JP2008066352A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】赤外光を光ルミネッセンスにより可視光に変換することにより可視光の画像と赤外光の画像とを撮像可能な固体撮像素子において、それぞれの画質を向上する。
【解決手段】光が入射されるｐ型シリコン基板５２の表面にＣＣＤシフトレジスタを構築し、またカラーフィルタ６２を積層する。基板の裏面には発光体６４を積層する。光学系から入射する可視光８０は、発光体６４の影響を受けることなく、シリコン基板５２に形成されるフォトダイオードに入射し光電変換され、信号電荷８２を生じる。一方、赤外光８４は、カラーフィルタ６２やシリコン基板５２を透過して発光体６４に到達し、可視光８６に変換される。可視光８６はシリコン基板５２の裏面からフォトダイオードに入射し、信号電荷８８を生じる。各信号電荷８２，８８はそれぞれ基板表面に設けたＣＣＤシフトレジスタを用いて転送され画像信号として読み出される。
【選択図】図４

Description

本発明は、半導体集積回路技術を用いた半導体装置に関し、特に可視光や赤外光等を検出する半導体装置に関する。

近年、セキュリティー、自動車、家電などの分野において、赤外線イメージセンサへのニーズが高まっている。可視光画像を撮影するイメージセンサとしては、シリコン基板に形成したフォトダイオード等での光電変換を利用するＣＣＤイメージセンサ等の固体撮像素子が一般的である。これに対し、赤外光は、バンドギャップが１．１ｅＶであるシリコン基板内では光電変換を起こしにくい。そのため、従来の赤外線イメージセンサは、受光部をＰtＳi-Ｓi接合を用いて形成したり、ＩnＳbやＨgＣdＴeなどの化合物のアレイとＣＣＤシフトレジスタとをハイブリッド化した構造などを有するものが主流である。しかし、それらは、極めて低い温度に冷却しなければならず取り扱いが面倒であったり、素子構造や製造プロセスに複雑な部分を有する。

これに対して、赤外光誘導蛍光発光物質を可視光用ＣＣＤイメージセンサの前面に配置する赤外線イメージセンサが存在する（非特許文献１）。図５は、この従来のイメージセンサの光軸に沿った模式的な断面図である。この赤外線イメージセンサ２は、例えば、１５００〜１６００ｎｍの近赤外光を検出するために、赤外光を光ルミネッセンスによって可視光に変換する物質、すなわち赤外光誘導蛍光発光物質からなる膜４をＣＣＤイメージセンサ６の前面に備える。レンズ８を用いて赤外光像を赤外光誘導蛍光発光物質膜４に結像させると、その赤外光像に応じて可視光の蛍光発光が発生する。蛍光発光はＣＣＤイメージセンサ６に入射して光電変換を起こし信号電荷を生じる。この構造の赤外線イメージセンサは、常温での動作が可能であるため冷却手段を必要とせず、また、構造や製造プロセスも比較的簡易である。また、赤外光誘導蛍光発光物質膜４を透過する可視光成分を検知して、可視光の撮影も可能である。
株式会社ニューオプト製 ブロードバンド１５５０ｎｍ帯光ルミネセンス方式赤外カメラ「model ＮＩＲ−１５００」取扱説明書

しかし、赤外光誘導蛍光発光物質膜４を備えたＣＣＤイメージセンサ６で可視光画像を撮影する場合、赤外光誘導蛍光発光物質膜４を有さないものに比べて、ＣＣＤイメージセンサ６に入射する可視光は弱くなり、また画質が低下し得るという問題があった。

また、ＣＣＤイメージセンサ６がモザイク状のカラーフィルタを備え、可視光についてカラー撮影を可能とする場合、このカラーフィルタは、赤外光誘導蛍光発光物質膜４にて発生した蛍光発光に対しても作用する。すなわち、赤外像の撮影においては本来不要なフィルタリングが介在し、所望の画像が得られず、後段の信号処理で補償する必要が生じ煩雑であるといった問題が生じる。

さらに、可視光と赤外光とに対するレンズの軸上色収差により、可視光及び赤外光双方について好適に結像させることが難しいという問題があった。

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、製造及び取り扱いが容易で、かつ可視光及び赤外光等について好適な検出・撮影を可能とする半導体装置を提供することを目的とする。

本発明に係る半導体装置は、半導体基板に設けられ、当該半導体基板の表面（おもて面）へ向けて入射される入射電磁波のうち第１目的波長帯の成分に対して光電変換を行って信号電荷を生成する光電変換部と、前記半導体基板の前記表面に形成され、前記信号電荷の読み出しを行う信号電荷制御構造と、前記半導体基板の背面に配置され、前記入射電磁波のうち前記半導体基板を透過する第２目的波長帯の成分に基づいて前記第１目的波長帯の変換光を発生する発光体と、を有し、前記光電変換部は、前記背面から入射する前記変換光が到達可能に構成され、前記第１目的波長帯及び前記第２目的波長帯の電磁波を検出可能であるものである。ちなみに、入射電磁波は、可視光、赤外光、紫外光といった光のほか、γ線やＸ線といった通常、光とは区別される帯域の波動を含む。本発明は光センサを有する各種の半導体素子に適用することができ、光電変換部の数や信号電荷の読み出し箇所の数は任意である。

本発明に係る半導体装置は、例えば、前記第１目的波長帯及び前記第２目的波長帯に対応した撮像が可能な撮像素子であり、前記信号電荷制御構造が、画素毎に前記信号電荷の蓄積及び読み出し動作を制御する。この撮像素子は、前記半導体基板が、シリコンを主材として構成され、前記第１目的波長帯が、可視光の帯域を含む構成とすることができる。この撮像装置は、さらに、前記信号電荷制御構造の上に積層され、互いに異なる可視光成分を透過する複数種類のフィルタが前記画素に対応してモザイク状に配列されたカラーフィルタを備えた構成とすることができる。また、この撮像素子は、前記第２目的波長帯が、赤外光の帯域を含む構成とすることができる。

前記信号電荷制御構造は、電荷結合素子を含んで構成することができる。なお、信号電荷制御構造は、この他、例えば、ＭＯＳ型イメージセンサにおいて信号電荷の蓄積及び読み出し動作を制御するために用いられる構造、具体的には各種のＭＯＳトランジスタスイッチや信号線及び前記ＭＯＳトランジスタスイッチのオン／オフを制御する回路などからなる構造とすることもできる。

前記発光体は、前記半導体基板の前記裏面に積層される。この場合、例えば、本発明の半導体装置である撮像素子においては、発光体を半導体基板に積層することで、変換光の撮像面内での発生位置と当該変換光に対応した信号電荷を蓄積する画素の位置とのずれの抑制が図られる。

また、発光体を半導体基板に積層する構成の本発明の半導体装置は、さらに前記半導体基板の前面に配置され、前記第１目的波長帯及び前記第２目的波長帯それぞれの光学像を形成する光学系を有し、前記半導体基板が、前記光学系の前記第１目的波長帯に対する前記第２目的波長帯の軸上色収差を補償する厚さを有するように構成することができる。

本発明によれば、例えば可視光である第１目的波長帯の検出・撮像と、例えば赤外光である第２目的波長帯の検出・撮像とを１つの半導体装置で実現することができる。発光体を例えばシリコンを主材とする半導体基板の裏面側に配置することで、可視光に対しては半導体基板の表面側にて、発光体の影響を受けない入射光を検出対象とすることができ、検出精度を確保することができ、また撮像素子においては発光体の影響を受けない入射光に基づいて撮像を行うことができ、画像の鮮明化が図られる。一方、赤外光はシリコン基板ではほとんど吸収されず、裏面側に配置した発光体に到達して、発光体にて変換光を生じる。赤外光については、この変換光を光電変換部で検知することで、検出・撮像を行うことができる。さらに、半導体基板の表面側に可視光に対しカラーフィルタを設ける構成としても、赤外光はこのカラーフィルタの作用を受けずに透過し、また、基板裏面側にて発生する変換光はカラーフィルタの影響を受けずに光電変換部に到達することができる。すなわち、本半導体装置は、カラーフィルタの影響を受けない赤外光画像を撮影することができる。また、屈折率の相違により、レンズの焦点距離が可視光より赤外光にて長くなる軸上色収差が生じうる。このような場合に、発光体を半導体基板の裏面側に配置することは、この軸上色収差を補償する上で有利である。特に半導体基板に裏面に発光体を積層する場合には、半導体基板の厚さを調節することにより、軸上色収差を好適に補償することができる。

以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）であるカメラについて、図面に基づいて説明する。

図１は、本カメラの概略の構成を示すブロック図である。このカメラ２０は光学系２２、ＣＣＤイメージセンサ２４、駆動回路２６、信号処理回路２８、赤外光照明３０及び制御部３２を含んで構成される。

光学系２２は、例えば複数のレンズ等から構成される。光学系２２は、被写体から可視光及び近赤外光を入射され、ＣＣＤイメージセンサ２４の位置に光学像を形成する。

ＣＣＤイメージセンサ２４は、本発明に係る半導体装置であり、可視光及び近赤外光の画像を撮影可能な構造を有する。その構造については後述する。

駆動回路２６は、ＣＣＤイメージセンサ２４を駆動するための各種の駆動信号を生成し、ＣＣＤイメージセンサ２４の動作を制御する。

信号処理回路２８は、ＣＣＤイメージセンサ２４から出力される画像信号に対して、相関二重サンプリング（Correlated Double Sampling：ＣＤＳ）、自動ゲイン制御（Automatic Gain Control：ＡＧＣ）等のアナログ信号処理を行った後、Ａ／Ｄ変換を行い、得られた画像データに対して各種のデジタル信号処理を施す。例えば、信号処理回路２８は、画像データを積分し、１画面の平均信号レベルを算出し、その平均信号レベルに基づいて露光時間Ｅを伸縮制御する。

赤外光照明３０は、赤外光を被写体へ向けて放射する照明であり、その出力光の波長は、ＣＣＤイメージセンサ２４が感度を有する波長帯に設定される。赤外光照明３０は例えば、夜間などのように可視光の照度が低い撮影条件下にて点灯され、ＣＣＤイメージセンサ２４による赤外光撮影を可能とする。

制御部３２はカメラ２０の各部を制御する。例えば、制御部３２は、駆動回路２６におけるクロック発生のタイミングを制御すると共に、ＣＣＤイメージセンサ２４の動作に同期させて信号処理回路２８を動作させる。例えば、制御部３２は、信号処理回路２８から露光時間Ｅの情報を得て、それに基づいて駆動回路２６を制御すると共に、必要に応じて赤外線照明を点灯させる。

図２は、ＣＣＤイメージセンサ２４の模式的な平面図である。例えば、ＣＣＤイメージセンサ２４はフレーム転送型である。ＣＣＤイメージセンサ２４は、半導体基板面に形成された撮像部２４ｉ、蓄積部２４ｓ、水平転送部２４ｈ及び出力部２４ｄを備える。

撮像部２４ｉには入射光量に応じた信号電荷を発生する受光画素が複数、行列配置される。撮像部２４ｉに行列配置された受光画素の各列に対応して、垂直ＣＣＤシフトレジスタ４０が設けられ、垂直ＣＣＤシフトレジスタ４０の各ビットが受光画素に対応する。

蓄積部２４ｓは遮光膜で覆われ、光の入射による電荷発生を防止される。蓄積部２４ｓは、行方向に複数配列された垂直ＣＣＤシフトレジスタ４２を備える。垂直ＣＣＤシフトレジスタ４２は、撮像部２４ｉの垂直ＣＣＤシフトレジスタ４０それぞれに対応して設けられる。撮像部２４ｉと蓄積部２４ｓとの互いに対応する垂直ＣＣＤシフトレジスタ４０，４２はチャネルが連続し、両シフトレジスタを同期させて駆動することにより、撮像部２４ｉで蓄積された信号電荷を蓄積部２４ｓへ転送することができる。

水平転送部２４ｈはＣＣＤシフトレジスタ（水平ＣＣＤシフトレジスタ）であり、各ビットが蓄積部２４ｓの各垂直ＣＣＤシフトレジスタの出力に接続され、蓄積部２４ｓのライン転送動作により各列から並列して出力される信号電荷を受け取る。水平転送部２４ｈは、蓄積部２４ｓからライン転送された情報電荷を順次、出力部２４ｄに転送する。

出力部２４ｄは、電気的に独立した容量及びその電位変化を取り出すアンプからなり、水平転送部２４ｈから出力される信号電荷を１ビット単位で容量に受けて電圧値に変換し、時系列の画像信号として出力する。出力部２４ｄの容量はリセットパルス信号φrでリセットトランジスタをオン状態とすることでリセットされる。

上述した、垂直ＣＣＤシフトレジスタ４０，４２、水平ＣＣＤシフトレジスタや出力部２４ｄのリセットトランジスタ等の構造は、半導体基板の一方主面に、集積回路技術を用いて形成される。ここでは、この一方主面を半導体基板の表面とし、もう一方の主面を裏面とする。

図３は、光学系２２及びＣＣＤイメージセンサ２４の模式的な断面図である。この断面図は光学系２２の光軸を通り、かつ撮像部２４ｉの列方向に平行な断面を示している。光学系２２は被写体からの入射光５０を結像し、その像面の位置に合わせてＣＣＤイメージセンサ２４が配置される。ＣＣＤイメージセンサ２４は表面を光学系２２に向けて配置される。すなわち、被写体からの光５０は、光学系２２を介してＣＣＤイメージセンサ２４（撮像部２４ｉ）の表面に入射する。上述のように、ＣＣＤイメージセンサ２４は、画素毎に信号電荷の蓄積及び読み出し動作を制御するＣＣＤシフトレジスタやその他、通常のＣＣＤイメージセンサが有する主要な構造を表面に形成される。

具体的には、半導体基板としてシリコン基板５２が用いられる。シリコン基板５２はｐ型不純物を含んだ基板（Ｐ-sub）を用い、その表面にイオン注入等により不純物を導入してｎ型不純物領域（Ｎウェル５４）を形成する。このＮウェル５４は、垂直ＣＣＤシフトレジスタ４０のチャネル領域に対応して形成され、埋込チャネルの垂直ＣＣＤシフトレジスタが構成される。シリコン基板５２の表面の上にはゲート酸化膜５６を介してゲート電極５８が積層される。ゲート電極５８は列方向に複数配列される。ちなみに各ゲート電極５８は行方向に延在され、行方向に並ぶ複数の垂直ＣＣＤシフトレジスタ４０を共通に駆動する。例えば、垂直ＣＣＤシフトレジスタ４０の各ビットには３本のゲート電極５８が配置され、駆動回路２６からこれらに印加する３相駆動のクロック信号φiによりゲート電極５８下の電位井戸の形成を制御して、信号電荷の画素毎の蓄積及び垂直転送が制御される。

ゲート電極５８の上には配線層や平坦化膜からなる層６０が積層され、さらに撮像部２４ｉにはその層６０の上にカラーフィルタ６２が積層される。例えば、カラーフィルタ６２はＲＧＢ３原色のベイヤー配列とすることができ、二次元配列される画素の各列及び各行にはＲ及びＧ、又はＢ及びＧが画素毎に交互に配列される。例えば、図３に断面を表した画素列には、Ｂ及びＧが交互に配列される。

以上のようにシリコン基板５２の表面にＣＣＤシフトレジスタやカラーフィルタ６２が形成される。これに対して、シリコン基板５２の裏面には、発光体層６４が積層される。この発光体層６４は、近赤外光を吸収して可視光に変換する物質からなる。このような物質として例えば、Phosphor Technology Ltd.が提供する蛍光材が存在し、そのうちＰＴＩＲ５４５（製品形式名）は１５００ｎｍ近傍の近赤外光を可視光に変換することができる。

図４は、ＣＣＤイメージセンサ２４の垂直断面の一部を拡大して示す模式的な断面図である。この断面図は撮像部２４ｉの行方向に平行な垂直断面を示している。ｐ型シリコン基板５２本来の領域であるＰ-sub層７０の表面に、Ｎウェル５４が画素の各列毎に設けられると共に、Ｎウェル５４相互間を分離するチャネル分離領域としてｐ型不純物を高濃度に拡散したｐ^＋領域７２及び、オーバーフロードレイン領域（ＯＦＤ）としてｎ型不純物を高濃度に拡散したｎ^＋領域７４が形成される。ＯＦＤ７４はＮウェル５４の横に沿って設けられ、横型オーバーフロードレイン（ＬＯＤ）構造を形成する。このＯＦＤ７４は電位井戸の余剰電荷等を排出し、ブルーミング抑制や電子シャッタ動作を可能とする。

次に、ＣＣＤイメージセンサ２４による可視光画像及び近赤外画像の撮影の原理について、さらに説明する。

入射光５０として入射する可視光８０はシリコン基板５２内にて光電変換され信号電荷８２を生じる。可視光がシリコン基板５２へ進入する深さは波長に依存し、波長の短い紫や青の光は例えばＰ-sub層７０の比較的表面寄りの領域で専ら吸収されて信号電荷を生じ、一方、波長が長い赤の光はＰ-sub層７０の比較的深い位置まで進入し、それに応じて赤色の光が吸収され信号電荷を発生し得る領域もＰ-sub層７０の深い位置まで広がる。

光電変換においては、電子と正孔とが対で発生し、それらのうち電子が信号電荷８２として取り出される。発生した電子を電位井戸に速やかに移動させることにより応答速度を確保し、また再結合による消滅を抑制して量子効率を確保する点から、可視光が吸収されるＰ-sub層７０は空乏化され、Ｎウェル５４により基板表面近くに埋込チャネルとして形成される電位井戸に向けて電位勾配が形成される。この電子を電位井戸にドリフトさせる電位勾配が形成されるＰ-sub層７０の空乏層領域が、実質的に撮像部２４ｉの光電変換部に相当する。

入射光５０として入射する１５００ｎｍ近傍の近赤外光８４は、バンドギャップが１．１ｅＶであるシリコン基板５２では吸収されず、これを透過して裏面に達する。裏面に設けられた発光体層６４は、シリコン基板５２を透過した近赤外光８４を吸収し、可視光帯の蛍光を発する。発光体層６４にて蛍光発光により生じた可視光８６は、シリコン基板５２の裏面からＰ-sub層７０に入射し、光電変換により信号電荷８８を生じ得る。この信号電荷８８は、シリコン基板５２の表面近くの電位井戸に集められ、可視光について生じる信号電荷８２と同様にしてＣＣＤシフトレジスタにより出力部２４ｄへ転送され、画像信号として読み出される。すなわち、本ＣＣＤイメージセンサ２４は、可視光８０だけではなく、近赤外光８４についても撮像が可能である。

なお、近赤外光８４は、撮像部２４ｉの表面の前面に配置されるカラーフィルタも好適に透過し、カラーフィルタの画素毎の色の相違の影響を受けない。そのため、近赤外光８４については、撮像部２４ｉの各画素毎に輝度情報が得られ、これを読み出すことで、カラーフィルタに対応した画素毎の可視光より解像度が高い白黒画像が得られる。この白黒画像を得る際に、カラーフィルタでの吸収を補正する必要がないため、信号処理回路２８での処理が容易である。

ちなみに、発光体層６４で生じた可視光８６は、シリコン基板５２の裏面近くで光電変換し信号電荷８８を発生し得る。撮像部２４ｉは、このシリコン基板５２の裏面近くで生じる信号電荷８８を表面近くのＮウェル５４近傍に形成される電位井戸へ好適に収集可能とするために、シリコン基板５２裏面から電位井戸に向けて単調にポテンシャルが深くなるように構成している。具体的には、まず、裏面と電位井戸との間に電位障壁が形成される縦型オーバーフロードレイン（ＶＯＤ）構造を採用せず、上述のようにＬＯＤ構造を採用している。また、シリコン基板５２の裏面近くまで空乏層が広がり、空乏層電界が好適に形成されるように、Ｎウェル５４と基板裏面との間の逆バイアス電圧を設定したり、Ｐ-sub層７０を可視光の感度（特に長波長側の感度）に影響を与えない範囲で薄く加工したりすることが行われる。

一般に、光学系は、光に波長に応じて焦点距離が相違する軸上色収差を有し、レンズの赤外光の焦点距離は可視光の焦点距離より長くなる。光学系は、一般にこの軸上色収差を小さくするように設計されるが、完全になくすことはなかなか難しい。本ＣＣＤイメージセンサ２４は、光学系２２が有する軸上色収差に対応してシリコン基板５２の厚みを設計し、可視光８０と近赤外光８４とのそれぞれについて良好なフォーカスの画像が得られるようにすることができる。具体的には、図３に示すように、可視光８０の結像位置Ｓを光電変換部となるＰ-sub層７０に合わせた場合に、近赤外光８４の結像位置Ｓ'が発光体６４の位置、つまりシリコン基板５２の裏面の位置となるようにシリコン基板５２の厚みを設定する。

また、発光体層６４を構成する材料を変えることにより、ＣＣＤイメージセンサ２４が可視光の画像とは別に感度を有する光又は電磁波の波長帯を変えることができる。例えば、γ線やＸ線を吸収して発光する発光体層６４をシリコン基板５２の裏面に設けることで、可視光とγ線又はＸ線とを撮影可能なＣＣＤイメージセンサ２４を構成することができる。また、信号電荷を読み出す構成はＣＣＤシフトレジスタである必要はなく、ＭＯＳ型イメージセンサの構成、具体的には各種のＭＯＳトランジスタスイッチや信号線及び前記ＭＯＳトランジスタスイッチのオン／オフを制御する回路などからなる構造をシリコン基板５２の表面に形成する構成とすることもできる。

また、発光体層６４はＣＣＤイメージセンサ２４に予め一体に構成する必要はなく、例えば、発光体層６４は、可視光を検知可能なＣＣＤイメージセンサチップを取り付けるパッケージの当該チップの取り付け位置に塗布し、ここにＣＣＤイメージセンサの裏面を載せる構成とすることができる。

上記実施形態では、本発明に係る半導体装置として、多数の画素を有する撮像素子を示した。しかし、本発明に係る半導体装置は、単一又は少数の受光部を有する素子であり得る。例えば、ＤＶＤ再生装置等で用いられる光ピックアップ用の受光素子では、ビーム受光領域を２分割形状や４分割形状とする構成が知られているが、そのような素子に本発明を適用することもできる。

また、撮像素子では、光電変換により発生した信号電荷を露光期間に亘って蓄積した後、読み出すが、本発明は発生した信号電荷を蓄積せずに随時読み出すような受光素子にも適用することができる。上記光ピックアップ用の受光素子は、そのようなものの一例である。

本発明の実施形態に係るカメラの概略の構成を示すブロック図である。 ＣＣＤイメージセンサの模式的な平面図である。 本発明の実施形態のカメラにおける光学系及びＣＣＤイメージセンサの模式的な断面図である。 本発明の実施形態に係るＣＣＤイメージセンサの垂直断面の一部を拡大して示す模式的な断面図である。 従来のイメージセンサの模式的な断面図である。

符号の説明

２０ カメラ、２２ 光学系、２４ ＣＣＤイメージセンサ、２４ｉ 撮像部、２４ｓ 蓄積部、２４ｈ 水平転送部、２４ｄ 出力部、２６ 駆動回路、２８ 信号処理回路、３０ 赤外光照明、３２ 制御部、４０，４２ 垂直ＣＣＤシフトレジスタ、５２ シリコン基板、５４ Ｎウェル、５６ ゲート酸化膜、５８ ゲート電極、６２ カラーフィルタ、６４ 発光体層、７０ Ｐ-sub層、７２ ｐ^＋領域、７４ ｎ^＋領域。

Claims (8)

1. 半導体基板に設けられ、当該半導体基板の表面へ向けて入射される入射電磁波のうち第１目的波長帯の成分に対して光電変換を行って信号電荷を生成する光電変換部と、
   前記半導体基板の前記表面に形成され、前記信号電荷の読み出しを行う信号電荷制御構造と、
   前記半導体基板の背面に配置され、前記入射電磁波のうち前記半導体基板を透過する第２目的波長帯の成分に基づいて前記第１目的波長帯の変換光を発生する発光体と、
   を有し、
   前記光電変換部は、前記背面から入射する前記変換光が到達可能に構成され、
   前記第１目的波長帯及び前記第２目的波長帯の電磁波を検出可能であることを特徴とする半導体装置。
2. 請求項１に記載の半導体装置において、
   当該半導体装置は、前記第１目的波長帯及び前記第２目的波長帯に対応した撮像が可能な撮像素子であり、
   前記信号電荷制御構造は、画素毎に前記信号電荷の蓄積及び読み出し動作を制御すること、
   を特徴とする半導体装置。
3. 請求項２に記載の半導体装置において、
   前記半導体基板は、シリコンを主材として構成され、
   前記第１目的波長帯は、可視光の帯域を含むこと、
   を特徴とする半導体装置。
4. 請求項３に記載の半導体装置において、
   前記信号電荷制御構造の上に積層され、互いに異なる可視光成分を透過する複数種類のフィルタが前記画素に対応してモザイク状に配列されたカラーフィルタを有すること、を特徴とする半導体装置。
5. 請求項２から請求項４のいずれか１つに記載の半導体装置において、
   前記第２目的波長帯は、赤外光の帯域を含むこと、を特徴とする半導体装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１つに記載の半導体装置において、
   前記信号電荷制御構造は、電荷結合素子を含んで構成されること、を特徴とする半導体装置。
7. 請求項１から請求項６のいずれか１つに記載の半導体装置において、
   前記発光体は、前記半導体基板の前記裏面に積層されること、を特徴とする半導体装置。
8. 請求項７に記載の半導体装置において、
   前記半導体基板の前面に配置され、前記第１目的波長帯及び前記第２目的波長帯それぞれの光学像を形成する光学系を有し、
   前記半導体基板は、前記光学系の前記第１目的波長帯に対する前記第２目的波長帯の軸上色収差を補償する厚さを有すること、
   を特徴とする半導体装置。
   

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