KR20190107663A - 수광 소자, 수광 소자의 제조 방법, 촬상 소자 및 전자 기기 - Google Patents

수광 소자, 수광 소자의 제조 방법, 촬상 소자 및 전자 기기 Download PDF

Info

Publication number
KR20190107663A
KR20190107663A KR1020197018328A KR20197018328A KR20190107663A KR 20190107663 A KR20190107663 A KR 20190107663A KR 1020197018328 A KR1020197018328 A KR 1020197018328A KR 20197018328 A KR20197018328 A KR 20197018328A KR 20190107663 A KR20190107663 A KR 20190107663A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
photoelectric conversion
conversion layer
semiconductor material
inorganic semiconductor
receiving element
Prior art date
Application number
KR1020197018328A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102498922B1 (ko
Inventor
스구루 사이토
노부토시 후지이
Original Assignee
소니 세미컨덕터 솔루션즈 가부시키가이샤
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 소니 세미컨덕터 솔루션즈 가부시키가이샤 filed Critical 소니 세미컨덕터 솔루션즈 가부시키가이샤
Priority to KR1020237001688A priority Critical patent/KR102609022B1/ko
Publication of KR20190107663A publication Critical patent/KR20190107663A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102498922B1 publication Critical patent/KR102498922B1/ko

Links

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
    • H01L27/14665—Imagers using a photoconductor layer
    • 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
    • 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
    • H01L27/14665—Imagers using a photoconductor layer
    • H01L27/14669—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
    • 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
    • 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
    • H01L27/14603—Special geometry or disposition of pixel-elements, address-lines or gate-electrodes
    • 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
    • H01L27/14609—Pixel-elements with integrated switching, control, storage or amplification elements
    • 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
    • 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
    • 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
    • H01L31/02—Details
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00—Details of television systems
    • H04N5/30—Transforming light or analogous information into electric information
    • H04N5/33—Transforming infrared radiation
    • H04N5/369—
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/702—SSIS architectures characterised by non-identical, non-equidistant or non-planar pixel layout

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

평면시에서 각각 다른 영역에 배치된, 제1 광전변환층 및 제2 광전변환층을 포함하는 복수의 광전변환층과, 상기 복수의 광전변환층을 서로 분리하는 절연막과, 상기 제1 광전변환층에 포함되는 제1 무기 반도체 재료와, 상기 제2 광전변환층에 포함되고, 상기 제1 무기 반도체 재료와는 다른 제2 무기 반도체 재료를 구비한 수광 소자.

Description

수광 소자, 수광 소자의 제조 방법, 촬상 소자 및 전자 기기
본 개시는, 예를 들면 적외선 센서 등에 사용되는 수광 소자 및 그 제조 방법과, 촬상 소자 및 전자 기기에 관한 것이다.
근래, 적외 영역에 감도를 갖는 이미지 센서(적외선 센서)가 상품화되어 있다. 예를 들면, 특허문헌 1에 기재되어 있는 바와 같이, 이 적외선 센서에 사용되는 수광 소자에서는, 예를 들면 InGaAs(인듐갈륨비소) 등의 Ⅲ-V족 반도체를 포함하는 광전변환층이 사용되고, 이 광전변환층에서, 적외선이 흡수됨으로써 전하가 발생한다(광전변환이 행하여진다).
일본 특개2014-127499호 공보
이와 같은 수광 소자 또는 촬상 소자의 소자 구조에 관해서는, 다양한 제안이 이루어지고 있지만, 광전변환 가능한 파장 대역을 보다 넓히는 것이 요망되고 있다.
따라서 넓은 파장 대역에 걸쳐서 광전변환 가능한 수광 소자, 수광 소자의 제조 방법, 촬상 소자 및 전자 기기를 제공하는 것이 바람직하다.
본 개시의 한 실시의 형태에 관한 수광 소자는, 평면시(平面視)에서 각각 다른 영역에 배치된, 제1 광전변환층 및 제2 광전변환층을 포함하는 복수의 광전변환층과, 복수의 광전변환층을 서로 분리하는 절연막과, 제1 광전변환층에 포함되는 제1 무기 반도체 재료와, 제2 광전변환층에 포함되고, 제1 무기 반도체 재료와는 다른 제2 무기 반도체 재료를 구비한 것이다.
본 개시의 한 실시의 형태에 관한 수광 소자의 제조 방법은, 평면시에서 다른 영역에 배치되고, 절연막에 의해 서로 분리된 복수의 광전변환층 중, 제1 광전변환층을, 제1 무기 반도체 재료를 함유시켜서 형성하고, 제2 광전변환층을, 제1 무기 반도체 재료와는 다른 제2 무기 반도체 재료를 함유시켜서 형성하는 것이다.
본 개시의 한 실시의 형태에 관한 수광 소자 및 수광 소자의 제조 방법에서는, 제1 광전변환층과 제2 광전변환층이 서로 다른 무기 반도체 재료(제1 무기 반도체 재료 및 제2 무기 반도체 재료)를 포함하고 있기 때문에, 제1 광전변환층, 제2 광전변환층 각각에서, 광전변환 가능한 파장 대역이 설정된다.
본 개시의 한 실시의 형태에 관한 촬상 소자는, 상기 본 개시의 한 실시의 형태에 관한 수광 소자를 구비한 것이다.
본 개시의 한 실시의 형태에 관한 전자 기기는, 상기 본 개시의 한 실시의 형태에 관한 촬상 소자를 구비한 것이다.
본 개시의 한 실시의 형태에 관한 수광 소자, 수광 소자의 제조 방법, 촬상 소자 및 전자 기기에 의하면, 제1 광전변환층과 제2 광전변환층이 서로 다른 무기 반도체 재료를 포함하도록 하였기 때문에, 제1 광전변환층과 제2 광전변환층 사이에서, 광전변환 가능한 파장 대역을 비켜놓을 수 있다. 따라서, 넓은 파장 대역에 걸쳐서 광전변환을 행하는 것이 가능해진다.
또한, 상기 내용은 본 개시의 한 예이다. 본 개시의 효과는, 상술한 것으로 한하지 않고, 다른 딴 효과라도 좋고, 또 다른 효과를 포함하고 있어도 좋다.
도 1은 본 개시의 한 실시의 형태에 관한 수광 소자의 구성을 도시하는 단면도.
도 2a는 도 1에 도시한 수광 소자의 제조 방법의 한 공정을 설명하기 위한 단면도.
도 2b는 도 2a에 계속된 공정을 도시하는 단면도.
도 2c는 도 2b에 계속된 공정을 도시하는 단면도.
도 2d는 도 2c에 계속된 공정을 도시하는 단면도.
도 2e는 도 2d에 계속된 공정을 도시하는 단면도.
도 3a는 도 2e에 계속된 공정을 도시하는 단면도.
도 3b는 도 3a에 계속된 공정을 도시하는 단면도.
도 3c는 도 3b에 계속된 공정을 도시하는 단면도.
도 4는 비교례에 관한 수광 소자의 구성을 도시하는 단면도.
도 5a는 도 4에 도시한 수광 소자의 제조 방법의 한 공정을 설명하기 위한 단면도.
도 5b는 도 5a에 계속된 공정을 도시하는 단면도.
도 5c는 도 5b에 계속된 공정을 도시하는 단면도.
도 6은 변형례 1에 관한 수광 소자의 구성을 도시하는 단면도.
도 7은 변형례 2에 관한 수광 소자의 구성을 도시하는 단면도.
도 8은 도 7에 도시한 수광 소자의 다른 예를 도시하는 단면도.
도 9a는 도 7에 도시한 수광 소자의 제조 방법의 한 공정을 설명하기 위한 단면도.
도 9b는 도 9a에 계속된 공정을 도시하는 단면도.
도 9c는 도 9b에 계속된 공정을 도시하는 단면도.
도 10a는 도 9c에 계속된 공정을 도시하는 단면도.
도 10b는 도 10a에 계속된 공정을 도시하는 단면도.
도 10c는 도 10b에 계속된 공정을 도시하는 단면도.
도 11은 변형례 3에 관한 수광 소자의 구성을 도시하는 단면도.
도 12는 도 11에 도시한 수광 소자의 제조 방법의 한 공정을 설명하기 위한 단면도.
도 13은 도 11에 도시한 수광 소자의 동작을 설명하기 위한 단면도.
도 14는 촬상 소자의 구성을 도시하는 블록도.
도 15는 적층형의 촬상 소자의 구성례를 도시하는 모식도.
도 16은 도 14에 도시한 촬상 소자를 이용한 전자 기기(카메라)의 한 예를 도시하는 기능 블록도.
도 17은 내시경 수술 시스템의 개략적인 구성의 한 예를 도시하는 도면.
도 18은 카메라 헤드 및 CCU의 기능 구성의 한 예를 도시하는 블록도.
도 19는 차량 제어 시스템의 개략적인 구성의 한 예를 도시하는 블록도.
도 20은 차외 정보 검출부 및 촬상부의 설치 위치의 한 예를 도시하는 설명도.
이하, 본 개시에서의 실시 형태에 관해, 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 또한, 설명하는 순서는, 하기하는 바와 같다.
1. 실시 형태(서로 다른 무기 반도체 재료로 구성된 광전변환층을 갖는 수광 소자의 예)
2. 변형례 1(평면시에서 다른 서로 다른 크기의 광전변환층을 갖는 예)
3. 변형례 2(광입사면측이 평탄한 예)
4. 변형례 3(종방향 분광의 예)
5. 적용례 1(촬상 소자의 예)
6. 적용례 2(전자 기기의 예)
7. 응용례 1(내시경 수술 시스템에의 응용례)
8. 응용례 2(이동체에의 응용례)
<실시의 형태>
[구성]
도 1은, 본 개시의 한 실시의 형태의 수광 소자(수광 소자(1))의 단면 구성을 도시한 것이다. 수광 소자(1)는, 예를 들면 Ⅲ-V족 반도체 등의 무기 반도체 재료를 사용한 적외선 센서 등에 적용되는 것이고, 예를 들면 2차원 배치된 복수의 수광 단위 영역(P)(화소(P1, P2, P3, P4, P5…Pn))을 포함하고 있다. 또한, 도 1에서는, 5개의 화소(P)(화소(P1∼P5))에 상당하는 부분의 단면 구성에 관해 도시하고 있다.
수광 소자(1)는 ROIC(readout integrated circuit) 기판(11)을 갖고 있다. 수광 소자(1)에서는, 이 ROIC 기판(11)상에, 제1 전극(21), 제1 콘택트층(22), 광전변환층(23), 제2 콘택트층(24) 및 제2 전극(25)이 이 순서로 마련되어 있다. 제1 전극(21), 제1 콘택트층(22), 광전변환층(23) 및 제2 콘택트층(24)은, 화소(P)마다 분리하여 마련되고, 제2 전극(25)은 복수의 화소(P)에 공통되게 마련되어 있다. 수광 소자(1)에는, 제2 전극(25)측부터 광전변환층(23)에 광(예를 들면 가시 영역 및 적외 영역의 파장의 광)이 입사하도록 되어 있다. 예를 들면, 화소(P1∼P3)에서 가시 영역의 파장의 광이 광전변환되고, 화소(P4, P5)에서 적외 영역의 파장의 광이 광전변환된다.
수광 소자(1)는, 제1 전극(21)과 ROIC 기판(11)과의 사이에 보호막(12)을 갖고 있고, 보호막(12)에는, 제1 전극(21)에 접속된 관통 전극(12E)이 마련되어 있다. 수광 소자(1)는, 이웃하는 화소(P)의 사이에 절연막(13)을 갖고 있다. 수광 소자(1)는, 제2 전극(25)상에, 패시베이션막(14) 및 컬러 필터층(15)을 이 순서로 갖고 있고, 수광 소자(1)에서는, 이 컬러 필터층(15) 및 패시베이션막(14)을 통과한 광이 광전변환층(23)에 광이 입사하도록 되어 있다. 이하, 각 부분의 구성에 관해 설명한다. 또한, 화소(P1∼P5)는, 광전변환층(23)을 제외하고 같은 구성을 갖고 있기 때문에, 광전변환층(23) 이외의 각 부분의 설명은, 각 화소(P)에서 공통된다.
ROIC 기판(11)은, 예를 들면, 실리콘(Si) 기판과 실리콘 기판상의 다층 배선층에 의해 구성되어 있고, 이 다층 배선층에 ROIC가 마련되어 있다. 다층 배선층 중 보호막(12)에 가까운 위치에는, 화소(P)마다 예를 들면 구리(Cu)를 포함하는 전극이 마련되고, 이 전극이 관통 전극(12E)에 접하여 있다.
제1 전극(21)은, 광전변환층(23)에서 발생한 신호 전하(정공 또는 전자, 이하 편의상, 신호 전하가 정공이라고 하여 설명한다.)를 판독하기 위한 전압이 공급되는 전극(전극)이고, 화소(P)마다 마련되어 있다. 제1 전극(21)은, 평면시에서 제1 콘택트층(22)보다 작고, 제1 콘택트층(22)의 개략 중앙부에 접하여 있다. 하나의 화소(P)에 대해 하나의 제1 전극(21)이 배치되고, 이웃하는 화소(P)에서는, 보호막(12)에 의해 제1 전극(21)이 전기적으로 분리되어 있다.
제1 전극(21)은, 예를 들면, 티탄(Ti), 텅스텐(W), 질화티탄(TiN), 백금(Pt), 금(Au), 게르마늄(Ge), 팔라듐(Pd), 아연(Zn), 니켈(Ni) 및 알루미늄(Al) 중의 어느 한 단체(單體), 또는 그들 중의 적어도 1종을 포함하는 합금에 의해 구성되어 있다. 제1 전극(21)은, 이와 같은 구성 재료의 단막(單膜)이라도 좋고, 또는, 2종 이상을 조합시킨 적층막이라도 좋다.
제1 콘택트층(22)은, 제1 전극(21)과 광전변환층(23) 사이에 마련되고, 이들에 접하여 있다. 하나의 화소(P)에 대해 하나의 제1 콘택트층(22)이 배치되고, 이웃하는 화소(P)에서는, 절연막(13)에 의해 제1 콘택트층(22)이 전기적으로 분리되어 있다. 제1 콘택트층(22)은, 광전변환층(23)에서 발생한 신호 전하가 이동하는 영역이고, 예를 들면, p형의 불순물을 포함하는 무기 반도체 재료에 의해 구성되어 있다. 제1 콘택트층(22)으로는, 예를 들면, Zn(아연) 등의 p형의 불순물을 포함하는 InP(인듐인)를 사용할 수 있다. 예를 들면, 제1 콘택트층(22)에서는, 제1 전극(21)과의 접촉면이 화소(P) 사이에서 동일 평면상에 배치되어 있다. 즉, 복수의 제1 콘택트층(22)의 제1 전극(21)과의 접촉면은, 동일 평면을 구성하고 있다.
제1 전극(21)과 제2 전극(25) 사이의 광전변환층(23)은, 소정 파장의 광을 흡수하여, 신호 전하를 발생시키는 것이고, Ⅲ-V족 반도체 등의 무기 반도체 재료를 포함하고 있다. 광전변환층(23)을 구성하는 무기 반도체 재료로서는, 예를 들면, Ge(게르마늄), InGaAs(인듐갈륨비소), Ex. InGaAs, InAsSb(인듐비소안티몬), InAs(인듐비소), InSb(인듐안티몬) 및 HgCdTe(수은카드뮴텔루르) 등을 들 수 있다. 하나의 화소(P)에 대해 하나의 광전변환층(23)이 배치되고, 이웃하는 화소(P)에서는, 절연막(13)에 의해 광전변환층(23)이 전기적으로 분리되어 있다. 구체적으로는, 화소(P1)에는 광전변환층(23A), 화소(P2)에는 광전변환층(23B), 화소(P3)에는 광전변환층(23C), 화소(P4)에는 광전변환층(23D), 화소(P5)에는 광전변환층(23E)이 각각 마련되어 있다. 즉, 광전변환층(23A∼23E)은 각각, 평면시에서 다른 위치에 배치되어 있다. 본 실시의 형태에서는, 광전변환층(23A)(또는 광전변환층(23B∼23D))에 포함되는 무기 반도체 재료와 광전변환층(23E)에 포함되는 무기 반도체 재료가 다르다. 상세는 후술하지만, 이에 의해, 넓은 파장 대역에 걸쳐서 광전변환을 행하는 것이 가능해진다. 여기서는, 광전변환층(23E)이 본 기술의 제1 광전변환층의 한 구체례, 광전변환층(23A)(또는 광전변환층(23B∼23D))이 본 기술의 제2 광전변환층의 한 구체례에 상당한다.
광전변환층(23A, 23B, 23C)은, 주로 가시 영역의 파장의 광을 광전변환하는 것이다. 광전변환층(23A)에서는 청색 파장역의 광(예를 들면 파장 500㎚ 이하), 광전변환층(23B)에서는 녹색 파장역의 광(예를 들면 파장 500㎚∼600㎚), 광전변환층(23C)에서는 적색 파장역의 광(예를 들면 파장 600㎚∼800㎚)이, 각각 흡수되어 신호 전하가 발생하도록 되어 있다. 이 광전변환층(23A∼23C)은, 예를 들면 i형의 Ⅲ-V족 반도체에 의해 구성되어 있다. 광전변환층(23A∼23C)에 사용되는 Ⅲ-V족 반도체로서는, 예를 들면, InGaAs(인듐갈륨비소)를 들 수 있다. 예를 들면, 광전변환층(23A, 23B, 23C) 각각의 두께는 서로 다르다. 예를 들면, 광전변환층(23A)의 두께가 가장 얇고, 광전변환층(23B) 및 광전변환층(23C)의 순서로 두껍게 되어 있다. 예를 들면, 광전변환층(23A)의 두께는 500㎚ 이하, 광전변환층(23B)의 두께는 700㎚ 이하, 광전변환층(23C)의 두께는 800㎚ 이하이다.
광전변환층(23D)은, 주로 단적외(短赤外, short infrared) 영역의 파장의 광(예를 들면 파장 1㎛∼10㎛)을 광전변환하는 것이다. 이 광전변환층(23D)은, 예를 들면 i형의 Ⅲ-V족 반도체에 의해 구성되어 있고, 예를 들면, InGaAs(인듐갈륨비소)에 의해 구성되어 있다. 광전변환층(23D)은, 예를 들면, 광전변환층(23A∼23C)보다도 두껍게 되어 있고, 광전변환층(23D)의 두께는, 예를 들면 1㎛∼10㎛이다.
광전변환층(23E)은, 주로 중적외(中赤外, intermediate infrared) 영역의 파장의 광(예를 들면 파장 3㎛∼10㎛)을 광전변환하는 것이다. 이 광전변환층(23E)은, 예를 들면 광전변환층(23A∼23D)과는 다른 i형의 Ⅲ-V족 반도체에 의해 구성되어 있다. 구체적으로는, 광전변환층(23E)에는, InAsSb(인듐비소안티몬) 또는 InSb(인듐안티몬) 등을 사용할 수 있다. 이와 같이, 화소(P)(화소(P5))에서, 다른(他) 화소(P)의 광전변환층(23)과는 다른 무기 반도체 재료를 사용함에 의해, 보다 장파장 영역의 광의 광전변환을 행하는 것이 가능해진다. 따라서 넓은 파장 대역에 걸쳐서, 높은 광전변환 효율을 실현할 수 있다. 광전변환층(23E)의 두께는, 예를 들면 광전변환층(23A∼23C)의 두께와는 다르고, 예를 들면 3㎛∼10㎛이다.
제2 콘택트층(24)은, 광전변환층(23)과 제2 전극(25) 사이에 마련되고, 이들에 접하여 있다. 하나의 화소(P)에 대해 하나의 제2 콘택트층(24)이 배치되고, 이웃하는 화소(P)에서는, 절연막(13)에 의해 제2 콘택트층(24)이 전기적으로 분리되어 있다. 제2 콘택트층(24)은, 제2 전극(25)으로부터 배출되는 전하가 이동하는 영역이고, 예를 들면, n형의 불순물을 포함하는 화합물 반도체에 의해 구성되어 있다. 제2 콘택트층(24)으로는, 예를 들면, Si(규소) 등의 n형의 불순물을 포함하는 InP(인듐인)를 사용할 수 있다.
제2 전극(25)은, 예를 들면 각 화소(P)에 공통의 전극으로서, 제2 콘택트층(24)상(광 입사측)에, 제2 콘택트층(24)에 접하도록 마련되어 있다. 제2 전극(25)은, 광전변환층(23)에서 발생한 전하 중, 신호 전하로서 사용되지 않는 전하를 배출하기 위한 것이다(캐소드). 예를 들면, 정공이, 신호 전하로서 제1 전극(21)으로부터 판독되는 경우에는, 이 제2 전극(25)을 통하여 예를 들면 전자를 배출할 수 있다. 제2 전극(25)은, 예를 들면 적외선 등의 입사광을 투과 가능한 도전막에 의해 구성되어 있다. 제2 전극(25)으로는, 예를 들면, ITO(Indium Tin Oxide) 또는 ITiO(In2O3 -TiO2) 등을 사용할 수 있다.
보호막(12)은, ROIC 기판(11)의 일방의 면(광 입사측의 면)을 덮도록 마련되어 있다. 보호막(12)은, 예를 들면, 무기 절연 재료에 의해 구성되어 있다. 이 무기 절연 재료로서는, 예를 들면, 질화실리콘(SiN), 산화알루미늄(Al2O3), 산화규소(SiO2) 및 산화하프늄(HfO2) 등을 들 수 있다. 보호막(12)은, 복수의 막으로 이루어지는 적층 구조를 갖고 있어도 좋다. 보호막(12)에 마련된 관통 전극(12E)은, ROIC 기판(11)의 배선과 제1 전극(21)을 접속하기 위한 것이고, 화소(P)마다 마련되어 있다. 관통 전극(12E)은, 예를 들면, 구리에 의해 구성되어 있다.
절연막(13)은, 예를 들면, 각 화소(P)에서, 제1 콘택트층(22)의 측면, 광전변환층(23)의 측면 및 제2 콘택트층(24)의 측면을 덮고 있다. 이 절연막(13)은, 이웃하는 광전변환층(23)을 화소(P)마다 분리하기 위한 것이고, 이웃하는 광전변환층(23) 사이의 영역은 절연막(13)에 의해 매립되어 있다. 절연막(13)은, 예를 들면, 산화실리콘(SiOX) 또는 산화알루미늄(Al2O3) 등의 산화물을 포함하여 구성되어 있다. 복수의 막으로 이루어지는 적층 구조에 의해 절연막(13)을 구성하도록 하여도 좋다. 절연막(13)은, 예를 들면 산질화실리콘(SiON), 탄소 함유 산화실리콘(SiOC), 질화실리콘(SiN) 및 실리콘카바이드(SiC) 등의 실리콘(Si)계 절연 재료에 의해 구성하도록 하여도 좋다.
패시베이션막(14)은, 제2 전극(25)을 덮으며, 제2 전극(25)과 컬러 필터층(15) 사이에 마련되어 있다. 이 패시베이션막(14)은, 반사 방지 기능을 갖고 있어도 좋다. 패시베이션막(14)으로는, 예를 들면 질화실리콘(SiN), 산화알루미늄(Al2O3), 산화규소(SiO2) 및 산화탄탈(Ta2O3) 등을 사용할 수 있다.
컬러 필터층(15)은, 패시베이션막(14)상(패시베이션막(14)의 광입사면측)에 마련되어 있다. 컬러 필터층(15)은, 예를 들면, 화소(P1)에 청색 필터, 화소(P2)에 녹색 필터, 화소(P3)에 적색 필터를 갖고 있다. 화소(P4, P5)에서는, 예를 들면 적외 영역의 파장의 광이 광전변환되기 때문에, 컬러 필터층(15)은, 화소(P4, P5)에 가시광 컷트 필터를 갖고 있어도 좋다.
수광 소자(1)는, 컬러 필터층(15)상에, 입사광을 광전변환층(23)을 향하여 집광하기 위한 온 칩 렌즈(예를 들면 후술하는 도 8의 온 칩 렌즈(17))를 갖고 있어도 좋다.
[수광 소자(1)의 제조 방법]
수광 소자(1)는, 예를 들면 다음과 같이 하여 제조할 수 있다. 도 2a∼도 3c는, 수광 소자(1)의 제조 공정을 공정 순서로 도시한 것이다. 도 2a∼도 3c에서는, 화소(P3∼P5)에 대응하는 영역을 나타내고 있다.
우선, 예를 들면 실리콘(Si)으로 이루어지는 기판(31)을 준비하고, 이 기판(31)상에, 예를 들면 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiN)으로 이루어지는 절연막(13)을 성막한다.
다음에, 도 2a에 도시한 바와 같이, 성막한 절연막(13)의 각 화소(P)에 대응하는 영역에 개구(화소(P3∼P5)에 대응하는 개구(13C∼13E))를 형성하고, 이 개구에 제2 콘택트층(24)을 형성한다. 구체적으로는, 이하와 같이 행한다. 우선, 절연막(13)을, 예를 들면 포토 리소그래피 및 드라이 에칭을 이용하여 패터닝하여, 개구(13C∼13E)를 형성한다. 개구(13C∼13E)는, 화소(P)마다 형성되고, 또한, 서로 개구폭이 다른 부분(a1, a2)을 포함하고 있다. 부분(a2)은, 후의 공정에서 광전변환층(23)이 형성되는 개구부분이고, 형성되는 광전변환층(23)의 두께에 응하여 화소(P)마다 깊이가 조정되어 있다. 이와 같이 부분(a2)의 깊이에 의해, 광전변환층(23)의 두께를 조정하고, 용이하게 수광 소자(1)를 제조할 수 있다. 부분(a1)은, 부분(a2)보다도 고(高)애스펙트비를 가지며, 부분(a2) 내에 트렌치 또는 구멍으로서 형성되어 있다. 부분(a1)의 애스펙트비는, 예를 들면, 1.5 이상이다. 부분(a1)은, 부분(a2)으로부터 절연막(13)을 관통하고, 기판(31)의 일부(절연막(13)측의 일부)에도 마련되어 있다.
부분(a1) 중, 노출되어 있는 기판(51)의 면에, 예를 들면 알칼리 이방성 에칭을 시행하여 둔다. 이 에칭에서는, 예를 들면 실리콘 기판(기판(31))의 결정면 방위 의존성이 강하고, (111)면방향의 에칭 레이트가 현저하게 낮다. 이 때문에, 에칭 처리면은 (111)면에서 에칭이 스톱하고, 복수의 (111)면이 형성된다.
에칭 처리를 행한 후, 기판(31)의 복수의 (111)면부터, 절연막(13)의 부분(a1)에 걸쳐서, InP로 이루어지는 버퍼층(32)을 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)법 또는 MBE(Molecular Beam Epitaxy)법을 이용하여 형성한다. 이와 같이, 기판(31)의 면에 대해 경사한 복수의 (111)면에서 버퍼층(32)을 에피택셜 성장시킴에 의해, 버퍼층(32)의 결함 밀도를 저감할 수 있다. 이것은, 경사한 (111)면과 버퍼층(32)과의 계면을 기점(起點)으로, 적층 결함은 성막 방향에 성장하는데, 이때, 이 적층 결함은 절연막(13)의 벽에 부딪혀서 성장이 멈추기 때문이다. 버퍼층(32)을 부분(a1)에 형성한 후, 부분(a2)에, 예를 들면 InP를 에피택셜 성장시켜서, 제2 콘택트층(24)을 형성한다(도 2a).
계속해서, 각 개구(개구(13C∼13E))에 광전변환층(23)을 형성한다(도 2b, 2C). 광전변환층(23)은, 예를 들면 하드 마스크(33)을 이용하여 형성한다. 구체적으로는, 이하와 같이 하여 개구(13C∼13E)에 광전변환층(23C∼23E)을 형성한다. 우선, 개구(13E)를 하드 마스크(33)으로 덮은 상태에서, 개구(13C, 13D)에 예를 들면 InGaAs(인듐갈륨비소)로 이루어지는 광전변환층(23C, 23D)을 에피택셜 성장에 의해 형성한다. 그 후, 개구(13C, 13D)를 하드 마스크(33)으로 덮은 상태에서, 개구(13E)에 예를 들면 InAsSb(인듐비소안티몬) 또는 InSb(인듐안티몬)로 이루어지는 광전변환층(23E)을 에피택셜 성장에 의해 형성한다.
광전변환층(23)을 형성한 후, 도 2d에 도시한 바와 같이, 광전변환층(23)상에 예를 들면 InP를 에피택셜 성장시켜서, 제1 콘택트층(22)을 형성한다. 계속해서, 예를 들면 CMP(Chemical Mechanical Polishing : 화학 기계 연마)에 의해, 제1 콘택트층(22)의 표면을 평탄화하여 둔다.
다음에, 평탄화된 제1 콘택트층(22)의 표면에, 제1 전극(21)의 구성 재료를 성막한 후, 포토 리소그래피 및 에칭을 이용하여, 이것을 패터닝한다. 이에 의해 제1 전극(21)이 형성된다(도 2e).
계속해서, 보호막(12) 및 관통 전극(12E)을 형성한다. 구체적으로는, 보호막(12)을 제1 전극(21)상 및 절연막(13)상에 성막한 후, 이 보호막(12) 중 제1 전극(21)의 중앙 부분에 대응하는 영역에, 예를 들면 포토 리소그래피 및 드라이 에칭을 이용하여 관통구멍을 형성한다. 그 후, 이 관통구멍에 예를 들면 구리로 이루어지는 관통 전극(12E)을 형성한다.
뒤이어, 도 3a에 도시한 바와 같이, 이 관통 전극(12E)을 ROIC 기판(11)의 전극에 접합시킨다. 이 접합은, 예를 들면 Cu-Cu 접합에 의해 행한다. 계속해서, 기판(31)을 예를 들면 연마기에 의해 박막화하고, 박막화된 기판(31)과 버퍼층(32)을 예를 들면 에칭에 의해 제거하여, 제2 콘택트층(24) 표면을 노출시킨다(도 3b).
최후에, 도 3c에 도시한 바와 같이, 제2 전극(25), 패시베이션막(14) 및 컬러 필터층(15)을 이 순서로 형성하여 도 1에 도시한 수광 소자(1)를 완성시킨다.
[수광 소자(1)의 동작]
수광 소자(1)에서는, 컬러 필터층(15), 패시베이션막(14), 제2 전극(25) 및 제2 콘택트층(24)을 통하여, 광전변환층(23)에 광(예를 들면 가시 영역 및 적외 영역의 파장의 광)이 입사하면, 이 광이 광전변환층(23)에서 흡수된다. 이에 의해, 광전변환층(23)에서는 정공(홀) 및 전자의 쌍이 발생한다(광전변환된다). 이때, 예를 들면 제1 전극(21)에 소정의 전압이 인가되면, 광전변환층(23)에 전위 구배가 생겨, 발생한 전하 중 일방의 전하(예를 들면 정공)가, 신호 전하로서 제1 콘택트층(22)으로 이동하고, 제1콘택트층(22)부터 제1 전극(21)에 수집된다. 이 신호전하가, ROIC 기판에 의해 판독된다
[수광 소자(1)의 작용·효과]
본 실시의 형태의 수광 소자(1)에서는, 화소(P1∼P4)의 광전변환층(23A∼23D)과, 화소(P5)의 광전변환층(23E)이 서로 다른 무기 반도체 재료에 의해 구성되어 있다. 또한, 광전변환층(23A∼23D)의 사이에서도, 서로 다른 두께로 조정 가능하다. 이에 의해, 광전변환층(23A∼23E)(화소(P1∼P5)) 각각에서, 광전변환 가능한 파장 대역을 설정하기 쉽게 된다. 예를 들면, 광전변환층(23A)(화소(P1))에서 청색 파장역의 광, 광전변환층(23B)(화소(P2))에서 녹색 파장역의 광, 광전변환층(23C)(화소(P3))에서 적색 파장역의 광, 광전변환층(23D)(화소(P4))에서 단적외 영역의 파장의 광, 광전변환층(23E)(화소(P5))에서 중적외 영역의 파장의 광이 각각 광전변환되도록 구성할 수 있다. 이하, 이에 관해 설명한다.
도 4는, 비교례에 관한 수광 소자(수광 소자(100))의 단면 구성을 도시하고 있다. 이 수광 소자(100)는, 이웃하는 화소(P)의 사이가 절연막으로 분리되어 있지 않고, 모든 화소(P)에 공통되고, 제1 콘택트층(122), 광전변환층(123), 제2 콘택트층(124) 및 제2 전극(125)이 마련되어 있다. 제1 전극(121)은, 화소(P)마다 분리되어 있다.
도 5a∼5c는, 이 수광 소자(100)의 제조 공정을 도시하고 있다. 수광 소자(100)는, 우선, 기판(124A)상에, 예를 들면 에피택셜 성장에 의해, 광전변환층(123) 및 제1 콘택트층(122)을 형성한 후(도 5a), 보호막(12) 및 관통 전극(도시 생략)을 형성한다. 뒤이어, 이 관통 전극과, ROIC 기판(11)의 전극을, 예를 들면 Cu-Cu 접합에 의해 접합한다(도 5b). 그 후, 예를 들면 기판(124A)을 박막화하여, 제2 콘택트층(124)을 형성한다(도 5c). 최후에, 예를 들면 제2 전극(125), 패시베이션막 및 컬러 필터층을 형성함에 의해 수광 소자(100)가 형성된다.
이와 같이 형성한 수광 소자(100)에서는, 화소(P) 사이에서, 광전변환층(123)의 구성 재료를 다르게 하거나, 또는, 광전변환층(123)의 두께를 다르게 하는 것은 곤란하다. 따라서 수광 소자(100)에서는, 모든 화소(P)에서 같은 파장역의 광이 광전변환되고, 화소(P) 사이에서 서로 다른 파장역의 광을 선택적으로 광전변환할 수가 없다.
이에 대해, 수광 소자(1)에는, 서로 다른 구성 재료, 또는 다른 두께의 광전변환층(23A∼23E)이 마련되어 있기 때문에, 화소(P) 사이에서 다른 파장역의 광을 선택적으로 광전변환할 수 있다. 예를 들면, 화소(P1∼P3)에서는 가시 영역의 파장의 광, 화소(P4)에서는 단적외 영역의 파장의 광, 화소(P5)에서는 중적외 영역의 파장의 광이 각각 선택적으로 광전변환된다. 이와 같은 수광 소자(1)는, 화소(P)마다 마련된 절연막(13)의 개구(예를 들면 도 2a의 개구(13C∼13E))에 광전변환층(23)을 형성함으로써, 용이하게 형성할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시의 형태의 수광 소자(1)에서는, 광전변환층(23A∼23D)과 광전변환층(23E)이 서로 다른 무기 반도체 재료를 포함하도록 하였기 때문에, 광전변환층(23A∼23D)과 광전변환층(23E) 사이에서, 광전변환 가능한 파장 대역을 비켜놓을 수 있다. 또한, 광전변환층(23A∼23D)의 사이에서도, 서로의 두께를 다르도록 하였기 때문에, 광전변환 가능한 파장 대역을 비켜놓을 수 있다. 따라서, 넓은 파장 대역에 걸쳐서 광전변환을 행하는 것이 가능해진다.
이하, 상기 실시의 형태의 변형례 및 적용례에 관해 설명하지만, 이후의 설명에서 상기 실시의 형태와 동일 구성 부분에 관해서는 동일 부호를 붙이고 그 설명은 적절히 생략한다.
<변형례 1>
도 6은, 상기 실시의 형태의 변형례 1에 관한 수광 소자(수광 소자(1A))의 단면 구성을 도시한 것이다. 수광 소자(1A)와 같이, 서로 다른 폭(폭(W3, W4))의 광전변환층(23)이 마련되어 있어도 좋다. 이 점을 제외하고, 수광 소자(1A)는 수광 소자(1)와 같은 구성 및 효과를 갖고 있다.
예를 들면, 수광 소자(1A)는, 광전변환층(23C)의 폭(W3)보다도, 광전변환층(23D)의 폭(W4)이 크게 되어 있다. 예를 들면, 광전변환층(23A, 23B)의 폭은 폭(W3)과 개략 같고, 광전변환층(23E)의 폭은 폭(W4)보다도 크게 되어 있다. 광전변환층(23C)과 광전변환층(23D)은, 예를 들면 평면시에서의 크기가 다르고, 그 길이(폭(W3, W4)과 직교하는 방향의 크기)도 다르다. 광전변환층(23C)과 광전변환층(23D)은, 폭(W3, W4) 및 길이의 어느 일방만이 달라도 좋다.
<변형례 2>
도 7은, 변형례 2에 관한 수광 소자(수광 소자(1B))의 단면 구성을 도시한 것이다. 상기 실시의 형태에서는, ROIC 기판(11)측의 면(구체적으로는, 제1 콘택트층(22)의 제1 전극(21)과의 접촉면)이 평탄한 경우를 예시하였지만, 광 입사측의 면이 평탄하여도 좋다. 구체적으로는, 수광 소자(1B)와 같이, 제2 콘택트층(24)의 제2 전극(25)과의 접촉면이 화소(P) 사이에서, 동일 평면상에 마련되어 있어도 좋다. 즉, 수광 소자(1B)에서는, 복수의 제2 콘택트층(24)의 제2 전극(25)과의 접촉면이, 동일 평면을 구성하고 있다. 이 점을 제외하고, 수광 소자(1B)는 수광 소자(1)와 같은 구성 및 효과를 갖고 있다.
도 8에 도시한 바와 같이, 수광 소자(1B)는, 온 칩 렌즈(온 칩 렌즈(17))를 갖고 있어도 좋다. 온 칩 렌즈(17)는, 예를 들면, 컬러 필터층(15)상에, 패시베이션막(16)을 통하여 마련되어 있다. 이와 같이, 광입사면측이 평탄한 수광 소자(1B)에서는, 온 칩 렌즈(17)의 초점 설계가 용이하고, 온 칩 렌즈(17)를 용이하게 형성할 수 있다.
수광 소자(1B)는, 예를 들면 다음과 같이 하여 제조할 수 있다. 도 9a∼도 10c는, 수광 소자(1B)의 제조 공정을 공정 순서로 도시한 것이다. 도 9a∼도 10c에서는, 화소(P1∼P3)에 대응하는 영역을 나타내고 있다.
우선, 상기 실시의 형태에서 설명한 것과 마찬가지로 하여, 절연막(13)의 각 화소(P)에 대응하는 영역에 개구(화소(P1∼P3)에 대응하는 개구(13A∼13C))를 형성하고, 이 개구에 제2 콘택트층(24)을 형성한다(도 9a). 이때, 부분(a2)의 깊이를, 화소(P) 사이에서 같게 하여 둠에 의해, 제2 콘택트층(24)의 제2 전극(25)과의 접촉면이 화소(P) 사이에서 동일 평면상에 배치되게 된다.
다음에, 각 개구(개구(13A∼13C))에 광전변환층(23)을 형성한다(도 9b). 광전변환층(23A∼23C)은, 예를 들면 InGaAs(인듐갈륨비소)를 에피택셜 성장시킨 후, 에칭에 의해 화소(P) 사이에서 두께를 조정함에 의해 형성한다.
광전변환층(23)을 형성한 후, 도 9c에 도시한 바와 같이, 광전변환층(23)상에 제1 콘택트층(22) 및 제1 전극(21)을 이 순서로 형성한다. 계속해서, 보호막(12) 및 관통 전극(12E)을 형성한 후, 도 10a에 도시한 바와 같이, 이 관통 전극(12E)을 ROIC 기판(11)의 전극에 접합시킨다.
그 후, 기판(31)을 박막화하고, 박막화된 기판(31)과 버퍼층(32)을 예를 들면 에칭에 의해 제거하고, 제2 콘택트층(24) 표면을 노출시킨다(도 10b).
최후에, 도 10c에 도시한 바와 같이, 제2 전극(25), 패시베이션막(14) 및 컬러 필터층(15)을 이 순서로 형성하여 도 7에 도시한 수광 소자(1B)를 완성시킨다.
본 변형례와 같이, 화소(P) 사이에서 광입사면측의 면이 평탄하여도 좋고, 이 경우에도, 상기 실시의 형태와 동등한 효과를 얻을 수 있다. 더하여, 온 칩 렌즈(17)의 초점 설계가 용이해진다.
<변형례 3>
도 11은, 변형례 3에 관한 수광 소자(수광 소자(1C))에 관해, 화소(P5)의 단면 구성을 도시한 것이다. 본 변형례와 같이, 광전변환층(23E)의 두께 방향으로, 다른 광전변환층(광전변환층(23EA))을 적층시키도록 하여도 좋다. 이와 같은 수광 소자(1C)에서는, 종방향 분광이 가능해진다. 이 점을 제외하고, 수광 소자(1C)는 수광 소자(1)와 같은 구성 및 효과를 갖고 있다.
광전변환층(23EA)(제3 광전변환층)은, 광전변환층(23E)의 두께 방향으로 적층되고, 평면시에서 일부가 광전변환층(23E)에 겹쳐지는 위치에 마련되어 있다. 광전변환층(23EA)은, 광전변환층(23E)과는 다른 무기 반도체 재료에 의해 구성되어 있다. 예를 들면, 광전변환층(23EA)은 주로, 단적외 영역의 파장의 광을 광전변환하는 것이고, InGaAs(인듐갈륨비소)에 의해 구성되어 있다. 화소(P5)에는, 예를 들면, 2개의 광전변환층(23EA)이 마련되어 있고, 이들은 두께 방향의 위치가 같은 위치에 배치되어 있다. 화소(P5)에는, 하나의 광전변환층(23EA)을 마련하도록 하여도 좋고, 또는, 3개 이상의 광전변환층(23EA)을 마련하도록 하여도 좋다.
광전변환층(23EA)의 ROIC 기판(11)과의 대향면에는 제1 전극(21A)이 마련되고, 제1 전극(21A)은 절연막(13) 중의 관통 전극(12EA)을 통하여 ROIC 기판(11)에 접속되어 있다. 광전변환층(23EA)과 제1 전극(21A) 사이에는, 제1 콘택트층(22A)이 마련되어 있다. 광전변환층(23EA)의 광입사면에는, 제2 콘택트층(24A) 및 제2 전극(25)이 이 순서로 적층되어 있다.
도 12는, 수광 소자(1C)를 제조할 때의 한 공정을 도시한 것이다. 수광 소자(1C)는, 상기 실시의 형태에서 설명한 것과 같이 하여 형성할 수 있다.
수광 소자(1C)에서는, 도 13에 도시한 바와 같이, 하나의 화소(P5) 내에서, 예를 들면 중적외 영역의 파장의 광(L1)이 광전변환층(23E)에 의해, 예를 들면 단적외 영역의 파장의 광(L2)이 광전변환층(23EA)에 의해 광전변환된다.
본 변형례와 같이, 하나의 화소(P) 내의 적층 방향으로 복수의 광전변환층(예를 들면 광전변환층(23E) 및 광전변환층(23EA))을 마련하도록 하여도 좋다. 이와 같은 경우에도, 상기 제1의 실시의 형태와 동등한 효과를 얻을 수 있다. 더하여, 하나의 화소(P) 내에서의 종형 분광이 가능해지기 때문에, 화소(P)의 미세화가 용이해진다.
도 11에서는, 화소(P5)에 광전변환층(23EA)을 마련하는 경우를 나타냈지만, 화소(P5)와 함께, 딴 화소(P)(예를 들면 화소(P1∼P4))에도 광전변환층(23EA)을 마련하도록 하여도 좋다. 또는, 화소(P5)에는 광전변환층(23EA)을 마련하지 않고, 딴 화소(P)에 광전변환층(23EA)을 마련하도록 하여도 좋다.
<적용례 1>
도 14는, 상기 실시의 형태 등에서 설명한 수광 소자(1)(또는, 수광 소자(1A∼1C,) 이하, 통합하여 수광 소자(1)라고 한다)의 소자 구조를 이용한 촬상 소자(2)의 기능 구성을 도시한 것이다. 촬상 소자(2)는, 예를 들면 적외선 이미지 센서이고, 예를 들면 수광 소자(1)를 포함하는 화소부(10P)와, 이 화소부(10P)를 구동하는 회로부(20)를 갖고 있다. 회로부(20)는, 예를 들면 행주사부(131), 수평 선택부(133), 열주사부(134) 및 시스템 제어부(132)를 갖고 있다.
화소부(10P)는, 예를 들면 행렬형상으로 2차원 배치된 복수의 화소(P)(수광 소자(1))를 갖고 있다. 화소(P)에는, 예를 들면 화소행마다 화소 구동선(Lread)(예를 들면, 행 선택선 및 리셋 제어선)가 배선되고, 화소열마다 수직 신호선(Lsig)이 배선되어 있다. 화소 구동선(Lread)은, 화소(P)로부터의 신호 판독을 위한 구동 신호를 전송하는 것이다. 화소 구동선(Lread)의 일단은, 행주사부(131)의 각 행에 대응한 출력단에 접속되어 있다.
행주사부(131)는, 시프트 레지스터나 어드레스 디코더 등에 의해 구성되고, 화소부(10)의 각 화소(P)를, 예를 들면 행 단위로 구동하는 화소 구동부이다. 행주사부(131)에 의해 선택 주사된 화소행의 각 화소(P)로부터 출력되는 신호는, 수직 신호선(Lsig)의 각각을 통하여 수평 선택부(133)에 공급된다. 수평 선택부(133)는, 수직 신호선(Lsig)마다 마련된 앰프나 수평 선택 스위치 등에 의해 구성되어 있다.
열주사부(134)는, 시프트 레지스터나 어드레스 디코더 등에 의해 구성되고, 수평 선택부(133)의 각 수평 선택 스위치를 주사하면서 순번대로 구동하는 것이다. 이 열주사부(134)에 의한 선택 주사에 의해, 수직 신호선(Lsig)의 각각을 통하여 전송되는 각 화소의 신호가 순번대로 수평 신호선(135)에 출력되고, 당해 수평 신호선(135)를 통하여 도시하지 않은 신호 처리부 등에 입력된다.
이 촬상 소자(2)에서는, 도 15에 도시한 바와 같이, 예를 들면, 화소부(10P)를 갖는 기판(2A)과, 회로부(20)를 갖는 기판(2B)(예를 들면, 도 1의 ROIC 기판(11))이 적층되어 있다. 단, 이와 같은 구성으로 한정되지 않고, 회로부(20)는, 화소부(10P)와 동일한 기판상에 형성되어 있어도 좋고, 또는 외부 제어 IC에 마련된 것이라도 좋다. 또한, 회로부(20)는, 케이블 등에 의해 접속된 딴 기판에 형성되어 있어도 좋다.
시스템 제어부(132)는, 외부로부터 주어지는 클록이나, 동작 모드를 지령하는 데이터 등을 수취하고, 또한, 촬상 소자(2)의 내부 정보 등의 데이터를 출력하는 것이다. 시스템 제어부(132)는 또한, 각종의 타이밍 신호를 생성하는 타이밍 제너레이터를 가지며, 당해 타이밍 제너레이터에서 생성된 각종의 타이밍 신호를 기초로 행주사부(131), 수평 선택부(133) 및 열주사부(134) 등의 구동 제어를 행한다.
<적용례 2>
상술한 촬상 소자(2)는, 예를 들면 적외 영역을 촬상 가능한 카메라 등, 다양한 타입의 전자 기기에 적용할 수 있다. 도 16에, 그 한 예로서, 전자 기기(3)(카메라)의 개략 구성을 도시한다. 이 전자 기기(3)는, 예를 들면 정지화 또는 동화를 촬영 가능한 카메라이고, 촬상 소자(2)와, 광학계(광학 렌즈)(310)와, 셔터 장치(311)와, 촬상 소자(2) 및 셔터 장치(311)를 구동하는 구동부(313)와, 신호 처리부(312)를 갖는다.
광학계(310)는, 피사체로부터의 상광(입사광)을 촬상 소자(2)에 유도하는 것이다. 이 광학계(310)는, 복수의 광학 렌즈로 구성되어 있어도 좋다. 셔터 장치(311)는, 촬상 소자(2)에의 광조사 기간 및 차광 기간을 제어하는 것이다. 구동부(313)는, 촬상 소자(2)의 전송 동작 및 셔터 장치(311)의 셔터 동작을 제어하는 것이다. 신호 처리부(312)는, 촬상 소자(2)로부터 출력된 신호에 대해, 각종의 신호 처리를 행하는 것이다. 신호 처리 후의 영상 신호(Dout)는, 메모리 등의 기억 매체에 기억되든지, 또는, 모니터 등에 출력된다.
또한, 본 실시의 형태 등에서 설명한 수광 소자(1)는, 하기 전자 기기(캡슐 내시경 및 차량 등의 이동체)에도 적용하는 것이 가능하다.
<응용례 1(내시경 수술 시스템)>
본 개시에 관한 기술은, 다양한 제품에 응용할 수 있다. 예를 들면, 본 개시에 관한 기술은, 내시경 수술 시스템에 적용되어도 좋다.
도 17은, 본 개시에 관한 기술(본 기술)이 적용될 수 있는 내시경 수술 시스템의 개략적인 구성의 한 예를 도시하는 도면이다.
도 17에서는, 시술자(의사)(11131)가, 내시경 수술 시스템(11000)을 이용하여, 환자 베드(11133)상의 환자(11132)에 수술을 행하고 있는 양상이 도시되어 있다. 도시하는 바와 같이, 내시경 수술 시스템(11000)은, 내시경(11100)과, 기복 튜브(11111)나 에너지 처치구(11112) 등의, 그 밖의 시술구(11110)와, 내시경(11100)을 유지한 지지 암 장치(11120)와, 내시경하 수술을 위한 각종의 장치가 탑재된 카트(11200)로 구성된다.
내시경(11100)은, 선단부터 소정 길이의 영역이 환자(11132)의 체강 내에 삽입되는 경통(11101)과, 경통(11101)의 기단에 접속되는 카메라 헤드(11102)로 구성된다. 나타낸 예에서는, 경성의 경통(11101)을 갖는 이른바 경성경으로서 구성되는 내시경(11100)을 도시하고 있지만, 내시경(11100)은, 연성의 경통을 갖는 이른바 연성경으로서 구성되어도 좋다.
경통(11101)의 선단에는, 대물 렌즈가 감입(嵌入)된 개구부가 마련되어 있다. 내시경(11100)에는 광원 장치(11203)가 접속되어 있고, 당해 광원 장치(11203)에 의해 생성된 광이, 경통(11101)의 내부에 연설(延設)되는 라이트 가이드에 의해 당해 경통의 선단까지 도광되고, 대물 렌즈를 통하여 환자(11132)의 체강 내의 관찰 대상을 향하여 조사되다. 또한, 내시경(11100)은, 직시경이라도 좋고, 사시경 또는 측시경이라도 좋다.
카메라 헤드(11102)의 내부에는 광학계 및 촬상 소자가 마련되어 있고, 관찰 대상으로부터의 반사광(관찰광)은 당해 광학계에 의해 당해 촬상 소자에 집광된다. 당해 촬상 소자에 의해 관찰광이 광전변환되어, 관찰광에 대응하는 전기 신호, 즉 관찰상에 대응하는 화상 신호가 생성된다. 당해 화상 신호는, RAW 데이터로서 카메라 컨트롤 유닛(CCU : Camera Control Unit)(11201)에 송신된다.
CCU(11201)는, CPU(Central Processing Unit)나 GPU(Graphics Processing Unit) 등에 의해 구성되고, 내시경(11100) 및 표시 장치(11202)의 동작을 통괄적으로 제어한다. 또한, CCU(11201)는, 카메라 헤드(11102)로부터 화상 신호를 수취하고, 그 화상 신호에 대해, 예를 들면 현상 처리(디모자이크 처리) 등의, 당해 화상 신호에 의거한 화상을 표시하기 위한 각종의 화상 처리를 시행한다.
표시 장치(11202)는, CCU(11201)로부터의 제어에 의해, 당해 CCU(11201)에 의해 화상 처리가 시행된 화상 신호에 의거한 화상을 표시한다.
광원 장치(11203)는, 예를 들면 LED(light emitting diode) 등의 광원으로 구성되고, 시술부 등을 촬영할 때의 조사광을 내시경(11100)에 공급한다.
입력 장치(11204)는, 내시경 수술 시스템(11000)에 대한 입력 인터페이스이다. 유저는, 입력 장치(11204)를 통하여, 내시경 수술 시스템(11000)에 대해 각종의 정보의 입력이나 지시 입력을 행할 수가 있다. 예를 들면, 유저는, 내시경(11100)에 의한 촬상 조건(조사광의 종류, 배율 및 초점 거리 등)을 변경하는 취지의 지시 등을 입력한다.
처치구 제어 장치(11205)는, 조직의 소작(燒灼), 절개 또는 혈관의 봉지 등을 위한 에너지 처치구(11112)의 구동을 제어한다. 기복 장치(11206)는, 내시경(11100)에 의한 시야의 확보 및 시술자의 작업 공간의 확보의 목적으로, 환자(11132)의 체강을 팽창시키기 위해, 기복 튜브(11111)를 통하여 당해 체강 내에 가스를 보낸다. 레코더(11207)는, 수술에 관한 각종의 정보를 기록 가능한 장치이다. 프린터(11208)는, 수술에 관한 각종의 정보를, 텍스트, 화상 또는 그래프 등 각종의 형식으로 인쇄 가능한 장치이다.
또한, 내시경(11100)에 시술부를 촬영할 때의 조사광을 공급하는 광원 장치(11203)는, 예를 들면 LED, 레이저광원 또는 이들의 조합에 의해 구성되는 백색광원으로 구성할 수 있다. RGB 레이저광원의 조합에 의해 백색광원이 구성되는 경우에는, 각 색(각 파장)의 출력 강도 및 출력 타이밍을 고정밀도로 제어할 수 있기 때문에, 광원 장치(11203)에서 촬상 화상의 화이트 밸런스의 조정을 행할 수가 있다. 또한, 이 경우에는, RGB 레이저광원 각각으로부터의 레이저광을 시분할로 관찰 대상에 조사하고, 그 조사 타이밍에 동기하여 카메라 헤드(11102)의 촬상 소자의 구동을 제어함에 의해, RGB 각각에 대응한 화상을 시분할로 촬상하는 것도 가능하다. 당해 방법에 의하면, 당해 촬상 소자에 컬러 필터를 마련하지 않아도, 컬러 화상을 얻을 수 있다.
또한, 광원 장치(11203)는, 출력하는 광의 강도를 소정의 시간마다 변경하도록 그 구동이 제어되어도 좋다. 그 광의 강도의 변경의 타이밍에 동기하여 카메라 헤드(11102)의 촬상 소자의 구동을 제어하여 시분할로 화상을 취득하고, 그 화상을 합성함에 의해, 이른바 흑(黑)바램(노출부족, underexposed blocked up shadow) 및 백(白)바램(노출과다, overexposed highlight)이 없는 고(高)다이내믹 레인지의 화상을 생성할 수 있다.
또한, 광원 장치(11203)는, 특수광 관찰에 대응한 소정 파장 대역의 광을 공급 가능하게 구성되어도 좋다. 특수광 관찰에서는, 예를 들면, 체조직에서의 광의 흡수의 파장 의존성을 이용하여, 통상의 관찰시에 있어서의 조사광(즉, 백색광)에 비하여 협대역의 광을 조사함에 의해, 점막 표층의 혈관 등의 소정의 조직을 고(高)콘트라스트로 촬영하는, 이른바 협대역 광관찰(Narrow Band Imaging)이 행하여진다. 또는, 특수광 관찰에서는, 여기광(勵起光)을 조사함에 의해 발생하는 형광에 의해 화상을 얻는 형광 관찰이 행하여져도 좋다. 형광 관찰에서는, 체조직에 여기광을 조사하여 당해 체조직으로부터의 형광을 관찰하는 것(자가(自家) 형광 관찰), 또는 인도시아닌그린(ICG) 등의 시약을 체조직에 국주(局注)함과 함께 당해 체조직에 그 시약의 형광 파장에 대응하는 여기광을 조사하여 형광상을 얻는 것 등을 행할 수가 있다. 광원 장치(11203)는, 이와 같은 특수광 관찰에 대응하는 협대역광 및/또는 여기광을 공급 가능하게 구성될 수 있는다.
도 18은, 도 17에 도시하는 카메라 헤드(11102) 및 CCU(11201)의 기능 구성의 한 예를 도시하는 블록도이다.
카메라 헤드(11102)는, 렌즈 유닛(11401)과, 촬상부(11402)와, 구동부(11403)와, 통신부(11404)와, 카메라 헤드 제어부(11405)를 갖는다. CCU(11201)는, 통신부(11411)와, 화상 처리부(11412)와, 제어부(11413)를 갖는다. 카메라 헤드(11102)와 CCU(11201)는, 전송 케이블(11400)에 의해 서로 통신 가능하게 접속되어 있다.
렌즈 유닛(11401)은, 경통(11101)과의 접속부에 마련되는 광학계이다. 경통(11101)의 선단부터 받아들여진 관찰광은, 카메라 헤드(11102)까지 도광되고, 당해 렌즈 유닛(11401)에 입사한다. 렌즈 유닛(11401)은, 줌렌즈 및 포커스 렌즈를 포함하는 복수의 렌즈가 조합되어 구성된다.
촬상부(11402)를 구성하는 촬상 소자는, 하나(이른바 단판식)라도 좋고, 복수(이른바 다판식)라도 좋다. 촬상부(11402)가 다판식으로 구성되는 경우에는, 예를 들면 각 촬상 소자에 의해 RGB 각각에 대응하는 화상 신호가 생성되고, 그들이 합성됨에 의해 컬러 화상이 얻어져도 좋다. 또는, 촬상부(11402)는, 3D(dimensional) 표시에 대응하는 우안용 및 좌안용의 화상 신호를 각각 취득하기 위한 한 쌍의 촬상 소자를 갖도록 구성되어도 좋다. 3D 표시가 행하여짐에 의해, 시술자(11131)는 시술부에서의 생체조직의 깊이를 보다 정확하게 파악한 것이 가능해지다. 또한, 촬상부(11402)가 다판식으로 구성되는 경우에는, 각 촬상 소자에 대응하여, 렌즈 유닛(11401)도 복수 계통 마련될 수 있는다.
또한, 촬상부(11402)는, 반드시 카메라 헤드(11102)에 마련되지 않아도 좋다. 예를 들면, 촬상부(11402)는, 경통(11101)의 내부에, 대물 렌즈의 직후에 마련되어도 좋다.
구동부(11403)는, 액추에이터에 의해 구성되고, 카메라 헤드 제어부(11405)로부터의 제어에 의해, 렌즈 유닛(11401)의 줌렌즈 및 포커스 렌즈를 광축에 따라 소정의 거리만큼 이동시킨다. 이에 의해, 촬상부(11402)에 의한 촬상 화상의 배율 및 초점이 적절히 조정될 수 있는다.
통신부(11404)는, CCU(11201)와의 사이에서 각종의 정보를 송수신하기 위한 통신 장치에 의해 구성된다. 통신부(11404)는, 촬상부(11402)로부터 얻은 화상 신호를 RAW 데이터로서 전송 케이블(11400)을 통하여 CCU(11201)에 송신한다.
또한, 통신부(11404)는, CCU(11201)로부터, 카메라 헤드(11102)의 구동을 제어하기 위한 제어 신호를 수신하고, 카메라 헤드 제어부(11405)에 공급한다. 당해 제어 신호에는, 예를 들면, 촬상 화상의 프레임 레이트를 지정하는 취지의 정보, 촬상시의 노출치를 지정하는 취지의 정보, 및/또는 촬상 화상의 배율 및 초점을 지정하는 취지의 정보 등, 촬상 조건에 관한 정보가 포함된다.
또한, 상기한 프레임 레이트나 노출치, 배율, 초점 등의 촬상 조건은, 유저에 의해 적절히 지정되어도 좋고, 취득된 화상 신호에 의거하여 CCU(11201)의 제어부(11413)에 의해 자동적으로 설정되어도 좋다. 후자인 경우에는, 이른바 AE(Auto Exposure) 기능, AF(Auto Focus) 기능 및 AWB(Auto White Balance) 기능이 내시경(11100)에 탑재되어 있게 된다.
카메라 헤드 제어부(11405)는, 통신부(11404)를 통하여 수신한 CCU(11201)로부터의 제어 신호에 의거하여, 카메라 헤드(11102)의 구동을 제어한다.
통신부(11411)는, 카메라 헤드(11102)와의 사이에서 각종의 정보를 송수신하기 위한 통신 장치에 의해 구성된다. 통신부(11411)는, 카메라 헤드(11102)로부터, 전송 케이블(11400)을 통하여 송신되는 화상 신호를 수신한다.
또한, 통신부(11411)는, 카메라 헤드(11102)에 대해, 카메라 헤드(11102)의 구동을 제어하기 위한 제어 신호를 송신한다. 화상 신호나 제어 신호는, 전기통신이나 광통신 등에 의해 송신할 수 있다.
화상 처리부(11412)는, 카메라 헤드(11102)로부터 송신된 RAW 데이터인 화상 신호에 대해 각종의 화상 처리를 시행한다.
제어부(11413)는, 내시경(11100)에 의한 시술부 등의 촬상, 및, 시술부 등의 촬상에 의해 얻어지는 촬상 화상의 표시에 관한 각종의 제어를 행한다. 예를 들면, 제어부(11413)는, 카메라 헤드(11102)의 구동을 제어하기 위한 제어 신호를 생성한다.
또한, 제어부(11413)는, 화상 처리부(11412)에 의해 화상 처리가 시행된 화상 신호에 의거하여, 시술부 등이 찍힌 촬상 화상을 표시 장치(11202)에 표시시킨다. 이때, 제어부(11413)는, 각종의 화상 인식 기술을 이용하여 촬상 화상 내에서의 각종의 물체를 인식하여도 좋다. 예를 들면, 제어부(11413)는, 촬상 화상에 포함되는 물체의 에지의 형상이나 색 등을 검출함에 의해, 겸자(鉗子) 등의 시술구, 특정한 생체 부위, 출혈, 에너지 처치구(11112)의 사용시의 미스트 등을 인식할 수 있다. 제어부(11413)는, 표시 장치(11202)에 촬상 화상을 표시시킬 때에, 그 인식 결과를 이용하여, 각종의 수술 지원 정보를 당해 시술부의 화상에 중첩 표시시켜도 좋다. 수술 지원 정보가 중첩 표시되고, 시술자(11131)에게 제시됨에 의해, 시술자(11131)의 부담을 경감하는 것이나, 시술자(11131)가 확실하게 수술을 진행하는 것이 가능해진다.
카메라 헤드(11102) 및 CCU(11201)를 접속하는 전송 케이블(11400)는, 전기 신호의 통신에 대응하는 전기 신호 케이블, 광통신에 대응하는 광파이버, 또는 이들의 복합 케이블이다.
여기서, 도시한 예에서는, 전송 케이블(11400)을 이용하여 유선으로 통신이 행하여지고 있지만, 카메라 헤드(11102)와 CCU(11201) 사이의 통신은 무선으로 행하여져도 좋다.
이상, 본 개시에 관한 기술이 적용될 수 있는 내시경 수술 시스템의 한 예에 관해 설명하였다. 본 개시에 관한 기술은, 이상 설명한 구성 중, 촬상부(11402)에 적용될 수 있는다. 촬상부(11402)에 본 개시에 관한 기술을 적용함에 의해, 보다 선명한 시술부 화상을 얻을 수 있기 때문에, 시술자가 시술부를 확실하게 확인하는 것이 가능해진다.
또한, 여기서는, 한 예로서 내시경 수술 시스템에 관해 설명하였지만, 본 개시에 관한 기술은, 그 밖에, 예를 들면, 현미경 수술 시스템 등에 적용되어도 좋다.
<응용례 2(이동체)>
본 개시에 관한 기술은, 다양한 제품에 응용할 수 있다. 예를 들면, 본 개시에 관한 기술은, 자동차, 전기 자동차, 하이브리드 전기 자동차, 자동 이륜차, 자전거, 퍼스널 모빌리티, 비행기, 드론, 선박, 로봇 등의 어느 한 종류의 이동체에 탑재되는 장치로서 실현되어도 좋다.
도 19는, 본 개시에 관한 기술이 적용될 수 있는 이동체 제어 시스템의 한 예인 차량 제어 시스템의 개략적인 구성례를 도시하는 블록도이다.
차량 제어 시스템(12000)은, 통신 네트워크(12001)를 통하여 접속된 복수의 전자 제어 유닛을 구비한다. 도 19에 도시한 예에서는, 차량 제어 시스템(12000)은, 구동계 제어 유닛(12010), 바디계 제어 유닛(12020), 차외 정보 검출 유닛(12030), 차내 정보 검출 유닛(12040), 및 통합 제어 유닛(12050)을 구비한다. 또한, 통합 제어 유닛(12050)의 기능 구성으로서, 마이크로 컴퓨터(12051), 음성 화상 출력부(12052), 및 차량탑재 네트워크 I/F(Interface)(12053)가 도시되어 있다.
구동계 제어 유닛(12010)은, 각종 프로그램에 따라 차량의 구동계에 관련되는 장치의 동작을 제어한다. 예를 들면, 구동계 제어 유닛(12010)은, 내연 기관 또는 구동용 모터 등의 차량의 구동력을 발생시키기 위한 구동력 발생 장치, 구동력을 차륜에 전달하기 위한 구동력 전달 기구, 차량의 타각을 조절하는 스티어링 기구, 및, 차량의 제동력을 발생시키는 제동 장치 등의 제어 장치로서 기능한다.
바디계 제어 유닛(12020)은, 각종 프로그램에 따라 차체에 장비된 각종 장치의 동작을 제어한다. 예를 들면, 바디계 제어 유닛(12020)은, 키레스 엔트리 시스템, 스마트 키 시스템, 파워 윈도우 장치, 또는, 헤드 램프, 백 램프, 브레이크 램프, 윙커 또는 포그램프 등의 각종 램프의 제어 장치로서 기능한다. 이 경우, 바디계 제어 유닛(12020)에는, 키를 대체하는 휴대기로부터 발신되는 전파 또는 각종 스위치의 신호가 입력될 수 있는다. 바디계 제어 유닛(12020)은, 이들의 전파 또는 신호의 입력을 접수하여, 차량의 도어 로크 장치, 파워 윈도우 장치, 램프 등을 제어한다.
차외 정보 검출 유닛(12030)은, 차량 제어 시스템(12000)을 탑재한 차량의 외부의 정보를 검출한다. 예를 들면, 차외 정보 검출 유닛(12030)에는, 촬상부(12031)가 접속된다. 차외 정보 검출 유닛(12030)은, 촬상부(12031)에 차외의 화상을 촬상시킴과 함께, 촬상된 화상을 수신한다. 차외 정보 검출 유닛(12030)은, 수신한 화상에 의거하여, 사람, 차, 장애물, 표지 또는 노면상의 문자 등의 물체 검출 처리 또는 거리 검출 처리를 행하여도 좋다.
촬상부(12031)는, 광을 수광하고, 그 광의 수광량에 응한 전기 신호를 출력하는 광센서이다. 촬상부(12031)는, 전기 신호를 화상으로서 출력할 수도 있고, 거리측정의 정보로서 출력할 수도 있다. 또한, 촬상부(12031)가 수광한 광은, 가시광이라도 좋고, 적외선 등의 비가시광이라도 좋다.
차내 정보 검출 유닛(12040)은, 차내의 정보를 검출한다. 차내 정보 검출 유닛(12040)에는, 예를 들면, 운전자의 상태를 검출하는 운전자 상태 검출부(12041)가 접속된다. 운전자 상태 검출부(12041)는, 예를 들면 운전자를 촬상하는 카메라를 포함하고, 차내 정보 검출 유닛(12040)은, 운전자 상태 검출부(12041)로부터 입력된 검출 정보에 의거하여, 운전자의 피로 정도 또는 집중 정도를 산출하여도 좋고, 운전자가 앉아서 졸고 있지 않는지를 판별하여도 좋다.
마이크로 컴퓨터(12051)는, 차외 정보 검출 유닛(12030) 또는 차내 정보 검출 유닛(12040)에서 취득되는 차내외의 정보에 의거하여, 구동력 발생 장치, 스티어링 기구 또는 제동 장치의 제어 목표치를 연산하고, 구동계 제어 유닛(12010)에 대해 제어 지령을 출력할 수 있다. 예를 들면, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 차량의 충돌 회피 또는 충격 완화, 차간 거리에 의거한 추종 주행, 차속 유지 주행, 차량의 충돌 경고, 또는 차량의 레인 일탈 경고 등을 포함하는 ADAS(Advanced Driver Assistance System)의 기능 실현을 목적으로 한 협조 제어를 행할 수가 있다.
또한, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 차외 정보 검출 유닛(12030) 또는 차내 정보 검출 유닛(12040)에서 취득된 차량의 주위의 정보에 의거하여 구동력 발생 장치, 스티어링 기구 또는 제동 장치 등을 제어함에 의해, 운전자의 조작에 근거하지 않고서 자율적으로 주행하는 자동 운전 등을 목적으로 한 협조 제어를 행할 수가 있다.
또한, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 차외 정보 검출 유닛(12030)에서 취득된 차외의 정보에 의거하여, 바디계 제어 유닛(12030)에 대해 제어 지령을 출력할 수 있다. 예를 들면, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 차외 정보 검출 유닛(12030)에서 검지한 선행차 대향차의 위치에 응하여 헤드 램프를 제어하여, 하이 빔을 로우 빔으로 전환하는 등의 눈부심 방지를 도모하는 것을 목적으로 한 협조 제어를 행할 수가 있다.
음성 화상 출력부(12052)는, 차량의 탑승자 또는 차외에 대해, 시각적 또는 청각적으로 정보를 통지하는 것이 가능한 출력 장치에 음성 및 화상 중의 적어도 일방의 출력 신호를 송신한다. 도 19의 예에서는, 출력 장치로서, 오디오 스피커(12061), 표시부(12062) 및 인스트루먼트 패널(12063)이 예시되어 있다. 표시부(12062)는, 예를 들면, 온 보드 디스플레이 및 헤드 업 디스플레이의 적어도 하나를 포함하고 있어도 좋다.
도 20은, 촬상부(12031)의 설치 위치의 예를 도시하는 도면이다.
도 20에서는, 촬상부(12031)로서, 촬상부(12101, 12102, 12103, 12104, 12105)를 갖는다.
촬상부(12101, 12102, 12103, 12104, 12105)는, 예를 들면, 차량(12100)의 프런트 노우즈, 사이드 미러, 리어 범퍼, 백 도어 및 차실내의 프론트유리의 상부 등의 위치에 마련된다. 프런트 노우즈에 구비되는 촬상부(12101) 및 차실내의 프론트유리의 상부에 구비되는 촬상부(12105)는, 주로 차량(12100)의 전방의 화상을 취득한다. 사이드 미러에 구비되는 촬상부(12102, 12103)는, 주로 차량(12100)의 측방의 화상을 취득한다. 리어 범퍼 또는 백 도어에 구비되는 촬상부(12104)는, 주로 차량(12100)의 후방의 화상을 취득한다. 차실내의 프론트유리의 상부에 구비되는 촬상부(12105)는, 주로 선행 차량 또는, 보행자, 장애물, 신호기, 교통 표지 또는 차선 등의 검출에 이용된다.
또한, 도 20에는, 촬상부(12101 내지 12104)의 촬영 범위의 한 예가 도시되어 있다. 촬상 범위(12111)는, 프런트 노우즈에 마련된 촬상부(12101)의 촬상 범위를 나타내고, 촬상 범위(12112, 12113)는, 각각 사이드 미러에 마련된 촬상부(12102, 12103)의 촬상 범위를 나타내고, 촬상 범위(12114)는, 리어 범퍼 또는 백 도어에 마련된 촬상부(12104)의 촬상 범위를 나타낸다. 예를 들면, 촬상부(12101 내지 12104)에서 촬상된 화상 데이터가 맞겹쳐짐에 의해, 차량(12100)을 상방에서 본 부감(俯瞰) 화상을 얻을 수 있다.
촬상부(12101 내지 12104)의 적어도 하나는, 거리 정보를 취득하는 기능을 갖고 있어도 좋다. 예를 들면, 촬상부(12101 내지 12104)의 적어도 하나는, 복수의 촬상 소자로 이루어지는 스테레오 카메라라도 좋고, 위상차 검출용의 화소를 갖는 촬상 소자라도 좋다.
예를 들면, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 촬상부(12101 내지 12104)로부터 얻어진 거리 정보를 기초로, 촬상 범위(12111 내지 12114) 내에서의 각 입체물까지의 거리와, 이 거리의 시간적 변화(차량(12100)에 대한 상대 속도)를 구함에 의해, 특히 차량(12100)의 진행로상에 있는 가장 가까운 입체물로, 차량(12100)과 개략 같은 방향으로 소정의 속도(예를 들면, 0㎞/h 이상)로 주행하는 입체물을 선행차로서 추출할 수 있다. 또한, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 선행차와의 사이에 미리 확보하여야 할 차간 거리를 설정하고, 자동 브레이크 제어(추종 정지 제어도 포함한다)나 자동 가속 제어(추종 발진 제어도 포함한다) 등을 행할 수가 있다. 이와 같이 운전자의 조작에 근거하지 않고서 자율적으로 주행하는 자동 운전 등을 목적으로 한 협조 제어를 행할 수가 있다.
예를 들면, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 촬상부(12101 내지 12104)로부터 얻어진 거리 정보를 기초로, 입체물에 관한 입체물 데이터를, 2륜차, 보통 차량, 대형 차량, 보행자, 전신주 등 그 밖의 입체물로 분류하여 추출하고, 장애물의 자동 회피에 이용할 수 있다. 예를 들면, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 차량(12100)의 주변의 장애물을, 차량(12100)의 드라이버가 시인 가능한 장애물과 시인 곤란한 장애물로 식별한다. 그리고, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 각 장애물과의 충돌의 위험도를 나타내는 충돌 리스크를 판단하고, 충돌 리스크가 설정치 이상으로 충돌 가능성이 있는 상황일 때에는, 오디오 스피커(12061)나 표시부(12062)를 통하여 드라이버에게 경보를 출력하는 것이나, 구동계 제어 유닛(12010)을 통하여 강제 감속이나 회피 조타를 행함으로써, 충돌 회피를 위한 운전 지원을 행할 수가 있다.
촬상부(12101 내지 12104)의 적어도 하나는, 적외선을 검출하는 적외선 카메라라도 좋다. 예를 들면, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 촬상부(12101 내지 12104)의 촬상 화상 중에 보행자가 존재하는지의 여부를 판정함으로써 보행자를 인식할 수 있다. 이러한 보행자의 인식은, 예를 들면 적외선 카메라로서의 촬상부(12101 내지 12104)의 촬상 화상에서의 특징점을 추출하는 순서와, 물체의 윤곽을 나타내는 일련의 특징점에 패턴 매칭 처리를 행하여 보행자인지의 여부를 판별하는 순서에 의해 행하여진다. 마이크로 컴퓨터(12051)가, 촬상부(12101 내지 12104)의 촬상 화상 중에 보행자가 존재한다고 판정하고, 보행자를 인식하면, 음성 화상 출력부(12052)는, 당해 인식된 보행자에게 강조를 위한 사각형 윤곽선을 중첩 표시하도록, 표시부(12062)를 제어한다. 또한, 음성 화상 출력부(12052)는, 보행자를 나타내는 아이콘 등을 소망하는 위치에 표시하도록 표시부(12062)를 제어하여도 좋다.
이상, 본 개시에 관한 기술이 적용될 수 있는 차량 제어 시스템의 한 예에 관해 설명하였다. 본 개시에 관한 기술은, 이상 설명한 구성 중, 촬상부(12031)에 적용될 수 있다. 촬상부(12031)에 본 개시에 관한 기술을 적용함에 의해, 보다 보기 쉬운 촬영 화상을 얻을 수 있기 때문에, 드라이버의 피로를 경감하는 것이 가능해진다.
또한, 본 실시의 형태 등에서 설명한 수광 소자(1)는, 감시 카메라, 생체 인증 시스템 및 서모그래피 등의 전자 기기에도 적용하는 것이 가능하다. 감시 카메라는, 예를 들면 나이트 비전 시스템(암시(暗視))의 것이다. 수광 소자(1)를 감시 카메라에 적용함에 의해, 야간의 보행자 및 동물 등을 멀리에서 인식하는 것이 가능해진다. 또한, 수광 소자(1)를 차량탑재 카메라로서 적용하면, 헤드라이트나 날씨의 영향을 받기 어렵다. 예를 들면, 연기 및 안개 등의 영향을 받지 않고서, 촬영 화상을 얻을 수 있다. 또한, 물체의 형상의 인식도 가능해진다. 또한, 서모그래피에서는, 비접촉 온도 측정이 가능해진다. 서모그래피에서는, 온도 분포나 발열도 검출 가능하다. 더하여, 수광 소자(1)는, 불꽃(炎), 수분 또는 가스 등을 검지하는 전자 기기에도 적용 가능하다.
이상, 실시의 형태 및 적용 예를 들어 설명하였지만, 본 개시 내용은 상기 실시의 형태 등으로 한정되는 것이 아니고, 여러가지 변형이 가능하다. 예를 들면, 상기 실시의 형태에서 설명한 수광 소자의 층 구성은 한 예이고, 또 다른 층을 구비하고 있어도 좋다. 또한, 각 층의 재료나 두께도 한 예이고, 상술한 것으로 한정되는 것이 아니다.
예를 들면, 상기 실시의 형태 등에서는, 제1 전극(21)과 제1 콘택트층(22)이 접하고, 제2 콘택트층(24)과 제2 전극(25)이 접하는 경우에 관해 설명하였지만, 제1 전극(21)과 제1 콘택트층(22)과의 사이, 또는, 제2 콘택트층(24)과 제2 전극(25)과의 사이에 다른 층이 마련되어 있어도 좋다.
또한, 상기 실시의 형태 등에서는, 편의상, 신호 전하가 정공인 경우에 관해 설명하였지만, 신호 전하는 전자라도 좋다. 제1 콘택트층(22)이 n형의 불순물을 포함하고, 제2 콘택트층(24)이 p형의 불순물을 포함하고 있어도 좋다.
또한, 상기 실시의 형태 등에서 설명한 효과는 한 예이고, 다른 효과라도 좋고, 또 다른 효과를 포함하고 있어도 좋다.
또한, 본 개시는, 이하와 같은 구성이라도 좋다.
(1)
평면시에서 각각 다른 영역에 배치된, 제1 광전변환층 및 제2 광전변환층을 포함하는 복수의 광전변환층과,
상기 복수의 광전변환층을 서로 분리하는 절연막과,
상기 제1 광전변환층에 포함되는 제1 무기 반도체 재료와,
상기 제2 광전변환층에 포함되고, 상기 제1 무기 반도체 재료와는 다른 제2 무기 반도체 재료를 구비한 수광 소자.
(2)
상기 제1 광전변환층의 두께와 상기 제2 광전변환층의 두께는 다른 상기 (1)에 기재된 수광 소자.
(3)
또한, 상기 제1 광전변환층의 두께 방향으로 마련됨과 함께, 평면시에서 상기 제1 광전변환층의 일부에 겹쳐지는 제3 광전변환층을 가지며,
상기 제3 광전변환층은, 상기 제1 무기 반도체 재료와는 다른 제3 무기 반도체 재료를 포함하는 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 수광 소자.
(4)
상기 제1 광전변환층 및 상기 제2 광전변환층의 적어도 일방은, 적외 영역의 파장의 광을 흡수하여 전하를 발생하도록 구성되어 있는 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 기재된 수광 소자.
(5)
상기 제1 광전변환층 및 상기 제2 광전변환층의 적어도 일방은, 가시 영역의 파장의 광을 흡수하여 전하를 발생하도록 구성되어 있는 상기 (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 기재된 수광 소자.
(6)
상기 제1 무기 반도체 재료 및 상기 제2 무기 반도체 재료의 적어도 일방은, Ge, InGaAs, Ex. InGaAs, InAsSb, InAs, InSb 및 HgCdTe 중의 어느 하나인 상기 (1) 내지 (5) 중 어느 하나에 기재된 수광 소자.
(7)
또한, 상기 제1 광전변환층, 상기 제2 광전변환층 각각에 전기적으로 접속된 제1 전극과,
각각의 상기 제1 전극에 전기적으로 접속된 ROIC(readout integrated circuit) 기판을 갖는 상기 (1) 내지 (6) 중 어느 하나에 기재된 수광 소자.
(8)
또한, 상기 제1 전극과 상기 제1 광전변환층, 상기 제2 광전변환층 각각과의 사이에 마련된 제1 콘택트층을 갖는 상기 (7)에 기재된 수광 소자.
(9)
복수의 상기 제1 콘택트층의 상기 제1 전극과의 접촉면이, 동일 평면상에 마련되어 있는 상기 (8)에 기재된 수광 소자.
(10)
또한, 상기 제1 광전변환층, 상기 제2 광전변환층 각각을 사이로 하여 상기 제1 전극과 대향하는 제2 전극을 갖는 상기 (7) 내지 (9) 중 어느 하나에 기재된 수광 소자.
(11)
또한, 상기 제2 전극과 상기 제1 광전변환층, 상기 제2 광전변환층 각각과의 사이에 마련된 제2 콘택트층을 갖는 상기 (10)에 기재된 수광 소자.
(12)
복수의 상기 제2 콘택트층의 상기 제2 전극과의 접촉면이, 동일 평면상에 마련되어 있는 상기 (11)에 기재된 수광 소자.
(13)
상기 제2 전극은, 상기 제1 광전변환층 및 상기 제2 광전변환층에 공통되게 마련되어 있는 상기 (10) 내지 (12) 중 어느 하나에 기재된 수광 소자.
(14)
평면시에서, 상기 제1 광전변환층의 크기와 상기 제2 광전변환층의 크기가 다른 상기 (1) 내지 (13) 중 어느 하나에 기재된 수광 소자.
(15)
평면시에서 다른 영역에 배치되고, 절연막에 의해 서로 분리된 복수의 광전변환층 중,
제1 광전변환층을, 제1 무기 반도체 재료를 함유시켜서 형성하고,
제2 광전변환층을, 상기 제1 무기 반도체 재료와는 다른 제2 무기 반도체 재료를 함유시켜서 형성하는 수광 소자의 제조 방법.
(16)
상기 제1 광전변환층 및 상기 제2 광전변환층은,
기판상에, 제1 개구 및 제2 개구를 갖는 상기 절연막을 형성하고,
상기 제1 개구에 상기 제1 무기 반도체 재료, 상기 제2 개구에 상기 제2 무기 반도체 재료를 각각 에피택셜 성장시켜서 형성하는 상기 (15)에 기재된 수광 소자의 제조 방법.
(17)
상기 제1 개구에 상기 제1 무기 반도체 재료를 에피택셜 성장시킬 때에는 상기 제2 개구를, 상기 제2 개구에 상기 제2 무기 반도체 재료를 에피택셜 성장시킬 때에는 상기 제1 개구를, 각각 하드 마스크를 이용하여 덮는 상기 (16)에 기재된 수광 소자의 제조 방법.
(18)
평면시에서 각각 다른 영역에 배치된, 제1 광전변환층 및 제2 광전변환층을 포함하는 복수의 광전변환층과,
상기 복수의 광전변환층을 서로 분리하는 절연막과,
상기 제1 광전변환층에 포함되는 제1 무기 반도체 재료와,
상기 제2 광전변환층에 포함되고, 상기 제1 무기 반도체 재료와는 다른 제2 무기 반도체 재료를 구비한 촬상 소자.
(19)
평면시에서 각각 다른 영역에 배치된, 제1 광전변환층 및 제2 광전변환층을 포함하는 복수의 광전변환층과,
상기 복수의 광전변환층을 서로 분리하는 절연막과,
상기 제1 광전변환층에 포함되는 제1 무기 반도체 재료와,
상기 제2 광전변환층에 포함되고, 상기 제1 무기 반도체 재료와는 다른 제2 무기 반도체 재료를 구비한 촬상 소자를 갖는 전자 기기.
본 출원은, 일본 특허청에서 2017년 1월 24일에 출원된 일본 특허출원 번호 제2017-10187호를 기초로 하여 우선권을 주장하는 것이고, 이 출원의 모든 내용을 참조에 의해 본 출원에 원용한다.
당업자라면, 설계상의 요건이나 다른 요인에 응하여, 여러가지의 수정, 콤비네이션, 서브콤비네이션, 및 변경을 상도할 수 있는데, 그들은 첨부한 청구의 범위나 그 균등물의 범위에 포함되는 것으로 이해된다.

Claims (19)

  1. 평면시에서 각각 다른 영역에 배치된, 제1 광전변환층 및 제2 광전변환층을 포함하는 복수의 광전변환층과,
    상기 복수의 광전변환층을 서로 분리하는 절연막과,
    상기 제1 광전변환층에 포함되는 제1 무기 반도체 재료와,
    상기 제2 광전변환층에 포함되고, 상기 제1 무기 반도체 재료와는 다른 제2 무기 반도체 재료를 구비한 것을 특징으로 하는 수광 소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 광전변환층의 두께와 상기 제2 광전변환층의 두께는 다른 것을 특징으로 하는 수광 소자.
  3. 제1항에 있어서,
    또한, 상기 제1 광전변환층의 두께 방향으로 마련됨과 함께, 평면시에서 상기 제1 광전변환층의 일부에 겹쳐지는 제3 광전변환층을 가지며,
    상기 제3 광전변환층은, 상기 제1 무기 반도체 재료와는 다른 제3 무기 반도체 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 수광 소자.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 광전변환층 및 상기 제2 광전변환층의 적어도 일방은, 적외 영역의 파장의 광을 흡수하여 전하를 발생하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 수광 소자.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 광전변환층 및 상기 제2 광전변환층의 적어도 일방은, 가시 영역의 파장의 광을 흡수하여 전하를 발생하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 수광 소자.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 무기 반도체 재료 및 상기 제2 무기 반도체 재료의 적어도 일방은, Ge, InGaAs, Ex. InGaAs, InAsSb, InAs, InSb 및 HgCdTe 중의 어느 하나인 것을 특징으로 하는 수광 소자.
  7. 제1항에 있어서,
    또한, 상기 제1 광전변환층, 상기 제2 광전변환층 각각에 전기적으로 접속된 제1 전극과,
    각각의 상기 제1 전극에 전기적으로 접속된 ROIC(readout integrated circuit) 기판을 갖는 것을 특징으로 하는 수광 소자.
  8. 제7항에 있어서,
    또한, 상기 제1 전극과 상기 제1 광전변환층, 상기 제2 광전변환층 각각의 사이에 마련된 제1 콘택트층을 갖는 것을 특징으로 하는 수광 소자.
  9. 제8항에 있어서,
    복수의 상기 제1 콘택트층의 상기 제1 전극과의 접촉면이, 동일 평면상에 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 수광 소자.
  10. 제7항에 있어서,
    또한, 상기 제1 광전변환층, 상기 제2 광전변환층 각각을 사이로 하여 상기 제1 전극과 대향하는 제2 전극을 갖는 것을 특징으로 하는 수광 소자.
  11. 제10항에 있어서,
    또한, 상기 제2 전극과 상기 제1 광전변환층, 상기 제2 광전변환층 각각의 사이에 마련된 제2 콘택트층을 갖는 것을 특징으로 하는 수광 소자.
  12. 제11항에 있어서,
    복수의 상기 제2 콘택트층의 상기 제2 전극과의 접촉면이, 동일 평면상에 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 수광 소자.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 제2 전극은, 상기 제1 광전변환층 및 상기 제2 광전변환층에 공통되게 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 수광 소자.
  14. 제1항에 있어서,
    평면시에서, 상기 제1 광전변환층의 크기와 상기 제2 광전변환층의 크기가 다른 것을 특징으로 하는 수광 소자.
  15. 평면시에서 다른 영역에 배치되고, 절연막에 의해 서로 분리된 복수의 광전변환층 중,
    제1 광전변환층을, 제1 무기 반도체 재료를 함유시켜서 형성하고,
    제2 광전변환층을, 상기 제1 무기 반도체 재료와는 다른 제2 무기 반도체 재료를 함유시켜서 형성하는 것을 특징으로 하는 수광 소자의 제조 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1 광전변환층 및 상기 제2 광전변환층은,
    기판상에, 제1 개구 및 제2 개구를 갖는 상기 절연막을 형성하고,
    상기 제1 개구에 상기 제1 무기 반도체 재료, 상기 제2 개구에 상기 제2 무기 반도체 재료를 각각 에피택셜 성장시켜서 형성하는 것을 특징으로 하는 수광 소자의 제조 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제1 개구에 상기 제1 무기 반도체 재료를 에피택셜 성장시킬 때에는 상기 제2 개구를, 상기 제2 개구에 상기 제2 무기 반도체 재료를 에피택셜 성장시킬 때에는 상기 제1 개구를, 각각 하드 마스크를 이용하여 덮는 것을 특징으로 하는 수광 소자의 제조 방법.
  18. 평면시에서 각각 다른 영역에 배치된, 제1 광전변환층 및 제2 광전변환층을 포함하는 복수의 광전변환층과,
    상기 복수의 광전변환층을 서로 분리하는 절연막과,
    상기 제1 광전변환층에 포함되는 제1 무기 반도체 재료와,
    상기 제2 광전변환층에 포함되고, 상기 제1 무기 반도체 재료와는 다른 제2 무기 반도체 재료를 구비한 것을 특징으로 하는 촬상 소자.
  19. 평면시에서 각각 다른 영역에 배치된, 제1 광전변환층 및 제2 광전변환층을 포함하는 복수의 광전변환층과,
    상기 복수의 광전변환층을 서로 분리하는 절연막과,
    상기 제1 광전변환층에 포함되는 제1 무기 반도체 재료와,
    상기 제2 광전변환층에 포함되고, 상기 제1 무기 반도체 재료와는 다른 제2 무기 반도체 재료를 구비한 것을 특징으로 하는 촬상 소자를 갖는 전자 기기.
KR1020197018328A 2017-01-24 2017-12-19 수광 소자, 수광 소자의 제조 방법, 촬상 소자 및 전자 기기 KR102498922B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020237001688A KR102609022B1 (ko) 2017-01-24 2017-12-19 수광 소자, 수광 소자의 제조 방법, 촬상 소자 및 전자 기기

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2017-010187 2017-01-24
JP2017010187 2017-01-24
PCT/JP2017/045422 WO2018139110A1 (ja) 2017-01-24 2017-12-19 受光素子、受光素子の製造方法、撮像素子および電子機器

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020237001688A Division KR102609022B1 (ko) 2017-01-24 2017-12-19 수광 소자, 수광 소자의 제조 방법, 촬상 소자 및 전자 기기

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190107663A true KR20190107663A (ko) 2019-09-20
KR102498922B1 KR102498922B1 (ko) 2023-02-13

Family

ID=62979468

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020197018328A KR102498922B1 (ko) 2017-01-24 2017-12-19 수광 소자, 수광 소자의 제조 방법, 촬상 소자 및 전자 기기
KR1020237001688A KR102609022B1 (ko) 2017-01-24 2017-12-19 수광 소자, 수광 소자의 제조 방법, 촬상 소자 및 전자 기기

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020237001688A KR102609022B1 (ko) 2017-01-24 2017-12-19 수광 소자, 수광 소자의 제조 방법, 촬상 소자 및 전자 기기

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20200127039A1 (ko)
JP (1) JP6979974B2 (ko)
KR (2) KR102498922B1 (ko)
CN (1) CN110226228B (ko)
DE (1) DE112017006908T5 (ko)
TW (1) TWI781976B (ko)
WO (1) WO2018139110A1 (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3869561A4 (en) * 2018-10-16 2022-01-05 Sony Semiconductor Solutions Corporation SEMICONDUCTOR ELEMENT AND ITS MANUFACTURING PROCESS
TWI727507B (zh) * 2019-11-19 2021-05-11 瑞昱半導體股份有限公司 信號處理裝置與信號處理方法
CN112953562B (zh) * 2019-11-26 2024-02-09 瑞昱半导体股份有限公司 信号处理装置与信号处理方法
JP2021150365A (ja) * 2020-03-17 2021-09-27 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 固体撮像装置及び電子機器
WO2021240998A1 (ja) * 2020-05-26 2021-12-02 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 固体撮像素子

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011243704A (ja) * 2010-05-17 2011-12-01 Panasonic Corp 固体撮像装置
JP2012114160A (ja) * 2010-11-22 2012-06-14 Panasonic Corp 固体撮像装置及びその製造方法
JP2014127499A (ja) 2012-12-25 2014-07-07 Sumitomo Electric Ind Ltd 受光デバイス、その製造法、およびセンシング装置
JP2015149422A (ja) * 2014-02-07 2015-08-20 ソニー株式会社 受光素子、撮像素子及び撮像装置
JP2016033978A (ja) * 2014-07-31 2016-03-10 キヤノン株式会社 光電変換装置、及び撮像システム

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6093893A (ja) * 1983-10-28 1985-05-25 Toshiba Corp カラ−用固体撮像装置
JPH02275670A (ja) * 1989-01-18 1990-11-09 Canon Inc 光電変換装置および画像読取装置
JP2959460B2 (ja) * 1996-01-30 1999-10-06 日本電気株式会社 固体撮像装置
JP4817584B2 (ja) * 2002-05-08 2011-11-16 キヤノン株式会社 カラー撮像素子
JP4852336B2 (ja) * 2006-04-18 2012-01-11 富士フイルム株式会社 固体撮像素子の製造方法
JP4866656B2 (ja) * 2006-05-18 2012-02-01 富士フイルム株式会社 光電変換膜積層型カラー固体撮像装置
JP2010010478A (ja) * 2008-06-27 2010-01-14 Fujifilm Corp 光電変換装置、光電変換装置の製造方法及び撮像装置
JP5353200B2 (ja) * 2008-11-20 2013-11-27 ソニー株式会社 固体撮像装置および撮像装置
TW201119019A (en) * 2009-04-30 2011-06-01 Corning Inc CMOS image sensor on stacked semiconductor-on-insulator substrate and process for making same
JP5564847B2 (ja) * 2009-07-23 2014-08-06 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
JP2011129873A (ja) * 2009-11-17 2011-06-30 Sony Corp 固体撮像装置およびその製造方法、電子機器
JP5536488B2 (ja) * 2010-02-22 2014-07-02 ローム株式会社 カラー用固体撮像装置
JP5509962B2 (ja) * 2010-03-19 2014-06-04 ソニー株式会社 固体撮像装置、および、その製造方法、電子機器
JP2011258729A (ja) * 2010-06-08 2011-12-22 Panasonic Corp 固体撮像装置及びその製造方法
JP5534981B2 (ja) * 2010-06-30 2014-07-02 株式会社東芝 固体撮像装置
JP2013012556A (ja) * 2011-06-28 2013-01-17 Sony Corp 固体撮像装置とその製造方法、および電子機器
JP2013131553A (ja) * 2011-12-20 2013-07-04 Toshiba Corp 固体撮像装置
JP2014127545A (ja) * 2012-12-26 2014-07-07 Sony Corp 固体撮像素子およびこれを備えた固体撮像装置
JP5873847B2 (ja) * 2013-03-29 2016-03-01 富士フイルム株式会社 固体撮像素子および撮像装置
CN104064575B (zh) * 2014-07-04 2017-08-25 豪威科技(上海)有限公司 背照式cmos影像传感器及其制造方法
EP3252052B1 (en) * 2015-01-29 2021-05-19 Toray Industries, Inc. Phenanthroline derivative, electronic device containing same, light emitting element, and photoelectric conversion element
JP2016152265A (ja) * 2015-02-16 2016-08-22 株式会社東芝 固体撮像素子
JP2017010187A (ja) 2015-06-19 2017-01-12 富士ゼロックス株式会社 画像処理装置及び画像処理プログラム

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011243704A (ja) * 2010-05-17 2011-12-01 Panasonic Corp 固体撮像装置
JP2012114160A (ja) * 2010-11-22 2012-06-14 Panasonic Corp 固体撮像装置及びその製造方法
JP2014127499A (ja) 2012-12-25 2014-07-07 Sumitomo Electric Ind Ltd 受光デバイス、その製造法、およびセンシング装置
JP2015149422A (ja) * 2014-02-07 2015-08-20 ソニー株式会社 受光素子、撮像素子及び撮像装置
JP2016033978A (ja) * 2014-07-31 2016-03-10 キヤノン株式会社 光電変換装置、及び撮像システム

Also Published As

Publication number Publication date
KR102498922B1 (ko) 2023-02-13
DE112017006908T5 (de) 2019-10-02
WO2018139110A1 (ja) 2018-08-02
TWI781976B (zh) 2022-11-01
CN110226228A (zh) 2019-09-10
KR102609022B1 (ko) 2023-12-04
CN110226228B (zh) 2024-02-20
JP6979974B2 (ja) 2021-12-15
JPWO2018139110A1 (ja) 2019-11-07
US20200127039A1 (en) 2020-04-23
TW201841354A (zh) 2018-11-16
KR20230012667A (ko) 2023-01-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11476285B2 (en) Light-receiving device, imaging device, and electronic apparatus
WO2018194030A1 (ja) 半導体素子およびその製造方法、並びに電子機器
KR102653046B1 (ko) 수광 소자 및 전자 기기
KR102498922B1 (ko) 수광 소자, 수광 소자의 제조 방법, 촬상 소자 및 전자 기기
CN108475688B (zh) 受光元件、受光元件的制造方法、成像元件以及电子设备
CN113039652A (zh) 半导体元件
JP2024012345A (ja) 半導体素子およびその製造方法
EP3404715B1 (en) Light receiving element, method for manufacturing light receiving element, image capturing element and electronic device
US20230022127A1 (en) Semiconductor element and electronic apparatus
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
WO2020137282A1 (ja) 撮像素子および電子機器
CN114051657A (zh) 半导体元件和电子设备
US11961863B2 (en) Imaging element, semiconductor element, and electronic apparatus
US20220399469A1 (en) Light receiving element, light receiving element manufacturing method, and solid-state image pickup apparatus
US20220376128A1 (en) Imaging device and electronic apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
A107 Divisional application of patent
GRNT Written decision to grant