JPWO2020137283A1 - 半導体素子 - Google Patents
半導体素子 Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2020137283A1 JPWO2020137283A1 JP2020562934A JP2020562934A JPWO2020137283A1 JP WO2020137283 A1 JPWO2020137283 A1 JP WO2020137283A1 JP 2020562934 A JP2020562934 A JP 2020562934A JP 2020562934 A JP2020562934 A JP 2020562934A JP WO2020137283 A1 JPWO2020137283 A1 JP WO2020137283A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- electrode
- semiconductor
- region
- film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 283
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 142
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 77
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 45
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 23
- 230000001603 reducing effect Effects 0.000 claims abstract description 14
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 21
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 16
- 229910000530 Gallium indium arsenide Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 13
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 11
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 10
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 8
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims description 8
- 229910000673 Indium arsenide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- RPQDHPTXJYYUPQ-UHFFFAOYSA-N indium arsenide Chemical compound [In]#[As] RPQDHPTXJYYUPQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 4
- WPYVAWXEWQSOGY-UHFFFAOYSA-N indium antimonide Chemical compound [Sb]#[In] WPYVAWXEWQSOGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910000661 Mercury cadmium telluride Inorganic materials 0.000 claims description 3
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N selanylidenegallium;selenium Chemical compound [Se].[Se]=[Ga].[Se]=[Ga] VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 526
- 239000010408 film Substances 0.000 description 345
- 238000000034 method Methods 0.000 description 75
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 68
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 53
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 46
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 44
- 230000008569 process Effects 0.000 description 40
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 29
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 29
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 28
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 28
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 28
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 24
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 24
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 23
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 19
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 18
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 17
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 17
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 16
- 230000006870 function Effects 0.000 description 16
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 16
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 14
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 13
- GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N Indium phosphide Chemical compound [In]#P GPXJNWSHGFTCBW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000002674 endoscopic surgery Methods 0.000 description 12
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 10
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 10
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 9
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 8
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 8
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 8
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 8
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 7
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 7
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 6
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000009471 action Effects 0.000 description 5
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 5
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 5
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 5
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 5
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 4
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 4
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 4
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 4
- 229910000040 hydrogen fluoride Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 4
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 4
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 4
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000000231 atomic layer deposition Methods 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000010336 energy treatment Methods 0.000 description 3
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 3
- CJNBYAVZURUTKZ-UHFFFAOYSA-N hafnium(iv) oxide Chemical compound O=[Hf]=O CJNBYAVZURUTKZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);tantalum(5+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ta+5].[Ta+5] BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 3
- 229910001936 tantalum oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000001931 thermography Methods 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 208000005646 Pneumoperitoneum Diseases 0.000 description 2
- KXNLCSXBJCPWGL-UHFFFAOYSA-N [Ga].[As].[In] Chemical compound [Ga].[As].[In] KXNLCSXBJCPWGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 2
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- MOFVSTNWEDAEEK-UHFFFAOYSA-M indocyanine green Chemical compound [Na+].[O-]S(=O)(=O)CCCCN1C2=CC=C3C=CC=CC3=C2C(C)(C)C1=CC=CC=CC=CC1=[N+](CCCCS([O-])(=O)=O)C2=CC=C(C=CC=C3)C3=C2C1(C)C MOFVSTNWEDAEEK-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229960004657 indocyanine green Drugs 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 2
- 230000004297 night vision Effects 0.000 description 2
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 2
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 2
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical compound [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 2
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 2
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 2
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000004050 Pentaglottis sempervirens Species 0.000 description 1
- 235000004522 Pentaglottis sempervirens Nutrition 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003187 abdominal effect Effects 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000740 bleeding effect Effects 0.000 description 1
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- DGJPPCSCQOIWCP-UHFFFAOYSA-N cadmium mercury Chemical compound [Cd].[Hg] DGJPPCSCQOIWCP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 239000008393 encapsulating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000002073 fluorescence micrograph Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 1
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 1
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 1
- 230000000116 mitigating effect Effects 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 210000004400 mucous membrane Anatomy 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 238000000678 plasma activation Methods 0.000 description 1
- 238000005268 plasma chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N tellanylidenegermanium Chemical compound [Te]=[Ge] JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/14636—Interconnect structures
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/77—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
- H01L21/78—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
- H01L21/82—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components
- H01L21/822—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components the substrate being a semiconductor, using silicon technology
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
- H01L27/04—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/1462—Coatings
- H01L27/14621—Colour filter arrangements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/1462—Coatings
- H01L27/14623—Optical shielding
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/14625—Optical elements or arrangements associated with the device
- H01L27/14627—Microlenses
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14601—Structural or functional details thereof
- H01L27/14634—Assemblies, i.e. Hybrid structures
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS imagers
- H01L27/14649—Infrared imagers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
- H01L27/144—Devices controlled by radiation
- H01L27/146—Imager structures
- H01L27/14683—Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
- H01L27/1469—Assemblies, i.e. hybrid integration
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
- H01L31/10—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/07—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas after the connecting process
- H01L2224/08—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas after the connecting process of an individual bonding area
- H01L2224/081—Disposition
- H01L2224/0812—Disposition the bonding area connecting directly to another bonding area, i.e. connectorless bonding, e.g. bumpless bonding
- H01L2224/08135—Disposition the bonding area connecting directly to another bonding area, i.e. connectorless bonding, e.g. bumpless bonding the bonding area connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
- H01L2224/08145—Disposition the bonding area connecting directly to another bonding area, i.e. connectorless bonding, e.g. bumpless bonding the bonding area connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being stacked
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L2224/80001—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected by connecting a bonding area directly to another bonding area, i.e. connectorless bonding, e.g. bumpless bonding
- H01L2224/80003—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected by connecting a bonding area directly to another bonding area, i.e. connectorless bonding, e.g. bumpless bonding involving a temporary auxiliary member not forming part of the bonding apparatus
- H01L2224/80006—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected by connecting a bonding area directly to another bonding area, i.e. connectorless bonding, e.g. bumpless bonding involving a temporary auxiliary member not forming part of the bonding apparatus being a temporary or sacrificial substrate
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L2224/80001—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected by connecting a bonding area directly to another bonding area, i.e. connectorless bonding, e.g. bumpless bonding
- H01L2224/808—Bonding techniques
- H01L2224/80894—Direct bonding, i.e. joining surfaces by means of intermolecular attracting interactions at their interfaces, e.g. covalent bonds, van der Waals forces
- H01L2224/80895—Direct bonding, i.e. joining surfaces by means of intermolecular attracting interactions at their interfaces, e.g. covalent bonds, van der Waals forces between electrically conductive surfaces, e.g. copper-copper direct bonding, surface activated bonding
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L2224/80001—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected by connecting a bonding area directly to another bonding area, i.e. connectorless bonding, e.g. bumpless bonding
- H01L2224/808—Bonding techniques
- H01L2224/80894—Direct bonding, i.e. joining surfaces by means of intermolecular attracting interactions at their interfaces, e.g. covalent bonds, van der Waals forces
- H01L2224/80896—Direct bonding, i.e. joining surfaces by means of intermolecular attracting interactions at their interfaces, e.g. covalent bonds, van der Waals forces between electrically insulating surfaces, e.g. oxide or nitride layers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/91—Methods for connecting semiconductor or solid state bodies including different methods provided for in two or more of groups H01L2224/80 - H01L2224/90
- H01L2224/92—Specific sequence of method steps
- H01L2224/9202—Forming additional connectors after the connecting process
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/93—Batch processes
- H01L2224/95—Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips
- H01L2224/96—Batch processes at chip-level, i.e. with connecting carried out on a plurality of singulated devices, i.e. on diced chips the devices being encapsulated in a common layer, e.g. neo-wafer or pseudo-wafer, said common layer being separable into individual assemblies after connecting
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/02—Bonding areas ; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/07—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas after the connecting process
- H01L24/08—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas after the connecting process of an individual bonding area
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Abstract
本開示の一実施形態の第１の半導体素子は、配線層と化合物半導体材料を含む第１半導体層とが積層して設けられた素子領域、および素子領域の外側の周辺領域を有する素子基板と、配線層を間にして第１半導体層に対向し、配線層を介して第１半導体層に電気的に接続された読出回路基板と、配線層に設けられると共に、第１半導体層に電気的に接続された第１電極と、第１半導体層を間にして第１電極に対向する第２電極と、第２電極上に設けられると共に、非還元性を有する絶縁層とを備える。
Description
本開示は、例えば赤外線センサ等に用いられる半導体素子に関する。
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。例えば、特許文献１に記載されているように、この赤外線センサに用いられる半導体素子では、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）。
特許文献１では、ＩｎＰ（インジウムリン）により構成された成長基板上に、エピタキシャル成長させたＩｎＧａＡｓを、光電変換層として用いている。
ところで、このような半導体素子では、製造歩留まりの向上が求められている。
製造歩留まりを向上させることが可能な半導体素子を提供することが望ましい。
本開示の一実施の形態に係る第１の半導体素子は、配線層と化合物半導体材料を含む第１半導体層とが積層して設けられた素子領域、および素子領域の外側の周辺領域を有する素子基板と、配線層を間にして第１半導体層に対向し、配線層を介して第１半導体層に電気的に接続された読出回路基板と、配線層に設けられると共に、第１半導体層に電気的に接続された第１電極と、第１半導体層を間にして第１電極に対向する第２電極と、第２電極上に設けられると共に、非還元性を有する絶縁層とを備えたものである。
本開示の一実施の形態に係る第１の半導体素子では、光透過性を有する第２電極上に、非還元性を有する絶縁層を設けるようにした。これにより、第２電極と絶縁層との密着性が向上する。
本開示の一実施の形態に係る第２の半導体素子は、配線層と化合物半導体材料を含む第１半導体層とが積層して設けられた素子領域、および素子領域の外側の周辺領域を有する素子基板と、配線層を間にして第１半導体層に対向し、配線層を介して第１半導体層に電気的に接続された読出回路基板と、配線層に設けられると共に、第１半導体層に電気的に接続された第１電極と、第１半導体層を間にして第１電極に対向する第２電極と、第２電極上に設けられると共に、素子領域の周辺領域の近傍に開口を有する絶縁層と、絶縁層の上方に設けられると共に、開口を介して第２電極と電気的に接続されるアルミニウム（Ａｌ）を含む導電膜とを備えたものである。
本開示の一実施の形態に係る第２の半導体素子では、絶縁層上に設けられ、素子領域の周辺領域近傍に設けられた開口を介して第２電極と電気的に接続される導電膜を、アルミニウム（Ａｌ）を用いて形成することより、導電膜の厚みを削減する。
本開示の一実施の形態に係る第３の半導体素子は、配線層と化合物半導体材料を含む第１半導体層とが積層して設けられた素子領域、および前記素子領域の外側の周辺領域を有する素子基板と、配線層を間にして第１半導体層に対向し、配線層を介して第１半導体層に電気的に接続された読出回路基板と、配線層に設けられると共に、第１半導体層に電気的に接続された第１電極と、第１半導体層を間にして第１電極に対向する第２電極と、第２電極上に設けられると共に、素子領域の周辺領域の近傍に開口を有する絶縁層と、絶縁層の上方に設けられると共に、開口を介して第２電極と電気的に接続される導電膜と、導電膜上に設けられると共に、ブラックレジストからなる遮光膜とを備えたものである。
本開示の一実施の形態に係る第３の半導体素子では、絶縁層上に設けられ、素子領域の周辺領域近傍に設けられた開口を介して第２電極と電気的に接続される導電膜上に、さらにブラックレジストからなる遮光膜を設けることにより、導電膜の厚みを削減する。
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。以下の説明は本開示の一具体例であって、本開示は以下の態様に限定されるものではない。また、本開示は、各図に示す各構成要素の配置や寸法、寸法比等についても、それらに限定されるものではない。なお、説明する順序は、下記の通りである。
１．第１の実施の形態（第２電極上に非還元層を有する受光素子の例）
１−１．受光素子の構成
１−２．受光素子の製造方法
１−３．受光素子の動作
１−４．作用・効果
２．第２の実施の形態（Ａｌを含む導電材料を用いて導電膜を形成した例）
３．第３の実施の形態（導電膜上にブラックレジストを形成した例）
４．変形例１
５．変形例２
６．変形例３
７．変形例４
８．変形例５
９．適用例１（撮像素子の例）
１０．適用例２（電子機器の例）
１１．応用例１（内視鏡手術システムへの応用例）
１２．応用例２（移動体への応用例）
１．第１の実施の形態（第２電極上に非還元層を有する受光素子の例）
１−１．受光素子の構成
１−２．受光素子の製造方法
１−３．受光素子の動作
１−４．作用・効果
２．第２の実施の形態（Ａｌを含む導電材料を用いて導電膜を形成した例）
３．第３の実施の形態（導電膜上にブラックレジストを形成した例）
４．変形例１
５．変形例２
６．変形例３
７．変形例４
８．変形例５
９．適用例１（撮像素子の例）
１０．適用例２（電子機器の例）
１１．応用例１（内視鏡手術システムへの応用例）
１２．応用例２（移動体への応用例）
＜１．第１の実施の形態＞
図１は、本開示の第１の実施の形態に係る半導体素子（受光素子１）の断面構成の一例を模式的に表したものである。図２は、図１に示した受光素子１の全体の平面構成を模式的に表したものである。なお、図１は、図２に示したＩ−Ｉ線における断面構成を示している。受光素子１は、例えばＩＩＩ−Ｖ族半導体等の化合物半導体材料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、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）の波長の光に、光電変換機能を有するものである。この受光素子１には、例えば２次元配置された複数の受光単位領域（画素Ｐ）が設けられている。図１には、３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。
図１は、本開示の第１の実施の形態に係る半導体素子（受光素子１）の断面構成の一例を模式的に表したものである。図２は、図１に示した受光素子１の全体の平面構成を模式的に表したものである。なお、図１は、図２に示したＩ−Ｉ線における断面構成を示している。受光素子１は、例えばＩＩＩ−Ｖ族半導体等の化合物半導体材料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、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）の波長の光に、光電変換機能を有するものである。この受光素子１には、例えば２次元配置された複数の受光単位領域（画素Ｐ）が設けられている。図１には、３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。
（１−１．受光素子の構成）
受光素子１は、図２に示したように、中央部の素子領域Ｒ１と、素子領域Ｒ１の外側に設けられ、素子領域Ｒ１を囲む周辺領域Ｒ２とを有している。受光素子１は、素子領域Ｒ１から周辺領域Ｒ２にわたって設けられた導電膜１５Ｂを有している。この導電膜１５Ｂは、素子領域Ｒ１の中央部に対向する領域に開口を有している。
受光素子１は、図２に示したように、中央部の素子領域Ｒ１と、素子領域Ｒ１の外側に設けられ、素子領域Ｒ１を囲む周辺領域Ｒ２とを有している。受光素子１は、素子領域Ｒ１から周辺領域Ｒ２にわたって設けられた導電膜１５Ｂを有している。この導電膜１５Ｂは、素子領域Ｒ１の中央部に対向する領域に開口を有している。
受光素子１は、図１に示したように、素子基板１０および読出回路基板２０の積層構造を有している。素子基板１０の一方の面は光入射面（光入射面Ｓ１）であり、光入射面Ｓ１と反対の面（他方の面）が、読出回路基板２０との接合面（接合面Ｓ２）である。
素子基板１０は、読出回路基板２０に近い位置にから、配線層１０Ｗ、第１電極１１、半導体層１０Ｓ（第１半導体層）、第２電極１５およびパッシベーション膜１６Ａ，１６Ｂをこの順に有している。半導体層１０Ｓの配線層１０Ｗとの対向面および端面（側面）は、絶縁膜１７により覆われている。読出回路基板２０は、いわゆるＲＯＩＣ（Readout integrated circuit）であり、素子基板１０の接合面Ｓ２に接する配線層２０Ｗおよび多層配線層２２Ｃと、この配線層２０Ｗおよび多層配線層２２Ｃを間にして素子基板１０に対向する半導体基板２１とを有している。
素子基板１０は素子領域Ｒ１に半導体層１０Ｓを有している。換言すれば、半導体層１０Ｓが設けられた領域が、受光素子１の素子領域Ｒ１である。素子領域Ｒ１のうち、導電膜１５Ｂから露出された領域（導電膜１５Ｂの開口に対向する領域）が、受光領域である。素子領域Ｒ１のうち、周辺領域Ｒ２近傍の導電膜１５Ｂで覆われた領域は、ＯＰＢ（Optical Black）領域Ｒ１Ｂである。ＯＰＢ領域Ｒ１Ｂは、受光領域を囲むように設けられている。ＯＰＢ領域Ｒ１Ｂは、黒レベルの画素信号を得るために用いられる。素子基板１０は、周辺領域Ｒ２に、絶縁膜１７と共に埋込層１８を有している。周辺領域Ｒ２には、素子基板１０を貫通し、読出回路基板２０に達する貫通孔Ｈ１，Ｈ２が設けられている。受光素子１では、素子基板１０の光入射面Ｓ１から、パッシベーション膜１６Ａ，１６Ｂ、第２電極１５および第２コンタクト層１４を介して半導体層１０Ｓに光が入射するようになっている。半導体層１０Ｓで光電変換された信号電荷は、第１電極１１および配線層１０Ｗを介して移動し、読出回路基板２０で読み出される。以下、各部の構成について説明する。
配線層１０Ｗは、素子領域Ｒ１および周辺領域Ｒ２にわたって設けられ、読出回路基板２０との接合面Ｓ２を有している。受光素子１では、この素子基板１０の接合面Ｓ２が素子領域Ｒ１および周辺領域Ｒ２に設けられ、例えば素子領域Ｒ１の接合面Ｓ２と周辺領域Ｒ２の接合面Ｓ２とは、同一平面を構成している。後述するように、受光素子１では、埋込層１８を設けることにより周辺領域Ｒ２の接合面Ｓ２が形成される。
配線層１０Ｗは、例えば層間絶縁膜１９Ａ，１９Ｂ中に、コンタクト電極１９Ｅおよびダミー電極１９ＥＤを有している。例えば、読出回路基板２０側に層間絶縁膜１９Ｂが、第１コンタクト層１２側に層間絶縁膜１９Ａが配置され、これら層間絶縁膜１９Ａ，１９Ｂが積層して設けられている。層間絶縁膜１９Ａ，１９Ｂは、例えば、無機絶縁材料により構成されている。この無機絶縁材料としては、例えば、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）等が挙げられる。層間絶縁膜１９Ａ，１９Ｂを同一の無機絶縁材料により構成するようにしてもよい。
コンタクト電極１９Ｅは、例えば、素子領域Ｒ１に設けられている。このコンタクト電極１９Ｅは、第１電極１１と読出回路基板２０とを電気的に接続するためのものであり、素子領域Ｒ１に画素Ｐ毎に設けられている。隣り合うコンタクト電極１９Ｅは、埋込層１８および層間絶縁膜１９Ａ，１９Ｂにより電気的に分離されている。コンタクト電極１９Ｅは、例えば銅（Ｃｕ）パッドにより構成されており、接合面Ｓ２に露出されている。ダミー電極１９ＥＤは、例えば、周辺領域Ｒ２に設けられている。このダミー電極１９ＥＤは、後述の配線層２０Ｗのダミー電極２２ＥＤに接続されている。このダミー電極１９ＥＤおよびダミー電極２２ＥＤを設けることにより、周辺領域Ｒ２の強度を向上させることが可能となる。ダミー電極１９ＥＤは、例えば、コンタクト電極１９Ｅと同一工程で形成されている。ダミー電極１９ＥＤは、例えば銅（Ｃｕ）パッドにより構成されており、接合面Ｓ２に露出されている。
コンタクト電極１９Ｅと半導体層１０Ｓとの間に設けられた第１電極１１は、光電変換層１３で発生した信号電荷（正孔または電子、以下便宜上、信号電荷が正孔であるとして説明する。）を読み出すための電圧が供給される電極（アノード）であり、素子領域Ｒ１に画素Ｐ毎に設けられている。第１電極１１は、絶縁膜１７の開口を埋め込むように設けられ、半導体層１０Ｓ（より具体的には、後述の拡散領域１２Ａ）に接している。第１電極１１は、例えば、絶縁膜１７の開口よりも大きく、第１電極１１の一部は、埋込層１８に設けられている。即ち、第１電極１１の上面（半導体層１０Ｓ側の面）は、拡散領域１２Ａに接し、第１電極１１の下面および側面の一部は埋込層１８に接している。隣り合う第１電極１１は、絶縁膜１７および埋込層１８により電気的に分離されている。
第１電極１１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種を含む合金により構成されている。第１電極１１は、このような構成材料の単膜であってもよく、あるいは、２種以上を組み合わせた積層膜であってもよい。例えば、第１電極１１は、チタンおよびタングステンの積層膜により構成されている。第１電極１１の厚みは、例えば数十ｎｍ〜数百ｎｍである。
半導体層１０Ｓは、例えば、配線層１０Ｗに近い位置から、第１コンタクト層１２、光電変換層１３および第２コンタクト層１４を含んでいる。第１コンタクト層１２、光電変換層１３および第２コンタクト層１４は、互いに同じ平面形状を有し、各々の端面は、平面視で同じ位置に配置されている。
第１コンタクト層１２は、例えば、全ての画素Ｐに共通して設けられ、絶縁膜１７と光電変換層１３との間に配置されている。第１コンタクト層１２は、隣り合う画素Ｐを電気的に分離するためのものであり、第１コンタクト層１２には、例えば複数の拡散領域１２Ａが設けられている。第１コンタクト層１２に、光電変換層１３を構成する化合物半導体材料のバンドギャップよりも大きなバンドギャップの化合物半導体材料を用いることにより、暗電流を抑えることも可能となる。第１コンタクト層１２には、例えばｎ型のＩｎＰ（インジウムリン）を用いることができる。
第１コンタクト層１２に設けられた拡散領域１２Ａは、互いに離間して配置されている。拡散領域１２Ａは、画素Ｐ毎に配置され、それぞれの拡散領域１２Ａに第１電極１１が接続されている。ＯＰＢ領域Ｒ１Ｂにも拡散領域１２Ａが設けられている。拡散領域１２Ａは、光電変換層１３で発生した信号電荷を画素Ｐ毎に読み出すためのものであり、例えば、ｐ型不純物を含んでいる。ｐ型不純物としては、例えばＺｎ（亜鉛）等が挙げられる。このように、拡散領域１２Ａと、拡散領域１２Ａ以外の第１コンタクト層１２との間にｐｎ接合界面が形成され、隣り合う画素Ｐが電気的に分離されるようになっている。拡散領域１２Ａは、例えば第１コンタクト層１２の厚み方向に設けられ、光電変換層１３の厚み方向の一部にも設けられている。
第１電極１１と第２電極１５との間、より具体的には、第１コンタクト層１２と第２コンタクト層１４との間の光電変換層１３は、例えば、全ての画素Ｐに共通して設けられている。この光電変換層１３は、所定の波長の光を吸収して、信号電荷を発生させるものであり、例えば、ｉ型のＩＩＩ−Ｖ族半導体などの化合物半導体材料により構成されている。光電変換層１３を構成する化合物半導体材料としては、例えば、ＩｎＧａＡｓ（インジウムガリウム砒素），ＩｎＡｓＳｂ（インジウム砒素アンチモン），ＩｎＡｓ（インジウム砒素），ＩｎＳｂ（インジムアンチモン）およびＨｇＣｄＴｅ（水銀カドミウムテルル）等が挙げられる。Ｇｅ（ゲルマニウム）により光電変換層１３を構成するようにしてもよい。光電変換層１３では、例えば、可視領域から短赤外領域の波長の光の光電変換がなされるようになっている。
第２コンタクト層１４は、例えば、全ての画素Ｐに共通して設けられている。この第２コンタクト層１４は、光電変換層１３と第２電極１５との間に設けられ、これらに接している。第２コンタクト層１４は、第２電極１５から排出される電荷が移動する領域であり、例えば、ｎ型の不純物を含む化合物半導体により構成されている。第２コンタクト層１４には、例えば、ｎ型のＩｎＰ（インジウムリン）を用いることができる。
第２電極１５は、例えば各画素Ｐに共通の電極として、第２コンタクト層１４上（光入射側）に、第２コンタクト層１４に接するように設けられている。第２電極１５は、光電変換層１３で発生した電荷のうち、信号電荷として用いられない電荷を排出するためのものである（カソード）。例えば、正孔が、信号電荷として第１電極１１から読み出される場合には、この第２電極１５を通じて例えば電子を排出することができる。第２電極１５は、例えば赤外線などの入射光を透過可能な導電膜により構成されている。第２電極１５には、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）またはＩＴｉＯ（Ｉｎ2Ｏ3−ＴｉＯ2）等を用いることができる。第２電極１５は、例えば、後述する変形例４のように、隣り合う画素Ｐを仕切るように、格子状に設けられていてもよい。その場合、第２電極１５には光透過性の低い導電材料を用いることが可能である。
パッシベーション膜１６Ａ，１６Ｂは、第２電極１５を光入射面Ｓ１側から覆っている。パッシベーション膜１６Ａ，１６Ｂは、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）の波長の光を吸収しない材料を用いて形成することが好ましい。パッシベーション膜１６Ａ，１６Ｂは、同じ材料を用いて形成してもよいし、異なる材料を用いて形成するようにしてもよい。更に、パッシベーション膜１６Ａ，１６Ｂは、反射防止機能を有していてもよい。パッシベーション膜１６Ａ，１６Ｂは、例えばＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）法、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法、ＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）法または塗布法等により形成することができる。
パッシベーション膜１６Ａは、上記のように、第２電極１５上に設けられており、例えば、周辺領域Ｒ２のチップ端Ｅまで延在している。パッシベーション膜１６Ａは、ＯＰＢ領域Ｒ１Ｂに開口１６Ｈを有している。開口１６Ｈは、図２に示したように、例えば、受光領域を囲む額縁状に設けられている。開口１６Ｈは、例えば平面視で四角形状または円状の孔であってもよい。このパッシベーション膜１６Ａの開口１６Ｈにより、第２電極１５に、後述する導電膜１５Ｂが電気的に接続されている。
パッシベーション膜１６Ａは、非還元性を有する材料を用いて形成することが好ましい。非還元性を有する材料としては、例えば、酸化物（ＭxＯy）、窒化物（ＭxＮy）および酸窒化物（ＭxＯyＮz）が挙げられる。Ｍは、ケイ素（Ｓｉ），チタン（Ｔｉ），ハフニウム（Ｈｆ），ジルコニウム（Ｚｒ）およびイットリウム（Ｙ）が挙げられる。ｘ，ｙ，ｚは１以上の整数である。なお、窒化シリコン（ＳｉＮ）に関しては、還元性ガスを用いない成膜方法を用いることが望ましい。そのような成膜方法としては、例えばスパッタ法や塗布法等が挙げられる。パッシベーション膜１６Ａは、例えば、上記いずれかの材料からなる単層膜として形成してもよい。パッシベーション膜１６Ａを単層膜とする場合には、その単層膜は２．０ｇ／ｃｍ3以上の膜密度を有することが好ましい。膜密度の上限は特に問わないが、例えば８．０ｇ／ｃｍ3以下である。なお、膜密度は、薄膜の質量÷体積（ｇ／ｃｍ3）で定義され、例えばＸＲＲ測定によって求められる。これにより、パッシベーション膜１６Ａに封止機能が付加される。パッシベーション膜１６Ａは、例えば、図３に示したような膜１６Ａ１および膜１６Ａ２がこの順に積層された積層膜として形成してもよい。パッシベーション膜１６Ａを積層膜とする場合には、第２電極１５と直接接する膜１６Ａ１は、上記いずれかの材料を用いて形成することが好ましい。膜１６Ａ１の厚みは、例えば０．５ｎｍ以上である。膜１６Ａ２には、例えば窒化シリコン（ＳｉＮ）や酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）などの封止性の高い材料を用いることが好ましい。更に、パッシベーション膜１６Ａは、図４に示したように、第２電極１５上に３層以上の膜１６Ａ１，１６Ａ２，１６Ａ３，１６Ａ４・・・１６ＡＸが積層された多層膜としてもよい。
パッシベーション膜１６Ｂは、パッシベーション膜１６Ａおよび導電膜１５Ｂを覆うように設けられており、例えば、パッシベーション膜１６Ａと同様に、周辺領域Ｒ２のチップ端Ｅまで延在している。パッシベーション膜１６Ｂには、例えば窒化シリコン（ＳｉＮ），酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3），酸化ケイ素（ＳｉＯ2）および酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ3）等を用いることができる。なお、パッシベーション膜１６Ｂでは、窒化シリコン（ＳｉＮ）の成膜方法は特に問わず、スパッタ法および塗布法の他に、還元性ガスを用いるプラズマＣＶＤ法を用いて成膜した窒化シリコン（ＳｉＮ）膜を用いても構わない。
絶縁膜１７は、第１コンタクト層１２と埋込層１８との間に設けられると共に、第１コンタクト層１２の端面、光電変換層１３の端面、第２コンタクト層１４の端面および第２電極１５の端面を覆い、周辺領域Ｒ２ではパッシベーション膜１６に接している。この絶縁膜１７は、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯX）または酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）等の酸化物を含んで構成されている。複数の膜からなる積層構造により絶縁膜１７を構成するようにしてもよい。絶縁膜１７は、例えば酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ），炭素含有酸化シリコン（ＳｉＯＣ），窒化シリコン（ＳｉＮ）およびシリコンカーバイド（ＳｉＣ）などのシリコン（Ｓｉ）系絶縁材料により構成するようにしてもよい。絶縁膜１７の厚みは、例えば数十ｎｍ〜数百ｎｍである。
導電膜１５Ｂは、ＯＰＢ領域Ｒ１Ｂから周辺領域Ｒ２の貫通孔Ｈ１にわたって設けられている。この導電膜１５Ｂは、ＯＰＢ領域Ｒ１Ｂに設けられたパッシベーション膜１６Ａの開口１６Ｈで第２電極１５に接すると共に、貫通孔Ｈ１を介して読出回路基板２０の配線（後述の配線２２ＣＢ）に接している。これにより、読出回路基板２０から導電膜１５Ｂを介して第２電極１５に電圧が供給されるようになっている。導電膜１５Ｂは、このような第２電極１５への電圧供給経路として機能すると共に、遮光膜としての機能を有し、ＯＰＢ領域Ｒ１Ｂを形成する。導電膜１５Ｂは、例えば、タングステン（Ｗ），アルミニウム（Ａｌ），チタン（Ｔｉ），モリブデン（Ｍｏ），タンタル（Ｔａ）または銅（Ｃｕ）を含む金属材料により構成されている。導電膜１５Ｂ上にパッシベーション膜１６Ｂが設けられていてもよい。
第２コンタクト層１４の端部と第２電極１５との間に、接着層Ｂが設けられていてもよい。この接着層Ｂは、後述するように、受光素子１を形成する際に用いられるものであり、半導体層１０Ｓを仮基板（後述の図７Ｃの仮基板３３）に接合する役割を担っている。接着層Ｂは、例えばテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）または酸化シリコン（ＳｉＯ2）等により構成されている。接着層Ｂは、例えば、半導体層１０Ｓの端面よりも拡幅して設けられ、半導体層１０Ｓと共に、埋込層１８に覆われている。接着層Ｂと埋込層１８との間には、絶縁膜１７が設けられている。
図５および図６は、接着層Ｂの構成の他の例を表している。接着層Ｂは、周辺領域Ｒ２の広い領域にわたって設けられていてもよく、例えば、半導体層１０Ｓ（素子領域Ｒ１）の縁近傍から、貫通孔Ｈ１と貫通孔Ｈ２との間まで延在していてもよい（図５）。あるいは、接着層Ｂは、半導体層１０Ｓ（素子領域Ｒ１）の縁近傍から、チップ端（チップ端Ｅ）まで延在していてもよい（図６）。
埋込層１８は、受光素子１の製造工程で、仮基板（後述の図７Ｃの仮基板３３）と半導体層１０Ｓとの段差を埋めるためのものである。詳細は後述するが、この埋込層１８を形成することで、半導体層１０Ｓと仮基板３３との段差に起因した製造工程の不具合の発生が抑えられる。
周辺領域Ｒ２の埋込層１８は、配線層１０Ｗと絶縁膜１７との間、および配線層１０Ｗとパッシベーション膜１６との間に設けられ、例えば、半導体層１０Ｓの厚み以上の厚みを有している。ここでは、この埋込層１８が半導体層１０Ｓを囲んで設けられているので、半導体層１０Ｓの周囲の領域（周辺領域Ｒ２）が形成される。これにより、この周辺領域Ｒ２に読出回路基板２０との接合面Ｓ２を設けることができるようになっている。周辺領域Ｒ２に接合面Ｓ２が形成されていれば、埋込層１８の厚みを小さくしてもよいが、埋込層１８が半導体層１０Ｓを厚み方向にわたって覆い、半導体層１０Ｓの端面全面が埋込層１８に覆われていることが好ましい。埋込層１８が、絶縁膜１７を介して半導体層１０Ｓの端面全面を覆うことにより、半導体層１０Ｓへの水分の浸入を効果的に抑えることができる。素子領域Ｒ１の埋込層１８は、第１電極１１を覆うように、半導体層１０Ｓと配線層１０Ｗとの間に設けられている。
接合面Ｓ２側の埋込層１８の面は平坦化されており、周辺領域Ｒ２では、この平坦化された埋込層１８の面に配線層１０Ｗが設けられている。埋込層１８には、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯX），窒化シリコン（ＳｉＮ），酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ），炭素含有酸化シリコン（ＳｉＯＣ）およびシリコンカーバイド（ＳｉＣ）等の無機絶縁材料を用いることができる。
後述するように、受光素子１を製造する工程では、埋込層１８を形成した後、埋込層１８の上方に、層間絶縁膜１９Ａ，１９Ｂとコンタクト電極１９Ｅとを含む配線層１０Ｗが形成される（後述の図１７Ｄ）。この配線層１０Ｗを含む素子基板１０に、配線層２０Ｗを含む読出回路基板２０が貼り合わされて（後述の図１７Ｅ）受光素子１が形成される。このとき、配線層１０Ｗのコンタクト電極１９Ｅと、配線層２０Ｗのコンタクト電極２２Ｅとが接続される。コンタクト電極１９Ｅ，２２Ｅは、例えばＣｕパッドを有しており、このＣｕパッドの直接接合により、コンタクト電極１９Ｅ，２２Ｅ接続されるようになっている。コンタクト電極１９ＥをＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）法を用いて形成するとき、研磨対象の銅膜の下方に配置された埋込層１８には、研磨時の応力に耐え得る硬度が求められる。また、コンタクト電極１９Ｅ，２２ＥのＣｕパッド同士を直接接合させるためには、素子基板１０および読出回路基板２０を極めて平坦に形成することが必要である。このため、銅膜の下方に配置される埋込層１８は、研磨時の応力に耐え得る硬度を有していることが好ましい。具体的には、埋込層１８の構成材料は、一般的な半導体パッケージにおいてダイの周囲に配置される封止剤や有機材料よりも硬度が高い材料であることが好ましい。このような高い硬度を有する材料としては、例えば、無機絶縁材料が挙げられる。この無機絶縁材料を、例えばＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法、スパッタ法あるいはコーティング法で成膜することにより、埋込層１８を形成することができる。
埋込層１８には、埋込層１８を貫通する貫通孔Ｈ１，Ｈ２が設けられている。この貫通孔Ｈ１，Ｈ２は、埋込層１８と共に、配線層１０Ｗを貫通し、読出回路基板２０に達している。貫通孔Ｈ１，Ｈ２は、例えば、四角形状の平面形状を有し、素子領域Ｒ１を囲むように、各々複数の貫通孔Ｈ１，Ｈ２が設けられている（図１Ａ）。貫通孔Ｈ１は、貫通孔Ｈ２よりも素子領域Ｒ１に近い位置に設けられており、貫通孔Ｈ１の側壁および底面は、導電膜１５Ｂに覆われている。この貫通孔Ｈ１は、第２電極１５（導電膜１５Ｂ）と読出回路基板２０の配線（後述の配線２２ＣＢ）とを接続するためのものであり、パッシベーション膜１６、埋込層１８および配線層１０Ｗを貫通して設けられている。
貫通孔Ｈ２は、例えば、貫通孔Ｈ１よりもチップ端Ｅに近い位置に設けられている。この貫通孔Ｈ２は、パッシベーション膜１６、埋込層１８および配線層１０Ｗを貫通し、読出回路基板２０のパッド電極（後述のパッド電極２２Ｐ）に達している。この貫通孔Ｈ２を介して、外部と受光素子１との電気的な接続が行われるようになっている。貫通孔Ｈ１，Ｈ２は、読出回路基板２０に達していなくてもよい。例えば、貫通孔Ｈ１，Ｈ２が、配線層１０Ｗの配線に達し、この配線が読出回路基板２０の配線２２ＣＢ、パッド電極２２Ｐに接続されていてもよい。貫通孔Ｈ１，Ｈ２は、接着層Ｂを貫通していてもよい（図５，図６）。
光電変換層１３で発生した正孔および電子は、第１電極１１および第２電極１５から読み出される。この読出し動作を高速に行うためには、第１電極１１と第２電極１５との間の距離を、光電変換するに足る距離であってかつ離間し過ぎない距離にすることが好ましい。即ち、素子基板１０の厚みを小さくすることが好ましい。例えば、第１電極１１と第２電極１５との間の距離または素子基板１０の厚みは、１０μｍ以下、さらには、７μｍ以下、さらには５μｍ以下である。
読出回路基板２０の半導体基板２１は、配線層２０Ｗおよび多層配線層２２Ｃを間にして、素子基板１０に対向している。この半導体基板２１は、例えば、シリコン（Ｓｉ）により構成されている。半導体基板２１の表面（配線層２０Ｗ側の面）近傍には、複数のトランジスタが設けられている。例えば、この複数のトランジスタを用いて、画素Ｐ毎に、読出回路（Read Out Circuit）が構成されている。配線層２０Ｗは、例えば、素子基板１０側から、層間絶縁膜２２Ａおよび層間絶縁膜２２Ｂをこの順に有しており、これら層間絶縁膜２２Ａ，２２Ｂは積層して設けられている。例えば、層間絶縁膜２２Ａ中に、コンタクト電極２２Ｅおよびダミー電極２２ＥＤが設けられている。多層配線層２２Ｃは、配線層２０Ｗを間にして素子基板１０に対向して設けられている。例えば、この多層配線層２２Ｃ中に、パッド電極２２Ｐおよび複数の配線２２ＣＢが設けられている。層間絶縁膜２２Ａ，２２Ｂは、例えば、無機絶縁材料により構成されている。この無機絶縁材料としては、例えば、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）等が挙げられる。
コンタクト電極２２Ｅは、第１電極１１と配線２２ＣＢとを電気的に接続するためのものであり、素子領域Ｒ１に、画素Ｐ毎に設けられている。このコンタクト電極２２Ｅは、素子基板１０の接合面Ｓ２でコンタクト電極１９Ｅに接している。隣り合うコンタクト電極２２Ｅは、層間絶縁膜２２Ａにより電気的に分離されている。
周辺領域Ｒ２に設けられたダミー電極２２ＥＤは、素子基板１０の接合面Ｓ２でダミー電極１９ＥＤに接している。このダミー電極２２ＥＤは、例えば、コンタクト電極２２Ｅと同一工程で形成されている。コンタクト電極２２Ｅおよびダミー電極２２ＥＤは、例えば銅（Ｃｕ）パッドにより構成されており、読出回路基板２０の素子基板１０との対向面に露出されている。即ち、コンタクト電極１９Ｅとコンタクト電極２２Ｅとの間、および、ダミー電極１９ＥＤとダミー電極２２ＥＤとの間で例えばＣｕＣｕ接合がなされている。詳細は後述するが、これにより、画素Ｐを微細化することが可能となる。
コンタクト電極１９Ｅに接続された配線２２ＣＢは、半導体基板２１の表面近傍に設けられたトランジスタに接続されており、画素Ｐ毎に、第１電極１１と読出回路とが接続されるようになっている。貫通孔Ｈ１を介して導電膜１５Ｂに接続された配線２２ＣＢは、例えば所定の電位に接続されている。このように、光電変換層１３で発生した電荷の一方（例えば、正孔）は、第１電極１１から、コンタクト電極１９Ｅ，２２Ｅを介して読出回路に読み出され、光電変換層１３で発生した電荷の他方（例えば、電子）は、第２電極１５から、導電膜１５Ｂを介して、所定の電位に排出されるようになっている。
周辺領域Ｒ２に設けられたパッド電極２２Ｐは、外部と電気的な接続を行うためのものである。受光素子１のチップ端Ｅ近傍には、素子基板１０を貫通し、パッド電極２２Ｐに達する貫通孔Ｈ２が設けられ、この貫通孔Ｈ２を介して外部と電気的な接続がなされるようになっている。接続は、例えば、ワイヤーボンドまたはバンプ等の方法によりなされる。例えば、貫通孔Ｈ２内に配置された外部端子から、第２電極１５に、貫通孔Ｈ２読出回路基板２０の配線２２ＣＢおよび導電膜１５Ｂを介して所定の電位が供給されるようになっていてもよい。光電変換層１３での光電変換の結果、第１電極１１から読み出された信号電圧が、コンタクト電極１９Ｅ，２２Ｅを介して、半導体基板２１の読出回路に読み出され、この読出回路を経由して貫通孔Ｈ２内に配置された外部端子に出力されるようになっていてもよい。信号電圧は、読出回路と共に、例えば、読出回路基板２０に含まれる他の回路を経由して外部端子に出力されるようになっていてもよい。他の回路とは、例えば、信号処理回路および出力回路等である。
読出回路基板２０の厚みは、素子基板１０の厚みよりも大きいことが好ましい。例えば、読出回路基板２０の厚みは、素子基板１０の厚みよりも、２倍以上、さらには、５倍以上、さらには、１０倍以上大きいことが好ましい。あるいは、読出回路基板２０の厚みは、例えば、１００μｍ以上、あるいは、１５０μｍ以上、あるいは、２００μｍ以上である。このような大きな厚みを有する読出回路基板２０により、受光素子１の機械強度が確保される。なお、この読出回路基板２０は、回路を形成する半導体基板２１を１層のみ含むものであってもよいし、回路を形成する半導体基板２１の他に、支持基板などの基板をさらに備えていてもよい。
（１−２．受光素子の製造方法）
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７Ａ〜図１７Ｊは、受光素子１の製造工程を工程順に表したものである。
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７Ａ〜図１７Ｊは、受光素子１の製造工程を工程順に表したものである。
まず、図７Ａに示したように、例えばＩｎＰからなる成長基板３１上に、半導体層１０Ｓをエピタキシャル成長させる。成長基板３１の厚みは、例えば、数百μｍであり、半導体層１０Ｓの厚みは、例えば、数μｍである。この後、図７Ｂに示したように、半導体層１０Ｓ上に接着層Ｂを成膜する。成長基板３１の口径は、例えば、６インチ以下である。半導体層１０Ｓの形成は、例えば、第１コンタクト層１２を構成するｎ型のＩｎＰ、光電変換層１３を構成するｉ型のＩｎＧａＡｓおよび第２コンタクト層１４を構成するｎ型のＩｎＰをこの順にエピタキシャル成長させて行う。成長基板３１上に、例えばバッファ層およびストッパ層を形成した後に、半導体層１０Ｓを形成するようにしてもよい。
次に、図７Ｃに示したように、接着層Ｂを間にして、仮基板３３に、半導体層１０Ｓを形成した成長基板３１を接合する。仮基板３３は、例えば、絶縁層（絶縁層３３ＩＡ）と、基板３３Ｓを有している。絶縁層３３ＩＡは、例えば、接着層Ｂと基板３３Ｓとの間に配置されている。仮基板３３には、成長基板３１よりも大きな口径のものを用い、基板３３Ｓには例えば、シリコン（Ｓｉ）基板を用いる。仮基板３３の口径は、例えば８インチ〜１２インチである。小口径の成長基板３１を大口径の仮基板３３に接合させることにより、素子基板１０を形成する際に大口径の基板用の種々の装置を用いることが可能となる。これにより、例えば、読出回路基板２０と素子基板１０との接合をＣｕＣｕ接合にし、画素Ｐを微細化することができる。仮基板３３への成長基板３１の接合は、プラズマ活性化接合，常温接合または接着剤を使用した接合（接着剤接合）等により行うようにしてもよい。このように、例えばウェハ状の半導体層１０Ｓを仮基板３３に接合する。仮基板３３の厚みは、例えば、数百μｍである。
図８および図９は、仮基板３３および半導体層１０Ｓ（成長基板３１）の平面構成の一例を表している。ウェハ状態の仮基板３３に、仮基板３３よりも小さいウェハ状態の半導体層１０Ｓを接合するようにしてもよく（図８）、ウェハ状態の仮基板３３に、チップ状態の半導体層１０Ｓを互いに離間した状態で複数接合するようにしてもよい（図９）。
あるいは、図１０Ａ，図１０Ｂに示したように、ウェハ状態の仮基板３３に、仮基板３３と同じ大きさのウェハ状態の半導体層１０Ｓを接合するようにしてもよい。図１０Ａは、仮基板３３および半導体層１０Ｓ（成長基板３１）の平面構成を表し、図１０Ｂは、図１０ＡのＢ−Ｂ線に沿った断面構成を表している。
半導体層１０Ｓを形成した成長基板３１を仮基板３３に接合した後、図１１Ａに示したように、成長基板３１を除去する。成長基板３１の除去は、機械研削，ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing：化学機械研磨），ウェットエッチングまたはドライエッチング等により行うことができる。このとき、成長基板３１が一部残っていてもよい。また、半導体層１０Ｓが一部エッチングされてもよい。
続いて、図１１Ｂに示したように、例えば、仮基板３３のマークに合わせて半導体層１０Ｓを所定の大きさにエッチングする。これにより、複数のチップ状態の半導体層１０Ｓが形成される。図１１Ｂ以降は、複数のチップ状態の半導体層１０Ｓのうち、２つの半導体層１０Ｓを図示する。
図１２Ａは、成形前の半導体層１０Ｓの平面構成の一例を表し、図１２Ｂは、図１２Ａに続く成形後の半導体層１０Ｓの平面構成の一例を表している。図１３Ａは、成形前の半導体層１０Ｓの平面構成の他の例を表し、図１３Ｂは、図１３Ａに続く成形後の半導体層１０Ｓの平面構成の他の例を表している。このように、仮基板３３よりも小さい（図１２Ａ）あるいは仮基板３３と同じ大きさ（図１３Ａ）のウェハ状態の半導体層１０Ｓが、複数のチップ状態の半導体層１０Ｓに成形される。
あるいは、図１４Ａ，図１４Ｂに示したように、チップ状態の複数の半導体層１０Ｓが、より小さいチップ状態の複数の半導体層１０Ｓに成形されてもよい。
この半導体層１０Ｓのエッチングの際、接着層Ｂは例えば、半導体層１０Ｓと共に、エッチングされる。接着層Ｂは、半導体層１０Ｓよりも拡幅して残存し、半導体層１０Ｓの周囲に接着層Ｂが広がっていてもよい（図１１Ｂ）。
あるいは、図１５に示したように、接着層Ｂが、半導体層１０Ｓよりも狭まり、半導体層１０Ｓと仮基板３３との間に空隙が生じていてもよい。接着層Ｂは、半導体層１０Ｓと同じ大きさにエッチングされてもよい。
図１６に示したように、半導体層１０Ｓのエッチングの際に、接着層Ｂはエッチングされなくてもよい。
半導体層１０Ｓを成形した後、図１７Ａに示したように、半導体層１０Ｓに、画素Ｐ毎に拡散領域１２Ａを形成する。これにより、素子分離がなされる。拡散領域１２Ａの形成には、例えば、絶縁膜１７をハードマスクとして用いる。具体的には、半導体層１０Ｓの上面（仮基板３３との接合面と反対の面）および側面を覆うように絶縁膜１７を成膜した後、半導体層１０Ｓの上面を覆う絶縁膜１７にエッチングにより開口を形成する。その後、絶縁膜１７をハードマスクとしてｐ型不純物の気相拡散を行う。これにより選択的な領域に拡散領域１２Ａが形成される。拡散深さは、例えば、数百ｎｍであり、略等方拡散される。拡散領域１２Ａは、レジストマスクを用いてイオンインプラテーション等により形成するようにしてもよい。ここでは、大口径の仮基板３３上に設けられた半導体層１０Ｓに拡散領域１２Ａを形成するので、画素Ｐを微細化することが可能となる。
半導体層１０Ｓに拡散領域１２Ａを設けた後、図１７Ｂに示したように、半導体層１０Ｓ上に、第１電極１１を形成する。例えば、第１電極１１は、絶縁膜１７に設けた開口に、ＣＶＤ法、ＰＶＤ法、ＡＬＤ法または蒸着法等によりチタン（Ｔｉ）／タングステン（Ｗ）の積層膜を成膜した後、この積層膜を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とにより形成する。
第１電極１１を形成した後、図１７Ｃに示したように、仮基板３３の全面に埋込層１８を形成する。埋込層１８は、例えば、仮基板３３の全面に半導体層１０Ｓを埋め込むように絶縁材料を成膜した後、これをＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）により平坦化して形成する。これにより、半導体層１０Ｓの周囲（周辺領域Ｒ２）および、半導体層１０Ｓの上面（仮基板３３から最も離れた面）を覆う埋込層１８が形成される。詳細は後述するが、本実施の形態では、このように半導体層１０Ｓと仮基板３３との段差を埋める埋込層１８が形成されるので、これらの段差に起因した製造工程の不具合の発生が抑えられる。
埋込層１８を形成した後、図１７Ｄに示したように、埋込層１８を間にして半導体層１０Ｓに対向する配線層１０Ｗを形成する。例えば、埋込層１８上に、層間絶縁膜１９Ａおよび層間絶縁膜１９Ｂをこの順に成膜した後、層間絶縁膜１９Ａ，１９Ｂの第１電極１１に対向する領域に開口を形成する。この層間絶縁膜１９Ａ，１９Ｂの開口に、蒸着法，ＰＶＤ法またはメッキ法等により銅（Ｃｕ）膜を成膜した後、例えばＣＭＰ法を用いて銅膜の表面を研磨することによりコンタクト電極１９Ｅを形成する。例えば、このコンタクト電極１９Ｅの形成工程と同一工程で、周辺領域Ｒ２にはダミー電極１９ＥＤを形成する。ここでは、大口径の仮基板３３上に配線層１０Ｗを形成するので、大口径の基板用の種々の装置を用いることが可能となる。
配線層１０Ｗを形成した後、図１７Ｅに示したように、配線層１０Ｗを間にして、仮基板３３に読出回路基板２０を貼り合わせる。このとき、読出回路基板２０には、予め配線層２０Ｗを形成しておく。読出回路基板２０の配線層２０Ｗは、コンタクト電極２２Ｅ、ダミー電極２２ＥＤを有しており、読出回路基板２０を仮基板３３に貼り合わせる際には、例えば、配線層２０Ｗのコンタクト電極２２Ｅ、ダミー電極２２ＥＤと配線層１０Ｗのコンタクト電極１９Ｅ、ダミー電極１９ＥＤとがＣｕＣｕ接合される。より具体的には、素子領域Ｒ１では、コンタクト電極１９Ｅとコンタクト電極２２Ｅとが接合された接合面Ｓ２が形成され、周辺領域Ｒ２ではダミー電極１９ＥＤとダミー電極２２ＥＤとが接合された接合面Ｓ２が形成される。ここでは、素子基板１０の周辺領域Ｒ２も、読出回路基板２０に接合される。
仮基板３３に読出回路基板２０を貼り合わせた後、図１７Ｆに示したように、仮基板３３を除去する。仮基板３３は、例えば、機械研削，ウェットエッチングまたはドライエッチング等を用いることにより除去することができる。
仮基板３３を除去した後、図１７Ｇに示したように、接着層Ｂ等も除去し、半導体層１０Ｓの表面を露出させる。このとき、半導体層１０Ｓの不要な層を除去するようにしてもよい。また、半導体層１０Ｓ開口部以外の絶縁層３３ＩＡまたは絶縁膜１７を一部残すようにしてもよく、あるいは、埋込層１８を途中まで掘り込んでもよい。
続いて、図１７Ｈに示したように、仮基板３３が除去されることにより露出された半導体層１０Ｓの面（配線層１０Ｗが設けられた面と反対の面）上に第２電極１５およびパッシベーション膜１６Ａをこの順に形成する。その後、図１７Ｉに示したように、貫通孔Ｈ１および導電膜１５Ｂおよびパッシベーション膜１６Ｂをこの順に形成する。これにより、第２電極１５と読出回路基板２０とが電気的に接続される。
最後に、図１７Ｊに示したように、素子基板１０を貫通し、読出回路基板２０のパッド電極２２Ｐに達する貫通孔Ｈ２を形成する。これにより、図１に示した受光素子１が完成する。
（１−３．受光素子の動作）
受光素子１では、パッシベーション膜１６Ａ，１６Ｂ、第２電極１５および第２コンタクト層１４を介して、光電変換層１３へ光（例えば可視領域および赤外領域の波長の光）が入射すると、この光が光電変換層１３において吸収される。これにより、光電変換層１３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、例えば第１電極１１に所定の電圧が印加されると、光電変換層１３に電位勾配が生じ、発生した電荷のうち一方の電荷（例えば正孔）が、信号電荷として拡散領域１２Ａに移動し、拡散領域１２Ａから第１電極１１へ収集される。この信号電荷が、コンタクト電極１９Ｅ，２２Ｅを通じて半導体基板２１に移動し、画素Ｐ毎に読み出される。
受光素子１では、パッシベーション膜１６Ａ，１６Ｂ、第２電極１５および第２コンタクト層１４を介して、光電変換層１３へ光（例えば可視領域および赤外領域の波長の光）が入射すると、この光が光電変換層１３において吸収される。これにより、光電変換層１３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、例えば第１電極１１に所定の電圧が印加されると、光電変換層１３に電位勾配が生じ、発生した電荷のうち一方の電荷（例えば正孔）が、信号電荷として拡散領域１２Ａに移動し、拡散領域１２Ａから第１電極１１へ収集される。この信号電荷が、コンタクト電極１９Ｅ，２２Ｅを通じて半導体基板２１に移動し、画素Ｐ毎に読み出される。
（１−４．受光素子の作用・効果）
本実施の形態の受光素子１は、半導体層１０Ｓの光入射面（面Ｓ１）側に設けられた第２電極１５上に設けられるパッシベーション膜１６Ａを、非還元性を有する材料を用いて形成しものである。非還元性を有する材料を用いてパッシベーション膜１６Ａを形成することにより、第２電極１５とパッシベーション膜１６Ａとの密着性が向上する。以下、これについて説明する。
本実施の形態の受光素子１は、半導体層１０Ｓの光入射面（面Ｓ１）側に設けられた第２電極１５上に設けられるパッシベーション膜１６Ａを、非還元性を有する材料を用いて形成しものである。非還元性を有する材料を用いてパッシベーション膜１６Ａを形成することにより、第２電極１５とパッシベーション膜１６Ａとの密着性が向上する。以下、これについて説明する。
パッシベーション膜１６Ａ上には、ＯＰＢ（Optical Black）領域Ｒ１Ｂの遮光膜を兼ねる、読出回路基板２０から第２電極１５に電圧を供給するための配線（導電膜１５Ｂ）が形成される。しかしながら、この導電膜１５Ｂは、その成膜時の応力によって第２電極１５とパッシベーション膜１６Ａとの界面で剥がれを発生させる虞があり、製造歩留まりの低下の原因となる。一般的な受光素子では、第２電極１５はＩＴＯ等の酸化物透明電極材料によって形成され、パッシベーション膜１６Ａは窒化シリコン（ＳｉＮ）によって形成されている。第２電極１５とパッシベーション膜１６Ａとの界面での剥がれの原因としては、ＩＴＯの膜表面とＳｉＮとの反応が少ないことによる密着性の低さが考えられる。
これに対し、本実施の形態の受光素子１では、第２電極１５上に直接形成されるパッシベーション膜１６Ａを、非還元性を有する材料、具体的には、Ｓｉ，Ｔｉ，Ｈｆ，ＺｒおよびＹ等の酸化物、窒化物あるいは酸窒化物を用いて形成するようにした。これにより、第２電極１５とパッシベーション膜１６Ａとの反応性が高まり、密着性が向上する。よって、導電膜１５Ｂの成膜時における応力による第２電極１５とパッシベーション膜１６Ａとの界面での剥がれの発生が低減されるようになる。即ち、製造歩留まりを向上させることが可能となる。
また、導電膜１５Ｂの成膜時の応力は、半導体層１０Ｓ（具体的には、光電変換層１３）に歪みを生じさせ、暗示特性を悪化させる虞があるが、上記のように、第２電極１５と密着性の高い材料を用いてパッシベーション膜１６Ａを形成するようにしたので、暗示特性の悪化を防ぐことが可能となる。
以上説明したように、本実施の形態の受光素子１では、非還元性を有する材料を用いて第２電極１５上に直接設けられるパッシベーション膜１６Ａを形成するようにしたので、第２電極１５とパッシベーション膜１６Ａとの密着性が向上する。よって、第２電極１５とパッシベーション膜１６Ａとの界面での剥がれの発生が低減され、製造歩留まりを向上させることが可能となる。また、暗示特性の悪化を防ぐことが可能となる。
以下、第２，第３の実施の形態および第１〜第３の実施の形態に対する変形例について説明するが、以降の説明において上記第１の実施の形態と同一構成部分については同一符号を付してその説明は適宜省略する。
＜２．第２の実施の形態＞
図１８は、本開示の第２の実施の形態に係る受光素子（受光素子２）の断面構成を模式的に表したものである。受光素子２は、上記第１の実施の形態と同様に、例えばＩＩＩ−Ｖ族半導体等の化合物半導体材料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、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）の波長の光に、光電変換機能を有するものである。受光素子２は、読出回路基板２０から第２電極１５へ電圧を供給する導電膜３５Ｂを、アルミニウム（Ａｌ）を用いて形成したものである。
図１８は、本開示の第２の実施の形態に係る受光素子（受光素子２）の断面構成を模式的に表したものである。受光素子２は、上記第１の実施の形態と同様に、例えばＩＩＩ−Ｖ族半導体等の化合物半導体材料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、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）の波長の光に、光電変換機能を有するものである。受光素子２は、読出回路基板２０から第２電極１５へ電圧を供給する導電膜３５Ｂを、アルミニウム（Ａｌ）を用いて形成したものである。
導電膜３５Ｂは、ＯＰＢ領域Ｒ１Ｂから周辺領域Ｒ２の貫通孔Ｈ１にわたって設けられている。この導電膜３５Ｂは、ＯＰＢ領域Ｒ１Ｂに設けられたパッシベーション膜１６の開口１６Ｈで第２電極１５に接すると共に、貫通孔Ｈ１を介して読出回路基板２０の配線（後述の配線２２ＣＢ）に接している。これにより、読出回路基板２０から導電膜３５Ｂを介して第２電極１５に電圧が供給されるようになっている。導電膜３５Ｂは、このような第２電極１５への電圧供給経路として機能すると共に、遮光膜としての機能を有し、ＯＰＢ領域Ｒ１Ｂを形成する。
導電膜３５Ｂは、例えば、膜応力が低く、且つ、赤外領域において、例えばタングステン（Ｗ）よりも遮光性能が高い材料により構成されている。具体的には、アルミニウム（Ａｌ）を用いて形成されている。導電膜３５Ｂは、例えば、バリアメタルとＡｌ膜との積層膜として形成することが好ましい。これにより、第２電極１５と接する開口１６Ｈ内におけるＡｌの酸化を防止することができる。バリアメタルとしては、例えば、チタン（Ｔｉ）または窒化チタン（ＴｉＮ）の単層膜、Ｔｉ／ＴｉＮの積層膜が挙げられる。この他、バリアメタルの材料としては、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）またはモリブデン（Ｍｏ）、あるいはその窒化物等を用いてもよい。
導電膜３５Ｂは、さらに、表面に反射防止構造を有することが好ましい。具体的には、導電膜３５Ｂを構成するＡｌ膜上に、例えば３０ｎｍの厚みを有するＷ膜を積層することが好ましい。Ａｌ膜上にＷ膜を積層することにより、ゴーストの発生が抑制される。Ａｌ／Ｗの積層膜の加工が難しい場合には、Ａｌ膜とＷ膜との間に酸化シリコン（ＳｉＯｘ）膜や窒化シリコン（ＳｉＮ）膜を形成するようにしてもよい。なお、後述する第３の実施の形態のように、導電膜１５Ｂ上にブラックレジストからなる遮光膜３７を設ける等、金属膜以外の手法で対応できる場合には、反射防止構造は省略しても構わない。
パッシベーション膜３６は、上記パッシベーション膜１６Ａ，１６Ｂと同様に、第２電極１５を光入射面Ｓ１側から覆っている。パッシベーション膜３６は、反射防止機能を有していてもよい。パッシベーション膜３６には、例えば窒化シリコン（ＳｉＮ），酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3），酸化ケイ素（ＳｉＯ2）および酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ3）等を用いることができる。
本実施の形態の受光素子２は、素子領域Ｒ１の周辺領域Ｒ２近傍において、パッシベーション膜１６に形成された開口１６Ｈを介して第２電極と電気的に接続される導電膜３５Ｂを、Ａｌを用いて形成するようにしたものである。Ａｌを用いて導電膜３５Ｂを形成することにより、導電膜３５Ｂの薄膜化が可能となる。以下、これについて説明する。
図１９は、金属膜の透過分光測定より求めた、各種金属膜における波長と透過率との関係を表したものである。遮光膜を兼ねる導電膜３５Ｂに求められる遮光性能は以下のようにして求められる。
（数１）必要遮光性能 Ｎ［ｄＢ］＝ｄ［ｎｍ］×Ａ［ｄＢ／ｎｍ］・・・・・（１）
（ｄ：膜厚、Ａ：遮光性能、ｄＢ＝２０LogＴ（Ｔ：透過率））
（数１）必要遮光性能 Ｎ［ｄＢ］＝ｄ［ｎｍ］×Ａ［ｄＢ／ｎｍ］・・・・・（１）
（ｄ：膜厚、Ａ：遮光性能、ｄＢ＝２０LogＴ（Ｔ：透過率））
例えば、近赤外領域（設計波長１．５μｍ）の必要遮光性能を−１２０ｄＢとする。上記数式（１）を用いて各種金属膜を導電膜３５Ｂとして用いる場合の必要膜厚を求めると、例えば、波長１５００ｎｍでのＷ膜の遮光性能は、６０ｎｍの厚みで−３１ｄＢであり、−１２０ｄＢの遮光性能を得るためには、Ｗ膜では２４０ｎｍの厚みが必要になる。これに対して、波長１５００ｎｍでのＡｌ膜の遮光性能は、６０ｎｍの厚みのＡｌ膜では−８１ｄＢであり、−１２０ｄＢの遮光性能を得るためには、Ａｌ膜では９０ｎｍの厚みとなる。このように、Ｗ膜と比較してＡｌ膜では、より薄い厚みで同程度の遮光性能を得ることができる。
以上説明したように、本実施の形態の受光素子２では、Ａｌを用いて導電膜３５Ｂを形成するようにしたので、上記第１の実施の形態のようにＷを用いて導電膜１５Ｂを形成した場合と比較して導電膜３５Ｂの薄膜化が可能となる。即ち、導電膜３５Ｂの成膜時における応力の発生が低減される。よって、製造歩留まりを向上させることが可能となる。また、暗示特性の悪化を防ぐことが可能となる。
また、本実施の形態では、第２電極１５と接する開口１６Ｈ内において、第２電極１５と導電膜３５Ｂとの間に、導電膜３５Ｂを構成するＡｌの酸化を防止するためバリアメタルを形成するようにした。これにより、第２電極１５を構成する、例えばＩＴＯ膜によるＡｌの酸化が防止され、第２電極１５と導電膜３５Ｂとの低抵抗で安定な電気的接続が可能となる。
更に、本実施の形態では、導電膜３５Ｂを構成するＡｌ膜上に、反射防止構造としてＷ膜を積層するようにした。図２０は、Ａｌ単層膜、Ｗ単層膜およびＡｌ／Ｗ積層膜の絶対反射率を表したものである。Ａｌの単層膜と比較して、Ａｌ膜上に３０ｎｍの厚みのＷ膜を積層したＡｌ／Ｗの積層膜とすることで、Ｗの単層膜と同程度の反射率となることがわかる。よって、導電膜３５Ｂによって反射された迷光によるゴーストの発生が抑えられるようになる。
表１は、各種金属膜のスパッタ成膜条件および膜応力をまとめたものである。表２は、各種導電膜を導電膜３５Ｂとして用いる場合の各パラメータをまとめたものである。図２１は、表２に基づいた各種導電膜の膜厚とＳｉ基板の反り量との関係を表したものである。
サンプル１，２は比較例としてＷを用いたものであり、サンプル３〜５は本実施の形態の導電膜３５Ｂに対応するものである。バリアメタル（Ｔｉ）を含む導電膜（サンプル２，４，５）は、合計の遮光性能が−１２０ｄＢを超えるようにＷおよびＡｌの膜厚を調整している。応力は、表１の条件を用いて各導電膜をスパッタ成膜した場合に得られた値を示しており、各導電膜のストレス値から合成されて生じるφ２００ｍｍウェハサイズのＳｉ基板の反り量で示している。ストレスおよび反り量が共に負の値は圧縮の方向、正の値は伸長の方向である。サンプル１，２のＷを用いた導電膜と比較して、Ａｌを用いたサンプル３〜５では応力が大幅に低下していることが確認できる。
＜３．第３の実施の形態＞
図２２は、本開示の第３の実施の形態に係る受光素子（受光素子３）の断面構成を模式的に表したものである。受光素子３は、上記第１の実施の形態と同様に、例えばＩＩＩ−Ｖ族半導体等の化合物半導体材料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、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）の波長の光に、光電変換機能を有するものである。受光素子３は、導電膜１５Ｂ上に、例えば、ブラックレジストからなる遮光膜３７が設けられたものである。
図２２は、本開示の第３の実施の形態に係る受光素子（受光素子３）の断面構成を模式的に表したものである。受光素子３は、上記第１の実施の形態と同様に、例えばＩＩＩ−Ｖ族半導体等の化合物半導体材料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、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）の波長の光に、光電変換機能を有するものである。受光素子３は、導電膜１５Ｂ上に、例えば、ブラックレジストからなる遮光膜３７が設けられたものである。
遮光膜３７は、導電膜１５Ｂと共にＯＰＢ領域Ｒ１Ｂを形成するものである。遮光膜３７は、例えば、ブラックレジストを用いて形成されている。遮光膜３７の素子領域Ｒ１側の端面（面３７Ｓ）は、例えば導電膜１５Ｂの素子領域Ｒ１側の端面（面１５Ｓ）よりも素子領域Ｒ１側に延在している。換言すると、導電膜１５Ｂの素子領域Ｒ１側の端面（面１５Ｓ）は、遮光膜３７によって覆われている。導電膜１５Ｂおよび遮光膜３７の素子領域側の端面構造はこれに限らず、例えば、図２３に示したように、遮光膜３７の素子領域Ｒ１側の端面（面３７Ｓ）および導電膜１５Ｂの素子領域Ｒ１側の端面（面１５Ｓ）が同一面を形成していてもよい。あるいは、図２４に示したように、導電膜１５Ｂの素子領域Ｒ１側の端面（面１５Ｓ）が遮光膜３７の素子領域Ｒ１側の端面（面３７Ｓ）よりも素子領域Ｒ１側に張り出していてもよい。また、遮光膜３７は、必ずしも導電膜１５Ｂの直上に形成されている必要はなく、例えば、図２５に示したように、導電膜１５Ｂと遮光膜３７との間にパッシベーション膜３６Ｂが形成されていてもよい。
以上のように、本実施の形態の受光素子３では、導電膜１５Ｂの上方に、例えば、ブラックレジストからなる遮光膜３７を設けるようにしたので、導電膜１５Ｂの薄膜化が可能となる。即ち、導電膜３５Ｂの成膜時における応力の発生が低減される。よって、製造歩留まりを向上させることが可能となる。また、暗示特性の悪化を防ぐことが可能となる。更に、フレアの発生も低減することが可能となる。
なお、上記第２の実施の形態および第３の実施の形態では、パッシベーション膜３６を、例えば窒化シリコン（ＳｉＮ），酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3），酸化ケイ素（ＳｉＯ2）および酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ3）等を用いて形成した例を示したが、これに限らない。上記受光素子２および受光素子３は、それぞれ、上記第１の実施の形態におけるパッシベーション膜１６Ａのように、Ｓｉ，Ｔｉ，Ｈｆ，ＺｒおよびＹ等の酸化物、窒化物あるいは酸窒化物を用いて形成するようにしてもよい。また、例えば、受光素子３は、受光素子１を構成するパッシベーション膜１６と、受光素子２を構成する導電膜３５Ｂとを組み合わせた構成としてもよい。上記第１〜第３の実施の形態の構成を組み合わせることにより、製造歩留まりをさらに向上させることが可能となる。また、暗示特性の悪化をより防ぐことが可能となる。
＜４．変形例１＞
図２６は、上記第１〜第３の実施の形態の変形例１に係る受光素子（受光素子４）の要部の断面構成を表したものである。この受光素子４は、埋込層１８が、積層された第１埋込層１８Ａおよび第２埋込層１８Ｂを含んでいる。この点を除き、受光素子４は受光素子１と同様の構成および効果を有している。なお、図２６では、一例として図１に示した受光素子１を基にした断面構成を表している。また、図２６では、簡略化のためパッシベーション膜１６Ａ，１６Ｂはまとめてパッシベーション膜１６として示している。
図２６は、上記第１〜第３の実施の形態の変形例１に係る受光素子（受光素子４）の要部の断面構成を表したものである。この受光素子４は、埋込層１８が、積層された第１埋込層１８Ａおよび第２埋込層１８Ｂを含んでいる。この点を除き、受光素子４は受光素子１と同様の構成および効果を有している。なお、図２６では、一例として図１に示した受光素子１を基にした断面構成を表している。また、図２６では、簡略化のためパッシベーション膜１６Ａ，１６Ｂはまとめてパッシベーション膜１６として示している。
第１埋込層１８Ａは、周辺領域Ｒ２に配置され、第２埋込層１８Ｂよりも光入射面Ｓ１側に設けられている。具体的には、第１埋込層１８Ａは、第２埋込層１８Ｂとパッシベーション膜１６との間に配置され、半導体層１０Ｓの端面を覆っている。
第２埋込層１８Ｂは、素子領域Ｒ１および周辺領域Ｒ２にわたって設けられている。素子領域Ｒ１の第２埋込層１８Ｂは、配線層１０Ｗと半導体層１０Ｓとの間に配置され、第１電極１１の下面および側面と共に、半導体層１０Ｓの下面（読出回路基板２０との対向面）を覆っている。周辺領域Ｒ２の第２埋込層１８Ｂは、配線層１０Ｗと第１埋込層１８Ａとの間に配置されている。第１埋込層１８Ａの構成材料および第２埋込層１８Ｂの構成材料は、同じであってもよく、異なっていてもよい。第１埋込層１８Ａの厚みと第２埋込層１８Ｂの厚みとは同じであってもよく、異なっていてもよい。
絶縁膜１７は、素子領域Ｒ１および周辺領域Ｒ２にわたって略同一平面上に設けられている。この絶縁膜１７は、素子領域Ｒ１の半導体層１０Ｓと第２埋込層１８Ｂとの間に配置されると共に、周辺領域Ｒ２の第１埋込層１８Ａと第２埋込層１８Ｂとの配置されている。
このような受光素子４は、例えば次のようにして製造することができる。図２７Ａ〜図３０Ｂは、受光素子４の製造工程を工程順に表したものである。
まず、上記第１の実施の形態で説明したのと同様にして、仮基板３３上の半導体層１０Ｓを複数のチップ形状に成形する（図１４Ｂ）。
次いで、図２７Ａに示したように、仮基板３３の全面に第１埋込層１８Ａを形成する。第１埋込層１８Ａは、例えば、仮基板３３の全面に半導体層１０Ｓを埋め込むように、絶縁材料を成膜した後、これをＣＭＰにより平坦化して形成する。これにより、半導体層１０Ｓの周囲を覆う第１埋込層１８Ａが形成される。このとき、半導体層１０Ｓの上面が第１埋込層１８Ａから露出されていてもよい。
第１埋込層１８Ａを形成した後、図２７Ｂに示したように、例えば、絶縁膜１７により形成したマスクを用いて、半導体層１０Ｓに拡散領域１２Ａを形成する。絶縁膜１７は、第１埋込層１８Ａ上に形成される。
拡散領域１２Ａを形成するためのマスクは、図２８に示したように、第１埋込層１８Ａにより形成するようにしてもよく、あるいは、図２９に示したように、第１埋込層１８Ａおよび絶縁膜１７により形成するようにしてもよい。
半導体層１０Ｓに拡散領域１２Ａを形成した後、図３０Ａに示したように、絶縁膜１７の開口に第１電極１１を形成する。
第１電極１１を形成した後、図３０Ｂに示したように、第１電極１１を覆うようにして、第１埋込層１８Ａ上に、第２埋込層１８Ｂを形成する。第２埋込層１８Ｂは、仮基板３３の全面に絶縁材料を成膜した後、これをＣＭＰにより平坦化して形成する。これ以降の工程は、上記第１の実施の形態で説明したのと同様にして（図２８Ｄ〜図２８Ｊ）、受光素子４を完成させる。
本変形例のように、埋込層１８を第１埋込層１８Ａおよび第２埋込層１８Ｂの積層構造により構成するようにしてもよい。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。
＜５．変形例２＞
図３１は、上記第１〜第３の実施の形態の変形例２に係る受光素子（受光素子５）の要部の断面構成を表したものである。この受光素子５は、素子基板１０の光入射面Ｓ１（読出回路基板２０との対向面と反対面）にカラーフィルタ層４１およびオンチップレンズ（集光レンズ）４２を有している。この点を除き、受光素子５は受光素子１と同様の構成および効果を有している。なお、図３１では、一例として図１に示した受光素子１を基にした断面構成を表している。また、図３１では、簡略化のためパッシベーション膜１６Ａ，１６Ｂはまとめてパッシベーション膜１６として示している。
図３１は、上記第１〜第３の実施の形態の変形例２に係る受光素子（受光素子５）の要部の断面構成を表したものである。この受光素子５は、素子基板１０の光入射面Ｓ１（読出回路基板２０との対向面と反対面）にカラーフィルタ層４１およびオンチップレンズ（集光レンズ）４２を有している。この点を除き、受光素子５は受光素子１と同様の構成および効果を有している。なお、図３１では、一例として図１に示した受光素子１を基にした断面構成を表している。また、図３１では、簡略化のためパッシベーション膜１６Ａ，１６Ｂはまとめてパッシベーション膜１６として示している。
例えば、受光素子５では、素子基板１０のパッシベーション膜１６上に、平坦化膜１６Ｃを間にして、カラーフィルタ層４１およびオンチップレンズ４２がこの順に設けられている。カラーフィルタ層４１は、ＩＲ（Infrared）フィルタを含んでいてもよい。カラーフィルタ層４１を設けることにより、画素Ｐ毎に対応する波長の受光データを得ることができる。
オンチップレンズ４２は、受光素子１に入射した光を光電変換層１３に集めるためのものである。オンチップレンズ４２は、例えば有機材料または酸化シリコン（ＳｉＯ2）等により構成されている。受光素子５では、周辺領域Ｒ２に埋込層１８が設けられているので、素子基板１０の素子領域Ｒ１と周辺領域Ｒ２との間の段差が小さくなり、あるいは、無くなり、平坦な光入射面Ｓ１が形成される。これにより、例えばフォトリソグラフィ工程を用いて、高い精度でオンチップレンズ４２を形成することが可能となる。例えば、カラーフィルタ層４１およびオンチップレンズ４２は、素子領域Ｒ１内で終端している。パッシベーション膜１６とカラーフィルタ層４１との間に配置された平坦化膜１６Ｃは、例えば、素子領域Ｒ１から周辺領域Ｒ２にわたって設けられており、周辺領域Ｒ２内で終端されている。カラーフィルタ層４１、オンチップレンズ４２および平坦化膜１６Ｃは、各々、素子領域Ｒ１内、または周辺領域Ｒ２内のいずれの位置で終端されていてもよい。
本変形例のように、素子基板１０の光入射面Ｓ１にカラーフィルタ層４１およびオンチップレンズ４２を設けるようにしてもよい。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。また、埋込層１８により平坦化された光入射面Ｓ１には、高い精度で容易にオンチップレンズ４２を形成することができる。
＜６．変形例３＞
図３２Ａ〜図３２Ｅは、上記第１〜第３の実施の形態の変形例３に係る受光素子（図３３の受光素子６）の製造工程を工程順に表したものである。この受光素子６は、半導体層１０Ｓを保護するためのキャップ層（図３２Ａのキャップ層３５）を形成した後に、このキャップ層を間にして半導体層１０Ｓを仮基板３３に接合し、製造される。この点を除き、受光素子６は、受光素子１と同様の構成を有し、その作用および効果も同様である。なお、図３３では、一例として図１に示した受光素子１を基にした断面構成を表している。また、図３３では、簡略化のためパッシベーション膜１６Ａ，１６Ｂはまとめてパッシベーション膜１６として示している。
図３２Ａ〜図３２Ｅは、上記第１〜第３の実施の形態の変形例３に係る受光素子（図３３の受光素子６）の製造工程を工程順に表したものである。この受光素子６は、半導体層１０Ｓを保護するためのキャップ層（図３２Ａのキャップ層３５）を形成した後に、このキャップ層を間にして半導体層１０Ｓを仮基板３３に接合し、製造される。この点を除き、受光素子６は、受光素子１と同様の構成を有し、その作用および効果も同様である。なお、図３３では、一例として図１に示した受光素子１を基にした断面構成を表している。また、図３３では、簡略化のためパッシベーション膜１６Ａ，１６Ｂはまとめてパッシベーション膜１６として示している。
受光素子６は、キャップ層３５を用いて、例えば次のようにして製造することができる。
まず、図３２Ａに示したように、成長基板３１上に、例えば、半導体層１０Ｓおよびｉ型のＩｎＧａＡｓからなるキャップ層３５をこの順にエピタキシャル成長により形成する。半導体層１０Ｓとしては、例えば、ｎ型のＩｎＰからなる第１コンタクト層１２、ｉ型またはｎ型のＩｎＧａＡｓからなる光電変換層１３およびｎ型のＩｎＰからなる第２コンタクト層１４をこの順に形成する。
キャップ層３５は、半導体層１０Ｓと、半導体層１０Ｓを仮基板３３に接合するための接着層Ｂとが直に接することを防ぐためのものである。半導体層１０Ｓに接着層Ｂが接したまま、工程を進めると、半導体層１０Ｓの特性が低下するおそれがある。あるいは、仮基板３３から半導体層１０Ｓが剥がれてしまうおそれもある。半導体層１０Ｓが、接着層Ｂから剥がれるおそれもある。半導体層１０Ｓと接着層Ｂとの間にキャップ層３５を形成しておくことにより、このような特性低下および膜剥がれ等の発生を抑えることができる。キャップ層３５は、半導体層１０Ｓ（より具体的には、第２コンタクト層１４）上にエピタキシャル成長可能な半導体材料であればよく、例えばＩｎＧａＡｓまたはＩｎＡｓＳｂ等を用いることができる。
半導体層１０Ｓ上にキャップ層３５を形成した後、キャップ層３５上に、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ2）を含む接着層Ｂを成膜する。
続いて、図３２Ｂに示したように、この接着層Ｂを間にして、成長基板３１を大口径の仮基板３３に接合する。このとき、接着層Ｂと第２コンタクト層１４との間にキャップ層３５が介在する。接着層Ｂには、例えばテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）および酸化シリコン（ＳｉＯ2）等を用いることができる。
次に、上記第１の実施の形態で説明したのと同様にして、成長基板３１の除去、半導体層１０Ｓの成形、純物拡散による拡散領域１２Ａの形成、第１電極１１の形成および埋込層１８の形成をこの順に行う（図１１Ａ〜図１７Ｃ参照）。この後、図３２Ｃに示したように、埋込層１８上に配線層１０Ｗを形成する。本実施の形態では、受光素子１と同様に、半導体層１０Ｓと仮基板３３との段差を埋める埋込層１８が形成されるので、これらの段差に起因した製造工程の不具合の発生が抑えられる。また、成長基板３１の除去、拡散領域１２Ａの形成および配線層１０Ｗの形成等の工程で、接着層Ｂと第２コンタクト層１４との間にキャップ層３５が介在しているので、半導体層１０Ｓの特性低下および膜剥がれ等の発生を抑えることができる。
配線層１０Ｗ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、配線層１０Ｗを間にして仮基板３３を読出回路基板２０に貼り合わせる（図３２Ｄ）。
次に、図３２Ｅに示したように、仮基板３３、接着層Ｂおよびキャップ層３５をこの順に除去して、第２コンタクト層１４を露出させる。仮基板３３の除去は、上記第１の実施の形態で説明したのと同様に行う。接着層Ｂおよびキャップ層３５は、例えばウェットエッチングにより除去することができる。接着層Ｂのウェットエッチングには、例えばＨＦ（Hydrogen Fluoride）またはＢＨＦ（Buffered Hydrogen Fluoride）等を用いることができる。キャップ層３５のウェットエッチングには、例えば、酸および酸化剤の混合液を用いることができる。酸としては、例えば、ＨＦ，塩酸（ＨＣｌ）またはリン酸（Ｈ3ＰＯ4）等を用いることができ、酸化剤としては、例えば、過酸化水素水またはオゾン水等を用いることができる。接着層Ｂおよびキャップ層３５をドライエッチングにより除去することも可能であるが、ウェットエッチングにより除去することが好ましい（後述）。
図３４Ａは図３２Ｅに示した部分Ｒを拡大して表した一例である。接着層Ｂおよびキャップ層３５を除去する領域は、例えば、平面視で半導体層１０Ｓの面積よりも小さくする。これにより、半導体層１０Ｓの光入射面Ｓ１側（読出回路基板２０との対向面と反対面）の周縁、より具体的には、第２コンタクト層１４の端部上にキャップ層３５および接着層Ｂが残存する。なお、キャップ層３５は、接着層Ｂに対してへこんでいてもよく、あるいは、突出していてもよい。
キャップ層３５を除去した後の工程は、上記第１の実施の形態で説明したのと同様にして（図１７Ｈ〜図１７Ｊ参照）、受光素子６を完成させる。
図３３は、このようにして製造した受光素子６の要部の断面構成の一例を表している。
図３４Ｂは図３３に示した部分Ｒを拡大して表した一例である。このように、キャップ層３５および接着層Ｂが残存した状態で、第２電極１５およびパッシベーション膜１６が形成されてもよい。このとき、第２電極１５は、第２コンタクト層１４に接すると共に、キャップ層３５および接着層Ｂに接する。埋込層１８は、キャップ層３５および接着層Ｂの厚み分、半導体層１０Ｓよりも光入射面Ｓ１（読出回路基板２０と反対）側に突出している。
接着層Ｂおよびキャップ層３５を除去することにより形成される開口、即ち、第２コンタクト層１４を露出させる開口は、図３４Ｃに示したように、テーパ形状を有していることが好ましい。このようなテーパ形状の開口に、第２電極１５を形成することにより、第２電極１５のカバレッジが向上する。例えば、ウェットエッチングを用いて、接着層Ｂおよびキャップ層３５を除去することにより、テーパ形状の開口が形成される。このため、接着層Ｂおよびキャップ層３５は、ウェットエッチングにより除去することが好ましい。
図３５Ａは図３２Ｅに示した部分Ｒ、図３５Ｂは図３３に示した部分Ｒをそれぞれ拡大して表した他の例である。このように、接着層Ｂおよびキャップ層３５を除去する領域を、例えば、平面視で半導体層１０Ｓの面積と同じにしてもよい。これにより、第２コンタクト層１４の端部上のキャップ層３５が除去される。このようにして形成された受光素子６には、第２コンタクト層１４の上面（光入射面Ｓ１側の面）と接着層Ｂの下面（読出回路基板２０側の面）との位置がずれ、これらの間にキャップ層３５に起因した段差が形成される。また、第２電極１５は、第２コンタクト層１４に接すると共に、接着層Ｂに接する。
接着層Ｂおよびキャップ層３５を除去することにより形成される開口、即ち、第２コンタクト層１４を露出させる開口は、図３５Ｃに示したように、テーパ形状を有していることが好ましい。
図３６Ａは図３２Ｅに示した部分Ｒ、図３６Ｂは図３３に示した部分Ｒをそれぞれ拡大して表したその他の例である。このように、接着層Ｂおよびキャップ層３５を除去する領域を、例えば、平面視で半導体層１０Ｓの面積よりも大きくしてもよい。これにより、第２コンタクト層１４の端部上のキャップ層３５が除去される。このようにして形成された受光素子６には、半導体層１０Ｓの端面と埋込層１８との間にエッチングに起因した凹部１８Ｒが形成される。また、第２電極１５は、第２コンタクト層１４に接すると共に、凹部１８Ｒを埋め、更に、接着層Ｂに接する。
接着層Ｂおよびキャップ層３５を除去することにより形成される開口、即ち、第２コンタクト層１４を露出させる開口は、図３６Ｃに示したように、テーパ形状を有していることが好ましい。
図３６Ｄに示したように、接着層Ｂおよびキャップ層３５を除去する領域を更に大きくして、キャップ層３５と共に接着層Ｂを除去するようにしてもよい。
このような方法で形成した受光素子６も、上記受光素子１で説明したのと同様に、埋込層１８を形成するので、半導体層１０Ｓと仮基板３３との段差に起因した製造工程の不具合の発生を抑えることができる。また、キャップ層３５を形成するので、半導体層１０Ｓ（第２コンタクト層１４）と接着層Ｂとの接触を防ぐことができる。
受光素子６には、第２コンタクト層１４の端部上にキャップ層３５が残存していてもよく（図３４Ａ〜図３４Ｃ）、キャップ層３５が完全に除去されていてもよい。キャップ層３５が完全に除去された受光素子６には、例えば、第２コンタクト層１４の上面と接着層Ｂの下面との段差（図３５Ａ〜図３５Ｃ）または、半導体層１０Ｓの端面と埋込層１８との間の凹部１８Ｒ（図３６Ａ〜図３６Ｄ）が設けられている。受光素子６では、埋込層１８が、キャップ層３５および接着層Ｂの厚み分、半導体層１０Ｓよりも光入射面Ｓ１側に突出している。
＜７．変形例４＞
図３７，図３８は、上記第２，第３の実施の形態の変形例４に係る受光素子（受光素子７Ａ，７Ｂ）の断面構成を模式的に表したものである。この受光素子７Ａ，７Ｂは、第１コンタクト層５２、光電変換層５３および第２コンタクト層５４が、複数の画素Ｐに対して共通の半導体層５０Ｓを構成しており、この半導体層５０Ｓの光入射面Ｓ１側の隣り合う複数の画素Ｐの間に、遮光性を有する第２電極５５が設けられている。この点を除き、受光素子７Ａ，７Ｂは、受光素子１と同様の構成を有し、その作用および効果も同様である。
図３７，図３８は、上記第２，第３の実施の形態の変形例４に係る受光素子（受光素子７Ａ，７Ｂ）の断面構成を模式的に表したものである。この受光素子７Ａ，７Ｂは、第１コンタクト層５２、光電変換層５３および第２コンタクト層５４が、複数の画素Ｐに対して共通の半導体層５０Ｓを構成しており、この半導体層５０Ｓの光入射面Ｓ１側の隣り合う複数の画素Ｐの間に、遮光性を有する第２電極５５が設けられている。この点を除き、受光素子７Ａ，７Ｂは、受光素子１と同様の構成を有し、その作用および効果も同様である。
素子基板５０は、上記第１の実施の形態と同様に、読出回路基板６０に近い位置から、層間絶縁膜５８Ｂ，５８Ａ、第１コンタクト層５２、光電変換層５３、第２コンタクト層５４および第２電極５５をこの順に有している。更に、第２コンタクト層５４、第２電極５５、埋込層５７および貫通電極５７Ｖ上には、パッシベーション膜５９が設けられている。層間絶縁膜５８には、第１電極５１を含む配線層５０Ｗが設けられている。配線層５０Ｗは、層間絶縁膜５８Ａ，５８Ｂ中に、コンタクト電極５８ＥＡ，５８ＥＢ，ダミー電極５８ＥＤを有している。半導体層５０Ｓの配線層５０Ｗとの対向面および端面（側面）は、絶縁膜５６により覆われている。読出回路基板６０は、素子基板５０の接合面Ｓ２に接する配線層６０Ｗと、この配線層６０Ｗを間にして素子基板５０に対向する半導体基板６１とを有している。
第２電極５５は、キャップ層５５Ａおよび遮光膜５５Ｂがこの順に積層された構成を有し、例えば、第２コンタクト層５４上（光入射面側）の隣り合う画素Ｐの間に、例えば格子状に設けられている。第２電極５５を格子状に設けることにより、電子取り出しの抵抗が低減され、第２コンタクト層５４への低抵抗化の要求が小さくなり、第２コンタクト層５４を薄膜化することが可能となる。遮光膜５５Ｂは、例えば、上記第２の実施の形態における導電膜３５Ｂのように、アルミニウム（Ａｌ）膜を用いて形成することができる。この他、タングステン（Ｗ）膜、銅（Ｃｕ）膜、および銀（Ａｇ）膜等を用いてもよい。遮光膜５５Ｂは、例えば、チタン（Ｔｉ）膜あるいは窒化チタン（ＴｉＮ）膜等のバリアメタル膜を介してキャップ層５５Ａ上に積層されていることが好ましい。これにより、キャップ層５５Ａと遮光膜５５Ｂとの間には、オーミックコンタクトが形成される。
素子領域Ｒ１の周辺領域Ｒ２近傍の遮光膜５５Ｂ上には、図３８に示したように、例えばブラックレジストからなる遮光膜３７を積層するようにしてもよい。
第２電極５５は、例えば、遮光膜５５Ｂをドライエッチングでパターニングしたのち、この遮光膜５５Ｂをメタルマスクとして、キャップ層５５Ａをウェットエッチングにてパターニングして形成する。このようにウェットエッチングにてキャップ層５５Ａをパターニングした場合、格子状にパターニングされたキャップ層５５Ａ（例えば、Ｎ＋ＩｎＧａＡｓ層）の断面形状は、結晶面方位により異なる特徴を有する。一般に、１００面のＩｎＧａＡｓ／ＩｎＰ結晶は、（０１１）面断面方向では逆テーパに、（０１１）面に対して９０°回転した方向では順テーパ状に加工される。
読出回路基板６０は、上記第１の実施の形態と同様に、いわゆるＲＯＩＣ（Readout integrated circuit）であり、素子基板５０の接合面Ｓ２に接する配線層６０Ｗおよび配線層６０Ｗを間にして素子基板５０に対向する半導体基板６１とを有している。半導体基板６１は、配線層６０Ｗを支持するためのものであり、例えば、シリコン（Ｓｉ）により構成されている。配線層６０Ｗは、例えば、層間絶縁膜６２（６２Ａ，６２Ｂ）中に、コンタクト電極６２ＥＡ，６２ＥＢ、ダミー電極６２ＥＤ、画素回路６２ＣＡ、配線６２ＣＢおよびパッド電極６２Ｐを有している。層間絶縁膜６２Ａ，６２Ｂは、例えば、無機絶縁材料により構成されている。この無機絶縁材料としては、例えば、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）等が挙げられる。層間絶縁膜６２Ａ，６２Ｂは、互いに異なる無機絶縁材料を用いて形成してもよいし、同一の無機絶縁材料を用いて形成するようにしてもよい。
以上のように、隣り合う画素Ｐの間に遮光性を有する第２電極を形成することにより、例えば、上記第２の実施の形態に効果に加えて、隣接画素領域からの光の漏れ込みを低減することが可能となる。また、第２電極５５は、キャップ層５５Ａおよび、例えば金属膜を用いて形成された遮光膜５５Ｂの積層構造を有している。このように、キャップ層５５Ａおよび遮光膜５５Ｂがこの順に積層された構成とすることにより、透明電極の形成や、第２コンタクト層５４の厚膜化が不要となる。また、遮光膜５５Ｂのパターニング時における光電変換部（具体的には、第２コンタクト層５４）へのダメージが低減される。よって、感度を向上させることが可能となる。
＜８．変形例５＞
図３９は、上記第１〜第３の実施の形態の変形例５に係る受光素子（受光素子８）の断面構成を模式的に表したものである。この受光素子８は、化合物半導体材料を含む素子基板１０とシリコン（Ｓｉ）を含む半導体層（半導体層７１Ｓ、第２半導体層）との積層構造を有している。この点を除き、受光素子８は、受光素子１と同様の構成を有し、その作用および効果も同様である。なお、図３９では、一例として図１に示した受光素子１を基にした断面構成を表している。また、図３９では、簡略化のためパッシベーション膜１６Ａ，１６Ｂはまとめてパッシベーション膜１６として示している。
図３９は、上記第１〜第３の実施の形態の変形例５に係る受光素子（受光素子８）の断面構成を模式的に表したものである。この受光素子８は、化合物半導体材料を含む素子基板１０とシリコン（Ｓｉ）を含む半導体層（半導体層７１Ｓ、第２半導体層）との積層構造を有している。この点を除き、受光素子８は、受光素子１と同様の構成を有し、その作用および効果も同様である。なお、図３９では、一例として図１に示した受光素子１を基にした断面構成を表している。また、図３９では、簡略化のためパッシベーション膜１６Ａ，１６Ｂはまとめてパッシベーション膜１６として示している。
受光素子８は、素子基板１０の光入射面Ｓ１に、半導体層７１Ｓに電気的に接続された配線層７１Ｗ、半導体層７１Ｓ、カラーフィルタ層４１およびオンチップレンズをこの順に有している。
半導体層７１Ｓには、画素Ｐ毎にｐｎ接合を有するフォトダイオードＰＤが設けられている。配線層７１Ｗは複数の配線を含んでおり、例えばフォトダイオードＰＤで生成した信号電荷が、この配線層７１Ｗにより画素Ｐ毎に読出回路基板２０に移動するようになっている。
受光素子８では、例えば、可視領域および赤外領域の波長の光の光電変換がなされる。例えば、可視領域の波長の光は、オンチップレンズ４２およびカラーフィルタ層４１を介して半導体層７１Ｓに入射し、フォトダイオードＰＤで光電変換される。一方、赤外領域の波長の光は、半導体層７１Ｓを透過して、素子基板１０の光電変換層１３で光電変換される。フォトダイオードＰＤで発生した信号電荷および光電変換層１３で発生した信号電荷は、読出回路基板２０で読み出される。
本実施の形態の受光素子８も、上記受光素子１，２で説明したのと同様に、埋込層１８を形成するので、半導体層１０Ｓと仮基板３３との段差に起因した製造工程の不具合の発生を抑えることができる。また、素子基板１０に半導体層７１Ｓが積層されているので、１つの画素Ｐで、可視領域および赤外領域の波長の光を光電変換することができる。よって、１つの画素Ｐから取得可能な情報量を増やすことが可能となる。
＜９．適用例１＞
上記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１，２，３，４，５，６，７Ａ，７Ｂ，８、以下、まとめて受光素子１という）は、例えば、撮像素子に適用される。この撮像素子は、例えば赤外線イメージセンサである。
上記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１，２，３，４，５，６，７Ａ，７Ｂ，８、以下、まとめて受光素子１という）は、例えば、撮像素子に適用される。この撮像素子は、例えば赤外線イメージセンサである。
＜１０．適用例２＞
上述の撮像素子は、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４０に、その一例として、電子機器９（カメラ）の概略構成を示す。この電子機器９は、例えば静止画または動画を撮影可能なカメラであり、受光素子１により構成された撮像素子９Ａと、光学系（光学レンズ）３１０と、シャッタ装置３１１と、撮像素子９Ａ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。
上述の撮像素子は、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４０に、その一例として、電子機器９（カメラ）の概略構成を示す。この電子機器９は、例えば静止画または動画を撮影可能なカメラであり、受光素子１により構成された撮像素子９Ａと、光学系（光学レンズ）３１０と、シャッタ装置３１１と、撮像素子９Ａ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。
光学系３１０は、被写体からの像光（入射光）を撮像素子９Ａ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９Ａ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９Ａ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９Ａ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。
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。
＜１１．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。
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。
図４１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。
図４１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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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共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。
図４２は、図４１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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
＜１２．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。
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。
図４３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。
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４３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。
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。
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。
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共に、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。
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。
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。
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。
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。
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。
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４３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。
図４４は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。
図４４では、撮像部１２０３１として、撮像部１２１０１、１２１０２、１２１０３、１２１０４、１２１０５を有する。
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。
なお、図４４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。
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。
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。
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。
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。
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。
更に、本実施の形態等において説明した受光素子１は、監視カメラ，生体認証システムおよびサーモグラフィ等の電子機器にも適用することが可能である。監視カメラは、例えばナイトビジョンシステム（暗視）のものである。受光素子１を監視カメラに適用することにより、夜間の歩行者および動物等を遠くから認識することが可能となる。また、受光素子１を車載カメラとして適用すると、ヘッドライトや天候の影響を受けにくい。例えば、煙および霧等の影響を受けずに、撮影画像を得ることができる。更に、物体の形状の認識も可能となる。また、サーモグラフィでは、非接触温度測定が可能となる。サーモグラフィでは、温度分布や発熱も検出可能である。加えて、受光素子１は、炎，水分またはガス等を検知する電子機器にも適用可能である。
以上、第１〜第３の実施の形態、変形例１〜５および適用例ならびに応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、上記変形例１〜３，５は、上記第１の実施の形態の変形例として説明したが、第２の実施の形態および第３の実施の形態の変形例としても適用できる。
また、上記実施の形態等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。例えば、上記実施の形態等では、第１コンタクト層１２、光電変換層１３および第２コンタクト層１４により半導体層１０Ｓを構成する場合について説明したが、半導体層１０Ｓは光電変換層１３を含んでいればよい。例えば、第１コンタクト層１２および第２コンタクト層１４を設けなくてもよく、あるいは、他の層を含んでいてもよい。
更に、上記実施の形態等では、便宜上、信号電荷が正孔である場合について説明したが、信号電荷は電子であってもよい。例えば、拡散領域がｎ型の不純物を含んでいてもよい。
加えて、上記実施の形態等では、本技術の半導体素子の一具体例の受光素子を説明したが、本技術の半導体素子は受光素子以外であってもよい。例えば、本技術の半導体素子は、発光素子であってもよい。
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。
尚、本開示は、以下のような構成であってもよい。以下の構成の第１の本技術によれば、光透過性を有する第２電極上に、非還元性を有する絶縁層を設けるようにしたので、第２電極と絶縁層との密着性が向上する。第２の本技術によれば、絶縁層上に設けられ、素子領域の周辺領域近傍に設けられた開口を介して第２電極と電気的に接続される導電膜を、アルミニウム（Ａｌ）を用いて形成するようにしたので、導電膜の厚みが削減される。第３の本技術によれば、絶縁層上に設けられ、素子領域の周辺領域近傍に設けられた開口を介して第２電極と電気的に接続される導電膜上に、さらにブラックレジストからなる遮光膜を設けるようにしたので、導電膜の厚みが削減される。よって、製造歩留まりを向上させることが可能となる。
（１）
配線層と化合物半導体材料を含む第１半導体層とが積層して設けられた素子領域、および前記素子領域の外側の周辺領域を有する素子基板と、
前記配線層を間にして前記第１半導体層に対向し、前記配線層を介して前記第１半導体層に電気的に接続された読出回路基板と、
前記配線層に設けられると共に、前記第１半導体層に電気的に接続された第１電極と、
前記第１半導体層を間にして前記第１電極に対向する第２電極と、
前記第２電極上に設けられると共に、非還元性を有する絶縁層と
を備えた半導体素子。
（２）
前記絶縁層は、酸化物（ＭxＯy）、窒化物（ＭxＮy）および酸窒化物（ＭxＯyＮz）のうちのいずれかを含む、前記（１）に記載の半導体素子。
（Ｍは、ケイ素（Ｓｉ），チタン（Ｔｉ），ハフニウム（Ｈｆ），ジルコニウム（Ｚｒ）およびイットリウム（Ｙ）のうちのいずれかである。ｘ，ｙ，ｚは１以上の整数である。）
（３）
前記絶縁層は、２．０ｇ／ｃｍ3以上８．０ｇ／ｃｍ3以下の膜密度を有する酸化膜によって形成されている、前記（１）または（２）に記載の半導体素子。
（４）
前記絶縁層は多層構造を有する、前記（１）乃至（３）のうちのいずれかに記載の半導体素子。
（５）
前記絶縁層は前記素子領域の前記周辺領域の近傍に開口を有し、
前記周辺領域の近傍において、前記絶縁層の上方に、前記開口を介して前記第２電極と電気的に接続される導電膜をさらに有する、前記（１）乃至（４）のうちのいずれかに記載の半導体素子。
（６）
前記導電膜は、アルミニウム（Ａｌ）を用いて形成されている、前記（５）に記載の半導体素子。
（７）
前記開口内において、さらに、前記第２電極と前記導電膜との間にバリアメタルを有する、前記（６）に記載の半導体素子。
（８）
前記導電膜は、前記素子領域の前記周辺領域の近傍から前記周辺領域にかけて設けられている、前記（５）乃至（７）のうちのいずれかに記載の半導体素子。
（９）
前記素子基板は、さらに、前記周辺領域に、前記読出回路基板まで貫通する貫通孔を有し、
前記導電膜は、前記貫通孔を介して前記読出回路基板と電気的に接続されている、前記（５）乃至（８）のうちのいずれかに記載の半導体素子。
（１０）
前記導電膜は遮光性を有する、前記（５）乃至（９）のうちのいずれかに記載の半導体素子。
（１１）
前記導電膜の上方にブラックレジストからなる遮光膜をさらに有する、前記（５）乃至（１０）のうちのいずれかに記載の半導体素子。
（１２）
前記遮光膜の前記素子領域側の端面は、前記導電膜の前記素子領域側の端面よりも前記素子領域側に延在している、前記（１１）に記載の半導体素子。
（１３）
前記素子基板の前記周辺領域は、前記読出回路基板との接合面を有する、前記（１）乃至（１２）のうちのいずれかに記載の半導体素子。
（１４）
前記素子基板の前記素子領域は、前記周辺領域の前記接合面と同一平面上で、前記読出回路基板に接合されている、前記（１３）に記載の半導体素子。
（１５）
前記素子基板は、更に、前記周辺領域に前記第１半導体層を囲む埋込層を有する、前記（１３）または（１４）に記載の半導体素子。
（１６）
前記化合物半導体材料は、赤外領域の波長の光を吸収する、前記（１）乃至（１５）のうちのいずれかに記載の半導体素子。
（１７）
前記化合物半導体材料は、ＩｎＧａＡｓ，ＩｎＡｓＳｂ，ＩｎＡｓ，ＩｎＳｂおよびＨｇＣｄＴｅのうちのいずれか１つである、前記（１）乃至（１６）のうちのいずれかに記載の半導体素子。
（１８）
更に、前記第１半導体層の前記読出回路基板との対向面とは反対面側に、オンチップレンズを有する、前記（１）乃至（１７）のうちのいずれかに記載の半導体素子。
（１９）
配線層と化合物半導体材料を含む第１半導体層とが積層して設けられた素子領域、および前記素子領域の外側の周辺領域を有する素子基板と、
前記配線層を間にして前記第１半導体層に対向し、前記配線層を介して前記第１半導体層に電気的に接続された読出回路基板と、
前記配線層に設けられると共に、前記第１半導体層に電気的に接続された第１電極と、
前記第１半導体層を間にして前記第１電極に対向する第２電極と、
前記第２電極上に設けられると共に、前記素子領域の前記周辺領域の近傍に開口を有する絶縁層と、
前記絶縁層の上方に設けられると共に、前記開口を介して前記第２電極と電気的に接続されるアルミニウム（Ａｌ）を含む導電膜と
を備えた半導体素子。
（２０）
配線層と化合物半導体材料を含む第１半導体層とが積層して設けられた素子領域、および前記素子領域の外側の周辺領域を有する素子基板と、
前記配線層を間にして前記第１半導体層に対向し、前記配線層を介して前記第１半導体層に電気的に接続された読出回路基板と、
前記配線層に設けられると共に、前記第１半導体層に電気的に接続された第１電極と、
前記第１半導体層を間にして前記第１電極に対向する第２電極と、
前記第２電極上に設けられると共に、前記素子領域の前記周辺領域の近傍に開口を有する絶縁層と、
前記絶縁層の上方に設けられると共に、前記開口を介して前記第２電極と電気的に接続される導電膜と、
前記導電膜上に設けられると共に、ブラックレジストからなる遮光膜と
を備えた半導体素子。
（１）
配線層と化合物半導体材料を含む第１半導体層とが積層して設けられた素子領域、および前記素子領域の外側の周辺領域を有する素子基板と、
前記配線層を間にして前記第１半導体層に対向し、前記配線層を介して前記第１半導体層に電気的に接続された読出回路基板と、
前記配線層に設けられると共に、前記第１半導体層に電気的に接続された第１電極と、
前記第１半導体層を間にして前記第１電極に対向する第２電極と、
前記第２電極上に設けられると共に、非還元性を有する絶縁層と
を備えた半導体素子。
（２）
前記絶縁層は、酸化物（ＭxＯy）、窒化物（ＭxＮy）および酸窒化物（ＭxＯyＮz）のうちのいずれかを含む、前記（１）に記載の半導体素子。
（Ｍは、ケイ素（Ｓｉ），チタン（Ｔｉ），ハフニウム（Ｈｆ），ジルコニウム（Ｚｒ）およびイットリウム（Ｙ）のうちのいずれかである。ｘ，ｙ，ｚは１以上の整数である。）
（３）
前記絶縁層は、２．０ｇ／ｃｍ3以上８．０ｇ／ｃｍ3以下の膜密度を有する酸化膜によって形成されている、前記（１）または（２）に記載の半導体素子。
（４）
前記絶縁層は多層構造を有する、前記（１）乃至（３）のうちのいずれかに記載の半導体素子。
（５）
前記絶縁層は前記素子領域の前記周辺領域の近傍に開口を有し、
前記周辺領域の近傍において、前記絶縁層の上方に、前記開口を介して前記第２電極と電気的に接続される導電膜をさらに有する、前記（１）乃至（４）のうちのいずれかに記載の半導体素子。
（６）
前記導電膜は、アルミニウム（Ａｌ）を用いて形成されている、前記（５）に記載の半導体素子。
（７）
前記開口内において、さらに、前記第２電極と前記導電膜との間にバリアメタルを有する、前記（６）に記載の半導体素子。
（８）
前記導電膜は、前記素子領域の前記周辺領域の近傍から前記周辺領域にかけて設けられている、前記（５）乃至（７）のうちのいずれかに記載の半導体素子。
（９）
前記素子基板は、さらに、前記周辺領域に、前記読出回路基板まで貫通する貫通孔を有し、
前記導電膜は、前記貫通孔を介して前記読出回路基板と電気的に接続されている、前記（５）乃至（８）のうちのいずれかに記載の半導体素子。
（１０）
前記導電膜は遮光性を有する、前記（５）乃至（９）のうちのいずれかに記載の半導体素子。
（１１）
前記導電膜の上方にブラックレジストからなる遮光膜をさらに有する、前記（５）乃至（１０）のうちのいずれかに記載の半導体素子。
（１２）
前記遮光膜の前記素子領域側の端面は、前記導電膜の前記素子領域側の端面よりも前記素子領域側に延在している、前記（１１）に記載の半導体素子。
（１３）
前記素子基板の前記周辺領域は、前記読出回路基板との接合面を有する、前記（１）乃至（１２）のうちのいずれかに記載の半導体素子。
（１４）
前記素子基板の前記素子領域は、前記周辺領域の前記接合面と同一平面上で、前記読出回路基板に接合されている、前記（１３）に記載の半導体素子。
（１５）
前記素子基板は、更に、前記周辺領域に前記第１半導体層を囲む埋込層を有する、前記（１３）または（１４）に記載の半導体素子。
（１６）
前記化合物半導体材料は、赤外領域の波長の光を吸収する、前記（１）乃至（１５）のうちのいずれかに記載の半導体素子。
（１７）
前記化合物半導体材料は、ＩｎＧａＡｓ，ＩｎＡｓＳｂ，ＩｎＡｓ，ＩｎＳｂおよびＨｇＣｄＴｅのうちのいずれか１つである、前記（１）乃至（１６）のうちのいずれかに記載の半導体素子。
（１８）
更に、前記第１半導体層の前記読出回路基板との対向面とは反対面側に、オンチップレンズを有する、前記（１）乃至（１７）のうちのいずれかに記載の半導体素子。
（１９）
配線層と化合物半導体材料を含む第１半導体層とが積層して設けられた素子領域、および前記素子領域の外側の周辺領域を有する素子基板と、
前記配線層を間にして前記第１半導体層に対向し、前記配線層を介して前記第１半導体層に電気的に接続された読出回路基板と、
前記配線層に設けられると共に、前記第１半導体層に電気的に接続された第１電極と、
前記第１半導体層を間にして前記第１電極に対向する第２電極と、
前記第２電極上に設けられると共に、前記素子領域の前記周辺領域の近傍に開口を有する絶縁層と、
前記絶縁層の上方に設けられると共に、前記開口を介して前記第２電極と電気的に接続されるアルミニウム（Ａｌ）を含む導電膜と
を備えた半導体素子。
（２０）
配線層と化合物半導体材料を含む第１半導体層とが積層して設けられた素子領域、および前記素子領域の外側の周辺領域を有する素子基板と、
前記配線層を間にして前記第１半導体層に対向し、前記配線層を介して前記第１半導体層に電気的に接続された読出回路基板と、
前記配線層に設けられると共に、前記第１半導体層に電気的に接続された第１電極と、
前記第１半導体層を間にして前記第１電極に対向する第２電極と、
前記第２電極上に設けられると共に、前記素子領域の前記周辺領域の近傍に開口を有する絶縁層と、
前記絶縁層の上方に設けられると共に、前記開口を介して前記第２電極と電気的に接続される導電膜と、
前記導電膜上に設けられると共に、ブラックレジストからなる遮光膜と
を備えた半導体素子。
本出願は、日本国特許庁において２０１８年１２月２７日に出願された日本特許出願番号２０１８−２４５１８０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。
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。
Claims (20)
- 配線層と化合物半導体材料を含む第１半導体層とが積層して設けられた素子領域、および前記素子領域の外側の周辺領域を有する素子基板と、
前記配線層を間にして前記第１半導体層に対向し、前記配線層を介して前記第１半導体層に電気的に接続された読出回路基板と、
前記配線層に設けられると共に、前記第１半導体層に電気的に接続された第１電極と、
前記第１半導体層を間にして前記第１電極に対向する第２電極と、
前記第２電極上に設けられると共に、非還元性を有する絶縁層と
を備えた半導体素子。 - 前記絶縁層は、酸化物（ＭxＯy）、窒化物（ＭxＮy）および酸窒化物（ＭxＯyＮz）のうちのいずれかを含む、請求項１に記載の半導体素子。
（Ｍは、ケイ素（Ｓｉ），チタン（Ｔｉ），ハフニウム（Ｈｆ），ジルコニウム（Ｚｒ）およびイットリウム（Ｙ）のうちのいずれかである。ｘ，ｙ，ｚは１以上の整数である。） - 前記絶縁層は、２．０ｇ／ｃｍ3以上８．０ｇ／ｃｍ3以下の膜密度を有する酸化膜によって形成されている、請求項１に記載の半導体素子。
- 前記絶縁層は多層構造を有する、請求項１に記載の半導体素子。
- 前記絶縁層は前記素子領域の前記周辺領域の近傍に開口を有し、
前記周辺領域の近傍において、前記絶縁層の上方に、前記開口を介して前記第２電極と電気的に接続される導電膜をさらに有する、請求項１に記載の半導体素子。 - 前記導電膜は、アルミニウム（Ａｌ）を用いて形成されている、請求項５に記載の半導体素子。
- 前記開口内において、さらに、前記第２電極と前記導電膜との間にバリアメタルを有する、請求項６に記載の半導体素子。
- 前記導電膜は、前記素子領域の前記周辺領域の近傍から前記周辺領域にかけて設けられている、請求項５に記載の半導体素子。
- 前記素子基板は、さらに、前記周辺領域に、前記読出回路基板まで貫通する貫通孔を有し、
前記導電膜は、前記貫通孔を介して前記読出回路基板と電気的に接続されている、請求項５に記載の半導体素子。 - 前記導電膜は遮光性を有する、請求項５に記載の半導体素子。
- 前記導電膜の上方にブラックレジストからなる遮光膜をさらに有する、請求項５に記載の半導体素子。
- 前記遮光膜の前記素子領域側の端面は、前記導電膜の前記素子領域側の端面よりも前記素子領域側に延在している、請求項１１に記載の半導体素子。
- 前記素子基板の前記周辺領域は、前記読出回路基板との接合面を有する、請求項１に記載の半導体素子。
- 前記素子基板の前記素子領域は、前記周辺領域の前記接合面と同一平面上で、前記読出回路基板に接合されている、請求項１３に記載の半導体素子。
- 前記素子基板は、更に、前記周辺領域に前記第１半導体層を囲む埋込層を有する、請求項１３に記載の半導体素子。
- 前記化合物半導体材料は、赤外領域の波長の光を吸収する、請求項１に記載の半導体素子。
- 前記化合物半導体材料は、ＩｎＧａＡｓ，ＩｎＡｓＳｂ，ＩｎＡｓ，ＩｎＳｂおよびＨｇＣｄＴｅのうちのいずれか１つである、請求項１に記載の半導体素子。
- 更に、前記第１半導体層の前記読出回路基板との対向面とは反対面側に、オンチップレンズを有する、請求項１に記載の半導体素子。
- 配線層と化合物半導体材料を含む第１半導体層とが積層して設けられた素子領域、および前記素子領域の外側の周辺領域を有する素子基板と、
前記配線層を間にして前記第１半導体層に対向し、前記配線層を介して前記第１半導体層に電気的に接続された読出回路基板と、
前記配線層に設けられると共に、前記第１半導体層に電気的に接続された第１電極と、
前記第１半導体層を間にして前記第１電極に対向する第２電極と、
前記第２電極上に設けられると共に、前記素子領域の前記周辺領域の近傍に開口を有する絶縁層と、
前記絶縁層の上方に設けられると共に、前記開口を介して前記第２電極と電気的に接続されるアルミニウム（Ａｌ）を含む導電膜と
を備えた半導体素子。 - 配線層と化合物半導体材料を含む第１半導体層とが積層して設けられた素子領域、および前記素子領域の外側の周辺領域を有する素子基板と、
前記配線層を間にして前記第１半導体層に対向し、前記配線層を介して前記第１半導体層に電気的に接続された読出回路基板と、
前記配線層に設けられると共に、前記第１半導体層に電気的に接続された第１電極と、
前記第１半導体層を間にして前記第１電極に対向する第２電極と、
前記第２電極上に設けられると共に、前記素子領域の前記周辺領域の近傍に開口を有する絶縁層と、
前記絶縁層の上方に設けられると共に、前記開口を介して前記第２電極と電気的に接続される導電膜と、
前記導電膜上に設けられると共に、ブラックレジストからなる遮光膜と
を備えた半導体素子。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018245180 | 2018-12-27 | ||
| JP2018245180 | 2018-12-27 | ||
| PCT/JP2019/045726 WO2020137283A1 (ja) | 2018-12-27 | 2019-11-22 | 半導体素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPWO2020137283A1 true JPWO2020137283A1 (ja) | 2021-11-11 |
Family
ID=71129008
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2020562934A Pending JPWO2020137283A1 (ja) | 2018-12-27 | 2019-11-22 | 半導体素子 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20220052099A1 (ja) |
| JP (1) | JPWO2020137283A1 (ja) |
| CN (1) | CN113039652A (ja) |
| WO (1) | WO2020137283A1 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021180211A (ja) * | 2020-05-11 | 2021-11-18 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 撮像装置 |
| US11894477B2 (en) * | 2021-05-17 | 2024-02-06 | Raytheon Company | Electrical device with stress buffer layer and stress compensation layer |
| CN115513274A (zh) * | 2021-06-07 | 2022-12-23 | 联华电子股份有限公司 | 避免翘曲的半导体结构及其制作方法 |
| WO2022265059A1 (ja) * | 2021-06-16 | 2022-12-22 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 光検出装置、光検出装置の製造方法、及び電子機器 |
| JP2023043671A (ja) * | 2021-09-16 | 2023-03-29 | キオクシア株式会社 | 半導体記憶装置及びその設計方法 |
| KR20240088997A (ko) * | 2021-10-26 | 2024-06-20 | 소니 세미컨덕터 솔루션즈 가부시키가이샤 | 반도체 장치, 기기 및 반도체 장치의 제조 방법 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW548860B (en) * | 2001-06-20 | 2003-08-21 | Semiconductor Energy Lab | Light emitting device and method of manufacturing the same |
| US7655999B2 (en) * | 2006-09-15 | 2010-02-02 | Udt Sensors, Inc. | High density photodiodes |
| JP5442394B2 (ja) * | 2009-10-29 | 2014-03-12 | ソニー株式会社 | 固体撮像装置とその製造方法、及び電子機器 |
| JP2012238648A (ja) * | 2011-05-10 | 2012-12-06 | Sony Corp | 固体撮像装置及び電子機器 |
| TW201637190A (zh) * | 2015-03-25 | 2016-10-16 | Sony Corp | 固體攝像裝置及電子機器 |
| JP2017022313A (ja) * | 2015-07-14 | 2017-01-26 | 株式会社東芝 | カメラモジュール |
| WO2018193747A1 (en) * | 2017-04-19 | 2018-10-25 | Sony Semiconductor Solutions Corporation | Semiconductor device, method of manufacturing the same, and electronic apparatus |
-
2019
- 2019-11-22 CN CN201980073680.0A patent/CN113039652A/zh active Pending
- 2019-11-22 US US17/415,119 patent/US20220052099A1/en active Pending
- 2019-11-22 JP JP2020562934A patent/JPWO2020137283A1/ja active Pending
- 2019-11-22 WO PCT/JP2019/045726 patent/WO2020137283A1/ja active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113039652A (zh) | 2021-06-25 |
| TW202101732A (zh) | 2021-01-01 |
| US20220052099A1 (en) | 2022-02-17 |
| WO2020137283A1 (ja) | 2020-07-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10991745B2 (en) | Semiconductor device, method of manufacturing the same, and electronic apparatus | |
| WO2020137283A1 (ja) | 半導体素子 | |
| JP2024012345A (ja) | 半導体素子およびその製造方法 | |
| WO2020189179A1 (ja) | 受光素子および受光素子の製造方法ならびに撮像装置 | |
| JP7520499B2 (ja) | 半導体素子および電子機器 | |
| US20230014646A1 (en) | Semiconductor element and electronic apparatus | |
| JPWO2020137282A1 (ja) | 撮像素子および電子機器 | |
| TWI850281B (zh) | 半導體元件 | |
| TWI844563B (zh) | 攝像元件、半導體元件及電子機器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20221109 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240123 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240325 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20240702 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20241001 |
|
| A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20241009 |