位で順次垂直方向に選択走査し、各画素２の光電変換部において受光量に応じて生成された信号電荷に基づく画素信号を、垂直信号線１２を通してカラム信号処理回路６に供給させる。
【００２１】
カラム信号処理回路６は、画素２の列ごとに配置されており、１行分の画素２から出力される信号を画素列ごとにノイズ除去などの信号処理を行う。例えば、カラム信号処理回路６は、画素固有の固定パターンノイズを除去するためのCDS(Correlated Double Sampling：相関２重サンプリング)およびAD変換等の信号処理を行う。
【００２２】
水平駆動回路７は、例えばシフトレジスタによって構成され、水平走査パルスを順次出力することによって、カラム信号処理回路６の各々を順番に選択し、カラム信号処理回路６の各々から画素信号を水平信号線１３に出力させる。
【００２３】
出力回路８は、カラム信号処理回路６の各々から水平信号線１３を通して順次に供給される信号に対し、信号処理を行って出力する。出力回路８は、例えば、バファリングだけする場合もあるし、黒レベル調整、列ばらつき補正、各種デジタル信号処理などが行われる場合もある。入出力端子１０は、外部と信号のやりとりをする。
【００２４】
以上のように構成される固体撮像素子１は、CDS処理とAD変換処理を行うカラム信号処理回路５が画素列ごとに配置されたカラムAD方式と呼ばれるCMOSイメージセンサである。
【００２５】
＜２．固体撮像素子の第１の実施の形態＞
図２は、固体撮像素子の第１の実施の形態に係る断面構成例を示す図である。
【００２６】
なお、図２の画素アレイ部３においては、紙面の制約上、２画素分の画素断面構造を示している。
【００２７】
半導体基板２１は、第１導電型（例えば、P型）の半導体領域４１と、第２導電型（例えば、N型）の半導体領域４２及び４３とで構成され、第１導電型の半導体領域４１内に、第２導電型の半導体領域４２及び４３が画素単位で深さ方向に積層して形成することにより、PN接合によるフォトダイオードPD１およびPD２が、深さ方向に形成されている。半導体領域４２を電荷蓄積領域とするフォトダイオードPD１は、青色の光を受光して光電変換する光電変換部であり、半導体領域４３を電荷蓄積領域とするフォトダイオードPD２は、赤色の光を受光して光電変換する光電変換部である。
【００２８】
図２で下側となる半導体基板２１の表面側には、フォトダイオードPD１及びPD２に蓄積された電荷の読み出し等を行う複数の画素トランジスタTrと、複数の配線層４４と層間絶縁膜４５とからなる多層配線層４６が形成されている。
【００２９】
一方、図２で上側となる半導体基板２１の裏面側には、透明絶縁膜５１を介して光電変換部５２が形成されている。光電変換部５２は、上部電極６１、光電変換膜６２、および下部電極６３を積層して構成されており、光電変換膜６２が上部電極６１と下部電極６３に挟まれた配置となっている。上部電極６１は画素アレイ部３の全画素に共通に形成され、下部電極６３は、画素アレイ部３の画素ごとに分離して形成されている。
【００３０】
透明絶縁膜５１は、例えば、酸化シリコン（SiO2）、窒化シリコン（SiN）、酸窒化シリコン（SiON）、酸化ハフニウム（HfO2）などの材料を用いて１層または複数層で形成される。
【００３１】
上部電極６１および下部電極６３の材料には、例えば、インジウム錫オキサイド（ITO）、酸化亜鉛、インジウム亜鉛オキサイドなどの透明な導電材料が用いられる。上部電極６１および下部電極６３は、例えば、５０nm程度の膜厚で形成される。
【００３２】
光電変換膜６２は、緑色の光を受光して光電変換する。光電変換膜６２において、緑色の光のみに感度を有する材料としては、例えば、キナクリドン系化合物（電子供与性材料）とペリレン系化合物（電子受容性材料）からなる有機材料の組合せが一例として挙げられる。光電変換膜６２は、例えば、１５５nm程度の膜厚で形成される。
【００３３】
下部電極６３は、透明絶縁膜５１を貫通する金属配線５３と接続されており、金属配線５３は、半導体基板２１の半導体領域４１を貫通する導電性プラグ４７と接続されている。金属配線５３は、例えば、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Al）、銅（Cu）などの材料で形成される。
【００３４】
導電性プラグ４７は、半導体領域４１の表面側界面近傍に第２導電型（例えば、N型）の半導体領域で形成された電荷蓄積部４８と接続されている。なお、図示は省略されているが、導電性プラグ４７の外周は、SiO2若しくはSiN等の絶縁膜で絶縁されている。
【００３５】
光電変換部５２で光電変換されて生成された電荷は、金属配線５３と導電性プラグ４７を介して電荷蓄積部４８へ転送される。電荷蓄積部４８は、光電変換部５２で光電変換された電荷を、読み出されるまでの間、一時的に蓄積する。
【００３６】
画素アレイ部３の上部電極６１の上側と、周辺回路部４の透明絶縁膜５１の上側には、封止膜（保護膜）５４が形成されている。そして、封止膜５４の上側に、第１の遮光膜５５Aと第２の遮光膜５５Bが、封止膜（保護膜）５６を介して積層されている。
【００３７】
第１の遮光膜５５Aと第２の遮光膜５５Bは、それらの両者を合わせたトータルの膜厚で遮光機能を満たすように、それぞれの膜厚が設定されている。このように、遮光膜５５を複数層に分けて形成することで、第１の遮光膜５５Aと第２の遮光膜５５Bそれぞれの各遮光膜５５を形成する際のストレスを緩和することができる。
【００３８】
封止膜５４及び５６は、光透過性を有する無機材料により構成され、例えば、窒化シリコン（SiN）、酸窒化シリコン（SiON）、酸化アルミニウム（AlO）、窒化アルミニウム(AlN)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で形成される。
【００３９】
第１の遮光膜５５Aと第２の遮光膜５５Bのうち下側となる、光電変換部５２に近い第１の遮光膜５５Aは、図２に示されるように周辺回路部４の所定の箇所で上部電極６１と接続しており、上部電極６１に対して所定のバイアス電圧を印加するための金属配線を兼用する。第１の遮光膜５５Aと第２の遮光膜５５Bの材料としては、例えばタングステン（W）、チタン（Ti）、アルミニウム（Al）または銅（Cu）等の、可視光に対して透過率の低い材料が用いられるが、詳細は後述する。
【００４０】
画素アレイ部３において、封止膜５６の上には、オンチップレンズ５８が画素ごとに形成されている。オンチップレンズ５８の材料には、例えば、シリコン窒化膜（SiN）、または、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン−アクリル共重合系樹脂、若しくはシロキサン系樹脂等の樹脂系材料が用いられる。封止膜５６とオンチップレンズ５８は同一の材料で形成することができる。
【００４１】
以上のように構成される固体撮像素子１は、画素トランジスタTrが形成されている半導体基板２１の表面側と反対側の裏面側から光が入射される裏面照射型のCMOS固体撮像素子である。
【００４２】
図２に示したように、第１の実施の形態の固体撮像素子１は、遮光膜５５を、半導体基板２１に対して光電変換膜６２よりも高い位置に、第１の遮光膜５５Aと第２の遮光膜５５Bとに分けて複数層で形成している。これにより、光電変換部５２の上部電極６１より上層に遮光膜５５を設けた場合であっても、上部電極６１に発生する膜ストレスが光電変換膜６２に与える影響を抑制することができる。そして、上部電極６１に発生する膜ストレスが光電変換膜６２に与える影響を抑制することで、光電変換膜６２の暗電流および白キズの特性変動を抑制することができる。
【００４３】
＜製造方法＞
図３及び図４を参照して、図２に示した第１の実施の形態に係る固体撮像素子１の製造方法について説明する。
【００４４】
まず、図３のAに示されるように、半導体基板２１の所定の領域に、フォトダイオードPD１およびPD２や導電性プラグ４７などを形成した後、半導体基板２１の表面側に、複数の画素トランジスタTrを含む多層配線層４６が形成される。
【００４５】
その後、半導体基板２１の裏面側に、光電変換部５２や封止膜５４が形成される。そして、周辺回路部４の所定の位置において、上部電極６１が露出するように封止膜５４が開口され、その開口された部分を含む封止膜５４の上面を覆うように、第１の遮光膜５５Aが、例えば、スパッタ法やCVD（Chemical Vapor Deposition：化学気相成長）法を用いて成膜される。
【００４６】
画素アレイ部３と周辺回路部４の平面領域全体に形成された第１の遮光膜５５Aのうち、図３のBに示されるように、画素アレイ部３の部分の第１の遮光膜５５Aが、その下の一部の封止膜５４とともにエッチングにより除去される。
【００４７】
次に、図３のCに示されるように、画素アレイ部３と周辺回路部４の平面領域全体に、封止膜５６が、例えばプラズマCVD法によって成膜される。
【００４８】
次に、図４のAに示されるように、形成された封止膜５６の上面に、２層目の遮光膜５５となる、第２の遮光膜５５Bが、例えば、スパッタ法やCVD法を用いて成膜される。
【００４９】
そして、図４のBに示されるように、全面に形成された第２の遮光膜５５Bのうち、画素アレイ部３の部分の第２の遮光膜５５Bが、エッチングされた後、図４のCに示されるように、再度、封止膜５６が、画素アレイ部３と周辺回路部４の平面領域全体に成膜される。
【００５０】
図４のCの後、画素アレイ部３内の封止膜５６上面に、オンチップレンズ５８が画素毎に形成されて、図２の固体撮像素子１が完成する。
【００５１】
遮光膜５５の膜ストレスは、遮光膜５５の膜厚が厚くなるほど大きくなる。また、遮光膜５５の膜ストレスは、エッチングにより、画素アレイ部３の遮光膜５５を取り除いたときに緩和される。そのため、遮光層を、第１の遮光膜５５Aと第２の遮光膜５５Bの２層構造にして、１層当たりの膜厚を薄くし、遮光膜５５の成膜とエッチングを繰り返し行うことで、遮光層形成時に、光電変換膜６２が大きなストレスを受けることを回避することができる。
【００５２】
＜３．固体撮像素子の第２の実施の形態＞
図５は、固体撮像素子の第２の実施の形態に係る断面構成例を示す図である。
【００５３】
なお、図５においては、図２に示した第１の実施の形態と対応する部分については同一の符号を付してあり、その説明については適宜省略する。
【００５４】
図５に示される第２の実施の形態では、画素アレイ部３の各画素２の境界となる画素間にも、第１の遮光膜５５Aと第２の遮光膜５５Bが形成されており、第１の遮光膜５５Aと第２の遮光膜５５Bが、画素間遮光膜としての機能も含む点で、上述した第１の実施の形態と異なる。その他の構成は、上述した第１の実施の形態と同様である。
【００５５】
換言すれば、上述した第１の実施の形態では、第１の遮光膜５５Aと第２の遮光膜５５Bは、画素アレイ部３の有効画素領域の全領域で開口されているのに対して、図５の第２の実施の形態では、画素アレイ部３の有効画素領域において画素単位で開口されている。
【００５６】
このような第２の実施の形態においても、遮光膜５５を、第１の遮光膜５５Aと第２の遮光膜５５Bとに分けて複数層で形成することで、上部電極６１に発生する膜ストレスが光電変換膜６２に与える影響を抑制することができる。そして、上部電極６１に発生する膜ストレスが光電変換膜６２に与える影響を抑制することで、光電変換膜６２の暗電流および白キズの特性変動を抑制することができる。
【００５７】
＜４．固体撮像素子の第３の実施の形態＞
図６は、固体撮像素子の第３の実施の形態に係る断面構成例を示す図である。
【００５８】
なお、図６においても、図２に示した第１の実施の形態と対応する部分については同一の符号を付してあり、その説明については適宜省略する。
【００５９】
図２に示した第１の実施の形態では、第１の遮光膜５５Aと第２の遮光膜５５Bとの間に封止膜５６が形成されていたのに対して、図６に示される第３の実施の形態では、第１の遮光膜５５Aと第２の遮光膜５５Bとの間に封止膜５６が形成されずに、第１の遮光膜５５Aと第２の遮光膜５５Bが直付けの積層構造とされている点で、上述した第１の実施の形態と異なる。また、第１の遮光膜５５Aの有効画素領域側である画素アレイ部３側の端面が、第２の遮光膜５５Bで覆われている点で、上述した第１の実施の形態と異なる。その他の構成は、上述した第１の実施の形態と同様である。
【００６０】
第１の遮光膜５５Aの有効画素領域側の端面が、第２の遮光膜５５Bで覆われた構造となるのは、第１の遮光膜５５Aをエッチングする際、その下の封止膜５４の一部も除去されるためである。
【００６１】
このような第３の実施の形態においても、遮光膜５５を、第１の遮光膜５５Aと第２の遮光膜５５Bとに分けて複数層で形成することで、上部電極６１に発生する膜ストレスが光電変換膜６２に与える影響を抑制することができる。そして、上部電極６１に発生する膜ストレスが光電変換膜６２に与える影響を抑制することで、光電変換膜６２の暗電流および白キズの特性変動を抑制することができる。
【００６２】
＜遮光膜の構成例＞
図７は、第１の遮光膜５５Aまたは第２の遮光膜５５Bとして採用することができる、１層の遮光膜５５の積層構造例を示している。
【００６３】
図７に示されるように、第１の遮光膜５５Aまたは第２の遮光膜５５Bは、タングステン（W）、アルミニウム（Al）等の１種類の材料を用いた１層構造で構成することもできるし、例えば、タングステンとチタンの２層構造（W/Ti）、アルミニウムとチタンの２層構造（Al/Ti）など、２種類の材料を用いた２層構造で構成することもできる。さらに、アルミニウム、TiN、及びチタンの３層構造（Al/TiN/Ti）、TiN、アルミニウム、TiN、及びチタンの４層構造（TiN/Al/TiN/Ti）など、２種類以上の材料を用いた３層構造または４層構造で構成することもできる。
【００６４】
遮光膜５５の膜厚については、例えば、第１の遮光膜５５Aまたは第２の遮光膜５５Bを、１層のタングステンで構成する場合、図７に示されるように、遮光機能を満たすための膜厚は２５０nmであるのに対して、１層のアルミニウムで構成する場合の膜厚は１０８nmとなり、１層の遮光膜５５の総膜厚は、採用する材料及び組み合わせによって異なる。
【００６５】
第１の遮光膜５５A及び第２の遮光膜５５Bそれぞれの膜厚は同じとしてもよいが、下側となる第１の遮光膜５５Aを薄くした方が好ましい。第１の遮光膜５５Aと第２の遮光膜５５Bの材料及び積層構成（何層で構成するか）は、同じでもよいし、異なっていてもよい。
【００６６】
＜５．電子機器への適用例＞
本技術は、固体撮像素子への適用に限られるものではない。即ち、本技術は、デジタルスチルカメラやビデオカメラ等の撮像装置や、撮像機能を有する携帯端末装置や、画像読取部に固体撮像素子を用いる複写機など、画像取込部（光電変換部）に固体撮像素子を用いる電子機器全般に対して適用可能である。固体撮像素子は、ワンチップとして形成された形態であってもよいし、撮像部と信号処理部または光学系とがまとめてパッケージングされた撮像機能を有するモジュール状の形態であってもよい。
【００６７】
図８は、本技術を適用した電子機器としての、撮像装置の構成例を示すブロック図である。
【００６８】
図８の撮像装置１００は、レンズ群などからなる光学部１０１、図１の固体撮像素子１の構成が採用される固体撮像素子（撮像デバイス）１０２、およびカメラ信号処理回路であるDSP(Digital Signal Processor)回路１０３を備える。また、撮像装置１００は、フレームメモリ１０４、表示部１０５、記録部１０６、操作部１０７、および電源部１０８も備える。DSP回路１０３、フレームメモリ１０４、表示部１０５、記録部１０６、操作部１０７および電源部１０８は、バスライン１０９を介して相互に接続されている。
【００６９】
光学部１０１は、被写体からの入射光（像光）を取り込んで固体撮像素子１０２の撮像面上に結像する。固体撮像素子１０２は、光学部１０１によって撮像面上に結像された入射光の光量を画素単位で電気信号に変換して画素信号として出力する。この固体撮像素子１０２として、図１の固体撮像素子１、即ち、遮光層を複数の遮光膜５５（第１の遮光膜５５Aと第２の遮光膜５５B）に分けて形成することにより、光電変換部５２の上部電極６１に発生する膜ストレスが光電変換膜６２に与える影響を抑制した固体撮像素子を用いることができる。
【００７０】
表示部１０５は、例えば、LCD(Liquid Crystal Display)や有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイ等の薄型ディスプレイで構成され、固体撮像素子１０２で撮像された動画または静止画を表示する。記録部１０６は、固体撮像素子１０２で撮像された動画または静止画を、ハードディスクや半導体メモリ等の記録媒体に記録する。
【００７１】
操作部１０７は、ユーザによる操作の下に、撮像装置１００が持つ様々な機能について操作指令を発する。電源部１０８は、DSP回路１０３、フレームメモリ１０４、表示部１０５、記録部１０６および操作部１０７の動作電源となる各種の電源を、これら供給対象に対して適宜供給する。
【００７２】
上述したように、固体撮像素子１０２として、上述した各実施の形態またはそれらの組合せを適用した固体撮像素子１を用いることで、光電変換部５２の上部電極６１に発生する膜ストレスが光電変換膜６２に与える影響を抑制することができる。そして、上部電極６１に発生する膜ストレスが光電変換膜６２に与える影響を抑制することで、光電変換膜６２の暗電流および白キズの特性変動を抑制することができる。従って、ビデオカメラやデジタルスチルカメラ、さらには携帯電話機等のモバイル機器向けカメラモジュールなどの撮像装置１００においても、撮像画像の高画質化を図ることができる。
【００７３】
＜イメージセンサとしての使用例＞
図９は、上述の固体撮像素子１を用いたイメージセンサの使用例を示す図である。
【００７４】
上述の固体撮像素子１を用いたイメージセンサは、例えば、以下のように、可視光や、赤外光、紫外光、X線等の光をセンシングする様々なケースに使用することができる。
【００７５】
・ディジタルカメラや、カメラ機能付きの携帯機器等の、鑑賞の用に供される画像を撮影する装置
・自動停止等の安全運転や、運転者の状態の認識等のために、自動車の前方や後方、周囲、車内等を撮影する車載用センサ、走行車両や道路を監視する監視カメラ、車両間等の測距を行う測距センサ等の、交通の用に供される装置
・ユーザのジェスチャを撮影して、そのジェスチャに従った機器操作を行うために、TVや、冷蔵庫、エアーコンディショナ等の家電に供される装置
・内視鏡や、赤外光の受光による血管撮影を行う装置等の、医療やヘルスケアの用に供される装置
・防犯用途の監視カメラや、人物認証用途のカメラ等の、セキュリティの用に供される装置
・肌を撮影する肌測定器や、頭皮を撮影するマイクロスコープ等の、美容の用に供される装置
・スポーツ用途等向けのアクションカメラやウェアラブルカメラ等の、スポーツの用に供される装置
・畑や作物の状態を監視するためのカメラ等の、農業の用に供される装置
【００７６】
本技術の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【００７７】
例えば、上述した複数の実施の形態の全てまたは一部を組み合わせた形態を採用することができる。
【００７８】
また例えば、上述した各実施の形態では、遮光層を、第１の遮光膜５５Aと第２の遮光膜５５Bの２層構造とした例について説明したが、３層以上に分けて形成してもよい。
【００７９】
上述した固体撮像素子１は、緑の波長光については半導体基板２１の外側に形成された光電変換部５２で光電変換し、青と赤の波長光については半導体基板２１内のフォトダイオードPD１及びPD２で光電変換する縦方向分光型の固体撮像素子である。このような縦方向分光型の固体撮像素子ではなく、光電変換膜６２として、可視光波長全域にわたって感度を有する所謂パンクロ膜を用い、光電変換膜６２の上側にベイヤ配列等のカラーフィルタを形成した固体撮像素子１の構成を採用することもできる。この場合、半導体基板２１内のフォトダイオードPD１及びPD２は形成されないため、下部電極６３には、例えば、アルミニウム、バナジウム、金、銀、白金、鉄、コバルト、炭素、ニッケル、タングステン、パラジウム、マグネシウム、カルシウム、スズ、鉛、チタン、イットリウム、リチウム、ルテニウム、マンガン等の金属及びそれらの合金を用いることができる。
【００８０】
また、上述した固体撮像素子１は、半導体基板２１の外側に形成された光電変換部５２で、緑の波長光を光電変換する構成としたが、その他の色の波長光を光電変換する構成としてもよい。換言すれば、縦方向分光型の固体撮像素子１において、３つの光電変換部が光電変換する波長光を適宜入れ替えてもよい。
【００８１】
光電変換部５２を、赤のみに感度を有する光電変換膜６２とする場合の材料としては、例えば、フタロシアニン系化合物（電子供与性材料）とフッ素置換フタロシアニン系化合物（電子受容性材料）からなる有機材料の組合せが挙げられる。
【００８２】
光電変換部５２を、青のみに感度を有する光電変換膜６２とする場合の材料としては、例えば、クマリン系化合物（電子供与性材料）とシロール系化合物（電子受容性材料）からなる有機材料の組合せが挙げられる。
【００８３】
また、光電変換膜６２の材料として、有機光電変換材料ではなく、無機光電変換材料を採用してもよい。無機光電変換材料としては、例えば、結晶シリコン、アモルファスシリコン、CIGS（Cu,In,Ga,Se化合物）、CIS（Cu,In,Se化合物）、カルコパイライト構造半導体、GaAsなどの化合物半導体などが挙げられる。
【００８４】
上述した例では、固体撮像素子１が１枚の半導体基板２１で構成されていたが、固体撮像素子１を、２枚または３枚の半導体基板の積層構造で構成してもよい。
【００８５】
上述した例では、第１導電型をP型、第２導電型をN型として、電子を信号電荷とした固体撮像素子について説明したが、本技術は正孔を信号電荷とする固体撮像素子にも適用することができる。すなわち、第１導電型をN型とし、第２導電型をP型として、前述の各半導体領域を逆の導電型の半導体領域で構成することができる。
【００８６】
本技術は、可視光の入射光量の分布を検知して画像として撮像する固体撮像素子への適用に限らず、赤外線やX線、あるいは粒子等の入射量の分布を画像として撮像する固体撮像素子や、広義の意味として、圧力や静電容量など、他の物理量の分布を検知して画像として撮像する指紋検出センサ等の固体撮像素子（物理量分布検知装置）全般に対して適用可能である。
【００８７】
また、本技術は、固体撮像素子に限らず、他の半導体集積回路を有する半導体装置全般に対して適用可能である。
【００８８】
なお、本明細書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、本明細書に記載されたもの以外の効果があってもよい。
【００８９】
なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）
半導体基板の上側に形成された光電変換膜と、
前記半導体基板に対して前記光電変換膜よりも高い位置に形成された２層以上の遮光膜と
を備える固体撮像素子。
（２）
前記２層以上の遮光膜は、有効画素領域の全領域で開口されている
前記（１）に記載の固体撮像素子。
（３）
前記２層以上の遮光膜は、有効画素領域において画素単位で開口され、画素間遮光膜を含む
前記（１）に記載の固体撮像素子。
（４）
前記２層以上の遮光膜の各遮光膜の間に、封止膜を有する
前記（１）乃至（３）のいずれかに記載の固体撮像素子。
（５）
前記２層以上の遮光膜は、他の層を介さずに積層されている
前記（１）乃至（３）のいずれかに記載の固体撮像素子。
（６）
前記２層以上の遮光膜は、前記半導体基板側の第１の遮光膜と、前記第１の遮光膜の光入射側に形成された第２の遮光膜の２層の遮光膜で構成され、
前記第１の遮光膜の有効画素領域側の端面は、前記第２の遮光膜で覆われている
前記（５）に記載の固体撮像素子。
（７）
前記２層以上の遮光膜は、２層の遮光膜で構成される
前記（１）乃至（６）のいずれかに記載の固体撮像素子。
（８）
前記光電変換膜は、有機材料を含む有機光電変換膜である
前記（１）乃至（７）のいずれかに記載の固体撮像素子。
（９）
半導体基板の上側に光電変換膜を形成し、
前記半導体基板に対して前記光電変換膜よりも高い位置に、２層以上の遮光膜を形成する
固体撮像素子の製造方法。
（１０）
半導体基板の上側に形成された光電変換膜と、
前記半導体基板に対して前記光電変換膜よりも高い位置に形成された２層以上の遮光膜と
を有する固体撮像素子
を備える電子機器。
【符号の説明】
【００９０】
１  固体撮像素子，  ２  画素，  ３  画素アレイ部，  ２１  半導体基板，  ４１乃至４３  半導体領域，  ４６  多層配線層，  ５１  透明絶縁膜，  ５２  光電変換部，  ５４  封止膜，  ５５A  第１の遮光膜，  ５５B  第２の遮光膜，  ５５  遮光膜，  ５６  封止膜，  ６１  上部電極，  ６２  光電変換膜，  ６３  下部電極，  １００  撮像装置，  １０２  固体撮像素子
【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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【国際調査報告】
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