撮像素子の製造方法、及び、撮像素子
【課題】
単板式の積層型の撮像素子に含まれる有機光電変換膜の劣化を抑制することにより、量子効率の改善を図った撮像素子の製造方法、及び、撮像素子を提供することを課題とする。
【解決手段】
撮像素子の製造方法は、基板の上に第１波長の光に感度を有する第１受光部を形成する工程と、前記第１受光部の上に紫外線を吸収する第１紫外線吸収部を形成する工程と、前記第１紫外線吸収部の上に第２波長の光に感度を有する第２受光部を形成する工程と、前記第２受光部の上に紫外線を吸収する第２紫外線吸収部を形成する工程と、前記第２紫外線吸収部の上に第３波長の光に感度を有する第３受光部を形成する工程とを含む。
単板式の積層型の撮像素子に含まれる有機光電変換膜の劣化を抑制することにより、量子効率の改善を図った撮像素子の製造方法、及び、撮像素子を提供することを課題とする。
【解決手段】
撮像素子の製造方法は、基板の上に第１波長の光に感度を有する第１受光部を形成する工程と、前記第１受光部の上に紫外線を吸収する第１紫外線吸収部を形成する工程と、前記第１紫外線吸収部の上に第２波長の光に感度を有する第２受光部を形成する工程と、前記第２受光部の上に紫外線を吸収する第２紫外線吸収部を形成する工程と、前記第２紫外線吸収部の上に第３波長の光に感度を有する第３受光部を形成する工程とを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光信号を電気信号に変換する撮像素子の製造方法、及び、撮像素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、高解像度と高感度が要求される放送用ＴＶカメラでは、レンズを通してカメラに入射された光を色分解プリズムで青・緑・赤の光の３原色に分けた後、３枚の撮像素子で受光する、３板カラー撮像方式が用いられている。
【０００３】
しかしながら、色分解プリズムと３枚の撮像素子を含むためにカメラのサイズが大きくなり、レンズを含めたカメラ全体の小型軽量化が困難となる。
【０００４】
撮像素子の小型軽量化を実現するためには、色分解プリズムが必要なく、撮像素子が１枚で済む単板式の撮像素子が望まれる。
【０００５】
小型軽量化を実現した撮像素子として、１枚の撮像素子の画素上に３色、もしくは４色の微小なカラーフィルタをモザイク状に配置した単板式のカラー撮像素子があり、家庭用のビデオカメラやデジタルカメラでは、この単板式が主流になっている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００６】
単板式の撮像素子における代表的な色配列としては、赤、緑、青の色フィルターを用いたベイヤー配列がある。しかし、３板式の撮像素子と比較すると、赤、緑、青のいずれか１色のみで１画素を形成しているため解像度が悪く、加えて所望の色以外の入射光はカラーフィルタに吸収されてしまうため、光の利用効率も低い。
【０００７】
ベイヤー配列等で問題となる低い解像度は、光の進入方向に３層のフォトダイオードを積層した光電変換部を形成することで改善することができる（例えば、特許文献１参照）。これは、シリコン基板内部への光の進入深さが波長ごとに異なることを利用したものである。すなわち、光照射面から最も浅い位置にあるシリコンフォトダイオードで青色を検知し、中間のシリコンフォトダイオードで緑色を検知し、最も深い位置にあるシリコンフォトダイオードで赤色を検知する。
【０００８】
しかしながら、このように受光部にシリコンフォトダイオードを用いた構成では、青色検知用のフォトダイオードにおいても緑色、赤色を一定の割合で吸収しているため、色分解特性が不十分となる。
【０００９】
さらに、信号読み出し部が受光面と同一平面状に形成されるため、受光面に対する受光部の比率（開口率）が１００％に至らず、光の利用効率も十分ではない。
【００１０】
以上の課題を解決すべく、波長選択性を有する光電変換膜を積層することにより、すなわち、光の３原色のうち青のみに光感度を有する光電変換膜と、緑のみに光感度を有する光電変換膜と、赤のみに光感度を有する光電変換膜を積層することで、光の利用効率が高く高解像度な単板式の積層型の撮像素子を構築することが提案されている（例えば、特許文献２、３、４参照）。
【００１１】
例えば、有機材料は特定の波長域のみを吸収するといった特徴を有するものが多く、青、緑、赤の３原色それぞれに吸収を持つように分子設計を行なうことにより、それぞれの材料で構成される膜を積層することで単板式の積層型の撮像素子を構築することができる。この方式を用いると、原理的に３板式の撮像素子と同等の色分解特性及び光の利用効率が得られる。
【００１２】
単板式の積層型の撮像素子は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）で構成される信号読み出し部と、有機光電変換膜で構成される光電変換層とを交互に積み重ねた構造を有するが、有機光電変換膜は耐熱性が低いため、ＴＦＴとしては、低温（特に室温）で形成可能な半導体層（具体的には有機半導体層や酸化物を含む半導体層）を備えるＴＦＴを用いている。
【００１３】
図１は、従来の積層型の撮像素子の模式的に示す図である。図１に示すように、従来の撮像素子は、ガラス基板等で構成される基板１上に、受光部４、層間絶縁膜２、受光部５、層間絶縁膜３、受光部６が順に積層された構造を有する。
【００１４】
受光部４、受光部５、及び受光部６は、それぞれ、信号読み出し部、有機光電変換膜、及び有機光電変換膜に電圧を印加する対向電極を有する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１５】
【非特許文献１】「イメージセンサの基礎と応用」、木内雄二著、日刊工業新聞社 １９９１年１２月２５日出版、ｐ．１４５
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】米国特許第５９６５８７５明細書
【特許文献２】特開２００２−２１７４７４号公報
【特許文献３】特開２００５−０５１１１５号公報
【特許文献４】特開２００９−０７１０５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
ＴＦＴで構成される信号読み出し部の製造工程は、金属製の複数のマスクを利用し、ＴＦＴの回路を形成するために必要な所望の部分への成膜を、マスクを交換しながら行うマスク成膜法や、フォトレジスト膜を用いたフォトリソグラフィー法等を用いることができる。これらの中でも、現在の撮像素子では画素サイズの微細化が進んでいることから、微細加工が容易なフォトリソグラフィー法を用いる必要がある。
【００１８】
フォトリソグラフィー法は、一般的に、（１）金属薄膜形成、（２）フォトレジスト膜の塗布とプリベーク、（３）露光、（４）現像、（５）ポストベーク、（６）エッチング、（７）レジスト除去、の（１）〜（７）の製造工程により、種々の金属を微細加工する。
【００１９】
フォトリソグラフィー法の露光過程では、フォトマスクを通してフォトレジスト膜に光を照射することで、部分的にフォトレジスト膜を感光させるが、感光パターンが微細になるほど短波長の光を使用する必要があるため、水銀灯（波長３６５ｎｍのｉ線）やエキシマレーザー（波長２４８ｎｍ、１９３ｎｍ）等の紫外線を用いる。
【００２０】
ところで、有機光電変換膜は紫外線の吸収により化学変化を起こし、劣化することが知られている。露光の際にはフォトレジスト膜を完全に感光させる必要があるため、出力の大きい紫外線を照射する。
【００２１】
このとき、フォトレジスト膜で吸収しきれなかった紫外線は、フォトレジスト膜を透過し、積層型における下層の受光部の有機光電変換膜に入射するため、単板式の積層型の撮像素子の作製過程において、有機光電変換膜を劣化させてしまうという問題があった。
【００２２】
そこで、本発明は、単板式の積層型の撮像素子に含まれる有機光電変換膜の劣化を抑制することにより、量子効率の改善を図った撮像素子の製造方法、及び、撮像素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明の一局面の撮像素子の製造方法は、基板の上に第１波長の光に感度を有する第１受光部を形成する工程と、前記第１受光部の上に紫外線を吸収する第１紫外線吸収部を形成する工程と、前記第１紫外線吸収部の上に第２波長の光に感度を有する第２受光部を形成する工程と、前記第２受光部の上に紫外線を吸収する第２紫外線吸収部を形成する工程と、前記第２紫外線吸収部の上に第３波長の光に感度を有する第３受光部を形成する工程とを含む。
【００２４】
また、前記第１受光部、前記第２受光部、及び前記第３受光部を形成する工程は、それぞれ、光電変換によって生成される電気信号を読み出すための信号読み出し部を、フォトリソグラフィー法を用いて形成する工程と、前記信号読み出し部の上に、光を電気信号に変換する光電変換部を形成する工程とを有してもよい。
【００２５】
本発明の他の局面の撮像素子の製造方法は、基板の上に第１波長の光に感度を有する第１受光部を形成する工程、前記第１受光部の上に紫外線を吸収する紫外線吸収部を形成する工程、及び、前記紫外線吸収部の上に第２波長及び第３波長の光に感度を有する第２受光部を形成する工程、又は、基板の上に第１波長及び第２波長の光に感度を有する第１受光部を形成する工程、記第１受光部の上に紫外線を吸収する紫外線吸収部を形成する工程、及び、前記紫外線吸収部の上に第３波長の光に感度を有する第２受光部を形成する工程、を含む。
【００２６】
また、前記第２受光部を形成する工程は、光電変換によって生成される電気信号を読み出すための信号読み出し部を、フォトリソグラフィー法を用いて形成する工程と、前記信号読み出し部の上に、光を電気信号に変換する光電変換部を形成する工程とを有してもよい。
【００２７】
本発明の一局面の撮像素子は、基板の上に形成され、第１波長の光に感度を有する第１受光部と、前記第１受光部の上に形成され、紫外線を吸収する第１紫外線吸収部と、前記第１紫外線吸収部の上に形成され、第２波長の光に感度を有する第２受光部と、前記第２受光部の上に形成され、紫外線を吸収する第２紫外線吸収部と、前記第２紫外線吸収部の上に形成され、第３波長の光に感度を有する第３受光部とを含む。
【００２８】
また、前記第１受光部、前記第２受光部、及び前記第３受光部は、それぞれ、光を電気信号に変換する光電変換部と、フォトリソグラフィー法を用いて形成され、前記光電変換部における光電変換によって生成される電気信号を読み出すための信号読み出し部とを有してもよい。
【００２９】
また、基板の上に形成され、第１波長の光に感度を有する第１受光部、前記第１受光部の上に形成され、紫外線を吸収する紫外線吸収部、及び、前記紫外線吸収部の上に形成され、第２波長及び第３波長の光に感度を有する第２受光部、又は、基板の上に形成され、第１波長及び第２波長の光に感度を有する第１受光部、前記第１受光部の上に形成され、紫外線を吸収する紫外線吸収部、及び、前記紫外線吸収部の上に形成され、第３波長の光に感度を有する第２受光部、を含む。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、単板式の積層型の撮像素子に含まれる有機光電変換膜の劣化を抑制した撮像素子の製造方法、及び、撮像素子を提供できるという特有の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】従来の積層型の撮像素子の模式的に示す図である。
【図２】実施の形態１の撮像素子の断面構造を示す図である。
【図３】実施の形態１の撮像素子１０の受光部４の１画素に対応する領域の断面構造を示す図である。
【図４】実施の形態１の撮像素子１０の信号読み出し部１１における画素電極４６の配列と駆動回路を示す図である。
【図５】実施の形態１の撮像素子１０の層間絶縁膜２の表面を平坦化する工程を示す図である。
【図６】実施の形態２の撮像素子２０の断面構造を示す図である。
【図７】実施の形態２の撮像素子２０における受光部４Ａの光電変換部１２Ａにおける有機材料膜の配置と、受光部５の光電変換部２２における有機材料膜の配置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の撮像素子の製造方法、及び、撮像素子を適用した実施の形態について説明する。
【００３３】
［実施の形態１］
図２は、実施の形態１の撮像素子の断面構造を示す図である。
【００３４】
撮像素子１０は、基板１、受光部４、紫外線吸収部１４、層間絶縁膜２、受光部５、紫外線吸収部２４、層間絶縁膜３、及び受光部６を含む。
【００３５】
受光部４、紫外線吸収部１４、層間絶縁膜２、受光部５、紫外線吸収部２４、層間絶縁膜３、及び受光部６は、基板１の上にこの順で積層されている。受光部４と受光部５との間には、紫外光吸収部１４と層間絶縁膜２が形成され、受光部５と受光部６との間には紫外光吸収部２４と層間絶縁膜３が形成されている。
【００３６】
受光部４は、第１受光部の一例であり、信号読み出し部１１、光電変換部１２、及び対向電極１３を含む。受光部５は、第２受光部の一例であり、信号読み出し部２１、光電変換部２２、及び対向電極２３を含む。受光部６は、第３受光部の一例であり、信号読み出し部３１、光電変換部３２、及び対向電極３３を含む。
【００３７】
基板１は、ガラスに代表される透明性基板を用いることが好適である。図１には対向電極３３側から（図中上側から）光（光像）を照射する場合を示すが、これとは逆に光（光像）を基板１側から照射する場合は、透明性基板であることが必須であり、ガラス基板以外であれば、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリエーテルサルフォン、ポリカーボネート等の樹脂製の透明基板を用いてもよい。
【００３８】
また、図１のように、基板１とは反対側にある対向電極３３側から光（光像）を照射する場合には、基板１は必ずしも透明性基板である必要はなく、シリコン等の金属基板や半導体基板でもよい。基板１の厚さは、一例として、０．１ｍｍから１ｍｍ程度が良い。
【００３９】
受光部４は、上述のように、第１受光部の一例であり、信号読み出し部１１、光電変換部１２、及び対向電極１３を含む。ここで、受光部４の具体的な構成について、図３を用いて説明する。
【００４０】
図３は、実施の形態１の撮像素子１０の受光部４の１画素に対応する領域の断面構造を示す図である。
【００４１】
受光部４は、基板１上に形成される、信号読み出し部１１、光電変換部１２、及び対向電極１３を含む。信号読み出し部１１は、ＴＦＴが好適であり、ゲート電極４１、ゲート絶縁膜４２、半導体層４３、ソース電極４４、ドレイン電極４５、画素電極４６、コンタクトホール４６Ａ、及び絶縁層４７を有する。
【００４２】
ゲート電極４１の上部にはゲート絶縁膜４２が形成され、ゲート絶縁膜４２は半導体層４３によって覆われている。半導体層４３の上部には、ソース電極４４、ドレイン電極４５、及び絶縁層４７が形成されている。絶縁層４７の上部には、コンタクトホール４６Ａと画素電極４６が形成されている。画素電極４６は、コンタクトホール４６Ａを介してドレイン電極４５に接続されている。
【００４３】
信号読み出し部１１の画素電極４６の上には光電変換部１２、及び対向電極１３が順次形成されている。
【００４４】
このようなＴＦＴで構成される信号読み出し部１１は、図３に矢印で示すように、１つの画素電極４６に対応する領域が１画素となる。画素は平面視でマトリクス状に配列される。
【００４５】
ゲート電極４１には、例えば、アルミニウム、バナジウム、金、銀、白金、鉄、コバルト、炭素、ニッケル、タングステン、パラジウム、マグネシウム、カルシウム、スズ、鉛、チタン、モリブデン、イットリウム、リチウム、ルテニウム、マンガン等の金属、及びこれらの合金等の各種金属を用いることができるが、ＴＦＴの光の透過率（開口率）を高めたい場合には、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、酸化インジウム・酸化亜鉛（ＩＺＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＴＯ）等の透明電極を用いてもよい。
【００４６】
ゲート絶縁膜４２には、例えば、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）や酸化窒素（ＳｉＮ）等の無機材料製の薄膜や、ポリイミド等の有機材料製の薄膜を用いることができる。
【００４７】
半導体層４３は、半導体層４３に到達した光を透過することに加えて、可視域の光吸収による半導体層４３のスイッチングの応答性の変化を防ぐことを実現するために、約３．０ｅＶ以上のバンドギャップを有する材料を用いることが望ましい。
【００４８】
このような半導体層４３を実現する半導体材料としては、酸化亜鉛（ＺｎＯ）やアモルファス酸化物半導体（インジウム・ガリウム・酸化亜鉛）等を用いることができる。また、光透過とスイッチングの応答性の変化防止とを実現できる有機材料製の半導体を用いてもよい。
【００４９】
ソース電極４４及びドレイン電極４５には、各種金属を用いることができるが、ＴＦＴの光の透過率（開口率）を高めたい場合には、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、酸化インジウム・酸化亜鉛（ＩＺＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＴＯ）等の透明電極を用いることが望ましい。
【００５０】
画素電極４６は、光透過性が要求されるため、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、酸化インジウム・酸化亜鉛（ＩＺＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＴＯ）等の透明電極を用いるとよい。なお、画素電極４６とドレイン電極４５を接続するためのコンタクトホール４６Ａも、画素電極４６と同様にンジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、酸化インジウム・酸化亜鉛（ＩＺＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＴＯ）等の透明電極材料で作製すればよい。
【００５１】
絶縁膜４７は、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）や酸化窒素（ＳｉＮ）等の無機膜や、ポリイミド等の有機膜を用いることができる。信号読み出し部１１の微細化を実現するためには、フォトリソグラフィー法を用いて形成することが好適である。信号読み出し部１１の厚さは、例えば、０．１〜１μｍの間の厚さに設定すればよい。
【００５２】
なお、図３には、受光部４の構造を示したが、受光部５、６の構造も同様である。このため、以下では、受光部５、６の信号読み出し部２１、３１がそれぞれ、ゲート電極４１、ゲート絶縁膜４２、半導体層４３、ソース電極４４、ドレイン電極４５、画素電極４６、コンタクトホール４６Ａ及び絶縁層４７を有するものとして説明を行う。
【００５３】
次に、図４を用いて、信号読み出し部１１における画素電極４６の配列と駆動回路について説明する。
【００５４】
図４は、実施の形態１の撮像素子１０の信号読み出し部１１における画素電極４６の配列と駆動回路を示す図である。
【００５５】
信号読み出し部１１の駆動回路は、水平走査制御回路５０、垂直走査制御回路５１、水平走査線５２、及び垂直走査線５３を含む。
【００５６】
水平走査線５２は水平走査制御回路５０に、垂直走査線５３は垂直走査制御回路５１にそれぞれ接続されている。
【００５７】
水平走査線５２は、図４において縦方向に形成されており、水平並びに（図４において横方向に並べて）複数本が配列されている。水平走査線５２は、水平走査制御回路５０によって時系列的に選択的に駆動され、信号読み出し線として機能する。
【００５８】
垂直走査線５３は、図４において横方向に形成されており、垂直並びに（図４において縦方向に並べて）複数本が配列されている。垂直走査線５３は、垂直走査制御回路５１によって時系列的に選択的に駆動され、選択線として機能する。
【００５９】
水平走査線５２はソース電極４４（図３参照）に接続され、垂直走査線５３はゲート電極４１（図３参照）に接続されている。
【００６０】
なお、水平走査制御回路５０及び垂直走査制御回路５１は、撮像素子１０の外部に設置されてもよいし、基板１上に設置されてもよい。
【００６１】
水平走査線５２及び垂直走査線５３は、アルミニウム、バナジウム、金、銀、白金、鉄、コバルト、炭素、ニッケル、タングステン、パラジウム、マグネシウム、カルシウム、スズ、鉛、チタン、モリブデン、イットリウム、リチウム、ルテニウム、マンガン等の金属及びそれらの合金等各種金属を用いることができるが、ＴＦＴの光の透過率（開口率）を高めたい場合には、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、酸化インジウム・酸化亜鉛（ＩＺＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＴＯ）等の透明電極を用いることが望ましい。
【００６２】
次に、図２を参照して光電変換部１２、対向電極１３、紫外線吸収部１４、層間絶縁膜２、受光部５（信号読み出し部２１、光電変換部２２、対向電極２３）、及び受光部６（信号読み出し部３１、光電変換部３２、対向電極３３）について説明する。
【００６３】
光電変換部１２、２２、３２としては、有機光電変換膜を用いることが好適である。そして、光入射側に位置する光電変換部３２を構成する有機光電変換材料に求められる条件としては、光の３原色のうちの１つの光に感度があり、他の２つの光には感度が無く、かつそれら２つの光を透過することが必要である。
【００６４】
すなわち、光電変換部３２が青色の光を検出する場合、光電変換部３２は青色の光に感度があり、緑色と赤色の光には感度が無く、緑色と赤色は透過する必要がある。また光電変換部３２が緑色の光を検出する場合、光電変換部３２は緑色の光に感度があり、青色と赤色の光には感度が無く、青色と赤色を透過する必要がある。また、光電変換部３２が赤色の光を検出する場合、光電変換部３２は赤色の光に感度があり、青色と緑色の光には感度が無く、青色と緑色を透過する必要がある。
【００６５】
次に、受光部４を例に説明する。
【００６６】
青色の光のみに感度を有し、緑色と赤色の光を透過する有機材料としては、クマリン誘導体が挙げられる。緑色の光のみに感度を有し、青色と赤色の光を透過する有機材料としてはキナクリドン誘導体が挙げられる。赤色の光のみに感度を有し、青色と緑色の光を透過する有機材料としては、フタロシアニン誘導体が一例として挙げられる。
【００６７】
しかしながら、これら以外にも、アクリジン、クマリン、キナクリドン、シアニン、スクエアリリウム、オキサジン、キサンテントリフェニルアミン、ベンジジン、ピラゾリン、スチリルアミン、ヒドラゾン、トリフェニルメタン、カルバゾール、ポリシラン、チオフェン、ポリアミン、オキサジアゾール、トリアゾール、トリアジン、キノキサリン、フェナンスロリン、フラーレン、アルミニウムキノリン、ポリパラフェニレンビニレン、ポリフルオレン、ポリビニルカルバゾール、ポリチオール、ポリピロール、ポリチオフェン及びこれらの誘導体等を単独で、もしくは、これらに代表される有機材料を２種類以上混合又は積層することで、青色、緑色、もしくは赤色の光のみに感度を有する光電変換膜を形成することができる。
【００６８】
さらに、光電変換膜１２における暗電流（光非照射時で観測される電流）の低減や、光電変換膜１２の量子効率向上のために、電子輸送材料、正孔輸送材料、電子ブロッキング材料、正孔ブロッキング材料等を上記材料に混合又は積層することで、光電変換膜１２を形成することも可能である。なお、これは、光電変換膜２２、３２についても同様である。
【００６９】
なお、有機光電変換膜の膜厚は、一例として、５０ｎｍから１μｍの間が好適であるが、光吸収極大波長での吸収率として、９０％以上、すなわち、吸光度Ａ（Ａ＝−ｌｏｇ（透過率））にして１．０以上を有することが望ましい。
【００７０】
対向電極１３は、光透過性が要求されるため、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、酸化インジウム・酸化亜鉛（ＩＺＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＴＯ）等の透明電極を用いるとよい。
【００７１】
また、対向電極１３の材料はこれらに限られず、アルミニウム、バナジウム、金、銀、白金、鉄、コバルト、炭素、ニッケル、タングステン、パラジウム、マグネシウム、カルシウム、スズ、鉛、チタン、モリブデン、イットリウム、リチウム、ルテニウム、マンガン等の金属、又はこれらの金属の合金を用いて半透明電極を形成してもよい。対向電極１３の厚さは、例えば、膜厚２０ｎｍ〜８０ｎｍ程度に設定すればよい。
【００７２】
また、対向電極１３の材料としては、ポリアセチレン系、ポリアニリン系、ポリピロール系、ポリチオフェン系に代表される導電性高分子を用いることもできる。これらの材料を用いる場合は、対向電極１３の膜厚は、例えば、１ｎｍ〜１００ｎｍの間に設定すればよい。
【００７３】
紫外線吸収部１４は、受光部４を作製した後に、受光部５の信号読み出し部２１を作製する際にフォトリソグラフィーで用いられる紫外線のうち、層間絶縁膜２を透過した成分を吸収するための層であり、可視光の透過性が高い一方、紫外線の透過率が低いことが要求される。紫外線吸収部１４は、層間絶縁膜２を透過した紫外光を吸収することにより、光電変換部１２を保護するために設けられている。
【００７４】
紫外線吸収部１４としては、具体的には、例えば、信号読み出し部２１の作製時にフォトリソグラフィーで用いられる紫外線の波長における透過率が１％以下であり、望ましくは０．１％以下、さらに望ましくは０．０１％以下である材料を選択すればよい。
【００７５】
紫外線吸収部１４の材料の一例としては、酸化チタン、酸化バナジウム、酸化クロム、酸化セリウム、酸化亜鉛やアモルファス酸化物（インジウム・ガリウム・酸化亜鉛）等に代表される無機系材料、ポリシランやポリビニルカルバゾール、各種アクリル樹脂等の有機系材料等、さらに透明な有機あるいは無機ポリマー中に有機または無機の紫外線吸収剤を分散した薄膜等がある。紫外線吸収部１４の膜厚は、上述の透過率を実現できる厚さに調整すればよいが、例えば、０．１〜０．５μｍの間に設定すればよい。
【００７６】
層間絶縁膜２としては、絶縁性を有するとともに、可視光透過性を有する材料がよく、封止膜としての性質を併せ持つものが好適である。一例として、酸化ケイ素、酸化窒素、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化タンタル、チッ化ケイ素、チッ化アルミニウム等の無機材料、ポリイミドやポリパラキシレンビニレン等の有機材料等が挙げられる。
【００７７】
層間絶縁膜２の厚さは、例えば、０．５〜１μｍに設定すればよいが、層間絶縁膜２には、基板１と同等の表面の平坦性が要求される。
【００７８】
層間絶縁膜２には、受光部４を構成する信号読み出し部１１の凹凸（図３参照）を反映した凹凸が生じる可能性がある。このため、凹凸が存在する層間絶縁膜２の表面上に受光部５を作製すると、受光部５の信号読み出し部２１の構造に影響が生じ、信号読み出し部２１を構成するＴＦＴの形成不良等に繋がる可能性がある。
【００７９】
そこで、層間絶縁膜２の表面に十分な平坦性が確保できない場合には、層間絶縁膜２を構成する絶縁材料の絶縁膜を層間絶縁膜２として必要な厚さよりも厚く形成した後に、絶縁膜の表面を平坦化する加工を行うことで、層間絶縁膜２の表面に基板１と同等の平坦性を持たせることができる。
【００８０】
次に、図５を用いて、層間絶縁膜２の表面を平坦化するための研磨工程について説明する。
【００８１】
図５は、実施の形態１の撮像素子１０の層間絶縁膜２の表面を平坦化する工程を示す図である。なお、図５には、図３と同様に、撮像素子１０の１画素に対応する部分の断面を示す。
【００８２】
平坦化の手法としては、種々の方法を用いることができるが、化学機械平坦化手法（ＣＭＰ：Chemical Mechanical Polishing）が好適である。
【００８３】
図５（Ａ）に示すように、紫外線吸収部１４の上に、層間絶縁膜２を構成する絶縁材料の絶縁膜２Ａを作製する。このとき、紫外線吸収部１４の表面の凹凸の最大の高低差Ｈ以上の厚さになるまで、絶縁膜２Ａを成膜する。
【００８４】
そして、次に、図５（Ｂ）に示すように、絶縁膜２Ａの表面に対してＣＭＰによる研磨を行い、平坦化を行う。このとき、層間絶縁膜２として必要な絶縁性を保てる膜厚まで絶縁膜２Ａを研磨すればよい。
【００８５】
このようにして、表面に凹凸のある紫外線吸収部１４の上に、表面が平坦な層間絶縁膜２を形成することができ、層間絶縁膜２の表面に、基板１と同等の平坦性を持たせるができる。層間絶縁膜２の厚さは、例えば、０．５〜１μｍに設定すればよい。
【００８６】
そして、図５（Ｃ）に示すように、層間絶縁膜２の平坦化処理を行った後に、層間絶縁膜２の上に信号読み出し部２１を形成すればよい。
【００８７】
なお、層間絶縁膜２の表面の平坦化処理は、ＣＭＰのような加工以外の手法で行うこともできる。例えば、凹凸が存在する層間絶縁膜２の表面上に、平坦化層（図示せず）を設けることで基板１と同等の平坦性を持たせることも可能である。
【００８８】
平坦化層を作製する工程としては、スピンコート法やディッピング法、バーコート法等に代表される塗布成膜法が望ましく、アルコキシシランやハロゲノシランの加水分解反応生成物から成る塗布液による酸化ケイ素膜や、各種樹脂系膜を形成することができる。この平坦化層の厚さは、例えば、０．５〜１μｍとする。
【００８９】
層間絶縁膜２の上に信号読み出し部２１を作製した後は、受光部４の信号読み出し部１１の上に光電変換部１２及び対向電極１３を作製した場合と同様に、信号読み出し部２１の上に光電変換部２２及び対向電極２３を作製すればよい。
【００９０】
受光部５の構成は、受光部４の構成と同様であるが、受光部５を構成する信号読み出し部２１、光電変換部２２、及び対向電極２３のうちの光電変換部２２については、光の３原色のうち光電変換部１２が感度を有する光とは異なる色の光に感度を有し、光電変換部１２が感度を有する色の光は透過する必要がある。
【００９１】
すなわち、光電変換部１２が青色の光を検出する場合は、光電変換部２２に緑色の光または赤色の光に感度があっても、青色の光を透過する必要がある。
【００９２】
また、光電変換部１２が緑色の光を検出する場合は、光電変換部２２に青色の光または赤色の光に感度があっても、緑色の光を透過する必要がある。
【００９３】
また、光電変換部１２が赤色の光を検出する場合は、光電変換部２２に青色の光または緑色の光に感度があっても、赤色の光を透過する必要がある。
【００９４】
受光部５の上に作製する紫外線吸収部２４の構成は、受光部４の上に形成する紫外線吸収部１４と同様である。紫外線吸収部２４は、信号読み出し部３１を作製するためのフォトリソグラフィー法による露光を行う際に、層間絶縁膜３を透過した光を吸収することにより、光電変換部２２を保護するために設けられている。
【００９５】
また、紫外線吸収部２４の上に作製する層間絶縁膜３の構成は、紫外線吸収部１４の上に形成する層間絶縁膜２と同様である。層間絶縁膜３は、絶縁性を有するとともに、可視光透過性を有する材料がよく、封止膜としての性質を併せ持つものが好適である。層間絶縁膜３には、層間絶縁膜２と同様に、基板１と同等の表面の平坦性が要求される。
【００９６】
このように、紫外線吸収部２４及び層間絶縁膜３は、紫外線吸収部１４及び層間絶縁膜２と同様であるが、紫外線吸収部１４と紫外線吸収部２４とで材料又は厚さを別々に設定してもよく、層間絶縁膜２と層間絶縁膜３とで材料又は厚さを別々に設定してもよい。
【００９７】
層間絶縁膜３の表面の平坦化処理を行った後には、層間絶縁膜３の上に受光部６を作製すればよい。受光部６の構成は、受光部４の構成と同様であるが、光電変換部３２については、光の３原色のうち光電変換部１２及び２２とは異なる色の光に感度があり、その他の色の光を透過する必要がある。
【００９８】
すなわち、光電変換膜１２及び２２の２種類の膜で青色と緑色の光を検出する場合は、光電変換部３２は赤色の光に感度があり、青色と緑色の光を透過する必要がある。また、光電変換膜１２及び２２の２種類の膜で青色と赤色の光を検出する場合は、光電変換部３２は緑色の光に感度があり、青色と赤色の光を透過する必要がある。また、光電変換膜１２及び２２の２種類の膜で緑色と赤色の光を検出する場合は、光電変換部３２は青色の光に感度があり、緑色と赤色の光を透過する必要がある。
【００９９】
また、対向電極３３については、図２に示すように対向電極３３側から光を入射させる場合は、透明電極を用いることが望ましいが、基板１側から光を入射する場合には、透明電極の代わりに、アルミニウム、バナジウム、金、銀、白金、鉄、コバルト、炭素、ニッケル、タングステン、パラジウム、マグネシウム、カルシウム、スズ、鉛、チタン、イットリウム、リチウム、ルテニウム、マンガン等の金属製の電極、又はこれらの金属の合金製の電極を用いることができる。また、ポリアセチレン系、ポリアニリン系、ポリピロール系、ポリチオフェン系に代表される導電性高分子を用いてもよい。
【０１００】
なお、対向電極３３の上に紫外線吸収部を施設する必要はないが、撮像素子として使用する際に、入射光から紫外線をカットする必要がある場合は、紫外線吸収部１４及び２４と同様の紫外線吸収部を設けてもよい。
【０１０１】
また、撮像素子１０の全体の封止膜として、対向電極３３の上に層間絶縁膜２及び３と同様の層間絶縁膜を設けてもよい。なお、この場合、対向電極３３の上に作製する層間絶縁膜を必ずしも平坦化する必要はない。
【０１０２】
次に、各層の厚さについて説明する。
【０１０３】
上述の通り、積層型の撮像素子１０は、青、緑、赤の各色用の受光部４、５、６が光の入射方向（図２中において上下方向）に重なって配列されているため、受光部４、５、６の全体の厚さが厚くなると、受光部４、５、６の間でレンズの焦点がずれてしまう。
【０１０４】
そこで、使用するレンズの前後片方の焦点深度をδとしたときに、受光部４から受光部６に至るまでの厚さ、厳密には、信号読み出し部１１と光電変換部ｌ２の界面から、光電変換部３２と対向電極３３に至るまでの厚さ（信号読み出し部１１の下端から光電変換部３２の上端までの厚さ）が２δの範囲内に収まるように、信号読み出し部１１、２１、３１、光電変換部１２、２２、３２、紫外線吸収部１４、２４、層間絶縁膜２、３の各々の厚さを規定すればよい。
【０１０５】
レンズと焦点深度δの関係は、次式（１）で定まる。
【０１０６】
δ＝±Ｆε ・・・（１）
ここで、Ｆはレンズの絞り値である。εは、許容錯乱円という許される焦点ハズレ（ぼけ）となる円の直径を表す。すなわち、レンズの絞りを開ける（Ｆ値が小さくなる）ほど、また、許容錯乱円の大きさが小さくなるほど焦点深度δの値は小さくなることが分かる。
【０１０７】
ここで、許容錯乱円εの大きさを１画素分の大きさまで許容すると、１画素のピッチ（サイズ）をＸとしたとき、レンズの絞り値（Ｆ値）をＦ２．０として、許容される信号読み出し部１１の下端から光電変換部３２の上端までの厚さｄは、
ｄ＝２δ＝４Ｘ ・・・（２）
となる。さらにεを１画素の半分まで許容すると、
ｄ＝２Ｘ ・・・（３）
となる。さらにεを１画素の１／４まで許容すると、
ｄ＝Ｘ ・・・（４）
となる。
【０１０８】
ここで、許容錯乱円の直径εは画素ピッチの１／２程度以下であることが望ましく、かつ、式（３）を成立させること（すなわち、画素ピッチの２倍の値までに、信号読み出し部１１の下端から光電変換部３２の上端までの厚さｄを抑えること）で、ボケのない画像を得ることができる。
【０１０９】
このように説明した厚さｄを用いて、信号読み出し部１１の下端から光電変換部３２の上端までの厚さｄを計算すると、全て最も大きい値をとった場合に、ｄは８．３μｍとなり、最も小さい値をとった場合には、１．５６μｍとなる。なお、層間絶縁膜２、３の表面を平坦化する代わりに平坦化層を挿入した場合には、ｄは１０．３μｍとなる。
【０１１０】
放送用ハイビジョンカメラに搭載されている撮像素子の画素ピッチは５μｍであるため、この場合に許容できる信号読み出し部１１の下端から光電変換部３２の上端までの厚さｄは１０μｍ、同様に民生用コンパクトデジタルカメラの画素ピッチを１．５μｍと仮定すれば、この場合に許容できる信号読み出し部１１の下端から光電変換部３２の上端までの厚さｄは３μｍとなる。
【０１１１】
以上のことを勘案して各層の膜厚を調整することにより、焦点深度の問題は解決されることがわかる。
【０１１２】
以上のような撮像素子１０において、対向電極１３、２３、３３に正電圧を印加した状態で、図２中の上方から光が入射すると、光電変換部１２、２２、３２で光電変換によって電子−正孔対が発生する。このとき、電子は対向電極１３、２３、３３に移動し、正孔は信号読み出し部１１、２１、３１に移動する。これにより、被写体の像を得ることができる。対向電極１３、２３、３３に負電圧を印加した状態で、図２中の上方から光が入射すると、電子が信号読み出し部１１、２１、３１に移動し、正孔が対向電極１３、２３、３３に移動する。
【０１１３】
次に、以下に実施例１と比較例１、２を用いて実施の形態１の撮像素子１０について詳細に説明する。
【０１１４】
［実施例１］
基板１として、厚さ０．７ｍｍのガラス製の透明基板を用意し、基板１の表面上にＩＴＯ薄膜をＤＣマグネトロンスパッタ法により形成した。その後、フォトリソグラフィーを用いた加工によりゲート電極４１（厚さ５０ｎｍ）を形成した。
【０１１５】
フォトリソグラフィーには、光源として波長２４８ｎｍのフッ化クリプトン（ＫｒＦ）エキシマレーザーを用いた。照射時間は７．０秒とした（以下、フォトリソグラフィーの条件は全て同じとする）。
【０１１６】
次に、酸化窒素膜で構成されるゲート絶縁膜４２（厚さ１５０ｎｍ）をプラズマＣＶＤ法により成膜し、フォトリソグラフィー法によって加工した後に、半導体層４３として酸化亜鉛層（厚さ５０ｎｍ）をマスクを用いたＤＣマグネトロンスパッタ法により成膜した。
【０１１７】
次に、半導体層４３の上にＤＣマグネトロンスパッタ法でＩＴＯ膜を成膜し、フォトリソグラフィーを用いた加工によりソース電極４４とドレイン４５電極（ともに厚さ３０ｎｍ）を形成した。その後、酸化窒素膜で構成される絶縁膜４７（厚さ２００ｎｍ）をプラズマＣＶＤ法により成膜し、後に画素電極４６とドレイン電極４５を接続させるためのコンタクトホール４６Ａをフォトリソグラフィーにより形成した。
【０１１８】
さらに、マスクを用いたＤＣマグネトロンスパッタ法により、絶縁膜４７の上にＩＴＯを成膜し、画素電極４６（厚さ５０ｎｍ）を形成した。ＩＴＯを成膜することで、画素電極４６とドレイン電極４５はコンタクトホール４６Ａを介して接続される。
【０１１９】
以上の製造工程により、信号読み出し部１１を形成することができる。
【０１２０】
以上のようにして作製した信号読み出し部１１の上に、電子輸送層としてＡｌｑ３を３０ｎｍの厚さで成膜し、電子輸送層の上に赤色の光に感度のある光電変換層として亜鉛フタロシアニンを１２０ｎｍの厚さで成膜することで、光電変換部１２を形成した。光電変換部１２に含まれる電子輸送層と光電変換層は、真空蒸着法によって成膜した。
【０１２１】
次に、光電変換部１２の上に、対向電極１３としてＩＴＯを対向スパッタ法により１０ｎｍの厚さで成膜することで、受光部４を形成した。
【０１２２】
さらに、受光部４の上に、紫外線吸収部１４として酸化亜鉛を０．５μｍの厚さで堆積した。膜厚０．５μｍの酸化亜鉛膜における波長２４８ｎｍの分光透過率は、０．０１％以下であることを透過型分光光度計により確認した。
【０１２３】
次に、紫外線吸収部１４の上に絶縁膜２Ａ（図５（Ａ）参照）として酸化窒素膜をプラズマＣＶＤ法により１．５μｍ堆積した後に、ＣＭＰ法により平坦化処理を行うことで、最終的に厚さ０．８μｍの層間絶縁膜２（図５（Ｂ）参照）を形成した。
【０１２４】
次に、層間絶縁膜２上に受光部５を作製した。受光部５の信号読み出し部２１は、受光部４の信号読み出し部１１と同様の方法で作製した。ゲート電極４１、ゲート絶縁膜４２、ソース電極４４、ドレイン電極４５、及びコンタクトホール４６Ａの形成にフォトリソグラフィーを使用した。
【０１２５】
以上により、受光部４の上に受光部５の信号読み出し部２１までを形成することで、実施例１の撮像素子を形成した。
【０１２６】
［比較例１］
比較のために、実施例１と同様の作製手法を用い、紫外線吸収部１４を形成せずに、受光部５の信号読み出し部２１まで形成した撮像素子を作製した。
【０１２７】
すなわち、実施例１の撮像素子と比較例１の撮像素子の違いは、紫外線吸収部１４の有無であり、比較例１の撮像素子は、紫外線吸収部１４が形成されていない状態で、信号読み出し部２１を作製するためのフォトリソグラフィーが行われたことになる。
【０１２８】
［比較例２］
実施例１と同様の作製手法を用い、受光部４までを形成した後に、紫外線吸収部１４を形成せずに、層間絶縁膜２までを形成した比較例２の撮像素子を作製した。
【０１２９】
比較例２の撮像素子には、受光部５の信号読み出し部２１は形成されていないため、比較例２の撮像素子では、受光部４を形成した後に、フォトリソグラフィーは行われていないことになる。
【０１３０】
すなわち、比較例２の撮像素子は、フォトリソグラフィーによる光電変換部１２の膜質の劣化が生じていないリファレンス用の撮像素子である。
【０１３１】
ここで、表１を用いて、実施例１、比較例１、比較例２の撮像素子の量子効率について説明する。
【０１３２】
表１は、実施例１、比較例１、比較例２の３つの撮像素子に、基板１側から波長６５０ｎｍ、出力５０μＷ／ｃｍ２の単色光を照射したときに、受光部４の信号読み出し部１１で得られる光出力電流を基に計算した量子効率（受光部４から出力された光電子数／照射光子数の百分率表示）を示す。
【０１３３】
受光部４の対向電極１３に印加した電圧は、実施例１、比較例１、比較例２のいずれの撮像素子においても、すべて４．５Ｖとした。
【０１３４】
【表１】
表１から分かるように、受光部４を形成した後にフォトリソグラフィーを行わなかった比較例２の撮像素子と比べて、紫外線吸収部１４を作製した後にフォトリソグラフィーを行った実施例１の撮像素子では、殆ど量子効率の低下が見られなかった。
【０１３５】
これに対して、紫外線吸収部１４を形成せずにフォトリソグラフィーを施した比較例１の撮像素子では、量子効率の大幅な減少がみられ、紫外線吸収部１４の効果が明らかとなった。
【０１３６】
以上より、基板１の上に、受光部４、紫外線吸収部１４、層間絶縁膜２、受光部５、紫外線吸収部２４、層間絶縁膜３、及び受光部６を順次形成した実施の形態１の撮像素子１０では、受光部５の信号読み出し部２１を作製する際のフォトリソグラフィー法による工程における紫外線を紫外線吸収部１４で吸収し、受光部４の光電変換部１２の膜質の劣化を抑制することができる。
【０１３７】
また、受光部６の信号読み出し部３１を作製する際のフォトリソグラフィー法による工程における紫外線を紫外線吸収部２４で吸収し、受光部５の光電変換部２２の膜質の劣化を抑制することができる。
【０１３８】
このため、実施の形態１によれば、実施例１の撮像素子と同様に、信号読み出し部２１、３１を作製する際に紫外線吸収部１４、２４でフォトリソフィーの露光による紫外線を吸収することにより、光電変換膜１２、２２の劣化を抑制し、量子効率が非常に高い撮像素子１０を作製することができる。
【０１３９】
なお、以上では、撮像素子１０が紫外線吸収部１４と層間絶縁膜２を含む形態について説明したが、紫外線を吸収できる材料であって、かつ、絶縁性を有する材料を用いることにより、紫外線吸収部１４と層間絶縁膜２を合わせた１つの層にしてもよい。
【０１４０】
同様に、紫外線を吸収できる材料であって、かつ、絶縁性を有する材料を用いることにより、紫外線吸収部２４と層間絶縁膜３を合わせた１つの層にしてもよい。
【０１４１】
また、以上では、紫外線吸収部１４の上に層間絶縁膜２を作製する形態について説明したが、作製する順番は逆であってもよく、層間絶縁膜２の上に紫外線吸収部１４を作製してもよい。同様に、層間絶縁膜３の上に紫外線吸収部２４を作製してもよい。
【０１４２】
また、以上では、光電変換部１２、２２、３２の各々が光の３原色に対して有する感度は、互いに異なれば順番は不問であることとしたが、光の入射側から順に、緑色、赤色、青色の光の感度を有するように受光部４、５、６を並べてもよい。この場合は、光の入射側に最も近い位置に緑色の光の感度を有する受光部を配設でき、３原色のうち緑色は輝度情報に最も近いため、解像度を向上させることができる。
【０１４３】
［実施の形態２］
実施の形態２の撮像装置は、２つの受光部を積層した積層型の撮像素子である点が、３つの受光部を積層した実施の系形態１の積層型の撮像素子と異なる。
【０１４４】
実施の形態１の撮像素子１０（図２参照）は、３つの受光部４、５、６がそれぞれ光の３原色のうちの１色の光に対して感度を有するように構成されている。
【０１４５】
これに対して、実施の形態２の撮像装置は、２つの受光部のうちのいずれか一方が光の３原色のうちの２色の光に対して感度を有し、いずれか他方の受光部が光の３原色のうちの残りの１色の光に対して感度を有するように構成されている。
【０１４６】
図６は、実施の形態２の撮像素子２０の断面構造を示す図である。実施の形態２の撮像素子２０は、断面構造においては、図２に示す実施の形態１の撮像素子１０から受光部６を取り除いた構成と同様である。このため、実施の形態１の撮像素子１０に含まれる構成要素と同一又は同等の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
【０１４７】
撮像素子２０は、基板１、受光部４Ａ、紫外線吸収部１４、層間絶縁膜２、及び受光部５を含む。なお、一例として、図６中、上方から光が撮像素子２０に入射するものとする。
【０１４８】
受光部４Ａ、紫外線吸収部１４、層間絶縁膜２、及び受光部５は、基板１の上にこの順で積層されている。受光部４Ａと受光部５との間には、紫外光吸収部１４と層間絶縁膜２が形成されている。
【０１４９】
受光部４Ａは、一の受光部の一例であり、信号読み出し部１１、光電変換部１２Ａ、及び対向電極１３を含む。受光部５は、他の受光部の一例であり、信号読み出し部２１、光電変換部２２、及び対向電極２３を含む。
【０１５０】
受光部４Ａは、２色の光に感度を有する。このような受光部４Ａは、例えば、光電変換部１２Ａに光の３原色のうちの１色の光に感度を有する有機材料と、他の１色の光に感度を有する有機材料とを、例えば、画素毎に配列するように形成すればよい。
【０１５１】
また、受光部５の光電変換部２２は、光の３原色のうちの残りの１色の光に感度を有する有機材料で形成すればよい。
【０１５２】
次に、図７を用いて、受光部４Ａの光電変換部１２Ａにおける有機材料膜の配置と、受光部５の光電変換部２２における有機材料膜の配置について説明する。
【０１５３】
図７は、実施の形態２の撮像素子２０における受光部４Ａの光電変換部１２Ａにおける有機材料膜の配置と、受光部５の光電変換部２２における有機材料膜の配置を示す図である。
【０１５４】
ここで、実施の形態２の撮像素子２０では、光の入射側にある受光部５の光電変換部２２は、光の３原色のうちの緑色の光に感度を有するものとする。このため、光電変換部２２は、図７（Ａ）に示すように、緑色（Ｇ(Green)）の有機材料膜が配設される。説明の便宜上、図７（Ａ）には画素毎に緑色の有機材料膜が配列されているように示すが、光電変換部２２のすべての画素に対応する領域は、緑色の有機材料で一体的に形成される。
【０１５５】
また、光の入射方向における下流側にある受光部４Ａの光電変換部１２Ａは、光の３原色のうちの赤色（Ｒ(Red)）の光に感度を有する有機材料膜、又は、青色（Ｂ(Blue)）の光に感度を有する有機材料膜が画素毎に形成されており、赤色の光に感度を有する有機材料膜と青色の光に感度を有する有機材料膜とは千鳥状に配列されている。
【０１５６】
図７（Ｂ）に示すように画素毎に赤色（Ｒ(Red)）の光に感度を有する有機材料膜と、青色（Ｂ(Blue)）の光に感度を有する有機材料膜とを形成する手法としては、例えば、マスクを用いた成膜、インクジェットによる印刷等の手法が挙げられる。
【０１５７】
このように、２層の受光部を重ねた積層型の撮像素子２０において、一方の受光部４Ａの光電変換部１２Ａが光の３原色のうちの２色の光に対して感度を有し、他方の受光部５の光電変換部２２が光の３原色のうちの残りの１色の光に対して感度を有するように構成することにより、実施の形態１の撮像素子と同様に、解像度の高い撮像素子２０を実現することができる。
【０１５８】
また、実施の形態２の撮像素子２０は、受光部４Ａの上に紫外線吸収部１４が形成されているため、受光部５の信号読み出し部２１を作製するためのフォトリソグラフィー法による露光を行っても、受光部４Ａの光電変換部１２Ａが紫外線によって劣化することを抑制することができる。
【０１５９】
このため、実施の形態２によれば、実施の形態１と同様に、量子効率が非常に高い撮像素子２０を作製することができる。
【０１６０】
なお、図６には、光の入射方向において下流側にある受光部４Ａの光電変換部１２Ａが２色の光に対して感度を有する形態について説明するが、これとは逆に、光の入射方向において上流側にある受光部５の光電変換部２２が光の３原色のうちの２色の光に対して感度を有するように構成してもよい。
【０１６１】
以上、本発明の例示的な実施の形態の撮像素子の製造方法、及び、撮像素子について説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
【符号の説明】
【０１６２】
１ 基板
２、３ 層間絶縁膜
４、４Ａ、５、６ 受光部
１１、２１、３１ 信号読み出し部
１２、２２、３２ 光電変換部
１３、２３、３３ 対向電極
１４、２４ 紫外光吸収部
１０、２０ 撮像素子
４１ ゲート電極
４２ ゲート絶縁膜
４３ 半導体層
４４ ソース電極
４５ ドレイン電極
４６ 画素電極
４６Ａ コンタクトホール
４７ 絶縁層
５０ 水平走査制御回路
５１ 垂直動作制御回路
５２ 水平走査線
５３ 垂直走査線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光信号を電気信号に変換する撮像素子の製造方法、及び、撮像素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、高解像度と高感度が要求される放送用ＴＶカメラでは、レンズを通してカメラに入射された光を色分解プリズムで青・緑・赤の光の３原色に分けた後、３枚の撮像素子で受光する、３板カラー撮像方式が用いられている。
【０００３】
しかしながら、色分解プリズムと３枚の撮像素子を含むためにカメラのサイズが大きくなり、レンズを含めたカメラ全体の小型軽量化が困難となる。
【０００４】
撮像素子の小型軽量化を実現するためには、色分解プリズムが必要なく、撮像素子が１枚で済む単板式の撮像素子が望まれる。
【０００５】
小型軽量化を実現した撮像素子として、１枚の撮像素子の画素上に３色、もしくは４色の微小なカラーフィルタをモザイク状に配置した単板式のカラー撮像素子があり、家庭用のビデオカメラやデジタルカメラでは、この単板式が主流になっている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００６】
単板式の撮像素子における代表的な色配列としては、赤、緑、青の色フィルターを用いたベイヤー配列がある。しかし、３板式の撮像素子と比較すると、赤、緑、青のいずれか１色のみで１画素を形成しているため解像度が悪く、加えて所望の色以外の入射光はカラーフィルタに吸収されてしまうため、光の利用効率も低い。
【０００７】
ベイヤー配列等で問題となる低い解像度は、光の進入方向に３層のフォトダイオードを積層した光電変換部を形成することで改善することができる（例えば、特許文献１参照）。これは、シリコン基板内部への光の進入深さが波長ごとに異なることを利用したものである。すなわち、光照射面から最も浅い位置にあるシリコンフォトダイオードで青色を検知し、中間のシリコンフォトダイオードで緑色を検知し、最も深い位置にあるシリコンフォトダイオードで赤色を検知する。
【０００８】
しかしながら、このように受光部にシリコンフォトダイオードを用いた構成では、青色検知用のフォトダイオードにおいても緑色、赤色を一定の割合で吸収しているため、色分解特性が不十分となる。
【０００９】
さらに、信号読み出し部が受光面と同一平面状に形成されるため、受光面に対する受光部の比率（開口率）が１００％に至らず、光の利用効率も十分ではない。
【００１０】
以上の課題を解決すべく、波長選択性を有する光電変換膜を積層することにより、すなわち、光の３原色のうち青のみに光感度を有する光電変換膜と、緑のみに光感度を有する光電変換膜と、赤のみに光感度を有する光電変換膜を積層することで、光の利用効率が高く高解像度な単板式の積層型の撮像素子を構築することが提案されている（例えば、特許文献２、３、４参照）。
【００１１】
例えば、有機材料は特定の波長域のみを吸収するといった特徴を有するものが多く、青、緑、赤の３原色それぞれに吸収を持つように分子設計を行なうことにより、それぞれの材料で構成される膜を積層することで単板式の積層型の撮像素子を構築することができる。この方式を用いると、原理的に３板式の撮像素子と同等の色分解特性及び光の利用効率が得られる。
【００１２】
単板式の積層型の撮像素子は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）で構成される信号読み出し部と、有機光電変換膜で構成される光電変換層とを交互に積み重ねた構造を有するが、有機光電変換膜は耐熱性が低いため、ＴＦＴとしては、低温（特に室温）で形成可能な半導体層（具体的には有機半導体層や酸化物を含む半導体層）を備えるＴＦＴを用いている。
【００１３】
図１は、従来の積層型の撮像素子の模式的に示す図である。図１に示すように、従来の撮像素子は、ガラス基板等で構成される基板１上に、受光部４、層間絶縁膜２、受光部５、層間絶縁膜３、受光部６が順に積層された構造を有する。
【００１４】
受光部４、受光部５、及び受光部６は、それぞれ、信号読み出し部、有機光電変換膜、及び有機光電変換膜に電圧を印加する対向電極を有する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１５】
【非特許文献１】「イメージセンサの基礎と応用」、木内雄二著、日刊工業新聞社 １９９１年１２月２５日出版、ｐ．１４５
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】米国特許第５９６５８７５明細書
【特許文献２】特開２００２−２１７４７４号公報
【特許文献３】特開２００５−０５１１１５号公報
【特許文献４】特開２００９−０７１０５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
ＴＦＴで構成される信号読み出し部の製造工程は、金属製の複数のマスクを利用し、ＴＦＴの回路を形成するために必要な所望の部分への成膜を、マスクを交換しながら行うマスク成膜法や、フォトレジスト膜を用いたフォトリソグラフィー法等を用いることができる。これらの中でも、現在の撮像素子では画素サイズの微細化が進んでいることから、微細加工が容易なフォトリソグラフィー法を用いる必要がある。
【００１８】
フォトリソグラフィー法は、一般的に、（１）金属薄膜形成、（２）フォトレジスト膜の塗布とプリベーク、（３）露光、（４）現像、（５）ポストベーク、（６）エッチング、（７）レジスト除去、の（１）〜（７）の製造工程により、種々の金属を微細加工する。
【００１９】
フォトリソグラフィー法の露光過程では、フォトマスクを通してフォトレジスト膜に光を照射することで、部分的にフォトレジスト膜を感光させるが、感光パターンが微細になるほど短波長の光を使用する必要があるため、水銀灯（波長３６５ｎｍのｉ線）やエキシマレーザー（波長２４８ｎｍ、１９３ｎｍ）等の紫外線を用いる。
【００２０】
ところで、有機光電変換膜は紫外線の吸収により化学変化を起こし、劣化することが知られている。露光の際にはフォトレジスト膜を完全に感光させる必要があるため、出力の大きい紫外線を照射する。
【００２１】
このとき、フォトレジスト膜で吸収しきれなかった紫外線は、フォトレジスト膜を透過し、積層型における下層の受光部の有機光電変換膜に入射するため、単板式の積層型の撮像素子の作製過程において、有機光電変換膜を劣化させてしまうという問題があった。
【００２２】
そこで、本発明は、単板式の積層型の撮像素子に含まれる有機光電変換膜の劣化を抑制することにより、量子効率の改善を図った撮像素子の製造方法、及び、撮像素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明の一局面の撮像素子の製造方法は、基板の上に第１波長の光に感度を有する第１受光部を形成する工程と、前記第１受光部の上に紫外線を吸収する第１紫外線吸収部を形成する工程と、前記第１紫外線吸収部の上に第２波長の光に感度を有する第２受光部を形成する工程と、前記第２受光部の上に紫外線を吸収する第２紫外線吸収部を形成する工程と、前記第２紫外線吸収部の上に第３波長の光に感度を有する第３受光部を形成する工程とを含む。
【００２４】
また、前記第１受光部、前記第２受光部、及び前記第３受光部を形成する工程は、それぞれ、光電変換によって生成される電気信号を読み出すための信号読み出し部を、フォトリソグラフィー法を用いて形成する工程と、前記信号読み出し部の上に、光を電気信号に変換する光電変換部を形成する工程とを有してもよい。
【００２５】
本発明の他の局面の撮像素子の製造方法は、基板の上に第１波長の光に感度を有する第１受光部を形成する工程、前記第１受光部の上に紫外線を吸収する紫外線吸収部を形成する工程、及び、前記紫外線吸収部の上に第２波長及び第３波長の光に感度を有する第２受光部を形成する工程、又は、基板の上に第１波長及び第２波長の光に感度を有する第１受光部を形成する工程、記第１受光部の上に紫外線を吸収する紫外線吸収部を形成する工程、及び、前記紫外線吸収部の上に第３波長の光に感度を有する第２受光部を形成する工程、を含む。
【００２６】
また、前記第２受光部を形成する工程は、光電変換によって生成される電気信号を読み出すための信号読み出し部を、フォトリソグラフィー法を用いて形成する工程と、前記信号読み出し部の上に、光を電気信号に変換する光電変換部を形成する工程とを有してもよい。
【００２７】
本発明の一局面の撮像素子は、基板の上に形成され、第１波長の光に感度を有する第１受光部と、前記第１受光部の上に形成され、紫外線を吸収する第１紫外線吸収部と、前記第１紫外線吸収部の上に形成され、第２波長の光に感度を有する第２受光部と、前記第２受光部の上に形成され、紫外線を吸収する第２紫外線吸収部と、前記第２紫外線吸収部の上に形成され、第３波長の光に感度を有する第３受光部とを含む。
【００２８】
また、前記第１受光部、前記第２受光部、及び前記第３受光部は、それぞれ、光を電気信号に変換する光電変換部と、フォトリソグラフィー法を用いて形成され、前記光電変換部における光電変換によって生成される電気信号を読み出すための信号読み出し部とを有してもよい。
【００２９】
また、基板の上に形成され、第１波長の光に感度を有する第１受光部、前記第１受光部の上に形成され、紫外線を吸収する紫外線吸収部、及び、前記紫外線吸収部の上に形成され、第２波長及び第３波長の光に感度を有する第２受光部、又は、基板の上に形成され、第１波長及び第２波長の光に感度を有する第１受光部、前記第１受光部の上に形成され、紫外線を吸収する紫外線吸収部、及び、前記紫外線吸収部の上に形成され、第３波長の光に感度を有する第２受光部、を含む。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、単板式の積層型の撮像素子に含まれる有機光電変換膜の劣化を抑制した撮像素子の製造方法、及び、撮像素子を提供できるという特有の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】従来の積層型の撮像素子の模式的に示す図である。
【図２】実施の形態１の撮像素子の断面構造を示す図である。
【図３】実施の形態１の撮像素子１０の受光部４の１画素に対応する領域の断面構造を示す図である。
【図４】実施の形態１の撮像素子１０の信号読み出し部１１における画素電極４６の配列と駆動回路を示す図である。
【図５】実施の形態１の撮像素子１０の層間絶縁膜２の表面を平坦化する工程を示す図である。
【図６】実施の形態２の撮像素子２０の断面構造を示す図である。
【図７】実施の形態２の撮像素子２０における受光部４Ａの光電変換部１２Ａにおける有機材料膜の配置と、受光部５の光電変換部２２における有機材料膜の配置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の撮像素子の製造方法、及び、撮像素子を適用した実施の形態について説明する。
【００３３】
［実施の形態１］
図２は、実施の形態１の撮像素子の断面構造を示す図である。
【００３４】
撮像素子１０は、基板１、受光部４、紫外線吸収部１４、層間絶縁膜２、受光部５、紫外線吸収部２４、層間絶縁膜３、及び受光部６を含む。
【００３５】
受光部４、紫外線吸収部１４、層間絶縁膜２、受光部５、紫外線吸収部２４、層間絶縁膜３、及び受光部６は、基板１の上にこの順で積層されている。受光部４と受光部５との間には、紫外光吸収部１４と層間絶縁膜２が形成され、受光部５と受光部６との間には紫外光吸収部２４と層間絶縁膜３が形成されている。
【００３６】
受光部４は、第１受光部の一例であり、信号読み出し部１１、光電変換部１２、及び対向電極１３を含む。受光部５は、第２受光部の一例であり、信号読み出し部２１、光電変換部２２、及び対向電極２３を含む。受光部６は、第３受光部の一例であり、信号読み出し部３１、光電変換部３２、及び対向電極３３を含む。
【００３７】
基板１は、ガラスに代表される透明性基板を用いることが好適である。図１には対向電極３３側から（図中上側から）光（光像）を照射する場合を示すが、これとは逆に光（光像）を基板１側から照射する場合は、透明性基板であることが必須であり、ガラス基板以外であれば、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリエーテルサルフォン、ポリカーボネート等の樹脂製の透明基板を用いてもよい。
【００３８】
また、図１のように、基板１とは反対側にある対向電極３３側から光（光像）を照射する場合には、基板１は必ずしも透明性基板である必要はなく、シリコン等の金属基板や半導体基板でもよい。基板１の厚さは、一例として、０．１ｍｍから１ｍｍ程度が良い。
【００３９】
受光部４は、上述のように、第１受光部の一例であり、信号読み出し部１１、光電変換部１２、及び対向電極１３を含む。ここで、受光部４の具体的な構成について、図３を用いて説明する。
【００４０】
図３は、実施の形態１の撮像素子１０の受光部４の１画素に対応する領域の断面構造を示す図である。
【００４１】
受光部４は、基板１上に形成される、信号読み出し部１１、光電変換部１２、及び対向電極１３を含む。信号読み出し部１１は、ＴＦＴが好適であり、ゲート電極４１、ゲート絶縁膜４２、半導体層４３、ソース電極４４、ドレイン電極４５、画素電極４６、コンタクトホール４６Ａ、及び絶縁層４７を有する。
【００４２】
ゲート電極４１の上部にはゲート絶縁膜４２が形成され、ゲート絶縁膜４２は半導体層４３によって覆われている。半導体層４３の上部には、ソース電極４４、ドレイン電極４５、及び絶縁層４７が形成されている。絶縁層４７の上部には、コンタクトホール４６Ａと画素電極４６が形成されている。画素電極４６は、コンタクトホール４６Ａを介してドレイン電極４５に接続されている。
【００４３】
信号読み出し部１１の画素電極４６の上には光電変換部１２、及び対向電極１３が順次形成されている。
【００４４】
このようなＴＦＴで構成される信号読み出し部１１は、図３に矢印で示すように、１つの画素電極４６に対応する領域が１画素となる。画素は平面視でマトリクス状に配列される。
【００４５】
ゲート電極４１には、例えば、アルミニウム、バナジウム、金、銀、白金、鉄、コバルト、炭素、ニッケル、タングステン、パラジウム、マグネシウム、カルシウム、スズ、鉛、チタン、モリブデン、イットリウム、リチウム、ルテニウム、マンガン等の金属、及びこれらの合金等の各種金属を用いることができるが、ＴＦＴの光の透過率（開口率）を高めたい場合には、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、酸化インジウム・酸化亜鉛（ＩＺＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＴＯ）等の透明電極を用いてもよい。
【００４６】
ゲート絶縁膜４２には、例えば、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）や酸化窒素（ＳｉＮ）等の無機材料製の薄膜や、ポリイミド等の有機材料製の薄膜を用いることができる。
【００４７】
半導体層４３は、半導体層４３に到達した光を透過することに加えて、可視域の光吸収による半導体層４３のスイッチングの応答性の変化を防ぐことを実現するために、約３．０ｅＶ以上のバンドギャップを有する材料を用いることが望ましい。
【００４８】
このような半導体層４３を実現する半導体材料としては、酸化亜鉛（ＺｎＯ）やアモルファス酸化物半導体（インジウム・ガリウム・酸化亜鉛）等を用いることができる。また、光透過とスイッチングの応答性の変化防止とを実現できる有機材料製の半導体を用いてもよい。
【００４９】
ソース電極４４及びドレイン電極４５には、各種金属を用いることができるが、ＴＦＴの光の透過率（開口率）を高めたい場合には、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、酸化インジウム・酸化亜鉛（ＩＺＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＴＯ）等の透明電極を用いることが望ましい。
【００５０】
画素電極４６は、光透過性が要求されるため、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、酸化インジウム・酸化亜鉛（ＩＺＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＴＯ）等の透明電極を用いるとよい。なお、画素電極４６とドレイン電極４５を接続するためのコンタクトホール４６Ａも、画素電極４６と同様にンジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、酸化インジウム・酸化亜鉛（ＩＺＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＴＯ）等の透明電極材料で作製すればよい。
【００５１】
絶縁膜４７は、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）や酸化窒素（ＳｉＮ）等の無機膜や、ポリイミド等の有機膜を用いることができる。信号読み出し部１１の微細化を実現するためには、フォトリソグラフィー法を用いて形成することが好適である。信号読み出し部１１の厚さは、例えば、０．１〜１μｍの間の厚さに設定すればよい。
【００５２】
なお、図３には、受光部４の構造を示したが、受光部５、６の構造も同様である。このため、以下では、受光部５、６の信号読み出し部２１、３１がそれぞれ、ゲート電極４１、ゲート絶縁膜４２、半導体層４３、ソース電極４４、ドレイン電極４５、画素電極４６、コンタクトホール４６Ａ及び絶縁層４７を有するものとして説明を行う。
【００５３】
次に、図４を用いて、信号読み出し部１１における画素電極４６の配列と駆動回路について説明する。
【００５４】
図４は、実施の形態１の撮像素子１０の信号読み出し部１１における画素電極４６の配列と駆動回路を示す図である。
【００５５】
信号読み出し部１１の駆動回路は、水平走査制御回路５０、垂直走査制御回路５１、水平走査線５２、及び垂直走査線５３を含む。
【００５６】
水平走査線５２は水平走査制御回路５０に、垂直走査線５３は垂直走査制御回路５１にそれぞれ接続されている。
【００５７】
水平走査線５２は、図４において縦方向に形成されており、水平並びに（図４において横方向に並べて）複数本が配列されている。水平走査線５２は、水平走査制御回路５０によって時系列的に選択的に駆動され、信号読み出し線として機能する。
【００５８】
垂直走査線５３は、図４において横方向に形成されており、垂直並びに（図４において縦方向に並べて）複数本が配列されている。垂直走査線５３は、垂直走査制御回路５１によって時系列的に選択的に駆動され、選択線として機能する。
【００５９】
水平走査線５２はソース電極４４（図３参照）に接続され、垂直走査線５３はゲート電極４１（図３参照）に接続されている。
【００６０】
なお、水平走査制御回路５０及び垂直走査制御回路５１は、撮像素子１０の外部に設置されてもよいし、基板１上に設置されてもよい。
【００６１】
水平走査線５２及び垂直走査線５３は、アルミニウム、バナジウム、金、銀、白金、鉄、コバルト、炭素、ニッケル、タングステン、パラジウム、マグネシウム、カルシウム、スズ、鉛、チタン、モリブデン、イットリウム、リチウム、ルテニウム、マンガン等の金属及びそれらの合金等各種金属を用いることができるが、ＴＦＴの光の透過率（開口率）を高めたい場合には、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、酸化インジウム・酸化亜鉛（ＩＺＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＴＯ）等の透明電極を用いることが望ましい。
【００６２】
次に、図２を参照して光電変換部１２、対向電極１３、紫外線吸収部１４、層間絶縁膜２、受光部５（信号読み出し部２１、光電変換部２２、対向電極２３）、及び受光部６（信号読み出し部３１、光電変換部３２、対向電極３３）について説明する。
【００６３】
光電変換部１２、２２、３２としては、有機光電変換膜を用いることが好適である。そして、光入射側に位置する光電変換部３２を構成する有機光電変換材料に求められる条件としては、光の３原色のうちの１つの光に感度があり、他の２つの光には感度が無く、かつそれら２つの光を透過することが必要である。
【００６４】
すなわち、光電変換部３２が青色の光を検出する場合、光電変換部３２は青色の光に感度があり、緑色と赤色の光には感度が無く、緑色と赤色は透過する必要がある。また光電変換部３２が緑色の光を検出する場合、光電変換部３２は緑色の光に感度があり、青色と赤色の光には感度が無く、青色と赤色を透過する必要がある。また、光電変換部３２が赤色の光を検出する場合、光電変換部３２は赤色の光に感度があり、青色と緑色の光には感度が無く、青色と緑色を透過する必要がある。
【００６５】
次に、受光部４を例に説明する。
【００６６】
青色の光のみに感度を有し、緑色と赤色の光を透過する有機材料としては、クマリン誘導体が挙げられる。緑色の光のみに感度を有し、青色と赤色の光を透過する有機材料としてはキナクリドン誘導体が挙げられる。赤色の光のみに感度を有し、青色と緑色の光を透過する有機材料としては、フタロシアニン誘導体が一例として挙げられる。
【００６７】
しかしながら、これら以外にも、アクリジン、クマリン、キナクリドン、シアニン、スクエアリリウム、オキサジン、キサンテントリフェニルアミン、ベンジジン、ピラゾリン、スチリルアミン、ヒドラゾン、トリフェニルメタン、カルバゾール、ポリシラン、チオフェン、ポリアミン、オキサジアゾール、トリアゾール、トリアジン、キノキサリン、フェナンスロリン、フラーレン、アルミニウムキノリン、ポリパラフェニレンビニレン、ポリフルオレン、ポリビニルカルバゾール、ポリチオール、ポリピロール、ポリチオフェン及びこれらの誘導体等を単独で、もしくは、これらに代表される有機材料を２種類以上混合又は積層することで、青色、緑色、もしくは赤色の光のみに感度を有する光電変換膜を形成することができる。
【００６８】
さらに、光電変換膜１２における暗電流（光非照射時で観測される電流）の低減や、光電変換膜１２の量子効率向上のために、電子輸送材料、正孔輸送材料、電子ブロッキング材料、正孔ブロッキング材料等を上記材料に混合又は積層することで、光電変換膜１２を形成することも可能である。なお、これは、光電変換膜２２、３２についても同様である。
【００６９】
なお、有機光電変換膜の膜厚は、一例として、５０ｎｍから１μｍの間が好適であるが、光吸収極大波長での吸収率として、９０％以上、すなわち、吸光度Ａ（Ａ＝−ｌｏｇ（透過率））にして１．０以上を有することが望ましい。
【００７０】
対向電極１３は、光透過性が要求されるため、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、酸化インジウム・酸化亜鉛（ＩＺＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＴＯ）等の透明電極を用いるとよい。
【００７１】
また、対向電極１３の材料はこれらに限られず、アルミニウム、バナジウム、金、銀、白金、鉄、コバルト、炭素、ニッケル、タングステン、パラジウム、マグネシウム、カルシウム、スズ、鉛、チタン、モリブデン、イットリウム、リチウム、ルテニウム、マンガン等の金属、又はこれらの金属の合金を用いて半透明電極を形成してもよい。対向電極１３の厚さは、例えば、膜厚２０ｎｍ〜８０ｎｍ程度に設定すればよい。
【００７２】
また、対向電極１３の材料としては、ポリアセチレン系、ポリアニリン系、ポリピロール系、ポリチオフェン系に代表される導電性高分子を用いることもできる。これらの材料を用いる場合は、対向電極１３の膜厚は、例えば、１ｎｍ〜１００ｎｍの間に設定すればよい。
【００７３】
紫外線吸収部１４は、受光部４を作製した後に、受光部５の信号読み出し部２１を作製する際にフォトリソグラフィーで用いられる紫外線のうち、層間絶縁膜２を透過した成分を吸収するための層であり、可視光の透過性が高い一方、紫外線の透過率が低いことが要求される。紫外線吸収部１４は、層間絶縁膜２を透過した紫外光を吸収することにより、光電変換部１２を保護するために設けられている。
【００７４】
紫外線吸収部１４としては、具体的には、例えば、信号読み出し部２１の作製時にフォトリソグラフィーで用いられる紫外線の波長における透過率が１％以下であり、望ましくは０．１％以下、さらに望ましくは０．０１％以下である材料を選択すればよい。
【００７５】
紫外線吸収部１４の材料の一例としては、酸化チタン、酸化バナジウム、酸化クロム、酸化セリウム、酸化亜鉛やアモルファス酸化物（インジウム・ガリウム・酸化亜鉛）等に代表される無機系材料、ポリシランやポリビニルカルバゾール、各種アクリル樹脂等の有機系材料等、さらに透明な有機あるいは無機ポリマー中に有機または無機の紫外線吸収剤を分散した薄膜等がある。紫外線吸収部１４の膜厚は、上述の透過率を実現できる厚さに調整すればよいが、例えば、０．１〜０．５μｍの間に設定すればよい。
【００７６】
層間絶縁膜２としては、絶縁性を有するとともに、可視光透過性を有する材料がよく、封止膜としての性質を併せ持つものが好適である。一例として、酸化ケイ素、酸化窒素、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化タンタル、チッ化ケイ素、チッ化アルミニウム等の無機材料、ポリイミドやポリパラキシレンビニレン等の有機材料等が挙げられる。
【００７７】
層間絶縁膜２の厚さは、例えば、０．５〜１μｍに設定すればよいが、層間絶縁膜２には、基板１と同等の表面の平坦性が要求される。
【００７８】
層間絶縁膜２には、受光部４を構成する信号読み出し部１１の凹凸（図３参照）を反映した凹凸が生じる可能性がある。このため、凹凸が存在する層間絶縁膜２の表面上に受光部５を作製すると、受光部５の信号読み出し部２１の構造に影響が生じ、信号読み出し部２１を構成するＴＦＴの形成不良等に繋がる可能性がある。
【００７９】
そこで、層間絶縁膜２の表面に十分な平坦性が確保できない場合には、層間絶縁膜２を構成する絶縁材料の絶縁膜を層間絶縁膜２として必要な厚さよりも厚く形成した後に、絶縁膜の表面を平坦化する加工を行うことで、層間絶縁膜２の表面に基板１と同等の平坦性を持たせることができる。
【００８０】
次に、図５を用いて、層間絶縁膜２の表面を平坦化するための研磨工程について説明する。
【００８１】
図５は、実施の形態１の撮像素子１０の層間絶縁膜２の表面を平坦化する工程を示す図である。なお、図５には、図３と同様に、撮像素子１０の１画素に対応する部分の断面を示す。
【００８２】
平坦化の手法としては、種々の方法を用いることができるが、化学機械平坦化手法（ＣＭＰ：Chemical Mechanical Polishing）が好適である。
【００８３】
図５（Ａ）に示すように、紫外線吸収部１４の上に、層間絶縁膜２を構成する絶縁材料の絶縁膜２Ａを作製する。このとき、紫外線吸収部１４の表面の凹凸の最大の高低差Ｈ以上の厚さになるまで、絶縁膜２Ａを成膜する。
【００８４】
そして、次に、図５（Ｂ）に示すように、絶縁膜２Ａの表面に対してＣＭＰによる研磨を行い、平坦化を行う。このとき、層間絶縁膜２として必要な絶縁性を保てる膜厚まで絶縁膜２Ａを研磨すればよい。
【００８５】
このようにして、表面に凹凸のある紫外線吸収部１４の上に、表面が平坦な層間絶縁膜２を形成することができ、層間絶縁膜２の表面に、基板１と同等の平坦性を持たせるができる。層間絶縁膜２の厚さは、例えば、０．５〜１μｍに設定すればよい。
【００８６】
そして、図５（Ｃ）に示すように、層間絶縁膜２の平坦化処理を行った後に、層間絶縁膜２の上に信号読み出し部２１を形成すればよい。
【００８７】
なお、層間絶縁膜２の表面の平坦化処理は、ＣＭＰのような加工以外の手法で行うこともできる。例えば、凹凸が存在する層間絶縁膜２の表面上に、平坦化層（図示せず）を設けることで基板１と同等の平坦性を持たせることも可能である。
【００８８】
平坦化層を作製する工程としては、スピンコート法やディッピング法、バーコート法等に代表される塗布成膜法が望ましく、アルコキシシランやハロゲノシランの加水分解反応生成物から成る塗布液による酸化ケイ素膜や、各種樹脂系膜を形成することができる。この平坦化層の厚さは、例えば、０．５〜１μｍとする。
【００８９】
層間絶縁膜２の上に信号読み出し部２１を作製した後は、受光部４の信号読み出し部１１の上に光電変換部１２及び対向電極１３を作製した場合と同様に、信号読み出し部２１の上に光電変換部２２及び対向電極２３を作製すればよい。
【００９０】
受光部５の構成は、受光部４の構成と同様であるが、受光部５を構成する信号読み出し部２１、光電変換部２２、及び対向電極２３のうちの光電変換部２２については、光の３原色のうち光電変換部１２が感度を有する光とは異なる色の光に感度を有し、光電変換部１２が感度を有する色の光は透過する必要がある。
【００９１】
すなわち、光電変換部１２が青色の光を検出する場合は、光電変換部２２に緑色の光または赤色の光に感度があっても、青色の光を透過する必要がある。
【００９２】
また、光電変換部１２が緑色の光を検出する場合は、光電変換部２２に青色の光または赤色の光に感度があっても、緑色の光を透過する必要がある。
【００９３】
また、光電変換部１２が赤色の光を検出する場合は、光電変換部２２に青色の光または緑色の光に感度があっても、赤色の光を透過する必要がある。
【００９４】
受光部５の上に作製する紫外線吸収部２４の構成は、受光部４の上に形成する紫外線吸収部１４と同様である。紫外線吸収部２４は、信号読み出し部３１を作製するためのフォトリソグラフィー法による露光を行う際に、層間絶縁膜３を透過した光を吸収することにより、光電変換部２２を保護するために設けられている。
【００９５】
また、紫外線吸収部２４の上に作製する層間絶縁膜３の構成は、紫外線吸収部１４の上に形成する層間絶縁膜２と同様である。層間絶縁膜３は、絶縁性を有するとともに、可視光透過性を有する材料がよく、封止膜としての性質を併せ持つものが好適である。層間絶縁膜３には、層間絶縁膜２と同様に、基板１と同等の表面の平坦性が要求される。
【００９６】
このように、紫外線吸収部２４及び層間絶縁膜３は、紫外線吸収部１４及び層間絶縁膜２と同様であるが、紫外線吸収部１４と紫外線吸収部２４とで材料又は厚さを別々に設定してもよく、層間絶縁膜２と層間絶縁膜３とで材料又は厚さを別々に設定してもよい。
【００９７】
層間絶縁膜３の表面の平坦化処理を行った後には、層間絶縁膜３の上に受光部６を作製すればよい。受光部６の構成は、受光部４の構成と同様であるが、光電変換部３２については、光の３原色のうち光電変換部１２及び２２とは異なる色の光に感度があり、その他の色の光を透過する必要がある。
【００９８】
すなわち、光電変換膜１２及び２２の２種類の膜で青色と緑色の光を検出する場合は、光電変換部３２は赤色の光に感度があり、青色と緑色の光を透過する必要がある。また、光電変換膜１２及び２２の２種類の膜で青色と赤色の光を検出する場合は、光電変換部３２は緑色の光に感度があり、青色と赤色の光を透過する必要がある。また、光電変換膜１２及び２２の２種類の膜で緑色と赤色の光を検出する場合は、光電変換部３２は青色の光に感度があり、緑色と赤色の光を透過する必要がある。
【００９９】
また、対向電極３３については、図２に示すように対向電極３３側から光を入射させる場合は、透明電極を用いることが望ましいが、基板１側から光を入射する場合には、透明電極の代わりに、アルミニウム、バナジウム、金、銀、白金、鉄、コバルト、炭素、ニッケル、タングステン、パラジウム、マグネシウム、カルシウム、スズ、鉛、チタン、イットリウム、リチウム、ルテニウム、マンガン等の金属製の電極、又はこれらの金属の合金製の電極を用いることができる。また、ポリアセチレン系、ポリアニリン系、ポリピロール系、ポリチオフェン系に代表される導電性高分子を用いてもよい。
【０１００】
なお、対向電極３３の上に紫外線吸収部を施設する必要はないが、撮像素子として使用する際に、入射光から紫外線をカットする必要がある場合は、紫外線吸収部１４及び２４と同様の紫外線吸収部を設けてもよい。
【０１０１】
また、撮像素子１０の全体の封止膜として、対向電極３３の上に層間絶縁膜２及び３と同様の層間絶縁膜を設けてもよい。なお、この場合、対向電極３３の上に作製する層間絶縁膜を必ずしも平坦化する必要はない。
【０１０２】
次に、各層の厚さについて説明する。
【０１０３】
上述の通り、積層型の撮像素子１０は、青、緑、赤の各色用の受光部４、５、６が光の入射方向（図２中において上下方向）に重なって配列されているため、受光部４、５、６の全体の厚さが厚くなると、受光部４、５、６の間でレンズの焦点がずれてしまう。
【０１０４】
そこで、使用するレンズの前後片方の焦点深度をδとしたときに、受光部４から受光部６に至るまでの厚さ、厳密には、信号読み出し部１１と光電変換部ｌ２の界面から、光電変換部３２と対向電極３３に至るまでの厚さ（信号読み出し部１１の下端から光電変換部３２の上端までの厚さ）が２δの範囲内に収まるように、信号読み出し部１１、２１、３１、光電変換部１２、２２、３２、紫外線吸収部１４、２４、層間絶縁膜２、３の各々の厚さを規定すればよい。
【０１０５】
レンズと焦点深度δの関係は、次式（１）で定まる。
【０１０６】
δ＝±Ｆε ・・・（１）
ここで、Ｆはレンズの絞り値である。εは、許容錯乱円という許される焦点ハズレ（ぼけ）となる円の直径を表す。すなわち、レンズの絞りを開ける（Ｆ値が小さくなる）ほど、また、許容錯乱円の大きさが小さくなるほど焦点深度δの値は小さくなることが分かる。
【０１０７】
ここで、許容錯乱円εの大きさを１画素分の大きさまで許容すると、１画素のピッチ（サイズ）をＸとしたとき、レンズの絞り値（Ｆ値）をＦ２．０として、許容される信号読み出し部１１の下端から光電変換部３２の上端までの厚さｄは、
ｄ＝２δ＝４Ｘ ・・・（２）
となる。さらにεを１画素の半分まで許容すると、
ｄ＝２Ｘ ・・・（３）
となる。さらにεを１画素の１／４まで許容すると、
ｄ＝Ｘ ・・・（４）
となる。
【０１０８】
ここで、許容錯乱円の直径εは画素ピッチの１／２程度以下であることが望ましく、かつ、式（３）を成立させること（すなわち、画素ピッチの２倍の値までに、信号読み出し部１１の下端から光電変換部３２の上端までの厚さｄを抑えること）で、ボケのない画像を得ることができる。
【０１０９】
このように説明した厚さｄを用いて、信号読み出し部１１の下端から光電変換部３２の上端までの厚さｄを計算すると、全て最も大きい値をとった場合に、ｄは８．３μｍとなり、最も小さい値をとった場合には、１．５６μｍとなる。なお、層間絶縁膜２、３の表面を平坦化する代わりに平坦化層を挿入した場合には、ｄは１０．３μｍとなる。
【０１１０】
放送用ハイビジョンカメラに搭載されている撮像素子の画素ピッチは５μｍであるため、この場合に許容できる信号読み出し部１１の下端から光電変換部３２の上端までの厚さｄは１０μｍ、同様に民生用コンパクトデジタルカメラの画素ピッチを１．５μｍと仮定すれば、この場合に許容できる信号読み出し部１１の下端から光電変換部３２の上端までの厚さｄは３μｍとなる。
【０１１１】
以上のことを勘案して各層の膜厚を調整することにより、焦点深度の問題は解決されることがわかる。
【０１１２】
以上のような撮像素子１０において、対向電極１３、２３、３３に正電圧を印加した状態で、図２中の上方から光が入射すると、光電変換部１２、２２、３２で光電変換によって電子−正孔対が発生する。このとき、電子は対向電極１３、２３、３３に移動し、正孔は信号読み出し部１１、２１、３１に移動する。これにより、被写体の像を得ることができる。対向電極１３、２３、３３に負電圧を印加した状態で、図２中の上方から光が入射すると、電子が信号読み出し部１１、２１、３１に移動し、正孔が対向電極１３、２３、３３に移動する。
【０１１３】
次に、以下に実施例１と比較例１、２を用いて実施の形態１の撮像素子１０について詳細に説明する。
【０１１４】
［実施例１］
基板１として、厚さ０．７ｍｍのガラス製の透明基板を用意し、基板１の表面上にＩＴＯ薄膜をＤＣマグネトロンスパッタ法により形成した。その後、フォトリソグラフィーを用いた加工によりゲート電極４１（厚さ５０ｎｍ）を形成した。
【０１１５】
フォトリソグラフィーには、光源として波長２４８ｎｍのフッ化クリプトン（ＫｒＦ）エキシマレーザーを用いた。照射時間は７．０秒とした（以下、フォトリソグラフィーの条件は全て同じとする）。
【０１１６】
次に、酸化窒素膜で構成されるゲート絶縁膜４２（厚さ１５０ｎｍ）をプラズマＣＶＤ法により成膜し、フォトリソグラフィー法によって加工した後に、半導体層４３として酸化亜鉛層（厚さ５０ｎｍ）をマスクを用いたＤＣマグネトロンスパッタ法により成膜した。
【０１１７】
次に、半導体層４３の上にＤＣマグネトロンスパッタ法でＩＴＯ膜を成膜し、フォトリソグラフィーを用いた加工によりソース電極４４とドレイン４５電極（ともに厚さ３０ｎｍ）を形成した。その後、酸化窒素膜で構成される絶縁膜４７（厚さ２００ｎｍ）をプラズマＣＶＤ法により成膜し、後に画素電極４６とドレイン電極４５を接続させるためのコンタクトホール４６Ａをフォトリソグラフィーにより形成した。
【０１１８】
さらに、マスクを用いたＤＣマグネトロンスパッタ法により、絶縁膜４７の上にＩＴＯを成膜し、画素電極４６（厚さ５０ｎｍ）を形成した。ＩＴＯを成膜することで、画素電極４６とドレイン電極４５はコンタクトホール４６Ａを介して接続される。
【０１１９】
以上の製造工程により、信号読み出し部１１を形成することができる。
【０１２０】
以上のようにして作製した信号読み出し部１１の上に、電子輸送層としてＡｌｑ３を３０ｎｍの厚さで成膜し、電子輸送層の上に赤色の光に感度のある光電変換層として亜鉛フタロシアニンを１２０ｎｍの厚さで成膜することで、光電変換部１２を形成した。光電変換部１２に含まれる電子輸送層と光電変換層は、真空蒸着法によって成膜した。
【０１２１】
次に、光電変換部１２の上に、対向電極１３としてＩＴＯを対向スパッタ法により１０ｎｍの厚さで成膜することで、受光部４を形成した。
【０１２２】
さらに、受光部４の上に、紫外線吸収部１４として酸化亜鉛を０．５μｍの厚さで堆積した。膜厚０．５μｍの酸化亜鉛膜における波長２４８ｎｍの分光透過率は、０．０１％以下であることを透過型分光光度計により確認した。
【０１２３】
次に、紫外線吸収部１４の上に絶縁膜２Ａ（図５（Ａ）参照）として酸化窒素膜をプラズマＣＶＤ法により１．５μｍ堆積した後に、ＣＭＰ法により平坦化処理を行うことで、最終的に厚さ０．８μｍの層間絶縁膜２（図５（Ｂ）参照）を形成した。
【０１２４】
次に、層間絶縁膜２上に受光部５を作製した。受光部５の信号読み出し部２１は、受光部４の信号読み出し部１１と同様の方法で作製した。ゲート電極４１、ゲート絶縁膜４２、ソース電極４４、ドレイン電極４５、及びコンタクトホール４６Ａの形成にフォトリソグラフィーを使用した。
【０１２５】
以上により、受光部４の上に受光部５の信号読み出し部２１までを形成することで、実施例１の撮像素子を形成した。
【０１２６】
［比較例１］
比較のために、実施例１と同様の作製手法を用い、紫外線吸収部１４を形成せずに、受光部５の信号読み出し部２１まで形成した撮像素子を作製した。
【０１２７】
すなわち、実施例１の撮像素子と比較例１の撮像素子の違いは、紫外線吸収部１４の有無であり、比較例１の撮像素子は、紫外線吸収部１４が形成されていない状態で、信号読み出し部２１を作製するためのフォトリソグラフィーが行われたことになる。
【０１２８】
［比較例２］
実施例１と同様の作製手法を用い、受光部４までを形成した後に、紫外線吸収部１４を形成せずに、層間絶縁膜２までを形成した比較例２の撮像素子を作製した。
【０１２９】
比較例２の撮像素子には、受光部５の信号読み出し部２１は形成されていないため、比較例２の撮像素子では、受光部４を形成した後に、フォトリソグラフィーは行われていないことになる。
【０１３０】
すなわち、比較例２の撮像素子は、フォトリソグラフィーによる光電変換部１２の膜質の劣化が生じていないリファレンス用の撮像素子である。
【０１３１】
ここで、表１を用いて、実施例１、比較例１、比較例２の撮像素子の量子効率について説明する。
【０１３２】
表１は、実施例１、比較例１、比較例２の３つの撮像素子に、基板１側から波長６５０ｎｍ、出力５０μＷ／ｃｍ２の単色光を照射したときに、受光部４の信号読み出し部１１で得られる光出力電流を基に計算した量子効率（受光部４から出力された光電子数／照射光子数の百分率表示）を示す。
【０１３３】
受光部４の対向電極１３に印加した電圧は、実施例１、比較例１、比較例２のいずれの撮像素子においても、すべて４．５Ｖとした。
【０１３４】
【表１】
表１から分かるように、受光部４を形成した後にフォトリソグラフィーを行わなかった比較例２の撮像素子と比べて、紫外線吸収部１４を作製した後にフォトリソグラフィーを行った実施例１の撮像素子では、殆ど量子効率の低下が見られなかった。
【０１３５】
これに対して、紫外線吸収部１４を形成せずにフォトリソグラフィーを施した比較例１の撮像素子では、量子効率の大幅な減少がみられ、紫外線吸収部１４の効果が明らかとなった。
【０１３６】
以上より、基板１の上に、受光部４、紫外線吸収部１４、層間絶縁膜２、受光部５、紫外線吸収部２４、層間絶縁膜３、及び受光部６を順次形成した実施の形態１の撮像素子１０では、受光部５の信号読み出し部２１を作製する際のフォトリソグラフィー法による工程における紫外線を紫外線吸収部１４で吸収し、受光部４の光電変換部１２の膜質の劣化を抑制することができる。
【０１３７】
また、受光部６の信号読み出し部３１を作製する際のフォトリソグラフィー法による工程における紫外線を紫外線吸収部２４で吸収し、受光部５の光電変換部２２の膜質の劣化を抑制することができる。
【０１３８】
このため、実施の形態１によれば、実施例１の撮像素子と同様に、信号読み出し部２１、３１を作製する際に紫外線吸収部１４、２４でフォトリソフィーの露光による紫外線を吸収することにより、光電変換膜１２、２２の劣化を抑制し、量子効率が非常に高い撮像素子１０を作製することができる。
【０１３９】
なお、以上では、撮像素子１０が紫外線吸収部１４と層間絶縁膜２を含む形態について説明したが、紫外線を吸収できる材料であって、かつ、絶縁性を有する材料を用いることにより、紫外線吸収部１４と層間絶縁膜２を合わせた１つの層にしてもよい。
【０１４０】
同様に、紫外線を吸収できる材料であって、かつ、絶縁性を有する材料を用いることにより、紫外線吸収部２４と層間絶縁膜３を合わせた１つの層にしてもよい。
【０１４１】
また、以上では、紫外線吸収部１４の上に層間絶縁膜２を作製する形態について説明したが、作製する順番は逆であってもよく、層間絶縁膜２の上に紫外線吸収部１４を作製してもよい。同様に、層間絶縁膜３の上に紫外線吸収部２４を作製してもよい。
【０１４２】
また、以上では、光電変換部１２、２２、３２の各々が光の３原色に対して有する感度は、互いに異なれば順番は不問であることとしたが、光の入射側から順に、緑色、赤色、青色の光の感度を有するように受光部４、５、６を並べてもよい。この場合は、光の入射側に最も近い位置に緑色の光の感度を有する受光部を配設でき、３原色のうち緑色は輝度情報に最も近いため、解像度を向上させることができる。
【０１４３】
［実施の形態２］
実施の形態２の撮像装置は、２つの受光部を積層した積層型の撮像素子である点が、３つの受光部を積層した実施の系形態１の積層型の撮像素子と異なる。
【０１４４】
実施の形態１の撮像素子１０（図２参照）は、３つの受光部４、５、６がそれぞれ光の３原色のうちの１色の光に対して感度を有するように構成されている。
【０１４５】
これに対して、実施の形態２の撮像装置は、２つの受光部のうちのいずれか一方が光の３原色のうちの２色の光に対して感度を有し、いずれか他方の受光部が光の３原色のうちの残りの１色の光に対して感度を有するように構成されている。
【０１４６】
図６は、実施の形態２の撮像素子２０の断面構造を示す図である。実施の形態２の撮像素子２０は、断面構造においては、図２に示す実施の形態１の撮像素子１０から受光部６を取り除いた構成と同様である。このため、実施の形態１の撮像素子１０に含まれる構成要素と同一又は同等の構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
【０１４７】
撮像素子２０は、基板１、受光部４Ａ、紫外線吸収部１４、層間絶縁膜２、及び受光部５を含む。なお、一例として、図６中、上方から光が撮像素子２０に入射するものとする。
【０１４８】
受光部４Ａ、紫外線吸収部１４、層間絶縁膜２、及び受光部５は、基板１の上にこの順で積層されている。受光部４Ａと受光部５との間には、紫外光吸収部１４と層間絶縁膜２が形成されている。
【０１４９】
受光部４Ａは、一の受光部の一例であり、信号読み出し部１１、光電変換部１２Ａ、及び対向電極１３を含む。受光部５は、他の受光部の一例であり、信号読み出し部２１、光電変換部２２、及び対向電極２３を含む。
【０１５０】
受光部４Ａは、２色の光に感度を有する。このような受光部４Ａは、例えば、光電変換部１２Ａに光の３原色のうちの１色の光に感度を有する有機材料と、他の１色の光に感度を有する有機材料とを、例えば、画素毎に配列するように形成すればよい。
【０１５１】
また、受光部５の光電変換部２２は、光の３原色のうちの残りの１色の光に感度を有する有機材料で形成すればよい。
【０１５２】
次に、図７を用いて、受光部４Ａの光電変換部１２Ａにおける有機材料膜の配置と、受光部５の光電変換部２２における有機材料膜の配置について説明する。
【０１５３】
図７は、実施の形態２の撮像素子２０における受光部４Ａの光電変換部１２Ａにおける有機材料膜の配置と、受光部５の光電変換部２２における有機材料膜の配置を示す図である。
【０１５４】
ここで、実施の形態２の撮像素子２０では、光の入射側にある受光部５の光電変換部２２は、光の３原色のうちの緑色の光に感度を有するものとする。このため、光電変換部２２は、図７（Ａ）に示すように、緑色（Ｇ(Green)）の有機材料膜が配設される。説明の便宜上、図７（Ａ）には画素毎に緑色の有機材料膜が配列されているように示すが、光電変換部２２のすべての画素に対応する領域は、緑色の有機材料で一体的に形成される。
【０１５５】
また、光の入射方向における下流側にある受光部４Ａの光電変換部１２Ａは、光の３原色のうちの赤色（Ｒ(Red)）の光に感度を有する有機材料膜、又は、青色（Ｂ(Blue)）の光に感度を有する有機材料膜が画素毎に形成されており、赤色の光に感度を有する有機材料膜と青色の光に感度を有する有機材料膜とは千鳥状に配列されている。
【０１５６】
図７（Ｂ）に示すように画素毎に赤色（Ｒ(Red)）の光に感度を有する有機材料膜と、青色（Ｂ(Blue)）の光に感度を有する有機材料膜とを形成する手法としては、例えば、マスクを用いた成膜、インクジェットによる印刷等の手法が挙げられる。
【０１５７】
このように、２層の受光部を重ねた積層型の撮像素子２０において、一方の受光部４Ａの光電変換部１２Ａが光の３原色のうちの２色の光に対して感度を有し、他方の受光部５の光電変換部２２が光の３原色のうちの残りの１色の光に対して感度を有するように構成することにより、実施の形態１の撮像素子と同様に、解像度の高い撮像素子２０を実現することができる。
【０１５８】
また、実施の形態２の撮像素子２０は、受光部４Ａの上に紫外線吸収部１４が形成されているため、受光部５の信号読み出し部２１を作製するためのフォトリソグラフィー法による露光を行っても、受光部４Ａの光電変換部１２Ａが紫外線によって劣化することを抑制することができる。
【０１５９】
このため、実施の形態２によれば、実施の形態１と同様に、量子効率が非常に高い撮像素子２０を作製することができる。
【０１６０】
なお、図６には、光の入射方向において下流側にある受光部４Ａの光電変換部１２Ａが２色の光に対して感度を有する形態について説明するが、これとは逆に、光の入射方向において上流側にある受光部５の光電変換部２２が光の３原色のうちの２色の光に対して感度を有するように構成してもよい。
【０１６１】
以上、本発明の例示的な実施の形態の撮像素子の製造方法、及び、撮像素子について説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
【符号の説明】
【０１６２】
１ 基板
２、３ 層間絶縁膜
４、４Ａ、５、６ 受光部
１１、２１、３１ 信号読み出し部
１２、２２、３２ 光電変換部
１３、２３、３３ 対向電極
１４、２４ 紫外光吸収部
１０、２０ 撮像素子
４１ ゲート電極
４２ ゲート絶縁膜
４３ 半導体層
４４ ソース電極
４５ ドレイン電極
４６ 画素電極
４６Ａ コンタクトホール
４７ 絶縁層
５０ 水平走査制御回路
５１ 垂直動作制御回路
５２ 水平走査線
５３ 垂直走査線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の上に第１波長の光に感度を有する第１受光部を形成する工程と、
前記第１受光部の上に紫外線を吸収する第１紫外線吸収部を形成する工程と、
前記第１紫外線吸収部の上に第２波長の光に感度を有する第２受光部を形成する工程と、
前記第２受光部の上に紫外線を吸収する第２紫外線吸収部を形成する工程と、
前記第２紫外線吸収部の上に第３波長の光に感度を有する第３受光部を形成する工程と
を含む、撮像素子の製造方法。
【請求項２】
前記第１受光部、前記第２受光部、及び前記第３受光部を形成する工程は、それぞれ、
光電変換によって生成される電気信号を読み出すための信号読み出し部を、フォトリソグラフィー法を用いて形成する工程と、
前記信号読み出し部の上に、光を電気信号に変換する光電変換部を形成する工程と
を有する、請求項１記載の撮像素子の製造方法。
【請求項３】
基板の上に第１波長の光に感度を有する第１受光部を形成する工程、
前記第１受光部の上に紫外線を吸収する紫外線吸収部を形成する工程、及び
前記紫外線吸収部の上に第２波長及び第３波長の光に感度を有する第２受光部を形成する工程、
又は、
基板の上に第１波長及び第２波長の光に感度を有する第１受光部を形成する工程、
前記第１受光部の上に紫外線を吸収する紫外線吸収部を形成する工程、及び
前記紫外線吸収部の上に第３波長の光に感度を有する第２受光部を形成する工程、
を含む、撮像素子の製造方法。
【請求項４】
前記第２受光部を形成する工程は、光電変換によって生成される電気信号を読み出すための信号読み出し部を、フォトリソグラフィー法を用いて形成する工程と、
前記信号読み出し部の上に、光を電気信号に変換する光電変換部を形成する工程と
を有する、請求項３記載の撮像素子の製造方法。
【請求項５】
基板の上に形成され、第１波長の光に感度を有する第１受光部と、
前記第１受光部の上に形成され、紫外線を吸収する第１紫外線吸収部と、
前記第１紫外線吸収部の上に形成され、第２波長の光に感度を有する第２受光部と、
前記第２受光部の上に形成され、紫外線を吸収する第２紫外線吸収部と、
前記第２紫外線吸収部の上に形成され、第３波長の光に感度を有する第３受光部と
を含む、撮像素子。
【請求項６】
前記第１受光部、前記第２受光部、及び前記第３受光部は、それぞれ、
光を電気信号に変換する光電変換部と、
フォトリソグラフィー法を用いて形成され、前記光電変換部における光電変換によって生成される電気信号を読み出すための信号読み出し部と
を有する、請求項５記載の撮像素子。
【請求項７】
基板の上に形成され、第１波長の光に感度を有する第１受光部、
前記第１受光部の上に形成され、紫外線を吸収する紫外線吸収部、及び
前記紫外線吸収部の上に形成され、第２波長及び第３波長の光に感度を有する第２受光部、
又は、
基板の上に形成され、第１波長及び第２波長の光に感度を有する第１受光部、
前記第１受光部の上に形成され、紫外線を吸収する紫外線吸収部、及び
前記紫外線吸収部の上に形成され、第３波長の光に感度を有する第２受光部、
を含む、撮像素子。
【請求項１】
基板の上に第１波長の光に感度を有する第１受光部を形成する工程と、
前記第１受光部の上に紫外線を吸収する第１紫外線吸収部を形成する工程と、
前記第１紫外線吸収部の上に第２波長の光に感度を有する第２受光部を形成する工程と、
前記第２受光部の上に紫外線を吸収する第２紫外線吸収部を形成する工程と、
前記第２紫外線吸収部の上に第３波長の光に感度を有する第３受光部を形成する工程と
を含む、撮像素子の製造方法。
【請求項２】
前記第１受光部、前記第２受光部、及び前記第３受光部を形成する工程は、それぞれ、
光電変換によって生成される電気信号を読み出すための信号読み出し部を、フォトリソグラフィー法を用いて形成する工程と、
前記信号読み出し部の上に、光を電気信号に変換する光電変換部を形成する工程と
を有する、請求項１記載の撮像素子の製造方法。
【請求項３】
基板の上に第１波長の光に感度を有する第１受光部を形成する工程、
前記第１受光部の上に紫外線を吸収する紫外線吸収部を形成する工程、及び
前記紫外線吸収部の上に第２波長及び第３波長の光に感度を有する第２受光部を形成する工程、
又は、
基板の上に第１波長及び第２波長の光に感度を有する第１受光部を形成する工程、
前記第１受光部の上に紫外線を吸収する紫外線吸収部を形成する工程、及び
前記紫外線吸収部の上に第３波長の光に感度を有する第２受光部を形成する工程、
を含む、撮像素子の製造方法。
【請求項４】
前記第２受光部を形成する工程は、光電変換によって生成される電気信号を読み出すための信号読み出し部を、フォトリソグラフィー法を用いて形成する工程と、
前記信号読み出し部の上に、光を電気信号に変換する光電変換部を形成する工程と
を有する、請求項３記載の撮像素子の製造方法。
【請求項５】
基板の上に形成され、第１波長の光に感度を有する第１受光部と、
前記第１受光部の上に形成され、紫外線を吸収する第１紫外線吸収部と、
前記第１紫外線吸収部の上に形成され、第２波長の光に感度を有する第２受光部と、
前記第２受光部の上に形成され、紫外線を吸収する第２紫外線吸収部と、
前記第２紫外線吸収部の上に形成され、第３波長の光に感度を有する第３受光部と
を含む、撮像素子。
【請求項６】
前記第１受光部、前記第２受光部、及び前記第３受光部は、それぞれ、
光を電気信号に変換する光電変換部と、
フォトリソグラフィー法を用いて形成され、前記光電変換部における光電変換によって生成される電気信号を読み出すための信号読み出し部と
を有する、請求項５記載の撮像素子。
【請求項７】
基板の上に形成され、第１波長の光に感度を有する第１受光部、
前記第１受光部の上に形成され、紫外線を吸収する紫外線吸収部、及び
前記紫外線吸収部の上に形成され、第２波長及び第３波長の光に感度を有する第２受光部、
又は、
基板の上に形成され、第１波長及び第２波長の光に感度を有する第１受光部、
前記第１受光部の上に形成され、紫外線を吸収する紫外線吸収部、及び
前記紫外線吸収部の上に形成され、第３波長の光に感度を有する第２受光部、
を含む、撮像素子。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１６０６１９（Ｐ２０１２−１６０６１９Ａ）
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０１２０（Ｐ２０１１−２０１２０）
【出願日】平成２３年２月１日（２０１１．２．１）
【出願人】（０００００４３５２）日本放送協会 (2,206)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１日（２０１１．２．１）
【出願人】（０００００４３５２）日本放送協会 (2,206)
【Ｆターム（参考）】
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