WO2018042886A1 - 受光素子、受光素子の製造方法、撮像素子および電子機器 - Google Patents

受光素子、受光素子の製造方法、撮像素子および電子機器 Download PDF

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    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the present technology relates to a light receiving element used for, for example, an infrared sensor, a manufacturing method thereof, an imaging element, and an electronic device.
  • an image sensor imaging device using a III-V group semiconductor such as InGaAs (indium gallium arsenide) as a photoelectric conversion material has attracted attention (for example, Patent Document 1).
  • a III-V group semiconductor such as InGaAs (indium gallium arsenide)
  • Such an image sensor is used as, for example, an infrared sensor having sensitivity in the infrared region.
  • a photoelectric conversion layer made of a III-V group semiconductor is provided as a common layer for each pixel. That is, the photoelectric conversion layer is continuous between pixels. For this reason, there is a possibility that the pixel on which light is incident and the pixel from which the signal charge generated in the photoelectric conversion layer is extracted are different. For example, the signal charge is taken out in a first conductivity type region provided for each pixel.
  • the light receiving element of the present technology includes a photoelectric conversion layer including a group III-V semiconductor, a plurality of first conductivity type regions in which charges generated in the photoelectric conversion layer move, and first adjacent through the photoelectric conversion layer. And a second conductivity type region provided between the one conductivity type regions.
  • a photoelectric conversion layer including a group III-V semiconductor is formed, a plurality of second conductivity type regions penetrating the photoelectric conversion layer are formed, and adjacent second conductivity type regions are formed.
  • the first conductivity type region in which charges generated in the photoelectric conversion layer move is formed.
  • An image sensor in common to a plurality of pixels, and includes a photoelectric conversion layer including a III-V group semiconductor, and a first conductivity type region provided for each pixel and in which charges generated in the photoelectric conversion layer move. And a second conductivity type region provided between adjacent first conductivity type regions through the photoelectric conversion layer.
  • the electronic device of the present technology includes the image sensor of the present technology.
  • the method for manufacturing the light receiving element, the imaging element, and the electronic device since the second conductivity type region penetrating the photoelectric conversion layer is provided, the signal charges generated in the photoelectric conversion layer straddle the pixels. When it is going to move, it is recombined in the second conductivity type region.
  • the method for manufacturing the light receiving element, the image pickup element, and the electronic apparatus, the second conductivity type region penetrating the photoelectric conversion layer is provided, thereby preventing the movement of the signal charge between the pixels. be able to.
  • the effects described here are not necessarily limited, and may be any effects described in the present disclosure.
  • FIG. 4A It is sectional drawing showing typically 1 process of the manufacturing method of the light receiving element shown in FIG. 4B typically. It is sectional drawing which represents typically 1 process of the other manufacturing method of the light receiving element shown in FIG. It is sectional drawing which represents the process following FIG. 5A typically.
  • FIG. 5B is a cross-sectional view schematically showing a process following FIG. 5B.
  • 6 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a light receiving element according to Comparative Example 1.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a light receiving element according to Comparative Example 2.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a light receiving element according to Modification 1.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a light receiving element according to Modification 2.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a light receiving element according to Modification 3.
  • FIG. 12 It is a figure showing schematic structure of the image pick-up element which has a light receiving element shown in FIG. It is a figure showing the schematic structure of the electronic device to which the image sensor shown in FIG. 12 is applied. It is a block diagram which shows an example of a schematic structure of an in-vivo information acquisition system. It is a block diagram which shows the schematic structural example of a vehicle control system. It is explanatory drawing which shows an example of the installation position of an imaging part.
  • Embodiment (example of light receiving element) 2.
  • Modification 1 (example in which a light shielding structure is provided between pixels together with the second conductivity type region) 3.
  • Modification 2 (example in which an insulating film is provided between pixels together with the second conductivity type region) 4).
  • Modification 3 (example having only the second conductivity type region between pixels) 5).
  • Application example 1 (example of imaging device) 6).
  • Application Example 2 (Example of electronic equipment) 7).
  • Application example 1 (example of in-vivo information acquisition system) 8).
  • Application example 2 (example of mobile control system)
  • FIG. 1 illustrates a cross-sectional configuration of a light receiving element (light receiving element 10) according to an embodiment of the present technology.
  • the light receiving element 10 is applied to, for example, an infrared sensor, and includes a plurality of light receiving unit regions (referred to as pixels P) arranged two-dimensionally.
  • the light receiving element 10 has a substrate 21, and a photoelectric conversion layer 22, a cap layer 23, a first protective layer 24, and a multilayer wiring substrate 30 are provided in this order on one surface (surface S 1) of the substrate 21.
  • a first conductivity type region 23A is provided for each pixel P.
  • the light receiving element 10 has an electrode 25 penetrating the first protective layer 24, and the first conductivity type region 23 ⁇ / b> A and the ROIC (Readout Integrated Circuit) of the multilayer wiring board 30 are electrically connected by this electrode 25.
  • an insulating film 41, a light shielding structure 42, a second protective layer 43, a color filter 44, and an on-chip lens 45 are provided in this order.
  • the substrate 21 is made of, for example, a p-type or n-type compound semiconductor.
  • n-type InP indium phosphide
  • FIG. 1 the case where the photoelectric conversion layer 22 is provided in contact with the surface S ⁇ b> 1 of the substrate 21 is illustrated, but another layer may be interposed between the substrate 21 and the photoelectric conversion layer 22.
  • the material of the layer interposed between the substrate 21 and the photoelectric conversion layer 22 include semiconductor materials such as InAlAs, Ge, Si, GaAs, and InP. It is preferable to select one that matches the lattice.
  • the substrate 21 is provided with a through hole between adjacent pixels P, and an insulating film 41 (an insulating film 41D described later) and a light shielding structure 42 (a light shielding structure 42D described later) are embedded in the through hole. .
  • the photoelectric conversion layer 22 absorbs light having a predetermined wavelength (for example, light having a wavelength in the infrared region) to generate signal charges (electrons or holes), and includes a III-V semiconductor. Yes.
  • the photoelectric conversion layer 22 is a layer common to each pixel P, and is continuously provided between the pixels P on the surface S ⁇ b> 1 of the substrate 21.
  • III-V group semiconductor used for the photoelectric conversion layer 22 examples include InGaAs (indium gallium arsenide).
  • the composition of InGaAs is, for example, In x Ga (1-x) As (x: 0 ⁇ x ⁇ 1). In order to increase sensitivity in the infrared region, it is preferable that x ⁇ 0.4.
  • An example of the composition of the photoelectric conversion layer 22 that lattice matches with the substrate 21 made of InP is In 0.53 Ga 0.47 As.
  • the photoelectric conversion layer 22 is made of, for example, an n-type (second conductivity type) group III-V semiconductor, and includes a group IV element or a group VI element that becomes an n-type impurity.
  • Group IV elements are, for example, C (carbon), Si (silicon), Ge (germanium), and Sn (tin)
  • group VI elements are, for example, S (sulfur), Se (selenium), and Te (tellurium). It is.
  • the concentration of the n-type impurity is, for example, 2 ⁇ 10 17 / cm 3 or less.
  • the photoelectric conversion layer 22 may be composed of a p-type (first conductivity type) III-V group semiconductor. A part of the photoelectric conversion layer 22 on the cap layer 23 side is provided with a first conductivity type region 23 ⁇ / b> A continuously from the cap layer 23.
  • the second conductivity type region 22B penetrating the photoelectric conversion layer 22 in the thickness direction (Z direction in FIG. 1) is provided between the adjacent first conductivity type regions 23A.
  • the second conductivity type region 22B extends from the photoelectric conversion layer 22 to the substrate 21 and the cap layer 23.
  • the second conductivity type region 22B is, for example, an n-type impurity region having a higher concentration than the region of the other photoelectric conversion layer 22. It is preferable that the impurity concentration of the second conductivity type region 22 ⁇ / b> B is not less than three times the impurity concentration of the region of the other photoelectric conversion layer 22.
  • the second conductivity type region 22B includes, for example, a group IV element or a group VI element that becomes an n-type impurity.
  • Group IV elements are, for example, C (carbon), Si (silicon), Ge (germanium), and Sn (tin)
  • group VI elements are, for example, S (sulfur), Se (selenium), and Te (tellurium). It is.
  • the concentration of the n-type impurity in the second conductivity type region 22B is, for example, 5 ⁇ 10 16 / cm 3 or more.
  • the width of the second conductivity type region 22B (the length in the X direction in FIG. 1) is, for example, 50 nm to 500 nm.
  • FIG. 2 shows an example of a planar configuration of the second conductivity type region 22B.
  • the second conductivity type region 22B is provided between adjacent pixels P, and is provided, for example, in a lattice shape in plan view.
  • a through hole continuous from the substrate 21 is provided in the vicinity of the second conductivity type region 22B, that is, in the photoelectric conversion layer 22 between adjacent pixels P, and an insulating film 41 (an insulating film described later) is provided in the through hole. 41D) and a light shielding structure 42 (light shielding structure 42D described later) are embedded.
  • the cap layer 23 is provided between the photoelectric conversion layer 22 and the first protective layer 24.
  • the cap layer 23 has a first conductivity type region 23A provided for each pixel P, whereby the pixels are electrically separated.
  • the cap layer 23 is preferably configured to include a compound semiconductor having a larger band gap than the photoelectric conversion layer 22.
  • the photoelectric conversion layer 22 made of In 0.53 Ga 0.47 As (band gap 0.74 eV)
  • the cap layer 23 is made of InP (band gap 1.34 eV) or InAlAs (band gap about 1.56 eV). Is possible.
  • a semiconductor layer may be interposed between the cap layer 23 and the photoelectric conversion layer 22.
  • InAlAs, Ge, Si, GaAs, InP, or the like can be used.
  • the plurality of first conductivity type regions 23 ⁇ / b> A in the cap layer 23 are provided separately for each pixel P.
  • the first conductivity type region 23A is a region where signal charges generated in the photoelectric conversion layer 22 move, and is, for example, a region containing a p-type impurity (p-type impurity region).
  • the first conductivity type region 23A contains a p-type impurity such as Zn (zinc), for example.
  • the region in the cap layer 23 other than the first conductivity type region 23 ⁇ / b> A is an n-type impurity region, and contains an n-type impurity such as a group 14 element or a group 16 element, as with the substrate 21.
  • the first conductivity type region 23 ⁇ / b> A is provided, for example, extending from a position in contact with the first protective layer 24 to a part of the photoelectric conversion layer 22.
  • the first conductivity type region 23 ⁇ / b> A may not extend to a part of the photoelectric conversion layer 22, and may be provided up to the interface between the cap layer 23 and the photoelectric conversion layer 22, for example.
  • the first protective layer 24 is provided between the cap layer 23 and the multilayer wiring board 30 and is made of, for example, an inorganic insulating material.
  • the inorganic insulating material include silicon nitride (SiN), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), silicon oxide (SiO 2 ), and hafnium oxide (HfO 2 ).
  • the first protective layer 24 is provided with a through hole for each pixel P, and an electrode 25 is provided in the through hole.
  • the electrode 25 penetrates the first protective layer 24, and for example, a part thereof is embedded in the multilayer wiring board 30.
  • the electrode 25 is provided for each pixel P, and is electrically connected to the corresponding first conductivity type region 23 ⁇ / b> A and the corresponding ROIC (ROIC 31 described later) of the multilayer wiring board 30.
  • the electrode 25 is supplied with a voltage for reading signal charges generated in the photoelectric conversion layer 22.
  • One electrode 25 may be provided for one pixel P, or a plurality of electrodes 25 may be provided for one pixel P. A part of the plurality of electrodes 25 provided for one pixel P may be a dummy electrode (an electrode that does not contribute to charge extraction).
  • the electrode 25 is made of, for example, titanium (Ti), tungsten (W), titanium nitride (TiN), platinum (Pt), gold (Au), germanium (Ge), palladium (Pd), zinc (Zn), nickel (Ni ) And aluminum (Al), or an alloy containing at least one of them.
  • the electrode 25 may be a single film of such a constituent material, or may be a laminated film in which two or more kinds are combined.
  • the multilayer wiring board 30 is provided with ROIC for each pixel P for reading signals from each pixel P.
  • FIG. 3 shows an example of a circuit diagram of ROIC (ROIC31).
  • the ROIC 31 includes, for example, an amplification transistor Tr1, a selection transistor Tr2, a reset transistor Tr3, and a storage capacitor C.
  • the gate of the amplification transistor Tr1 is connected to the electrode 25.
  • the drain of the amplification transistor Tr1 is connected to the supply terminal of the power supply voltage Vdd, and the source of the amplification transistor Tr1 is connected to a vertical signal line (not shown) via the selection transistor Tr2.
  • the amplification transistor Tr1 amplifies the potential of the electrode 25 and outputs the amplified signal as a pixel signal to the selection transistor Tr2.
  • the selection transistor Tr2 is provided between the amplification transistor Tr1 and a vertical signal line (not shown).
  • the selection transistor Tr2 is turned on when an address signal is input to its gate, and outputs the pixel signal amplified by the amplification transistor Tr1 to the vertical signal line.
  • the source of the reset transistor Tr3 is grounded, and the drain of the reset transistor Tr3 is connected to the electrode 25.
  • the reset transistor Tr3 is turned on when a reset signal is input to its gate, and resets the potential of the electrode 25.
  • One electrode of the storage capacitor C is connected to the electrode 25, and the other electrode is grounded.
  • the insulating film 41 includes an insulating film 41U provided on the surface S2 of the substrate 21 and an insulating film 41D embedded in the substrate 21 and the photoelectric conversion layer 22.
  • the insulating film 41U is provided on the entire surface S2 of the substrate 21 and has a through hole between adjacent pixels P.
  • the insulating film 41 ⁇ / b> D is embedded in the through hole through the substrate 21 and the photoelectric conversion layer 22.
  • the insulating film 41D has, for example, the same planar shape as that of the second conductivity type region 22B (see FIG. 2), and extends between the pixels P in a wall shape. Thereby, the movement of the signal charge between the pixels P via the photoelectric conversion layer 22 can be prevented.
  • the insulating film 41 is made of, for example, an inorganic insulating material.
  • the inorganic insulating material include silicon nitride (SiN), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), silicon oxide (SiO 2 ), and hafnium oxide (HfO 2 ).
  • the light blocking structure 42 is for preventing crosstalk to adjacent pixels due to obliquely incident light.
  • the light shielding structure 42 includes a light shielding structure 42U on the insulating film 41 and a light shielding structure 42D embedded in the insulating film 41, the substrate 21, and the photoelectric conversion layer 22.
  • a plurality of light shielding structures 42U are provided in selective regions on the insulating film 41 so as to be separated from each other.
  • Each light shielding structure 42U is provided between adjacent pixels P. Light enters the photoelectric conversion layer 22 from between adjacent light shielding structures 42U.
  • the light shielding structure 42 ⁇ / b> D is embedded in the through hole through the insulating film 41, the substrate 21, and the photoelectric conversion layer 22.
  • the light shielding structure 42D has a planar shape similar to that of the second conductivity type region 22B, for example (see FIG. 2), and extends between the pixels P in a wall shape. Thereby, the movement of the signal charge between the pixels P via the photoelectric conversion layer 22 can be prevented. Furthermore, crosstalk to adjacent pixels due to obliquely incident light can be more effectively prevented together with the light shielding structure 42U.
  • the light shielding structure 42 is made of, for example, a metal such as titanium (Ti), tungsten (W), platinum (Pt), gold (Au), or chromium oxide (Cr 2 O 3 ).
  • the light shielding structure 42 may be constituted by an alloy of samarium (Sm) and silver (Ag), or the light shielding structure 42 may be constituted by an organic material. Carbon (C) may be used for the light shielding structure 42.
  • the light shielding structure 42 may be a single film or a laminated film. As an example in which the light shielding structure 42 is formed of a laminated film, for example, a metal laminated film of Ti / W or the like can be given.
  • the light shielding structure 42D is provided at the center of the through hole in the photoelectric conversion layer 22, and the insulating film 41D is embedded on both surfaces thereof.
  • a region in contact with the insulating film 41D in the photoelectric conversion layer 22 is, for example, a second conductivity type region 22B. That is, the second conductivity type region 22B is provided on both sides of the through hole (light shielding structure 42D) in the photoelectric conversion layer 22.
  • part of the light shielding structure 42 ⁇ / b> D and the insulating film 41 ⁇ / b> D may be embedded in the cap layer 23.
  • the second protective layer 43 is provided on the entire surface S2 of the substrate 21 and covers the insulating film 41U and the light shielding structure 42U. Similarly to the first protective layer 24, the second protective layer 43 is made of, for example, an inorganic insulating material.
  • the inorganic insulating material include silicon nitride (SiN), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), silicon oxide (SiO 2 ), and hafnium oxide (HfO 2 ).
  • the color filter 44 is provided on the second protective layer 43 and includes, for example, a red filter (red filter 44R), a green filter (green filter 44G), a blue filter (not shown), and an IR filter (not shown). .
  • a red filter red filter 44R
  • a green filter green filter 44G
  • a blue filter not shown
  • an IR filter not shown
  • any one of these is arranged in a regular color arrangement (for example, a Bayer arrangement) for each pixel P.
  • the light receiving element 10 can obtain light reception data having a wavelength corresponding to the color arrangement.
  • the on-chip lens 45 has a function of condensing light toward the photoelectric conversion layer 22 and is made of, for example, an organic material or a silicon oxide film (SiO 2 ).
  • the light receiving element 10 can be manufactured as follows, for example. 4A to 4C show manufacturing steps of the light receiving element 10 in the order of steps.
  • a stacked body of compound semiconductors is formed. Specifically, for example, a laminated body of a substrate 21 made of n-type InP, a photoelectric conversion layer 22 made of n-type InGaAs, and a cap layer precursor 23S from n-type InP is formed.
  • the cap layer precursor 23 ⁇ / b> S is a compound semiconductor layer that becomes the cap layer 23.
  • This layered product can be formed by, for example, an epitaxy method such as MBE (Molecular-Beam Epitaxy) and a migration enhanced epitaxy (MEE) method.
  • MBE Molecular-Beam Epitaxy
  • MEE migration enhanced epitaxy
  • the laminated body is formed by MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition) method, hydride vapor deposition method (HVPE method) in which halogen contributes to transport or reaction, ALD (Atomic Layer Deposition) method or plasma assisted physical vapor deposition method ( It may be formed by a method such as PPD method.
  • MOCVD Metal Organic Chemical Vapor Deposition
  • HVPE method hydride vapor deposition method
  • ALD Atomic Layer Deposition
  • plasma assisted physical vapor deposition method It may be formed by a method such as PPD method.
  • a plurality of grooves G that penetrate the substrate 21 and the photoelectric conversion layer 22 and reach the cap layer precursor 23S are formed.
  • the groove G is formed using, for example, a reactive ion etching (RIE) method.
  • the plurality of grooves G are formed at positions that are regions between adjacent pixels P.
  • the diffusion source film 26 and the diffusion prevention film 27A are formed in this order in the groove G.
  • the diffusion source film 26 is a film for introducing n-type impurities into the photoelectric conversion layer 22 and is made of, for example, amorphous silicon.
  • the diffusion source film 26 may be a film containing a group IV element or a group VI element that becomes another n-type impurity.
  • the diffusion prevention film 27A is made of, for example, a silicon oxide film (SiO 2 ).
  • the diffusion preventing film 27A is formed to prevent the n-type impurity from diffusing outside from the diffusion source film 26, and is formed so as to cover the diffusion source film 26.
  • the diffusion source film 26 and the diffusion prevention film 27A are formed by, for example, chemical vapor deposition (CVD).
  • a short-time heat treatment is performed to introduce n-type impurities around the groove G.
  • This heat treatment is performed at 850 ° C. for 1 second, for example.
  • the second conductivity type region 22B having an impurity density surface density of about 1 ⁇ 10 13 / cm 2 is formed around the groove G (FIG. 4A).
  • the diffusion source film 26 is etched and removed together with the diffusion prevention film 27A in order to prevent excessive impurity diffusion.
  • a diffusion preventing film 27B made of, for example, a silicon oxide film (SiO 2 ) is formed in the groove G.
  • This heat treatment is performed at 900 ° C. for 3 hours, for example.
  • the n-type impurity spreads around the groove G, and a second conductivity type region 22B having a desired width is formed (FIG. 4B).
  • the heat treatment may be performed at 1100 ° C. for about 10 minutes.
  • the second conductivity type region 22B may be formed by gas layer diffusion, or by ion implantation, in addition to the solid layer diffusion method described above.
  • the previously formed diffusion prevention film 27B may be used as the insulation film 41, or the insulation film 41 may be formed on the diffusion prevention film 27B by using, for example, a CVD method.
  • the insulating film 41 may be formed after removing the diffusion preventing film 27B.
  • the second conductivity type region 22B can also be formed using the method shown in FIGS. 5A to 5C.
  • tungsten is deposited on the cap layer precursor 23S and patterned. Thereby, the light shielding structure 42D is formed.
  • a diffusion source film 26 made of, for example, amorphous silicon is formed so as to cover the cap layer precursor 23S and the light shielding structure 42D (FIG. 5A).
  • an opening is formed in the diffusion source film 26.
  • the opening of the diffusion source film 26 is formed between the light shielding structures 42D, that is, in the center of the pixel P.
  • n-type InGaAs and n-type InP are formed in this order.
  • the photoelectric conversion layer 22 and the substrate 21 are formed on the cap layer precursor 23S (FIG. 5B).
  • an insulating film 41 ⁇ / b> U is formed on the substrate 21.
  • the insulating film 41D in the photoelectric conversion layer 22 may be formed after the light shielding structure 42D is formed and before the diffusion source film 26 is formed.
  • the insulating film 41 for example, tungsten is embedded in the groove G and is formed on the substrate 21.
  • the tungsten on the substrate 21 is patterned. Thereby, the light shielding structure 42U on the substrate 21 and the light shielding structure 42D in the photoelectric conversion layer 22 are formed (FIG. 4C).
  • the cap layer precursor 23S is thinned. Next, p-type impurities are diffused into a selective region of the thinned cap layer precursor 23S. Thereby, the cap layer 23 having the first conductivity type region 23A is formed.
  • the cap layer 23 After forming the cap layer 23, the first protective layer 24 and the electrode 25 are formed. Subsequently, the multilayer wiring board 30 is bonded to the cap layer 23 with the first protective layer 24 in between.
  • the second protective layer 43, the color filter 44, and the on-chip lens 45 are formed in this order on the surface S2 side of the substrate 21. Thereby, the light receiving element 10 shown in FIG. 1 is completed.
  • the light receiving element 10 In the light receiving element 10, when light (for example, light having a wavelength in the infrared region) enters the photoelectric conversion layer 22 through the on-chip lens 45, the color filter 44, the second protective layer 43, the insulating film 41, and the substrate 21. This light is absorbed in the photoelectric conversion layer 22. Thereby, in the photoelectric conversion layer 22, a pair of holes and electrons is generated (photoelectrically converted). At this time, for example, when a predetermined voltage is applied to the electrode 25, a potential gradient is generated in the photoelectric conversion layer 22, and one of the generated charges moves to the first conductivity type region 23A as a signal charge, and Collected from the one conductivity type region 23 ⁇ / b> A to the electrode 25. This signal charge is read by the ROIC 31 of the multilayer wiring board 30.
  • the signal charge is a hole.
  • a second conductivity type region 22B penetrating the photoelectric conversion layer 22 is provided between adjacent first conductivity type regions 23A, that is, between adjacent pixels P.
  • the second conductivity type region 22B is, for example, a high concentration n-type region and a region containing high concentration electrons. Thereby, the movement of signal charges (holes) between the pixels P can be prevented. This will be described below.
  • FIG. 6 shows a cross-sectional configuration of a light receiving element (light receiving element 100) according to a comparative example.
  • the second conductivity type region is not provided in the photoelectric conversion layer 22.
  • the second conductivity type region for separating the pixel P is not provided, there is a possibility that holes move to the pixel P different from the pixel P on which the light L is incident through the photoelectric conversion layer 22. That is, movement of holes across the pixels P occurs, and an optical signal may be generated in the pixels P where the light L is not incident.
  • the light receiving element 100 is used as an image pickup element for a color image, the generation of such an optical signal at the adjacent pixel P affects the color mixing characteristics. Also, the resolution is lowered.
  • photoelectric conversion may be performed in the photoelectric conversion layer 22 of the adjacent pixel P of the pixel P where the light L is incident. There is. Also in this case, an optical signal is generated in the adjacent pixel P as described above.
  • the light receiving element 101 shown in FIG. 8 has a light shielding structure 42D between adjacent pixels P in the photoelectric conversion layer 22.
  • the light receiving element 101 having the pixel separation structure such as the light shielding structure 42D
  • crystal defects defects levels
  • interface states remain. For this reason, there is a possibility that holes are generated at room temperature even in a state where light irradiation is not performed. That is, a dark current may be generated.
  • the second conductivity type region 22 ⁇ / b> B penetrating the photoelectric conversion layer 22 is provided between the adjacent pixels P. And are recombined in the second conductivity type region 22B rich in electrons. For this reason, movement of holes between the pixels P can be prevented. Therefore, even when the light receiving element 10 is used as an image pickup element for a color image, the occurrence of color mixing can be suppressed. Also, the resolution can be improved.
  • the insulating film 41D and the light shielding structure 42D are provided in the photoelectric conversion layer 22, these function as a separation structure between the pixels P similarly to the second conductivity type region 22B, and more effectively the pixel P. Prevent the movement of holes between them. Furthermore, the light blocking structure 42 in the photoelectric conversion layer 22 prevents the generation of an optical signal in the adjacent pixel P due to oblique incident light.
  • the second conductivity type rich in electrons Since the region 22B is provided, these levels are always filled with electrons. Accordingly, generation of a pair of holes and electrons via the level can be prevented, and generation of dark current can be suppressed.
  • the second conductivity type region 22B penetrating the photoelectric conversion layer 22 is provided between the adjacent first conductivity type regions 23A. Charge transfer can be prevented.
  • FIG. 9 illustrates a cross-sectional configuration of a light receiving element (light receiving element 10A) according to Modification 1.
  • a light receiving element light receiving element 10A
  • an insulating film the insulating film 41 ⁇ / b> D in FIG. 1
  • the light receiving element 10A has the same configuration as that of the light receiving element 10, and the operation and effect thereof are also the same.
  • the light receiving element 10A includes a light shielding structure 42D in the photoelectric conversion layer 22, and a second conductivity type region 22B is provided around the light shielding structure 42D. That is, the separation structure between the pixels P is constituted by the second conductivity type region 22B and the light shielding structure 42D. Similar to the light receiving element 10, the light receiving element 10 ⁇ / b> A also prevents the movement of signal charges between the pixels P. Furthermore, the light blocking structure 42 in the photoelectric conversion layer 22 prevents the generation of an optical signal in the adjacent pixel P due to oblique incident light.
  • FIG. 10 illustrates a cross-sectional configuration of a light receiving element (light receiving element 10B) according to Modification 2.
  • the light shielding structure (light shielding structure 42 ⁇ / b> D in FIG. 1) is not provided in the photoelectric conversion layer 22. Except for this point, the light receiving element 10B has the same configuration as the light receiving element 10, and the operation and effect thereof are also the same.
  • the light receiving element 10B includes an insulating film 41D in the photoelectric conversion layer 22, and a second conductivity type region 22B is provided around the insulating film 41D. That is, the separation structure between the pixels P is constituted by the second conductivity type region 22B and the insulating film 41D. Similar to the light receiving element 10, the light receiving element 10 ⁇ / b> B also prevents signal charges from moving between the pixels P.
  • FIG. 11 illustrates a cross-sectional configuration of a light receiving element (light receiving element 10 ⁇ / b> C) according to Modification 3.
  • the insulating film (insulating film 41 ⁇ / b> D in FIG. 1) and the light shielding structure (light shielding structure 42 ⁇ / b> D in FIG. 1) are not provided in the photoelectric conversion layer 22. Except for this point, the light receiving element 10 ⁇ / b> C has the same configuration as the light receiving element 10, and the operation and effect thereof are also the same.
  • the light receiving element 10C adjacent pixels P are separated by the second conductivity type region 22B. Similar to the light receiving element 10, the light receiving element 10 ⁇ / b> C also prevents signal charges from moving between the pixels P.
  • FIG. 12 illustrates a functional configuration of the imaging element 1 using the element structure of the light receiving element 10 (or the light receiving elements 10A, 10B, and 10C) described in the above embodiments and the like.
  • the imaging device 1 is, for example, an infrared image sensor, and includes, for example, a pixel unit 1a and a peripheral circuit unit 230 that drives the pixel unit 1a on the substrate 20.
  • the peripheral circuit unit 230 includes, for example, a row scanning unit 231, a horizontal selection unit 233, a column scanning unit 234, and a system control unit 232.
  • the pixel unit 1a has, for example, a plurality of pixels P that are two-dimensionally arranged in a matrix.
  • pixel drive lines Lread for example, row selection lines and reset control lines
  • vertical signal lines Lsig are wired to the pixel columns.
  • the pixel drive line Lread transmits a drive signal for reading a signal from the pixel P.
  • One end of the pixel drive line Lread is connected to an output end corresponding to each row of the row scanning unit 231.
  • the row scanning unit 231 includes a shift register, an address decoder, and the like, and is a pixel driving unit that drives each pixel P of the pixel unit 1a, for example, in units of rows.
  • a signal output from each pixel P of the pixel row selectively scanned by the row scanning unit 231 is supplied to the horizontal selection unit 233 through each of the vertical signal lines Lsig.
  • the horizontal selection unit 233 is configured by an amplifier, a horizontal selection switch, and the like provided for each vertical signal line Lsig.
  • the column scanning unit 234 is configured by a shift register, an address decoder, and the like, and drives each of the horizontal selection switches of the horizontal selection unit 233 in order while scanning.
  • the signal of each pixel transmitted through each of the vertical signal lines Lsig is sequentially output to the horizontal signal line 235, and is input to the signal processing unit (not shown) through the horizontal signal line 235.
  • the system control unit 232 receives an externally supplied clock, data for instructing an operation mode, and the like, and outputs data such as internal information of the image sensor 1.
  • the system control unit 232 further includes a timing generator that generates various timing signals, and the row scanning unit 231, the horizontal selection unit 233, the column scanning unit 234, and the like based on the various timing signals generated by the timing generator. Drive control is performed.
  • FIG. 13 shows a schematic configuration of an electronic device 2 (camera) as an example.
  • the electronic device 2 is a camera capable of taking a still image or a moving image, for example, and includes an image pickup device 1, an optical system (optical lens) 310, a shutter device 311, and a drive unit that drives the image pickup device 1 and the shutter device 311. 313 and a signal processing unit 312.
  • the optical system 310 guides image light (incident light) from the subject to the image sensor 1.
  • the optical system 310 may be composed of a plurality of optical lenses.
  • the shutter device 311 controls the light irradiation period and the light shielding period to the image sensor 1.
  • the drive unit 313 controls the transfer operation of the image sensor 1 and the shutter operation of the shutter device 311.
  • the signal processing unit 312 performs various signal processing on the signal output from the image sensor 1.
  • the video signal Dout after the signal processing is stored in a storage medium such as a memory, or is output to a monitor or the like.
  • the light receiving element 10A (or the light receiving elements 10B, 10C, and 10D) described in this embodiment and the like can be applied to the following electronic devices (capsule endoscope 10100 and moving bodies such as vehicles). is there.
  • FIG. 14 is a block diagram illustrating an example of a schematic configuration of a patient in-vivo information acquisition system using a capsule endoscope to which the technology (present technology) according to the present disclosure can be applied.
  • the in-vivo information acquisition system 10001 includes a capsule endoscope 10100 and an external control device 10200.
  • the capsule endoscope 10100 is swallowed by the patient at the time of examination.
  • the capsule endoscope 10100 has an imaging function and a wireless communication function, and moves inside the organ such as the stomach and the intestine by peristaltic motion or the like until it is spontaneously discharged from the patient.
  • Images (hereinafter also referred to as in-vivo images) are sequentially captured at predetermined intervals, and information about the in-vivo images is sequentially wirelessly transmitted to the external control device 10200 outside the body.
  • the external control device 10200 comprehensively controls the operation of the in-vivo information acquisition system 10001. Further, the external control device 10200 receives information about the in-vivo image transmitted from the capsule endoscope 10100 and, based on the received information about the in-vivo image, displays the in-vivo image on the display device (not shown). The image data for displaying is generated.
  • an in-vivo image obtained by imaging the inside of the patient's body can be obtained at any time in this manner until the capsule endoscope 10100 is swallowed and discharged.
  • the capsule endoscope 10100 includes a capsule-type casing 10101.
  • a light source unit 10111 In the casing 10101, a light source unit 10111, an imaging unit 10112, an image processing unit 10113, a wireless communication unit 10114, a power supply unit 10115, and a power supply unit 10116 and the control unit 10117 are stored.
  • the light source unit 10111 includes a light source such as an LED (light-emitting diode), and irradiates the imaging field of the imaging unit 10112 with light.
  • a light source such as an LED (light-emitting diode)
  • the image capturing unit 10112 includes an image sensor and an optical system including a plurality of lenses provided in front of the image sensor. Reflected light (hereinafter referred to as observation light) of light irradiated on the body tissue to be observed is collected by the optical system and enters the image sensor. In the imaging unit 10112, in the imaging element, the observation light incident thereon is photoelectrically converted, and an image signal corresponding to the observation light is generated. The image signal generated by the imaging unit 10112 is provided to the image processing unit 10113.
  • the image processing unit 10113 is configured by a processor such as a CPU (Central Processing Unit) or a GPU (Graphics Processing Unit), and performs various types of signal processing on the image signal generated by the imaging unit 10112.
  • the image processing unit 10113 provides the radio communication unit 10114 with the image signal subjected to signal processing as RAW data.
  • the wireless communication unit 10114 performs predetermined processing such as modulation processing on the image signal that has been subjected to signal processing by the image processing unit 10113, and transmits the image signal to the external control apparatus 10200 via the antenna 10114A.
  • the wireless communication unit 10114 receives a control signal related to drive control of the capsule endoscope 10100 from the external control device 10200 via the antenna 10114A.
  • the wireless communication unit 10114 provides a control signal received from the external control device 10200 to the control unit 10117.
  • the power feeding unit 10115 includes a power receiving antenna coil, a power regeneration circuit that regenerates power from a current generated in the antenna coil, a booster circuit, and the like. In the power feeding unit 10115, electric power is generated using a so-called non-contact charging principle.
  • the power supply unit 10116 is composed of a secondary battery, and stores the electric power generated by the power supply unit 10115.
  • FIG. 14 in order to avoid complication of the drawing, illustration of an arrow indicating a power supply destination from the power supply unit 10116 is omitted, but the power stored in the power supply unit 10116 is stored in the light source unit 10111.
  • the imaging unit 10112, the image processing unit 10113, the wireless communication unit 10114, and the control unit 10117 can be used for driving them.
  • the control unit 10117 includes a processor such as a CPU, and a control signal transmitted from the external control device 10200 to drive the light source unit 10111, the imaging unit 10112, the image processing unit 10113, the wireless communication unit 10114, and the power feeding unit 10115. Control accordingly.
  • a processor such as a CPU
  • the external control device 10200 is configured by a processor such as a CPU or GPU, or a microcomputer or a control board in which a processor and a storage element such as a memory are mounted.
  • the external control device 10200 controls the operation of the capsule endoscope 10100 by transmitting a control signal to the control unit 10117 of the capsule endoscope 10100 via the antenna 10200A.
  • the capsule endoscope 10100 for example, the light irradiation condition for the observation target in the light source unit 10111 can be changed by a control signal from the external control device 10200.
  • an imaging condition for example, a frame rate or an exposure value in the imaging unit 10112
  • a control signal from the external control device 10200 can be changed by a control signal from the external control device 10200.
  • the contents of processing in the image processing unit 10113 and the conditions (for example, the transmission interval, the number of transmission images, etc.) by which the wireless communication unit 10114 transmits an image signal may be changed by a control signal from the external control device 10200. .
  • the external control device 10200 performs various image processing on the image signal transmitted from the capsule endoscope 10100, and generates image data for displaying the captured in-vivo image on the display device.
  • image processing for example, development processing (demosaic processing), image quality enhancement processing (band enhancement processing, super-resolution processing, NR (Noise reduction) processing and / or camera shake correction processing, etc.), and / or enlargement processing ( Various signal processing such as electronic zoom processing can be performed.
  • the external control device 10200 controls driving of the display device to display an in-vivo image captured based on the generated image data.
  • the external control device 10200 may cause the generated image data to be recorded on a recording device (not shown) or may be printed out on a printing device (not shown).
  • the technology according to the present disclosure can be applied to, for example, the imaging unit 10112 among the configurations described above. Thereby, since a clearer surgical part image can be obtained, the accuracy of the examination is improved.
  • the technology according to the present disclosure can be applied to various products.
  • the technology according to the present disclosure is realized as a device that is mounted on any type of mobile body such as an automobile, an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, a motorcycle, a bicycle, personal mobility, an airplane, a drone, a ship, and a robot. May be.
  • FIG. 15 is a block diagram illustrating a schematic configuration example of a vehicle control system that is an example of a mobile control system to which the technology according to the present disclosure can be applied.
  • the vehicle control system 12000 includes a plurality of electronic control units connected via a communication network 12001.
  • the vehicle control system 12000 includes a drive system control unit 12010, a body system control unit 12020, a vehicle exterior information detection unit 12030, a vehicle interior information detection unit 12040, and an integrated control unit 12050.
  • a microcomputer 12051, an audio image output unit 12052, and an in-vehicle network I / F (interface) 12053 are illustrated as a functional configuration of the integrated control unit 12050.
  • the drive system control unit 12010 controls the operation of the device related to the drive system of the vehicle according to various programs.
  • the drive system control unit 12010 includes a driving force generator for generating a driving force of a vehicle such as an internal combustion engine or a driving motor, a driving force transmission mechanism for transmitting the driving force to wheels, and a steering angle of the vehicle. It functions as a control device such as a steering mechanism that adjusts and a braking device that generates a braking force of the vehicle.
  • the body system control unit 12020 controls the operation of various devices mounted on the vehicle body according to various programs.
  • the body system control unit 12020 functions as a keyless entry system, a smart key system, a power window device, or a control device for various lamps such as a headlamp, a back lamp, a brake lamp, a blinker, or a fog lamp.
  • the body control unit 12020 can be input with radio waves transmitted from a portable device that substitutes for a key or signals from various switches.
  • the body system control unit 12020 receives input of these radio waves or signals, and controls a door lock device, a power window device, a lamp, and the like of the vehicle.
  • the vehicle outside information detection unit 12030 detects information outside the vehicle on which the vehicle control system 12000 is mounted.
  • the imaging unit 12031 is connected to the vehicle exterior information detection unit 12030.
  • the vehicle exterior information detection unit 12030 causes the imaging unit 12031 to capture an image outside the vehicle and receives the captured image.
  • the vehicle outside information detection unit 12030 may perform an object detection process or a distance detection process such as a person, a car, an obstacle, a sign, or a character on a road surface based on the received image.
  • the imaging unit 12031 is an optical sensor that receives light and outputs an electrical signal corresponding to the amount of received light.
  • the imaging unit 12031 can output an electrical signal as an image, or can output it as distance measurement information. Further, the light received by the imaging unit 12031 may be visible light or invisible light such as infrared rays.
  • the vehicle interior information detection unit 12040 detects vehicle interior information.
  • a driver state detection unit 12041 that detects a driver's state is connected to the in-vehicle information detection unit 12040.
  • the driver state detection unit 12041 includes, for example, a camera that images the driver, and the vehicle interior information detection unit 12040 determines the degree of fatigue or concentration of the driver based on the detection information input from the driver state detection unit 12041. It may be calculated or it may be determined whether the driver is asleep.
  • the microcomputer 12051 calculates a control target value of the driving force generator, the steering mechanism, or the braking device based on the information inside / outside the vehicle acquired by the vehicle outside information detection unit 12030 or the vehicle interior information detection unit 12040, and the drive system control unit A control command can be output to 12010.
  • the microcomputer 12051 realizes ADAS (Advanced Driver Assistance System) functions including vehicle collision avoidance or impact mitigation, following traveling based on inter-vehicle distance, vehicle speed maintenance traveling, vehicle collision warning, or vehicle lane departure warning. It is possible to perform cooperative control for the purpose.
  • ADAS Advanced Driver Assistance System
  • the microcomputer 12051 controls the driving force generator, the steering mechanism, the braking device, and the like based on the information around the vehicle acquired by the vehicle exterior information detection unit 12030 or the vehicle interior information detection unit 12040. It is possible to perform cooperative control for the purpose of automatic driving that autonomously travels without depending on the operation.
  • the microcomputer 12051 can output a control command to the body system control unit 12020 based on information outside the vehicle acquired by the vehicle outside information detection unit 12030.
  • the microcomputer 12051 controls the headlamp according to the position of the preceding vehicle or the oncoming vehicle detected by the outside information detection unit 12030, and performs cooperative control for the purpose of anti-glare, such as switching from a high beam to a low beam. It can be carried out.
  • the sound image output unit 12052 transmits an output signal of at least one of sound and image to an output device capable of visually or audibly notifying information to a vehicle occupant or the outside of the vehicle.
  • an audio speaker 12061, a display unit 12062, and an instrument panel 12063 are illustrated as output devices.
  • the display unit 12062 may include at least one of an on-board display and a head-up display, for example.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating an example of an installation position of the imaging unit 12031.
  • the imaging unit 12031 includes imaging units 12101, 12102, 12103, 12104, and 12105.
  • the imaging units 12101, 12102, 12103, 12104, and 12105 are provided, for example, at positions such as a front nose, a side mirror, a rear bumper, a back door, and an upper part of a windshield in the vehicle interior of the vehicle 12100.
  • the imaging unit 12101 provided in the front nose and the imaging unit 12105 provided in the upper part of the windshield in the vehicle interior mainly acquire an image in front of the vehicle 12100.
  • the imaging units 12102 and 12103 provided in the side mirror mainly acquire an image of the side of the vehicle 12100.
  • the imaging unit 12104 provided in the rear bumper or the back door mainly acquires an image behind the vehicle 12100.
  • the imaging unit 12105 provided on the upper part of the windshield in the passenger compartment is mainly used for detecting a preceding vehicle or a pedestrian, an obstacle, a traffic light, a traffic sign, a lane, or the like.
  • FIG. 16 shows an example of the shooting range of the imaging units 12101 to 12104.
  • the imaging range 12111 indicates the imaging range of the imaging unit 12101 provided in the front nose
  • the imaging ranges 12112 and 12113 indicate the imaging ranges of the imaging units 12102 and 12103 provided in the side mirrors, respectively
  • the imaging range 12114 The imaging range of the imaging part 12104 provided in the rear bumper or the back door is shown. For example, by superimposing the image data captured by the imaging units 12101 to 12104, an overhead image when the vehicle 12100 is viewed from above is obtained.
  • At least one of the imaging units 12101 to 12104 may have a function of acquiring distance information.
  • at least one of the imaging units 12101 to 12104 may be a stereo camera including a plurality of imaging elements, or may be an imaging element having pixels for phase difference detection.
  • the microcomputer 12051 based on the distance information obtained from the imaging units 12101 to 12104, the distance to each three-dimensional object in the imaging range 12111 to 12114 and the temporal change in this distance (relative speed with respect to the vehicle 12100).
  • a predetermined speed for example, 0 km / h or more
  • the microcomputer 12051 can set an inter-vehicle distance to be secured in advance before the preceding vehicle, and can perform automatic brake control (including follow-up stop control), automatic acceleration control (including follow-up start control), and the like.
  • automatic brake control including follow-up stop control
  • automatic acceleration control including follow-up start control
  • cooperative control for the purpose of autonomous driving or the like autonomously traveling without depending on the operation of the driver can be performed.
  • the microcomputer 12051 converts the three-dimensional object data related to the three-dimensional object to other three-dimensional objects such as a two-wheeled vehicle, a normal vehicle, a large vehicle, a pedestrian, and a utility pole based on the distance information obtained from the imaging units 12101 to 12104. It can be classified and extracted and used for automatic avoidance of obstacles.
  • the microcomputer 12051 identifies obstacles around the vehicle 12100 as obstacles that are visible to the driver of the vehicle 12100 and obstacles that are difficult to see.
  • the microcomputer 12051 determines the collision risk indicating the risk of collision with each obstacle, and when the collision risk is equal to or higher than the set value and there is a possibility of collision, the microcomputer 12051 is connected via the audio speaker 12061 or the display unit 12062. By outputting an alarm to the driver and performing forced deceleration or avoidance steering via the drive system control unit 12010, driving assistance for collision avoidance can be performed.
  • At least one of the imaging units 12101 to 12104 may be an infrared camera that detects infrared rays.
  • the microcomputer 12051 can recognize a pedestrian by determining whether a pedestrian is present in the captured images of the imaging units 12101 to 12104. Such pedestrian recognition is, for example, whether or not the user is a pedestrian by performing a pattern matching process on a sequence of feature points indicating the outline of an object and a procedure for extracting feature points in the captured images of the imaging units 12101 to 12104 as infrared cameras. It is carried out by the procedure for determining.
  • the audio image output unit 12052 When the microcomputer 12051 determines that there is a pedestrian in the captured images of the imaging units 12101 to 12104 and recognizes the pedestrian, the audio image output unit 12052 has a rectangular contour line for emphasizing the recognized pedestrian.
  • the display unit 12062 is controlled so as to be superimposed and displayed.
  • voice image output part 12052 may control the display part 12062 so that the icon etc. which show a pedestrian may be displayed on a desired position.
  • the technique according to the present disclosure can be applied to, for example, the imaging unit 12031 among the configurations described above.
  • the technique according to the present disclosure By applying the technique according to the present disclosure to the imaging unit 12031, it is possible to obtain a captured image that is easier to see, and thus it is possible to reduce driver fatigue.
  • the present technology has been described with the embodiment and the modification, the present technology is not limited to the above-described embodiment and the like, and various modifications can be made.
  • the layer structure of the light receiving element described in the above embodiment and the like is an example, and other layers may be provided.
  • the material and thickness of each layer are examples, and are not limited to those described above.
  • the color image light-receiving element having the color filter 44 has been described as an example.
  • the present technology can also be applied to light-receiving elements other than those for color images.
  • an insulating film may be provided instead of the color filter 44.
  • the case where the insulating film 41D and the light shielding structure 42D penetrate the photoelectric conversion layer 22 is illustrated (for example, FIG. 1 and the like), but the insulating film 41D and the light shielding structure 42D are The photoelectric conversion layer 22 may not be penetrated.
  • this technique can also take the following structures.
  • a photoelectric conversion layer comprising a group III-V semiconductor; A plurality of first conductivity type regions to which signal charges generated in the photoelectric conversion layer move; and And a second conductivity type region provided between the first conductivity type regions adjacent to each other through the photoelectric conversion layer.
  • the photoelectric conversion layer is of a second conductivity type; The light receiving element according to (1) or (2), wherein the second conductivity type region has a higher concentration than the photoelectric conversion layer.
  • the light receiving element according to (1), wherein the photoelectric conversion layer is of a first conductivity type.
  • the wall-shaped insulating film is provided in the said photoelectric converting layer.
  • (6) The light receiving element according to (5), wherein a wall-shaped light shielding structure is provided in the photoelectric conversion layer.
  • (7) The light receiving element according to (6), wherein the light blocking structure includes a metal.
  • (8) The light receiving element according to (6), wherein the insulating film is provided at a position in contact with the second conductivity type region.
  • the wall-shaped light shielding structure is provided in the said photoelectric converting layer.
  • 10 The light receiving element according to any one of (1) to (9), wherein the group III-V semiconductor is InGaAs.
  • the light receiving element according to any one of (1) to (10), wherein the second conductivity type region includes a group IV element or a group VI element.
  • a photoelectric conversion layer provided in common to a plurality of pixels and including a III-V group semiconductor; A first conductivity type region which is provided for each pixel and in which a signal charge generated in the photoelectric conversion layer moves;
  • An image sensor comprising: a second conductivity type region provided between the first conductivity type regions adjacent to each other through the photoelectric conversion layer.
  • the image sensor is A photoelectric conversion layer provided in common to a plurality of pixels and including a III-V group semiconductor; A first conductivity type region which is provided for each pixel and in which a signal charge generated in the photoelectric conversion layer moves; An electronic device comprising: a second conductivity type region penetrating the photoelectric conversion layer and provided between the adjacent first conductivity type regions.
  • the second conductivity type region is A plurality of wall-shaped shading structures are formed, Forming a diffusion source film covering the plurality of light shielding structures; After forming the photoelectric conversion layer between the adjacent light shielding structures, The light-receiving element manufacturing method according to (14), wherein the diffusion source film is formed by heat treatment.

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Abstract

ＩＩＩ－Ｖ族半導体を含む光電変換層と、前記光電変換層で発生した信号電荷が移動する、複数の第１導電型領域と、前記光電変換層を貫通して、隣り合う前記第１導電型領域の間に設けられた第２導電型領域とを備えた受光素子。

Description

受光素子、受光素子の製造方法、撮像素子および電子機器
　本技術は、例えば赤外センサ等に用いられる受光素子およびその製造方法と、撮像素子および電子機器とに関する。
　近年、ＩｎＧａＡｓ（インジウムガリウム砒素）等のＩＩＩ－Ｖ族半導体を光電変換材料に用いたイメージセンサ（撮像素子）が注目されている（例えば、特許文献１）。このようなイメージセンサは、例えば、赤外領域に感度を有する赤外線センサとして用いられる。
特開２０１４－１２７４９９号公報
　ＩＩＩ－Ｖ族半導体からなる光電変換層は、各画素に共通の層として設けられている。即ち、光電変換層が画素間で連続している。このため、光の入射した画素と、光電変換層で発生した信号電荷が取り出される画素とが異なる虞がある。信号電荷は、例えば、画素毎に設けられた第１導電型領域で取りだされる。
　画素間での信号電荷の移動を防止することが可能な受光素子、受光素子の製造方法、撮像素子および電子機器を提供することが望ましい。
　本技術の受光素子は、ＩＩＩ－Ｖ族半導体を含む光電変換層と、光電変換層で発生した電荷が移動する、複数の第１導電型領域と、光電変換層を貫通して、隣り合う第１導電型領域の間に設けられた第２導電型領域とを備えたものである。
　本技術の受光素子の製造方法は、ＩＩＩ－Ｖ族半導体を含む光電変換層を形成し、光電変換層を貫通する第２導電型領域を複数形成し、隣り合う第２導電型領域の間に、光電変換層で発生した電荷が移動する、第１導電型領域を形成するものである。
　本技術による撮像素子は、複数の画素に共通して設けられ、ＩＩＩ－Ｖ族半導体を含む光電変換層と、画素毎に設けられ、光電変換層で発生した電荷が移動する第１導電型領域と、光電変換層を貫通して、隣り合う第１導電型領域の間に設けられた第２導電型領域とを備えたものである。
　本技術の電子機器は、本技術の撮像素子を備えたものである。
　本技術の受光素子、受光素子の製造方法、撮像素子および電子機器では、光電変換層を貫通する第２導電型領域が設けられているので、光電変換層で発生した信号電荷が、画素を跨いで移動しようとしたときに、第２導電型領域で再結合される。
　本技術の受光素子、受光素子の製造方法、撮像素子および電子機器によれば、光電変換層を貫通する第２導電型領域を設けるようにしたので、画素間での信号電荷の移動を防止することができる。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれの効果であってもよい。
本技術の一実施の形態に係る受光素子の概略構成を表す断面図である。 図１に示した第２導電型領域の構成を第１導電型領域とともに表す平面図である。 図１に示した多層配線基板に設けられたＲＯＩＣの一例を表す回路図である。 図１に示した受光素子の製造方法の一工程を模式的に表す断面図である。 図４Ａに続く工程を模式的に表す断面図である。 図４Ｂに続く工程を模式的に表す断面図である。 図１に示した受光素子の他の製造方法の一工程を模式的に表す断面図である。 図５Ａに続く工程を模式的に表す断面図である。 図５Ｂに続く工程を模式的に表す断面図である。 比較例１に係る受光素子の概略構成を表す断面図である。 図６に示した受光素子に斜めの光が入射する場合について説明するための断面図である。 比較例２に係る受光素子の概略構成を表す断面図である。 変形例１に係る受光素子の概略構成を表す断面図である。 変形例２に係る受光素子の概略構成を表す断面図である。 変形例３に係る受光素子の概略構成を表す断面図である。 図１等に示した受光素子を有する撮像素子の概略構成を表す図である。 図１２に示した撮像素子を適用した電子機器の概略構成を表す図である。 体内情報取得システムの概略的な構成の一例を示すブロック図である。 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。 撮像部の設置位置の一例を示す説明図である。
　以下、本技術の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
　１．実施の形態（受光素子の例）
　２．変形例１（第２導電型領域とともに画素間に遮光構造体を有する例）
　３．変形例２（第２導電型領域とともに画素間に絶縁膜を有する例）
　４．変形例３（画素間に第２導電型領域のみを有する例）
　５．適用例１（撮像装置の例）
　６．適用例２（電子機器の例）
　７．応用例１（体内情報取得システムの例）
　８．応用例２（移動体制御システムの例）
＜実施の形態＞
［受光素子１０の構成］
　図１は、本技術の一実施の形態に係る受光素子（受光素子１０）の断面構成を表したものである。受光素子１０は、例えば、赤外線センサ等に適用されるものであり、２次元配置された複数の受光単位領域（画素Ｐとする）を含んでいる。
　受光素子１０は基板２１を有しており、基板２１の一方の面（面Ｓ１）に光電変換層２２、キャップ層２３、第１保護層２４および多層配線基板３０がこの順に設けられている。光電変換層２２およびキャップ層２３には、第１導電型領域２３Ａが画素Ｐ毎に設けられている。受光素子１０は、第１保護層２４を貫通する電極２５を有しており、この電極２５により第１導電型領域２３Ａと多層配線基板３０のＲＯＩＣ（Readout Integrated Circuit）とが電気的に接続されている。基板２１の他方の面（面Ｓ２）には、絶縁膜４１、遮光構造体４２、第２保護層４３、カラーフィルタ４４およびオンチップレンズ４５がこの順に設けられている。
　基板２１は、例えばｐ型またはｎ型の化合物半導体により構成されている。例えば、基板２１には、ｎ型のＩｎＰ（インジウムリン）を用いることができる。図１では、基板２１の面Ｓ１に接して光電変換層２２が設けられている場合を図示したが、基板２１と光電変換層２２との間に他の層が介在していてもよい。基板２１と光電変換層２２との間に介在する層の材料としては、例えば、ＩｎＡｌＡｓ，Ｇｅ，Ｓｉ，ＧａＡｓおよびＩｎＰ等の半導体材料が挙げられるが、基板２１と光電変換層２２との間で格子整合するものを選択することが好ましい。基板２１には、隣り合う画素Ｐの間に貫通孔が設けられ、この貫通孔に絶縁膜４１（後述の絶縁膜４１Ｄ）および遮光構造体４２（後述の遮光構造体４２Ｄ）が埋め込まれている。
　光電変換層２２は、所定の波長の光（例えば、赤外領域の波長の光）を吸収して、信号電荷（電子または正孔）を発生させるものであり、ＩＩＩ－Ｖ族半導体を含んでいる。光電変換層２２は、各画素Ｐに共通の層であり、基板２１の面Ｓ１に画素Ｐ間で連続して設けられている。
　光電変換層２２に用いられるＩＩＩ－Ｖ族半導体としては、例えば、ＩｎＧａＡｓ（インジウムガリウム砒素）が挙げられる。ＩｎＧａＡｓの組成は、例えばＩｎxＧａ(1-x)Ａｓ（ｘ：０＜ｘ≦１）である。赤外領域で、感度を高めるためには、ｘ≧０．４であることが好ましい。ＩｎＰよりなる基板２１と格子整合する光電変換層２２の組成の一例としてはＩｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓが挙げられる。
　光電変換層２２は、例えばｎ型（第２導電型）のＩＩＩ－Ｖ族半導体により構成されており、ｎ型の不純物となるＩＶ族元素またはＶＩ族元素などを含んでいる。ＩＶ族元素は、例えば、Ｃ（炭素），Ｓｉ（ケイ素），Ｇｅ（ゲルマニウム）およびＳｎ（スズ）であり、ＶＩ族元素は、例えば、Ｓ（硫黄），Ｓｅ（セレン）およびＴｅ（テルル）である。ｎ型の不純物の濃度は、例えば２×１０17／ｃｍ3以下である。光電変換層２２は、ｐ型（第１導電型）のＩＩＩ－Ｖ族半導体により構成されていてもよい。光電変換層２２のうち、キャップ層２３側の一部には、第１導電型領域２３Ａがキャップ層２３から連続して設けられている。
　本実施の形態では、この光電変換層２２を厚み方向（図１のＺ方向）に貫通する第２導電型領域２２Ｂが、隣り合う第１導電型領域２３Ａの間に設けられている。詳細は後述するが、これにより、光電変換層２２を介した画素Ｐ間での信号電荷の移動を防止することができる。第２導電型領域２２Ｂは、例えば、光電変換層２２から基板２１とキャップ層２３とに延在している。
　第２導電型領域２２Ｂは、例えば、他の光電変換層２２の領域よりも高濃度のｎ型不純物領域である。第２導電型領域２２Ｂの不純物濃度は、他の光電変換層２２の領域の不純物濃度の３倍以上であることが好ましい。第２導電型領域２２Ｂは、例えばｎ型の不純物となるＩＶ族元素またはＶＩ族元素などを含んでいる。ＩＶ族元素は、例えば、Ｃ（炭素），Ｓｉ（ケイ素），Ｇｅ（ゲルマニウム）およびＳｎ（スズ）であり、ＶＩ族元素は、例えば、Ｓ（硫黄），Ｓｅ（セレン）およびＴｅ（テルル）である。第２導電型領域２２Ｂのｎ型の不純物の濃度は、例えば５×１０16／ｃｍ3以上である。第２導電型領域２２Ｂの幅（図１のＸ方向の長さ）は、例えば、５０ｎｍ～５００ｎｍである。
　図２は、第２導電型領域２２Ｂの平面構成の一例を表したものである。第２導電型領域２２Ｂは、隣り合う画素Ｐ間に設けられており、平面視で例えば、格子状に設けられている。
　第２導電型領域２２Ｂの近傍、即ち、隣り合う画素Ｐ間の光電変換層２２内には、基板２１から連続する貫通孔が設けられており、この貫通孔に絶縁膜４１（後述の絶縁膜４１Ｄ）および遮光構造体４２（後述の遮光構造体４２Ｄ）が埋め込まれている。
　キャップ層２３は、光電変換層２２と第１保護層２４との間に設けられている。キャップ層２３は、画素Ｐ毎に設けられた第１導電型領域２３Ａを有しており、これにより、画素間が電気的に分離される。キャップ層２３は、光電変換層２２よりもバンドギャップの大きな化合物半導体を含んで構成されていることが好ましい。例えば、Ｉｎ0.53Ｇａ0.47Ａｓ（バンドギャップ０．７４ｅＶ）からなる光電変換層２２を用いるとき、ＩｎＰ（バンドギャップ１．３４ｅＶ）またはＩｎＡｌＡｓ（バンドギャップ約１．５６ｅＶ）によりキャップ層２３を構成することが可能である。キャップ層２３と光電変換層２２との間に、半導体層が介在していてもよい。この半導体層には、例えば、ＩｎＡｌＡｓ，Ｇｅ，Ｓｉ，ＧａＡｓおよびＩｎＰ等を用いることができる。
　キャップ層２３内の複数の第１導電型領域２３Ａは、画素Ｐ毎に互いに離間して設けられている。第１導電型領域２３Ａは、光電変換層２２で発生した信号電荷が移動する領域であり、例えば、ｐ型の不純物を含む領域（ｐ型不純物領域）である。第１導電型領域２３Ａには、例えば、Ｚｎ（亜鉛）等のｐ型の不純物が含まれている。第１導電型領域２３Ａ以外のキャップ層２３内の領域は、ｎ型不純物領域であり、基板２１と同様に、例えば１４族元素または１６族元素などのｎ型の不純物を含んでいる。第１導電型領域２３Ａは、その厚み方向（図１のＺ方向）において、例えば、第１保護層２４に接する位置から、光電変換層２２の一部に延在して設けられている。第１導電型領域２３Ａは、光電変換層２２の一部に延在していなくてもよく、例えば、キャップ層２３と光電変換層２２との界面まで設けられていてもよい。
　第１保護層２４は、キャップ層２３と多層配線基板３０との間に設けられ、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。第１保護層２４には、画素Ｐ毎に貫通孔が設けられており、この貫通孔に電極２５が設けられている。
　電極２５は、第１保護層２４を貫通し、例えば、その一部は多層配線基板３０に埋め込まれている。電極２５は画素Ｐ毎に設けられ、対応する第１導電型領域２３Ａと、対応する多層配線基板３０のＲＯＩＣ（後述のＲＯＩＣ３１）とに電気的に接続されている。この電極２５には光電変換層２２で発生した信号電荷を読みだすための電圧が供給されるようになっている。１つの画素Ｐに対して１つの電極２５を設けるようにしてもよく、あるいは、１つの画素Ｐに対して複数の電極２５を設けるようにしてもよい。１つの画素Ｐに対して設けられた複数の電極２５のうち、その一部がダミー電極（電荷取り出しに寄与しない電極）であってもよい。
　電極２５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。電極２５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。
　多層配線基板３０は、各画素Ｐから信号読み出しを行うためのＲＯＩＣが画素Ｐ毎に設けられている。
　図３は、ＲＯＩＣ（ＲＯＩＣ３１）の回路図の一例を表したものである。ＲＯＩＣ３１は、例えば、増幅トランジスタＴｒ１、選択トランジスタＴｒ２、リセットトランジスタＴｒ３および保持容量Ｃを有している。増幅トランジスタＴｒ１のゲートは、電極２５に接続されている。増幅トランジスタＴｒ１のドレインは電源電圧Ｖｄｄの供給端子に接続され、増幅トランジスタＴｒ１のソースは、選択トランジスタＴｒ２を介して、垂直信号線（図示せず）に接続されている。増幅トランジスタＴｒ１は、電極２５の電位を増幅し、その増幅信号を画素信号として選択トランジスタＴｒ２に出力するようになっている。選択トランジスタＴｒ２は、増幅トランジスタＴｒ１と垂直信号線（図示せず）との間に設けられている。選択トランジスタＴｒ２は、そのゲートにアドレス信号が入力された際にオン状態となり、増幅トランジスタＴｒ１で増幅された画素信号を垂直信号線に出力するようになっている。リセットトランジスタＴｒ３のソースは接地され、リセットトランジスタＴｒ３のドレインは、電極２５に接続されている。このリセットトランジスタＴｒ３は、そのゲートにリセット信号が入力された際にオン状態となり、電極２５の電位をリセットするようになっている。保持容量Ｃの一方の電極は電極２５に接続され、他方の電極は接地されている。
　絶縁膜４１は、基板２１の面Ｓ２に設けられた絶縁膜４１Ｕと、基板２１および光電変換層２２に埋め込まれた絶縁膜４１Ｄとを含んでいる。絶縁膜４１Ｕは、基板２１の面Ｓ２全面に設けられ、隣り合う画素Ｐの間に貫通孔を有している。絶縁膜４１Ｄは、基板２１および光電変換層２２を通じた貫通孔に埋め込まれている。絶縁膜４１Ｄは、例えば第２導電型領域２２Ｂと同様の平面形状を有しており（図２参照）、壁状に画素Ｐの間に延在している。これにより、光電変換層２２を介した画素Ｐ間での信号電荷の移動を防止することができる。
　絶縁膜４１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。
　遮光構造体４２は、斜め入射光による隣接画素へのクロストークを防ぐためのものである。この遮光構造体４２は、絶縁膜４１上の遮光構造体４２Ｕと、絶縁膜４１、基板２１および光電変換層２２に埋め込まれた遮光構造体４２Ｄとを含んでいる。遮光構造体４２Ｕは、絶縁膜４１上の選択的な領域に互いに分離した状態で複数設けられており、各々の遮光構造体４２Ｕは、隣り合う画素Ｐの間に設けられている。隣り合う遮光構造体４２Ｕの間から、光電変換層２２へ光が入射するようになっている。遮光構造体４２Ｄは、絶縁膜４１、基板２１および光電変換層２２を通じた貫通孔に埋め込まれている。遮光構造体４２Ｄは、絶縁膜４１Ｄと同様に、例えば第２導電型領域２２Ｂと同様の平面形状を有しており（図２参照）、壁状に画素Ｐの間に延在している。これにより、光電変換層２２を介した画素Ｐ間での信号電荷の移動を防止することができる。更に、斜め入射光による隣接画素へのクロストークを、遮光構造体４２Ｕとともに、より効果的に防止することができる。
　遮光構造体４２は、例えば、チタン（Ｔｉ），タングステン（Ｗ），白金（Ｐｔ），金（Ａｕ）または酸化クロム（Ｃｒ2Ｏ3）等の金属により構成されている。サマリウム（Ｓｍ）と銀（Ａｇ）との合金により遮光構造体４２を構成するようにしてもよく、あるいは、有機材料により遮光構造体４２を構成するようにしてもよい。遮光構造体４２にカーボン（Ｃ）を用いるようにしてもよい。遮光構造体４２は、単膜であってもよく、積層膜であってもよい。遮光構造体４２を積層膜により構成する例としては、例えばＴｉ／Ｗ等の金属積層膜が挙げられる。
　例えば、光電変換層２２内の貫通孔の中心に、遮光構造体４２Ｄが設けられ、その両面に絶縁膜４１Ｄが埋め込まれている。光電変換層２２の、絶縁膜４１Ｄと接する領域が、例えば第２導電型領域２２Ｂとなっている。即ち、第２導電型領域２２Ｂは、光電変換層２２内の貫通孔（遮光構造体４２Ｄ）の両側に設けられている。図１に示したように、遮光構造体４２Ｄおよび絶縁膜４１Ｄの一部は、キャップ層２３に埋め込まれていてもよい。
　第２保護層４３は、基板２１の面Ｓ２全面に設けられ、絶縁膜４１Ｕおよび遮光構造体４２Ｕを覆っている。第２保護層４３は、第１保護層２４と同様に、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。
　カラーフィルタ４４は、第２保護層４３上に設けられ、例えば赤色フィルタ（赤色フィルタ４４Ｒ），緑色フィルタ（緑色フィルタ４４Ｇ），青色フィルタ（図示せず），ＩＲフィルタ（図示せず）を含むものである。受光素子１０では、例えば、これらのいずれかが画素Ｐ毎に、規則的な色配列（例えばベイヤー配列）で配置されている。このようなカラーフィルタ４４を設けることにより、受光素子１０では、その色配列に対応した波長の受光データが得られるようになっている。
　オンチップレンズ４５は、光電変換層２２に向かって光を集光させる機能を有するものであり、例えば、有機材料またはシリコン酸化膜（ＳｉＯ2）等により構成されている。
[受光素子１０の製造方法]
　受光素子１０は、例えば次のようにして製造することができる。図４Ａ～図４Ｃは、受光素子１０の製造工程を工程順に表したものである。
　まず、化合物半導体の積層体を形成する。具体的には、例えば、ｎ型のＩｎＰからなる基板２１、ｎ型のＩｎＧａＡｓからなる光電変換層２２およびｎ型のＩｎＰからキャップ層前駆体２３Ｓの積層体を形成する。キャップ層前駆体２３Ｓは、キャップ層２３となる化合物半導体層である。この積層体は、例えば、ＭＢＥ（Molecular Beam Epitaxy）およびマイグレーション・エンハンスト・エピタキシー（ＭＥＥ）法等のエピタキシー法で形成することができる。積層体は、ＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition）法，ハロゲンが輸送あるいは反応に寄与するハイドライド気相成長法（ＨＶＰＥ法），ＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）法またはプラズマアシステッド物理的気相成長法（ＰＰＤ法）等の方法により形成するようにしてもよい。
　化合物半導体の積層体を形成した後、基板２１および光電変換層２２を貫通し、キャップ層前駆体２３Ｓ内に達する溝Ｇを複数形成する。溝Ｇは、例えば、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法を用いて形成する。複数の溝Ｇは、隣り合う画素Ｐの間の領域となる位置に形成する。次いで、この溝Ｇに、拡散源膜２６および拡散防止膜２７Ａをこの順に成膜する。拡散源膜２６は、光電変換層２２内にｎ型の不純物を導入するための膜であり、例えばアモルファスシリコンにより構成されている。拡散源膜２６は、他のｎ型の不純物となるＩＶ族元素またはＶＩ族元素を含む膜であってもよい。ＩＶ族元素は、例えば、Ｃ（炭素），Ｓｉ（ケイ素），Ｇｅ（ゲルマニウム）およびＳｎ（スズ）であり、ＶＩ族元素は、例えば、Ｓ（硫黄），Ｓｅ（セレン）およびＴｅ（テルル）である。拡散防止膜２７Ａは、例えば、シリコン酸化膜（ＳｉＯ2）により構成されている。拡散防止膜２７Ａは、ｎ型の不純物が拡散源膜２６から外部に拡散することを防ぐために形成するものであり、拡散源膜２６を覆うように形成する。拡散源膜２６および拡散防止膜２７Ａは例えば化学的気相成長（ＣＶＤ）法により形成する。
　拡散防止膜２７Ａを形成した後、短時間の熱処理を施して溝Ｇの周囲にｎ型の不純物を導入する。この熱処理は、例えば８５０℃で１秒間行う。これにより、溝Ｇの周囲に例えば、不純物濃度の面密度が１×１０13／ｃｍ2程度の第２導電型領域２２Ｂが形成される（図４Ａ）。なお、アモルファスシリコンを用いた不純物拡散の方法については、Appl. Phys. Lett. Vol. 44(1984)p. 750の記載を参照できる。
　短時間の熱処理を施した後、過剰な不純物拡散を防止するため、拡散防止膜２７Ａとともに、拡散源膜２６をエッチングして除去する。次いで、溝Ｇに例えばシリコン酸化膜（ＳｉＯ2）からなる拡散防止膜２７Ｂを成膜した後、長時間の熱処理を施す。この熱処理は、例えば９００℃で３時間行う。これにより、溝Ｇの周囲にｎ型の不純物が広がり、所望の幅の第２導電型領域２２Ｂが形成される（図４Ｂ）。熱処理は、１１００℃で１０分間程度行ってもよい。第２導電型領域２２Ｂは、上記のような固層拡散の方法の他、気層拡散により形成してもよく、あるいは、イオン注入により形成するようにしてもよい。
　先に形成した拡散防止膜２７Ｂを絶縁膜４１として用いてもよく、あるいは、拡散防止膜２７Ｂ上に、絶縁膜４１を例えばＣＶＤ法を用いて成膜するようにしてもよい。拡散防止膜２７Ｂを除去した後、絶縁膜４１を形成するようにしてもよい。
　第２導電型領域２２Ｂは、図５Ａ～図５Ｃに示した方法を用いて形成することも可能である。
　具体的には、まず、キャップ層前駆体２３Ｓ上に、例えばタングステンを成膜して、パターニングする。これにより、遮光構造体４２Ｄを形成する。次いで、キャップ層前駆体２３Ｓ上および遮光構造体４２Ｄを覆うように、例えば、アモルファスシリコンからなる拡散源膜２６を成膜する（図５Ａ）。
　続いて、拡散源膜２６に開口を形成する。この拡散源膜２６の開口は遮光構造体４２Ｄの間、即ち、画素Ｐの中央部に形成する。次いで、この拡散源膜２６の開口を起点に、例えばｎ型のＩｎＧａＡｓおよびｎ型のＩｎＰをこの順に成膜する。これにより、キャップ層前駆体２３Ｓ上に光電変換層２２および基板２１が形成される（図５Ｂ）。
　その後、熱処理を行う。これにより、拡散源膜２６から、その近傍の光電変換層２２にｎ型の不純物が拡散されて、第２導電型領域２２Ｂが形成される（図５Ｃ）。次いで、基板２１上に絶縁膜４１Ｕを形成する。なお、図示を省略したが、光電変換層２２内の絶縁膜４１Ｄは、遮光構造体４２Ｄを形成後、拡散源膜２６の成膜前に形成すればよい。
　絶縁膜４１を形成した後、例えばタングステンを溝Ｇに埋め込むとともに、基板２１上に成膜する。次いで、基板２１上のタングステンをパターニングする。これにより、基板２１上の遮光構造体４２Ｕおよび光電変換層２２内の遮光構造体４２Ｄが形成される（図４Ｃ）。
　遮光構造体４２（遮光構造体４２Ｕ，４２Ｄ）を形成した後、キャップ層前駆体２３Ｓを薄肉化する。次いで、薄肉化されたキャップ層前駆体２３Ｓの選択的な領域に、ｐ型の不純物を拡散させる。これにより、第１導電型領域２３Ａを有するキャップ層２３が形成される。
　キャップ層２３を形成した後、第１保護層２４および電極２５を形成する。続いて、第１保護層２４を間にして、キャップ層２３に多層配線基板３０を貼り合わせる。
　次いで、基板２１の面Ｓ２側に、第２保護層４３、カラーフィルタ４４およびオンチップレンズ４５をこの順に形成する。これにより、図１に示した受光素子１０が完成する。
[受光素子１０の動作]
　受光素子１０では、オンチップレンズ４５、カラーフィルタ４４、第２保護層４３、絶縁膜４１および基板２１を介して、光電変換層２２へ、光（例えば赤外領域の波長の光）が入射すると、この光が光電変換層２２において吸収される。これにより、光電変換層２２では正孔（ホール）および電子の対が発生する（光電変換される）。このとき、例えば電極２５に所定の電圧が印加されると、光電変換層２２に電位勾配が生じ、発生した電荷のうち一方の電荷が、信号電荷として第１導電型領域２３Ａに移動し、第１導電型領域２３Ａから電極２５へ収集される。この信号電荷が、多層配線基板３０のＲＯＩＣ３１によって読み出される。これ以降、便宜上、信号電荷が正孔であるとして説明する。
[受光素子１０の作用・効果]
　本実施の形態の受光素子１０では、隣り合う第１導電型領域２３Ａの間、即ち、隣り合う画素Ｐ間に、光電変換層２２を貫通する第２導電型領域２２Ｂが設けられている。第２導電型領域２２Ｂは、例えば、高濃度のｎ型領域であり、高濃度の電子を含む領域である。これにより、画素Ｐ間での信号電荷（正孔）の移動を防止することができる。以下、これについて説明する。
　図６は、比較例に係る受光素子（受光素子１００）の断面構成を表したものである。この受光素子１００では、光電変換層２２内に第２導電型領域が設けられていない。受光素子１００では、受光素子１０と同様に、光Ｌが入射すると光電変換層２２で正孔および電子の対が発生し、正孔が第１導電型領域２３Ａに移動するようになっている。しかし、画素Ｐを分離する第２導電型領域が設けられていないので、光電変換層２２を介し、光Ｌが入射した画素Ｐとは異なる画素Ｐに正孔が移動する虞がある。即ち、画素Ｐ間を跨いだ正孔の移動が生じ、光Ｌが入射していない画素Ｐに光信号が発生する虞がある。カラー画像用の撮像素子に受光素子１００を用いると、このような隣接画素Ｐでの光信号の発生が混色特性に影響を及ぼす。また、解像度も低下する。
　また、図７に示したように、斜めに入射する光Ｌが、画素Ｐ間を跨いで入射すると、光Ｌが入射した画素Ｐの隣接画素Ｐの光電変換層２２で光電変換がなされる虞がある。この場合にも、上記で説明したのと同様に、隣接画素Ｐで光信号が生じる。
　図８に示した受光素子１０１は、光電変換層２２内の隣り合う画素Ｐ間に、遮光構造体４２Ｄを有するものである。このような遮光構造体４２Ｄなどの画素分離構造を有する受光素子１０１であれば、画素Ｐを跨いだ正孔の移動や、斜め入射光に起因した隣接画素Ｐでの信号を防止することが可能である。しかし、遮光構造体４２Ｄを形成するために、化合物半導体を加工すると、結晶欠陥（欠陥準位）が生じたり、あるいは、界面準位が残存する。このため、光照射をしない状態であっても、室温で正孔が発生する虞がある。即ち、暗電流が発生する虞がある。
　これに対し、受光素子１０では、隣り合う画素Ｐの間に、光電変換層２２を貫通する第２導電型領域２２Ｂが設けられているので、画素Ｐ間を跨いで移動しようとする正孔は、電子が豊富な第２導電型領域２２Ｂで再結合される。このため、画素Ｐ間での正孔の移動を防止することができる。よって、受光素子１０をカラー画像用の撮像素子に用いる際にも、混色の発生を抑えることができる。また、解像度も向上させることができる。
　また、光電変換層２２内に絶縁膜４１Ｄおよび遮光構造体４２Ｄが設けられているので、これらが第２導電型領域２２Ｂと同様に画素Ｐ間の分離構造として機能し、より効果的に画素Ｐ間での正孔の移動を防止する。更に、光電変換層２２内の遮光構造体４２は、斜め入射光に起因した隣接画素Ｐでの光信号の発生を防止する。
　受光素子１０では、このような光電変換層２２内の絶縁膜４１Ｄおよび遮光構造体４２Ｄを形成する際に、欠陥準位および界面準位等が発生したとしても、電子が豊富な第２導電型領域２２Ｂが設けられているので、これらの準位が常に電子で埋められる。したがって、準位を介した正孔および電子の対の発生を防ぎ、暗電流の発生を抑えることができる。
　以上説明したように、本実施の形態では、隣り合う第１導電型領域２３Ａの間に、光電変換層２２を貫通する第２導電型領域２２Ｂを設けるようにしたので、画素Ｐ間での信号電荷の移動を防止することができる。
　以下、上記実施の形態の変形例および適用例について説明するが、以降の説明において上記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。
＜変形例１＞
　図９は変形例１に係る受光素子（受光素子１０Ａ）の断面構成を表したものである。この受光素子１０Ａでは、光電変換層２２内に絶縁膜（図１の絶縁膜４１Ｄ）が設けられていない。この点を除き、受光素子１０Ａは受光素子１０と同様の構成を有し、その作用および効果も同様である。
　受光素子１０Ａは、受光素子１０と同様に、光電変換層２２内に遮光構造体４２Ｄを有しており、遮光構造体４２Ｄの周囲に第２導電型領域２２Ｂが設けられている。即ち、画素Ｐ間の分離構造が第２導電型領域２２Ｂと遮光構造体４２Ｄとにより構成されている。このような受光素子１０Ａも、受光素子１０と同様に、画素Ｐ間での信号電荷の移動を防止する。更に、光電変換層２２内の遮光構造体４２は、斜め入射光に起因した隣接画素Ｐでの光信号の発生を防止する。
＜変形例２＞
　図１０は、変形例２に係る受光素子（受光素子１０Ｂ）の断面構成を表したものである。この受光素子１０Ｂでは、光電変換層２２内に遮光構造体（図１の遮光構造体４２Ｄ）が設けられていない。この点を除き、受光素子１０Ｂは受光素子１０と同様の構成を有し、その作用および効果も同様である。
　受光素子１０Ｂは、受光素子１０と同様に、光電変換層２２内に絶縁膜４１Ｄを有しており、絶縁膜４１Ｄの周囲に第２導電型領域２２Ｂが設けられている。即ち、画素Ｐ間の分離構造が第２導電型領域２２Ｂと絶縁膜４１Ｄとにより構成されている。このような受光素子１０Ｂも、受光素子１０と同様に、画素Ｐ間での信号電荷の移動を防止する。
＜変形例３＞
　図１１は、変形例３に係る受光素子（受光素子１０Ｃ）の断面構成を表したものである。この受光素子１０Ｃでは、光電変換層２２内に絶縁膜（図１の絶縁膜４１Ｄ）および遮光構造体（図１の遮光構造体４２Ｄ）が設けられていない。この点を除き、受光素子１０Ｃは受光素子１０と同様の構成を有し、その作用および効果も同様である。
　受光素子１０Ｃでは、隣り合う画素Ｐ間が第２導電型領域２２Ｂにより分離されている。このような受光素子１０Ｃも、受光素子１０と同様に、画素Ｐ間での信号電荷の移動を防止する。
＜３．適用例＞
（適用例１）
　図１２は、上記実施の形態等において説明した受光素子１０（または、受光素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ）の素子構造を用いた撮像素子１の機能構成を表したものである。撮像素子１は、例えば赤外線イメージセンサであり、基板２０上に例えば画素部１ａと、この画素部１ａを駆動する周辺回路部２３０とを有している。周辺回路部２３０は、例えば行走査部２３１、水平選択部２３３、列走査部２３４およびシステム制御部２３２を有している。
　画素部１ａは、例えば行列状に２次元配置された複数の画素Ｐを有している。この画素Ｐには、例えば画素行ごとに画素駆動線Ｌread（例えば、行選択線およびリセット制御線）が配線され、画素列ごとに垂直信号線Ｌsigが配線されている。画素駆動線Ｌreadは、画素Ｐからの信号読み出しのための駆動信号を伝送するものである。画素駆動線Ｌreadの一端は、行走査部２３１の各行に対応した出力端に接続されている。
　行走査部２３１は、シフトレジスタやアドレスデコーダ等によって構成され、画素部１ａの各画素Ｐを、例えば行単位で駆動する画素駆動部である。行走査部２３１によって選択走査された画素行の各画素Ｐから出力される信号は、垂直信号線Ｌsigの各々を通して水平選択部２３３に供給される。水平選択部２３３は、垂直信号線Ｌsigごとに設けられたアンプや水平選択スイッチ等によって構成されている。
　列走査部２３４は、シフトレジスタやアドレスデコーダ等によって構成され、水平選択部２３３の各水平選択スイッチを走査しつつ順番に駆動するものである。この列走査部２３４による選択走査により、垂直信号線Ｌsigの各々を通して伝送される各画素の信号が順番に水平信号線２３５に出力され、当該水平信号線２３５を通して図示しない信号処理部等へ入力される。
　システム制御部２３２は、外部から与えられるクロックや、動作モードを指令するデータ等を受け取り、また、撮像素子１の内部情報等のデータを出力するものである。システム制御部２３２はさらに、各種のタイミング信号を生成するタイミングジェネレータを有し、当該タイミングジェネレータで生成された各種のタイミング信号を基に行走査部２３１、水平選択部２３３および列走査部２３４等の駆動制御を行う。
（適用例２）
　上述の撮像素子１は、例えば赤外領域を撮像可能なカメラ等、様々なタイプの電子機器に適用することができる。図１３に、その一例として、電子機器２（カメラ）の概略構成を示す。この電子機器２は、例えば静止画または動画を撮影可能なカメラであり、撮像素子１と、光学系（光学レンズ）３１０と、シャッタ装置３１１と、撮像素子１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１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１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１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１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、メモリ等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１０Ａ（または、受光素子１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ）は、下記電子機器（カプセル内視鏡１０１００および車両等の移動体）にも適用することが可能である。
＜体内情報取得システムへの応用例＞
　図１４は、本開示に係る技術（本技術）が適用され得る、カプセル型内視鏡を用いた患者の体内情報取得システムの概略的な構成の一例を示すブロック図である。
　体内情報取得システム１０００１は、カプセル型内視鏡１０１００と、外部制御装置１０２００とから構成される。
　カプセル型内視鏡１０１００は、検査時に、患者によって飲み込まれる。カプセル型内視鏡１０１００は、撮像機能及び無線通信機能を有し、患者から自然排出されるまでの間、胃や腸等の臓器の内部を蠕動運動等によって移動しつつ、当該臓器の内部の画像（以下、体内画像ともいう）を所定の間隔で順次撮像し、その体内画像についての情報を体外の外部制御装置１０２００に順次無線送信する。
　外部制御装置１０２００は、体内情報取得システム１０００１の動作を統括的に制御する。また、外部制御装置１０２００は、カプセル型内視鏡１０１００から送信されてくる体内画像についての情報を受信し、受信した体内画像についての情報に基づいて、表示装置（図示せず）に当該体内画像を表示するための画像データを生成する。
　体内情報取得システム１０００１では、このようにして、カプセル型内視鏡１０１００が飲み込まれてから排出されるまでの間、患者の体内の様子を撮像した体内画像を随時得ることができる。
　カプセル型内視鏡１０１００と外部制御装置１０２００の構成及び機能についてより詳細に説明する。
　カプセル型内視鏡１０１００は、カプセル型の筐体１０１０１を有し、その筐体１０１０１内には、光源部１０１１１、撮像部１０１１２、画像処理部１０１１３、無線通信部１０１１４、給電部１０１１５、電源部１０１１６、及び制御部１０１１７が収納されている。
　光源部１０１１１は、例えばＬＥＤ（light emitting diode）等の光源から構成され、撮像部１０１１２の撮像視野に対して光を照射する。
　撮像部１０１１２は、撮像素子、及び当該撮像素子の前段に設けられる複数のレンズからなる光学系から構成される。観察対象である体組織に照射された光の反射光（以下、観察光という）は、当該光学系によって集光され、当該撮像素子に入射する。撮像部１０１１２では、撮像素子において、そこに入射した観察光が光電変換され、その観察光に対応する画像信号が生成される。撮像部１０１１２によって生成された画像信号は、画像処理部１０１１３に提供される。
　画像処理部１０１１３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等のプロセッサによって構成され、撮像部１０１１２によって生成された画像信号に対して各種の信号処理を行う。画像処理部１０１１３は、信号処理を施した画像信号を、ＲＡＷデータとして無線通信部１０１１４に提供する。
　無線通信部１０１１４は、画像処理部１０１１３によって信号処理が施された画像信号に対して変調処理等の所定の処理を行い、その画像信号を、アンテナ１０１１４Ａを介して外部制御装置１０２００に送信する。また、無線通信部１０１１４は、外部制御装置１０２００から、カプセル型内視鏡１０１００の駆動制御に関する制御信号を、アンテナ１０１１４Ａを介して受信する。無線通信部１０１１４は、外部制御装置１０２００から受信した制御信号を制御部１０１１７に提供する。
　給電部１０１１５は、受電用のアンテナコイル、当該アンテナコイルに発生した電流から電力を再生する電力再生回路、及び昇圧回路等から構成される。給電部１０１１５では、いわゆる非接触充電の原理を用いて電力が生成される。
　電源部１０１１６は、二次電池によって構成され、給電部１０１１５によって生成された電力を蓄電する。図１４では、図面が煩雑になることを避けるために、電源部１０１１６からの電力の供給先を示す矢印等の図示を省略しているが、電源部１０１１６に蓄電された電力は、光源部１０１１１、撮像部１０１１２、画像処理部１０１１３、無線通信部１０１１４、及び制御部１０１１７に供給され、これらの駆動に用いられ得る。
　制御部１０１１７は、ＣＰＵ等のプロセッサによって構成され、光源部１０１１１、撮像部１０１１２、画像処理部１０１１３、無線通信部１０１１４、及び、給電部１０１１５の駆動を、外部制御装置１０２００から送信される制御信号に従って適宜制御する。
　外部制御装置１０２００は、ＣＰＵ，ＧＰＵ等のプロセッサ、又はプロセッサとメモリ等の記憶素子が混載されたマイクロコンピュータ若しくは制御基板等で構成される。外部制御装置１０２００は、カプセル型内視鏡１０１００の制御部１０１１７に対して制御信号を、アンテナ１０２００Ａを介して送信することにより、カプセル型内視鏡１０１００の動作を制御する。カプセル型内視鏡１０１００では、例えば、外部制御装置１０２００からの制御信号により、光源部１０１１１における観察対象に対する光の照射条件が変更され得る。また、外部制御装置１０２００からの制御信号により、撮像条件（例えば、撮像部１０１１２におけるフレームレート、露出値等）が変更され得る。また、外部制御装置１０２００からの制御信号により、画像処理部１０１１３における処理の内容や、無線通信部１０１１４が画像信号を送信する条件（例えば、送信間隔、送信画像数等）が変更されてもよい。
　また、外部制御装置１０２００は、カプセル型内視鏡１０１００から送信される画像信号に対して、各種の画像処理を施し、撮像された体内画像を表示装置に表示するための画像データを生成する。当該画像処理としては、例えば現像処理（デモザイク処理）、高画質化処理（帯域強調処理、超解像処理、ＮＲ（Noise reduction）処理及び／又は手ブレ補正処理等）、並びに／又は拡大処理（電子ズーム処理）等、各種の信号処理を行うことができる。外部制御装置１０２００は、表示装置の駆動を制御して、生成した画像データに基づいて撮像された体内画像を表示させる。あるいは、外部制御装置１０２００は、生成した画像データを記録装置（図示せず）に記録させたり、印刷装置（図示せず）に印刷出力させてもよい。
　以上、本開示に係る技術が適用され得る体内情報取得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、例えば、撮像部１０１１２に適用され得る。これにより、より鮮明な術部画像を得ることができるため、検査の精度が向上する。
＜移動体への応用例＞
　本開示に係る技術（本技術）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１５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１５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ともに、撮像された画像を受信する。車外情報検出ユニット１２０３０は、受信した画像に基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等の物体検出処理又は距離検出処理を行ってもよい。
　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１４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１６は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。
　図１６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１６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、例えば撮像部１２０３１等に適用され得る。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。
　以上、実施の形態および変形例を挙げて本技術を説明したが、本技術は上記実施の形態等に限定されるものではなく、種々変形が可能である。例えば、上記実施の形態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。
　また、上記実施の形態等では、カラーフィルタ４４を有するカラー画像用の受光素子を例に挙げて説明したが、本技術は、カラー画像用以外の受光素子にも適用可能である。このとき、カラーフィルタ４４に代えて、絶縁膜を設けるようにしてもよい。
　更に、上記実施の形態等では、絶縁膜４１Ｄおよび遮光構造体４２Ｄが、光電変換層２２を貫通している場合を図示したが（例えば図１等）、絶縁膜４１Ｄおよび遮光構造体４２Ｄは、光電変換層２２を貫通していなくてもよい。
　なお、本明細書に記載された効果はあくまで例示であってこれに限定されるものではなく、また他の効果があってもよい。
　なお、本技術は以下の様な構成をとることも可能である。
（１）
　ＩＩＩ－Ｖ族半導体を含む光電変換層と、
　前記光電変換層で発生した信号電荷が移動する、複数の第１導電型領域と、
　前記光電変換層を貫通して、隣り合う前記第１導電型領域の間に設けられた第２導電型領域と
　を備えた受光素子。
（２）
　前記信号電荷は正孔である
　前記（１）に記載の受光素子。
（３）
　前記光電変換層は第２導電型であり、
　前記第２導電型領域は前記光電変換層よりも高濃度である
　前記（１）または（２）に記載の受光素子。
（４）
　前記光電変換層は第１導電型である
　前記（１）に記載の受光素子。
（５）
　更に、前記光電変換層内に壁状の絶縁膜が設けられている
　前記（１）乃至（４）のうちいずれか１つに記載の受光素子。
（６）
　更に、前記光電変換層内に壁状の遮光構造体が設けられている
　前記（５）に記載の受光素子。
（７）
　前記遮光構造体は金属を含む
　前記（６）に記載の受光素子。
（８）
　前記第２導電型領域と接する位置に前記絶縁膜が設けられている
　前記（６）に記載の受光素子。
（９）
　更に、前記光電変換層内に壁状の遮光構造体が設けられている
　前記（１）乃至（５）のうちいずれか１つに記載の受光素子。
（１０）
　前記ＩＩＩ－Ｖ族半導体はＩｎＧａＡｓである
　前記（１）乃至（９）のうちいずれか１つに記載の受光素子。
（１１）
　前記第２導電型領域はＩＶ族元素またはＶＩ族元素を含む
　前記（１）乃至（１０）のうちいずれか１つに記載の受光素子。
（１２）
　複数の画素に共通して設けられ、ＩＩＩ－Ｖ族半導体を含む光電変換層と、
　画素毎に設けられ、前記光電変換層で発生した信号電荷が移動する第１導電型領域と、
　前記光電変換層を貫通して、隣り合う前記第１導電型領域の間に設けられた第２導電型領域と
　を備えた撮像素子。
（１３）
　撮像素子を備え、
　前記撮像素子は、
　複数の画素に共通して設けられ、ＩＩＩ－Ｖ族半導体を含む光電変換層と、
　画素毎に設けられ、前記光電変換層で発生した信号電荷が移動する第１導電型領域と、
　前記光電変換層を貫通して、隣り合う前記第１導電型領域の間に設けられた第２導電型領域とを含む
　電子機器。
（１４）
　ＩＩＩ－Ｖ族半導体を含む光電変換層を形成し、
　前記光電変換層を貫通する第２導電型領域を複数形成し、
　隣り合う前記第２導電型領域の間に、前記光電変換層で発生した信号電荷が移動する、第１導電型領域を形成する
　受光素子の製造方法。
（１５）
　前記第２導電型領域は、前記光電変換層を貫通する溝を形成した後、前記溝に拡散源膜を成膜して形成する
　前記（１４）に記載の受光素子の製造方法。
（１６）
　前記第２導電型領域は、
　壁状の遮光構造体を複数形成し、
　複数の前記遮光構造体を覆う拡散源膜を成膜し、
　隣り合う前記遮光構造体の間に前記光電変換層を形成した後、
　前記拡散源膜の熱処理を行って形成する
　前記（１４）に記載の受光素子の製造方法。
　本出願は、日本国特許庁において２０１６年９月２日に出願された日本特許出願番号第２０１６－１７１９５９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 (16)

  1. 　ＩＩＩ－Ｖ族半導体を含む光電変換層と、
    　前記光電変換層で発生した信号電荷が移動する、複数の第１導電型領域と、
    　前記光電変換層を貫通して、隣り合う前記第１導電型領域の間に設けられた第２導電型領域と
    　を備えた受光素子。
  2. 　前記信号電荷は正孔である
    　請求項１に記載の受光素子。
  3. 　前記光電変換層は第２導電型であり、
    　前記第２導電型領域は前記光電変換層よりも高濃度である
    　請求項１に記載の受光素子。
  4. 　前記光電変換層は第１導電型である
    　請求項１に記載の受光素子。
  5. 　更に、前記光電変換層内に壁状の絶縁膜が設けられている
    　請求項１に記載の受光素子。
  6. 　更に、前記光電変換層内に壁状の遮光構造体が設けられている
    　請求項５に記載の受光素子。
  7. 　前記遮光構造体は金属を含む
    　請求項６に記載の受光素子。
  8. 　前記第２導電型領域と接する位置に前記絶縁膜が設けられている
    　請求項６に記載の受光素子。
  9. 　更に、前記光電変換層内に壁状の遮光構造体が設けられている
    　請求項１に記載の受光素子。
  10. 　前記ＩＩＩ－Ｖ族半導体はＩｎＧａＡｓである
    　請求項１に記載の受光素子。
  11. 　前記第２導電型領域はＩＶ族元素またはＶＩ族元素を含む
    　請求項１に記載の受光素子。
  12. 　複数の画素に共通して設けられ、ＩＩＩ－Ｖ族半導体を含む光電変換層と、
    　画素毎に設けられ、前記光電変換層で発生した信号電荷が移動する第１導電型領域と、
    　前記光電変換層を貫通して、隣り合う前記第１導電型領域の間に設けられた第２導電型領域と
    　を備えた撮像素子。
  13. 　撮像素子を備え、
    　前記撮像素子は、
    　複数の画素に共通して設けられ、ＩＩＩ－Ｖ族半導体を含む光電変換層と、
    　画素毎に設けられ、前記光電変換層で発生した信号電荷が移動する第１導電型領域と、
    　前記光電変換層を貫通して、隣り合う前記第１導電型領域の間に設けられた第２導電型領域とを含む
    　電子機器。
  14. 　ＩＩＩ－Ｖ族半導体を含む光電変換層を形成し、
    　前記光電変換層を貫通する第２導電型領域を複数形成し、
    　隣り合う前記第２導電型領域の間に、前記光電変換層で発生した信号電荷が移動する、第１導電型領域を形成する
    　受光素子の製造方法。
  15. 　前記第２導電型領域は、前記光電変換層を貫通する溝を形成した後、前記溝に拡散源膜を成膜して形成する
    　請求項１４に記載の受光素子の製造方法。
  16. 　前記第２導電型領域は、
    　壁状の遮光構造体を複数形成し、
    　複数の前記遮光構造体を覆う拡散源膜を成膜し、
    　隣り合う前記遮光構造体の間に前記光電変換層を形成した後、
    　前記拡散源膜の熱処理を行って形成する
    　請求項１４に記載の受光素子の製造方法。
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