JP2011159858A - 固体撮像装置およびその製造方法、電子機器 - Google Patents

固体撮像装置およびその製造方法、電子機器 Download PDF

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Abstract

【課題】「積層型」の固体撮像装置において、撮像画像の画像品質を向上する。
【解決手段】緑色用光電変換部２０１Ｇの透過窓ＴＭを、青色の波長領域の光が透過窓ＴＭ以外の部分よりも多く青色用光電変換部２０１Ｂへ透過するように形成する。この透過窓ＴＭは、基板１０１の撮像面（ｘｙ面）の方向で規定される幅Ｄが、λｃ／ｎ≦２Ｄ（式（１））を満たすように形成されている。このため、緑色用光電変換部２０１Ｇにおいては、「導波管の原理」によって、青色の光が多く透過することになる。
【選択図】図３

Description

本発明は、固体撮像装置およびその製造方法、電子機器に関する。
デジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラなどの電子機器は、固体撮像装置を含む。たとえば、固体撮像装置として、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｃｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型イメージセンサー、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）型イメージセンサーを含む。
固体撮像装置は、半導体基板の撮像面に、複数の画素がマトリクス状に配列されている。複数の画素のそれぞれには、光電変換部が設けられている。たとえば、フォトダイオードが光電変換部として設けられている。
固体撮像装置のうち、ＣＭＯＳ型イメージセンサーは、光電変換部のほかに、画素トランジスタなどの半導体素子を含むように、画素が構成されている。画素トランジスタは、光電変換部にて生成された信号電荷を読み出して、信号線へ電気信号として出力するように、複数のトランジスタが構成されている。
固体撮像装置において、カラー画像を撮像する際には、光電変換部は、一般に、カラーフィルタを介して入射する光を受光面で受光して光電変換することによって、信号電荷を生成する。
たとえば、赤・緑・青の３原色のカラーフィルタがベイヤー配列で撮像面に配置されており、その各色のカラーフィルタを透過した各色の光を、各画素において光電変換部が受光する。つまり、赤色のカラーフィルタが上方に設けられた画素に着目すると、被写体像として入射する光のうち、緑と青の成分の光を吸収して赤色成分の光のみが赤色のカラーフィルタを透過し、その下方において、その透過した赤色光を光電変換部が受光する。
固体撮像装置は、小型化と共に、画素数の増加が要求されている。このため、１つの画素のサイズが、ますます、小さくなるので、十分な光量を受光することが困難になってきており、撮像画像の画層品質の向上が容易ではない。
このような不具合を解消するために、撮像面に沿った方向に各色の光を選択的に受光する光電変換部を配置せずに、撮像面に対して垂直な方向に各色の光電変換部を積層させて配置する「積層型」が提案されている。
この「積層型」は、たとえば、入射光に含まれる３原色の光のそれぞれを、順次、受光するように、有機光電変換膜を光電変換部として３層積層することが提案されている。この場合には、上方に設けられた光電変換部において、入射光の一部が吸収されて、光電変換が行われる。そして、その上方に設けられた光電変換部にて吸収されなかった光の一部が、その下方に位置する他の光電変換部によって吸収されて、光電変換が行われる。たとえば、最上層の光電変換部が緑色の光を吸収し、中間の光電変換部が青色の光を吸収し、最下層の光電変換部が赤色の光を吸収する。そして、各光電変換部においては、光電変換が行われて信号電荷が生成される（たとえば、特許文献１参照）。
この他に、「積層型」においては、たとえば、半導体基板の内部に光電変換部を設けると共に、その上方に、有機光電変換膜を光電変換部として設けることが提案されている。たとえば、半導体基板内に青色と赤色の光を受光するフォトダイオードを異なる深さで形成すると共に、その半導体基板の表面に、緑色の光を受光する光電変化膜を形成することが提案されている（たとえば、特許文献２，３参照）。
このように、「積層型」は、各画素において、一色の光のみではなく、複数の色の光のそれぞれが受光される。このため、光の利用効率を向上可能であるために、小型化を容易に実現できる。たとえば、赤・緑・青の３原色の光をそれぞれ受光するように、３つの有機光電変換膜を積層した場合には、光の利用効率が３倍になるので、１画素当たりの面積を、たとえば、１／３にすることが可能である。また、「積層型」の場合には、画素がベイヤー配列で配列されている場合と比較して、デモザイク演算処理の必要がないので、偽色の発生を抑制することができる。
特開２００５−３４７３８６号公報 特開２００５−３５３６２６号公報 特開２００８−２５８４７４号公報
上述した有機光電変換膜として、たとえば、キナクリドンが用いられている。
図２１は、キナクリドンを用いて形成された有機光電変換膜の外部量子効率の測定結果を示す図である。図２１において、横軸は、光の波長（ｎｍ）であって、縦軸は、外部量子効率を示している。
図２１に示すように、キナクリドンを用いて形成された有機光電変換膜は、緑色の波長領域において、外部量子効率が高く、高い感度を有する。
しかしながら、図２１に示すように、緑色の波長領域の他にも、青色の波長領域において、ある程度の感度を有する。
このため、「積層型」においては、色再現性が十分で無い場合がある。また、これに起因して、色補正の演算信号処理のリニアマトリックス係数が大きくなり、この演算信号処理によってノイズの増幅が起こる結果、画像品質が低下する場合がある。
また、緑色の光を受光する光電変換部では青色の光を吸収するので、その下層において青色の光を受光する光電変換部では、青色の光が入射する量が、低下することになる。このため、色バランスの悪化とともに、ホワイトバランス係数が高くなって、演算によるノイズ増幅が起こる結果、画像品質が低下する場合がある。
このように、「積層型」の固体撮像装置において、上層の光電変換部が長波長の光を受光後、その上層の光電変換部を透過した短波長の光を下層に位置する光電変換部が受光する際には、画像品質が十分でない場合がある。これは、有機材料で光電変換部を形成する場合以外に、無機材料で光電変換部を形成する場合においても、同様な不具合が生ずる場合がある。
したがって、本発明は、撮像画像の画像品質を向上可能な、固体撮像装置およびその製造方法、電子機器を提供する。
本発明の固体撮像装置は、入射光において第１の波長領域の光を選択的に受光して光電変換する第１光電変換部と、前記入射光において前記第１の波長領域よりも短い第２の波長領域を選択的に受光して光電変換する第２光電変換部とを少なくとも具備し、前記第２光電変換部が前記第１光電変換部を透過した光を受光するように、基板の撮像面において前記第１光電変換部が前記第２光電変換部の上方に積層されており、前記第１光電変換部は、前記第２の波長領域の光が他の部分よりも前記第２光電変換部へ透過する透過部が形成されており、前記透過部は、前記基板の撮像面の方向で規定される幅Ｄが、当該透過部の周辺の屈折率ｎ、および、前記第２光電変換部に選択的に光電変換させる前記第２の波長領域の最長波長λｃとの間において、下記の式（１）を満たす部分を含むように形成されている。
λｃ／ｎ≦２Ｄ ・・・（１）
本発明の固体撮像装置の製造方法は、入射光において第１の波長領域の光を選択的に受光して光電変換する第１光電変換部と、前記入射光において前記第１の波長領域よりも短い第２の波長領域を選択的に受光して光電変換する第２光電変換部とを少なくとも具備し、前記第２光電変換部が前記第１光電変換部を透過した光を受光するように、基板の撮像面において前記第１光電変換部が前記第２光電変換部の上方に積層されている固体撮像装置を製造する工程を有し、前記固体撮像装置を製造する工程は、前記第１光電変換部に、前記第２の波長領域の光が他の部分よりも前記第２光電変換部へ透過する透過部を形成する透過部形成工程を含み、当該透過部形成工程は、前記透過部において前記基板の撮像面の方向で規定される幅Ｄが、当該透過部の周辺の屈折率ｎ、および、前記第２光電変換部に選択的に光電変換させる前記第２の波長領域の最長波長λｃとの間において、下記の式（１）を満たす部分を含むように、前記透過部を形成する。
λｃ／ｎ≦２Ｄ ・・・（１）
本発明の電子機器は、入射光において第１の波長領域の光を選択的に受光して光電変換する第１光電変換部と、前記入射光において前記第１の波長領域よりも短い第２の波長領域を選択的に受光して光電変換する第２光電変換部とを少なくとも具備し、前記第２光電変換部が前記第１光電変換部を透過した光を受光するように、基板の撮像面において前記第１光電変換部が前記第２光電変換部の上方に積層されており、前記第１光電変換部は、前記第２の波長領域の光が他の部分よりも前記第２光電変換部へ透過する透過部が形成されており、前記透過部は、前記基板の撮像面の方向で規定される幅Ｄが、当該透過部内の周辺の屈折率ｎ、および、前記第２光電変換部に選択的に光電変換させる前記第２の波長領域の最長波長λｃとの間において、下記の式（１）を満たす部分を含むように形成されている。
λｃ／ｎ≦２Ｄ ・・・（１）
本発明では、透過部において基板の撮像面の方向で規定される幅Ｄが、当該透過部の周辺の屈折率ｎ、および、第２光電変換部に選択的に光電変換させる第２の波長領域の最長波長λｃとの間において、式（１）を満たす部分を含むように形成する。
本発明によれば、撮像画像の画像品質を向上可能な、固体撮像装置およびその製造方法、電子機器を提供することができる。
図１は、本発明にかかる実施形態１において、カメラ４０の構成を示す構成図である。 図２は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１の全体構成を示すブロック図である。 図３は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置を構成する画素の要部を示す図である。 図４は、本発明にかかる実施形態１において、有機光電変換膜２１１ＧＫを示す図である。 図５は、本発明にかかる実施形態１において、緑色用光電変換部２０１Ｇの回路構成を示す回路図である。 図６は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置を製造する方法について示す図である。 図７は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置を製造する方法について示す図である。 図８は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置を製造する方法について示す図である。 図９は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置を製造する方法について示す図である。 図１０は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置を製造する方法について示す図である。 図１１は、本発明に係る実施形態１において、有機光電変換膜２１１ＧＫの外部量子効率を示す図である。 図１２は、本発明に係る実施形態１において、有機光電変換膜２１１ＧＫの吸収特性を示す図である。 図１３は、本発明に係る実施形態１において、固体撮像装置の分光感度を示す図である。 図１４は、本発明にかかる実施形態２において、固体撮像装置の要部を示す図である。 図１５は、本発明にかかる実施形態３において、固体撮像装置の要部を示す図である。 図１６は、本発明にかかる実施形態２において、固体撮像装置を製造する方法について示す図である。 図１７は、本発明にかかる実施形態において、変形例を示す図である。 図１８は、本発明にかかる実施形態において、変形例を示す図である。 図１９は、本発明にかかる実施形態において、変形例を示す図である。 図２０は、本発明にかかる実施形態において、変形例を示す図である。 図２１は、キナクリドンを用いて形成された有機光電変換膜の外部量子効率の測定結果を示す図である。
以下に、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
なお、説明は、下記の順序で行う。
１．実施形態１（透過窓が円柱状である場合）
２．実施形態２（透過窓が光電変換膜の周囲を囲うように形成されている場合）
３．実施形態３（透過窓が直方体状である場合）
４．その他
＜１．実施形態１＞
（Ａ）装置構成
（Ａ−１）カメラの要部構成
図１は、本発明にかかる実施形態１において、カメラ４０の構成を示す構成図である。
図１に示すように、カメラ４０は、固体撮像装置１と、光学系４２と、制御部４３と、信号処理回路４４とを有する。各部について、順次、説明する。
固体撮像装置１は、光学系４２を介して入射する光（被写体像）Ｈを撮像面ＰＳで受光して光電変換することによって、信号電荷を生成する。ここでは、固体撮像装置１は、制御部４３から出力される制御信号に基づいて駆動する。具体的には、信号電荷を読み出して、ローデータとして出力する。
光学系４２は、結像レンズや絞りなどの光学部材を含み、被写体像として入射する光Ｈを、固体撮像装置１の撮像面ＰＳへ集光するように配置されている。
制御部４３は、各種の制御信号を固体撮像装置１と信号処理回路４４とに出力し、固体撮像装置１と信号処理回路４４とを制御して駆動させる。
信号処理回路４４は、固体撮像装置１から出力されたローデータについて信号処理を実施することによって、被写体像についてデジタル画像を生成するように構成されている。
（Ａ−２）固体撮像装置の要部構成
固体撮像装置１の全体構成について説明する。
図２は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置１の全体構成を示すブロック図である。
固体撮像装置１は、たとえば、ＣＭＯＳ型イメージセンサとして構成されている。この固体撮像装置１は、図２に示すように、基板１０１を含む。基板１０１は、たとえば、シリコンからなる半導体基板であり、図２に示すように、基板１０１の面においては、撮像領域ＰＡと、周辺領域ＳＡとが設けられている。
撮像領域ＰＡは、図２に示すように、矩形形状であり、複数の画素Ｐが水平方向ｘと垂直方向ｙとのそれぞれに、配置されている。つまり、画素Ｐがマトリクス状に並んでいる。そして、この撮像領域ＰＡは、図１に示した撮像面ＰＳに相当する。画素Ｐの詳細については、後述する。
周辺領域ＳＡは、図２に示すように、撮像領域ＰＡの周囲に位置している。そして、この周辺領域ＳＡにおいては、周辺回路が設けられている。
具体的には、図２に示すように、垂直駆動回路１３と、カラム回路１４と、水平駆動回路１５と、外部出力回路１７と、タイミングジェネレータ１８と、シャッター駆動回路１９とが、周辺回路として設けられている。
垂直駆動回路１３は、図２に示すように、周辺領域ＳＡにおいて、撮像領域ＰＡの側部に設けられており、撮像領域ＰＡの画素Ｐを行単位で選択して駆動するように構成されている。
カラム回路１４は、図２に示すように、周辺領域ＳＡにおいて、撮像領域ＰＡの下端部に設けられており、列単位で画素Ｐから出力される信号について信号処理を実施する。ここでは、カラム回路１４は、ＣＤＳ（Ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ Ｄｏｕｂｌｅ Ｓａｍｐｌｉｎｇ；相関二重サンプリング）回路（図示なし）を含み、固定パターンノイズを除去する信号処理を実施する。
水平駆動回路１５は、図２に示すように、カラム回路１４に電気的に接続されている。水平駆動回路１５は、たとえば、シフトレジスタを含み、カラム回路１４にて画素Ｐの列ごとに保持されている信号を、順次、外部出力回路１７へ出力させる。
外部出力回路１７は、図２に示すように、カラム回路１４に電気的に接続されており、カラム回路１４から出力された信号について信号処理を実施後、外部へ出力する。外部出力回路１７は、ＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路１７ａとＡＤＣ回路１７ｂとを含む。外部出力回路１７においては、ＡＧＣ回路１７ａが信号にゲインをかけた後に、ＡＤＣ回路１７ｂがアナログ信号からデジタル信号へ変換して、外部へ出力する。
タイミングジェネレータ１８は、図２に示すように、垂直駆動回路１３、カラム回路１４、水平駆動回路１５，外部出力回路１７，シャッター駆動回路１９のそれぞれに電気的に接続されている。タイミングジェネレータ１８は、各種パルス信号を生成し、垂直駆動回路１３、カラム回路１４、水平駆動回路１５，外部出力回路１７，シャッター駆動回路１９に出力することで、各部について駆動制御を行う。
シャッター駆動回路１９は、画素Ｐを行単位で選択して、画素Ｐにおける露光時間を調整するように構成されている。
上記の各部は、行単位にて並ぶ複数の画素Ｐについて同時に駆動させる。具体的には、上述した垂直駆動回路１３によって供給される選択信号によって、画素Ｐが、水平ライン（画素行）単位で垂直方向ｙに、順次、選択される。そして、タイミングジェネレータ１８から出力される各種タイミング信号によって各画素Ｐが駆動する。これにより、各画素Ｐから出力された電気信号が、垂直信号線２７を通して、画素列ごとに、カラム回路１４に読み出される。そして、カラム回路１４にて蓄積された信号が、水平駆動回路１５によって選択されて、外部出力回路１７へ、順次、出力される。
（Ａ−３）固体撮像装置の画素構成
本実施形態にかかる固体撮像装置１の画素構成について説明する。
図３は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置を構成する画素の要部を示す図である。ここで、図３は、断面を示している。
固体撮像装置１は、図３に示すように、「積層型」であって、複数の光電変換部２０１Ｇ，２０１Ｂ，２０１Ｒが積層するように設けられている。ここでは、緑色用光電変換部２０１Ｇと、青色用光電変換部２０１Ｂと、赤色用光電変換部２０１Ｒとを含み、各部が、各画素Ｐのそれぞれに対応して設けられている。
固体撮像装置１は、図３に示すように、基板１０１を含み、基板１０１の上面の側に、緑色用光電変換部２０１Ｇが設けられている。そして、基板１０１の内部に、上面から下面に向かって、青色用光電変換部２０１Ｂと赤色用光電変換部２０１Ｒとが、順次、設けられている。
固体撮像装置１は、上部から被写体像として光が入射し、その入射光を、緑色用光電変換部２０１Ｇと青色用光電変換部２０１Ｂと赤色用光電変換部２０１Ｒとが順次受光する。
具体的には、最上層の緑色用光電変換部２０１Ｇが、入射光のうち、緑色成分の光を高感度に受光して光電変換し、緑色成分以外の光の大部分が透過する。そして、その緑色用光電変換部２０１Ｇを透過した光のうち、青色成分の光を、青色用光電変換部２０１Ｂが高感度に受光して光電変換し、青色成分以外の光の大部分が透過する。そして、その青色用光電変換部２０１Ｂを透過した光のうち、赤色成分の光を、赤色用光電変換部２０１Ｒが高感度に受光して光電変換する。
固体撮像装置１を構成する各部について順次説明する。
（Ａ−３−１）緑色用光電変換部２０１Ｇについて
固体撮像装置１において、緑色用光電変換部２０１Ｇは、図３に示すように、基板１０１の上面に、絶縁膜ＳＺを介して設けられている。
緑色用光電変換部２０１Ｇは、有機光電変換膜２１１ＧＫと、上部電極２１１ＧＵと、下部電極２１１ＧＬとを含み、絶縁膜ＳＺの側から、下部電極２１１ＧＬ、有機光電変換膜２１１ＧＫ、上部電極２１１ＧＵの順に設けられている。
緑色用光電変換部２０１Ｇにおいて、有機光電変換膜２１１ＧＫは、図３に示すように、絶縁膜ＳＺの上面にて、上部電極２１１ＧＵと下部電極２１１ＧＬとに挟まれるように設けられている。有機光電変換膜２１１ＧＫは、入射光に含まれる緑色成分の光を選択的に吸収して光電変換することで、信号電荷を生成するように構成されている。つまり、上面から入射した入射光のうち、緑色の波長領域の光を高感度に受光して光電変換するように構成されている。また、有機光電変換膜２１１ＧＫは、入射光に含まれる緑色成分以外の光については、緑色成分の光よりも多く透過するように構成されている。たとえば、有機光電変換膜２１１ＧＫは、キナクリドン類などの多環式系有機顔料を含む有機光電変換材料を用いて形成されており、この他に、キナクリドンの他、ローダーミン系色素、メラシアニン系色素を含むように構成しても良い。
緑色用光電変換部２０１Ｇにおいて、上部電極２１１ＧＵは、図３に示すように、有機光電変換膜２１１ＧＫの上面に設けられている。上部電極２１１ＧＵは、入射光が透過する透明電極であって、例えば、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛等の透明導電材料を用いて形成されている。上部電極２１１ＧＵは、たとえば、スパッタリング法などの成膜法で成膜することで形成されている。
緑色用光電変換部２０１Ｇにおいて、下部電極２１１ＧＬは、図３に示すように、絶縁膜ＳＺの上面に設けられている。下部電極２１１ＧＬは、上部電極２１１ＧＵと同様に、入射光が透過する透明電極であって、例えば、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛等の透明導電材料を用いて形成されている。下部電極２１１ＧＬは、たとえば、スパッタリング法などの成膜法で成膜することで形成されている。
本実施形態において、有機光電変換膜２１１ＧＫには、図３に示すように、透過窓ＴＭが設けられている。透過窓ＴＭは、図３に示すように、有機光電変換膜２１１ＧＫにおいて上面から下面に向かって貫通するように設けられている。
図４は、本発明にかかる実施形態１において、有機光電変換膜２１１ＧＫを示す図である。図４は、有機光電変換膜２１１ＧＫの上面を示しており、Ｘ１−Ｘ２部分が、図３に対応している。
図４に示すように、有機光電変換膜２１１ＧＫにおいては、複数の透過窓ＴＭが基板１０１の面方向（ｘｙ面）に配列されている。透過窓ＴＭは、図４に示すように、平面形状が円形になるように形成されている。
つまり、図３と図４とから判るように、透過窓ＴＭは、基板１０１の面に垂直な方向ｚに上面と下面とが並び、外周面が沿った円柱形状に形成されている。
透過窓ＴＭは、有機光電変換膜２１１ＧＫに開口が設けられ、その開口の内部に、たとえば、絶縁材料が埋め込まれている。
また、透過窓ＴＭのそれぞれは、緑色用光電変換部２０１Ｇの下層に位置する青色用光電変換部２０１Ｂにて選択的に受光されて光電変換される波長域の光が、有機光電変換膜２１１ＧＫの透過窓ＴＭ以外の部分よりも多く透過するように形成されている。すなわち、緑色用光電変換部２０１Ｇが高感度に光電変換する波長域の光よりも短波長であって、その下層に位置する青色用光電変換部２０１Ｂにて高感度に光電変換する波長域の光の吸収が、透過窓ＴＭが無い場合よりも減少するように構成されている。
具体的には、「導波管の原理」に従って、透過窓ＴＭのそれぞれは、基板１０１の面方向で規定される幅Ｄが、下記の式（１）を満たす部分を含むように形成されている。また、これと共に、透過窓ＴＭのそれぞれは、基板１０１の面方向で規定される最大幅Ｌが、下記の式（２）を満たすように形成されている。つまり、上述したように、円柱形状の透過窓ＴＭにおいては、直径が下記の式（１），（２）の幅Ｄ，Ｌに対応するように形成されている。
λｃ／ｎ≦２Ｄ ・・・（１）
λｃ／ｎ≦２Ｌ ・・・（２）
上記の式（１），（２）において、ｎは、透過窓ＴＭの周辺の屈折率を示している。具体的には、ｎは、透過窓ＴＭの側面の周辺に位置する有機光電変換膜２１１ＧＫと、上面に位置する上部電極２１１ＧＵと、下面に位置する下部電極２１１ＧＬとを含んだ実効屈折率である。ここでいう実効屈折率とは、波長オーダー領域の光場としての実効的な屈折率である。このため、本実施形態では、有機光電変換膜２１１ＧＫと上部電極２１１ＧＵと下部電極２１１ＧＬとの各屈折率値の中間的な値になる。
また、λｃは、緑色用光電変換部２０１Ｇの有機光電変換膜２１１ＧＫに入射する入射光において、減らしたい吸収波長域の最長波長（カットオフの波長）を示している。このため、緑色用光電変換部２０１Ｇの下層に位置する青色用光電変換部２０１Ｂが選択的に受光して光電変換する青色の波長域の最長波長を、カットオフ波長λｃとして幅Ｄを設定すれば、「導波管の原理」によって、青色の光が多く透過することになる。
図５は、本発明にかかる実施形態１において、緑色用光電変換部２０１Ｇの回路構成を示す回路図である。
図５に示すように、緑色用光電変換部２０１Ｇでは、有機光電変換膜２１１ＧＫで生成された信号電荷による電気信号が、緑色用読出し回路部２０２Ｇにより読み出されるように、画素が構成されている。緑色用光電変換部２０１Ｇにて、有機光電変換膜２１１ＧＫは、下部電極２１１ＧＬと上部電極２１１ＧＵとによって電圧が印加される。そして、有機光電変換膜２１１ＧＫで生成された信号電荷は、緑色用読出し回路部２０２Ｇによって読み出される。
緑色用読出し回路部２０２Ｇは、図５に示すように、読出し回路２０を含む。
読出し回路２０は、各画素Ｐのそれぞれに設けられており、各画素Ｐにおいて、有機光電変換膜２１１ＧＫで生成された信号電荷を、読み出すように構成されている。図３では図示を省略しているが、たとえば、読出し回路２０は、基板１０１の表面において、複数の画素の境界部分に位置するように配置されており、絶縁膜ＳＺで覆われている。
本実施形態においては、読出し回路２０は、図５に示すように、リセットトランジスタ２２と、増幅トランジスタ２３と、選択トランジスタ２４とを含み、３トランジスタ方式のＣＭＯＳ信号読出し回路として構成されている。つまり、緑色用光電変換部２０１Ｇで生成された信号電荷は、基板１０１に形成された蓄積ダイオードＴＤに移されて蓄積された後、３つのトランジスタからなる読出し回路２０によって、読み出される。
緑色用読出し回路部２０２Ｇにおいて、リセットトランジスタ２２は、増幅トランジスタ２３のゲート電位をリセットするように構成されている。
具体的には、リセットトランジスタ２２は、図５に示すように、行リセット信号が供給されるリセット線２９にゲートが接続されている。また、リセットトランジスタ２２は、ドレインが電源電位供給線Ｖｄｄに接続され、ソースがフローティング・ディフュージョンＦＤに接続されている。そして、リセットトランジスタ２２は、リセット線２９から入力される行リセット信号に基づいて、フローティング・ディフュージョンＦＤを介して、増幅トランジスタ２３のゲート電位を、電源電位にリセットする。
緑色用読出し回路部２０２Ｇにおいて、増幅トランジスタ２３は、緑色用の有機光電変換膜２１１ＧＫで生成された信号電荷による電気信号を、増幅して出力するように構成されている。
具体的には、増幅トランジスタ２３は、図５に示すように、ゲートがフローティング・ディフュージョンＦＤに接続されている。また、増幅トランジスタ２３は、ドレインが電源電位供給線Ｖｄｄに接続され、ソースが選択トランジスタ２４に接続されている。
緑色用読出し回路部２０２Ｇにおいて、選択トランジスタ２４は、行選択信号が入力された際に、増幅トランジスタ２３によって出力された電気信号を、垂直信号線２７へ出力するように構成されている。
具体的には、選択トランジスタ２４は、図５に示すように、選択信号が供給されるアドレス線２８にゲートが接続されている。選択トランジスタ２４は、選択信号が供給された際にはオン状態になり、上記のように増幅トランジスタ２３によって増幅された出力信号を、垂直信号線２７に出力する。
（Ａ−３−２）青色用光電変換部２０１Ｂについて
固体撮像装置１において、青色用光電変換部２０１Ｂは、図３に示すように、基板１０１の内部に設けられている。ここでは、青色用光電変換部２０１Ｂは、赤色用光電変換部２０１Ｒよりも表層側に位置するように形成されている。
青色用光電変換部２０１Ｂは、複数の画素Ｐのそれぞれに対応するように、複数が配置されている。つまり、青色用光電変換部２０１Ｂは、撮像面（ｘｙ面）において、水平方向ｘと、この水平方向ｘに対して直交する垂直方向ｙとのそれぞれに並んで設けられている。
この青色用光電変換部２０１Ｂは、フォトダイオードであって、基板１０１の内部にｐｎ接合を有する。青色用光電変換部２０１Ｂは、入射光（被写体像）のうち、青色成分の光を選択的に吸収して光電変換することで、信号電荷を生成する。つまり、上層の緑色用光電変換部２０１Ｇを透過した光のうち、青色の波長領域の光を高感度に受光して光電変換するように構成されている。また、青色用光電変換部２０１Ｂは、青色成分以外の光については、青色成分の光よりも多く透過するように構成されている。
図示を省略しているが、青色用光電変換部２０１Ｂにおいては、生成された信号電荷による電気信号が、青色用読出し回路部（図示なし）により読み出されるように、画素が構成されている。青色用読出し回路部（図示なし）は、上述した読出し回路２０と同様な読出し回路（図示なし）が、各画素Ｐのそれぞれに設けられており、各画素Ｐの青色用光電変換部２０１Ｂにて生成された信号電荷を、読み出すように構成されている。
（Ａ−３−３）赤色用光電変換部２０１Ｒについて
固体撮像装置１において、赤色用光電変換部２０１Ｒは、図３に示すように、基板１０１の内部に設けられている。ここでは、赤色用光電変換部２０１Ｒは、青色用光電変換部２０１Ｂよりも深い位置に形成されている。
この赤色用光電変換部２０１Ｒは、複数の画素Ｐのそれぞれに対応するように、複数が配置されている。つまり、赤色用光電変換部２０１Ｒは、撮像面（ｘｙ面）において、水平方向ｘと、この水平方向ｘに対して直交する垂直方向ｙとのそれぞれに並んで設けられている。
赤色用光電変換部２０１Ｒは、青色用光電変換部２０１Ｂと同様に、フォトダイオードであって、基板１０１の内部にｐｎ接合を有する。赤色用光電変換部２０１Ｒは、入射光（被写体像）のうち、赤色成分の光を選択的に吸収して光電変換することで、信号電荷を生成する。つまり、上層の青色用光電変換部２０１Ｂを透過した光のうち、赤色の波長領域の光を高感度に受光して光電変換するように構成されている。
図示を省略しているが、赤色用光電変換部２０１Ｒにおいては、生成された信号電荷による電気信号が、赤色用読出し回路部（図示なし）により読み出されるように、画素が構成されている。赤色用読出し回路部（図示なし）は、上述した読出し回路２０と同様な読出し回路（図示なし）が、各画素Ｐのそれぞれに設けられており、各画素Ｐの赤色用光電変換部２０１Ｒにて生成された信号電荷を、読み出すように構成されている。
（Ａ−３−４）その他
上記の他に、固体撮像装置１は、各画素Ｐに対応するように、オンチップレンズ（図示なし）が設けられている。ここでは、オンチップレンズ（図示なし）は、緑色用光電変換部２０１Ｇの上面において、パッシベーション膜（図示なし）を介して、設けられている。
（Ｂ）固体撮像装置の製造方法
上述した固体撮像装置１の製造方法の要部について説明する。
図６〜図１０は、本発明にかかる実施形態１において、固体撮像装置を製造する方法について示す図である。図６〜図１０は、図３と同様に、断面を示している。
まず、図６に示すように、赤色用光電変換部２０１Ｒ，青色用光電変換部２０１Ｂの形成を実施すると共に、緑色用光電変換部２０１Ｇの下部電極２１１ＧＬの形成を実施する。
ここでは、基板１０１の内部に赤色用光電変換部２０１Ｒと青色用光電変換部２０１Ｂとを形成する。赤色用光電変換部２０１Ｒが青色用光電変換部２０１Ｂよりも深い位置になるように形成する。
具体的には、シリコン半導体からなる基板１０１に、適宜、不純物をイオン注入することでフォトダイオードを設けることによって、赤色用光電変換部２０１Ｒ，青色用光電変換部２０１Ｂのそれぞれを形成する。
たとえば、基板１０１の上面から０．６μｍまでの位置に、青色用光電変換部２０１Ｂを形成する。そして、さらに、青色用光電変換部２０１Ｂの下面から４．３μｍまでの位置に、赤色用光電変換部２０１Ｒを形成する。
そして、基板１０１の上面に読出し回路（図示なし）などの半導体素子を形成後、その半導体素子を被覆するように、絶縁膜ＳＺを形成する。ここでは、複数種類の絶縁材料を積層させて絶縁膜ＳＺを設けても良い。たとえば、６０ｎｍ厚のＨｆＯ膜を形成後、ＳｉＯ２膜を積層して、絶縁膜ＳＺを設けても良い。
そして、絶縁膜ＳＺの上面に、緑色用光電変換部２０１Ｇの下部電極２１１ＧＬを形成する。例えば、スパッタリング法によって、１００ｎｍ厚のＩＴＯ膜を成膜することで、下部電極２１１ＧＬを形成する。
つぎに、図７に示すように、緑色用光電変換部２０１Ｇの有機光電変換膜２１１ＧＫについて形成する。
ここでは、絶縁膜ＳＺの上方に、メタルマスクＭＭを配置する。具体的には、緑色用光電変換部２０１Ｇの有機光電変換膜２１１ＧＫをパターンに対応するように、開口部が設けられたメタルマスクＭＭを配置する。
そして、メタルマスクＭＭを介して、絶縁膜ＳＺの上面に有機光電材料を真空蒸着することで、有機光電変換膜２１１ＧＫを形成する。たとえば、キナクリドン類などの多環式系有機顔料を含む有機光電変換材料を用いて有機光電変換膜２１１ＧＫを形成する。
その後、図８に示すように、メタルマスクＭＭを取り除く。これにより、透過窓ＴＭを形成する部分に開口ＫＫが設けられた有機光電変換膜２１１ＧＫを形成することができる。
つぎに、図９に示すように、シリコン酸化膜ＴＭｍを設ける。
ここでは、有機光電変換膜２１１ＧＫに設けられた開口ＫＫの内部を埋め込むように、シリコン酸化膜ＴＭｍを形成する。
つぎに、図１０に示すように、透過窓ＴＭを形成する。
ここでは、有機光電変換膜２１１ＧＫの上面部分においてシリコン酸化膜ＴＭｍを除去することで、透過窓ＴＭを形成する。たとえば、ＲＩＥ法によって、シリコン酸化膜ＴＭｍについてエッチング処理を実施することで、透過窓ＴＭを形成する。
つぎに、図３に示したように、緑色用光電変換部２０１Ｇの上部電極２１１ＧＵの形成を実施する。
ここでは、有機光電変換膜２１１ＧＫの上面に、上部電極２１１ＧＵを形成する。例えば、スパッタリング法によって、１００ｎｍ厚のＩＴＯ膜を成膜することで、上部電極２１１ＧＵを形成する。これにより、緑色用光電変換部２０１Ｇが完成される。
この後、緑色用光電変換部２０１Ｇの上面にパッシベーション膜（図示なし）を設ける。たとえば、４００ｎｍ厚のＳｉＮ膜を、パッシベーション膜（図示なし）として設ける。
そして、各画素Ｐに対応するように、オンチップレンズ（図示なし）をパッシベーション膜（図示なし）上に設ける。たとえば、レンズ厚が３５０ｎｍになるように、オンチップレンズ（図示なし）を設ける。
（Ｃ）まとめ
以上のように、本実施形態は、入射光のうち緑色の波長領域の光を選択的に受光して光電変換する緑色用光電変換部２０１Ｇと、その入射光のうち緑色の波長領域よりも短い青色の波長領域を選択的に受光して光電変換する青色用光電変換部２０１Ｂとを具備する。また、緑色および青色の波長領域と異なる赤色の波長領域の光を選択的に受光して光電変換する赤色用光電変換部２０１Ｒを具備する。
ここでは、青色用光電変換部２０１Ｂが緑色用光電変換部２０１Ｇを透過した光を受光するように、基板１０１の撮像面（ｘｙ面）において、緑色用光電変換部２０１Ｇが青色用光電変換部２０１Ｂの上方に積層されている。そして、赤色用光電変換部２０１Ｒが青色用光電変換部２０１Ｂおよび緑色用光電変換部２０１Ｇを透過した光を受光するように、青色用光電変換部２０１Ｂおよび緑色用光電変換部２０１Ｇが赤色用光電変換部２０１Ｒの上方に積層されている。
そして、緑色用光電変換部２０１Ｇは、透過窓ＴＭが設けられている。透過窓ＴＭは、青色の波長領域の光が透過窓ＴＭ以外の部分よりも多く青色用光電変換部２０１Ｂへ透過するように形成されている。この透過窓ＴＭは、基板１０１の撮像面（ｘｙ面）の方向で規定される幅Ｄが、上述した式（１）を満たすように形成されている。このため、緑色用光電変換部２０１Ｇにおいては、「導波管の原理」によって、青色の光が多く透過することになる。
よって、緑色用光電変換部２０１Ｇを構成する有機光電変換膜２１１ＧＫは、緑色の波長領域以外の青色の波長領域について感度が低い。また、緑色用光電変換部２０１Ｇで青色の光が吸収する量が減り、青色用光電変換部２０１Ｂへ青色の光が入射する量が増加する。この結果、「積層型」において、色再現性を向上できる。そして、この結果、演算信号処理によってノイズの増幅が生ずることを防止でき、画像品質を向上させることができる。
図１１は、本発明に係る実施形態１において、有機光電変換膜２１１ＧＫの外部量子効率を示す図である。図１１において、横軸は、光の波長（ｎｍ）であって、縦軸は、量子効率を示している。
また、図１２は、本発明に係る実施形態１において、有機光電変換膜２１１ＧＫの吸収特性を示す図である。図１２において、横軸は、光の波長（ｎｍ）であって、縦軸は、吸収を示している。ここでは、有機光電変換膜２１１ＧＫの厚みが３００ｎｍであって、幅Ｄが１００ｎｍである透過窓ＴＭを２００ｎｍの周期で設けた場合について、ＦＤＴＤ法でシミュレーションをした結果を示している。（ＦＤＴＤ法＝Ｆｉｎｉｔｅ−ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｔｉｍｅ−ｄｏｍａｉｎ ｍｅｔｈｏｄ）
また、図１３は、本発明に係る実施形態１において、固体撮像装置の分光感度を示す図である。図１３において、横軸は、光の波長（ｎｍ）であって、縦軸は、分光感度を示している。
図１１，図１２，図１３では、実線は、本実施形態の場合を示しており、破線は、本実施形態の有機光電変換膜２１１ＧＫに対して、透過窓ＴＭを設けない場合を示している。
図１１に示すように、本実施形態の場合（実線）は、透過窓ＴＭを設けない場合（破線）と比較して、緑色の波長領域よりも短い青色の波長領域において、外部量子効率が低い。また、図１２に示すように、緑色の波長領域よりも短い青色の波長領域において、吸収率が低い。
このため、緑色の光を受光する光電変換部では青色の光を吸収する量が低下するので、その下層において青色の光を受光する光電変換部では、青色の光が入射する量が、増加することになる。
よって、図１３に示すように、青色の波長領域については、青色用光電変換部２０１Ｂでの感度が向上し、緑色用光電変換部２０１Ｇでの感度が低下する。したがって、色バランスが良好になるとともに、ノイズの発生を抑制可能であるので、画像品質を向上させることができる。
また、透過窓ＴＭについては、緑色用光電変換部２０１Ｇを構成する光電変換膜２１１ＧＫの上面と下面との間において貫通する孔として形成されている。また、透過窓ＴＭについては、基板１０１の撮像面（ｘｙ面）において、緑色用光電変換部２０１Ｇを構成する有機光電変換膜２１１ＧＫによって囲われたパターンで形成されている。このため、上部から入射した光は、光電変換膜２１１ＧＫよりも吸収がされにくい透過窓ＴＭの内部において下部へ透過するので、上記効果を好適に奏することができる。
＜２．実施形態２＞
（Ａ）装置構成など
図１４は、本発明にかかる実施形態２において、固体撮像装置の要部を示す図である。
ここで、図１４は、図４と同様に、有機光電変換膜２１１ＧＫｂを示す図である。図１４は、図４と同様に、有機光電変換膜２１１ＧＫｂの上面を示しており、Ｘ１−Ｘ２部分が、図３に対応している。
図１４に示すように、本実施形態においては、有機光電変換膜２１１ＧＫｂに設けられた透過窓ＴＭｂの形状が、実施形態１の場合と異なる。この点を除き、本実施形態は、実施形態１と同様である。このため、重複する部分については、記載を省略する。
図１４に示すように、本実施形態の有機光電変換膜２１１ＧＫｂでは、実施形態１と同様に、透過窓ＴＭｂが基板１０１の面方向（ｘｙ面）に設けられている。
しかし、図１４に示すように、実施形態１と異なり、透過窓ＴＭｂは、基板１０１の面方向（ｘｙ面）において、有機光電変換膜２１１ＧＫｂの形成部分を囲うように設けられている。ここでは、正方形状の有機光電変換膜２１１ＧＫｂが基板１０１の面方向（ｘｙ面）に並んでおり、その周囲において一体に連結するように、透過窓ＴＭｂが設けられている。
具体的には、正方形状の有機光電変換膜２１１ＧＫｂは、ｘ方向において、複数が等間隔に並ぶように設けられている。そして、有機光電変換膜２１１ＧＫｂは、ｙ方向においても、複数が等間隔に並ぶように設けられている。本実施形態では、ｘ方向に並ぶ複数の有機光電変換膜２１１ＧＫｂの第１グループと、その第１グループの有機光電変換膜２１１ＧＫｂに対して、複数の有機光電変換膜２１１ＧＫｂが、半ピッチ分、ｘ方向にシフトした第２グループとを有する。そして、その第１グループと第２グループとが、ｙ方向において透過窓ＴＭｂを介して交互に並ぶように、有機光電変換膜２１１ＧＫｂが設けられている。
上記の透過窓ＴＭｂは、実施形態１と同様に、有機光電変換膜２１１ＧＫｂに開口が設けられ、その開口の内部に、たとえば、絶縁材料が埋め込まれている。
また、透過窓ＴＭｂは、実施形態１と同様に、緑色用光電変換部２０１Ｇの下層の青色用光電変換部２０１Ｂにて選択的に受光されて光電変換される波長域の光が、有機光電変換膜２１１ＧＫｂの透過窓ＴＭｂ以外の部分よりも多く透過するように形成されている。つまり、「導波管の原理」に従って、透過窓ＴＭのそれぞれは、基板１０１の面方向で規定される幅Ｄが、上述した式（１）を満たす部分を含むように形成されている。
（Ｂ）まとめ
以上のように、本実施形態では、実施形態１と同様に、緑色用光電変換部２０１Ｇｂは、透過窓ＴＭｂが設けられている。透過窓ＴＭｂは、青色の波長領域の光が透過窓ＴＭｂ以外の有機光電変換膜２１１ＧＫｂの部分よりも多く青色用光電変換部２０１Ｂへ透過するように形成されている。具体的には、この透過窓ＴＭｂは、基板１０１の撮像面（ｘｙ面）の方向で規定される幅Ｄが、上述した式（１）を満たすように形成されている。このため、緑色用光電変換部２０１Ｇｂにおいては、「導波管の原理」によって、青色の光が多く透過することになる。
よって、緑色用光電変換部２０１Ｇｂを構成する有機光電変換膜２１１ＧＫｂは、緑色の波長領域以外の青色の波長領域について感度が低い。また、緑色用光電変換部２０１Ｇｂで青色の光が吸収する量が減り、青色用光電変換部２０１Ｂへ青色の光が入射する量が増加する。この結果、「積層型」において、色再現性を向上できる。そして、この結果、演算信号処理によってノイズの増幅が生ずることを防止でき、画像品質を向上させることができる。
特に、本実施形態の透過窓ＴＭｂは、基板１０１の撮像面（ｘｙ面）において有機光電変換膜２１１ＧＫｂを囲うようなパターンで形成されている（図１４参照）。このように正方形または長方形などの四角形の形状になると、開口面積が大きくなるので、より短波長側の透過率が高くなる。よって、画像品質を更に向上させることができる。
＜３．実施形態３＞
（Ａ）装置構成など
図１５は、本発明にかかる実施形態３において、固体撮像装置の要部を示す図である。
ここで、図１５は、図４と同様に、有機光電変換膜２１１ＧＫｃを示す図である。図１５は、図４と同様に、有機光電変換膜２１１ＧＫｃの上面を示しており、Ｘ１−Ｘ２部分が、図３に対応している。
図１４に示すように、本実施形態においては、有機光電変換膜２１１ＧＫｃおよび透過窓ＴＭｃの形状が、実施形態１の場合と異なる。この点を除き、本実施形態は、実施形態１と同様である。このため、重複する部分については、記載を省略する。
図１５に示すように、本実施形態の有機光電変換膜２１１ＧＫｃでは、実施形態１と同様に、透過窓ＴＭｃが基板１０１の面方向（ｘｙ面）に設けられている。
しかし、図１４に示すように、実施形態１と異なり、透過窓ＴＭｃは、基板１０１の面方向（ｘｙ面）において、四角形状になるように設けられている。ここでは、透過窓ＴＭｃは、基板１０１の面方向（ｘｙ面）において、ｘ方向およびｙ方向に複数が並ぶように設けられている。
具体的には、有機光電変換膜２１１ＧＫｃは、ｘ方向とｙ方向とにおいて複数が等間隔に並ぶ第１グループ２２１ｃおよび第２グループ２２２ｃを有する。そして、第１グループ２２１ｃおよび第２グループ２２２ｃの間は、ｘ方向およびｙ方向にて、半ピッチ分、シフトするように設けられている。
上記の透過窓ＴＭｃは、実施形態１と同様に、有機光電変換膜２１１ＧＫｃに開口が設けられ、その開口の内部に、たとえば、絶縁材料が埋め込まれている。
また、透過窓ＴＭｃは、実施形態１と同様に、緑色用光電変換部２０１Ｇの下層の青色用光電変換部２０１Ｂにて選択的に受光されて光電変換される波長域の光が、有機光電変換膜２１１ＧＫｃの透過窓ＴＭｃ以外の部分よりも多く透過するように形成されている。つまり、「導波管の原理」に従って、透過窓ＴＭのそれぞれは、基板１０１の面方向で規定される幅Ｄが、上述した式（１）を満たす部分を含むように形成されている。
（Ｂ）固体撮像装置の製造方法
上述した固体撮像装置１の製造方法の要部について説明する。
図１６は、本発明にかかる実施形態３において、固体撮像装置を製造する方法について示す図である。図１６は、図１５と同様に、上面を示している。
有機光電変換膜２１１ＧＫｃの形成においては、まず、図１６（Ａ）に示すように、第１グループ２２１ｃの形成を実施する。
ここでは、図１６（Ａ）に示すように、ｘ方向およびｙ方向において、正方形状の複数の有機光電変換膜が等間隔に並ぶように、第１グループ２２１ｃの有機光電変換膜を形成する。
具体的には、実施形態１の場合と同様に、開口部が格子状に形成されたメタルマスク（図示なし）を用いて、有機光電変換材料を蒸着することで、この形成を実施する。
つぎに、図１６（Ｂ）に示すように、第２グループ２２２ｃの形成を実施する。
ここでは、図１６（Ｂ）に示すように、ｘ方向およびｙ方向において、正方形状の複数の有機光電変換膜が等間隔に並ぶように、第２グループ２２２ｃの有機光電変換膜を形成する。第２グループ２２２ｃについては、第１グループ２２１ｃに対して、ｘ方向およびｙ方向において、半ピッチ分、正方形状の複数の有機光電変換膜がシフトするように設ける。
具体的には、上記と同様に、開口部が格子状に形成されたメタルマスク（図示なし）を用いて、有機光電変換材料を蒸着することで、この形成を実施する。
この後、実施形態１の場合と同様にして、各部を設けることで、固体撮像装置を完成させる。
（Ｃ）まとめ
以上のように、本実施形態においては、実施形態１と同様に、緑色用光電変換部２０１Ｇｃは、透過窓ＴＭｃが設けられている。透過窓ＴＭｃは、青色の波長領域の光が有機光電変換膜２１１ＧＫｃよりも多く青色用光電変換部２０１Ｂへ透過するように形成されている。具体的には、この透過窓ＴＭｃは、基板１０１の撮像面（ｘｙ面）の方向で規定される幅Ｄが、上述した式（１）を満たすように形成されている。このため、緑色用光電変換部２０１Ｇｃにおいては、「導波管の原理」によって、青色の光が多く透過することになる。
よって、緑色用光電変換部２０１Ｇｃを構成する有機光電変換膜２１１ＧＫｃは、緑色の波長領域以外の青色の波長領域について感度が低い。また、緑色用光電変換部２０１Ｇｃで青色の光が吸収する量が減り、青色用光電変換部２０１Ｂへ青色の光が入射する量が増加する。この結果、「積層型」において、色再現性を向上できる。そして、この結果、演算信号処理によってノイズの増幅が生ずることを防止でき、画像品質を向上させることができる。
＜４．その他＞
本発明の実施に際しては、上記した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形例を採用することができる。
（変形例１）
上記においては、最上の光電変換部のみについて、有機光電変換膜を用いて形成する場合について説明したが、これに限定されない。
図１７は、本発明にかかる実施形態において、変形例を示す図である。図１７は、図３と同様に、断面を示している。
図１６に示すように、緑色用光電変換部２０１Ｇの他に、青色用光電変換部２０１Ｂｄ，赤色用光電変換部２０１Ｒｄについて、有機光電変換膜を用いて形成しても良い。
具体的には、青色用光電変換部２０１Ｂｄについては、有機光電変換膜２１１ＢＫと、上部電極２１１ＢＵと、下部電極２１１ＢＬとを含むように形成しても良い。また、赤色用光電変換部２０１Ｒｄについては、有機光電変換膜２１１ＲＫと、上部電極２１１ＲＵと、下部電極２１１ＲＬとを含むように形成しても良い。ここでは、緑色用光電変換部２０１Ｇと青色用光電変換部２０１Ｂｄと赤色用光電変換部２０１Ｒｄとの間に、絶縁膜ＳＺが介在するように、各部を形成する。
（変形例２）
上記においては、有機光電変換膜を貫通するように透過窓を形成する場合について説明したが、これに限定されない。
図１８は、本発明にかかる実施形態において、変形例を示す図である。図１８は、図１６と同様に、断面を示している。
図１８に示すように、有機光電変換膜２１１ＧＫｅを貫通せずに、上面部分に溝を設けるように、透過窓ＴＭｅを形成しても良い。つまり、有機光電変換膜２１１ＧＫｅの上面において凹状に窪むように、透過窓ＴＭｅを形成してもよい。
図１８に示すように、溝を形成することで透過窓ＴＭｅを設けた場合は、少なくとも、その溝の底面まで、「導波管の原理」によって、短波長側の光の透過率が高くなる。そして、その溝の底面から下方においては、光は、有機光電変換膜２１１ＧＫｅの吸収を受けて透過する。このため、溝の深さを調整することで、短波長側の透過率を任意に制御することができる。
なお、本変形例では、有機光電変換膜２１１ＧＫｅの上部に溝を形成する場合について示したが、有機光電変換膜２１１ＧＫｅの下部に溝を形成した場合でも、同様な作用・効果を奏することができる。
（変形例３）
透過窓の形状については、上記の例に限定されない。
図１９は、本発明にかかる実施形態において、変形例を示す図である。図１９は、図１６と同様に、断面を示している。
図１９に示すように、有機光電変換膜２１１ＧＫｆの上面において凹状に窪んだ凹部分を含むと共に、その凹部分の中心部分が貫通するように、透過窓ＴＭｆを形成してもよい。
このように溝の幅が、深さ方向において変化する構造では、「導波管の原理」に従って、選択される波長が変化する。このため、溝の形状で、透過スペクトルを制御することができる。
なお、本変形例では、上側部分が広く下側が狭くなるように溝を形成する場合について示したが、上側部分が狭く下側が広くなるように溝を形成する場合においても、同様な作用・効果を奏することができる。
（変形例４）
上記において、緑色用光電変換部２０１Ｇで生成された信号電荷を蓄積ダイオードに蓄積し、その蓄積ダイオードから信号電荷を転送トランジスタで転送する場合について説明したが、これに限定されない。
図２０は、本発明にかかる実施形態において、変形例を示す図である。図２０は、図１６と同様に、断面を示している。
図２０（Ａ）に示すように、上記の実施形態においては、緑色用光電変換部２０１Ｇの下部電極２１１ＧＬがプラグＰＬを介して蓄積ダイオードＴＤに電気的に接続されており、信号電荷が蓄積ダイオードＴＤに蓄積される。
この他に、図２０（Ｂ）に示すように、プラグＰＬを介して緑色用光電変換部２０１Ｇの下部電極２１１ＧＬをフローティング・ディフュージョンＦＤに電気的に接続するように構成しても良い。
（その他）
上記においては、有機光電変換膜に透過窓を形成する場合について説明したが、これに限定されない。
無機材料で光電変換膜を形成した場合において、その無機材料の光電変換膜に透過窓を形成する場合においても、同様な作用・効果を奏することができる。たとえば、下記の無機材料で形成した場合において、同様な作用・効果を奏することができる。
・ＣｕＧａＩｎＳ２やＣｕＧａＩｎＳｅ２などのようなカルコパイライト材料
・ＩｎＰ，ＧａＡｓなどのＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体材料
・ＺｎＳｅなどのＩＩ−ＶＩ族化合物半導体材料
・Ｓｉ，ＧｅなどのＩＶ族化合物半導体材料
また、上記においては、透過窓の形成領域以外に光電変換材料を成膜することで、光電変換膜に透過窓を形成する場合について説明したが、これに限定されない。たとえば、透過窓の形成領域を含む領域に光電変換材料を成膜後、リソグラフィ技術を用いて、透過窓の形成領域に形成された膜をエッチングすることで、光電変換膜に透過窓を形成しても良い。
また、上記においては、透過窓にＳｉＯ２を埋め込む場合について説明したが、これに限定されない。ＳｉＮ，ＳｉＯＮ，ＳｉＣを埋め込んでも良い。その他、固形物を埋め込まずに、空気の層として構成してもよい。
また、上記の実施形態においては、カメラに本発明を適用する場合について説明したが、これに限定されない。スキャナーやコピー機などのように、固体撮像装置を備える他の電子機器に、本発明を適用しても良い。
なお、上記の実施形態において、固体撮像装置１は、本発明の固体撮像装置に相当する。また、上記の実施形態において、緑色用光電変換部２０１Ｇ，２０１Ｇｂ，２０１Ｇｃは、本発明の第１光電変換部に相当する。また、上記の実施形態において、青色用光電変換部２０１Ｂ，２０１Ｂｄは、本発明の第２光電変換部に相当する。また、上記の実施形態において、赤色用光電変換部２０１Ｒ，２０１Ｒｄは、本発明の第３光電変換部に相当する。また、上記の実施形態において、透過窓ＴＭ，ＴＭｂ，ＴＭｃ，ＴＭｅ，ＴＭｆは、本発明の透過部に相当する。
１：固体撮像装置、１３：垂直駆動回路、１４：カラム回路、１５：水平駆動回路、１７：外部出力回路、１７ａ：ＡＧＣ回路、１７ｂ：ＡＤＣ回路、１８：タイミングジェネレータ、１９：シャッター駆動回路、２０：読出し回路、２２：リセットトランジスタ、２３：増幅トランジスタ、２４：選択トランジスタ、２７：垂直信号線、２８：アドレス線、２９：リセット線、４０：カメラ、４２：光学系、４３：制御部、４４：信号処理回路、１０１：基板、２０１Ｂ，２０１Ｂｄ：青色用光電変換部、２０１Ｇ，２０１Ｇｂ，２０１Ｇｃ：緑色用光電変換部、２０１Ｒ，２０１Ｒｄ：赤色用光電変換部、２０２Ｇ：緑色用読出し回路部、２１１ＢＬ，２１１ＧＬ，２１１ＲＬ：下部電極、２１１ＢＵ，２１１ＧＵ，２１１ＲＵ：上部電極、２１１ＢＫ，２１１ＧＫ，２１１ＧＫｂ，２１１ＧＫｃ，２１１ＧＫｅ，２１１ＧＫｆ，２１１ＲＫ：有機光電変換膜、ＦＤ：フローティング・ディフュージョン、ＫＫ：開口、ＭＭ：メタルマスク、Ｐ：画素、ＰＡ：撮像領域、ＰＬ：プラグ、ＰＳ：撮像面、ＳＡ：周辺領域、ＳＺ：絶縁膜、ＴＭ，ＴＭｂ，ＴＭｃ，ＴＭｅ，ＴＭｆ：透過窓

Claims (11)

  1. 入射光において第１の波長領域の光を選択的に受光して光電変換する第１光電変換部と、
    前記入射光において前記第１の波長領域よりも短い第２の波長領域を選択的に受光して光電変換する第２光電変換部と
    を少なくとも具備し、前記第２光電変換部が前記第１光電変換部を透過した光を受光するように、基板の撮像面において前記第１光電変換部が前記第２光電変換部の上方に積層されており、
    前記第１光電変換部は、前記第２の波長領域の光が他の部分よりも前記第２光電変換部へ透過する透過部が形成されており、
    前記透過部は、前記基板の撮像面の方向で規定される幅Ｄが、当該透過部の周辺の屈折率ｎ、および、前記第２光電変換部に選択的に光電変換させる前記第２の波長領域の最長波長λｃとの間において、下記の式（１）を満たす部分を含むように形成されている、
    固体撮像装置。
    λｃ／ｎ≦２Ｄ ・・・（１）
  2. 前記透過部は、前記基板の撮像面の方向で規定される最大幅Ｌが、当該透過部の周辺の屈折率ｎ、および、前記第２光電変換部に選択的に光電変換させる前記第２の波長領域の最長波長λｃとの間において、下記の式（２）を満たすように形成されている、
    請求項１に記載の固体撮像装置。
    λｃ／ｎ≦２Ｌ ・・・（２）
  3. 前記透過部は、前記第１光電変換部の上面と下面との間において貫通するように形成されている、
    請求項２に記載の固体撮像装置。
  4. 前記透過部は、前記基板の撮像面において前記第１光電変換部によって囲われたパターンで形成されている、
    請求項２に記載の固体撮像装置。
  5. 前記透過部は、前記基板の撮像面において前記第１光電変換部を囲うようなパターンで形成されている、
    請求項２に記載の固体撮像装置。
  6. 前記第１の波長領域および前記第２の波長領域と異なる第３の波長領域の光を選択的に受光して光電変換する第３光電変換部
    をさらに具備し、基板の撮像面において前記第３光電変換部が前記第１光電変換部および前記第２光電変換部を透過した光を受光するように、前記第１光電変換部および前記第２光電変換部が前記第３光電変換部の上方に積層されている、
    請求項１に記載の固体撮像装置。
  7. 前記第１光電変換部は、前記第１の波長領域の光として緑色の光を選択的に受光して光電変換するように形成され、
    前記第２光電変換部は、前記第２の波長領域の光として青色の光を選択的に受光して光電変換するように形成され、
    前記第３光電変換部は、前記第３の波長領域の光として赤色の光を選択的に受光して光電変換するように形成されている、
    請求項６に記載の固体撮像装置。
  8. 前記透過部は、前記第１光電変換部の上面において凹状に窪むように形成されている、
    請求項１に記載の固体撮像装置。
  9. 前記第１光電変換部は、有機材料を用いて形成されている、
    請求項１から８のいずれかに記載の固体撮像装置。
  10. 入射光において第１の波長領域の光を選択的に受光して光電変換する第１光電変換部と、
    前記入射光において前記第１の波長領域よりも短い第２の波長領域を選択的に受光して光電変換する第２光電変換部とを少なくとも具備し、前記第２光電変換部が前記第１光電変換部を透過した光を受光するように、基板の撮像面において前記第１光電変換部が前記第２光電変換部の上方に積層されている固体撮像装置を製造する工程
    を有し、
    前記固体撮像装置を製造する工程は、
    前記第１光電変換部に、前記第２の波長領域の光が他の部分よりも前記第２光電変換部へ透過する透過部を形成する透過部形成工程
    を含み、
    当該透過部形成工程は、前記透過部において前記基板の撮像面の方向で規定される幅Ｄが、当該透過部の周辺の屈折率ｎ、および、前記第２光電変換部に選択的に光電変換させる前記第２の波長領域の最長波長λｃとの間において、下記の式（１）を満たす部分を含むように、前記透過部を形成する、
    固体撮像装置の製造方法。
    λｃ／ｎ≦２Ｄ ・・・（１）
  11. 入射光において第１の波長領域の光を選択的に受光して光電変換する第１光電変換部と、
    前記入射光において前記第１の波長領域よりも短い第２の波長領域を選択的に受光して光電変換する第２光電変換部と
    を少なくとも具備し、前記第２光電変換部が前記第１光電変換部を透過した光を受光するように、基板の撮像面において前記第１光電変換部が前記第２光電変換部の上方に積層されており、
    前記第１光電変換部は、前記第２の波長領域の光が他の部分よりも前記第２光電変換部へ透過する透過部が形成されており、
    前記透過部は、前記基板の撮像面の方向で規定される幅Ｄが、当該透過部内の周辺の屈折率ｎ、および、前記第２光電変換部に選択的に光電変換させる前記第２の波長領域の最長波長λｃとの間において、下記の式（１）を満たす部分を含むように形成されている、
    電子機器。
    λｃ／ｎ≦２Ｄ ・・・（１）
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