(57)【要約】      （修正有）【課題】信号のクロストークを抑制することが可能な受光素子、受光素子の製造方法、撮像素子および電子機器を提供する。【解決手段】この受光素子１は、化合物半導体を含むと共に、赤外領域の波長を吸収して電荷を発生する複数の光電変換層１２と、複数の光電変換層のそれぞれを囲んで形成された絶縁膜１５と、各光電変換層１２の少なくとも一部を覆った、パッシベーション膜１４を備えたものである。絶縁膜１５は、パッシベーション膜１４によって覆われた複数の光電変換層１２同士の間の領域を埋め込むように、形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
化合物半導体を含むと共に、赤外領域の波長を吸収して電荷を発生する複数の光電変換層と、
前記複数の光電変換層のそれぞれを囲んで形成された絶縁膜と
を備えた
受光素子。
【請求項２】
各光電変換層の側面を覆って形成されたパッシベーション膜を更に備えた
請求項１に記載の受光素子。
【請求項３】
前記絶縁膜は、前記パッシベーション膜により覆われた光電変換層同士の間を埋め込んで形成されている
請求項２に記載の受光素子。
【請求項４】
前記光電変換層に電気的に接続された電極を更に備え、
前記複数の光電変換層はそれぞれ、基板の一面に形成されており、
前記パッシベーション膜は、前記光電変換層の表面のうち、前記電極と接続する部分と前記基板に対向する部分とを除いた部分を覆って形成されている
請求項２に記載の受光素子。
【請求項５】
前記光電変換層に電気的に接続された電極を更に備え、
前記パッシベーション膜は、前記光電変換層の表面のうち、前記電極と接続する部分を除いた部分を覆って形成されている
請求項２に記載の受光素子。
【請求項６】
前記パッシベーション膜は、絶縁体または半導体を含んで構成されている
請求項２に記載の受光素子。
【請求項７】
前記半導体は、前記光電変換層よりもバンドギャップが大きい材料である
請求項６に記載の受光素子。
【請求項８】
前記絶縁膜は、前記複数の光電変換層同士の間隙を埋め込んで形成されている
請求項１に記載の受光素子。
【請求項９】
前記絶縁膜は酸化シリコンを含む
請求項１に記載の受光素子。
【請求項１０】
前記複数の光電変換層はそれぞれ、基板の一面に形成されており、
前記光電変換層に電気的に接続された第１電極と、
前記基板と電気的に接続された第２電極とを更に備えた
請求項１に記載の受光素子。
【請求項１１】
更に、前記光電変換層に電気的に接続され、前記光電変換層から信号電荷として第１の電荷が読み出される電極と、
前記光電変換層と前記絶縁膜との間に設けられ、第２の電荷をキャリアに有するピニング層とを有する
請求項１に記載の受光素子。
【請求項１２】
前記ピニング層は、前記光電変換層の周縁に設けられている
請求項１１に記載の受光素子。
【請求項１３】
化合物半導体を含むと共に、赤外領域の波長を吸収して電荷を発生する複数の光電変換層を形成する工程と、
前記複数の光電変換層のそれぞれを囲んで絶縁膜を形成する工程と
を含む
受光素子の製造方法。
【請求項１４】
前記光電変換層の側面を覆って、パッシベーション膜を形成する工程を更に含み、
前記パッシベーション膜により覆われた光電変換層同士の間を埋め込んで、前記絶縁膜を形成する
請求項１３に記載の受光素子の製造方法。
【請求項１５】
前記光電変換層に電気的に接続された電極を形成する工程を更に含み、
第１基板上に前記複数の光電変換層を形成し、
各光電変換層を覆って前記パッシベーション膜を形成し、
前記絶縁膜を形成した後、前記パッシベーション膜の一部に第１開口を形成して前記第１開口内に前記電極を形成する
請求項１４に記載の受光素子の製造方法。
【請求項１６】
前記第１基板はＩｎＰから構成され、
前記複数の光電変換層を形成する際には、
前記第１基板上に、複数の第２開口を有する酸化膜を形成し、
前記複数の第２開口のそれぞれに、前記光電変換層としてＩｎＧａＡｓを選択成長により形成した後、前記酸化膜を除去する
請求項１５に記載の受光素子の製造方法。
【請求項１７】
前記光電変換層に電気的に接続された電極を形成する工程を更に含み、
第２基板上に前記複数の光電変換層を形成し、
各光電変換層上に、第１のパッシベーション膜を形成した後、前記第１のパッシベーション膜の一部に第３開口を形成して、前記第３開口内に前記電極を形成し、
前記電極の側を第３基板に貼り合わせた後、前記第２基板を除去し、
各光電変換層を覆って前記パッシベーション膜としての第２のパッシベーション膜を形成した後、前記絶縁膜を形成する
請求項１４に記載の受光素子の製造方法。
【請求項１８】
前記第２基板は、シリコン（Ｓｉ）から構成され、
前記第２基板上に複数の光電変換層を形成する際には、
前記第２基板上に、複数の第４開口を有する酸化膜を形成し、
前記複数の第４開口のそれぞれに、ＩｎＰよりなる第１層と、前記光電変換層としてのＩｎＧａＡｓよりなる第２層とを選択成長によりこの順に形成し、
前記第２基板を除去した後に、前記第１層および前記酸化膜を除去する
請求項１７に記載の受光素子の製造方法。
【請求項１９】
化合物半導体を含むと共に、赤外領域の波長を吸収して電荷を発生する複数の光電変換層と、
前記複数の光電変換層のそれぞれを囲んで形成された絶縁膜と
を備えた
撮像素子。
【請求項２０】
化合物半導体を含むと共に、赤外領域の波長を吸収して電荷を発生する複数の光電変換層と、
前記複数の光電変換層のそれぞれを囲んで形成された絶縁膜と
を備えた
撮像素子を有する電子機器。
【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と、撮像素子および電子機器とに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、赤外領域に感度を有するイメージセンサ（赤外線センサ）が商品化されている。この赤外線センサに用いられる受光素子では、例えばＩｎＧａＡｓ（インジウムガリウム砒素）等のIII−Ｖ族半導体を含む光電変換層が用いられ、この光電変換層において、赤外線が吸収されることで電荷が発生する（光電変換が行われる）。このような受光素子あるいは撮像素子の素子構造については、様々な提案がなされている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１２７４９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載された受光素子では、光電変換層の上に半導体層（キャップ層）が設けられ、この半導体層の選択的な領域にｐ型領域が形成されている。これにより、半導体層では、ｐｎ分離界面が形成されることから、隣の画素との電気的な分離が可能となる。
【０００５】
しかしながら、上記のような化合物半導体を用いたイメージセンサでは、光電変換層を画素毎に分離する技術が確立されておらず、光電変換層は各画素に共通の層として形成される。このため、光電変換層において発生した電荷が、隣の画素へ移動してしまい、信号のクロストークが生じる。
【０００６】
本開示はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、信号のクロストークを抑制することが可能な受光素子、受光素子の製造方法、撮像素子および電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の受光素子は、化合物半導体を含むと共に、赤外領域の波長を吸収して電荷を発生する複数の光電変換層と、複数の光電変換層のそれぞれを囲んで形成された絶縁膜とを備えたものである。
【０００８】
本開示の受光素子の製造方法は、化合物半導体を含むと共に、赤外領域の波長を吸収して電荷を発生する複数の光電変換層を形成する工程と、複数の光電変換層のそれぞれを囲んで絶縁膜を形成する工程とを含むものである。
【０００９】
本開示の受光素子および受光素子の製造方法では、化合物半導体を含む複数の光電変換層のそれぞれを囲んで絶縁膜が形成されることにより、各光電変換層が互いに電気的に分離される。これにより、各光電変換層において発生した電荷が、隣の光電変換層へ移動することが抑制される。
【００１０】
本開示の撮像素子は、上記本開示の受光素子を備えたものである。
【００１１】
本開示の電子機器は、上記本開示の撮像素子を備えたものである。
【発明の効果】
【００１２】
本開示の受光素子、受光素子の製造方法、撮像素子および電子機器によれば、化合物半導体を含む複数の光電変換層のそれぞれを囲んで絶縁膜が形成されることにより、各光電変換層において発生した電荷が、隣の光電変換層へ移動することを抑制することができる。よって、信号のクロストークを抑制することが可能となる。
【００１３】
尚、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、更に他の効果を含んでいてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本開示の第１の実施の形態に係る受光素子の構成を表す断面図である。
【図２】図１に示した受光素子の要部の平面構成を説明するための模式図である。
【図３Ａ】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３Ｂ】図３Ａに続く工程を表す断面図である。
【図３Ｃ】図３Ｂに続く工程を表す断面図である。
【図３Ｄ】図３Ｃに続く工程を表す断面図である。
【図４】図３Ｄに続く工程を表す断面図である。
【図５】図４に続く工程を表す断面図である。
【図６】図５に続く工程を表す断面図である。
【図７】比較例に係る受光素子の構成および作用を表す断面図である。
【図８】図１に示した受光素子の作用を説明するための断面図である。
【図９】本開示の第２の実施の形態に係る受光素子の構成を表す断面図である。
【図１０Ａ】図９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１０Ｂ】図１０Ａに続く工程を表す断面図である。
【図１０Ｃ】図１０Ｂに続く工程を表す断面図である。
【図１０Ｄ】図１０Ｃに続く工程を表す断面図である。
【図１１】図１０Ｄに続く工程を表す断面図である。
【図１２】図１１に続く工程を表す断面図である。
【図１３Ａ】図１２に続く工程を表す断面図である。
【図１３Ｂ】図１３Ａに続く工程を表す断面図である。
【図１３Ｃ】図１３Ｂに続く工程を表す断面図である。
【図１３Ｄ】図１３Ｃに続く工程を表す断面図である。
【図１３Ｅ】図１３Ｄに続く工程を表す断面図である。
【図１４】図１３Ｅに続く工程を表す断面図である。
【図１５】図１４に続く工程を表す断面図である。
【図１６】変形例１に係る受光素子の構成を表す断面図である。
【図１７】変形例２に係る受光素子の構成を表す断面図である。
【図１８】本開示の第３の実施の形態に係る受光素子の構成を表す断面図である。
【図１９】図１８に示した受光素子の要部の平面構成を説明するための模式図である。
【図２０Ａ】図１８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２０Ｂ】図２０Ａに続く工程を表す断面図である。
【図２０Ｃ】図２０Ｂに続く工程を表す断面図である。
【図２０Ｄ】図２０Ｃに続く工程を表す断面図である。
【図２０Ｅ】図２０Ｄに続く工程を表す断面図である。
【図２１Ａ】絶縁膜と光電変換層との界面に生じる欠陥について説明するための模式図である。
【図２１Ｂ】パッシベーション膜と光電変換層との界面に生じる欠陥について説明するための模式図である。
【図２２Ａ】図１８に示したピニング層の作用について説明するための模式図（１）である。
【図２２Ｂ】図１８に示したピニング層の作用について説明するための模式図（２）である。
【図２３】変形例３に係る受光素子の構成を表す断面図である。
【図２４】図２３に示した受光素子の他の例を表す断面図である。
【図２５】図２３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２６】変形例４に係る受光素子の構成を表す断面図である。
【図２７】撮像素子の構成を表すブロック図である。
【図２８】積層型の撮像素子の構成例を表す模式図である。
【図２９】図２７に示した撮像素子を用いた電子機器（カメラ）の一例を表す機能ブロック図である。
【図３０】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３１】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３２】車両制御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３３】車外情報検出部及び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】
【００１５】
以下、本開示における実施形態について、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．第１の実施形態（複数の光電変換層のそれぞれを囲んで絶縁膜が設けられた受光素子の例）
２．第２の実施形態（各光電変換層をＳｉ基板を用いて形成した場合の受光素子の例）
３．変形例１（２つの電極を設けた場合の例）
４．変形例２（光電変換層同士の間隙を絶縁膜で埋め込んだ場合の例）
５．第３の実施の形態（光電変換層とパッシベーション膜との間にピニング層を設けた例）
６．変形例３（ピニング形成膜を有する例）
７．変形例４（光電変換層と絶縁膜との間にピニング層を設けた例）
８．適用例１（撮像素子の例）
９．適用例２（電子機器の例）
１０．応用例１（内視鏡手術システムへの応用例）
１１．応用例２（移動体への応用例）
【００１６】
＜第１の実施の形態＞
［構成］
図１は、本開示の第１の実施形態の受光素子（受光素子１）の断面構成を表したものである。図２は、受光素子１の要部の平面構成を表したものである。受光素子１は、例えば化合物半導体（III−Ｖ族半導体）を用いた赤外線センサ等に適用されるものであり、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）を含んでいる。尚、図１では、２つの画素Ｐに相当する部分の断面構成について示している。
【００１７】
受光素子１は、化合物半導体（III−Ｖ族半導体）を含む光電変換層１２を備えたものである。この受光素子１では、例えば、基板１１の一面（面Ｓ１）に、複数の光電変換層１２が形成され、各光電変換層１２には電極１３が電気的に接続されている。基板１１の光入射側の面（面Ｓ２）には、画素Ｐ毎にオンチップレンズ１７が形成されている。受光素子１の電極１３側（光入射側と反対側）には、保護膜１６が形成されている。
【００１８】
この受光素子１では、図２に示したように、複数の光電変換層１２が平面視的に互いに離散して（それぞれが島状に）配置されている。これらの複数の光電変換層１２のそれぞれを囲むように、絶縁膜１５が形成されている。各光電変換層１２の少なくとも一部、例えば側面１２ｂを覆って、パッシベーション膜１４が形成されている。絶縁膜１５は、パッシベーション膜１４によって覆われた複数の光電変換層１２同士の間の領域（画素間の領域）を埋め込むように、形成されている。
【００１９】
尚、電極１３には、各画素Ｐから信号読み出しを行うための画素回路および各種配線等が形成されたシリコン半導体基板（後述の回路部２０を備えた基板２Ｂ）が積層されている。電極１３は、例えばバンプやビア等を通じてシリコン半導体基板に形成された各種回路と電気的に接続されている。以下、各部の構成について説明する。
【００２０】
基板１１は、例えばｐ型またはｎ型の化合物半導体、例えばＩｎＰ（インジウムリン）から構成されている。ここでは、基板１１の面Ｓ１上に、基板１１に接して光電変換層１２が形成されているが、基板１１と光電変換層１２との間には他の層が介在していていもよい。基板１１と光電変換層１２との間に介在する層の材料としては、例えば、ＩｎＡｌＡｓ，Ｇｅ，Ｓｉ，ＧａＡｓ，ＩｎＰ等の半導体材料が挙げられるが、基板１１および光電変換層１２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。
【００２１】
光電変換層１２は、例えば赤外領域の波長（赤外線ＩＲ）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（例えばｐ型またはｎ型の化合物半導体）を含むものである。本実施の形態では、この光電変換層１２が画素Ｐ毎に分離して設けられている。
【００２２】
光電変換層１２に用いられる化合物半導体は、例えばＩｎＧａＡｓ（インジウムガリウム砒素）である。組成は、例えばＩｎxＧａ(1-x)Ａｓ（ｘ：０＜ｘ≦１）である。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１１と格子整合する光電変換層１２の組成の一例としては、Ｉｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓが挙げられる。光電変換層１２に含まれる不純物元素としては、例えば亜鉛（Ｚｎ）またはケイ素（Ｓｉ）等が挙げられる。
【００２３】
電極１３は、光電変換層１２において発生した電荷（正孔または電子）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。この電極１３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。
【００２４】
この電極１３は、例えば、光電変換層１２の上面（面１２ａ）のうちの選択的な領域に接続されている。ここでは、電極１３は、画素Ｐ毎に設けられると共に、パッシベーション膜１４および保護膜１６に設けられた開口ｈ１（第１開口）内に形成され、この開口ｈ１を通じて光電変換層１２の面１２ａに接している。但し、１つの画素Ｐに対して複数の電極１３が配置されていてもよい。また、１つの画素Ｐに複数の電極１３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。
【００２５】
パッシベーション膜１４は、光電変換層１２の表面のうちの少なくとも一部、例えば側面１２ｂを覆って形成されている。本実施の形態では、光電変換層１２の表面のうち、基板１１と対向する部分（具体的には、基板１１の面Ｓ１に接する面１２ｃ）と、電極１３との接続部分（具体的には、面１２ａのうちの電極１３との接触部分）とを除く部分を覆って形成されている。
【００２６】
このパッシベーション膜１４は、光電変換層１２に含まれる化合物半導体との界面において欠陥を形成しにくい絶縁体または半導体を含んで構成されている。そのような絶縁体の一例としては、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）等の高誘電率材料または窒化シリコン（ＳｉＮ）が挙げられる。パッシベーション膜１４に半導体が用いられる場合には、光電変換層１２よりもバンドギャップが大きい材料が選択されることが望ましい。一例としては、光電変換層１２がＩｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓ（バンドギャップ０．７４ｅＶ）を含む場合には、パッシベーション膜１４は、ＩｎＰ（バンドギャップ１．３４ｅＶ），ＩｎＡｌＡｓまたはＳｉであることが望ましい。
【００２７】
絶縁膜１５は、例えば酸化シリコン（ＳｉＯX）等の酸化物を含んで構成されている。この絶縁膜１５は、複数の光電変換層１２のそれぞれを囲んで形成されており、光電変換層１２を画素Ｐ毎に電気的に分離するためのものである。本実施の形態では、上述のように、パッシベーション膜１４により覆われた光電変換層１２同士の間の領域を埋めるように絶縁膜１５が形成されている。換言すると、絶縁膜１５と光電変換層１２との間にはパッシベーション膜１４が介在しており、絶縁膜１５は、光電変換層１２と直に接しない構造となっている。
【００２８】
保護膜１６は、無機絶縁材料、例えば窒化シリコン（ＳｉＮ）、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）および酸化ハフニウム（ＨｆＯ2）のうちの少なくとも１種を含んで構成されている。保護膜１６は、単層膜であってもよいし、積層膜であってもよい。
【００２９】
オンチップレンズ１７は、入射光（赤外線）を光電変換層１２に向けて集光するためのものである。このオンチップレンズ１７は必要に応じて設けられていればよい。また、オンチップレンズ１７の形状も図示したものに限定されない。尚、受光素子１が、赤外線だけでなく可視光についても検出する用途に用いられる場合には、例えば基板１１とオンチップレンズ１７との間に、更に、カラーフィルタが配置されていてもよい。
【００３０】
［製造方法］
受光素子１は、例えば次のようにして製造することができる。図３Ａ〜図６は、受光素子１の製造工程を工程順に示したものである。尚、図３Ａ〜図６では、簡便化のため１つの画素Ｐに対応する領域についてのみ示している。
【００３１】
まず、例えばＩｎＰよりなる基板１１（第１基板）上の選択的な領域に、上述した材料を含む光電変換層１２を形成する。この際、まず、図３Ａに示したように、基板１１の面Ｓ１上に、酸化膜５１をパターン形成する。具体的には、例えば酸化シリコンよりなる酸化膜５１を、基板１１の面Ｓ１上に成膜した後、例えばフォトリソグラフィおよびドライエッチングを用いて、開口５１ａ（第２開口）を形成する。開口５１ａは、画素Ｐ毎に、複数形成される。
【００３２】
続いて、図３Ｂに示したように、例えばＩｎＧａＡｓを含む光電変換層１２を、開口５１ａ内に選択エピタキシャル成長により形成する。ＩｎＰよりなる基板１１上に、ＩｎＧａＡｓを成長させることで、ＩｎＰとＩｎＧａＡｓとが格子整合し易く、光電変換層１２における結晶欠陥を最小限に抑えることができる。
【００３３】
この後、図３Ｃに示したように、例えばＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing：化学機械研磨）により、光電変換層１２のうち、酸化膜５１の上面を超えて成長した部分を除去すると共に、上面（面１２ａ）を平坦化する。
【００３４】
続いて、図３Ｄに示したように、酸化膜５１を、例えばエッチングにより選択的に除去する。この際、基板１１（ＩｎＰ）および光電変換層１２（ＩｎＧａＡｓ）と、酸化膜５１との間でエッチング選択比を確保することが可能な薬液を用いる。このような薬液としては、例えば弗酸系の薬液が挙げられる。このようにして、基板１１上の選択的な領域に光電変換層１２を形成することができる。即ち、基板１１上に、複数の光電変換層１２をそれぞれ島状に形成することができる。
【００３５】
次いで、図４に示したように、上述した材料を含むパッシベーション膜１４を、例えばＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）またはＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）等により形成する。これにより、光電変換層１２の面１２ａと側面１２ｂとを覆って、パッシベーション膜１４が形成される。
【００３６】
この後、図５に示したように、上述した材料よりなる絶縁膜１５を形成する。具体的には、パッシベーション膜１４で覆われた光電変換層１２同士の間隙を埋めるように、絶縁膜１５を例えばＣＶＤ等を用いて成膜した後、例えばＣＭＰを用いて表面を平坦化する。
【００３７】
続いて、図６に示したように、上述した材料よりなる電極１３を形成する。具体的には、まず、パッシベーション膜１４および絶縁膜１５上の全面にわたって、上述した材料よりなる保護膜１６を、例えばＣＶＤまたはスパッタ等を用いて成膜する。次いで、パッシベーション膜１４および保護膜１６のうちの光電変換層１２の面１２ａに対応する一部を開口し（開口ｈ１を形成し）、この開口ｈ１内に電極１３を形成する。詳細には、開口ｈ１を埋め込むように、上述した材料よりなる電極１３を例えばＣＶＤ、プラズマＣＶＤ、熱ＣＶＤ、ＡＬＤまたは蒸着法等を用いて成膜した後、フォトリソグラフィおよびエッチングを用いてパターニングする。これにより、光電変換層１２の表面のうち、基板１１に対向する部分と、電極１３との接続部分とを除く部分が、パッシベーション膜１４によって覆われる。
【００３８】
最後に、基板１１の面Ｓ２の側にオンチップレンズ１７を形成する、または貼り合わせることで、図１に示した受光素子１を完成する。
【００３９】
［作用、効果］
本実施の形態の受光素子１では、オンチップレンズ１７および基板１１を介して、光電変換層１２へ赤外線ＩＲが入射すると、この赤外線ＩＲが光電変換層１２において吸収される。これにより、光電変換層１２では、正孔（ホール）および電子の対が発生する（光電変換される）。このとき、例えば電極１３に所定の電圧が印加されると、光電変換層１２において電位勾配が生じ、発生した電荷のうちの一方の電荷が、信号電荷として電極１３の側へ収集される。この信号電荷は、電極１３を通じて、図示しない画素回路によって読み出される。
【００４０】
この受光素子１では、基板１１の面Ｓ１上に、化合物半導体（例えばＩｎＧａＡｓ等のIII−Ｖ族半導体）を含む複数の光電変換層１２が、画素Ｐ毎に形成されている。各光電変換層１２には、電極１３が電気的に接続されている。
【００４１】
ここで、図７に、本実施の形態の比較例に係る受光素子１００の断面構成について示す。尚、図７では、２つの画素１０１に相当する領域のみを示している。受光素子１００では、ＩｎＰよりなる基板１０２の一面側に、ＩｎＰよりなるバッファ層１０３と、ＩｎＧａＡｓよりなる光電変換層１０４と、ＩｎＰよりなるキャップ層１０５とが積層されている。キャップ層１０５の表面を覆って、開口１０７ａを有する保護膜１０７が設けられている。この保護膜１０７の開口１０７ａを介してキャップ層１０５と第１電極１０６が電気的に接続されている。基板１０２の光入射側の面には第２電極１０８が形成されている。
【００４２】
この受光素子１００では、ｎ型のキャップ層１０５が、第１電極１０６に対向する選択的な領域に、ｐ型領域１０５ａを含んでいる。これにより、キャップ層１０５には、ｐｎ分離界面が形成される。このｐｎ分離界面によって、キャップ層１０５は、画素１０１間において電気的に分離される。ところが、この比較例の受光素子１００では、光電変換層１０４が各画素１０１に共通の層として形成されている。このため、隣接する画素１０１同士の間において、光電変換層１０４を通じて、電荷（電子ｅ１，正孔ｅ２）が移動してしまう。即ち、信号のクロストークを生じる。
【００４３】
ここで、シリコン（Ｓｉ）を用いたＣＭＯＳイメージセンサでは、例えばイオンインプラによる不純物ドーピング技術が確立されており、光電変換層（Ｓｉ）の選択的な領域に対して、容易に不純物をドーピングすることができる。このため、不純物ドーピングによって、光電変換層を画素毎に分離することが可能である。しかしながら、ＩｎＧａＡｓ等の化合物半導体に対し、イオンインプラを用いて不純物をドーピングした場合、結晶欠陥が誘起されてしまう。このような結晶欠陥は、活性化アニールで回復することが困難であり、暗電流発生の要因となる。この他にも、ドライエッチングを用いて、ＩｎＧａＡｓを物理的に分離する手法も考えられるが、この場合、エッチングされた面において結晶欠陥が生じ、組成が変動することもある。
【００４４】
これに対し、本実施の形態の受光素子１は、上記のように基板１１上に複数の光電変換層１２を形成し、かつそれらの複数の光電変換層１２のそれぞれを囲んで、絶縁膜１５が形成されている。これにより、図８に示したように、画素Ｐ毎に、光電変換層１２が、物理的かつ電気的に分離される。この結果、各光電変換層１２において発生した電荷（電子ｅ１または正孔ｅ２）が、隣の画素Ｐの光電変換層１２へ移動することが抑制される。よって、信号のクロストークを抑制することが可能となる。
【００４５】
また、受光素子１では、本実施の形態のように、各光電変換層１２の表面のうちの少なくとも一部、例えば側面１２ｂが、パッシベーション膜１４によって覆われていることが望ましい。ここで、III−Ｖ族半導体からなる光電変換層１２と、シリコン酸化物からなる絶縁膜１５とが接すると、その界面には欠陥が生じ易い。また、III−Ｖ族半導体のバンドギャップが比較的小さいことから、界面再結合速度が増加する。これらのことから、光電変換層１２と絶縁膜１５とが接すると、その界面付近において、暗電流が発生することがある。暗電流は、受光信号におけるノイズとなることから、抑制されることが望ましい。
【００４６】
本実施の形態のように、光電変換層１２の側面１２ｂを覆って、上述した絶縁体または半導体を含むパッシベーション膜１４が形成されることで、界面欠陥密度を低減することができる。よって、信号のクロストークを抑制しつつ、暗電流を抑制することができる。
【００４７】
また、本実施の形態では、パッシベーション膜１４が、光電変換層１２の表面のうち、基板１１に対向する部分と、電極１３との接続部分とを除く部分を覆って形成されている。即ち、光電変換層１２が、絶縁膜１５および保護膜１６と直に接しない構造が実現され、暗電流抑制効果を高めることができる。
【００４８】
以上のように本実施の形態では、基板１１の面Ｓ１上に、化合物半導体を含む光電変換層１２が複数形成され、これらの複数の光電変換層１２のそれぞれを囲んで絶縁膜１５が形成されている。これにより、光電変換層１２が画素Ｐ毎に分離することができ、信号のクロストークを抑制することができる。
【００４９】
次に、上記第１の実施の形態の他の実施の形態および変形例について説明する。以下では、上記第１の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。
【００５０】
＜第２の実施の形態＞
図９は、本開示の第２の実施形態の受光素子（受光素子１Ａ）の断面構成を表したものである。本実施の形態の受光素子１Ａも、上記第１の実施の形態の受光素子１と同様、例えば化合物半導体（III−Ｖ族半導体）を用いた赤外線センサ等に適用されるものであり、例えば２次元配置された複数の受光単位領域（画素Ｐ）を含んでいる。尚、図９では、２つの画素Ｐに相当する部分の断面構成について示している。
【００５１】
受光素子１Ａは、上記第１の実施の形態の受光素子１と同様、化合物半導体（III−Ｖ族半導体）を含む複数の光電変換層１２を備えたものである。各光電変換層１２には電極１３が電気的に接続されており、光電変換層１２の光入射側には、画素Ｐ毎にオンチップレンズ１７が形成されている。受光素子１Ａの電極１３側（光入射側と反対側）には、保護膜１６が形成されている。
【００５２】
また、本実施の形態の受光素子１Ａにおいても、上記第１の実施の形態の受光素子１と同様、複数の光電変換層１２のそれぞれを囲むように、絶縁膜１５が形成されている。また、光電変換層１２の少なくとも一部、例えば側面１２ｂを覆って、パッシベーション膜（パッシベーション膜１４Ａ，１４Ｂ）が形成されている。絶縁膜１５は、パッシベーション膜１４Ｂによって覆われた複数の光電変換層１２同士の間の領域（画素間の領域）を埋め込むように、形成されている。尚、本実施の形態のパッシベーション膜１４Ａが、本開示における「第１のパッシベーション膜」の一具体例に相当し、パッシベーション膜１４Ｂが、本開示における「パッシベーション膜」および「第２のパッシベーション膜」の一具体例に相当する。
【００５３】
但し、本実施の形態では、上記第１の実施の形態と異なり、光電変換層１２とオンチップレンズ１７との間に、ＩｎＰよりなる基板１１が介在しない構成となっている。また、光電変換層１２の面１２ａの側に、パッシベーション膜１４Ａが形成されている。パッシベーション膜１４Ａ，１４Ｂによって、光電変換層１２の表面のうち、電極１３と接続する部分を除く部分が覆われている。詳細には、パッシベーション膜１４Ａは、光電変換層１２の面１２ａのうちの電極１３と接続する部分を除いた部分を覆っている。パッシベーション膜１４Ｂは、光電変換層１２の側面１２ｂと、光入射側の面１２ｃとを覆って形成されている。上記実施の形態では、ＩｎＰよりなる基板１１を用いて光電変換層１２を形成したが、本実施の形態の素子構造は、シリコン基板を用いて光電変換層１２を形成することで実現される。
【００５４】
パッシベーション膜１４Ａ，１４Ｂは、上記第１の実施の形態のパッシベーション膜１４と同様の絶縁体または半導体を含んで構成されている。尚、電極１３は、パッシベーション膜１４Ａおよび保護膜１６に設けられた開口ｈ２（第３開口）内に形成され、この開口ｈ２を通じて光電変換層１２の面１２ａに接している。
【００５５】
上記のような受光素子１Ａは、例えば次のようにして製造することができる。図１０Ａ〜図１５は、受光素子１Ａの製造工程を工程順に示したものである。
【００５６】
まず、図１０Ａに示したように、例えばシリコン（Ｓｉ）よりなる基板５２（第２基板）を用意し、この基板５２上に、例えば酸化シリコンよりなる酸化膜５３を成膜する。続いて、図１０Ｂに示したように、成膜した酸化膜５３を、例えばフォトリソグラフィおよびドライエッチングを用いてパターニングし、開口５３ａ（第４開口）を形成する。開口５３ａは、画素Ｐ毎に、複数形成されると共に、互いに開口幅の異なる部分ａ１，ａ２を含んでいる。部分ａ２は、例えば光電変換層１２が形成される開口部分である。部分ａ１は、部分ａ２よりも高アスペクト比を有すると共に、部分ａ２と基板５２との間にトレンチまたは孔として形成されている。
【００５７】
続いて、図１０Ｃに示したように、例えばＩｎＰよりなるバッファ層５４（第１層）と、ＩｎＧａＡｓを含む光電変換層１２（第２層）とをこの順に、開口５３ａ内に選択エピタキシャル成長により形成する。ここで、Ｓｉ基板上にＩｎＧａＡｓを直に成膜した場合、格子不整合が約８％生じることから、欠陥が発生し易いが、高アスペクト比を有する部分ａ１内にＩｎＰをエピタキシャル成長させることで、欠陥は酸化膜５３中にトラップされる。これにより、部分ａ２に形成されるＩｎＧａＡｓでは、欠陥密度を低減することができる。
【００５８】
この後、図１０Ｄに示したように、例えばＣＭＰにより、光電変換層１２のうち、酸化膜５３の上面を超えて成長した部分を除去すると共に、上面（面１２ａ）を平坦化する。
【００５９】
続いて、図１１に示したように、上述した材料を含むパッシベーション膜１４Ａと保護膜１６とをこの順に、例えばＣＶＤ等により成膜する。これにより、光電変換層１２の面１２ａを覆って、パッシベーション膜１４Ａが形成される。
【００６０】
次いで、図１２に示したように、上述した材料よりなる電極１３を形成する。具体的には、パッシベーション膜１４Ａおよび保護膜１６のうちの光電変換層１２の面１２ａに対応する一部を開口し（開口ｈ２を形成し）、この開口ｈ２内に電極１３を形成する。具体的には、開口ｈ２を埋め込むように、上述した材料よりなる電極１３を例えばＣＶＤ、プラズマＣＶＤ、熱ＣＶＤ、ＡＬＤまたは蒸着法等を用いて成膜した後、フォトリソグラフィおよびエッチングを用いてパターニングする。これにより、光電変換層１２の面１２ａのうち、電極１３との接続部分とを除く部分が、パッシベーション膜１４Ａによって覆われる。
【００６１】
この後、基板５２を除去（剥離）する。具体的には、図１３Ａに示したように、電極１３の側に、Ｓｉよりなる基板５５（第３基板）を貼り合わせた後、図１３Ｂに示したように、基板５２を酸化膜５３から剥離する。基板５５は、例えば各種回路を含むシリコン半導体基板であり、例えばバンプやビア等を通じて電極１３と電気的に接続される。
【００６２】
続いて、図１３Ｃに示したように、バッファ層５４を選択的に除去する。次いで、図１３Ｄに示したように、例えばＣＭＰを用いて、酸化膜５３と、光電変換層１２の一部を除去しつつ、光電変換層１２の面（面１２ｃ）を平坦化する。
【００６３】
この後、図１３Ｅに示したように、酸化膜５３を、例えばエッチングにより選択的に除去する。このようにして、画素Ｐ毎の選択的な領域に光電変換層１２を形成することができる。即ち、平面視的に、複数の光電変換層１２を離散して形成することができる。
【００６４】
次いで、図１４に示したように、上述した材料を含むパッシベーション膜１４Ｂを、例えばＣＶＤまたはＡＬＤ等により形成する。これにより、光電変換層１２の側面１２ｂと面１２ｃとを覆って、パッシベーション膜１４Ｂが形成される。
【００６５】
この後、図１５に示したように、上述した材料よりなる絶縁膜１５を形成する。具体的には、パッシベーション膜１４Ｂで覆われた光電変換層１２同士の間隙を埋めるように、絶縁膜１５を例えばＣＶＤ等を用いて成膜した後、例えばＣＭＰを用いて表面を平坦化する。
【００６６】
最後に、パッシベーション膜１４Ｂおよび絶縁膜１５の側にオンチップレンズ１７を形成する、または貼り合わせることで、図９に示した受光素子１Ａを完成する。
【００６７】
本実施の形態の受光素子１Ａでは、上記第１の実施の形態の受光素子１と同様、光電変換層１２へ赤外線ＩＲが入射すると、この赤外線ＩＲが光電変換層１２において吸収され、光電変換される。このとき、例えば電極１３に所定の電圧が印加されることで、電極１３を通じて、信号電荷が読み出される。
【００６８】
この受光素子１Ａにおいても、複数の光電変換層１２が互いに離散して形成され、各光電変換層１２を囲んで絶縁膜１５が形成されている。これにより、各光電変換層１２を、画素Ｐ毎に分離することができる。また、各光電変換層１２の側面１２ｂを覆って、パッシベーション膜１４Ｂが形成されていることにより、界面欠陥を低減して暗電流の発生を抑制することができる。よって、上記第１の実施の形態と同等の効果を得ることができる。
【００６９】
＜変形例１＞
図１６は、変形例１に係る受光素子（受光素子１Ｂ）の断面構成を表したものである。上記実施の形態では、１つの電極１３を用いて信号電荷の読み出しを行う素子構造について例示したが、信号読み出しのための電極は２つ設けられていてもよい。即ち、本変形例の受光素子１Ｂのように、光電変換層１２に接続された電極（第１電極１３Ａ）と、基板１１に接続された電極（第２電極１３Ｂ）とを備えていてもよい。
【００７０】
第１電極１３Ａは、上記第１の実施の形態の電極１３と同様、信号電荷を収集する側の電極であり、図示しないシリコン半導体基板に接続されている。この第１電極１３Ａとしては、上記第１の実施の形態の電極１３と同様の構成材料を用いることができる。
【００７１】
第２電極１３Ｂは、例えば各画素Ｐに共通の電極として、基板１１の面Ｓ２（光入射側の面）上に設けられている。尚、光電変換層１２において発生した電荷のうち、例えば正孔が第１電極１３Ａを通じて信号電荷として読み出される場合には、この第２電極１３Ｂを通じて例えば電子を排出することができる。また、第２電極１３Ｂは、基板１１に電気的に接続されていれば、必ずしも基板１１の面Ｓ２の全域にわたって形成されていなくともよい。この第２電極１３Ｂは、赤外線を透過可能な導電膜により構成されている。
【００７２】
本変形例のように、第１電極１３Ａおよび第２電極１３Ｂを設けてもよく、この場合にも、上記第１の実施の形態と同等の効果を得ることができる。加えて、光電変換層１２において電位勾配をより大きく形成し易くなる。また、光電変換により発生した電荷のうちの信号電荷として読み出されない電荷を、第２電極１３Ｂを通じて光電変換層１２から排出することができる。
【００７３】
＜変形例２＞
図１７は、変形例２に係る受光素子（受光素子１Ｃ）の断面構成を表したものである。上記実施の形態では、複数の光電変換層１２のそれぞれを囲んで絶縁膜１５が設けられると共に、各光電変換層１２の側面１２ｂがパッシベーション膜１４によって覆われた構成を例示したが、本変形例のように、所定の絶縁膜１８によって光電変換層１２同士の間隙が埋め込まれていてもよい。
【００７４】
絶縁膜１８は、上記第１の実施の形態のパッシベーション膜１４と同様、光電変換層１２の表面のうちの少なくとも一部、例えば側面１２ｂを覆って形成されている。具体的には、絶縁膜１８は、光電変換層１２の表面のうちの基板１１と対向する部分（面１２ｃ）と、電極１３との接続部分（面１２ａのうちの電極１３との接触部分）とを除く部分を覆って、かつ光電変換層１２同士の間隙（画素間の領域）を埋め込んで形成されている。
【００７５】
この絶縁膜１８は、上記第１の実施の形態のパッシベーション膜１４と同様、光電変換層１２に含まれる化合物半導体との界面において欠陥密度を低減することの可能な絶縁体または半導体を含んで構成されている。そのような絶縁体の一例としては、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）等の高誘電率材料または窒化シリコン（ＳｉＮ）が挙げられる。絶縁膜１８に半導体が用いられる場合には、光電変換層１２よりもバンドギャップが大きい材料が選択されることが望ましい。一例としては、光電変換層１２がＩｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓを含む場合には、絶縁膜１８は、ＩｎＰ，ＩｎＡｌＡｓまたはＳｉであることが望ましい。
【００７６】
本変形例のように、複数の光電変換層１２同士の間隙を埋め込んで、上記のような絶縁膜１８を設けてもよく、このような場合にも、上記第１の実施の形態と同等の効果を得ることができる。
【００７７】
＜第３の実施の形態＞
図１８は、本開示の第３の実施形態の受光素子（受光素子１Ｄ）の断面構成を表したものであり、図１９は、受光素子１Ｄの要部の平面構成を表したものである。本実施の形態の受光素子１Ｄも、上記第１の実施の形態の受光素子１と同様、例えば化合物半導体（III−Ｖ族半導体）を用いた赤外線センサ等に適用されるものであり、例えば２次元配置された複数の受光単位領域（画素Ｐ）を含んでいる。尚、図１８では、２つの画素Ｐに相当する部分の断面構成について示している。
【００７８】
受光素子１Ｄは、上記第１の実施の形態の受光素子１と同様、化合物半導体（III−Ｖ族半導体）を含む複数の光電変換層１２を備えたものである。各光電変換層１２には電極１３が電気的に接続されており、光電変換層１２の光入射側には、画素Ｐ毎にオンチップレンズ１７が形成されている。受光素子１Ｄの電極１３側（光入射側と反対側）には、保護膜１６が形成されている。
【００７９】
また、本実施の形態の受光素子１Ｄにおいても、上記第１の実施の形態の受光素子１と同様、複数の光電変換層１２のそれぞれを囲むように、絶縁膜１５が形成されている。また、絶縁膜１５は、パッシベーション膜１４によって覆われた複数の光電変換層１２同士の間の領域（画素間の領域）を埋め込むように、形成されている。
【００８０】
但し、本実施の形態では、上記第１の実施の形態と異なり、光電変換層１２と絶縁膜１５との間、より具体的には、光電変換層１２とパッシベーション膜１４との間にピニング層１２ｐが設けられている。詳細は後述するが、これにより、光電変換層１２の界面欠陥に起因した暗電流をより効果的に抑制することができる。
【００８１】
図１９に示したように、ピニング層１２ｐは、光電変換層１２の側面を囲むように、光電変換層１２の周縁に設けられている。このピニング層１２ｐは、光電変換層１２とパッシベーション膜１４との界面欠陥に起因して生じるキャリアをピニングするためのものであり、信号電荷（第１の電荷）とは逆の電荷（第２の電荷）をキャリアとして有している。例えば、信号電荷が正孔であるとき、ピニング層１２ｐは、ｎ型のＩｎＧａＡｓにより構成されている。信号電荷が電子であるとき、ピニング層１２ｐは、ｐ型のＩｎＧａＡｓにより構成されている。
【００８２】
光電変換層１２と電極１３との間には、コンタクト層６１を設けるようにしてもよい。コンタクト層６１は、例えばＩｎＰ等の化合物半導体を用いることができる。コンタクト層６１の、電極１３と接触する部分には拡散領域６１ｃが設けられている。拡散領域６１ｃは、ｎ型またはｐ型の不純物が拡散された領域である。例えば、信号電荷が正孔であるとき、拡散領域６１ｃはｐ型領域である。ピニング層１２ｐは、光電変換層１２から連続してコンタクト層６１の側面にも設けられている。
【００８３】
上記のような受光素子１Ｄは、例えば次のようにして製造することができる。図２０Ａ〜図２０Ｅは、受光素子１Ｄの製造工程を工程順に示したものである。
【００８４】
まず、上記第１の実施の形態で説明したのと同様にして、酸化膜５1の開口５１ａ内に光電変換層１２を形成する（図３Ａ，３Ｂ参照）。次いで、図２０Ａに示したように、光電変換層１２上に、例えば、ＩｎＰを含むコンタクト層６１をエピタキシャル成長により形成する。
【００８５】
この後、図２０Ｂに示したように、例えばＣＭＰによりコンタクト層６１のうち、酸化膜５１の上面を超えて成長した部分を除去すると共に、コンタクト層６１の上面を平坦化する。
【００８６】
続いて、図２０Ｃに示したように、コンタクト層６１の露出されている面（上面）に、例えばＺｎ等の不純物を拡散させて、拡散領域６１ｃを形成する。次いで、上記第１の実施の形態で説明したのと同様にして、酸化膜５１を除去する（図２０Ｄ）。
【００８７】
この後、図２０Ｅに示したように、光電変換層１２の側面およびコンタクト層６１の側面にピニング層１２ｐを形成する。ピニング層１２ｐは、例えば、不純物のドーピングを化合物半導体層（光電変換層１２およびコンタクト層６１）に行うことにより形成する。ドーピングは、例えば、固相拡散によるドーピングであってもよく、イオンインプラによるドーピングであってもよい。
【００８８】
ピニング層１２ｐを形成した後、上記第１の実施の形態で説明したのと同様にして、パッシベーション膜１４、絶縁膜１５、保護膜１６、電極１３およびオンチップレンズ１７を形成することにより、受光素子１Ｄが完成する。
【００８９】
図２０Ａ〜図２０Ｅでは、例えばＩｎＰよりなる基板１１上に光電変換層１２を形成する場合について説明したが、上記第２の実施の形態で説明したように、シリコンよりなる基板５２を用いて光電変換層１２を形成するようにしてもよい（図１０Ａ〜図１５参照）。
【００９０】
本実施の形態の受光素子１Ｄでは、上記第１の実施の形態の受光素子１と同様、光電変換層１２へ赤外線ＩＲが入射すると、この赤外線ＩＲが光電変換層１２において吸収され、光電変換される。このとき、例えば電極１３に所定の電圧が印加されることで、電極１３を通じて、信号電荷が読み出される。
【００９１】
この受光素子１Ｄにおいても、複数の光電変換層１２が互いに離散して形成され、各光電変換層１２を囲んで絶縁膜１５が形成されている。これにより、各光電変換層１２を、画素Ｐ毎に分離することができる。加えて、受光素子１Ｄでは、光電変換層１２とパッシベーション膜１４との間にピニング層１２ｐが設けられているので、より効果的に暗電流の発生を抑制することができる。以下、図２１Ａ〜図２２Ｂを用い、これについて説明する。
【００９２】
上記第１の実施の形態で説明したように、光電変換層１２と絶縁膜１５とが接すると、その界面での欠陥に起因して暗電流が発生しやすい（図２１Ａ）。図２１Ｂに示したように、光電変換層１２と絶縁膜１５との間に、パッシベーション膜１４を設けることにより、界面欠陥密度が低減されるものの、改善の余地は残されている。
【００９３】
本実施の形態では、光電変換層１２の側面にピニング層１２ｐが設けられているので、光電変換層１２とパッシベーション膜１４との界面での欠陥に起因して生じたキャリアがピニングされる。例えば、信号電荷が正孔であるとき、図２２Ａ，２２Ｂに示したように、界面欠陥起因のキャリア（正孔）が、ピニング層１２ｐに蓄積されている電子と再結合する。これにより、暗電流がより効果的に抑制される。よって、この受光素子１Ｄでは、信号のクロストークを抑制しつつ、受光素子１よりも、より効果的に暗電流を抑制することができる。
【００９４】
＜変形例３＞
図２３および図２４は、上記第３の実施の形態の変形例（変形例３）に係る受光素子（受光素子１Ｅ）の断面構成を表したものである。上記第３の実施の形態では、ピニング層１２ｐを固相拡散によるドーピングまたはイオンインプラによるドーピングにより形成する場合について説明したが、ピニング層１２ｐは、ピニング形成膜（ピニング形成膜１４ｐ）を用いて形成するようにしてもよい。即ち、ピニング層１２ｐと絶縁膜１５との間にピニング形成膜１４ｐが設けられていてもよい。
【００９５】
ピニング形成膜１４ｐは、例えば、所定の固定電荷を有する絶縁膜により構成されている。ピニング層１２ｐがｎ型層であるとき、ピニング形成膜１４ｐには例えば、正の固定電荷を有する絶縁膜を用いることができる。このようなピニング形成膜１４ｐとしては、例えば、窒化シリコン膜およびランタノイド系酸化膜等が挙げられる。ランタノイド系酸化膜は、例えば、ランタノイド（Ｌａ）酸化膜およびイットリウム（Ｙ）酸化膜等である。ピニング形成膜１４ｐは、光電変換層１２とパッシベーション膜１４との間に設けられていてもよく（図２３）、パッシベーション膜１４と絶縁膜１５との間に設けられていてもよい（図２４）。
【００９６】
上記のような受光素子１Ｅの製造方法について図２５を用いて説明する。
【００９７】
酸化膜５１を除去する工程（図２０Ｄ参照）まで、上記第３の実施の形態で説明したのと同様に行う。その後、光電変換層１２の側面とコンタクト層６１の側面および表面とを覆うように、ピニング形成膜１４ｐを形成する（図２５）。これにより、光電変換層１２の側面およびコンタクト層６１の側面にピニング層１２ｐが形成される。
【００９８】
ピニング層１２ｐを形成した後、上記第１の実施の形態で説明したのと同様にして、パッシベーション膜１４、絶縁膜１５、保護膜１６、電極１３およびオンチップレンズ１７を形成することにより、受光素子１Ｅが完成する。酸化膜５１を除去した後、パッシベーション膜１４およびピニング形成膜１４ｐの順に形成するようにしてもよい。
【００９９】
本変形例のように、ピニング形成膜１４ｐを用いてピニング層１２ｐを形成するようにしてもよい。この場合にも上記第３の実施の形態と同等の効果を得ることができる。
【０１００】
＜変形例４＞
図２６は、上記第３の実施の形態の変形例（変形例４）に係る受光素子（受光素子１Ｆ）の断面構成を表したものである。上記第３の実施の形態では、複数の光電変換層１２のそれぞれを囲んで絶縁膜１５が設けられると共に、各光電変換層１２の側面１２ｂ（ピニング層１２ｐ）がパッシベーション膜１４によって覆われた構成を例示したが、上記変形例２で説明したように、所定の絶縁膜１８によって光電変換層１２同士の間隙が埋め込まれていてもよい。
【０１０１】
このような場合にも、上記第３の実施の形態と同等の効果を得ることができる。
【０１０２】
＜適用例１＞
図２７は、上記第１の実施の形態等において説明した受光素子１（または、受光素子１Ａ〜１Ｆ、以下、まとめて受光素子１という）の素子構造を用いた撮像素子２の機能構成を表したものである。撮像素子２は、例えば赤外線イメージセンサであり、例えば受光素子１を含む画素部１０と、この画素部１０を駆動する回路部２０とを有している。回路部２０は、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を有している。
【０１０３】
画素部１０は、例えば行列状に２次元配置された複数の画素Ｐ（受光素子１）を有している。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１３１の各行に対応した出力端に接続されている。
【０１０４】
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１０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１３１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。
【０１０５】
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を通して図示しない信号処理部等へ入力される。
【０１０６】
この撮像素子２では、図２８に示したように、例えば、画素部１０を有する基板２Ａと、回路部２０を有する基板２Ｂとが積層されている。但し、このような構成に限定されず、回路部２０は、画素部１０と同一の基板上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、回路部２０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。
【０１０７】
システム制御部１３２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などを受け取り、また、撮像素子２の内部情報など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などの駆動制御を行う。
【０１０８】
＜適用例２＞
上述の撮像素子２は、例えば赤外領域を撮像可能なカメラなど、様々なタイプの電子機器に適用することができる。図２９に、その一例として、電子機器３（カメラ）の概略構成を示す。この電子機器３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２と、光学系（光学レンズ）３１０と、シャッタ装置３１１と、撮像素子２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。
【０１０９】
光学系３１０は、被写体からの像光（入射光）を撮像素子２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２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２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２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、メモリなど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。
【０１１０】
更に、本実施の形態等において説明した受光素子１は、下記電子機器（カプセル内視鏡および車両等の移動体）にも適用することが可能である。
【０１１１】
＜応用例１（内視鏡手術システム）＞
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、内視鏡手術システムに適用されてもよい。
【０１１２】
図３０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。
【０１１３】
図３０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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
鏡筒１１１０１の先端には、対物レンズが嵌め込まれた開口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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
図３１は、図３０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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
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。
【０１３６】
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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
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。
【０１３９】
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。
【０１４０】
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。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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、より鮮明な術部画像を得ることができるため、術者が術部を確実に確認することが可能になる。
【０１４３】
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。
【０１４４】
＜応用例２（移動体）＞
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。
【０１４５】
図３２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。
【０１４６】
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３２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。
【０１４７】
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。
【０１４８】
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。
【０１４９】
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。
【０１５０】
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。
【０１５１】
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。
【０１５２】
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。
【０１５３】
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。
【０１５４】
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１２０３０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。
【０１５５】
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３２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。
【０１５６】
図３３は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。
【０１５７】
図３３では、撮像部１２０３１として、撮像部１２１０１、１２１０２、１２１０３、１２１０４、１２１０５を有する。
【０１５８】
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。
【０１５９】
なお、図３３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。
【０１６０】
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。
【０１６１】
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。
【０１６２】
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。
【０１６３】
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。
【０１６４】
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、撮像部12031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。
【０１６５】
以上、実施の形態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、上記実施の形態において説明した受光素子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。
【０１６６】
例えば、上記第３の実施の形態等（図１８等）では、コンタクト層を設ける場合について説明したが、コンタクト層を設けずに、ピニング層を設けるようにしてもよい。また、図１９では、ピニング層が光電変換層の側面全てを覆っている場合を示したが、ピニング層は光電変換層の側面の一部を覆っていてもよい。
【０１６７】
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。
【０１６８】
尚、本開示は、以下のような構成であってもよい。
（１）
化合物半導体を含むと共に、赤外領域の波長を吸収して電荷を発生する複数の光電変換層と、
前記複数の光電変換層のそれぞれを囲んで形成された絶縁膜と
を備えた
受光素子。
（２）
各光電変換層の側面を覆って形成されたパッシベーション膜を更に備えた
上記（１）に記載の受光素子。
（３）
前記絶縁膜は、前記パッシベーション膜により覆われた光電変換層同士の間を埋め込んで形成されている
上記（２）に記載の受光素子。
（４）
前記光電変換層に電気的に接続された電極を更に備え、
前記複数の光電変換層はそれぞれ、基板の一面に形成されており、
前記パッシベーション膜は、前記光電変換層の表面のうち、前記電極と接続する部分と前記基板に対向する部分とを除いた部分を覆って形成されている
上記（２）または（３）に記載の受光素子。
（５）
前記光電変換層に電気的に接続された電極を更に備え、
前記パッシベーション膜は、前記光電変換層の表面のうち、前記電極と接続する部分を除いた部分を覆って形成されている
上記（２）または（３）に記載の受光素子。
（６）
前記パッシベーション膜は、絶縁体または半導体を含んで構成されている
上記（２）〜（５）のいずれか１つに記載の受光素子。
（７）
前記半導体は、前記光電変換層よりもバンドギャップが大きい材料である
上記（６）に記載の受光素子。
（８）
前記絶縁膜は、前記複数の光電変換層同士の間隙を埋め込んで形成されている
上記（１）に記載の受光素子。
（９）
前記絶縁膜は酸化シリコンを含む
上記（１）〜（８）のいずれか１つに記載の受光素子。
（１０）
前記複数の光電変換層はそれぞれ、基板の一面に形成されており、
前記光電変換層に電気的に接続された第１電極と、
前記基板と電気的に接続された第２電極とを更に備えた
上記（１）〜（９）のいずれか１つに記載の受光素子。
（１１）
更に、前記光電変換層に電気的に接続され、前記光電変換層から信号電荷として第１の電荷が読み出される電極と、
前記光電変換層と前記絶縁膜との間に設けられ、第２の電荷をキャリアに有するピニング層とを有する
上記（１）〜（３）のいずれか１つに記載の受光素子。
（１２）
前記ピニング層は、前記光電変換層の周縁に設けられている
上記（１１）に記載の受光素子。
（１３）
化合物半導体を含むと共に、赤外領域の波長を吸収して電荷を発生する複数の光電変換層を形成する工程と、
前記複数の光電変換層のそれぞれを囲んで絶縁膜を形成する工程と
を含む
受光素子の製造方法。
（１４）
前記光電変換層の側面を覆って、パッシベーション膜を形成する工程を更に含み、
前記パッシベーション膜により覆われた光電変換層同士の間を埋め込んで、前記絶縁膜を形成する
上記（１３）に記載の受光素子の製造方法。
（１５）
前記光電変換層に電気的に接続された電極を形成する工程を更に含み、
第１基板上に前記複数の光電変換層を形成し、
各光電変換層を覆って前記パッシベーション膜を形成し、
前記絶縁膜を形成した後、前記パッシベーション膜の一部に第１開口を形成して前記第１開口内に前記電極を形成する
上記（１４）に記載の受光素子の製造方法。
（１６）
前記第１基板はＩｎＰから構成され、
前記複数の光電変換層を形成する際には、
前記第１基板上に、複数の第２開口を有する酸化膜を形成し、
前記複数の第２開口のそれぞれに、前記光電変換層としてＩｎＧａＡｓを選択成長により形成した後、前記酸化膜を除去する
上記（１５）に記載の受光素子の製造方法。
（１７）
前記光電変換層に電気的に接続された電極を形成する工程を更に含み、
第２基板上に前記複数の光電変換層を形成し、
各光電変換層上に、第１のパッシベーション膜を形成した後、前記第１のパッシベーション膜の一部に第３開口を形成して、前記第３開口内に前記電極を形成し、
前記電極の側を第３基板に貼り合わせた後、前記第２基板を除去し、
各光電変換層を覆って前記パッシベーション膜としての第２のパッシベーション膜を形成した後、前記絶縁膜を形成する
上記（１４）に記載の受光素子の製造方法。
（１８）
前記第２基板は、シリコン（Ｓｉ）から構成され、
前記第２基板上に複数の光電変換層を形成する際には、
前記第２基板上に、複数の第４開口を有する酸化膜を形成し、
前記複数の第４開口のそれぞれに、ＩｎＰよりなる第１層と、前記光電変換層としてのＩｎＧａＡｓよりなる第２層とを選択成長によりこの順に形成し、
前記第２基板を除去した後に、前記第１層および前記酸化膜を除去する
上記（１７）に記載の受光素子の製造方法。
（１９）
化合物半導体を含むと共に、赤外領域の波長を吸収して電荷を発生する複数の光電変換層と、
前記複数の光電変換層のそれぞれを囲んで形成された絶縁膜と
を備えた
撮像素子。
（２０）
化合物半導体を含むと共に、赤外領域の波長を吸収して電荷を発生する複数の光電変換層と、
前記複数の光電変換層のそれぞれを囲んで形成された絶縁膜と
を備えた
撮像素子を有する電子機器。
【符号の説明】
【０１６９】
１…受光素子、２…撮像素子、３…電子機器、１０…画素部、１１，５２，５５…基板、１２…光電変換層、１２ａ，１２ｃ…面、１２ｂ…側面、１２ｐ…ピニング層、１３…電極、１３Ａ…第１電極、１３Ｂ…第２電極、１４，１４Ａ，１４Ｂ…パッシベーション膜、１４ｐ…ピニング形成膜、１５，１８…絶縁膜、１６…保護膜、１７…オンチップレンズ、５１，５３…酸化膜、５４…バッファ層、５１ａ，５３ａ，ｈ１，ｈ２…開口、６１…コンタクト層、６１ｃ…拡散領域。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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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１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１３Ｄ】
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【図１３Ｅ】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２０Ｃ】
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【図２０Ｄ】
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【図２０Ｅ】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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