(57)【要約】  本開示の一実施形態の受光素子は、複数の画素と、複数の画素に対して共通の光電変換層と、光電変換層の光入射面の側に設けられた第１電極層と、第１電極層の隣り合う複数の画素の間に埋設された遮光部とを備える。
2018016181.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素と、
前記複数の画素に対して共通の光電変換層と、
前記光電変換層の光入射面の側に設けられた第１電極層と、
前記第１電極層の隣り合う前記複数の画素の間に埋設された遮光部と
を備えた受光素子。
【請求項２】
前記光電変換層は、少なくとも赤外領域の波長を吸収して電荷を発生する、請求項１に記載の受光素子。
【請求項３】
前記光電変換層と、前記第１電極層との間に第１半導体層を有する、請求項１に記載の受光素子。
【請求項４】
前記第１電極層の上に保護層を介してカラーフィルタおよび集光レンズがこの順に積層されている、請求項１に記載の受光素子。
【請求項５】
前記遮光部の一の面は、前記カラーフィルタの上面まで延在している、請求項４に記載の受光素子。
【請求項６】
前記遮光部の他の面は、前記第１半導体層の内部まで延在している、請求項３に記載の受光素子。
【請求項７】
前記遮光部は、順テーパ形状を有する、請求項１に記載の受光素子。
【請求項８】
前記光電変換層は、前記第１半導体層とは反対側の面に第２半導体層を有し、
前記第２半導体層は、第１導電型領域と、前記第１導電型領域の周囲に形成された第２導電型領域とを有する、請求項３に記載の受光素子。
【請求項９】
前記第１導電型領域は、前記複数の画素毎に設けられ、
前記第１導電型領域と前記第２導電型領域との境界により、隣り合う前記複数の画素が電気的に分離されている、請求項８に記載の受光素子。
【請求項１０】
前記光電変換層の前記光入射面とは反対側の面には、前記第２半導体層を間に、読み出し回路を含む多層配線基板が配設されている、請求項８に記載の受光素子。
【請求項１１】
前記第２半導体層は、前記多層配線基板との間に第２電極を有し、
前記第１導電型領域と前記読み出し回路とは、前記第２電極を介して電気的に接続されている、請求項１０に記載の受光素子。
【請求項１２】
前記光電変換層、前記第１半導体層および前記第２半導体層は、化合物半導体により構成されている、請求項８に記載の受光素子。
【請求項１３】
前記化合物半導体は、ＩＩＩ−Ｖ族半導体である、請求項１２に記載の受光素子。
【請求項１４】
前記光電変換層は、ＩｎxＧａ(1-x)Ａｓ（０＜ｘ≦１）から構成され、
前記第１半導体層および前記第２半導体層は、ＩｎＰまたはＩｎＧａＡｓから構成されている、請求項８に記載の受光素子。
【請求項１５】
前記第１電極層は、酸化インジウムチタン（ＩＴｉＯ）を含んで形成されている、請求項１に記載の受光素子。
【請求項１６】
前記第１電極層は、面内に複数のスリットを有する、請求項１に記載の受光素子。
【請求項１７】
前記保護層は、窒化シリコン（ＳｉＮx）膜または酸化シリコン（ＳｉＯx）膜により構成されている、請求項４に記載の受光素子。
【請求項１８】
複数の画素に対して共通の光電変換層を形成することと、
前記光電変換層の光入射面の側に第１電極層を形成することと、
前記第１電極層の隣り合う前記複数の画素の間に埋設された遮光部を形成することと
を含む受光素子の製造方法。
【請求項１９】
複数の画素と、
前記複数の画素に対して共通の光電変換層と、
前記光電変換層の光入射面の側に設けられた第１電極層と、
前記第１電極層の隣り合う前記複数の画素の間に埋設された遮光部と
を備えた撮像装置。
【請求項２０】
複数の画素を有する撮像装置を備え、
前記撮像装置は、
前記複数の画素に対して共通の光電変換層と、
前記光電変換層の光入射面の側に設けられた第１電極層と、
前記第１電極層の隣り合う前記複数の画素の間に埋設された遮光部と
を有する電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、例えば赤外線センサ等に用いられる受光素子およびその製造方法、撮像装置および電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
画素毎に互いに異なる波長を吸収して光電変換する受光素子を備えたＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサ等の固体撮像装置では、混色の発生を防ぐために、斜めから入射する光の成分を遮光する構造が開発されている。例えば、特許文献１に記載の光電変換装置では、化合物半導体層上に設けられた透明電極層の上に、遮光層が各画素の周囲に配置された構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−６０３８０号公報
【発明の概要】
【０００４】
ところで、近年、固体撮像装置では、画素サイズの縮小化が進んでおり、さらなる混色の発生を抑制することが求められている。
【０００５】
混色の発生を抑制することが可能な受光素子、受光素子の製造方法、撮像装置および電子機器を提供することが望ましい。
【０００６】
本開示の一実施形態の受光素子は、複数の画素と、複数の画素に対して共通の光電変換層と、光電変換層の光入射面の側に設けられた第１電極層と、第１電極層の隣り合う複数の画素の間に埋設された遮光部とを備えたものである。
【０００７】
本開示の一実施形態の受光素子の製造方法は、複数の画素に対して共通の光電変換層を形成することと、光電変換層の光入射面の側に第１電極層を形成することと、第１電極層の隣り合う複数の画素の間に埋設された遮光部を形成することとを含むものである。
【０００８】
本開示の一実施形態の受光素子および一実施形態の受光素子の製造方法では、光入射面側に設けられた第１電極層の隣り合う画素の間に遮光部を埋設することにより、斜め入射光の隣接画素への入射を低減することが可能となる。
【０００９】
本開示の一実施形態の撮像装置は、複数の画素と、複数の画素に対して共通の光電変換層と、光電変換層の光入射面の側に設けられた第１電極層と、第１電極層の隣り合う複数の画素の間に埋設された遮光部とを備えたものである。
【００１０】
本開示の一実施形態の電子機器は、上記本開示の一実施形態の撮像装置を備えたものである。
【００１１】
本開示の一実施形態の受光素子、一実施形態の受光素子の製造方法、一実施形態の撮像装置および一実施形態の電子機器によれば、光電変換層の光入射面側に設けられた第１電極層の隣り合う画素の間に遮光部を埋設するようにしたので、斜め入射光の隣接画素への入射が低減される。よって、混色の発生を抑制することが可能となる。
【００１２】
なお、上記内容は本開示の一例である。本開示の効果は、上述したものに限らず、他の異なる効果であってもよいし、さらに他の効果を含んでいてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本開示の一実施の形態に係る受光素子の構成を表す断面模式図である。
【図２Ａ】図１に示した透明電極の平面形状を表す模式図である。
【図２Ｂ】図１に示した透明電極の平面形状を表す模式図である。
【図２Ｃ】図１に示した透明電極の平面形状を表す模式図である。
【図２Ｄ】図１に示した透明電極の平面形状を表す模式図である。
【図２Ｅ】図１に示した透明電極の平面形状を表す模式図である。
【図２Ｆ】図１に示した透明電極の平面形状を表す模式図である。
【図２Ｇ】図１に示した透明電極の平面形状を表す模式図である。
【図３】図１に示した透明電極の平面形状を表す模式図である。
【図４Ａ】図１に示した遮光部の断面形状の一例を拡大して表す断面図である。
【図４Ｂ】図１に示した遮光部の断面形状の他の例を拡大して表す断面図である。
【図４Ｃ】図１に示した遮光部の断面形状の他の例を拡大して表す断面図である。
【図４Ｄ】図１に示した遮光部の断面形状の他の例を拡大して表す断面図である。
【図５Ａ】図１に示した受光素子の製造方法の一工程を説明するための断面図である。
【図５Ｂ】図５Ａに続く工程を表す断面図である。
【図５Ｃ】図５Ｂに続く工程を表す断面図である。
【図５Ｄ】図５Ｃに続く工程を表す断面図である。
【図５Ｅ】図５Ｄに続く工程を表す断面図である。
【図６】比較例に係る受光素子における混色の発生の一例を説明する断面模式図である。
【図７】比較例に係る受光素子における混色の発生の他の例を説明する断面模式図である。
【図８】本開示の変形例に係る受光素子の構成の一例を表す断面模式図である。
【図９】本開示の変形例に係る受光素子の構成の他の例を表す断面模式図である。
【図１０】本開示の変形例に係る受光素子の構成の他の例を表す断面模式図である。
【図１１】撮像装置の構成を表すブロック図である。
【図１２】図１１に示した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１３】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１４】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１５】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】
【００１４】
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。なお、説明する順序は、下記の通りである。
１．実施の形態（画素毎に設けられた透明電極の間に遮光部が埋設された受光素子の例）
１−１．受光素子の構成
１−２．受光素子の製造方法
１−３．作用・効果
２．変形例
３．適用例
適用例１（撮像装置の例）
適用例２（電子機器の例）
適用例３（体内情報取得システムの例）
適用例４（移動体制御システムの例）
【００１５】
＜１．実施の形態＞
図１は、本開示の一実施の形態の受光素子（受光素子１０Ａ）の断面構成を表したものである。受光素子１０Ａは、例えば２次元配置された複数の受光単位領域（画素Ｐとする）を含み、例えば、可視領域（例えば、３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ未満）〜短赤外領域（例えば、７８０ｎｍ以上２４００ｎｍ未満）の波長に対する光電変換機能を有するものである。この受光素子１０Ａは、例えば赤外線センサ等に適用されるものである。
【００１６】
（１−１．受光素子の構成）
受光素子１０Ａは、基板２１（第１半導体層）の一面（光入射面Ｓ１とは反対側の面（裏面Ｓ２））側に、例えば光電変換層２２と、キャップ層２３（第２半導体層）とがこの順に積層された構成を有する。キャップ層２３上には、さらに保護層２４が設けられている。この保護層２４の内部には、キャップ層２３の選択的な領域（第１導電型領域２３Ａ）と電気的に接続されているコンタクト電極２５（第２電極）が設けられている。この基板２１からコンタクト電極２５を有する保護層２４までを半導体基板２０とする。基板２１の光入射面Ｓ１側には、画素Ｐ毎に分離形成された複数の透明電極（第１電極層）４１が設けられており、複数の透明電極４１の間には、遮光部４２が埋設されている。透明電極４１および遮光部４２上には、保護層４３が設けられており、この保護層４３を介してさらにカラーフィルタ４４およびオンチップレンズ（集光レンズ）４５がこの順に積層されている。更に、半導体基板２０の裏面Ｓ２側には、読み出し回路を有する多層配線基板３０が貼り合わされている。以下、各部の構成について説明する。
【００１７】
基板２１は、例えばｎ型またはｉ型（真性半導体）のＩＩＩ−Ｖ族半導体から構成されている。ここでは、裏面Ｓ２側の基板２１に接して光電変換層２２が形成されているが、基板２１と光電変換層２２との間には他の層が介在していていもよい。基板２１と光電変換層２２との間に介在する層の材料としては、例えば、ＩｎＡｌＡｓ，Ｇｅ，Ｓｉ，ＧａＡｓ，ＩｎＰ，ＩｎＧａＡｓＰ，ＡｌＧａＡｓ等の化合物半導体が挙げられるが、基板２１および光電変換層２２との間で格子整合するものが選択されることが望ましい。
【００１８】
光電変換層２２は、例えば赤外領域の波長（以下、赤外線という）を吸収して、電荷（電子および正孔）を発生させる化合物半導体を含むものである。光電変換層２２は、ここでは、複数の画素Ｐ（あるいは複数のコンタクト電極２５）に対して共通の層として、基板２１上に連続して設けられている。
【００１９】
光電変換層２２に用いられる化合物半導体は、例えばＩＩＩ−Ｖ族半導体であり、例えばＩｎxＧａ(1-x)Ａｓ（ｘ：０＜ｘ≦１）が挙げられる。但し、赤外領域でより感度を得るために、ｘ≧０．４であることが望ましい。ＩｎＰよりなる基板２１と格子整合する光電変換層２２の化合物半導体の組成の一例としては、Ｉｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓが挙げられる。
【００２０】
光電変換層２２は、後述する第１導電型領域２２Ａと、この第１導電型領域２２Ａ以外の領域（第２導電型領域２２Ｂ）との積層により、ｐｎ接合またはｐｉｎ接合を有している。光電変換層２２の内部に形成された第２導電型領域２２Ｂは、例えばｎ型の不純物を含む領域である。ｎ型の不純物としては、例えばケイ素（Ｓｉ）等が挙げられる。但し、この第２導電型領域２２Ｂは、真性半導体から構成されていてもよい（ｉ型の半導体領域であってもよい）。
【００２１】
キャップ層２３は、光電変換層２２と、コンタクト電極２５が設けられている保護層２４との間に設けられている。このキャップ層２３は、詳細は後述するが、画素を電気的に分離したり、あるいは暗電流の発生を抑制する役割を有していることが望ましい。キャップ層２３は、光電変換層２２よりもバンドギャップの大きな化合物半導体を含んで構成されることが望ましい。Ｉｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓ（バンドギャップ０．７４ｅＶ）よりもバンドギャップの大きな化合物半導体の一例としては、例えばＩｎＰ（バンドギャップ１．３４ｅＶ）やＩｎＡｌＡｓ等が挙げられる。なお、キャップ層２３と光電変換層２２との間には、更に、例えば、ＩｎＡｌＡｓ，Ｇｅ，Ｓｉ，ＧａＡｓおよびＩｎＰ等のうちのいずれかの半導体からなる層が介在していてもよい。
【００２２】
キャップ層２３には、選択的な領域に第１導電型領域２３Ａが形成されている。この第１導電型領域２３Ａは、画素Ｐ毎に形成されている。換言すると、第１導電型領域２３Ａは、キャップ層２３において互いに離散して複数形成されている。
【００２３】
第１導電型領域２３Ａは、例えばｐ型の不純物を含む領域（ｐ型の不純物領域）である。ｐ型の不純物としては、例えば亜鉛（Ｚｎ）等が挙げられる。この第１導電型領域２３Ａは、キャップ層２３の多層配線基板３０との対向面側から所定の深さ位置、例えば、図１に示したように、一部が光電変換層２２内部まで延在している。このキャップ層２３内に形成されている第１導電型領域２３Ａが、上記光電変換層２２内における第１導電型領域２２Ａである。第１導電型領域２３Ａの周囲には、第１導電型領域２３Ａに隣接して第２導電型領域２３Ｂが形成されている。なお、第１導電型領域２３Ａを形成するｐ型の不純物領域は、必ずしも光電変換層２２まで延在している必要はない。ｐ型の不純物領域の境界は、キャップ層２３と光電変換層２２との界面と一致していてもよいし、キャップ層２３の層内に形成されていてもよい。
【００２４】
キャップ層２３では、これらの第１導電型領域２３Ａと第２導電型領域２３Ｂとの境界により、即ち、第１導電型領域２３Ａと第２導電型領域２３Ｂとが横方向に隣接して形成されることによってｐｎ接合界面が形成される。これにより、隣り合う画素Ｐ同士が電気的に分離されている。
【００２５】
保護層２４は、キャップ層２３上に形成されたものであり、無機絶縁材料を用いて形成されている。無機絶縁材料としては、窒化シリコン（ＳｉＮ）、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、酸化ケイ素（ＳｉＯ2）および酸化ハフニウム（ＨｆＯ2）が挙げられる。保護層２４は、これらのうちの少なくとも１種を含んで構成されている。保護層２４は、キャップ層２３の第１導電型領域２３Ａに対向する位置に開口Ｈ１（図５Ｂ参照）を有している。即ち、第１導電型領域２３Ａと開口Ｈ１とは、画素Ｐ毎に設けられている。
【００２６】
コンタクト電極２５は、光電変換層２２において発生した電荷（例えば、正孔）を読み出すための電圧が供給される電極であり、画素Ｐ毎に形成されている。このコンタクト電極２５の構成材料としては、例えばチタン（Ｔｉ），タングステン（Ｗ），窒化チタン（ＴｉＮ），白金（Ｐｔ），金（Ａｕ），ゲルマニウム（Ｇｅ），パラジウム（Ｐｄ）、亜鉛（Ｚｎ），ニッケル（Ｎｉ）およびアルミニウム（Ａｌ）のうちのいずれかの単体、またはそれらのうちの少なくとも１種を含む合金が挙げられる。コンタクト電極２５は、上記構成材料による単層膜でもよいし、例えば２種以上を組み合わせた積層膜として形成するようにしてもよい。
【００２７】
コンタクト電極２５は、開口Ｈ１を埋設すると共に、光電変換層２２の第１導電型領域２２Ａと第１導電型領域２３Ａを介して電気的に接続されている。ここでは、コンタクト電極２５は、開口Ｈ１を埋め込み、且つ第１導電型領域２３Ａの表面と直に接している。また、コンタクト電極２５は、画素Ｐ毎に設けられているが、本実施の形態のように、１つの画素Ｐに対して１つのコンタクト電極２５が配置されていてもよいし、１つの画素Ｐに対して複数のコンタクト電極２５が配置されていてもよい。また、１つの画素Ｐに複数のコンタクト電極２５が配置される場合には、それらのうちの一部に実際には電荷取り出しに寄与しない電極（ダミー電極）が含まれていても構わない。
【００２８】
コンタクト電極２５上には、例えば開口Ｈ１の側面よりもＸ軸方向に突出した（張り出した）接続層２６が設けられている。つまり、接続層２６は、コンタクト電極２５の上部に庇状に形成されている。この接続層２６は、コンタクト電極２５と、読み出し電極３６とを電気的に接続するためのものである。
【００２９】
多層配線基板３０には、例えばＳｉからなる支持基板３１上に層間絶縁層３２が設けられており、この層間絶縁層３２を間に、各画素Ｐから信号読み出しを行うための読み出し回路が形成されている。この読み出し回路は、例えば、画素回路３５および各種配線３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃを有する配線層３４から構成されている。画素回路３５および各種配線３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃは、それぞれ貫通電極３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ，３３Ｄによってそれぞれ電気的に接続されている。画素回路３５上には読み出し電極３６が設けられており、画素回路３５と電気的に接続されている。読み出し電極３６上には、コンタクト電極２５と同様に、例えば庇状に形成された接続層３７が形成されている。読み出し電極３６は、この接続層３７と半導体基板２０側の接続層２６とが接合されることによってコンタクト電極２５と電気的に接続されている。これにより、光電変換層２２で生じた電荷（例えば正孔）が画素Ｐ毎に読み出し可能となっている。
【００３０】
透明電極４１は、基板２１の光入射面Ｓ１上に、画素Ｐ毎に個別に形成されている。透明電極４１は、基板２１に電気的に接続されている。本実施の形態の受光素子１０Ａでは、光電変換層２２において発生した電荷のうち、例えば正孔がコンタクト電極２５を通じて信号電荷として読み出される場合には、この透明電極４１を通じて例えば電子を排出することができる。
【００３１】
画素Ｐ毎に設けられた透明電極４１の平面形状は、特に限定されない。透明電極４１の平面形状は、例えば図２Ａに示したように矩形状でもよいし、また、図２Ｂに示したように、図２Ａに示した透明電極４１を４５度回転させた形状としてもよい。更に、透明電極４１は、画素Ｐ毎に一様に形成されるベタ膜である必要はなく、例えば、図２Ｃ〜図２Ｇに示したように、複数のスリット４１Ａを形成するようにしてもよい。このように面内に複数のスリット４１Ａを形成することにより、透明電極４１を偏光センサ用の電極として用いることが可能となる。なお、偏光センサ用の電極として用いる場合の各スリット４１Ａの幅（ピッチ；Ｗ１）およびスリット４１Ａ間に電極幅（線幅；Ｗ２）は、一例としてスリット幅Ｗ１が０．２μｍ、電極幅Ｗ２が０．５μｍを挙げられる。また、図２Ｃ〜図２Ｇでは、スリット４１Ａによって透明電極４１が複数の区画に分離されている例を示したが、これに限らない。例えば、図３に示したように、スリット４１Ａは、透明電極４１の外縁部分を残すように面内に形成されていてもよい。
【００３２】
透明電極４１の構成材料としては、例えばチタン（Ｔｉ），タングステン（Ｗ），窒化チタン（ＴｉＮ），白金（Ｐｔ），金（Ａｕ），ゲルマニウム（Ｇｅ），ニッケル（Ｎｉ）およびアルミニウム（Ａｌ）のうちのいずれかの単体、またはそれらのうちの少なくとも１種を含む合金が挙げられる。この中でも、特に、酸化インジウムチタン（ＩＴｉＯ）は赤外領域に対する透明性が高く、透明電極４１の構成材料として望ましい。透明電極４１は、上記材料のほかに、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）や、スズ（Ｓｎ），酸化スズ（ＳｎＯ2），ＩＷＯ，インジウム−亜鉛複合酸化物（ＩＺＯ），亜鉛をドープした酸化アルミニウム（ＡＺＯ），亜鉛をドープした酸化ガリウム（ＧＺＯ），マグネシウムおよび亜鉛をドープした酸化アルミニウム（ＡｌＭｇＺｎＯ），インジウム−ガリウム複合酸化物（ＩＧＯ），Ｉｎ−ＧａＺｎＯ4（ＩＧＺＯ），フッ素をドープした酸化インジウム（ＩＦＯ），アンチモンをドープした酸化スズ（ＡＴＯ），フッ素をドープした酸化スズ（ＦＴＯ），酸化亜鉛（ＺｎＯ），ホウ素をドープしたＺｎＯおよびＩｎＳｎＺｎＯ等が挙げられる。
【００３３】
遮光部４２は、画素Ｐ毎に設けられた透明電極４１の間、即ち、隣り合う画素Ｐ間に埋め込み形成されており、斜め入射光の隣接画素への入射を防ぐためのものである。遮光部４２の側面Ｓ３は、図１では半導体基板２０に対して垂直となるように示したが、これに限らない。例えば、図４Ａに示したように、半導体基板２０（基板２１）と側面Ｓ３との成す角θが鋭角な順テーパ形状としてもよいし、図４Ｂに示したように、半導体基板２０（基板２１）と側面Ｓ３との成す角θが鈍角な逆テーパ形状としてもよい。また、遮光部４２の側面Ｓ３は曲面であってもよく、例えば、図４Ｃおよび図４Ｄに示したように、側面３が凸状あるいは凹状であってもよい。特に、順テーパ形状の遮光部４２は、光電変換層２２へ光を取り込みやすく、光の利用効率を向上させることが可能となることから好ましい。
【００３４】
なお、遮光部４２のＸ軸方向の幅Ｗ３は、光遮光性を担保できればよい。また、隣り合う画素Ｐの吸収波長ごとに異なる幅としてもよい。
【００３５】
遮光部４２の構成材料としては、例えばチタン（Ｔｉ），タングステン（Ｗ），カーボン（Ｃ），酸化クロム（Ｃｒ2Ｏ3）およびサマリウム（Ｓｍ）と銀（Ａｇ）との合金あるいは有機材料等が挙げられる。遮光部４２は、これら材料からなる単層膜あるいは積層膜として構成される。具体的な積層膜としては、例えばＴｉ／Ｗ等の金属積層膜が挙げられる。遮光部４２は、上記材料のほかに、例えば、Ｔｉ，Ｐｔ，Ａｕを含む材料を用いて形成するようにしてもよい。
【００３６】
保護層４３は、透明電極４１および遮光部４２の表面を平坦化するためのものであり、例えば、保護層２４と同様に、無機絶縁材料を用いて形成されている。無機絶縁材料としては、窒化シリコン（ＳｉＮx）、酸化シリコン（ＳｉＯx）、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）および酸化ハフニウム（ＨｆＯ2）が挙げられる。保護層４３は、これらのうちの少なくとも１種を含んで構成されている。
【００３７】
カラーフィルタ４４は、保護層４３上に設けられ、例えば赤色フィルタ（４４Ｒ）、緑色フィルタ（４４Ｇ）、青色フィルタ（４４Ｂ）およびＩＲフィルタ（４４Ｉ）のいずれかが画素Ｐ毎に配置されている。これらのカラーフィルタ４４は、規則的な色配列（例えばベイヤー配列）で設けられている。このようなカラーフィルタ４４を設けることにより、受光素子１０Ａでは、その色配列に対応した波長の受光データが得られる。
【００３８】
オンチップレンズ４５は、光電変換層２２に向かって光を集光させる機能を有するものである。レンズ材料としては、例えば有機材料やシリコン酸化膜（ＳｉＯ2）等が挙げられる。
【００３９】
（１−２．受光素子の製造方法）
受光素子１０Ａは、例えば次のようにして製造することができる。図５Ａ〜図５Ｅは、受光素子１０Ａの製造工程を工程順に示したものである。
【００４０】
まず、図５Ａに示したように、例えばＩｎＰよりなる基板２７の一面に、例えばＩｎＰを含むバッファ層２８、ＩｎＧａＡｓを含むエッチングストッパ層２９、上記基板２１となるＩｎＰを含む窓層２１ａ、光電変換層２２となるＩｎＧａＡｓよりなる吸収層２２ａおよびキャップ層２３となるＩｎＰを含む拡散層２３ａを、例えば有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ；Metal Organic Chemical Vapor Deposition）を用いて順にエピタキシャル成長させる。この成長過程において、例えばｎ型の不純物を含むガス等を導入することにより、窓層２１ａ、吸収層２２ａおよび拡散層２３ａをそれぞれｎ型の層として成膜する。
【００４１】
なお、成膜方法は、ＭＯＣＶＤ以外の方法を用いてもよい。例えば、ＭＢＥ（Molecular Beam Epitaxy）、ハロゲンが輸送あるいは反応に寄与するハイドライド気相成長法（ＨＶＰＥ法）、原子層堆積法（ＡＬＤ法， Atomic Layer Deposition法）、マイグレーション・エンハンスト・エピタキシー（ＭＥＥ）法、プラズマアシステッド物理的気相成長法（ＰＰＤ法）等が挙げられる。また、本実施の形態では、基板２７と窓層２１ａとの間にバッファ層２８およびエッチングストッパ層２９をこの順に設けるようにしたが、バッファ層２８を、ＩｎＧａＡｓを含む層として成膜することで、エッチングストッパ層を兼ねることができ、製造工程の簡略化を図ることができる。
【００４２】
続いて、図５Ｂに示したように、拡散層２３ａ上に保護層２４を形成する。具体的には、まず、例えばプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法、熱ＣＶＤ法、ＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）法またはスパッタリング法等により、上述した材料よりなる保護層２４を成膜する。保護層２４の厚みは特に限定されず、例えば、５０ｎｍ〜１００ｎｍの範囲とする。その後、同じく図５Ｂに示したように、リソグラフィ法を用いたエッチングにより、保護層２４に開口Ｈ１を形成する。開口Ｈ１は、画素形成領域（画素Ｐが形成される領域）毎に形成する。
【００４３】
次に、同じく図５Ｂに示したように、保護層２４をマスクとして（開口Ｈ１を通じて）、拡散層２３ａおよび吸収層２２ａに対し、例えば気相拡散により、例えばｐ型の不純物（例えば亜鉛（Ｚｎ））を拡散させる。この際、例えばＤＭＺｎ（Di-Methyl Zinc）等のガスが使用され、その際のプロセス温度は、例えば５００℃程度とすることができる。これにより、拡散層２３ａおよび吸収層２２ａに広がるＺｎの拡散領域（第１導電型領域２３Ａおよび第１導電型領域２２Ａ）が形成される。なお、拡散層２３ａのうちの第１導電型領域２３Ａを除く部分が、第２導電型領域２３Ｂとなる。吸収層２２ａのうちの第１導電型領域２２Ａを除く部分が、第２導電型領域２２Ｂとなる。即ち、第１導電型領域２２Ａおよび第２導電型領域２２Ｂを有する光電変換層２２と、第１導電型領域２３Ａおよび第２導電型領域２３Ｂを有するキャップ層２３とが形成される。なお、気相拡散の他にも、例えば固相拡散またはイオンインプランテーションにより、第１導電型領域２３Ａおよび第１導電型領域２２Ａを形成してもよい。
【００４４】
続いて、同じく図５Ｂに示したように、コンタクト電極２５および接続層２６を形成する。具体的には、コンタクト電極２５として、例えばＣＶＤ法、ＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）法、ＡＬＤ法または蒸着法等により、開口Ｈ１を埋め込むように、例えばＴｉ／Ｗの積層膜を成膜した後、リソグラフィ法を用いたエッチングによりパターニングする。これにより、ドライプロセスにてレジスト開口されたＴｉ／Ｗがエッチングされ、コンタクト電極２５が形成される。次に、例えば、蒸着法、ＰＶＤ法あるいはメッキ法等を用いて、例えばＣｕ膜を成膜したのち、例えばＣＭＰ法によってＣｕ膜の表面を研磨する。これにより、コンタクト電極２５および接続層２６が画素Ｐごとに形成される。
【００４５】
なお、ここでは気相拡散を用いて第１導電型領域２３Ａを画素Ｐごとに形成する例を示したがこれに限らない。例えば、エピタキシャルまたは気相拡散によって拡散層２３ａを、予めｐ型半導体を用いて形成しておくことで、例えばウェットプロセスを用いて第１導電型領域２３Ａを画素毎に形成することができる。
【００４６】
次に、図５Ｃに示したように、別途形成した多層配線基板３０を半導体基板２０と貼り合わせる。具体的には、半導体基板２０側の接続層２６と、多層配線基板３０側の接続層３７とを金属接合させ、互いに電気的に接続させる。金属接合方法としては、例えば、プラズマ接合、常温接合、熱拡散接合等が挙げられる。あるいは、バンプによって接続するようにしてもよい。
【００４７】
なお、半導体基板２０側に設けられた接続層２６はダマシン構造としてもよい。また、多層配線基板３０側に設けられた接続層３７もダマシン構造としてもよい。半導体基板２０と多層配線基板３０との貼り合わせは、ダマシン構造として形成された接続層２６と接続層３７とを接合するデュアル構造としてもよい。あるいは、接続層２６を省略し、コンタクト電極２５と、接続層３７とを接合するシングル構造としてもよい。
【００４８】
次に、図５Ｃに示したように、別途形成した多層配線基板３０を半導体基板２０と貼り合わせる。具体的には、半導体基板２０側の接続層２６と、多層配線基板３０側の接続層３７とを金属接合させ、互いに電気的に接続させる。金属接合方法としては、例えば、プラズマ接合、常温接合、熱拡散接合等が挙げられる。あるいは、バンプによって接続するようにしてもよい。
【００４９】
続いて、図５Ｄに示したように、基板２７、バッファ層２８、エッチングストッパ層２９を除去し、基板２１となる窓層２１ａを露出させる。具体的には、例えば、研削あるいは、例えば塩酸、酢酸、水を順に１：１：２の割合で混合した溶液を用いたウェットエッチングにて基板２７およびバッファ層２８を除去する。次に、例えばクエン酸、過酸化水素および水を順に５ｇ：３０ｃｃ：５００ｃｃの割合で混合した溶液を用いたウェットエッチングにてエッチングストッパ層２９を除去する。但し、このようなウェットプロセスに限定されず、ドライプロセス（ドライエッチング）が用いられてもよい。
【００５０】
続いて、図５Ｅに示したように、基板２１の光入射面Ｓ１側に、透明電極４１を形成する。具体的には、例えばＲＦ（radio-frequency）スパッタリング法により、例えば５０ｎｍの厚みのＩＴｉＯ膜を成膜したのち、ドライエッチングにてＩＴｉＯ膜の所定の領域（具体的には、画素Ｐ間）に、例えば幅Ｗ３が５０μｍの開口Ｈ２を設けてパターニングする。これにより、画素Ｐ毎に透明電極４１が形成される。なお、透明電極４１は、上記以外の方法として、例えば、レジストパターンを用いて形成してもよい。次に、同じく図５Ｅに示したように、例えばＲＦスパッタリング法により、基板２１および透明電極４１上の全面にＴｉ（例えば、厚み１０ｎｍ）とＷ（例えば、厚み４０ｎｍ）とが積層された金属膜４２Ａを形成する。
【００５１】
続いて、透明電極４１上の金属膜４２ＡをドライエッチングまたはＣＭＰ法にて、選択的に除去する。これにより、画素Ｐ毎に形成された透明電極４１の間に埋設された遮光部４２が形成される。最後に、保護層４３、カラーフィルタ４４およびオンチップレンズ４５をこの順に形成する。これにより、図１に示した受光素子１０Ａが完成する。
【００５２】
（１−３．作用・効果）
可視領域〜短赤外領域の波長に対して光電変換機能を有するイメージセンサは、例えば０．７４ｅＶのバンドギャップを有するＩｎＧａＡｓ材料からなる光電変換部と、Ｓｉをベースとした読み出し回路とで構成されている。このような構造を有する受光素子（撮像素子）では、可視光成分を吸収するＩｎＰ基板を除去した半導体基板（光電変換部）上に透明電極を設け、その透明電極上にカラーフィルタおよび集光レンズが搭載されている。
【００５３】
前述したように、画素毎に互いに異なる波長を吸収して光電変換する受光素子を備えた固体撮像装置では、斜めから入射する光成分を遮光するために、例えば図６に示したような受光素子１００が考えられている。この受光素子１００では、半導体基板１２０の一の面に多層配線基板１３０が貼り合わされており、この一の面とは反対側の面に透明電極層１４１が設けられている。この透明電極層１４１上の画素周辺部には、遮光層１４２が配置されている。
【００５４】
しかしながら、このような構造の受光素子でも混色の発生を防ぐことは難しい。図６に示した受光素子１００では、遮光層１４２の下には透明度の高い導電膜（透明電極層１４１）が配置されている。広角で入射する光Ｌ１は、図６に示したように、この透明電極層１４１を透過する際に、厚みの分隣接する画素寄りの光電変換層１２２で吸収される。このため、隣接する画素近傍で光電変換が起こり、生じた電荷の一部が隣接する画素側で信号電荷として読み出され、混色が発生する。この問題を抑えるためには、透明電極層１４１の厚みを薄くすることが考えられるが、透明電極層１４１の厚みを薄くすると、シート抵抗が高抵抗化してしまう。これにより、新たに、画素面内に電位差が生じて暗電流ムラが発生するという問題が生じる。
【００５５】
また、低角で入射する光Ｌ２に関しても、広角で入射する光Ｌ１と同様に混色の発生を防ぐことは難しい。具体的には、図７に示したように、低角で入射した光Ｌ２は、透明電極層１４１の内部で多重反射を起こし、さらに、遮光層１４２の底面で反射され、光電変換層１２２の隣接する画素近傍に入射し、混色が発生する。この問題を防ぐためには、画素ピッチを広くする、つまり、画素間に形成される遮光層１４２の間隔を広げることが考えられる。しかしながら、微細化、即ち、多画素化には不向きである。更に、短赤外領域の波長を吸収可能なＩｎＧａＡｓの拡散長は、例えば１０μｍ〜１８μｍ、あるいは、キャリア濃度やキャリアの移動度によっては、１００μｍ程度と長いため、画素の微細化構造に伴って混色が起こりやすい。このため、受光素子１００のような構造を、画素毎に互いに異なる波長を吸収する受光素子、特に、ＩｎＧａＡｓを用いた受光素子に採用することは難しい。
【００５６】
これに対して本実施の形態では、透明電極４１を画素Ｐ毎に設け、その透明電極４１の間、即ち、画素Ｐ間に遮光部４２を埋設するようにした。これにより、上記２つの問題、即ち、広角の入射光Ｌ１が隣接する画素近傍の光電変換層まで透過してしまう問題および低角の入射光Ｌ２が透明電極４１の内部で多重反射を起こす問題を解消することが可能となる。
【００５７】
以上のように本実施の形態では、画素Ｐ毎に設けられた透明電極４１の間に、遮光部４２を埋設するようにしたので、広角および低角の光（Ｌ１，Ｌ２）の隣接画素への入射を防ぐことが可能となる。よって、混色の発生を抑制することが可能となる。
【００５８】
また、本実施の形態では、混色の発生を上記のように隣り合う画素Ｐの間に遮光部４２を埋設することで、光電変換層２２のキャリア濃度や、受光素子１０Ａを構成する各層の厚みを含む立て構造の設計の自由度および製造工程の自由度が向上する。
【００５９】
更に、本実施の形態では、上記構成とすることにより、混色の発生を抑制することができるため、透明電極４１をＩＴｉＯ等の可視領域から赤外領域の波長の反射および吸収の少ない材料を用いることができる。これにより、広い波長帯域での内部量子効率を向上させることが可能となる。更にまた、透明電極４１を十分な厚みに設計できるため、シート抵抗を十分に抑制することが可能となり、暗電流ムラを低減することが可能となる。
【００６０】
また、図１等に示したように、遮光部４２を透明電極４１の間に埋め込み、透明電極４１と遮光部４２とが略同一の表面となるように形成することで、カラーフィルタ４４やオンチップレンズ４５等の光学部材の設計の自由度が向上する。
【００６１】
なお、遮光部４２によって埋設される開口Ｈ２は、必ずしも透明電極４１を貫通していなくてもよい。換言すると、透明電極４１は、必ずしも画素Ｐ毎に分離形成されていなくてもよい。透明電極４１を構成する導電膜（例えば、上記ＩＴｉＯ膜）の画素Ｐ間の少なくとも一部に遮光部４２が埋設されていれば、透明電極４１を完全に分離するように遮光部４２が埋設されている場合と比較して遮光性能は劣るものの、斜め入射光の隣接画素への入射を低減することができる。
【００６２】
次に、上記実施の形態の変形例について説明する。以下では、上記実施の形態と同様に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。
【００６３】
＜２．変形例＞
図８は、本開示の変形例に係る受光素子（受光素子１０Ｂ）の断面構成を表したものである。本変形例の受光素子１０Ｂは、上記実施の形態の受光素子１０Ａと同様に例えば２次元配置された複数の受光単位領域（画素Ｐとする）を含み、例えば可視領域（例えば、３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ未満）〜短赤外領域（例えば、７８０ｎｍ以上２４００ｎｍ未満）の波長に対する光電変換機能を有するものである。
【００６４】
受光素子１０Ｂは、受光素子１０Ａと同様に、基板２１の裏面Ｓ２側に、例えば光電変換層２２と、キャップ層２３とがこの順に積層された構成を有する。キャップ層２３上には、さらに保護層２４が設けられている。この保護層２４の内部には、キャップ層２３に形成されている第１導電型領域２３Ａと電気的に接続されているコンタクト電極２５が設けられている。この基板２１からコンタクト電極２５を有する保護層２４までを半導体基板２０とする。基板２１の光入射面Ｓ１側には、画素Ｐ毎に分離形成された複数の透明電極４１が設けられており、さらに、保護層４３を介してさらにカラーフィルタ４４およびオンチップレンズ４５がこの順に積層されている。半導体基板２０の裏面Ｓ２側には、読み出し回路を有する多層配線基板３０が貼り合わされている。
【００６５】
但し、本変形例では、隣り合う画素Ｐの間に、カラーフィルタ４４から透明電極４１まで貫通する開口Ｈ３が設けられており、この開口Ｈ３に遮光部５２が埋設された構成を有する点が、上記実施の形態とは異なる。即ち、受光素子１０Ｂは、隣り合う画素Ｐの間に、透明電極４１、保護層４３およびカラーフィルタ４４を画素Ｐ毎に分離する遮光部５２を有するものである。このような構成とすることにより、本変形例の受光素子１０では、上記受光素子１０Ａよりもさらに混色の発生を低減することが可能となる。
【００６６】
なお、上記実施の形態における遮光部４２および変形例における遮光部５２は、少なくとも隣り合う画素Ｐ間に設けられていればよく、その上端および下端の位置は限定されない。例えば、図９に示した受光素子１０Ｃのように、遮光部５２の下端が基板２１の内部まで延伸していてもかまわない。あるいは、さらに光電変換層２２の内部まで延伸していていてもかまわない。また、遮光部５２の上端が、カラーフィルタ４４を貫通せず、保護層４３と同一面を有するようにしてもよい。
【００６７】
更に、受光素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃでは、保護層４３上にカラーフィルタ４４およびオンチップレンズ４５を設けたが、図１０に示した受光素子１０Ｄのように、カラーフィルタ４４およびオンチップレンズ４５を省略してもかまわない。
【００６８】
＜３．適用例＞
（適用例１）
図１１は、上記実施の形態等において説明した受光素子１０Ａ（または、受光素子１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ）の素子構造を用いた撮像装置（撮像素子１）の機能構成を表したものである。撮像素子１は、例えば赤外線イメージセンサであり、例えば画素部１ａと、この画素部１ａを駆動する周辺回路部２３０とを有している。周辺回路部２３０は、例えば行走査部２３１、水平選択部２３３、列走査部２３４およびシステム制御部２３２を有している。
【００６９】
画素部１ａは、例えば行列状に２次元配置された複数の画素Ｐを有している。この画素Ｐには、例えば画素行ごとに画素駆動線Ｌread（例えば、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Ｐ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２３１の各行に対応した出力端に接続されている。
【００７０】
行走査部２３１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２３１によって選択走査された画素行の各画素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２３３に供給される。水平選択部２３３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。
【００７１】
列走査部２３４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２３３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２３４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２３５に出力され、当該水平信号線２３５を通して図示しない信号処理部等へ入力される。
【００７２】
システム制御部２３２は、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、撮像素子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２３２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２３１、水平選択部２３３および列走査部２３４等の駆動制御を行う。
【００７３】
（適用例２）
上述の撮像素子１は、例えば赤外領域を撮像可能なカメラ等、様々なタイプの電子機器に適用することができる。図１２に、その一例として、電子機器２（カメラ）の概略構成を示す。この電子機器２は、例えば静止画または動画を撮影可能なカメラであり、撮像素子１と、光学系（光学レンズ）３１０と、シャッタ装置３１１と、撮像素子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。
【００７４】
光学系３１０は、被写体からの像光（入射光）を撮像素子１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、撮像素子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、撮像素子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、撮像素子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。
【００７５】
更に、本実施の形態等において説明した受光素子１０Ａ（または、受光素子１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ）は、下記電子機器（カプセル内視鏡１０１００および車両等の移動体）にも適用することが可能である。
【００７６】
（適用例３）
＜体内情報取得システムへの応用例＞
図１３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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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１３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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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、より鮮明な術部画像を得ることができるため、検査の精度が向上する。
【００９３】
（適用例４）
＜移動体への応用例＞
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、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、ロボット等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。
【００９４】
図１４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。
【００９５】
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１４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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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１４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。
【０１０５】
図１５は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。
【０１０６】
図１５では、撮像部１２０３１として、撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５を有する。
【０１０７】
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。
【０１０８】
なお、図１５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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
以上、本開示に係る技術が適用され得る車両制御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１２０３１等に適用され得る。撮像部１２０３１に本開示に係る技術を適用することにより、より見やすい撮影画像を得ることができるため、ドライバの疲労を軽減することが可能になる。
【０１１４】
以上、実施の形態、変形例および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、上記実施の形態等において説明した受光素子１０Ａ（あるいは、受光素子１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ）の層構成は一例であり、更に他の層を備えていてもよい。また、各層の材料や厚みも一例であって、上述のものに限定されるものではない。
【０１１５】
更に、上記実施の形態等において説明した遮光部４２（および遮光部５２）は、必ずしも隣り合う画素Ｐの間の全てに形成する必要はない。
【０１１６】
更にまた、上記実施の形態等では、光電変換層２２等の構成材料として化合物半導体を用いた例を示したが、これに限らない。本技術は、例えば有機半導体を用いて構成された受光素子にも適用することでも、上記実施の形態等で挙げた効果と同様の効果が得られる。
【０１１７】
また、上記実施の形態等において説明した効果は一例であり、他の効果であってもよいし、更に他の効果を含んでいてもよい。
【０１１８】
なお、本開示は、以下のような構成であってもよい。
（１）
複数の画素と、
前記複数の画素に対して共通の光電変換層と、
前記光電変換層の光入射面の側に設けられた第１電極層と、
前記第１電極層の隣り合う前記複数の画素の間に埋設された遮光部と
を備えた受光素子。
（２）
前記光電変換層は、少なくとも赤外領域の波長を吸収して電荷を発生する、前記（１）に記載の受光素子。
（３）
前記光電変換層と、前記第１電極層との間に第１半導体層を有する、前記（１）または（２）に記載の受光素子。
（４）
前記第１電極層の上に保護層を介してカラーフィルタおよび集光レンズがこの順に積層されている、前記（１）乃至（３）のうちのいずれかに記載の受光素子。
（５）
前記遮光部の一の面は、前記カラーフィルタの上面まで延在している、前記（４）に記載の受光素子。
（６）
前記遮光部の他の面は、前記第１半導体層の内部まで延在している、前記（３）乃至（５）のうちのいずれかに記載の受光素子。
（７）
前記遮光部は、順テーパ形状を有する、前記（１）乃至（６）のうちのいずれかに記載の受光素子。
（８）
前記光電変換層は、前記第１半導体層とは反対側の面に第２半導体層を有し、
前記第２半導体層は、第１導電型領域と、前記第１導電型領域の周囲に形成された第２導電型領域とを有する、前記（３）乃至（７）のうちのいずれかに記載の受光素子。
（９）
前記第１導電型領域は、前記複数の画素毎に設けられ、
前記第１導電型領域と前記第２導電型領域との境界により、隣り合う前記複数の画素が電気的に分離されている、前記（８）に記載の受光素子。
（１０）
前記光電変換層の前記光入射面とは反対側の面には、前記第２半導体層を間に、読み出し回路を含む多層配線基板が配設されている、前記（８）または（９）に記載の受光素子。
（１１）
前記第２半導体層は、前記多層配線基板との間に第２電極を有し、
前記第１導電型領域と前記読み出し回路とは、前記第２電極を介して電気的に接続されている、前記（１０）に記載の受光素子。
（１２）
前記光電変換層、前記第１半導体層および前記第２半導体層は、化合物半導体により構成されている、前記（８）乃至（１１）のうちのいずれかに記載の受光素子。
（１３）
前記化合物半導体は、ＩＩＩ−Ｖ族半導体である、前記（１２）に記載の受光素子。
（１４）
前記光電変換層は、ＩｎxＧａ(1-x)Ａｓ（０＜ｘ≦１）から構成され、
前記第１半導体層および前記第２半導体層は、ＩｎＰまたはＩｎＧａＡｓから構成されている、前記（８）乃至（１３）のうちのいずれかに記載の受光素子。
（１５）
前記第１電極層は、酸化インジウムチタン（ＩＴｉＯ）を含んで形成されている、前記（１）乃至（１４）のうちのいずれかに記載の受光素子。
（１６）
前記第１電極層は、面内に複数のスリットを有する、前記（１）乃至（１５）のうちのいずれかに記載の受光素子。
（１７）
前記保護層は、窒化シリコン（ＳｉＮx）膜または酸化シリコン（ＳｉＯx）膜により構成されている、前記（４）乃至（１６）のうちのいずれかに記載の受光素子。
（１８）
複数の画素に対して共通の光電変換層を形成する工程と、
前記光電変換層の光入射面の側に第１電極層を形成する工程と、
前記第１電極層の隣り合う前記複数の画素の間に埋設された遮光部を形成する工程と
を含む受光素子の製造方法。
（１９）
複数の画素と、
前記複数の画素に対して共通の光電変換層と、
前記光電変換層の光入射面の側に設けられた第１電極層と、
前記第１電極層の隣り合う前記複数の画素の間に埋設された遮光部と
を備えた撮像装置。
（２０）
複数の画素を有する撮像装置を備え、
前記撮像装置は、
前記複数の画素に対して共通の光電変換層と、
前記光電変換層の光入射面の側に設けられた第１電極層と、
前記第１電極層の隣り合う前記複数の画素の間に埋設された遮光部と
を有する電子機器。
【０１１９】
本出願は、日本国特許庁において２０１６年７月２０日に出願された日本特許出願番号２０１６−１４２８２６号を基礎として優先権を主張するものであり、この出願の全ての内容を参照によって本出願に援用する。
【０１２０】
当業者であれば、設計上の要件や他の要因に応じて、種々の修正、コンビネーション、サブコンビネーション、および変更を想到し得るが、それらは添付の請求の範囲やその均等物の範囲に含まれるものであることが理解される。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図２Ｆ】
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【図２Ｇ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2018016181.tif 000024
【図１０】
2018016181.tif 000025
【図１１】
2018016181.tif 000026
【図１２】
2018016181.tif 000027
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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