WO2017159130A1 - 光電変換素子及びその製造方法並びに撮像装置 - Google Patents

光電変換素子及びその製造方法並びに撮像装置 Download PDF

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WO2017159130A1
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photoelectric conversion
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compound semiconductor
conductivity type
semiconductor layer
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周治 萬田
奥山　敦
良輔 松本
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ソニー株式会社
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/79—Arrangements of circuitry being divided between different or multiple substrates, chips or circuit boards, e.g. stacked image sensors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/08—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
    • H01L31/10—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors characterised by potential barriers, e.g. phototransistors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the present disclosure relates to a photoelectric conversion element, a manufacturing method thereof, and an imaging apparatus.
  • the imaging device usually includes a photoelectric conversion element (light receiving element, photodiode, imaging element) formed on a silicon semiconductor substrate.
  • a photoelectric conversion element light receiving element, photodiode, imaging element
  • the silicon semiconductor located deep from the light incident surface (specifically, for example, about 10 ⁇ m).
  • a photoelectric conversion element must be formed in the region of the substrate. This means that the aspect ratio of the photoelectric conversion element increases as the pixels in the imaging device are miniaturized.
  • the light receiving element array disclosed in this patent publication is a light receiving element array having a light receiving sensitivity in the near-infrared wavelength region and formed in a laminated body of III-V compound semiconductors. A plurality of light receiving portions having band gap energy corresponding to the region are arranged.
  • the light receiving unit has a pn junction at the tip of the first conductivity type region formed by selective diffusion.
  • the second conductivity type region is located between the light receiving parts so as to partition the light receiving parts.
  • the second conductivity type region is formed based on an ion implantation method or a selective diffusion method.
  • the light receiving portion and the light receiving portion adjacent to the light receiving portion are separated by a second conductivity type region.
  • the second conductivity type region is separated by an ion implantation method or a diffusion method. Formed by.
  • these methods tend to cause crystal defects in the III-V group compound semiconductor stack, and there is a limit to the miniaturization of the light receiving portion in the diffusion control of impurities having the second conductivity type.
  • an object of the present disclosure is to provide a region that separates adjacent photoelectric conversion elements so that crystal defects or the like are not likely to occur during formation (or less likely), and can be reliably dealt with miniaturization. It is providing the photoelectric conversion element which has, a manufacturing method of the photoelectric conversion element, and an imaging device provided with the photoelectric conversion element.
  • the photoelectric conversion element of the present disclosure is: A first compound semiconductor layer comprising a first compound semiconductor material having a first conductivity type; A photoelectric conversion layer formed on the first compound semiconductor layer; A second compound semiconductor layer covering the photoelectric conversion layer and made of a second compound semiconductor material having the first conductivity type; A second conductivity type region formed in at least a part of the second compound semiconductor layer, having a second conductivity type different from the first conductivity type, and reaching the photoelectric conversion layer; An element isolation layer surrounding the side surface of the photoelectric conversion layer; A first electrode formed on the second conductivity type region; and A second electrode electrically connected to the first compound semiconductor layer; It has.
  • the element isolation layer may also be formed on the second compound semiconductor layer.
  • the second conductivity type region is formed at least in a part of the second compound semiconductor layer. Specifically, the second conductivity type region is formed in a part of the second compound semiconductor layer, or alternatively, the element isolation layer. Although it depends on the material constituting the layer, it is formed on a part of the second compound semiconductor layer and a part of the element isolation layer. Although the second compound semiconductor layer covers the photoelectric conversion layer, it may further cover the element isolation layer depending on the material constituting the element isolation layer.
  • an imaging apparatus includes a plurality of the photoelectric conversion elements according to the present disclosure arranged in a two-dimensional matrix.
  • a method for manufacturing a photoelectric conversion element according to the first aspect of the present disclosure for achieving the above object is as follows: (A) On the substrate, A first compound semiconductor layer comprising a first compound semiconductor material having a first conductivity type; A photoelectric conversion layer, and A second compound semiconductor layer comprising a second compound semiconductor material having a first conductivity type; Are sequentially formed, (B) forming recesses in at least the second compound semiconductor layer and the photoelectric conversion layer; (C) After forming an element isolation layer at least in the recess, (D) forming a second conductivity type region having a second conductivity type different from the first conductivity type and reaching the photoelectric conversion layer in at least part of the second compound semiconductor layer; (E) forming a first electrode on the second conductivity type region and forming a second electrode electrically connected to the first compound semiconductor layer; Each step is provided.
  • the recess is formed in at least the second compound semiconductor layer and the photoelectric conversion layer. May be formed in the second compound semiconductor layer and the photoelectric conversion layer, or may be formed in the second compound semiconductor layer, the photoelectric conversion layer, and the first compound semiconductor layer.
  • the element isolation layer is formed at least in the recess. Specifically, the element isolation layer may be formed in the recess, or alternatively, the element isolation layer is configured. Depending on the material, it may be formed in the recess and on the second compound semiconductor layer.
  • the second conductivity type region is formed in at least part of the second compound semiconductor layer. Specifically, the second conductivity type region is formed in part of the second compound semiconductor layer. Alternatively, it may be formed in a part of the element isolation layer, depending on a part of the second compound semiconductor layer and the material constituting the element isolation layer.
  • the method for manufacturing a photoelectric conversion element according to the second aspect of the present disclosure for achieving the above object is as follows.
  • a first compound semiconductor layer made of a first compound semiconductor material having a first conductivity type; and Photoelectric conversion layer, Are sequentially formed,
  • Each step is provided.
  • the recess is formed at least in the photoelectric conversion layer. Specifically, the recess is formed in the photoelectric conversion layer. Alternatively, it may be formed, or alternatively, it may be formed on the photoelectric conversion layer and the first compound semiconductor layer.
  • the element isolation layer is formed at least in the recess, but depending on the material constituting the element isolation layer, the element isolation layer may be formed in the recess and on the photoelectric conversion layer.
  • the second compound semiconductor layer is formed so as to cover the photoelectric conversion layer. Specifically, the second compound semiconductor layer is formed on the element isolation layer.
  • the element isolation layer may be formed in the recess and on the photoelectric conversion layer.
  • the portion of the element isolation layer formed on the photoelectric conversion layer is A form corresponding to the second compound semiconductor layer may be employed.
  • the second conductivity type region is formed in at least part of the second compound semiconductor layer.
  • the second conductivity type region is formed in part of the second compound semiconductor layer.
  • it may be formed in a part of the element isolation layer, depending on a part of the second compound semiconductor layer and the material constituting the element isolation layer.
  • the method for manufacturing a photoelectric conversion element according to the third aspect of the present disclosure for achieving the above object is as follows.
  • a first compound semiconductor layer comprising a first compound semiconductor material having a first conductivity type;
  • a second compound semiconductor layer comprising a second compound semiconductor material having a first conductivity type; are sequentially formed,
  • C After forming the first electrode on the second conductivity type region, (D) forming a recess in at least the photoelectric conversion layer; (E) forming an element isolation layer at least in the recess;
  • Each step is provided.
  • the recess is formed in at least the photoelectric conversion layer.
  • the recess is formed in the second compound semiconductor.
  • the first compound semiconductor layer and the photoelectric conversion layer may be formed.
  • the second compound semiconductor layer, the photoelectric conversion layer, and the first compound semiconductor may be formed. You may form in a layer.
  • the element isolation layer is formed at least in the recess.
  • the element isolation layer may be formed in the recess, or depending on the material constituting the element isolation layer. In addition, it may be formed in the recess and on the first compound semiconductor layer.
  • the method for manufacturing a photoelectric conversion element according to the fourth aspect of the present disclosure for achieving the above object is as follows: (A) After forming the element isolation layer on the substrate having the first conductivity type, and obtaining the first compound semiconductor layer surrounded by the element isolation layer and configured from the surface region of the substrate, (B) forming a photoelectric conversion layer surrounded by the element isolation layer on the first compound semiconductor layer; (C) After forming the second compound semiconductor layer made of the second compound semiconductor material having the first conductivity type on the photoelectric conversion layer, (D) forming a second conductivity type region having a second conductivity type different from the first conductivity type and reaching the photoelectric conversion layer in a part of the second compound semiconductor layer; (E) forming a first electrode on the second conductivity type region and forming a second electrode electrically connected to the first compound semiconductor layer; Each step is provided.
  • a method for manufacturing a photoelectric conversion element according to the fifth aspect of the present disclosure for achieving the above object is as follows: (A) After forming the element isolation layer / formation region on the substrate having the first conductivity type, and obtaining the first compound semiconductor layer surrounded by the element isolation layer / formation region and configured from the surface region of the substrate, (B) forming a photoelectric conversion layer on the first compound semiconductor layer and the element isolation layer / formation region; (C) After forming the second compound semiconductor layer made of the second compound semiconductor material having the first conductivity type on the photoelectric conversion layer, (D) After removing the part of the second compound semiconductor layer and the photoelectric conversion layer located above the element isolation layer / formation region and embedding the removed part with the element isolation layer / formation material to obtain the element isolation layer, (E) forming a second conductivity type region having a second conductivity type different from the first conductivity type and reaching the photoelectric conversion layer in the second compound semiconductor layer; (F) forming a first electrode on the second conductivity type region and forming a
  • the method for manufacturing a photoelectric conversion element according to the sixth aspect of the present disclosure for achieving the above object is as follows.
  • the photoelectric conversion element of the present disclosure the photoelectric conversion element constituting the imaging device of the present disclosure, and the photoelectric conversion element manufactured by the method of manufacturing a photoelectric conversion element according to the first to sixth aspects of the present disclosure
  • the element isolation layer surrounds the side surface of the photoelectric conversion layer, there is no risk of crystal defects or the like (or less risk) when forming a region that separates adjacent photoelectric conversion elements. It is possible to reliably cope with miniaturization.
  • the effects described in the present specification are merely examples and are not limited, and may have additional effects.
  • FIG. 1A and 1B are schematic partial cross-sectional views of a photoelectric conversion element of Example 1 and a modification of the photoelectric conversion element of Example 1, respectively.
  • 2A and 2B are schematic partial cross-sectional views of a photoelectric conversion element of Example 2 and a modification of the photoelectric conversion element of Example 2, respectively.
  • 3A and 3B are schematic partial cross-sectional views of another modification of the photoelectric conversion element of Example 1.
  • FIG. 4A and 4B are diagrams schematically illustrating the arrangement of first electrodes and the like in the photoelectric conversion elements of Example 1 and Example 2, respectively.
  • FIG. 5 is a diagram schematically illustrating the connection between the photoelectric conversion element of Example 1 and the driving substrate.
  • FIG. 6 is a conceptual diagram of the imaging apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic partial cross-sectional view of a photoelectric conversion element constituting the imaging apparatus of Example 14.
  • FIG. 8 is a diagram schematically illustrating an arrangement example of the first imaging element and the second imaging element in the imaging apparatus according to the fourteenth embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram schematically illustrating another arrangement example of the first imaging element and the second imaging element in the imaging apparatus according to the fourteenth embodiment.
  • FIG. 10 is a conceptual diagram of an example in which the imaging apparatus according to the present disclosure is used with an electronic device (camera).
  • 11A, FIG. 11B, and FIG. 11C are schematic partial end views of the first compound semiconductor layer and the like for explaining the method of manufacturing the photoelectric conversion element of Example 1.
  • FIG. 12A, 12B, and 12C are schematic partial end views of the first compound semiconductor layer and the like for explaining the method of manufacturing the photoelectric conversion element of Example 1 following FIG. 11C.
  • FIG. 13 is a schematic partial end view of the first compound semiconductor layer and the like for explaining the manufacturing method of the photoelectric conversion element of Example 1 following FIG. 12C.
  • 14A and 14B are schematic partial end views of the first compound semiconductor layer and the like for illustrating the method for manufacturing the photoelectric conversion element of Example 2.
  • FIG. 15A and 15B are schematic partial end views of a first compound semiconductor layer and the like for describing a modification of the method for manufacturing the photoelectric conversion element of Example 2.
  • 16C are schematic partial end views of the first compound semiconductor layer and the like for explaining the method of manufacturing the photoelectric conversion element of Example 3.
  • 17A and 17B are schematic partial end views of the first compound semiconductor layer and the like for explaining the method of manufacturing the photoelectric conversion element of Example 3 following FIG. 16C.
  • 18A and 18B are schematic partial end views of the first compound semiconductor layer and the like for describing the method for manufacturing the photoelectric conversion element of Example 4.
  • FIG. 19A and 19B are schematic partial end views of the first compound semiconductor layer and the like for explaining the manufacturing method of the photoelectric conversion element of Example 4 following FIG. 18B.
  • 20A and 20B are schematic partial end views of the first compound semiconductor layer and the like for explaining the manufacturing method of the photoelectric conversion element of Example 4 following FIG. 19B. 21A, FIG.
  • 21B, and FIG. 21C are schematic partial end views of the first compound semiconductor layer and the like for describing the method for manufacturing the photoelectric conversion element of Example 5.
  • 22A, 22B, and 22C are schematic partial end views of the first compound semiconductor layer and the like for explaining the method of manufacturing the photoelectric conversion element of Example 5 following FIG. 21C.
  • 23A, FIG. 23B, and FIG. 23C are schematic partial end views of the first compound semiconductor layer and the like for describing the method for manufacturing the photoelectric conversion element of Example 6.
  • 24A, 24B, and 24C are schematic partial end views of the first compound semiconductor layer and the like for explaining the method of manufacturing the photoelectric conversion element of Example 6 following FIG. 23C.
  • 25A, 25B, and 25C are schematic partial end views of the first compound semiconductor layer and the like for describing the method for manufacturing the photoelectric conversion element of Example 7.
  • FIG. 26A, 26B, and 26C are schematic partial end views of the first compound semiconductor layer and the like for explaining the method of manufacturing the photoelectric conversion element of Example 7 following FIG. 25C.
  • 27A, 27B, and 27C are schematic partial end views of the first compound semiconductor layer and the like for describing the method for manufacturing the photoelectric conversion element of Example 8.
  • FIG. 28A, 28B, and 28C are schematic partial end views of the first compound semiconductor layer and the like for explaining the method of manufacturing the photoelectric conversion element of Example 8 following FIG. 27C.
  • 29A, 29B, and 29C are schematic partial end views of the first compound semiconductor layer and the like for describing the method for manufacturing the photoelectric conversion element of Example 9.
  • FIG. 30A, 30B, and 30C are schematic partial end views of the first compound semiconductor layer and the like for explaining the manufacturing method of the photoelectric conversion element of Example 9 following FIG. 29C.
  • FIG. 31A, FIG. 31B, and FIG. 31C are schematic partial end views of the first compound semiconductor layer and the like for describing the method for manufacturing the photoelectric conversion element of Example 10.
  • 32A, 32B, and 32C are schematic partial end views of the first compound semiconductor layer and the like for explaining the method of manufacturing the photoelectric conversion element of Example 10 following FIG. 31C. 33A, FIG. 33B, and FIG.
  • FIG. 33C are schematic partial end views of the first compound semiconductor layer and the like for explaining the method of manufacturing the photoelectric conversion element of Example 11.
  • 34A, FIG. 34B, and FIG. 34C are schematic partial end views of the first compound semiconductor layer and the like for explaining the manufacturing method of the photoelectric conversion element of Example 11 following FIG. 33C.
  • FIG. 35A, FIG. 35B, and FIG. 35C are schematic partial end views of the first compound semiconductor layer and the like for explaining the manufacturing method of the photoelectric conversion element of Example 12.
  • 36A, 36B, and 36C are schematic partial end views of the first compound semiconductor layer and the like for explaining the manufacturing method of the photoelectric conversion element of Example 12 following FIG. 35C. 37A, FIG. 37B, and FIG.
  • FIG. 37C are schematic partial end views of the first compound semiconductor layer and the like for describing the method for manufacturing the photoelectric conversion element of Example 13.
  • 38A, 38B, and 38C are schematic partial end views of the first compound semiconductor layer and the like for explaining the manufacturing method of the photoelectric conversion element of Example 13 following FIG. 37C.
  • FIG. 39 is a graph showing the spectrum of atmospheric light.
  • FIG. 40 is a graph of a light absorption spectrum showing a so-called biological window.
  • FIG. 41 is a block diagram illustrating an example of a schematic configuration of a vehicle control system.
  • FIG. 42 is an explanatory diagram illustrating an example of the installation positions of the outside-vehicle information detection unit and the imaging unit.
  • FIG. 43 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration of an endoscopic surgery system.
  • FIG. 44 is a block diagram illustrating an example of a functional configuration of the camera head and the CCU.
  • Example 4 (Modification of photoelectric conversion element of Examples 1 and 2 and method for manufacturing photoelectric conversion element according to third aspect of the present disclosure) 6).
  • Example 5 (Modification of the photoelectric conversion elements of Examples 1 and 2 and the method for manufacturing a photoelectric conversion element according to the fourth aspect of the present disclosure) 7).
  • Example 6 (Modification of Manufacturing Method of Photoelectric Conversion Element of Example 5) 8).
  • Example 7 (another modification of the method for producing the photoelectric conversion element of Example 5) 9.
  • Example 8 (another modification of the method for producing the photoelectric conversion element of Example 5) 10.
  • Example 9 (Modification of Example 8) 11.
  • Example 10 deformation of photoelectric conversion elements of Examples 1 and 2 and method for manufacturing a photoelectric conversion element according to the fifth aspect of the present disclosure) 12
  • Example 11 (Modification of Example 10) 13.
  • Example 12 (Modification of the photoelectric conversion element of Examples 1 to 2 and manufacturing method of the photoelectric conversion element according to the sixth aspect of the present disclosure) 14
  • Example 13 (Modification of Example 12)
  • the imaging device further includes a driving substrate, for example, a reading integrated substrate (ROIC substrate, Read Only IC substrate), and the first electrode constituting each photoelectric conversion element is provided on the driving substrate.
  • the first electrode connecting portion may be connected.
  • the second electrode constituting each photoelectric conversion element may be connected to a second electrode connection portion provided on the driving substrate.
  • the element isolation layer is made of the third compound semiconductor material having the first conductivity type, and is formed in the recess.
  • a step of embedding the groove portion with an insulating material or a light shielding material can be further provided.
  • a groove may be formed in the element isolation layer in the recess.
  • the groove may be formed at the same time. .
  • the manufacturing method of the photoelectric conversion element according to the first to third aspects of the present disclosure including such a form, or according to the fourth to sixth aspects of the present disclosure.
  • it can be set as the form which removes a board
  • the groove portion may be formed in all the regions of the recessed portion along the depth direction of the recessed portion, or may be formed in a partial region of the recessed portion.
  • the groove is [1-1] All of the second compound semiconductor layer and all of the photoelectric conversion layer, or [1-2] It may be formed on all of the second compound semiconductor layer and part of the photoelectric conversion layer.
  • a groove part is [1-3] All of the second compound semiconductor layer, all of the photoelectric conversion layer, and all of the first compound semiconductor layer, or [1-4] It may be formed on all of the second compound semiconductor layer, all of the photoelectric conversion layer, and part of the first compound semiconductor layer.
  • the groove is [2-1] All of the photoelectric conversion layer, or [2-2] A part of the photoelectric conversion layer may be formed.
  • a groove part is [2-3] All of the photoelectric conversion layer and all of the first compound semiconductor layer, or [2-4] All of the photoelectric conversion layer and a part of the first compound semiconductor layer, What is necessary is just to form.
  • the groove is [3-1] All of the second compound semiconductor layer and all of the photoelectric conversion layer, or [3-2] It may be formed on all of the second compound semiconductor layer and part of the photoelectric conversion layer.
  • a groove part is [3-3] All of the photoelectric conversion layer and all of the first compound semiconductor layer, or [3-4] All of the photoelectric conversion layer and a part of the first compound semiconductor layer, What is necessary is just to form.
  • a groove part is [3-3] All of the photoelectric conversion layer and all of the first compound semiconductor layer, or [3-4] All of the photoelectric conversion layer and a part of the first compound semiconductor layer, What is necessary is just to form.
  • a groove part in at least a photoelectric converting layer in some cases, at least a part of a photoelectric converting layer).
  • the photoelectric conversion element in the imaging device of the present disclosure including the preferable mode
  • the method for manufacturing the photoelectric conversion element according to the first to sixth modes of the present disclosure including the preferable mode.
  • the second electrode is formed on the same side as the first electrode.
  • the second electrode may be formed on the light incident side surface of the first compound semiconductor layer.
  • the first compound semiconductor layer, the second compound semiconductor layer, and the element isolation layer can be made of different materials or have the same material. You can also.
  • the element isolation layer has a first conductivity type and is made of a compound semiconductor material (third compound semiconductor material) different from the material constituting the photoelectric conversion layer.
  • the element isolation layer having such a configuration may be referred to as “an element isolation layer made of a third compound semiconductor material”.
  • the element isolation layer) and the photoelectric conversion layer can be made of a III-V compound semiconductor material.
  • the photoelectric conversion layer is made of InGaAs
  • the isolation layer (element isolation layer made of the third compound semiconductor material) can be made of InP.
  • the material of a 1st compound semiconductor layer, a 2nd compound semiconductor layer, and a photoelectric converting layer may be selected so that the band gap energy of a photoelectric converting layer may become the lowest.
  • the material constituting the element isolation layer examples include an insulating material and a combination of a light shielding material and an insulating material. It can. That is, in the latter case, the element isolation layer is made of an insulating material layer, or the part of the element isolation layer in contact with the side surface of the photoelectric conversion layer is made of an insulating material layer, and the other part of the element isolation layer Can be made of a light shielding material layer.
  • the compound semiconductor layer constituting the photoelectric conversion layer is composed of a crystalline compound semiconductor material
  • the element isolation layer is composed of the same compound semiconductor material as the compound semiconductor material constituting the photoelectric conversion layer. Forms that are states may also be included.
  • the materials may be completely the same material, Materials having different compositions may be used, or materials having the same composition but different impurity concentrations may be used.
  • the same composition means that the atomic percentage of atoms constituting the material is the same value
  • the different composition means that the atomic percentage of atoms constituting the material is a different value.
  • the first compound semiconductor layer, the second compound semiconductor layer, and the element isolation layer are not limited to the structure made of InP, but the first compound semiconductor layer, the second compound, In addition, Si, InGaAsP, and AlInAs can be exemplified as the compound semiconductor material constituting each of the semiconductor layer or the element isolation layer (element isolation layer made of the third compound semiconductor material).
  • the compound semiconductor material (third compound semiconductor material) constituting the element isolation layer is more than the material constituting the photoelectric conversion layer.
  • the impurity concentration of the element isolation layer is the photoelectric conversion layer. The impurity concentration can be higher than the impurity concentration.
  • the band gap energy of the third compound semiconductor material is BG 3
  • the band gap energy of the material constituting the photoelectric conversion layer is BG 0
  • the refractive index of the third compound semiconductor material is n 3 and the refractive index of the material constituting the photoelectric conversion layer is n 0
  • the impurity concentration of the element isolation layer made of the third compound semiconductor material is Im 3
  • the impurity concentration of the photoelectric conversion layer is Im 0
  • the value of Im 0 may be 5 ⁇ 10 16 cm ⁇ 3 or less (for example, 1 ⁇ 10 14 cm ⁇ 3 to 5 ⁇ 10 15 cm ⁇ 3 )
  • the value of Im 3 may be Examples include 5 ⁇ 10 17 cm ⁇ 3 to 5 ⁇ 10 18 cm ⁇ 3 or less.
  • the part of the element isolation layer that is in contact with the side surface of the photoelectric conversion layer is formed of the third compound semiconductor material, and the others
  • the element isolation layer can be made of a light shielding material.
  • the recess As a specific planar shape of the recess, between adjacent photoelectric conversion elements (specifically, for example, an element isolation layer corresponding to a boundary region of adjacent photoelectric conversion elements (an element isolation layer made of a third compound semiconductor material) )), A shape in which a recess is formed can be mentioned.
  • the recess is provided in a cross beam shape, for example. That is, the photoelectric conversion element is surrounded by the recess.
  • an insulating material layer made of an insulating material or a light shielding material layer made of a light shielding material specifically, photoelectric conversion is performed on a portion of an element isolation layer (element isolation layer made of a third compound semiconductor material) located in the recess.
  • a groove is formed so as to surround the element, and is formed in the groove.
  • examples of the material constituting the element isolation layer / formation region include various insulating materials described below.
  • examples of the element isolation layer / forming material include various insulating materials described below.
  • the portion in contact with the side surfaces of the second compound semiconductor layer, the photoelectric conversion layer, and the first compound semiconductor layer is composed of various insulating materials described below, and the other portions are It can be set as the form comprised from the light-shielding material mentioned later.
  • Inorganic materials exemplified by metal oxide high dielectric insulating films such as silicon oxide materials; silicon nitride (SiN Y ); aluminum oxide (Al 2 O 3 ), HfO 2, etc.
  • Silicon oxide-based materials include silicon oxide (SiO x ), BPSG, PSG, BSG, AsSG, PbSG, silicon oxynitride (SiON), SOG (spin-on-glass), low dielectric constant materials (for example, polyaryl ether, cyclohexane) Examples thereof include perfluorocarbon polymer and benzocyclobutene, cyclic fluororesin, polytetrafluoroethylene, fluorinated aryl ether, fluorinated polyimide, amorphous carbon, and organic SOG).
  • the light shielding material layer (inter-element light shielding layer) or a light shielding material
  • Cr chromium
  • Cu copper
  • Al aluminum
  • Ti titanium
  • Mo molybdenum
  • Mo Manganese
  • the insulating material layer can be formed based on various physical vapor deposition methods (PVD method) or chemical vapor deposition methods (CVD method).
  • the light shielding material layer can be formed based on various PVD methods.
  • Film formation methods using the principle of the PVD method include vacuum evaporation using resistance heating or high frequency heating, EB (electron beam) evaporation, various sputtering methods (magnetron sputtering, RF-DC coupled bias sputtering, ECR Sputtering method, counter target sputtering method, high-frequency sputtering method), ion plating method, laser ablation method, molecular beam epitaxy method, and laser transfer method.
  • the CVD method include a plasma CVD method, a thermal CVD method, an organic metal (MO) CVD method, and a photo CVD method.
  • a mode in which light is incident through the first compound semiconductor layer can be used.
  • the second conductivity type is p-type
  • the first conductivity type is p-type
  • the first conductivity type is p-type
  • the second conductivity type is n-type
  • the photoelectric conversion element of the present disclosure including the various preferable forms described above, light is irradiated, photoelectric conversion occurs in the photoelectric conversion layer, and holes and electrons are carrier-separated.
  • An electrode from which holes are extracted is an anode (anode)
  • an electrode from which electrons are extracted is a cathode (cathode).
  • the first electrode constitutes an anode and the second electrode constitutes a cathode
  • the first electrode constitutes a cathode and the second electrode constitutes an anode.
  • the first conductivity type is n-type and the second conductivity type is p-type
  • the first electrode constitutes a cathode (cathode) and the second electrode constitutes an anode (anode).
  • molybdenum (Mo), tungsten (W), tantalum (Ta) are used as materials constituting these electrodes.
  • the second electrode can be made of a transparent conductive material.
  • An electrode made of a transparent conductive material may be referred to as a “transparent electrode”.
  • examples of the transparent conductive material constituting the transparent electrode include conductive metal oxides, specifically, indium oxide, indium tin oxide (ITO, Indium Tin Oxide, Sn-doped In).
  • ITO indium-gallium oxide
  • IGO indium-gallium oxide
  • ZnO oxidation Indium-zinc oxide
  • IZO indium added as a dopant to zinc
  • IGZO indium-gallium-zinc oxide
  • AlMgZnO Aluminum oxide and magnesium oxide-doped zinc oxide
  • zinc oxide as dopant Added aluminum - zinc oxide (AZO), gallium added with gallium as a dopant to zinc oxide - zinc oxide (GZO), titanium oxide (TiO 2), ZnO and B-doped tin oxide (SnO 2), ATO ( Sb-doped SnO 2 ), FTO (F-doped SnO 2 ), indium-gallium oxide (IGO
  • a transparent electrode having a base layer of gallium oxide, titanium oxide, niobium oxide, nickel oxide, or the like can be given.
  • Examples of the thickness of the transparent electrode include 2 ⁇ 10 ⁇ 8 m to 2 ⁇ 10 ⁇ 7 m, preferably 3 ⁇ 10 ⁇ 8 m to 1 ⁇ 10 ⁇ 7 m.
  • the second electrode may be a so-called solid film.
  • an auxiliary electrode may be formed on the light incident surface of the second electrode.
  • the planar shape of the auxiliary electrode there can be mentioned a lattice shape (cross-beam shape), or a plurality of branch auxiliary electrodes extend in parallel to each other, and one or both ends of the plurality of branch auxiliary electrodes are connected to each other.
  • the auxiliary electrode can be composed of, for example, AuGe layer / Ni layer / Au layer, Mo layer / Ti layer / Pt layer / Au layer, Ti layer / Pt layer / Au layer, Ni layer / Au layer, etc. Further, it can be formed based on a PVD method such as a sputtering method or a vacuum deposition method. The layer described at the top of “/” occupies the second electrode side.
  • Examples of the film formation method for the first electrode and the second electrode include the above-described various PVD methods (for example, a sputtering method and a vacuum evaporation method) and various CVD methods.
  • An antireflection film may be formed on the light incident surface of the photoelectric conversion element (for example, the light incident surface of the first compound semiconductor layer).
  • a material having a refractive index smaller than that of the compound semiconductor material constituting the uppermost compound semiconductor layer is preferably used.
  • a PVD method such as a sputtering method Can be formed.
  • the photoelectric conversion layer may be regarded as a first conductivity type layer or an i layer depending on the impurity concentration contained in the photoelectric conversion layer. That is, the photoelectric conversion layer includes an intrinsic semiconductor layer.
  • Examples of the method for forming the second conductivity type region include a vapor phase diffusion method and a solid phase diffusion method for impurities having the second conductivity type.
  • examples of the impurity include zinc (Zn) and magnesium (Mg). Further, zinc (Zn) or magnesium (Mg) may be introduced by an ion implantation method.
  • Various compound semiconductor layers can be formed by, for example, metal organic chemical vapor deposition (MOCVD, Metal-Organic-Chemical-Vapor-Deposition-, MOVPE, Metal-Organic-Vapor-Phase-Epitaxy-) or molecular beam epitaxy (MBE). ), Hydride vapor phase growth method (HVPE method) in which halogen contributes to transport or reaction, atomic layer deposition method (ALD method, Atomic Layer Deposition method), migration enhanced epitaxy method (MEE method, Migration-Enhanced Epitaxy method)
  • ALD method Atomic Layer Deposition method
  • MEE method Migration enhanced epitaxy method
  • PPD method plasma assisted physical vapor deposition method
  • the recess and the groove can be formed based on a wet etching method or a dry etching method. Alternatively, the groove can be formed at the same time when the recess is filled with the element isolation layer.
  • a configuration in which a filter (for example, a color filter, a visible light cut filter, or an infrared cut filter for cutting undesired infrared light) that transmits light of a desired wavelength is provided on the light incident side of the photoelectric conversion element.
  • a configuration including a condensing lens on-chip micro lens, OCL may be employed. That is, for example, a planarizing film may be formed on the first compound semiconductor layer, and a filter and a condenser lens may be further formed on the planarizing film.
  • the top surface of the second compound semiconductor layer (in some cases, depending on the material constituting the element isolation layer, the top surface of the element isolation layer) may be covered with a coating layer.
  • the material constituting the coating layer include the material constituting the insulating material layer described above.
  • the substrate examples include a substrate made of a III-V group compound semiconductor.
  • the substrate made of a III-V group compound semiconductor include a GaAs substrate, an InP substrate, a GaN substrate, an AlN substrate, a GaP substrate, a GaSb substrate, an InSb substrate, and an InAs substrate.
  • a silicon semiconductor substrate, a sapphire substrate, a SiC substrate, a quartz glass substrate, a sapphire substrate, and the like can be given.
  • the driving substrate can be composed of, for example, a silicon semiconductor substrate.
  • Various circuits for driving the photoelectric conversion elements may be formed on the driving substrate.
  • the substrate (film formation substrate) may be removed by an etching method, a polishing method, a CMP method, a laser ablation method, a heating method, or the like.
  • the first electrode connecting portion and the second electrode connecting portion formed on the driving substrate can be constituted by, for example, a bump portion for connection with the first electrode and the second electrode of the photoelectric conversion element. Then, the first electrode, the second electrode, or the contact portion is connected to the bump portion provided on the silicon semiconductor substrate. Alternatively, it has a driving substrate on which the first electrode connecting portion and the second electrode connecting portion made of copper (Cu) are formed, and a connecting portion (made of copper) provided on the first electrode and the second electrode.
  • the photoelectric conversion elements can be stacked by overlapping so that the connection portions are in contact with each other, and joining the connection portions.
  • TCV Three Contact VIA
  • the photoelectric conversion element may be fixed to a support substrate. Also in this case, after the photoelectric conversion element is formed on the film formation substrate, the photoelectric conversion element may be fixed to the supporting substrate or bonded, and then the film formation substrate may be removed from the photoelectric conversion element. . Examples of the method for removing the film formation substrate from the photoelectric conversion element include the above-described methods. Further, as a method for fixing or bonding the photoelectric conversion element to the support substrate, a metal bonding method, a semiconductor bonding method, and a metal / semiconductor bonding method can be cited in addition to a method using an adhesive.
  • a transparent inorganic substrate such as a glass substrate or a quartz substrate, a polyester resin such as polyethylene terephthalate (PET) or polyethylene naphthalate (PEN); a polycarbonate (PC) resin; Polyethersulfone (PES) resin; Polyolefin resin such as polystyrene, polyethylene, polypropylene; Polyphenylene sulfide resin; Polyvinylidene fluoride resin; Tetraacetyl cellulose resin; Brominated phenoxy resin; Aramid resin; Polyimide resin; Polystyrene resin; Polysulfone resin; Acrylic resin; Epoxy resin; Fluororesin; Silicone resin; Diacetate resin; Triacetate resin; Polyvinyl chloride resin; Chick substrate or a film can be mentioned.
  • the glass substrate include a soda glass substrate, a heat resistant glass substrate, and a quartz glass substrate.
  • an array of photoelectric conversion elements in addition to a Bayer array, an interline array, a G stripe RB checkered array, a G stripe RB complete checkered array, a checkered complementary color array, a stripe array, an oblique stripe array, and a primary color difference array Field color difference sequential array, frame color difference sequential array, MOS type array, improved MOS type array, frame interleaved array, and field interleaved array.
  • one pixel is constituted by one photoelectric conversion element.
  • An example of the arrangement pitch of the photoelectric conversion elements is 5 ⁇ m or less.
  • a single-plate color solid-state imaging device can be configured by the imaging device of the present disclosure.
  • the imaging device is provided with a control unit, a drive circuit, and wiring for driving the photoelectric conversion element.
  • a shutter for controlling the incidence of light on the photoelectric conversion element may be provided as necessary.
  • the pixel region in which a plurality of photoelectric conversion elements are arranged is configured by pixels regularly arranged in a two-dimensional matrix (two-dimensional array).
  • the pixel area usually includes an effective pixel area that actually receives light, amplifies the signal charge generated by photoelectric conversion, and reads it to the drive circuit, and a black reference pixel for outputting optical black that serves as a black level reference It is composed of areas.
  • the black reference pixel region is usually arranged on the outer periphery of the effective pixel region.
  • a photoelectric conversion element constitutes a CCD (Charge Coupled Device), CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensor, CIS (Contact Image Sensor), and CMD (Charge Modulation Device) type signal amplification type image sensor.
  • CCD Charge Coupled Device
  • CMOS Complementary Metal Oxide Semiconductor
  • CIS Contact Image Sensor
  • CMD Charge Modulation Device
  • an electronic device having an imaging function such as a digital still camera, a video camera, a camcorder, an in-vehicle camera, a surveillance camera, a mobile phone, or the like can be configured from the imaging device.
  • the configuration and structure of the imaging apparatus excluding the photoelectric conversion element can be the same as the configuration and structure of a known imaging apparatus, and various processing of signals obtained by the photoelectric conversion element can be performed based on known circuits. it can.
  • Example 1 relates to a photoelectric conversion element (a light receiving element, a photodiode, and an imaging element) of the present disclosure, a method for manufacturing the photoelectric conversion element according to the first aspect of the present disclosure, and an imaging apparatus of the present disclosure.
  • a schematic partial cross-sectional view of the photoelectric conversion element of Example 1 is shown in FIG. 1A.
  • the arrangement of the first electrode, the second electrode, the second compound semiconductor layer, the element isolation layer, and the recesses in the photoelectric conversion element of Example 1 is schematically illustrated in FIG.
  • FIG. 5 schematically shows the connection with the substrate
  • FIG. 6 shows a conceptual diagram of the image pickup apparatus of the first embodiment.
  • the photoelectric conversion element 10A of Example 1 is A first compound semiconductor layer 31 made of a first compound semiconductor material having a first conductivity type; A photoelectric conversion layer 34 formed on the first compound semiconductor layer 31; A second compound semiconductor layer 32 covering the photoelectric conversion layer 34 and made of a second compound semiconductor material having the first conductivity type; A second conductivity type region 35 formed in at least a part of the second compound semiconductor layer 32, having a second conductivity type different from the first conductivity type, and reaching the photoelectric conversion layer 34; An element isolation layer 33 surrounding the side surface of the photoelectric conversion layer 34; A first electrode 51 formed on the second conductivity type region 35; and A second electrode 52 electrically connected to the first compound semiconductor layer 31; It has.
  • the element isolation layer 33 is specifically made of a third compound semiconductor material having a first conductivity type and different from the material constituting the photoelectric conversion layer 34.
  • the element isolation layer (element isolation layer made of a third compound semiconductor material) 33 is also formed on the second compound semiconductor layer 32.
  • the second conductivity type region 35 is formed in at least a part of the second compound semiconductor layer 32.
  • the second conductivity type area 35 constitutes a part of the second compound semiconductor layer 32 and an element isolation layer. Although depending on the material, it is formed on a part of the element isolation layer 33.
  • the second compound semiconductor layer 32 may cover the top of the element isolation layer 33 depending on the material constituting the element isolation layer.
  • the imaging apparatus includes a plurality of photoelectric conversion elements 10A according to the first embodiment arranged in a two-dimensional matrix.
  • the imaging apparatus according to the first embodiment further includes a driving substrate 60, specifically, a reading integrated substrate (ROIC substrate), and the first electrode 51 configuring each photoelectric conversion element 10A includes a driving substrate.
  • the second electrode 52 connected to the first electrode connection portion 61 provided on the substrate 60 and connected to the second electrode connection portion 62 provided on the driving substrate 60 is connected to the second electrode 52 constituting each photoelectric conversion element 10A.
  • various circuits for driving the photoelectric conversion element 10A are provided on the driving substrate 60, illustration thereof is omitted.
  • the image sensor 10A is composed of a CMOS image sensor.
  • an in-vehicle camera and a monitoring camera are configured from the imaging device.
  • the second electrode 52 is formed on the same side as the first electrode 51.
  • light enters through the first compound semiconductor layer 31.
  • the first conductivity type was n-type and the second conductivity type was p-type.
  • the first compound semiconductor layer 31, the second compound semiconductor layer 32, and the element isolation layer (element isolation layer made of a third compound semiconductor material) 33 are made of the same material.
  • the first compound semiconductor layer 31, the second compound semiconductor layer 32, the element isolation layer 33, and the photoelectric conversion layer 34 are made of a III-V compound semiconductor material.
  • the photoelectric conversion layer 34 is made of InGaAs (specifically, n-InGaAs, more specifically, n-In 0.57 Ga 0.43 As), and includes the first compound semiconductor layer 31, the second compound semiconductor layer 32, and the element.
  • the separation layer 33 is made of InP (specifically, n + -InP).
  • the third compound semiconductor material constituting the element isolation layer 33 has a wider band gap energy than the material constituting the photoelectric conversion layer 34, and the impurity concentration of the element isolation layer 33 is the impurity concentration of the photoelectric conversion layer 34. Higher than. Specifically, the values of the band gap energy BG, the impurity concentration Im, and the refractive index n of the photoelectric conversion layer 34 and the element isolation layer 33 are as shown in Table 1 below.
  • the impurity concentration Im 0 of the photoelectric conversion layer 34 is desirably 5 ⁇ 10 16 cm ⁇ 3 or less, and the impurity concentration Im 3 of the element isolation layer 33 is 5 ⁇ 10 17 cm ⁇ 3 to 5 ⁇ 10 18 cm ⁇ . 3 is desirable.
  • the impurity concentrations Im 1 and Im 2 of the first compound semiconductor layer 31 and the second compound semiconductor layer 32 are also preferably 5 ⁇ 10 17 cm ⁇ 3 to 5 ⁇ 10 18 cm ⁇ 3 .
  • the first compound semiconductor material, the second compound semiconductor material, and the third compound semiconductor material constituting the first compound semiconductor layer 31, the second compound semiconductor layer 32, and the element isolation layer 33 are designed. The material was completely the same. Further, the impurity concentration of the second conductivity type region 35 is set to 2 ⁇ 10 18 cm ⁇ 3 .
  • the image pickup apparatus 100 of the first embodiment has a photoelectric conversion element 10A (represented by the image pickup element 101 in FIG. And the vertical drive circuit 112 as a drive circuit (peripheral circuit), the column signal processing circuit 113, the horizontal drive circuit 114, the output circuit 115, the drive control circuit 116, and the like.
  • these circuits can be configured from known circuits, and are configured using other circuit configurations (for example, various circuits used in conventional CCD type imaging devices and CMOS type imaging devices). It goes without saying that it can be done.
  • the display of the reference number “101” on the image sensor 101 is only one line.
  • the drive control circuit 116 generates a clock signal and a control signal that serve as a reference for operations of the vertical drive circuit 112, the column signal processing circuit 113, and the horizontal drive circuit 114 based on the vertical synchronization signal, the horizontal synchronization signal, and the master clock.
  • the generated clock signal and control signal are input to the vertical drive circuit 112, the column signal processing circuit 113, and the horizontal drive circuit 114.
  • the vertical drive circuit 112 is configured by, for example, a shift register, and selectively scans each imaging element 101 in the imaging region 111 in the vertical direction sequentially in units of rows.
  • a pixel signal (image signal) based on a current (signal) generated according to the amount of light received by each image sensor 101 is sent to the column signal processing circuit 113 via a signal line (data output line) 117.
  • the column signal processing circuit 113 is disposed, for example, for each column of the image sensor 101, and outputs an image signal output from the image sensor 101 for one row for each image sensor as a black reference pixel (not shown, but an effective pixel region). Signal processing for signal removal and signal amplification.
  • a horizontal selection switch (not shown) is connected between the horizontal signal line 118 and provided.
  • the horizontal drive circuit 114 is constituted by, for example, a shift register, and sequentially selects each of the column signal processing circuits 113 by sequentially outputting horizontal scanning pulses, and a signal is sent from each of the column signal processing circuits 113 to the horizontal signal line 118. Output.
  • the output circuit 115 performs signal processing on the signals sequentially supplied from each of the column signal processing circuits 113 via the horizontal signal line 118 and outputs the signals.
  • FIG. 11A, FIG. 11B, FIG. 11C, FIG. 12A, FIG. 12B, FIG. 12C, and FIG. 13 which are typical partial end views of the first compound semiconductor layer, etc.
  • a manufacturing method of 10A will be described.
  • a first compound semiconductor layer 31 made of a first compound semiconductor material having a first conductivity type, a photoelectric conversion layer 34, and a second compound semiconductor layer 32 made of a second compound semiconductor material having a first conductivity type. are sequentially formed.
  • a substrate (deposition substrate) 21 made of InP made of InP and formed with a buffer layer 22 having a thickness of 0.1 ⁇ m to 1 ⁇ m is prepared.
  • the first compound semiconductor layer 31 having a thickness of 0.1 ⁇ m to 1 ⁇ m
  • the photoelectric conversion layer 34 having a thickness of 3 ⁇ m to 5 ⁇ m
  • the thickness of 0.1 ⁇ m to 1 ⁇ m is sequentially formed (see FIG. 11A).
  • the recessed part 40 is formed in the 2nd compound semiconductor layer 32 and the photoelectric converting layer 34 at least (refer FIG. 11B).
  • an etching resist layer is formed on the second compound semiconductor layer 32, and the second compound semiconductor layer 32, the photoelectric conversion layer 34, and the first compound semiconductor layer 31 are formed using the etching resist layer as an etching mask.
  • the recess 40 can be formed in the second compound semiconductor layer 32, the photoelectric conversion layer 34, and the first compound semiconductor layer 31 by etching based on a dry etching method or a wet etching method. Thereafter, the etching resist layer is removed.
  • the recess 40 may be formed in the second compound semiconductor layer 32 and the photoelectric conversion layer 34.
  • a recess 40 is formed between adjacent photoelectric conversion elements 10A, for example, in a portion of the second compound semiconductor layer 32 or the like corresponding to a boundary region of the adjacent photoelectric conversion elements 10A.
  • the recessed part 40 is provided, for example, in a cross-beam shape. That is, the photoelectric conversion element 10 ⁇ / b> A is surrounded by the recess 40.
  • the element isolation layer 33 (specifically, in Example 1, the third compound semiconductor having the first conductivity type which is a material different from the material constituting the photoelectric conversion layer 34).
  • An element isolation layer 33) made of a material is formed based on a known MOCVD method (see FIG. 11C).
  • the element isolation layer 33 is also formed on the second compound semiconductor layer 32, but the element isolation layer 33 may be formed only in the recess 40.
  • a selective growth mask layer is formed on the second compound semiconductor layer 32 so that the undesired element isolation layer 33 is not formed on the second compound semiconductor layer 32, and the element isolation layer is formed. After forming 33 based on the well-known MOCVD method, the selective growth mask layer may be removed.
  • a second conductivity type region 35 having a second conductivity type different from the first conductivity type and reaching the photoelectric conversion layer 34 is formed in at least a part of the second compound semiconductor layer 32 (see FIG. 12A).
  • the second conductivity type region 35 is indicated by “x”.
  • the element isolation layer 33 is formed on the second compound semiconductor layer 32, a mask layer is formed on the element isolation layer 33, for example, the second conductivity type (p
  • the second conductivity type region 35 can be formed by vapor-phase diffusion or solid-phase diffusion of impurities having a type) (specifically, zinc or Zn).
  • the mask layer is removed.
  • the second conductivity type region 35 reaching the photoelectric conversion layer 34 may be formed in a part of the second compound semiconductor layer 32.
  • the first electrode 51 is formed on the second conductivity type region 35.
  • the second electrode 52 electrically connected to the first compound semiconductor layer 31 is formed.
  • a coating layer 36 made of SiN is formed on the second conductivity type region 35 and the element isolation layer 33, and then the first electrode 51 and the second electrode 52 are formed based on the photolithography technique and the etching technique. Openings 36A and 36B are formed in the coating layer 36 at the portion to be formed (see FIG. 12B).
  • the first electrode 51 is formed on the covering layer 36 from the second conductivity type region 35 exposed at the bottom of the opening 36A, and the element isolation layer 33 exposed at the bottom of the opening 36B is formed.
  • the second electrode 52 is formed over the coating layer 36 from above.
  • the first electrode 51 and the second electrode 52 have, for example, a laminated structure of Ti layer / W layer.
  • the Ti layer functions as a barrier metal layer.
  • a copper layer (not shown) is formed on the top surfaces of the first electrode 51 and the second electrode 52 as a connection portion.
  • Step-150 Next, the substrate 21 and the support substrate 23 are bonded to each other through a photoelectric conversion element and an insulating film 24 based on a known method (see FIG. 13). Then, the substrate 21 and the buffer layer 22 are removed by a known method, a planarizing film 37 is formed on the exposed first compound semiconductor layer 31, and a condensing lens (on-chip chip) is formed on the planarizing film 37. By forming the micro lens (OCL) 38, the photoelectric conversion element 10A having the structure shown in FIG. 1A can be obtained. In FIG. 1A and FIGS. 1B, 2A, and 2B, which will be described later, the support substrate 23 and the like are not shown. Thereafter, dicing is performed to divide into photoelectric conversion element groups (imaging element groups) for the imaging apparatus.
  • imaging element groups photoelectric conversion element groups
  • a driving substrate 60 specifically, an integrated reading substrate is prepared.
  • a first electrode connecting portion 61 and a second electrode connecting portion 62 made of copper are formed on the driving substrate 60.
  • the photoelectric conversion element group for the imaging device is moved from the support substrate 23 onto the drive substrate 60.
  • the connection portion of the first electrode 51 and the first electrode connection portion 61 of the photoelectric conversion element 10A are joined to each other, and the connection portion of the second electrode 52 and the second electrode connection portion 62 of the photoelectric conversion element 10A are joined.
  • the copper layers are joined together. In this manner, the photoelectric conversion element 10A can be mounted on the driving substrate 60 (see FIG. 5).
  • a filter for example, a color filter, a visible light cut filter, or an infrared cut filter for cutting undesired infrared light
  • a filter for example, a color filter, a visible light cut filter, or an infrared cut filter for cutting undesired infrared light
  • a light shielding film may be provided to prevent unnecessary external light from entering the photoelectric conversion unit. Examples of the material constituting the light shielding film include chromium (Cr), copper (Cu), aluminum (Al), and tungsten (W).
  • Example 1 an element isolation layer made of a material (third compound semiconductor material having the first conductivity type) different from the material constituting the photoelectric conversion layer surrounds the side surface of the photoelectric conversion layer. Therefore, when forming a region for separating adjacent photoelectric conversion elements (specifically, an element isolation layer in Example 1), there is no possibility of generating crystal defects and the like, and miniaturization. Can be dealt with reliably. In addition, it is possible to avoid the difficulty in controlling the diffusion of impurities, that is, the difficulty in controlling the impurity concentration in the depth direction of the III-V compound semiconductor stack, which was a problem in the prior art, The pn junction profile is easy to spread, and as a result, there is no problem that the sensitivity is lowered.
  • FIG. 1B shows a schematic partial cross-sectional view of a modification of the photoelectric conversion element of Example 1.
  • the second electrode 52 is formed on the light incident side surface of the first compound semiconductor layer 31. Specifically, for example, the formation of the second electrode 52 is omitted in the step similar to [Step-140] in the first embodiment, and the substrate 21 and the buffer are formed in the same step as [Step-150] in the first embodiment.
  • the layer 22 is removed, a second electrode 52 made of a transparent conductive material such as ITO and a planarizing film 37 are formed on the exposed first compound semiconductor layer 31, and a condenser lens 38 is formed on the planarizing film 37.
  • the second electrode 52 can be a solid film. That is, the second electrode 52 can be a common electrode for the photoelectric conversion element.
  • Example 2 is a modification of Example 1.
  • a schematic partial cross-sectional view of the photoelectric conversion element of Example 2 is shown in FIG. 2A, and the first electrode, the second electrode, the second compound semiconductor layer, the element isolation layer, the recess, and the groove in the photoelectric conversion element of Example 2 are shown.
  • the arrangement of is schematically shown in FIG. 4B.
  • the part of the element isolation layer 33 that is in contact with the side surface of the photoelectric conversion layer 34 is composed of the third compound semiconductor material, and the other part of the element isolation layer 33 is the insulating material layer or The light shielding material layer 42 is configured. That is, the groove 41 is formed in the element isolation layer 33 located in the recess 40 so as to surround the photoelectric conversion element 10C. An insulating material layer or a light shielding material layer 42 is formed in the groove 41.
  • the photoelectric conversion element 10C of Example 2 is used in the process between [Step-120] and [Step-130] in Example 1, or between [Step-130] and [Step-140].
  • the element isolation layer 33 (specifically, the third compound having the first conductivity type) formed in the recess 40 is formed.
  • the groove 41 is formed in the element isolation layer 33) made of a semiconductor material.
  • the insulating material layer or the light shielding material layer 42 is formed by embedding the groove portion 41 with an insulating material or a light shielding material.
  • the insulating material layer or the light shielding material layer 42 is formed in a step between [Step-120] and [Step-130].
  • an etching resist layer is formed on the element isolation layer 33, and the etching resist layer is used as an etching mask to form an element.
  • the isolation layer 33 is etched based on, for example, a dry etching method, thereby forming the groove 41 in the element isolation layer 33 (see FIG. 14A).
  • the insulating material layer 42 can be formed by embedding the groove portion 41 with, for example, SiN, SiO 2 , Al 2 O 3, or HfO 2.
  • the light shielding material layer 42 By embedding the groove 41 with W, Mo, Mn, or Cu, the light shielding material layer 42 can be formed. Thereafter, the etching resist layer is removed. In this way, the structure shown in FIG. 14B can be obtained.
  • the element isolation layer (element isolation layer made of the third compound semiconductor material) 33 in at least the recess 40 based on the well-known MOCVD method
  • the groove 41 is simultaneously formed in the element isolation layer 33 in the recess 40 (see FIG. 15A).
  • an insulating material layer or a light shielding material layer 42 is formed in the groove 41 based on a sputtering method. In this way, the structure shown in FIG. 15B can be obtained.
  • FIG. 2B shows a schematic partial cross-sectional view of a modification of the photoelectric conversion element of Example 2 (photoelectric conversion element 10D).
  • the second electrode 52 may be formed on the light incident side surface of the first compound semiconductor layer 31.
  • Example 3 is a modification of the photoelectric conversion elements of Examples 1 and 2, and relates to a method of manufacturing a photoelectric conversion element according to the second aspect of the present disclosure.
  • a method for manufacturing the photoelectric conversion element of Example 3 will be described with reference to FIGS. 16A, 16B, 16C, 17A, and 17B which are schematic partial end views of the first compound semiconductor layer and the like. .
  • the first compound semiconductor layer 31 made of the first compound semiconductor material having the first conductivity type and the photoelectric conversion layer 34 are sequentially formed. Specifically, a substrate (deposition substrate) 21 made of InP made of InP and formed with a buffer layer 22 having a thickness of 0.1 ⁇ m to 1 ⁇ m is prepared. Then, based on the well-known MOCVD method, a first compound semiconductor layer 31 having a thickness of 0.1 ⁇ m to 1 ⁇ m and a photoelectric conversion layer 34 having a thickness of 3 ⁇ m to 5 ⁇ m are sequentially formed on the buffer layer 22 (FIG. 16A).
  • the recess 40 is formed at least in the photoelectric conversion layer 34 (see FIG. 16B).
  • an etching resist layer is formed on the photoelectric conversion layer 34, and the photoelectric conversion layer 34 and the first compound semiconductor layer 31 are formed using, for example, a dry etching method or a wet method using the etching resist layer as an etching mask.
  • the recess 40 can be formed in the photoelectric conversion layer 34 and the first compound semiconductor layer 31.
  • the etching resist layer is removed.
  • a recess 40 is formed between adjacent photoelectric conversion elements 10 ⁇ / b> A in a portion of the photoelectric conversion layer 34 corresponding to a boundary region of the adjacent photoelectric conversion elements 10 ⁇ / b> A.
  • the recessed part 40 is provided, for example, in a cross-beam shape. That is, the photoelectric conversion element 10 ⁇ / b> A is surrounded by the recess 40. Note that the recess 40 may be formed in the photoelectric conversion layer 34.
  • the element isolation layer 33 (specifically, in Example 3, the third compound having the first conductivity type, which is a material different from the material constituting the photoelectric conversion layer 34)
  • An element isolation layer 33) made of a semiconductor material is formed, and a second compound semiconductor layer 32 made of a second compound semiconductor material having the first conductivity type is formed so as to cover the photoelectric conversion layer.
  • an element isolation layer is formed on the entire surface including the recess 40 based on the well-known MOCVD method (see FIG. 16C).
  • the portion of the element isolation layer formed on the photoelectric conversion layer 34 corresponds to the second compound semiconductor layer 32.
  • the thickness of the second compound semiconductor layer 32 on the photoelectric conversion layer 34 was set to 0.1 ⁇ m to 1 ⁇ m. That is, in Example 3, the second compound semiconductor layer 32 and the element isolation layer 33 are integrally formed of the same compound semiconductor material, and depending on the place where they are formed, the second compound semiconductor layer 32 is formed. (On the photoelectric conversion layer 34) or the element isolation layer 33 (in the recess 40).
  • the element isolation layer 33 may be formed in the recess 40.
  • the second compound semiconductor layer 32 may be formed so as to cover the photoelectric conversion layer 34 and the recess 40.
  • the element isolation layer 33 may be formed on the entire surface including the recess 40, and the second compound semiconductor layer 32 may be further formed on the element isolation layer 33.
  • a second conductivity type region 35 having a second conductivity type different from the first conductivity type and reaching the photoelectric conversion layer 34 is formed in at least a part of the second compound semiconductor layer 32 (see FIG. 17A).
  • a mask layer is formed on the second compound semiconductor layer 32 and, for example, an impurity having a second conductivity type (p-type) (specifically, zinc, Zn) is vapor-phase diffused, or alternatively The second conductivity type region 35 can be formed by solid phase diffusion. Thereafter, the mask layer is removed.
  • p-type specifically, zinc, Zn
  • Step-340 Thereafter, as shown in FIG. 17B, a process similar to [Step-140] to [Step-160] in Embodiment 1 is performed, whereby the photoelectric conversion element and the imaging device in Embodiment 3 are executed. Can be obtained.
  • the second electrode 52 may be formed on the light incident side surface of the first compound semiconductor layer 31 as in the modification of the photoelectric conversion element of the first embodiment. Further, as in the second embodiment, an insulating material layer or a light shielding material layer 42 may be formed.
  • Example 4 is a modification of the photoelectric conversion elements of Examples 1 and 2, and relates to a method of manufacturing a photoelectric conversion element according to the third aspect of the present disclosure.
  • FIG. 18A, FIG. 18B, FIG. 19A, FIG. 19B, FIG. 20A, and FIG. 20B which are typical partial end views of the first compound semiconductor layer and the like, the method for manufacturing the photoelectric conversion element of Example 4 Will be explained.
  • the first electrode 51 is formed on the second conductivity type region 35 in the same manner as in [Step-140] of the first embodiment.
  • the second electrode 52 is formed on the second compound semiconductor layer 32.
  • Step-430 Next, the substrate 21 and the support substrate 23 are bonded to each other through a photoelectric conversion element and an insulating film 24 based on a known method (see FIG. 19A). Then, the substrate 21 and the buffer layer 22 are removed by a known method to expose the exposed first compound semiconductor layer 31 (see FIG. 19B).
  • the recessed part 40 is formed in the photoelectric converting layer 34 at least (refer FIG. 20A).
  • an etching resist layer is formed on the first compound semiconductor layer 31, and the first compound semiconductor layer 31, the photoelectric conversion layer 34, and the second compound semiconductor layer 32 are formed using the etching resist layer as an etching mask.
  • the recess 40 can be formed in the second compound semiconductor layer 32, the photoelectric conversion layer 34, and the first compound semiconductor layer 31 by etching based on a dry etching method or a wet etching method. Thereafter, the etching resist layer is removed. Depending on circumstances, the recess 40 may be formed in the photoelectric conversion layer 34 and the first compound semiconductor layer 31.
  • a recess 40 is formed between adjacent photoelectric conversion elements 10 ⁇ / b> A, for example, in a portion of the first compound semiconductor layer 31 or the like corresponding to a boundary region of adjacent photoelectric conversion elements.
  • the recessed part 40 is provided, for example, in a cross-beam shape. That is, the photoelectric conversion element is surrounded by the recess 40.
  • the element isolation layer 33 (specifically, in Example 4, the third compound semiconductor having the first conductivity type, which is a material different from the material constituting the photoelectric conversion layer 34).
  • An element isolation layer 33) made of a material is formed based on a known MOCVD method (see FIG. 20B).
  • the element isolation layer 33 is formed only in the recess 40.
  • a selective growth mask layer is formed on the first compound semiconductor layer 31 so that an undesired element isolation layer is not formed on the first compound semiconductor layer 31, and the element isolation layer 33 is formed. Is formed based on the well-known MOCVD method, and the selective growth mask layer may be removed.
  • the element isolation layer 33 may be formed not only in the recess 40 but also on the first compound semiconductor layer 31. Thereafter, dicing is performed to divide into photoelectric conversion element groups (imaging element groups) for the imaging apparatus.
  • a planarizing film 37 is formed on the exposed first compound semiconductor layer 31, a condenser lens 38 is formed on the planarizing film 37, dicing is performed, and a photoelectric conversion element group for an imaging device (imaging) Divided into element groups). Further, the photoelectric conversion element and the imaging device of Example 4 can be obtained by executing the same process as [Step-160] of Example 1.
  • the second electrode 52 may be formed on the light incident side surface of the first compound semiconductor layer 31 as in the modification of the photoelectric conversion element of the first embodiment. Further, as in the second embodiment, an insulating material layer or a light shielding material layer 42 may be formed.
  • recesses may be formed in at least the second compound semiconductor layer 32 and the photoelectric conversion layer 34 from the second compound semiconductor layer side. Specifically, recesses may be formed in the second compound semiconductor layer 32 and the photoelectric conversion layer 34, or recesses may be formed in the second compound semiconductor layer 32, the photoelectric conversion layer 34, and the first compound semiconductor layer 31. Also good.
  • the element isolation layer 33 (specifically, the element isolation layer 33 made of the third compound semiconductor material having the first conductivity type, which is a material different from the material constituting the photoelectric conversion layer 34) is provided at least in the recess 40. Are formed based on the well-known MOCVD method, and further, the same process as [Step-150] to [Step-160] of Example 1 is performed, so that the photoelectric conversion element of Example 4 is performed. An imaging device can also be obtained.
  • Example 5 is a modification of the photoelectric conversion elements of Examples 1 and 2, and relates to a method for manufacturing a photoelectric conversion element according to the fourth aspect of the present disclosure.
  • FIG. 21A, FIG. 21B, FIG. 21C, FIG. 22A, FIG. 22B, and FIG. 22C which are typical partial end views of the first compound semiconductor layer and the like, the method for manufacturing the photoelectric conversion element of Example 5 Will be explained.
  • the element isolation layer 33 is formed on the substrate 21 having the first conductivity type, and the first compound semiconductor layer 31 that is surrounded by the element isolation layer 33 and configured from the surface region of the substrate 21 is obtained (see FIG. 21A).
  • an etching resist layer is formed on a substrate (film formation substrate) 21 made of InP, and the substrate 21 is etched based on, for example, a dry etching method using the etching resist layer as an etching mask.
  • the element isolation layer 33 composed of a part of the substrate 21 can be formed.
  • the photoelectric conversion layer 34 is formed on the first compound semiconductor layer 31 based on the MOCVD method. Thereafter, planarization is performed as necessary. In this way, the structure shown in FIG. 21B can be obtained. Note that the conditions under which the photoelectric conversion layer 34 was not formed were selected from the side surface of the element isolation layer 33.
  • Step-520 the second compound semiconductor layer 32 made of the second compound semiconductor material having the first conductivity type is formed on the photoelectric conversion layer 34 (specifically, over the entire surface in Example 5) based on the MOCVD method. Form. In this way, the structure shown in FIG. 21C can be obtained.
  • the first electrode 51 is formed on the second conductivity type region 35.
  • the second electrode 52 electrically connected to the first compound semiconductor layer 31 is formed.
  • a covering layer 36 made of SiN is formed on the second conductivity type region 35 and the element isolation layer 33 in the same manner as in [Step-140] in Example 1, and then, photolithography and etching are performed.
  • an opening is formed in a portion of the coating layer 36 where the first electrode 51 and the second electrode 52 are to be formed (see FIG. 22B).
  • the first electrode 51 is formed over the coating layer 36 from the second conductivity type region 35 exposed at the bottom of the opening, and from above the element isolation layer 33 exposed at the bottom of the opening.
  • a second electrode 52 is formed on the coating layer 36. In this way, a photoelectric conversion element having the structure shown in FIG. 22C can be obtained.
  • Example 5 similarly to the modification of the photoelectric conversion element of Example 1, the second electrode 52 is provided on the light incident side surface of the first compound semiconductor layer 31. It may be formed on top. Further, as in the second embodiment, an insulating material layer or a light shielding material layer 42 may be formed.
  • Example 6 is a modification of Example 5.
  • the difference between the sixth embodiment and the fifth embodiment is as follows. That is, in Example 5, as the film formation conditions in the MOCVD method of the photoelectric conversion layer 34, the conditions under which the photoelectric conversion layer 34 was not formed from the side surface of the element isolation layer 33 were selected. On the other hand, in Example 6, as a film formation condition for the MOCVD method of the photoelectric conversion layer 34, a condition for forming the photoelectric conversion layer 34 from the side surface of the element isolation layer 33 is selected.
  • FIG. 23A, FIG. 23B, FIG. 23C, FIG. 24A, FIG. 24B, and FIG. 24C which are typical partial end views of the first compound semiconductor layer and the like, the method of manufacturing the photoelectric conversion element of Example 6 Will be explained.
  • the element isolation layer 33 is formed on the substrate 21 made of InP having the first conductivity type, and the first compound semiconductor layer 31 surrounded by the element isolation layer 33 and configured from the surface region of the substrate 21 is obtained (FIG. 23A). reference).
  • the hard mask layer 25 is formed on the portion of the substrate 21 where the element isolation layer 33 is to be formed.
  • the substrate 21 is etched based on, for example, a dry etching method, whereby the element isolation layer 33 constituted by a part of the substrate 21 can be formed.
  • Step-610 Thereafter, the photoelectric conversion layer 34 surrounded by the element isolation layer 33 is formed on the first compound semiconductor layer 31 based on the MOCVD method. In this way, the structure shown in FIG. 23B can be obtained.
  • a film formation condition in the MOCVD method a condition for forming the photoelectric conversion layer 34 from the side surface of the element isolation layer 33 is selected. Thereafter, a planarization process may be performed as necessary.
  • Step-620 Next, the second compound semiconductor layer 32 made of the second compound semiconductor material having the first conductivity type is formed on the photoelectric conversion layer 34 based on the MOCVD method. In this way, the structure shown in FIG. 23C can be obtained. Then, a flattening process is performed. In this way, the structure shown in FIG. 24A can be obtained.
  • the first electrode 51 is formed on the second conductivity type region 35.
  • the second electrode 52 electrically connected to the first compound semiconductor layer 31 is formed.
  • the same step as [Step-540] in Example 5 is performed. In this way, a photoelectric conversion element having the structure shown in FIG. 24C can be obtained.
  • Example 7 is also a modification of Example 5.
  • the difference between the seventh embodiment and the fifth embodiment is as follows. That is, in Example 5, the element isolation layer 33 was formed from a part of the substrate 21. On the other hand, in Example 7, the element isolation layer 33 is made of an insulating material layer, or part of the outer side is made of an insulating material layer, and the remaining part (core part) is made of a light shielding material layer.
  • FIG. 25A, FIG. 25B, FIG. 25C, FIG. 26A, FIG. 26B, and FIG. 26C which are typical partial end views of a 1st compound semiconductor layer etc.
  • the element isolation layer 33 is formed on the substrate 21 having the first conductivity type, and the first compound semiconductor layer 31 that is surrounded by the element isolation layer 33 and configured from the surface region of the substrate 21 is obtained (see FIG. 25A). Specifically, an insulating material layer is formed on a substrate (film formation substrate) 21 made of InP, an etching resist layer is formed on the insulating material layer, and the etching resist layer is used as an etching mask for insulation.
  • the element isolation layer 33 composed of an insulating material layer can be formed by etching the material layer based on, for example, a dry etching method.
  • a sacrificial layer is formed on a substrate (deposition substrate) 21 made of InP, an etching resist layer is formed on the sacrificial layer, and the sacrificial layer is formed by using the etching resist layer as an etching mask, for example.
  • Etching based on a dry etching method forms a groove where an element isolation layer is to be formed in the sacrificial layer.
  • the groove is filled with an insulating material.
  • the side surface and bottom surface of the groove portion are covered with an insulating material, and the remaining portion of the groove portion is embedded with a light shielding material.
  • the insulating material (or the insulating material and the light shielding material) on the top surface of the sacrificial layer is removed, and the sacrificial layer is further removed.
  • the element isolation layer 33 can be obtained.
  • Step-710 Thereafter, the photoelectric conversion layer 34 surrounded by the element isolation layer 33 is formed on the first compound semiconductor layer 31 based on the MOCVD method. In this way, the structure shown in FIG. 25B can be obtained. Thereafter, a planarization process may be performed as necessary.
  • Step-720 the second compound semiconductor layer 32 made of the second compound semiconductor material having the first conductivity type is formed on the photoelectric conversion layer 34 based on the MOCVD method. In this way, the structure shown in FIG. 25C can be obtained.
  • the first electrode 51 is formed on the second conductivity type region 35 (see FIGS. 26B and 26C). Specifically, the first electrode 51 can be obtained by performing the same step as [Step-540] in the fifth embodiment.
  • the second electrode 52 electrically connected to the first compound semiconductor layer 31 is formed.
  • the substrate 21 is partially removed in the thickness direction in the same process as [Process-150] of Example 1, and the exposed first compound semiconductor layer 31 is made of a transparent conductive material such as ITO.
  • a second electrode 52 and a planarizing film 37 are formed, and a condenser lens 38 is formed on the planarizing film 37.
  • the second electrode 52 can be a solid film. That is, the second electrode 52 can be a common electrode for the photoelectric conversion element. Thus, the photoelectric conversion element and the imaging device of Example 7 can be obtained.
  • Example 8 is also a modification of Example 5.
  • the difference between the eighth embodiment and the fifth embodiment is as follows. That is, in Example 5, the element isolation layer 33 was formed from a part of the substrate 21.
  • the element isolation layer 33 includes an insulating material layer 33A formed on the substrate 21 and a polycrystalline material layer 34A formed on the insulating material layer 33A.
  • FIG. 27A, FIG. 27B, FIG. 27C, FIG. 28A, FIG. 28B, and FIG. 28C which are typical partial end views of the first compound semiconductor layer and the like, the method of manufacturing the photoelectric conversion element of Example 8 Will be explained.
  • the element isolation layer 33 is formed on the substrate 21 having the first conductivity type, and the first compound semiconductor layer 31 surrounded by the element isolation layer 33 and configured from the surface region of the substrate 21 is obtained (see FIG. 27A).
  • an insulating material layer is formed on a substrate (film formation substrate) 21 made of InP
  • an etching resist layer is formed on the insulating material layer
  • the etching resist layer is used as an etching mask for insulation.
  • the photoelectric conversion layer 34 surrounded by the element isolation layer 33 is formed on the first compound semiconductor layer 31 based on the MOCVD method.
  • the structure shown in FIG. 27B can be obtained.
  • the portion of the photoelectric conversion layer formed on the insulating material layer 33 ⁇ / b> A is in a polycrystalline state, and a polycrystalline material layer 34 ⁇ / b> A that is the remaining part of the element isolation layer 33 can be obtained.
  • the element isolation layer 33 including the insulating material layer 33A and the polycrystalline material layer 34A formed on the insulating material layer 33A can be obtained. Note that, since the polycrystalline material layer 34A is in a high resistance state, carriers hardly flow toward the first electrode 51 or the second electrode 52.
  • the second compound semiconductor layer 32 made of the second compound semiconductor material having the first conductivity type is formed on the photoelectric conversion layer 34 and the element isolation layer 33 based on the MOCVD method. In this way, the structure shown in FIG. 27C can be obtained.
  • the portion of the second compound semiconductor layer formed on the element isolation layer 33 is in a polycrystalline state, and a polycrystalline material layer 32A can be obtained.
  • the first electrode 51 is formed on the second conductivity type region 35 (see FIGS. 28B and 28C).
  • Example 9 is a modification of Example 8.
  • the difference between the eighth embodiment and the seventh embodiment is as follows. That is, in Example 7, a part of the element isolation layer 33 was constituted by the insulating material layer 33A formed on the substrate 21. On the other hand, in Example 9, a part of the element isolation layer 33 is constituted by the insulating material layer 33 ⁇ / b> B formed in the surface region of the substrate 21.
  • the element isolation layer 33 includes an insulating material layer 33B formed on the surface region of the substrate 21 and a polycrystalline material layer 34A formed on the insulating material layer 33B.
  • FIGS. 29A, 29B, 29C, 30A, 30B, and 30C which are schematic partial end views of the first compound semiconductor layer and the like, the method for manufacturing the photoelectric conversion element of Example 9 will be described below. Will be explained.
  • the element isolation layer 33 is formed on the substrate 21 having the first conductivity type, and the first compound semiconductor layer 31 surrounded by the element isolation layer 33 and configured from the surface region of the substrate 21 is obtained.
  • an etching resist layer is formed on a substrate (film formation substrate) 21 made of InP, and the substrate 21 is etched based on, for example, a dry etching method using the etching resist layer as an etching mask.
  • a recess in which the element isolation layer 33 is to be formed can be formed in the substrate 21.
  • the recess formed in the substrate 21 is embedded with an insulating material layer 33 ⁇ / b> B constituting a part of the element isolation layer 33.
  • an insulating material layer is formed over the entire surface including the recesses, and the insulating material layer on the substrate 21 is removed, whereby the structure shown in FIG. 29A can be obtained.
  • the photoelectric conversion layer 34 surrounded by the element isolation layer 33 is formed on the first compound semiconductor layer 31.
  • the structure shown in FIG. 29B can be obtained.
  • the portion of the photoelectric conversion layer formed on the insulating material layer 33B is in a polycrystalline state, and a polycrystalline material layer 34A can be obtained.
  • the element isolation layer 33 including the insulating material layer 33B and the polycrystalline material layer 34A formed on the insulating material layer 33B can be obtained.
  • Step-920 Next, a step similar to [Step-820] of Example 8 is performed (see FIG. 29C). Steps similar to [Step-830] and [Step-840] in Example 8 are performed (see FIGS. 30A, 30B, and 30C), and further, the same steps as [Step-850] in Example 8 are performed. By executing, the photoelectric conversion element and the imaging device of Example 9 can be obtained.
  • Example 10 is a modification of the photoelectric conversion elements of Examples 1 and 2, and relates to a method of manufacturing a photoelectric conversion element according to the fifth aspect of the present disclosure.
  • FIG. 31A, FIG. 31B, FIG. 31C, FIG. 32A, FIG. 32B, and FIG. 32C which are typical partial end views of the first compound semiconductor layer and the like, the method of manufacturing the photoelectric conversion element of Example 10 Will be explained.
  • Step-1000 First, an element isolation layer / formation region 33C made of an insulating material is formed on a substrate 21 having a first conductivity type, and is surrounded by the element isolation layer / formation region 33C, and is composed of a surface region of the substrate 21. Layer 31 is obtained (see FIG. 31A). Specifically, the same step as [Step-800] in Example 8 is performed.
  • the photoelectric conversion layer 34 is formed on the first compound semiconductor layer 31 and the element isolation layer / formation region 33C (see FIG. 31B). Specifically, the same step as [Step-810] in Example 8 is performed. Here, the portion of the photoelectric conversion layer formed on the element isolation layer / formation region 33C is in a polycrystalline state, and a polycrystalline material layer 34A can be obtained.
  • the second compound semiconductor layer 32 made of the second compound semiconductor material having the first conductivity type is formed on the photoelectric conversion layer 34 based on the MOCVD method (see FIG. 31C). Specifically, the same step as [Step-820] in Example 8 is performed. The portion of the second compound semiconductor layer formed on the element isolation layer 33 is in a polycrystalline state, and a polycrystalline material layer 32A can be obtained.
  • Step-1030 Thereafter, the second compound semiconductor layer 32 and the photoelectric conversion layer 34 located above the element isolation layer / formation region 33C are removed (see FIG. 32A), and the removed portion is embedded with the element isolation layer / formation material 33D, An element isolation layer 33 is obtained (see FIG. 32B). Specifically, an etching resist layer is formed on the second compound semiconductor layer 32, and the second compound semiconductor layer 32 and the photoelectric conversion layer 34 are formed by, for example, a wet etching method using the etching resist layer as an etching mask. Etching based on the second compound semiconductor layer 32 and the photoelectric conversion layer 34 located above the element isolation layer / formation region 33C can be removed.
  • an element isolation layer / formation material 33D made of an insulating material is formed on the entire surface by a CVD method, and planarization is performed, so that the removed portion is embedded with the element isolation layer / formation material 33D.
  • Layer 33 can be obtained.
  • the element isolation layer 33 may be configured with an insulating material on the outer side and a light shielding material on the inner side (core portion).
  • a second conductivity type region 35 having a second conductivity type different from the first conductivity type and reaching the photoelectric conversion layer is formed in the second compound semiconductor layer 32, and then on the second conductivity type region 35.
  • the first electrode 51 is formed (see FIG. 32C), and the second electrode 51 electrically connected to the first compound semiconductor layer 31 is formed.
  • the same steps as [Step-830], [Step-840], and [Step-850] in Example 8 may be performed.
  • the photoelectric conversion element and the imaging device of Example 10 can be obtained.
  • Example 11 is a modification of Example 10.
  • the difference between the eleventh embodiment and the tenth embodiment is as follows. That is, in Example 10, the element isolation layer / formation region 33 ⁇ / b> C was formed on the substrate 21. On the other hand, in Example 11, the element isolation layer / formation region 33 ⁇ / b> C is formed in the surface region of the substrate 21.
  • FIG. 33A, FIG. 33B, FIG. 33C, FIG. 34A, FIG. 34B, and FIG. 34C which are typical partial end views of a 1st compound semiconductor layer etc., the manufacturing method of the photoelectric conversion element of Example 11 Will be explained.
  • Step-1100 First, an element isolation layer / formation region 33C made of an insulating material is formed on a substrate 21 having a first conductivity type, and is surrounded by the element isolation layer / formation region 33C, and is composed of a surface region of the substrate 21. Layer 31 is obtained (see FIG. 33A). Specifically, the same step as [Step-900] in Example 9 is performed.
  • the photoelectric conversion layer 34 is formed on the first compound semiconductor layer 31 and the element isolation layer / formation region 33C (see FIG. 33B). Specifically, the same process as [Process-1010] of Example 10 is performed. Here, the portion of the photoelectric conversion layer formed on the element isolation layer / formation region 33C is in a polycrystalline state, and a polycrystalline material layer 34A can be obtained.
  • the second compound semiconductor layer 32 made of the second compound semiconductor material having the first conductivity type is formed on the photoelectric conversion layer 34 based on the MOCVD method (see FIG. 33C). Specifically, the same step as [Step-1020] of Example 10 is performed. The portion of the second compound semiconductor layer formed on the element isolation layer 33 is in a polycrystalline state, and a polycrystalline material layer 32A can be obtained.
  • Step-1130 Thereafter, the second compound semiconductor layer 32 and the photoelectric conversion layer 34 located above the element isolation layer / formation region 33C are removed (see FIG. 34A), and the removed portion is embedded with the element isolation layer / formation material 33D, An element isolation layer 33 is obtained (see FIG. 34B). Specifically, the same step as [Step-1030] of Example 10 is performed.
  • a second conductivity type region 35 having a second conductivity type different from the first conductivity type and reaching the photoelectric conversion layer is formed in the second compound semiconductor layer 32, and then on the second conductivity type region 35.
  • the first electrode 51 is formed (see FIG. 34C), and the second electrode 51 electrically connected to the first compound semiconductor layer 31 is formed.
  • a step similar to [Step-1040] of Embodiment 10 may be performed.
  • the photoelectric conversion element and the imaging device of Example 11 can be obtained.
  • Example 12 is a modification of the photoelectric conversion elements of Examples 1 and 2, and relates to a method of manufacturing a photoelectric conversion element according to the sixth aspect of the present disclosure.
  • FIG. 35A, FIG. 35B, FIG. 35C, FIG. 36A, FIG. 36B, and FIG. 36C which are schematic partial end views of the first compound semiconductor layer, etc., the method for manufacturing the photoelectric conversion element of Example 7 Will be explained.
  • the selective growth blocking portion 26 is formed on the substrate 21 having the first conductivity type. Specifically, the same step as [Step-900] in Example 9 is performed. More specifically, an etching resist layer is formed on a substrate (deposition substrate) 21 made of InP, and the substrate 21 is etched based on, for example, a dry etching method using the etching resist layer as an etching mask. As a result, a recess in which the selective growth inhibition portion 26 is to be formed can be formed in the substrate 21. Then, the recess formed in the substrate 21 is embedded with an insulating material layer that constitutes the selective growth inhibition portion 26. Specifically, an insulating material layer is formed over the entire surface including the recesses, and the insulating material layer on the substrate 21 is removed, whereby the structure shown in FIG. 35A can be obtained.
  • the photoelectric conversion layer 34 is formed by MOCCVD from the region of the substrate 21 that is located between the selective growth prevention unit 26 and the selective growth prevention unit 26 and corresponds to the first compound semiconductor layer 31. Form based on.
  • the second compound semiconductor layer 32 made of the second compound semiconductor material having the first conductivity type is formed on the entire surface based on the MOCVD method, and thus the second compound semiconductor layer positioned above the selective growth blocking portion 26.
  • An element isolation layer 33 ′ consisting of the above part is obtained (see FIG. 35C).
  • the formed second compound semiconductor layer 32 may be planarized.
  • a second conductivity type region 35 having a second conductivity type different from the first conductivity type and reaching the photoelectric conversion layer is formed in a part of the second compound semiconductor layer 32 (see FIG. 36A).
  • the first electrode 51 is formed on the second conductivity type region 35 (see FIGS. 36B and 36C), and the second electrode 52 electrically connected to the first compound semiconductor layer 31 is formed.
  • the same steps as [Step-830], [Step-840], and [Step-850] in Example 8 may be performed.
  • the photoelectric conversion element and the imaging device of Example 12 can be obtained.
  • Example 13 is a modification of Example 12.
  • the difference between the thirteenth embodiment and the twelfth embodiment is as follows. That is, in Example 12, the selective growth preventing portion 26 was formed in the surface region of the substrate 21. On the other hand, in the thirteenth embodiment, the selective growth preventing portion 26 is formed on the substrate 21.
  • FIG. 37A, FIG. 37B, FIG. 37C, FIG. 38A, FIG. 38B, and FIG. 38C which are typical partial end views of the first compound semiconductor layer and the like, the method for manufacturing the photoelectric conversion element of Example 5 Will be explained.
  • the selective growth preventing portion 26 is formed on the substrate 21 having the first conductivity type (see FIG. 37A). Specifically, the same step as [Step-800] in Example 8 is performed. More specifically, an insulating material layer is formed on a substrate (deposition substrate) 21 made of InP, an etching resist layer is formed on the insulating material layer, and the etching resist layer is used as an etching mask. By selectively etching the insulating material layer based on, for example, a dry etching method, the selective growth preventing portion 26 made of an insulating material can be formed.
  • Example 14 is a modification of Example 1 to Example 13 and relates to a photoelectric conversion element having a laminated structure. That is, visible light is incident on the light incident side (referred to as “upper” for convenience) of the photoelectric conversion element (imaging device, referred to as “first photoelectric conversion element” for convenience) described in the first to thirteenth examples.
  • a photoelectric conversion unit constituting a second photoelectric conversion element (imaging element) having sensitivity is arranged.
  • the photoelectric conversion layer constituting the first photoelectric conversion element is referred to as “first photoelectric conversion unit” for convenience, and the photoelectric conversion unit constituting the second photoelectric conversion element is referred to as “second photoelectric conversion part for convenience. This is called a “conversion unit”.
  • the second photoelectric conversion unit is formed, for example, by laminating a first electrode, a second photoelectric conversion layer, and a second electrode from the first photoelectric conversion element side.
  • a stacked structure of the second photoelectric conversion unit having the red photoelectric conversion unit and the first photoelectric conversion unit, the second photoelectric conversion unit having the green photoelectric conversion unit, and the first photoelectric conversion unit can also be configured from a combination of a stacked structure and a stacked structure of the second photoelectric conversion unit having the blue photoelectric conversion unit and the first photoelectric conversion unit.
  • these second photoelectric conversion units can be configured. Examples of the array of the conversion units include the Bayer array described above.
  • the second photoelectric conversion unit is configured from a stacked structure of, for example, a red photoelectric conversion unit, a green photoelectric conversion unit, and a blue photoelectric conversion unit
  • the arrangement order of the photoelectric conversion units in the vertical direction is: From the light incident side to the blue photoelectric converter, the green photoelectric converter, and the red photoelectric converter, or from the light incident side to the green photoelectric converter, the blue photoelectric converter, and the red photoelectric converter.
  • the first photoelectric conversion element and the second photoelectric conversion element are combined to form one pixel.
  • the second photoelectric conversion unit can be configured by one type of photoelectric conversion unit.
  • the second photoelectric conversion unit may be configured to have sensitivity to the entire visible light (white), for example.
  • the second photoelectric conversion unit can also be configured from two types of photoelectric conversion units. In this case, for example, the second photoelectric conversion unit is sensitive to the primary color and the complementary color.
  • the second photoelectric conversion unit can be configured from four types of photoelectric conversion units.
  • the second photoelectric conversion unit is, for example, a red photoelectric conversion unit, A green photoelectric conversion unit, a blue photoelectric conversion unit, and a blue-green photoelectric conversion unit having sensitivity to blue-green (emerald) light may be used.
  • a blue-green photoelectric conversion unit a color Photoelectric conversion part (so-called white pixel) without a filter Configuration may be.
  • the second photoelectric conversion element is further provided with a filter layer that is disposed closer to the light incident side than the second photoelectric conversion unit and allows visible light and infrared light to be incident on the first photoelectric conversion element to pass therethrough. Accordingly, the color reproducibility of the second photoelectric conversion element can be improved.
  • the filter layer has, for example, a structure in which a large number of dielectric films are stacked.
  • the dielectric material include oxides and nitrides such as Si, Mg, Al, Hf, Nb, Zr, Sc, Ta, Ga, Zn, Y, B, and Ti (for example, SiN, AlN, AlGaN, and GaN). , BN, etc.) or fluorides. Specifically, there can be mentioned SiO 2, TiO 2, Nb 2 O 5, ZrO 2, Ta 2 O 5, ZnO, Al 2 O 3, HfO 2, SiN, AlN , or the like.
  • a filter layer can be obtained by laminating
  • the material, film thickness, number of stacked layers, and the like constituting each dielectric film may be appropriately selected.
  • the thickness of each dielectric film may be appropriately adjusted depending on the material used.
  • the filter layer can be formed based on a PVD method such as a vacuum evaporation method or a sputtering method.
  • the photoelectric conversion part which comprises a 2nd photoelectric conversion element is comprised from an organic photoelectric conversion material.
  • the second photoelectric conversion unit (second photoelectric conversion layer) is (1) A p-type organic semiconductor is used. (2) It consists of an n-type organic semiconductor. (3) It is composed of a laminated structure of p-type organic semiconductor layer / n-type organic semiconductor layer. It is composed of a stacked structure of p-type organic semiconductor layer / mixed layer of p-type organic semiconductor and n-type organic semiconductor (bulk heterostructure) / n-type organic semiconductor layer.
  • naphthalene derivatives As p-type organic semiconductors, naphthalene derivatives, anthracene derivatives, phenanthrene derivatives, pyrene derivatives, perylene derivatives, tetracene derivatives, pentacene derivatives, quinacridone derivatives, thiophene derivatives, thienothiophene derivatives, benzothiophene derivatives, triallylamine derivatives, carbazole derivatives, perylene derivatives , Picene derivatives, chrysene derivatives, fluoranthene derivatives, phthalocyanine derivatives, subphthalocyanine derivatives, subporphyrazine derivatives, metal complexes having heterocyclic compounds as ligands, polythiophene derivatives, polybenzothiadiazole derivatives, polyfluorene derivatives, etc.
  • n-type organic semiconductors include fullerenes and fullerene derivatives, organic semiconductors having larger (deep) HOMO and LUMO than p-type organic semiconductors, and transparent inorganic metal oxides.
  • Specific examples of n-type organic semiconductors include heterocyclic compounds containing nitrogen, oxygen, and sulfur atoms, such as pyridine derivatives, pyrazine derivatives, pyrimidine derivatives, triazine derivatives, quinoline derivatives, quinoxaline derivatives, isoquinoline derivatives, acridines.
  • Derivatives phenazine derivatives, phenanthroline derivatives, tetrazole derivatives, pyrazole derivatives, imidazole derivatives, thiazole derivatives, oxazole derivatives, imidazole derivatives, benzimidazole derivatives, benzotriazole derivatives, benzoxazole derivatives, carbazole derivatives, benzofuran derivatives, dibenzofuran derivatives, subporphyrazine Derivatives, polyphenylene vinylene derivatives, polybenzothiadiazole derivatives, polyfluorene derivatives, etc. as part of the molecular skeleton Organic molecules, mention may be made of organic metal complexes or sub-phthalocyanine derivative.
  • the thickness of the second photoelectric conversion part (which may be referred to as “organic photoelectric conversion layer”) made of an organic photoelectric conversion material is not limited, but, for example, 1 ⁇ 10 ⁇ 8 m to 5 ⁇ 10 ⁇ 7 m, preferably 2.5 ⁇ 10 ⁇ 8 m to 3 ⁇ 10 ⁇ 7 m, more preferably 2.5 ⁇ 10 ⁇ 8 m to 2 ⁇ 10 ⁇ 7 m, more preferably 1 ⁇ 10 ⁇ 7 m m to 1.8 ⁇ 10 ⁇ 7 m can be exemplified.
  • Organic semiconductors are often classified as p-type and n-type, and p-type means that holes are easily transported, and n-type means that electrons are easily transported. It is not limited to the interpretation of having holes or electrons as majority carriers for thermal excitation as in a semiconductor.
  • examples of the material constituting the second photoelectric conversion unit (organic photoelectric conversion layer) that photoelectrically converts light having a green wavelength include rhodamine dyes, melocyanine dyes, quinacridone derivatives, and subphthalocyanine dyes.
  • a material constituting the second photoelectric conversion unit (organic photoelectric conversion layer) that photoelectrically converts blue light for example, coumaric acid dye, tris-8-hydroxyquinolinium (Alq3), melocyanine type A dye etc. can be mentioned
  • As a material which comprises the 2nd photoelectric conversion part (organic photoelectric conversion layer) which photoelectrically converts red light a phthalocyanine dye and a sub phthalocyanine dye can be mentioned, for example.
  • a first carrier blocking layer may be provided between the organic photoelectric conversion layer and the first electrode, or a second carrier blocking layer may be provided between the organic photoelectric conversion layer and the second electrode. Further, a first charge injection layer may be provided between the first carrier blocking layer and the first electrode, or a second charge injection layer may be provided between the second carrier blocking layer and the second electrode.
  • an alkali metal such as lithium (Li), sodium (Na), or potassium (K) and its fluoride or oxide
  • an alkaline earth such as magnesium (Mg), calcium (Ca), etc. And the like, and fluorides and oxides thereof.
  • Examples of the method for forming various organic layers include a dry film forming method and a wet film forming method.
  • Dry deposition methods include vacuum deposition using resistance heating or high frequency heating, EB deposition, various sputtering methods (magnetron sputtering, RF-DC coupled bias sputtering, ECR sputtering, counter target sputtering, high frequency sputtering. Method), ion plating method, laser ablation method, molecular beam epitaxy method, and laser transfer method.
  • Examples of the CVD method include a plasma CVD method, a thermal CVD method, an MOCVD method, and a photo CVD method.
  • a spin coating method an ink jet method, a spray coating method, a stamp method, a micro contact printing method, a flexographic printing method, an offset printing method, a gravure printing method, a dip method, or the like
  • patterning methods include shadow etching, laser transfer, chemical etching including photolithography technology, physical etching with ultraviolet rays, lasers, and the like.
  • a planarization technique for various organic layers a laser planarization method, a reflow method, or the like can be used.
  • the second photoelectric conversion unit (second photoelectric conversion layer)
  • crystalline silicon amorphous silicon, microcrystalline silicon, crystalline selenium, amorphous selenium, and CIGS (CuInGaSe) which is a chalcopyrite compound.
  • CIS CuInSe 2
  • CuInS 2 CuInS 2 , CuAlS 2 , CuAlSe 2 , CuGaS 2 , CuGaSe 2 , AgAlS 2 , AgAlSe 2 , AgInS 2 , AgInSe 2 , or III-V compound semiconductors such as GaAs, InP
  • examples include AlGaAs, InGaP, AlGaInP, InGaAsP, and further compound semiconductors such as CdSe, CdS, In 2 Se 3 , In 2 S 3 , Bi 2 Se 3 , Bi 2 S 3 , ZnSe, ZnS, PbSe, and PbS. it can.
  • the color filter is not used to perform blue, green, and red spectroscopy, but in the incident direction of light within the same pixel, for example, for light of a plurality of wavelengths. Since one pixel is formed by stacking the second photoelectric conversion units having sensitivity, it is possible to improve sensitivity and pixel density per unit volume.
  • the second photoelectric conversion part (second photoelectric conversion layer) is composed of an organic photoelectric conversion material, but the organic photoelectric conversion material has a high absorption coefficient.
  • the layer can be made thinner than the layer, and the light leakage from the adjacent pixels and the limitation on the incident angle of light are alleviated.
  • a color filter may be provided, thereby improving the color purity.
  • the color filter performs color separation of red, green, and blue, or performs color separation of cyan, magenta, and yellow.
  • the color filter is composed of a resin to which a colorant composed of a desired pigment or dye is added. By selecting the pigment or dye, the light transmittance in the target wavelength region such as red, green, and blue is high. The light transmittance in other wavelength regions is adjusted to be low.
  • FIG. 7 shows a schematic partial cross-sectional view of the photoelectric conversion element constituting the imaging apparatus of Example 14. Moreover, the arrangement state of the first photoelectric conversion element 11 and the second photoelectric conversion element 12 is schematically illustrated in FIG. In FIG. 8 or FIG. 9 described later, “R” represents a second photoelectric conversion unit having a red photoelectric conversion unit, and “G” represents a second photoelectric conversion unit having a green photoelectric conversion unit. “B” represents a second photoelectric conversion unit having a blue photoelectric conversion unit.
  • the arrangement state of the second photoelectric conversion element 12 is not limited to this. 8 and 9, “IR” indicates the first photoelectric conversion element, and the first photoelectric conversion element is indicated by a dotted line.
  • the imaging device of Example 14 is disposed above the first photoelectric conversion element 11 (the photoelectric conversion element described in Examples 1 and 2) and the first photoelectric conversion element 11.
  • the image sensor unit is composed of the second photoelectric conversion element 12. Then, light enters the second photoelectric conversion element 12, and infrared light that has passed through the second photoelectric conversion element 12 enters the first photoelectric conversion element 11.
  • the 2nd photoelectric conversion element 12 is provided with the 2nd photoelectric conversion part which has sensitivity to visible light.
  • the second photoelectric conversion element 12 is further provided with a filter layer 85 that is disposed on the light incident side and allows visible light and infrared light to be incident on the first imaging element to pass therethrough.
  • the imaging element unit is configured by a combination of the stacked structure of one photoelectric conversion unit 30 and the stacked structure of the second photoelectric conversion unit 71B having the blue photoelectric conversion unit and the first photoelectric conversion unit 30.
  • a first photoelectric conversion unit 30 is disposed below each of the photoelectric conversion units 71R, 71G, and 71B.
  • the arrangement of these photoelectric conversion units 71R, 71G, and 71B is a Bayer arrangement (see FIG. 8).
  • the second photoelectric conversion element 12 further includes a color filter 83 that is disposed on the light incident side of the second photoelectric conversion units 71R, 71G, and 71B and allows visible light to pass therethrough.
  • the color filter 83 includes, for example, an on-chip color filter (OCCF) for performing color separation of red, green, and blue.
  • the image pickup device including the on-chip color filter 83R for performing red color separation corresponds to the second image pickup device R including the second red photoelectric conversion unit having sensitivity to red light.
  • the image pickup device including the on-chip color filter 83G for performing green color separation corresponds to the second image pickup device G including the second green photoelectric conversion unit having sensitivity to green light. .
  • the image pickup device including the on-chip color filter 83B for performing blue color separation corresponds to the second image pickup device B including the second blue photoelectric conversion unit having sensitivity to blue light.
  • the second image sensor is composed of a plurality of types (specifically, three types) of photoelectric conversion units arranged in parallel.
  • the second photoelectric conversion units 71R, 71G, 71B are provided with a first electrode and a second electrode (not shown).
  • the first electrode and the second electrode preferably have a structure that does not block light incident on the second photoelectric conversion element 12 and light passing through the second photoelectric conversion element 12 as much as possible.
  • the first electrode and the second electrode are made of, for example, ITO.
  • the first electrode and the second electrode have, for example, a planar shape in the form of a wire grid.
  • the second photoelectric conversion units 71R, 71G, 71B are formed on the first interlayer insulating layer 81, and the second photoelectric conversion unit 30 and the first interlayer insulating layer 81 are formed by the second interlayer insulating layer 82. Covered.
  • a color filter 83 is formed on the second interlayer insulating layer 82, and a third interlayer insulating layer 84 is formed on the second interlayer insulating layer 82 and the color filter 83.
  • the filter layer 85 is formed on the third interlayer insulating layer 84, the planarizing film 37 is formed on the filter layer 85, and the on-chip micro lens 38 is provided on the planarizing film 37.
  • An inter-element light shielding layer 86 is provided between the second photoelectric conversion element 12 and the second photoelectric conversion element 12.
  • control unit that controls the operation of the first photoelectric conversion element 11 and the second photoelectric conversion element 12 can be a known configuration and structure, detailed description thereof is omitted.
  • the light When light including visible light and infrared light is incident on the second photoelectric conversion element 12, the light first passes through the on-chip micro lens 38 and then passes through the filter layer 85. As described above, the light passing through the filter layer 85 is visible light and infrared light to be incident on the first image sensor. These lights enter the color filter 83, and the light that has passed through the color filter 83 travels to the second photoelectric conversion unit 71. The light incident on the second photoelectric conversion unit 71 is photoelectrically converted and finally output as an electric signal. Since the second photoelectric conversion unit 71 does not have sensitivity to infrared light, the light of 1.0 ⁇ m or more has no influence on the image finally obtained based on the second photoelectric conversion element 12. Does not affect.
  • Infrared light is not absorbed by the second photoelectric conversion element 12, passes through the second photoelectric conversion element 12, and travels toward the first photoelectric conversion element 11. And the light which injected into the 1st photoelectric conversion part 30 is photoelectrically converted, and is finally output as an electrical signal.
  • the first photoelectric conversion unit 30 is disposed below the photoelectric conversion units R (71R), G (71G), and B (71B). Specifically, for example, one first photoelectric conversion unit 30 may be disposed below the four photoelectric conversion units 71R, 71G, and 71B.
  • the organic photoelectric conversion layer in the second photoelectric conversion unit 30 is specifically composed of the organic photoelectric conversion layer as described above, but more specifically, photoelectrically converts light having a green wavelength.
  • Examples of the material constituting the second photoelectric conversion unit (organic photoelectric conversion layer) include rhodamine dyes, melocyanine dyes, quinacridone derivatives, subphthalocyanine dyes, and the like, and photoelectrically convert blue light.
  • Examples of the material constituting the second photoelectric conversion part (organic photoelectric conversion layer) include coumaric acid dye, tris-8-hydroxyquinolinium (Alq3), melocyanine dye, and the like.
  • Examples of the material constituting the second photoelectric conversion unit (organic photoelectric conversion layer) that photoelectrically converts phthalocyanine dyes include phthalocyanine dyes and subphthalocyanine dyes. It is possible. Since the organic photoelectric conversion layer itself functions as a color filter, color separation can be performed without providing a color filter. However, the use of a color filter can alleviate the demand for blue, green, and red spectral characteristics.
  • one organic photoelectric conversion layer is provided above the first imaging element.
  • a red organic photoelectric conversion layer is provided on the first photoelectric conversion unit.
  • a second photoelectric conversion unit having a red photoelectric conversion unit, a second photoelectric conversion unit having a green photoelectric conversion unit having a green organic photoelectric conversion layer, and a blue color having a blue organic photoelectric conversion layer It can also be set as the image pick-up element unit by which the 2nd photoelectric conversion part which has a photoelectric conversion part for layers is laminated
  • the present disclosure has been described based on the preferred embodiments, the present disclosure is not limited to these embodiments.
  • the structure and configuration of the photoelectric conversion element, the imaging element, and the imaging apparatus, the manufacturing conditions, the manufacturing method, and the materials used in the examples are examples, and can be appropriately changed.
  • An ultraviolet cut filter may be disposed on the light incident side.
  • a light shielding film 39 may be formed on the light incident side.
  • the example shown in FIG. 3A is a modification of the imaging apparatus shown in FIG. 1A
  • the example shown in FIG. 3B is a modification of the imaging apparatus shown in FIG. 1B.
  • each compound semiconductor layer may be composed of a compound semiconductor material having the opposite conductivity type.
  • the short wavelength infrared light (atmospheric light) having a wavelength of 1.0 ⁇ m or more is used for the following reason even in the new moon and in the dark night when there is no light source in the surroundings. Pour down.
  • a graph showing the spectrum of atmospheric light is shown in FIG. (1) Recombination of ions generated by photoionization reaction with sunlight in the daytime (2) Luminescence by cosmic rays radiated to the upper atmosphere (3) Oxygen and nitrogen are hydroxides above several hundred km Chemiluminescence by reacting with ions Therefore, if short-wavelength infrared light of 1.0 ⁇ m or more can be detected and imaged, imaging can be performed without an illumination light source.
  • the imaging device of the present disclosure can be applied to such a field.
  • FIG. 40 shows a graph of a light absorption spectrum showing a so-called biological window.
  • a biological tissue such as water, hemoglobin, and melanin called a biological window.
  • A indicates the light absorption spectrum of water
  • B indicates the light absorption spectrum of deoxygenated hemoglobin
  • C indicates the light absorption spectrum of oxygenated hemoglobin
  • D Indicates the light absorption spectrum of melanin.
  • the imaging apparatus of the present disclosure is useful as a biological sensor such as a brain function test in this wavelength region, vein authentication, or iris authentication. In this case, the characteristics of the filter layer 85 may be optimized.
  • a visible light image and an infrared light image can be imaged with one camera (imaging device), for example, when applied to a surveillance camera, atmospheric light It is possible to take pictures from only dark environments to bright environments in the daytime.
  • a vehicle-mounted camera when applied to a vehicle-mounted camera, it is possible to respond flexibly so that the safety in front can be confirmed with a visible light image, usually with an infrared light image when fog is generated.
  • biometric authentication can be performed by linking with the visible light image, and biological information such as hemoglobin and melanin can be obtained. Images can be obtained and can be applied to health and medical examinations. That is, it can be applied to a biological information collecting camera.
  • the present invention is not limited to application to an imaging apparatus, and can also be applied to a CCD type imaging apparatus.
  • the signal charge is transferred in the vertical direction by a vertical transfer register having a CCD structure, transferred in the horizontal direction by a horizontal transfer register, and amplified to output a pixel signal (image signal).
  • the present invention is not limited to the entire column type imaging device in which pixels are formed in a two-dimensional matrix and a column signal processing circuit is arranged for each pixel column. Further, in some cases, the selection transistor can be omitted.
  • the photoelectric conversion element, the imaging element, and the imaging device of the present disclosure are not limited to application to an imaging device that detects an infrared light or a distribution of incident light amounts of infrared light and visible light and captures an image as an image.
  • the present invention is also applicable to an imaging apparatus that captures an incident amount distribution such as an image.
  • the present invention can be applied to all imaging devices (physical quantity distribution detection devices) such as fingerprint detection sensors that detect the distribution of other physical quantities such as pressure and capacitance and take images as images. As described above, application to imaging of veins and glows is also possible.
  • the present invention is not limited to an image pickup apparatus that sequentially scans each unit pixel in the image pickup region in units of rows and reads a pixel signal from each unit pixel.
  • the present invention is also applicable to an XY address type imaging apparatus that selects an arbitrary pixel in pixel units and reads out pixel signals from the selected pixel in pixel units.
  • the imaging device may be formed as a single chip, or may be in the form of a module having an imaging function in which an imaging region and a drive circuit or an optical system are packaged.
  • FIG. 10 An example in which the imaging device 201 configured from the imaging device of the present disclosure is used in an electronic apparatus (camera) 200 is illustrated in FIG. 10 as a conceptual diagram.
  • the electronic device 200 includes an imaging device 201, an optical lens 210, a shutter device 211, a drive circuit 212, and a signal processing circuit 213.
  • the optical lens 210 forms image light (incident light) from the subject on the imaging surface of the imaging device 201.
  • signal charges are accumulated in the imaging device 201 for a certain period.
  • the shutter device 211 controls a light irradiation period and a light shielding period for the imaging apparatus 201.
  • the drive circuit 212 supplies a drive signal for controlling the transfer operation and the like of the imaging device 201 and the shutter operation of the shutter device 211.
  • Signal transfer of the imaging apparatus 201 is performed by a drive signal (timing signal) supplied from the drive circuit 212.
  • the signal processing circuit 213 performs various signal processing.
  • the video signal subjected to the signal processing is stored in a storage medium such as a memory, or is output to a monitor.
  • the pixel size can be reduced in the imaging device 201 and the transfer efficiency is improved, so that the electronic device 200 with improved pixel characteristics can be obtained.
  • the electronic device 200 to which the imaging device 201 can be applied is not limited to a camera, but can be applied to an imaging device such as a digital still camera, a camera module for mobile devices such as a mobile phone.
  • the technology (this technology) according to the present disclosure can be applied to various products.
  • the technology according to the present disclosure is realized as a device that is mounted on any type of mobile body such as an automobile, an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, a motorcycle, a bicycle, personal mobility, an airplane, a drone, a ship, and a robot. May be.
  • FIG. 41 is a block diagram illustrating a schematic configuration example of a vehicle control system that is an example of a mobile control system to which the technology according to the present disclosure can be applied.
  • the vehicle control system 12000 includes a plurality of electronic control units connected via a communication network 12001.
  • the vehicle control system 12000 includes a drive system control unit 12010, a body system control unit 12020, an outside vehicle information detection unit 12030, an in-vehicle information detection unit 12040, and an integrated control unit 12050.
  • a microcomputer 12051, a sound image output unit 12052, and an in-vehicle network I / F (Interface) 12053 are illustrated as a functional configuration of the integrated control unit 12050.
  • the drive system control unit 12010 controls the operation of the device related to the drive system of the vehicle according to various programs.
  • the drive system control unit 12010 includes a driving force generator for generating a driving force of a vehicle such as an internal combustion engine or a driving motor, a driving force transmission mechanism for transmitting the driving force to wheels, and a steering angle of the vehicle. It functions as a control device such as a steering mechanism that adjusts and a braking device that generates a braking force of the vehicle.
  • the body system control unit 12020 controls the operation of various devices mounted on the vehicle body according to various programs.
  • the body system control unit 12020 functions as a keyless entry system, a smart key system, a power window device, or a control device for various lamps such as a headlamp, a back lamp, a brake lamp, a blinker, or a fog lamp.
  • the body control unit 12020 can be input with radio waves transmitted from a portable device that substitutes for a key or signals from various switches.
  • the body system control unit 12020 receives input of these radio waves or signals, and controls a door lock device, a power window device, a lamp, and the like of the vehicle.
  • the vehicle outside information detection unit 12030 detects information outside the vehicle on which the vehicle control system 12000 is mounted.
  • the imaging unit 12031 is connected to the vehicle exterior information detection unit 12030.
  • the vehicle exterior information detection unit 12030 causes the imaging unit 12031 to capture an image outside the vehicle and receives the captured image.
  • the vehicle outside information detection unit 12030 may perform an object detection process or a distance detection process such as a person, a car, an obstacle, a sign, or a character on a road surface based on the received image.
  • the imaging unit 12031 is an optical sensor that receives light and outputs an electrical signal corresponding to the amount of received light.
  • the imaging unit 12031 can output an electrical signal as an image, or can output it as distance measurement information. Further, the light received by the imaging unit 12031 may be visible light or invisible light such as infrared rays.
  • the vehicle interior information detection unit 12040 detects vehicle interior information.
  • a driver state detection unit 12041 that detects a driver's state is connected to the in-vehicle information detection unit 12040.
  • the driver state detection unit 12041 includes, for example, a camera that images the driver, and the vehicle interior information detection unit 12040 determines the degree of fatigue or concentration of the driver based on the detection information input from the driver state detection unit 12041. It may be calculated or it may be determined whether the driver is asleep.
  • the microcomputer 12051 calculates a control target value of the driving force generator, the steering mechanism, or the braking device based on the information inside / outside the vehicle acquired by the vehicle outside information detection unit 12030 or the vehicle interior information detection unit 12040, and the drive system control unit A control command can be output to 12010.
  • the microcomputer 12051 realizes ADAS (Advanced Driver Assistance System) functions including vehicle collision avoidance or impact mitigation, following traveling based on inter-vehicle distance, vehicle speed maintenance traveling, vehicle collision warning, or vehicle lane departure warning. It is possible to perform cooperative control for the purpose.
  • ADAS Advanced Driver Assistance System
  • the microcomputer 12051 controls the driving force generator, the steering mechanism, the braking device, and the like based on the information around the vehicle acquired by the vehicle exterior information detection unit 12030 or the vehicle interior information detection unit 12040. It is possible to perform cooperative control for the purpose of automatic driving that autonomously travels without depending on the operation.
  • the microcomputer 12051 can output a control command to the body system control unit 12020 based on information outside the vehicle acquired by the vehicle outside information detection unit 12030.
  • the microcomputer 12051 controls the headlamp according to the position of the preceding vehicle or the oncoming vehicle detected by the outside information detection unit 12030, and performs cooperative control for the purpose of anti-glare, such as switching from a high beam to a low beam. It can be carried out.
  • the sound image output unit 12052 transmits an output signal of at least one of sound and image to an output device capable of visually or audibly notifying information to a vehicle occupant or the outside of the vehicle.
  • an audio speaker 12061, a display unit 12062, and an instrument panel 12063 are illustrated as output devices.
  • the display unit 12062 may include at least one of an on-board display and a head-up display, for example.
  • FIG. 42 is a diagram illustrating an example of an installation position of the imaging unit 12031.
  • the vehicle 12100 includes imaging units 12101, 12102, 12103, 12104, and 12105 as the imaging unit 12031.
  • the imaging units 12101, 12102, 12103, 12104, and 12105 are provided, for example, at positions such as a front nose, a side mirror, a rear bumper, a back door, and an upper part of a windshield in the vehicle interior of the vehicle 12100.
  • the imaging unit 12101 provided in the front nose and the imaging unit 12105 provided in the upper part of the windshield in the vehicle interior mainly acquire an image in front of the vehicle 12100.
  • the imaging units 12102 and 12103 provided in the side mirror mainly acquire an image of the side of the vehicle 12100.
  • the imaging unit 12104 provided in the rear bumper or the back door mainly acquires an image behind the vehicle 12100.
  • the forward images acquired by the imaging units 12101 and 12105 are mainly used for detection of a preceding vehicle or a pedestrian, an obstacle, a traffic light, a traffic sign, a lane, or the like.
  • FIG. 42 shows an example of the shooting range of the imaging units 12101 to 12104.
  • the imaging range 12111 indicates the imaging range of the imaging unit 12101 provided in the front nose
  • the imaging ranges 12112 and 12113 indicate the imaging ranges of the imaging units 12102 and 12103 provided in the side mirrors, respectively
  • the imaging range 12114 The imaging range of the imaging part 12104 provided in the rear bumper or the back door is shown. For example, by superimposing the image data captured by the imaging units 12101 to 12104, an overhead image when the vehicle 12100 is viewed from above is obtained.
  • At least one of the imaging units 12101 to 12104 may have a function of acquiring distance information.
  • at least one of the imaging units 12101 to 12104 may be a stereo camera including a plurality of imaging elements, or may be an imaging element having pixels for phase difference detection.
  • the microcomputer 12051 based on the distance information obtained from the imaging units 12101 to 12104, the distance to each three-dimensional object in the imaging range 12111 to 12114 and the temporal change in this distance (relative speed with respect to the vehicle 12100).
  • a predetermined speed for example, 0 km / h or more
  • the microcomputer 12051 can set an inter-vehicle distance to be secured in advance before the preceding vehicle, and can perform automatic brake control (including follow-up stop control), automatic acceleration control (including follow-up start control), and the like.
  • automatic brake control including follow-up stop control
  • automatic acceleration control including follow-up start control
  • cooperative control for the purpose of autonomous driving or the like autonomously traveling without depending on the operation of the driver can be performed.
  • the microcomputer 12051 converts the three-dimensional object data related to the three-dimensional object to other three-dimensional objects such as a two-wheeled vehicle, a normal vehicle, a large vehicle, a pedestrian, and a utility pole based on the distance information obtained from the imaging units 12101 to 12104. It can be classified and extracted and used for automatic avoidance of obstacles.
  • the microcomputer 12051 identifies obstacles around the vehicle 12100 as obstacles that are visible to the driver of the vehicle 12100 and obstacles that are difficult to see.
  • the microcomputer 12051 determines the collision risk indicating the risk of collision with each obstacle, and when the collision risk is equal to or higher than the set value and there is a possibility of collision, the microcomputer 12051 is connected via the audio speaker 12061 or the display unit 12062. By outputting an alarm to the driver and performing forced deceleration or avoidance steering via the drive system control unit 12010, driving assistance for collision avoidance can be performed.
  • At least one of the imaging units 12101 to 12104 may be an infrared camera that detects infrared rays.
  • the microcomputer 12051 can recognize a pedestrian by determining whether a pedestrian is present in the captured images of the imaging units 12101 to 12104. Such pedestrian recognition is, for example, whether or not the user is a pedestrian by performing a pattern matching process on a sequence of feature points indicating the outline of an object and a procedure for extracting feature points in the captured images of the imaging units 12101 to 12104 as infrared cameras. It is carried out by the procedure for determining.
  • the audio image output unit 12052 When the microcomputer 12051 determines that there is a pedestrian in the captured images of the imaging units 12101 to 12104 and recognizes the pedestrian, the audio image output unit 12052 has a rectangular contour line for emphasizing the recognized pedestrian.
  • the display unit 12062 is controlled so as to be superimposed and displayed.
  • voice image output part 12052 may control the display part 12062 so that the icon etc. which show a pedestrian may be displayed on a desired position.
  • the technology (this technology) according to the present disclosure can be applied to various products.
  • the technology according to the present disclosure may be applied to an endoscopic surgery system.
  • FIG. 43 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration of an endoscopic surgery system to which the technology (present technology) according to the present disclosure can be applied.
  • FIG. 43 shows a state in which an operator (doctor) 11131 is performing surgery on a patient 11132 on a patient bed 11133 using an endoscopic surgery system 11000.
  • an endoscopic surgery system 11000 includes an endoscope 11100, other surgical instruments 11110 such as an insufflation tube 11111 and an energy treatment instrument 11112, and a support arm device 11120 that supports the endoscope 11100. And a cart 11200 on which various devices for endoscopic surgery are mounted.
  • the endoscope 11100 includes a lens barrel 11101 in which a region having a predetermined length from the distal end is inserted into the body cavity of the patient 11132, and a camera head 11102 connected to the proximal end of the lens barrel 11101.
  • a lens barrel 11101 in which a region having a predetermined length from the distal end is inserted into the body cavity of the patient 11132, and a camera head 11102 connected to the proximal end of the lens barrel 11101.
  • an endoscope 11100 configured as a so-called rigid mirror having a rigid lens barrel 11101 is illustrated, but the endoscope 11100 may be configured as a so-called flexible mirror having a flexible lens barrel. Good.
  • An opening into which the 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 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. Irradiation is performed 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 sensor are provided inside the camera head 11102, and reflected light (observation light) from the observation target is condensed on the image sensor by the optical system. Observation light is photoelectrically converted by the imaging element, and an electrical signal corresponding to the observation light, that is, an image signal corresponding to the observation image is generated.
  • the image signal is transmitted to a camera control unit (CCU: Camera Control Unit) 11201 as RAW data.
  • CCU Camera Control Unit
  • the CCU 11201 is configured by a CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphics Processing Unit), and the like, and comprehensively controls 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 kinds of image processing for displaying an image based on the image signal, such as development processing (demosaic processing), for example.
  • a CPU Central Processing Unit
  • GPU Graphics Processing Unit
  • the display device 11202 displays an image based on an image signal subjected to image processing by the CCU 11201 under the control of the CCU 11201.
  • the light source device 11203 is composed of a light source such as an LED (Light Emitting Diode), for example, and supplies irradiation light to the endoscope 11100 when photographing a surgical site or the like.
  • a light source such as an LED (Light Emitting Diode), for example, and supplies irradiation light to the endoscope 11100 when photographing a surgical site or the like.
  • the input device 11204 is an input interface for the endoscopic surgery system 11000.
  • a user can input various information and 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 instrument control device 11205 controls the drive of the energy treatment instrument 11112 for tissue ablation, incision, blood vessel sealing, or the like.
  • the pneumoperitoneum device 11206 passes gas into the body cavity via the pneumoperitoneum tube 11111.
  • the recorder 11207 is an apparatus capable of recording various types of information related to surgery.
  • the printer 11208 is a device that can print various types of information related to surgery in various formats such as text, images, or graphs.
  • the light source device 11203 that supplies the irradiation light when the surgical site is imaged to the endoscope 11100 can be configured by, for example, a white light source configured by an LED, a laser light source, or a combination thereof.
  • a white light source is configured by a combination of 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 driving of the light source device 11203 may be controlled so as to change the intensity of the output light every predetermined time. Synchronously with the timing of changing the intensity of the light, the drive of the image sensor of the camera head 11102 is controlled to acquire an image in a time-sharing manner, and the image is synthesized, so that high dynamic without so-called blackout and overexposure A range image can be generated.
  • the light source device 11203 may be configured to be able to supply light of 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, the surface of the mucous membrane is irradiated by irradiating light in a narrow band compared to irradiation light (ie, white light) during normal observation.
  • a so-called narrow band imaging is performed in which a predetermined tissue such as a blood vessel is imaged with high contrast.
  • fluorescence observation may be performed in which an image is obtained by fluorescence generated by irradiating excitation light.
  • the body tissue is irradiated with excitation light to observe fluorescence from the body tissue (autofluorescence observation), or a reagent such as indocyanine green (ICG) is locally administered to the body tissue and applied to the body tissue. 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 can be configured to be able to supply narrowband light and / or excitation light corresponding to such special light observation.
  • FIG. 44 is a block diagram illustrating an example of a functional configuration of the camera head 11102 and the CCU 11201 illustrated in FIG.
  • the camera head 11102 includes a lens unit 11401, an imaging unit 11402, a drive unit 11403, a communication unit 11404, and a camera head control unit 11405.
  • the CCU 11201 includes a communication unit 11411, an image processing unit 11412, and a control unit 11413.
  • the camera head 11102 and the CCU 11201 are connected to each other by a transmission cable 11400 so that they can communicate with each other.
  • the lens unit 11401 is an optical system provided at a connection portion with the lens barrel 11101. Observation light taken from the tip of the lens barrel 11101 is guided to the camera head 11102 and enters 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 imaging unit 11402 includes an imaging element.
  • One (so-called single plate type) image sensor may be included in the imaging unit 11402, or a plurality (so-called multi-plate type) may be used.
  • image signals corresponding to RGB may be generated by each imaging element, and a color image may be obtained by combining them.
  • the imaging unit 11402 may be configured to include a pair of imaging elements for acquiring right-eye and left-eye image signals corresponding to 3D (Dimensional) display. By performing the 3D display, the operator 11131 can more accurately grasp the depth of the living tissue in the surgical site.
  • 3D 3D
  • the imaging unit 11402 is not necessarily provided in the camera head 11102.
  • the imaging unit 11402 may be provided inside the lens barrel 11101 immediately after the objective lens.
  • the driving unit 11403 is configured by an actuator, and moves the zoom lens and the focus lens of the lens unit 11401 by a predetermined distance along the optical axis under the control of the camera head control unit 11405. Thereby, the magnification and the focus of the image captured by the imaging unit 11402 can be adjusted as appropriate.
  • the communication unit 11404 is configured by a communication device for transmitting and receiving various types of information to and from the CCU 11201.
  • the communication unit 11404 transmits the image signal obtained from the imaging unit 11402 as RAW data to the CCU 11201 via the transmission cable 11400.
  • the communication unit 11404 receives a control signal for controlling driving 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 for designating the frame rate of the captured image, information for designating the exposure value at the time of imaging, and / or information for designating the magnification and focus of the captured image. 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 the CCU 11201 based on the acquired image signal. Good. In the latter case, a so-called AE (Auto Exposure) function, AF (Auto Focus) function, and AWB (Auto White Balance) function are mounted on the endoscope 11100.
  • AE Auto Exposure
  • AF Automatic Focus
  • AWB Auto White Balance
  • the camera head control unit 11405 controls driving of the camera head 11102 based on a control signal from the CCU 11201 received via the communication unit 11404.
  • the communication unit 11411 is configured by a communication device for transmitting and receiving various types of 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 driving of the camera head 11102 to the camera head 11102.
  • the image signal and the control signal can be transmitted by electrical communication, optical communication, or the like.
  • the image processing unit 11412 performs various types of image processing on the image signal that is RAW data transmitted from the camera head 11102.
  • the control unit 11413 performs various types of control related to imaging of the surgical site by the endoscope 11100 and display of a captured image obtained by imaging of the surgical site. For example, the control unit 11413 generates a control signal for controlling driving of the camera head 11102.
  • control unit 11413 causes the display device 11202 to display a picked-up image showing the surgical part or the like based on the image signal subjected to the image processing by the image processing unit 11412.
  • the control unit 11413 may recognize various objects in the captured image using various image recognition techniques.
  • the control unit 11413 detects surgical tools such as forceps, specific biological parts, bleeding, mist when using the energy treatment tool 11112, and the like by detecting the shape and color of the edge of the object included in the captured image. Can be recognized.
  • the control unit 11413 may display various types of surgery support information superimposed on the image of the surgical unit using the recognition result. Surgery support information is displayed in a superimposed manner and presented to the operator 11131, thereby reducing the burden on the operator 11131 and allowing the operator 11131 to proceed with surgery reliably.
  • the transmission cable 11400 for connecting the camera head 11102 and the CCU 11201 is an electric signal cable corresponding to electric signal communication, an optical fiber corresponding to optical communication, or a composite cable thereof.
  • communication is performed by wire using the transmission cable 11400.
  • communication between the camera head 11102 and the CCU 11201 may be performed wirelessly.
  • Photoelectric conversion element >> A first compound semiconductor layer comprising a first compound semiconductor material having a first conductivity type; A photoelectric conversion layer formed on the first compound semiconductor layer; A second compound semiconductor layer covering the photoelectric conversion layer and made of a second compound semiconductor material having the first conductivity type; A second conductivity type region formed in at least a part of the second compound semiconductor layer, having a second conductivity type different from the first conductivity type, and reaching the photoelectric conversion layer; An element isolation layer surrounding the side surface of the photoelectric conversion layer; A first electrode formed on the second conductivity type region; and A second electrode electrically connected to the first compound semiconductor layer; A photoelectric conversion element comprising: [A02] The photoelectric conversion element according to [A01], wherein the second electrode is formed on the same side as the first electrode.
  • [A03] The photoelectric conversion element according to [A01], wherein the second electrode is formed on a light incident side surface of the first compound semiconductor layer.
  • [A04] The photoelectric conversion element according to any one of [A01] to [A03], in which the first compound semiconductor layer, the second compound semiconductor layer, and the element isolation layer are made of the same material.
  • [A05] The photoelectric conversion element according to [A04], wherein the first compound semiconductor layer, the second compound semiconductor layer, the element isolation layer, and the photoelectric conversion layer are made of a III-V group compound semiconductor material.
  • the photoelectric conversion layer is made of InGaAs, A photoelectric conversion element given in [A05] in which a 1st compound semiconductor layer, a 2nd compound semiconductor layer, and an element separation layer consist of InP.
  • A07 The photoelectric conversion element according to any one of [A04] to [A06], in which the compound semiconductor material constituting the element isolation layer has a wider band gap energy than the material constituting the photoelectric conversion layer.
  • A08 The photoelectric conversion element according to any one of [A04] to [A07], wherein the impurity concentration of the element isolation layer is higher than the impurity concentration of the photoelectric conversion layer.
  • the part of the element isolation layer in contact with the side surface of the photoelectric conversion layer is made of the third compound semiconductor material, and the other part of the element isolation layer is made of the light shielding material [A04] to [A08].
  • [A10] The photoelectric conversion element according to any one of [A01] to [A09], in which light enters through the first compound semiconductor layer.
  • [B02] further including a driving substrate;
  • a first compound semiconductor layer comprising a first compound semiconductor material having a first conductivity type; A photoelectric conversion layer, and A second compound semiconductor layer comprising a second compound semiconductor material having a first conductivity type; are sequentially formed, (B) forming recesses in at least the second compound semiconductor layer and the photoelectric conversion layer; (C) After forming an element isolation layer at least in the recess, (D) forming a second conductivity type region having a second conductivity type different from the first conductivity type and reaching the photoelectric conversion layer in at least part of the second compound semiconductor layer; (E) forming a first electrode on the second conductivity type region and forming a second electrode electrically connected to the first compound semiconductor layer; The manufacturing method of the photoelectric conversion element provided with each process.
  • a first compound semiconductor layer comprising a first compound semiconductor material having a first conductivity type; A photoelectric conversion layer, and A second compound semiconductor layer comprising a second compound semiconductor material having a first conductivity type; are sequentially formed, (B) forming a second conductivity type region having a second conductivity type different from the first conductivity type and reaching the photoelectric conversion layer in a part of the second compound semiconductor layer; (C) After forming the first electrode on the second conductivity type region, (D) forming a recess in at least the photoelectric conversion layer; (E) forming an element isolation layer at least in the recess; The manufacturing method of the photoelectric conversion element provided with each process.
  • the manufacturing method of the photoelectric conversion element provided with each process.
  • the element isolation layer is made of a third compound semiconductor material having the first conductivity type, The photoelectric conversion element according to any one of [C01] to [C03], further including a step of forming a groove portion in the element isolation layer formed in the concave portion and then embedding the groove portion with an insulating material or a light shielding material. Production method.
  • 10A, 10B, 10C, 10D ... photoelectric conversion element (imaging element), 11 ... first photoelectric conversion element, 12 ... second photoelectric conversion element, 21 ... substrate (film formation substrate) ), 22... Buffer layer, 23... Support substrate, 24... Insulating film, 25... Hard mask layer, 30.
  • condensing lens on-chip micro lens, OCL
  • DESCRIPTION OF SYMBOLS 9 Light-shielding film, 40 ... Recessed part, 41 ... Groove part, 42 ... Insulating material layer or light-shielding material layer, 51 ... 1st electrode, 52 ... 2nd electrode, 60 ... ⁇ Drive substrate, 61... First electrode connection part, 62... Second electrode connection part, 71R, 71G, 71B... Second photoelectric conversion part, 81. 82 ... second interlayer insulating layer, 83, 83R, 83G, 83B ... color filter, 84 ... third interlayer insulating layer, 85 ... filter layer, 86 ...
  • inter-element light shielding layer 100 ... Image pickup device, 101 ... Image sensor, 111 ... Image pickup region, 112 ... Vertical drive circuit, 113 ... Column signal processing circuit, 114 ... Horizontal drive circuit, 115 ... Output Circuit 116 ... Drive control circuit 118 ... Horizontal signal line 200 ... Electronic equipment La), 201 ... imaging device, 210 ... optical lens, 211 ... shutter device, 212 ... drive circuit, 213 ... signal processing circuit, R ... photoelectric converter for red 2nd photoelectric conversion part, G ... 2nd photoelectric conversion part which has a photoelectric conversion part for green, B ... 2nd photoelectric conversion part which has a photoelectric conversion part for blue, IR ... 1st Photoelectric converter

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Abstract

光電変換素子は、第１導電型を有する第１化合物半導体材料から成る第１化合物半導体層３１；第１化合物半導体層３１上に形成された光電変換層３４；光電変換層３４を覆い、第１導電型を有する第２化合物半導体材料から成る第２化合物半導体層３２；少なくとも第２化合物半導体層３２の一部に形成され、第１導電型とは異なる第２導電型を有し、光電変換層に達する第２導電型領域３５；光電変換層の側面を取り囲む素子分離層３４；第２導電型領域上に形成された第１電極５１；及び、第１化合物半導体層３１に電気的に接続された第２電極５２を備えている。

Description

光電変換素子及びその製造方法並びに撮像装置
　本開示は、光電変換素子及びその製造方法並びに撮像装置に関する。
　撮像装置は、通常、シリコン半導体基板に形成された光電変換素子（受光素子、フォトダイオード、撮像素子）を備えている。ところで、入射する光の波長が決まれば、シリコン（Ｓｉ）の光吸収係数は一義的に定まる。従って、光、特に、赤色から近赤外波長領域の光を効率良くシリコン半導体基板に吸収させるためには、光入射面から深い所（具体的には、例えば、１０μｍ程度）に位置するシリコン半導体基板の領域に光電変換素子を形成しなければならない。このことは、撮像装置における画素を微細化していくと、光電変換素子におけるアスペクト比が増加することを意味する。
　然るに、光電変換素子においてアスペクト比が増加すると、或る光電変換素子に隣接する光電変換素子への入射光がこの或る光電変換素子にも入射するといった画素間混色が問題となる。画素間混色を低減するために光電変換素子におけるアスペクト比を低くすると、赤色から近赤外波長領域にかけての光電変換素子の感度低下といった問題がある。また、Ｓｉのバンドギャップエネルギーは１．１ｅＶであることから、１．１μｍよりも長波長の赤外光を検出することは原理的にできない。Ｓｉの代わりに、例えば、ＩｎＰ層とＩｎＧａＡｓ層の積層構造から成る光電変換層を用いることで、赤外光を検出することが可能である（例えば、特開２０１２－２４４１２４号公報参照）。即ち、この特許公開公報に開示された受光素子アレイは、近赤外波長領域に受光感度を有し、ＩＩＩ－Ｖ族化合物半導体の積層体に形成された受光素子アレイであり、近赤外波長領域に対応するバンドギャップエネルギーを有する受光部が、複数、配列されている。そして、受光部は、選択拡散によって形成された第１導電型領域の先端部にｐｎ接合を有する。また、受光部を区分けするように、第２導電型領域が受光部の間に位置する。ここで、第２導電型領域は、イオン注入法あるいは選択拡散法に基づき形成される。
特開２０１２－２４４１２４号公報
　この特許公開公報に開示された受光素子アレイにおいて、受光部とこの受光部に隣接する受光部とは第２導電型領域によって分離されるが、この第２導電型領域はイオン注入法や拡散法によって形成される。然るに、これらの方法では、ＩＩＩ－Ｖ族化合物半導体の積層体に結晶欠陥が発生し易いし、第２導電型を有する不純物の拡散制御では受光部の微細化に限界がある。
　従って、本開示の目的は、形成時に結晶欠陥等が発生する虞が無く（若しくは、虞が少なく）、また、微細化に確実に対処し得るような、隣接する光電変換素子間を分離する領域を有する光電変換素子及び係る光電変換素子の製造方法、並びに、係る光電変換素子を備えた撮像装置を提供することにある。
　上記の目的を達成するための本開示の光電変換素子は、
　第１導電型を有する第１化合物半導体材料から成る第１化合物半導体層、
　第１化合物半導体層上に形成された光電変換層、
　光電変換層を覆い、第１導電型を有する第２化合物半導体材料から成る第２化合物半導体層、
　少なくとも第２化合物半導体層の一部に形成され、第１導電型とは異なる第２導電型を有し、光電変換層に達する第２導電型領域、
　光電変換層の側面を取り囲む素子分離層、
　第２導電型領域上に形成された第１電極、及び、
　第１化合物半導体層に電気的に接続された第２電極、
を備えている。
　ここで、素子分離層を構成する材料にも依るが、素子分離層は、第２化合物半導体層上にも形成されている場合がある。また、第２導電型領域は、少なくとも第２化合物半導体層の一部に形成されているが、具体的には、第２化合物半導体層の一部に形成されており、あるいは又、素子分離層を構成する材料にも依るが、第２化合物半導体層の一部及び素子分離層の一部に形成されている。第２化合物半導体層は、光電変換層を覆っているが、素子分離層を構成する材料にも依るが、更に、素子分離層を覆っている場合がある。
　上記の目的を達成するための本開示の撮像装置は、上記の本開示の光電変換素子が、複数、２次元マトリクス状に配列されて成る。
　上記の目的を達成するための本開示の第１の態様に係る光電変換素子の製造方法は、
　（Ａ）基板上に、
　第１導電型を有する第１化合物半導体材料から成る第１化合物半導体層、
　光電変換層、及び、
　第１導電型を有する第２化合物半導体材料から成る第２化合物半導体層、
を、順次、形成した後、
　（Ｂ）少なくとも第２化合物半導体層及び光電変換層に凹部を形成し、次いで、
　（Ｃ）少なくとも凹部内に素子分離層を形成した後、
　（Ｄ）少なくとも第２化合物半導体層の一部に、第１導電型とは異なる第２導電型を有し、光電変換層に達する第２導電型領域を形成し、その後、
　（Ｅ）第２導電型領域上に第１電極を形成し、第１化合物半導体層に電気的に接続された第２電極を形成する、
各工程を備えている。
　本開示の第１の態様に係る光電変換素子の製造方法にあっては、上記工程（Ｂ）において、凹部を少なくとも第２化合物半導体層及び光電変換層に形成するが、具体的には、凹部を、第２化合物半導体層及び光電変換層に形成してもよいし、あるいは又、第２化合物半導体層、光電変換層及び第１化合物半導体層に形成してもよい。また、上記工程（Ｃ）において、素子分離層を少なくとも凹部内に形成するが、具体的には、素子分離層を、凹部内に形成してもよいし、あるいは又、素子分離層を構成する材料にも依るが、凹部内及び第２化合物半導体層上に形成してもよい。更には、上記工程（Ｄ）において、第２導電型領域を少なくとも第２化合物半導体層の一部に形成するが、具体的には、第２導電型領域を、第２化合物半導体層の一部に形成してもよいし、あるいは又、第２化合物半導体層の一部、及び、素子分離層を構成する材料にも依るが、素子分離層の一部に形成してもよい。
　上記の目的を達成するための本開示の第２の態様に係る光電変換素子の製造方法は、
　（Ａ）基板上に、
　第１導電型を有する第１化合物半導体材料から成る第１化合物半導体層、及び、
　光電変換層、
を、順次、形成した後、
　（Ｂ）少なくとも光電変換層に凹部を形成し、次いで、
　（Ｃ）少なくとも凹部内に素子分離層を形成し、更に、光電変換層を覆うように、第１導電型を有する第２化合物半導体材料から成る第２化合物半導体層を形成した後、
　（Ｄ）少なくとも第２化合物半導体層の一部に、第１導電型とは異なる第２導電型を有し、光電変換層に達する第２導電型領域を形成し、その後、
　（Ｅ）第２導電型領域上に第１電極を形成し、第１化合物半導体層に電気的に接続された第２電極を形成する、
各工程を備えている。
　本開示の第２の態様に係る光電変換素子の製造方法にあっては、上記工程（Ｂ）において、凹部を少なくとも光電変換層に形成するが、具体的には、凹部を、光電変換層に形成してもよいし、あるいは又、光電変換層及び第１化合物半導体層に形成してもよい。また、上記工程（Ｃ）において、素子分離層を少なくとも凹部内に形成するが、素子分離層を構成する材料にも依るが、素子分離層を凹部内及び光電変換層上に形成してもよく、この場合、光電変換層を覆うように第２化合物半導体層を形成するが、具体的には、第２化合物半導体層を素子分離層上に形成する。あるいは又、素子分離層を構成する材料にも依るが、素子分離層を凹部内及び光電変換層上に形成してもよく、この場合、光電変換層上に形成された素子分離層の部分が第２化合物半導体層に相当する形態としてもよい。更には、上記工程（Ｄ）において、第２導電型領域を少なくとも第２化合物半導体層の一部に形成するが、具体的には、第２導電型領域を、第２化合物半導体層の一部に形成してもよいし、あるいは又、第２化合物半導体層の一部、及び、素子分離層を構成する材料にも依るが、素子分離層の一部に形成してもよい。
　上記の目的を達成するための本開示の第３の態様に係る光電変換素子の製造方法は、
　（Ａ）基板上に、
　第１導電型を有する第１化合物半導体材料から成る第１化合物半導体層、
　光電変換層、及び、
　第１導電型を有する第２化合物半導体材料から成る第２化合物半導体層、
を、順次、形成した後、
　（Ｂ）第２化合物半導体層の一部に、第１導電型とは異なる第２導電型を有し、光電変換層に達する第２導電型領域を形成し、次いで、
　（Ｃ）第２導電型領域上に第１電極を形成した後、
　（Ｄ）少なくとも光電変換層に凹部を形成し、次いで、
　（Ｅ）少なくとも凹部内に素子分離層を形成する、
各工程を備えている。
　本開示の第３の態様に係る光電変換素子の製造方法にあっては、上記工程（Ｄ）において、凹部を少なくとも光電変換層に形成するが、具体的には、凹部を、第２化合物半導体層及び光電変換層に形成してもよいし、あるいは又、第１化合物半導体層及び光電変換層に形成してもよいし、あるいは又、第２化合物半導体層、光電変換層及び第１化合物半導体層に形成してもよい。また、上記工程（Ｅ）において、素子分離層を少なくとも凹部内に形成するが、素子分離層を、凹部内に形成してもよいし、あるいは又、素子分離層を構成する材料にも依るが、凹部内及び第１化合物半導体層上に形成してもよい。
　上記の目的を達成するための本開示の第４の態様に係る光電変換素子の製造方法は、
　（Ａ）第１導電型を有する基板に素子分離層を形成し、素子分離層によって囲まれ、基板の表面領域から構成された第１化合物半導体層を得た後、
　（Ｂ）第１化合物半導体層上に、素子分離層によって囲まれた光電変換層を形成し、次いで、
　（Ｃ）光電変換層の上に、第１導電型を有する第２化合物半導体材料から成る第２化合物半導体層を形成した後、
　（Ｄ）第２化合物半導体層の一部に、第１導電型とは異なる第２導電型を有し、光電変換層に達する第２導電型領域を形成し、その後、
　（Ｅ）第２導電型領域上に第１電極を形成し、第１化合物半導体層に電気的に接続された第２電極を形成する、
各工程を備えている。
　上記の目的を達成するための本開示の第５の態様に係る光電変換素子の製造方法は、
　（Ａ）第１導電型を有する基板に素子分離層・形成領域を形成し、素子分離層・形成領域によって囲まれ、基板の表面領域から構成された第１化合物半導体層を得た後、
　（Ｂ）第１化合物半導体層及び素子分離層・形成領域上に光電変換層を形成し、次いで、
　（Ｃ）光電変換層の上に、第１導電型を有する第２化合物半導体材料から成る第２化合物半導体層を形成した後、
　（Ｄ）素子分離層・形成領域の上方に位置する第２化合物半導体層及び光電変換層の部分を除去し、除去した部分を素子分離層・形成材料で埋め込み、素子分離層を得た後、
　（Ｅ）第２化合物半導体層に、第１導電型とは異なる第２導電型を有し、光電変換層に達する第２導電型領域を形成し、その後、
　（Ｆ）第２導電型領域上に第１電極を形成し、第１化合物半導体層に電気的に接続された第２電極を形成する、
各工程を備えている。
　上記の目的を達成するための本開示の第６の態様に係る光電変換素子の製造方法は、
　（Ａ）第１導電型を有する基板に選択成長阻止部を形成した後、
　（Ｂ）横方向選択エピタキシャル成長法に基づき、選択成長阻止部と選択成長阻止部との間に位置し、第１化合物半導体層に相当する基板の領域から光電変換層を形成し、その後、
　（Ｃ）全面に、第１導電型を有する第２化合物半導体材料から成る第２化合物半導体層を形成し、以て、選択成長阻止部の上方に位置する第２化合物半導体層の部分から成る素子分離層を得た後、
　（Ｄ）第２化合物半導体層の一部に、第１導電型とは異なる第２導電型を有し、光電変換層に達する第２導電型領域を形成し、その後、
　（Ｅ）第２導電型領域上に第１電極を形成し、第１化合物半導体層に電気的に接続された第２電極を形成する、
各工程を備えている。
　本開示の光電変換素子、本開示の撮像装置を構成する光電変換素子、本開示の第１の態様～第６の態様に係る光電変換素子の製造方法によって製造された光電変換素子にあっては、素子分離層が光電変換層の側面を取り囲んでいるので、隣接する光電変換素子間を分離する領域を形成するとき、結晶欠陥等が発生する虞が無く（若しくは、虞が少なく）、また、微細化に確実に対処することができる。尚、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、また、付加的な効果があってもよい。
図１Ａ及び図１Ｂは、それぞれ、実施例１の光電変換素子及び実施例１の光電変換素子の変形例の模式的な一部断面図である。 図２Ａ及び図２Ｂは、それぞれ、実施例２の光電変換素子及び実施例２の光電変換素子の変形例の模式的な一部断面図である。 図３Ａ及び図３Ｂは、実施例１の光電変換素子の別の変形例の模式的な一部断面図である。 図４Ａ及び図４Ｂは、それぞれ、実施例１及び実施例２の光電変換素子における第１電極等の配置を模式的に示す図である。 図５は、実施例１の光電変換素子と駆動用基板との接続を模式的に示す図である。 図６は、実施例１の撮像装置の概念図である。 図７は、実施例１４の撮像装置を構成する光電変換素子の模式的な一部断面図である。 図８は、実施例１４の撮像装置における第１の撮像素子と第２の撮像素子との配置例を模式的に示す図である。 図９は、実施例１４の撮像装置における第１の撮像素子と第２の撮像素子との別の配置例を模式的に示す図である。 図１０は、本開示の撮像装置を電子機器（カメラ）を用いた例の概念図である。 図１１Ａ、図１１Ｂ及び図１１Ｃは、実施例１の光電変換素子の製造方法を説明するための第１化合物半導体層等の模式的な一部端面図である。 図１２Ａ、図１２Ｂ及び図１２Ｃは、図１１Ｃに引き続き、実施例１の光電変換素子の製造方法を説明するための第１化合物半導体層等の模式的な一部端面図である。 図１３は、図１２Ｃに引き続き、実施例１の光電変換素子の製造方法を説明するための第１化合物半導体層等の模式的な一部端面図である。 図１４Ａ及び図１４Ｂは、実施例２の光電変換素子の製造方法を説明するための第１化合物半導体層等の模式的な一部端面図である。 図１５Ａ及び図１５Ｂは、実施例２の光電変換素子の製造方法の変形例を説明するための第１化合物半導体層等の模式的な一部端面図である。 図１６Ａ、図１６Ｂ及び図１６Ｃは、実施例３の光電変換素子の製造方法を説明するための第１化合物半導体層等の模式的な一部端面図である。 図１７Ａ及び図１７Ｂは、図１６Ｃに引き続き、実施例３の光電変換素子の製造方法を説明するための第１化合物半導体層等の模式的な一部端面図である。 図１８Ａ及び図１８Ｂは、実施例４の光電変換素子の製造方法を説明するための第１化合物半導体層等の模式的な一部端面図である。 図１９Ａ及び図１９Ｂは、図１８Ｂに引き続き、実施例４の光電変換素子の製造方法を説明するための第１化合物半導体層等の模式的な一部端面図である。 図２０Ａ及び図２０Ｂは、図１９Ｂに引き続き、実施例４の光電変換素子の製造方法を説明するための第１化合物半導体層等の模式的な一部端面図である。 図２１Ａ、図２１Ｂ及び図２１Ｃは、実施例５の光電変換素子の製造方法を説明するための第１化合物半導体層等の模式的な一部端面図である。 図２２Ａ、図２２Ｂ及び図２２Ｃは、図２１Ｃに引き続き、実施例５の光電変換素子の製造方法を説明するための第１化合物半導体層等の模式的な一部端面図である。 図２３Ａ、図２３Ｂ及び図２３Ｃは、実施例６の光電変換素子の製造方法を説明するための第１化合物半導体層等の模式的な一部端面図である。 図２４Ａ、図２４Ｂ及び図２４Ｃは、図２３Ｃに引き続き、実施例６の光電変換素子の製造方法を説明するための第１化合物半導体層等の模式的な一部端面図である。 図２５Ａ、図２５Ｂ及び図２５Ｃは、実施例７の光電変換素子の製造方法を説明するための第１化合物半導体層等の模式的な一部端面図である。 図２６Ａ、図２６Ｂ及び図２６Ｃは、図２５Ｃに引き続き、実施例７の光電変換素子の製造方法を説明するための第１化合物半導体層等の模式的な一部端面図である。 図２７Ａ、図２７Ｂ及び図２７Ｃは、実施例８の光電変換素子の製造方法を説明するための第１化合物半導体層等の模式的な一部端面図である。 図２８Ａ、図２８Ｂ及び図２８Ｃは、図２７Ｃに引き続き、実施例８の光電変換素子の製造方法を説明するための第１化合物半導体層等の模式的な一部端面図である。 図２９Ａ、図２９Ｂ及び図２９Ｃは、実施例９の光電変換素子の製造方法を説明するための第１化合物半導体層等の模式的な一部端面図である。 図３０Ａ、図３０Ｂ及び図３０Ｃは、図２９Ｃに引き続き、実施例９の光電変換素子の製造方法を説明するための第１化合物半導体層等の模式的な一部端面図である。 図３１Ａ、図３１Ｂ及び図３１Ｃは、実施例１０の光電変換素子の製造方法を説明するための第１化合物半導体層等の模式的な一部端面図である。 図３２Ａ、図３２Ｂ及び図３２Ｃは、図３１Ｃに引き続き、実施例１０の光電変換素子の製造方法を説明するための第１化合物半導体層等の模式的な一部端面図である。 図３３Ａ、図３３Ｂ及び図３３Ｃは、実施例１１の光電変換素子の製造方法を説明するための第１化合物半導体層等の模式的な一部端面図である。 図３４Ａ、図３４Ｂ及び図３４Ｃは、図３３Ｃに引き続き、実施例１１の光電変換素子の製造方法を説明するための第１化合物半導体層等の模式的な一部端面図である。 図３５Ａ、図３５Ｂ及び図３５Ｃは、実施例１２の光電変換素子の製造方法を説明するための第１化合物半導体層等の模式的な一部端面図である。 図３６Ａ、図３６Ｂ及び図３６Ｃは、図３５Ｃに引き続き、実施例１２の光電変換素子の製造方法を説明するための第１化合物半導体層等の模式的な一部端面図である。 図３７Ａ、図３７Ｂ及び図３７Ｃは、実施例１３の光電変換素子の製造方法を説明するための第１化合物半導体層等の模式的な一部端面図である。 図３８Ａ、図３８Ｂ及び図３８Ｃは、図３７Ｃに引き続き、実施例１３の光電変換素子の製造方法を説明するための第１化合物半導体層等の模式的な一部端面図である。 図３９は、大気光のスペクトルを示すグラフである。 図４０は、所謂生体の窓を示す光吸収スペクトルのグラフである。 図４１は、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。 図４２は、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。 図４３は、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４４は、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。
　以下、図面を参照して、実施例に基づき本開示を説明するが、本開示は実施例に限定されるものではなく、実施例における種々の数値や材料は例示である。尚、説明は、以下の順序で行う。
１．本開示の光電変換素子、本開示の第１の態様～第６の態様に係る光電変換素子の製造方法並びに本開示の撮像装置、全般に関する説明
２．実施例１（本開示の光電変換素子、本開示の第１の態様に係る光電変換素子の製造方法、並びに、本開示の撮像装置）
３．実施例２（実施例１の変形）
４．実施例３（実施例１～実施例２の光電変換素子の変形、本開示の第２の態様に係る光電変換素子の製造方法）
５．実施例４（実施例１～実施例２の光電変換素子の変形、本開示の第３の態様に係る光電変換素子の製造方法）
６．実施例５（実施例１～実施例２の光電変換素子の変形、本開示の第４の態様に係る光電変換素子の製造方法）
７．実施例６（実施例５の光電変換素子の製造方法の変形）
８．実施例７（実施例５の光電変換素子の製造方法の別の変形）
９．実施例８（実施例５の光電変換素子の製造方法の更に別の変形）
１０．実施例９（実施例８の変形）
１１．実施例１０（実施例１～実施例２の光電変換素子の変形、本開示の第５の態様に係る光電変換素子の製造方法）
１２．実施例１１（実施例１０の変形）
１３．実施例１２（実施例１～実施例２の光電変換素子の変形、本開示の第６の態様に係る光電変換素子の製造方法）
１４．実施例１３（実施例１２の変形）
１５．実施例１４（本開示の撮像装置の変形）
１６．その他
〈本開示の光電変換素子、本開示の第１の態様～第６の態様に係る光電変換素子の製造方法並びに本開示の撮像装置、全般に関する説明〉
　本開示の撮像装置は、駆動用基板、例えば、読出し用集積基板（ＲＯＩＣ基板、Read Only IC 基板）を更に備えており、各光電変換素子を構成する第１電極は、駆動用基板に設けられた第１電極接続部に接続されている形態とすることができる。そして、この場合、更には、各光電変換素子を構成する第２電極は、駆動用基板に設けられた第２電極接続部に接続されている形態とすることができる。
　本開示の第１の態様～第３の態様に係る光電変換素子の製造方法において、素子分離層は、第１導電型を有する第３化合物半導体材料から成り、凹部内に形成された素子分離層に溝部を形成した後、溝部を絶縁材料又は遮光材料で埋め込む工程を更に備えている形態とすることができる。ここで、凹部内に素子分離層を形成した後、凹部内の素子分離層に溝部を形成してもよいし、凹部内に素子分離層を形成するとき、同時に、溝部を形成してもよい。そして、このような形態を含む本開示の第１の態様～第３の態様に係る光電変換素子の製造方法にあっては、あるいは又、本開示の第４の態様～第６の態様に係る光電変換素子の製造方法にあっては、最終的に基板を除去する形態とすることができる。
　溝部は、凹部の深さ方向に沿って、凹部の全ての領域に形成されていてもよいし、凹部の一部の領域に形成されていてもよい。具体的には、本開示の第１の態様に係る光電変換素子の製造方法において、凹部を、第２化合物半導体層及び光電変換層に形成する場合、溝部を、
［１－１］第２化合物半導体層の全て、及び、光電変換層の全て、あるいは、
［１－２］第２化合物半導体層の全て、及び、光電変換層の一部
に形成すればよい。また、凹部を、第２化合物半導体層、光電変換層及び第１化合物半導体層に形成する場合、溝部を、
［１－３］第２化合物半導体層の全て、光電変換層の全て、及び、第１化合物半導体層の全て、あるいは、
［１－４］第２化合物半導体層の全て、光電変換層の全て、及び、第１化合物半導体層の一部
に形成すればよい。本開示の第２の態様に係る光電変換素子の製造方法において、凹部を、光電変換層に形成する場合、溝部を、
［２－１］光電変換層の全て、あるいは、
［２－２］光電変換層の一部
に形成すればよい。また、凹部を、光電変換層及び第１化合物半導体層に形成する場合、溝部を、
［２－３］光電変換層の全て、及び、第１化合物半導体層の全て、あるいは、
［２－４］光電変換層の全て、及び、第１化合物半導体層の一部、
に形成すればよい。本開示の第３の態様に係る光電変換素子の製造方法において、凹部を、第２化合物半導体層及び光電変換層に形成する場合、溝部を、
［３－１］第２化合物半導体層の全て、及び、光電変換層の全て、あるいは、
［３－２］第２化合物半導体層の全て、及び、光電変換層の一部
に形成すればよい。また、凹部を、第１化合物半導体層及び光電変換層に形成する場合、溝部を、
［３－３］光電変換層の全て、及び、第１化合物半導体層の全て、あるいは、
［３－４］光電変換層の全て、及び、第１化合物半導体層の一部、
に形成すればよい。また、凹部を、第２化合物半導体層、光電変換層及び第１化合物半導体層に形成する場合、溝部を、少なくとも光電変換層（場合によっては、少なくとも光電変換層の一部）に形成すればよい。
　本開示の撮像装置、上記の好ましい形態を含む本開示の撮像装置における光電変換素子、上記の好ましい形態を含む本開示の第１の態様～第６の態様に係る光電変換素子の製造方法に基づき製造された光電変換素子（以下、これらの光電変換素子を総称して、『本開示の光電変換素子等』と呼ぶ場合がある）において、第２電極は、第１電極と同じ側に形成されている形態とすることができるし、あるいは又、第２電極は、第１化合物半導体層の光入射側の面上に形成されている形態とすることができる。
　上記の好ましい形態を含む本開示の光電変換素子等において、第１化合物半導体層、第２化合物半導体層及び素子分離層は、異なる材料から構成することもできるし、同じ材料から成る構成とすることもできる。尚、後者の場合、素子分離層は、第１導電型を有し、光電変換層を構成する材料とは異なる化合物半導体材料（第３化合物半導体材料）から成る。このような構成の素子分離層を『第３化合物半導体材料から成る素子分離層』と呼ぶ場合がある。そして、後者の場合、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の光電変換素子等において、第１化合物半導体層、第２化合物半導体層、素子分離層（第３化合物半導体材料から成る素子分離層）及び光電変換層は、ＩＩＩ－Ｖ属化合物半導体材料から成る構成とすることができ、この場合、光電変換層はＩｎＧａＡｓから成り、第１化合物半導体層、第２化合物半導体層及び素子分離層（第３化合物半導体材料から成る素子分離層）はＩｎＰから成る構成とすることができる。但し、これに限定されるものではなく、光電変換層のバンドギャップエネルギーが最も低くなるように、第１化合物半導体層、第２化合物半導体層及び光電変換層の材料を選択してもよい。また、第１化合物半導体層、第２化合物半導体層及び素子分離層を異なる材料から構成する場合、素子分離層を構成する材料として、絶縁材料や、遮光材料と絶縁材料との組み合わせを挙げることができる。即ち、後者の場合、素子分離層は、絶縁材料層から成り、あるいは又、光電変換層の側面と接している素子分離層の部分は絶縁材料層から構成され、それ以外の素子分離層の部分は遮光材料層から構成されている形態とすることができる。また、光電変換層を構成する化合物半導体層が結晶性の化合物半導体材料から構成され、素子分離層が、光電変換層を構成する化合物半導体材料と同じ化合物半導体材料から構成されているが、多結晶状態である形態も含み得る。
　第１化合物半導体層、第２化合物半導体層及び素子分離層（第３化合物半導体材料から成る素子分離層）が同じ材料から成る構成において、材料は、完全に同一の材料であってもよいし、組成が異なる材料であってもよいし、組成は同一だが不純物濃度が異なる材料であってもよい。ここで、組成が同一とは、材料を構成する原子の原子百分率が同じ値であることを意味し、組成が異なるとは、材料を構成する原子の原子百分率が異なる値であることを意味する。また、第１化合物半導体層、第２化合物半導体層及び素子分離層（第３化合物半導体材料から成る素子分離層）はＩｎＰから成る構成に限定するものではなく、第１化合物半導体層、第２化合物半導体層あるいは素子分離層（第３化合物半導体材料から成る素子分離層）のそれぞれを構成する化合物半導体材料として、その他、Ｓｉ、ＩｎＧａＡｓＰやＡｌＩｎＡｓを例示することができる。
　更には、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の光電変換素子等において、素子分離層を構成する化合物半導体材料（第３化合物半導体材料）は、光電変換層を構成する材料よりも広いバンドギャップエネルギーを有する形態とすることができるし、更には、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の光電変換素子等において、素子分離層の不純物濃度は、光電変換層の不純物濃度よりも高い形態とすることができる。
　ここで、第３化合物半導体材料のバンドギャップエネルギーをＢＧ3、光電変換層を構成する材料のバンドギャップエネルギーをＢＧ0としたとき、限定するものではないが、
０．３ｅＶ≦ＢＧ3－ＢＧ0≦０．８５ｅＶ
を例示することができる。また、第３化合物半導体材料の屈折率をｎ3、光電変換層を構成する材料の屈折率をｎ0としたとき、限定するものではないが、
０．３≦ｎ0－ｎ3≦０．５
を例示することができる。更には、第３化合物半導体材料から成る素子分離層の不純物濃度をＩｍ3、光電変換層の不純物濃度をＩｍ0としたとき、限定するものではないが、
１×１０≦Ｉｍ3／Ｉｍ0≦１×１０5
を例示することができる。あるいは又、Ｉｍ0の値として、５×１０16ｃｍ-3以下（例えば、１×１０14ｃｍ-3乃至５×１０15ｃｍ-3）を例示することができるし、Ｉｍ3の値として、５×１０17ｃｍ-3乃至５×１０18ｃｍ-3以下を例示することができる。
　更には、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の光電変換素子等において、光電変換層の側面と接している素子分離層の部分は第３化合物半導体材料から構成され、それ以外の素子分離層の部分は遮光材料から構成されている形態とすることができる。
　凹部の具体的な平面形状として、隣接する光電変換素子の間に（具体的には、例えば、隣接する光電変換素子の境界領域に対応する素子分離層（第３化合物半導体材料から成る素子分離層）の部分に）、凹部が形成されている形状を挙げることができる。云い換えれば、凹部は、例えば、井桁状に設けられている。即ち、光電変換素子は凹部によって囲まれている。また、絶縁材料から成る絶縁材料層又は遮光材料から成る遮光材料層は、具体的には、凹部内に位置する素子分離層（第３化合物半導体材料から成る素子分離層）の部分に、光電変換素子を取り囲むように溝部が形成され、この溝部内に形成されている。
　本開示の第５の態様に係る光電変換素子の製造方法において、素子分離層・形成領域を構成する材料として、次に述べる各種の絶縁材料を挙げることができる。また、素子分離層・形成材料として、次に述べる各種の絶縁材料を挙げることができる。あるいは又、素子分離層・形成材料として、第２化合物半導体層、光電変換層及び第１化合物半導体層の側面と接している部分は次に述べる各種の絶縁材料から構成され、それ以外の部分は後述する遮光材料から構成されている形態とすることができる。
　絶縁材料層を構成する材料あるいは絶縁材料として、酸化ケイ素系材料；窒化ケイ素（ＳｉＮY）；酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、ＨｆＯ2等の金属酸化物高誘電絶縁膜にて例示される無機系絶縁材料だけでなく、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）；ポリビニルフェノール（ＰＶＰ）；ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）；ポリイミド；ポリカーボネート（ＰＣ）；ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）；ポリスチレン；Ｎ－２（アミノエチル）３－アミノプロピルトリメトキシシラン（ＡＥＡＰＴＭＳ）、３－メルカプトプロピルトリメトキシシラン（ＭＰＴＭＳ）、オクタデシルトリクロロシラン（ＯＴＳ）等のシラノール誘導体（シランカップリング剤）；ノボラック型フェノール樹脂；フッ素系樹脂；オクタデカンチオール、ドデシルイソシアネイト等の一端に制御電極と結合可能な官能基を有する直鎖炭化水素類にて例示される有機系絶縁材料（有機ポリマー）を挙げることができるし、これらの組み合わせを用いることもできる。尚、酸化ケイ素系材料として、酸化シリコン（ＳｉＯX）、ＢＰＳＧ、ＰＳＧ、ＢＳＧ、ＡｓＳＧ、ＰｂＳＧ、酸化窒化シリコン（ＳｉＯＮ）、ＳＯＧ（スピンオングラス）、低誘電率材料（例えば、ポリアリールエーテル、シクロパーフルオロカーボンポリマー及びベンゾシクロブテン、環状フッ素樹脂、ポリテトラフルオロエチレン、フッ化アリールエーテル、フッ化ポリイミド、アモルファスカーボン、有機ＳＯＧ）を例示することができる。また、遮光材料層（素子間遮光層）を構成する材料あるいは遮光材料として、クロム（Ｃｒ）や銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、マンガン（Ｍｎ）を例示することができる。遮光材料層（素子間遮光層）が設けられている構成とすることで、隣接する光電変換素子への光の漏れ込み（光学的クロストーク）を、一層効果的に防ぐことができるし、感度の向上を図ることができる。絶縁材料層は、各種の物理的気相成長法（ＰＶＤ法）や化学的気相成長法（ＣＶＤ法）に基づき形成することができる。また、遮光材料層は、各種のＰＶＤ法に基づき形成することができる。
　ＰＶＤ法の原理を用いた成膜方法として、抵抗加熱あるいは高周波加熱を用いた真空蒸着法、ＥＢ（電子ビーム）蒸着法、各種スパッタリング法（マグネトロンスパッタリング法、ＲＦ－ＤＣ結合形バイアススパッタリング法、ＥＣＲスパッタリング法、対向ターゲットスパッタリング法、高周波スパッタリング法）、イオンプレーティング法、レーザーアブレーション法、分子線エピタキシー法、レーザー転写法を挙げることができる。また、ＣＶＤ法として、プラズマＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、有機金属（ＭＯ）ＣＶＤ法、光ＣＶＤ法を挙げることができる。
　更には、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の光電変換素子等において、第１化合物半導体層を介して光が入射する形態とすることができる。
　以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の光電変換素子等において、第１導電型をｎ型とする場合、第２導電型はｐ型であり、第１導電型をｐ型とする場合、第２導電型はｎ型である。
　以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の光電変換素子等において、光が照射され、光電変換層で光電変換が生じ、正孔（ホール）と電子がキャリア分離される。そして、正孔が取り出される電極を陽極（アノード）、電子が取り出される電極を陰極（カソード）とする。第１電極が陽極を構成し、第２電極が陰極を構成する形態もあるし、逆に、第１電極が陰極を構成し、第２電極が陽極を構成する形態もある。第１導電型をｎ型とし、第２導電型をｐ型とする場合、第１電極が陰極（カソード）を構成し、第２電極が陽極（アノード）を構成する。
　第１電極、あるいは、第１電極と同じ側に形成されている形態の第２電極にあっては、これらの電極を構成する材料として、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、バナジウム（Ｖ）、パラジウム（Ｐｄ）、亜鉛（Ｚｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）、金－亜鉛（Ａｕ－Ｚｎ）、金－ゲルマニウム（ＡｕＧｅ）、クロム（Ｃｒ）、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、Ｔｉ／ＷやＴｉ／Ｗ／Ｃｕの積層構造を例示することができる。
　第１化合物半導体層の光入射側の面上に形成されている形態の第２電極にあって、第２電極は透明導電材料から成る形態とすることができる。尚、透明導電材料から成る電極を『透明電極』と呼ぶ場合がある。ここで、透明電極を構成する透明導電材料として、導電性のある金属酸化物を挙げることができ、具体的には、酸化インジウム、インジウム－錫酸化物（ＩＴＯ，Indium Tin Oxide，ＳｎドープのＩｎ2Ｏ3、結晶性ＩＴＯ及びアモルファスＩＴＯを含む）、ＩＴｉＯ（ＴｉドープのＩｎ2Ｏ3）、ＩＦＯ（ＦドープのＩｎ2Ｏ3）、酸化亜鉛（他元素をドープしたＺｎＯを含む）、酸化亜鉛にドーパントとしてインジウムを添加したインジウム－亜鉛酸化物（ＩＺＯ，Indium Zinc Oxide）、酸化亜鉛にドーパントとしてインジウムとガリウムを添加したインジウム－ガリウム－亜鉛酸化物（ＩＧＺＯ，Ｉｎ－ＧａＺｎＯ4）、ＡｌＭｇＺｎＯ（酸化アルミニウム及び酸化マグネシウム・ドープの酸化亜鉛）、酸化亜鉛にドーパントとしてアルミニウムを添加したアルミニウム－亜鉛酸化物（ＡＺＯ）、酸化亜鉛にドーパントとしてガリウムを添加したガリウム－亜鉛酸化物（ＧＺＯ）、酸化チタン（ＴｉＯ2）、ＢドープのＺｎＯ、酸化錫（ＳｎＯ2）、ＡＴＯ（ＳｂドープのＳｎＯ2）、ＦＴＯ（ＦドープのＳｎＯ2）、酸化ガリウムにドーパントとしてインジウムを添加したインジウム－ガリウム酸化物（ＩＧＯ）、ＩｎＳｎＺｎＯＮｉＯ、酸化チタンにドーパントとしてニオブを添加したニオブ－チタン酸化物（ＴＮＯ）、酸化アンチモン、スピネル型酸化物、ＹｂＦｅ2Ｏ4構造を有する酸化物を例示することができる。あるいは又、ガリウム酸化物、チタン酸化物、ニオブ酸化物、ニッケル酸化物等を母層とする透明電極を挙げることができる。透明電極の厚さとして、２×１０-8ｍ乃至２×１０-7ｍ、好ましくは３×１０-8ｍ乃至１×１０-7ｍを挙げることができる。第２電極を、所謂ベタ膜とすることもできる。更には、第２電極の光入射面には補助電極が形成されていてもよい。補助電極の平面形状として格子状（井桁状）を挙げることができるし、あるいは、複数の枝補助電極が相互に平行に延び、これらの複数の枝補助電極の一端あるいは両端が相互に接続されている形状を例示することができる。補助電極は、例えば、ＡｕＧｅ層／Ｎｉ層／Ａｕ層、Ｍｏ層／Ｔｉ層／Ｐｔ層／Ａｕ層、Ｔｉ層／Ｐｔ層／Ａｕ層、Ｎｉ層／Ａｕ層等から構成することができ、例えば、スパッタリング法や真空蒸着法といったＰＶＤ法に基づき形成することができる。尚、「／」の最も先頭に記載された層が第２電極側を占める。
　第１電極や第２電極（陽極や陰極）の成膜方法として、前述した各種ＰＶＤ法（例えば、スパッタリング法や真空蒸着法等）あるいは各種ＣＶＤ法を挙げることができる。
　光電変換素子の光入射面（例えば、第１化合物半導体層の光入射面）の上には、反射防止膜が形成されている構成とすることができる。反射防止膜を構成する材料として、最上層の化合物半導体層を構成する化合物半導体材料よりも屈折率が小さい材料を用いることが好ましく、具体的には、例えば、ＴｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＺｎＳ、ＭｇＦ2、Ｔａ2Ｏ5、ＳｉＯ2、Ｓｉ3Ｎ4、ＺｒＯ2、ＨｆＯ2から成る層、あるいは、これらの層の積層構造を挙げることができ、例えば、スパッタリング法等のＰＶＤ法に基づき形成することができる。
　光電変換層は、光電変換層に含まれる不純物濃度に依っては、第１導電型層とみなされる場合もあるし、ｉ層とみなされる場合もある。即ち、光電変換層には、真性半導体層も含まれる。
　第２導電型領域の形成方法として、第２導電型を有する不純物の気相拡散法や固相拡散法を例示することができる。第２導電型をｐ型とする場合、不純物として亜鉛（Ｚｎ）やマグネシウム（Ｍｇ）を例示することができる。また、イオン注入法により亜鉛（Ｚｎ）やマグネシウム（Ｍｇ）を導入してもよい。
　各種の化合物半導体層の形成は、例えば、有機金属化学的気相成長法（ＭＯＣＶＤ法，Metal Organic-Chemical Vapor Deposition 法、ＭＯＶＰＥ法，Metal Organic-Vapor Phase Epitaxy 法）や分子線エピタキシー法（ＭＢＥ法）、ハロゲンが輸送あるいは反応に寄与するハイドライド気相成長法（ＨＶＰＥ法）、原子層堆積法（ＡＬＤ法， Atomic Layer Deposition 法）、マイグレーション・エンハンスト・エピタキシー法（ＭＥＥ法， Migration-Enhanced Epitaxy 法）、プラズマ・アシステッド物理的気相成長法（ＰＰＤ法）等に基づき行うことができる。
　凹部や溝部は、ウエットエッチング法やドライエッチング法に基づき形成することができる。あるいは又、溝部は、凹部を素子分離層で埋め込むときに、同時に形成することもできる。
　光電変換素子の光入射側に、所望の波長の光を通過させるフィルタ（例えば、カラーフィルタや可視光カットフィルタ、不所望の赤外光をカットする赤外線カットフィルタ）を備えた構成とすることができるし、集光レンズ（オンチップ・マイクロ・レンズ、ＯＣＬ）を備えた構成とすることもできる。即ち、例えば、第１化合物半導体層の上に平坦化膜を形成し、更に、平坦化膜上にフィルタ、集光レンズを形成してもよい。
　第２化合物半導体層の頂面（場合によっては、素子分離層を構成する材料にも依るが、素子分離層の頂面）は、被覆層によって被覆されていてもよい。被覆層を構成する材料として、前述した絶縁材料層を構成する材料を挙げることができる。
　基板（成膜用基板）として、ＩＩＩ－Ｖ族化合物半導体から成る基板を挙げることができる。具体的には、ＩＩＩ－Ｖ族化合物半導体から成る基板として、ＧａＡｓ基板、ＩｎＰ基板、ＧａＮ基板、ＡｌＮ基板、ＧａＰ基板、ＧａＳｂ基板、ＩｎＳｂ基板、ＩｎＡｓ基板等を挙げることができる。あるいは又、シリコン半導体基板、サファイア基板、ＳｉＣ基板、石英ガラス基板、サファイア基板等を挙げることもできる。駆動用基板を、例えば、シリコン半導体基板から構成することができる。そして、駆動用基板には、光電変換素子を駆動するための各種回路を形成すればよい。基板（成膜用基板）の除去は、エッチング法や研磨法、ＣＭＰ法、レーザーアブレーション法、加熱法等によって行えばよい。
　駆動用基板に形成された第１電極接続部や第２電極接続部を、例えば、光電変換素子の第１電極や第２電極との接続のためのバンプ部から構成することもできる。そして、第１電極、第２電極あるいはコンタクト部と、シリコン半導体基板に設けられたバンプ部とを接続する。あるいは又、銅（Ｃｕ）から成る第１電極接続部や第２電極接続部が形成された駆動用基板と、第１電極や第２電極上に設けられた接続部（銅から成る）を有する光電変換素子とを、接続部同士が接するように重ね合わせ、接続部同士を接合することで、積層することができる。あるいは又、接続には、その他、ＴＣＶ（Through Contact VIA）を用いることもできる。
　場合によっては、光電変換素子を支持基板に固定してもよい。この場合にも、成膜用基板上で光電変換素子を形成した後、光電変換素子を支持基板に固定し、あるいは又、貼り合わせ、次いで、光電変換素子から成膜用基板を除去すればよい。光電変換素子から成膜用基板を除去する方法として、上述した方法を挙げることができる。また、光電変換素子を支持基板に固定し、あるいは又、貼り合わせる方法として、接着剤を用いる方法の他、金属接合法、半導体接合法、金属・半導体接合法を挙げることができる。支持基板として、成膜用基板として例示した基板以外にも、ガラス基板、石英基板等の透明無機基板、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル樹脂；ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂；ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）樹脂；ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂；ポリフェニレンサルファイド樹脂；ポリフッ化ビニリデン樹脂；テトラアセチルセルロース樹脂；ブロム化フェノキシ樹脂；アラミド樹脂；ポリイミド樹脂；ポリスチレン樹脂；ポリアリレート樹脂；ポリスルフォン樹脂；アクリル樹脂；エポキシ樹脂；フッ素樹脂；シリコーン樹脂；ジアセテート樹脂；トリアセテート樹脂；ポリ塩化ビニル樹脂；環状ポリオレフィン樹脂等の透明プラスチック基板やフィルムを挙げることができる。ガラス基板として、例えば、ソーダガラス基板、耐熱ガラス基板、石英ガラス基板を挙げることができる。
　本開示の撮像装置において、光電変換素子の配列として、ベイヤ配列の他、インターライン配列、ＧストライプＲＢ市松配列、ＧストライプＲＢ完全市松配列、市松補色配列、ストライプ配列、斜めストライプ配列、原色色差配列、フィールド色差順次配列、フレーム色差順次配列、ＭＯＳ型配列、改良ＭＯＳ型配列、フレームインターリーブ配列、フィールドインターリーブ配列を挙げることができる。ここで、１つの光電変換素子によって１つの画素が構成される。光電変換素子の配列ピッチとして、５μｍ以下を例示することができる。本開示の撮像装置によって、単板式カラー固体撮像装置を構成することができる。撮像装置には、光電変換素子を駆動するための制御部や駆動回路、配線が設けられている。必要に応じて、光電変換素子への光の入射を制御するためのシャッターを配設してもよい。
　本開示の撮像装置において、光電変換素子が複数配列された画素領域は、２次元マトリクス状（２次元アレイ状）に規則的に複数配列された画素から構成される。画素領域は、通常、実際に光を受光し光電変換によって生成された信号電荷を増幅して駆動回路に読み出す有効画素領域と、黒レベルの基準になる光学的黒を出力するための黒基準画素領域とから構成されている。黒基準画素領域は、通常は、有効画素領域の外周部に配置されている。
　光電変換素子から、ＣＣＤ素子（Charge Coupled Device：電荷結合素子）、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサ、ＣＩＳ（Contact Image Sensor）、ＣＭＤ（Charge Modulation Device）型の信号増幅型イメージセンサを構成することができる。また、撮像装置から、例えば、デジタルスチルカメラやビデオカメラ、カムコーダ、車載用カメラ、監視用カメラ、携帯電話機等の撮像機能を有する電子機器を構成することができる。光電変換素子を除く撮像装置の構成、構造は、周知の撮像装置の構成、構造と同じとすることができるし、光電変換素子によって得られた信号の各種処理も周知の回路に基づき行うことができる。
　実施例１は、本開示の光電変換素子（受光素子、フォトダイオード、撮像素子）、及び、本開示の第１の態様に係る光電変換素子の製造方法、並びに、本開示の撮像装置に関する。実施例１の光電変換素子の模式的な一部断面図を図１Ａに示す。また、実施例１の光電変換素子における第１電極、第２電極、第２化合物半導体層、素子分離層、凹部の配置を模式的に図４Ａに示し、実施例１の光電変換素子と駆動用基板との接続を模式的に示す図を図５に示し、実施例１の撮像装置の概念図を図６に示す。
　実施例１の光電変換素子１０Ａは、
　第１導電型を有する第１化合物半導体材料から成る第１化合物半導体層３１、
　第１化合物半導体層３１上に形成された光電変換層３４、
　光電変換層３４を覆い、第１導電型を有する第２化合物半導体材料から成る第２化合物半導体層３２、
　少なくとも第２化合物半導体層３２の一部に形成され、第１導電型とは異なる第２導電型を有し、光電変換層３４に達する第２導電型領域３５、
　光電変換層３４の側面を取り囲む素子分離層３３、
　第２導電型領域３５上に形成された第１電極５１、及び、
　第１化合物半導体層３１に電気的に接続された第２電極５２、
を備えている。
　ここで、素子分離層３３は、具体的には、第１導電型を有し、光電変換層３４を構成する材料とは異なる第３化合物半導体材料から成る。そして、素子分離層（第３化合物半導体材料から成る素子分離層）３３は、第２化合物半導体層３２上にも形成されている。また、第２導電型領域３５は、少なくとも第２化合物半導体層３２の一部に形成されているが、具体的には、第２化合物半導体層３２の一部、及び、素子分離層を構成する材料にも依るが、素子分離層３３の一部に形成されている。尚、第２化合物半導体層３２が、素子分離層を構成する材料にも依るが、素子分離層３３の頂部を覆っている場合もある。
　実施例１の撮像装置は、実施例１の光電変換素子１０Ａが、複数、２次元マトリクス状に配列されて成る。そして、実施例１の撮像装置は、駆動用基板６０、具体的には、読出し用集積基板（ＲＯＩＣ基板）を更に備えており、各光電変換素子１０Ａを構成する第１電極５１は、駆動用基板６０に設けられた第１電極接続部６１に接続されており、また、各光電変換素子１０Ａを構成する第２電極５２は、駆動用基板６０に設けられた第２電極接続部６２に接続されている。駆動用基板６０には、光電変換素子１０Ａを駆動するための各種回路が設けられているが、図示は省略した。撮像素子１０Ａは、より具体的には、ＣＭＯＳイメージセンサから構成されている。また、撮像装置から、例えば、車載用カメラや監視用カメラが構成されている。
　実施例１において、第２電極５２は、第１電極５１と同じ側に形成されている。また、第１化合物半導体層３１を介して光が入射する。第１導電型をｎ型とし、第２導電型をｐ型とした。第１化合物半導体層３１、第２化合物半導体層３２及び素子分離層（第３化合物半導体材料から成る素子分離層）３３は、同じ材料から成る。具体的には、第１化合物半導体層３１、第２化合物半導体層３２、素子分離層３３及び光電変換層３４は、ＩＩＩ－Ｖ属化合物半導体材料から成る。そして、光電変換層３４はＩｎＧａＡｓ（具体的には、ｎ－ＩｎＧａＡｓ、より具体的には、ｎ－Ｉｎ0.57Ｇａ0.43Ａｓ）から成り、第１化合物半導体層３１、第２化合物半導体層３２及び素子分離層３３はＩｎＰ（具体的には、ｎ+－ＩｎＰ）から成る。また、素子分離層３３を構成する第３化合物半導体材料は、光電変換層３４を構成する材料よりも広いバンドギャップエネルギーを有するし、素子分離層３３の不純物濃度は、光電変換層３４の不純物濃度よりも高い。具体的には、光電変換層３４及び素子分離層３３のバンドギャップエネルギーＢＧ、不純物濃度Ｉｍ、屈折率ｎの値は、以下の表１のとおりである。尚、光電変換層３４の不純物濃度Ｉｍ0は５×１０16ｃｍ-3以下であることが望ましく、素子分離層３３の不純物濃度Ｉｍ3は５×１０17ｃｍ-3乃至５×１０18ｃｍ-3であることが望ましい。第１化合物半導体層３１及び第２化合物半導体層３２の不純物濃度Ｉｍ1，Ｉｍ2も５×１０17ｃｍ-3乃至５×１０18ｃｍ-3であることが望ましい。実施例１にあっては、第１化合物半導体層３１、第２化合物半導体層３２及び素子分離層３３を構成する第１化合物半導体材料、第２化合物半導体材料及び第３化合物半導体材料を、設計上、完全に同一の材料とした。更には、第２導電型領域３５の不純物濃度を２×１０18ｃｍ-3とした。
〈表１〉
　　　　　　　　　ＢＧ（ｅＶ）　Ｉｍ（ｃｍ-3）　　　　　　　　　　ｎ
光電変換層　　　　０．７５　　　１．０×１０14～１．０×１０16　　３．９
素子分離層　　　　１．３５　　　１．０×１０16～１．０×１０18　　３．５
　図６に実施例１の撮像装置の概念図を示すように、実施例１の撮像装置１００は、光電変換素子１０Ａ（図６では撮像素子１０１で表す）が２次元マトリクス状（２次元アレイ状）に配列された撮像領域１１１、並びに、その駆動回路（周辺回路）としての垂直駆動回路１１２、カラム信号処理回路１１３、水平駆動回路１１４、出力回路１１５及び駆動制御回路１１６等から構成されている。尚、これらの回路は周知の回路から構成することができるし、また、他の回路構成（例えば、従来のＣＣＤ型撮像装置やＣＭＯＳ型撮像装置にて用いられる各種の回路）を用いて構成することができることは云うまでもない。尚、図６において、撮像素子１０１における参照番号「１０１」の表示は、１行のみとした。
　駆動制御回路１１６は、垂直同期信号、水平同期信号及びマスタークロックに基づいて、垂直駆動回路１１２、カラム信号処理回路１１３及び水平駆動回路１１４の動作の基準となるクロック信号や制御信号を生成する。そして、生成されたクロック信号や制御信号は、垂直駆動回路１１２、カラム信号処理回路１１３及び水平駆動回路１１４に入力される。
　垂直駆動回路１１２は、例えば、シフトレジスタによって構成され、撮像領域１１１の各撮像素子１０１を行単位で順次垂直方向に選択走査する。そして、各撮像素子１０１における受光量に応じて生成した電流（信号）に基づく画素信号（画像信号）は、信号線（データ出力線）１１７を介してカラム信号処理回路１１３に送られる。
　カラム信号処理回路１１３は、例えば、撮像素子１０１の列毎に配置されており、１行分の撮像素子１０１から出力される画像信号を撮像素子毎に黒基準画素（図示しないが、有効画素領域の周囲に形成される）からの信号によって、ノイズ除去や信号増幅の信号処理を行う。カラム信号処理回路１１３の出力段には、水平選択スイッチ（図示せず）が水平信号線１１８との間に接続されて設けられる。
　水平駆動回路１１４は、例えばシフトレジスタによって構成され、水平走査パルスを順次出力することによって、カラム信号処理回路１１３の各々を順次選択し、カラム信号処理回路１１３の各々から信号を水平信号線１１８に出力する。
　出力回路１１５は、カラム信号処理回路１１３の各々から水平信号線１１８を介して順次供給される信号に対して、信号処理を行って出力する。
　赤外光が、第１化合物半導体層３１側から光電変換素子に入射すると、光電変換層３４において、正孔及び電子が生成する。第１電極５１に第２電極５２よりも高い電位を加えておくと、電子は、第２導電型領域３５から第１電極５１を経由して外部へと取り出される。一方、正孔は、第１化合物半導体層３１、素子分離層３３、第２化合物半導体層３２のいずれかから、第２電極５２を経由して外部へと取り出される。
　以下、第１化合物半導体層等の模式的な一部端面図である図１１Ａ、図１１Ｂ、図１１Ｃ、図１２Ａ、図１２Ｂ、図１２Ｃ、図１３を参照して、実施例１の光電変換素子１０Ａの製造方法を説明する。
　　［工程－１００］
　基板上に、第１導電型を有する第１化合物半導体材料から成る第１化合物半導体層３１、光電変換層３４、及び、第１導電型を有する第２化合物半導体材料から成る第２化合物半導体層３２を、順次、形成する。具体的には、ＩｎＰから成り、厚さ０．１μｍ乃至１μｍのバッファ層２２が形成されたＩｎＰから成る基板（成膜用基板）２１を準備する。そして、周知のＭＯＣＶＤ法に基づき、バッファ層２２の上に、厚さ０．１μｍ乃至１μｍの第１化合物半導体層３１、厚さ３μｍ乃至５μｍの光電変換層３４、厚さ０．１μｍ乃至１μｍの第２化合物半導体層３２を、順次、成膜する（図１１Ａ参照）。
　　［工程－１１０］
　その後、少なくとも第２化合物半導体層３２及び光電変換層３４に凹部４０を形成する（図１１Ｂ参照）。具体的には、第２化合物半導体層３２の上にエッチング用レジスト層を形成し、エッチング用レジスト層をエッチング用マスクとして、第２化合物半導体層３２、光電変換層３４及び第１化合物半導体層３１を、例えば、ドライエッチング法やウエットエッチング法に基づきエッチングすることで、第２化合物半導体層３２、光電変換層３４及び第１化合物半導体層３１に凹部４０を形成することができる。その後、エッチング用レジスト層を除去する。場合によっては、凹部４０を、第２化合物半導体層３２及び光電変換層３４に形成してもよい。ここで、隣接する光電変換素子１０Ａの間に、具体的には、例えば、隣接する光電変換素子１０Ａの境界領域に対応する第２化合物半導体層３２等の部分に、凹部４０が形成されている。云い換えれば、凹部４０は、例えば、井桁状に設けられている。即ち、光電変換素子１０Ａは凹部４０によって囲まれている。
　　［工程－１２０］
　次いで、少なくとも凹部４０内に、素子分離層３３（具体的には、実施例１にあっては、光電変換層３４を構成する材料とは異なる材料である第１導電型を有する第３化合物半導体材料から成る素子分離層３３）を、周知のＭＯＣＶＤ法に基づき形成する（図１１Ｃ参照）。尚、図示した例では、素子分離層３３を第２化合物半導体層３２の上にも形成したが、凹部４０内のみに素子分離層３３を形成してもよい。具体的には、例えば、第２化合物半導体層３２の上に不所望の素子分離層３３が形成されないように、第２化合物半導体層３２の上に選択成長マスク層を形成して、素子分離層３３を周知のＭＯＣＶＤ法に基づき形成した後、選択成長マスク層を除去すればよい。
　　［工程－１３０］
　その後、少なくとも第２化合物半導体層３２の一部に、第１導電型とは異なる第２導電型を有し、光電変換層３４に達する第２導電型領域３５を形成する（図１２Ａ参照）。尚、第２導電型領域３５を「×」印で示す。以下においても同様である。具体的には、図示した例では、素子分離層３３が第２化合物半導体層３２の上に形成されているので、素子分離層３３上にマスク層を形成し、例えば、第２導電型（ｐ型）を有する不純物（具体的には、亜鉛、Ｚｎ）を気相拡散させ、あるいは又、固相拡散させることで、第２導電型領域３５を形成することができる。その後、マスク層を除去する。尚、凹部４０内のみに素子分離層３３を形成した場合には、第２化合物半導体層３２の一部に、光電変換層３４に達する第２導電型領域３５を形成すればよい。
　　［工程－１４０］
　その後、第２導電型領域３５上に第１電極５１を形成する。併せて、第１化合物半導体層３１に電気的に接続された第２電極５２を形成する。具体的には、第２導電型領域３５及び素子分離層３３の上にＳｉＮから成る被覆層３６を形成し、次いで、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術に基づき、第１電極５１及び第２電極５２を形成すべき部分の被覆層３６に開口部３６Ａ，３６Ｂを形成する（図１２Ｂ参照）。そして、開口部３６Ａの底部に露出した第２導電型領域３５の上から被覆層３６の上に亙り第１電極５１を形成し、併せて、開口部３６Ｂの底部に露出した素子分離層３３の上から被覆層３６の上に亙り第２電極５２を形成する。こうして、図１２Ｃに示す構造の光電変換素子１０Ａを得ることができる。第１電極５１及び第２電極５２は、例えば、Ｔｉ層／Ｗ層の積層構造を有する。ここで、Ｔｉ層がバリアメタル層として機能する。尚、第１電極５１及び第２電極５２の頂面には、接続部として銅層（図示せず）を形成しておく。
　　［工程－１５０］
　次いで、基板２１と支持基板２３とを、光電変換素子及び絶縁膜２４を介して周知の方法に基づき貼り合わせる（図１３参照）。そして、周知の方法で、基板２１及びバッファ層２２を除去し、露出した第１化合物半導体層３１の上に平坦化膜３７を形成し、平坦化膜３７の上に集光レンズ（オンチップ・マイクロ・レンズ、ＯＣＬ）３８を形成することで、図１Ａに示した構造の光電変換素子１０Ａを得ることができる。尚、図１Ａ、後述する図１Ｂ、図２Ａ、図２Ｂでは、支持基板２３等の図示を省略している。その後、ダイシングを行い、撮像装置用の光電変換素子群（撮像素子群）に分割する。
　　［工程－１６０］
　駆動用基板６０、具体的には、読出し用集積基板を準備する。駆動用基板６０には、銅から成る第１電極接続部６１及び第２電極接続部６２が形成されている。そして、撮像装置用の光電変換素子群を支持基板２３から駆動用基板６０上に移動させる。次いで、光電変換素子１０Ａの第１電極５１の接続部と第１電極接続部６１とを銅層同士を接合し、光電変換素子１０Ａの第２電極５２の接続部と第２電極接続部６２とを銅層同士を接合する。こうして、光電変換素子１０Ａを駆動用基板６０に実装することができる（図５参照）。
　尚、光電変換素子の光入射側に、所望の波長の光を通過させるフィルタ（例えば、カラーフィルタや可視光カットフィルタ、不所望の赤外光をカットする赤外線カットフィルタ）を配設してもよい。光電変換部に不要な外光が入射することを防ぐための遮光膜を設けてもよい。遮光膜を構成する材料として、クロム（Ｃｒ）や銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）を例示することができる。
　実施例１にあっては、光電変換層を構成する材料とは異なる材料（第１導電型を有する第３化合物半導体材料）から成る素子分離層が光電変換層の側面を取り囲んでいる。それ故、隣接する光電変換素子間を分離する領域（実施例１にあっては、具体的には、素子分離層）を形成するとき、結晶欠陥等が発生する虞が無く、また、微細化に確実に対処することができる。また、従来の技術では問題であった、不純物の拡散制御の困難性、即ち、ＩＩＩ－Ｖ族化合物半導体の積層体の深さ方向の不純物濃度の制御の困難性を回避することができるし、ｐｎ接合プロファイルが広がり易く、その結果、感度が低下するといった問題が生じることもない。
　実施例１の光電変換素子の変形例の模式的な一部断面図を図１Ｂに示す。この変形例の光電変換素子（撮像素子）１０Ｂにおいて、第２電極５２は、第１化合物半導体層３１の光入射側の面上に形成されている。具体的には、例えば、実施例１の［工程－１４０］と同様の工程において、第２電極５２の形成を省略し、実施例１の［工程－１５０］と同様の工程において基板２１及びバッファ層２２を除去し、露出した第１化合物半導体層３１の上に、ＩＴＯ等の透明導電材料から成る第２電極５２、平坦化膜３７を形成し、平坦化膜３７の上に集光レンズ３８を形成する。尚、第２電極５２をベタ膜とすることができる。即ち、第２電極５２を光電変換素子に共通な電極とすることができる。
　実施例２は、実施例１の変形である。実施例２の光電変換素子の模式的な一部断面図を図２Ａに示し、実施例２の光電変換素子における第１電極、第２電極、第２化合物半導体層、素子分離層、凹部、溝部の配置を模式的に図４Ｂに示す。
　実施例２の光電変換素子１０Ｃにおいて、光電変換層３４の側面と接している素子分離層３３の部分は第３化合物半導体材料から構成され、それ以外の素子分離層３３の部分は絶縁材料層又は遮光材料層４２から構成されている。即ち、凹部４０内に位置する素子分離層３３の部分に、光電変換素子１０Ｃを取り囲むように溝部４１が形成されている。そして、溝部４１内に、絶縁材料層又は遮光材料層４２が形成されている。
　実施例２の光電変換素子１０Ｃは、実施例１における［工程－１２０］と［工程－１３０］との間の工程において、あるいは又、［工程－１３０］と［工程－１４０］との間の工程において、あるいは又、［工程－１４０］と［工程－１５０］との間の工程において、凹部４０内に形成された素子分離層３３（具体的には、第１導電型を有する第３化合物半導体材料から成る素子分離層３３）に溝部４１を形成する。そして、溝部４１を絶縁材料又は遮光材料で埋め込むことで絶縁材料層又は遮光材料層４２を形成する。尚、図示した例では、［工程－１２０］と［工程－１３０］との間の工程において、絶縁材料層又は遮光材料層４２を形成している。
　具体的には、実施例１の［工程－１２０］が完了した後（図１１Ｃ参照）、素子分離層３３の上にエッチング用レジスト層を形成し、エッチング用レジスト層をエッチング用マスクとして、素子分離層３３を、例えば、ドライエッチング法に基づきエッチングすることで、素子分離層３３に溝部４１を形成する（図１４Ａ参照）。そして、例えば、スパッタリング法に基づき、例えば、ＳｉＮ、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3あるいはＨｆＯ2によって溝部４１を埋め込むことで、絶縁材料層４２を形成することができるし、あるいは又、例えば、Ｔｉ、Ｗ、Ｍｏ、ＭｎあるいはＣｕによって溝部４１を埋め込むことで、遮光材料層４２を形成することができる。その後、エッチング用レジスト層を除去する。こうして、図１４Ｂに示す構造を得ることができる。
　あるいは又、実施例１の［工程－１２０］と同様の工程において、少なくとも凹部４０内に素子分離層（第３化合物半導体材料から成る素子分離層）３３を周知のＭＯＣＶＤ法に基づき形成するとき、素子分離層３３の成膜条件を制御することで、凹部４０内の素子分離層３３に溝部４１を同時に形成する（図１５Ａ参照）。そして、例えば、スパッタリング法に基づき、溝部４１内に絶縁材料層又は遮光材料層４２を形成する。こうして、図１５Ｂに示す構造を得ることができる。
　実施例２の光電変換素子の変形例（光電変換素子１０Ｄ）を図２Ｂに模式的な一部断面図を示すが、図１Ｂに示した実施例１の光電変換素子の変形例と同様に、第２電極５２を、第１化合物半導体層３１の光入射側の面上に形成してもよい。
　実施例３は、実施例１～実施例２の光電変換素子の変形であり、且つ、本開示の第２の態様に係る光電変換素子の製造方法に関する。以下、第１化合物半導体層等の模式的な一部端面図である図１６Ａ、図１６Ｂ、図１６Ｃ、図１７Ａ、図１７Ｂを参照して、実施例３の光電変換素子の製造方法を説明する。
　　［工程－３００］
　基板上に、第１導電型を有する第１化合物半導体材料から成る第１化合物半導体層３１、及び、光電変換層３４を、順次、形成する。具体的には、ＩｎＰから成り、厚さ０．１μｍ乃至１μｍのバッファ層２２が形成されたＩｎＰから成る基板（成膜用基板）２１を準備する。そして、周知のＭＯＣＶＤ法に基づき、バッファ層２２の上に、厚さ０．１μｍ乃至１μｍの第１化合物半導体層３１、厚さ３μｍ乃至５μｍの光電変換層３４を、順次、成膜する（図１６Ａ参照）。
　　［工程－３１０］
　その後、少なくとも光電変換層３４に凹部４０を形成する（図１６Ｂ参照）。具体的には、光電変換層３４の上にエッチング用レジスト層を形成し、エッチング用レジスト層をエッチング用マスクとして、光電変換層３４及び第１化合物半導体層３１を、例えば、ドライエッチング法やウエットエッチング法に基づきエッチングすることで、光電変換層３４及び第１化合物半導体層３１に凹部４０を形成することができる。その後、エッチング用レジスト層を除去する。ここで、隣接する光電変換素子１０Ａの間に、具体的には、例えば、隣接する光電変換素子１０Ａの境界領域に対応する光電変換層３４の部分に、凹部４０が形成されている。云い換えれば、凹部４０は、例えば、井桁状に設けられている。即ち、光電変換素子１０Ａは凹部４０によって囲まれている。尚、凹部４０を、光電変換層３４に形成してもよい。
　　［工程－３２０］
　次に、少なくとも凹部４０内に、素子分離層３３（具体的には、実施例３にあっては、光電変換層３４を構成する材料とは異なる材料である第１導電型を有する第３化合物半導体材料から成る素子分離層３３）を形成し、更に、光電変換層３４を覆うように、第１導電型を有する第２化合物半導体材料から成る第２化合物半導体層３２を形成する。具体的には、凹部４０を含む全面に、周知のＭＯＣＶＤ法に基づき、素子分離層を形成する（図１６Ｃ参照）。ここで、光電変換層３４上に形成された素子分離層の部分が第２化合物半導体層３２に相当する。第２化合物半導体層３２の光電変換層３４上における厚さを０．１μｍ乃至１μｍとした。即ち、実施例３にあっては、第２化合物半導体層３２及び素子分離層３３は同じ化合物半導体材料から一体的に構成されており、形成される場所に依存して、第２化合物半導体層３２（光電変換層３４上）あるいは素子分離層３３（凹部４０内）となる。
　尚、素子分離層３３を凹部４０内上に形成してもよく、この場合、光電変換層３４及び凹部４０を覆うように第２化合物半導体層３２を形成すればよい。あるいは又、凹部４０を含む全面に素子分離層３３を形成し、素子分離層３３上に、更に、第２化合物半導体層３２を形成してもよい。
　　［工程－３３０］
　その後、少なくとも第２化合物半導体層３２の一部に、第１導電型とは異なる第２導電型を有し、光電変換層３４に達する第２導電型領域３５を形成する（図１７Ａ参照）。具体的には、第２化合物半導体層３２上にマスク層を形成し、例えば、第２導電型（ｐ型）を有する不純物（具体的には、亜鉛、Ｚｎ）を気相拡散させ、あるいは又、固相拡散させることで、第２導電型領域３５を形成することができる。その後、マスク層を除去する。
　　［工程－３４０］
　その後、図１７Ｂに工程の一部を図示するように、実施例１の［工程－１４０］～［工程－１６０］と同様の工程を実行することで、実施例３の光電変換素子、撮像装置を得ることができる。
　実施例３にあっても、実施例１の光電変換素子の変形例と同様に、第２電極５２を、第１化合物半導体層３１の光入射側の面上に形成してもよい。また、実施例２と同様に、絶縁材料層又は遮光材料層４２を形成してもよい。
　実施例４は、実施例１～実施例２の光電変換素子の変形であり、且つ、本開示の第３の態様に係る光電変換素子の製造方法に関する。以下、第１化合物半導体層等の模式的な一部端面図である図１８Ａ、図１８Ｂ、図１９Ａ、図１９Ｂ、図２０Ａ、図２０Ｂを参照して、実施例４の光電変換素子の製造方法を説明する。
　　［工程－４００］
　先ず、実施例１の［工程－１００］と同様にして、基板上に、第１導電型を有する第１化合物半導体材料から成る第１化合物半導体層３１、光電変換層３４、及び、第１導電型を有する第２化合物半導体材料から成る第２化合物半導体層３２を、順次、形成する（図１８Ａ参照）。
　　［工程－４１０］
　その後、実施例１の［工程－１３０］と同様にして、第２化合物半導体層３２の一部に、第１導電型とは異なる第２導電型を有し、光電変換層３４に達する第２導電型領域３５を形成する。
　　［工程－４２０］
　その後、実施例１の［工程－１４０］と同様にして、第２導電型領域３５上に第１電極５１を形成する。併せて、第２化合物半導体層３２の上に第２電極５２を形成する。こうして、図１８Ｂに示す構造を得ることができる。
　　［工程－４３０］
　次いで、基板２１と支持基板２３とを、光電変換素子及び絶縁膜２４を介して周知の方法に基づき貼り合わせる（図１９Ａ参照）。そして、周知の方法で、基板２１及びバッファ層２２を除去し、露出した第１化合物半導体層３１を露出させる（図１９Ｂ参照）。
　　［工程－４４０］
　その後、少なくとも光電変換層３４に凹部４０を形成する（図２０Ａ参照）。具体的には、第１化合物半導体層３１の上にエッチング用レジスト層を形成し、エッチング用レジスト層をエッチング用マスクとして、第１化合物半導体層３１、光電変換層３４及び第２化合物半導体層３２を、例えば、ドライエッチング法やウエットエッチング法に基づきエッチングすることで、第２化合物半導体層３２、光電変換層３４及び第１化合物半導体層３１に凹部４０を形成することができる。その後、エッチング用レジスト層を除去する。場合によっては、凹部４０を、光電変換層３４及び第１化合物半導体層３１に形成してもよい。ここで、隣接する光電変換素子１０Ａの間に、具体的には、例えば、隣接する光電変換素子の境界領域に対応する第１化合物半導体層３１等の部分に、凹部４０が形成されている。云い換えれば、凹部４０は、例えば、井桁状に設けられている。即ち、光電変換素子は凹部４０によって囲まれている。
　　［工程－４５０］
　次いで、少なくとも凹部４０内に、素子分離層３３（具体的には、実施例４にあっては、光電変換層３４を構成する材料とは異なる材料である第１導電型を有する第３化合物半導体材料から成る素子分離層３３）を、周知のＭＯＣＶＤ法に基づき、形成する（図２０Ｂ参照）。尚、図示した例では、凹部４０内のみに素子分離層３３を形成している。具体的には、例えば、第１化合物半導体層３１の上に不所望の素子分離層が形成されないように、第１化合物半導体層３１の上に選択成長マスク層を形成して、素子分離層３３を周知のＭＯＣＶＤ法に基づき形成し、選択成長マスク層を除去すればよい。尚、素子分離層３３を、凹部４０内だけでなく、第１化合物半導体層３１の上に形成してもよい。その後、ダイシングを行い、撮像装置用の光電変換素子群（撮像素子群）に分割する。
　　［工程－４６０］
　その後、露出した第１化合物半導体層３１の上に平坦化膜３７を形成し、平坦化膜３７の上に集光レンズ３８を形成し、ダイシングを行い、撮像装置用の光電変換素子群（撮像素子群）に分割する。そして、更に、実施例１の［工程－１６０］と同様の工程を実行することで、実施例４の光電変換素子、撮像装置を得ることができる。
　実施例４にあっても、実施例１の光電変換素子の変形例と同様に、第２電極５２を、第１化合物半導体層３１の光入射側の面上に形成してもよい。また、実施例２と同様に、絶縁材料層又は遮光材料層４２を形成してもよい。
　場合によっては、［工程－４２０］の後、第２化合物半導体層側から、少なくとも第２化合物半導体層３２及び光電変換層３４に凹部を形成してもよい。具体的には、第２化合物半導体層３２及び光電変換層３４に凹部を形成してもよいし、第２化合物半導体層３２、光電変換層３４及び第１化合物半導体層３１に凹部を形成してもよい。そして、少なくとも凹部４０内に、素子分離層３３（具体的には、光電変換層３４を構成する材料とは異なる材料である第１導電型を有する第３化合物半導体材料から成る素子分離層３３）を、周知のＭＯＣＶＤ法に基づき、形成し、更に、実施例１の［工程－１５０］～実施例１の［工程－１６０］と同様の工程を実行することで、実施例４の光電変換素子、撮像装置を得ることもできる。
　実施例５は、実施例１～実施例２の光電変換素子の変形であり、且つ、本開示の第４の態様に係る光電変換素子の製造方法に関する。以下、第１化合物半導体層等の模式的な一部端面図である図２１Ａ、図２１Ｂ、図２１Ｃ、図２２Ａ、図２２Ｂ、図２２Ｃを参照して、実施例５の光電変換素子の製造方法を説明する。
　　［工程－５００］
　先ず、第１導電型を有する基板２１に素子分離層３３を形成し、素子分離層３３によって囲まれ、基板２１の表面領域から構成された第１化合物半導体層３１を得る（図２１Ａ参照）。具体的には、ＩｎＰから成る基板（成膜用基板）２１の上にエッチング用レジスト層を形成し、エッチング用レジスト層をエッチング用マスクとして、基板２１を、例えば、ドライエッチング法に基づきエッチングすることで、基板２１の一部から構成された素子分離層３３を形成することができる。
　　［工程－５１０］
　次いで、第１化合物半導体層３１上に光電変換層３４をＭＯＣＶＤ法に基づき形成する。その後、必要に応じて、平坦化処理を行う。こうして、図２１Ｂに示す構造を得ることができる。尚、素子分離層３３の側面からは光電変換層３４が成膜されない条件を選択した。
　　［工程－５２０］
　次いで、光電変換層３４の上に（実施例５においては、具体的には、全面に）、第１導電型を有する第２化合物半導体材料から成る第２化合物半導体層３２を、ＭＯＣＶＤ法に基づき形成する。こうして、図２１Ｃに示す構造を得ることができる。
　　［工程－５３０］
　その後、実施例１の［工程－１３０］と同様にして、第２化合物半導体層３２の一部に、第１導電型とは異なる第２導電型を有し、光電変換層３４に達する第２導電型領域３５を形成する（図２２Ａ参照）。
　　［工程－５４０］
　次いで、第２導電型領域３５上に第１電極５１を形成する。併せて、第１化合物半導体層３１に電気的に接続された第２電極５２を形成する。具体的には、実施例１の［工程－１４０］と同様にして、第２導電型領域３５及び素子分離層３３の上にＳｉＮから成る被覆層３６を形成し、次いで、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術に基づき、第１電極５１及び第２電極５２を形成すべき部分の被覆層３６に開口部を形成する（図２２Ｂ参照）。そして、開口部の底部に露出した第２導電型領域３５の上から被覆層３６の上に亙り第１電極５１を形成し、併せて、開口部の底部に露出した素子分離層３３の上から被覆層３６の上に亙り第２電極５２を形成する。こうして、図２２Ｃに示す構造の光電変換素子を得ることができる。
　　［工程－５５０］
　その後、実施例１の［工程－１５０］、［工程－１６０］と同様の工程を実行することで、実施例５の光電変換素子、撮像装置を得ることができる。
　実施例５あるいは後述する実施例６～実施例７にあっても、実施例１の光電変換素子の変形例と同様に、第２電極５２を、第１化合物半導体層３１の光入射側の面上に形成してもよい。また、実施例２と同様に、絶縁材料層又は遮光材料層４２を形成してもよい。
　実施例６は、実施例５の変形である。実施例６が実施例５と相違する点は、以下のとおりである。即ち、実施例５にあっては、光電変換層３４のＭＯＣＶＤ法における成膜条件として、素子分離層３３の側面からは光電変換層３４が成膜されない条件を選択した。一方、実施例６にあっては、光電変換層３４のＭＯＣＶＤ法における成膜条件として、素子分離層３３の側面からも光電変換層３４が成膜される条件を選択する。以下、第１化合物半導体層等の模式的な一部端面図である図２３Ａ、図２３Ｂ、図２３Ｃ、図２４Ａ、図２４Ｂ、図２４Ｃを参照して、実施例６の光電変換素子の製造方法を説明する。
　　［工程－６００］
　先ず、第１導電型を有するＩｎＰから成る基板２１に素子分離層３３を形成し、素子分離層３３によって囲まれ、基板２１の表面領域から構成された第１化合物半導体層３１を得る（図２３Ａ参照）。具体的には、素子分離層３３を形成すべき基板２１の部分の上にハードマスク層２５を形成する。そして、ハードマスク層２５をエッチング用マスクとして、基板２１を、例えば、ドライエッチング法に基づきエッチングすることで、基板２１の一部から構成された素子分離層３３を形成することができる。
　　［工程－６１０］
　その後、第１化合物半導体層３１上に、素子分離層３３によって囲まれた光電変換層３４を、ＭＯＣＶＤ法に基づき形成する。こうして、図２３Ｂに示す構造を得ることができる。ＭＯＣＶＤ法における成膜条件として、素子分離層３３の側面からも光電変換層３４が成膜される条件を選択する。その後、必要に応じて、平坦化処理を行ってもよい。
　　［工程－６２０］
　次いで、光電変換層３４の上に、第１導電型を有する第２化合物半導体材料から成る第２化合物半導体層３２を、ＭＯＣＶＤ法に基づき形成する。こうして、図２３Ｃに示す構造を得ることができる。そして、平坦化処理を行う。こうして、図２４Ａに示す構造を得ることができる。
　　［工程－６３０］
　その後、実施例１の［工程－１３０］と同様にして、第２化合物半導体層３２の一部に、第１導電型とは異なる第２導電型を有し、光電変換層３４に達する第２導電型領域３５を形成する（図２４Ｂ参照）。
　　［工程－６４０］
　次いで、第２導電型領域３５上に第１電極５１を形成する。併せて、第１化合物半導体層３１に電気的に接続された第２電極５２を形成する。具体的には、実施例５の［工程－５４０］と同様の工程を実行する。こうして、図２４Ｃに示す構造の光電変換素子を得ることができる。
　　［工程－６５０］
　その後、実施例１の［工程－１５０］、［工程－１６０］と同様の工程を実行することで、実施例５の光電変換素子、撮像装置を得ることができる。
　実施例７も、実施例５の変形である。実施例７が実施例５と相違する点は、以下のとおりである。即ち、実施例５にあっては素子分離層３３を基板２１の一部から構成した。一方、実施例７にあっては、素子分離層３３は、絶縁材料層から成り、あるいは又、外側の一部が絶縁材料層から成り、残りの部分（芯部）が遮光材料層から成る。以下、第１化合物半導体層等の模式的な一部端面図である図２５Ａ、図２５Ｂ、図２５Ｃ、図２６Ａ、図２６Ｂ、図２６Ｃを参照して、実施例７の光電変換素子の製造方法を説明する。
　　［工程－７００］
　先ず、第１導電型を有する基板２１に素子分離層３３を形成し、素子分離層３３によって囲まれ、基板２１の表面領域から構成された第１化合物半導体層３１を得る（図２５Ａ参照）。具体的には、ＩｎＰから成る基板（成膜用基板）２１の上に絶縁材料層を形成し、絶縁材料層上にエッチング用レジスト層を形成し、エッチング用レジスト層をエッチング用マスクとして、絶縁材料層を、例えば、ドライエッチング法に基づきエッチングすることで、絶縁材料層から構成された素子分離層３３を形成することができる。
　あるいは又、ＩｎＰから成る基板（成膜用基板）２１の上に犠牲層を形成し、犠牲層上にエッチング用レジスト層を形成し、エッチング用レジスト層をエッチング用マスクとして、犠牲層を、例えば、ドライエッチング法に基づきエッチングすることで、犠牲層に素子分離層を形成すべき溝部を形成する。そして、溝部を絶縁材料で埋め込む。あるいは又、溝部の側面及び底面を絶縁材料で覆い、更に、溝部の残部を遮光材料で埋め込む。そして、犠牲層の頂面上の絶縁材料（あるいは絶縁材料及び遮光材料）を除去し、更に、犠牲層を除去する。こうして、素子分離層３３を得ることができる。
　　［工程－７１０］
　その後、第１化合物半導体層３１上に、素子分離層３３によって囲まれた光電変換層３４を、ＭＯＣＶＤ法に基づき形成する。こうして、図２５Ｂに示す構造を得ることができる。尚、その後、必要に応じて、平坦化処理を行ってもよい。
　　［工程－７２０］
　次いで、光電変換層３４の上に、第１導電型を有する第２化合物半導体材料から成る第２化合物半導体層３２を、ＭＯＣＶＤ法に基づき形成する。こうして、図２５Ｃに示す構造を得ることができる。
　　［工程－７３０］
　その後、実施例１の［工程－１３０］と同様にして、第２化合物半導体層３２の一部に、第１導電型とは異なる第２導電型を有し、光電変換層３４に達する第２導電型領域３５を形成する（図２６Ａ参照）。
　　［工程－７４０］
　次いで、第２導電型領域３５上に第１電極５１を形成する（図２６Ｂ、図２６Ｃ参照）。具体的には、実施例５の［工程－５４０］と同様の工程を実行することで第１電極５１を得ることができる。
　　［工程－７５０］
　その後、第１化合物半導体層３１に電気的に接続された第２電極５２を形成する。具体的には、実施例１の［工程－１５０］と同様の工程において基板２１を厚さ方向に一部分除去し、露出した第１化合物半導体層３１の上に、ＩＴＯ等の透明導電材料から成る第２電極５２、平坦化膜３７を形成し、平坦化膜３７の上に集光レンズ３８を形成する。尚、第２電極５２をベタ膜とすることができる。即ち、第２電極５２を光電変換素子に共通な電極とすることができる。こうして、実施例７の光電変換素子、撮像装置を得ることができる。
　実施例８も、実施例５の変形である。実施例８が実施例５と相違する点は、以下のとおりである。即ち、実施例５にあっては素子分離層３３を基板２１の一部から構成した。一方、実施例８にあっては、素子分離層３３は、基板２１上に形成された絶縁材料層３３Ａ、及び、絶縁材料層３３Ａ上に形成された多結晶材料層３４Ａから成る。以下、第１化合物半導体層等の模式的な一部端面図である図２７Ａ、図２７Ｂ、図２７Ｃ、図２８Ａ、図２８Ｂ、図２８Ｃを参照して、実施例８の光電変換素子の製造方法を説明する。
　　［工程－８００］
　先ず、第１導電型を有する基板２１に素子分離層３３を形成し、素子分離層３３によって囲まれ、基板２１の表面領域から構成された第１化合物半導体層３１を得る（図２７Ａ参照）。具体的には、ＩｎＰから成る基板（成膜用基板）２１の上に絶縁材料層を形成し、絶縁材料層上にエッチング用レジスト層を形成し、エッチング用レジスト層をエッチング用マスクとして、絶縁材料層を、例えば、ドライエッチング法に基づきエッチングすることで、絶縁材料層３３Ａから構成された素子分離層３３の一部を形成することができる。
　　［工程－８１０］
　その後、第１化合物半導体層３１上に、素子分離層３３によって囲まれた光電変換層３４を、ＭＯＣＶＤ法に基づき形成する。こうして、図２７Ｂに示す構造を得ることができる。ここで、絶縁材料層３３Ａの上に形成される光電変換層の部分は多結晶状態となり、素子分離層３３の残部である多結晶材料層３４Ａを得ることができる。こうして、絶縁材料層３３Ａ、及び、絶縁材料層３３Ａ上に形成された多結晶材料層３４Ａから成る素子分離層３３を得ることができる。尚、多結晶材料層３４Ａは高抵抗状態にあるので、キャリアは第１電極５１あるいは第２電極５２に向かって流れ難い。
　　［工程－８２０］
　次いで、光電変換層３４及び素子分離層３３の上に、第１導電型を有する第２化合物半導体材料から成る第２化合物半導体層３２を、ＭＯＣＶＤ法に基づき形成する。こうして、図２７Ｃに示す構造を得ることができる。素子分離層３３の上に形成される第２化合物半導体層の部分は多結晶状態となり、多結晶材料層３２Ａを得ることができる。
　　［工程－８３０］
　その後、実施例１の［工程－１３０］と同様にして、第２化合物半導体層３２の一部に、第１導電型とは異なる第２導電型を有し、光電変換層３４に達する第２導電型領域３５を形成する（図２８Ａ参照）。
　　［工程－８４０］
　次いで、第２導電型領域３５上に第１電極５１を形成する（図２８Ｂ、図２８Ｃ参照）。
　　［工程－８５０］
　その後、実施例７の［工程－７５０］と同様の工程を実行することで、実施例８の光電変換素子、撮像装置を得ることができる。
　実施例９は、実施例８の変形である。実施例８が実施例７と相違する点は、以下のとおりである。即ち、実施例７にあっては、素子分離層３３の一部を、基板２１上に形成された絶縁材料層３３Ａから構成した。一方、実施例９にあっては、素子分離層３３の一部を、基板２１の表面領域に形成された絶縁材料層３３Ｂから構成する。素子分離層３３は、基板２１の表面領域に形成された絶縁材料層３３Ｂ、及び、絶縁材料層３３Ｂ上に形成された多結晶材料層３４Ａから成る。以下、第１化合物半導体層等の模式的な一部端面図である図２９Ａ、図２９Ｂ、図２９Ｃ、図３０Ａ、図３０Ｂ、図３０Ｃを参照して、実施例９の光電変換素子の製造方法を説明する。
　　［工程－９００］
　先ず、第１導電型を有する基板２１に素子分離層３３を形成し、素子分離層３３によって囲まれ、基板２１の表面領域から構成された第１化合物半導体層３１を得る。（図２９Ａ参照）。具体的には、ＩｎＰから成る基板（成膜用基板）２１の上にエッチング用レジスト層を形成し、エッチング用レジスト層をエッチング用マスクとして、基板２１を、例えば、ドライエッチング法に基づきエッチングすることで、基板２１に素子分離層３３を形成すべき凹みを形成することができる。そして、基板２１に形成された凹みを、素子分離層３３の一部を構成する絶縁材料層３３Ｂで埋め込む。具体的には、凹みを含む全面に絶縁材料層を成膜し、基板２１上の絶縁材料層を除去することで、図２９Ａに示す構造を得ることができる。
　　［工程－９１０］
　その後、第１化合物半導体層３１上に、素子分離層３３によって囲まれた光電変換層３４を形成する。こうして、図２９Ｂに示す構造を得ることができる。ここで、絶縁材料層３３Ｂの上に形成される光電変換層の部分は多結晶状態となり、多結晶材料層３４Ａを得ることができる。こうして、絶縁材料層３３Ｂ、及び、絶縁材料層３３Ｂ上に形成された多結晶材料層３４Ａから成る素子分離層３３を得ることができる。
　　［工程－９２０］
　次いで、実施例８の［工程－８２０］と同様の工程を実行し（図２９Ｃ参照）、更に、
実施例８の［工程－８３０］、［工程－８４０］と同様の工程を実行し（図３０Ａ、図３０Ｂ、図３０Ｃ参照）、更に、実施例８の［工程－８５０］と同様の工程を実行することで、実施例９の光電変換素子、撮像装置を得ることができる。
　実施例１０は、実施例１～実施例２の光電変換素子の変形であり、且つ、本開示の第５の態様に係る光電変換素子の製造方法に関する。以下、第１化合物半導体層等の模式的な一部端面図である図３１Ａ、図３１Ｂ、図３１Ｃ、図３２Ａ、図３２Ｂ、図３２Ｃを参照して、実施例１０の光電変換素子の製造方法を説明する。
　　［工程－１０００］
　先ず、第１導電型を有する基板２１に絶縁材料から成る素子分離層・形成領域３３Ｃを形成し、素子分離層・形成領域３３Ｃによって囲まれ、基板２１の表面領域から構成された第１化合物半導体層３１を得る（図３１Ａ参照）。具体的には、実施例８の［工程－８００］と同様の工程を実行する。
　　［工程－１０１０］
　その後、第１化合物半導体層３１及び素子分離層・形成領域３３Ｃ上に光電変換層３４を形成する（図３１Ｂ参照）。具体的には、実施例８の［工程－８１０］と同様の工程を実行する。ここで、素子分離層・形成領域３３Ｃの上に形成される光電変換層の部分は多結晶状態となり、多結晶材料層３４Ａを得ることができる。
　　［工程－１０２０］
　次いで、光電変換層３４の上に、第１導電型を有する第２化合物半導体材料から成る第２化合物半導体層３２を、ＭＯＣＶＤ法に基づき形成する（図３１Ｃ参照）。具体的には、実施例８の［工程－８２０］と同様の工程を実行する。素子分離層３３の上に形成される第２化合物半導体層の部分は多結晶状態となり、多結晶材料層３２Ａを得ることができる。
　　［工程－１０３０］
　その後、素子分離層・形成領域３３Ｃの上方に位置する第２化合物半導体層３２及び光電変換層３４の部分を除去し（図３２Ａ参照）、除去した部分を素子分離層・形成材料３３Ｄで埋め込み、素子分離層３３を得る（図３２Ｂ参照）。具体的には、第２化合物半導体層３２上にエッチング用レジスト層を形成し、エッチング用レジスト層をエッチング用マスクとして、第２化合物半導体層３２及び光電変換層３４を、例えば、ウエットエッチング法に基づきエッチングすることで、素子分離層・形成領域３３Ｃの上方に位置する第２化合物半導体層３２及び光電変換層３４の部分を除去することができる。次いで、例えば、絶縁材料から成る素子分離層・形成材料３３ＤをＣＶＤ法にて全面に成膜し、平坦化処理を行うことで、除去した部分を素子分離層・形成材料３３Ｄで埋め込み、素子分離層３３を得ることができる。尚、素子分離層３３は、外側を絶縁材料から構成し、内側（芯部）を遮光材料から構成してもよい。
　　［工程－１０４０］
　そして、第２化合物半導体層３２に、第１導電型とは異なる第２導電型を有し、光電変換層に達する第２導電型領域３５を形成し、その後、第２導電型領域３５上に第１電極５１を形成し（図３２Ｃ参照）、第１化合物半導体層３１に電気的に接続された第２電極５１を形成する。具体的には、実施例８の［工程－８３０］、［工程－８４０］、［工程－８５０］と同様の工程を実行すればよい。こうして、実施例１０の光電変換素子、撮像装置を得ることができる。
　実施例１１は、実施例１０の変形である。実施例１１が実施例１０と相違する点は、以下のとおりである。即ち、実施例１０にあっては、素子分離層・形成領域３３Ｃを基板２１上に形成した。一方、実施例１１にあっては、素子分離層・形成領域３３Ｃを、基板２１の表面領域に形成する。以下、第１化合物半導体層等の模式的な一部端面図である図３３Ａ、図３３Ｂ、図３３Ｃ、図３４Ａ、図３４Ｂ、図３４Ｃを参照して、実施例１１の光電変換素子の製造方法を説明する。
　　［工程－１１００］
　先ず、第１導電型を有する基板２１に絶縁材料から成る素子分離層・形成領域３３Ｃを形成し、素子分離層・形成領域３３Ｃによって囲まれ、基板２１の表面領域から構成された第１化合物半導体層３１を得る（図３３Ａ参照）。具体的には、実施例９の［工程－９００］と同様の工程を実行する。
　　［工程－１１１０］
　その後、第１化合物半導体層３１及び素子分離層・形成領域３３Ｃ上に光電変換層３４を形成する（図３３Ｂ参照）。具体的には、実施例１０の［工程－１０１０］と同様の工程を実行する。ここで、素子分離層・形成領域３３Ｃの上に形成される光電変換層の部分は多結晶状態となり、多結晶材料層３４Ａを得ることができる。
　　［工程－１１２０］
　次いで、光電変換層３４の上に、第１導電型を有する第２化合物半導体材料から成る第２化合物半導体層３２を、ＭＯＣＶＤ法に基づき形成する（図３３Ｃ参照）。具体的には、実施例１０の［工程－１０２０］と同様の工程を実行する。素子分離層３３の上に形成される第２化合物半導体層の部分は多結晶状態となり、多結晶材料層３２Ａを得ることができる。
　　［工程－１１３０］
　その後、素子分離層・形成領域３３Ｃの上方に位置する第２化合物半導体層３２及び光電変換層３４の部分を除去し（図３４Ａ参照）、除去した部分を素子分離層・形成材料３３Ｄで埋め込み、素子分離層３３を得る（図３４Ｂ参照）。具体的には、実施例１０の［工程－１０３０］と同様の工程を実行する。
　　［工程－１１４０］
　そして、第２化合物半導体層３２に、第１導電型とは異なる第２導電型を有し、光電変換層に達する第２導電型領域３５を形成し、その後、第２導電型領域３５上に第１電極５１を形成し（図３４Ｃ参照）、第１化合物半導体層３１に電気的に接続された第２電極５１を形成する。具体的には、実施例１０の［工程－１０４０］と同様の工程を実行すればよい。こうして、実施例１１の光電変換素子、撮像装置を得ることができる。
　実施例１２は、実施例１～実施例２の光電変換素子の変形であり、且つ、本開示の第６の態様に係る光電変換素子の製造方法に関する。以下、第１化合物半導体層等の模式的な一部端面図である図３５Ａ、図３５Ｂ、図３５Ｃ、図３６Ａ、図３６Ｂ、図３６Ｃを参照して、実施例７の光電変換素子の製造方法を説明する。
　　［工程－１２００］
　先ず、第１導電型を有する基板２１に選択成長阻止部２６を形成する。具体的には、実施例９の［工程－９００］と同様の工程を実行する。より具体的には、ＩｎＰから成る基板（成膜用基板）２１の上にエッチング用レジスト層を形成し、エッチング用レジスト層をエッチング用マスクとして、基板２１を、例えば、ドライエッチング法に基づきエッチングすることで、基板２１に選択成長阻止部２６を形成すべき凹みを形成することができる。そして、基板２１に形成された凹みを、選択成長阻止部２６を構成する絶縁材料層で埋め込む。具体的には、凹みを含む全面に絶縁材料層を成膜し、基板２１上の絶縁材料層を除去することで、図３５Ａに示す構造を得ることができる。
　　［工程－１２１０］
　次いで、横方向選択エピタキシャル成長法に基づき、選択成長阻止部２６と選択成長阻止部２６との間に位置し、第１化合物半導体層３１に相当する基板２１の領域から光電変換層３４をＭＯＣＣＶＤ法に基づき形成する。
　　［工程－１２２０］
　その後、全面に、第１導電型を有する第２化合物半導体材料から成る第２化合物半導体層３２をＭＯＣＶＤ法に基づき形成し、以て、選択成長阻止部２６の上方に位置する第２化合物半導体層の部分から成る素子分離層３３’を得る（図３５Ｃ参照）。尚、形成された第２化合物半導体層３２に平坦化処理を施してもよい。
　　［工程－１２３０］
　次に、第２化合物半導体層３２の一部に、第１導電型とは異なる第２導電型を有し、光電変換層に達する第２導電型領域３５を形成し（図３６Ａ参照）、その後、第２導電型領域３５上に第１電極５１を形成し（図３６Ｂ及び図３６Ｃ参照）、第１化合物半導体層３１に電気的に接続された第２電極５２を形成する。具体的には、実施例８の［工程－８３０］、［工程－８４０］、［工程－８５０］と同様の工程を実行すればよい。こうして、実施例１２の光電変換素子、撮像装置を得ることができる。
　実施例１３は、実施例１２の変形である。実施例１３が実施例１２と相違する点は、以下のとおりである。即ち、実施例１２にあっては、選択成長阻止部２６を基板２１の表面領域に形成した。一方、実施例１３にあっては、選択成長阻止部２６を基板２１上に形成する。以下、第１化合物半導体層等の模式的な一部端面図である図３７Ａ、図３７Ｂ、図３７Ｃ、図３８Ａ、図３８Ｂ、図３８Ｃを参照して、実施例５の光電変換素子の製造方法を説明する。
　　［工程－１３１０］
　先ず、第１導電型を有する基板２１に選択成長阻止部２６を形成する（図３７Ａ参照）。具体的には、実施例８の［工程－８００］と同様の工程を実行する。より具体的には、ＩｎＰから成る基板（成膜用基板）２１の上に絶縁材料層を形成し、絶縁材料層上にエッチング用レジスト層を形成し、エッチング用レジスト層をエッチング用マスクとして、絶縁材料層を、例えば、ドライエッチング法に基づきエッチングすることで、絶縁材料から成る選択成長阻止部２６を形成することができる。
　　［工程－１３２０］
　その後、実施例１２の［工程－１２１０］、［工程－１２２０］、［工程－１２３０］を実行することで（図３７Ｂ、図３７Ｃ、図３８Ａ、図３８Ｂ、図３８Ｃ参照）、実施例１３の光電変換素子、撮像装置を得ることができる。
　実施例１４は、実施例１～実施例１３の変形であり、積層構造の光電変換素子に関する。即ち、実施例１～実施例１３において説明した光電変換素子（撮像素子、便宜上、『第１の光電変換素子』と呼ぶ）の光入射側（便宜上、『上方』と呼ぶ）に、可視光に対して感度を有する第２の光電変換素子（撮像素子）を構成する光電変換部が配されている。尚、第１の光電変換素子を構成する光電変換層を、便宜上、『第１の光電変換部』と呼び、第２の光電変換素子を構成する光電変換部を、便宜上、『第２の光電変換部』と呼ぶ。第２の光電変換部は、例えば、第１の光電変換素子側から、第１電極、第２光電変換層及び第２電極が積層されて成る。
　具体的には、赤色用光電変換部を有する第２の光電変換部と第１の光電変換部の積層構造、緑色用光電変換部を有する第２の光電変換部と第１の光電変換部の積層構造、及び、青色用光電変換部を有する第２の光電変換部と第１の光電変換部の積層構造の組み合わせから撮像素子ユニットを構成することもでき、この場合、これらの第２の光電変換部の配列として、前述したベイヤ配列等を例示することができる。あるいは又、第１の光電変換部の上に、赤色用光電変換部を有する第２の光電変換部、緑色用光電変換部を有する第２の光電変換部及び青色用光電変換部を有する第２の光電変換部が積層されて成る撮像素子ユニットとすることもできる。このように、第２の光電変換部を、例えば、赤色用光電変換部、緑色用光電変換部及び青色用光電変換部の積層構造から構成する場合、光電変換部の垂直方向における配置順は、光入射側から青色用光電変換部、緑色用光電変換部、赤色用光電変換部の順、あるいは、光入射側から緑色用光電変換部、青色用光電変換部、赤色用光電変換部の順であることが好ましい。これは、より短い波長の光がより入射面側において効率良く吸収されるからである。赤色は３色の中では最も長い波長であるので、光入射面から見て赤色用光電変換部を最下層に位置させることが好ましい。ここで、第１の光電変換素子と第２の光電変換素子とが組み合わされて１つの画素が構成される。
　尚、第２の光電変換部を１種類の光電変換部から構成することもでき、この場合、第２の光電変換部は、例えば、可視光全体（白色）に感度を有する構成とすればよいし、第２の光電変換部を２種類の光電変換部から構成することもでき、この場合、第２の光電変換部は、例えば、原色に感度を有する光電変換部、及び、補色に感度を有する光電変換部から構成すればよいし、第２の光電変換部を４種類の光電変換部から構成することもでき、この場合、第２の光電変換部は、例えば、赤色用光電変換部、緑色用光電変換部、青色用光電変換部、及び、青緑色（エメラルド色）の光に感度を有する青緑色用光電変換部から構成すればよいし、青緑色用光電変換部の代わりに、カラーフィルタが設けられていない光電変換部（所謂白画素）から構成してもよい。
　第１の光電変換素子を、第２の光電変換素子と同じ大きさとすることもできるし、第２の光電変換素子よりも大きくすることもできる。後者の場合、具体的には、第１の光電変換素子の大きさとして、第２の光電変換素子の２倍の大きさ、４倍の大きさ、広くはｍ×ｎ倍（ｍ，ｎは正の整数であり、ｍ＝ｎ＝１を除く）の大きさを例示することができる。
　第２の光電変換素子は、第２の光電変換部よりも光入射側に配置され、可視光及び第１の光電変換素子に入射させるべき赤外光を通過させるフィルタ層を更に備えている形態とすることができ、これによって、第２の光電変換素子の色再現性の向上を図ることができる。
　フィルタ層は、例えば、多数の誘電体膜を積層した構造を有する。誘電体材料としては、例えば、Ｓｉ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｓｃ、Ｔａ、Ｇａ、Ｚｎ、Ｙ、Ｂ、Ｔｉ等の酸化物、窒化物（例えば、ＳｉＮ、ＡｌＮ、ＡｌＧａＮ、ＧａＮ、ＢＮ等）、又は、フッ化物等を挙げることができる。具体的には、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、ＺｒＯ2、Ｔａ2Ｏ5、ＺｎＯ、Ａｌ2Ｏ3、ＨｆＯ2、ＳｉＮ、ＡｌＮ等を例示することができる。そして、これらの誘電体材料の内、屈折率が異なる誘電体材料から成る２種類以上の誘電体膜を交互に積層することにより、フィルタ層を得ることができる。所望の透過率を得るために、各誘電体膜を構成する材料、膜厚、積層数等を、適宜、選択すればよい。各誘電体膜の厚さは、用いる材料等により、適宜、調整すればよい。フィルタ層は、真空蒸着法やスパッタリング法といったＰＶＤ法に基づき成膜することができる。
　第２の光電変換素子を構成する光電変換部を有機光電変換材料から構成することが好ましい。そして、この場合、第２の光電変換部（第２光電変換層）を、
（１）ｐ型有機半導体から構成する。
（２）ｎ型有機半導体から構成する。
（３）ｐ型有機半導体層／ｎ型有機半導体層の積層構造から構成する。ｐ型有機半導体層／ｐ型有機半導体とｎ型有機半導体との混合層（バルクヘテロ構造）／ｎ型有機半導体層の積層構造から構成する。ｐ型有機半導体層／ｐ型有機半導体とｎ型有機半導体との混合層（バルクヘテロ構造）の積層構造から構成する。ｎ型有機半導体層／ｐ型有機半導体とｎ型有機半導体との混合層（バルクヘテロ構造）の積層構造から構成する。
（４）ｐ型有機半導体とｎ型有機半導体の混合（バルクヘテロ構造）から構成する。
の４態様のいずれかとすることができる。但し、積層順は任意に入れ替えた構成とすることができる。
　ｐ型有機半導体として、ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、ピレン誘導体、ペリレン誘導体、テトラセン誘導体、ペンタセン誘導体、キナクリドン誘導体、チオフェン誘導体、チエノチオフェン誘導体、ベンゾチオフェン誘導体、トリアリルアミン誘導体、カルバゾール誘導体、ペリレン誘導体、ピセン誘導体、クリセン誘導体、フルオランテン誘導体、フタロシアニン誘導体、サブフタロシアニン誘導体、サブポルフィラジン誘導体、複素環化合物を配位子とする金属錯体、ポリチオフェン誘導体、ポリベンゾチアジアゾール誘導体、ポリフルオレン誘導体等を挙げることができる。ｎ型有機半導体として、フラーレン及びフラーレン誘導体、ｐ型有機半導体よりもＨＯＭＯ及びＬＵＭＯが大きい（深い）有機半導体、透明な無機金属酸化物を挙げることができる。ｎ型有機半導体として、具体的には、窒素原子、酸素原子、硫黄原子を含有する複素環化合物、例えば、ピリジン誘導体、ピラジン誘導体、ピリミジン誘導体、トリアジン誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、イソキノリン誘導体、アクリジン誘導体、フェナジン誘導体、フェナントロリン誘導体、テトラゾール誘導体、ピラゾール誘導体、イミダゾール誘導体、チアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、ベンゾトリアゾール誘導体、ベンゾオキサゾール誘導体、カルバゾール誘導体、ベンゾフラン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、サブポルフィラジン誘導体、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリベンゾチアジアゾール誘導体、ポリフルオレン誘導体等を分子骨格の一部に有する有機分子、有機金属錯体やサブフタロシアニン誘導体を挙げることができる。有機光電変換材料から構成された第２の光電変換部（『有機光電変換層』と呼ぶ場合がある）の厚さは、限定するものではないが、例えば、１×１０-8ｍ乃至５×１０-7ｍ、好ましくは２．５×１０-8ｍ乃至３×１０-7ｍ、より好ましくは２．５×１０-8ｍ乃至２×１０-7ｍ、一層好ましくは１×１０-7ｍ乃至１．８×１０-7ｍを例示することができる。尚、有機半導体は、ｐ型、ｎ型と分類されることが多いが、ｐ型とは正孔を輸送し易いという意味であり、ｎ型とは電子を輸送し易いという意味であり、無機半導体のように熱励起の多数キャリアとして正孔又は電子を有しているという解釈に限定されない。
　あるいは又、緑色の波長の光を光電変換する第２の光電変換部（有機光電変換層）を構成する材料として、例えば、ローダミン系色素、メラシアニン系色素、キナクリドン誘導体、サブフタロシアニン系色素等を挙げることができるし、青色の光を光電変換する第２の光電変換部（有機光電変換層）を構成する材料として、例えば、クマリン酸色素、トリス－８－ヒドリキシキノリアルミニウム（Ａｌｑ３）、メラシアニン系色素等を挙げることができるし、赤色の光を光電変換する第２の光電変換部（有機光電変換層）を構成する材料として、例えば、フタロシアニン系色素、サブフタロシアニン系色素を挙げることができる。
　有機光電変換層と第１電極との間に、第１キャリアブロッキング層を設けてもよいし、有機光電変換層と第２電極との間に、第２キャリアブロッキング層を設けてもよい。また、第１キャリアブロッキング層と第１電極との間に第１電荷注入層を設けてもよいし、第２キャリアブロッキング層と第２電極との間に第２電荷注入層を設けてもよい。例えば、電子注入層を構成する材料として、例えば、リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）といったアルカリ金属及びそのフッ化物や酸化物、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）といったアルカリ土類金属及びそのフッ化物や酸化物を挙げることができる。
　各種有機層の成膜方法として、乾式成膜法及び湿式成膜法を挙げることができる。乾式成膜法として、抵抗加熱あるいは高周波加熱を用いた真空蒸着法、ＥＢ蒸着法、各種スパッタリング法（マグネトロンスパッタリング法、ＲＦ－ＤＣ結合形バイアススパッタリング法、ＥＣＲスパッタリング法、対向ターゲットスパッタリング法、高周波スパッタリング法）、イオンプレーティング法、レーザーアブレーション法、分子線エピタキシー法、レーザー転写法を挙げることができる。また、ＣＶＤ法として、プラズマＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、ＭＯＣＶＤ法、光ＣＶＤ法を挙げることができる。一方、湿式法として、スピンコート法、インクジェット法、スプレーコート法、スタンプ法、マイクロコンタクトプリント法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、グラビア印刷法、ディップ法等の方法を用いることができる。パターニング法として、シャドーマスク、レーザー転写、フォトリソグラフィ技術等を含む化学的エッチング、紫外線やレーザー等による物理的エッチング等を挙げることができる。各種有機層の平坦化技術として、レーザー平坦化法、リフロー法等を用いることができる。
　あるいは又、第２の光電変換部（第２光電変換層）を構成する無機系材料として、結晶シリコン、アモルファスシリコン、微結晶シリコン、結晶セレン、アモルファスセレン、及び、カルコパライト系化合物であるＣＩＧＳ（ＣｕＩｎＧａＳｅ）、ＣＩＳ（ＣｕＩｎＳｅ2）、ＣｕＩｎＳ2、ＣｕＡｌＳ2、ＣｕＡｌＳｅ2、ＣｕＧａＳ2、ＣｕＧａＳｅ2、ＡｇＡｌＳ2、ＡｇＡｌＳｅ2、ＡｇＩｎＳ2、ＡｇＩｎＳｅ2、あるいは又、ＩＩＩ－Ｖ族化合物半導体であるＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＡｌＧａＡｓ、ＩｎＧａＰ、ＡｌＧａＩｎＰ、ＩｎＧａＡｓＰ、更には、ＣｄＳｅ、ＣｄＳ、Ｉｎ2Ｓｅ3、Ｉｎ2Ｓ3、Ｂｉ2Ｓｅ3、Ｂｉ2Ｓ3、ＺｎＳｅ、ＺｎＳ、ＰｂＳｅ、ＰｂＳ等の化合物半導体を挙げることができる。
　実施例１４の撮像装置にあっては、カラーフィルタを用いて青色、緑色、赤色の分光を行うのではなく、同一画素内で光の入射方向において、例えば、複数種の波長の光に対して感度を有する第２の光電変換部を積層して１つの画素を構成するので、感度の向上及び単位体積当たりの画素密度の向上を図ることができる。また、第２の光電変換部（第２光電変換層）を有機光電変換材料から構成するが、有機光電変換材料は吸収係数が高いため、有機光電変換層の膜厚を従来のＳｉ系光電変換層と比較して薄くすることができ、隣接画素からの光漏れや、光の入射角の制限が緩和される。更には、従来のＳｉ系撮像素子では３色の画素間で補間処理を行って色信号を作成するために偽色が生じるが、実施例１４の撮像装置にあっては、偽色の発生が抑えられる。有機光電変換層それ自体がカラーフィルタとしても機能するので、カラーフィルタ（オンチップ・カラーフィルタ、ＯＣＣＦ）を配設しなくとも色分離が可能である。
　但し、カラーフィルタを配設してもよく、これによって、色純度の向上を図ることができる。カラーフィルタは、例えば、赤色、緑色、青色の色分離を行い、あるいは、シアン色、マゼンタ色、黄色の色分離を行う。カラーフィルタは、所望の顔料や染料から成る着色剤を添加した樹脂によって構成されており、顔料や染料を選択することにより、目的とする赤色、緑色、青色等の波長領域における光透過率が高く、他の波長領域における光透過率が低くなるように調整されている。
　図７に実施例１４の撮像装置を構成する光電変換素子の模式的な一部断面図を示す。また、第１の光電変換素子１１及び第２の光電変換素子１２の配置状態を模式的に図８に例示する。尚、図８あるいは後述する図９においては、「Ｒ」は、赤色用光電変換部を有する第２の光電変換部を表し、「Ｇ」は、緑色用光電変換部を有する第２の光電変換部を表し、「Ｂ」は、青色用光電変換部を有する第２の光電変換部を表す。但し、第２の光電変換素子１２の配置状態はこれに限定するものではない。図８、図９において、「ＩＲ」は第１の光電変換素子を示し、第１の光電変換素子を点線で表示した。
　図示するように、実施例１４の撮像装置は、第１の光電変換素子（実施例１～実施例２において説明した光電変換素子）１１、及び、第１の光電変換素子１１の上方に配置された第２の光電変換素子１２から成る撮像素子ユニットから構成されている。そして、第２の光電変換素子１２に光が入射し、第２の光電変換素子１２を通過した赤外光が第１の光電変換素子１１に入射する。第２の光電変換素子１２は、可視光に感度を有する第２の光電変換部を備えている。第２の光電変換素子１２は、光入射側に配置され、可視光及び第１の撮像素子に入射させるべき赤外光を通過させるフィルタ層８５を更に備えている。
　実施例１４の撮像装置において、赤色用光電変換部を有する第２の光電変換部７１Ｒと第１の光電変換部３０の積層構造、緑色用光電変換部を有する第２の光電変換部７１Ｒと第１の光電変換部３０の積層構造、及び、青色用光電変換部を有する第２の光電変換部７１Ｂと第１の光電変換部３０の積層構造の組み合わせから撮像素子ユニットは構成されている。これらの光電変換部７１Ｒ，７１Ｇ，７１Ｂのそれぞれの下方に、第１の光電変換部３０が配設されている。これらの光電変換部７１Ｒ，７１Ｇ，７１Ｂの配列は、ベイヤ配列である（図８参照）。
　実施例１４の撮像装置において、第２の光電変換素子１２は、第２の光電変換部７１Ｒ，７１Ｇ，７１Ｂよりも光入射側に配置され、可視光を通過させるカラーフィルタ８３を更に備えている。具体的には、カラーフィルタ８３は、例えば、赤色、緑色、青色の色分離を行うためのオンチップ・カラーフィルタ（ＯＣＣＦ）から成る。赤色の色分離を行うためのオンチップ・カラーフィルタ８３Ｒを備えた撮像素子が、赤色の光に感度を有する第２の赤色用光電変換部を備えた第２の撮像素子Ｒに該当する。また、緑色の色分離を行うためのオンチップ・カラーフィルタ８３Ｇを備えた撮像素子が、緑色の光に感度を有する第２の緑色用光電変換部を備えた第２の撮像素子Ｇに該当する。更には、青色の色分離を行うためのオンチップ・カラーフィルタ８３Ｂを備えた撮像素子が、青色の光に感度を有する第２の青色用光電変換部を備えた第２の撮像素子Ｂに該当する。即ち、第２の撮像素子は、並置された複数種（具体的には３種類）の光電変換部から構成されている。
　実施例１４において、第２の光電変換部７１Ｒ，７１Ｇ，７１Ｂには、図示しない第１電極及び第２電極が設けられている。第１電極及び第２電極は、第２の光電変換素子１２に入射する光、第２の光電変換素子１２を通過する光を出来る限り遮らない構造を有することが好ましい。具体的には、第１電極、第２電極は、例えば、ＩＴＯから成る。あるいは、第１電極、第２電極は、例えば、ワイヤグリッド状の平面形状を有する。
　第２の光電変換部７１Ｒ，７１Ｇ，７１Ｂは、第１層間絶縁層８１の上に形成されており、第２の光電変換部３０及び第１層間絶縁層８１は、第２層間絶縁層８２によって覆われている。第２層間絶縁層８２上にカラーフィルタ８３が形成されており、第２層間絶縁層８２及びカラーフィルタ８３上には、第３層間絶縁層８４が形成されている。更に、第３層間絶縁層８４上にフィルタ層８５が形成され、フィルタ層８５上に平坦化膜３７が形成され、平坦化膜３７の上にはオンチップ・マイクロ・レンズ３８が設けられている。また、第２の光電変換素子１２と第２の光電変換素子１２の間には、素子間遮光層８６が設けられている。
　第１の光電変換素子１１、第２の光電変換素子１２の動作を制御する制御部の構成、構造は、周知の構成、構造とすることができるので、詳細な説明は省略する。
　可視光及び赤外光を含む光が、第２の光電変換素子１２に入射すると、先ず、オンチップ・マイクロ・レンズ３８を通過し、更に、フィルタ層８５を通過する。フィルタ層８５を通過する光は、上述したとおり、可視光及び第１の撮像素子に入射させるべき赤外光である。そして、これらの光は、カラーフィルタ８３に入射し、カラーフィルタ８３を通過した光は、第２の光電変換部７１へと向かう。そして、第２の光電変換部７１に入射した光が光電変換され、最終的に、電気信号として出力される。第２の光電変換部７１は、赤外光に対して感度を有していないので、１．０μｍ以上の光は、第２の光電変換素子１２に基づき最終的に得られる画像に何らの影響を及ぼさない。赤外光は、第２の光電変換素子１２において吸収されず、第２の光電変換素子１２を通過し、第１の光電変換素子１１へと向かう。そして、第１の光電変換部３０に入射した光が光電変換され、最終的に、電気信号として出力される。
　図７、図８に示した例では、光電変換部Ｒ（７１Ｒ），Ｇ（７１Ｇ），Ｂ（７１Ｂ）のそれぞれの下方に、第１の光電変換部３０が配設されているが、代替的に、例えば、４つの光電変換部７１Ｒ，７１Ｇ，７１Ｂの下方に、１つの第１の光電変換部３０が配設されている構成とすることもできる。このような構成における第１の光電変換素子１１及び第２の光電変換素子１２の配置状態を模式的に図９に例示する。即ち、第１の光電変換素子１１の大きさとして、第２の光電変換素子１２の２倍の大きさ、４倍の大きさ、広くはｍ×ｎ倍（ｍ，ｎは正の整数であり、ｍ＝ｎ＝１を除く）の大きさを例示することができるが、これに限定するものではない。図９に示した例では、第１の光電変換素子１１の大きさは、第２の光電変換素子１２の２×２＝４倍の大きさである。
　第２の光電変換部３０における有機光電変換層は、具体的には、上述したように、有機光電変換層から構成されているが、より具体的には、緑色の波長の光を光電変換する第２の光電変換部（有機光電変換層）を構成する材料として、例えば、ローダミン系色素、メラシアニン系色素、キナクリドン誘導体、サブフタロシアニン系色素等を挙げることができるし、青色の光を光電変換する第２の光電変換部（有機光電変換層）を構成する材料として、例えば、クマリン酸色素、トリス－８－ヒドリキシキノリアルミニウム（Ａｌｑ３）、メラシアニン系色素等を挙げることができるし、赤色の光を光電変換する第２の光電変換部（有機光電変換層）を構成する材料として、例えば、フタロシアニン系色素、サブフタロシアニン系色素を挙げることができる。尚、有機光電変換層それ自体がカラーフィルタとしても機能するので、カラーフィルタを配設しなくとも色分離が可能である。但し、カラーフィルタを用いることで、青色、緑色、赤色の分光特性への要求を緩和することができる。
　以上に説明した例では、第１の撮像素子の上方に、１層の有機光電変換層を設けたが、代替的に、第１の光電変換部の上に、赤色用有機光電変換層を備えた赤色用光電変換部を有する第２の光電変換部、緑色用有機光電変換層を備えた緑色用光電変換部を有する第２の光電変換部、及び、青色用有機光電変換層を備えた青色用光電変換部を有する第２の光電変換部が積層されて成る撮像素子ユニットとすることもできる。
　以上、本開示を好ましい実施例に基づき説明したが、本開示はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例にて説明した光電変換素子、撮像素子、撮像装置の構造や構成、製造条件、製造方法、使用した材料は例示であり、適宜、変更することができる。光入射側に紫外線カットフィルタを配設してもよい。また、図３Ａ及び図３Ｂに、例えば、実施例１において説明した撮像装置の変形例を示すように、光入射側に遮光膜３９が形成されている構成とすることもできる。尚、ここで、図３Ａに示した例は、図１Ａに示した撮像装置の変形であり、図３Ｂに示した例は、図１Ｂに示した撮像装置の変形である。また、光電変換層よりも光入射側に設けられた各種配線を遮光膜として機能させることもできる。実施例においては、電子を信号電荷としており、光電変換層の導電型をｎ型としたが、正孔を信号電荷とする撮像装置にも適用できる。この場合には、各化合物半導体層を逆の導電型の化合物半導体材料で構成すればよい。
　本開示の撮像装置の応用例の１つとして、新月で、しかも、周囲に光源が無いような闇夜でも、波長が１．０μｍ以上の短波長赤外光（大気光）が以下の理由で降り注ぐ。大気光のスペクトルを示すグラフを図３９に示す。
（１）日中の太陽光による光イオン化反応で生成されたイオンの再結合
（２）上層大気に放射される宇宙線によるルミネセンス
（３）酸素や窒素が、数百ｋｍ上空で水酸化物イオンと反応することによる化学発光
そのため、１．０μｍ以上の短波長赤外光を検知して画像化できれば、照明光源がなくても撮像が可能となる。本開示の撮像装置はこのような分野に適用することが可能である。
　また、撮影環境として霧が発生している場合、可視光では散乱や乱反射が生じ、霧の中にある被写体を撮像できないことがある。このような場合にも、波長１．０μｍ以上の短波長赤外光であれば、霧による散乱や乱反射が抑えられるために、霧の中にある被写体を撮像することが可能である。従って、例えば、本開示の撮像装置を車載用カメラに適用することで、霧が発生している場合であっても、車両の運転の安全性を向上させることができる。
　更には、本開示の撮像装置を、生体センサとしての応用にも適用することができる。図４０に、所謂生体の窓を示す光吸収スペクトルのグラフを示すが、波長０．７μｍから１．３μｍまでの赤外光において、生体の窓と呼ばれる、水やヘモグロビン、メラニン等の生体に関する組織や物質の光吸収が少ない波長領域が存在する。尚、図４０において、「Ａ」は水の光吸収スペクトルを示し、「Ｂ」は脱酸素化ヘモグロビンの光吸収スペクトルを示し、「Ｃ」は酸素化ヘモグロビンの光吸収スペクトルを示し、「Ｄ」はメラニンの光吸収スペクトルを示す。この波長領域での脳機能検査や、静脈認証、虹彩認証等の生体センサとして、本開示の撮像装置は有用である。尚、この場合、フィルタ層８５の特性を最適化すればよい。
　そして、実施例１４の撮像装置にあっては、可視光画像と赤外光画像とを１つのカメラ（撮像装置）で撮像することができるので、例えば、監視用カメラに応用した場合、大気光のみの暗闇環境から昼間の明るい環境までの撮像が可能である。また、車載用カメラに応用した場合、通常は可視光画像で、霧が発生しているときには赤外光画像で、前方の安全を確認できるような、臨機応変な対応が可能となる。また、可視光画像と波長１．０ μｍ以上の赤外光画像を同時に撮像することができるので、可視光画像とリンクして、生体認証を行うことができるし、ヘモグロビンやメラニン等の生体情報の画像を得ることができ、健康や医療等の検査へ応用することができる。即ち、生体情報採取用カメラへ応用することができる。
　また、実施例にあっては、入射光量に応じた信号電荷を物理量として検知する単位画素が行列状に配置されて成るＣＭＯＳ型撮像装置に適用した場合を例に挙げて説明したが、ＣＭＯＳ型撮像装置への適用に限られるものではなく、ＣＣＤ型撮像装置に適用することもできる。後者の場合、信号電荷は、ＣＣＤ型構造の垂直転送レジスタによって垂直方向に転送され、水平転送レジスタによって水平方向に転送され、増幅されることにより画素信号（画像信号）が出力される。また、画素が２次元マトリクス状に形成され、画素列毎にカラム信号処理回路を配置して成るカラム方式の撮像装置全般に限定するものでもない。更には、場合によっては、選択トランジスタを省略することもできる。
　更には、本開示の光電変換素子、撮像素子、撮像装置は、赤外光あるいは赤外光及び可視光の入射光量の分布を検知して画像として撮像する撮像装置への適用に限らず、粒子等の入射量の分布を画像として撮像する撮像装置にも適用可能である。また、広義には、圧力や静電容量等、他の物理量の分布を検知して画像として撮像する指紋検出センサ等の撮像装置（物理量分布検知装置）全般に対して適用可能であるし、上述したとおり、静脈や光彩の画像化への適用も可能である。
　更には、撮像領域の各単位画素を行単位で順に走査して各単位画素から画素信号を読み出す撮像装置に限られるものではない。画素単位で任意の画素を選択して、選択画素から画素単位で画素信号を読み出すＸ－Ｙアドレス型の撮像装置に対しても適用可能である。撮像装置はワンチップとして形成された形態であってもよいし、撮像領域と、駆動回路又は光学系とを纏めてパッケージングされた撮像機能を有するモジュール状の形態であってもよい。
　本開示の撮像装置から構成された撮像装置２０１を電子機器（カメラ）２００に用いた例を、図１０に概念図として示す。電子機器２００は、撮像装置２０１、光学レンズ２１０、シャッタ装置２１１、駆動回路２１２、及び、信号処理回路２１３を有する。光学レンズ２１０は、被写体からの像光（入射光）を撮像装置２０１の撮像面上に結像させる。これにより撮像装置２０１内に、一定期間、信号電荷が蓄積される。シャッタ装置２１１は、撮像装置２０１への光照射期間及び遮光期間を制御する。駆動回路２１２は、撮像装置２０１の転送動作等及びシャッタ装置２１１のシャッタ動作を制御する駆動信号を供給する。駆動回路２１２から供給される駆動信号（タイミング信号）により、撮像装置２０１の信号転送を行う。信号処理回路２１３は、各種の信号処理を行う。信号処理が行われた映像信号は、メモリ等の記憶媒体に記憶され、あるいは、モニタに出力される。このような電子機器２００では、撮像装置２０１において画素サイズを微細化することができ、また、転送効率が向上するので、画素特性の向上が図られた電子機器２００を得ることができる。撮像装置２０１を適用できる電子機器２００としては、カメラに限られるものではなく、デジタルスチルカメラ、携帯電話機等のモバイル機器向けカメラモジュール等の撮像装置に適用可能である。
　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４１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４１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４１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４２は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。
　図４２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４２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。
　また、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、内視鏡手術システムに適用されてもよい。
　図４３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４３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４４は、図４３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。
　なお、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。
　尚、本開示は、以下のような構成を取ることもできる。
［Ａ０１］《光電変換素子》
　第１導電型を有する第１化合物半導体材料から成る第１化合物半導体層、
　第１化合物半導体層上に形成された光電変換層、
　光電変換層を覆い、第１導電型を有する第２化合物半導体材料から成る第２化合物半導体層、
　少なくとも第２化合物半導体層の一部に形成され、第１導電型とは異なる第２導電型を有し、光電変換層に達する第２導電型領域、
　光電変換層の側面を取り囲む素子分離層、
　第２導電型領域上に形成された第１電極、及び、
　第１化合物半導体層に電気的に接続された第２電極、
を備えている光電変換素子。
［Ａ０２］第２電極は、第１電極と同じ側に形成されている［Ａ０１］に記載の光電変換素子。
［Ａ０３］第２電極は、第１化合物半導体層の光入射側の面上に形成されている［Ａ０１］に記載の光電変換素子。
［Ａ０４］第１化合物半導体層、第２化合物半導体層及び素子分離層は、同じ材料から成る［Ａ０１］乃至［Ａ０３］のいずれか１項に記載の光電変換素子。
［Ａ０５］第１化合物半導体層、第２化合物半導体層、素子分離層及び光電変換層は、ＩＩＩ－Ｖ属化合物半導体材料から成る［Ａ０４］に記載の光電変換素子。
［Ａ０６］光電変換層はＩｎＧａＡｓから成り、
　第１化合物半導体層、第２化合物半導体層及び素子分離層はＩｎＰから成る［Ａ０５］に記載の光電変換素子。
［Ａ０７］素子分離層を構成する化合物半導体材料は、光電変換層を構成する材料よりも広いバンドギャップエネルギーを有する［Ａ０４］乃至［Ａ０６］のいずれか１項に記載の光電変換素子。
［Ａ０８］素子分離層の不純物濃度は、光電変換層の不純物濃度よりも高い［Ａ０４］乃至［Ａ０７］のいずれか１項に記載の光電変換素子。
［Ａ０９］光電変換層の側面と接している素子分離層の部分は第３化合物半導体材料から構成され、それ以外の素子分離層の部分は遮光材料から構成されている［Ａ０４］乃至［Ａ０８］のいずれか１項に記載の光電変換素子。
［Ａ１０］第１化合物半導体層を介して光が入射する［Ａ０１］乃至［Ａ０９］のいずれか１項に記載の光電変換素子。
［Ｂ０１］《撮像装置》
　［Ａ０１］乃至［Ａ１０］のいずれか１項に記載の光電変換素子が、複数、２次元マトリクス状に配列されて成る撮像装置。
［Ｂ０２］駆動用基板を更に備えており、
　各光電変換素子を構成する第１電極は、駆動用基板に設けられた第１電極接続部に接続されている［Ｂ０１］に記載の撮像装置。
［Ｂ０３］各光電変換素子を構成する第２電極は、駆動用基板に設けられた第２電極接続部に接続されている［Ｂ０２］に記載の撮像装置。
［Ｃ０１］《光電変換素子の製造方法・・・第１の態様》
　（Ａ）基板上に、
　第１導電型を有する第１化合物半導体材料から成る第１化合物半導体層、
　光電変換層、及び、
　第１導電型を有する第２化合物半導体材料から成る第２化合物半導体層、
を、順次、形成した後、
　（Ｂ）少なくとも第２化合物半導体層及び光電変換層に凹部を形成し、次いで、
　（Ｃ）少なくとも凹部内に素子分離層を形成した後、
　（Ｄ）少なくとも第２化合物半導体層の一部に、第１導電型とは異なる第２導電型を有し、光電変換層に達する第２導電型領域を形成し、その後、
　（Ｅ）第２導電型領域上に第１電極を形成し、第１化合物半導体層に電気的に接続された第２電極を形成する、
各工程を備えた光電変換素子の製造方法。
［Ｃ０２］《光電変換素子の製造方法・・・第２の態様》
　（Ａ）基板上に、
　第１導電型を有する第１化合物半導体材料から成る第１化合物半導体層、及び、
　光電変換層、
を、順次、形成した後、
　（Ｂ）少なくとも光電変換層に凹部を形成し、次いで、
　（Ｃ）少なくとも凹部内に素子分離層を形成し、更に、光電変換層を覆うように、第１導電型を有する第２化合物半導体材料から成る第２化合物半導体層を形成した後、
　（Ｄ）少なくとも第２化合物半導体層の一部に、第１導電型とは異なる第２導電型を有し、光電変換層に達する第２導電型領域を形成し、その後、
　（Ｅ）第２導電型領域上に第１電極を形成し、第１化合物半導体層に電気的に接続された第２電極を形成する、
各工程を備えた光電変換素子の製造方法。
［Ｃ０３］《光電変換素子の製造方法・・・第３の態様》
　（Ａ）基板上に、
　第１導電型を有する第１化合物半導体材料から成る第１化合物半導体層、
　光電変換層、及び、
　第１導電型を有する第２化合物半導体材料から成る第２化合物半導体層、
を、順次、形成した後、
　（Ｂ）第２化合物半導体層の一部に、第１導電型とは異なる第２導電型を有し、光電変換層に達する第２導電型領域を形成し、次いで、
　（Ｃ）第２導電型領域上に第１電極を形成した後、
　（Ｄ）少なくとも光電変換層に凹部を形成し、次いで、
　（Ｅ）少なくとも凹部内に素子分離層を形成する、
各工程を備えた光電変換素子の製造方法。
［Ｃ０４］《光電変換素子の製造方法・・・第４の態様》
　（Ａ）第１導電型を有する基板に素子分離層を形成し、素子分離層によって囲まれ、基板の表面領域から構成された第１化合物半導体層を得た後、
　（Ｂ）第１化合物半導体層上に、素子分離層によって囲まれた光電変換層を形成し、次いで、
　（Ｃ）光電変換層の上に、第１導電型を有する第２化合物半導体材料から成る第２化合物半導体層を形成した後、
　（Ｄ）第２化合物半導体層の一部に、第１導電型とは異なる第２導電型を有し、光電変換層に達する第２導電型領域を形成し、その後、
　（Ｅ）第２導電型領域上に第１電極を形成し、第１化合物半導体層に電気的に接続された第２電極を形成する、
各工程を備えた光電変換素子の製造方法。
［Ｃ０５］《光電変換素子の製造方法・・・第５の態様》
　（Ａ）第１導電型を有する基板に素子分離層・形成領域を形成し、素子分離層・形成領域によって囲まれ、基板の表面領域から構成された第１化合物半導体層を得た後、
　（Ｂ）第１化合物半導体層及び素子分離層・形成領域上に光電変換層を形成し、次いで、
　（Ｃ）光電変換層の上に、第１導電型を有する第２化合物半導体材料から成る第２化合物半導体層を形成した後、
　（Ｄ）素子分離層・形成領域の上方に位置する第２化合物半導体層及び光電変換層の部分を除去し、除去した部分を素子分離層・形成材料で埋め込み、素子分離層を得た後、
　（Ｅ）第２化合物半導体層に、第１導電型とは異なる第２導電型を有し、光電変換層に達する第２導電型領域を形成し、その後、
　（Ｆ）第２導電型領域上に第１電極を形成し、第１化合物半導体層に電気的に接続された第２電極を形成する、
各工程を備えた光電変換素子の製造方法。
［Ｃ０６］《光電変換素子の製造方法・・・第６の態様》
　（Ａ）第１導電型を有する基板に選択成長阻止部を形成した後、
　（Ｂ）横方向選択エピタキシャル成長法に基づき、選択成長阻止部と選択成長阻止部との間に位置し、第１化合物半導体層に相当する基板の領域から光電変換層を形成し、その後、
　（Ｃ）全面に、第１導電型を有する第２化合物半導体材料から成る第２化合物半導体層を形成し、以て、選択成長阻止部の上方に位置する第２化合物半導体層の部分から成る素子分離層を得た後、
　（Ｄ）第２化合物半導体層の一部に、第１導電型とは異なる第２導電型を有し、光電変換層に達する第２導電型領域を形成し、その後、
　（Ｅ）第２導電型領域上に第１電極を形成し、第１化合物半導体層に電気的に接続された第２電極を形成する、
各工程を備えた光電変換素子の製造方法。
［Ｃ０７］素子分離層は、第１導電型を有する第３化合物半導体材料から成り、
　凹部内に形成された素子分離層に溝部を形成した後、溝部を絶縁材料又は遮光材料で埋め込む工程を更に備えている［Ｃ０１］乃至［Ｃ０３］のいずれか１項に記載の光電変換素子に製造方法。
［Ｃ０８］最終的に基板を除去する［Ｃ０１］乃至［Ｃ０７］のいずれか１項に記載の光電変換素子の製造方法。
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ・・・光電変換素子（撮像素子）、１１・・・第１の光電変換素子、１２・・・第２の光電変換素子、２１・・・基板（成膜用基板）、２２・・・バッファ層、２３・・・支持基板、２４・・・絶縁膜、２５・・・ハードマスク層、３０・・・第１の光電変換部、３１・・・第１化合物半導体層、３４・・・光電変換層、３２・・・第２化合物半導体層、３２Ａ，３４Ａ・・・多結晶材料層、３３，３３’・・・素子分離層、３３Ａ，３３Ｂ・・・絶縁材料層、３３Ｃ・・・素子分離層・形成領域、３３Ｄ・・・素子分離層・形成材料、３５・・・第２導電型領域、３６・・・被覆層、３６Ａ，３６Ｂ・・・開口部、３７・・・平坦化膜、３８・・・集光レンズ（オンチップ・マイクロ・レンズ、ＯＣＬ）、３９・・・遮光膜、４０・・・凹部、４１・・・溝部、４２・・・絶縁材料層又は遮光材料層、５１・・・第１電極、５２・・・第２電極、６０・・・駆動用基板、６１・・・第１電極接続部、６２・・・第２電極接続部、７１Ｒ，７１Ｇ，７１Ｂ・・・第２の光電変換部、８１・・・第１層間絶縁層、８２・・・第２層間絶縁層、８３，８３Ｒ，８３Ｇ，８３Ｂ・・・カラーフィルタ、８４・・・第３層間絶縁層、８５・・・フィルタ層、８６・・・素子間遮光層、１００・・・撮像装置、１０１・・・撮像素子、１１１・・・撮像領域、１１２・・・垂直駆動回路、１１３・・・カラム信号処理回路、１１４・・・水平駆動回路、１１５・・・出力回路、１１６・・・駆動制御回路、１１８・・・水平信号線、２００・・・電子機器（カメラ）、２０１・・・撮像装置、２１０・・・光学レンズ、２１１・・・シャッタ装置、２１２・・・駆動回路、２１３・・・信号処理回路、Ｒ・・・赤色用光電変換部を有する第２の光電変換部、Ｇ・・・緑色用光電変換部を有する第２の光電変換部、Ｂ・・・青色用光電変換部を有する第２の光電変換部、ＩＲ・・・第１の光電変換部

Claims (21)

  1. 　第１導電型を有する第１化合物半導体材料から成る第１化合物半導体層、
    　第１化合物半導体層上に形成された光電変換層、
    　光電変換層を覆い、第１導電型を有する第２化合物半導体材料から成る第２化合物半導体層、
    　少なくとも第２化合物半導体層の一部に形成され、第１導電型とは異なる第２導電型を有し、光電変換層に達する第２導電型領域、
    　光電変換層の側面を取り囲む素子分離層、
    　第２導電型領域上に形成された第１電極、及び、
    　第１化合物半導体層に電気的に接続された第２電極、
    を備えている光電変換素子。
  2. 　第２電極は、第１電極と同じ側に形成されている請求項１に記載の光電変換素子。
  3. 　第２電極は、第１化合物半導体層の光入射側の面上に形成されている請求項１に記載の光電変換素子。
  4. 　第１化合物半導体層、第２化合物半導体層及び素子分離層は、同じ材料から成る請求項１に記載の光電変換素子。
  5. 　第１化合物半導体層、第２化合物半導体層、素子分離層及び光電変換層は、ＩＩＩ－Ｖ属化合物半導体材料から成る請求項４に記載の光電変換素子。
  6. 　光電変換層はＩｎＧａＡｓから成り、
    　第１化合物半導体層、第２化合物半導体層及び素子分離層はＩｎＰから成る請求項５に記載の光電変換素子。
  7. 　素子分離層を構成する化合物半導体材料は、光電変換層を構成する材料よりも広いバンドギャップエネルギーを有する請求項４に記載の光電変換素子。
  8. 　素子分離層の不純物濃度は、光電変換層の不純物濃度よりも高い請求項４に記載の光電変換素子。
  9. 　光電変換層の側面と接している素子分離層の部分は第３化合物半導体材料から構成され、それ以外の素子分離層の部分は遮光材料から構成されている請求項４に記載の光電変換素子。
  10. 　第１化合物半導体層を介して光が入射する請求項１に記載の光電変換素子。
  11. 　請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の光電変換素子が、複数、２次元マトリクス状に配列されて成る撮像装置。
  12. 　駆動用基板を更に備えており、
    　各光電変換素子を構成する第１電極は、駆動用基板に設けられた第１電極接続部に接続されている請求項１１に記載の撮像装置。
  13. 　各光電変換素子を構成する第２電極は、駆動用基板に設けられた第２電極接続部に接続されている請求項１２に記載の撮像装置。
  14. 　（Ａ）基板上に、
    　第１導電型を有する第１化合物半導体材料から成る第１化合物半導体層、
    　光電変換層、及び、
    　第１導電型を有する第２化合物半導体材料から成る第２化合物半導体層、
    を、順次、形成した後、
    　（Ｂ）少なくとも第２化合物半導体層及び光電変換層に凹部を形成し、次いで、
    　（Ｃ）少なくとも凹部内に素子分離層を形成した後、
    　（Ｄ）少なくとも第２化合物半導体層の一部に、第１導電型とは異なる第２導電型を有し、光電変換層に達する第２導電型領域を形成し、その後、
    　（Ｅ）第２導電型領域上に第１電極を形成し、第１化合物半導体層に電気的に接続された第２電極を形成する、
    各工程を備えた光電変換素子の製造方法。
  15. 　（Ａ）基板上に、
    　第１導電型を有する第１化合物半導体材料から成る第１化合物半導体層、及び、
    　光電変換層、
    を、順次、形成した後、
    　（Ｂ）少なくとも光電変換層に凹部を形成し、次いで、
    　（Ｃ）少なくとも凹部内に素子分離層を形成し、更に、光電変換層を覆うように、第１導電型を有する第２化合物半導体材料から成る第２化合物半導体層を形成した後、
    　（Ｄ）少なくとも第２化合物半導体層の一部に、第１導電型とは異なる第２導電型を有し、光電変換層に達する第２導電型領域を形成し、その後、
    　（Ｅ）第２導電型領域上に第１電極を形成し、第１化合物半導体層に電気的に接続された第２電極を形成する、
    各工程を備えた光電変換素子の製造方法。
  16. 　（Ａ）基板上に、
    　第１導電型を有する第１化合物半導体材料から成る第１化合物半導体層、
    　光電変換層、及び、
    　第１導電型を有する第２化合物半導体材料から成る第２化合物半導体層、
    を、順次、形成した後、
    　（Ｂ）第２化合物半導体層の一部に、第１導電型とは異なる第２導電型を有し、光電変換層に達する第２導電型領域を形成し、次いで、
    　（Ｃ）第２導電型領域上に第１電極を形成した後、
    　（Ｄ）少なくとも光電変換層に凹部を形成し、次いで、
    　（Ｅ）少なくとも凹部内に素子分離層を形成する、
    各工程を備えた光電変換素子の製造方法。
  17. 　（Ａ）第１導電型を有する基板に素子分離層を形成し、素子分離層によって囲まれ、基板の表面領域から構成された第１化合物半導体層を得た後、
    　（Ｂ）第１化合物半導体層上に、素子分離層によって囲まれた光電変換層を形成し、次いで、
    　（Ｃ）光電変換層の上に、第１導電型を有する第２化合物半導体材料から成る第２化合物半導体層を形成した後、
    　（Ｄ）第２化合物半導体層の一部に、第１導電型とは異なる第２導電型を有し、光電変換層に達する第２導電型領域を形成し、その後、
    　（Ｅ）第２導電型領域上に第１電極を形成し、第１化合物半導体層に電気的に接続された第２電極を形成する、
    各工程を備えた光電変換素子の製造方法。
  18. 　（Ａ）第１導電型を有する基板に素子分離層・形成領域を形成し、素子分離層・形成領域によって囲まれ、基板の表面領域から構成された第１化合物半導体層を得た後、
    　（Ｂ）第１化合物半導体層及び素子分離層・形成領域上に光電変換層を形成し、次いで、
    　（Ｃ）光電変換層の上に、第１導電型を有する第２化合物半導体材料から成る第２化合物半導体層を形成した後、
    　（Ｄ）素子分離層・形成領域の上方に位置する第２化合物半導体層及び光電変換層の部分を除去し、除去した部分を素子分離層・形成材料で埋め込み、素子分離層を得た後、
    　（Ｅ）第２化合物半導体層に、第１導電型とは異なる第２導電型を有し、光電変換層に達する第２導電型領域を形成し、その後、
    　（Ｆ）第２導電型領域上に第１電極を形成し、第１化合物半導体層に電気的に接続された第２電極を形成する、
    各工程を備えた光電変換素子の製造方法。
  19. 　（Ａ）第１導電型を有する基板に選択成長阻止部を形成した後、
    　（Ｂ）横方向選択エピタキシャル成長法に基づき、選択成長阻止部と選択成長阻止部との間に位置し、第１化合物半導体層に相当する基板の領域から光電変換層を形成し、その後、
    　（Ｃ）全面に、第１導電型を有する第２化合物半導体材料から成る第２化合物半導体層を形成し、以て、選択成長阻止部の上方に位置する第２化合物半導体層の部分から成る素子分離層を得た後、
    　（Ｄ）第２化合物半導体層の一部に、第１導電型とは異なる第２導電型を有し、光電変換層に達する第２導電型領域を形成し、その後、
    　（Ｅ）第２導電型領域上に第１電極を形成し、第１化合物半導体層に電気的に接続された第２電極を形成する、
    各工程を備えた光電変換素子の製造方法。
  20. 　素子分離層は、第１導電型を有する第３化合物半導体材料から成り、
    　凹部内に形成された素子分離層に溝部を形成した後、溝部を絶縁材料又は遮光材料で埋め込む工程を更に備えている請求項１４乃至請求項１６のいずれか１項に記載の光電変換素子に製造方法。
  21. 　最終的に基板を除去する請求項１４乃至請求項１９のいずれか１項に記載の光電変換素子の製造方法。
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