WO2025115405A1 - 光検出装置 - Google Patents
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
- H10F39/10—Integrated devices
- H10F39/12—Image sensors
Definitions
- This disclosure relates to a light detection device.
- Patent Document 1 discloses a solid-state imaging device.
- the solid-state imaging device includes a pixel array section in which a plurality of pixels are arranged two-dimensionally. Each pixel includes a first photoelectric conversion region formed on an upper layer of the semiconductor layer and a second photoelectric conversion region formed on the semiconductor layer, the first filter being formed on the first photoelectric conversion region and transmitting light in a predetermined wavelength region corresponding to a color component.
- a second filter being formed between the first photoelectric conversion region and the second photoelectric conversion region and transmitting light in an infrared (IR) region.
- the second filter is a multilayer filter.
- the multilayer filter is formed by periodically and alternately stacking high refractive index materials and low refractive index materials.
- the transmission band of the multilayer filter is set to the wavelength region of infrared light. In other words, the multilayer filter selectively transmits infrared light and allows it to be received by the second photoelectric conversion region.
- a solid-state imaging device configured in this way can generate high-resolution infrared images while maintaining high image quality of visible light images.
- the second filter does not take into consideration the oblique incidence characteristics, that is, when light is incident on the second filter, if the angle of incidence of the light changes, the thickness of each layer of the second filter through which the light passes changes, making it difficult to obtain an optimal light transmittance. For this reason, there has been a demand for a photodetector capable of improving the oblique incidence characteristics.
- the photodetector includes a first photoelectric conversion unit disposed on a substrate and converting light in a first wavelength range into electric charges; a second photoelectric conversion unit disposed opposite the first photoelectric conversion unit and spaced apart from the first photoelectric conversion unit and converting light in a second wavelength range different from the first wavelength range into electric charges; a partition wall disposed between the first photoelectric conversion unit and the second photoelectric conversion unit so as to surround the periphery of the first photoelectric conversion unit and having a sidewall inclined with respect to the surface of the substrate; and an optical filter disposed between the first photoelectric conversion unit and the second photoelectric conversion unit so as to be surrounded by the partition wall, stacking a first layer having a first refractive index and a second layer having a second refractive index different from the first refractive index from the first refractive index toward the second photoelectric conversion unit, and at least selectively transmitting light in the first wavelength range.
- At least the portion of the partition that contacts the optical filter in the photodetector according to the first embodiment is made of a material that has a lower refractive index than the optical filter.
- the optical filter in the optical detection device according to the first embodiment is a multilayer interference filter.
- the optical filter in the optical detection device according to the first embodiment is a surface plasmon resonance filter.
- the photodetector includes a first photoelectric conversion unit disposed on a substrate and converting light in a first wavelength range into electric charges; a second photoelectric conversion unit disposed opposite the first photoelectric conversion unit and spaced apart from the first photoelectric conversion unit and converting light in a second wavelength range different from the first wavelength range into electric charges; a partition wall disposed between the first photoelectric conversion unit and the second photoelectric conversion unit so as to surround the periphery of the first photoelectric conversion unit; and an optical filter disposed between the first photoelectric conversion unit and the second photoelectric conversion unit, the periphery of which is surrounded by the partition wall, from the surface of the substrate along the side wall of the partition wall, from the first photoelectric conversion unit to the second photoelectric conversion unit, in which a first layer having a first refractive index is laminated with a second layer having a second refractive index different from the first refractive index, and which at least selectively transmits light in the first wavelength range.
- FIG. 1 is a circuit block diagram illustrating a system configuration of a photodetector according to a first embodiment of the present disclosure.
- FIG. 2 is a circuit diagram of a pixel and a pixel circuit of the photodetector device shown in FIG.
- FIG. 3 is a schematic diagram illustrating the schematic configuration of the pixel and pixel circuit shown in FIG.
- FIG. 4 is a plan view of a main portion for explaining a specific configuration of the pixel shown in FIGS.
- FIG. 5 is a cross-sectional view of a main part (a cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG. 4) for explaining a specific configuration of the pixel shown in FIGS.
- FIG. 1 is a circuit block diagram illustrating a system configuration of a photodetector according to a first embodiment of the present disclosure.
- FIG. 2 is a circuit diagram of a pixel and a pixel circuit of the photodetector device shown in FIG.
- FIG. 3 is a schematic
- FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of a main portion for explaining a specific configuration of an optical filter disposed in the pixel shown in FIG.
- FIG. 7A is an enlarged cross-sectional view of a main portion illustrating a specific configuration of the partition walls and the optical filter shown in FIG.
- FIG. 7B is an enlarged cross-sectional view of a main part corresponding to FIG. 7A and illustrating a specific configuration of a partition wall and an optical filter of a photodetector according to a comparative example.
- FIG. 8 is a graph illustrating the oblique incidence characteristics of an optical filter of a photodetector according to a comparative example.
- FIG. 9 is a table illustrating the relationships between the materials forming the partition walls shown in FIG.
- FIG. 19 is a plan view of a main part corresponding to FIG. 4 for explaining a specific configuration of a pixel of a photodetector according to a second embodiment of the present disclosure.
- FIG. 20 is a cross-sectional view of a main part corresponding to FIG. 5 for explaining a specific configuration of a pixel of a photodetector according to a third embodiment of the present disclosure.
- FIG. 21 is a cross-sectional view illustrating a first step of a method for manufacturing a photodetector according to the third embodiment.
- FIG. 22 is a cross-sectional view of the second process.
- FIG. 23 is a cross-sectional view of the third process.
- FIG. 24 is a cross-sectional view of the fourth step.
- FIG. 25 is a cross-sectional view of the fifth step.
- FIG. 26 is a cross-sectional view of the sixth step.
- FIG. 27 is a cross-sectional view of the seventh step.
- FIG. 28 is a cross-sectional view of the eighth step.
- FIG. 29 is a cross-sectional view of a main part corresponding to FIG. 5 for explaining a specific configuration of a pixel of a photodetector according to a fourth embodiment of the present disclosure.
- FIG. 30 is a cross-sectional view illustrating a first step of a method for manufacturing a photodetector according to the fourth embodiment.
- FIG. 31 is a cross-sectional view of the second process.
- FIG. 32 is a cross-sectional view of the third step.
- FIG. 33 is a cross-sectional view of the fourth step.
- FIG. 34 is a cross-sectional view of the fifth step.
- FIG. 35 is a cross-sectional view of the sixth step.
- FIG. 36 is a cross-sectional view of the seventh step.
- FIG. 37 is a cross-sectional view of the eighth step.
- FIG. 38 is a cross-sectional view of the ninth step.
- FIG. 39 is a cross-sectional view of the tenth step.
- FIG. 40 is a cross-sectional view of the 11th step.
- FIG. 41 is a plan view of a main portion corresponding to FIG. 4 for explaining a specific configuration of a pixel of a photodetector according to a fifth embodiment of the present disclosure.
- FIG. 41 is a plan view of a main portion corresponding to FIG. 4 for explaining a specific configuration of a pixel of a photodetector according to a fifth embodiment of the present disclosure.
- FIG. 41 is
- FIG. 42 is a cross-sectional view of a main part corresponding to FIG. 5 for explaining a specific configuration of the pixel shown in FIG. 41 (a cross-sectional view taken along the line BB shown in FIG. 41).
- FIG. 43 is a cross-sectional view of a main part corresponding to FIG. 5 for explaining a specific configuration of a pixel of a photodetector according to a sixth embodiment of the present disclosure.
- FIG. 44 is a cross-sectional view of a main part corresponding to FIG. 5 for explaining a specific configuration of a pixel of a photodetector according to a seventh embodiment of the present disclosure.
- FIG. 45 is a cross-sectional view of a main part corresponding to FIG.
- FIG. 46 is a block diagram showing an example of a schematic configuration of a vehicle control system.
- FIG. 47 is an explanatory diagram showing an example of the installation positions of the outside-vehicle information detection unit and the imaging unit.
- FIG. 48 is a block diagram showing an example of a schematic configuration of the in-vivo information acquiring system.
- First embodiment a first example in which the present technology is applied to a photodetector is described.
- first embodiment a configuration and a manufacturing method of the photodetector are described.
- each of the system configuration, circuit configuration, planar configuration, and cross-sectional configuration of the photodetector is described.
- Second Embodiment a second example will be described in which the configuration of the partition walls disposed around the pixels in the photodetector according to the first embodiment is changed. 3.
- the third embodiment describes a third example in which the configuration of the partitions disposed around the pixels is changed in the photodetector according to the first embodiment.
- the third embodiment also describes a method for manufacturing the photodetector, including a method for manufacturing the partitions.
- Fourth embodiment describes a fourth example in which the configuration of the optical filter is changed in the photodetector according to the first embodiment.
- the fourth embodiment also describes a method for manufacturing the photodetector, including a method for manufacturing the optical filter. 5.
- Fifth Embodiment In the fifth embodiment, a fifth example in which the configuration of the optical filter in the photodetector according to the first embodiment is changed will be described. 6.
- the arrow X direction shown as appropriate in the figure indicates one planar direction of the light detection device 1 placed on a flat surface for the sake of convenience.
- the arrow Y direction indicates another planar direction perpendicular to the arrow X direction.
- the arrow Z direction indicates the upward direction perpendicular to the arrow X and arrow Y directions.
- the arrow X direction, arrow Y direction, and arrow Z direction exactly coincide with the X-axis direction, Y-axis direction, and Z-axis direction, respectively, of a three-dimensional coordinate system. Note that these directions are shown to facilitate understanding of the description, and are not intended to limit the directions of the present technology.
- FIG. 1 shows an example of a circuit block diagram illustrating the system configuration of the photodetection device 1. As shown in FIG.
- the light detection device 1 includes a light receiving region 101 in the center of a substrate 2 when viewed in the direction of the arrow Z (hereinafter simply referred to as "in a plan view").
- a plurality of pixels 100 are regularly arranged.
- a plurality of pixels 100 are arranged in a row with the direction of the arrow X as a first direction, and a plurality of pixels 100 are arranged in a row with the direction of the arrow Y as a second direction. That is, the plurality of pixels 100 are arranged in a matrix.
- incident light is converted into electric charges as signals.
- the photodetector 1 further includes peripheral circuits arranged around the light receiving region 101.
- the peripheral circuits include at least a readout circuit RC1, a readout circuit RC2, and a drive circuit DR.
- one pixel 100 includes two or more photoelectric conversion units.
- one pixel 100 is constructed of two types of photoelectric conversion units stacked in the direction of the arrow Z.
- the readout circuit RC1 includes, for example, a pixel circuit that reads, as a signal, electric charges converted in one of two types of photoelectric conversion units.
- the readout circuit RC2 includes, for example, a pixel circuit that reads, as a signal, electric charges converted in the other of the two types of photoelectric conversion units.
- the drive circuit DR outputs a drive signal that drives the photoelectric conversion unit of the pixel 100 .
- FIG. 2 shows an example of the circuit configuration of the pixel 100, the pixel circuit PC1, and the pixel circuit PC2.
- Fig. 3 shows an example of the schematic configuration of the pixel 100, the pixel circuit PC1, and the pixel circuit PC2.
- the pixel 100 has two photoelectric conversion units: a first photoelectric conversion unit 3 and a second photoelectric conversion unit 9.
- the wavelength band of light converted in the first photoelectric conversion unit 3 is different from the wavelength band of light converted in the second photoelectric conversion unit 9.
- the first photoelectric conversion unit 3 is composed of a semiconductor photodiode. In the first photoelectric conversion unit 3, electric charges are generated according to the amount of incident light. The electric charges are sent as a signal to the pixel circuit PC1.
- the pixel circuit PC1 constitutes the readout circuit RC1 (see FIG. 1).
- the pixel circuit PC1 is connected to the first photoelectric conversion unit 3.
- the pixel circuit PC1 includes a transfer transistor TG1, a reset transistor RST1, an amplification transistor AMP1, and a selection transistor SEL1.
- the transistors such as the transfer transistor TG1 are configured, for example, by n-channel conductivity type insulated gate field effect transistors (IGFETs).
- the pixel circuit PC1 may be configured to include a reset transistor RST1, an amplification transistor AMP1, and a selection transistor SEL1 without including the transfer transistor TG1.
- the pixel circuit PC1 may also be configured to further include a floating diffusion conversion gain switching transistor.
- the specific configuration of the pixel circuit PC1 is as follows.
- One of a pair of main electrodes of the transfer transistor TG1 is connected to the first photoelectric conversion unit 3.
- the other main electrode is connected to the gate electrode of the amplification transistor AMP1 through a floating diffusion FD1.
- a control signal line (horizontal signal line) TS that transfers a control signal is connected to the gate electrode.
- One of a pair of main electrodes of the reset transistor RST1 is connected to the floating diffusion FD1, the other main electrode is connected to the power supply voltage VDD, and a reset signal line RS1 that transfers a reset signal is connected to the gate electrode of the reset transistor RST1.
- One of a pair of main electrodes of the amplification transistor AMP1 is connected to a power supply voltage VDD, and the other main electrode is connected to one of a pair of main electrodes of the selection transistor SEL1.
- the other main electrode of the selection transistor SEL1 is connected to an output signal line (vertical signal line) VSL1, and the gate electrode is connected to a selection signal line SS1.
- the control signal line TS is connected to a drive circuit DR (see FIG. 1)
- the output signal line VSL1 is connected to a readout circuit RC1 (see FIG. 1).
- the second photoelectric conversion unit 9 is composed of an organic photodiode here.
- electric charges are generated according to the amount of incident light.
- the electric charges are sent as signals to the pixel circuit PC2.
- the pixel circuit PC2 constitutes the readout circuit RC2 (see FIG. 1).
- the pixel circuit PC2 is connected to the second photoelectric conversion unit 9.
- the pixel circuit PC2 includes a reset transistor RST2, an amplification transistor AMP2, and a selection transistor SEL2.
- the pixel circuit PC2 may also be configured to further include a floating diffusion conversion gain switching transistor.
- the second photoelectric conversion unit 9 is connected to a drive signal line VOA that supplies a drive voltage to one electrode of each pixel 100, and a power supply voltage line VOU that supplies a fixed voltage to the other electrodes of the multiple pixels 100.
- the second photoelectric conversion unit 9 is connected to the gate electrode of the amplification transistor AMP2 through a floating diffusion FD2.
- One of a pair of main electrodes of the reset transistor RST2 is connected to the floating diffusion FD2, the other main electrode is connected to the power supply voltage VDD, and a reset signal line RS2 that transfers a reset signal is connected to the gate electrode of the reset transistor RST2.
- One of a pair of main electrodes of the amplification transistor AMP2 is connected to a power supply voltage VDD, and the other main electrode is connected to one of a pair of main electrodes of the selection transistor SEL2.
- the other main electrode of the selection transistor SEL2 is connected to an output signal line (vertical signal line) VSL2, and the gate electrode is connected to a selection signal line SS2.
- the drive signal line VOA is connected to a drive circuit DR (see FIG. 1)
- the output signal line VSL2 is connected to a readout circuit RC2 (see FIG. 1).
- the through wiring 52 (or the through wiring 42) is described as a component.
- the through wiring 52 includes two types of through wiring, that is, a first through wiring 521 and a second through wiring 522.
- the first through-wire 521 constitutes a part of the floating diffusion FD2 that connects one electrode of the second photoelectric conversion unit 9 and the pixel circuit PC2.
- the second through wiring 522 constitutes a connection wiring that connects the other electrode of the second photoelectric conversion unit 9 and the drive signal line VOA.
- through wiring 52 when there is no particular need to distinguish between the first through wiring 521 and the second through wiring 522, they will be collectively referred to simply as "through wiring 52".
- the photodetector 1 further includes an image processing circuit (not shown).
- Each of the pixel circuits PC1 and PC2 is connected to the image processing circuit.
- the image processing circuit includes, for example, an analog-to-digital converter (ADC) and a digital signal processor (DSP).
- ADC analog-to-digital converter
- DSP digital signal processor
- the charge converted from light by the pixel 100 is an analog signal.
- This analog signal is amplified in each of the pixel circuits PC1 and PC2.
- the ADC converts the analog signals output from each of the pixel circuits PC1 and PC2 into digital signals.
- the DSP performs functional processing of the digital signals. In other words, the image processing circuit performs signal processing for image creation.
- Fig. 4 shows an example of a planar configuration of a pixel 100 of the photodetection device 1 according to the first embodiment.
- Fig. 5 shows an example of a vertical cross-sectional configuration of the pixel 100 shown in Fig. 4.
- the photodetector 1 is constructed as a stacked back-illuminated solid-state imaging device that converts incident light L incident from the outside in the direction of the arrow Z into electric charges.
- the photodetection device 1 includes a plurality of pixels 100 that convert incident light L into electric charges.
- the planar shape of the pixels 100 is formed into a rectangular shape that is substantially a square.
- a total of four pixels 100 are shown, including two pixels 100 arranged in the direction of the arrow X and two pixels 100 arranged in the direction of the arrow Y.
- a partition 110 is disposed along the periphery of the pixel 100.
- the partition 110 is used as an inter-pixel isolation region. Therefore, one pixel 100 is electrically and optically isolated from another pixel 100 by the partition 110 therebetween.
- the photodetector 1 includes, as main components, a base 2, a first photoelectric conversion unit 3, an optical filter (first optical filter) 7, a second photoelectric conversion unit 9, a charge accumulation and transfer layer 93, and an optical filter (second optical filter) 12.
- the pixel 100 includes, as main components, the first photoelectric conversion unit 3, the optical filter 7, the second photoelectric conversion unit 9, the charge accumulation and transfer layer 93, the optical filter 12, and a partition wall 110.
- the light detection device 1 includes an optical lens 13 .
- the base 2 is formed of, for example, a single crystal silicon (Si) substrate.
- Si single crystal silicon
- the base 2 is formed of, for example, a single crystal silicon (Si) substrate.
- the base 2 is shown, but one or more other bases are stacked on the opposite side of the base 2 in the direction of the arrow Z.
- Parts of each of the readout circuit RC1 and the readout circuit RC2 may be disposed on the base 2. Except for this case, the readout circuit RC1, the readout circuit RC2, and the drive circuit DR are disposed on another base.
- each of the readout circuits RC1 and RC2 includes a column signal processing circuit and an output circuit.
- the drive circuit DR includes a vertical drive circuit and a horizontal drive circuit.
- the other substrate includes a control circuit.
- the control circuit receives an input clock and data instructing the operating mode, etc., and outputs data such as internal information of the photodetector 1.
- the control circuit generates clock signals and control signals that serve as the basis for the operation of the vertical drive circuit, column signal processing circuit, horizontal drive circuit, etc., based on the vertical synchronization signal, horizontal synchronization signal, and master clock. These signals are then input to the vertical drive circuit, column signal processing circuit, horizontal drive circuit, etc.
- the vertical drive circuit is composed of, for example, a shift register.
- the vertical drive circuit selects a pixel drive wiring and supplies a pulse to the selected pixel drive wiring to drive the pixel 100.
- the pixels 100 are driven in row units. That is, the vertical drive circuit selects and scans each pixel 100 in the pixel area in the vertical direction in sequence in row units. A signal charge generated in the photoelectric conversion element of each pixel 100 according to the amount of light received is supplied to the column signal processing circuit as a pixel signal through the vertical signal line.
- the column signal processing circuit is arranged, for example, for each column of pixels 100.
- signal processing such as noise removal is performed on the signals output from one row of pixels 100 for each pixel column. That is, the column signal processing circuit performs signal processing such as CDS (Correlated Double Sampling), which removes fixed pattern noise specific to the pixels 100, signal amplification, AD conversion, etc.
- CDS Correlated Double Sampling
- a horizontal selection switch is connected between the horizontal signal line.
- the horizontal drive circuit is composed of, for example, a shift register.
- the horizontal drive circuit sequentially outputs horizontal scanning pulses to select each of the column signal processing circuits in turn, and outputs pixel signals from each of the column signal processing circuits to the horizontal signal line.
- the output circuit processes and outputs signals that are sequentially supplied from each of the column signal processing circuits through the horizontal signal line.
- the output circuit may only perform buffering, or may perform black level adjustment, column variation correction, various digital signal processing, etc.
- the input/output terminals exchange signals between the photodetector 1 and the outside.
- the first photoelectric conversion section 3 is disposed within the base body 2.
- the first photoelectric conversion section 3 is disposed for each pixel 100.
- the first photoelectric conversion unit 3 is configured with a semiconductor photodiode including a p-type semiconductor region and an n-type semiconductor region.
- the first photoelectric conversion unit 3 is configured with, for example, a PIN (Positive Intrinsic Negative) type photodiode.
- the first photoelectric conversion unit 3 receives incident light L in the infrared wavelength range as the first wavelength range, and generates photoelectrically converted charges according to the amount of light received.
- the charges generated in the first photoelectric conversion unit 3 are output to the pixel circuit PC1.
- the optical filter 7 is laminated on the surface of the base 2 on the arrow Z direction side with an insulator 700 interposed therebetween.
- the optical filter 7 is disposed between the first photoelectric conversion unit 3 and the second photoelectric conversion unit 9, surrounded by the partition wall 110.
- the optical filter 7 is configured of a multilayer interference filter that at least selectively transmits light in the first wavelength range.
- FIG. 6 shows an example of the vertical cross-sectional structure of the optical filter 7.
- the optical filter 7 is formed by repeatedly stacking a first layer 711 having a first refractive index and a second layer 721 having a second refractive index different from the first refractive index from the first photoelectric conversion section 3 toward the second photoelectric conversion section 9.
- the optical filter 7 is formed by alternately stacking the first layer 711, the first layer 712, the first layer 713, and the first layer 714 having the first refractive index and the second layer 721, the second layer 722, and the second layer 723 having the second refractive index.
- each of the first layer 711, the first layer 712, the first layer 713, and the first layer 714 is formed of, for example, silicon oxide (SiO 2 ).
- the refractive index of SiO 2 is 1.45 (see FIG. 9 ).
- the film thickness of the first layer 712 is, for example, 70 nm or more and 90 nm or less.
- the film thickness of the first layer 713 is, for example, 100 nm or more and 120 nm or less.
- each of the second layers 721, 722, and 723 is formed of, for example, amorphous silicon (a-Si).
- the refractive index of a-Si is 3.67 (see FIG. 9).
- the film thickness of the second layer 721 is, for example, 25 nm or more and 35 nm or less.
- the film thickness of the second layer 722 is, for example, 35 nm or more and 45 nm or less.
- the film thickness of the second layer 723 is, for example, 140 nm or more and 150 nm or less.
- the effective thickness of the optical filter 7 including the second layer 721, the first layer 712, the second layer 722, the first layer 713, and the second layer 723 is, for example, not less than 400 nm and not more than 420 nm.
- the optical filter 7 may contain a-Si and SiO other than the above materials, and may be formed by laminating two or more selected from SiN, SiNO, and TiO shown in FIG.
- a second photoelectric conversion unit 9 is disposed on the arrow Z direction side of the optical filter 7 with an insulator 6 interposed therebetween.
- a plurality of wirings 8 are disposed on the insulator 6.
- the insulator 6 is formed of, for example, a plurality of layers of SiO 2.
- the wirings 8 are formed of, for example, an indium oxide-zinc oxide (IZO: indium zinc oxide) or indium tin oxide (ITO: indium tin oxide), which is conductive and transparent.
- the second photoelectric conversion unit 9 is disposed on the opposite side of the optical filter 7 to the first photoelectric conversion unit 3, with an insulator 6 interposed therebetween.
- the second photoelectric conversion unit 9 is disposed across a plurality of pixels 100.
- the second photoelectric conversion unit 9 is disposed across all of the pixels 100.
- the second photoelectric conversion unit 9 may be disposed for each pixel 100, for each pixel unit, for each set of a plurality of pixels 100, or for each set of a plurality of pixel units.
- the second photoelectric conversion section 9 includes a first electrode 91, an organic photoelectric conversion layer 94, and a second electrode 95.
- the second photoelectric conversion section 9 further includes an insulator 92 and a charge accumulation and transfer layer 93.
- the first electrode 91 is disposed on the optical filter 7 side, and is formed on the surface of the insulator 6 on the arrow Z direction side.
- the first electrode 91 is used as a readout electrode or a lower electrode, and is disposed for each pixel 100.
- the first electrode 91 is connected to a predetermined circuit through wiring 8 and the like disposed in the insulator 6.
- the wiring 8 disposed in the uppermost layer of the insulator 6 is used as the first electrode 91.
- the first electrode 91 is made of IZO or ITO, similar to the wiring 8.
- the film thickness of the first electrode 91 is, for example, not less than 10 nm and not more than 100 nm.
- the organic photoelectric conversion layer 94 is disposed on the opposite side of the first electrode 91 to the optical filter 7 with an insulator 92 interposed therebetween.
- the insulator 92 is formed of an insulating material such as SiO 2 , silicon oxynitride (SiON), aluminum oxide (AlO), hafnium oxide (HfO), etc.
- the thickness of the insulator 92 is, for example, not less than 1 nm and not more than 30 nm.
- An organic material is used for the organic photoelectric conversion layer 94.
- the organic material any one of a p-type organic semiconductor, an n-type organic semiconductor, a laminated structure of a p-type organic semiconductor and an n-type organic semiconductor, and a mixture of a p-type organic semiconductor and an n-type organic semiconductor (bulk heterostructure) can be used.
- the laminated structure includes a laminated structure in which a p-type organic semiconductor, a mixture of a p-type organic semiconductor and an n-type organic semiconductor (bulk heterostructure), and an n-type organic semiconductor are laminated.
- the laminated structure also includes a laminated structure in which a p-type organic semiconductor, a mixture of a p-type organic semiconductor and an n-type organic semiconductor (bulk heterostructure) are laminated.
- the laminated structure also includes a laminated structure in which an n-type organic semiconductor, a mixture of a p-type organic semiconductor and an n-type organic semiconductor (bulk heterostructure) are laminated. The order of stacking the laminated structures can be changed as appropriate.
- Examples of p-type organic semiconductors include naphthalene derivatives, anthracene derivatives, phenanthrene derivatives, pyrene derivatives, perylene derivatives, tetracene derivatives, pentacene derivatives, quinacridone derivatives, thiophene derivatives, thienothiophene derivatives, benzothiophene derivatives, benzothienobenzothiophene derivatives, triallylamine derivatives, carbazole derivatives, perylene derivatives, picene derivatives, chrysene derivatives, fluoranthene derivatives, phthalocyanine derivatives, subphthalocyanine derivatives, subporphyrazine derivatives, metal complexes with heterocyclic compounds as ligands, polythiophene derivatives, polybenzothiadiazole derivatives, and polyfluorene derivatives.
- n-type organic semiconductors include fullerenes and fullerene derivatives (e.g., fullerenes (higher fullerenes) such as C60, C70, and C74, endohedral fullerenes, etc.) or fullerene derivatives (e.g., fullerene fluorides, PCBM fullerene compounds, fullerene polymers, etc.)), organic semiconductors having larger (deeper) HOMO and LUMO than p-type organic semiconductors, and transparent inorganic metal oxides.
- fullerenes and fullerene derivatives e.g., fullerenes (higher fullerenes) such as C60, C70, and C74, endohedral fullerenes, etc.
- fullerene derivatives e.g., fullerene fluorides, PCBM fullerene compounds, fullerene polymers, etc.
- a heterocyclic compound containing a nitrogen atom, an oxygen atom, or a sulfur atom can be used.
- the heterocyclic compound can include, for example, pyridine derivatives, pyrazine derivatives, pyrimidine derivatives, triazine derivatives, quinoline derivatives, quinoxaline derivatives, isoquinoline derivatives, acridine derivatives, phenazine derivatives, phenanthroline derivatives, tetrazole derivatives, pyrazole derivatives, imidazole derivatives, thiazole derivatives, oxazole derivatives, imidazole derivatives, benzimidazole derivatives, benzotriazole derivatives, benzoxazole derivatives, benzoxazole derivatives, carbazole derivatives, benzofuran derivatives, dibenzofuran derivatives, subporphyrazine derivatives, polyphenylenevinylene derivatives, polybenzothiadiazole derivatives, polyfluoren
- the groups contained in the fullerene derivatives include halogen atoms; linear, branched, or cyclic alkyl or phenyl groups; groups having linear or condensed aromatic compounds; groups having halides; partial fluoroalkyl groups; perfluoroalkyl groups; silylalkyl groups; silylalkoxy groups; arylsilyl groups; arylsulfanyl groups; alkylsulfanyl groups; arylsulfonyl groups; alkylsulfonyl groups; arylsulfide groups; alkylsulfide groups; amino groups; alkylamino groups; arylamino groups; hydroxy groups; alkoxy groups; acylamino groups; acyloxy groups; carbonyl groups; carboxy groups; carboxamido groups; carboalkoxy groups; acyl groups; sulfonyl groups; cyano groups; nitro groups; groups having chalcogenides; phosphin
- the thickness of the organic photoelectric conversion layer 94 formed from an organic material is not limited, but is, for example, 1 ⁇ 10 -8 m or more and 5 ⁇ 10 -7 m or less.
- the thickness of the organic photoelectric conversion layer 94 is preferably 2.5 ⁇ 10 -8 m or more and 3 ⁇ 10 -7 m or less. More preferably, the thickness of the organic photoelectric conversion layer 94 is 2.5 ⁇ 10 -8 m or more and 2 ⁇ 10 -7 m or less. Even more preferably, the thickness of the organic photoelectric conversion layer 94 is 1 ⁇ 10 -7 m or more and 1.8 ⁇ 10 -7 m or less.
- organic semiconductors are mostly classified into p-type and n-type.
- the p-type means that it is easy to transport holes.
- the n-type means that it is easy to transport electrons. Therefore, unlike inorganic semiconductors, they are not limited to the interpretation that they have holes or electrons as the majority carriers of thermal excitation.
- the organic material that forms the organic photoelectric conversion layer 94 can be, for example, a rhodamine-based dye, a melacyanine-based dye, a quinacridone derivative, a subphthalocyanine-based dye (subphthalocyanine derivative), etc.
- the organic material that forms the organic photoelectric conversion layer 94 can be, for example, a coumaric acid dye, tris-8-hydroxyquinolialuminum (Alq3), a melacyanine dye, or the like.
- the organic material that forms the organic photoelectric conversion layer 94 can be, for example, a phthalocyanine-based dye or a subphthalocyanine-based dye (subphthalocyanine derivative).
- the second photoelectric conversion section 9 may be constructed of an inorganic photoelectric conversion layer instead of the organic photoelectric conversion layer 94.
- an inorganic material for constructing the inorganic photoelectric conversion layer crystalline Si, a-Si, microcrystalline Si, crystalline selenium, amorphous selenium, a chalcopyrite-based compound, or a III-V group compound semiconductor can be used.
- Chalcopallite compounds include CIGS (CuInGaSe), CIS ( CuInSe2 ), CuInS2 , CuAlS2 , CuAlSe2 , CuGaS2 , CuGaSe2 , AgAlS2 , AgAlSe2 , AgInS2 , or AgInSe2 .
- III-V group compound semiconductors include GaAs, InP, AlGaAs, InGaP, AlGaInP, InGaAsP , etc.
- III-V group compound semiconductors include CdSe, CdS, In2Se3, In2S3, Bi2Se3, Bi2S3 , ZnSe , ZnS , PbSe , PbS, etc.
- quantum dots made of these materials can be used in the organic photoelectric conversion layer 94 .
- the organic photoelectric conversion layer 94 can be configured with a laminated structure of a lower semiconductor layer and an upper photoelectric conversion layer. By providing the organic photoelectric conversion layer 94 with a lower semiconductor layer, recombination during charge accumulation can be prevented in the organic photoelectric conversion layer 94, and the efficiency of charge transfer to the charge accumulation and transfer layer 93 can be improved. Furthermore, the generation of dark current can be effectively suppressed.
- the upper photoelectric conversion layer can be appropriately selected from the various materials that form the organic photoelectric conversion layer 94 described above.
- the lower semiconductor layer it is preferable to use a material having a large band gap value (for example, a band gap value of 3.0 eV or more) and a higher mobility than the material forming the organic photoelectric conversion layer 94.
- a material having a large band gap value for example, a band gap value of 3.0 eV or more
- a higher mobility than the material forming the organic photoelectric conversion layer 94.
- an oxide semiconductor material such as IGZO, a transition metal dichalcogenide, silicon carbide, diamond, graphene, carbon nanotube, a condensed polycyclic hydrocarbon compound, a condensed heterocyclic compound, or other organic semiconductor material can be used.
- a material having a larger ionization potential than the material forming the organic photoelectric conversion layer 94 can be used for the lower semiconductor layer.
- the second electrode 95 is disposed on the opposite side of the organic photoelectric conversion layer 94 to the first electrode 91.
- the second electrode 95 is used as a common electrode or an upper electrode, and is disposed across a plurality of pixels 100.
- the second electrode 95 is connected to a predetermined circuit of the circuit board 21 through wiring or the like (not shown). A fixed potential is supplied to the second electrode 95.
- the second electrode 95 is formed of an electrode material having conductivity and transparency, similar to the first electrode 91.
- the second electrode 95 is formed of an electrode material such as ITO or IZO.
- the second electrode 95 may be formed of one or more electrode materials selected from IGZO, IAZO, ITZO, IGSiO, ZnO, AZO, and GZO.
- the film thickness of the second electrode 95 is, for example, not less than 10 nm and not more than 100 nm.
- the charge accumulation and transfer layer 93 is disposed between the first electrode 91 and the organic photoelectric conversion layer 94.
- the organic photoelectric conversion layer 94 is disposed on the first electrode 91 with an insulator 92 interposed therebetween.
- the charge accumulation and transfer layer 93 is disposed across a plurality of pixels 100.
- the insulator 92 is used as a gate insulating film, and is made of, for example, one or more selected from SiO 2 , SiON, AlO, and HfO.
- the charge accumulation and transfer layer 93 accumulates charges generated by photoelectric conversion of light in the second photoelectric conversion unit 9.
- the charge accumulation and transfer layer 93 is connected to the through wiring 52, and is connected to the pixel circuit PC2 (see FIG. 2) through the through wiring 52, the through wiring 42, etc.
- the through wiring 52, the through wiring 42, etc. form a floating diffusion FD2. That is, the charges accumulated in the charge accumulation and transfer layer 93 are transferred to the pixel circuit PC2 through the floating diffusion FD2.
- the charge accumulation and transfer layer 93 is formed of an oxide semiconductor, which is a transparent semiconductor.
- IGZO containing indium (In), gallium (Ga), zinc (Zn), and oxygen (O) is used for the charge accumulation and transfer layer 93.
- IAZO containing In, aluminum (Al), Zn, and O, or ITZO containing In, tin (Sn), Zn, and O can also be used for the charge accumulation and transfer layer 93.
- one or more semiconductor materials selected from IGSiO, ZnO, AZO, GZO, ITO, and IZO can also be used for the charge accumulation and transfer layer 93.
- the charge storage and transfer layer 93 has a thickness of, for example, 10 nm or more and 100 nm or less.
- the through wiring 52 is formed to penetrate the partition 110 in the direction of the arrow Z in a side view. Furthermore, the through wiring 52 is arranged at regular intervals in the extension direction of the partition 110 in a plan view. To explain in detail, in a plan view, the through wiring 52 is arranged at regular intervals in the partition 110 extending in the direction of the arrow X, and is arranged at regular intervals in the direction of the arrow X. Furthermore, in a plan view, the through wiring 52 is arranged at regular intervals in the partition 110 extending in the direction of the arrow Y, and is arranged at regular intervals in the direction of the arrow Y. The partition wall 110 will be described in detail later.
- the through-hole wiring 52 is formed containing one or more metals selected from W, Al, and copper (Cu).
- the through wiring 52 is formed such that the area of the first end face S1 on the first photoelectric conversion unit 3 side is smaller than the area of the second end face S2 on the second photoelectric conversion unit 9 side.
- the cross-sectional shape of the through wiring 52 is formed into an inverted trapezoid shape.
- the through wiring 52 configured in this manner can reduce the connection area with the through wiring 42, and can reduce the area occupied by the through wiring 42. In other words, the area occupied by the first photoelectric conversion unit 3 can be increased, and the amount of light received by the first photoelectric conversion unit 3 can be improved.
- the through wiring 42 is formed to penetrate the base 2 in the direction of the arrow Z in a side view, and is electrically connected to the through wiring 52. Furthermore, the through wiring 42 overlaps the through wiring 52 in a plan view, and is disposed at a constant interval apart from the through wiring 52, similar to the through wiring 52.
- the through wiring 42 is connected to a predetermined circuit such as the pixel circuit PC2.
- the through wire 42 is formed of, for example, the same metal as the through wire 52 .
- the optical filter 12 is disposed on the opposite side of the second electrode 95 to the organic photoelectric conversion layer 94 with the sealing layer 11 interposed therebetween.
- the sealing layer 11 is formed of one or more sealing materials selected from, for example, AlO, SiN, and SiON.
- the thickness of the sealing layer 11 is, for example, 5 nm to 1000 nm.
- the optical filter 12 includes a red filter 12R that transmits the red wavelength range, a green filter 12G that transmits the green wavelength range, and a blue filter 12B that transmits the blue wavelength range as the second wavelength range.
- the red filter 12R transmits light having a wavelength of, for example, 585 nm or more and 780 nm or less.
- the green filter 12G transmits light having a wavelength of, for example, 500 nm or more and 585 nm or less.
- the blue filter 12B transmits light having a wavelength of, for example, 400 nm or more and 500 nm or less.
- the optical filter 12 is formed, for example, by including a pigment that imparts color to a resin material.
- a pigment that imparts color to a resin material an organic resin material such as a phthalocyanine derivative can be practically used as the resin.
- the optical lens 13 is disposed on the opposite side of the optical filter 12 to the second photoelectric conversion unit 9 .
- the optical lens 13 is formed in a circular shape for each pixel 100.
- the optical lens 13 is formed in a curved shape that is curved in the direction of the arrow Z in a side view to collect the incident light L.
- the optical lens 13 is a so-called on-chip lens, and is formed for each pixel 100 or integrally across a plurality of pixels 100.
- the optical lens 13 is formed of, for example, a transparent resin material.
- an anti-reflection layer is formed on the surface of the optical lens 13.
- the anti-reflection layer is made of, for example, SiO2 .
- FIG. 7A shows an example of a specific vertical cross-sectional configuration of the partition wall 110 and the optical filter 7.
- the partition wall 110 is disposed between the first photoelectric conversion unit 3 and the second photoelectric conversion unit 9, and is disposed so as to surround the periphery of the first photoelectric conversion unit 3 in a plan view.
- the pixel 100 is constructed in the region surrounded by the partition wall 110. This will be described in detail.
- the partition 110 When viewed from the side, the partition 110 is formed in a trapezoidal shape in which the width dimension W2 of the second surface (top surface) 110A on the second photoelectric conversion section 9 side is smaller than the width dimension W1 of the first surface (bottom surface) 110B on the first photoelectric conversion section 3 side.
- the partition 110 has a sidewall 110S that is inclined with respect to the surface of the base 2.
- the sidewall 110S has an inclination angle ⁇ with respect to the first surface 110B of the partition 110.
- the optimal inclination angle ⁇ will be described in detail later.
- the optical filter 7 described above is disposed in the region of the pixel 100 surrounded by the partition wall 110 from the surface of the base 2 along the side wall 110 S of the partition wall 110 .
- the surface of the base 2 corresponds to the surface of the first photoelectric conversion section 3.
- At least the second layer 721, the first layer 712, the second layer 722, the first layer 713, and the second layer 723 are laminated in a direction perpendicular to the surface of the base 2 to form the optical filter 7.
- the plane direction of the second layer 721 etc. is parallel to the surface of the base 2.
- the optical filter 7 disposed along the side wall 110S of the partition 110 has at least the second layer 721, the first layer 712, the second layer 722, the first layer 713, and the second layer 723 stacked in a direction perpendicular to the side wall 110S to form the optical filter 7.
- the surface direction of the second layer 721, etc. is parallel to the side wall 110S.
- the optical filter 7 disposed on the surface of the base 2 and the optical filter 7 disposed on the side wall 110S of the partition 110 are each formed continuously without any joints.
- the entire partition 110 except for the through-wires 52 is made of SiO 2 , which has a lower refractive index than the second layer (a-Si) 721 of the optical filter 7.
- the partition 110 may be formed containing one or more materials selected from silicon nitride (SiN), SiON, and titanium oxide (TiO) as long as the above refractive index condition is satisfied.
- Fig. 7B shows an example of a specific vertical cross-sectional configuration of a partition 110CE and an optical filter 7CE of a photodetector according to a comparative example.
- Fig. 8 shows an example of a graph illustrating oblique incidence characteristics.
- the side surface of the optical filter 7CE is in contact with the side wall of the partition 110CE, and the optical filter 7CE is disposed surrounded by the partition 110CE.
- the optical filter 7CE is formed by alternately laminating a first layer 711, a first layer 712, a first layer 713, and a first layer 714 having a first refractive index and a second layer 721, a second layer 722, and a second layer 723 having a second refractive index, similar to the optical filter 7.
- a side wall 110CES of the partition 110CE is formed vertically with an inclination angle ⁇ of 90 degrees.
- the first layer 711 of the optical filter 7CE and the like are in contact with the side wall 110CES.
- the horizontal axis indicates wavelength [nm].
- the vertical axis indicates reflectance or transmittance [%].
- the first photoelectric conversion unit 3 receives infrared light.
- the wavelength band of infrared light shown in FIG. 8 is approximately 700 nm or more and 1000 nm or less.
- the incident angle ⁇ in of the incident light L to the optical filter 7CE is set to 30 degrees.
- the layer structure of the optical filter 7CE through which the incident light L passes is different in the vicinity of the partition 110CE.
- data Dc1 the reflectance of infrared light at the side wall 110CES of the partition 110CE is degraded in the case of oblique incidence.
- data Dc2 the transmittance of infrared light is degraded in the vicinity of the partition 110CE in the case of oblique incidence.
- the optical filter 7 is disposed along the side wall 110S of the partition 110. That is, the layer structure of the optical filter 7 through which the incident light L passes is the same on both the surface of the base 2 and the surface of the side wall 110S. Therefore, as shown in data D1, the reflectance of infrared light at the side wall 110S of the partition 110 is improved in the case of oblique incidence. Also, as shown in data D2, the transmittance of infrared light near the partition 110 is improved in the case of oblique incidence.
- FIG. 9 is a table illustrating the relationships between a plurality of types of materials forming the partition wall 110, the refractive index of each material, the critical angle, and the inclination angle of the side wall 110S of the partition wall 110.
- the refractive index of a-Si forming the second layer 721 of the optical filter 7 is 3.67.
- the refractive index of SiO2 forming the partition 110 is 1.45.
- the refractive index of SiN which is another material capable of forming the partition 110, is 2.00
- the refractive index of SiON is 2.00
- the refractive index of TiO is 2.4.
- a total reflection condition is calculated for oblique incidence of incident light L on the side wall 110S of the partition 110.
- a reflection condition is calculated for all incident light L to be reflected by the side wall 110S and received by the first photoelectric conversion unit 3.
- the critical angle ⁇ cr is 23.3 degrees
- the inclination angle ⁇ of the side wall 110S of the partition 110 is 54 degrees. That is, if the inclination angle ⁇ of the side wall 110S is 54 degrees or more, the total reflection condition is satisfied, and the incident light L reflected by the side wall 110S can be efficiently collected on the first photoelectric conversion unit 3.
- the critical angle ⁇ cr is 33.0 degrees, and the inclination angle ⁇ of the sidewall 110S is 63 degrees.
- SiON is used for the partition 110
- the critical angle ⁇ cr is 33.0 degrees
- the inclination angle ⁇ of the sidewall 110S is 63 degrees.
- TiO is used for the partition 110
- the critical angle ⁇ cr is 40.8 degrees
- the inclination angle ⁇ of the sidewall 110S is 71 degrees. Therefore, in the first embodiment, it is preferable that the inclination angle ⁇ of the side wall 110S is set to be equal to or greater than 50 degrees and equal to or less than 90 degrees.
- Fig. 10 to Fig. 18 show an example of a series of process cross sections for explaining the method for manufacturing the photodetector 1 according to the first embodiment.
- the base 2 is prepared (see FIG. 10).
- the base 2 is made of, for example, single crystal Si.
- the first photoelectric conversion unit 3 is formed on the base 2 in the region where the pixel 100 is to be formed (see FIG. 10).
- an insulator 700 is formed on the surface of the first photoelectric conversion section 3, and then a first layer 711 that will become a part of the optical filter 7 is formed (see FIG. 10).
- the first layer 711 is made of, for example, SiO2 .
- the first layer 711 is formed by using a chemical vapor deposition (CVD) method.
- CVD chemical vapor deposition
- through-hole wiring 42 is formed in the base 2 between the regions where the pixels 100 are formed.
- a partition forming layer 110F is formed on the entire surface of the base body 2.
- the partition forming layer 110F is made of, for example, SiO 2.
- the partition forming layer 110F is formed by using a CVD method.
- the partition formation layer 110F is patterned, and the partition formation layer 110F is removed in the formation region of the pixel 100.
- the partition formation layer 110F is patterned, the partition 110 is formed from the partition formation layer 110F remaining between the formation regions of the pixel 100.
- the partition 110 has an inclined sidewall 110S.
- the partition wall forming layer 110F is patterned by photolithography and etching, for example, dry etching.
- a second layer 721 and a first layer 712 which will become part of the optical filter 7 are sequentially formed on the entire surface of the base 2, including the surface of the base 2 and the surface of the side wall 110S of the partition 110.
- the second layer 721 is formed of, for example, a-Si.
- the second layer 721 is deposited by using a CVD method.
- the first layer 712 is formed of, for example, SiO 2.
- the first layer 712 is deposited by using a CVD method.
- a second layer 722, which will become part of the optical filter 7, is then formed over the entire surface of the substrate 2.
- the second layer 722 is made of, for example, a-Si.
- the second layer 722 is formed using the CVD method.
- the first layer 713 is made of, for example, SiO2 .
- the first layer 713 is deposited using a CVD method.
- the second layer 723 is made of, for example, a-Si.
- the second layer 723 is deposited using a CVD method.
- a first layer 714 which will become a part of the optical filter 7 is formed over the entire surface of the base body 2.
- the first layer 714 is made of, for example, SiO 2.
- the first layer 714 is formed by using a CVD method. 16 , a planarization process is performed until the second surface 110A of the partition 110 is exposed, and the excess first layer 714 and the like are removed. By this planarization process, the optical filter 7 is formed, which is disposed from the surface of the base 2 along the side wall 110S of the partition 110.
- the planarization process uses an etching technique or a chemical mechanical polishing (CMP) technique.
- a through hole 110H is formed in the partition wall 110.
- the through hole 110H is formed by using photolithography and etching techniques.
- a through-hole 110H has a through-wire 52 formed therein.
- the through-wire 52 is formed by depositing a metal film over the entire surface of the base 2 using a sputtering method or a CVD method, and then removing the excess metal. For example, a CMP technique is used to remove the metal.
- the second photoelectric conversion portion 9, the optical filter 12, and the optical lens 13 are formed in sequence, and the photodetector 1 shown in FIG. 5 can be completed.
- the method for manufacturing the photodetector 1 according to the first embodiment is completed.
- the photodetector 1 includes a first photoelectric conversion unit 3, a second photoelectric conversion unit 9, a partition wall 110, and an optical filter 7.
- the first photoelectric conversion section 3 is disposed on the base 2 and converts light in a first wavelength region into electric charges.
- the second photoelectric conversion section 9 faces the first photoelectric conversion section 3 and is disposed at a distance from the first photoelectric conversion section 3.
- the second photoelectric conversion section 9 converts light in a second wavelength region different from the first wavelength region into electric charges.
- the partition wall 110 is disposed between the first photoelectric conversion section 3 and the second photoelectric conversion section 9, surrounding the periphery of the first photoelectric conversion section 3.
- the partition wall 110 has a sidewall 110S inclined with respect to the surface of the base 2.
- the optical filter 7 is disposed between the first photoelectric conversion section 3 and the second photoelectric conversion section 9, with its periphery surrounded by the partition wall 110.
- the optical filter 7 is formed by stacking, from the first photoelectric conversion section 3 toward the second photoelectric conversion section 9, a first layer 712, a first layer 713, and a first layer 714 having a first refractive index, and a second layer 721, a second layer 722, and a second layer 723 having a second refractive index different from the first refractive index.
- the optical filter 7 selectively transmits at least light in the first wavelength range.
- the optical filter 7 is a multi-layer interference filter.
- the optical filter 7 is disposed along the side wall 110S of the partition 110 from the surface of the base 2.
- the surface directions of the first layer 712, the second layer 721, etc. of the optical filter 7 are disposed parallel to the side wall 110S of the partition 110, similar to the surface of the base 2. Therefore, even if oblique incidence occurs near the partition 110, no change occurs in the layer structure of the optical filter 7, and therefore the original characteristics of the optical filter 7 can be maintained.
- the optical filter 7 of the photodetection device 1 even obliquely incident infrared light can be selectively transmitted and effectively received by the first photoelectric conversion unit 3, thereby generating a high-resolution infrared light image.
- the portion of the partition 110 that contacts the optical filter 7 is made of a material having a lower refractive index than the optical filter 7.
- the boundary surface between the optical filter 7 and the side wall 110S of the partition 110 can be formed as the opposite surface to the incident light L. Therefore, the obliquely incident infrared light can be effectively received by the first photoelectric conversion unit 3, so that a high-resolution infrared light image can be generated.
- the partition 110 when viewed from the side, is formed in a trapezoidal shape in which the width dimension W2 of the second surface 110A on the second photoelectric conversion section 9 side is smaller than the width dimension W1 of the first surface 110B on the first photoelectric conversion section 3 side.
- the optical filter 7 can be disposed along the side wall 110S of the partition 110 from the surface of the base 2.
- the boundary surface between the optical filter 7 and the side wall 110S of the partition 110 can be formed as the opposite surface to the incident light L.
- a through wiring 52 made of metal is disposed inside the partition 110.
- the through wiring 52 is connected to the second photoelectric conversion unit 9 and also to the through wiring 42.
- the area of a first end face S1 of the through wiring 52 disposed inside the partition 110 on the first photoelectric conversion unit 3 side is smaller than the area of a second end face S2 of the through wiring 52 on the second photoelectric conversion unit 9 side.
- the connection area of the through wire 52 with the through wire 42 can be reduced, and the area occupied by the through wire 42 can be reduced.
- the area occupied by the first photoelectric conversion unit 3 can be increased, and the amount of light received by the first photoelectric conversion unit 3 can be improved.
- Second embodiment> A photodetector 1 according to a second embodiment of the present disclosure will be described with reference to Fig. 19.
- the configuration of the partitions 110 disposed around the pixels 100 in the photodetector 1 according to the first embodiment is changed.
- components that are the same or substantially the same as the components of the photodetection device 1 and its manufacturing method according to the first embodiment are given the same symbols, and duplicate explanations are omitted.
- FIG. 19 shows an example of a planar configuration of a pixel 100 of a photodetector 1 according to the second embodiment.
- the through-wires 52 are disposed at the four corners of the pixel 100 in a plan view.
- a light shielding plate 523 is disposed between the through-wires 52.
- the light shielding plate 523 extends in the direction of the arrow X or the direction of the arrow Y along each side of the pixel 100.
- the light shielding plate 523 has a vertical cross-sectional shape similar to that of the through-wires 52, and is made of the same metal as that of the through-wires 52.
- the light shielding plate 523 is connected to a fixed power source such as a ground power source.
- the components other than those described above are the same or substantially the same as the components of the light detection device 1 according to the first embodiment.
- a light shielding plate 523 is provided on the partition wall 110 as shown in FIG. According to the photodetection device 1 configured in this manner, the light shielding plate 53 can effectively suppress or prevent leakage of the incident light L between adjacent pixels 100. Therefore, in the photodetection device 1, it is possible to effectively suppress or prevent color mixing.
- FIG. 20 shows an example of a vertical cross-sectional configuration of a pixel 100 of a photodetector 1 according to the third embodiment.
- the partition 110 is formed in an inverted trapezoid shape in which the width dimension W2 of the second surface 110A on the second photoelectric conversion section 9 side is larger than the width dimension W1 of the first surface 110B on the first photoelectric conversion section 3 side when viewed from the side.
- the optical filter 7 is disposed within a region surrounded by the partition 110.
- the end face of the optical filter 7 is formed in contact with the side wall 110S of the partition 110.
- the first layer 712 and the second layer 721, which are closer to the first photoelectric conversion unit 3 side of the optical filter 7, extend further outward than the first layer 713 and the second layer 723, which are closer to the second photoelectric conversion unit 9 side.
- the cross-sectional shape of the partition 110 into an inverted trapezoid shape, it is possible to expand the area (opening area) occupied by the first photoelectric conversion section 3 while maintaining the layer structure and extending the optical filter 7 to the periphery of the first photoelectric conversion section 3.
- the components other than those described above are the same or substantially the same as the components of the light detection device 1 according to the first embodiment.
- FIG. 21 to 28 show an example of a series of process cross sections illustrating the method for manufacturing the photodetector 1 according to the third embodiment.
- the base 2 is prepared, and a first layer 711 that will become part of the optical filter 7 is formed (see FIG. 21). Then, as shown in FIG. 21, through-wires 42 are formed in the base 2 between the formation regions of the pixels 100.
- the second layer 721, the first layer 712, the second layer 722, the first layer 713, the second layer 723, and the first layer 714, which will become part of the optical filter 7, are formed in sequence over the entire surface of the base 2. This completes the optical filter 7.
- an opening 7H is formed in the optical filter 7 between the formation regions of the pixels 100.
- Photolithography and etching techniques are used to form the opening 7H.
- etching technique for example, a dry etching technique is used.
- a partition forming layer 110F is formed over the entire surface of the optical filter 7.
- the partition forming layer 110F is formed of, for example, SiO 2 , in the same manner as in the first manufacturing method.
- the partition forming layer 110F is formed by using a CVD method.
- the partition forming layer 110F is also embedded in the opening 7H formed in advance.
- partition forming layer 110F is removed until the surface of optical filter 7 is exposed. This forms partition 110 embedded in opening 7H from partition forming layer 110F. Etching or CMP techniques are used to remove partition forming layer 110F.
- a through hole 110H is formed in the partition wall 110.
- the through hole 110H is formed using photolithography and etching techniques.
- metal 52A is formed over the entire area including the surface of optical filter 7 and the surface of partition 110.
- Metal 52A is made of, for example, W.
- Metal 52A is deposited using a sputtering method or a CVD method.
- excess metal 52A is removed.
- CMP technology is used to remove metal 52A.
- through-hole 52 is formed from metal 52A in through-hole 110H.
- the second photoelectric conversion portion 9, the optical filter 12, and the optical lens 13 are formed in sequence, and the photodetector 1 shown in FIG. 20 described above can be completed.
- the method for manufacturing the photodetector 1 according to the third embodiment is completed.
- the partition 110 is formed in an inverted trapezoidal shape. According to the photodetector 1 configured in this manner, the area occupied by the first photoelectric conversion section 3 can be increased while the optical filter 7 can be extended to the periphery of the first photoelectric conversion section 3 while maintaining the layer structure. Therefore, the optical filter 7 of the photodetection device 1 of the third embodiment selectively transmits even obliquely incident infrared light, particularly around the pixel 100, and allows the first photoelectric conversion unit 3 to effectively receive the light, thereby generating a high-resolution infrared light image.
- the partition 110 is formed in an inverted trapezoidal shape, obliquely incident infrared light can also be easily focused on the first photoelectric conversion unit 3. This makes it possible to improve the amount of light received by the first photoelectric conversion unit 3, thereby enabling the generation of a high-resolution infrared light image.
- FIG. 29 shows an example of a vertical cross-sectional configuration of a pixel 100 of a photodetector 1 according to the fourth embodiment.
- the cross-sectional shape of the optical filter 7 is formed in a lens shape that curves and protrudes toward the first photoelectric conversion unit 3 in a side view.
- each layer, such as the first layer 712, is also formed in a lens shape that protrudes in the same direction.
- the partition 110 has a side wall 110S with an inclination, similar to the partition 110 of the light detection device 1 according to the first embodiment.
- the end surface portion of the optical filter 7 is disposed along this side wall 110S.
- the components other than those described above are the same or substantially the same as the components of the light detection device 1 according to the first embodiment.
- FIG. 30 to 40 show an example of a series of process cross sections for explaining the method for manufacturing the photodetector 1 according to the fourth embodiment.
- the base 2 is prepared, and a first layer 711 that will become part of the optical filter 7 is formed (see FIG. 30). Then, as shown in FIG. 30, through-wires 42 are formed in the base 2 between the formation regions of the pixels 100.
- a partition forming layer 110F1 that will become part of the partition 110 is formed over the entire surface of the base 2.
- the partition forming layer 110F1 is formed as part of the partition 110, it is made of a material that has a smaller refractive index than the optical filter 7, particularly the second layer 721, and has a different polishing speed during dishing processing compared to the first layer 711.
- the partition forming layer 110F1 is patterned, and a part of the partition 110 is formed from the partition forming layer 110F1. Photolithography and etching techniques are used for the patterning.
- the first layer 711 of the optical filter 7 is deposited again over the entire surface of the base 2.
- the first layer 711 is formed to cover a portion of the partition wall 110.
- dishing is performed on the first layer 711, and the cross-sectional shape of the surface of the first layer 711 is formed into a lens shape that curves and protrudes toward the first photoelectric conversion section 3.
- a second layer 721, which will become part of the optical filter 7 is formed on the surface of the first layer 711. Then, as shown in FIG. 36, the first layer 712, the second layer 722, the first layer 713, the second layer 723, and the first layer 714 are formed in sequence on the surface of the second layer 721. This completes the optical filter 7.
- the cross-sectional shape of the optical filter 7 is formed into a lens shape.
- an opening 7H is formed in the optical filter 7 between the formation regions of the pixels 100.
- Photolithography and etching techniques are used to form the opening 7H.
- the etching technique for example, dry etching technique is used.
- a part of the partition 110 (partition forming layer 110F1) is exposed in the opening 7H.
- a partition forming layer 110F is formed over the entire surface of the optical filter 7.
- the partition forming layer 110F is formed of, for example, SiO2 , as in the first manufacturing method.
- the partition forming layer 110F is formed by using a CVD method.
- the partition forming layer 110F is also embedded in the opening 7H formed beforehand.
- partition forming layer 110F is removed until the surface of the optical filter 7 is exposed. This forms a partition 110 embedded in the opening 7H from the partition forming layer 110F. Etching or CMP technology is used to remove the partition forming layer 110F.
- the partition 110 is formed by the partition forming layer 110F and the partition forming layer 110F1.
- a through hole 110H is formed in the partition 110, and a through wiring 52 is formed in the through hole 110H.
- the second photoelectric conversion portion 9, the optical filter 12, and the optical lens 13 are formed in sequence, and the photodetector 1 shown in FIG. 29 can be completed.
- the method for manufacturing the photodetector 1 according to the fourth embodiment is completed.
- the optical filter 7 is formed in a lens shape as shown in FIG.
- the optical filter 7 is disposed from the surface of the base 2 along the side wall 110S of the partition 110. Therefore, even if oblique incidence occurs near the partition 110, the layer structure of the optical filter 7 does not change significantly, so that the original characteristics of the optical filter 7 can be maintained. Therefore, in the optical filter 7 of the photodetection device 1 of the fourth embodiment, even obliquely incident infrared light can be selectively transmitted and effectively received by the first photoelectric conversion unit 3, thereby generating a high-resolution infrared light image.
- the optical filter 7 is formed in a lens shape, the incident light L can be condensed and effectively received by the first photoelectric conversion unit 3. Similarly, the light detection device 1 can generate a high-resolution infrared light image.
- a photodetector 1 according to a fifth embodiment of the present disclosure will be described with reference to Figures 41 and 42.
- an example in which the configuration of the optical filter 7 in the photodetector 1 according to the first embodiment is changed will be described.
- Fig. 41 shows an example of a planar configuration of a pixel 100 of a photodetector 1 according to the fifth embodiment.
- Fig. 42 shows an example of a vertical cross-sectional configuration of the pixel 100 shown in Fig. 41.
- a surface plasmon resonance filter is used as the optical filter 7 .
- the optical filter 7 is disposed so as to be surrounded by the partition wall 110.
- the optical filter 7 is formed by laminating a first layer 731, a second layer 74, a second layer 75, and the first layer 731, respectively.
- the first layers 731 and 732 are disposed opposite to each other in the thickness direction and spaced apart from each other.
- the first layers 731 and 732 are each made of a metal.
- Al is used for each of the first layers 731 and 732.
- Each of the second layers 74 and 75 is disposed between the first layer 731 and the first layer 732.
- the second layer 75 is embedded in through holes 74H regularly disposed in the second layer 74.
- Each of the second layers 74 and 75 is a dielectric material.
- the second layer 74 is made of, for example, TiO.
- the second layer 75 is made of, for example, SiO2 .
- the optical filter 7 like the optical filter 7 of the light detection device 1 according to the first embodiment, at least selectively transmits the incident light L in the first wavelength range (here, infrared light).
- the components other than those described above are the same or substantially the same as the components of the light detection device 1 according to the first embodiment.
- the photodetector 1 according to the fifth embodiment can provide the same effects as those provided by the photodetector 1 according to the first embodiment.
- the partition 110 has an inclined side wall 110S, so that even obliquely incident infrared light can be easily collected on the first photoelectric conversion unit 3. This can improve the amount of light received by the first photoelectric conversion unit 3, making it possible to generate a high-resolution infrared light image.
- a photodetector 1 according to a sixth embodiment of the present disclosure will be described with reference to Fig. 43.
- an example will be described in which the configurations of the pixels 100 and the optical filters 7 in the photodetector 1 according to the first embodiment are changed.
- FIG. 43 shows an example of a vertical cross-sectional configuration of a pixel 100 of a photodetector 1 according to the sixth embodiment.
- one pixel 100 is configured by stacking a first photoelectric conversion unit 3 that receives red light R and a second photoelectric conversion unit 9 that receives green light G. And the other pixel 100 is configured by stacking a first photoelectric conversion unit 3 that receives blue light B and a second photoelectric conversion unit 9 that receives green light G.
- the first photoelectric conversion unit 3 is formed, for example, of a semiconductor photodiode, similar to the first photoelectric conversion unit 3 of the light detection device 1 according to the first embodiment.
- the second photoelectric conversion unit 9 is formed, for example, of an organic photodiode, similar to the second photoelectric conversion unit 9 of the light detection device 1 according to the first embodiment.
- the optical filter 7 and the partition 110 have substantially the same configuration as the optical filter 7 and the partition 110 of the light detection device 1 according to the first embodiment.
- the transmission wavelength ranges of the red light R and the blue light B are different.
- the optical filter 7 disposed in the first photoelectric conversion unit 3 that receives the blue light B is formed to be thinner than the optical filter 7 disposed in the first photoelectric conversion unit 3 that receives the red light R.
- the components other than those described above are the same or substantially the same as the components of the light detection device 1 according to the first embodiment.
- the present technology can be applied to a light detection device 1 that receives red light R, blue light B, and green light G, but does not receive infrared light.
- a photodetector 1 according to a seventh embodiment of the present disclosure will be described with reference to Fig. 44.
- the seventh embodiment an example in which the photodetector 1 according to the fourth embodiment and the photodetector 1 according to the sixth embodiment are combined will be described.
- FIG. 44 shows an example of a vertical cross-sectional configuration of a pixel 100 of a photodetector 1 according to the seventh embodiment.
- the photodetector 1 according to the seventh embodiment is configured by combining the photodetector 1 according to the fourth embodiment with the photodetector 1 according to the sixth embodiment. That is, the optical filter 7 of the photodetector 1 according to the fourth embodiment is disposed in the pixel 100 of the photodetector 1 according to the sixth embodiment.
- the optical filter 7 is formed in a lens shape.
- the components other than those described above are the same or substantially the same as the components of the optical detection device 1 according to the fourth embodiment or the optical detection device 1 according to the sixth embodiment.
- a photodetector 1 according to an eighth embodiment of the present disclosure will be described with reference to Fig. 45.
- an example in which the photodetector 1 according to the fifth embodiment and the photodetector 1 according to the sixth embodiment are combined will be described.
- FIG. 45 shows an example of a vertical cross-sectional configuration of a pixel 100 of a photodetector 1 according to the eighth embodiment.
- the photodetector 1 according to the eighth embodiment is configured by combining the photodetector 1 according to the fifth embodiment with the photodetector 1 according to the sixth embodiment. That is, the optical filter 7 of the photodetector 1 according to the fifth embodiment is disposed in the pixel 100 of the photodetector 1 according to the sixth embodiment.
- the optical filter 7 is a surface plasmon resonance filter.
- the components other than those described above are the same or substantially the same as the components of the optical detection device 1 according to the fifth embodiment or the optical detection device 1 according to the sixth embodiment.
- the technology according to the present disclosure can be applied to various products.
- the technology according to the present disclosure may be realized as a device mounted on any type of moving body such as an automobile, an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, a motorcycle, a bicycle, a personal mobility device, an airplane, a drone, a ship, or a robot.
- FIG. 45 is a block diagram showing a schematic configuration example of a vehicle control system, which is an example of a mobile object control system to which the technology disclosed herein 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, an outside vehicle information detection unit 12030, an inside vehicle information detection unit 12040, and an integrated control unit 12050.
- Also shown as functional components of the integrated control unit 12050 are a microcomputer 12051, an audio/video output unit 12052, and an in-vehicle network I/F (Interface) 12053.
- the drive system control unit 12010 controls the operation of devices related to the drive system of the vehicle according to various programs.
- the drive system control unit 12010 functions as a control device for a drive force generating device for generating the drive force of the vehicle, such as an internal combustion engine or a drive motor, a drive force transmission mechanism for transmitting the drive force to the wheels, a steering mechanism for adjusting the steering angle of the vehicle, and a braking device for generating a braking force for the vehicle.
- the outside-vehicle information detection unit 12030 detects information outside the vehicle equipped with the vehicle control system 12000.
- the image capturing unit 12031 is connected to the outside-vehicle information detection unit 12030.
- the outside-vehicle information detection unit 12030 causes the image capturing unit 12031 to capture images outside the vehicle and receives the captured images.
- the outside-vehicle information detection unit 12030 may perform object detection processing or distance detection processing for people, cars, obstacles, signs, characters on the road surface, etc. based on the received images.
- the microcomputer 12051 can also perform cooperative control for the purpose of autonomous driving, which allows the vehicle to travel autonomously without relying on the driver's operation, by controlling the driving force generating device, steering mechanism, braking device, etc. based on information about the surroundings of the vehicle acquired by the outside vehicle information detection unit 12030 or the inside vehicle information detection unit 12040.
- the microcomputer 12051 can also output control commands to the body system control unit 12020 based on information outside the vehicle acquired by the outside information detection unit 12030. For example, the microcomputer 12051 can control the headlamps according to the position of a preceding vehicle or an oncoming vehicle detected by the outside information detection unit 12030, and perform cooperative control aimed at preventing glare, such as switching from high beams to low beams.
- the audio/image output unit 12052 transmits at least one output signal of audio and image to an output device capable of visually or audibly notifying the occupants of the vehicle or the outside of the vehicle of information.
- an audio speaker 12061, a display unit 12062, and an instrument panel 12063 are exemplified as output devices.
- the display unit 12062 may include, for example, at least one of an on-board display and a head-up display.
- FIG. 46 shows an example of the installation position of the imaging unit 12031.
- the imaging unit 12031 includes imaging units 12101, 12102, 12103, 12104, and 12105.
- FIG. 46 shows an example of the imaging ranges of the imaging units 12101 to 12104.
- Imaging range 12111 indicates the imaging range of the imaging unit 12101 provided on the front nose
- imaging ranges 12112 and 12113 indicate the imaging ranges of the imaging units 12102 and 12103 provided on the side mirrors, respectively
- imaging range 12114 indicates the imaging range of the imaging unit 12104 provided on the rear bumper or back door.
- an overhead image of the vehicle 12100 viewed from above is obtained by superimposing the image data captured by the imaging units 12101 to 12104.
- 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 consisting of multiple imaging elements, or an imaging element having pixels for phase difference detection.
- the microcomputer 12051 classifies and extracts three-dimensional object data on three-dimensional objects, such as two-wheeled vehicles, ordinary vehicles, large vehicles, pedestrians, utility poles, and other three-dimensional objects, based on the distance information obtained from the imaging units 12101 to 12104, and can use the data to automatically avoid obstacles.
- the microcomputer 12051 distinguishes obstacles around the vehicle 12100 into 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, which indicates the risk of collision with each obstacle, and when the collision risk is equal to or exceeds a set value and there is a possibility of a collision, it can provide driving assistance for collision avoidance by outputting an alarm to the driver via the audio speaker 12061 or the display unit 12062, or by performing forced deceleration or avoidance steering via the drive system control unit 12010.
- 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 or not a pedestrian is present in the image captured by the imaging units 12101 to 12104. The recognition of such a pedestrian is performed, for example, by a procedure of extracting feature points in the image captured by the imaging units 12101 to 12104 as infrared cameras, and a procedure of performing pattern matching processing on a series of feature points that indicate the contour of an object to determine whether or not it is a pedestrian.
- the audio/image output unit 12052 controls the display unit 12062 to superimpose a rectangular contour line for emphasis on the recognized pedestrian.
- the audio/image output unit 12052 may also control the display unit 12062 to display an icon or the like indicating a pedestrian at a desired position.
- the technology according to the present disclosure may be applied to various products.
- the technology according to the present disclosure may be applied to an endoscopic surgery system.
- FIG. 48 is a block diagram showing an example of the general configuration of a system for acquiring internal patient information using a capsule endoscope to which the technology disclosed herein can be applied.
- the internal body information acquisition system 10001 is composed of a capsule endoscope 10100 and an external control device 10200.
- the capsule endoscope 10100 is swallowed by the patient during the examination.
- the capsule endoscope 10100 has an imaging function and a wireless communication function, and while moving inside the inside of the organs such as the stomach and intestines by peristalsis or the like until it is naturally expelled from the patient, it sequentially captures images of the inside of the organs (hereinafter also referred to as in-vivo images) at predetermined intervals, and sequentially wirelessly transmits information about the in-vivo images 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.
- the external control device 10200 receives information about the in-vivo images transmitted from the capsule endoscope 10100, and generates image data for displaying the in-vivo images on a display device (not shown) based on the received information about the in-vivo images.
- the in-vivo information acquisition system 10001 can obtain in-vivo images capturing the state inside the patient's body at any time from the time the capsule endoscope 10100 is swallowed to the time it is expelled.
- the capsule endoscope 10100 has a capsule-shaped housing 10101, which contains a light source unit 10111, an imaging unit 10112, an image processing unit 10113, a wireless communication unit 10114, a power supply unit 10115, a power supply unit 10116, and a control unit 10117.
- the light source unit 10111 is composed of a light source such as an LED (light emitting diode) and irradiates light onto the imaging field of view of the imaging unit 10112.
- a light source such as an LED (light emitting diode) and irradiates light onto the imaging field of view of the imaging unit 10112.
- the imaging unit 10112 is composed of an imaging element and an optical system consisting of multiple lenses provided in front of the imaging element. Reflected light (hereinafter referred to as observation light) of light irradiated onto the body tissue to be observed is collected by the optical system and enters the imaging element. In the imaging unit 10112, the imaging element photoelectrically converts the observation light that is incident thereon, 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 composed of processors such as a CPU (Central Processing Unit) and a GPU (Graphics Processing Unit), and performs various signal processing on the image signal generated by the imaging unit 10112.
- the image processing unit 10113 provides the image signal that has been subjected to signal processing to the wireless communication unit 10114 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 device 10200 via the antenna 10114A.
- the wireless communication unit 10114 also receives a control signal related to the drive control of the capsule endoscope 10100 from the external control device 10200 via the antenna 10114A.
- the wireless communication unit 10114 provides the control signal received from the external control device 10200 to the control unit 10117.
- the power supply unit 10115 is composed of an antenna coil for receiving power, a power regeneration circuit that regenerates power from the current generated in the antenna coil, and a boost circuit. In the power supply unit 10115, power is generated using the principle of so-called non-contact charging.
- the power supply unit 10116 is composed of a secondary battery, and stores the power generated by the power supply unit 10115.
- FIG. 48 to avoid cluttering the drawing, arrows and other illustrations indicating the destination of the power supply from the power supply unit 10116 are omitted, but the power stored in the power supply unit 10116 is supplied to the light source unit 10111, the imaging unit 10112, the image processing unit 10113, the wireless communication unit 10114, and the control unit 10117, and can be used to drive these units.
- the control unit 10117 is configured with a processor such as a CPU, and appropriately controls the operation of the light source unit 10111, the imaging unit 10112, the image processing unit 10113, the wireless communication unit 10114, and the power supply unit 10115 in accordance with control signals transmitted from the external control device 10200.
- a processor such as a CPU
- the external control device 10200 is composed of a processor such as a CPU or a GPU, or a microcomputer or a control board in which a processor and a storage element such as a memory are mounted together.
- 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 conditions for the observation object in the light source unit 10111 can be changed by the control signal from the external control device 10200.
- the imaging conditions for example, the frame rate and exposure value in the imaging unit 10112
- the contents of the processing in the image processing unit 10113 and the conditions for the wireless communication unit 10114 to transmit an image signal may be changed by the control signal from the external control device 10200.
- the external control device 10200 also performs various image processing on the image signal transmitted from the capsule endoscope 10100 to generate image data for displaying the captured in-vivo image on a display device.
- the image processing can include various signal processing such as development processing (demosaic processing), high image quality processing (band enhancement processing, super-resolution processing, NR (Noise reduction) processing, and/or image stabilization processing, etc.), and/or enlargement processing (electronic zoom processing).
- the external control device 10200 controls the driving of the display device to display the captured in-vivo image based on the generated image data.
- the external control device 10200 may record the generated image data in a recording device (not shown) or print it out on a printing device (not shown).
- the technology of the present disclosure can be applied to the imaging unit 10112.
- the technology of the present disclosure can be applied to the imaging unit 10112.
- the photodetector includes a first photoelectric conversion unit, a second photoelectric conversion unit, a partition wall, and an optical filter.
- the first photoelectric conversion section is disposed on a base and converts light in a first wavelength range into electric charges.
- the second photoelectric conversion section faces the first photoelectric conversion section and is disposed at a distance from the first photoelectric conversion section.
- the second photoelectric conversion section converts light in a second wavelength range different from the first wavelength range into electric charges.
- the partition wall is disposed between the first photoelectric conversion section and the second photoelectric conversion section, surrounding the periphery of the first photoelectric conversion section.
- the partition wall has a sidewall inclined with respect to the surface of the base.
- the optical filter is disposed between the first and second photoelectric conversion sections and is surrounded by the partition wall.
- the optical filter is formed by stacking, from the first photoelectric conversion section to the second photoelectric conversion section, a first layer having a first refractive index and a second layer having a second refractive index different from the first refractive index.
- the optical filter selectively transmits at least light in the first wavelength range.
- the optical filter since the side walls of the partition are inclined, the optical filter is disposed from the surface of the base along the side walls of the partition. Therefore, even if oblique incidence occurs near the partition, the layer structure of the optical filter does not change, so the original characteristics of the optical filter can be maintained. Therefore, the optical filter selectively transmits even obliquely incident light, allowing the first photoelectric conversion unit to effectively receive the light.
- a portion of the partition that contacts the optical filter in the photodetector according to the first embodiment is formed from a material that has a lower refractive index than the optical filter.
- the boundary surface between the optical filter and the side wall of the partition can be formed as the opposite surface, so that obliquely incident light can be effectively received by the first photoelectric conversion unit.
- the optical filter is a multi-layer interference filter. According to the photodetector configured in this manner, it is possible to obtain the same effects as those obtained by the photodetector according to the first embodiment.
- the optical filter is a surface plasmon resonance filter. According to the photodetector configured in this manner, it is possible to obtain the same effects as those obtained by the photodetector according to the first embodiment.
- a photodetector includes a first photoelectric conversion unit, a second photoelectric conversion unit, a partition wall, and an optical filter.
- the first photoelectric conversion section is disposed on the base and converts light in a first wavelength range into electric charges.
- the second photoelectric conversion section faces the first photoelectric conversion section and is disposed at a distance from the first photoelectric conversion section and converts light in a second wavelength range different from the first wavelength range into electric charges.
- the partition wall is disposed between the first photoelectric conversion section and the second photoelectric conversion section, surrounding the periphery of the first photoelectric conversion section.
- the optical filter is surrounded by the partition wall between the first photoelectric conversion section and the second photoelectric conversion section, and is disposed from the surface of the base along a side wall of the partition wall.
- the optical filter has a first layer having a first refractive index and a second layer having a second refractive index different from the first refractive index stacked on top of the first layer from the first photoelectric conversion section to the second photoelectric conversion section, and at least selectively transmits light in the first wavelength range.
- the optical filter is disposed along the side wall of the partition from the surface of the base. Therefore, even if oblique incidence occurs near the partition, the layer structure of the optical filter does not change, so the original characteristics of the optical filter can be maintained. Therefore, the optical filter selectively transmits even obliquely incident light, allowing it to be effectively received by the first photoelectric conversion unit.
- the present technology includes the following configuration: According to the present technology having the following configuration, it is possible to improve oblique incidence characteristics in a light detection device.
- a first photoelectric conversion unit disposed on a substrate and configured to convert light in a first wavelength range into an electric charge; a second photoelectric conversion unit that faces the first photoelectric conversion unit and is disposed at a distance from the first photoelectric conversion unit and converts light in a second wavelength range different from the first wavelength range into electric charges; a partition wall disposed between the first photoelectric conversion unit and the second photoelectric conversion unit so as to surround the first photoelectric conversion unit and having a sidewall inclined with respect to a surface of the base; an optical filter disposed between the first photoelectric conversion unit and the second photoelectric conversion unit and surrounded by the partition, the optical filter including a first layer having a first refractive index and a second layer having a second refractive index different from the first refractive index stacked from the first photoelectric conversion unit to the second photoelectric conversion unit, and which at least
- At least a portion of the partition that contacts the optical filter is formed of a material having a refractive index lower than that of the optical filter.
- the partition When viewed from the side, the partition is formed in a trapezoidal shape in which the width dimension of a second surface on the second photoelectric conversion unit side is smaller than the width dimension of a first surface on the first photoelectric conversion unit side.
- the partition When viewed from the side, the partition is formed into an inverted trapezoid shape in which the width dimension of a second surface on the second photoelectric conversion unit side is larger than the width dimension of a first surface on the first photoelectric conversion unit side.
- (6) The light-detecting device according to (3), wherein at least a part of the metal disposed inside the partition is electrically connected to the second photoelectric conversion unit.
- (7) The photodetector device described in (3) or (6), wherein, in a side view, an area of a first end face of the metal arranged inside the partition on the first photoelectric conversion unit side is smaller than an area of a second end face of the metal on the second photoelectric conversion unit side.
- the optical filter is disposed along the side wall of the partition from a surface of the base, The photodetector according to any one of (1) to (7), wherein the first layer and the second layer are disposed parallel to the side wall of the partition wall.
- the optical filter is a multilayer interference filter.
- the optical filter is a surface plasmon resonance filter.
- the optical filter is formed by stacking two or more selected from amorphous silicon, silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, and titanium oxide.
- the light-detecting device according to any one of (1) to (11), wherein the partition is formed containing one or more selected from silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, and titanium oxide.
- a cross-sectional shape of the optical filter is formed into a lens shape that is curved and protrudes toward the first photoelectric conversion unit in a side view.
- the first photoelectric conversion unit and the second photoelectric conversion unit constitute a pixel,
- the pixels are arranged regularly in a plurality of rows,
- the photodetection device according to any one of (1) to (14), wherein an optical filter disposed in one of the pixels among the plurality of pixels arranged has a different transmission wavelength range from an optical filter disposed in another of the pixels.
- a first photoelectric conversion unit disposed on a substrate and configured to convert light in a first wavelength range into an electric charge; a second photoelectric conversion unit that faces the first photoelectric conversion unit and is disposed at a distance from the first photoelectric conversion unit and converts light in a second wavelength range different from the first wavelength range into electric charges; a partition wall disposed between the first photoelectric conversion unit and the second photoelectric conversion unit so as to surround the first photoelectric conversion unit; an optical filter disposed between the first photoelectric conversion unit and the second photoelectric conversion unit, surrounded by the partition wall, and arranged from the surface of the base along a side wall of the partition wall, the optical filter including a first layer having a first refractive index and a second layer having a second refractive index different from the first refractive index stacked from the first photoelectric conversion unit to the second photoelectric conversion unit, and which at least selectively transmits light in the first wavelength range.
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Abstract
光検出装置は、基体に配設され、第1波長域の光を電荷に変換する第1光電変換部と、第1光電変換部に対向し、かつ、第1光電変換部に対して離間して配設され、第1波長域とは異なる第2波長域の光を電荷に変換する第2光電変換部と、第1光電変換部と第2光電変換部との間において、第1光電変換部の周囲を取り囲んで配設され、基体の表面に対して傾斜した側壁を有する隔壁と、第1光電変換部と第2光電変換部との間において、隔壁に周囲が取り囲まれて配設され、第1光電変換部から第2光電変換部へ向かって、第1屈折率を有する第1層に第1屈折率とは異なる第2屈折率を有する第2層を積層し、第1波長域の光を少なくとも選択的に透過させる光学フィルタとを備えている。
Description
本開示は、光検出装置に関する。
特許文献1には、固体撮像装置が開示されている。固体撮像装置は、複数の画素が二次元状に配列された画素アレイ部を備えている。
各画素は、半導体層の上層に形成された第1光電変換領域と、半導体層に形成された第2光電変換領域とを同一光軸上に備えている。第1光電変換領域上には、色成分に対応した所定波長領域の光を透過させる第1フィルタが形成されている。第1光電変換領域と第2光電変換領域との間には、赤外光(IR:infrared)領域の光を透過させる第2フィルタが形成されている。
第2フィルタには、多層膜フィルタが使用されている。多層膜フィルタは、高屈折率材料と低屈折率材料とを周期的に交互に積層して形成されている。多層膜フィルタの透過バンドは、赤外光の波長領域とされている。つまり、多層膜フィルタでは、赤外光を選択的に透過させ、第2光電変換領域に受光させることができる。
各画素は、半導体層の上層に形成された第1光電変換領域と、半導体層に形成された第2光電変換領域とを同一光軸上に備えている。第1光電変換領域上には、色成分に対応した所定波長領域の光を透過させる第1フィルタが形成されている。第1光電変換領域と第2光電変換領域との間には、赤外光(IR:infrared)領域の光を透過させる第2フィルタが形成されている。
第2フィルタには、多層膜フィルタが使用されている。多層膜フィルタは、高屈折率材料と低屈折率材料とを周期的に交互に積層して形成されている。多層膜フィルタの透過バンドは、赤外光の波長領域とされている。つまり、多層膜フィルタでは、赤外光を選択的に透過させ、第2光電変換領域に受光させることができる。
このように構成される固体撮像装置によれば、可視光画像の高画質化が維持されつつ、高解像度の赤外光画像を生成することができる。
上記固体撮像装置では、第2フィルタにおいて、斜入射特性が配慮されていない。すなわち、第2フィルタに光が入射されるとき、光の入射角度が変化すると、光が透過する第2フィルタの各層の膜厚が変化するので、最適な光透過率を得ることが難しい。
このため、斜入射特性を向上させることができる光検出装置が望まれていた。
このため、斜入射特性を向上させることができる光検出装置が望まれていた。
本開示の第1実施態様に係る光検出装置は、基体に配設され、第1波長域の光を電荷に変換する第1光電変換部と、第1光電変換部に対向し、かつ、第1光電変換部に対して離間して配設され、第1波長域とは異なる第2波長域の光を電荷に変換する第2光電変換部と、第1光電変換部と第2光電変換部との間において、第1光電変換部の周囲を取り囲んで配設され、基体の表面に対して傾斜した側壁を有する隔壁と、第1光電変換部と第2光電変換部との間において、隔壁に周囲が取り囲まれて配設され、第1光電変換部から第2光電変換部へ向かって、第1屈折率を有する第1層に第1屈折率とは異なる第2屈折率を有する第2層を積層し、第1波長域の光を少なくとも選択的に透過させる光学フィルタとを備えている。
本開示の第2実施態様に係る光検出装置では、第1実施態様に係る光検出装置において、隔壁の少なくとも光学フィルタに接する部位は、光学フィルタに対して低い屈折率を有する材料により形成されている。
本開示の第3実施態様に係る光検出装置では、第1実施態様に係る光検出装置において、光学フィルタは、多層干渉フィルタである。
本開示の第4実施態様に係る光検出装置では、第1実施態様に係る光検出装置において、光学フィルタは、表面プラズモン共鳴フィルタである。
本開示の第5実施態様に係る光検出装置は、基体に配設され、第1波長域の光を電荷に変換する第1光電変換部と、第1光電変換部に対向し、かつ、第1光電変換部に対して離間して配設され、第1波長域とは異なる第2波長域の光を電荷に変換する第2光電変換部と、第1光電変換部と第2光電変換部との間において、第1光電変換部の周囲を取り囲んで配設された隔壁と、第1光電変換部と第2光電変換部との間において、隔壁に周囲が取り囲まれ、基体の表面から隔壁の側壁に沿って配設され、第1光電変換部から第2光電変換部へ向かって、第1屈折率を有する第1層に第1屈折率とは異なる第2屈折率を有する第2層を積層し、第1波長域の光を少なくとも選択的に透過させる光学フィルタとを備えている。
以下、本開示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.第1実施の形態
第1実施の形態は、光検出装置に、本技術を適用した第1例を説明する。第1実施の形態は、光検出装置の構成及び製造方法について説明する。特に、第1実施の形態は、光検出装置のシステム構成、回路構成、平面構成、断面構成の各構成について説明する。
2.第2実施の形態
第2実施の形態は、第1実施の形態に係る光検出装置において、画素の周囲に配設された隔壁の構成を変えた第2例を説明する。
3.第3実施の形態
第3実施の形態は、第1実施の形態に係る光検出装置において、画素の周囲に配設された隔壁の構成を変えた第3例を説明する。第3実施の形態は、隔壁の製造方法を含め、光検出装置の製造方法についても説明する。
4.第4実施の形態
第4実施の形態は、第1実施の形態に係る光検出装置において、光学フィルタの構成を変えた第4例を説明する。第4実施の形態は、光学フィルタの製造方法を含め、光検出装置の製造方法についても説明する。
5.第5実施の形態
第5実施の形態は、第1実施の形態に係る光検出装置において、光学フィルタの構成を変えた第5例を説明する。
6.第6実施の形態
第6実施の形態は、第1実施の形態に係る光検出装置において、画素及び光学フィルタの構成を変えた第6例を説明する。
7.第7実施の形態
第6実施の形態は、第4実施の形態に係る光検出装置と第6実施の形態に係る光検出装置とを組み合わせた第7例を説明する。
8.第8実施の形態
第8実施の形態は、第5実施の形態に係る光検出装置と第6実施の形態に係る光検出装置とを組み合わせた第8例を説明する。
9.移動体への応用例
この応用例は、移動体に本技術を適用した例を説明する。
10.体内情報取得システムへの応用
この応用例は、体内情報取得システムに本技術を適用した例を説明する。
11.その他の実施の形態
1.第1実施の形態
第1実施の形態は、光検出装置に、本技術を適用した第1例を説明する。第1実施の形態は、光検出装置の構成及び製造方法について説明する。特に、第1実施の形態は、光検出装置のシステム構成、回路構成、平面構成、断面構成の各構成について説明する。
2.第2実施の形態
第2実施の形態は、第1実施の形態に係る光検出装置において、画素の周囲に配設された隔壁の構成を変えた第2例を説明する。
3.第3実施の形態
第3実施の形態は、第1実施の形態に係る光検出装置において、画素の周囲に配設された隔壁の構成を変えた第3例を説明する。第3実施の形態は、隔壁の製造方法を含め、光検出装置の製造方法についても説明する。
4.第4実施の形態
第4実施の形態は、第1実施の形態に係る光検出装置において、光学フィルタの構成を変えた第4例を説明する。第4実施の形態は、光学フィルタの製造方法を含め、光検出装置の製造方法についても説明する。
5.第5実施の形態
第5実施の形態は、第1実施の形態に係る光検出装置において、光学フィルタの構成を変えた第5例を説明する。
6.第6実施の形態
第6実施の形態は、第1実施の形態に係る光検出装置において、画素及び光学フィルタの構成を変えた第6例を説明する。
7.第7実施の形態
第6実施の形態は、第4実施の形態に係る光検出装置と第6実施の形態に係る光検出装置とを組み合わせた第7例を説明する。
8.第8実施の形態
第8実施の形態は、第5実施の形態に係る光検出装置と第6実施の形態に係る光検出装置とを組み合わせた第8例を説明する。
9.移動体への応用例
この応用例は、移動体に本技術を適用した例を説明する。
10.体内情報取得システムへの応用
この応用例は、体内情報取得システムに本技術を適用した例を説明する。
11.その他の実施の形態
<1.第1実施の形態>
図1~図18を用いて、本開示の第1実施の形態に係る光検出装置1及び光検出装置1の製造方法を説明する。
図1~図18を用いて、本開示の第1実施の形態に係る光検出装置1及び光検出装置1の製造方法を説明する。
ここで、図中、適宜、示されている矢印X方向は、便宜的に平面上に載置された光検出装置1の1つの平面方向を示している。矢印Y方向は、矢印X方向に対して直交する他の1つの平面方向を示している。また、矢印Z方向は、矢印X方向及び矢印Y方向に対して直交する上方向を示している。つまり、矢印X方向、矢印Y方向、矢印Z方向は、丁度、三次元座標系のX軸方向、Y軸方向、Z軸方向に各々一致している。
なお、これらの各方向は、説明の理解を助けるために示されており、本技術の方向を限定するものではない。
なお、これらの各方向は、説明の理解を助けるために示されており、本技術の方向を限定するものではない。
[光検出装置1の構成]
(1)光検出装置1の全体のシステム構成
図1は、光検出装置1のシステム構成を説明する回路ブロックの一例を表している。
(1)光検出装置1の全体のシステム構成
図1は、光検出装置1のシステム構成を説明する回路ブロックの一例を表している。
光検出装置1は、矢印Z方向から見て(以下、単に「平面視において」という。)、基体2の中央部に受光領域101を備えている。受光領域101には、複数の画素100が規則的に配列されている。
画素100は、矢印X方向を第1方向として複数配列され、かつ、矢印Y方向を第2方向として複数配列されている。つまり、複数の画素100は、行列状に配列されている。画素100では、入射された光が信号としての電荷に変換される。
画素100は、矢印X方向を第1方向として複数配列され、かつ、矢印Y方向を第2方向として複数配列されている。つまり、複数の画素100は、行列状に配列されている。画素100では、入射された光が信号としての電荷に変換される。
光検出装置1には、更に受光領域101の周囲に周辺回路が配設されている。周辺回路には、読出回路RC1、読出回路RC2及び駆動回路DRが少なくとも含まれている。
後に詳細に説明するが、1つの画素100は、2以上の光電変換部を備えている。ここでは、1つの画素100は、矢印Z方向に積層された2種類の光電変換部により構築されている。
読出回路RC1は、例えば、2種類のうちの一方の光電変換部において変換された電荷を信号として読み取る画素回路を備えている。読出回路RC2は、例えば、2種類のうちの他方の光電変換部において変換された電荷を信号として読み取る画素回路を備えている。
駆動回路DRは、画素100の光電変換部を駆動する駆動信号を出力する。
読出回路RC1は、例えば、2種類のうちの一方の光電変換部において変換された電荷を信号として読み取る画素回路を備えている。読出回路RC2は、例えば、2種類のうちの他方の光電変換部において変換された電荷を信号として読み取る画素回路を備えている。
駆動回路DRは、画素100の光電変換部を駆動する駆動信号を出力する。
(2)画素100、画素回路PC1、画素回路PC2の各々の回路構成及び概略構成
図2は、画素100、画素回路PC1及び画素回路PC2の回路構成の一例を表している。図3は、画素100、画素回路PC1及び画素回路PC2の概略構成の一例を表している。
図2は、画素100、画素回路PC1及び画素回路PC2の回路構成の一例を表している。図3は、画素100、画素回路PC1及び画素回路PC2の概略構成の一例を表している。
画素100は、第1光電変換部3と、第2光電変換部9との2つの光電変換部を備えている。第1光電変換部3において変換される光の波長帯域は、第2光電変換部9において変換される光の波長帯域に対して異なっている。
第1光電変換部3は、半導体フォトダイオードにより構成されている。第1光電変換部3では、入射された光量に応じて電荷が生成される。電荷は、信号として、画素回路PC1に送られる。画素回路PC1は、読出回路RC1を構築している(図1参照)。
画素回路PC1は、第1光電変換部3に接続されている。画素回路PC1は、ここでは、転送トランジスタTG1と、リセットトランジスタRST1と、増幅トランジスタAMP1と、選択トランジスタSEL1とを備えている。転送トランジスタTG1等のトランジスタは、例えばnチャネル導電型絶縁ゲート電界効果トランジスタ(IGFET:Insulated Gate Field Effect Transistor)により構成されている。
なお、画素回路PC1は、転送トランジスタTG1を含めずに、リセットトランジスタRST1と、増幅トランジスタAMP1と、選択トランジスタSEL1とを備えて構築されてもよい。また、画素回路PC1は、更にフローティングディフュージョン変換ゲイン切替えトランジスタを備えて構築されてもよい。
なお、画素回路PC1は、転送トランジスタTG1を含めずに、リセットトランジスタRST1と、増幅トランジスタAMP1と、選択トランジスタSEL1とを備えて構築されてもよい。また、画素回路PC1は、更にフローティングディフュージョン変換ゲイン切替えトランジスタを備えて構築されてもよい。
画素回路PC1の具体的な構成は、以下の通りである。
転送トランジスタTG1の一対の主電極のうち、一方の主電極は、第1光電変換部3に接続されている。他方の主電極は、フローティングディフュージョンFD1を通して増幅トランジスタAMP1のゲート電極に接続されている。ゲート電極には、制御信号を転送する制御信号線(水平信号線)TSが接続されている。
リセットトランジスタRST1の一対の主電極のうち、一方の主電極は、フローティングディフュージョンFD1に接続されている。他方の主電極は、電源電圧VDDに接続されている。ゲート電極には、リセット信号を転送するリセット信号線RS1が接続されている。
増幅トランジスタAMP1の一対の主電極のうち、一方の主電極は、電源電圧VDDに接続されている。他方の主電極は、選択トランジスタSEL1の一対の主電極の一方の主電極に接続されている。
選択トランジスタSEL1の他方の主電極は、出力信号線(垂直信号線)VSL1に接続されている。ゲート電極は、選択信号線SS1に接続されている。
ここで、制御信号線TSは、駆動回路DR(図1参照)に接続されている。また、出力信号線VSL1は、読出回路RC1に接続されている(図1参照)。
転送トランジスタTG1の一対の主電極のうち、一方の主電極は、第1光電変換部3に接続されている。他方の主電極は、フローティングディフュージョンFD1を通して増幅トランジスタAMP1のゲート電極に接続されている。ゲート電極には、制御信号を転送する制御信号線(水平信号線)TSが接続されている。
リセットトランジスタRST1の一対の主電極のうち、一方の主電極は、フローティングディフュージョンFD1に接続されている。他方の主電極は、電源電圧VDDに接続されている。ゲート電極には、リセット信号を転送するリセット信号線RS1が接続されている。
増幅トランジスタAMP1の一対の主電極のうち、一方の主電極は、電源電圧VDDに接続されている。他方の主電極は、選択トランジスタSEL1の一対の主電極の一方の主電極に接続されている。
選択トランジスタSEL1の他方の主電極は、出力信号線(垂直信号線)VSL1に接続されている。ゲート電極は、選択信号線SS1に接続されている。
ここで、制御信号線TSは、駆動回路DR(図1参照)に接続されている。また、出力信号線VSL1は、読出回路RC1に接続されている(図1参照)。
第2光電変換部9は、ここでは、有機フォトダイオードにより構成されている。第2光電変換部9では、入射された光量に応じて電荷が生成される。電荷は、信号として、画素回路PC2に送られる。画素回路PC2は、読出回路RC2を構築している(図1参照)。
画素回路PC2は、第2光電変換部9に接続されている。画素回路PC2は、ここでは、リセットトランジスタRST2と、増幅トランジスタAMP2と、選択トランジスタSEL2とを備えている。また、また、画素回路PC2は、更にフローティングディフュージョン変換ゲイン切替えトランジスタを備えて構築されてもよい。
第2光電変換部9には、各画素100の一方の電極に駆動電圧を供給する駆動信号線VOAと、複数の画素100の他方の電極に固定電圧を供給する電源電圧線VOUとが接続されている。
第2光電変換部9は、フローティングディフュージョンFD2を通して増幅トランジスタAMP2のゲート電極に接続されている。
リセットトランジスタRST2の一対の主電極のうち、一方の主電極は、フローティングディフュージョンFD2に接続されている。他方の主電極は、電源電圧VDDに接続されている。ゲート電極には、リセット信号を転送するリセット信号線RS2が接続されている。
増幅トランジスタAMP2の一対の主電極のうち、一方の主電極は、電源電圧VDDに接続されている。他方の主電極は、選択トランジスタSEL2の一対の主電極の一方の主電極に接続されている。
選択トランジスタSEL2の他方の主電極は、出力信号線(垂直信号線)VSL2に接続されている。ゲート電極は、選択信号線SS2に接続されている。
ここで、駆動信号線VOAは、駆動回路DR(図1参照)に接続されている。また、出力信号線VSL2は、読出回路RC2に接続されている(図1参照)。
リセットトランジスタRST2の一対の主電極のうち、一方の主電極は、フローティングディフュージョンFD2に接続されている。他方の主電極は、電源電圧VDDに接続されている。ゲート電極には、リセット信号を転送するリセット信号線RS2が接続されている。
増幅トランジスタAMP2の一対の主電極のうち、一方の主電極は、電源電圧VDDに接続されている。他方の主電極は、選択トランジスタSEL2の一対の主電極の一方の主電極に接続されている。
選択トランジスタSEL2の他方の主電極は、出力信号線(垂直信号線)VSL2に接続されている。ゲート電極は、選択信号線SS2に接続されている。
ここで、駆動信号線VOAは、駆動回路DR(図1参照)に接続されている。また、出力信号線VSL2は、読出回路RC2に接続されている(図1参照)。
ここで、本技術では、貫通配線52(又は貫通配線42)が構成要素として説明されている。貫通配線52は、第1貫通配線521と第2貫通配線522との2種類を備えている。
第1貫通配線521は、第2光電変換部9の一方の電極と画素回路PC2とを接続するフローティングディフュージョンFD2の一部を構成している。
また、第2貫通配線522は、第2光電変換部9の他方の電極と駆動信号線VOAとを接続する接続配線を構成している。本技術の説明において、第1貫通配線521、第2貫通配線522のそれぞれの区別を特に必要としないとき、総称して、単に「貫通配線52」として説明する。
第1貫通配線521は、第2光電変換部9の一方の電極と画素回路PC2とを接続するフローティングディフュージョンFD2の一部を構成している。
また、第2貫通配線522は、第2光電変換部9の他方の電極と駆動信号線VOAとを接続する接続配線を構成している。本技術の説明において、第1貫通配線521、第2貫通配線522のそれぞれの区別を特に必要としないとき、総称して、単に「貫通配線52」として説明する。
光検出装置1は、更に図示省略の画像処理回路を備えている。画素回路PC1、画素回路PC2のそれぞれは、画像処理回路に接続されている。
画像処理回路は、例えば、アナログデジタルコンバータ(ADC)とデジタルシグナルプロセッサ(DSP)とを備えている。
画素100により光から変換された電荷は、アナログ信号である。このアナログ信号は、画素回路PC1、画素回路PC2のそれぞれにおいて増幅処理される。ADCは、画素回路PC1、画素回路PC2のそれぞれから出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換する。DSPは、デジタル信号の機能処理を行う。つまり、画像処理回路では、画像作成の信号処理が行われる。
画像処理回路は、例えば、アナログデジタルコンバータ(ADC)とデジタルシグナルプロセッサ(DSP)とを備えている。
画素100により光から変換された電荷は、アナログ信号である。このアナログ信号は、画素回路PC1、画素回路PC2のそれぞれにおいて増幅処理される。ADCは、画素回路PC1、画素回路PC2のそれぞれから出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換する。DSPは、デジタル信号の機能処理を行う。つまり、画像処理回路では、画像作成の信号処理が行われる。
(3)光検出装置1の装置構成
図4は、第1実施の形態に係る光検出装置1の画素100の平面構成の一例を表している。図5は、図4に示される画素100の縦断面構成の一例を表している。
光検出装置1は、矢印Z方向の外部から入射される入射光Lを電荷に変換する積層型の裏面照射型固体撮像装置として構築されている。
図4は、第1実施の形態に係る光検出装置1の画素100の平面構成の一例を表している。図5は、図4に示される画素100の縦断面構成の一例を表している。
光検出装置1は、矢印Z方向の外部から入射される入射光Lを電荷に変換する積層型の裏面照射型固体撮像装置として構築されている。
光検出装置1は、前述の通り、入射光Lを電荷に変換する複数の画素100を備えている。平面視において、画素100の平面形状は、略正方形状の矩形状に形成されている。図4には、矢印X方向に配列された2つの画素100と、矢印Y方向に配列された2つの画素100とを含む、合計4つの画素100が示されている。
さらに、矢印Y方向に見て(以下、単に「側面視において」という。)及び平面視において、画素100の周囲に沿って隔壁110が配設されている。隔壁110は、画素間分離領域として使用されている。このため、1つの画素100は、他の1つの画素100に対して、隔壁110を介在させて、電気的に、かつ、光学的に分離されている。
さらに、矢印Y方向に見て(以下、単に「側面視において」という。)及び平面視において、画素100の周囲に沿って隔壁110が配設されている。隔壁110は、画素間分離領域として使用されている。このため、1つの画素100は、他の1つの画素100に対して、隔壁110を介在させて、電気的に、かつ、光学的に分離されている。
側面視において、光検出装置1は、基体2と、第1光電変換部3と、光学フィルタ(第1光学フィルタ)7と、第2光電変換部9と、電荷蓄積転送層93と、光学フィルタ(第2光学フィルタ)12とを主要な構成要素として備えている。そして、画素100は、第1光電変換部3と、光学フィルタ7と、第2光電変換部9と、電荷蓄積転送層93と、光学フィルタ12と、隔壁110とを主要な構成要素として備えている。
さらに、光検出装置1は、光学レンズ13を備えている。
さらに、光検出装置1は、光学レンズ13を備えている。
(4)基体2の構成
図5に示されるように、光検出装置1において、基体2は、例えば単結晶シリコン(Si)基板により形成されている。ここでは、基体2の一部しか図示されていないが、基体2の矢印Z方向とは反対側には、1以上の他の基体が積層されている。読出回路RC1、読出回路RC2のそれぞれ(図1参照)の一部は基体2に配設される場合がある。この場合を除いて、読出回路RC1、読出回路RC2及び駆動回路DRは、他の基体に配設されている。
図5に示されるように、光検出装置1において、基体2は、例えば単結晶シリコン(Si)基板により形成されている。ここでは、基体2の一部しか図示されていないが、基体2の矢印Z方向とは反対側には、1以上の他の基体が積層されている。読出回路RC1、読出回路RC2のそれぞれ(図1参照)の一部は基体2に配設される場合がある。この場合を除いて、読出回路RC1、読出回路RC2及び駆動回路DRは、他の基体に配設されている。
ここで、読出回路RC1、読出回路RC2のそれぞれには、カラム信号処理回路と、出力回路とが含まれている。また、駆動回路DRには、垂直駆動回路と、水平駆動回路とが含まれている。さらに、他の基体には、制御回路が含まれている。
まず、制御回路は、入力クロックと、動作モード等を指令するデータとを受け取り、又光検出装置1の内部情報等のデータを出力する。すなわち、制御回路は、垂直同期信号、水平同期信号及びマスタクロックに基づいて、垂直駆動回路、カラム信号処理回路及び水平駆動回路等の動作の基準となるクロック信号や制御信号を生成する。そして、これらの信号は、垂直駆動回路、カラム信号処理回路及び水平駆動回路等に入力される。
垂直駆動回路は、例えばシフトレジスタにより構成されている。垂直駆動回路は、画素駆動配線を選択し、選択された画素駆動配線に画素100を駆動するためのパルスを供給する。画素100は、行単位において駆動される。すなわち、垂直駆動回路は、画素領域の各画素100を行単位において順次垂直方向に選択走査する。垂直信号線を通して各画素100の光電変換素子に受光量に応じて生成された信号電荷が、画素信号としてカラム信号処理回路に供給される。
カラム信号処理回路は、画素100の例えば列毎に配置されている。カラム信号処理回路では、1行分の画素100から出力される信号に対して、画素列毎にノイズ除去等の信号処理が行われる。すなわち、カラム信号処理回路は、画素100に固有の固定パターンノイズを除去するCDS(Correlated Double Sampling)、信号増幅、AD変換等の信号処理を行う。カラム信号処理回路の出力段には、水平選択スイッチが水平信号線との間に接続されている。
水平駆動回路は、例えばシフトレジスタにより構成されている。水平駆動回路は、水平走査パルスを順次出力することにより、カラム信号処理回路の各々を順番に選択し、カラム信号処理回路の各々から画素信号を水平信号線に出力する。
出力回路は、カラム信号処理回路の各々から水平信号線を通して順次供給される信号に対して、信号処理を行って出力する。例えば、出力回路では、バッファリングだけを行う場合、黒レベル調整、列ばらつき補正、各種デジタル信号処理等を行う場合がある。入出力端子は、光検出装置1とその外部との信号の遣り取りを行う。
(5)第1光電変換部3の構成
第1光電変換部3は、基体2内に配設されている。第1光電変換部3は、画素100毎に配設されている。
第1光電変換部3は、詳細な構成の図示を省略するが、p型半導体領域とn型半導体領域とを含む半導体フォトダイオードにより構成されている。ここでは、第1光電変換部3は、例えばPIN(Positive Intrinsic Negative)型フォトダイオードにより構成されている。
第1光電変換部3は、基体2内に配設されている。第1光電変換部3は、画素100毎に配設されている。
第1光電変換部3は、詳細な構成の図示を省略するが、p型半導体領域とn型半導体領域とを含む半導体フォトダイオードにより構成されている。ここでは、第1光電変換部3は、例えばPIN(Positive Intrinsic Negative)型フォトダイオードにより構成されている。
第1実施の形態において、第1光電変換部3では、第1波長域としての赤外光波長域の入射光Lを受光し、受光量に応じて光電変換された電荷を生成する。第1光電変換部3において生成された電荷は、画素回路PC1へ出力される。
(6)光学フィルタ7の構成
光学フィルタ7は、基体2の矢印Z方向側の表面に絶縁体700を介在させて積層されている。表現を代えれば、光学フィルタ7は、第1光電変換部3と第2光電変換部9との間において、隔壁110に周囲を取り囲まれて配設されている。第1実施の形態において、光学フィルタ7は、第1波長域の光を少なくとも選択的に透過させる多層干渉フィルタにより構成されている。
光学フィルタ7は、基体2の矢印Z方向側の表面に絶縁体700を介在させて積層されている。表現を代えれば、光学フィルタ7は、第1光電変換部3と第2光電変換部9との間において、隔壁110に周囲を取り囲まれて配設されている。第1実施の形態において、光学フィルタ7は、第1波長域の光を少なくとも選択的に透過させる多層干渉フィルタにより構成されている。
図6は、光学フィルタ7の縦断面構造の一例を表している。
光学フィルタ7は、第1光電変換部3から第2光電変換部9へ向かって、第1屈折率を有する第1層711に第1屈折率とは異なる第2屈折率を有する第2層721を積層し、この積層形態を繰り返して形成されている。第1実施の形態では、第1屈折率を有する第1層711、第1層712、第1層713、第1層714のそれぞれと、第2屈折率を有する第2層721、第2層722、第2層723のそれぞれとを交互に積層して、光学フィルタ7が形成されている。
光学フィルタ7は、第1光電変換部3から第2光電変換部9へ向かって、第1屈折率を有する第1層711に第1屈折率とは異なる第2屈折率を有する第2層721を積層し、この積層形態を繰り返して形成されている。第1実施の形態では、第1屈折率を有する第1層711、第1層712、第1層713、第1層714のそれぞれと、第2屈折率を有する第2層721、第2層722、第2層723のそれぞれとを交互に積層して、光学フィルタ7が形成されている。
ここで、第1層711、第1層712、第1層713、第1層714のそれぞれは、例えば酸化珪素(SiO2)により形成されている。SiO2の屈折率は、1.45である(図9参照)。第1層712の膜厚は、例えば70nm以上90nm以下である。第1層713の膜厚は、例えば100nm以上120nm以下である。
一方、第2層721、第2層722、第2層723のそれぞれは、例えば非晶質珪素(a-Si)により形成されている。a-Siの屈折率は、3.67である(図9参照)。第2層721の膜厚は、例えば25nm以上35nm以下である。第2層722の膜厚は、例えば35nm以上45nm以下である。第2層723の膜厚は、例えば140nm以上150nm以下である。
第2層721、第1層712、第2層722、第1層713及び第2層723を含む実効的な光学フィルタ7の厚さは、例えば400nm以上420nm以下である。
ここで、光学フィルタ7は、上記以外の材料のa-Si及びSiOを含み、更に図9に示されるSiN、SiNO及びTiOから選択される2以上を積層して形成されてもよい。
一方、第2層721、第2層722、第2層723のそれぞれは、例えば非晶質珪素(a-Si)により形成されている。a-Siの屈折率は、3.67である(図9参照)。第2層721の膜厚は、例えば25nm以上35nm以下である。第2層722の膜厚は、例えば35nm以上45nm以下である。第2層723の膜厚は、例えば140nm以上150nm以下である。
第2層721、第1層712、第2層722、第1層713及び第2層723を含む実効的な光学フィルタ7の厚さは、例えば400nm以上420nm以下である。
ここで、光学フィルタ7は、上記以外の材料のa-Si及びSiOを含み、更に図9に示されるSiN、SiNO及びTiOから選択される2以上を積層して形成されてもよい。
光学フィルタ7の矢印Z方向側には、絶縁体6を介在させて第2光電変換部9が配設されている。絶縁体6には、複数の配線8が配設されている。絶縁体6は、例えば複数層のSiO2により形成されている。配線8は、導電性を有し、かつ、透明性を有する、例えば酸化インジウム-酸化亜鉛系酸化物(IZO:Indium Zinc Oxide)、又は酸化インジウム錫(ITO:Indium Tin Oxide)により形成されている。
(7)第2光電変換部9の構成
図5に示されるように、第2光電変換部9は、光学フィルタ7の第1光電変換部3とは反対側に、絶縁体6を介在させて配設されている。第2光電変換部9は、複数の画素100にわたって配設されている。ここでは、すべての画素100にわたって第2光電変換部9が配設されている。
なお、本技術では、第2光電変換部9は、画素100毎、画素単位毎、複数の画素100毎、又は複数の画素単位毎に配設されてもよい。
図5に示されるように、第2光電変換部9は、光学フィルタ7の第1光電変換部3とは反対側に、絶縁体6を介在させて配設されている。第2光電変換部9は、複数の画素100にわたって配設されている。ここでは、すべての画素100にわたって第2光電変換部9が配設されている。
なお、本技術では、第2光電変換部9は、画素100毎、画素単位毎、複数の画素100毎、又は複数の画素単位毎に配設されてもよい。
第2光電変換部9は、第1電極91と、有機光電変換層94と、第2電極95とを備えている。さらに、第2光電変換部9は、絶縁体92と、電荷蓄積転送層93とを備えている。
(7-1)第1電極91の構成
第1電極91は、光学フィルタ7側に配設され、絶縁体6の矢印Z方向側の表面に形成されている。第1電極91は、読出電極又は下部電極として使用され、画素100毎に配置されている。第1電極91は、絶縁体6内に配設された配線8等を通して所定回路に接続されている。ここでは、絶縁体6の最上層に配設された配線8が第1電極91として使用されている。
第1電極91は、配線8と同様に、IZO又はITOにより形成されている。第1電極91の膜厚は、例えば10nm以上100nm以下である。
第1電極91は、光学フィルタ7側に配設され、絶縁体6の矢印Z方向側の表面に形成されている。第1電極91は、読出電極又は下部電極として使用され、画素100毎に配置されている。第1電極91は、絶縁体6内に配設された配線8等を通して所定回路に接続されている。ここでは、絶縁体6の最上層に配設された配線8が第1電極91として使用されている。
第1電極91は、配線8と同様に、IZO又はITOにより形成されている。第1電極91の膜厚は、例えば10nm以上100nm以下である。
(7-2)有機光電変換層94の構成
有機光電変換層94は、第1電極91の光学フィルタ7とは反対側に、絶縁体92を介在させて配設されている。
絶縁体92は、例えばSiO2、酸窒化シリコン(SiON)、酸化アルミニウム(AlO)、酸化ハフニウム(HfO)等の絶縁材料により形成されている。絶縁体92の膜厚は、例えば1nm以上30nm以下である。
有機光電変換層94は、第1電極91の光学フィルタ7とは反対側に、絶縁体92を介在させて配設されている。
絶縁体92は、例えばSiO2、酸窒化シリコン(SiON)、酸化アルミニウム(AlO)、酸化ハフニウム(HfO)等の絶縁材料により形成されている。絶縁体92の膜厚は、例えば1nm以上30nm以下である。
有機光電変換層94には、有機系材料が使用されている。有機系材料としては、p型有機半導体、n型有機半導体、p型有機半導体とn型有機半導体との積層構造体、p型有機半導体とn型有機半導体との混合体(バルクヘテロ構造体)のいずれかが使用可能である。
積層構造体には、p型有機半導体、p型有機半導体とn型有機半導体との混合体(バルクヘテロ構造体)、n型有機半導体のそれぞれを積層した積層構造体が含まれる。また、積層構造体には、p型有機半導体、p型有機半導体とn型有機半導体との混合体(バルクヘテロ構造体)のそれぞれを積層した積層構造体が含まれる。さらに、積層構造体には、n型有機半導体、p型有機半導体とn型有機半導体との混合体(バルクヘテロ構造)のそれぞれを積層した積層構造体が含まれる。なお、積層構造体の積層順序は、適宜、変更可能である。
積層構造体には、p型有機半導体、p型有機半導体とn型有機半導体との混合体(バルクヘテロ構造体)、n型有機半導体のそれぞれを積層した積層構造体が含まれる。また、積層構造体には、p型有機半導体、p型有機半導体とn型有機半導体との混合体(バルクヘテロ構造体)のそれぞれを積層した積層構造体が含まれる。さらに、積層構造体には、n型有機半導体、p型有機半導体とn型有機半導体との混合体(バルクヘテロ構造)のそれぞれを積層した積層構造体が含まれる。なお、積層構造体の積層順序は、適宜、変更可能である。
p型有機半導体として、ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、ピレン誘導体、ペリレン誘導体、テトラセン誘導体、ペンタセン誘導体、キナクリドン誘導体、チオフェン誘導体、チエノチオフェン誘導体、ベンゾチオフェン誘導体、ベンゾチエノベンゾチオフェン誘導体、トリアリルアミン誘導体、カルバゾール誘導体、ペリレン誘導体、ピセン誘導体、クリセン誘導体、フルオランテン誘導体、フタロシアニン誘導体、サブフタロシアニン誘導体、サブポルフィラジン誘導体、複素環化合物を配位子とする金属錯体、ポリチオフェン誘導体、ポリベンゾチアジアゾール誘導体、ポリフルオレン誘導体等を挙げることができる。
n型有機半導体として、フラーレン及びフラーレン誘導体((例えば、C60や、C70、C74等のフラーレン(高次フラーレン)、内包フラーレン等)又はフラーレン誘導体(例えば、フラーレンフッ化物やPCBMフラーレン化合物、フラーレン多量体等))、p型有機半導体よりもHOMO及びLUMOが大きい(深い)有機半導体、透明な無機金属酸化物を挙げることができる。
n型有機半導体として、具体的には、窒素原子、酸素原子、硫黄原子を含有する複素環化合物を使用することができる。複素環化合物には、例えば、ピリジン誘導体、ピラジン誘導体、ピリミジン誘導体、トリアジン誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、イソキノリン誘導体、アクリジン誘導体、フェナジン誘導体、フェナントロリン誘導体、テトラゾール誘導体、ピラゾール誘導体、イミダゾール誘導体、チアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、ベンゾトリアゾール誘導体、ベンズオキサゾール誘導体、ベンズオキサゾール誘導体、カルバゾール誘導体、ベンゾフラン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、サブポルフィラジン誘導体、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリベンゾチアジアゾール誘導体、ポリフルオレン誘導体等を分子骨格の一部に有する有機分子、有機金属錯体やサブフタロシアニン誘導体を挙げることができる。
n型有機半導体として、具体的には、窒素原子、酸素原子、硫黄原子を含有する複素環化合物を使用することができる。複素環化合物には、例えば、ピリジン誘導体、ピラジン誘導体、ピリミジン誘導体、トリアジン誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、イソキノリン誘導体、アクリジン誘導体、フェナジン誘導体、フェナントロリン誘導体、テトラゾール誘導体、ピラゾール誘導体、イミダゾール誘導体、チアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、ベンゾトリアゾール誘導体、ベンズオキサゾール誘導体、ベンズオキサゾール誘導体、カルバゾール誘導体、ベンゾフラン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、サブポルフィラジン誘導体、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリベンゾチアジアゾール誘導体、ポリフルオレン誘導体等を分子骨格の一部に有する有機分子、有機金属錯体やサブフタロシアニン誘導体を挙げることができる。
フラーレン誘導体に含まれる基等として、ハロゲン原子;直鎖、分岐若しくは環状のアルキル基若しくはフェニル基;直鎖若しくは縮環した芳香族化合物を有する基;ハロゲン化物を有する基;パーシャルフルオロアルキル基;パーフルオロアルキル基;シリルアルキル基;シリルアルコキシ基;アリールシリル基;アリールスルファニル基;アルキルスルファニル基;アリールスルホニル基;アルキルスルホニル基;アリールスルフィド基;アルキルスルフィド基;アミノ基;アルキルアミノ基;アリールアミノ基;ヒドロキシ基;アルコキシ基;アシルアミノ基;アシルオキシ基;カルボニル基;カルボキシ基;カルボキソアミド基;カルボアルコキシ基;アシル基;スルホニル基;シアノ基;ニトロ基;カルコゲン化物を有する基;ホスフィン基;ホスホン基;これらの誘導体を挙げることができる。
有機系材料から形成された有機光電変換層94の厚さは、限定されるものではないが、例えば、1×10-8m以上5×10-7m以下である。有機光電変換層94の厚さは、好ましくは、2.5×10-8m以上3×10-7m以下である。より好ましくは、有機光電変換層94の厚さは、2.5×10-8m以上2×10-7m以下である。一層好ましくは、有機光電変換層94の厚さは、1×10-7m以上1.8×10-7m以下である。
なお、有機半導体は、多くはp型とn型とに分類されている。p型とは、正孔を輸送し易いという意味である。n型とは、電子を輸送し易いという意味である。従って、無機半導体のように、熱励起の多数キャリアとして正孔又は電子を有しているという解釈に限定されるものではない。
なお、有機半導体は、多くはp型とn型とに分類されている。p型とは、正孔を輸送し易いという意味である。n型とは、電子を輸送し易いという意味である。従って、無機半導体のように、熱励起の多数キャリアとして正孔又は電子を有しているという解釈に限定されるものではない。
第2光電変換部9は、第2波長域として、緑色の波長の光から光電変換により電荷を生成する場合、有機光電変換層94を形成する有機材料として、例えば、ローダミン系色素、メラシアニン系色素、キナクリドン誘導体、サブフタロシアニン系色素(サブフタロシアニン誘導体)等を使用可能である。
また、第2光電変換部9は、青色の波長の光を光電変換する場合には、有機光電変換層94を形成する有機材料として、例えば、クマリン酸色素、トリス-8-ヒドリキシキノリアルミニウム(Alq3)、メラシアニン系色素等を使用可能である。
また、第2光電変換部9は、赤色の波長の光を光電変換する場合には、有機光電変換層94を形成する有機材料として、例えば、フタロシアニン系色素、サブフタロシアニン系色素(サブフタロシアニン誘導体)を使用可能である。
また、第2光電変換部9は、赤色の波長の光を光電変換する場合には、有機光電変換層94を形成する有機材料として、例えば、フタロシアニン系色素、サブフタロシアニン系色素(サブフタロシアニン誘導体)を使用可能である。
さらに、第2光電変換部9は、有機光電変換層94に代えて、無機光電変換層により構築してもよい。この場合、無機光電変換層を構築する無機系材料として、結晶Si、a-Si、微結晶Si、結晶セレン、アモルファスセレン、カルコパライト系化合物又はIII-V族化合物半導体が使用可能である。
カルコパライト系化合物には、CIGS(CuInGaSe)、CIS(CuInSe2)、CuInS2、CuAlS2、CuAlSe2、CuGaS2、CuGaSe2、AgAlS2、AgAlSe2、AgInS2又はAgInSe2が含まれている。
III-V族化合物半導体には、GaAs、InP、AlGaAs、InGaP、AlGaInP、InGaAsP等が含まれている。さらに、III-V族化合物半導体には、CdSe、CdS、In2Se3、In2S3、Bi2Se3、Bi2S3、ZnSe、ZnS、PbSe、PbS等が含まれている。
加えて、これらの材料からなる量子ドットを有機光電変換層94に使用することが可能である。
カルコパライト系化合物には、CIGS(CuInGaSe)、CIS(CuInSe2)、CuInS2、CuAlS2、CuAlSe2、CuGaS2、CuGaSe2、AgAlS2、AgAlSe2、AgInS2又はAgInSe2が含まれている。
III-V族化合物半導体には、GaAs、InP、AlGaAs、InGaP、AlGaInP、InGaAsP等が含まれている。さらに、III-V族化合物半導体には、CdSe、CdS、In2Se3、In2S3、Bi2Se3、Bi2S3、ZnSe、ZnS、PbSe、PbS等が含まれている。
加えて、これらの材料からなる量子ドットを有機光電変換層94に使用することが可能である。
また、図示を省略するが、有機光電変換層94は、下層半導体層、上層光電変換層のそれぞれの積層構造により構成可能である。有機光電変換層94に下層半導体層を備えることにより、有機光電変換層94では、電荷蓄積時の再結合を防止することができ、電荷蓄積転送層93への電荷の転送効率を向上させることができる。さらに、暗電流の生成を効果的に抑制することができる。
上層光電変換層としては、前述の有機光電変換層94を形成する各種材料から、適宜、選択することができる。
一方、下層半導体層としては、バンドギャップ値が大きく(例えば、3.0eV以上のバンドギャップ値)、かつ、有機光電変換層94を形成する材料よりも高い移動度を有する材料を使用することが好ましい。具体的には、IGZO等の酸化物半導体材料、遷移金属ダイカルコゲナイド、シリコンカーバイド、ダイヤモンド、グラフェン、カーボンナノチューブ、縮合多環炭化水素化合物や縮合複素環化合物等の有機半導体材料を使用することができる。
また、下層半導体層として、蓄積する電荷が電子である場合、有機光電変換層94を形成する材料のイオン化ポテンシャルよりも大きなイオン化ポテンシャルを有する材料を使用することができる。
また、下層半導体層として、蓄積する電荷が電子である場合、有機光電変換層94を形成する材料のイオン化ポテンシャルよりも大きなイオン化ポテンシャルを有する材料を使用することができる。
一方、下層半導体層として、蓄積する電荷が正孔である場合、有機光電変換層94を形成する材料の電子親和力よりも小さな電子親和力を有する材料を使用することができる。
また、下層半導体層を形成する材料では、不純物濃度は、例えば1×1018cm-3以下であることが好ましい。下層半導体層は、単層構造であっても、多層構造であってもよい。また、下層半導体層を形成する材料は、第1電極91に対応する領域、フローティングディフュージョンに対応する領域のそれぞれにおいて異なっていてもよい。
また、下層半導体層を形成する材料では、不純物濃度は、例えば1×1018cm-3以下であることが好ましい。下層半導体層は、単層構造であっても、多層構造であってもよい。また、下層半導体層を形成する材料は、第1電極91に対応する領域、フローティングディフュージョンに対応する領域のそれぞれにおいて異なっていてもよい。
(7-3)第2電極95の構成
第2電極95は、有機光電変換層94の第1電極91とは反対側に配設されている。第2電極95は、共通電極又は上部電極として使用され、複数の画素100にわたって配置されている。第2電極95は、図示省略の配線等を通して回路基板21の所定回路に接続されている。第2電極95には、固定電位が供給されている。
第2電極95は、第1電極91と同様に、導電性を有し、かつ、透明性を有する電極材料により形成されている。第2電極95は、例えばITO、IZO等の電極材料により形成されている。また、第2電極95は、IGZO、IAZO、ITZO、IGSiO、ZnO、AZO及びGZOから選択される1以上の電極材料により形成してもよい。
第2電極95の膜厚は、例えば10nm以上100nm以下である。
第2電極95は、有機光電変換層94の第1電極91とは反対側に配設されている。第2電極95は、共通電極又は上部電極として使用され、複数の画素100にわたって配置されている。第2電極95は、図示省略の配線等を通して回路基板21の所定回路に接続されている。第2電極95には、固定電位が供給されている。
第2電極95は、第1電極91と同様に、導電性を有し、かつ、透明性を有する電極材料により形成されている。第2電極95は、例えばITO、IZO等の電極材料により形成されている。また、第2電極95は、IGZO、IAZO、ITZO、IGSiO、ZnO、AZO及びGZOから選択される1以上の電極材料により形成してもよい。
第2電極95の膜厚は、例えば10nm以上100nm以下である。
(7-4)電荷蓄積転送層93の構成
電荷蓄積転送層93は、第1電極91と有機光電変換層94との間に配設されている。詳しく説明すると、有機光電変換層94は、第1電極91上に絶縁体92を介在させて配設されている。電荷蓄積転送層93は、ここでは複数の画素100にわたって配設されている。
絶縁体92は、ゲート絶縁膜として使用されている。絶縁体92には、例えばSiO2、SiON、AlO及びHfOから選択される1以上が使用されている。
電荷蓄積転送層93は、第2光電変換部9において光から光電変換より生成された電荷を蓄積する。電荷蓄積転送層93は、貫通配線52に接続され、貫通配線52、貫通配線42等を通して、画素回路PC2(図2参照)に接続されている。貫通配線52、貫通配線42等はフローティングディフュージョンFD2を形成している。つまり、電荷蓄積転送層93において蓄積された電荷は、フローティングディフュージョンFD2を通して画素回路PC2に転送される。
電荷蓄積転送層93は、第1電極91と有機光電変換層94との間に配設されている。詳しく説明すると、有機光電変換層94は、第1電極91上に絶縁体92を介在させて配設されている。電荷蓄積転送層93は、ここでは複数の画素100にわたって配設されている。
絶縁体92は、ゲート絶縁膜として使用されている。絶縁体92には、例えばSiO2、SiON、AlO及びHfOから選択される1以上が使用されている。
電荷蓄積転送層93は、第2光電変換部9において光から光電変換より生成された電荷を蓄積する。電荷蓄積転送層93は、貫通配線52に接続され、貫通配線52、貫通配線42等を通して、画素回路PC2(図2参照)に接続されている。貫通配線52、貫通配線42等はフローティングディフュージョンFD2を形成している。つまり、電荷蓄積転送層93において蓄積された電荷は、フローティングディフュージョンFD2を通して画素回路PC2に転送される。
電荷蓄積転送層93は、透明半導体である酸化物半導体により形成されている。電荷蓄積転送層93には、例えばインジウム(In)、ガリウム(Ga)、亜鉛(Zn)、酸素(O)を含むIGZOが使用されている。また、電荷蓄積転送層93は、In、アルミニウム(Al)、Zn、Oを含むIAZO、或いはIn、錫(Sn)、Zn、Oを含むITZOも使用可能である。さらに、電荷蓄積転送層93には、IGSiO、ZnO、AZO、GZO、ITO及びIZOから選択される1以上の半導体材料も使用することができる。
電荷蓄積転送層93の厚さは、例えば10nm以上100nm以下である。
電荷蓄積転送層93の厚さは、例えば10nm以上100nm以下である。
(8)貫通配線52及び貫通配線42の構成
図4及び図5に示されるように、貫通配線52は、側面視において、隔壁110を矢印Z方向に貫通して形成されている。さらに、貫通配線52は、平面視において、隔壁110の延設方向に一定間隔を持って離間して配設されている。詳しく説明すると、平面視において、矢印X方向へ延設する隔壁110には、貫通配線52は、矢印X方向に一定間隔を持って離間して配設されている。また、矢印Y方向へ延設する隔壁110には、貫通配線52は、矢印Y方向に一定間隔を持って離間して配設されている。
隔壁110については、後に詳細に説明する。
貫通配線52は、W、Al及び銅(Cu)から選択される1以上の金属を含んで形成されている。
図4及び図5に示されるように、貫通配線52は、側面視において、隔壁110を矢印Z方向に貫通して形成されている。さらに、貫通配線52は、平面視において、隔壁110の延設方向に一定間隔を持って離間して配設されている。詳しく説明すると、平面視において、矢印X方向へ延設する隔壁110には、貫通配線52は、矢印X方向に一定間隔を持って離間して配設されている。また、矢印Y方向へ延設する隔壁110には、貫通配線52は、矢印Y方向に一定間隔を持って離間して配設されている。
隔壁110については、後に詳細に説明する。
貫通配線52は、W、Al及び銅(Cu)から選択される1以上の金属を含んで形成されている。
さらに、貫通配線52は、側面視において、第1光電変換部3側の第1端面S1の面積は、第2光電変換部9側の第2端面S2の面積よりも小さく形成されている。つまり、図5に示されるように、貫通配線52の断面形状は、逆台形状に形成されている。
このように構成される貫通配線52によれば、貫通配線42との接続面積を縮小するこができ、貫通配線42の占有面積を縮小することができる。表現を代えれば、第1光電変換部3の占有面積を拡大することができ、第1光電変換部3の受光量を向上させることができる。
このように構成される貫通配線52によれば、貫通配線42との接続面積を縮小するこができ、貫通配線42の占有面積を縮小することができる。表現を代えれば、第1光電変換部3の占有面積を拡大することができ、第1光電変換部3の受光量を向上させることができる。
貫通配線42は、側面視において、基体2を矢印Z方向に貫通して形成され、貫通配線52に電気的に接続されている。さらに、貫通配線42は、平面視において、貫通配線52に重複し、貫通配線52と同様に一定間隔を持って離間して配設されている。貫通配線42は、画素回路PC2等の所定回路に接続されている。
貫通配線42は、例えば貫通配線52と同様の金属により形成されている。
貫通配線42は、例えば貫通配線52と同様の金属により形成されている。
(9)光学フィルタ12の構成
図5に示されるように、光学フィルタ12は、第2電極95の有機光電変換層94とは反対側に、封止層11を介在して配設されている。
ここで、封止層11は、例えばAlO、SiN及びSiONから選択される1以上の封止材料により形成されている。封止層11の膜厚は、例えば5nm以上1000nm以下である。
図5に示されるように、光学フィルタ12は、第2電極95の有機光電変換層94とは反対側に、封止層11を介在して配設されている。
ここで、封止層11は、例えばAlO、SiN及びSiONから選択される1以上の封止材料により形成されている。封止層11の膜厚は、例えば5nm以上1000nm以下である。
光学フィルタ12は、第2波長域として、赤色波長域を透過させる赤色フィルタ12Rと、緑色波長域を透過させる緑色フィルタ12Gと、青色波長域を透過させる青色フィルタ12Bとを備えている。赤色フィルタ12Rは、例えば585nm以上780nm以下の波長を有する光を透過させる。緑色フィルタ12Gは、例えば500nm以上585nm以下の波長を有する光を透過させる。青色フィルタ12Bは、例えば400nm以上500nm以下の波長を有する光を透過させる。
光学フィルタ12は、例えば、樹脂材料に色を付ける顔料を含んで形成されている。詳しく説明すると、樹脂としては、例えばフタロシアニン誘導体等の有機樹脂材料を実用的に使用することができる。
(10)光学レンズ13の構成
図5に示されるように、光学レンズ13は、光学フィルタ12の第2光電変換部9とは反対側に配設されている。
光学レンズ13は、平面視での図示を省略するが、画素100毎に円形状に形成されている。また、光学レンズ13は、側面視において、矢印Z方向側へ湾曲し入射光Lを集光する湾曲形状に形成されている。
光学レンズ13は、いわゆるオンチップレンズであり、画素100毎に、又は複数の画素100にわたって一体に形成されている。光学レンズ13は、例えば透明樹脂材料により形成されている。
図5に示されるように、光学レンズ13は、光学フィルタ12の第2光電変換部9とは反対側に配設されている。
光学レンズ13は、平面視での図示を省略するが、画素100毎に円形状に形成されている。また、光学レンズ13は、側面視において、矢印Z方向側へ湾曲し入射光Lを集光する湾曲形状に形成されている。
光学レンズ13は、いわゆるオンチップレンズであり、画素100毎に、又は複数の画素100にわたって一体に形成されている。光学レンズ13は、例えば透明樹脂材料により形成されている。
図示を省略するが、光学レンズ13の表面には、反射防止層が形成されている。反射防止層は、例えばSiO2により形成されている。
(11)隔壁110の構成
図7Aは、隔壁110及び光学フィルタ7の具体的な縦断面構成の一例を表している。
図4、図5及び図7Aに示されるように、隔壁110は、第1光電変換部3と第2光電変換部9との間に配設され、平面視において第1光電変換部3の周囲を取り囲んで配設されている。そして、隔壁110に周囲が取り囲まれた領域に、画素100が構築されている。詳しく説明する。
図7Aは、隔壁110及び光学フィルタ7の具体的な縦断面構成の一例を表している。
図4、図5及び図7Aに示されるように、隔壁110は、第1光電変換部3と第2光電変換部9との間に配設され、平面視において第1光電変換部3の周囲を取り囲んで配設されている。そして、隔壁110に周囲が取り囲まれた領域に、画素100が構築されている。詳しく説明する。
隔壁110は、側面視において、第1光電変換部3側の第1面(底面)110Bの幅寸法W1よりも第2光電変換部9側の第2面(上面)110Aの幅寸法W2が小さい台形状に形成されている。つまり、隔壁110は、基体2の表面に対して傾斜した側壁110Sを有する。側壁110Sは、隔壁110の第1面110Bに対して、傾斜角θを有する。最適な傾斜角θに関しては、後に詳細に説明する。
前述の光学フィルタ7は、隔壁110に周囲が取り囲まれた画素100の領域において、基体2の表面から隔壁110の側壁110Sに沿って配設されている。
基体2の表面とは、第1光電変換部3の表面に相当する。この基体2の表面に対して、垂直方向に第2層721、第1層712、第2層722、第1層713、第2層723のそれぞれが少なくとも積層され、光学フィルタ7が形成されている。つまり、基体2の表面に対して、第2層721等の面方向は平行である。
基体2の表面とは、第1光電変換部3の表面に相当する。この基体2の表面に対して、垂直方向に第2層721、第1層712、第2層722、第1層713、第2層723のそれぞれが少なくとも積層され、光学フィルタ7が形成されている。つまり、基体2の表面に対して、第2層721等の面方向は平行である。
そして、隔壁110の側壁110Sに沿って配設された光学フィルタ7は、側壁110Sに対して、垂直方向に第2層721、第1層712、第2層722、第1層713、第2層723のそれぞれが少なくとも積層され、光学フィルタ7が形成されている。つまり、側壁110Sに対して、第2層721等の面方向は平行である。
なお、基体2の表面に配設された光学フィルタ7、隔壁110の側壁110Sに配設された光学フィルタ7のそれぞれは、繋ぎ目が無く、連続に形成されている。
なお、基体2の表面に配設された光学フィルタ7、隔壁110の側壁110Sに配設された光学フィルタ7のそれぞれは、繋ぎ目が無く、連続に形成されている。
隔壁110の少なくとも光学フィルタ7に接する部位、すなわち少なくとも側壁110Sは、光学フィルタ7に対して低い屈折率を有する材料により形成されている。第1実施の形態では、貫通配線52を除く、隔壁110の全体は、光学フィルタ7の第2層(a-Si)721に対して、屈折率が小さいSiO2により形成されている。
なお、隔壁110は、上記屈折率の条件を満たすのであれば、窒化珪素(SiN)、SiON及び酸化チタン(TiO)から選択される1以上を含んで形成されてもよい。
なお、隔壁110は、上記屈折率の条件を満たすのであれば、窒化珪素(SiN)、SiON及び酸化チタン(TiO)から選択される1以上を含んで形成されてもよい。
図7Bは、比較例に係る光検出装置の隔壁110CE及び光学フィルタ7CEの具体的な縦断面構成の一例を表している。図8は、斜入射特性を説明するグラフの一例を表している。
比較例に係る光検出装置では、光学フィルタ7CEの側面が隔壁110CEの側壁に接触し、光学フィルタ7CEが隔壁110CEに囲まれて配置されている。光学フィルタ7CEは、光学フィルタ7と同様に、第1屈折率を有する第1層711、第1層712、第1層713、第1層714のそれぞれと、第2屈折率を有する第2層721、第2層722、第2層723のそれぞれとを交互に積層して形成されている。
隔壁110CEの側壁110CESは、ここでは、傾斜角θを90度とする垂直に形成されている。側壁110CESには、光学フィルタ7CEの第1層711等のそれぞれが接触している。
比較例に係る光検出装置では、光学フィルタ7CEの側面が隔壁110CEの側壁に接触し、光学フィルタ7CEが隔壁110CEに囲まれて配置されている。光学フィルタ7CEは、光学フィルタ7と同様に、第1屈折率を有する第1層711、第1層712、第1層713、第1層714のそれぞれと、第2屈折率を有する第2層721、第2層722、第2層723のそれぞれとを交互に積層して形成されている。
隔壁110CEの側壁110CESは、ここでは、傾斜角θを90度とする垂直に形成されている。側壁110CESには、光学フィルタ7CEの第1層711等のそれぞれが接触している。
図8において、横軸は、波長[nm]を示している。縦軸は、反射率又は透過率[%]を示している。第1実施の形態において、第1光電変換部3では、赤外光が受光される。図8に示されている赤外光の波長帯域は、約700nm以上1000nm以下である。また、光学フィルタ7CEへの入射光Lの入射角度θinは、30度に設定される。
図8に示されるように、比較例に係る光検出装置では、隔壁110CEの近傍において、入射光Lが透過する光学フィルタ7CEの層構成が異なる。このため、データDc1に示すように、斜入射において、隔壁110CEの側壁110CESでの赤外光の反射率が劣化している。また、データDc2に示されるように、斜入射において、隔壁110CEの近傍での赤外光の透過率が劣化している。
比較例に係る光検出装置に対して、第1実施の形態に係る光検出装置1では、隔壁110の側壁110Sに沿って光学フィルタ7が配設されている。すなわち、基体2の表面、側壁110Sの表面のそれぞれにおいて、入射光Lが透過する光学フィルタ7の層構成が同一となる。このため、データD1に示されるように、斜入射において、隔壁110の側壁110Sでの赤外光の反射率が向上されている。また、データD2に示すように、斜入射において、隔壁110の近傍での赤外光の透過率が向上されている。
図9は、隔壁110を形成する複数種類の材料、各材料の屈折率、臨界角度、隔壁110の側壁110Sの傾斜角度のそれぞれの関係を説明する表である。
図9に示されように、まず、光学フィルタ7の第2層721を形成するa-Siの屈折率は、3.67である。これに対して、隔壁110を形成するSiO2の屈折率は、1.45である。また、隔壁110を形成可能な別材料としてのSiNの屈折率は、2.00、SiONの屈折率は、2.00、TiOの屈折率は、2.4である。
図9に示されように、まず、光学フィルタ7の第2層721を形成するa-Siの屈折率は、3.67である。これに対して、隔壁110を形成するSiO2の屈折率は、1.45である。また、隔壁110を形成可能な別材料としてのSiNの屈折率は、2.00、SiONの屈折率は、2.00、TiOの屈折率は、2.4である。
ここで、入射光Lの斜入射において、隔壁110の側壁110Sにおける全反射条件を算出する。表現を代えれば、入射光Lがすべて側壁110Sに反射され、第1光電変換部3に受光される反射条件を算出する。
光学フィルタ7の第2層721にa-Siが使用され、隔壁110にSiO2が使用されるとき、臨界角θcrは、以下の式により算出される。
sinθcr=nsio/nsi
nは、屈折率である。
この場合、臨界角θcrは、23.3度となり、隔壁110の側壁110Sの傾斜角θは、54度となる。すなわち、側壁110Sの傾斜角θが54度以上であれば、全反射条件を満たし、側壁110Sにより反射された入射光Lは、第1光電変換部3に効率良く集光可能である。
光学フィルタ7の第2層721にa-Siが使用され、隔壁110にSiO2が使用されるとき、臨界角θcrは、以下の式により算出される。
sinθcr=nsio/nsi
nは、屈折率である。
この場合、臨界角θcrは、23.3度となり、隔壁110の側壁110Sの傾斜角θは、54度となる。すなわち、側壁110Sの傾斜角θが54度以上であれば、全反射条件を満たし、側壁110Sにより反射された入射光Lは、第1光電変換部3に効率良く集光可能である。
同様に、隔壁110にSiNが使用されるとき、臨界角θcrは、33.0度となり、側壁110Sの傾斜角θは、63度となる。また、隔壁110にSiONが使用されるとき、臨界角θcrは、33.0度となり、側壁110Sの傾斜角θは、63度となる。さらに、隔壁110にTiOが使用されるとき、臨界角θcrは、40.8度となり、側壁110Sの傾斜角θは、71度となる。
従って、第1実施の形態では、側壁110Sの傾斜角θは、50度以上90度以下に設定されることが好ましい。
従って、第1実施の形態では、側壁110Sの傾斜角θは、50度以上90度以下に設定されることが好ましい。
[光検出装置1の製造方法]
次に、図10~図18を用いて、前述の光検出装置1の製造方法を説明する。図10~図18は、第1実施の形態に係る光検出装置1の製造方法を説明する一連の工程断面の一例を表している。
次に、図10~図18を用いて、前述の光検出装置1の製造方法を説明する。図10~図18は、第1実施の形態に係る光検出装置1の製造方法を説明する一連の工程断面の一例を表している。
まず、基体2が準備される(図10参照)。基体2は、例えば単結晶Siにより形成される。引き続き、画素100の形成領域において、基体2に第1光電変換部3が形成される(図10参照)。
次に、第1光電変換部3の表面上に絶縁体700が形成され、引き続き、光学フィルタ7の一部となる第1層711が形成される(図10参照)。第1層711は、例えばSiO2により形成される。第1層711は、化学的気相成長(CVD:Chemical Vapor Deposition)法を用いて成膜される。
次に、第1光電変換部3の表面上に絶縁体700が形成され、引き続き、光学フィルタ7の一部となる第1層711が形成される(図10参照)。第1層711は、例えばSiO2により形成される。第1層711は、化学的気相成長(CVD:Chemical Vapor Deposition)法を用いて成膜される。
図10に示されるように、画素100の形成領域間において、基体2に貫通配線42が形成される。
図11に示されるように、基体2の表面全体に隔壁形成層110Fが形成される。隔壁形成層110Fは、例えばSiO2により形成される。隔壁形成層110Fは、CVD法を用いて成膜される。
図12に示されるように、隔壁形成層110Fにパターンニングが行われ、画素100の形成領域において、隔壁形成層110Fが除去される。隔壁形成層110Fがパターンニングされると、画素100の形成領域間に残っている隔壁形成層110Fから隔壁110が形成される。この隔壁110には傾斜を有する側壁110Sが形成される。
隔壁形成層110Fのパターンニングには、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術が使用される。エッチング技術としては、例えばドライエッチング技術が使用される。
隔壁形成層110Fのパターンニングには、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術が使用される。エッチング技術としては、例えばドライエッチング技術が使用される。
図13に示されるように、基体2の表面上及び隔壁110の側壁110Sの表面上を含む、基体2の表面の全域に、光学フィルタ7の一部となる第2層721、第1層712のそれぞれが順次形成される。
第2層721は、例えばa-Siにより形成される。第2層721は、CVD法を用いて成膜される。第1層712は、例えばSiO2により形成される。第1層712は、CVD法を用いて成膜される。
第2層721は、例えばa-Siにより形成される。第2層721は、CVD法を用いて成膜される。第1層712は、例えばSiO2により形成される。第1層712は、CVD法を用いて成膜される。
図14に示されるように、引き続き、基体2の表面の全域に、光学フィルタ7の一部となる第2層722が形成される。第2層722は、例えばa-Siにより形成される。第2層722は、CVD法を用いて成膜される。
図15に示されるように、引き続き、基体2の表面の全域に、光学フィルタ7の一部となる第1層713、第2層723のそれぞれが順次形成される。第1層713は、例えばSiO2により形成される。第1層713は、CVD法を用いて成膜される。第2層723は、例えばa-Siにより形成される。第2層723は、CVD法を用いて成膜される。
引き続き、基体2の表面の全域に、光学フィルタ7の一部となる第1層714が形成される。第1層714は、例えばSiO2により形成される。第1層714は、CVD法を用いて成膜される。
図16に示されるように、隔壁110の第2面110Aが露出するまで平坦化処理が行われ、余分な第1層714等が除去される。この平坦化処理により、基体2の表面から隔壁110の側壁110Sに沿って配設された光学フィルタ7が形成される。
平坦化処理には、エッチング技術又は化学機械研磨(CMP:Chemical Mechanical Polishing)技術が使用される。
図16に示されるように、隔壁110の第2面110Aが露出するまで平坦化処理が行われ、余分な第1層714等が除去される。この平坦化処理により、基体2の表面から隔壁110の側壁110Sに沿って配設された光学フィルタ7が形成される。
平坦化処理には、エッチング技術又は化学機械研磨(CMP:Chemical Mechanical Polishing)技術が使用される。
図17に示されるように、隔壁110に貫通孔110Hが形成される。貫通孔110Hは、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて形成される。
図18に示されるように、貫通孔110H内に貫通配線52が形成される。貫通配線52は、スパッタリング法又はCVD法を用いて、基体2の表面上の全域に金属を成膜し、その後に余分な金属を除去することにより形成される。金属の除去には、例えばCMP技術が使用される。
図18に示されるように、貫通孔110H内に貫通配線52が形成される。貫通配線52は、スパッタリング法又はCVD法を用いて、基体2の表面上の全域に金属を成膜し、その後に余分な金属を除去することにより形成される。金属の除去には、例えばCMP技術が使用される。
この後、第2光電変換部9、光学フィルタ12、光学レンズ13のそれぞれが順次形成され、前述の図5に示される光検出装置1を完成させることができる。
これら一連の製造工程を経て、第1実施の形態に係る光検出装置1の製造方法が終了する。
これら一連の製造工程を経て、第1実施の形態に係る光検出装置1の製造方法が終了する。
[作用効果]
第1実施の形態に係る光検出装置1は、図4、図5、図6及び図7Aに示されるように、第1光電変換部3と、第2光電変換部9と、隔壁110と、光学フィルタ7とを備える。
第1光電変換部3は、基体2に配設され、第1波長域の光を電荷に変換する。第2光電変換部9は、第1光電変換部3に対向し、かつ、第1光電変換部3に対して離間して配設される。第2光電変換部9は、第1波長域とは異なる第2波長域の光を電荷に変換する。隔壁110は、第1光電変換部3と第2光電変換部9との間において、第1光電変換部3の周囲を取り囲んで配設される。隔壁110は、基体2の表面に対して傾斜した側壁110Sを有する。
そして、光学フィルタ7は、第1光電変換部3と第2光電変換部9との間において、隔壁110に周囲が取り囲まれて配設される。光学フィルタ7は、第1光電変換部3から第2光電変換部9へ向かって、第1屈折率を有する第1層712、第1層713、第1層714に、第1屈折率とは異なる第2屈折率を有する第2層721、第2層722、第2層723を積層して形成される。光学フィルタ7は、第1波長域の光を少なくとも選択的に透過させる。
ここで、光学フィルタ7は、多層干渉フィルタである。
このように構成される光検出装置1では、隔壁110の側壁110Sが傾斜しているので、光学フィルタ7は、基体2の表面から隔壁110の側壁110Sに沿って配設される。表現を代えれば、光学フィルタ7の第1層712、第2層721等のそれぞれの面方向は、基体2の表面上と同様に、隔壁110の側壁110Sに平行に配設される。このため、隔壁110の近傍において、斜入射が生じても、光学フィルタ7の層構成の変化が生じないので、光学フィルタ7の本来の特性を維持することができる。
従って、第1実施の形態に係る光検出装置1の光学フィルタ7においては、斜入射された赤外光も選択的に透過させ、第1光電変換部3に効果的に受光させることができるので、高解像度の赤外光画像を生成することができる。
第1実施の形態に係る光検出装置1は、図4、図5、図6及び図7Aに示されるように、第1光電変換部3と、第2光電変換部9と、隔壁110と、光学フィルタ7とを備える。
第1光電変換部3は、基体2に配設され、第1波長域の光を電荷に変換する。第2光電変換部9は、第1光電変換部3に対向し、かつ、第1光電変換部3に対して離間して配設される。第2光電変換部9は、第1波長域とは異なる第2波長域の光を電荷に変換する。隔壁110は、第1光電変換部3と第2光電変換部9との間において、第1光電変換部3の周囲を取り囲んで配設される。隔壁110は、基体2の表面に対して傾斜した側壁110Sを有する。
そして、光学フィルタ7は、第1光電変換部3と第2光電変換部9との間において、隔壁110に周囲が取り囲まれて配設される。光学フィルタ7は、第1光電変換部3から第2光電変換部9へ向かって、第1屈折率を有する第1層712、第1層713、第1層714に、第1屈折率とは異なる第2屈折率を有する第2層721、第2層722、第2層723を積層して形成される。光学フィルタ7は、第1波長域の光を少なくとも選択的に透過させる。
ここで、光学フィルタ7は、多層干渉フィルタである。
このように構成される光検出装置1では、隔壁110の側壁110Sが傾斜しているので、光学フィルタ7は、基体2の表面から隔壁110の側壁110Sに沿って配設される。表現を代えれば、光学フィルタ7の第1層712、第2層721等のそれぞれの面方向は、基体2の表面上と同様に、隔壁110の側壁110Sに平行に配設される。このため、隔壁110の近傍において、斜入射が生じても、光学フィルタ7の層構成の変化が生じないので、光学フィルタ7の本来の特性を維持することができる。
従って、第1実施の形態に係る光検出装置1の光学フィルタ7においては、斜入射された赤外光も選択的に透過させ、第1光電変換部3に効果的に受光させることができるので、高解像度の赤外光画像を生成することができる。
また、光検出装置1では、図5及び図7Aに示されるように、隔壁110の少なくとも光学フィルタ7に接する部位は、光学フィルタ7に対して低い屈折率を有する材料により形成される。
このように構成される光検出装置1によれば、光学フィルタ7と隔壁110の側壁110Sとの境界面を入射光Lの反面として形成することができる。このため、斜入射された赤外光を第1光電変換部3に効果的に受光させることができるので、高解像度の赤外光画像を生成することができる。
このように構成される光検出装置1によれば、光学フィルタ7と隔壁110の側壁110Sとの境界面を入射光Lの反面として形成することができる。このため、斜入射された赤外光を第1光電変換部3に効果的に受光させることができるので、高解像度の赤外光画像を生成することができる。
また、光検出装置1では、図5及び図7Aに示されるように、側面視において、隔壁110は、第1光電変換部3側の第1面110Bの幅寸法W1よりも第2光電変換部9側の第2面110Aの幅寸法W2が小さい台形状に形成される。
このように構成される光検出装置1によれば、基体2の表面から隔壁110の側壁110Sに沿って光学フィルタ7を配設されることができる。加えて、光学フィルタ7と隔壁110の側壁110Sとの境界面を入射光Lの反面として形成することができる。
このように構成される光検出装置1によれば、基体2の表面から隔壁110の側壁110Sに沿って光学フィルタ7を配設されることができる。加えて、光学フィルタ7と隔壁110の側壁110Sとの境界面を入射光Lの反面として形成することができる。
また、光検出装置1では、図5及び図7Aに示されるように、隔壁110の内部に金属により形成された貫通配線52が配設される。貫通配線52は、第2光電変換部9に接続されるとともに、貫通配線42に接続される。側面視において、隔壁110の内部に配設された貫通配線52の第1光電変換部3側の第1端面S1の面積は、貫通配線52の第2光電変換部9側の第2端面S2の面積よりも小さい。
このように構成される光検出装置1によれば、貫通配線52は、貫通配線42との接続面積を縮小するこができ、貫通配線42の占有面積を縮小することができる。表現を代えれば、第1光電変換部3の占有面積を拡大することができ、第1光電変換部3の受光量を向上させることができる。
このように構成される光検出装置1によれば、貫通配線52は、貫通配線42との接続面積を縮小するこができ、貫通配線42の占有面積を縮小することができる。表現を代えれば、第1光電変換部3の占有面積を拡大することができ、第1光電変換部3の受光量を向上させることができる。
<2.第2実施の形態>
図19を用いて、本開示の第2実施の形態に係る光検出装置1を説明する。第2実施の形態は、第1実施の形態に係る光検出装置1において、画素100の周囲に配設された隔壁110の構成を変えた例を説明する。
なお、第2実施の形態及びそれ以降の実施の形態において、第1実施の形態に係る光検出装置1及びその製造方法の構成要素と同一の構成要素、又は実質的に同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
図19を用いて、本開示の第2実施の形態に係る光検出装置1を説明する。第2実施の形態は、第1実施の形態に係る光検出装置1において、画素100の周囲に配設された隔壁110の構成を変えた例を説明する。
なお、第2実施の形態及びそれ以降の実施の形態において、第1実施の形態に係る光検出装置1及びその製造方法の構成要素と同一の構成要素、又は実質的に同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
[光検出装置1の構成]
図19は、第2実施の形態に係る光検出装置1の画素100の平面構成の一例を表している。
図19は、第2実施の形態に係る光検出装置1の画素100の平面構成の一例を表している。
図19に示されるように、第2実施の形態に係る光検出装置1では、平面視において、画素100の4つの隅にそれぞれ貫通配線52が配設されている。
貫通配線52間には、遮光板523が配設されている。表現を代えれば、遮光板523は、画素100の各辺に沿って、矢印X方向又は矢印Y方向に延設されている。遮光板523は、貫通配線52と同様な縦断面形状を有し、かつ、貫通配線52と同様の金属により形成されている。また、遮光板523は、例えば接地電源等の固定電源に接続されている。
貫通配線52間には、遮光板523が配設されている。表現を代えれば、遮光板523は、画素100の各辺に沿って、矢印X方向又は矢印Y方向に延設されている。遮光板523は、貫通配線52と同様な縦断面形状を有し、かつ、貫通配線52と同様の金属により形成されている。また、遮光板523は、例えば接地電源等の固定電源に接続されている。
上記以外の構成要素は、第1実施の形態に係る光検出装置1の構成要素と同一又は実質的に同一である。
[作用効果]
第2実施の形態に係る光検出装置1では、第1実施の形態に係る光検出装置1により得られる作用効果と同様の作用効果を得ることができる。
第2実施の形態に係る光検出装置1では、第1実施の形態に係る光検出装置1により得られる作用効果と同様の作用効果を得ることができる。
また、光検出装置1では、図19に示されるように、隔壁110に遮光板523が配設される。
このように構成される光検出装置1によれば、隣接する画素100間において、遮光板53により入射光Lの漏れを効果的に抑制又は防止することができる。このため、光検出装置1では、混色を効果的に抑制又は防止することができる。
このように構成される光検出装置1によれば、隣接する画素100間において、遮光板53により入射光Lの漏れを効果的に抑制又は防止することができる。このため、光検出装置1では、混色を効果的に抑制又は防止することができる。
<3.第3実施の形態>
図20~図28を用いて、本開示の第3実施の形態に係る光検出装置1を説明する。第3実施の形態は、第1実施の形態に係る光検出装置1において、画素100の周囲に配設された隔壁110の構成を変えた例を説明する。
図20~図28を用いて、本開示の第3実施の形態に係る光検出装置1を説明する。第3実施の形態は、第1実施の形態に係る光検出装置1において、画素100の周囲に配設された隔壁110の構成を変えた例を説明する。
[光検出装置1の構成]
図20は、第3実施の形態に係る光検出装置1の画素100の縦断面構成の一例を表している。
図20は、第3実施の形態に係る光検出装置1の画素100の縦断面構成の一例を表している。
図20に示されるように、第3実施の形態に係る光検出装置1では、側面視において、隔壁110は、第1光電変換部3側の第1面110Bの幅寸法W1よりも第2光電変換部9側の第2面110Aの幅寸法W2が大きい逆台形状に形成されている。
光学フィルタ7は、隔壁110に周囲が囲まれた領域内に配設されている。第3実施の形態では、光学フィルタ7の端面は、隔壁110の側壁110Sに接して形成されている。光学フィルタ7の第1光電変換部3側に近い第1層712、第2層721は、第2光電変換部9側に近い第1層713、第2層723よりも外側に広がっている。
表現を代えれば、隔壁110の断面形状を逆台形状に形成したことにより、第1光電変換部3の占有面積(開口面積)を拡大しつつ、層構造を維持したまま光学フィルタ7を第1光電変換部3の周辺まで延設させることができる。
上記以外の構成要素は、第1実施の形態に係る光検出装置1の構成要素と同一又は実質的に同一である。
[光検出装置1の製造方法]
次に、図21~図28を用いて、前述の光検出装置1の製造方法を説明する。図21~図28は、第3実施の形態に係る光検出装置1の製造方法を説明する一連の工程断面の一例を表している。
次に、図21~図28を用いて、前述の光検出装置1の製造方法を説明する。図21~図28は、第3実施の形態に係る光検出装置1の製造方法を説明する一連の工程断面の一例を表している。
まず、第1実施の形態に係る光検出装置1の製造方法(以下、単に「第1製造方法」という。)の図10に示される工程と同様に、基体2が準備され、光学フィルタ7の一部となる第1層711が形成される(図21参照)。引き続き、図21に示されるように、画素100の形成領域間において、基体2に貫通配線42が形成される。
図22に示されるように、基体2の表面の全域に、光学フィルタ7の一部となる第2層721、第1層712、第2層722、第1層713、第2層723、第1層714のそれぞれが順次形成される。これにより、光学フィルタ7が完成する。
図23に示されるように、画素100の形成領域間において、光学フィルタ7に開口7Hが形成される。開口7Hの形成には、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術が使用される。エッチング技術としては、例えばドライエッチング技術が使用される。
図24に示されるように、光学フィルタ7の表面の全域に隔壁形成層110Fが形成される。隔壁形成層110Fは、第1製造方法と同様に、例えばSiO2により形成される。隔壁形成層110Fは、CVD法を用いて成膜される。隔壁形成層110Fは、予め形成された開口7H内にも埋設される。
図25に示されるように、光学フィルタ7の表面が露出するまで、余分な隔壁形成層110Fが除去される。これにより、隔壁形成層110Fから開口7H内に埋設された隔壁110が形成される。隔壁形成層110Fの除去には、エッチング技術又はCMP技術が使用される。
第1製造方法の図17に示される工程と同様に、図26に示されるように、隔壁110に貫通孔110Hが形成される。貫通孔110Hは、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて形成される。
図27に示されるように、光学フィルタ7の表面、隔壁110の表面のそれぞれを含む全域に、金属52Aが形成される。金属52Aは、例えばWにより形成される。金属52Aは、スパッタリング法又はCVD法を用いて成膜される。
引き続き、図28に示されるように、余分な金属52Aが除去される。金属52Aの除去には、例えばCMP技術が使用される。これにより、貫通孔110H内において、金属52Aから貫通配線52が形成される。
この後、第2光電変換部9、光学フィルタ12、光学レンズ13のそれぞれが順次形成され、前述の図20に示される光検出装置1を完成させることができる。
これら一連の製造工程を経て、第3実施の形態に係る光検出装置1の製造方法が終了する。
これら一連の製造工程を経て、第3実施の形態に係る光検出装置1の製造方法が終了する。
[作用効果]
第3実施の形態に係る光検出装置1では、第1実施の形態に係る光検出装置1により得られる作用効果と同様の作用効果を得ることができる。
第3実施の形態に係る光検出装置1では、第1実施の形態に係る光検出装置1により得られる作用効果と同様の作用効果を得ることができる。
また、光検出装置1では、図20に示されるように、隔壁110は、逆台形状に形成される。
このように構成される光検出装置1によれば、第1光電変換部3の占有面積を拡大しつつ、層構造を維持したまま光学フィルタ7を第1光電変換部3の周辺まで延設させることができる。
従って、第3実施の形態に係る光検出装置1の光学フィルタ7では、特に画素100の周辺において、斜入射された赤外光も選択的に透過させ、第1光電変換部3に効果的に受光させることができるので、高解像度の赤外光画像を生成することができる。
このように構成される光検出装置1によれば、第1光電変換部3の占有面積を拡大しつつ、層構造を維持したまま光学フィルタ7を第1光電変換部3の周辺まで延設させることができる。
従って、第3実施の形態に係る光検出装置1の光学フィルタ7では、特に画素100の周辺において、斜入射された赤外光も選択的に透過させ、第1光電変換部3に効果的に受光させることができるので、高解像度の赤外光画像を生成することができる。
さらに、隔壁110は、逆台形状に形成されているので、斜入射された赤外光も第1光電変換部3に集光し易くなる。このため、第1光電変換部3での受光量を向上させることができるので、高解像度の赤外光画像を生成することができる。
<4.第4実施の形態>
図29~図40を用いて、本開示の第4実施の形態に係る光検出装置1を説明する。第4実施の形態は、第1実施の形態に係る光検出装置1において、光学フィルタ7の構成を変えた例を説明する。
図29~図40を用いて、本開示の第4実施の形態に係る光検出装置1を説明する。第4実施の形態は、第1実施の形態に係る光検出装置1において、光学フィルタ7の構成を変えた例を説明する。
[光検出装置1の構成]
図29は、第4実施の形態に係る光検出装置1の画素100の縦断面構成の一例を表している。
図29は、第4実施の形態に係る光検出装置1の画素100の縦断面構成の一例を表している。
図29に示されるように、第4実施の形態に係る光検出装置1では、側面視において、光学フィルタ7の断面形状は、第1光電変換部3側へ湾曲して突出するレンズ形状に形成されている。光学フィルタ7は、第1層712等の各層も同一方向に突出するレンズ形状に形成されている。
隔壁110は、第1実施の形態に係る光検出装置1の隔壁110と同様に、傾斜を有する側壁110Sを有する。この側壁110Sに沿って、光学フィルタ7の端面部分が配設されている。
上記以外の構成要素は、第1実施の形態に係る光検出装置1の構成要素と同一又は実質的に同一である。
[光検出装置1の製造方法]
次に、図30~図40を用いて、前述の光検出装置1の製造方法を説明する。図30~図40は、第4実施の形態に係る光検出装置1の製造方法を説明する一連の工程断面の一例を表している。
次に、図30~図40を用いて、前述の光検出装置1の製造方法を説明する。図30~図40は、第4実施の形態に係る光検出装置1の製造方法を説明する一連の工程断面の一例を表している。
まず、第1製造方法の図10に示される工程と同様に、基体2が準備され、光学フィルタ7の一部となる第1層711が形成される(図30参照)。引き続き、図30に示されるように、画素100の形成領域間において、基体2に貫通配線42が形成される。
図31に示されるように、基体2の表面の全域に、隔壁110の一部となる隔壁形成層110F1が形成される。ここで、隔壁形成層110F1は、隔壁110の一部として形成されるので、光学フィルタ7の特に第2層721よりも屈折率が小さく、第1層711に対してディッシング(Dishing)処理の際の研磨速度に違いを有する材料により形成される。
図32に示されるように、隔壁形成層110F1がパターンニングされ、隔壁形成層110F1から隔壁110の一部が形成される。パターンニングには、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術が使用される。
図33に示されるように、基体2の表面の全域に、光学フィルタ7の第1層711が再度成膜される。第1層711は、隔壁110の一部を覆って形成される。
図34に示されるように、第1層711にディッシング処理が行われ、第1層711の表面の断面形状が、第1光電変換部3側に湾曲して突出するレンズ形状に形成される。
図35に示されるように、第1層711の表面に、光学フィルタ7の一部となる第2層721が形成される。引き続き、図36に示されるように、第2層721の表面に、第1層712、第2層722、第1層713、第2層723、第1層714のそれぞれが順次形成される。これにより、光学フィルタ7が完成する。光学フィルタ7の断面形状は、レンズ形状に形成される。
第3実施の形態に係る光検出装置1の製造方法(以下、単に「第3製造方法」という。)の図23に示される工程と同様に、図37に示されるように、画素100の形成領域間において、光学フィルタ7に開口7Hが形成される。開口7Hの形成には、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術が使用される。エッチング技術としては、例えばドライエッチング技術が使用される。開口7H内には、隔壁110の一部(隔壁形成層110F1)が露出される。
第3製造方法の図24に示される工程と同様に、図38に示されるように、光学フィルタ7の表面の全域に隔壁形成層110Fが形成される。隔壁形成層110Fは、第1製造方法と同様に、例えばSiO2により形成される。隔壁形成層110Fは、CVD法を用いて成膜される。隔壁形成層110Fは、予め形成された開口7H内にも埋設される。
第3製造方法の図25に示される工程と同様に、図39に示されるように、光学フィルタ7の表面が露出するまで、余分な隔壁形成層110Fが除去される。これにより、隔壁形成層110Fから開口7H内に埋設された隔壁110が形成される。隔壁形成層110Fの除去には、エッチング技術又はCMP技術が使用される。ここでは、隔壁110は、隔壁形成層110F及び隔壁形成層110F1により形成される。
第3製造方法の図26~図28に示される工程と同様に、図40に示されるように、隔壁110に貫通孔110Hが形成され、貫通孔110H内に貫通配線52が形成される。
この後、第2光電変換部9、光学フィルタ12、光学レンズ13のそれぞれが順次形成され、前述の図29に示される光検出装置1を完成させることができる。
これら一連の製造工程を経て、第4実施の形態に係る光検出装置1の製造方法が終了する。
これら一連の製造工程を経て、第4実施の形態に係る光検出装置1の製造方法が終了する。
[作用効果]
第4実施の形態に係る光検出装置1では、第1実施の形態に係る光検出装置1により得られる作用効果と同様の作用効果を得ることができる。
第4実施の形態に係る光検出装置1では、第1実施の形態に係る光検出装置1により得られる作用効果と同様の作用効果を得ることができる。
また、光検出装置1では、図29に示されるように、光学フィルタ7は、レンズ形状に形成される。
このように構成される光検出装置1では、光学フィルタ7は、基体2の表面から隔壁110の側壁110Sに沿って配設される。このため、隔壁110の近傍において、斜入射が生じても、光学フィルタ7の層構成の変化があまり生じないので、光学フィルタ7の本来の特性を維持することができる。
従って、第4実施の形態に係る光検出装置1の光学フィルタ7においては、斜入射された赤外光も選択的に透過させ、第1光電変換部3に効果的に受光させることができるので、高解像度の赤外光画像を生成することができる。
このように構成される光検出装置1では、光学フィルタ7は、基体2の表面から隔壁110の側壁110Sに沿って配設される。このため、隔壁110の近傍において、斜入射が生じても、光学フィルタ7の層構成の変化があまり生じないので、光学フィルタ7の本来の特性を維持することができる。
従って、第4実施の形態に係る光検出装置1の光学フィルタ7においては、斜入射された赤外光も選択的に透過させ、第1光電変換部3に効果的に受光させることができるので、高解像度の赤外光画像を生成することができる。
また、光学フィルタ7がレンズ形状に形成されているので、入射光Lを集光させ、第1光電変換部3に効果的に受光させることができる。同様に、光検出装置1では、高解像度の赤外光画像を生成することができる。
<5.第5実施の形態>
図41~図42を用いて、本開示の第5実施の形態に係る光検出装置1を説明する。第5実施の形態は、第1実施の形態に係る光検出装置1において、光学フィルタ7の構成を変えた例を説明する。
図41~図42を用いて、本開示の第5実施の形態に係る光検出装置1を説明する。第5実施の形態は、第1実施の形態に係る光検出装置1において、光学フィルタ7の構成を変えた例を説明する。
[光検出装置1の構成]
図41は、第5実施の形態に係る光検出装置1の画素100の平面構成の一例を表している。図42は、図41に示される画素100の縦断面構成の一例を表している。
図41及び図42に示されるように、第5実施の形態に係る光検出装置1は、光学フィルタ7に、表面プラズモン共鳴(Surface Plasmon Resonance)フィルタが使用されている。
図41は、第5実施の形態に係る光検出装置1の画素100の平面構成の一例を表している。図42は、図41に示される画素100の縦断面構成の一例を表している。
図41及び図42に示されるように、第5実施の形態に係る光検出装置1は、光学フィルタ7に、表面プラズモン共鳴(Surface Plasmon Resonance)フィルタが使用されている。
詳しく説明すると、光学フィルタ7は、隔壁110に周囲を囲まれて配設されている。光学フィルタ7は、第1層731、第2層74及び第2層75、第1層731のそれぞれを積層して形成されている。
第1層731、第1層732のそれぞれは、厚さ方向に対向し、かつ、離間して配設されている。第1層731、第1層732のそれぞれは、金属である。第1層731、第1層732のそれぞれには、例えばAlが使用されている。
第2層74、第2層75のそれぞれは、第1層731と第1層732との間に配設されている。第2層75は、第2層74に規則的に配設された貫通孔74H内に埋設されている。第2層74、第2層75のそれぞれは、誘電体である。第2層74には、例えばTiOが使用されている。第2層75には、例えばSiO2が使用されている。
第1層731、第1層732のそれぞれは、厚さ方向に対向し、かつ、離間して配設されている。第1層731、第1層732のそれぞれは、金属である。第1層731、第1層732のそれぞれには、例えばAlが使用されている。
第2層74、第2層75のそれぞれは、第1層731と第1層732との間に配設されている。第2層75は、第2層74に規則的に配設された貫通孔74H内に埋設されている。第2層74、第2層75のそれぞれは、誘電体である。第2層74には、例えばTiOが使用されている。第2層75には、例えばSiO2が使用されている。
光学フィルタ7は、第1実施の形態に係る光検出装置1の光学フィルタ7等と同様に、第1波長域の入射光L(ここでは、赤外光)を少なくとも選択的に透過させる。
上記以外の構成要素は、第1実施の形態に係る光検出装置1の構成要素と同一又は実質的に同一である。
[作用効果]
第5実施の形態に係る光検出装置1では、第1実施の形態に係る光検出装置1により得られる作用効果と同様の作用効果を得ることができる。特に、光検出装置1では、隔壁110は、傾斜した側壁110Sを有するので、斜入射された赤外光も第1光電変換部3に集光し易くなる。このため、第1光電変換部3での受光量を向上させることができるので、高解像度の赤外光画像を生成することができる。
第5実施の形態に係る光検出装置1では、第1実施の形態に係る光検出装置1により得られる作用効果と同様の作用効果を得ることができる。特に、光検出装置1では、隔壁110は、傾斜した側壁110Sを有するので、斜入射された赤外光も第1光電変換部3に集光し易くなる。このため、第1光電変換部3での受光量を向上させることができるので、高解像度の赤外光画像を生成することができる。
<6.第6実施の形態>
図43を用いて、本開示の第6実施の形態に係る光検出装置1を説明する。第6実施の形態は、第1実施の形態に係る光検出装置1において、画素100及び光学フィルタ7の構成を変えた例を説明する。
図43を用いて、本開示の第6実施の形態に係る光検出装置1を説明する。第6実施の形態は、第1実施の形態に係る光検出装置1において、画素100及び光学フィルタ7の構成を変えた例を説明する。
[光検出装置1の構成]
図43は、第6実施の形態に係る光検出装置1の画素100の縦断面構成の一例を表している。
図43は、第6実施の形態に係る光検出装置1の画素100の縦断面構成の一例を表している。
図43に示されるように、第6実施の形態に係る光検出装置1では、基礎的に配列された複数の画素100のうち、1つの画素100は、赤色光Rを受光する第1光電変換部3と緑色光Gを受光する第2光電変換部9とを積層して構成されている。そして、他の1つの画素100は、青色光Bを受光する第1光電変換部3と緑色光Gを受光する第2光電変換部9とを積層して構成されている。
第1光電変換部3は、第1実施の形態に係る光検出装置1の第1光電変換部3と同様に、例えば半導体フォトダイオードにより形成されている。第2光電変換部9は、第1実施の形態に係る光検出装置1の第2光電変換部9と同様に、例えば有機フォトダイオードにより形成されている。
光学フィルタ7及び隔壁110は、第1実施の形態に係る光検出装置1の光学フィルタ7及び隔壁110に対して、実質的に同一の構成とされている。ただし、赤色光R、青色光Bのそれぞれの透過波長域が異なる。このため、第6実施の形態では、赤色光Rを受光する第1光電変換部3に配設される光学フィルタ7に対して、青色光Bを受光する第1光電変換部3に配設される光学フィルタ7の厚さは薄く形成されている。
上記以外の構成要素は、第1実施の形態に係る光検出装置1の構成要素と同一又は実質的に同一である。
[作用効果]
第6実施の形態に係る光検出装置1では、第1実施の形態に係る光検出装置1により得られる作用効果と同様の作用効果を得ることができる。
第6実施の形態に係る光検出装置1では、第1実施の形態に係る光検出装置1により得られる作用効果と同様の作用効果を得ることができる。
また、第6実施の形態では、赤色光R、青色光B及び緑色光Gを受光し、赤外光を受光しない光検出装置1に本技術を適用することができる。
<7.第7実施の形態>
図44を用いて、本開示の第7実施の形態に係る光検出装置1を説明する。第7実施の形態は、第4実施の形態に係る光検出装置1と第6実施の形態に係る光検出装置1とを組み合わせた例を説明する。
図44を用いて、本開示の第7実施の形態に係る光検出装置1を説明する。第7実施の形態は、第4実施の形態に係る光検出装置1と第6実施の形態に係る光検出装置1とを組み合わせた例を説明する。
[光検出装置1の構成]
図44は、第7実施の形態に係る光検出装置1の画素100の縦断面構成の一例を表している。
図44は、第7実施の形態に係る光検出装置1の画素100の縦断面構成の一例を表している。
図44に示されるように、第7実施の形態に係る光検出装置1は、第4実施の形態に係る光検出装置1に第6実施の形態に係る光検出装置1を組み合わせて構成されている。すなわち、第6実施の形態に係る光検出装置1の画素100に、第4実施の形態に係る光検出装置1の光学フィルタ7が配設されている。光学フィルタ7は、レンズ形状に形成されている。
上記以外の構成要素は、第4実施の形態に係る光検出装置1又は第6実施の形態に係る光検出装置1の構成要素と同一又は実質的に同一である。
[作用効果]
第7実施の形態に係る光検出装置1では、第4実施の形態に係る光検出装置1により得られる作用効果と、第6実施の形態に係る光検出装置1により得られる作用効果とを組み合わせた作用効果を得ることができる。
第7実施の形態に係る光検出装置1では、第4実施の形態に係る光検出装置1により得られる作用効果と、第6実施の形態に係る光検出装置1により得られる作用効果とを組み合わせた作用効果を得ることができる。
<8.第8実施の形態>
図45を用いて、本開示の第8実施の形態に係る光検出装置1を説明する。第8実施の形態は、第5実施の形態に係る光検出装置1と第6実施の形態に係る光検出装置1とを組み合わせた例を説明する。
図45を用いて、本開示の第8実施の形態に係る光検出装置1を説明する。第8実施の形態は、第5実施の形態に係る光検出装置1と第6実施の形態に係る光検出装置1とを組み合わせた例を説明する。
[光検出装置1の構成]
図45は、第8実施の形態に係る光検出装置1の画素100の縦断面構成の一例を表している。
図45は、第8実施の形態に係る光検出装置1の画素100の縦断面構成の一例を表している。
図45に示されるように、第8実施の形態に係る光検出装置1は、第5実施の形態に係る光検出装置1に第6実施の形態に係る光検出装置1を組み合わせて構成されている。すなわち、第6実施の形態に係る光検出装置1の画素100に、第5実施の形態に係る光検出装置1の光学フィルタ7が配設されている。光学フィルタ7は、表面プラズモン共鳴フィルタである。
上記以外の構成要素は、第5実施の形態に係る光検出装置1又は第6実施の形態に係る光検出装置1の構成要素と同一又は実質的に同一である。
[作用効果]
第8実施の形態に係る光検出装置1では、第5実施の形態に係る光検出装置1により得られる作用効果と、第6実施の形態に係る光検出装置1により得られる作用効果とを組み合わせた作用効果を得ることができる。
第8実施の形態に係る光検出装置1では、第5実施の形態に係る光検出装置1により得られる作用効果と、第6実施の形態に係る光検出装置1により得られる作用効果とを組み合わせた作用効果を得ることができる。
<9.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。
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45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45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45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46は、撮像部12031の設置位置の例を示す図である。
図46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46には、撮像部12101ないし12104の撮影範囲の一例が示されている。撮像範囲12111は、フロントノーズに設けられた撮像部12101の撮像範囲を示し、撮像範囲12112,12113は、それぞれサイドミラーに設けられた撮像部12102,12103の撮像範囲を示し、撮像範囲12114は、リアバンパ又はバックドアに設けられた撮像部12104の撮像範囲を示す。例えば、撮像部12101ないし12104で撮像された画像データが重ね合わせられることにより、車両12100を上方から見た俯瞰画像が得られる。
撮像部12101ないし12104の少なくとも1つは、距離情報を取得する機能を有していてもよい。例えば、撮像部12101ないし12104の少なくとも1つは、複数の撮像素子からなるステレオカメラであってもよいし、位相差検出用の画素を有する撮像素子であってもよい。
例えば、マイクロコンピュータ12051は、撮像部12101ないし12104から得られた距離情報を基に、撮像範囲12111ないし12114内における各立体物までの距離と、この距離の時間的変化(車両12100に対する相対速度)を求めることにより、特に車両12100の進行路上にある最も近い立体物で、車両12100と略同じ方向に所定の速度(例えば、0km/h以上)で走行する立体物を先行車として抽出することができる。さらに、マイクロコンピュータ12051は、先行車の手前に予め確保すべき車間距離を設定し、自動ブレーキ制御(追従停止制御も含む)や自動加速制御(追従発進制御も含む)等を行うことができる。このように運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
例えば、マイクロコンピュータ12051は、撮像部12101ないし12104から得られた距離情報を元に、立体物に関する立体物データを、2輪車、普通車両、大型車両、歩行者、電柱等その他の立体物に分類して抽出し、障害物の自動回避に用いることができる。例えば、マイクロコンピュータ12051は、車両12100の周辺の障害物を、車両12100のドライバが視認可能な障害物と視認困難な障害物とに識別する。そして、マイクロコンピュータ12051は、各障害物との衝突の危険度を示す衝突リスクを判断し、衝突リスクが設定値以上で衝突可能性がある状況であるときには、オーディオスピーカ12061や表示部12062を介してドライバに警報を出力することや、駆動系制御ユニット12010を介して強制減速や回避操舵を行うことで、衝突回避のための運転支援を行うことができる。
撮像部12101ないし12104の少なくとも1つは、赤外線を検出する赤外線カメラであってもよい。例えば、マイクロコンピュータ12051は、撮像部12101ないし12104の撮像画像中に歩行者が存在するか否かを判定することで歩行者を認識することができる。かかる歩行者の認識は、例えば赤外線カメラとしての撮像部12101ないし12104の撮像画像における特徴点を抽出する手順と、物体の輪郭を示す一連の特徴点にパターンマッチング処理を行って歩行者か否かを判別する手順によって行われる。マイクロコンピュータ12051が、撮像部12101ないし12104の撮像画像中に歩行者が存在すると判定し、歩行者を認識すると、音声画像出力部12052は、当該認識された歩行者に強調のための方形輪郭線を重畳表示するように、表示部12062を制御する。また、音声画像出力部12052は、歩行者を示すアイコン等を所望の位置に表示するように表示部12062を制御してもよい。
以上、本開示に係る技術が適用され得る車両制御システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、撮像部12031に適用され得る。撮像部12031に本開示に係る技術を適用することにより、斜入射特性を向上させることができる。
<10.体内情報取得システムへの応用例>
本開示に係る技術は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、内視鏡手術システムに適用されてもよい。
本開示に係る技術は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、内視鏡手術システムに適用されてもよい。
図48は、本開示に係る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48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、撮像部10112に適用され得る。撮像部10112に本開示に係る技術を適用することにより、斜入射特性を向上させることができる。
<11.その他の実施の形態>
本技術は、上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変更可能である。
例えば、上記第1実施の形態から第8実施の形態に係る光検出装置のうち、2以上の実施の形態に係る光検出装置を組み合わせてもよい。
本技術は、上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変更可能である。
例えば、上記第1実施の形態から第8実施の形態に係る光検出装置のうち、2以上の実施の形態に係る光検出装置を組み合わせてもよい。
本開示の第1実施態様に係る光検出装置は、第1光電変換部と、第2光電変換部と、隔壁と、光学フィルタとを備える。
第1光電変換部は、基体に配設され、第1波長域の光を電荷に変換する。第2光電変換部は、第1光電変換部に対向し、かつ、第1光電変換部に対して離間して配設される。第2光電変換部は、第1波長域とは異なる第2波長域の光を電荷に変換する。隔壁は、第1光電変換部と第2光電変換部との間において、第1光電変換部の周囲を取り囲んで配設される。隔壁は、基体の表面に対して傾斜した側壁を有する。
そして、光学フィルタは、第1光電変換部と第2光電変換部との間において、隔壁に周囲が取り囲まれて配設される。光学フィルタは、第1光電変換部から第2光電変換部へ向かって、第1屈折率を有する第1層に、第1屈折率とは異なる第2屈折率を有する第2層を積層して形成される。光学フィルタは、第1波長域の光を少なくとも選択的に透過させる。
このように構成される光検出装置によれば、隔壁の側壁が傾斜しているので、光学フィルタは、基体の表面から隔壁の側壁に沿って配設される。このため、隔壁の近傍において、斜入射が生じても、光学フィルタの層構成の変化が生じないので、光学フィルタの本来の特性を維持することができる。従って、光学フィルタにおいては、斜入射された入射光も選択的に透過させ、第1光電変換部に効果的に受光させることができる。
第1光電変換部は、基体に配設され、第1波長域の光を電荷に変換する。第2光電変換部は、第1光電変換部に対向し、かつ、第1光電変換部に対して離間して配設される。第2光電変換部は、第1波長域とは異なる第2波長域の光を電荷に変換する。隔壁は、第1光電変換部と第2光電変換部との間において、第1光電変換部の周囲を取り囲んで配設される。隔壁は、基体の表面に対して傾斜した側壁を有する。
そして、光学フィルタは、第1光電変換部と第2光電変換部との間において、隔壁に周囲が取り囲まれて配設される。光学フィルタは、第1光電変換部から第2光電変換部へ向かって、第1屈折率を有する第1層に、第1屈折率とは異なる第2屈折率を有する第2層を積層して形成される。光学フィルタは、第1波長域の光を少なくとも選択的に透過させる。
このように構成される光検出装置によれば、隔壁の側壁が傾斜しているので、光学フィルタは、基体の表面から隔壁の側壁に沿って配設される。このため、隔壁の近傍において、斜入射が生じても、光学フィルタの層構成の変化が生じないので、光学フィルタの本来の特性を維持することができる。従って、光学フィルタにおいては、斜入射された入射光も選択的に透過させ、第1光電変換部に効果的に受光させることができる。
本開示の第2実施態様に係る光検出装置では、第1実施態様に係る光検出装置において、隔壁の少なくとも光学フィルタに接する部位は、光学フィルタに対して低い屈折率を有する材料により形成される。
このように構成される光検出装置によれば、光学フィルタと隔壁の側壁との境界面を反面として形成することができるので、斜入射された入射光を第1光電変換部に効果的に受光させることができる。
このように構成される光検出装置によれば、光学フィルタと隔壁の側壁との境界面を反面として形成することができるので、斜入射された入射光を第1光電変換部に効果的に受光させることができる。
本開示の第3実施態様に係る光検出装置では、第1実施態様に係る光検出装置において、光学フィルタは、多層干渉フィルタである。
このように構成される光検出装置によれば、第1実施態様に係る光検出装置により得られる作用効果と同様の作用効果を得ることができる。
このように構成される光検出装置によれば、第1実施態様に係る光検出装置により得られる作用効果と同様の作用効果を得ることができる。
本開示の第4実施態様に係る光検出装置では、第1実施態様に係る光検出装置において、光学フィルタは、表面プラズモン共鳴フィルタである。
このように構成される光検出装置によれば、第1実施態様に係る光検出装置により得られる作用効果と同様の作用効果を得ることができる。
このように構成される光検出装置によれば、第1実施態様に係る光検出装置により得られる作用効果と同様の作用効果を得ることができる。
本開示の第5実施態様に係る光検出装置は、第1光電変換部と、第2光電変換部と、隔壁と、光学フィルタとを備える。
第1光電変換部は、基体に配設され、第1波長域の光を電荷に変換する。第2光電変換部は、第1光電変換部に対向し、かつ、第1光電変換部に対して離間して配設され、第1波長域とは異なる第2波長域の光を電荷に変換する。隔壁は、第1光電変換部と第2光電変換部との間において、第1光電変換部の周囲を取り囲んで配設される。
そして、光学フィルタは、第1光電変換部と第2光電変換部との間において、隔壁に周囲が取り囲まれ、基体の表面から隔壁の側壁に沿って配設される。光学フィルタは、第1光電変換部から第2光電変換部へ向かって、第1屈折率を有する第1層に第1屈折率とは異なる第2屈折率を有する第2層を積層し、第1波長域の光を少なくとも選択的に透過させる。
このように構成される光検出装置によれば、光学フィルタは、基体の表面から隔壁の側壁に沿って配設される。このため、隔壁の近傍において、斜入射が生じても、光学フィルタの層構成の変化が生じないので、光学フィルタの本来の特性を維持することができる。従って、光学フィルタにおいては、斜入射された入射光も選択的に透過させ、第1光電変換部に効果的に受光させることができる。
第1光電変換部は、基体に配設され、第1波長域の光を電荷に変換する。第2光電変換部は、第1光電変換部に対向し、かつ、第1光電変換部に対して離間して配設され、第1波長域とは異なる第2波長域の光を電荷に変換する。隔壁は、第1光電変換部と第2光電変換部との間において、第1光電変換部の周囲を取り囲んで配設される。
そして、光学フィルタは、第1光電変換部と第2光電変換部との間において、隔壁に周囲が取り囲まれ、基体の表面から隔壁の側壁に沿って配設される。光学フィルタは、第1光電変換部から第2光電変換部へ向かって、第1屈折率を有する第1層に第1屈折率とは異なる第2屈折率を有する第2層を積層し、第1波長域の光を少なくとも選択的に透過させる。
このように構成される光検出装置によれば、光学フィルタは、基体の表面から隔壁の側壁に沿って配設される。このため、隔壁の近傍において、斜入射が生じても、光学フィルタの層構成の変化が生じないので、光学フィルタの本来の特性を維持することができる。従って、光学フィルタにおいては、斜入射された入射光も選択的に透過させ、第1光電変換部に効果的に受光させることができる。
<本技術の構成>
本技術は、以下の構成を備えている。以下の構成の本技術によれば、光検出装置において、斜入射特性を向上させることができる。
(1)
基体に配設され、第1波長域の光を電荷に変換する第1光電変換部と、
前記第1光電変換部に対向し、かつ、前記第1光電変換部に対して離間して配設され、前記第1波長域とは異なる第2波長域の光を電荷に変換する第2光電変換部と、
前記第1光電変換部と前記第2光電変換部との間において、前記第1光電変換部の周囲を取り囲んで配設され、前記基体の表面に対して傾斜した側壁を有する隔壁と、
前記第1光電変換部と前記第2光電変換部との間において、前記隔壁に周囲が取り囲まれて配設され、前記第1光電変換部から前記第2光電変換部へ向かって、第1屈折率を有する第1層に前記第1屈折率とは異なる第2屈折率を有する第2層を積層し、前記第1波長域の光を少なくとも選択的に透過させる光学フィルタと
を備えている光検出装置。
(2)
前記隔壁の少なくとも前記光学フィルタに接する部位は、前記光学フィルタに対して低い屈折率を有する材料により形成されている
前記(1)に記載の光検出装置。
(3)
前記隔壁の内部に金属が配設されている
前記(1)又は前記(2)に記載の光検出装置。
(4)
側面視において、前記隔壁は、前記第1光電変換部側の第1面の幅寸法よりも前記第2光電変換部側の第2面の幅寸法が小さい台形状に形成されている
前記(1)から前記(3)のいずれか1つに記載の光検出装置。
(5)
側面視において、前記隔壁は、前記第1光電変換部側の第1面の幅寸法よりも前記第2光電変換部側の第2面の幅寸法が大きい逆台形状に形成されている
前記(1)から前記(3)のいずれか1つに記載の光検出装置。
(6)
前記隔壁の内部に配設された前記金属の少なくとも一部は、前記第2光電変換部に電気的に接続されている
前記(3)に記載の光検出装置。
(7)
側面視において、前記隔壁の内部に配設された前記金属の前記第1光電変換部側の第1端面の面積は、前記金属の前記第2光電変換部側の第2端面の面積よりも小さい
前記(3)又は前記(6)に記載の光検出装置。
(8)
前記光学フィルタは、前記基体の表面から前記隔壁の前記側壁に沿って配設され、
前記第1層、前記第2層のそれぞれは、前記隔壁の前記側壁に平行に配設されている
前記(1)から前記(7)のいずれか1つに記載の光検出装置。
(9)
前記光学フィルタは、多層干渉フィルタである
前記(1)から前記(8)のいずれか1つに記載の光検出装置。
(10)
前記光学フィルタは、表面プラズモン共鳴フィルタである
前記(1)から前記(8)のいずれか1つに記載の光検出装置。
(11)
前記光学フィルタは、非晶質珪素、酸化珪素、窒化珪素、酸窒化珪素及び酸化チタンから選択される2以上を積層して形成されている
前記(1)から前記(10)のいずれか1つに記載の光検出装置。
(12)
前記隔壁は、酸化珪素、窒化珪素、酸窒化珪素及び酸化チタンから選択される1以上を含んで形成されている
前記(1)から前記(11)のいずれか1つに記載の光検出装置。
(13)
前記隔壁の内部に配設された前記金属は、タングステン、アルミニウム及び銅から選択される1以上を含んで形成されている
前記(3)前記(6)又は前記(7)に記載の光検出装置。
(14)
側面視において、前記光学フィルタの断面形状は、前記第1光電変換部側へ湾曲して突出するレンズ形状に形成されている
前記(1)又は前記(9)に記載の光検出装置。
(15)
前記第1光電変換部及び前記第2光電変換部は、画素を構成し、
前記画素は、規則的に複数配列され、
複数配列された前記画素のうち、1つの前記画素に配設された光学フィルタに対して、他の1つの前記画素に配設された光学フィルタの透過波長域が異なる
前記(1)から前記(14)のいずれか1つに記載の光検出装置。
(16)
基体に配設され、第1波長域の光を電荷に変換する第1光電変換部と、
前記第1光電変換部に対向し、かつ、前記第1光電変換部に対して離間して配設され、前記第1波長域とは異なる第2波長域の光を電荷に変換する第2光電変換部と、
前記第1光電変換部と前記第2光電変換部との間において、前記第1光電変換部の周囲を取り囲んで配設された隔壁と、
前記第1光電変換部と前記第2光電変換部との間において、前記隔壁に周囲が取り囲まれ、前記基体の表面から前記隔壁の側壁に沿って配設され、前記第1光電変換部から前記第2光電変換部へ向かって、第1屈折率を有する第1層に前記第1屈折率とは異なる第2屈折率を有する第2層を積層し、前記第1波長域の光を少なくとも選択的に透過させる光学フィルタと
を備えている光検出装置。
本技術は、以下の構成を備えている。以下の構成の本技術によれば、光検出装置において、斜入射特性を向上させることができる。
(1)
基体に配設され、第1波長域の光を電荷に変換する第1光電変換部と、
前記第1光電変換部に対向し、かつ、前記第1光電変換部に対して離間して配設され、前記第1波長域とは異なる第2波長域の光を電荷に変換する第2光電変換部と、
前記第1光電変換部と前記第2光電変換部との間において、前記第1光電変換部の周囲を取り囲んで配設され、前記基体の表面に対して傾斜した側壁を有する隔壁と、
前記第1光電変換部と前記第2光電変換部との間において、前記隔壁に周囲が取り囲まれて配設され、前記第1光電変換部から前記第2光電変換部へ向かって、第1屈折率を有する第1層に前記第1屈折率とは異なる第2屈折率を有する第2層を積層し、前記第1波長域の光を少なくとも選択的に透過させる光学フィルタと
を備えている光検出装置。
(2)
前記隔壁の少なくとも前記光学フィルタに接する部位は、前記光学フィルタに対して低い屈折率を有する材料により形成されている
前記(1)に記載の光検出装置。
(3)
前記隔壁の内部に金属が配設されている
前記(1)又は前記(2)に記載の光検出装置。
(4)
側面視において、前記隔壁は、前記第1光電変換部側の第1面の幅寸法よりも前記第2光電変換部側の第2面の幅寸法が小さい台形状に形成されている
前記(1)から前記(3)のいずれか1つに記載の光検出装置。
(5)
側面視において、前記隔壁は、前記第1光電変換部側の第1面の幅寸法よりも前記第2光電変換部側の第2面の幅寸法が大きい逆台形状に形成されている
前記(1)から前記(3)のいずれか1つに記載の光検出装置。
(6)
前記隔壁の内部に配設された前記金属の少なくとも一部は、前記第2光電変換部に電気的に接続されている
前記(3)に記載の光検出装置。
(7)
側面視において、前記隔壁の内部に配設された前記金属の前記第1光電変換部側の第1端面の面積は、前記金属の前記第2光電変換部側の第2端面の面積よりも小さい
前記(3)又は前記(6)に記載の光検出装置。
(8)
前記光学フィルタは、前記基体の表面から前記隔壁の前記側壁に沿って配設され、
前記第1層、前記第2層のそれぞれは、前記隔壁の前記側壁に平行に配設されている
前記(1)から前記(7)のいずれか1つに記載の光検出装置。
(9)
前記光学フィルタは、多層干渉フィルタである
前記(1)から前記(8)のいずれか1つに記載の光検出装置。
(10)
前記光学フィルタは、表面プラズモン共鳴フィルタである
前記(1)から前記(8)のいずれか1つに記載の光検出装置。
(11)
前記光学フィルタは、非晶質珪素、酸化珪素、窒化珪素、酸窒化珪素及び酸化チタンから選択される2以上を積層して形成されている
前記(1)から前記(10)のいずれか1つに記載の光検出装置。
(12)
前記隔壁は、酸化珪素、窒化珪素、酸窒化珪素及び酸化チタンから選択される1以上を含んで形成されている
前記(1)から前記(11)のいずれか1つに記載の光検出装置。
(13)
前記隔壁の内部に配設された前記金属は、タングステン、アルミニウム及び銅から選択される1以上を含んで形成されている
前記(3)前記(6)又は前記(7)に記載の光検出装置。
(14)
側面視において、前記光学フィルタの断面形状は、前記第1光電変換部側へ湾曲して突出するレンズ形状に形成されている
前記(1)又は前記(9)に記載の光検出装置。
(15)
前記第1光電変換部及び前記第2光電変換部は、画素を構成し、
前記画素は、規則的に複数配列され、
複数配列された前記画素のうち、1つの前記画素に配設された光学フィルタに対して、他の1つの前記画素に配設された光学フィルタの透過波長域が異なる
前記(1)から前記(14)のいずれか1つに記載の光検出装置。
(16)
基体に配設され、第1波長域の光を電荷に変換する第1光電変換部と、
前記第1光電変換部に対向し、かつ、前記第1光電変換部に対して離間して配設され、前記第1波長域とは異なる第2波長域の光を電荷に変換する第2光電変換部と、
前記第1光電変換部と前記第2光電変換部との間において、前記第1光電変換部の周囲を取り囲んで配設された隔壁と、
前記第1光電変換部と前記第2光電変換部との間において、前記隔壁に周囲が取り囲まれ、前記基体の表面から前記隔壁の側壁に沿って配設され、前記第1光電変換部から前記第2光電変換部へ向かって、第1屈折率を有する第1層に前記第1屈折率とは異なる第2屈折率を有する第2層を積層し、前記第1波長域の光を少なくとも選択的に透過させる光学フィルタと
を備えている光検出装置。
本出願は、日本国特許庁において2023年11月28日に出願された日本特許出願番号2023-200327号を基礎として優先権を主張するものであり、この出願のすべ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)
- 基体に配設され、第1波長域の光を電荷に変換する第1光電変換部と、
前記第1光電変換部に対向し、かつ、前記第1光電変換部に対して離間して配設され、前記第1波長域とは異なる第2波長域の光を電荷に変換する第2光電変換部と、
前記第1光電変換部と前記第2光電変換部との間において、前記第1光電変換部の周囲を取り囲んで配設され、前記基体の表面に対して傾斜した側壁を有する隔壁と、
前記第1光電変換部と前記第2光電変換部との間において、前記隔壁に周囲が取り囲まれて配設され、前記第1光電変換部から前記第2光電変換部へ向かって、第1屈折率を有する第1層に前記第1屈折率とは異なる第2屈折率を有する第2層を積層し、前記第1波長域の光を少なくとも選択的に透過させる光学フィルタと
を備えている光検出装置。 - 前記隔壁の少なくとも前記光学フィルタに接する部位は、前記光学フィルタに対して低い屈折率を有する材料により形成されている
請求項1に記載の光検出装置。 - 前記隔壁の内部に金属が配設されている
前記請求項1に記載の光検出装置。 - 側面視において、前記隔壁は、前記第1光電変換部側の第1面の幅寸法よりも前記第2光電変換部側の第2面の幅寸法が小さい台形状に形成されている
前記請求項1に記載の光検出装置。 - 側面視において、前記隔壁は、前記第1光電変換部側の第1面の幅寸法よりも前記第2光電変換部側の第2面の幅寸法が大きい逆台形状に形成されている
前記請求項1に記載の光検出装置。 - 前記隔壁の内部に配設された前記金属の少なくとも一部は、前記第2光電変換部に電気的に接続されている
請求項3に記載の光検出装置。 - 側面視において、前記隔壁の内部に配設された前記金属の前記第1光電変換部側の第1端面の面積は、前記金属の前記第2光電変換部側の第2端面の面積よりも小さい
請求項3に記載の光検出装置。 - 前記光学フィルタは、前記基体の表面から前記隔壁の前記側壁に沿って配設され、
前記第1層、前記第2層のそれぞれは、前記隔壁の前記側壁に平行に配設されている
請求項1に記載の光検出装置。 - 前記光学フィルタは、多層干渉フィルタである
請求項1に記載の光検出装置。 - 前記光学フィルタは、表面プラズモン共鳴フィルタである
請求項1に記載の光検出装置。 - 前記光学フィルタは、非晶質珪素、酸化珪素、窒化珪素、酸窒化珪素及び酸化チタンから選択される2以上を積層して形成されている
請求項1に記載の光検出装置。 - 前記隔壁は、酸化珪素、窒化珪素、酸窒化珪素及び酸化チタンから選択される1以上を含んで形成されている
請求項1に記載の光検出装置。 - 前記隔壁の内部に配設された前記金属は、タングステン、アルミニウム及び銅から選択される1以上を含んで形成されている
請求項3に記載の光検出装置。 - 側面視において、前記光学フィルタの断面形状は、前記第1光電変換部側へ湾曲して突出するレンズ形状に形成されている
請求項1に記載の光検出装置。 - 前記第1光電変換部及び前記第2光電変換部は、画素を構成し、
前記画素は、規則的に複数配列され、
複数配列された前記画素のうち、1つの前記画素に配設された光学フィルタに対して、他の1つの前記画素に配設された光学フィルタの透過波長域が異なる
請求項1に記載の光検出装置。 - 基体に配設され、第1波長域の光を電荷に変換する第1光電変換部と、
前記第1光電変換部に対向し、かつ、前記第1光電変換部に対して離間して配設され、前記第1波長域とは異なる第2波長域の光を電荷に変換する第2光電変換部と、
前記第1光電変換部と前記第2光電変換部との間において、前記第1光電変換部の周囲を取り囲んで配設された隔壁と、
前記第1光電変換部と前記第2光電変換部との間において、前記隔壁に周囲が取り囲まれ、前記基体の表面から前記隔壁の側壁に沿って配設され、前記第1光電変換部から前記第2光電変換部へ向かって、第1屈折率を有する第1層に前記第1屈折率とは異なる第2屈折率を有する第2層を積層し、前記第1波長域の光を少なくとも選択的に透過させる光学フィルタと
を備えている光検出装置。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| JP2023-200327 | 2023-11-28 | ||
| JP2023200327 | 2023-11-28 |
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|---|---|
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|---|---|---|---|
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Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006202778A (ja) * | 2005-01-17 | 2006-08-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体撮像装置およびその製造方法 |
| JP2014225667A (ja) * | 2013-05-16 | 2014-12-04 | 采▲ぎょく▼科技股▲ふん▼有限公司VisEra Technologies Company Limited | Bsi型cmosイメージセンサ |
| JP2017208496A (ja) * | 2016-05-20 | 2017-11-24 | ソニー株式会社 | 固体撮像装置、及び、電子機器 |
| JP2019062183A (ja) * | 2017-09-25 | 2019-04-18 | 三星電子株式会社Samsung Electronics Co.,Ltd. | イメージセンサ |
| US20190378867A1 (en) * | 2018-06-08 | 2019-12-12 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Image sensors and electronic devices including the same |
| US20200105815A1 (en) * | 2018-09-27 | 2020-04-02 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Band-pass filter for stacked sensor |
| JP2020113749A (ja) * | 2019-01-07 | 2020-07-27 | 三星電子株式会社Samsung Electronics Co.,Ltd. | イメージセンサー及びその製造方法 |
| WO2022131268A1 (ja) * | 2020-12-16 | 2022-06-23 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 光電変換素子、光検出装置、光検出システム、電子機器および移動体 |
| WO2022130776A1 (ja) * | 2020-12-16 | 2022-06-23 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 光検出装置、光検出システム、電子機器および移動体 |
| WO2022202151A1 (ja) * | 2021-03-26 | 2022-09-29 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 光検出装置及び電子機器 |
-
2024
- 2024-10-07 WO PCT/JP2024/035744 patent/WO2025115405A1/ja active Pending
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006202778A (ja) * | 2005-01-17 | 2006-08-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体撮像装置およびその製造方法 |
| JP2014225667A (ja) * | 2013-05-16 | 2014-12-04 | 采▲ぎょく▼科技股▲ふん▼有限公司VisEra Technologies Company Limited | Bsi型cmosイメージセンサ |
| JP2017208496A (ja) * | 2016-05-20 | 2017-11-24 | ソニー株式会社 | 固体撮像装置、及び、電子機器 |
| JP2019062183A (ja) * | 2017-09-25 | 2019-04-18 | 三星電子株式会社Samsung Electronics Co.,Ltd. | イメージセンサ |
| US20190378867A1 (en) * | 2018-06-08 | 2019-12-12 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Image sensors and electronic devices including the same |
| US20200105815A1 (en) * | 2018-09-27 | 2020-04-02 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Band-pass filter for stacked sensor |
| JP2020113749A (ja) * | 2019-01-07 | 2020-07-27 | 三星電子株式会社Samsung Electronics Co.,Ltd. | イメージセンサー及びその製造方法 |
| WO2022131268A1 (ja) * | 2020-12-16 | 2022-06-23 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 光電変換素子、光検出装置、光検出システム、電子機器および移動体 |
| WO2022130776A1 (ja) * | 2020-12-16 | 2022-06-23 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 光検出装置、光検出システム、電子機器および移動体 |
| WO2022202151A1 (ja) * | 2021-03-26 | 2022-09-29 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 光検出装置及び電子機器 |
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