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WO2021187055A1 - 固体撮像装置及び電子機器 - Google Patents

固体撮像装置及び電子機器 Download PDF

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WO2021187055A1
WO2021187055A1 PCT/JP2021/007338 JP2021007338W WO2021187055A1 WO 2021187055 A1 WO2021187055 A1 WO 2021187055A1 JP 2021007338 W JP2021007338 W JP 2021007338W WO 2021187055 A1 WO2021187055 A1 WO 2021187055A1
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WO
WIPO (PCT)
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solid
photosensitive film
image sensor
state image
pixel
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2021/007338
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English (en)
French (fr)
Inventor
政武 金
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Semiconductor Solutions Corp
Original Assignee
Sony Semiconductor Solutions Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Semiconductor Solutions Corp filed Critical Sony Semiconductor Solutions Corp
Publication of WO2021187055A1 publication Critical patent/WO2021187055A1/ja
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Ceased legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/20—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from infrared radiation only
    • H04N23/21—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from infrared radiation only from near infrared [NIR] radiation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H10F30/00—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors
    • H10F30/20—Individual radiation-sensitive semiconductor devices in which radiation controls the flow of current through the devices, e.g. photodetectors the devices having potential barriers, e.g. phototransistors
    • 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
    • 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 technology relates to solid-state image sensors and electronic devices.
  • Patent Documents 1 and 2 may not be able to further improve the performance of the solid-state image sensor by expanding the sensitivity wavelength range (for example, expanding the sensitivity wavelength range in the infrared region).
  • this technology was made in view of such a situation, and realizes further improvement in the performance of the solid-state image sensor by expanding the sensitivity wavelength range (for example, expanding the sensitivity wavelength range in the infrared region). It is a main object of the present invention to provide a solid-state image pickup device capable of performing the same, and an electronic device equipped with the solid-state image pickup device.
  • the present inventor succeeded in further improving the performance of the solid-state image sensor, and completed the present technology.
  • At least a photoelectric conversion unit including the first photosensitive film and the second photosensitive film is provided.
  • the first photosensitive film has a first material and has
  • the second photosensitive film has a second material and has Provided is a solid-state image sensor in which the first material and the second material are different materials from each other.
  • the bandgap of the first material and the bandgap of the second material may be different from each other.
  • the photoelectric conversion unit may have sensitivity in the wavelength range of visible light, the wavelength range of near infrared rays, the wavelength range of short wave near infrared rays, and the wavelength range of mid-infrared rays.
  • the first photosensitive film may have sensitivity at least in the wavelength range of visible light, the wavelength range of near infrared rays, and the wavelength range of short wave near infrared rays.
  • the second photosensitive film may have sensitivity at least in the wavelength range of mid-infrared rays.
  • the first material may include a compound semiconductor.
  • the second material may contain a mixed crystal of Group IV elements.
  • the first material may include InGa 1-x As x (0 ⁇ X ⁇ 1).
  • the second material, Ge 1-y Sn y may comprise (0 ⁇ y ⁇ 1).
  • the lattice constant of the first material may be smaller than the lattice constant of the second material.
  • the cutoff wavelength of the first photosensitive film and / or the second photosensitive film may be shifted.
  • the first photosensitive film and the second photosensitive film may be arranged alternately in a plan view from the light incident side.
  • the first photosensitive film and the second photosensitive film may be arranged in a checkered pattern in a plan view from the light incident side.
  • the first photosensitive film and the second photosensitive film may be laminated.
  • the first photosensitive film may be embedded and formed so as to be covered with the second photosensitive film.
  • the photoelectric conversion unit may have sensitivity in the wavelength range of ultraviolet rays, the wavelength range of visible light, the wavelength range of near infrared rays, the wavelength range of short waves and near infrared rays, and the wavelength range of mid-infrared rays.
  • the first photosensitive film may have sensitivity at least in the wavelength range of ultraviolet rays, the wavelength range of visible light, the wavelength range of near infrared rays, and the wavelength range of short wave near infrared rays.
  • the second photosensitive film may have sensitivity at least in the wavelength range of mid-infrared rays.
  • the solid-state image sensor according to the present technology may further include a substrate and a cap layer, in this case.
  • the substrate, the photoelectric conversion unit, and the cap layer may be arranged in this order.
  • the substrate may have a third material
  • the cap layer may have a fourth material.
  • the bandgap of the third material may be larger than the bandgap of the first material and the bandgap of the second material.
  • the bandgap of the fourth material may be larger than the bandgap of the first material and the bandgap of the second material.
  • the fourth material may include InGa 1-x As x (0 ⁇ X ⁇ 1) or InP.
  • the third material and the fourth material may be the same material.
  • the third material and the fourth material may be different materials from each other.
  • the third material may be different from the first material and the second material.
  • the third material and the first material and / or the second material may be the same material.
  • this technology provides an electronic device equipped with a solid-state image sensor according to this technology.
  • the solid-state image sensor it is possible to further improve the performance of the solid-state image sensor by expanding the sensitivity wavelength range (for example, expanding the sensitivity wavelength range in the infrared region, expanding the sensitivity wavelength range in the ultraviolet region, etc.).
  • the effects described here are not necessarily limited, and may be any of the effects described in the present disclosure.
  • Example 10 of solid-state image sensor 12. Eleventh Embodiment (Example 11 of solid-state image sensor) 13. 12th Embodiment (Example 12 of solid-state image sensor) 14. 13th Embodiment (Example 13 of solid-state image sensor) 15. 14th Embodiment (Example of electronic device) 16. Example of using a solid-state image sensor to which this technology is applied 17. Examples of applications to endoscopic surgery systems 18. Application example to mobile
  • the solid-state image sensor according to the present technology can manufacture a multi-band sensor by sensing different wavelength bands by using a plurality of photosensitive films having different band gaps.
  • the solid-state imaging device according to the present technology has, for example, a wavelength range of visible light, a wavelength range of near infrared rays, a wavelength range of short waves and near infrared rays, and a wavelength range of mid-infrared rays (for example, 0.40 ⁇ m to ⁇ 5.00 ⁇ m (Visible + NIR + SWIR + MWIR)). It may have sensitivity in the wavelength range).
  • the solid-state imaging device includes, for example, a wavelength range of visible light, a wavelength range of near infrared rays, a wavelength range of short waves and near infrared rays, and a wavelength range of mid-infrared rays (for example, 0.40 ⁇ m to ⁇ 5.00 ⁇ m (Visible + NIR + SWIR + MWIR). ), And may also have sensitivity in the wavelength range of ultraviolet rays (for example, ⁇ 0.4 ⁇ m (UV)). That is, the solid-state image sensor according to the present technology may be a multi-band sensor having sensitivity in the wavelength range of (UV + Visible + NIR + SWIR + MWIR).
  • the visible light wavelength range may be defined as 0.4 ⁇ m to 0.76 ⁇ m (band gap: 3.1 ev to 1.63 ev), and the near infrared wavelength range (NIR) is 0. It may be defined as 76 ⁇ m to 0.90 ⁇ m (band gap: 1.63 ev to 1.38 ev), and the wavelength range (SWIR) of short-wave near-infrared light is 0.90 ⁇ m to 2.50 ⁇ m (band gap: 1.38 ev to 0). It may be defined by .5 ev), and the wavelength range (MWIR) of mid-infrared light may be defined by 2.50 ⁇ m to 5.00 ⁇ m (band gap: 0.5 ev to 0.25 ev).
  • the absorption end may be moved by stress to shift the sensitivity wavelength to the long wavelength side and / or the short wavelength side (for example, the short wavelength side in the long wavelength region). can.
  • Example 1 of solid-state image sensor The solid-state image sensor of the first embodiment (Example 1 of the solid-state image sensor) according to the present technology will be described with reference to FIGS. 1, 6 to 7, and 19 to 24.
  • FIG. 1 (a) is a cross-sectional view of the solid-state image sensor 101 of the first embodiment according to the present technology
  • FIG. 1 (b) is the light of the solid-state image sensor 101 of the first embodiment according to the present technology. It is a top view seen from the incident side.
  • the solid-state imaging device 101 includes an on-chip lens 11, an antireflection film 10, a substrate 9, a first photosensitive film 1-1, and a second photosensitive film in this order from the upper side (upper side in FIG. 1) on the light incident side. It is a photoelectric conversion unit composed of 2-1; The same shall apply hereinafter) and at least.
  • the P-type dope region 3 has a high-concentration P-type layer constituting a pixel electrode, and is formed for each pixel.
  • the P-type doped region 3 reads out the signal charges generated by the first photosensitive film 1-1 and the second photosensitive film 2-1 for each pixel.
  • a cap layer 4 is formed between the P-type dope regions 3 in substantially the same layer (substantially the same layer) as the P-type dope region 3.
  • the connection electrodes 12 and 13 and the bump electrode 7 (Cu—Cu junction) are formed so as to penetrate the passivation layer 5 and the insulating layer 6.
  • the connection electrodes 12 and 13 and the bump electrode 7 (Cu—Cu junction) electrically connect the P-type dope region 3 (pixel electrode) and the read circuit board 8.
  • the substrate 9 is composed of an N-type layer, and functions as a barrier layer for preventing the backflow of electric charges generated by the first photosensitive film 1-1 and the second photosensitive film 2-1.
  • each of the first photosensitive film 1-1 and the second photosensitive film 2-1 is in the left-right direction (for each P-type doped region 3) (FIG. 1 (a)).
  • the first photosensitive film 1-1 and the second photosensitive film 2-1 are checkered (in the vertical and horizontal directions) in a plan view from the light incident side (FIG. 1 (b)). (Alternatively) formed.
  • the band gap of the first material and the band gap of the second material of the first photosensitive film 1-1 are different from each other, and for example, the band gap of the first material is larger than the band gap of the second material.
  • FIG. 6A in FIG. 6 is a diagram for explaining the structural deformation of the solid-state image sensor 101 of the first embodiment according to the present technology.
  • 6 (b) and 6 (c) in FIG. 6 are diagrams for explaining structural deformation of the solid-state image sensor of the embodiment other than the first embodiment according to the present technology, but for convenience, here. I will explain in.
  • the first photosensitive film 1-6a to the second photosensitive film 2-6a are subjected to compressive stress as shown by arrows P6a-1 to P6a-8.
  • the second photosensitive film 2-6a is subject to compressive stress and can shift the cutoff wavelength to a longer wavelength side (for example, the mid-infrared wavelength region (MWIR)).
  • MWIR mid-infrared wavelength region
  • the second photosensitive film 2-6b is subjected to compressive stress as shown by arrows P6b-1 to P6b-4.
  • the second photosensitive film 2-6b can be subjected to compressive stress to shift the cutoff wavelength to a longer wavelength side (for example, the mid-infrared wavelength region (MWIR)).
  • MWIR mid-infrared wavelength region
  • the first photosensitive film 1-6c to the second photosensitive film 2-6c are the second photosensitive film 2-6c as shown by arrows P6c-1 to P6c-8.
  • the side wall of the second photosensitive film 2-6c receives compressive stress from the first photosensitive film 1-6c, and as shown by arrows P6c-9 to P6c-12, the upper surface and the lower surface of the second photosensitive film 2-6c (paper surface of FIG. 6C).
  • the front side and the back side) receive compressive stress from the first photosensitive film 1-6c.
  • the second photosensitive film 2-6c can be subjected to compressive stress to shift the cutoff wavelength to a longer wavelength side (for example, the mid-infrared wavelength region (MWIR)).
  • MWIR mid-infrared wavelength region
  • FIG. 7 is a diagram for explaining a method of manufacturing the solid-state image sensor 101 of the first embodiment according to the present technology.
  • the first photosensitive film 1-7a is epitaxially grown on the substrate 9.
  • the film formation temperature of the first photosensitive film is high as the film formation temperature of the second photosensitive film
  • the first photosensitive film is epitaxially grown first, but the film formation of the second photosensitive film is performed.
  • the second photosensitive film can be epitaxially grown first.
  • the first photosensitive film 1-7b is etched to prepare a region for selective epitaxial growth for embedding the second photosensitive film.
  • the second photosensitive film 2-7c is grown by embedding selective epitaxialing, and the first photosensitive film 1-7c and the second photosensitive film 2-7c are left and right (FIG. 7 (FIG. 7).
  • the first photosensitive film 1-7d and the second photosensitive film 2-7d are arranged in a checkered pattern in a plane layout viewed from the light incident side.
  • the above manufacturing method of the solid-state imaging device 101 can be applied to the manufacturing method of the solid-state imaging device of the second to thirteenth embodiments according to the present technology, which will be described later, unless there is a particular technical contradiction.
  • FIG. 19 is a diagram for explaining specific examples of the first material contained in the first photosensitive film and the second material contained in the second photosensitive film included in the solid-state imaging device of the embodiment to which the present technology is applied.
  • first material contained in the first photosensitive film 1-1 and the second material contained in the second photosensitive film 1-2 included in the solid-state imaging device 101 of the first embodiment according to the present technology will be described. It is a figure for.
  • the description in FIG. 19 can be applied to the solid-state image pickup apparatus according to the second to thirteenth embodiments according to the present technology, which will be described later, unless there is a particular technical contradiction.
  • FIG. 19 (a) is a graph showing the evaluation and control of the band structure of the group IV semiconductor, and the vertical axis of FIG. 19 (a) is the direct transition gap (Eg (eV)), which is FIG. 19 (a).
  • the horizontal axis of is the composition (%) of tin (Sn).
  • the table in FIG. 19B shows the lattice constants (A) of InP, InGa 0.47 As 0.53 , Ge 0.75 Sn 0.25 and Ge 0.85 Sn 0.15 and the lattice mismatch for the InP substrate. show.
  • the target sensitivity wavelength region of the solid-state image sensor 101 is 0.40 ⁇ m to ⁇ 5.00 ⁇ m (Visible + NIR + SWIR + MWIR), and the band gap is 3.1 ev to 0.25 ev.
  • the main material options are as follows.
  • epitaxially grown on InP Ge 1-y Sn y ( 0.15 ⁇ y ⁇ 0.25) is a direct transition semiconductor, there is a high photoelectric conversion efficiency than indirect transition semiconductor state, the photoelectric conversion portion It is the most suitable material for (photoelectric conversion film).
  • the cutoff wavelength can be set within a predetermined fixed range ( ⁇ 5. It can be changed to 00 ⁇ m), and the combination of the composition of the cap layer 4, the substrate 9, the first photosensitive film 1-1, and the second photosensitive film 2-1 enhances the crystallinity of epitaxial growth and is a solid with fewer defects.
  • An image pickup device (sensor) can be manufactured.
  • FIG. 20 is a diagram for explaining specific examples of the first material contained in the first photosensitive film and the second material contained in the second photosensitive film included in the solid-state imaging device of the embodiment to which the present technology is applied.
  • first material contained in the first photosensitive film 1-1 and the second material contained in the second photosensitive film 1-2 included in the solid-state imaging device 101 of the first embodiment according to the present technology will be described. It is a figure for.
  • the description in FIG. 20 can be applied to the solid-state image sensor of the second to thirteenth embodiments according to the present technology, which will be described later, unless there is a particular technical contradiction.
  • the vertical axis represents Direct Bandgap Energy (direct transition gap) (eV)
  • the horizontal axis represents Cubic Lattice Parameter (cubic lattice parameter) (nm).
  • the target sensitivity wavelength region of the solid-state image sensor 101 is 0.40 ⁇ m to ⁇ 3.00 ⁇ m (Visible + NIR + SWIR + MWIR), and the band gap is 3.1 ev to 0.4 ev.
  • the main material options are as follows.
  • the second material constituting the second photosensitive film 2-1 is FIG. 20.
  • the cutoff wavelength can be changed to a predetermined fixed range (around 3 ⁇ m).
  • a solid-state image sensor (sensor) that enhances the crystallinity of epitaxial growth and has fewer defects by combining the composition of the cap layer 4, the substrate 9, the first photosensitive film 1-1, and the second photosensitive film 2-1. Can be made.
  • FIG. 21 is a diagram for explaining specific examples of the first material contained in the first photosensitive film and the second material contained in the second photosensitive film included in the solid-state imaging device of the embodiment to which the present technology is applied.
  • first material contained in the first photosensitive film 1-1 and the second material contained in the second photosensitive film 1-2 included in the solid-state imaging device 101 of the first embodiment according to the present technology will be described. It is a figure for.
  • the description in FIG. 21 can be applied to the solid-state image sensor of the second to thirteenth embodiments according to the present technology, which will be described later, unless there is a particular technical contradiction.
  • the vertical axis of the graph in FIG. 21 is Absorption Cofficient ( ⁇ ) (absorption coefficient) (cm -1 ), and the horizontal axis is wavelength ( ⁇ m).
  • Reference numeral Re1 shown in FIG. 21 indicates relaxed Ge 0.96 Sn 0.04
  • Reference numeral Re11 indicates uncompressed stressed (Relaxed) Ge 0.92 Sn 0.08
  • Reference numeral Re111 indicates uncompressed stressed (Relaxed) Ge 0.90 Sn 0.10
  • FIG. 22 is a diagram for explaining specific examples of the first material included in the first photosensitive film and the second material contained in the second photosensitive film included in the solid-state imaging device of the embodiment to which the present technology is applied.
  • first material contained in the first photosensitive film 1-1 and the second material contained in the second photosensitive film 1-2 included in the solid-state imaging device 101 of the first embodiment according to the present technology will be described. It is a table for.
  • the description in FIG. 22 can be applied to the solid-state image sensor of the second to thirteenth embodiments according to the present technology, which will be described later, unless there is a particular technical contradiction.
  • the table of FIG. 22 shows InP, InGa 0.70 As 0.30 , InGa 0.60 As 0.40 , InGa 0.47 As 0.53 , Ge 0.90 Sn 0.10 , Ge 0.85 Sn 0.
  • the lattice constants (A) of .15 and Ge 0.75 Sn 0.25 are shown.
  • FIGS. 23 and 24 are diagrams for explaining specific examples of the first material contained in the first photosensitive film and the second material contained in the second photosensitive film included in the solid-state imaging device of the embodiment to which the present technology is applied.
  • the description in FIGS. 23 and 24 can be applied to the solid-state image pickup apparatus according to the second to thirteenth embodiments according to the present technology, which will be described later, unless there is a particular technical contradiction.
  • the vertical axis represents Bandgap Energy (eV) and the horizontal axis represents Lattice Constant (lattice constant) (nm).
  • the vertical axis represents Detection sensitivity (D * ) (cm * Hz 1/2 * W -1 ), and the horizontal axis represents Wavelength ( ⁇ m).
  • the target sensitivity wavelength region of the solid-state image sensor 101 is 0.40 ⁇ m to ⁇ 5.00 ⁇ m (Visible + NIR + SWIR + MWIR), and the band gap is 3.1 ev to 0.25 ev.
  • the main material options are as follows.
  • Q22 shown in FIG. 23 shows the fluctuation range of the lattice constant that epitaxially matches the lattice constant of InP.
  • the values of x, m, Q, t, n, and P are adjusted so that the lattice constants match InP and Q22 in a certain range, and the values of m, Q, t, n, and P have the lattice constants.
  • Second Embodiment (Example 2 of solid-state image sensor)> The solid-state image sensor of the second embodiment (Example 2 of the solid-state image sensor) according to the present technology will be described with reference to FIG.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the solid-state image sensor 102 of the second embodiment according to the present technology.
  • the solid-state imaging device 102 is composed of an on-chip lens 11, an antireflection film 10, a substrate 9-2, and a second photosensitive film 2-2 in this order from the upper side (upper side in FIG. 2) on the light incident side.
  • a photoelectric conversion unit, a P-type dope region 3, a cap layer 4, a passivation layer 5, an insulating film 6, and a read circuit board 8 are provided at least.
  • the P-type dope region 3 has a high-concentration P-type layer constituting a pixel electrode, and is formed for each pixel.
  • the P-type doped region 3 reads out the signal charge generated by the second photosensitive film 2-2 for each pixel.
  • a cap layer 4 is formed between the P-type dope regions 3 in substantially the same layer (substantially the same layer) as the P-type dope region 3.
  • the connection electrodes 12 and 13 and the bump electrode 7 (Cu—Cu junction) are formed so as to penetrate the passivation layer 5 and the insulating layer 6.
  • the connection electrodes 12 and 13 and the bump electrode 7 (Cu—Cu junction) electrically connect the P-type dope region 3 (pixel electrode) and the read circuit board 8.
  • the substrate 9-2 is composed of an N-type layer, functions as a barrier layer for preventing the backflow of charges generated by the second photosensitive film 2-2, and further serves as a first photosensitive film. That is, the signal charge generated on the substrate 9-2 is read out by the P-type doped region 3.
  • the substrate 9-2 is InGa 1-x As x , the cutoff wavelength and crystallinity can be adjusted within a predetermined range by the value of “x”. Further, since the solid-state image sensor 102 does not use the first photosensitive film, the manufacturing process of the second photosensitive film 2-2 becomes simpler.
  • the material of the substrate 9-2 that plays the role of the first photosensitive film is MgSe or Mg 1-n Zn n Se (lattice constant is Q22 shown in FIG. 23).
  • the sensitivity wavelength region can be further shifted to the ultraviolet wavelength region of ⁇ 0.40 ⁇ m, and a multi-band sensor of (UV + Visible + NIR + SWIR + MWIR) can be realized.
  • the contents described of the solid-state imaging device of the second embodiment (example 2 of the solid-state imaging device) according to the present technology are the same as those of the first embodiment according to the present technology described above, unless there is a particular technical contradiction. It can be applied to a solid-state imaging device and the solid-state imaging device of the third to thirteenth embodiments according to the present technology described later.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the solid-state image sensor 103 of the third embodiment according to the present technology.
  • the solid-state imaging device 103 is composed of an on-chip lens 11, an antireflection film 10, a substrate 9, and a second photosensitive film 2-3 in this order from the upper side (upper side in FIG. 3) on the light incident side. It includes at least a conversion unit, a P-type dope region 3, a cap layer 4, a passivation layer 5, an insulating film 6, and a read circuit board 8.
  • the P-type dope region 3 has a high-concentration P-type layer constituting a pixel electrode, and is formed for each pixel.
  • the P-type doped region 3 reads out the signal charge generated by the second photosensitive film 2-3 for each pixel.
  • a cap layer 4 is formed between the P-type dope regions 3 in substantially the same layer (substantially the same layer) as the P-type dope region 3.
  • the connection electrodes 12 and 13 and the bump electrode 7 (Cu—Cu junction) are formed so as to penetrate the passivation layer 5 and the insulating layer 6.
  • the connection electrodes 12 and 13 and the bump electrode 7 (Cu—Cu junction) electrically connect the P-type dope region 3 (pixel electrode) and the read circuit board 8.
  • the substrate 9 is composed of an N-type layer, and functions as a barrier layer for preventing the backflow of charges generated by the second photosensitive film 2-3.
  • the substrate 9 contains InGa 1-x As x , the cutoff wavelength and crystallinity can be adjusted in a predetermined range with the value of “x”. Further, since the solid-state image sensor 103 does not use the first photosensitive film, the manufacturing process of the second photosensitive film 2-3 becomes simpler.
  • the contents of the description of the solid-state imaging device of the third embodiment (example 3 of the solid-state imaging device) according to the present technology are the first and second first to the second aspects of the present technology described above, unless there is a particular technical contradiction. It can be applied to the solid-state imaging device of the embodiment and the solid-state imaging device of the fourth to thirteenth embodiments according to the present technology described later.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the solid-state image sensor 104 of the fourth embodiment according to the present technology.
  • the solid-state imaging device 104 includes an on-chip lens 11, an antireflection film 10, a substrate 9, a first photosensitive film 1-4, and a second photosensitive film in this order from the upper side (upper side in FIG. 4) on the light incident side. It includes at least a photoelectric conversion unit composed of 2-4, a P-type dope region 3, a cap layer 4, a passion layer 5, an insulating film 6, and a read circuit board 8.
  • the P-type dope region 3 has a high-concentration P-type layer constituting a pixel electrode, and is formed for each pixel.
  • the P-type doped region 3 reads out the signal charges generated by the first photosensitive film 1-4 and the second photosensitive film 2-4 for each pixel.
  • a cap layer 4 is formed between the P-type dope regions 3 in substantially the same layer (substantially the same layer) as the P-type dope region 3.
  • the connection electrodes 12 and 13 and the bump electrode 7 (Cu—Cu junction) are formed so as to penetrate the passivation layer 5 and the insulating layer 6.
  • the connection electrodes 12 and 13 and the bump electrode 7 (Cu—Cu junction) electrically connect the P-type dope region 3 (pixel electrode) and the read circuit board 8.
  • the substrate 9 is composed of an N-type layer, and functions as a barrier layer for preventing the backflow of electric charges generated by the first photosensitive film 1-4 and the second photosensitive film 2-4.
  • the first photosensitive film 1-4 and the second photosensitive film 2-4 are laminated, and more specifically, the second photosensitive film 2-4 and the first photosensitive film 2-4 and the first from the upper side on the light incident side.
  • the photosensitive films 1-4 are alternately repeated twice, and the second photosensitive film 2-4 is laminated at the end (cap layer 4 side).
  • the number of times of alternating repetition is not limited to the number of times (twice) shown in FIG.
  • the first photosensitive film 1-4 and the second photosensitive film 2-4 do not necessarily have to be repeated in a pair, for example, and a plurality of first photosensitive films 1-4 may be formed as needed. 2 It can be provided in the photosensitive film 2-4.
  • the target sensitivity wavelength region of the solid-state image sensor 104 is 0.40 ⁇ m to ⁇ 5.00 ⁇ m (Visible + NIR + SWIR + MWIR), and the cutoff wavelength can be further extended to the longer wavelength side by stress.
  • the solid-state imaging device 104 as described with reference to FIG.
  • the lattice constant of the first material constituting the first photosensitive film 1-4 is set from the lattice constant of the second material constituting the second photosensitive film 2-4.
  • compressive stress is applied to the second photosensitive film 2-4, and the cutoff wavelength of the second photosensitive film 2-4 can be further shifted to the longer wavelength side.
  • the contents of the description of the solid-state imaging device of the fourth embodiment (example 4 of the solid-state imaging device) according to the present technology are the first to third aspects of the present technology described above, unless there is a particular technical contradiction. It can be applied to the solid-state imaging device of the embodiment and the solid-state imaging device of the fifth to thirteenth embodiments according to the present technology described later.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the solid-state image sensor 105 according to the fifth embodiment of the present technology.
  • the solid-state imaging device 105 includes an on-chip lens 11, an antireflection film 10, a substrate 9, a first photosensitive film 1-5, and a second photosensitive film in this order from the upper side (upper side in FIG. 5) on the light incident side. It includes at least a photoelectric conversion unit composed of 2-5, a P-type dope region 3, a cap layer 4, a passion layer 5, an insulating film 6, and a read circuit board 8.
  • the P-type dope region 3 has a high-concentration P-type layer constituting a pixel electrode, and is formed for each pixel.
  • the P-type dope region 3 reads out the signal charges generated in the first photosensitive film 1-5 and the second photosensitive film 2-5 for each pixel.
  • a cap layer 4 is formed between the P-type dope regions 3 in substantially the same layer (substantially the same layer) as the P-type dope region 3.
  • the connection electrodes 12 and 13 and the bump electrode 7 (Cu—Cu junction) are formed so as to penetrate the passivation layer 5 and the insulating layer 6.
  • the connection electrodes 12 and 13 and the bump electrode 7 (Cu—Cu junction) electrically connect the P-type dope region 3 (pixel electrode) and the read circuit board 8.
  • the substrate 9 is composed of an N-type layer, and functions as a barrier layer for preventing the backflow of electric charges generated by the first photosensitive film 1-5 and the second photosensitive film 2-5.
  • the first photosensitive film 1-5 is formed by being embedded so as to be covered with the second photosensitive film 2-5.
  • the first photosensitive film 1-5 has an embedded structure, and in FIG. 5, it has a two-layer structure in the vertical direction (vertical direction in FIG. 5), but the structure is not limited to this, and a one-layer structure may be used. It may have a structure of three or more layers.
  • the target sensitivity wavelength region of the solid-state image sensor 105 is 0.40 ⁇ m to ⁇ 5.00 ⁇ m (Visible + NIR + SWIR + MWIR), and the cutoff wavelength can be further extended to the longer wavelength side by stress.
  • the solid-state imaging device 105 as described with reference to FIG.
  • the lattice constant of the first material constituting the first photosensitive film 1-5 is set from the lattice constant of the second material constituting the second photosensitive film 2-5.
  • the contents of the description of the solid-state imaging device of the fifth embodiment (example 5 of the solid-state imaging device) according to the present technology are the first to fourth aspects of the present technology described above, unless there is a particular technical contradiction. It can be applied to the solid-state imaging device of the embodiment and the solid-state imaging device of the sixth to thirteenth embodiments according to the present technology described later.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing an example of a pixel and a pixel separation structure included in the solid-state image sensor of the sixth embodiment according to the present technology.
  • a pixel separation portion 20 is formed between the first photosensitive film 1-8 (for one pixel) and the second photosensitive film 2-8 (for one pixel). That is, the pixel separation portion 20 (trench) is formed at the interface (between pixels) between the first photosensitive film 1-8 and the second photosensitive film 2-8.
  • the group IV-IV mixed crystal is used. Since the interface damage due to the existing etching method is small, the pixel separation structure can be produced by etching the second photosensitive film 2-8 to form a deep trench and embedding it with a metal or an oxide.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining the compressive stress on the second photosensitive film 2-8 due to the pixel separation structure.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining the tensile stress on the second photosensitive film 2-8 due to the pixel separation structure.
  • the description of FIGS. 11 and 12 can also be applied to the solid-state image sensor of the seventh embodiment (Example 7 of the solid-state image sensor) according to the present technology, which will be described later.
  • the merits of applying stress by pixel separation are as follows.
  • the first photosensitive film 1-11 and the second photosensitive film 2-11 are subjected to compressive stress due to the expansion of the embedded material (arrow P11).
  • -1 to P11-2 and arrows P11-5 to P11-6 are compressive stresses on the first photosensitive film 1-11
  • arrows P11-3 to P11-4 and arrows P11-7 to P11-8 are the first.
  • Compressive stress on the photosensitive film the absorption ends of the first photosensitive film 1-11 and the second photosensitive film 2-11 can be extended to a longer wavelength side.
  • the merits of applying stress by pixel separation are as follows.
  • the contents of the description of the solid-state imaging device of the sixth embodiment (example 6 of the solid-state imaging device) according to the present technology are the first to fifth aspects of the present technology described above, unless there is a particular technical contradiction. It can be applied to the solid-state imaging device of the embodiment and the solid-state imaging device of the seventh to thirteenth embodiments according to the present technology described later.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing an example of a pixel and a pixel separation structure included in the solid-state image sensor of the seventh embodiment according to the present technology.
  • a pixel separation portion 20 is formed between the first photosensitive film 1-9 (for one pixel) and the second photosensitive film 2-9 (for one pixel).
  • the difference from FIG. 8 is that the pixel separation portion 20 (trench) is inside (inside) the second photosensitive film 2-9 from the interface (between pixels) between the first photosensitive film 1-9 and the second photosensitive film 2-9. ) Is formed.
  • the group IV-IV mixed crystal is used. Since the interface damage due to the existing etching method is small, the pixel separation structure 20 can be produced by etching the second photosensitive film 2-9 to form a deep trench and embedding it with a metal or an oxide. If the etching of the first photosensitive film 2-9 is good, the pixel separation portion 20 (trench) is formed from the interface between the first photosensitive film 1-9 and the second photosensitive film 2-9 to the first photosensitive film 1-. It may be formed in the inside (inside) of 9.
  • the etching characteristics of only one kind of material of the first photosensitive film 1-9 or the second photosensitive film 2-9. 1-9 and the second photosensitive film 2-9 as in the case of forming a trench at the interface between the first photosensitive film 1-9 and the second photosensitive film 2-9. It is not necessary to consider the etching characteristics of the two types of materials at the same time.
  • the contents of the description of the solid-state imaging device of the seventh embodiment are the first to sixth aspects of the present technology described above, unless there is a particular technical contradiction. It can be applied to the solid-state imaging device of the embodiment and the solid-state imaging device of the eighth to thirteenth embodiments according to the present technology described later.
  • FIG. 10B is a plan layout view of the solid-state image sensor 110 according to the eighth embodiment of the present technology as viewed from the light incident side.
  • FIG. 10 (a) is a cross-sectional view of the solid-state image sensor 110 according to the line A10-B10 shown in FIG. 10 (b).
  • the solid-state imaging device 110 includes an on-chip lens 11, a color filter 111R (Visible (R)), a color filter 111G (Visible (G)), and a long wavelength in order from the upper side (upper side in FIG. 10) on the light incident side.
  • a photoelectric conversion unit composed of a transmissive film (Visible + SWIR + MWIR) 111IR, an antireflection film 10, a substrate 9, a first photosensitive film 1-10 and a second photosensitive film 2-10, a P-type doped region 3 and It includes at least a cap layer 4, a passage layer 5, an insulating film 6, and a read circuit board 8.
  • the P-type dope region 3 is formed with a high-concentration P-type layer constituting a pixel electrode.
  • the P-type doped region 3 reads out the signal charges generated in the first photosensitive film 1-10 and the second photosensitive film 2-10 for each pixel.
  • a pixel separation unit 20 is formed between pixels, and one on-chip lens 11 or 11-10 is formed for each pixel.
  • the first pixel GS1 (1 pixel) from the left side in FIG. 10 (a) has the on-chip lens 11 and the color in order from the upper side (upper side in FIG. 10 (a)) on the light incident side.
  • the filter 111R (Visual (R)) and the first photosensitive film 1-10 are formed, and the second pixel GS1 (1 pixel) from the left side in FIG. 10 (a) is on the upper side which is the light incident side.
  • the on-chip lens 11, the color filter 111G (Pixel (G)), and the first photosensitive film 1-10 are formed in this order from (upper side in FIG. 10A), and the first photosensitive film 1-10 is formed in FIG. 10A.
  • Pixels GS2 (one pixel, which corresponds to four pixels GS1) have on-chip lenses 11-10 in order from the upper side (upper side in FIG. 10A) on the light incident side.
  • a wavelength transmission film 111IR (Pixel + SWIR + MWIR) and a second photosensitive film 2-10 are formed.
  • a cap layer 4 is formed between the P-type dope regions 3 in substantially the same layer (substantially the same layer) as the P-type dope region 3. Then, the connection electrodes 12 and 13 and the bump electrode 7 (Cu—Cu junction) are formed so as to penetrate the passivation layer 5 and the insulating layer 6. The connection electrodes 12 and 13 and the bump electrode 7 (Cu—Cu junction) electrically connect the P-type dope region 3 (pixel electrode) and the read circuit board 8.
  • one pixel (pixel GS2) having the second photosensitive film 2-10 has a pixel size of the first photosensitive film 1-10. Corresponds to four pixels (four pixels GS1) having.
  • One pixel (one pixel GS2) having the second photosensitive film 2-10 includes a long wavelength transmissive film (Visible + SWIR + MWIR) 111IR, and a long wavelength transmissive film (Visible + SWIR + MWIR) 111IR includes visible light, short wave near infrared rays and Transmits mid-infrared rays.
  • Each pixel of the four pixels (four pixels GS1) having the first photosensitive film 1-10 includes a color filter 111R (Visible (R)) that transmits red light, or a color filter 111G that transmits green light. (Visible (G)), a color filter (Visible (B)) that transmits blue light, or a film for transmitting visible light and short-wave near-infrared light (Visible + SWIR) is included.
  • the long-wavelength transmissive film 111IR may transmit visible light, short-wave near-infrared rays, and mid-infrared rays (Visible + SWIR + MWIR), and has wavelengths other than visible light wavelength range, short-wave near-infrared wavelength range, and mid-infrared wavelength range. For light in the region, the light is blocked (absorbed and / or reflected).
  • the visible light and short wave near infrared transmission film shown in FIG. 10B may transmit visible light and short wave near infrared rays (Visible + SWIR), and has a wavelength range of visible light and short wave near infrared rays. For light in a wavelength range other than the above wavelength range, the light is blocked (absorbed and / or reflected).
  • the solid-state image sensor 110 it is possible to colorize the visible light in the wavelength range by using an RGB filter.
  • RGB Visible
  • SWIR SWIR
  • MWIR MWIR
  • the contents described about the solid-state imaging device of the eighth embodiment (example 8 of the solid-state imaging device) according to the present technology are the first to seventh items according to the above-mentioned present technology unless there is a particular technical contradiction. It can be applied to the solid-state imaging device of the embodiment and the solid-state imaging device of the ninth to thirteenth embodiments according to the present technology described later.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of the solid-state image sensor 113 of the ninth embodiment according to the present technology.
  • the solid-state imaging device 113 includes an on-chip lens 11, an antireflection film 10, a substrate 9, and a first photosensitive film 1-that constitutes a photoelectric conversion unit, in order from the upper side (upper side in FIG. 13) on the light incident side. 13, the P-type dope region 3-13, the second photosensitive film 2-13 constituting the photoelectric conversion unit, the P-type dope region 3, the cap layer 4, the passivation layer 5, the insulating film 6, and the reading circuit. It includes at least a substrate 8.
  • the P-type dope region 3 has a high-concentration P-type layer constituting a pixel electrode, and is formed for each pixel.
  • the P-type doped region 3 is for reading out the signal charge generated in the second photosensitive film 2-13.
  • a cap layer 4 is formed between the P-type dope regions 3 in substantially the same layer (substantially the same layer) as the P-type dope region 3.
  • the connection electrodes 12 and 13 and the bump electrode 7 (Cu—Cu junction) are formed so as to penetrate the passivation layer 5 and the insulating layer 6.
  • the connection electrodes 12 and 13 and the bump electrode 7 (Cu—Cu junction) electrically connect the P-type dope region 3 (pixel electrode) and the read circuit board 8.
  • the P-type dope region 3-13 has a high-concentration P-type layer constituting a pixel electrode, and is formed for each pixel.
  • the P-type doped region 3-13 is for reading the signal charge generated in the first photosensitive film 1-13.
  • the connection electrode 12-13 formed so as to penetrate the second photosensitive film 2-13 so as to penetrate the passivation layer 5 and the insulating layer 6, and the connection electrode 13 and the bump electrode 7 (Cu-Cu bonding). Is formed.
  • the connection electrodes 12-13 and 13 and the bump electrode 7 (Cu—Cu junction) electrically connect the P-type dope region 3 (pixel electrode) and the read circuit board 8.
  • the solid-state image sensor 113 As described above, in the solid-state image sensor 113, pixel electrodes (P-type dope region 3 and P-type dope region 3-13) are formed on the first photosensitive film 1-13 and the second photosensitive film 2-13, respectively. Therefore, the signal charge due to photoelectric conversion can be read out in each of the first photosensitive film 1-13 and the second photosensitive film 2-13.
  • This can also be applied to, for example, the solid-state image sensor 110. That is, in the solid-state imaging device 113, the first photosensitive film 1-13 mainly senses visible light and SWIR light, and the second photosensitive film 2-13 senses visible light, SWIR light, and MWIR light. be able to.
  • the contents of the description of the solid-state imaging device of the ninth embodiment are the first to eighth aspects of the present technology described above, unless there is a particular technical contradiction. It can be applied to the solid-state imaging device of the embodiment and the solid-state imaging device of the tenth to thirteenth embodiments according to the present technology described later.
  • Example 10 of solid-state image sensor The solid-state image sensor of the tenth embodiment (Example 10 of the solid-state image sensor) according to the present technology will be described with reference to FIG.
  • FIG. 14 is a diagram of the solid-state image sensor 114 of the tenth embodiment according to the present technology.
  • the solid-state image sensor 114 includes a silicon linear sensor 50-14B including a color filter for blue light, a silicon linear sensor 50-14G including a color filter for green light, and a silicon linear sensor 50-14R including a color filter for red light.
  • the above-mentioned first photosensitive film can be used as the first photosensitive film used in the solid-state image sensor 114, and the above-mentioned second photosensitive film can be used as the second photosensitive film.
  • a silicon linear sensor 50-14B including a color filter for blue light is generated by the linear sensor 1-14 including the first photosensitive film and the linear sensor 2-14 including the second photosensitive film.
  • Images (captured images) of SWIR light and MWIR light can be acquired.
  • Such a configuration (configuration of the solid-state image sensor 114) is advantageous for, for example, inspecting an object flowing on a belt conveyor. Further, with such a configuration (configuration of the solid-state image sensor 114), information on color and non-color visible light, SWIR light, and MWIR light can be acquired at the same time, and the amount of information required for inspection can be obtained. Can be increased.
  • the contents of the description of the solid-state imaging device of the tenth embodiment (example 10 of the solid-state imaging device) according to the present technology are the first to ninth aspects of the present technology described above, unless there is a particular technical contradiction. It can be applied to the solid-state imaging device of the embodiment and the solid-state imaging device of the eleventh to thirteenth embodiments according to the present technology described later.
  • FIG. 15B is a plan layout view of the solid-state image sensor 115 of the eleventh embodiment according to the present technology as viewed from the light incident side.
  • FIG. 15 (a) is a cross-sectional view of the solid-state image sensor 115 according to the lines A15-B15 shown in FIG. 15 (b).
  • the solid-state imaging device 115 includes an on-chip lens 11, a color filter 116R (Visible (R)), a color filter 116G (Visible (G)), and a long wavelength in order from the upper side (upper side in FIG. 15) on the light incident side.
  • a photoelectric conversion unit composed of a transmissive film (Visible + SWIR + MWIR) 116IR, an antireflection film 10, a substrate 9, a first photosensitive film 1-15 and a second photosensitive film 2-15, a P-type doped region 3 and It includes at least a cap layer 4, a passage layer 5, an insulating film 6, and a read circuit board 8.
  • the P-type dope region 3 is formed with a high-concentration P-type layer constituting a pixel electrode.
  • the P-type doped region 3 reads out the signal charges generated in the first photosensitive film 1-15 and the second photosensitive film 2-15 for each pixel.
  • a pixel separation unit 20 is formed between pixels, and one on-chip lens 11 is formed for each pixel.
  • the first pixel GS1 (1 pixel) from the left side in FIG. 15 (a) has the on-chip lens 11 and the color in order from the upper side (upper side in FIG. 15 (a)) on the light incident side.
  • the filter 116R (Visible (R)) and the first photosensitive film 1-15 are formed, and the second pixel GS1 (1 pixel) from the left side in FIG. 15A is on the upper side which is the light incident side.
  • the on-chip lens 11, the color filter 116G (Visible (G)), and the first photosensitive film 1-15 are formed in this order from (upper side in FIG. 10B), and the first photosensitive film 1-15 is formed in FIG. 15A.
  • the third pixel GS1 (1 pixel) from the left side includes an on-chip lens 11 and a long wavelength transmission film 116IR (Visual + SWIR + MWIR) in order from the upper side (upper side in FIG. 15A) on the light incident side.
  • the second photosensitive film 2-15 is formed, and the fourth pixel GS1 (1 pixel) from the left in FIG. 15 (a) is on the upper side on the light incident side (upper side in FIG. 15 (a)).
  • the on-chip lens 11, the long wavelength transmission film 116IR (Visual + SWIR + MWIR), and the second photosensitive film 2-15 are formed in this order.
  • a cap layer 4 is formed between the P-type dope regions 3 in substantially the same layer (substantially the same layer) as the P-type dope region 3. Then, the connection electrodes 12 and 13 and the bump electrode 7 (Cu—Cu junction) are formed so as to penetrate the passivation layer 5 and the insulating layer 6. The connection electrodes 12 and 13 and the bump electrode 7 (Cu—Cu junction) electrically connect the P-type dope region 3 (pixel electrode) and the read circuit board 8.
  • each pixel of the four pixels (four pixels GS1) having the second photosensitive film 2-15 includes a long wavelength transmission film (Visible + SWIR + MWIR) 116IR, and is long wavelength transmission.
  • the film (Visible + SWIR + MWIR) 116IR transmits visible light, short-wave near-infrared rays, and mid-infrared rays.
  • Each pixel of the four pixels (four pixels GS1) having the first photosensitive film 1-15 includes a color filter 116R (Visible (R)) that transmits red light, or a color filter 116G that transmits green light. (Visible (G)), a color filter (Visible (B)) that transmits blue light, or a film for transmitting visible light and short-wave near-infrared light (Visible + SWIR) is included.
  • the long-wavelength transmissive film 116IR may transmit visible light, short-wave near-infrared rays, and mid-infrared rays (Visible + SWIR + MWIR), and has wavelengths other than visible light wavelength range, short-wave near-infrared wavelength range, and mid-infrared wavelength range. For light in the region, the light is blocked (absorbed and / or reflected).
  • the visible light and short wave near infrared transmission film shown in FIG. 15B may transmit visible light and short wave near infrared rays (Visible + SWIR), and has a wavelength range of visible light and short wave near infrared rays. For light in a wavelength range other than the above wavelength range, the light is blocked (absorbed and / or reflected).
  • the solid-state image sensor 115 it is possible to colorize the visible light in the wavelength range by using an RGB filter.
  • a solid-state image sensor having sensitivity to Visible (RGB), SWIR, and MWIR can be manufactured.
  • the second photosensitive film 2-15 has a pixel-separated structure. 20 is provided.
  • the on-chip lens 11 and the pixel separation structure 20 are manufactured by dividing them into large pixels (for example, pixel GS2 shown in FIG. 10) and small pixels (for example, pixel GS1 shown in FIGS. 10 and 15). The manufacturing process of the solid-state image sensor becomes simpler.
  • the contents described about the solid-state imaging device of the eleventh embodiment (example 11 of the solid-state imaging device) according to the present technology are the first to tenth aspects of the above-mentioned present technology unless there is a particular technical contradiction. It can be applied to the solid-state imaging device of the embodiment and the solid-state imaging device of the twelfth to thirteenth embodiments according to the present technology described later.
  • Twelfth Embodiment (Example 12 of solid-state image sensor)> The solid-state image sensor of the twelfth embodiment (Example 12 of the solid-state image sensor) according to the present technology will be described with reference to FIGS. 16 and 17.
  • FIG. 16 and 17 show a schematic configuration of the solid-state image sensor (light receiving element 1M) of the twelfth embodiment according to the present technology.
  • FIG. 16 shows the planar configuration of the light receiving element 1M
  • FIG. 17 shows the cross-sectional configuration along the BB'line of FIG.
  • the light receiving element 1M is provided with, for example, a plurality of light receiving unit regions PM (pixel PM) arranged two-dimensionally (FIG. 17).
  • the light receiving element 1M has an element region R1M in the central portion and a peripheral region R2M provided outside the element region R1M and surrounding the element region R1M (FIG. 16).
  • the light receiving element 1M has a conductive film 15BM provided from the element region R1M to the peripheral region R2M.
  • the conductive film 15BM has an opening in a region facing the central portion of the element region R1M.
  • the light receiving element 1M has a laminated structure of an element substrate 10M and a reading circuit substrate 20M (FIG. 17).
  • One surface of the element substrate 10M is a light incident surface (light incident surface S1M), and the surface opposite to the light incident surface S1M (the other surface) is a bonding surface (joining surface S2M) with the reading circuit board 20M. ..
  • the element substrate 10M has a wiring layer 10WM, a first electrode 11M, a semiconductor layer 10SM (first semiconductor layer), a second electrode 15M, and a passivation film 16M in this order from a position close to the reading circuit board 20M.
  • the facing surface and the end surface (side surface) of the semiconductor layer 10SM with the wiring layer 10WM are covered with an insulating film 17M.
  • the read circuit board 20M is a so-called ROIC (Readout integrated circuit), and is an element substrate with the wiring layer 20WM and the multilayer wiring layer 22CM in contact with the junction surface S2M of the element substrate 10M and the wiring layer 20WM and the multilayer wiring layer 22CM in between. It has a semiconductor substrate 21M facing 10M.
  • the element substrate 10M has a semiconductor layer 10SM in the element region R1M.
  • the region provided with the semiconductor layer 10SM is the element region R1M of the light receiving element 1M.
  • the region exposed from the conductive film 15BM is the light receiving region.
  • the region covered with the conductive film 15BM is the OPB (Optical Black) region R1B.
  • the OPB region R1B is provided so as to surround the light receiving region.
  • the OPB region R1B is used to obtain a black level pixel signal.
  • the device substrate 10M has an embedded layer 18M together with an insulating film 17M in the peripheral region R2M.
  • the peripheral region R2M is provided with holes H1M and H2M that penetrate the element substrate 10M and reach the read circuit board 20M.
  • the light receiving element 1M light is incident on the semiconductor layer 10SM from the light incident surface S1M of the element substrate 10M via the passivation film 16M, the second electrode 15M, and the second contact layer 14.
  • the signal charge photoelectrically converted by the semiconductor layer 10SM moves through the first electrode 11M and the wiring layer 10WM, and is read out by the read circuit board 20M.
  • the configuration of each part will be described.
  • the wiring layer 10WM is provided over the element region R1M and the peripheral region R2M, and has a junction surface S2M with the read circuit board 20M.
  • the joint surface S2M of the element substrate 10M is provided in the element region R1M and the peripheral region R2M. There is. As will be described later, in the light receiving element 1M, the joint surface S2M of the peripheral region R2M is formed by providing the embedded layer 18M.
  • the wiring layer 10WM has a contact electrode 19EM and a dummy electrode 19EDM in, for example, the interlayer insulating films 19AM and 19BM.
  • an interlayer insulating film 19BM is arranged on the reading circuit board 20M side, and an interlayer insulating film 19AM is arranged on the first contact layer 12M side, and these interlayer insulating films 19AM and 19BM are laminated and provided.
  • the interlayer insulating films 19AM and 19BM are made of, for example, an inorganic insulating material. Examples of the inorganic insulating material include silicon nitride (SiN), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), silicon oxide (SiO 2 ) and hafnium oxide (HfO 2 ).
  • the interlayer insulating films 19AM and 19BM may be made of the same inorganic insulating material.
  • the contact electrode 19EM is provided in, for example, the element region R1M.
  • the contact electrode 19EM is for electrically connecting the first electrode 11M and the reading circuit board 20M, and is provided in the element region R1M for each pixel PM.
  • the adjacent contact electrodes 19EM are electrically separated by the embedded layer 18M and the interlayer insulating films 19AM and 19BM.
  • the contact electrode 19EM is composed of, for example, a copper (Cu) pad and is exposed on the joint surface S2M.
  • the dummy electrode 19EDM is provided in, for example, the peripheral region R2M.
  • the dummy electrode 19EDM is connected to the dummy electrode 22ED of the wiring layer 20WM described later.
  • the dummy electrode 19EDM is formed in the same process as the contact electrode 19EM, for example.
  • the dummy electrode 19EDM is composed of, for example, a copper (Cu) pad and is exposed on the joint surface S2M.
  • the first electrode 11M provided between the contact electrode 19EM and the semiconductor layer 10SM has a signal charge generated in the photoelectric conversion layer 13 (holes or electrons, hereinafter for convenience, the signal charge will be described as a hole). It is an electrode (anode) to which a voltage for reading is supplied, and is provided for each pixel PM in the element region R1M.
  • the first electrode 11M is provided so as to embed the opening of the insulating film 17M, and is in contact with the semiconductor layer 10SM (more specifically, the diffusion region 12AM described later).
  • the first electrode 11M is larger than the opening of the insulating film 17M, for example, and a part of the first electrode 11M is provided in the embedded layer 18M.
  • the upper surface of the first electrode 11M (the surface on the semiconductor layer 10SM side) is in contact with the diffusion region 12AM, and the lower surface and a part of the side surface of the first electrode 11M are in contact with the embedded layer 18M.
  • the adjacent first electrodes 11M are electrically separated by an insulating film 17M and an embedded layer 18M.
  • the first electrode 11M is, for example, titanium (Ti), tungsten (W), titanium nitride (TiN), platinum (Pt), gold (Au), germanium (Ge), palladium (Pd), zinc (Zn), nickel. It is composed of a simple substance of (Ni) and aluminum (Al), or an alloy containing at least one of them.
  • the first electrode 11M may be a single film of such a constituent material, or may be a laminated film in which two or more kinds are combined.
  • the first electrode 11M is composed of a laminated film of titanium and tungsten.
  • the thickness of the first electrode 11M is, for example, several tens of nm to several hundreds of nm.
  • the semiconductor layer 10SM includes, for example, a first contact layer 12M, a photoelectric conversion layer 13M, and a second contact layer 14M from a position close to the wiring layer 10WM.
  • the first contact layer 12M, the photoelectric conversion layer 13M, and the second contact layer 14M have the same planar shape, and their end faces are arranged at the same positions in a plan view.
  • the first contact layer 12M is provided in common to all pixel PMs, for example, and is arranged between the insulating film 17M and the photoelectric conversion layer 13M.
  • the first contact layer 12M is for electrically separating adjacent pixel PMs, and the first contact layer 12M is provided with, for example, a plurality of diffusion regions 12AM.
  • a compound semiconductor material having a bandgap larger than the bandgap of the compound semiconductor material constituting the photoelectric conversion layer 13M for the first contact layer 12M it is possible to suppress a dark current.
  • n-type InP indium phosphide
  • the diffusion regions 12AM provided in the first contact layer 12M are arranged apart from each other.
  • the diffusion region 12AM is arranged for each pixel PM, and the first electrode 11M is connected to each diffusion region 12AM.
  • the OPB region R1B is also provided with a diffusion region 12AM.
  • the diffusion region 12AM is for reading out the signal charge generated in the photoelectric conversion layer 13M for each pixel PM, and contains, for example, a p-type impurity. Examples of the p-type impurity include Zn (zinc) and the like. In this way, a pn junction interface is formed between the diffusion region 12AM and the first contact layer 12M other than the diffusion region 12AM, and adjacent pixel PMs are electrically separated.
  • the diffusion region 12AM is provided, for example, in the thickness direction of the first contact layer 12M, and is also provided in a part of the photoelectric conversion layer 13M in the thickness direction.
  • the photoelectric conversion layer 13M is composed of a first photosensitive film and a second photosensitive film.
  • the second contact layer 14M is provided in common to all pixel PMs, for example.
  • the second contact layer 14M is provided between the photoelectric conversion layer 13M and the second electrode 15M and is in contact with them.
  • the second contact layer 14M is a region in which the electric charge discharged from the second electrode 15M moves, and is composed of, for example, a compound semiconductor containing an n-type impurity.
  • n-type InP indium phosphide
  • the second electrode 15M is provided on the second contact layer 14M (on the light incident side) so as to be in contact with the second contact layer 14M, for example, as an electrode common to each pixel PM.
  • the second electrode 15M is for discharging a charge that is not used as a signal charge among the charges generated in the photoelectric conversion layer 13M (cathode). For example, when holes are read out from the first electrode 11M as signal charges, electrons can be discharged, for example, through the second electrode 15M.
  • the second electrode 15M is made of a conductive film capable of transmitting incident light such as infrared rays.
  • ITO Indium Tin Oxide
  • ITOO In 2 O 3- TIO 2
  • the second electrode 15M is, for example, It may be provided in a grid pattern so as to partition adjacent pixel PMs. A conductive material having low light transmittance can be used for the second electrode 15M.
  • the passivation film 16M covers the second electrode 15M from the light incident surface S1M side.
  • the passivation film 16M may have an antireflection function.
  • silicon nitride (SiN), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), silicon oxide (SiO 2 ), tantalum oxide (Ta 2 O 3 ) and the like can be used.
  • the passivation film 16M has an opening 16HM in the OPB region R1B.
  • the opening 16HM is provided, for example, in a frame shape surrounding the light receiving region (FIG. 16).
  • the opening 16HM may be, for example, a quadrangular or circular hole in a plan view.
  • the conductive film 15BM is electrically connected to the second electrode 15M by the opening 16HM of the passivation film 16M.
  • the insulating film 17M is provided between the first contact layer 12M and the embedded layer 18M, and the end face of the first contact layer 12M, the end face of the photoelectric conversion layer 13M, the end face of the second contact layer 14M, and the second electrode 15M.
  • the peripheral region R2M is in contact with the passivation film 16M.
  • the insulating film 17M is composed of, for example, an oxide such as silicon oxide (SiO X ) or aluminum oxide (Al 2 O 3 ).
  • the insulating film 17M may be formed by a laminated structure composed of a plurality of films.
  • the insulating film 17M may be made of a silicon (Si) -based insulating material such as silicon oxynitride (SiON), carbon-containing silicon oxide (SiOC), silicon nitride (SiN), and silicon carbide (SiC).
  • Si silicon oxynitride
  • SiOC carbon-containing silicon oxide
  • SiN silicon nitride
  • SiC silicon carbide
  • the thickness of the insulating film 17M is, for example, several tens of nm to several hundreds of nm.
  • the conductive film 15BM is provided from the OPB region R1B to the hole H1M in the peripheral region R2M.
  • the conductive film 15BM is in contact with the second electrode 15M at the opening 16HM of the passivation film 16M provided in the OPB region R1B, and is in contact with the wiring of the reading circuit board 20M (wiring 22CB described later) through the hole H1M.
  • a voltage is supplied from the read circuit board 20M to the second electrode 15M via the conductive film 15BM.
  • the conductive film 15BM functions as a voltage supply path to such a second electrode 15M and also functions as a light-shielding film, and forms the OPB region R1B.
  • the conductive film 15BM is made of a metal material containing, for example, tungsten (W), aluminum (Al), titanium (Ti), molybdenum (Mo), tantalum (Ta) or copper (Cu).
  • a passivation film may be provided on the conductive film 15BM.
  • An adhesive layer B may be provided between the end of the second contact layer 14M and the second electrode 15M. As will be described later, this adhesive layer B is used when forming the light receiving element 1M, and plays a role of joining the semiconductor layer 10SM to the temporary substrate (temporary substrate 33 of FIG. 4C described later).
  • the adhesive layer B is made of, for example, tetraethoxysilane (TEOS) or silicon oxide (SiO 2 ).
  • TEOS tetraethoxysilane
  • SiO 2 silicon oxide
  • the adhesive layer B is provided, for example, wider than the end face of the semiconductor layer 10SM, and is covered with the embedded layer 18M together with the semiconductor layer 10SM.
  • An insulating film 17M is provided between the adhesive layer B and the embedded layer 18M.
  • the contents of the description of the solid-state imaging device of the twelfth embodiment (example 12 of the solid-state imaging device) according to the present technology are the first to eleventh aspects of the above-mentioned present technology unless there is a particular technical contradiction. It can be applied to the solid-state imaging device of the embodiment and the solid-state imaging device of the thirteenth embodiment according to the present technology described later.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view showing the pixel structure of the solid-state image sensor according to the thirteenth embodiment.
  • each pixel in the pixel array region is divided into a normal pixel 2AM or a charge emitting pixel 2BM depending on the control of the reset transistor, but the pixel structure is the normal pixel 2AM and the charge. Since both of the emission pixels 2BM are the same, they are simply described as pixels.
  • the charge emission pixel 2BM is arranged on the outermost side of the pixel array region.
  • the capacitive element of each pixel, the reset transistor, the amplification transistor, and the read circuit of the selection transistor are formed for each pixel on the semiconductor substrate 12M made of a single crystal material such as single crystal silicon (Si).
  • An N-type semiconductor thin film 41M serving as a photoelectric conversion unit is formed on the entire surface of the pixel array region on the upper side of the semiconductor substrate 12M on the light incident side.
  • the photoelectric conversion layer 13M is composed of a first photosensitive film and a second photosensitive film.
  • a high-concentration P-type layer 42M constituting a pixel electrode is formed for each pixel on the lower side of the N-type semiconductor thin film 41M on the semiconductor substrate 12M side. Then, between the high-concentration P-type layers 42M formed for each pixel, an N-type layer 43M as a pixel separation region for separating each pixel is formed of, for example, a compound semiconductor such as InP.
  • the N-type layer 43M not only functions as a pixel separation region, but also has a role of preventing dark current.
  • an N-type layer 44M having a higher concentration than that of the N-type semiconductor thin film 41M is formed by using a compound semiconductor such as InP used as a pixel separation region.
  • the high-concentration N-type layer 44M functions as a barrier layer for preventing the backflow of charges generated by the N-type semiconductor thin film 41M.
  • compound semiconductors such as InGaAs, InP, InAlAs, MgSe, and CdS can be used.
  • An antireflection film 45M is formed on the high-concentration N-type layer 44M as a barrier layer.
  • the material of the antireflection film 45M includes, for example, silicon nitride (SiN), hafnium oxide (HfO 2 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), zirconium oxide (ZrO 2 ), tantalum oxide (Ta 2 Ta 5 ), and oxidation. Titanium (TiO 2 ) or the like can be used.
  • Either one of the high-concentration N-type layer 44M or the antireflection film 45M also functions as an upper upper electrode among the electrodes sandwiching the N-type semiconductor thin film 41M on the upper and lower sides, and the high-concentration N-type as the upper electrode.
  • a predetermined voltage Va is applied to the layer 44M or the antireflection film 45M.
  • a color filter 46M and an on-chip lens 47M are further formed on the antireflection film 45M.
  • the color filter 46M is a filter that transmits light (wavelength light) of either R (red), G (green), or B (blue), and is arranged in a so-called Bayer array in the pixel array region, for example. There is.
  • a passivation layer 51M and an insulating layer 52M are formed under the high-concentration P-type layer 42M constituting the pixel electrode and the N-type layer 43M as the pixel separation region.
  • the connection electrodes 53AM and 53BM and the bump electrode 54M are formed so as to penetrate the passivation layer 51M and the insulating layer 52M.
  • the connection electrodes 53AM and 53BM and the bump electrode 54M electrically connect the high-concentration P-type layer 42M constituting the pixel electrode and the capacitance element that stores electric charges.
  • the normal pixel 2AM and the charge emission pixel 2BM are configured as described above and have the same pixel structure.
  • the control method of the reset transistor is different between the normal pixel 2AM and the charge emission pixel 2BM.
  • the reset transistor is turned on and off based on the reset signal RST according to the charge generation period (light receiving period) by the photoelectric conversion unit, the reset period of the potential of the capacitive element before the start of light receiving, and the like.
  • the emission pixel 2BM the reset transistor 23 is always controlled to be ON. As a result, the electric charge generated by the photoelectric conversion unit is discharged to the ground, and a constant voltage Va is always applied to the electric charge emission pixel 2BM.
  • the contents described about the solid-state image sensor of the thirteenth embodiment (example 13 of the solid-state image sensor) according to the present technology are the first to twelfth aspects of the above-mentioned present technology unless there is a particular technical contradiction. It can be applied to the solid-state image sensor of the embodiment.
  • the electronic device of the fourteenth embodiment according to the present technology is an electron equipped with the solid-state image sensor of at least one embodiment among the solid-state image pickup devices of the first to thirteenth embodiments according to the present technology. It is a device.
  • the electronic device of the fourteenth embodiment according to the present technology is equipped with the solid-state image pickup device of at least one embodiment among the solid-state image pickup devices of the first to thirteenth embodiments according to the present technology. Therefore, it has excellent performance and excellent quality.
  • FIG. 25 is a diagram showing an example of using the solid-state image sensor of the first to thirteenth embodiments according to the present technology as an image sensor.
  • the solid-state imaging apparatus includes, for example, visible light, infrared light (for example, near-infrared light, short-wave near-infrared ray, mid-infrared ray, etc.), ultraviolet light, and X-ray as follows. It can be used in various cases for sensing light such as infrared rays. That is, as shown in FIG. 25, for example, the field of appreciation for taking an image used for appreciation, the field of transportation, the field of home appliances, the field of medical / healthcare, the field of security, the field of beauty, and sports. (For example, the electronic device of the 14th embodiment described above) used in the field of the above, the field of agriculture, etc., the solid-state imaging device of any one of the first to thirteenth embodiments is used. Can be done.
  • infrared light for example, near-infrared light, short-wave near-infrared ray, mid-infrared ray, etc.
  • ultraviolet light for example, ultraviolet light, ultraviolet light, and
  • the first to thirteenth implementations are applied to devices for taking images to be used for appreciation, such as digital cameras, smartphones, and mobile phones with a camera function.
  • the solid-state imaging device of any one of the embodiments can be used.
  • in-vehicle sensors that photograph the front, rear, surroundings, inside of a vehicle, etc., and monitor traveling vehicles and roads for safe driving such as automatic stop and recognition of the driver's condition.
  • the solid-state imaging device of any one of the first to thirteenth embodiments is used as a device used for traffic such as a surveillance camera and a distance measuring sensor for measuring distance between vehicles. be able to.
  • devices used in home appliances such as television receivers, refrigerators, and air conditioners in order to photograph a user's gesture and operate the device according to the gesture.
  • the solid-state imaging device of any one of the thirteenth embodiments can be used.
  • the first to thirteenth implementations are applied to devices used for medical treatment and healthcare, such as endoscopes and devices that perform angiography by receiving infrared light.
  • the solid-state imaging device of any one of the embodiments can be used.
  • a device used for security such as a surveillance camera for crime prevention and a camera for personal authentication is used as a solid body of any one of the first to thirteenth embodiments.
  • An image sensor can be used.
  • a skin measuring device for photographing the skin for example, a microscope for photographing the scalp, and other devices used for cosmetology are equipped with any one of the first to thirteenth embodiments.
  • a solid-state imaging device of the form can be used.
  • a solid-state image sensor In the field of sports, for example, a solid-state image sensor according to any one of the first to thirteenth embodiments is used as a device used for sports such as an action camera or a wearable camera for sports applications. Can be used.
  • a device used for agriculture such as a camera for monitoring the state of a field or a crop is subjected to solid-state imaging of any one of the first to thirteenth embodiments.
  • the device can be used.
  • the solid-state image sensor of any one of the first to thirteenth embodiments described above can be used as the solid-state image sensor 101Z, for example, a camera system such as a digital still camera or a video camera, or an image pickup function. It can be applied to all types of electronic devices having an image pickup function, such as a mobile phone having a camera.
  • FIG. 26 shows a schematic configuration of electronic device 102Z (camera) as an example.
  • the electronic device 102Z is, for example, a video camera capable of capturing a still image or a moving image, and drives a solid-state image sensor 101Z, an optical system (optical lens) 310, a shutter device 311 and a solid-state image sensor 101Z and a shutter device 311. It has a driving unit 313 and a signal processing unit 312.
  • the optical system 310 guides the image light (incident light) from the subject to the pixel portion of the solid-state image sensor 101Z.
  • the optical system 310 may be composed of a plurality of optical lenses.
  • the shutter device 311 controls the light irradiation period and the light blocking period of the solid-state image sensor 101Z.
  • the drive unit 313 controls the transfer operation of the solid-state image sensor 101Z and the shutter operation of the shutter device 311.
  • the signal processing unit 312 performs various signal processing on the signal output from the solid-state image sensor 101Z.
  • the video signal Dout after signal processing is stored in a storage medium such as a memory, or is output to a monitor or the like.
  • FIG. 27 is a diagram showing an example of a schematic configuration of an endoscopic surgery system to which the technique according to the present disclosure (the present technique) can be applied.
  • FIG. 27 shows a surgeon (doctor) 11131 performing surgery on patient 11132 on patient bed 11133 using the endoscopic surgery system 11000.
  • the endoscopic surgery system 11000 includes an endoscope 11100, other surgical tools 11110 such as an abdominal tube 11111 and an energy treatment tool 11112, and a support arm device 11120 that supports the endoscope 11100.
  • a cart 11200 equipped with various devices for endoscopic surgery.
  • the endoscope 11100 is composed of a lens barrel 11101 in which a region having a predetermined length from the tip is inserted into the body cavity of the patient 11132, and a camera head 11102 connected to the base end of the lens barrel 11101.
  • the endoscope 11100 configured as a so-called rigid mirror having a rigid barrel 11101 is illustrated, but the endoscope 11100 may be configured as a so-called flexible mirror having a flexible barrel. good.
  • An opening in which an objective lens is fitted is provided at the tip of the lens barrel 11101.
  • a light source device 11203 is connected to the endoscope 11100, and the light generated by the light source device 11203 is guided to the tip of the lens barrel by a light guide extending inside the lens barrel 11101, and is an objective. It is irradiated toward the observation target in the body cavity of the patient 11132 through the lens.
  • the endoscope 11100 may be a direct endoscope, a perspective mirror, or a side endoscope.
  • An optical system and an image pickup element are provided inside the camera head 11102, and the reflected light (observation light) from the observation target is focused on the image pickup element by the optical system.
  • the observation light is photoelectrically converted by the image sensor, and an electric signal corresponding to the observation light, that is, an image signal corresponding to the observation image is generated.
  • the image signal is transmitted as RAW data to the camera control unit (CCU: Camera Control Unit) 11201.
  • CCU Camera Control Unit
  • the CCU11201 is composed of a CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphics Processing Unit), and the like, and comprehensively controls the operations of the endoscope 11100 and the display device 11202. Further, the CCU 11201 receives an image signal from the camera head 11102, and performs various image processing on the image signal for displaying an image based on the image signal, such as development processing (demosaic processing).
  • a CPU Central Processing Unit
  • GPU Graphics Processing Unit
  • the display device 11202 displays an image based on the image signal processed by the CCU 11201 under the control of the CCU 11201.
  • the light source device 11203 is composed of, for example, a light source such as an LED (Light Emitting Diode), and supplies irradiation light to the endoscope 11100 when photographing an operating part or the like.
  • a light source such as an LED (Light Emitting Diode)
  • LED Light Emitting Diode
  • the input device 11204 is an input interface for the endoscopic surgery system 11000.
  • the user can input various information and input instructions to the endoscopic surgery system 11000 via the input device 11204.
  • the user inputs an instruction to change the imaging conditions (type of irradiation light, magnification, focal length, etc.) by the endoscope 11100.
  • the treatment tool control device 11205 controls the drive of the energy treatment tool 11112 for cauterizing, incising, sealing a blood vessel, or the like of a tissue.
  • the pneumoperitoneum device 11206 uses a gas in the pneumoperitoneum tube 11111 to inflate the body cavity of the patient 11132 for the purpose of securing the field of view by the endoscope 11100 and securing the work space of the operator.
  • the recorder 11207 is a device capable of recording various information related to surgery.
  • the printer 11208 is a device capable of printing various information related to surgery in various formats such as texts, images, and graphs.
  • the light source device 11203 that supplies the irradiation light to the endoscope 11100 when photographing the surgical site can be composed of, for example, an LED, a laser light source, or a white light source composed of a combination thereof.
  • a white light source is configured by combining RGB laser light sources, the output intensity and output timing of each color (each wavelength) can be controlled with high accuracy. Therefore, the light source device 11203 adjusts the white balance of the captured image. It can be carried out.
  • the laser light from each of the RGB laser light sources is irradiated to the observation target in a time-divided manner, and the drive of the image sensor of the camera head 11102 is controlled in synchronization with the irradiation timing to support each of RGB. It is also possible to capture the image in a time-divided manner. According to this method, a color image can be obtained without providing a color filter on the image sensor.
  • the drive of the light source device 11203 may be controlled so as to change the intensity of the output light at predetermined time intervals.
  • the drive of the image sensor of the camera head 11102 in synchronization with the timing of changing the light intensity to acquire an image in a time-divided manner and synthesizing the image, so-called high dynamic without blackout and overexposure. Range images can be generated.
  • the light source device 11203 may be configured to be able to supply light in a predetermined wavelength band corresponding to special light observation.
  • special light observation for example, by utilizing the wavelength dependence of light absorption in body tissue to irradiate light in a narrow band as compared with the irradiation light (that is, white light) in normal observation, the surface layer of the mucous membrane.
  • a so-called narrow band imaging is performed in which a predetermined tissue such as a blood vessel is photographed with high contrast.
  • fluorescence observation may be performed in which an image is obtained by fluorescence generated by irradiating with excitation light.
  • the body tissue is irradiated with excitation light to observe the fluorescence from the body tissue (autofluorescence observation), or a reagent such as indocyanine green (ICG) is locally injected into the body tissue and the body tissue is injected. It is possible to obtain a fluorescence image by irradiating excitation light corresponding to the fluorescence wavelength of the reagent.
  • the light source device 11203 may be configured to be capable of supplying narrow band light and / or excitation light corresponding to such special light observation.
  • FIG. 28 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the camera head 11102 and CCU11201 shown in FIG. 27.
  • the camera head 11102 includes a lens unit 11401, an imaging unit 11402, a driving unit 11403, a communication unit 11404, and a camera head control unit 11405.
  • CCU11201 has a communication unit 11411, an image processing unit 11412, and a control unit 11413.
  • the camera head 11102 and CCU11201 are communicably connected to each other by a transmission cable 11400.
  • the lens unit 11401 is an optical system provided at a connection portion with the lens barrel 11101.
  • the observation light taken in from the tip of the lens barrel 11101 is guided to the camera head 11102 and incident on the lens unit 11401.
  • the lens unit 11401 is configured by combining a plurality of lenses including a zoom lens and a focus lens.
  • the image pickup unit 11402 is composed of an image pickup element.
  • the image sensor constituting the image pickup unit 11402 may be one (so-called single plate type) or a plurality (so-called multi-plate type).
  • each image pickup element may generate an image signal corresponding to each of RGB, and a color image may be obtained by synthesizing them.
  • the image pickup unit 11402 may be configured to have a pair of image pickup elements for acquiring image signals for the right eye and the left eye corresponding to 3D (Dimensional) display, respectively.
  • the 3D display enables the operator 11131 to more accurately grasp the depth of the biological tissue in the surgical site.
  • a plurality of lens units 11401 may be provided corresponding to each image pickup element.
  • the imaging unit 11402 does not necessarily have to be provided on the camera head 11102.
  • the imaging unit 11402 may be provided inside the lens barrel 11101 immediately after the objective lens.
  • the drive unit 11403 is composed of an actuator, and the zoom lens and focus lens of the lens unit 11401 are moved by a predetermined distance along the optical axis under the control of the camera head control unit 11405. As a result, the magnification and focus of the image captured by the imaging unit 11402 can be adjusted as appropriate.
  • the communication unit 11404 is composed of a communication device for transmitting and receiving various information to and from the CCU11201.
  • the communication unit 11404 transmits the image signal obtained from the image pickup unit 11402 as RAW data to the CCU 11201 via the transmission cable 11400.
  • the communication unit 11404 receives a control signal for controlling the drive of the camera head 11102 from the CCU 11201 and supplies the control signal to the camera head control unit 11405.
  • the control signal includes, for example, information to specify the frame rate of the captured image, information to specify the exposure value at the time of imaging, and / or information to specify the magnification and focus of the captured image, and the like. Contains information about the condition.
  • the imaging conditions such as the frame rate, exposure value, magnification, and focus may be appropriately specified by the user, or may be automatically set by the control unit 11413 of CCU11201 based on the acquired image signal. good.
  • the so-called AE (Auto Exposure) function, AF (Auto Focus) function, and AWB (Auto White Balance) function are mounted on the endoscope 11100.
  • the camera head control unit 11405 controls the drive of the camera head 11102 based on the control signal from the CCU 11201 received via the communication unit 11404.
  • the communication unit 11411 is composed of a communication device for transmitting and receiving various information to and from the camera head 11102.
  • the communication unit 11411 receives an image signal transmitted from the camera head 11102 via the transmission cable 11400.
  • the communication unit 11411 transmits a control signal for controlling the drive of the camera head 11102 to the camera head 11102.
  • Image signals and control signals can be transmitted by telecommunications, optical communication, or the like.
  • the image processing unit 11412 performs various image processing on the image signal which is the RAW data transmitted from the camera head 11102.
  • the control unit 11413 performs various controls related to the imaging of the surgical site and the like by the endoscope 11100 and the display of the captured image obtained by the imaging of the surgical site and the like. For example, the control unit 11413 generates a control signal for controlling the drive of the camera head 11102.
  • control unit 11413 causes the display device 11202 to display an image captured by the surgical unit or the like based on the image signal processed by the image processing unit 11412.
  • the control unit 11413 may recognize various objects in the captured image by using various image recognition techniques. For example, the control unit 11413 detects the shape, color, and the like of the edge of an object included in the captured image to remove surgical tools such as forceps, a specific biological part, bleeding, and mist when using the energy treatment tool 11112. Can be recognized.
  • the control unit 11413 may superimpose and display various surgical support information on the image of the surgical unit by using the recognition result. By superimposing and displaying the surgical support information and presenting it to the surgeon 11131, it is possible to reduce the burden on the surgeon 11131 and to allow the surgeon 11131 to proceed with the surgery reliably.
  • the transmission cable 11400 that connects the camera head 11102 and CCU11201 is an electric signal cable that supports electric signal communication, an optical fiber that supports optical communication, or a composite cable thereof.
  • the communication is performed by wire using the transmission cable 11400, but the communication between the camera head 11102 and the CCU11201 may be performed wirelessly.
  • the above is an example of an endoscopic surgery system to which the technology according to the present disclosure can be applied.
  • the technique according to the present disclosure can be applied to the endoscope 11100, the camera head 11102 (imaging unit 11402), and the like among the configurations described above.
  • the solid-state image sensor of the technique according to the present disclosure can be applied to the image pickup unit 10402.
  • the endoscopic surgery system has been described as an example, but the technique according to the present disclosure may be applied to other, for example, a microscopic surgery system.
  • the technology according to the present disclosure can be applied to various products.
  • the technology according to the present disclosure is realized as a device mounted on a moving body of any kind such as an automobile, an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, a motorcycle, a bicycle, a personal mobility, an airplane, a drone, a ship, and a robot. You may.
  • FIG. 29 is a block diagram showing a schematic configuration example of a vehicle control system, which is an example of a mobile control system to which the technology according to the present disclosure can be applied.
  • the vehicle control system 12000 includes a plurality of electronic control units connected via the communication network 12001.
  • the vehicle control system 12000 includes a drive system control unit 12010, a body system control unit 12020, an outside information detection unit 12030, an in-vehicle information detection unit 12040, and an integrated control unit 12050.
  • a microcomputer 12051, an audio image output unit 12052, and an in-vehicle network I / F (interface) 12053 are shown as a functional configuration of the integrated control unit 12050.
  • the drive system control unit 12010 controls the operation of the device related to the drive system of the vehicle according to various programs.
  • the drive system control unit 12010 provides a driving force generator for generating the driving force of the vehicle such as an internal combustion engine or a driving motor, a driving force transmission mechanism for transmitting the driving force to the wheels, and a steering angle of the vehicle. It functions as a control device such as a steering mechanism for adjusting and a braking device for generating a braking force of a vehicle.
  • the body system control unit 12020 controls the operation of various devices mounted on the vehicle body according to various programs.
  • the body system control unit 12020 functions as a keyless entry system, a smart key system, a power window device, or a control device for various lamps such as a head lamp, a back lamp, a brake lamp, a winker, or a fog lamp.
  • the body system control unit 12020 may be input with radio waves transmitted from a portable device that substitutes for the key or signals of various switches.
  • the body system control unit 12020 receives inputs of these radio waves or signals and controls a vehicle door lock device, a power window device, a lamp, and the like.
  • the vehicle outside information detection unit 12030 detects information outside the vehicle equipped with the vehicle control system 12000.
  • the imaging unit 12031 is connected to the vehicle exterior information detection unit 12030.
  • the vehicle outside information detection unit 12030 causes the image pickup unit 12031 to capture an image of the outside of the vehicle and receives the captured image.
  • the vehicle exterior information detection unit 12030 may perform object detection processing or distance detection processing such as a person, a vehicle, an obstacle, a sign, or a character on the road surface based on the received image.
  • the imaging unit 12031 is an optical sensor that receives light and outputs an electric signal according to the amount of the light received.
  • the image pickup unit 12031 can output an electric signal as an image or can output it as distance measurement information. Further, the light received by the imaging unit 12031 may be visible light or invisible light such as infrared light.
  • the in-vehicle information detection unit 12040 detects the in-vehicle information.
  • a driver state detection unit 12041 that detects the driver's state is connected to the in-vehicle information detection unit 12040.
  • the driver state detection unit 12041 includes, for example, a camera that images the driver, and the in-vehicle information detection unit 12040 determines the degree of fatigue or concentration of the driver based on the detection information input from the driver state detection unit 12041. It may be calculated, or it may be determined whether the driver is dozing.
  • the microcomputer 12051 calculates the control target value of the driving force generator, the steering mechanism, or the braking device based on the information inside and outside the vehicle acquired by the outside information detection unit 12030 or the inside information detection unit 12040, and the drive system control unit.
  • a control command can be output to 12010.
  • the microcomputer 12051 realizes ADAS (Advanced Driver Assistance System) functions including vehicle collision avoidance or impact mitigation, follow-up driving based on inter-vehicle distance, vehicle speed maintenance driving, vehicle collision warning, vehicle lane deviation warning, and the like. It is possible to perform cooperative control for the purpose of. Twice
  • ADAS Advanced Driver Assistance System
  • the microcomputer 12051 controls the driving force generator, the steering mechanism, the braking device, and the like based on the information around the vehicle acquired by the vehicle exterior information detection unit 12030 or the vehicle interior information detection unit 12040, so that the driver can control the vehicle. It is possible to perform coordinated control for the purpose of automatic driving, etc., which runs autonomously without depending on the operation.
  • the microcomputer 12051 can output a control command to the body system control unit 12020 based on the information outside the vehicle acquired by the vehicle exterior information detection unit 12030.
  • the microcomputer 12051 controls the headlamps according to the position of the preceding vehicle or the oncoming vehicle detected by the external information detection unit 12030, and performs coordinated control for the purpose of anti-glare such as switching the high beam to the low beam. It can be carried out.
  • the audio image output unit 12052 transmits the output signal of at least one of the audio and the image to the output device capable of visually or audibly notifying the passenger or the outside of the vehicle of the 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 onboard display and a heads-up display.
  • FIG. 30 is a diagram showing an example of the installation position of the imaging unit 12031.
  • the vehicle 12100 has imaging units 12101, 12102, 12103, 12104, and 12105 as imaging units 12031.
  • the imaging units 12101, 12102, 12103, 12104, 12105 are provided at positions such as, for example, the front nose, side mirrors, rear bumpers, back doors, and the upper part of the windshield in the vehicle interior of the vehicle 12100.
  • the image pickup unit 12101 provided on the front nose and the image pickup section 12105 provided on the upper part of the windshield in the vehicle interior mainly acquire an image in front of the vehicle 12100.
  • the imaging units 12102 and 12103 provided in the side mirrors mainly acquire images of the side of the vehicle 12100.
  • the imaging unit 12104 provided on the rear bumper or the back door mainly acquires an image of the rear of the vehicle 12100.
  • the images in front acquired by the imaging units 12101 and 12105 are mainly used for detecting a preceding vehicle or a pedestrian, an obstacle, a traffic light, a traffic sign, a lane, or the like.
  • FIG. 30 shows an example of the photographing range of the imaging units 12101 to 12104.
  • the imaging range 12111 indicates the imaging range of the imaging unit 12101 provided on the front nose
  • the imaging ranges 12112 and 12113 indicate the imaging ranges of the imaging units 12102 and 12103 provided on the side mirrors, respectively
  • the imaging range 12114 indicates the imaging range of the imaging units 12102 and 12103.
  • the imaging range of the imaging unit 12104 provided on the rear bumper or the back door is shown. For example, by superimposing the image data captured by the imaging units 12101 to 12104, a bird's-eye view image of the vehicle 12100 as viewed from above can be obtained.
  • At least one of the imaging units 12101 to 12104 may have a function of acquiring distance information.
  • at least one of the image pickup units 12101 to 12104 may be a stereo camera composed of a plurality of image pickup elements, or an image pickup element having pixels for phase difference detection.
  • the microcomputer 12051 has a distance to each three-dimensional object within the imaging range 12111 to 12114 based on the distance information obtained from the imaging units 12101 to 12104, and a temporal change of this distance (relative velocity with respect to the vehicle 12100). By obtaining can. Further, the microcomputer 12051 can set an inter-vehicle distance to be secured in front of the preceding vehicle in advance, and can perform automatic braking control (including follow-up stop control), automatic acceleration control (including follow-up start control), and the like. In this way, it is possible to perform coordinated control for the purpose of automatic driving or the like in which the vehicle travels autonomously without depending on the operation of the driver.
  • automatic braking control including follow-up stop control
  • automatic acceleration control including follow-up start control
  • the microcomputer 12051 converts three-dimensional object data related to a three-dimensional object into two-wheeled vehicles, ordinary vehicles, large vehicles, pedestrians, electric poles, and other three-dimensional objects based on the distance information obtained from the imaging units 12101 to 12104. It can be classified and extracted and used for automatic avoidance of obstacles. For example, the microcomputer 12051 distinguishes obstacles around the vehicle 12100 into obstacles that can be seen by the driver of the vehicle 12100 and obstacles that are difficult to see. Then, the microcomputer 12051 determines the collision risk indicating the risk of collision with each obstacle, and when the collision risk is equal to or higher than the set value and there is a possibility of collision, the microcomputer 12051 is used via the audio speaker 12061 or the display unit 12062. By outputting an alarm to the driver and performing forced deceleration and avoidance steering via the drive system control unit 12010, driving support for collision avoidance can be provided.
  • 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 captured image of the imaging units 12101 to 12104.
  • pedestrian recognition includes, for example, a procedure for extracting feature points in an image captured by an imaging unit 12101 to 12104 as an infrared camera, and a pattern matching process for a series of feature points indicating the outline of an object to determine whether or not the pedestrian is a pedestrian. It is done by the procedure to determine.
  • the audio image output unit 12052 When the microcomputer 12051 determines that a pedestrian is present in the captured images of the imaging units 12101 to 12104 and recognizes the pedestrian, the audio image output unit 12052 outputs a square contour line for emphasizing the recognized pedestrian.
  • the display unit 12062 is controlled so as to superimpose and display. Further, the audio image output unit 12052 may control the display unit 12062 so as to display an icon or the like indicating a pedestrian at a desired position.
  • the above is an example of a vehicle control system to which the technology according to the present disclosure (the present technology) can be applied.
  • the technique according to the present disclosure can be applied to, for example, the imaging unit 12031 among the configurations described above.
  • the solid-state image sensor of the technique according to the present disclosure can be applied to the image pickup unit 12031.
  • the present technology is not limited to the above-described embodiments, the above-mentioned usage examples, and the above-mentioned application examples, and various changes can be made without departing from the gist of the present technology.
  • a photoelectric conversion unit including a first photosensitive film and a second photosensitive film is provided at least.
  • the first photosensitive film has a first material and has
  • the second photosensitive film has a second material and has A solid-state image sensor in which the first material and the second material are different materials from each other.
  • the solid-state imaging device according to [1] or [2], wherein the photoelectric conversion unit has sensitivity in a wavelength region of visible light, a wavelength region of near infrared rays, a wavelength region of shortwave near infrared rays, and a wavelength region of mid-infrared rays.
  • the first photosensitive film has sensitivity at least in the wavelength range of visible light, the wavelength range of near infrared rays, and the wavelength range of short wave near infrared rays.
  • the solid-state image sensor according to any one of [1] to [3], wherein the second photosensitive film has at least sensitivity in the wavelength range of mid-infrared rays.
  • the first material contains a compound semiconductor, and the first material contains a compound semiconductor.
  • the first material comprises InGa 1-x As x (0 ⁇ X ⁇ 1).
  • the second material, Ge include 1-y Sn y a (0 ⁇ y ⁇ 1), the solid-state imaging device according to any one of [5] [1].
  • [7] The solid-state image sensor according to any one of [1] to [6], wherein the lattice constant of the first material is smaller than the lattice constant of the second material.
  • the solid-state image sensor according to any one of [1] to [8], wherein the first photosensitive film and the second photosensitive film are laminated.
  • the photoelectric conversion unit has sensitivity in the wavelength range of ultraviolet rays, the wavelength range of visible light, the wavelength range of near infrared rays, the wavelength range of short waves and near infrared rays, and the wavelength range of mid-infrared rays.
  • the first photosensitive film has sensitivity at least in the wavelength range of ultraviolet rays, the wavelength range of visible light, the wavelength range of near infrared rays, and the wavelength range of short wave near infrared rays.
  • Further provided with a substrate and a cap layer The substrate, the photoelectric conversion unit, and the cap layer are arranged in this order.
  • the substrate has a third material
  • the bandgap of the third material is larger than the bandgap of the first material and the bandgap of the second material.
  • the solid-state image sensor according to [15], wherein the band gap of the fourth material is larger than the band gap of the first material and the band gap of the second material.
  • the solid-state image sensor according to [15] or [16], wherein the fourth material comprises InGa 1-x As x (0 ⁇ X ⁇ 1) or InP.

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Abstract

感度波長域拡大（例えば、赤外領域における感度波長域拡大）による、固体撮像装置の性能の更なる向上を実現することができる固体撮像装置、及びその固体撮像装置が搭載された電子機器を提供すること。　第１感光膜と第２感光膜とを含む光電変換部を、少なくとも備え、該第１感光膜が第１材料を有し、該第２感光膜が第２材料を有し、該第１材料と該第２材料とが互いに異なる材料である、固体撮像装置を提供し、その固体撮像装置が搭載された電子機器を提供する。

Description

固体撮像装置及び電子機器
　本技術は、固体撮像装置及び電子機器に関する。
　近年、可視光線の波長域以外の波長域の光に感度を有するイメージセンサに関する研究開発が盛んに行われている。例えば、特許文献１及び２では、赤外領域に感度を有するイメージセンサ（赤外線センサ）に関する技術が提案されている。
国際公開第２０１７／１５０１６７号 国際公開第２０１８／１９４０３０号
　しかしながら、特許文献１及び２で提案された技術では、感度波長域拡大（例えば、赤外領域における感度波長域拡大）による固体撮像装置の性能の更なる向上を図ることができないおそれがある。
　そこで、本技術は、このような状況に鑑みてなされたものであり、感度波長域拡大（例えば、赤外領域における感度波長域拡大）による、固体撮像装置の性能の更なる向上を実現することができる固体撮像装置、及びその固体撮像装置が搭載された電子機器を提供することを主目的とする。
　本発明者は、上述の目的を解決するために鋭意研究を行った結果、固体撮像装置の性能の更なる向上に成功し、本技術を完成するに至った。
　すなわち、本技術では、第１感光膜と第２感光膜とを含む光電変換部を、少なくとも備え、
　該第１感光膜が第１材料を有し、
　該第２感光膜が第２材料を有し、
　該第１材料と該第２材料とが互いに異なる材料である、固体撮像装置を提供する。
　本技術に係る固体撮像装置において、
　前記第１材料のバンドギャップと前記第２材料のバンドギャップとが互いに異なっていてよい。
　本技術に係る固体撮像装置において、
　前記光電変換部が、可視光線の波長域、近赤外線の波長域、短波近赤外線の波長域及び中赤外線の波長域に感度を有してよい。
　本技術に係る固体撮像装置において、
　前記第１感光膜が、少なくとも、可視光線の波長域、近赤外線の波長域及び短波近赤外線の波長域に感度を有してよく、
　前記第２感光膜が、少なくとも、中赤外線の波長域に感度を有してよい。
　本技術に係る固体撮像装置において、
　前記第１材料が化合物半導体を含んでよく、
　前記第２材料がＩＶ族元素の混晶を含んでよい。
　本技術に係る固体撮像装置において、
　前記第１材料が、ＩｎＧａ１－ｘＡｓｘ（０＜Ｘ＜１）を含んでよく、
　前記第２材料が、Ｇｅ１－ｙＳｎｙ（０＜ｙ＜１）を含んでよい。
　本技術に係る固体撮像装置において、
　前記第１材料の格子定数は、前記第２材料の格子定数より小さくてよい。
　本技術に係る固体撮像装置において、
　前記第１感光膜及び／又は前記第２感光膜に応力がかけられることによって、前記第１感光膜及び／又は前記第２感光膜のカットオフ波長がシフトしてよい。
　本技術に係る固体撮像装置において、
　光入射側からの平面視で、前記第１感光膜と前記第２感光膜とが交互に配されていてよい。
　本技術に係る固体撮像装置において、
　光入射側からの平面視で、前記第１感光膜と前記第２感光膜とが市松状に配されていてよい。
　本技術に係る固体撮像装置において、
　前記第１感光膜と前記第２感光膜とが積層されていてよい。
　本技術に係る固体撮像装置において、
　前記第１感光膜が、前記第２感光膜に覆われるように埋め込められて形成されていてよい。
　本技術に係る固体撮像装置において、
　前記光電変換部が、紫外線の波長域、可視光線の波長域、近赤外線の波長域、短波近赤外線の波長域及び中赤外線の波長域に感度を有してよい。
　本技術に係る固体撮像装置において、
　前記第１感光膜が、少なくとも、紫外線の波長域、可視光線の波長域、近赤外線の波長域及び短波近赤外線の波長域に感度を有してよく、
　前記第２感光膜が、少なくとも、中赤外線の波長域に感度を有してよい。
　本技術に係る固体撮像装置が、基板と、キャップ層とを更に備えてよく、この場合、
　該基板と、前記光電変換部と、該キャップ層とがこの順で配されてよく、
　該基板が第３材料を有してよく、
　該キャップ層が第４材料を有してよい。
　本技術に係る固体撮像装置において、
　前記第３材料のバンドギャップが、前記第１材料のバンドギャップ及び前記第２材料のバンドギャップより大きくてよく、
　前記第４材料のバンドギャップが、前記第１材料のバンドギャップ及び前記第２材料のバンドギャップより大きくてよい。
　本技術に係る固体撮像装置において、
　前記第４材料が、ＩｎＧａ１－ｘＡｓｘ（０＜Ｘ＜１）又はＩｎＰを含んでよい。
　本技術に係る固体撮像装置において、
　前記第３材料と前記第４材料とが、同一の材料でもよい。
　本技術に係る固体撮像装置において、
　前記第３材料と前記第４材料とが互いに異なる材料でもよい。
　本技術に係る固体撮像装置において、
　前記第３材料が、前記第１材料及び前記第２材料に対して異なる材料でもよい。
　本技術に係る固体撮像装置において、
　前記第３材料と、前記第１材料及び／又は前記第２材料とが、同一の材料でもよい。
　また、本技術では、本技術に係る固体撮像装置が搭載された、電子機器を提供する。
　本技術によれば、感度波長域拡大（例えば、赤外領域における感度波長域拡大、紫外領域における感度波長域拡大等）による、固体撮像装置の性能の更なる向上を実現することができる。なお、ここに記載された効果は、必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
本技術を適用した第１の実施形態の固体撮像装置の構成例を示す図である。 本技術を適用した第２の実施形態の固体撮像装置の構成例を示す図である。 本技術を適用した第３の実施形態の固体撮像装置の構成例を示す図である。 本技術を適用した第４の実施形態の固体撮像装置の構成例を示す図である。 本技術を適用した第５の実施形態の固体撮像装置の構成例を示す図である。 本技術を適用した固体撮像装置の構造変形を説明するための図である。 本技術を適用した固体撮像装置の製造方法を説明するための図である。 本技術を適用した第６の実施形態の固体撮像装置が有する画素分離構造の例を示す図である。 本技術を適用した第７の実施形態の固体撮像装置が有する画素分離構造の例を示す図である。 本技術を適用した第８の実施形態の固体撮像装置の構成例を示す図である。 本技術を適用した固体撮像装置が有する画素分離構造による第２感光膜への圧縮応力を説明するための図である。 本技術を適用した固体撮像装置が有する画素分離構造による第２感光膜への引張り応力を説明するための図である。 本技術を適用した第９の実施形態の固体撮像装置の構成例を示す図である。 本技術を適用した第１０の実施形態の固体撮像装置の構成例を示す図である。 本技術を適用した第１１の実施形態の固体撮像装置の構成例を示す図である。 本技術を適用した第１２の実施形態の固体撮像装置の概略構成を示す平面図である。 本技術を適用した第１２の実施形態の固体撮像装置の概略構成を示す断面図である。 本技術を適用した第１３の実施形態の固体撮像装置の画素構造を示す断面図である。 本技術を適用した実施形態の固体撮像装置が有する第１感光膜が含む第１材料及び第２感光膜が含む第２材料の具体例を説明するための図である。 本技術を適用した実施形態の固体撮像装置が有する第１感光膜が含む第１材料及び第２感光膜が含む第２材料の具体例を説明するための図である。 本技術を適用した固体撮像装置が有する第１感光膜が含む第１材料及び第２感光膜が含む第２材料の具体例を説明するための図である。 本技術を適用した固体撮像装置が有する第１感光膜が含む第１材料及び第２感光膜が含む第２材料の具体例を説明するための図である。 本技術を適用した固体撮像装置が有する第１感光膜が含む第１材料及び第２感光膜が含む第２材料の具体例を説明するための図である。 本技術を適用した固体撮像装置が有する第１感光膜が含む第１材料及び第２感光膜が含む第２材料の具体例を説明するための図である。 本技術を適用した第１～第１３の実施形態の固体撮像装置の使用例を示す図である。 本技術を適用した第１４の実施形態に係る電子機器の一例の機能ブロック図である。 内視鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。 カメラヘッド及びＣＣＵの機能構成の一例を示すブロック図である。 車両制御システムの概略的な構成の一例を示すブロック図である。 車外情報検出部及び撮像部の設置位置の一例を示す説明図である。
　以下、本技術を実施するための好適な形態について説明する。以下に説明する実施形態は、本技術の代表的な実施形態の一例を示したものであり、これにより本技術の範囲が狭く解釈されることはない。なお、特に断りがない限り、図面において、「上」とは図中の上方向又は上側を意味し、「下」とは、図中の下方向又は下側を意味し、「左」とは図中の左方向又は左側を意味し、「右」とは図中の右方向又は右側を意味する。また、図面については、同一又は同等の要素又は部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
　説明は以下の順序で行う。
　１．本技術の概要
　２．第１の実施形態（固体撮像装置の例１）
　３．第２の実施形態（固体撮像装置の例２）
　４．第３の実施形態（固体撮像装置の例３）
　５．第４の実施形態（固体撮像装置の例４）
　６．第５の実施形態（固体撮像装置の例５）
　７．第６の実施形態（固体撮像装置の例６）
　８．第７の実施形態（固体撮像装置の例７）
　９．第８の実施形態（固体撮像装置の例８）
　１０．第９の実施形態（固体撮像装置の例９）
　１１．第１０の実施形態（固体撮像装置の例１０）
　１２．第１１の実施形態（固体撮像装置の例１１）
　１３．第１２の実施形態（固体撮像装置の例１２）
　１４．第１３の実施形態（固体撮像装置の例１３）
　１５．第１４の実施形態（電子機器の例）
　１６．本技術を適用した固体撮像装置の使用例
　１７．内視鏡手術システムへの応用例
　１８．移動体への応用例
＜１．本技術の概要＞
　まず、本技術の概要について説明をする。
本技術に係る固体撮像装置は、バンドギャップの異なる複数の感光膜を用いて、異なる波長域帯を感知し、マルチバンドセンサを製造することができる。本技術に係る固体撮像装置は、例えば、可視光線の波長域、近赤外線の波長域、短波近赤外線の波長域及び中赤外線の波長域（例えば、０．４０μｍ～≦５．００μｍ（Ｖｉｓｉｂｌｅ＋ＮＩＲ＋ＳＷＩＲ＋ＭＷＩＲ）の波長域）に感度を有してよい。また、本技術に係る固体撮像装置は、例えば、可視光線の波長域、近赤外線の波長域、短波近赤外線の波長域及び中赤外線の波長域（例えば、０．４０μｍ～≦５．００μｍ（Ｖｉｓｉｂｌｅ＋ＮＩＲ＋ＳＷＩＲ＋ＭＷＩＲ）の波長域）に感度を有して、さらに、紫外線の波長域（例えば、≦０．４μｍ（ＵＶ））に感度を有してもよい。すなわち、本技術に係る固体撮像装置は、（ＵＶ＋Ｖｉｓｉｂｌｅ＋ＮＩＲ＋ＳＷＩＲ＋ＭＷＩＲ）の波長域に感度を有するマルチバンドセンサでもよい。
　ここで、可視光線の波長域（Ｖｉｓｉｂｌｅ）は、０．４μｍ～０．７６μｍ(バンドギャップ：３．１ｅｖ～１．６３ｅｖ)で定義づけてよく、近赤外線の波長域（ＮＩＲ）は、０．７６μｍ～０．９０μｍ(バンドギャップ：１．６３ｅｖ～１．３８ｅｖ)で定義づけてよく、短波近赤外線の波長域（ＳＷＩＲ）は、０．９０μｍ～２．５０μｍ(バンドギャップ：１．３８ｅｖ～０．５ｅｖ)で定義づけてよく、中赤外線の波長域（ＭＷＩＲ）は、２．５０μｍ～５．００μｍ(バンドギャップ：０．５ｅｖ～０．２５ｅｖ)で定義づけてよい。
　また、本技術に係る固体撮像装置は、ストレス（応力）により吸収端を移動させて、感度波長を長波長側及び／又は短波長側（例えば長波長域における短波長側）にシフトさせることができる。
　以下、本技術を実施するための好適な形態について図面を参照しながら詳細に説明する。以下に説明する実施形態は、本技術の代表的な実施形態の一例を示したものであり、これにより本技術の範囲が狭く解釈されることはない。
＜２．第１の実施形態（固体撮像装置の例１）＞
　本技術に係る第１の実施形態（固体撮像装置の例１）の固体撮像装置について、図１、図６～図７及び図１９～図２４を用いて説明をする。
　まず、図１を用いて説明をする。図１（ａ）は、本技術に係る第１の実施形態の固体撮像装置１０１の断面図であり、図１（ｂ）は、本技術に係る第１の実施形態の固体撮像装置１０１の光入射側から見た平面図である。
　固体撮像装置１０１は、光入射側である上側（図１中の上側）から順に、オンチップレンズ１１と、反射防止膜１０と、基板９と、第１感光膜１－１及び第２感光膜２－１とから構成される光電変換部と、Ｐ型ドープ領域３及びキャップ層４と、パッシベーション層５と、絶縁膜６と、読出回路基板８（すなわち、ＲＯＩＣ（Ｒｅａｄｏｕｔ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）である。以下同じ。）と、を少なくとも備える。
　Ｐ型ドープ領域３は、画素電極を構成する高濃度のＰ型層を有し、画素毎に形成されている。Ｐ型ドープ領域３は、第１感光膜１－１及び第２感光膜２－１で発生した信号電荷を画素毎に読み出す。Ｐ型ドープ領域３の間には、Ｐ型ドープ領域３と略同一層（略同一レイヤ）でキャップ層４が形成されている。そして、パッシベーション層５及び絶縁層６を貫通するように、接続電極１２及び１３とバンプ電極７（Ｃｕ－Ｃｕ接合）が形成されている。接続電極１２及び１３とバンプ電極７（Ｃｕ－Ｃｕ接合）とは、Ｐ型ドープ領域３（画素電極）と、読出回路基板８とを電気的に接続する。
　基板９はＮ型層から構成され、第１感光膜１－１及び第２感光膜２－１で生成された電荷の逆流を防止するバリア層として機能する。
　図１（ａ）に示されるように、第１感光膜１－１及び第２感光膜２－１のそれぞれは、画素毎（Ｐ型ドープ領域３毎）に、左右方向（図１（ａ）中の左右方向）に交互に形成され、光入射側からの平面視（図１（ｂ））では、第１感光膜１－１及び第２感光膜２－１は市松状（上下左右方向に交互に）形成されている。第１感光膜１－１が有する第１材料のバンドギャップと第２材料のバンドギャップとは異なり、例えば、第１材料のバンドギャップが、第２材料のバンドギャップより大きい。
　次に、図６を用いて説明をする。図６中の図６（ａ）は、本技術に係る第１の実施形態の固体撮像装置１０１の構造変形を説明するための図である。図６中の図６（ｂ）及び図６（ｃ）は、本技術に係る第１の実施形態以外の実施形態の固体撮像装置の構造変形を説明するための図であるが、便宜上、ここで説明をする。
　図６（ａ）に示されるように、第１感光膜１－６ａから、第２感光膜２－６ａは矢印Ｐ６ａ－１～Ｐ６ａ－８に示されるように、圧縮応力を受ける。第２感光膜２－６ａは、圧縮応力を受けて、カットオフ波長を、より長波長側（例えば、中赤外線の波長域（ＭＷＩＲ））にシフトさせることができる。
　図６（ｂ）に示されるように、第２感光膜２－６ｂは矢印Ｐ６ｂ－１～Ｐ６ｂ－４に示されるように、圧縮応力を受ける。第２感光膜２－６ｂは、圧縮応力を受けて、カットオフ波長を、より長波長側（例えば、中赤外線の波長域（ＭＷＩＲ））にシフトさせることができる。
　図６（ｃ）に示されるように、第１感光膜１－６ｃから、第２感光膜２－６ｃは、矢印Ｐ６ｃ－１～Ｐ６ｃ－８に示されるように、第２感光膜２－６ｃの側壁が、第１感光膜１－６ｃから圧縮応力を受け、矢印Ｐ６ｃ－９～Ｐ６ｃ－１２に示されるように、第２感光膜２－６ｃの上面及び下面（図６（ｃ）の紙面の手前側と奥側の面）が、第１感光膜１－６ｃから圧縮応力を受ける。第２感光膜２－６ｃは、圧縮応力を受けて、カットオフ波長を、より長波長側（例えば、中赤外線の波長域（ＭＷＩＲ））にシフトさせることができる。
　図７は、本技術に係る第１の実施形態の固体撮像装置１０１の製造方法を説明するための図である。
　図７（ａ）に示されるように、基板９上に、第１感光膜１－７ａをエピタキシャル成長させる。図７（ａ）では、第１感光膜の成膜温度が第２感光膜の成膜温度が高いと仮定して、先に、第１感光膜をエピタキシャル成長させるが、第２感光膜の成膜温度が第１感光膜の成膜温度が高い場合は、先に、第２感光膜をエピタキシャル成長させることができる。
　図７（ｂ）に示されるように、第１感光膜１－７ｂをエッチングして、第２感光膜を埋め込むための選択エピタキシャル成長をさせる領域を作製する。
　図７（ｃ）に示されるように、第２感光膜２－７ｃを、埋め込み選択エピタキシャルで成長させて、第１感光膜１－７ｃと第２感光膜２－７ｃとを左右（図７（ｃ）中の左右方向）に交互に、例えば画素毎に形成させ、その後、ＣＭＰなどで平坦面を出して、次の工程につなげる。
　図７（ｄ）に示されるように、光入射側から見た平面レイアウトで、第１感光膜１－７ｄと第２感光膜２－７ｄとが市松状に配置される構造となる。
　なお、以上の固体撮像装置１０１の製造方法は、特に技術的な矛盾がない限り、後述する本技術に係る第２～第１３の実施形態の固体撮像装置の製造方法に適用することができる。
　図１９は、本技術を適用した実施形態の固体撮像装置が有する第１感光膜が含む第１材料及び第２感光膜が含む第２材料の具体例を説明するための図であり、具体的には、本技術に係る第１の実施形態の固体撮像装置１０１が有する第１感光膜１－１が含む第１材料及び第２感光膜１－２が含む第２材料の具体例を説明するための図である。なお、図１９における説明は、後述する、本技術に係る第２～第１３の実施形態の固体撮像装置に、特に技術的な矛盾がない限り適用され得る。
　図１９（ａ）は、ＩＶ族半導体のバンド構造の評価と制御を示すグラフであり、図１９（ａ）の縦軸は、直接遷移ギャップ（Ｅｇ（ｅＶ））であり、図１９（ａ）の横軸はスズ（Ｓｎ）の組成（％）を示す。図１９（ｂ）の表は、ＩｎＰ、ＩｎＧａ０．４７Ａｓ０．５３、Ｇｅ０．７５Ｓｎ０．２５及びＧｅ０．８５Ｓｎ０．１５の格子定数（Ａ）及びＩｎＰ基板に対する格子ミスマッチを示す。
　図１９に示されるデータを根拠とすると、固体撮像装置１０１の目標感度波長領域は、０．４０μｍ～≦５．００μｍ（Ｖｉｓｉｂｌｅ＋ＮＩＲ＋ＳＷＩＲ＋ＭＷＩＲ）であり、バンドギャップは、３．１ｅｖ～０．２５ｅｖであり、主な材料選択肢は以下のとおりとなる。
　第１感光膜１－１を構成する第１材料は、ＩｎＧａ１－ｘＡｓｘ（例えば、x＝０．５３）であり、波長０．４～１．７μｍ（バンドギャップ３．１ｅＶ～０．７３ｅＶ）に対応する。第２感光膜２－１を構成する第２材料は、Ｇｅ１－ｙＳｎｙ（例えば、ｙ＝０．１５～０．２５）であり、基板９を構成する第３材料は、ＩｎＰ、ＩｎＧａ１－ｘＡｓｘ（例えば、x＝０．５３）であり、キャップ層４を構成する第４材料は、ＩｎＰ、ＩｎＧａ１－ｘＡｓｘ（例えば、x＝０．５３）である。特記すべきことは、ＩｎＰ上にエピタキシャル成長したＧｅ１－ｙＳｎｙ（０．１５≦ｙ≦０．２５）は直接遷移半導体であり、間接遷移半導体状態より光電変換効率が高いので、光電変換部（光電変換膜）としては最適な材料になる。
　第１材料（第１感光膜１－１）と第２材料（第２感光膜２－１）のx値及びｙ値を変更することによって、カットオッフ波長を、所定の一定の範囲（≦５．００μｍ）に変更でき、キャップ層４と、基板９と、第１感光膜１－１と、第２感光膜２－１との組成の組み合わせで、エピタキシャル成長の結晶性を高め、より欠陥の少ない固体撮像装置（センサ）を作製することができる。
　図２０は、本技術を適用した実施形態の固体撮像装置が有する第１感光膜が含む第１材料及び第２感光膜が含む第２材料の具体例を説明するための図であり、具体的には、本技術に係る第１の実施形態の固体撮像装置１０１が有する第１感光膜１－１が含む第１材料及び第２感光膜１－２が含む第２材料の具体例を説明するための図である。なお、図２０における説明は、後述する、本技術に係る第２～第１３の実施形態の固体撮像装置に、特に技術的な矛盾がない限り適用され得る。
　図２０のグラフでは、縦軸は、Ｄｉｒｅｃｔ Ｂａｎｄｇａｐ Ｅｎｅｒｇｙ（直接遷移ギャップ）（ｅＶ）であり、横軸はＣｕｂｉｃ Ｌａｔｔｉｃｅ Ｐａｒａｍｅｔｅｒ（立方格子パラメータ）（ｎｍ）を示す。図２０に示されるａ０はＩｎＰの格子定数であり、ａ１（＝ａ０×（１００＋１）％）は、ａ０に対する格子ミスマッチが＋１％の値であることを示し、ａ２（＝ａ０×（１００－１）％）は、ａ０に対する格子ミスマッチが－１％の値であることを示す。
　図２０に示されるデータを根拠とすると、固体撮像装置１０１の目標感度波長領域は、０．４０μｍ～≧３．００μｍ（Ｖｉｓｉｂｌｅ＋ＮＩＲ＋ＳＷＩＲ＋ＭＷＩＲ）であり、バンドギャップは、３．１ｅｖ～０．４ｅｖであり、主な材料選択肢は以下のとおりとなる。
　第１感光膜１－１を構成する第１材料は、ＩｎＧａ１－ｘＡｓｘ（例えば、x＝０．５３）であり、第２感光膜２－１を構成する第２材料は、図２０に示されるＧｅＳｎ線-ＣＧｅ線－ａ１－ａ２－ｂ２－ｂ３で囲む範囲の組成を有する化合物になり、基板９を構成する第３材料は、ＩｎＰ、ＩｎＧａ１－ｘＡｓｘ（例えば、x＝０．５３）であり、キャップ層４を構成する第４材料は、ＩｎＰ、ＩｎＧａ１－ｘＡｓｘ（例えば、x＝０．５３）である。
　第１材料（第１感光膜１－１）と第２材料（第２感光膜２－１）の組成を変更することによって、カットオッフ波長を、所定の一定の範囲（３μｍ前後）に変更でき、キャップ層４と、基板９と、第１感光膜１－１と、第２感光膜２－１との組成の組み合わせで、エピタキシャル成長の結晶性を高め、より欠陥の少ない固体撮像装置（センサ）を作製することができる。
　図２１は、本技術を適用した実施形態の固体撮像装置が有する第１感光膜が含む第１材料及び第２感光膜が含む第２材料の具体例を説明するための図であり、具体的には、本技術に係る第１の実施形態の固体撮像装置１０１が有する第１感光膜１－１が含む第１材料及び第２感光膜１－２が含む第２材料の具体例を説明するための図である。なお、図２１における説明は、後述する、本技術に係る第２～第１３の実施形態の固体撮像装置に、特に技術的な矛盾がない限り適用され得る。
　図２１のグラフの縦軸は、Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ （α）（吸収係数）（ｃｍ－１）であり、横軸は、波長（μｍ）である。
　図２１に示される参照符号Ｒｅ１は、圧縮応力がかけられていない（Ｒｅｌａｘｅｄ）Ｇｅ０．９６Ｓｎ０．０４を示し、参照符号Ｓｔ１は、圧縮応力がかけられている（Ｓｔｒａｉｎｅｄ Ｔｆｍ＝２００ｎｍ）Ｇｅ０．９６Ｓｎ０．０４を示し、参照符号Ｓｔ２は、圧縮応力がかけられている（Ｓｔｒａｉｎｅｄ Ｔｆｍ＝１００ｎｍ）Ｇｅ０．９６Ｓｎ０．０４を示す。
　参照符号Ｒｅ１１は、圧縮応力がかけられていない（Ｒｅｌａｘｅｄ）Ｇｅ０．９２Ｓｎ０．０８を示し、参照符号Ｓｔ１１は、圧縮応力がかけられている（Ｓｔｒａｉｎｅｄ Ｔｆｍ＝２００ｎｍ）Ｇｅ０．９２Ｓｎ０．０８を示し、参照符号Ｓｔ１２は、圧縮応力がかけられている（Ｓｔｒａｉｎｅｄ Ｔｆｍ＝１００ｎｍ）Ｇｅ０．９２Ｓｎ０．０８を示す。
　参照符号Ｒｅ１１１は、圧縮応力がかけられていない（Ｒｅｌａｘｅｄ）Ｇｅ０．９０Ｓｎ０．１０を示し、参照符号Ｓｔ１１１は、圧縮応力がかけられている（Ｓｔｒａｉｎｅｄ Ｔｆｍ＝２００ｎｍ）Ｇｅ０．９０Ｓｎ０．１０を示し、参照符号Ｓｔ１１２は、圧縮応力がかけられている（Ｓｔｒａｉｎｅｄ Ｔｆｍ＝１００ｎｍ）Ｇｅ０．９０Ｓｎ０．１０を示す。
　図２１のデータを根拠とすると、Ｇｅ１－ｙＳｎｙのカットオッフ波長は、受ける圧縮応力が大きくなるに連れて、長波長側にシフトすることが確認できる。Ｇｅ１－ｙＳｎｙの周囲部に、Ｇｅ１－ｙＳｎｙの格子定数より小さい格子定数（後述する図２２を参照。）を有する材料（膜）を配置すれば、Ｇｅ１－ｙＳｎｙが圧縮応力を受けることになる。
　図２２は、本技術を適用した実施形態の固体撮像装置が有する第１感光膜が含む第１材料及び第２感光膜が含む第２材料の具体例を説明するための図であり、具体的には、本技術に係る第１の実施形態の固体撮像装置１０１が有する第１感光膜１－１が含む第１材料及び第２感光膜１－２が含む第２材料の具体例を説明するための表である。なお、図２２における説明は、後述する、本技術に係る第２～第１３の実施形態の固体撮像装置に、特に技術的な矛盾がない限り適用され得る。
　図２２の表は、ＩｎＰ、ＩｎＧａ０．７０Ａｓ０．３０、ＩｎＧａ０．６０Ａｓ０．４０、ＩｎＧａ０．４７Ａｓ０．５３、Ｇｅ０．９０Ｓｎ０．１０、Ｇｅ０．８５Ｓｎ０．１５及びＧｅ０．７５Ｓｎ０．２５の格子定数（Ａ）を示す。
　ＩｎＧａ１－ｘＡｓｘの格子定数計算式は以下のとおりである。
　ＩｎＧａ１－ｘＡｓｘの格子定数＝ＧａＡｓ格子定数×（１－ｙ）＋ＩｎＡｓ格子定数×（ｙ）
＝５．６５３×（１－ｙ）＋６．０５８×（ｙ）。
　Ｇｅ１－ｙＳｎｙの格子定数計算式は以下のとおりである。
　Ｇｅ１－ｙＳｎｙの格子定数＝Ｇｅ格子定数×（１－ｙ）＋Ｓｎ格子定数×（ｙ）
＝５．６５８×（１－ｙ）＋６．４８９×（ｙ）。
　図２３及び図２４は、本技術を適用した実施形態の固体撮像装置が有する第１感光膜が含む第１材料及び第２感光膜が含む第２材料の具体例を説明するための図であり、具体的には、本技術に係る第１の実施形態の固体撮像装置１０１が有する第１感光膜１－１が含む第１材料及び第２感光膜１－２が含む第２材料の具体例を説明するための図である。なお、図２３及び図２４における説明は、後述する、本技術に係る第２～第１３の実施形態の固体撮像装置に、特に技術的な矛盾がない限り適用され得る。
　図２３のグラフでは、縦軸は、Ｂａｎｄｇａｐ Ｅｎｅｒｇｙ（バンドギャップエネルギー）（ｅＶ）であり、横軸はＬａｔｔｉｃｅ Ｃｏｎｓｔａｎｔ（格子定数）（ｎｍ）を示す。図２４のグラフは、縦軸は、Ｄｅｔｅｃｔｉｖｉｔｙ（検出感度）（Ｄ＊）（ｃｍ＊Ｈｚ１／２＊Ｗ－１）であり、横軸はＷａｖｅｌｅｎｇｔｈ（μｍ）を示す。
　図２３及び図２４に示されるデータを根拠とすると、固体撮像装置１０１の目標感度波長領域は、０．４０μｍ～≦５．００μｍ（Ｖｉｓｉｂｌｅ＋ＮＩＲ＋ＳＷＩＲ＋ＭＷＩＲ）であり、バンドギャップは、３．１ｅｖ～０．２５ｅｖであり、主な材料選択肢は以下のとおりとなる。図２３に示されるａ０はＩｎＰの格子定数であり、ａ１（＝ａ０×（１００＋１）％）は、ａ０に対する格子ミスマッチが＋１％の値であることを示し、ａ２（＝ａ０×（１００－１）％）は、ａ０に対する格子ミスマッチが－１％の値であることを示す。図２３に示されるＱ２２はＩｎＰの格子定数とエピタキシャル的にマッチングする格子定数の変動範囲を示す。
　第１感光膜１－１を構成する第１材料は、ＩｎＧａ１－ｘＡｓｘ（例えば、x＝０．５３）であり、第２感光膜２－１を構成する第２材料は、Ｇｅ１－ｙ１Ｓｎｙ１（例えば、ｙ１＝０．２～０．２５）である。
　基板９を構成する第３材料及びキャップ層４を構成する第４材料は、ＭｇＳｅ、Ｍｇ１－ｎＺｎｎＳｅ、ＺｎＳｅ１－ＰＴｅＰ、ＣｄＳ、ＩｎＰ、Ｚｎ１－ｍＣｄｍＳｅ、Ａｌ１－ＱＩｎＱＡｓ、Ａｓ１－ｔＳｂｔＧａ、ＩｎＧａ１－ｘＡｓｘ（例えば、x＝０．５３）である。ｘ、ｍ、Ｑ、ｔ、ｎ、Ｐの値は、格子定数がＩｎＰと一定の範囲のＱ２２とでマッチングするように調整し、ｍ、Ｑ、ｔ、ｎ、Ｐの値は、格子定数が、ＩｎＧａ１－ｘＡｓｘ（例えば、x＝０．５３）と一定の範囲でマッチングするように調整する。バンドギャップがＩｎＰより高い基板（キャップ層）であれば、現状より大きい暗電流抑制効果が期待される。
　以上、本技術に係る第１の実施形態（固体撮像装置の例１）の固体撮像装置について説明した内容は、特に技術的な矛盾がない限り、後述する本技術に係る第２～第１３の実施形態の固体撮像装置に適用することができる。
＜３．第２の実施形態（固体撮像装置の例２）＞
　本技術に係る第２の実施形態（固体撮像装置の例２）の固体撮像装置について、図２を用いて説明をする。
　図２は、本技術に係る第２の実施形態の固体撮像装置１０２の断面図である。
　固体撮像装置１０２は、光入射側である上側（図２中の上側）から順に、オンチップレンズ１１と、反射防止膜１０と、基板９－２と、第２感光膜２－２から構成される光電変換部と、Ｐ型ドープ領域３及びキャップ層４と、パッシベーション層５と、絶縁膜６と、読出回路基板８と、を少なくとも備える。
　Ｐ型ドープ領域３は、画素電極を構成する高濃度のＰ型層を有し、画素毎に形成されている。Ｐ型ドープ領域３は、第２感光膜２－２で発生した信号電荷を画素毎に読み出す。Ｐ型ドープ領域３の間には、Ｐ型ドープ領域３と略同一層（略同一レイヤ）でキャップ層４が形成されている。そして、パッシベーション層５及び絶縁層６を貫通するように、接続電極１２及び１３とバンプ電極７（Ｃｕ－Ｃｕ接合）が形成されている。接続電極１２及び１３とバンプ電極７（Ｃｕ－Ｃｕ接合）とは、Ｐ型ドープ領域３（画素電極）と、読出回路基板８とを電気的に接続する。
　基板９－２はＮ型層から構成され、第２感光膜２－２で生成された電荷の逆流を防止するバリア層として機能し、さらに、第１感光膜の役割を果たす。すなわち、基板９－２で発生した信号電荷は、Ｐ型ドープ領域３によって読み出される。基板９－２がＩｎＧａ１－ｘＡｓｘであるとき、「ｘ」の値で、カットオフ波長や結晶性を所定の範囲で調整することができる。また、固体撮像装置１０２は、第１感光膜を用いないので、第２感光膜２－２の製造プロセスがより簡単になる。
　なお、図２３に示されるバンドギャップの値によれば、第１感光膜の役割を果たす基板９－２の材料をＭｇＳｅやＭｇ１－ｎＺｎｎＳｅ（格子定数が、図２３に示されるＱ２２の範囲内で変動するようにｎ値を調整）にすることで、感度波長領域を更に≦０．４０μｍの紫外線の波長域にシフトさせ、（ＵＶ＋Ｖｉｓｉｂｌｅ＋ＮＩＲ＋ＳＷＩＲ＋ＭＷＩＲ）のマルチバンドセンサが実現できる。
　以上、本技術に係る第２の実施形態（固体撮像装置の例２）の固体撮像装置について説明した内容は、特に技術的な矛盾がない限り、前述した本技術に係る第１の実施形態の固体撮像装置及び後述する本技術に係る第３～第１３の実施形態の固体撮像装置に適用することができる。
＜４．第３の実施形態（固体撮像装置の例３）＞
　本技術に係る第３の実施形態（固体撮像装置の例３）の固体撮像装置について、図３を用いて説明をする。
　図３は、本技術に係る第３の実施形態の固体撮像装置１０３の断面図である。
　固体撮像装置１０３は、光入射側である上側（図３中の上側）から順に、オンチップレンズ１１と、反射防止膜１０と、基板９と、第２感光膜２－３から構成される光電変換部と、Ｐ型ドープ領域３及びキャップ層４と、パッシベーション層５と、絶縁膜６と、読出回路基板８と、を少なくとも備える。
　Ｐ型ドープ領域３は、画素電極を構成する高濃度のＰ型層を有し、画素毎に形成されている。Ｐ型ドープ領域３は、第２感光膜２－３で発生した信号電荷を画素毎に読み出す。Ｐ型ドープ領域３の間には、Ｐ型ドープ領域３と略同一層（略同一レイヤ）でキャップ層４が形成されている。そして、パッシベーション層５及び絶縁層６を貫通するように、接続電極１２及び１３とバンプ電極７（Ｃｕ－Ｃｕ接合）が形成されている。接続電極１２及び１３とバンプ電極７（Ｃｕ－Ｃｕ接合）とは、Ｐ型ドープ領域３（画素電極）と、読出回路基板８とを電気的に接続する。
　基板９はＮ型層から構成され、第２感光膜２－３で生成された電荷の逆流を防止するバリア層として機能する。基板９がＩｎＧａ１－ｘＡｓｘを含むとき、「ｘ」の値で、カットオフ波長や結晶性を所定の範囲で調整することができる。また、固体撮像装置１０３は、第１感光膜を用いないので、第２感光膜２－３の製造プロセスがより簡単になる。
　以上、本技術に係る第３の実施形態（固体撮像装置の例３）の固体撮像装置について説明した内容は、特に技術的な矛盾がない限り、前述した本技術に係る第１～第２の実施形態の固体撮像装置及び後述する本技術に係る第４～第１３の実施形態の固体撮像装置に適用することができる。
＜５．第４の実施形態（固体撮像装置の例４）＞
　本技術に係る第４の実施形態（固体撮像装置の例４）の固体撮像装置について、図４を用いて説明をする。
　図４は、本技術に係る第４の実施形態の固体撮像装置１０４の断面図である。
　固体撮像装置１０４は、光入射側である上側（図４中の上側）から順に、オンチップレンズ１１と、反射防止膜１０と、基板９と、第１感光膜１－４と第２感光膜２－４とから構成される光電変換部と、Ｐ型ドープ領域３及びキャップ層４と、パッシベーション層５と、絶縁膜６と、読出回路基板８と、を少なくとも備える。
　Ｐ型ドープ領域３は、画素電極を構成する高濃度のＰ型層を有し、画素毎に形成されている。Ｐ型ドープ領域３は、第１感光膜１－４及び第２感光膜２－４で発生した信号電荷を画素毎に読み出す。Ｐ型ドープ領域３の間には、Ｐ型ドープ領域３と略同一層（略同一レイヤ）でキャップ層４が形成されている。そして、パッシベーション層５及び絶縁層６を貫通するように、接続電極１２及び１３とバンプ電極７（Ｃｕ－Ｃｕ接合）が形成されている。接続電極１２及び１３とバンプ電極７（Ｃｕ－Ｃｕ接合）とは、Ｐ型ドープ領域３（画素電極）と、読出回路基板８とを電気的に接続する。
　基板９はＮ型層から構成され、第１感光膜１－４及び第２感光膜２－４で生成された電荷の逆流を防止するバリア層として機能する。
　図４に示されるように、第１感光膜１－４と、第２感光膜２－４とは積層され、より詳しくは、光入射側の上側から、第２感光膜２－４と第１感光膜１－４とが交互に２回繰り返されて、最後（キャップ層４側）に、第２感光膜２－４が積層されている。なお、交互に繰り返す回数は、図４に示される回数（２回）に限定されることはない。さらに、第１感光膜１－４と第２感光膜２－４とは、必ずしも、例えば、１組のペアーで繰り返す必要がなく、必要に応じて、複数の第１感光膜１－４を第２感光膜２－４の中に設けることができる。
　固体撮像装置１０４の目標感度波長領域は、０．４０μｍ～≦５．００μｍ（Ｖｉｓｉｂｌｅ＋ＮＩＲ＋ＳＷＩＲ＋ＭＷＩＲ）であり、応力で、カットオッフ波長を更に長波長側に伸ばすことができる。材料の選択肢は、例えば、第１感光膜１－４を構成する第１材料は、ＩｎＧａ１－ｘＡｓｘ（例えば、x＝０．４０）であり、第２感光膜２－４を構成する第２材料は、Ｇｅ１－ｘＳｎｘ（例えば、ｘ＝０．２５）であり、基板９を構成する第３材料及びキャップ層４を構成する第４材料は、ＩｎＰ、ＩｎＧａ１－ｘＡｓｘ（例えば、x＝０．５３）である。固体撮像装置１０４においては、図６で説明したように、第１感光膜１－４を構成する第１材料の格子定数を、第２感光膜２－４を構成する第２材料の格子定数より小さくすることで、第２感光膜２－４に圧縮応力がかけられて、第２感光膜２－４のカットオフ波長を更に長波長側にシフトすることができる。
　以上、本技術に係る第４の実施形態（固体撮像装置の例４）の固体撮像装置について説明した内容は、特に技術的な矛盾がない限り、前述した本技術に係る第１～第３の実施形態の固体撮像装置及び後述する本技術に係る第５～第１３の実施形態の固体撮像装置に適用することができる。
＜６．第５の実施形態（固体撮像装置の例５）＞
　本技術に係る第５の実施形態（固体撮像装置の例５）の固体撮像装置について、図５を用いて説明をする。
　図５は、本技術に係る第５の実施形態の固体撮像装置１０５の断面図である。
　固体撮像装置１０５は、光入射側である上側（図５中の上側）から順に、オンチップレンズ１１と、反射防止膜１０と、基板９と、第１感光膜１－５と第２感光膜２－５とから構成される光電変換部と、Ｐ型ドープ領域３及びキャップ層４と、パッシベーション層５と、絶縁膜６と、読出回路基板８と、を少なくとも備える。
　Ｐ型ドープ領域３は、画素電極を構成する高濃度のＰ型層を有し、画素毎に形成されている。Ｐ型ドープ領域３は、第１感光膜１－５及び第２感光膜２－５で発生した信号電荷を画素毎に読み出す。Ｐ型ドープ領域３の間には、Ｐ型ドープ領域３と略同一層（略同一レイヤ）でキャップ層４が形成されている。そして、パッシベーション層５及び絶縁層６を貫通するように、接続電極１２及び１３とバンプ電極７（Ｃｕ－Ｃｕ接合）が形成されている。接続電極１２及び１３とバンプ電極７（Ｃｕ－Ｃｕ接合）とは、Ｐ型ドープ領域３（画素電極）と、読出回路基板８とを電気的に接続する。
　基板９はＮ型層から構成され、第１感光膜１－５及び第２感光膜２－５で生成された電荷の逆流を防止するバリア層として機能する。
　図５に示されるように、第１感光膜１－５は、第２感光膜２－５に覆われるように埋め込められて形成されている。第１感光膜１－５は、埋め込み構造で、図５においては、縦方向（図５中の上下方向）で２層構造であるが、これに限定されることなく、１層構造でもよいし、３層以上の構造でもよい。
　固体撮像装置１０５の目標感度波長領域は、０．４０μｍ～≦５．００μｍ（Ｖｉｓｉｂｌｅ＋ＮＩＲ＋ＳＷＩＲ＋ＭＷＩＲ）であり、応力で、カットオッフ波長を更に長波長側に伸ばすことができる。材料の選択肢は、例えば、第１感光膜１－５を構成する第１材料は、ＩｎＧａ１－ｘＡｓｘ（例えば、x＝０．４０）であり、第２感光膜２－５を構成する第２材料は、Ｇｅ１－ｘＳｎｘ（例えば、ｘ＝０．２５）であり、基板９を構成する第３材料及びキャップ層４を構成する第４材料は、ＩｎＰ、ＩｎＧａ１－ｘＡｓｘ（例えば、x＝０．５３）である。固体撮像装置１０５においては、図６で説明したように、第１感光膜１－５を構成する第１材料の格子定数を、第２感光膜２－５を構成する第２材料の格子定数より小さくすることで、第２感光膜２－５に圧縮応力がかけられて、第２感光膜２－５のカットオフ波長を更に長波長側にシフトすることができる。
　以上、本技術に係る第５の実施形態（固体撮像装置の例５）の固体撮像装置について説明した内容は、特に技術的な矛盾がない限り、前述した本技術に係る第１～第４の実施形態の固体撮像装置及び後述する本技術に係る第６～第１３の実施形態の固体撮像装置に適用することができる。
＜７．第６の実施形態（固体撮像装置の例６）＞
　本技術に係る第６の実施形態（固体撮像装置の例６）の固体撮像装置について、図８及び図１１～図１２を用いて説明をする。
　図８は、本技術に係る第６の実施形態の固体撮像装置が有する画素と画素分離構造との例を示す断面図である。
　図８に示されるように、第１感光膜１－８（１画素分）と第２感光膜２－８（１画素分）との間には、画素分離部２０が形成されている。すなわち、画素分離部２０（トレンチ）は第１感光膜１－８と第２感光膜２－８との界面（画素間）に形成されている。
　第２感光膜２－８を構成する第２材料がＩＶ－ＩＶ族混晶であり、第１感光膜２－８を構成する第１材料が化合物半導体であるとき、ＩＶ－ＩＶ族混晶の既存エッチング方法による界面ダメージが少ないので、第２感光膜２－８をエッチングしてディープトレンチを作成し、それを金属や酸化物で埋め込むことで画素分離構造を作製することができる。
　図１１は、画素分離構造による第２感光膜２－８への圧縮応力を説明するための図である。図１２は、画素分離構造による第２感光膜２－８への引張り応力を説明するための図である。なお、図１１及び図１２に関する説明は、後述する本技術に係る第７の実施形態（固体撮像装置の例７）の固体撮像装置にも適用することができる。
　図１１に示されるように、画素分離によるストレス印加のメリットは以下のとおりである。
　画素分離部２０の埋め込み材料として、正の膨張係数が大きい材料を選択する。固体撮像装置（センサ）の動作温度や環境温度が高くなると、上記埋め込み材料の膨張により、第１感光膜１－１１と第２感光膜２－１１とが圧縮応力を受けることになり（矢印Ｐ１１－１～Ｐ１１－２及び矢印Ｐ１１－５～Ｐ１１－６は、第１感光膜１－１１への圧縮応力であり、矢印Ｐ１１－３～Ｐ１１－４及び矢印Ｐ１１－７～Ｐ１１－８は第２感光膜への圧縮応力である。）、第１感光膜１－１１と第２感光膜２－１１との吸収端をより長波長側に伸ばすことができる。
　図１２に示されるように、画素分離によるストレス印加のメリットは以下のとおりである。
　画素分離部２０の埋め込み材料として、負の膨張係数を持つ材料を選択する。固体撮像装置（センサ）の動作温度や環境温度が高くなると、上記埋め込み材料の縮みにより、第１感光膜１－１２と第２感光膜２－１２とが引張り応力を受けることになり（矢印Ｐ１２－１～Ｐ１２－２及び矢印Ｐ１２－５～Ｐ１２－６は、第１感光膜１－１２への引張り応力であり、矢印Ｐ１２－３～Ｐ１２－４及び矢印Ｐ１２－７～Ｐ１２－８は第２感光膜への引張り応力である。）、第１感光膜１－１２と第２感光膜２－１２との吸収端をより短い長波長側に移動させることができる。温度に上昇により、吸収端の長波長側へのシフトを抑え、温度変化による固体撮像装置（センサ）性能の変動を抑えることが期待される。
　以上、本技術に係る第６の実施形態（固体撮像装置の例６）の固体撮像装置について説明した内容は、特に技術的な矛盾がない限り、前述した本技術に係る第１～第５の実施形態の固体撮像装置及び後述する本技術に係る第７～第１３の実施形態の固体撮像装置に適用することができる。
＜８．第７の実施形態（固体撮像装置の例７）＞
　本技術に係る第７の実施形態（固体撮像装置の例７）の固体撮像装置について、図９を用いて説明をする。
　図９は、本技術に係る第７の実施形態の固体撮像装置が有する画素と画素分離構造との例を示す断面図である。
　図９に示されるように、第１感光膜１－９（１画素分）と第２感光膜２－９（１画素分）との間には、画素分離部２０が形成されている。図８との違いは、画素分離部２０（トレンチ）が、第１感光膜１－９と第２感光膜２－９との界面（画素間）から第２感光膜２－９の中（内側）に入ったところに形成されていることである。
　第２感光膜２－９を構成する第２材料がＩＶ－ＩＶ族混晶であり、第１感光膜２－９を構成する第１材料が化合物半導体であるとき、ＩＶ－ＩＶ族混晶の既存エッチング方法による界面ダメージが少ないので、第２感光膜２－９をエッチングしてディープトレンチを作成し、それを金属や酸化物で埋め込むことで画素分離構造２０を作製することができる。なお、第１感光膜２－９のエッチングが良好であれば、画素分離部２０（トレンチ）は第１感光膜１－９と第２感光膜２－９との界面から第１感光膜１－９の中（内側）に入ったところに形成されてもよい。
　ところで、第１感光膜１－９又は第２感光膜２－９の中にトレンチを形成する場合、第１感光膜１－９又は第２感光膜２－９の一種類の材料だけのエッチング特性を考慮すればよく、第１感光膜１－９と第２感光膜２－９との界面でトレンチを形成する場合のように、第１感光膜１－９と第２感光膜２－９との二種類の材料のエッチング特性を同時に考慮する必要はない。
　以上、本技術に係る第７の実施形態（固体撮像装置の例７）の固体撮像装置について説明した内容は、特に技術的な矛盾がない限り、前述した本技術に係る第１～第６の実施形態の固体撮像装置及び後述する本技術に係る第８～第１３の実施形態の固体撮像装置に適用することができる。
＜９．第８の実施形態（固体撮像装置の例８）＞
　本技術に係る第８の実施形態（固体撮像装置の例８）の固体撮像装置について、図１０を用いて説明をする。
　図１０（ｂ）は、本技術に係る第８の実施形態の固体撮像装置１１０の光入射側から見た平面レイアウト図である。図１０（ａ）は、図１０（ｂ）に示されるＡ１０－Ｂ１０線に従った固体撮像装置１１０の断面図である。
　固体撮像装置１１０は、光入射側である上側（図１０中の上側）から順に、オンチップレンズ１１と、カラーフィルタ１１１Ｒ（Ｖｉｓｉｂｌｅ（Ｒ））、カラーフィルタ１１１Ｇ（Ｖｉｓｉｂｌｅ（Ｇ））及び長波長透過用膜（Ｖｉｓｉｂｌｅ＋ＳＷＩＲ＋ＭＷＩＲ）１１１ＩＲと、反射防止膜１０と、基板９と、第１感光膜１－１０と第２感光膜２－１０とから構成される光電変換部と、Ｐ型ドープ領域３及びキャップ層４と、パッシベーション層５と、絶縁膜６と、読出回路基板８と、を少なくとも備える。
　Ｐ型ドープ領域３は、画素電極を構成する高濃度のＰ型層を有して形成されている。Ｐ型ドープ領域３は、第１感光膜１－１０及び第２感光膜２－１０で発生した信号電荷を画素毎に読み出す。なお、固体撮像装置１１０では、画素間に画素分離部２０が形成されて、画素毎に、１つのオンチップレンズ１１又は１１－１０が形成されている。詳しくは、図１０（ａ）中の左側から１番目の画素ＧＳ１（１画素）には、光入射側である上側（図１０（ａ）中の上側）から順に、オンチップレンズ１１と、カラーフィルタ１１１Ｒ（Ｖｉｓｉｂｌｅ（Ｒ））と、第１感光膜１－１０とが形成されて、図１０（ａ）中の左側から２番目の画素ＧＳ１（１画素）には、光入射側である上側（図１０（ａ）中の上側）から順に、オンチップレンズ１１と、カラーフィルタ１１１Ｇ（Ｖｉｓｉｂｌｅ（Ｇ））と、第１感光膜１－１０とが形成されて、図１０（ａ）中の画素ＧＳ２（１つの画素であって、４つの画素ＧＳ１に相当する。）には、光入射側である上側（図１０（ａ）中の上側）から順に、オンチップレンズ１１－１０と、長波長透過用膜１１１ＩＲ（Ｖｉｓｉｂｌｅ＋ＳＷＩＲ＋ＭＷＩＲ）と、第２感光膜２－１０とが形成されている。
　Ｐ型ドープ領域３の間には、Ｐ型ドープ領域３と略同一層（略同一レイヤ）でキャップ層４が形成されている。そして、パッシベーション層５及び絶縁層６を貫通するように、接続電極１２及び１３とバンプ電極７（Ｃｕ－Ｃｕ接合）が形成されている。接続電極１２及び１３とバンプ電極７（Ｃｕ－Ｃｕ接合）とは、Ｐ型ドープ領域３（画素電極）と、読出回路基板８とを電気的に接続する。
　上述をしたが、図１０（ｂ）を用いて、改めて説明をすると、第２感光膜２－１０を有する１つの画素（画素ＧＳ２）は、画素の大きさとして、第１感光膜１－１０を有する４つの画素（４つの画素ＧＳ１）に相当する。第２感光膜２－１０を有する１つの画素（１つの画素ＧＳ２）は、長波長透過用膜（Ｖｉｓｉｂｌｅ＋ＳＷＩＲ＋ＭＷＩＲ）１１１ＩＲを含み、長波長透過用膜（Ｖｉｓｉｂｌｅ＋ＳＷＩＲ＋ＭＷＩＲ）１１１ＩＲは、可視光、短波近赤外線及び中赤外線を透過する。第１感光膜１－１０を有する４つの画素（４つの画素ＧＳ１）のそれぞれの画素は、赤色光を透過するカラーフィルタ１１１Ｒ（Ｖｉｓｉｂｌｅ（Ｒ））を含むか、緑色光を透過するカラーフィルタ１１１Ｇ（Ｖｉｓｉｂｌｅ（Ｇ））を含むか、青色光を透過するカラーフィルタ（Ｖｉｓｉｂｌｅ（Ｂ））含むか、可視光及び短波近赤外線透過用膜（Ｖｉｓｉｂｌｅ＋ＳＷＩＲ）を含む。
　ここで、長波長透過用膜１１１ＩＲは、可視光、短波近赤外線及び中赤外線（Ｖｉｓｉｂｌｅ＋ＳＷＩＲ＋ＭＷＩＲ）を透過すればよく、可視光線の波長域、短波近赤外線の波長域及び中赤外線の波長域ではない波長域の光については、当該光を遮断（吸収及び／又は反射）する。また、同様な考え方で、図１０（ｂ）に示される可視光及び短波近赤外線透過用膜は、可視光及び短波近赤外線（Ｖｉｓｉｂｌｅ＋ＳＷＩＲ）を透過すればよく、可視光線の波長域及び短波近赤外線の波長域ではない波長域の光については、当該光を遮断（吸収及び／又は反射）する。
　固体撮像装置１１０によれば、可視光線の波長域に、ＲＧＢフィルタを使用することによって、カラー化することが出来る。このような構造で、Ｖｉｓｉｂｌｅ（ＲＧＢ）とＳＷＩＲとＭＷＩＲとに感度を有する固体撮像装置を作製することができる。
　以上、本技術に係る第８の実施形態（固体撮像装置の例８）の固体撮像装置について説明した内容は、特に技術的な矛盾がない限り、前述した本技術に係る第１～第７の実施形態の固体撮像装置及び後述する本技術に係る第９～第１３の実施形態の固体撮像装置に適用することができる。
＜１０．第９の実施形態（固体撮像装置の例９）＞
　本技術に係る第９の実施形態（固体撮像装置の例９）の固体撮像装置について、図１３を用いて説明をする。
　図１３は、本技術に係る第９の実施形態の固体撮像装置１１３の断面図である。
　固体撮像装置１１３は、光入射側である上側（図１３中の上側）から順に、オンチップレンズ１１と、反射防止膜１０と、基板９と、光電変換部を構成する第１感光膜１－１３と、Ｐ型ドープ領域３－１３と、光電変換部を構成する第２感光膜２－１３と、Ｐ型ドープ領域３及びキャップ層４と、パッシベーション層５と、絶縁膜６と、読出回路基板８と、を少なくとも備える。
　Ｐ型ドープ領域３は、画素電極を構成する高濃度のＰ型層を有し、画素毎に形成されている。Ｐ型ドープ領域３は、第２感光膜２－１３で発生した信号電荷を読み出すためのものである。Ｐ型ドープ領域３の間には、Ｐ型ドープ領域３と略同一層（略同一レイヤ）でキャップ層４が形成されている。そして、パッシベーション層５及び絶縁層６を貫通するように、接続電極１２及び１３とバンプ電極７（Ｃｕ－Ｃｕ接合）が形成されている。接続電極１２及び１３とバンプ電極７（Ｃｕ－Ｃｕ接合）とは、Ｐ型ドープ領域３（画素電極）と、読出回路基板８とを電気的に接続する。
　Ｐ型ドープ領域３－１３は、画素電極を構成する高濃度のＰ型層を有し、画素毎に形成されている。Ｐ型ドープ領域３－１３は、第１感光膜１－１３で発生した信号電荷を読み出すためのものである。そして、パッシベーション層５及び絶縁層６を貫通するように、第２感光膜２－１３を貫通するように形成された接続電極１２－１３、及び接続電極１３とバンプ電極７（Ｃｕ－Ｃｕ接合）が形成されている。接続電極１２－１３及び１３とバンプ電極７（Ｃｕ－Ｃｕ接合）とは、Ｐ型ドープ領域３（画素電極）と、読出回路基板８とを電気的に接続する。
　上述したように、固体撮像装置１１３においては、第１感光膜１－１３及び第２感光膜２－１３のそれぞれに、画素電極（Ｐ型ドープ領域３及びＰ型ドープ領域３－１３）が形成されて、第１感光膜１－１３及び第２感光膜２－１３のそれぞれにおいて、光電変換による信号電荷を読み出すことができる。このことは、例えば、固体撮像装置１１０にも適用することができる。すなわち、固体撮像装置１１３において、第１感光膜１－１３は主に、可視光とＳＷＩＲの光を感知させ、第２感光膜２－１３は可視光とＳＷＩＲの光とＭＷＩＲの光を感知させることができる。
　以上、本技術に係る第９の実施形態（固体撮像装置の例９）の固体撮像装置について説明した内容は、特に技術的な矛盾がない限り、前述した本技術に係る第１～第８の実施形態の固体撮像装置及び後述する本技術に係る第１０～第１３の実施形態の固体撮像装置に適用することができる。
＜１１．第１０の実施形態（固体撮像装置の例１０）＞
　本技術に係る第１０の実施形態（固体撮像装置の例１０）の固体撮像装置について、図１４を用いて説明をする。
　図１４は、本技術に係る第１０の実施形態の固体撮像装置１１４の図である。
　固体撮像装置１１４は、青色光用カラーフィルタを含むシリコンリニアセンサ５０－１４Ｂと、緑色光用カラーフィルタを含むシリコンリニアセンサ５０－１４Ｇと、赤色光用カラーフィルタを含むシリコンリニアセンサ５０－１４Ｒと、第１感光膜を含むリニアセンサ１－１４と、第２感光膜を含むリニアセンサ２－１４とから構成される。
　固体撮像装置１１４において用いられる第１感光膜は、上述した第１感光膜を用いることができ、第２感光膜は、上述した第２感光膜を用いることができる。
　固体撮像装置１１４によれば、青色光用カラーフィルタを含むシリコンリニアセンサ５０－１４Ｂと、緑色光用カラーフィルタを含むシリコンリニアセンサ５０－１４Ｇと、赤色光用カラーフィルタを含むシリコンリニアセンサ５０－１４Ｒとで、可視光によるイメージ（撮像画像）を取得すると同時に、第１感光膜を含むリニアセンサ１－１４と、第２感光膜を含むリニアセンサ２－１４とで、非カラーの可視光、ＳＷＩＲの光及びＭＷＩＲの光によるイメージ（撮像画像）を取得することができる。このような構成（固体撮像装置１１４の構成）は、例えば、ベルトコンベアー上で流れる物の検査に有利である。また、このような構成（固体撮像装置１１４の構成）によって、カラー及び非カラーの可視光と、ＳＷＩＲの光と、ＭＷＩＲの光との情報が、同時に取得されて、検査に必要な情報量が増加され得る。
　以上、本技術に係る第１０の実施形態（固体撮像装置の例１０）の固体撮像装置について説明した内容は、特に技術的な矛盾がない限り、前述した本技術に係る第１～第９の実施形態の固体撮像装置及び後述する本技術に係る第１１～第１３の実施形態の固体撮像装置に適用することができる。
＜１２．第１１の実施形態（固体撮像装置の例１１）＞
　本技術に係る第１１の実施形態（固体撮像装置の例１１）の固体撮像装置について、図１５を用いて説明をする。
　図１５（ｂ）は、本技術に係る第１１の実施形態の固体撮像装置１１５の光入射側から見た平面レイアウト図である。図１５（ａ）は、図１５（ｂ）に示されるＡ１５－Ｂ１５線に従った固体撮像装置１１５の断面図である。
　固体撮像装置１１５は、光入射側である上側（図１５中の上側）から順に、オンチップレンズ１１と、カラーフィルタ１１６Ｒ（Ｖｉｓｉｂｌｅ（Ｒ））、カラーフィルタ１１６Ｇ（Ｖｉｓｉｂｌｅ（Ｇ））及び長波長透過用膜（Ｖｉｓｉｂｌｅ＋ＳＷＩＲ＋ＭＷＩＲ）１１６ＩＲと、反射防止膜１０と、基板９と、第１感光膜１－１５と第２感光膜２－１５とから構成される光電変換部と、Ｐ型ドープ領域３及びキャップ層４と、パッシベーション層５と、絶縁膜６と、読出回路基板８と、を少なくとも備える。
　Ｐ型ドープ領域３は、画素電極を構成する高濃度のＰ型層を有して形成されている。Ｐ型ドープ領域３は、第１感光膜１－１５及び第２感光膜２－１５で発生した信号電荷を画素毎に読み出す。なお、固体撮像装置１１５では、画素間に画素分離部２０が形成されて、画素毎に、１つのオンチップレンズ１１が形成されている。詳しくは、図１５（ａ）中の左側から１番目の画素ＧＳ１（１画素）には、光入射側である上側（図１５（ａ）中の上側）から順に、オンチップレンズ１１と、カラーフィルタ１１６Ｒ（Ｖｉｓｉｂｌｅ（Ｒ））と、第１感光膜１－１５とが形成されて、図１５（ａ）中の左側から２番目の画素ＧＳ１（１画素）には、光入射側である上側（図１０（ｂ）中の上側）から順に、オンチップレンズ１１と、カラーフィルタ１１６Ｇ（Ｖｉｓｉｂｌｅ（Ｇ））と、第１感光膜１－１５とが形成されて、図１５（ａ）中の左側から３番目の画素ＧＳ１（１画素）には、光入射側である上側（図１５（ａ）中の上側）から順に、オンチップレンズ１１と、長波長透過用膜１１６ＩＲ（Ｖｉｓｉｂｌｅ＋ＳＷＩＲ＋ＭＷＩＲ）と、第２感光膜２－１５とが形成されて、図１５（ａ）中の左側から４番目の画素ＧＳ１（１画素）には、光入射側である上側（図１５（ａ）中の上側）から順に、オンチップレンズ１１と、長波長透過用膜１１６ＩＲ（Ｖｉｓｉｂｌｅ＋ＳＷＩＲ＋ＭＷＩＲ）と、第２感光膜２－１５とが形成されている。
　Ｐ型ドープ領域３の間には、Ｐ型ドープ領域３と略同一層（略同一レイヤ）でキャップ層４が形成されている。そして、パッシベーション層５及び絶縁層６を貫通するように、接続電極１２及び１３とバンプ電極７（Ｃｕ－Ｃｕ接合）が形成されている。接続電極１２及び１３とバンプ電極７（Ｃｕ－Ｃｕ接合）とは、Ｐ型ドープ領域３（画素電極）と、読出回路基板８とを電気的に接続する。
　図１５（ｂ）に示されるように、第２感光膜２－１５を有する４つの画素（４つの画素ＧＳ１）のそれぞれの画素は、長波長透過用膜（Ｖｉｓｉｂｌｅ＋ＳＷＩＲ＋ＭＷＩＲ）１１６IＲを含み、長波長透過用膜（Ｖｉｓｉｂｌｅ＋ＳＷＩＲ＋ＭＷＩＲ）１１６ＩＲは、可視光、短波近赤外線及び中赤外線を透過する。第１感光膜１－１５を有する４つの画素（４つの画素ＧＳ１）のそれぞれの画素は、赤色光を透過するカラーフィルタ１１６Ｒ（Ｖｉｓｉｂｌｅ（Ｒ））を含むか、緑色光を透過するカラーフィルタ１１６Ｇ（Ｖｉｓｉｂｌｅ（Ｇ））を含むか、青色光を透過するカラーフィルタ（Ｖｉｓｉｂｌｅ（Ｂ））を含むか、可視光及び短波近赤外線透過用膜（Ｖｉｓｉｂｌｅ＋ＳＷＩＲ）を含む。
　ここで、長波長透過用膜１１６ＩＲは、可視光、短波近赤外線及び中赤外線（Ｖｉｓｉｂｌｅ＋ＳＷＩＲ＋ＭＷＩＲ）を透過すればよく、可視光線の波長域、短波近赤外線の波長域及び中赤外線の波長域ではない波長域の光については、当該光を遮断（吸収及び／又は反射）する。また、同様な考え方で、図１５（ｂ）に示される可視光及び短波近赤外線透過用膜は、可視光及び短波近赤外線（Ｖｉｓｉｂｌｅ＋ＳＷＩＲ）を透過すればよく、可視光線の波長域及び短波近赤外線の波長域ではない波長域の光については、当該光を遮断（吸収及び／又は反射）する。
　固体撮像装置１１５によれば、可視光線の波長域に、ＲＧＢフィルタを使用することによって、カラー化することが出来る。このような構造で、Ｖｉｓｉｂｌｅ（ＲＧＢ）とＳＷＩＲとＭＷＩＲとに感度を有する固体撮像装置を作製することができる。また、図１５（ａ）及び（ｂ）に示される固体撮像装置１１５、図１０（ａ）及び（ｂ）に示される固体撮像装置１１０とは異なり、第２感光膜２－１５に画素分離構造２０が設けられている。このような構造では、オンチップレンズ１１や画素分離構造２０を大画素（例えば、図１０に示される画素ＧＳ２）と小画素（例えば、図１０及び図１５に示される画素ＧＳ１）に分けて製造する必要がなく、固体撮像装置の製造プロセスがより簡単になる。
　以上、本技術に係る第１１の実施形態（固体撮像装置の例１１）の固体撮像装置について説明した内容は、特に技術的な矛盾がない限り、前述した本技術に係る第１～第１０の実施形態の固体撮像装置及び後述する本技術に係る第１２～第１３の実施形態の固体撮像装置に適用することができる。
＜１３．第１２の実施形態（固体撮像装置の例１２）＞
　本技術に係る第１２の実施形態（固体撮像装置の例１２）の固体撮像装置について、図１６及び図１７を用いて説明をする。
　図１６及び図１７は、本技術に係る第１２の実施の形態の固体撮像装置（受光素子１Ｍ）の模式的な構成を表したものである。図１６は、受光素子１Ｍの平面構成を表し、図１７は、図１６のＢ－Ｂ’線に沿った断面構成を表している。この受光素子１Ｍには、例えば２次元配置された複数の受光単位領域ＰＭ（画素ＰＭ）が設けられている（図１７）。
　受光素子１Ｍは、中央部の素子領域Ｒ１Ｍと、素子領域Ｒ１Ｍの外側に設けられ、素子領域Ｒ１Ｍを囲む周辺領域Ｒ２Ｍと、を有している（図１６）。受光素子１Ｍは、素子領域Ｒ１Ｍから周辺領域Ｒ２Ｍにわたって設けられた導電膜１５ＢＭを有している。この導電膜１５ＢＭは、素子領域Ｒ１Ｍの中央部に対向する領域に開口を有している。
　受光素子１Ｍは、素子基板１０Ｍおよび読出回路基板２０Ｍの積層構造を有している（図１７）。素子基板１０Ｍの一方の面は光入射面（光入射面Ｓ１Ｍ）であり、光入射面Ｓ１Ｍと反対の面（他方の面）が、読出回路基板２０Ｍとの接合面（接合面Ｓ２Ｍ）である。
　素子基板１０Ｍは、読出回路基板２０Ｍに近い位置から、配線層１０ＷＭ、第１電極１１Ｍ、半導体層１０ＳＭ（第１半導体層）、第２電極１５Ｍおよびパッシベーション膜１６Ｍをこの順に有している。半導体層１０ＳＭの配線層１０ＷＭとの対向面および端面（側面）は、絶縁膜１７Ｍにより覆われている。読出回路基板２０Ｍは、いわゆるＲＯＩＣ（Ｒｅａｄｏｕｔ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）であり、素子基板１０Ｍの接合面Ｓ２Ｍに接する配線層２０ＷＭおよび多層配線層２２ＣＭと、この配線層２０ＷＭおよび多層配線層２２ＣＭを間にして素子基板１０Ｍに対向する半導体基板２１Ｍとを有している。
　素子基板１０Ｍは素子領域Ｒ１Ｍに半導体層１０ＳＭを有している。換言すれば、半導体層１０ＳＭが設けられた領域が、受光素子１Ｍの素子領域Ｒ１Ｍである。素子領域Ｒ１Ｍのうち、導電膜１５ＢＭから露出された領域（導電膜１５ＢＭの開口に対向する領域）が、受光領域である。素子領域Ｒ１Ｍのうち、導電膜１５ＢＭで覆われた領域は、ＯＰＢ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｂｌａｃｋ）領域Ｒ１Ｂである。ＯＰＢ領域Ｒ１Ｂは、受光領域を囲むように設けられている。ＯＰＢ領域Ｒ１Ｂは、黒レベルの画素信号を得るために用いられる。素子基板１０Ｍは、周辺領域Ｒ２Ｍに、絶縁膜１７Ｍとともに埋込層１８Ｍを有している。周辺領域Ｒ２Ｍには、素子基板１０Ｍを貫通し、読出回路基板２０Ｍに達する穴Ｈ１Ｍ、Ｈ２Ｍが設けられている。受光素子１Ｍでは、素子基板１０Ｍの光入射面Ｓ１Ｍから、パッシベーション膜１６Ｍ、第２電極１５Ｍおよび第２コンタクト層１４を介して半導体層１０ＳＭに光が入射するようになっている。半導体層１０ＳＭで光電変換された信号電荷は、第１電極１１Ｍおよび配線層１０ＷＭを介して移動し、読出回路基板２０Ｍで読みだされる。以下、各部の構成について説明する。
　配線層１０ＷＭは、素子領域Ｒ１Ｍおよび周辺領域Ｒ２Ｍにわたって設けられ、読出回路基板２０Ｍとの接合面Ｓ２Ｍを有している。受光素子１Ｍでは、この素子基板１０Ｍの接合面Ｓ２Ｍが素子領域Ｒ１Ｍおよび周辺領域Ｒ２Ｍに設けられ、例えば素子領域Ｒ１Ｍの接合面Ｓ２Ｍと周辺領域Ｒ２Ｍの接合面Ｓ２Ｍとは、同一平面を構成している。後述するように、受光素子１Ｍでは、埋込層１８Ｍを設けることにより周辺領域Ｒ２Ｍの接合面Ｓ２Ｍが形成される。
　配線層１０ＷＭは、例えば層間絶縁膜１９ＡＭ、１９ＢＭ中に、コンタクト電極１９ＥＭおよびダミー電極１９ＥＤＭを有している。例えば、読出回路基板２０Ｍ側に層間絶縁膜１９ＢＭが、第１コンタクト層１２Ｍ側に層間絶縁膜１９ＡＭが配置され、これら層間絶縁膜１９ＡＭ、１９ＢＭが積層して設けられている。層間絶縁膜１９ＡＭ、１９ＢＭは、例えば、無機絶縁材料により構成されている。この無機絶縁材料としては、例えば、窒化シリコン（ＳｉＮ）、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、酸化ケイ素（ＳｉＯ2）および酸化ハフニウム（ＨｆＯ2）等が挙げられる。層間絶縁膜１９ＡＭ、１９ＢＭを同一の無機絶縁材料により構成するようにしてもよい。
　コンタクト電極１９ＥＭは、例えば、素子領域Ｒ１Ｍに設けられている。このコンタクト電極１９ＥＭは、第１電極１１Ｍと読出回路基板２０Ｍとを電気的に接続するためのものであり、素子領域Ｒ１Ｍに画素ＰＭ毎に設けられている。隣り合うコンタクト電極１９ＥＭは、埋込層１８Ｍおよび層間絶縁膜１９ＡＭ、１９ＢＭにより電気的に分離されている。コンタクト電極１９ＥＭは、例えば銅（Ｃｕ）パッドにより構成されており、接合面Ｓ２Ｍに露出されている。ダミー電極１９ＥＤＭは、例えば、周辺領域Ｒ２Ｍに設けられている。このダミー電極１９ＥＤＭは、後述の配線層２０ＷＭのダミー電極２２ＥＤに接続されている。このダミー電極１９ＥＤＭおよびダミー電極２２ＥＤを設けることにより、周辺領域Ｒ２Ｍの強度を向上させることが可能となる。ダミー電極１９ＥＤＭは、例えば、コンタクト電極１９ＥＭと同一工程で形成されている。ダミー電極１９ＥＤＭは、例えば銅（Ｃｕ）パッドにより構成されており、接合面Ｓ２Ｍに露出されている。
　コンタクト電極１９ＥＭと半導体層１０ＳＭとの間に設けられた第１電極１１Ｍは、光電変換層１３で発生した信号電荷（正孔または電子、以下便宜上、信号電荷が正孔であるとして説明する。）を読みだすための電圧が供給される電極（アノード）であり、素子領域Ｒ１Ｍに画素ＰＭ毎に設けられている。第１電極１１Ｍは、絶縁膜１７Ｍの開口を埋め込むように設けられ、半導体層１０ＳＭ（より具体的には、後述の拡散領域１２ＡＭ）に接している。第１電極１１Ｍは、例えば、絶縁膜１７Ｍの開口よりも大きく、第１電極１１Ｍの一部は、埋込層１８Ｍに設けられている。即ち、第１電極１１Ｍの上面（半導体層１０ＳＭ側の面）は、拡散領域１２ＡＭに接し、第１電極１１Ｍの下面および側面の一部は埋込層１８Ｍに接している。隣り合う第１電極１１Ｍは、絶縁膜１７Ｍおよび埋込層１８Ｍにより電気的に分離されている。
　第１電極１１Ｍは、例えば、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、パラジウム（Ｐｄ）、亜鉛（Ｚｎ）、ニッケル（Ｎｉ）およびアルミニウム（Ａｌ）のうちのいずれかの単体、またはそれらのうちの少なくとも１種を含む合金により構成されている。第１電極１１Ｍは、このような構成材料の単膜であってもよく、あるいは、２種以上を組み合わせた積層膜であってもよい。例えば、第１電極１１Ｍは、チタンおよびタングステンの積層膜により構成されている。第１電極１１Ｍの厚みは、例えば数十ｎｍ～数百ｎｍである。
　半導体層１０ＳＭは、例えば、配線層１０ＷＭに近い位置から、第１コンタクト層１２Ｍ、光電変換層１３Ｍおよび第２コンタクト層１４Ｍを含んでいる。第１コンタクト層１２Ｍ、光電変換層１３Ｍおよび第２コンタクト層１４Ｍは、互いに同じ平面形状を有し、各々の端面は、平面視で同じ位置に配置されている。
　第１コンタクト層１２Ｍは、例えば、全ての画素ＰＭに共通して設けられ、絶縁膜１７Ｍと光電変換層１３Ｍとの間に配置されている。第１コンタクト層１２Ｍは、隣り合う画素ＰＭを電気的に分離するためのものであり、第１コンタクト層１２Ｍには、例えば複数の拡散領域１２ＡＭが設けられている。第１コンタクト層１２Ｍに、光電変換層１３Ｍを構成する化合物半導体材料のバンドギャップよりも大きなバンドギャップの化合物半導体材料を用いることにより、暗電流を抑えることも可能となる。第１コンタクト層１２Ｍには、例えばｎ型のＩｎＰ（インジウムリン）を用いることができる。
　第１コンタクト層１２Ｍに設けられた拡散領域１２ＡＭは、互いに離間して配置されている。拡散領域１２ＡＭは、画素ＰＭ毎に配置され、それぞれの拡散領域１２ＡＭに第１電極１１Ｍが接続されている。ＯＰＢ領域Ｒ１Ｂにも拡散領域１２ＡＭが設けられている。拡散領域１２ＡＭは、光電変換層１３Ｍで発生した信号電荷を画素ＰＭ毎に読み出すためのものであり、例えば、ｐ型不純物を含んでいる。ｐ型不純物としては、例えばＺｎ（亜鉛）等が挙げられる。このように、拡散領域１２ＡＭと、拡散領域１２ＡＭ以外の第１コンタクト層１２Ｍとの間にｐｎ接合界面が形成され、隣り合う画素ＰＭが電気的に分離されるようになっている。拡散領域１２ＡＭは、例えば第１コンタクト層１２Ｍの厚み方向に設けられ、光電変換層１３Ｍの厚み方向の一部にも設けられている。
　第１電極１１Ｍと第２電極１５Ｍとの間、より具体的には、第１コンタクト層１２Ｍと第２コンタクト層１４Ｍとの間の光電変換層（光電変換部）１３Ｍは、所定の波長の光を吸収して、信号電荷を発生させるものである。図示はされていないが、光電変換層１３Ｍは第１感光膜と第２感光膜とから構成されている。
　第２コンタクト層１４Ｍは、例えば、全ての画素ＰＭに共通して設けられている。この第２コンタクト層１４Ｍは、光電変換層１３Ｍと第２電極１５Ｍとの間に設けられ、これらに接している。第２コンタクト層１４Ｍは、第２電極１５Ｍから排出される電荷が移動する領域であり、例えば、ｎ型の不純物を含む化合物半導体により構成されている。第２コンタクト層１４Ｍには、例えば、ｎ型のＩｎＰ（インジウムリン）を用いることができる。
　第２電極１５Ｍは、例えば各画素ＰＭに共通の電極として、第２コンタクト層１４Ｍ上（光入射側）に、第２コンタクト層１４Ｍに接するように設けられている。第２電極１５Ｍは、光電変換層１３Ｍで発生した電荷のうち、信号電荷として用いられない電荷を排出するためのものである（カソード）。例えば、正孔が、信号電荷として第１電極１１Ｍから読み出される場合には、この第２電極１５Ｍを通じて例えば電子を排出することができる。第２電極１５Ｍは、例えば赤外線などの入射光を透過可能な導電膜により構成されている。第２電極１５Ｍには、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）またはＩＴｉＯ（Ｉｎ2Ｏ3－ＴｉＯ2）等を用いることができる。第２電極１５Ｍは、例えば、
隣り合う画素ＰＭを仕切るように、格子状に設けられていてもよい。この第２電極１５Ｍには、光透過性の低い導電材料を用いることが可能である。
　パッシベーション膜１６Ｍは、第２電極１５Ｍを光入射面Ｓ１Ｍ側から覆っている。パッシベーション膜１６Ｍは、反射防止機能を有していてもよい。パッシベーション膜１６Ｍには、例えば窒化シリコン（ＳｉＮ）、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、酸化ケイ素（ＳｉＯ2）および酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ3）等を用いることができる。パッシベーション膜１６Ｍは、ＯＰＢ領域Ｒ１Ｂに開口１６ＨＭを有している。開口１６ＨＭは、例えば、受光領域を囲む額縁状に設けられている（図１６）。開口１６ＨＭは、例えば平面視で四角形状または円状の孔であってもよい。このパッシベーション膜１６Ｍの開口１６ＨＭにより、第２電極１５Ｍに導電膜１５ＢＭが電気的に接続されている。
　絶縁膜１７Ｍは、第１コンタクト層１２Ｍと埋込層１８Ｍとの間に設けられるとともに、第１コンタクト層１２Ｍの端面、光電変換層１３Ｍの端面、第２コンタクト層１４Ｍの端面および第２電極１５Ｍの端面を覆い、周辺領域Ｒ２Ｍではパッシベーション膜１６Ｍに接している。この絶縁膜１７Ｍは、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯX）または酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）等の酸化物を含んで構成されている。複数の膜からなる積層構造により絶縁膜１７Ｍを構成するようにしてもよい。絶縁膜１７Ｍは、例えば酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）、炭素含有酸化シリコン（ＳｉＯＣ）、窒化シリコン（ＳｉＮ）およびシリコンカーバイド（ＳｉＣ）などのシリコン（Ｓｉ）系絶縁材料により構成するようにしてもよい。絶縁膜１７Ｍの厚みは、例えば数十ｎｍ～数百ｎｍである。
　導電膜１５ＢＭは、ＯＰＢ領域Ｒ１Ｂから周辺領域Ｒ２Ｍの穴Ｈ１Ｍにわたって設けられている。この導電膜１５ＢＭは、ＯＰＢ領域Ｒ１Ｂに設けられたパッシベーション膜１６Ｍの開口１６ＨＭで第２電極１５Ｍに接するとともに、穴Ｈ１Ｍを介して読出回路基板２０Ｍの配線（後述の配線２２ＣＢ）に接している。これにより、読出回路基板２０Ｍから導電膜１５ＢＭを介して第２電極１５Ｍに電圧が供給されるようになっている。導電膜１５ＢＭは、このような第２電極１５Ｍへの電圧供給経路として機能するとともに、遮光膜としての機能を有し、ＯＰＢ領域Ｒ１Ｂを形成する。導電膜１５ＢＭは、例えば、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）または銅（Ｃｕ）を含む金属材料により構成されている。導電膜１５ＢＭ上にパッシベーション膜が設けられていてもよい。
　第２コンタクト層１４Ｍの端部と第２電極１５Ｍとの間に、接着層Ｂが設けられていてもよい。この接着層Ｂは、後述するように、受光素子１Ｍを形成する際に用いられるものであり、半導体層１０ＳＭを仮基板（後述の図４Ｃの仮基板３３）に接合する役割を担っている。接着層Ｂは、例えばテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）または酸化シリコン（ＳｉＯ2）等により構成されている。接着層Ｂは、例えば、半導体層１０ＳＭの端面よりも拡幅して設けられ、半導体層１０ＳＭとともに、埋込層１８Ｍに覆われている。接着層Ｂと埋込層１８Ｍとの間には、絶縁膜１７Ｍが設けられている。
　以上、本技術に係る第１２の実施形態（固体撮像装置の例１２）の固体撮像装置について説明した内容は、特に技術的な矛盾がない限り、前述した本技術に係る第１～第１１の実施形態の固体撮像装置及び後述する本技術に係る第１３の実施形態の固体撮像装置に適用することができる。
＜１４．第１３の実施形態（固体撮像装置の例１３）＞
　本技術に係る第１３の実施形態（固体撮像装置の例１３）の固体撮像装置について、図１８を用いて説明をする。
　図１８は、第１３の実施の形態の固体撮像装置の画素構造を示す断面図である。詳細は後述するが、図１８においては、画素アレイ領域内の各画素が、リセットトランジスタの制御の違いによって、通常画素２ＡＭかまたは電荷放出画素２ＢＭに分けられるが、画素構造は通常画素２ＡＭと電荷放出画素２ＢＭのどちらも同一であるので、単に画素として説明する。なお、電荷放出画素２ＢＭは、画素アレイ領域の最も外側に配置されている。
　各画素の容量素子、リセットトランジスタ、増幅トランジスタ、及び、選択トランジスタの読み出し回路が、例えば単結晶シリコン（Ｓｉ）などの単結晶材料からなる半導体基板１２Ｍに画素ごとに形成されている。
　半導体基板１２Ｍの光入射側である上側には、光電変換部となるＮ型の半導体薄膜４１Ｍが、画素アレイ領域の全面に形成されている。Ｎ型の半導体薄膜４１Ｍは、図示はされていないが、光電変換層１３Ｍは第１感光膜と第２感光膜とから構成されている。
　Ｎ型の半導体薄膜４１Ｍの半導体基板１２Ｍ側である下側には、画素電極を構成する高濃度のＰ型層４２Ｍが、画素ごとに形成されている。そして、画素ごとに形成された高濃度のＰ型層４２Ｍの間には、各画素を分離する画素分離領域としてのＮ型層４３Ｍが、例えば、ＩｎＰ等の化合物半導体で形成されている。このＮ型層４３Ｍは、画素分離領域としての機能の他、暗電流を防止する役割も有する。
　一方、Ｎ型の半導体薄膜４１Ｍの光入射側である上側にも、画素分離領域として用いたＩｎＰ等の化合物半導体を用いて、Ｎ型の半導体薄膜４１Ｍよりも高濃度のＮ型層４４Ｍが形成されている。この高濃度のＮ型層４４Ｍは、Ｎ型の半導体薄膜４１Ｍで生成された電荷の逆流を防止するバリア層として機能する。高濃度のＮ型層４４Ｍの材料には、例えば、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＩｎＡｌＡｓ、ＭｇＳｅ、ＣｄＳなどの化合物半導体を用いることができる。
　バリア層としての高濃度のＮ型層４４Ｍの上には、反射防止膜４５Ｍが形成されている。反射防止膜４５Ｍの材料には、例えば、窒化シリコン（ＳｉＮ）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｔａ５）、酸化チタン（ＴｉＯ２）などを用いることができる。
　高濃度のＮ型層４４Ｍまたは反射防止膜４５Ｍのいずれか一方は、Ｎ型の半導体薄膜４１Ｍを上下に挟む電極のうちの上側の上部電極としても機能し、上部電極としての高濃度のＮ型層４４Ｍまたは反射防止膜４５Ｍには、所定の電圧Ｖａが印加される。
　反射防止膜４５Ｍの上には、カラーフィルタ４６Ｍ及びオンチップレンズ４７Ｍがさらに形成されている。カラーフィルタ４６Ｍは、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、またはＢ（青）のいずれかの光（波長光）を透過させるフィルタであり、例えば、画素アレイ領域において、いわゆるベイヤ配列で配置されている。
　画素電極を構成する高濃度のＰ型層４２Ｍと、画素分離領域としてのＮ型層４３Ｍの下側には、パッシベーション層５１Ｍおよび絶縁層５２Ｍが形成されている。そして、接続電極５３ＡＭ及び５３ＢＭとバンプ電極５４Ｍが、パッシベーション層５１Ｍおよび絶縁層５２Ｍを貫通するように形成されている。接続電極５３ＡＭ及び５３ＢＭとバンプ電極５４Ｍは、画素電極を構成する高濃度のＰ型層４２Ｍと、電荷を蓄積する容量素子とを電気的に接続する。
　通常画素２ＡＭ及び電荷放出画素２ＢＭは、以上のように構成されており、同一の画素構造を有している。
　しかしながら、通常画素２ＡＭ及び電荷放出画素２ＢＭとでは、リセットトランジスタの制御方法が異なる。通常画素２ＡＭでは、光電変換部による電荷の生成期間（受光期間）、受光開始前の容量素子の電位のリセット期間等に応じて、リセットトランジスタが、リセット信号RSTに基づいてオンオフされるが、電荷放出画素２ＢＭでは、リセットトランジスタ２３が、常にオンに制御されている。これにより、光電変換部で生成された電荷はグランドへ排出され、電荷放出画素２ＢＭには常に一定の電圧Ｖａが印加される。
以上、本技術に係る第１３の実施形態（固体撮像装置の例１３）の固体撮像装置について説明した内容は、特に技術的な矛盾がない限り、前述した本技術に係る第１～第１２の実施形態の固体撮像装置に適用することができる。
＜１５．第１４の実施形態（電子機器の例）＞
　本技術に係る第１４の実施形態の電子機器は、本技術に係る第１の実施形態～第１３の実施形態の固体撮像装置のうち、少なくとも一つの実施形態の固体撮像装置が搭載された電子機器である。本技術に係る第１４の実施形態の電子機器は、本技術に係る第１の実施形態～第１３の実施形態の固体撮像装置のうち、少なくとも一つの実施形態の固体撮像装置が搭載されているので、優れた性能や優れた品質を有することとなる。
＜１６．本技術を適用した固体撮像装置の使用例＞
　図２５は、イメージセンサとしての本技術に係る第１～第１３の実施形態の固体撮像装置の使用例を示す図である。
　上述した第１～第１３の実施形態の固体撮像装置は、例えば、以下のように、可視光や、赤外光（例えば、近赤外線、短波近赤外線、中赤外線等）、紫外光、Ｘ線等の光をセンシングするさまざまなケースに使用することができる。すなわち、図２５に示すように、例えば、鑑賞の用に供される画像を撮影する鑑賞の分野、交通の分野、家電の分野、医療・ヘルスケアの分野、セキュリティの分野、美容の分野、スポーツの分野、農業の分野等において用いられる装置（例えば、上述した第１４の実施形態の電子機器）に、第１～第１３の実施形態のいずれか１つの実施形態の固体撮像装置を使用することができる。
　具体的には、鑑賞の分野においては、例えば、デジタルカメラやスマートフォン、カメラ機能付きの携帯電話機等の、鑑賞の用に供される画像を撮影するための装置に、第１～第１３の実施形態のいずれか１つの実施形態の固体撮像装置を使用することができる。
　交通の分野においては、例えば、自動停止等の安全運転や、運転者の状態の認識等のために、自動車の前方や後方、周囲、車内等を撮影する車載用センサ、走行車両や道路を監視する監視カメラ、車両間等の測距を行う測距センサ等の、交通の用に供される装置に、第１～第１３の実施形態のいずれか１つの実施形態の固体撮像装置を使用することができる。
　家電の分野においては、例えば、ユーザのジェスチャを撮影して、そのジェスチャに従った機器操作を行うために、テレビ受像機や冷蔵庫、エアーコンディショナ等の家電に供される装置で、第１～第１３の実施形態のいずれか１つの実施形態の固体撮像装置を使用することができる。
　医療・ヘルスケアの分野においては、例えば、内視鏡や、赤外光の受光による血管撮影を行う装置等の、医療やヘルスケアの用に供される装置に、第１～第１３の実施形態のいずれか１つの実施形態の固体撮像装置を使用することができる。
　セキュリティの分野においては、例えば、防犯用途の監視カメラや、人物認証用途のカメラ等の、セキュリティの用に供される装置に、第１～第１３の実施形態のいずれか１つの実施形態の固体撮像装置を使用することができる。
　美容の分野においては、例えば、肌を撮影する肌測定器や、頭皮を撮影するマイクロスコープ等の、美容の用に供される装置に、第１～第１３の実施形態のいずれか１つの実施形態の固体撮像装置を使用することができる。
　スポーツの分野において、例えば、スポーツ用途等向けのアクションカメラやウェアラブルカメラ等の、スポーツの用に供される装置に、第１～第１３の実施形態のいずれか１つの実施形態の固体撮像装置を使用することができる。
　農業の分野においては、例えば、畑や作物の状態を監視するためのカメラ等の、農業の用に供される装置に、第１～第１３の実施形態のいずれか１つの実施形態の固体撮像装置を使用することができる。
　次に、本技術に係る第１～第１３の実施形態の固体撮像装置の使用例を具体的に説明する。例えば、上述で説明をした第１～第１３の実施形態のいずれか１つの実施形態の固体撮像装置は、固体撮像装置１０１Ｚとして、例えばデジタルスチルカメラやビデオカメラ等のカメラシステムや、撮像機能を有する携帯電話など、撮像機能を備えたあらゆるタイプの電子機器に適用することができる。図２６に、その一例として、電子機器１０２Ｚ（カメラ）の概略構成を示す。この電子機器１０２Ｚは、例えば静止画または動画を撮影可能なビデオカメラであり、固体撮像装置１０１Ｚと、光学系（光学レンズ）３１０と、シャッタ装置３１１と、固体撮像装置１０１Ｚおよびシャッタ装置３１１を駆動する駆動部３１３と、信号処理部３１２とを有する。
　光学系３１０は、被写体からの像光（入射光）を固体撮像装置１０１Ｚの画素部へ導くものである。この光学系３１０は、複数の光学レンズから構成されていてもよい。シャッタ装置３１１は、固体撮像装置１０１Ｚへの光照射期間および遮光期間を制御するものである。駆動部３１３は、固体撮像装置１０１Ｚの転送動作およびシャッタ装置３１１のシャッタ動作を制御するものである。信号処理部３１２は、固体撮像装置１０１Ｚから出力された信号に対し、各種の信号処理を行うものである。信号処理後の映像信号Ｄｏｕｔは、メモリなどの記憶媒体に記憶されるか、あるいは、モニタ等に出力される。
＜１７．内視鏡手術システムへの応用例＞
　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（本技術）は、内視鏡手術システムに適用されてもよい。
　図２７は、本開示に係る技術（本技術）が適用され得る内視鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。
　図２７では、術者（医師）１１１３１が、内視鏡手術システム１１０００を用いて、患者ベッド１１１３３上の患者１１１３２に手術を行っている様子が図示されている。図示するように、内視鏡手術システム１１０００は、内視鏡１１１００と、気腹チューブ１１１１１やエネルギー処置具１１１１２等の、その他の術具１１１１０と、内視鏡１１１００を支持する支持アーム装置１１１２０と、内視鏡下の手術のための各種の装置が搭載されたカート１１２００と、から構成される。
　内視鏡１１１００は、先端から所定の長さの領域が患者１１１３２の体腔内に挿入される鏡筒１１１０１と、鏡筒１１１０１の基端に接続されるカメラヘッド１１１０２と、から構成される。図示する例では、硬性の鏡筒１１１０１を有するいわゆる硬性鏡として構成される内視鏡１１１００を図示しているが、内視鏡１１１００は、軟性の鏡筒を有するいわゆる軟性鏡として構成されてもよい。
　鏡筒１１１０１の先端には、対物レンズが嵌め込まれた開口部が設けられている。内視鏡１１１００には光源装置１１２０３が接続されており、当該光源装置１１２０３によって生成された光が、鏡筒１１１０１の内部に延設されるライトガイドによって当該鏡筒の先端まで導光され、対物レンズを介して患者１１１３２の体腔内の観察対象に向かって照射される。なお、内視鏡１１１００は、直視鏡であってもよいし、斜視鏡又は側視鏡であってもよい。
　カメラヘッド１１１０２の内部には光学系及び撮像素子が設けられており、観察対象からの反射光（観察光）は当該光学系によって当該撮像素子に集光される。当該撮像素子によって観察光が光電変換され、観察光に対応する電気信号、すなわち観察像に対応する画像信号が生成される。当該画像信号は、ＲＡＷデータとしてカメラコントロールユニット（ＣＣＵ：　Ｃａｍｅｒａ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）１１２０１に送信される。
　ＣＣＵ１１２０１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）やＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）等によって構成され、内視鏡１１１００及び表示装置１１２０２の動作を統括的に制御する。さらに、ＣＣＵ１１２０１は、カメラヘッド１１１０２から画像信号を受け取り、その画像信号に対して、例えば現像処理（デモザイク処理）等の、当該画像信号に基づく画像を表示するための各種の画像処理を施す。
　表示装置１１２０２は、ＣＣＵ１１２０１からの制御により、当該ＣＣＵ１１２０１によって画像処理が施された画像信号に基づく画像を表示する。
　光源装置１１２０３は、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）等の光源から構成され、術部等を撮影する際の照射光を内視鏡１１１００に供給する。
　入力装置１１２０４は、内視鏡手術システム１１０００に対する入力インタフェースである。ユーザは、入力装置１１２０４を介して、内視鏡手術システム１１０００に対して各種の情報の入力や指示入力を行うことができる。例えば、ユーザは、内視鏡１１１００による撮像条件（照射光の種類、倍率及び焦点距離等）を変更する旨の指示等を入力する。
　処置具制御装置１１２０５は、組織の焼灼、切開又は血管の封止等のためのエネルギー処置具１１１１２の駆動を制御する。気腹装置１１２０６は、内視鏡１１１００による視野の確保及び術者の作業空間の確保の目的で、患者１１１３２の体腔を膨らめるために、気腹チューブ１１１１１を介して当該体腔内にガスを送り込む。レコーダ１１２０７は、手術に関する各種の情報を記録可能な装置である。プリンタ１１２０８は、手術に関する各種の情報を、テキスト、画像又はグラフ等各種の形式で印刷可能な装置である。
　なお、内視鏡１１１００に術部を撮影する際の照射光を供給する光源装置１１２０３は、例えばＬＥＤ、レーザ光源又はこれらの組み合わせによって構成される白色光源から構成することができる。ＲＧＢレーザ光源の組み合わせにより白色光源が構成される場合には、各色（各波長）の出力強度及び出力タイミングを高精度に制御することができるため、光源装置１１２０３において撮像画像のホワイトバランスの調整を行うことができる。また、この場合には、ＲＧＢレーザ光源それぞれからのレーザ光を時分割で観察対象に照射し、その照射タイミングに同期してカメラヘッド１１１０２の撮像素子の駆動を制御することにより、ＲＧＢそれぞれに対応した画像を時分割で撮像することも可能である。当該方法によれば、当該撮像素子にカラーフィルタを設けなくても、カラー画像を得ることができる。
　また、光源装置１１２０３は、出力する光の強度を所定の時間ごとに変更するようにその駆動が制御されてもよい。その光の強度の変更のタイミングに同期してカメラヘッド１１１０２の撮像素子の駆動を制御して時分割で画像を取得し、その画像を合成することにより、いわゆる黒つぶれ及び白とびのない高ダイナミックレンジの画像を生成することができる。
　また、光源装置１１２０３は、特殊光観察に対応した所定の波長帯域の光を供給可能に構成されてもよい。特殊光観察では、例えば、体組織における光の吸収の波長依存性を利用して、通常の観察時における照射光（すなわち、白色光）に比べて狭帯域の光を照射することにより、粘膜表層の血管等の所定の組織を高コントラストで撮影する、いわゆる狭帯域光観察（Ｎａｒｒｏｗ　Ｂａｎｄ　Ｉｍａｇｉｎｇ）が行われる。あるいは、特殊光観察では、励起光を照射することにより発生する蛍光により画像を得る蛍光観察が行われてもよい。蛍光観察では、体組織に励起光を照射し当該体組織からの蛍光を観察すること（自家蛍光観察）、又はインドシアニングリーン（ＩＣＧ）等の試薬を体組織に局注するとともに当該体組織にその試薬の蛍光波長に対応した励起光を照射し蛍光像を得ること等を行うことができる。光源装置１１２０３は、このような特殊光観察に対応した狭帯域光及び／又は励起光を供給可能に構成され得る。
　図２８は、図２７に示すカメラヘッド１１１０２及びＣＣＵ１１２０１の機能構成の一例を示すブロック図である。
　カメラヘッド１１１０２は、レンズユニット１１４０１と、撮像部１１４０２と、駆動部１１４０３と、通信部１１４０４と、カメラヘッド制御部１１４０５と、を有する。ＣＣＵ１１２０１は、通信部１１４１１と、画像処理部１１４１２と、制御部１１４１３と、を有する。カメラヘッド１１１０２とＣＣＵ１１２０１とは、伝送ケーブル１１４００によって互いに通信可能に接続されている。
　レンズユニット１１４０１は、鏡筒１１１０１との接続部に設けられる光学系である。鏡筒１１１０１の先端から取り込まれた観察光は、カメラヘッド１１１０２まで導光され、当該レンズユニット１１４０１に入射する。レンズユニット１１４０１は、ズームレンズ及びフォーカスレンズを含む複数のレンズが組み合わされて構成される。
　撮像部１１４０２は、撮像素子で構成される。撮像部１１４０２を構成する撮像素子は、１つ（いわゆる単板式）であってもよいし、複数（いわゆる多板式）であってもよい。撮像部１１４０２が多板式で構成される場合には、例えば各撮像素子によってＲＧＢそれぞれに対応する画像信号が生成され、それらが合成されることによりカラー画像が得られてもよい。あるいは、撮像部１１４０２は、３Ｄ（Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ）表示に対応する右目用及び左目用の画像信号をそれぞれ取得するための１対の撮像素子を有するように構成されてもよい。３Ｄ表示が行われることにより、術者１１１３１は術部における生体組織の奥行きをより正確に把握することが可能になる。なお、撮像部１１４０２が多板式で構成される場合には、各撮像素子に対応して、レンズユニット１１４０１も複数系統設けられ得る。
　また、撮像部１１４０２は、必ずしもカメラヘッド１１１０２に設けられなくてもよい。例えば、撮像部１１４０２は、鏡筒１１１０１の内部に、対物レンズの直後に設けられてもよい。
　駆動部１１４０３は、アクチュエータによって構成され、カメラヘッド制御部１１４０５からの制御により、レンズユニット１１４０１のズームレンズ及びフォーカスレンズを光軸に沿って所定の距離だけ移動させる。これにより、撮像部１１４０２による撮像画像の倍率及び焦点が適宜調整され得る。
　通信部１１４０４は、ＣＣＵ１１２０１との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部１１４０４は、撮像部１１４０２から得た画像信号をＲＡＷデータとして伝送ケーブル１１４００を介してＣＣＵ１１２０１に送信する。
　また、通信部１１４０４は、ＣＣＵ１１２０１から、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を受信し、カメラヘッド制御部１１４０５に供給する。当該制御信号には、例えば、撮像画像のフレームレートを指定する旨の情報、撮像時の露出値を指定する旨の情報、並びに／又は撮像画像の倍率及び焦点を指定する旨の情報等、撮像条件に関する情報が含まれる。
　なお、上記のフレームレートや露出値、倍率、焦点等の撮像条件は、ユーザによって適宜指定されてもよいし、取得された画像信号に基づいてＣＣＵ１１２０１の制御部１１４１３によって自動的に設定されてもよい。後者の場合には、いわゆるＡＥ（Ａｕｔｏ　Ｅｘｐｏｓｕｒｅ）機能、ＡＦ（Ａｕｔｏ　Ｆｏｃｕｓ）機能及びＡＷＢ（Ａｕｔｏ　Ｗｈｉｔｅ　Ｂａｌａｎｃｅ）機能が内視鏡１１１００に搭載されていることになる。
　カメラヘッド制御部１１４０５は、通信部１１４０４を介して受信したＣＣＵ１１２０１からの制御信号に基づいて、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御する。
　通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２から、伝送ケーブル１１４００を介して送信される画像信号を受信する。
　また、通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２に対して、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を送信する。画像信号や制御信号は、電気通信や光通信等によって送信することができる。
　画像処理部１１４１２は、カメラヘッド１１１０２から送信されたＲＡＷデータである画像信号に対して各種の画像処理を施す。
　制御部１１４１３は、内視鏡１１１００による術部等の撮像、及び、術部等の撮像により得られる撮像画像の表示に関する各種の制御を行う。例えば、制御部１１４１３は、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を生成する。
　また、制御部１１４１３は、画像処理部１１４１２によって画像処理が施された画像信号に基づいて、術部等が映った撮像画像を表示装置１１２０２に表示させる。この際、制御部１１４１３は、各種の画像認識技術を用いて撮像画像内における各種の物体を認識してもよい。例えば、制御部１１４１３は、撮像画像に含まれる物体のエッジの形状や色等を検出することにより、鉗子等の術具、特定の生体部位、出血、エネルギー処置具１１１１２の使用時のミスト等を認識することができる。制御部１１４１３は、表示装置１１２０２に撮像画像を表示させる際に、その認識結果を用いて、各種の手術支援情報を当該術部の画像に重畳表示させてもよい。手術支援情報が重畳表示され、術者１１１３１に提示されることにより、術者１１１３１の負担を軽減することや、術者１１１３１が確実に手術を進めることが可能になる。
　カメラヘッド１１１０２及びＣＣＵ１１２０１を接続する伝送ケーブル１１４００は、電気信号の通信に対応した電気信号ケーブル、光通信に対応した光ファイバ、又はこれらの複合ケーブルである。
　ここで、図示する例では、伝送ケーブル１１４００を用いて有線で通信が行われていたが、カメラヘッド１１１０２とＣＣＵ１１２０１との間の通信は無線で行われてもよい。
　以上、本開示に係る技術が適用され得る内視鏡手術システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、内視鏡１１１００や、カメラヘッド１１１０２（の撮像部１１４０２）等に適用され得る。具体的には、本開示に係る技術の固体撮像装置は、撮像部１０４０２に適用することができる。内視鏡１１１００や、カメラヘッド１１１０２（の撮像部１１４０２）等に本開示に係る技術を適用することにより、内視鏡１１１００や、カメラヘッド１１１０２（の撮像部１１４０２）等の性能や品質を向上させることが可能となる。
　ここでは、一例として内視鏡手術システムについて説明したが、本開示に係る技術は、その他、例えば、顕微鏡手術システム等に適用されてもよい。
＜１８．移動体への応用例＞
　本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット等のいずれかの種類の移動体に搭載される装置として実現されてもよい。
　図２９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２９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２９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３０は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。
　図３０では、車両１２１００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。撮像部１２１０１及び１２１０５で取得される前方の画像は、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３０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（本技術）が適用され得る車両制御システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、例えば、撮像部１２０３１等に適用され得る。具体的には、本開示に係る技術の固体撮像装置は、撮像部１２０３１に適用することができる。撮像部１２０３１に本開示に係る技術を適用することにより、撮像部１２０３１の性能や品質を向上させることが可能となる。
　なお、本技術は、上述した実施形態及び上述した使用例、並び上述した応用例に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
　また、本技術において、本明細書に記載された効果はあくまでも例示であって限定されるものではなく、さらに、他の効果があってもよい。
　また、本技術は、以下のような構成も取ることができる。
［１］
　第１感光膜と第２感光膜とを含む光電変換部を、少なくとも備え、
　該第１感光膜が第１材料を有し、
　該第２感光膜が第２材料を有し、
　該第１材料と該第２材料とが互いに異なる材料である、固体撮像装置。
［２］
　前記第１材料のバンドギャップと前記第２材料のバンドギャップとが互いに異なる、［１］に記載の固体撮像装置。
［３］
　前記光電変換部が、可視光線の波長域、近赤外線の波長域、短波近赤外線の波長域及び中赤外線の波長域に感度を有する、［１］又は［２］に記載の固体撮像装置。
［４］
　前記第１感光膜が、少なくとも、可視光線の波長域、近赤外線の波長域及び短波近赤外線の波長域に感度を有し、
　前記第２感光膜が、少なくとも、中赤外線の波長域に感度を有する、［１］から［３］のいずれか１つに記載の固体撮像装置。
［５］
　前記第１材料が化合物半導体を含み、
　前記第２材料がＩＶ族元素の混晶を含む、［１］から［４］のいずれか１つに記載の固体撮像装置。
［６］
　前記第１材料が、ＩｎＧａ１－ｘＡｓｘ（０＜Ｘ＜１）を含み、
　前記第２材料が、Ｇｅ１－ｙＳｎｙ（０＜ｙ＜１）を含む、［１］から［５］のいずれか１つに記載の固体撮像装置。
［７］
　前記第１材料の格子定数は、前記第２材料の格子定数より小さい、［１］から［６］のいずれか１つに記載の固体撮像装置。
［８］
　前記第１感光膜及び／又は前記第２感光膜に応力がかけられることによって、前記第１感光膜及び／又は前記第２感光膜のカットオフ波長がシフトする、［１］から［７］のいずれか１つに記載の固体撮像装置。
［９］
　光入射側からの平面視で、前記第１感光膜と前記第２感光膜とが交互に配されている、［１］から［８］のいずれか１つに記載の固体撮像装置。
［１０］
　光入射側からの平面視で、前記第１感光膜と前記第２感光膜とが市松状に配されている、［１］から［９］のいずれか１つに記載の固体撮像装置。
［１１］
　前記第１感光膜と前記第２感光膜とが積層されている、［１］から［８］のいずれか１つに記載の固体撮像装置。
［１２］
　前記第１感光膜が、前記第２感光膜に覆われるように埋め込められて形成されている、［１］から［８］のいずれか１つに記載の固体撮像装置。
［１３］
　前記光電変換部が、紫外線の波長域、可視光線の波長域、近赤外線の波長域、短波近赤外線の波長域及び中赤外線の波長域に感度を有する、［１］から［１２］のいずれか１つに記載の固体撮像装置。
［１４］
　前記第１感光膜が、少なくとも、紫外線の波長域、可視光線の波長域、近赤外線の波長域及び短波近赤外線の波長域に感度を有し、
　前記第２感光膜が、少なくとも、中赤外線の波長域に感度を有する、［１］から［１３］のいずれか１つに記載の固体撮像装置。
［１５］　基板と、キャップ層とを更に備え、
　該基板と、前記光電変換部と、該キャップ層とがこの順で配され、
　該基板が第３材料を有し、
　該キャップ層が第４材料を有する、［１］から［１４］のいずれか１つに記載の固体撮像装置。
［１６］
　前記第３材料のバンドギャップが、前記第１材料のバンドギャップ及び前記第２材料のバンドギャップより大きく、
　前記第４材料のバンドギャップが、前記第１材料のバンドギャップ及び前記第２材料のバンドギャップより大きい、［１５］に記載の固体撮像装置。
［１７］
　前記第４材料が、ＩｎＧａ１－ｘＡｓｘ（０＜Ｘ＜１）又はＩｎＰを含む、［１５］又は［１６］に記載の固体撮像装置。
［１８］
　前記第３材料と前記第４材料とが、同一の材料である、［１５］から［１７］のいずれか１つに記載の固体撮像装置。
［１９］
　前記第３材料と前記第４材料とが互いに異なる材料である、［１５］から［１７］のいずれか１つに記載の固体撮像装置。
［２０］
　前記第３材料が、前記第１材料及び前記第２材料に対して異なる材料である、［１５］から［１９］のいずれか１つに記載の固体撮像装置。
［２１］
　前記第３材料と、前記第１材料及び／又は前記第２材料とが、同一の材料である、［１５］から［１９］のいずれか１つに記載の固体撮像装置。
［２２］
　［１］から［２１］のいずれか１つに記載の固体撮像装置が搭載された、電子機器。
　１（１－１、１－４、１－５、１－６ａ、１－６ｃ、１－７ａ、１－７ｂ、１－７ｃ、１－７ｄ、１－８、１－９、１－１０、１－１１、１－１２、１－１３、１－１４）・・・第１感光膜、
　２（２－１、２－２、２－３、２－４、２－５、２－６ａ、２－６ｃ、２－７ａ、２－７ｂ、２－７ｃ、２－７ｄ、２－８、２－９、２－１０、２－１１、２－１２、２－１３、２－１４）・・・第２感光膜、
　３、３－１３・・・Ｐ型ドープ領域、
　４・・・キャップ層、
　５・・・パッシベーション層、
　６・・・絶縁層、
　７・・・バンプ電極（Ｃｕ－Ｃｕ接合）、
　８・・・読出回路基板、
　９、９－２・・・基板、
　１０・・・反射防止膜、
　１１、１１－１０・・・オンチップレンズ、
　１２、１３・・・接続電極、
　２０・・・画素分離部、
　５０－１４Ｂ・・・青色光用カラーフィルタを含むシリコンリニアセンサ、
　５０－１４Ｇ・・・緑色光用カラーフィルタを含むシリコンリニアセンサ、
　５０－１４Ｒ・・・赤色光用カラーフィルタを含むシリコンリニアセンサ、
　１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１１０、１１３、１１４、１１５、１Ｍ・・・固体撮像装置、
　１１１Ｒ、１１６Ｒ・・・赤色光を透過するフィルタ（Ｖｉｓｉｂｌｅ（Ｒ））、
　１１１Ｇ、１１６Ｇ・・・緑色光を透過するフィルタ（Ｖｉｓｉｂｌｅ（Ｇ））、
　１１１ＩＲ、１１６ＩＲ・・・長波長透過用フィルタ（Ｖｉｓｉｂｌｅ＋ＳＷＩＲ＋ＭＷＩＲ）、
　ＧＳ１、ＧＳ２・・・画素、
　Ｐ６（Ｐ６ａ－１～Ｐ６ａ－８、Ｐ６ｂ－１～Ｐ６ｂ－４、Ｐ６ｃ－１～Ｐ６ｃ－１２）、Ｐ１１（Ｐ１１－１～Ｐ１１－８）・・・圧縮応力、
　Ｐ１２（Ｐ１２－１～Ｐ１２－８）・・・引張り応力。

Claims (20)

  1. 　第１感光膜と第２感光膜とを含む光電変換部を、少なくとも備え、
    　該第１感光膜が第１材料を有し、
    　該第２感光膜が第２材料を有し、
    　該第１材料と該第２材料とが互いに異なる材料である、固体撮像装置。
  2. 　前記第１材料のバンドギャップと前記第２材料のバンドギャップとが互いに異なる、請求項１に記載の固体撮像装置。
  3. 　前記光電変換部が、可視光線の波長域、近赤外線の波長域、短波近赤外線の波長域及び中赤外線の波長域に感度を有する、請求項１に記載の固体撮像装置。
  4. 　前記第１感光膜が、少なくとも、可視光線の波長域、近赤外線の波長域及び短波近赤外線の波長域に感度を有し、
    　前記第２感光膜が、少なくとも、中赤外線の波長域に感度を有する、請求項１に記載の固体撮像装置。
  5. 　前記第１材料が化合物半導体を含み、
    　前記第２材料がＩＶ族元素の混晶を含む、請求項１に記載の固体撮像装置。
  6. 　前記第１材料が、ＩｎＧａ１－ｘＡｓｘ（０＜Ｘ＜１）を含み、
    　前記第２材料が、Ｇｅ１－ｙＳｎｙ（０＜ｙ＜１）を含む、請求項１に記載の固体撮像装置。
  7. 　前記第１材料の格子定数は、前記第２材料の格子定数より小さい、請求項１に記載の固体撮像装置。
  8. 　前記第１感光膜及び／又は前記第２感光膜に応力がかけられることによって、前記第１感光膜及び／又は前記第２感光膜のカットオフ波長がシフトする、請求項１に記載の固体撮像装置。
  9. 　光入射側からの平面視で、前記第１感光膜と前記第２感光膜とが交互に配されている、請求項１に記載の固体撮像装置。
  10. 　光入射側からの平面視で、前記第１感光膜と前記第２感光膜とが市松状に配されている、請求項１に記載の固体撮像装置。
  11. 　前記第１感光膜と前記第２感光膜とが積層されている、請求項１に記載の固体撮像装置。
  12. 　前記第１感光膜が、前記第２感光膜に覆われるように埋め込められて形成されている、請求項１に記載の固体撮像装置。
  13. 　基板と、キャップ層とを更に備え、
    　該基板と、前記光電変換部と、該キャップ層とがこの順で配され、
    　該基板が第３材料を有し、
    　該キャップ層が第４材料を有する、請求項１に記載の固体撮像装置。
  14. 　前記第３材料のバンドギャップが、前記第１材料のバンドギャップ及び前記第２材料のバンドギャップより大きく、
    　前記第４材料のバンドギャップが、前記第１材料のバンドギャップ及び前記第２材料のバンドギャップより大きい、請求項１３に記載の固体撮像装置。
  15. 　前記第４材料が、ＩｎＧａ１－ｘＡｓｘ（０＜Ｘ＜１）又はＩｎＰを含む、請求項１３に記載の固体撮像装置。
  16. 　前記第３材料と前記第４材料とが、同一の材料である、請求項１３に記載の固体撮像装置。
  17. 　前記第３材料と前記第４材料とが互いに異なる材料である、請求項１３に記載の固体撮像装置。
  18. 　前記第３材料が、前記第１材料及び前記第２材料に対して異なる材料である、請求項１３に記載の固体撮像装置。
  19. 　前記第３材料と、前記第１材料及び／又は前記第２材料とが、同一の材料である、請求項１３に記載の固体撮像装置。
  20. 　請求項１に記載の固体撮像装置が搭載された、電子機器。
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