WO2023095827A1 - 構造体及び固体撮像素子 - Google Patents

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WO2023095827A1
WO2023095827A1 PCT/JP2022/043338 JP2022043338W WO2023095827A1 WO 2023095827 A1 WO2023095827 A1 WO 2023095827A1 JP 2022043338 W JP2022043338 W JP 2022043338W WO 2023095827 A1 WO2023095827 A1 WO 2023095827A1
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infrared
color filter
light
wavelength band
specific wavelength
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PCT/JP2022/043338
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繁樹 服部
周平 中島
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三菱ケミカル株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to structures and solid-state imaging devices. This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2021-191260 filed in Japan on November 25, 2021, the content of which is incorporated herein.
  • a solid-state imaging device separates visible light into three colors, for example, red (R), green (G), and blue (B), and captures color images, thereby capturing digital camera images and moving images. Uses to obtain are known.
  • the solid-state imaging device can also be used for measurement such as an optical sensor, so in recent years, it has begun to be used for distance measurement and three-dimensional measurement.
  • Infrared rays which have longer wavelengths than visible light and are less likely to be scattered, are considered useful for distance measurement and three-dimensional measurement. Since infrared rays are invisible to human and animal eyes, natural measurement is possible, and nighttime measurement is also possible. In an infrared sensor using such infrared rays, an infrared transmission filter is essential.
  • Patent Literature 1 discloses a solid-state imaging device using a film using a composition containing a coloring material as an infrared transmission filter.
  • the solid-state imaging device disclosed in Patent Document 1 only includes color filters for three colors (R, G, B) of visible light and an infrared transmission filter for only one color in the infrared region with a wavelength of 700 nm or more. and advanced infrared imaging was not possible.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a structure and a solid-state imaging device that enable advanced infrared imaging.
  • the present invention has the following configurations. [1] comprising a plurality of color filters located on a support; the color filter comprises a first infrared color filter and a second infrared color filter; When the near-infrared region is divided into two, the short wavelength side is specified wavelength band 1, and the long wavelength side is specified wavelength band 2, The first infrared color filter blocks light in the visible region, transmits at least a portion of light in the specific wavelength band 1, and blocks light in the specific wavelength band 2, The structure, wherein the second infrared color filter blocks light in the visible region, blocks light in the specific wavelength band 1, and transmits at least part of light in the specific wavelength band 2.
  • [2] The structure of [1], wherein the wavelength range of 700 to 900 nm is divided into two parts, the short wavelength side being the specific wavelength band 1, and the long wavelength side being the specific wavelength band 2.
  • the specific wavelength band 1 is in the wavelength range of 700 to 800 nm
  • the specific wavelength band 2 is in the wavelength range of 800 to 900 nm.
  • the color filter includes a plurality of near-infrared shielding visible light transmission filters that shield light in the near-infrared region and transmit at least part of light in the visible region.
  • the second infrared color filter has an average transmittance of 0.1% or less in specific wavelength band 1 and an average transmittance of 30% or more in specific wavelength band 2 [1] or [5] structure.
  • the first infrared color filter has an average transmittance of 30% or more in the wavelength range of 700 to 800 nm, and an average transmittance of 0.1% or less in the wavelength range of 800 to 900 nm. structure.
  • the second infrared color filter has an average transmittance of 0.1% or less in the wavelength range of 700 to 800 nm, and an average transmittance of 30% or more in the wavelength range of 800 to 900 nm. Or the structure of [7].
  • the color filter has a maximum transmittance of 35% or more in a wavelength range of 400 to 900 nm.
  • the infrared shielding visible light transmission filter includes a green color filter, The structure of [4], wherein the ratio of the area occupied by the green color filter to the area occupied by the infrared shielding visible light transmission filter is the highest.
  • the infrared shielding visible light transmission filter includes a blue color filter that transmits light with a wavelength of 400 to 500 nm, a green color filter that transmits light with a wavelength of 500 to 600 nm, and a red color filter that transmits light with a wavelength of 600 to 700 nm.
  • a solid-state imaging device comprising the structure of any one of [1] to [14].
  • an infrared cut filter that blocks light with a wavelength exceeding 900 nm; a photoelectric conversion element sensitive to visible light and light with a wavelength of 700 to 900 nm; a readout circuit for reading an electrical signal photoelectrically converted by the photoelectric conversion element;
  • the solid-state imaging device of [15] further comprising a signal processing unit that performs signal processing on the electrical signal read by the readout circuit.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of an embodiment of a solid-state imaging device of the present invention
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing the configuration of a main part of an embodiment of a solid-state imaging device of the present invention
  • FIG. 2 is a plan view showing an example of the arrangement of color filters constituting one embodiment of the solid-state imaging device of the present invention
  • FIG. 3 is a spectral spectrum diagram of a color filter of an example
  • a “color filter” is an optical filter that acts on light in the visible region and the infrared region among filters against electromagnetic waves, and is intended to exhibit characteristics with respect to color (difference in wavelength).
  • “Visible region” means a wavelength band within the wavelength range of 400 to 700 nm.
  • “Infrared region” means a wavelength band within a wavelength range of 700 to 900 nm.
  • “ ⁇ ” is used in the sense of including the numerical values described before and after it as a lower limit and an upper limit.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a solid-state imaging device 1 (hereinafter also referred to as the first embodiment) which is one embodiment of the present invention.
  • a solid-state imaging device 1 according to the first embodiment includes an infrared cut filter 2, a plurality of color filters 3, a photoelectric conversion element 4, a readout circuit (not shown), and a signal processing unit. (not shown), and are schematically configured.
  • the solid-state imaging device 1 is a back-illuminated solid-state imaging device in which a wiring region 6 is formed on one surface (front surface) 5a of a semiconductor substrate 5 such as a silicon substrate, and a light receiving region 7 is formed on the other surface (back surface) 5b. element.
  • the back-illuminated solid-state imaging device 1 will be described below as an example.
  • the wiring area 6 is an area provided with wiring for transmitting signals.
  • the wiring region 6 includes a wiring layer (not shown) for transmitting signals to the photoelectric conversion elements 4 formed on the semiconductor substrate 5 and an insulating layer (not shown) for insulating the wiring layer.
  • the semiconductor substrate 5 is partitioned into a plurality of regions by partition walls 8, and photoelectric conversion elements 4 are formed in each region.
  • Color filters 3 are provided on the rear surface 5b of the semiconductor substrate 5 on which the photoelectric conversion elements 4 are formed, and constitute pixels. That is, a plurality of pixels are arranged in the light receiving area 7 .
  • a microlens 9 as a condensing means is laminated on the plurality of pixels (on the plurality of color filters 3).
  • An infrared cut filter 2 is arranged on the opposite side of the microlens 9 from the color filter 3 via an air layer.
  • the solid-state imaging device 1 of the first embodiment includes a plurality of color filters 3 positioned on a semiconductor substrate 5 as a support.
  • the color filter 3 includes a plurality of infrared shielding visible light transmission filters 31 and visible light shielding infrared transmission filters 32 .
  • the infrared shielding visible light transmission filter 31 shields light in the infrared region (wavelength 700-900 nm) and transmits light in a specific wavelength band in the visible region (wavelength 400-700 nm).
  • the infrared shielding visible light transmission filter 31 transmits light with a wavelength of 400 to 500 nm (meaning that it transmits at least part of the light in this wavelength range.
  • blocking light in the infrared region means that the transmittance of light in the infrared region is small.
  • the average transmittance in the infrared region is 0.1. % or less, more preferably 0.01% or less.
  • the lower limit is not particularly limited, and is preferably 0%.
  • transmitting light in a specific wavelength band in the visible region means that the transmittance of light in a specific wavelength band in the visible region is high.
  • the maximum transmittance in the band is preferably 35% or more, preferably 55% or more.
  • the upper limit is not particularly limited, and is preferably 100%.
  • the average transmittance in the specific wavelength band in the visible region is preferably 30% or more, more preferably 50% or more. More preferably, it is 70% or more.
  • the upper limit is not particularly limited, and is preferably 100%.
  • the received infrared signal does not enter the photodiode (PD) for receiving visible light.
  • PD photodiode
  • R, G, and B monochromatic signals can be correctly captured. If R, G, and B visible light transmission filters that do not block infrared rays are provided, the incident infrared signal also enters the R, G, and B visible light transmission filters, and the received infrared signal passes through all of the transmission filters. Since it enters the lower photodiode, signals are output from all the photodiodes, resulting in a white image.
  • the blue color filter 31a, the green color filter 31b, and the red color filter 31c it is possible to use a color filter having a conventionally known configuration with the function of blocking all light in the infrared region (700 to 900 nm). can.
  • a color filter having a configuration disclosed in International Publication No. 2015/080217 to which a near-infrared absorbing colorant is added can be used.
  • near-infrared absorption colorants examples include organic materials such as cyanine dyes, merocyanine dyes, squarylium dyes, phthalocyanine dyes, diimmonium dyes, diketopyrrolopyrrole dyes, and lanthanum hexaboride, cesium Inorganic materials such as doped tungsten oxide and copper phosphate compounds are included.
  • the above-mentioned near-infrared absorbing colorants preferably have optical properties that do not reduce the transmittance of visible light in the wavelength range of 400 to 700 nm as much as possible. In addition, it is necessary to add the necessary minimum amount so as not to lower the visible light transmittance as much as possible.
  • the amount added depends on the absorption/attenuation coefficient of the near-infrared absorbing colorant, but is preferably 0.1 to 20% by mass with respect to the color filter.
  • the visible light shielding infrared transmission filter 32 shields light in the visible region (wavelength 400 to 700 nm) and transmits light in a specific wavelength band in the infrared region (wavelength 700 to 900 nm).
  • the visible light shielding infrared transmission filter 32 includes a first infrared color filter 32a that transmits light in the wavelength range of 700 to 800 nm and blocks light in the wavelength range of 800 to 900 nm; and a second infrared color filter 32b that transmits light in the range of 900 nm and blocks light in the wavelength range of 700-800 nm.
  • blocking light in the visible region (wavelength 400 to 700 nm) means that the transmittance of light in the visible region is small.
  • the average transmittance in the visible region is 0.1% or less. It is preferably 0.01% or less, more preferably 0.01% or less.
  • the lower limit is not particularly limited, and is preferably 0%.
  • transmitting light in the wavelength range of 700 to 800 nm or in the wavelength range of 800 to 900 nm means that the transmittance in the wavelength range is large.
  • the maximum transmittance is preferably 35% or more, preferably 55% or more.
  • the upper limit is not particularly limited, and is preferably 100%.
  • the average transmittance in the wavelength range is preferably 30% or more, more preferably 50% or more. % or more is more preferable.
  • the upper limit is not particularly limited, and is preferably 100%.
  • blocking light in the wavelength range of 700 to 800 nm or in the wavelength range of 800 to 900 nm means that the transmittance in the wavelength range is small.
  • the average transmittance in the wavelength range is 0. It is preferably 0.1% or less, more preferably 0.01% or less.
  • the lower limit is not particularly limited, and is preferably 0%.
  • the first embodiment by providing two visible light blocking infrared transmission filters, even if visible light and infrared rays of R, G, and B are incident at the same time, only infrared rays are transmitted, so that the infrared signal to be captured is visible light. It is possible to correctly receive light without being hindered by
  • the first infrared color filter 32a is not particularly limited as long as it transmits light in the wavelength range of 700 to 800 nm and blocks light in the wavelength range of 800 to 900 nm.
  • Examples of the first infrared color filter 32a include a film obtained from a photosensitive resist containing a coloring agent and a film patterned by a vapor deposition/sputtering method using an inorganic material. , preferably a film obtained from a photosensitive resist containing a colorant.
  • coloring agent examples include cyanine-based dyes, merocyanine-based dyes, squarylium-based dyes, phthalocyanine-based dyes, diimmonium-based dyes, and diketopyrrolopyrrole-based dyes.
  • inorganic material examples include lanthanum hexaboride, cesium-doped tungsten oxide, and copper phosphate compounds.
  • the second infrared color filter 32b is not particularly limited as long as it transmits light in the wavelength range of 800 to 900 nm and blocks light in the wavelength range of 700 to 800 nm.
  • Examples of the second infrared color filter 32b include a film obtained from a photosensitive resist containing a coloring agent, and a film patterned by a vapor deposition/sputtering method using an inorganic material. , preferably a film obtained from a photosensitive resist containing a colorant.
  • coloring agent examples include cyanine-based dyes, merocyanine-based dyes, squarylium-based dyes, phthalocyanine-based dyes, diimmonium-based dyes, and diketopyrrolopyrrole-based dyes.
  • inorganic material examples include lanthanum hexaboride, cesium-doped tungsten oxide, and copper phosphate compounds.
  • a plurality of color filters 3 are arranged in a plane to form a color filter array.
  • the color filter array is arranged so as to be perpendicular to the light incident on the pixel region that becomes the light receiving region 7 of the solid-state imaging device 1 .
  • a total of five color filters ie, three color filters of RGB primary color filters 31a to 31c and two color filters of first and second infrared color filters 32a and 32b are arranged.
  • the arrangement of the five color filters in the color filter array is not particularly limited, and may be a stripe arrangement or a mosaic arrangement. Further, as shown in FIG. 3, an array obtained by extending the general "Bayer method" as an array of three colors of RGB to five colors may be used.
  • the ratio of the occupied areas of the infrared shielding visible light transmission filter 31 and the visible light shielding infrared transmission filter 32 is particularly
  • the area ratio is not limited, and the area ratio can be appropriately selected according to the application of the solid-state imaging device 1 .
  • the green color filter 31b occupy the largest area when the total area occupied by the infrared shielding visible light transmission filter 31 is taken as 100%.
  • the infrared shielding visible light transmission filter 31 includes RGB primary color filters 31a to 31c
  • the ratio of the area occupied by the green color filter 31b is 33% or more. Since human vision has poor sensitivity to green, it is desirable that the lower limit value or more compensates for the low sensitivity.
  • the upper limit is preferably 50% or less, and if it is the above upper limit or less, it is desirable because the proportion of green does not become too large and the green color tone does not become too strong.
  • each of the five color filters preferably has a maximum transmittance of 35% or more in the wavelength range of 400 to 900 nm, more preferably 45% or more. , more preferably 55% or more. If the maximum transmittance of each color filter in the wavelength range of 400 to 900 nm is equal to or higher than the lower limit, the photoelectric conversion element 4 tends to be able to reliably receive light.
  • the upper limit is not particularly limited, and is preferably 100%.
  • the photoelectric conversion element 4 outputs a current corresponding to irradiation (incident) light.
  • Photodiodes using silicon (Si), indium-gallium-arsenic (InGaAs), or organic materials can be used as the photoelectric conversion element 4, and photodiodes using silicon are desirable from the viewpoint of manufacturing costs.
  • the photoelectric conversion element 4 is sensitive to at least one of light in the visible region (wavelength 400-700 nm) and infrared region (wavelength 700-900 nm). By appropriately combining the color filter 3 and the photoelectric conversion element 4, it is possible to output a current corresponding to the irradiation (incident) light.
  • the photoelectric conversion element 4 used in combination with the visible light shielding infrared transmission filter 32 is required to have sensitivity to light with a wavelength of 700 to 900 nm.
  • the photoelectric conversion element 4 preferably has sensitivity to light in both the visible region and the infrared region. According to such a photoelectric conversion element 4, even if it is used in combination with any of the five color filters, it is possible to output a current corresponding to the irradiation (incident) light.
  • the photoelectric conversion element 4 having sensitivity to light in both the visible region and the infrared region for example, “Infrared Sensitivity Improvement of Backside Illuminated CMOS Image Sensor Using PSD Structure", ITE Technical Report Vol. 42, No. 10 can be mentioned.
  • the infrared cut filter 2 is provided over the entire light receiving area 7 of the solid-state imaging device 1, as shown in FIGS.
  • the infrared cut filter 2 is not particularly limited as long as it transmits light with a wavelength of 900 nm or less and blocks light with a wavelength of more than 900 nm.
  • an infrared cut filter 2 for example, a laminated film in which a plurality of films containing two or more kinds of substances having different optical refractive indices are laminated is exemplified.
  • SI0900 long wavelength cut filter IR 900 nm
  • Asahi Spectrosco Co., Ltd. can be used.
  • the readout circuit reads out the current photoelectrically converted by the photoelectric conversion element 4 as an electric signal.
  • the wiring region 6 formed on the surface 5a of the semiconductor substrate 5 functions as a readout circuit.
  • a signal processing unit (not shown) performs signal processing on the electrical signal read by the readout circuit.
  • a method for manufacturing the solid-state imaging device 1 of the first embodiment will be described.
  • a wiring region 6 is formed on a support substrate (not shown), and then a photodiode using silicon with a partition wall 8 formed thereon is formed. do.
  • a back-illuminated image sensor it is considered to obtain high sensitivity by thinning the silicon layer of the light receiving sensor portion.
  • a method of thinning the silicon substrate by etching or polishing is conceivable.
  • the methods disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-77461, Japanese Patent Laid-Open No. 6-283702, etc. can be mentioned.
  • the color filters 3 are formed corresponding to the regions partitioned by the partition walls 8 respectively.
  • the color filters 3 are formed by sequentially patterning the color filters 3 of five colors by a resist method or vapor deposition/sputtering method, which are known techniques.
  • the infrared cut filter 2 is laminated. As described above, the solid-state imaging device 1 of the first embodiment can be manufactured.
  • the solid-state imaging device 1 of the first embodiment is irradiated with white light.
  • the emitted white light is condensed by each microlens 9 after light with a wavelength exceeding 900 nm is blocked by the infrared cut filter 2 .
  • the light condensed by the microlens 9 is incident on the five color filters 3 (that is, the RGB primary color filters 31a to 31c and the first and second infrared color filters 32a and 32b).
  • Light in a specific wavelength band is transmitted through each color filter 3 .
  • the light transmitted through each color filter 3 is incident on each photoelectric conversion element 4 .
  • Each photoelectric conversion element 4 outputs a current corresponding to the incident light.
  • the current output from the photoelectric conversion element 4 is read out as an electric signal by the readout circuit, and signal processing is performed by the signal processing unit.
  • the solid-state imaging device 1 of the first embodiment in addition to the three-color infrared shielding visible light transmission filters 31 (31a to 31c) of RGB, the two-color visible light shielding infrared transmission filters 32 Since (32a, 32b) are provided, an infrared spectral image with a wavelength of 800 nm as the midpoint in the infrared region with wavelengths of 700 to 900 nm can be acquired at the same time as the color image.
  • the solid-state imaging device 1 of the first embodiment is useful as an infrared sensor, and is used for iris authentication, distance measurement, proximity sensor, gesture sensor, motion sensor, and TOF (Time-of-Flight) sensor. It can be preferably used for application, vein sensor, blood vessel visualization, blood oxygen concentration measurement, sebum amount measurement, fluorescent labeling, surveillance camera, and the like.
  • the solid-state imaging device 1 of the first embodiment can be used by being incorporated in an image display device (for example, a liquid crystal display device, an organic electroluminescence (organic EL) display device, etc.).
  • an image display device for example, a liquid crystal display device, an organic electroluminescence (organic EL) display device, etc.
  • the infrared shielding visible light transmission filter 31 has been described as an example of a configuration including three primary color filters 31a to 31c of RGB, but it is not limited to this.
  • the infrared shielding visible light transmission filter 31 is a color filter that transmits three or more colors, for example, the four colors of CMYG, "Cyan”, “Magenta”, “Yellow”, and “Green". It may be a configuration including
  • the visible light shielding infrared transmission filter 32 has been described as an example of a configuration including two colors of the first and second infrared color filters 32a and 32b. is not limited to For example, the configuration may include three or more visible light shielding infrared transmission filters 32 that separate the infrared region with wavelengths of 700 to 900 nm into three or more colors.
  • the branch point of the wavelength in the infrared region blocked by the first and second infrared color filters 32a and 32b is set to 800 nm.
  • the short wavelength side from 700 nm to the branch point is the specific wavelength band 1
  • the long wavelength side from the branch point to 900 nm is the specific wavelength band 2
  • the first infrared color filter is the visible region and the specific wavelength band. 2 may be blocked and the specific wavelength band 1 may be transmitted, and the second infrared color filter may block the visible region and the specific wavelength band 1 and transmit the specific wavelength band 2 .
  • Green colorant A which is a phthalocyanine compound having a chemical structure represented by the following general formula (11) synthesized according to Example 30 of Japanese Patent Laid-Open No. 05-345861, was used.
  • ⁇ Blue colorant A> A blue colorant A synthesized according to International Publication No. 2015/080217 and having a chemical structure represented by the following general formula (12) was used.
  • Red colorant A synthesized according to Japanese Patent No. 6846739 and having a chemical structure represented by the following general formula (13) was used.
  • Black colorant A Irgaphor (registered trademark) Black S 0100 CF (having a chemical structure represented by the following formula (14)) manufactured by BASF was used.
  • a methacrylic AB block copolymer consisting of an A block having a nitrogen atom-containing functional group and a B block having a solvent-philic group was used.
  • a repeating unit represented by the following formula (1a), a repeating unit represented by the following formula (2a), a repeating unit represented by the following formula (3a), a repeating unit represented by the following formula (4a), and the following It has a repeating unit represented by formula (5a).
  • the amine number is 120 mg KOH/g and the acid number is less than 1 mg KOH/g.
  • the content of repeating units represented by the following formulas (1a), (2a), (3a), (4a), and (5a) in all repeating units of dispersant A is less than 1 mol%, and 34.5. mol %, 6.9 mol %, 13.8 mol %, and 6.9 mol %.
  • ⁇ Dispersant B> An acrylic AB block copolymer consisting of an A block having a quaternary ammonium base and a tertiary amino group in the side chain and a B block having no quaternary ammonium base and a tertiary amino group was used.
  • the amine value is 70 mgKOH/g and the acid value is 1 mgKOH/g or less.
  • the A block of dispersant B contains repeating units of the following formulas (1a) and (2a), and the B block contains repeating units of the following formula (3a).
  • the content ratios of the repeating units of the following formulas (1a), (2a), and (3a) in the total repeating units of the dispersant B are 11.1 mol%, 22.2 mol%, and 6.7 mol%, respectively. .
  • ⁇ Dispersion resin A> Prepare a separable flask equipped with a cooling tube as a reaction tank, charge 400 parts by mass of propylene glycol monomethyl ether acetate, replace with nitrogen, and then heat with an oil bath while stirring to raise the temperature of the reaction tank to 90 ° C. bottom.
  • a dispersion resin A having a polystyrene equivalent weight average molecular weight Mw of 9000, an acid value of 101 mgKOH/g and a double bond equivalent of 550 g/mol was obtained as measured by GPC (gel permeation chromatography).
  • Epoxy compound represented by the above structural formula (DIC Corporation EPICLON HP7200HH, polyglycidyl ether of dicyclopentadiene-phenol polymer, weight average molecular weight 1000, epoxy equivalent 270) 155 parts by mass, acrylic acid 41 parts by mass, p-methoxy 0.1 parts by mass of phenol, 2.5 parts by mass of triphenylphosphine, and 130 parts by mass of propylene glycol monomethyl ether acetate were charged into a reaction vessel and heated and stirred at 100° C. until the acid value became 3.0 mgKOH/g or less. It took 9 hours for the acid value to reach the target (acid value 2.9 mgKOH/g).
  • a dispersion resin B having an acid value of 98 mgKOH/g and a weight average molecular weight (Mw) of 3500.
  • 10.4 parts by mass of styrene, 85.2 parts by mass of glycidyl methacrylate, and 66.0 parts by mass of monomethacrylate having a tricyclodecane skeleton (FA-513M manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) were added dropwise, and 2.2'-azobis- A mixed solution of 8.47 parts by mass of 2-methylbutyronitrile was added dropwise over 3 hours, and the mixture was further stirred at 90° C. for 2 hours.
  • the inside of the reaction vessel was changed to air exchange, 15.1 parts by mass of acrylic acid, 0.3 parts by mass of trisdimethylaminomethylphenol and 0.06 parts by mass of hydroquinone were added, and the reaction was continued at 120°C for 6 hours. After that, 59.3 parts by mass of tetrahydrophthalic anhydride (THPA) and 1.4 parts by mass of triethylamine were added and reacted at 120° C. for 3.5 hours.
  • THPA tetrahydrophthalic anhydride
  • the polystyrene equivalent weight average molecular weight Mw of the thus obtained alkali-soluble resin measured by GPC was about 9000, the acid value was 80 mgKOH/g, and the double bond equivalent was 480 g/mol.
  • Propylene glycol monomethyl ether acetate was added to this resin solution so that the solid content was 40 mass %, and used as an alkali-soluble resin A.
  • the alkali-soluble resin B thus obtained had a weight average molecular weight (Mw) of about 8400, an acid value of 80 mgKOH/g, and a double bond equivalent of 480 g/mol.
  • ⁇ Photopolymerizable Monomer A> A mixture of dipentaerythritol hexaacrylate and dipentaerythritol pentaacrylate (A-9550, manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.).
  • ⁇ Photopolymerizable Monomer C> A monomer having a urethane skeleton in which hexamethylene diisocyanate is bonded to dipentaerythritol pentaacrylate (DPHA-40H, manufactured by Nippon Kayaku).
  • ⁇ Photoinitiator B> An oxime ester compound having the following chemical structure.
  • the obtained colored resin composition was applied on a 50 mm square, 0.7 mm thick glass substrate (manufactured by AGC, AN100) by a spin coating method, dried under reduced pressure, and then heated at 90° C. on a hot plate. Prebaked for 90 seconds. Then, the entire surface was exposed with a 2 kW high-pressure mercury lamp at an exposure amount of 40 mJ/cm 2 and an illuminance of 30 mW/cm 2 . After that, using a 0.04% by mass potassium hydroxide aqueous solution, development processing was carried out at a developer temperature of 23° C. for 60 seconds.
  • the visible region and the infrared region can be divided into five colors, and the maximum transmittance in the wavelength range of 400 to 900 nm is 35% or more. rice field.
  • the solid-state imaging device of the present invention has a color filter capable of splitting infrared light contained in incident light into two or more colors, and is useful as a device capable of advanced imaging.
  • solid-state imaging element infrared cut filter 3 color filter 4 photoelectric conversion element 5 semiconductor substrate 31 infrared shielding visible light transmission filter 31a blue color filter 31b green color filter 31c red color filter 32 visible light shielding infrared transmission filter 32a first infrared color filter 32b second infrared color filter

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Abstract

赤外線による高度なイメージングを行うことを可能とする構造体及び固体撮像素子（１）を提供する。本発明の構造体は、支持体上に位置する、複数のカラーフィルタ（３）を備え、前記カラーフィルタ（３）が、第１赤外線カラーフィルタ（３２ａ）及び第２赤外線カラーフィルタ（３２ｂ）を含み、近赤外領域を２分割し、短波長側を特定波長帯１、長波長側を特定波長帯２とした場合、前記第１赤外線カラーフィルタ（３２ａ）が、可視領域の光を遮蔽し、前記特定波長帯１の光の少なくとも一部を透過し、前記特定波長帯２の光を遮蔽し、前記第２赤外線カラーフィルタ（３２ｂ）が、可視領域の光を遮蔽し、前記特定波長帯１の光を遮蔽し、前記特定波長帯２の光の少なくとも一部を透過する。

Description

構造体及び固体撮像素子
　本発明は、構造体及び固体撮像素子に関する。
　本願は、２０２１年１１月２５日に日本出願された特願２０２１－１９１２６０号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　一般的に、固体撮像素子は、可視光を例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色に分光し、カラーイメージとして撮像することで、デジタルカメラの画像や、動画を取得する用途が知られている。固体撮像素子は、これらの用途以外に、光センサ等、計測にも使用できるため、近年、距離計測や３次元計測の用途にも活用され始めている。
　距離計測や３次元計測では、可視光よりも波長が長く、散乱されにくい赤外線が有用とされている。赤外線は、人や動物の目に見えないため、自然な計測が可能であり、夜間の計測も可能である。このような赤外線を利用する赤外線センサでは、赤外線透過フィルタが必要不可欠になる。
　また、近年では赤外線を利用して心拍数測定や血中酸素濃度測定を行うヘルスケア機器が盛んに開発されている。そのため、生体情報をより詳細にモニタリングするために、赤外線による高度なイメージングが可能な固体撮像素子が求められている。
　従来、赤外線透過フィルタは、可視光と分離された、独立した光透過フィルタとして提案されている。特許文献１には、色材を含む組成物を用いた膜を赤外線透過フィルタとして用いた固体撮像素子が開示されている。
国際公開第２０１９／１５０８３３号
　しかしながら、特許文献１に開示された固体撮像素子では、可視光の３色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）のカラーフィルタと、波長７００ｎｍ以上の赤外線領域のうち１色のみの赤外線透過フィルタとを備えるのみであり、赤外線による高度なイメージングができなかった。
　本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、赤外線による高度なイメージングを行うことを可能とする構造体及び固体撮像素子を提供することを課題とする。
　本発明は、以下の構成を備える。
［１］支持体上に位置する、複数のカラーフィルタを備え、
　前記カラーフィルタが、第１赤外線カラーフィルタ及び第２赤外線カラーフィルタを含み、
　近赤外領域を２分割し、短波長側を特定波長帯１、長波長側を特定波長帯２とした場合、
　前記第１赤外線カラーフィルタが、可視領域の光を遮蔽し、前記特定波長帯１の光の少なくとも一部を透過し、前記特定波長帯２の光を遮蔽し、
　前記第２赤外線カラーフィルタが、可視領域の光を遮蔽し、前記特定波長帯１の光を遮蔽し、前記特定波長帯２の光の少なくとも一部を透過する、構造体。
［２］波長７００～９００ｎｍの範囲を２分割し、短波長側を前記特定波長帯１、長波長側を前記特定波長帯２とする、［１］の構造体。
［３］前記特定波長帯１が波長７００～８００ｎｍの範囲であり、前記特定波長帯２が波長８００～９００ｎｍの範囲である、［２］の構造体。
［４］前記カラーフィルタが、近赤外領域の光を遮蔽し、可視領域の光の少なくとも一部を透過させる近赤外線遮蔽可視光透過フィルタを複数含む、［１］の構造体。
［５］前記第１赤外線カラーフィルタが、特定波長帯１の平均透過率が３０％以上であり、特定波長帯２の平均透過率が０．１％以下である、［１］の構造体。
［６］前記第２赤外線カラーフィルタが、特定波長帯１の平均透過率が０．１％以下であり、特定波長帯２の平均透過率が３０％以上である、［１］又は［５］の構造体。
［７］前記第１赤外線カラーフィルタが、波長７００～８００ｎｍの範囲の平均透過率が３０％以上であり、波長８００～９００ｎｍの範囲の平均透過率が０．１％以下である、［３］の構造体。
［８］前記第２赤外線カラーフィルタが、波長７００～８００ｎｍの範囲の平均透過率が０．１％以下であり、波長８００～９００ｎｍの範囲の平均透過率が３０％以上である、［３］又は［７］の構造体。
［９］前記第１赤外線カラーフィルタ及び前記第２赤外線カラーフィルタが、着色剤を含有する感光性レジストから得られた膜である、［１］～［８］のいずれかの構造体。
［１０］前記カラーフィルタは、波長４００～９００ｎｍの範囲における最大透過率が３５％以上である、［１］～［９］のいずれかの構造体。
［１１］前記カラーフィルタが、平面状に配置されたカラーフィルタアレイを構成する、［１］～［１０］のいずれかの構造体。
［１２］前記赤外線遮蔽可視光透過フィルタが、緑色カラーフィルタを含み、
　前記赤外線遮蔽可視光透過フィルタの占有面積に対し、前記緑色カラーフィルタの占有面積割合が最も高い、［４］の構造体。
［１３］前記赤外線遮蔽可視光透過フィルタが、波長４００～５００ｎｍの光を透過する青色カラーフィルタ、波長５００～６００ｎｍの光を透過する緑色カラーフィルタ及び波長６００～７００ｎｍの光を透過する赤色カラーフィルタを含む、［４］の構造体。
［１４］前記赤外線遮蔽可視光透過フィルタが、波長７００～９００ｎｍの範囲の平均透過率が０．１以下である、［４］の構造体。
［１５］［１］～［１４］のいずれかの構造体を備える、固体撮像素子。
［１６］９００ｎｍを超える波長の光を遮蔽する赤外線カットフィルタと、
　可視光及び波長７００～９００ｎｍの光に感度を有する光電変換素子と、
　前記光電変換素子によって光電変換された電気信号を読み出す読み出し回路と、
　前記読み出し回路で読み出した電気信号に対して信号処理を行う信号処理部と、をさらに備える、［１５］の固体撮像素子。
［１７］前記赤外線カットフィルタが、光学屈折率の異なる２種以上の物質を含む複数の膜が積層された積層膜である、［１６］の固体撮像素子。
［１８］前記光電変換素子が、シリコンを用いたフォトダイオードである、［１６］又は［１７］の固体撮像素子。
　本発明の構造体、固体撮像素子を用いることで、赤外線による高度なイメージングを行うことが可能である。
本発明の固体撮像素子の一実施態様の構成を模式的に示す断面図である。 本発明の固体撮像素子の一実施態様の要部の構成を模式的に示す斜視図である。 本発明の固体撮像素子の一実施態様を構成するカラーフィルタの配列の一例を示す平面図である。 実施例のカラーフィルタにおける分光スペクトル図である。
　以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、本発明は以下の説明に限定されることはなく、以下の例示以外についても、本発明の趣旨を損なわない範囲で適宜変更実施し得る。
　本発明に用いる以下の用語の定義は、本明細書及び特許請求の範囲において適用される。
　「カラーフィルタ」とは、電磁波に対するフィルタのうち、可視領域及び赤外領域の光に作用する光学フィルタで、色（波長の違い）に対する特性の発揮を目的とするものである。
　「可視領域」とは、波長４００～７００ｎｍの範囲の波長帯を意味する。
　「赤外領域」とは、波長７００～９００ｎｍの範囲の波長帯を意味する。
　「～」とは、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。
＜第１の実施形態＞
　先ず、本発明の固体撮像素子の一実施態様の構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態である固体撮像素子１（以下、第１の実施形態ともいう。）の構成を模式的に示す断面図である。
　図１に示すように、第１の実施形態である固体撮像素子１は、赤外線カットフィルタ２と、複数のカラーフィルタ３と、光電変換素子４と、読み出し回路（図示略）と、信号処理部（図示略）と、を備えて、概略構成されている。
　固体撮像素子１は、シリコン基板等の半導体基板５の一方の面（表面）５ａに配線領域６が形成され、他方の面（裏面）５ｂに受光領域７が形成された裏面照射型の固体撮像素子である。以下、裏面照射型の固体撮像素子１を一例として、説明する。
　配線領域６は、信号を伝達する配線が設けられた領域である。配線領域６は、半導体基板５に形成された光電変換素子４に信号を伝達する配線層（図示略）と、配線層を絶縁する絶縁層（図示略）と、を含む。
　半導体基板５は、隔壁８によって複数の領域に区画されており、各領域に光電変換素子４が形成されている。光電変換素子４が形成された半導体基板５の裏面５ｂ上に、それぞれカラーフィルタ３が設けられており、それぞれ画素を構成している。すなわち、受光領域７には、複数の画素が配設されている。
　また、受光領域７には、複数の画素上（複数のカラーフィルタ３上）に、集光手段であるマイクロレンズ９が積層されている。また、マイクロレンズ９のカラーフィルタ３とは反対側には、空気層を介して赤外線カットフィルタ２が配置されている。
　図２に示すように、第１の実施形態である固体撮像素子１は、支持体である半導体基板５上に位置する、複数のカラーフィルタ３を備えている。
　カラーフィルタ３は、複数の赤外線遮蔽可視光透過フィルタ３１と、可視光遮蔽赤外線透過フィルタ３２と、を含む。
　赤外線遮蔽可視光透過フィルタ３１は、赤外領域（波長７００～９００ｎｍ）の光を遮蔽し、可視領域（波長４００～７００ｎｍ）の特定波長帯の光を透過させる。第１の実施形態では、赤外線遮蔽可視光透過フィルタ３１は、波長４００～５００ｎｍの光を透過（この波長領域にある光の少なくとも一部を透過することを意味する。以下同様。）する青色（Ｂ）カラーフィルタ３１ａ、波長５００～６００ｎｍの光を透過する緑色（Ｇ）カラーフィルタ３１ｂ、及び波長６００～７００ｎｍの光を透過する赤色（Ｒ）カラーフィルタ３１ｃ（これらを併せて、「原色カラーフィルタ」ともいう。）を含む。
　ここで、赤外領域（波長７００～９００ｎｍ）の光を遮蔽するとは、赤外領域の光における透過率が小さいことを意味し、具体的には、赤外領域における平均透過率が０．１％以下であることが好ましく、０．０１％以下であることがより好ましい。下限は特に制限されず、０％であることが好ましい。
　また、可視領域（波長４００～７００ｎｍ）の特定波長帯の光を透過させるとは、可視領域の特定波長帯の光における透過率が大きいことを意味し、具体的には、可視領域の特定波長帯における最高透過率が３５％以上であることが好ましく、５５％以上であることが好ましい。上限は特に制限されず、１００％であることが好ましい。
　可視領域（波長４００～７００ｎｍ）の特定波長帯の光を透過させる場合、可視領域の特定波長帯における平均透過率は、３０％以上であることが好ましく、５０％以上であることがより好ましく、７０％以上であることがさらに好ましい。上限は特に制限されず、１００％であることが好ましい。
　第１の実施形態において、複数の赤外線遮蔽可視光透過フィルタを備えることにより、生体モニタリングなどの赤外線信号を受光したとき、受光した赤外線信号が可視光受光用のフォトダイオード（ＰＤ）に入らずに、Ｒ、Ｇ、Ｂの単色信号を正しく捉えることが可能となる。もし、赤外線を遮光しないＲ、Ｇ、Ｂの可視光透過フィルタを備えた場合、入射した赤外線信号がＲ、Ｇ、Ｂの可視光透過フィルタにも入り、受光した赤外線信号が全ての透過フィルタの下のフォトダイオードに入るため、全てのフォトダイオードから信号が出力され、結像が白くなってしまう。
　青色カラーフィルタ３１ａ、緑色カラーフィルタ３１ｂ、及び赤色カラーフィルタ３１ｃとしては、従来から公知の構成のカラーフィルタに赤外領域（７００～９００ｎｍ）の光を全て遮蔽する機能を付与したものを用いることができる。具体的には、例えば、国際公開第２０１５／０８０２１７号に開示されている構成のカラーフィルタに近赤外線吸収着色剤を添加したものが挙げられる。
　近赤外線吸収着色剤としては、例えば、シアニン系色素、メロシアニン系色素、スクアリリウム系色素、フタロシアニン系色素、ジイモニウム系色素、ジケトピロロピロール系色素等の有機材料と、例えば、六ホウ化ランタン、セシウムドープ酸化タングステン、リン酸銅化合物等の無機材料が挙げられる。
　上で挙げた近赤外線吸収着色剤は、波長４００～７００ｎｍの範囲の可視光透過率をできるだけ低下させない光学特性のものが望ましい。また、前記可視光透過率をなるべく下げないように、必要最小限の添加量にする必要がある。ただし、添加量が少なすぎると波長７００～９００ｎｍの範囲の近赤外線を遮蔽できないので、調整が必要である。添加量は、近赤外線吸収着色剤の吸収・減衰係数によるが、例えばカラーフィルタに対して０．１～２０質量％濃度であることが望ましい。
　可視光遮蔽赤外線透過フィルタ３２は、可視領域（波長４００～７００ｎｍ）の光を遮蔽し、赤外領域（波長７００～９００ｎｍ）の特定波長帯の光を透過させる。第１の実施形態では、可視光遮蔽赤外線透過フィルタ３２は、波長７００～８００ｎｍの範囲の光を透過し、波長８００～９００ｎｍの範囲の光を遮蔽する第１赤外線カラーフィルタ３２ａと、波長８００～９００ｎｍの範囲の光を透過し、波長７００～８００ｎｍの範囲の光を遮蔽する第２赤外線カラーフィルタ３２ｂと、を含む。
　ここで、可視領域（波長４００～７００ｎｍ）の光を遮蔽するとは、可視領域の光における透過率が小さいことを意味し、具体的には、可視領域における平均透過率が０．１％以下であることが好ましく、０．０１％以下であることがより好ましい。下限は特に制限されず、０％であることが好ましい。
　また、波長７００～８００ｎｍの範囲、又は波長８００～９００ｎｍの範囲の光を透過させるとは、前記波長範囲における透過率が大きいことを意味し、具体的には、赤外領域の特定波長帯における最高透過率が３５％以上であることが好ましく、５５％以上であることが好ましい。上限は特に制限されず、１００％であることが好ましい。
　波長７００～８００ｎｍの範囲、又は波長８００～９００ｎｍの範囲の光を透過させる場合、前記波長範囲における平均透過率は、３０％以上であることが好ましく、５０％以上であることがより好ましく、７０％以上であることがさらに好ましい。上限は特に制限されず、１００％であることが好ましい。
　また、波長７００～８００ｎｍの範囲、又は波長８００～９００ｎｍの範囲の光を遮蔽するとは、前記波長範囲における透過率が小さいことを意味し、具体的には、前記波長範囲における平均透過率が０．１％以下であることが好ましく、０．０１％以下であることがより好ましい。下限は特に制限されず、０％であることが好ましい。
　第１の実施形態において、２つの可視光遮蔽赤外線透過フィルタを備えることにより、Ｒ、Ｇ、Ｂの可視光と赤外線が同時に入射されても赤外線のみを透過するので、捉えたい赤外線信号が可視光によって阻害されず、正しく受光することが可能となる。
　第１赤外線カラーフィルタ３２ａは、波長７００～８００ｎｍの範囲の光を透過し、波長８００～９００ｎｍの範囲の光を遮蔽するものであれば、特に限定されない。第１赤外線カラーフィルタ３２ａとしては、例えば、着色剤を含有する感光性レジストから得られた膜や、無機材料を用いた蒸着・スパッタ工法によってパターニング加工された膜が挙げられ、製造コストの観点から、着色剤を含有する感光性レジストから得られる膜であることが好ましい。
　前記着色剤としては、例えば、シアニン系色素、メロシアニン系色素、スクアリリウム系色素、フタロシアニン系色素、ジイモニウム系色素、ジケトピロロピロール系色素が挙げられる。
　前記無機材料としては、例えば、六ホウ化ランタン、セシウムドープ酸化タングステン、リン酸銅化合物が挙げられる。
　第２赤外線カラーフィルタ３２ｂは、波長８００～９００ｎｍの範囲の光を透過し、波長７００～８００ｎｍの範囲の光を遮蔽するものであれば、特に限定されない。第２赤外線カラーフィルタ３２ｂとしては、例えば、着色剤を含有する感光性レジストから得られた膜や、無機材料を用いた蒸着・スパッタ工法によってパターニング加工された膜が挙げられ、製造コストの観点から、着色剤を含有する感光性レジストから得られる膜であることが好ましい。
　前記着色剤としては、例えば、シアニン系色素、メロシアニン系色素、スクアリリウム系色素、フタロシアニン系色素、ジイモニウム系色素、ジケトピロロピロール系色素が挙げられる。
　前記無機材料としては、例えば、六ホウ化ランタン、セシウムドープ酸化タングステン、リン酸銅化合物が挙げられる。
　第１の実施形態の固体撮像素子１は、図１及び図２に示すように、複数のカラーフィルタ３が平面状に配置されてカラーフィルタアレイを構成する。カラーフィルタアレイは、固体撮像素子１の受光領域７となる画素領域への入射光に対して、垂直となるように配置されている。
　カラーフィルタアレイには、ＲＧＢの原色カラーフィルタ３１ａ～３１ｃの３色、および第１及び第２赤外線カラーフィルタ３２ａ，３２ｂの２色の、計５色のカラーフィルタが配列されている。
　カラーフィルタアレイにおける５色のカラーフィルタの配列は、特に限定されるものではなく、ストライプ配列としてもよいし、モザイク配列としてもよい。
　また、図３に示すように、ＲＧＢの３色の配列として一般的な「Ｂａｙｅｒ方式」を５色に拡張した配列を用いてもよい。
　第１の実施形態の固体撮像素子１を構成する、５色のカラーフィルタを含むカラーフィルタアレイにおいて、赤外線遮蔽可視光透過フィルタ３１と可視光遮蔽赤外線透過フィルタ３２との占有面積の比は、特に限定されるものではなく、固体撮像素子１の用途に応じて面積比を適宜選択できる。
　また、カラーフィルタアレイにおいて、解像度の向上を目的として、赤外線遮蔽可視光透過フィルタ３１の全体の占有面積を１００％とした際、緑色カラーフィルタ３１ｂの占有面積の割合が最も高いことが好ましい。具体的には、赤外線遮蔽可視光透過フィルタ３１としてＲＧＢの原色カラーフィルタ３１ａ～３１ｃを含む場合、緑色カラーフィルタ３１ｂの占有面積の割合が３３％以上であることが好ましい。人間の視覚は緑色の感度が悪いため、前記下限値以上であれば、低感度を補えるので望ましい。上限は５０％以下であることが好ましく、前記上限値以下であれば、緑色の割合が多すぎることがなく、緑の色調が強くなりすぎることがないので望ましい。
　第１の実施形態の固体撮像素子１では、５色のカラーフィルタのいずれも、波長４００～９００ｎｍの範囲における最大透過率が３５％以上であることが好ましく、４５％以上であることがより好ましく、５５％以上であることがさらに好ましい。各カラーフィルタの波長４００～９００ｎｍの範囲における最大透過率が前記下限値以上であれば、光電変換素子４において、確実に受光することができる傾向がある。上限は特に限定されず、１００％であることが好ましい。
　光電変換素子４は、図１及び図２に示すように、照射（入射）光に応じた電流を出力する。光電変換素子４としては、シリコン（Ｓｉ）、インジウム－ガリウム－ヒ素（ＩｎＧａＡｓ）、有機材料を用いたフォトダイオードを適用でき、製造コストの観点からシリコンを用いたフォトダイオードが望ましい。
　光電変換素子４は、可視領域（波長４００～７００ｎｍ）及び赤外領域（波長７００～９００ｎｍ）のうち、少なくとも一方の光に感度を有する。カラーフィルタ３と光電変換素子４とを適切に組み合わせて用いることで、照射（入射）光に応じた電流を出力できる。
　特に、可視光遮蔽赤外線透過フィルタ３２と組み合わせて用いる光電変換素子４は、波長７００～９００ｎｍの光に感度を有することを要する。
　また、光電変換素子４は、可視領域及び赤外領域の両方の光に感度を有することが好ましい。このような光電変換素子４によれば、５色のカラーフィルタのいずれと組み合わせて用いても、照射（入射）光に応じた電流を出力できる。可視領域及び赤外領域の両方の光に感度を有する光電変換素子４としては、例えば、「ＰＳＤ構造を用いた裏面照射型ＣＭＯＳイメージセンサの赤外線感度向上」、ＩＴＥ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｒｅｐｏｒｔ　Ｖｏｌ．４２，Ｎｏ．１０に記載のフォトダイオードが挙げられる。
　赤外線カットフィルタ２は、図１及び図２に示すように、固体撮像素子１の受光領域７の全面にわたって設けられている。赤外線カットフィルタ２は、９００ｎｍ以下の波長の光は透過し、９００ｎｍを超える波長の光を遮蔽するものであれば、特に限定されない。このような赤外線カットフィルタ２としては、例えば、光学屈折率の異なる２種以上の物質を含む複数の膜が積層された積層膜が挙げられる。
　赤外線カットフィルタ２としては、具体的には、朝日分光社製のＳＩ０９００（長波長カットフィルタ　ＩＲ　９００ｎｍ）などが使用できる。
　読み出し回路は、光電変換素子４によって光電変換された電流を電気信号として読み出す。具体的には、半導体基板５の表面５ａに形成された配線領域６が、読み出し回路として機能する。
　信号処理部（図示略）は、読み出し回路で読み出した電気信号に対して信号処理を行う。
　次に、第１の実施形態の固体撮像素子１の製造方法について、説明する。
　第１の実施形態の固体撮像素子１は、先ず、図示略の支持基板上に配線領域６を形成し、次いで、隔壁８を形成したシリコンを用いたフォトダイオードを形成し、光電変換素子４とする。このような裏面照射型のイメージセンサにおいては、受光センサ部のシリコン層を薄くして高い感度を得ることが考えられており、その製造方法としては前記の光電変換素子４を形成した後に、裏面からシリコン基板をエッチングまたは研磨して薄くする方法が考えられる。具体的には、日本国特開平６－７７４６１号公報、日本国特開平６－２８３７０２号公報などに開示されている方法が挙げられる。
　次に、光電変換素子４が形成された半導体基板５のエッチング又は研磨された裏面５ｂ上に、隔壁８で区画された領域に合わせてそれぞれカラーフィルタ３を形成する。カラーフィルタ３は、公知の技術であるレジスト工法や蒸着・スパッタ工法によって、５色のカラーフィルタ３を順次パターニング加工して形成する。
　次に、各カラーフィルタ３上にマイクロレンズ９を形成した後、赤外線カットフィルタ２を積層する。
　以上のようにして、第１の実施形態の固体撮像素子１を製造することができる。
　次に、第１の実施形態の固体撮像素子１に白色光を照射した場合について、説明する。
　先ず、図１及び図２に示すように、照射した白色光は、赤外線カットフィルタ２によって９００ｎｍを超える波長の光が遮蔽された後、各マイクロレンズ９で集光される。
　次に、マイクロレンズ９で集光された光は、５色のカラーフィルタ３（すなわち、ＲＧＢの原色カラーフィルタ３１ａ～３１ｃ、および第１及び第２赤外線カラーフィルタ３２ａ，３２ｂ）に入射する。各カラーフィルタ３に入射した光は、それぞれ特定の波長帯の光が透過する。
　次に、各カラーフィルタ３を透過した光は、それぞれ光電変換素子４に入射する。そして、各光電変換素子４では、入射した光に応じた電流を出力する。
　次に、光電変換素子４から出力された電流は、読み出し回路によって電気信号として読み出され、信号処理部によって信号処理が行われる。
　以上説明したように、第１の実施形態の固体撮像素子１によれば、ＲＧＢの３色の赤外線遮蔽可視光透過フィルタ３１（３１ａ～３１ｃ）に加え、２色の可視光遮蔽赤外線透過フィルタ３２（３２ａ，３２ｂ）を備えるため、カラーイメージと同時に、波長７００～９００ｎｍの赤外領域において波長８００ｎｍを中点とする赤外線の分光イメージを取得できる。
　したがって、第１の実施形態の固体撮像素子１は、赤外線センサとして有用であり、虹彩認証用、距離計測用、近接センサ用、ジェスチャーセンサ用、モーションセンサ用、ＴＯＦ（Ｔｉｍｅ－ｏｆ－Ｆｌｉｇｈｔ）センサ用、静脈センサ用、血管可視化用、血中酸素濃度測定用、皮脂量測定用、蛍光標識用、監視カメラ用などの用途に好ましく用いることができる。
　また、第１の実施形態の固体撮像素子１は、画像表示装置（例えば、液晶表示装置や有機エレクトロルミネッセンス（有機ＥＬ）表示装置など）などに組み込んで用いることができる。
＜他の実施形態＞
　なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。例えば、上述した第１の実施形態の固体撮像素子１では、赤外線カットフィルタ２を備える構成を一例として説明としたが、これに限定されない。例えば、各カラーフィルタ３が波長９００ｎｍ以上の光を遮蔽するのであれば、赤外線カットフィルタ２を省略する構成としてもよい。
　また、上述した第１の実施形態の固体撮像素子１では、赤外線遮蔽可視光透過フィルタ３１が、ＲＧＢの３色の原色カラーフィルタ３１ａ～３１ｃを含む構成を一例として説明したが、これに限定されない。例えば、赤外線遮蔽可視光透過フィルタ３１が、３色以上、例えば、ＣＭＹＧの４色「シアン（Ｃｙａｎ）」「マゼンダ（Ｍａｇｅｎｔａ）」「黄色（Ｙｅｌｌｏｗ）」「緑（Ｇｒｅｅｎ）」を透過するカラーフィルタを含む構成であってもよい。
　また、上述した第１の実施形態の固体撮像素子１では、可視光遮蔽赤外線透過フィルタ３２が、第１及び第２赤外線カラーフィルタ３２ａ、３２ｂの２色を含む構成を一例として説明したが、これに限定されない。例えば、波長７００～９００ｎｍの赤外領域を３色以上に分光する、３つ以上の可視光遮蔽赤外線透過フィルタ３２を含む構成であってもよい。
　また、上述した第１の実施形態の固体撮像素子１では、第１及び第２赤外線カラーフィルタ３２ａ、３２ｂが遮蔽する赤外領域における波長の分岐点を８００ｎｍとしたが、この分岐点は赤外領域内にあればよく、７００ｎｍから分岐点までの短波長側を特定波長帯１、分岐点から９００ｎｍまでの長波長側を特定波長帯２として、第１赤外線カラーフィルタが可視領域及び特定波長帯２において遮蔽し、特定波長帯１において透過し、第２赤外線カラーフィルタが可視領域及び特定波長帯１において遮蔽し、特定波長帯２において透過する態様であってもよい。
　その他、本発明の趣旨に逸脱しない範囲で、前記実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、前記した変形例を適宜組み合わせてもよい。
　以下、本発明の効果を具体的に説明する。なお、本発明は、以下の検証試験によって限定されるものではない。
＜緑色着色剤Ａ＞
　日本国特開平０５－３４５８６１号公報の実施例３０に基づいて合成した、下記一般式（１１）で表される化学構造を有するフタロシアニン化合物である緑色着色剤Ａを使用した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
＜青色着色剤Ａ＞
　国際公開第２０１５／０８０２１７号に基づいて合成した、下記一般式（１２）で表される化学構造を有する青色着色剤Ａを使用した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
＜赤色着色剤Ａ＞
　日本国特許第６８４６７３９号公報に基づいて合成した、下記一般式（１３）で表される化学構造を有する赤色着色剤Ａを使用した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
＜黒色着色剤Ａ＞
　ＢＡＳＦ社製、Ｉｒｇａｐｈｏｒ（登録商標）　Ｂｌａｃｋ　Ｓ　０１００　ＣＦ（下記式（１４）で表される化学構造を有する）を使用した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
＜分散剤Ａ＞
　窒素原子含有官能基を有するＡブロックと、親溶媒性基を有するＢブロックからなるメタクリル系ＡＢブロック共重合体を使用した。下記式（１ａ）で表される繰り返し単位、下記式（２ａ）で表される繰り返し単位、下記式（３ａ）で表される繰り返し単位、下記式（４ａ）で表される繰り返し単位、及び下記式（５ａ）で表される繰り返し単位を有する。アミン価は１２０ｍｇＫＯＨ／ｇであり、酸価は１ｍｇＫＯＨ／ｇ未満である。
　分散剤Ａの全繰り返し単位中における下記式（１ａ）、（２ａ）、（３ａ）、（４ａ）、及び（５ａ）で表される繰り返し単位の含有割合はそれぞれ１モル％未満、３４．５モル％、６．９モル％、１３．８モル％、及び６．９モル％である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
＜分散剤Ｂ＞
　側鎖に４級アンモニウム塩基及び３級アミノ基を有するＡブロックと、４級アンモニウム塩基及び３級アミノ基を有さないＢブロックからなる、アクリル系Ａ－Ｂブロック共重合体を使用した。アミン価は７０ｍｇＫＯＨ／ｇ、酸価は１ｍｇＫＯＨ／ｇ以下である。分散剤ＢのＡブロック中には、下記式（１ａ）及び（２ａ）の繰り返し単位が含まれ、Ｂブロック中には下記式（３ａ）の繰り返し単位が含まれる。分散剤Ｂの全繰り返し単位に占める下記式（１ａ）、（２ａ）、及び（３ａ）の繰り返し単位の含有割合はそれぞれ１１．１モル％、２２．２モル％、６．７モル％である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
＜分散樹脂Ａ＞
　反応槽として冷却管を付けたセパラブルフラスコを準備し、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート４００質量部を仕込み、窒素置換した後、撹拌しながらオイルバスで加熱して反応槽の温度を９０℃まで昇温した。
　一方、モノマー槽中にジメチル－２，２’－［オキシビス（メチレン）］ビス－２－プロペノエート３０質量部、メタクリル酸６０質量部、メタクリル酸シクロヘキシル１１０質量部、ｔ－ブチルパーオキシ－２－エチルヘキサノエート５．２質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート４０質量部を仕込み、連鎖移動剤槽にｎ－ドデシルメルカプタン５．２質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート２７質量部を仕込み、反応槽の温度が９０℃に安定してからモノマー槽及び連鎖移動剤槽から滴下を開始し、重合を開始させた。温度を９０℃に保ちながら滴下をそれぞれ１３５分かけて行い、滴下が終了して６０分後に昇温を開始して反応槽を１１０℃にした。
　３時間、１１０℃を維持した後、セパラブルフラスコにガス導入管を付け、酸素／窒素＝５／９５（ｖ／ｖ）混合ガスのバブリングを開始した。次いで、反応槽に、メタクリル酸グリシジル３９．６質量部、２，２’－メチレンビス（４－メチル－６－ｔ－ブチルフェノール）０．４質量部、トリエチルアミン０．８質量部を仕込み、そのまま１１０℃で９時間反応させた。
　室温まで冷却し、ＧＰＣ（ゲル浸透クロマトグラフィー）により測定したポリスチレン換算の重量平均分子量Ｍｗが９０００、酸価が１０１ｍｇＫＯＨ／ｇ、二重結合当量が５５０ｇ／ｍｏｌの分散樹脂Ａを得た。
＜分散樹脂Ｂ＞
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
　上記構造式で表されるエポキシ化合物（ＤＩＣ社製ＥＰＩＣＬＯＮ　ＨＰ７２００ＨＨ、ジシクロペンタジエン・フェノール重合物のポリグリシジルエーテル、重量平均分子量１０００、エポキシ当量２７０）１５５質量部、アクリル酸４１質量部、ｐ－メトキシフェノール０．１質量部、トリフェニルホスフィン２．５質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート１３０質量部を反応容器に仕込み、１００℃で酸価が３．０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下になるまで加熱撹拌をした。酸価が目標に達するまで９時間を要した（酸価２．９ｍｇＫＯＨ／ｇ）。次いで、更にテトラヒドロ無水フタル酸７４質量部を添加し、１２０℃で４時間反応させ、酸価９８ｍｇＫＯＨ／ｇ、重量平均分子量（Ｍｗ）３５００の分散樹脂Ｂを得た。
＜アルカリ可溶性樹脂Ａ＞
　プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート１４５質量部を窒素置換しながら撹拌し１２０℃に昇温した。ここにスチレン１０．４質量部、グリシジルメタクリレート８５．２質量部及びトリシクロデカン骨格を有するモノメタクリレート（日立化成社製ＦＡ－５１３Ｍ）６６．０質量部を滴下し、２．２’－アゾビス－２－メチルブチロニトリル８．４７質量部の混合液を３時間かけて滴下し、更に９０℃で２時間撹拌し続けた。次に反応容器内を空気置換に変え、アクリル酸１５．１質量部、トリスジメチルアミノメチルフェノール０．３質量部及びハイドロキノン０．０６質量部を投入し、１２０℃で６時間反応を続けた。その後、テトラヒドロ無水フタル酸（ＴＨＰＡ）５９．３質量部、トリエチルアミン１．４質量部を加え、１２０℃で３．５時間反応させた。こうして得られたアルカリ可溶性樹脂のＧＰＣにより測定したポリスチレン換算の重量平均分子量Ｍｗは約９０００、酸価は８０ｍｇＫＯＨ／ｇ、二重結合当量は４８０ｇ／ｍｏｌであった。この樹脂溶液に固形分が４０質量％になるようプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを加えて、アルカリ可溶性樹脂Ａとして用いた。
＜アルカリ可溶性樹脂Ｂ＞
　プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート１４５質量部を窒素置換しながら撹拌し、１２０℃に昇温した。ここにスチレン１０質量部、グリシジルメタクリレート８５．２質量部及びトリシクロデカン骨格を有するモノメタクリレート（日立化成社製ＦＡ－５１３Ｍ）６６質量部を滴下し、また２，２’－アゾビス－２－メチルブチロニトリル８．４７質量部を３時間かけて滴下し、更に９０℃で２時間撹拌し続けた。次に反応容器内を空気置換に変え、アクリル酸４３．２質量部、トリスジメチルアミノメチルフェノール０．７質量部及びハイドロキノン０．１２質量部を投入し、１００℃で１２時間反応を続けた。その後、テトラヒドロ無水フタル酸（ＴＨＰＡ）５６．２質量部、トリエチルアミン０．７質量部を加え、１００℃で３．５時間反応させた。こうして得られたアルカリ可溶性樹脂Ｂの重量平均分子量（Ｍｗ）は約８４００、酸価は８０ｍｇＫＯＨ／ｇ、二重結合当量は４８０ｇ／ｍｏｌであった。
＜近赤外線吸収着色剤Ａ＞
　Kousik Kundu, Sarah F. Knight, Seungjun Lee, W. Robert Taylor, and Niren Murthy　Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 6134-6138（文献１）に基づいて合成した、以下の化学構造を有する近赤外線吸収着色剤Ａを使用した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
＜近赤外線吸収着色剤Ｂ＞
　I. G. Davidenko, Yu. L. Slominskii, A. D. Kachkovskii, and A. I. Tolmachev, Ukrainskii Khimicheskii Zhurnal (Russian Edition) 2008, 74(3-4), 105-113（文献２）に基づいて合成した、以下の化学構造を有する近赤外線吸収着色剤Ｂを使用した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
＜近赤外線吸収着色剤Ｃ＞
　Yukinori Nagao, Toshifumi Sakai, Kozo Kozawa, Toshiyuki　Urano, Dyes and Pigments 2006, 73(3), 344-352（文献３）に基づいて合成した、以下の化学構造を有する近赤外線吸収着色剤Ｃを使用した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
＜近赤外線吸収着色剤Ｄ＞
　Hui Zhang, Gaetan Wicht, Christina Gretener, Matthias Nagel, Frank Nuesch, Yaroslav Romanyuk, Jean-Nicolas Tisserant, Roland Hany, Solar Energy Materials & Solar Cells 2013 118, 157-164（文献４）に基づいて合成した、以下の化学構造を有する近赤外線吸収着色剤Ｄを使用した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
＜赤色着色剤分散液Ａの調製＞
　表１に記載のとおり、赤色着色剤Ａを１２．６質量部、分散剤として分散剤Ａを固形分換算で３．２質量部、分散樹脂として分散樹脂Ａを固形分換算で４．２質量部、溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）７６．０質量部（分散剤及び分散樹脂由来のものも含む）、プロピレングリコールモノメチルエーテル（ＰＧＭＥ）４．０質量部、直径０．５ｍｍのジルコニアビーズ２２５質量部をステンレス容器に充填し、ペイントシェーカーにて６時間分散処理を行った。分散終了後、フィルタによりビーズと分散液を分離して、赤色着色剤分散液Ａを調製した。
＜赤色着色剤分散液Ｂの調製＞
　表１に記載のとおり、赤色着色剤ＢとしてＣ．Ｉ．ピグメントレッド１７７を１５．０質量部、分散剤として分散剤Ａを固形分換算で２．０質量部、分散樹脂として分散樹脂Ａを固形分換算で６．０質量部、溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）７７．０質量部（分散剤及び分散樹脂由来のものも含む）、直径０．５ｍｍのジルコニアビーズ２２５質量部をステンレス容器に充填し、ペイントシェーカーにて６時間分散処理を行った。分散終了後、フィルタによりビーズと分散液を分離して、赤色着色剤分散液Ｂを調製した。
＜黄色着色剤分散液Ａの調製＞
　表１に記載のとおり、黄色着色剤Ａとしてランクセス社製Ｅ４ＧＮ－ＧＴを１１．４質量部、分散剤として分散剤Ａを固形分換算で２．９質量部、分散樹脂として分散樹脂Ａを固形分換算で５．７質量部、溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）８０．０質量部（分散剤及び分散樹脂由来のものも含む）、直径０．５ｍｍのジルコニアビーズ２２５質量部をステンレス容器に充填し、ペイントシェーカーにて６時間分散処理を行った。分散終了後、フィルタによりビーズと分散液を分離して、黄色着色剤分散液Ａを調製した。
＜黄色着色剤分散液Ｂの調製＞
　表１に記載のとおり、黄色着色剤ＢとしてＣ．Ｉ．ピグメントイエロー１３８を１１．４質量部、分散剤として分散剤Ａを固形分換算で２．９質量部、分散樹脂として分散樹脂Ａを固形分換算で５．７質量部、溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）を７６．０質量部（分散剤及び分散樹脂由来のものも含む）、プロピレングリコールモノメチルエーテル（ＰＧＭＥ）を４．０質量部、直径０．５ｍｍのジルコニアビーズ２２５質量部をステンレス容器に充填し、ペイントシェーカーにて６時間分散処理を行った。分散終了後、フィルタによりビーズと分散液を分離して、黄色着色剤分散液Ｂを調製した。
＜緑色着色剤分散液Ａの調製＞
　表１に記載のとおり、緑色着色剤Ａを９．９質量部、分散剤Ａを固形分換算で０．１質量部、溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）を７２．０質量部（分散剤Ａ由来の溶剤を含む）、プロピレングリコールモノメチルエーテル（ＰＧＭＥ）を１８．０質量部、直径０．５ｍｍのジルコニアビーズ２２５質量部をステンレス容器に充填し、ペイントシェーカーにて６時間分散処理を行った。分散終了後、フィルタによりビーズと分散液を分離して、緑色着色剤分散液Ａを調製した。
＜黒色着色剤分散液Ａの調製＞
　表１に記載のとおり、黒色着色剤Ａを５．６質量部、分散剤として分散剤Ｂを固形分換算で１．１質量部、分散樹脂として分散樹脂Ｂを固形分換算で２．８質量部、溶剤としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）を７２．４質量部（分散剤Ａ由来の溶剤を含む）、３－メトキシブタノール（ＭＢ）を１８．１質量部、直径０．５ｍｍのジルコニアビーズ２２５質量部をステンレス容器に充填し、ペイントシェーカーにて６時間分散処理を行った。分散終了後、フィルタによりビーズと分散液を分離して、黒色着色剤分散液Ａを調製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
　なお、表１における各数値の単位は質量部である。
＜光重合性モノマーＡ＞
　ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート及びジペンタエリスリトールペンタアクリレートの混合物（Ａ－９５５０、新中村化学工業社製）。
＜光重合性モノマーＢ＞
　トリメチロルプロパントリアクリレート（ライトアクリレートＴＭＰ－Ａ、共栄化学株式会社製）。
＜光重合性モノマーＣ＞
　ジペンタエリスリトールペンタアクリレートにヘキサメチレンジイソシアネートが結合したウレタン骨格を持つモノマー（ＤＰＨＡ－４０Ｈ、日本化薬製）。
＜光重合開始剤Ａ＞
　以下の化学構造を有するオキシムエステル系化合物。
　（４－アセトキシイミノ－５－［９－エチル－６－（２－メチルベンゾイル）－９Ｈ－カルバゾール－３－イル］－５－オキソペンタン酸メチル）
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
＜光重合開始剤Ｂ＞
　以下の化学構造を有するオキシムエステル系化合物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
＜界面活性剤Ａ＞
　メガファックＦ－５５４（ＤＩＣ社製）。
＜添加剤Ａ＞
　ＢＹＫ－３３０（ビックケミー社製）。
＜着色樹脂組成物の調製＞
　表２に記載の各成分を表２に記載の固形分比率で混合し、ＲＧＢの原色カラーフィルタ、第１赤外線カラーフィルタ、及び第２赤外線カラーフィルタのそれぞれを形成するための着色樹脂組成物を調製した。
　なお、表２における各数値の単位は質量部である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000015
＜色特性の測定＞
　５０ｍｍ角、厚さ０．７ｍｍのガラス基板（ＡＧＣ社製、ＡＮ１００）上に、得られた着色樹脂組成物をスピンコート法で塗布し、減圧乾燥させた後、ホットプレート上にて９０℃で９０秒間プリベークした。次いで、２ｋＷ高圧水銀灯により、露光量４０ｍＪ／ｃｍ２、照度３０ｍＷ／ｃｍ２で全面露光処理を行った。その後、０．０４質量％水酸化カリウム水溶液を使用し、現像液温度２３℃で６０秒間現像処理を行った。次いで、１ｋｇ／ｃｍ２の水圧で１０秒間スプレー水洗処理を行った。その後、クリーンオーブンにて２３０℃で２０分間の熱硬化処理を行い、着色基板を作成した。着色基板は、５色のカラーフィルタをそれぞれ有するものをそれぞれ作成した。
　得られた着色基板について、日立製作所社製分光光度計Ｕ－３３１０により透過スペクトルを測定した。その結果を図４に示す。
　図４に示すように、作成したカラーフィルタによれば、可視領域及び赤外領域を５色に分光できること、波長４００～９００ｎｍの範囲における最大透過率がいずれも３５％以上であることが確認できた。
　本発明の固体撮像素子は、入射光に含まれる赤外線を２色以上に分光できるカラーフィルタを備え、高度なイメージングが可能なデバイスとして有用である。
１　固体撮像素子
２　赤外線カットフィルタ
３　カラーフィルタ
４　光電変換素子
５　半導体基板
３１　赤外線遮蔽可視光透過フィルタ
３１ａ　青色カラーフィルタ
３１ｂ　緑色カラーフィルタ
３１ｃ　赤色カラーフィルタ
３２　可視光遮蔽赤外線透過フィルタ
３２ａ　第１赤外線カラーフィルタ
３２ｂ　第２赤外線カラーフィルタ

Claims (18)

  1. 　支持体上に位置する、複数のカラーフィルタを備え、
    　前記カラーフィルタが、第１赤外線カラーフィルタ及び第２赤外線カラーフィルタを含み、
    　近赤外領域を２分割し、短波長側を特定波長帯１、長波長側を特定波長帯２とした場合、
    　前記第１赤外線カラーフィルタが、可視領域の光を遮蔽し、前記特定波長帯１の光の少なくとも一部を透過し、前記特定波長帯２の光を遮蔽し、
    　前記第２赤外線カラーフィルタが、可視領域の光を遮蔽し、前記特定波長帯１の光を遮蔽し、前記特定波長帯２の光の少なくとも一部を透過する、構造体。
  2. 　波長７００～９００ｎｍの範囲を２分割し、短波長側を前記特定波長帯１、長波長側を前記特定波長帯２とする、請求項１に記載の構造体。
  3. 　前記特定波長帯１が波長７００～８００ｎｍの範囲であり、前記特定波長帯２が波長８００～９００ｎｍの範囲である、請求項２に記載の構造体。
  4. 　前記カラーフィルタが、近赤外領域の光を遮蔽し、可視領域の光の少なくとも一部を透過させる近赤外線遮蔽可視光透過フィルタを複数含む、請求項１に記載の構造体。
  5. 　前記第１赤外線カラーフィルタが、特定波長帯１の平均透過率が３０％以上であり、特定波長帯２の平均透過率が０．１％以下である、請求項１に記載の構造体。
  6. 　前記第２赤外線カラーフィルタが、特定波長帯１の平均透過率が０．１％以下であり、特定波長帯２の平均透過率が３０％以上である、請求項１又は５に記載の構造体。
  7. 　前記第１赤外線カラーフィルタが、波長７００～８００ｎｍの範囲の平均透過率が３０％以上であり、波長８００～９００ｎｍの範囲の平均透過率が０．１％以下である、請求項３に記載の構造体。
  8. 　前記第２赤外線カラーフィルタが、波長７００～８００ｎｍの範囲の平均透過率が０．１％以下であり、波長８００～９００ｎｍの範囲の平均透過率が３０％以上である、請求項３又は７に記載の構造体。
  9. 　前記第１赤外線カラーフィルタ及び前記第２赤外線カラーフィルタが、着色剤を含有する感光性レジストから得られた膜である、請求項１～８のいずれか１項に記載の構造体。
  10. 　前記カラーフィルタは、波長４００～９００ｎｍの範囲における最大透過率が３５％以上である、請求項１～９のいずれか１項に記載の構造体。
  11. 　前記カラーフィルタが、平面状に配置されたカラーフィルタアレイを構成する、請求項１～１０のいずれか１項に記載の構造体。
  12. 　前記赤外線遮蔽可視光透過フィルタが、緑色カラーフィルタを含み、
    　前記赤外線遮蔽可視光透過フィルタの占有面積に対し、前記緑色カラーフィルタの占有面積割合が最も高い、請求項４に記載の構造体。
  13. 　前記赤外線遮蔽可視光透過フィルタが、波長４００～５００ｎｍの光を透過する青色カラーフィルタ、波長５００～６００ｎｍの光を透過する緑色カラーフィルタ及び波長６００～７００ｎｍの光を透過する赤色カラーフィルタを含む、請求項４に記載の構造体。
  14. 　前記赤外線遮蔽可視光透過フィルタが、波長７００～９００ｎｍの範囲の平均透過率が０．１以下である、請求項４に記載の構造体。
  15. 　請求項１～１４のいずれか１項に記載の構造体を備える、固体撮像素子。
  16. 　９００ｎｍを超える波長の光を遮蔽する赤外線カットフィルタと、
    　可視光及び波長７００～９００ｎｍの光に感度を有する光電変換素子と、
    　前記光電変換素子によって光電変換された電気信号を読み出す読み出し回路と、
    　前記読み出し回路で読み出した電気信号に対して信号処理を行う信号処理部と、をさらに備える、請求項１５に記載の固体撮像素子。
  17. 　前記赤外線カットフィルタが、光学屈折率の異なる２種以上の物質を含む複数の膜が積層された積層膜である、請求項１６に記載の固体撮像素子。
  18. 　前記光電変換素子が、シリコンを用いたフォトダイオードである、請求項１６又は１７に記載の固体撮像素子。
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