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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-04-01
(45)【発行日】2024-04-09
(54)【発明の名称】固体撮像素子用フィルター、および、固体撮像素子
(51)【国際特許分類】
G02B 5/22 20060101AFI20240402BHJP
G02B 5/20 20060101ALI20240402BHJP
H01L 27/146 20060101ALI20240402BHJP
【ＦＩ】
G02B5/22
G02B5/20 101
H01L27/146 D
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2020569612
(86)(22)【出願日】2020-01-27
(86)【国際出願番号】 JP2020002764
(87)【国際公開番号】W WO2020158663
(87)【国際公開日】2020-08-06
【審査請求日】2022-12-19
(31)【優先権主張番号】P 2019015209
(32)【優先日】2019-01-31
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(31)【優先権主張番号】P 2019015210
(32)【優先日】2019-01-31
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000003193
【氏名又は名称】ＴＯＰＰＡＮホールディングス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100105957
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 誠
(74)【代理人】
【識別番号】100068755
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 博宣
(72)【発明者】
【氏名】岩田 玲子
(72)【発明者】
【氏名】平井 友梨
(72)【発明者】
【氏名】北澤 一茂
(72)【発明者】
【氏名】前田 忠俊
【審査官】横川 美穂
(56)【参考文献】
【文献】特開２００４－２００３６０（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１４／０２１２３２（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１２－０８４６０８（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１８／１４２８０４（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１６／１８９７８９（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１４－０６６９１８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０２Ｂ ５／２０－５／２８
Ｈ０１Ｌ ２７／１４６
Ｇ０２Ｂ １／１１、３／００
Ｇ０３Ｂ １１／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
光が入射する入射面と、光電変換素子に対して前記入射面側に位置する赤外フィルターと、
前記赤外フィルターに対して前記入射面側に位置し、前記赤外フィルターを酸化する酸化源の透過を抑えるバリア層と、を備え、
前記赤外フィルターは、赤外カットフィルターであり、
前記光電変換素子と前記赤外カットフィルターとの間に位置するカラーフィルターと、
前記入射面を含むマイクロレンズと、
前記光電変換素子と前記赤外カットフィルターとの間に位置する赤外パスフィルターと、をさらに備え、
前記赤外カットフィルターは、前記カラーフィルターおよび前記赤外パスフィルターと、前記バリア層との間に位置し、かつ、前記赤外パスフィルターに対向する貫通孔を有し、
前記バリア層は、前記赤外パスフィルターの前記貫通孔と対向する位置に貫通孔を有し、
前記カラーフィルターの厚さ、前記赤外カットフィルターの厚さ、および、前記バリア層の厚さの和が、前記赤外パスフィルターの厚さに等しく、
前記赤外パスフィルターにおける前記入射面側の面と、前記バリア層における前記入射面側の面とは、互いに等しい高さを有する
固体撮像素子用フィルター。
【請求項2】
光が入射する入射面と、光電変換素子に対して前記入射面側に位置する赤外フィルターと、
前記赤外フィルターに対して前記入射面側に位置し、前記赤外フィルターを酸化する酸化源の透過を抑えるバリア層と、
前記光電変換素子に対して前記入射面側に位置するカラーフィルターと、
前記入射面を含むマイクロレンズと、を備え、
前記赤外フィルターは、赤外パスフィルターであり、
前記バリア層は、前記赤外パスフィルターに対して前記入射面側に位置し、かつ、前記カラーフィルターに対する前記入射面側には位置せず、
前記赤外パスフィルターの厚さと、前記バリア層の厚さとの和が、前記カラーフィルターの厚さに等しく、
前記バリア層における前記入射面側の面と、前記カラーフィルターにおける前記入射面側の面とは、互いに等しい高さを有する
固体撮像素子用フィルター。
【請求項3】
前記バリア層が有する酸素透過率は、５．０cc/m2/day/atm以下である請求項１または２に記載の固体撮像素子用フィルター。
【請求項4】
前記赤外フィルターに対して前記入射面側に位置する層構造での酸素透過率は、５．０cc/m2/day/atm以下である請求項１または２に記載の固体撮像素子用フィルター。
【請求項5】
前記バリア層は、以下の［Ｂ１］から［Ｂ３］を満たし、かつ、前記赤外カットフィルターは、以下の［Ａ１］から［Ａ３］を満たす
［Ｂ１］酸素透過率は、５．０cc/m2/day/atm以下である
［Ｂ２］厚みが１０ｎｍ以上５００ｎｍ以下である
［Ｂ３］可視光領域の平均透過率が９０％以上である
［Ａ１］４５０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の波長帯において平均透過率が８０％以上である
［Ａ２］８００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の波長帯において最大吸収を有する
［Ａ３］５０％の透過率を有する短波長側のカットオフ波長と、５０％の透過率を有する長波長側のカットオフ波長との差であるカットオフ波長幅が１００ｎｍ以上である
請求項１に記載の固体撮像素子用フィルター。
【請求項6】
光電変換素子と、請求項１から５のいずれか一項に記載の固体撮像素子用フィルターと、を備える
固体撮像素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、固体撮像素子用フィルター、および、固体撮像素子用フィルターを備える固体撮像素子に関する。
【背景技術】
【0002】
ＣＭＯＳイメージセンサーおよびＣＣＤイメージセンサーなどの固体撮像素子は、光の強度を電気信号に変換する光電変換素子を備える。固体撮像素子の第１例は、各色用のカラーフィルターと光電変換素子とを備え、各色用の光電変換素子で各色の光を検出する（例えば、特許文献１を参照）。固体撮像素子の第２例は、有機光電変換素子と無機光電変換素子とを備え、カラーフィルターを用いずに各光電変換素子で各色の光を検出する（例えば、特許文献２を参照）。
【0003】
光電変換素子は、可視光の帯域のみならず、近赤外光を含む赤外光の帯域にも吸収帯を有する。固体撮像素子の第３例は、光電変換素子上に赤外カットフィルターを備え、各光電変換素子が検出し得る赤外光を光電変換素子に対してカットし、それによって、各光電変換素子での可視光の検出精度を高める。赤外カットフィルターの構成材料は、例えば、アントラキノン系化合物、フタロシアニン系化合物、シアニン系化合物、イモニウム系化合物、ジイモニウム系化合物である（例えば、特許文献１、３、４を参照）。
【0004】
また、固体撮像素子の第４例は、赤外用の光電変換素子上に赤外パスフィルターを備えて、赤外用の光電変換素子が検出し得る可視光を赤外用の光電変換素子に対してカットし、それによって、赤外用の光電変換素子による赤外光の検出精度を高める。赤外パスフィルターの構成材料は、例えば、ビスベンゾフラノン系顔料、アゾメチン系顔料、ペリレン系顔料、アゾ系染料などの黒色色材である（例えば、特許文献５、６を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開２００３－０６０１７６号公報
【文献】特開２０１８－０６０９１０号公報
【文献】特開２０１７－１８１７０５号公報
【文献】特開２０１８－１２００９７号公報
【文献】特開２０１６－１７７２７３号公報
【文献】特開２０１８－１１９０７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
一方、赤外カットフィルターおよび赤外パスフィルターを含む赤外フィルターの構成材料は、光電変換素子などの構成材料と比べて高い耐光性を有するとは言いがたい。他方、固体撮像素子の適用範囲は、画像処理の発展やセンシングの発展に伴って広がる一途である。赤外フィルターの耐光性、ひいては、固体撮像素子の耐光性を高める技術は、固体撮像素子の適用範囲を拡張させる要請の高まりに伴って、一層強く求められている。
【0007】
本発明の目的は、固体撮像素子の耐光性を向上可能にした固体撮像素子用フィルター、および、固体撮像素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記課題を解決するための固体撮像素子用フィルターは、光が入射する入射面と、光電変換素子に対して前記入射面側に位置して赤外光の透過を抑える赤外フィルターと、前記赤外フィルターに対して前記入射面側に位置し、前記赤外フィルターを酸化する酸化源の透過を抑えるバリア層と、を備える。
【0009】
上記課題を解決するための固体撮像素子用フィルターは、光が入射する入射面と、光電変換素子に対して前記入射面側に位置して赤外光の透過を抑える赤外フィルターと、を備え、前記赤外フィルターに対して前記入射面側に位置する積層構造での酸素透過率は、５．０cc/m2/day/atm以下である。
【0010】
上記各構成によれば、赤外フィルターに酸化源が到達することが抑制されるため、赤外フィルターが酸化源によって酸化され難くなる。結果として、赤外フィルターの耐光性、ひいては、固体撮像素子の耐光性が向上可能である。
【0011】
上記固体撮像素子用フィルターにおいて、前記赤外フィルターは、赤外カットフィルターであり、前記赤外カットフィルターは、赤外吸収剤を含むマイクロレンズであってもよい。この構成によれば、光電変換素子に向けて光を取り込む機能を有したマイクロレンズが、赤外光のカット機能を兼ね備えるため、固体撮像素子用フィルターが備える層構造の簡素化が可能でもある。
【0012】
上記固体撮像素子用フィルターにおいて、前記バリア層の屈折率が前記マイクロレンズの屈折率よりも低くてもよい。赤外吸収剤を含むマイクロレンズの屈折率は、赤外吸収剤を含まないマイクロレンズの屈折率よりも高くなり、マイクロレンズの表面における光反射が大きくなる。この点、上記構成によれば、赤外吸収剤を含むマイクロレンズ層よりも屈折率が低いバリア層を備える構成とすることで、マイクロレンズの表面における光反射が抑制可能となる。
【0013】
上記固体撮像素子用フィルターにおいて、前記バリア層は、反射防止機能を備えてもよい。この構成によれば、マイクロレンズの表面での反射による検出感度の低下が反射防止機能によって抑制可能でもある。そして、酸化源の透過を抑制するバリア層が、反射防止機能を兼ね備えるため、固体撮像素子用フィルターが備える層構造の簡素化が可能でもある。
【0014】
上記固体撮像素子用フィルターは、前記光電変換素子に対して前記入射面側に位置するカラーフィルターを備えてもよい。この構成によれば、各色用の光電変換素子の構成について共通化を図ることが可能でもある。
【0015】
上記固体撮像素子用フィルターは、前記光電変換素子に対して前記入射面側に位置する赤外パスフィルターを備え、前記赤外カットフィルターは、前記赤外パスフィルターに対する光の入射側に貫通孔を備えてもよい。この構成によれば、赤外カットフィルターの耐光性を向上可能にして、かつ、可視光の測定と、赤外用の光電変換素子による赤外光の測定とが可能でもある。
【0016】
上記固体撮像素子用フィルターにおいて、前記赤外フィルターは、赤外パスフィルターであり、前記光電変換素子は、第１光電変換素子であり、第２光電変換素子に対し前記入射面側に位置するカラーフィルターと、前記第２光電変換素子に対し前記入射面側に位置する赤外カットフィルターと、をさらに備え、前記バリア層は、前記赤外カットフィルターに対して前記入射面側に位置してもよい。
【0017】
上記構成によれば、赤外パスフィルターの耐光性と、赤外カットフィルターの耐光性とが、共通するバリア層によって向上可能である。結果として、赤外光の検出機能、および、可視光の検出機能を備えた多機能の固体撮像素子について、それの耐光性が簡便な構成で向上可能である。
【0018】
上記固体撮像素子用フィルターにおいて、前記赤外パスフィルターにおける前記入射面側の面と、前記赤外カットフィルターにおける前記入射面側の面とは、互いに等しい高さに位置してもよい。
【0019】
上記構成によれば、バリア層の下層である赤外パスフィルター、および、赤外カットフィルターが互いに等しい高さに位置する。そのため、バリア層の下地における段差が低減可能であって、段差が大きい下地の上にバリア層が位置する構成と比べて、バリア層の厚みや組成のばらつきなどが抑えられて、バリア層の透過抑制機能が下地の全体にわたって発揮されやすくもなる。
【0020】
上記固体撮像素子用フィルターにおいて、前記バリア層が有する酸素透過率は、５．０cc/m2/day/atm以下であってもよい。この構成によれば、バリア層の酸素透過率が５．０cc/m2/day/atm以下に定められるから、赤外カットフィルターが酸素によって酸化され難くなる。
【0021】
上記固体撮像素子用フィルターにおいて、平坦化層の下地層が有する段差を埋める前記平坦化層をさらに備え、前記バリア層は、前記平坦化層に対して光の前記入射面側に位置してもよい。
【0022】
上記構成によれば、平坦化層の入射面側にバリア層が位置するため、バリア層の下地における段差が低減可能である。そして、段差の大きい下地の上にバリア層が位置する構成と比べて、バリア層の厚みや組成のばらつきなどが抑えられて、バリア層の透過抑制機能が下地の全体にわたって発揮されやすくもなる。
【0023】
上記課題を解決するための固体撮像素子は、光電変換素子と、上記固体撮像素子用フィルターと、を備える。
【発明の効果】
【0024】
本発明によれば、固体撮像素子の耐光性を向上することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【図1】固体撮像素子の第１実施形態における層構造を部分的に示す分解斜視図。
【図3】第１実施形態での固体撮像素子の第１変更例における層構造を示す断面図。
【図4】第１実施形態での固体撮像素子の第２変更例における層構造を示す断面図。
【図5】第１実施形態での固体撮像素子の第３変更例における層構造を示す断面図。
【図6】第１実施形態での固体撮像素子の第４変更例における層構造を示す断面図。
【図7】第１実施形態での固体撮像素子の第５変更例における層構造を示す断面図。
【図8】第１実施形態での固体撮像素子の第６変更例における層構造を示す断面図。
【図9】第１実施形態での固体撮像素子の第７変更例における層構造を部分的に示す分解斜視図。
【図10】固体撮像素子の第２実施形態における層構造を部分的に示す分解斜視図。
【図12】赤外パスフィルターの透過スペクトルの一例を示すグラフ。
【図13】第２実施形態での固体撮像素子の第１変更例における層構造を部分的に示す分解斜視図。
【図14】第２実施形態での固体撮像素子の第２変更例における層構造を示す断面図。
【図15】第２実施形態での固体撮像素子の第３変更例における層構造を部分的に示す分解斜視図。
【発明を実施するための形態】
【0026】
［第１実施形態］
以下、固体撮像素子用フィルター、および、固体撮像素子の第１実施形態を、図１および図２を参照して説明する。図１は、固体撮像素子の一部における各層を分離して示す概略構成図である。なお、図１および図２が示す構造はいずれも、固体撮像素子の構造における一例である。図１が示すように、固体撮像素子が備える各色用フィルター間には隙間が位置してもよいし、図２が示すように、各色用フィルター間には隙間が位置しなくてもよい。
以下、固体撮像素子用フィルター、および、固体撮像素子の第１実施形態を、図１および図２を参照して説明する。図１は、固体撮像素子の一部における各層を分離して示す概略構成図である。なお、図１および図２が示す構造はいずれも、固体撮像素子の構造における一例である。図１が示すように、固体撮像素子が備える各色用フィルター間には隙間が位置してもよいし、図２が示すように、各色用フィルター間には隙間が位置しなくてもよい。
【0027】
図１が示すように、固体撮像素子は、固体撮像素子用フィルター１０、および、複数の光電変換素子１１を備える。固体撮像素子用フィルター１０は、各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ、赤外フィルターの一例である赤外カットフィルター１３、バリア層１４、および、各色用マイクロレンズ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂを備える。
【0028】
各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂは、三色用の光電変換素子１１と赤外カットフィルター１３との間に位置する。バリア層１４は、赤外カットフィルター１３と各色用マイクロレンズ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂとの間に位置する。赤外カットフィルター１３は、各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂに対して光の入射側に位置する。バリア層１４は、赤外カットフィルター１３に対して光の入射側に位置する。
【0029】
三色用の光電変換素子１１は、赤色用光電変換素子１１Ｒ、緑色用光電変換素子１１Ｇ、および、青色用光電変換素子１１Ｂから構成される。固体撮像素子は、複数の赤色用光電変換素子１１Ｒ、複数の緑色用光電変換素子１１Ｇ、および、複数の青色用光電変換素子１１Ｂを備える。図１では、固体撮像素子における光電変換素子１１の１つの繰り返し単位を示す。
【0030】
三色用のカラーフィルターは、赤色用フィルター１２Ｒ、緑色用フィルター１２Ｇ、および、青色用フィルター１２Ｂから構成される。赤色用フィルター１２Ｒは、赤色用光電変換素子１１Ｒに対して光の入射側に位置する。緑色用フィルター１２Ｇは、緑色用光電変換素子１１Ｇに対して光の入射側に位置する。青色用フィルター１２Ｂは、青色用光電変換素子１１Ｂに対して光の入射側に位置する。
【0031】
図２が示すように、各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂの厚みＴ１２は、相互にほぼ等しい大きさであってもよいし、相互に異なる大きさであってもよい。すなわち、赤色用フィルター１２Ｒの厚み、緑色用フィルター１２Ｇの厚み、青色用フィルター１２Ｂの厚みの全てが等しい大きさでなくてもよい。各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂの厚みＴ１２は、例えば、０．５μｍ以上５μｍ以下である。
【0032】
なお、赤外カットフィルター１３による赤外光のカット機能は、赤外カットフィルター１３の厚みＴ１３によって変わり得る。赤外カットフィルター１３の厚みＴ１３は、各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ間での段差によって変わり得る。そこで、赤外カットフィルター１３の下地での平坦性が高められる観点から、各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ間での厚みＴ１２の差は、赤外カットフィルター１３の厚みＴ１３よりも小さいことが好ましい。
【0033】
各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂは、着色感光性樹脂を含む塗膜の形成、および、フォトリソグラフィー法を用いた塗膜のパターニングによって形成される。例えば、赤色用感光性樹脂を含む塗膜は、赤色用感光性樹脂を含む塗布液の塗布、および、塗膜の乾燥によって形成される。赤色用フィルター１２Ｒは、赤色用感光性樹脂を含む塗膜に対する露光、および、現像を経て形成される。なお、赤色用感光性樹脂がネガ型の感光性樹脂である場合には、赤色用感光性樹脂を含む塗膜のうち、赤色用フィルター１２Ｒの領域に相当する部分が露光される。これに対して、赤色用感光性樹脂がポジ型の感光性樹脂である場合には、赤色用感光性樹脂を含む塗膜のうち、赤色用フィルター１２Ｒの領域以外の領域に相当する部分が露光される。
【0034】
赤色用フィルター１２Ｒ、緑色用フィルター１２Ｇ、および、青色用フィルター１２Ｂの着色組成物に含有される顔料には、有機または無機の顔料を、単独でまたは２種類以上混合して用いることができる。顔料は、発色性が高く、かつ、耐熱性の高い顔料、特に耐熱分解性の高い顔料が好ましい。顔料には、通常、有機顔料が用いられる。顔料は、例えば、フタロシアニン系、アゾ系、アントラキノン系、キナクリドン系、ジオキサジン系、アンサンスロン系、インダンスロン系、ペリレン系、チオインジゴ系、イソインドリン系、キノフタロン系、ジケトピロロピロール系などの有機顔料であってよい。
【0035】
以下に、着色組成物に使用可能な有機顔料の具体例を、カラーインデックス番号を用いて示す。
各色用フィルターの青色着色組成物に用いられる青色色素は、例えばC.I. Pigment Blue １５、１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１５：６、１６、２２、６０、６４、８１などの顔料であってよい。これらのなかでもC.I. Pigment Blue １５：６が青色色素として好ましい。
各色用フィルターの青色着色組成物に用いられる青色色素は、例えばC.I. Pigment Blue １５、１５：１、１５：２、１５：３、１５：４、１５：６、１６、２２、６０、６４、８１などの顔料であってよい。これらのなかでもC.I. Pigment Blue １５：６が青色色素として好ましい。
【0036】
紫色色素は、例えばC.I. Pigment Violet １、１９、２３、２７、２９、３０、３２、３７、４０、４２、５０などの顔料であってよい。これらのなかでもC.I. Pigment Violet ２３が紫色色素として好ましい。
【0037】
黄色色素は、C.I. Pigment Yellow １、２、３、４、５、６、１０、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、２４、３１、３２、３４、３５、３５：１、３６、３６：１、３７、３７：１、４０、４２、４３、５３、５５、６０、６１、６２、６３、６５、７３、７４、７７、８１、８３、９３、９４、９５、９７、９８、１００、１０１、１０４、１０６、１０８、１０９、１１０、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２３、１２６、１２７、１２８、１２９、１３８、１３９、１４７、１５０、１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６、１６１、１６２、１６４、１６６、１６７、１６８、１６９、１７０、１７１、１７２、１７３、１７４、１７５、１７６、１７７、１７９、１８０、１８１、１８２、１８５、１８７、１８８、１９３、１９４、１９８、１９９、２１３、２１４などの顔料であってよい。これらのなかでもC.I. Pigment Yellow １３、１５０、１８５が黄色色素として好ましい。
【0038】
赤色の着色組成物は、青色色素などの代わりに、赤色顔料、および、必要に応じて調色用の顔料などを用いて得られる組成物である。赤色顔料は、例えばC.I. Pigment Red ７、９、１４、４１、４８：１、４８：２、４８：３、４８：４、８１：１、８１：２、８１：３、９７、１２２、１２３、１４６、１４９、１６８、１７７、１７８、１８０、１８４、１８５、１８７、１９２、２００、２０２、２０８、２１０、２１５、２１６、２１７、２２０、２２３、２２４、２２６、２２７、２２８、２４０、２４６、２５４、２５５、２６４、２７２、C.I. Pigment Orange ３６、４３、５１、５５、５９、６１、７１、７３などであってよい。調色用の顔料は、例えば、C.I. Pigment Yellow １、２、３、４、５、６、１０、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、２４、３１、３２、３４、３５、３５：１、３６、３６：１、３７、３７：１、４０、４２、４３、５３、５５、６０、６１、６２、６３、６５、７３、７４、７７、８１、８３、９３、９４、９５、９７、９８、１００、１０１、１０４、１０６、１０８、１０９、１１０、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２３、１２６、１２７、１２８、１２９、１３８、１３９、１４７、１５０、１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６、１６１、１６２、１６４、１６６、１６７、１６８、１６９、１７０、１７１、１７２、１７３、１７４、１７５、１７６、１７７、１７９、１８０、１８１、１８２、１８５、１８７、１８８、１９３、１９４、１９８、１９９、２１３、２１４などであってよい。
【0039】
また、緑色の着色組成物は、青色色素などの代わりに、緑色顔料、および、調色用の顔料を用いて得られる組成物である。緑色顔料は、例えばC.I. Pigment Green ７、１０、３６、３７、５８、５９などであってよい。調色用の顔料は、赤色の着色組成物において調色用の顔料として列記した黄色顔料であってよい。
【0040】
赤外カットフィルター１３は、各光電変換素子１１が検出し得る赤外光を、光電変換素子１１に対してカットし、それによって、光電変換素子１１による可視光の検出精度を高める。すなわち、赤外カットフィルター１３は、各光電変換素子１１が検出し得る赤外光の透過を、光電変換素子１１に対して抑える。各光電変換素子１１が検出し得る赤外光は、例えば、８００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の波長を有した近赤外光である。赤外カットフィルター１３は、赤色用フィルター１２Ｒ、緑色用フィルター１２Ｇ、および、青色用フィルター１２Ｂに共通する層である。すなわち、１つの赤外カットフィルター１３は、赤色用フィルター１２Ｒ、緑色用フィルター１２Ｇ、および、青色用フィルター１２Ｂを覆っている。
【0041】
赤外カットフィルター１３の構成材料は、赤外吸収色素を含む透明樹脂である。赤外吸収色素は、例えば、アントラキノン系色素、シアニン系色素、フタロシアニン系色素、ジチオール系色素、ジイモニウム系色素、スクアリリウム系色素、クロコニウム系色素である。透明樹脂は、例えば、アクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ノルボルネン系樹脂である。赤外カットフィルター１３は、塗布法などを用いた成膜によって形成される。
【0042】
赤外カットフィルター１３の透過スペクトルは、下記［Ａ１］から［Ａ３］の条件を満たすことが好ましい。
【0043】
［Ａ１］４５０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の波長帯において平均透過率が８０％以上である。
［Ａ２］８００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の波長帯において最大吸収を有する。
［Ａ３］５０％の透過率を有する短波長側のカットオフ波長と、５０％の透過率を有する長波長側のカットオフ波長との差であるカットオフ波長幅が１００ｎｍ以上である。
［Ａ２］８００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の波長帯において最大吸収を有する。
［Ａ３］５０％の透過率を有する短波長側のカットオフ波長と、５０％の透過率を有する長波長側のカットオフ波長との差であるカットオフ波長幅が１００ｎｍ以上である。
【0044】
［Ａ１］を満たす構成であれば、可視光が赤外カットフィルター１３によって吸収されることが十分に抑制される。［Ａ２］および［Ａ３］を満たす構成であれば、各色用の光電変換素子１１によって検出され得る近赤外光が赤外カットフィルター１３によって十分にカットされる。
【0045】
なお、バリア層１４による酸化源のバリア機能は、バリア層１４の厚みに応じて変わり得る。そして、赤外カットフィルター１３上におけるバリア層１４の厚みは、赤外カットフィルター１３の上面における段差によって変わり得る。そこで、バリア層１４の下地での平坦性が高められる観点から、赤外カットフィルター１３の厚みＴ１３は、赤外カットフィルター１３の上面に対して好適な平坦性を与える大きさであることが好ましい。好適な平坦性は、例えば、赤外カットフィルター１３の上面での段差が、バリア層１４の厚みの三倍よりも小さいことである。
【0046】
上述した赤外吸収色素は、太陽光が照射される環境下において大気中の酸素および水と接触し、それによって、近赤外帯域における透過スペクトルが変わる。すなわち、赤外カットフィルター１３は、太陽光が照射される環境下において酸化源と接触し、近赤外光のカット性能を低下させる。
【0047】
バリア層１４は、赤外カットフィルター１３の酸化源である酸素および水の透過を抑制し、それによって、赤外吸収色素による近赤外光のカット性能の低下を抑制し、かつ、可視光の透過性能の低下を抑制する。バリア層１４は、赤色用フィルター１２Ｒ、緑色用フィルター１２Ｇ、および、青色用フィルター１２Ｂに共通する層である。すなわち、１つのバリア層１４は、赤色用フィルター１２Ｒ、緑色用フィルター１２Ｇ、および、青色用フィルター１２Ｂを覆っている。
【0048】
バリア層１４の構成材料は、無機化合物であってよい。バリア層１４の構成材料は、珪素化合物であることが好ましい。バリア層１４の構成材料は、例えば、窒化珪素、酸化珪素、酸窒化珪素からなる群から選択される少なくとも一種である。
【0049】
バリア層１４は、スパッタリング法、ＣＶＤ法、イオンプレーティング法などの気相成膜法、あるいは、塗布法などの液相成膜法を用いた成膜によって形成される。例えば、酸化珪素から構成されるバリア層１４は、赤外カットフィルター１３が形成された基板に対して、酸化珪素からなるターゲットを用いたスパッタリングによる成膜を経て形成される。例えば、酸化珪素から構成されるバリア層１４は、赤外カットフィルター１３が形成された基板に対して、シランと酸素とを用いたＣＶＤによる成膜を経て形成される。例えば、酸化珪素から構成されるバリア層１４は、ポリシラザンを含む塗布液の塗布、改質、および、塗膜の乾燥によって形成される。
【0050】
バリア層１４の酸素透過率、厚み、および、可視光領域透過率は、下記［Ｂ１］または［Ｂ３］の条件を満たすことが好ましい。
［Ｂ１］JIS K 7126-2:2006に準拠した酸素透過率が５．０cc/m2/day/atm以下である。言い換えれば、当該酸素透過率が、５．０cm3/m2/day/atm以下である。なお、酸素透過率は、JIS K 7126-2:2006の付属書Ａに準拠し、かつ、２３℃かつ相対湿度５０％における酸素透過率である。
［Ｂ２］バリア層１４の厚みが１０ｎｍ以上５００ｎｍ以下である。
［Ｂ３］バリア層１４の可視光領域透過率（平均）が９０％以上である。
［Ｂ１］JIS K 7126-2:2006に準拠した酸素透過率が５．０cc/m2/day/atm以下である。言い換えれば、当該酸素透過率が、５．０cm3/m2/day/atm以下である。なお、酸素透過率は、JIS K 7126-2:2006の付属書Ａに準拠し、かつ、２３℃かつ相対湿度５０％における酸素透過率である。
［Ｂ２］バリア層１４の厚みが１０ｎｍ以上５００ｎｍ以下である。
［Ｂ３］バリア層１４の可視光領域透過率（平均）が９０％以上である。
【0051】
［Ｂ１］を満たす構成であれば、赤外カットフィルター１３に酸化源が到達すること、特に、酸素が到達することが十分に抑制される。なお、赤外カットフィルター１３の耐光性がさらに高められる観点では、酸素透過率は、３．０cc/m2/day/atm以下であることが好ましく、１．０cc/m2/day/atm以下であることがより好ましく、０．７cc/m2/day/atm以下であることがさらに好ましい。言い換えれば、酸素透過率は、３．０cm3/m2/day/atm以下であることが好ましく、１．０cm3/m2/day/atm以下であることがより好ましく、０．７cm3/m2/day/atm以下であることがさらに好ましい。
【0052】
［Ｂ２］を満たす構成であれば、［Ｂ１］、［Ｂ３］を満たす構成材料の選択が容易である。また、バリア層１４にクラックが生じることを抑制可能である。また、［Ｂ３］を満たす構成であれば、可視光がバリア層１４によって吸収されてしまうことが十分に抑制される。
【0053】
バリア層１４は、単一の化合物からなる単層構造を有してもよいし、単一の化合物からなる層による積層構造を有してもよいし、相互に異なる化合物からなる層による積層構造を有してもよい。例えば、バリア層１４は、単層では［Ｂ１］を満たさない層による積層構造を備えることによって、［Ｂ１］を満たす構成であってもよい。
【0054】
図１が示すように、各色用マイクロレンズは、赤色用マイクロレンズ１５Ｒ、緑色用マイクロレンズ１５Ｇ、および、青色用マイクロレンズ１５Ｂから構成される。赤色用マイクロレンズ１５Ｒは、赤色用フィルター１２Ｒに対して光の入射側に位置する。緑色用マイクロレンズ１５Ｇは、緑色用フィルター１２Ｇに対して光の入射側に位置する。青色用マイクロレンズ１５Ｂは、青色用フィルター１２Ｂに対して光の入射側に位置する。
【0055】
各色用マイクロレンズ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂは、外表面である入射面１５Ｓを備える。各色用マイクロレンズ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂは、入射面１５Ｓに入る光を各色用光電変換素子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂに向けて集めるために外気の屈折率に対して所定の屈折率差を有する。
【0056】
各色用マイクロレンズ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂは、透明樹脂を含む塗膜の形成、フォトリソグラフィー法を用いた塗膜のパターニング、および、熱処理によるリフローによって形成される。透明樹脂は、例えば、アクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ノルボルネン系樹脂である。
【0057】
以上、固体撮像素子用フィルター、および、固体撮像素子の第１実施形態によれば以下に列記する効果が得られる。
（１‐１）赤外カットフィルター１３に酸化源が到達することをバリア層１４が抑制するため、赤外カットフィルター１３は酸化源によって酸化され難くなる。結果として、赤外カットフィルター１３の耐光性、ひいては、固体撮像素子の耐光性が向上可能である。
（１‐１）赤外カットフィルター１３に酸化源が到達することをバリア層１４が抑制するため、赤外カットフィルター１３は酸化源によって酸化され難くなる。結果として、赤外カットフィルター１３の耐光性、ひいては、固体撮像素子の耐光性が向上可能である。
【0058】
（１‐２）［Ｂ１］を満たす構成であれば、上記（１‐１）に準じた効果、特に、酸素による赤外カットフィルター１３の酸化を抑制することが可能でもある。
【0059】
（１‐３）赤外カットフィルター１３の厚みＴ１３が、赤外カットフィルター１３の上面に好適な平坦性を与える大きさであれば、上記（１‐１）および（１‐２）に準じた効果のばらつきが生じることが抑制可能でもある。
【0060】
（１‐４）各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ間での厚みＴ１２の差が大きいほど、赤外カットフィルター１３の上面に好適な平坦性を与えるための厚みＴ１３は大きい。そこで、各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ間での厚みＴ１２の差が、赤外カットフィルター１３の厚みＴ１３よりも小さい構成であれば、上記（１‐３）に準じた効果を得るための厚みＴ１３を薄くすることが可能でもある。結果として、赤外カットフィルター１３の厚みＴ１３を赤外光をカットするために特化した大きさとすることが可能でもある。
【0061】
なお、上記第１実施形態は、以下のように変更して実施できる。
［第１変更例］
・図３が示すように、バリア層１４は、赤外カットフィルター１３と、各色用マイクロレンズ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂとの間に限らず、各色用マイクロレンズ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂの外表面に位置してもよい。この際、バリア層１４の外表面は、固体撮像素子に光を入射する入射面として機能する。要は、バリア層１４の位置は、赤外カットフィルター１３に対して光の入射側であればよい。
［第１変更例］
・図３が示すように、バリア層１４は、赤外カットフィルター１３と、各色用マイクロレンズ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂとの間に限らず、各色用マイクロレンズ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂの外表面に位置してもよい。この際、バリア層１４の外表面は、固体撮像素子に光を入射する入射面として機能する。要は、バリア層１４の位置は、赤外カットフィルター１３に対して光の入射側であればよい。
【0062】
（１‐５）第１変更例によれば、バリア層１４は、各色用マイクロレンズ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂの光学面（平坦面）上に位置する。結果として、バリア層１４の厚みの均一化が容易であり、ひいては、バリア層１４による酸化源のバリア機能の均一化が容易でもある。
【0063】
（１‐６）第１変更例の構成において、各色用マイクロレンズ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂの屈折率よりもバリア層１４の屈折率が低いことが好ましい。さらに、各色用マイクロレンズ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂの屈折率とバリア層１４の屈折率との差は、０．１以上であることがより好ましい。この構成によれば、空気と各色用マイクロレンズの屈折率差を低減できるため、入射面側に発生する反射光を抑制することが可能である。
【0064】
（１‐７）バリア層１４は、可視光に対する反射防止機能を兼ね備えることが好ましい。バリア層１４が反射防止機能を兼ね備える構成であれば、入射面での反射による検出感度の低下が抑制可能でもある。加えて、酸化源の透過を抑制するバリア層１４が、反射防止機能を兼ね備えるため、反射防止層を別途備える構成と比べて、固体撮像素子用フィルター１０が備える層構造の簡素化が可能でもある。反射防止機能は、バリア層１４と他の層との間における屈折率の差によって実現されてもよいし、バリア層１４がフィラーを含むこと、および、バリア層１４に対してエンボス形状を付与することにより、バリア層１４が凹凸形状を有することなどによって実現されてもよい。
【0065】
［第２変更例］
・図４が示すように、赤外カットフィルター１３以外の他の層が、赤外カットフィルター１３のカット機能を兼ね備えることが可能である。例えば、各色用マイクロレンズ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂが、赤外カットフィルターのカット機能を兼ね備えることが可能である。すなわち、固体撮像素子用フィルター１０において、各色用マイクロレンズ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂの構成材料が赤外吸収色素を含むことが可能である。これにより、固体撮像素子用フィルター１０を赤外カットフィルター１３が割愛された構成に変更することが可能である。
・図４が示すように、赤外カットフィルター１３以外の他の層が、赤外カットフィルター１３のカット機能を兼ね備えることが可能である。例えば、各色用マイクロレンズ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂが、赤外カットフィルターのカット機能を兼ね備えることが可能である。すなわち、固体撮像素子用フィルター１０において、各色用マイクロレンズ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂの構成材料が赤外吸収色素を含むことが可能である。これにより、固体撮像素子用フィルター１０を赤外カットフィルター１３が割愛された構成に変更することが可能である。
【0066】
（１‐８）各色用マイクロレンズ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂが赤外カット機能を兼ね備える構成であれば、固体撮像素子用フィルター１０が備える層構造の簡素化が可能でもある。
【0067】
［第３変更例］
・図５が示すように、各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂは、相互に異なる色の光を同じ程度の強度に変換するために、相互に異なる厚みを有しやすい。結果として、１つの色用のフィルターは、他の色用のフィルターとの間に段差を形成しやすい。この際、赤外カットフィルター１３は、相互に異なるカラーフィルターの間において形成された段差に追従した形状を有しやすい。上述したように、段差に追従した赤外カットフィルター１３の形状は、バリア層１４の厚さにばらつきを生じさせ、ひいては、酸化源のバリア機能にばらつきを生じさせる。
・図５が示すように、各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂは、相互に異なる色の光を同じ程度の強度に変換するために、相互に異なる厚みを有しやすい。結果として、１つの色用のフィルターは、他の色用のフィルターとの間に段差を形成しやすい。この際、赤外カットフィルター１３は、相互に異なるカラーフィルターの間において形成された段差に追従した形状を有しやすい。上述したように、段差に追従した赤外カットフィルター１３の形状は、バリア層１４の厚さにばらつきを生じさせ、ひいては、酸化源のバリア機能にばらつきを生じさせる。
【0068】
そこで、固体撮像素子用フィルター１０は、赤外カットフィルター１３とバリア層１４との間に、別途、平坦化層２１を備えることも可能である。平坦化層２１は、可視光を透過する光透過性を有し、かつ、平坦化層２１の表面は、赤外カットフィルター１３が形成する段差を埋めた平坦面を有する。すなわち、平坦化層２１は、赤外カットフィルター１３の表面が有する高低差を緩和することが可能な形状を有する。
【0069】
平坦化層２１の構成材料は、透明樹脂である。透明樹脂は、例えば、アクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ノルボルネン系樹脂である。平坦化層２１は、塗布法などの液相成膜法を用いた成膜によって形成される。
【0070】
（１‐９）固体撮像素子用フィルター１０が、平坦化層２１を別途備える構成であれば、上記（１‐３）に準じた効果が得られると共に、赤外カットフィルター１３の厚みＴ１３、および、各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂの厚みＴ１２から、これらによる平坦化の制約を取り除くことが可能でもある。
【0071】
［第４変更例］
・図６が示すように、固体撮像素子用フィルター１０は、各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂと、赤外カットフィルター１３との間に、別途、平坦化層２２を備えることも可能である。平坦化層２２の構成材料、および、形成方法は、第３変更例において説明した構成材料、および、形成方法と同様であってよい。
・図６が示すように、固体撮像素子用フィルター１０は、各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂと、赤外カットフィルター１３との間に、別途、平坦化層２２を備えることも可能である。平坦化層２２の構成材料、および、形成方法は、第３変更例において説明した構成材料、および、形成方法と同様であってよい。
【0072】
（１‐１０）平坦化層２２を別途備える構成であれば、上記（１‐３）に準じた効果が得られると共に、赤外カットフィルター１３による赤外光のカット機能について、その均一化を図ることが容易でもある。
【0073】
［第５変更例］
・図７が示すように、赤外カットフィルター１３の位置は、各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂとバリア層１４との間に限らない。赤外カットフィルター１３の位置は、例えば、各光電変換素子１１と各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂとの間に変更されてもよい。要は、赤外カットフィルター１３の位置は、バリア層１４と各光電変換素子１１との間であればよい。
・図７が示すように、赤外カットフィルター１３の位置は、各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂとバリア層１４との間に限らない。赤外カットフィルター１３の位置は、例えば、各光電変換素子１１と各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂとの間に変更されてもよい。要は、赤外カットフィルター１３の位置は、バリア層１４と各光電変換素子１１との間であればよい。
【0074】
［第６変更例］
・図８が示すように、赤外カットフィルター１３の位置、および、バリア層１４の位置は、各色用マイクロレンズ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂと、各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂとの間に限らない。赤外カットフィルター１３の位置、および、バリア層１４の位置は、各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂと各光電変換素子１１との間に変更されてもよい。要は、赤外カットフィルター１３の位置、および、バリア層１４の位置は、各光電変換素子１１に対して光の入射側であればよい。
・図８が示すように、赤外カットフィルター１３の位置、および、バリア層１４の位置は、各色用マイクロレンズ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂと、各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂとの間に限らない。赤外カットフィルター１３の位置、および、バリア層１４の位置は、各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂと各光電変換素子１１との間に変更されてもよい。要は、赤外カットフィルター１３の位置、および、バリア層１４の位置は、各光電変換素子１１に対して光の入射側であればよい。
【0075】
［第７変更例］
・図９が示すように、複数の光電変換素子１１は、赤外光の強度を測定するための赤外用光電変換素子１１Ｐを備えることが可能である。この際、固体撮像素子用フィルター１０は、赤外用光電変換素子１１Ｐに対して光の入射側に、赤外パスフィルター１２Ｐを備える。
・図９が示すように、複数の光電変換素子１１は、赤外光の強度を測定するための赤外用光電変換素子１１Ｐを備えることが可能である。この際、固体撮像素子用フィルター１０は、赤外用光電変換素子１１Ｐに対して光の入射側に、赤外パスフィルター１２Ｐを備える。
【0076】
赤外パスフィルター１２Ｐは、赤外用光電変換素子１１Ｐが検出し得る可視光を赤外用光電変換素子１１Ｐに対してカットし、それによって、赤外用光電変換素子１１Ｐによる赤外光の検出精度を高める。赤外用光電変換素子１１Ｐが検出し得る赤外光は、例えば、８００ｎｍ以上１２００ｎｍ以下の波長を有した近赤外光である。赤外パスフィルター１２Ｐは、黒色感光性樹脂を含む塗膜の形成、および、フォトリソグラフィー法を用いた塗膜のパターニングによって形成される。
【0077】
赤外カットフィルター１３は、赤外パスフィルター１２Ｐに対する光の入射側に貫通孔１３Ｈを備え、これによって、赤外カットフィルター１３は、赤外パスフィルター１２Ｐに対する光の入射側には位置しない。赤外カットフィルター１３は、赤色用フィルター１２Ｒ、緑色用フィルター１２Ｇ、および、青色用フィルター１２Ｂに共通する。すなわち、１つの赤外カットフィルター１３が、赤色用フィルター１２Ｒ、緑色用フィルター１２Ｇ、および、青色用フィルター１２Ｂを覆っている。
【0078】
赤外カットフィルター１３が備える貫通孔１３Ｈは、フォトリソグラフー法またはドライエッチング法を用いたパターニングなどの加工方法によって形成される。貫通孔１３Ｈの形成にフォトリソグラフィー法を用いる場合には、赤外カットフィルター１３の構成材料として、赤外吸収色素を含む感光性組成物を用いる。感光性組成物は、バインダー樹脂、光重合開始剤、重合性モノマー、有機溶剤、レベリング剤などを含んでよい。
【0079】
バインダー樹脂は、例えば、アクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ノルボルネン系樹脂であってよい。
【0080】
光重合開始剤は、アセトフェノン系光重合開始剤、ベンゾイン光重合開始剤、ベンゾフェノン系光重合開始剤、チオキサントン系光重合開始剤、トリアジン系光重合開始剤、オキシムエステル系光重合開始剤などであってよい。光重合開始剤には、これらの光重合開始剤のうち１種を単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。
【0081】
重合性モノマーは、（メタ）アクリル酸、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、イソプロピル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、tert-ブチル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、フェニル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、フェノキシエチル（メタ）アクリレート、２－エチルヘキシル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、２－ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレートなどの（メタ）アクリル酸エステル類；Ｎ－ビニルピロリドン；スチレンおよびその誘導体、α－メチルスチレンなどのスチレン類；（メタ）アクリルアミド、メチロール（メタ）アクリルアミド、アルコキシメチロール（メタ）アクリルアミド、ジアセトン（メタ）アクリルアミドなどのアクリルアミド類；（メタ）アクリロニトリル、エチレン、プロピレン、ブチレン、塩化ビニル、酢酸ビニルなどのその他のビニル化合物、およびポリメチルメタクリレートマクロモノマー、ポリスチレンマクロモノマーなどのマクロモノマー類などであってよい。重合性モノマーには、これらのモノマーのうち１種を単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。
【0082】
有機溶剤は、例えば、乳酸エチル、ベンジルアルコール、１，２，３－トリクロロプロパン、１，３－ブタンジオール、１，３－ブチレングリコール、１，３－ブチレングリコールジアセテート、１，４－ジオキサン、２－ヘプタノン、２－メチル－１，３－プロパンジオール、３，５，５－トリメチル－２－シクロヘキセン－１－オン、３，３，５－トリメチルシクロヘキサノン、３－エトキシプロピオン酸エチル、３－メチル－１，３－ブタンジオール、３－メトキシ－３－メチル－１－ブタノール、３－メトキシ－３－メチルブチルアセテート、３－メトキシブタノール、３－メトキシブチルアセテート、４－ヘプタノン、ｍ－キシレン、ｍ－ジエチルベンゼン、ｍ－ジクロロベンゼン、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド、ｎ－ブチルアルコール、ｎ－ブチルベンゼン、ｎ－プロピルアセテート、ｏ－キシレン、ｏ－クロロトルエン、ｏ－ジエチルベンゼン、ｏ－ジクロロベンゼン、ｐ－クロロトルエン、ｐ－ジエチルベンゼン、ｓｅｃ－ブチルベンゼン、ｔｅｒｔ－ブチルベンゼン、γ－ブチロラクトン、イソブチルアルコール、イソホロン、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノ－ｔｅｒｔ－ブチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジイソブチルケトン、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールモノイソプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、シクロヘキサノール、シクロヘキサノールアセテート、シクロヘキサノン、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジアセトンアルコール、トリアセチン、トリプロピレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールジアセテート、プロピレングリコールフェニルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルプロピオネート、ベンジルアルコール、メチルイソブチルケトン、メチルシクロヘキサノール、酢酸ｎ－アミル、酢酸ｎ－ブチル、酢酸イソアミル、酢酸イソブチル、酢酸プロピル、二塩基酸エステルなどであってよい。有機溶剤には、これらの溶剤のうち１種を単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。
【0083】
レベリング剤は、主鎖にポリエーテル構造またはポリエステル構造を有するジメチルシロキサンであることが好ましい。主鎖にポリエーテル構造を有するジメチルシロキサンは、例えば、東レ・ダウコーニング社製ＦＺ－２１２２、ビックケミー社製ＢＹＫ－３３３などであってよい。ポリエステル構造を有するジメチルシロキサンは、例えば、ビックケミー社製ＢＹＫ－３１０、ＢＹＫ－３７０などであってよい。レベリング剤には、ポリエーテル構造を有するジメチルシロキサンと、ポリエステル構造を有するジメチルシロキサンとの両方を用いてもよい。レベリング剤には、これらのうち１種を単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。
【0084】
赤外カットフィルター１３が備える貫通孔１３Ｈの形成にドライエッチング法を用いる場合には、赤外カットフィルター１３の構成材料は、赤外吸収色素を含む硬化性組成物である。硬化性組成物には、透明樹脂が含まれる。透明樹脂は、例えば、アクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ノルボルネン系樹脂であってよい。
【0085】
バリア層１４は、赤外パスフィルター１２Ｐに対する光の入射側に貫通孔１４Ｈを備える。これによって、バリア層１４は、赤外パスフィルター１２Ｐに対する光の入射側には位置しない。バリア層１４は、赤色用フィルター１２Ｒ、緑色用フィルター１２Ｇ、および、青色用フィルター１２Ｂに共通する。すなわち、１つのバリア層１４が、赤色用フィルター１２Ｒ、緑色用フィルター１２Ｇ、および、青色用フィルター１２Ｂを覆っている。
【0086】
バリア層１４が備える貫通孔１４Ｈの形成には、バリア層１４を貫通して孔を形成可能な方法であればどのような加工方法が用いられてもよい。例えば、貫通孔１４Ｈの形成には、例えばドライエッチング法などが用いられる。
【0087】
各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂは、赤外パスフィルター１２Ｐよりも薄い。赤外カットフィルター１３の厚みと、バリア層１４の厚みとの合計は、各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂの厚みと、赤外パスフィルター１２Ｐの厚みとの差に相当する。
【0088】
（１‐１１）第７変更例によれば、赤外カットフィルター１３の耐光性が向上可能であり、かつ、各色用光電変換素子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂによる可視光の測定と、赤外用光電変換素子１１Ｐによる赤外光の測定とが可能である。
【0089】
（１‐１２）可視光をカットする赤外パスフィルター１２Ｐの厚みは、各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂの厚みよりも大きくなりやすい。一方で、赤外パスフィルター１２Ｐと、各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂとの間における段差ＴＰは、赤外カットフィルター１３、および、バリア層１４によって埋められる。そのため、各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂと、赤外パスフィルター１２Ｐとの間に段差ＴＰを生じる構成であっても、各色用マイクロレンズ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂ、および、赤外用マイクロレンズ１５Ｐの下層における平坦性が得られやすい。
【0090】
［その他］
・固体撮像素子は、バリア層１４とバリア層１４の下層との間にアンカー層を備えてもよい。これによって、バリア層１４とバリア層１４の下層との密着性をアンカー層によって高めることが可能である。また、固体撮像素子は、バリア層１４とバリア層１４の上層との間にアンカー層を備えてもよい。これによって、バリア層１４とバリア層１４の上層との密着性をアンカー層によって高めることが可能である。
・固体撮像素子は、バリア層１４とバリア層１４の下層との間にアンカー層を備えてもよい。これによって、バリア層１４とバリア層１４の下層との密着性をアンカー層によって高めることが可能である。また、固体撮像素子は、バリア層１４とバリア層１４の上層との間にアンカー層を備えてもよい。これによって、バリア層１４とバリア層１４の上層との密着性をアンカー層によって高めることが可能である。
【0091】
アンカー層の構成材料は、例えば、多官能アクリル樹脂、あるいは、シランカップリング剤である。アンカー層の厚みは、例えば、５０ｎｍ以上１μｍ以下である。アンカー層の厚みが５０ｎｍ以上であれば、層間に密着性を得ることが容易である。アンカー層の厚みが１μｍ以下であれば、アンカー層での光の吸収を抑制することが容易である。
【0092】
・複数の光電変換素子１１は、有機光電変換素子と無機光電変換素子とから構成されてもよい。これによって、各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂを割愛することが可能である。各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂが割愛された構成であっても、固体撮像素子用フィルター１０が、赤外カットフィルター１３を備え、かつ、上述したバリア機能を備えることによって、赤外カットフィルター１３のカット機能を保護することは可能である。
【0093】
・固体撮像素子用フィルター１０は、複数の光電変換素子１１と、各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂとの間に、ブラックマトリックス、および、平坦化層を備えてもよい。ブラックマトリックスは、各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂが選択した各色の光が、他の色用の光電変換素子１１に入ることを抑制する。平坦化層は、ブラックマトリックスが有する段差を埋め、これによって、各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂの下地、および、赤外カットフィルター１３の下地を平坦化する。結果として、平坦化層は、バリア層１４の下地を平坦化する。
【0094】
・カラーフィルターは、シアン用フィルター、イエロー用フィルター、マゼンタ用フィルターから構成された三色用フィルターに変更されてもよい。また、カラーフィルターは、シアン用フィルター、イエロー用フィルター、マゼンタ用フィルター、ブラック用フィルターから構成された四色用フィルターに変更されてもよい。また、カラーフィルターは、透明用フィルター、イエロー用フィルター、赤色用フィルター、ブラック用フィルターから構成された四色用フィルターに変更されてもよい。
【0095】
・各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂの屈折率は、例えば、１．６以上１．９以下である。各マイクロレンズ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂの屈折率は、例えば、１．４以上２．０以下である。より好ましくは、各マイクロレンズ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂの屈折率は、１．５以上１．７以下である。赤外カットフィルター１３、および、赤外パスフィルター１２Ｐの構成材料は、各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ、および、各マイクロレンズ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂの屈折率との差を抑制するために、無機酸化物の粒子を含有可能である。無機酸化物は、例えば、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化ジルコニウム、酸化チタンである。
【0096】
・赤外カットフィルター１３、および、赤外パスフィルター１２Ｐの構成材料は、光安定剤、酸化防止剤、熱安定剤、帯電防止剤などの他の機能を兼ね備えるための添加物を含有可能である。
【0097】
・固体撮像素子は、バリア層１４が割愛された構成であって、赤外カットフィルター１３に対して入射面１５Ｓの側に位置する積層構造での酸素透過率が、５．０cc/m2/day/atm以下である構成に変更可能である。例えば、積層構造は、各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ、平坦化層、および、各色用マイクロレンズ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂを備え、当該積層構造の酸素透過率が５．０cc/m2/day/atm以下であってもよい。
【0098】
【0099】
図１０が示すように、固体撮像素子は、固体撮像素子用フィルター１０、および、複数の光電変換素子１１を備える。固体撮像素子用フィルター１０は、各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ、赤外パスフィルター１２Ｐ、バリア層１４、および、各マイクロレンズ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂ，１５Ｐを備える。赤外パスフィルター１２Ｐは、赤外フィルターの一例である。
【0100】
各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂは、三色用の光電変換素子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂとマイクロレンズ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂとの間に位置する。赤外パスフィルター１２Ｐは、赤外用光電変換素子１１Ｐとマイクロレンズ１５Ｐとの間に位置する。バリア層１４は、赤外パスフィルター１２Ｐと赤外用マイクロレンズ１５Ｐとの間に位置する。バリア層１４は、赤外パスフィルター１２Ｐに対して光の入射側に位置する。
【0101】
三色用の光電変換素子１１は、第１光電変換素子の一例であり、赤色用光電変換素子１１Ｒ、緑色用光電変換素子１１Ｇ、および、青色用光電変換素子１１Ｂから構成される。赤外用光電変換素子１１Ｐは、第２光電変換素子の一例である。固体撮像素子は、複数の赤色用光電変換素子１１Ｒ、複数の緑色用光電変換素子１１Ｇ、複数の青色用光電変換素子１１Ｂ、および、複数の赤外用光電変換素子１１Ｐを備える。図１０では、固体撮像素子における光電変換素子１１の１つの繰り返し単位を示す。
【0102】
図１１が示すように、各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂの厚みＴ１２は、赤外パスフィルター１２Ｐと異なる大きさであってもよいし、相互に等しい大きさであってもよい。各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂの厚みＴ１２は、例えば、０．５μ以上５μｍ以下である。
【0103】
なお、赤外パスフィルター１２Ｐによる赤外光の透過機能は、赤外パスフィルター１２Ｐの厚みＴ１２に応じて変わり得る。そして、各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ上のマイクロレンズ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂや、バリア層１４上のマイクロレンズ１５Ｐは、各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂと、バリア層１４との間での段差によって、その加工の精度を低下させ得る。そこで、各マイクロレンズ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂ，１５Ｐの下地での平坦性が高められる観点から、赤外パスフィルター１２Ｐの厚みＴ１２と、バリア層１４の厚みＴ１４との合計は、各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂの厚みとほぼ等しいことが好ましい。
【0104】
赤外パスフィルター１２Ｐは、赤外用光電変換素子１１Ｐが検出し得る可視光を、赤外用光電変換素子１１Ｐに対してカットし、それによって、赤外用光電変換素子１１Ｐによる近赤外光の検出精度を高める。すなわち、赤外パスフィルター１２Ｐは、赤外用光電変換素子１１Ｐが検出し得る可視光の透過を、赤外用光電変換素子１１Ｐに対して抑える。赤外パスフィルター１２Ｐは、赤外用光電変換素子１１Ｐ上のみに位置する層である。
【0105】
赤外パスフィルター１２Ｐの構成材料は、黒色色素、あるいは、黒色染料と、透明樹脂とを含む。黒色色素は、単一で黒色を有する色素、あるいは、２種以上の色素によって黒色を有する混合物である。黒色染料は、例えば、アゾ系染料、アントラキノン系染料、アジン系染料、キノリン系染料、ペリノン系染料、ペリレン系染料、メチン系染料である。透明樹脂は、例えば、アクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ノルボルネン系樹脂である。赤外パスフィルター１２Ｐは、塗布法などの液相成膜法を用いた成膜によって形成される。
【0106】
赤外パスフィルター１２Ｐの構成材料は、赤外パスフィルター１２Ｐの屈折率を調整するための無機酸化物の粒子を含有可能である。無機酸化物は、例えば、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化ジルコニウム、酸化チタンである。赤外パスフィルター１２Ｐは、光安定剤、酸化防止剤、熱安定剤、帯電防止剤などの他の機能を兼ね備えるための添加物を含有可能である。
【0107】
図１２が示すように、赤外パスフィルター１２Ｐの透過スペクトルは、例えば、４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の波長の範囲において３％以下の透過率を示す。一方、赤外パスフィルター１２Ｐは、例えば、８５０ｎｍの波長をピークとして１０％以上の透過率を有し、また、９００ｎｍ以上の波長において９０％以上の透過率を有する。
【0108】
太陽光スペクトルは、９４０ｎｍの波長付近に水蒸気の吸収を起因とする吸収帯を有している。そのため、太陽光スペクトルにおけるスペクトル強度が９４０ｎｍの波長付近において低下する。従って、９４０ｎｍの波長を有した近赤外光は、屋外かつ日中において固体撮像素子を使用する際には、外乱光である太陽光の影響を受けにくくなる。つまりは使用する光源の中心波長が９４０ｎｍであれば、ノイズの少ない固体撮像素子の提供が可能である。赤外用光電変換素子１１Ｐは、９４０ｎｍの波長を有した近赤外光を検出する。
【0109】
バリア層１４は、赤外パスフィルター１２Ｐの酸化源である酸素および水の透過を抑制し、それによって、黒色色素および黒色染料による可視光のカット性能の低下を抑制し、かつ、近赤外光の透過性能の低下を抑制する。バリア層１４は、赤外パスフィルター１２Ｐに対して入射面１５Ｓ側に位置し、かつ、各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂに対して入射面１５Ｓ側には位置しない。すなわち、バリア層１４は、赤外パスフィルター１２Ｐを覆う一方で、各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂを覆っていない。
【0110】
バリア層１４の酸素透過率、厚み、および、可視光領域透過率は、第１実施形態のバリア層１４と同様、上記［Ｂ１］または［Ｂ３］の条件を満たすことが好ましい。
【0111】
［Ｂ１］を満たす構成であれば、赤外パスフィルター１２Ｐに酸化源が到達すること、特に、酸素が到達することが十分に抑制される。なお、赤外カットフィルター１３の耐光性がさらに高められる観点では、酸素透過率は、３．０cc/m2/day/atm以下であることが好ましく、１．０cc/m2/day/atm以下であることがより好ましく、０．７cc/m2/day/atm以下であることがさらに好ましい。
【0112】
［Ｂ２］を満たす構成であれば、［Ｂ１］、［Ｂ３］を満たす構成材料の選択が容易である。そして、バリア層１４にクラックが生じることが抑制可能でもある。[Ｂ３]を満たす構成であれば、可視光がバリア層１４で吸収されてしまうことが十分に抑制される。
【0113】
以上、固体撮像素子用フィルター、および、固体撮像素子の第２実施形態によれば以下に列記する効果が得られる。
（２‐１）赤外パスフィルター１２Ｐに酸化源が到達することをバリア層１４が抑制するため、赤外パスフィルター１２Ｐは酸化源によって酸化され難くなる。結果として、赤外パスフィルター１２Ｐの耐光性、ひいては、固体撮像素子の耐光性が向上可能である。
（２‐１）赤外パスフィルター１２Ｐに酸化源が到達することをバリア層１４が抑制するため、赤外パスフィルター１２Ｐは酸化源によって酸化され難くなる。結果として、赤外パスフィルター１２Ｐの耐光性、ひいては、固体撮像素子の耐光性が向上可能である。
【0114】
（２‐２）［Ｂ１］を満たす構成であれば、上記（２‐１）に準じた効果、特に、酸素による赤外パスフィルター１２Ｐの酸化を抑制することが可能でもある。
【0115】
（２‐３）赤外パスフィルター１２Ｐの厚みＴ１２と、バリア層１４の厚みＴ１４との合計が、各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂとほぼ同じ大きさであれば、マイクロレンズ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂ，１５Ｐの下地に高い平坦性が得られる。結果として、マイクロレンズ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂ，１５Ｐの加工や形状にばらつきが生じることが抑制可能でもある。
【0116】
なお、上記第２実施形態は、以下のように変更して実施できる。
[第１変更例]
図１３が示すように、バリア層１４は、赤外パスフィルター１２Ｐ、および、各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂに対して光の入射側に配置されてよい。すなわち、バリア層１４は、各光電変換素子１１に対して入射面１５Ｓ側の全体に配置されてよい。
[第１変更例]
図１３が示すように、バリア層１４は、赤外パスフィルター１２Ｐ、および、各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂに対して光の入射側に配置されてよい。すなわち、バリア層１４は、各光電変換素子１１に対して入射面１５Ｓ側の全体に配置されてよい。
【0117】
（２‐４）バリア層１４が各光電変換素子１１に対して入射面１５Ｓ側の全体に位置する構成であれば、成膜対象の全体にバリア層１４を成膜する方法を用いてバリア層１４を形成することが可能である。そして、各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂの上からバリア層１４を別途取り除く工程が不要であるため、固体撮像素子を形成する方法の簡素化を図ることが可能である。
【0118】
（２‐５）赤外パスフィルター１２Ｐと隣り合う各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂの入射面１５Ｓ側もバリア層１４によって覆われるため、赤外パスフィルター１２Ｐに対する酸化が、さらに効果的に抑制される。
【0119】
[第２変更例]
図１４が示すように、可視光の全波長域をカットする赤外パスフィルター１２Ｐは、各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂとは異なる厚みを有しやすい。結果として、赤外パスフィルター１２Ｐは、各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂとの間に段差を形成しやすい。この際、赤外パスフィルター１２Ｐの上面、および、周面の一部が、各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂから露出する。
図１４が示すように、可視光の全波長域をカットする赤外パスフィルター１２Ｐは、各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂとは異なる厚みを有しやすい。結果として、赤外パスフィルター１２Ｐは、各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂとの間に段差を形成しやすい。この際、赤外パスフィルター１２Ｐの上面、および、周面の一部が、各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂから露出する。
【0120】
そして、第１変更例のように、各光電変換素子１１の入射面１５Ｓ側の全体にバリア層１４が位置する場合、バリア層１４は、赤外パスフィルター１２Ｐと、各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂとの間において、段差に追従した形状を有しやすい。段差に追従したバリア層１４の形状は、バリア層１４の厚さにばらつきを生じさせ、ひいては、酸化源のバリア機能にばらつきを生じさせる。特に、赤外パスフィルター１２Ｐの周面の一部において、酸化源のバリア機能を低下させるおそれがある。
【0121】
そこで、赤外パスフィルター１２Ｐ、および、各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂと、バリア層１４との間に、別途、平坦化層２３を備えることも可能である。平坦化層２３は、可視光を透過する光透過性を有し、かつ、平坦化層２３の表面は、赤外パスフィルター１２Ｐが形成する段差を埋めた平坦面を有する。すなわち、平坦化層２３は、赤外パスフィルター１２Ｐと各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂとによって形成される高低差を緩和することが可能な形状を有する。
【0122】
平坦化層２３の構成材料は、第１実施形態の平坦化層２１に用いることが可能な材料であってよい。
（２‐６）平坦化層２３を別途備える構成であれば、赤外パスフィルター１２Ｐの周面の一部が、各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂから露出する場合であっても、上記（２‐１）、（２‐５）に準じた効果を得ることが可能でもある。
（２‐６）平坦化層２３を別途備える構成であれば、赤外パスフィルター１２Ｐの周面の一部が、各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂから露出する場合であっても、上記（２‐１）、（２‐５）に準じた効果を得ることが可能でもある。
【0123】
[第３変更例]
図１５が示すように、固体撮像素子は、赤外カットフィルター１３を別途備える。赤外カットフィルター１３は、各色用光電変換素子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂが検出し得る赤外光をカットし、それによって、光電変換素子１１による可視光の検出精度を高める。各光電変換素子１１が検出し得る赤外光は、例えば、８００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の波長を有した近赤外光である。赤外カットフィルター１３は、赤色用フィルター１２Ｒ、緑色用フィルター１２Ｇ、および、青色用フィルター１２Ｂに共通する層である。すなわち、１つの赤外カットフィルター１３が、赤色用フィルター１２Ｒ、緑色用フィルター１２Ｇ、および、青色用フィルター１２Ｂを覆っている。
図１５が示すように、固体撮像素子は、赤外カットフィルター１３を別途備える。赤外カットフィルター１３は、各色用光電変換素子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂが検出し得る赤外光をカットし、それによって、光電変換素子１１による可視光の検出精度を高める。各光電変換素子１１が検出し得る赤外光は、例えば、８００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の波長を有した近赤外光である。赤外カットフィルター１３は、赤色用フィルター１２Ｒ、緑色用フィルター１２Ｇ、および、青色用フィルター１２Ｂに共通する層である。すなわち、１つの赤外カットフィルター１３が、赤色用フィルター１２Ｒ、緑色用フィルター１２Ｇ、および、青色用フィルター１２Ｂを覆っている。
【0124】
赤外カットフィルター１３は、各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂに対して光の入射側に位置する。赤外カットフィルター１３は、赤外パスフィルター１２Ｐに対する光の入射側に貫通孔１３Ｈを備え、赤外パスフィルター１２Ｐに対する光の入射側に位置しない。
【0125】
なお、赤外カットフィルター１３による赤外光のカット機能は、赤外カットフィルター１３の厚みによって変わり得る。赤外カットフィルター１３の厚みは、各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ上、および、各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ間において、各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ間における段差によって変わり得る。そこで、赤外カットフィルター１３の下地における平坦性が高められる観点から、各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ間における厚みの差は、赤外カットフィルター１３の厚みよりも小さいことが好ましい。
【0126】
図１６が示すように、各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂは、赤外パスフィルター１２Ｐよりも薄い。この際、赤外カットフィルター１３は、各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂと赤外パスフィルター１２Ｐとの膜厚差に相当する厚みを備えることが好ましい。
【0127】
図１６が示す例では、赤外パスフィルター１２Ｐにおける入射面側の面と、赤外カットフィルター１３における入射面側の面とが、互いに等しい高さに位置している。すなわち、赤外パスフィルター１２Ｐにおけるバリア層１４に接する面と、赤外カットフィルター１３におけるバリア層１４に接する面とが、互いに等しい高さに位置している。言い換えれば、赤外パスフィルター１２Ｐにおける入射面側の面と、赤外カットフィルター１３における入射面側の面とが面一である。
【0128】
赤外カットフィルター１３の透過スペクトルは、上記［Ａ１］から［Ａ３］の条件を満たすことが好ましい。
［Ａ１］を満たす構成であれば、可視光が赤外カットフィルター１３で吸収されてしまうことが十分に抑制される。［Ａ２］および［Ａ３］を満たす構成であれば、各色用の光電変換素子１１で検出され得る近赤外光が赤外カットフィルター１３で十分にカットされ、かつ、可視光までがカットされてしまうことが十分に抑制される。
［Ａ１］を満たす構成であれば、可視光が赤外カットフィルター１３で吸収されてしまうことが十分に抑制される。［Ａ２］および［Ａ３］を満たす構成であれば、各色用の光電変換素子１１で検出され得る近赤外光が赤外カットフィルター１３で十分にカットされ、かつ、可視光までがカットされてしまうことが十分に抑制される。
【0129】
（２‐７）赤外吸収色素は、太陽光が照射される環境下において大気中の酸素および水と接触し、それによって、近赤外帯域における透過スペクトルが変わる。すなわち、赤外カットフィルター１３は、太陽光が照射される環境下において酸化源と接触し、近赤外光のカット性能を低下させる。この点、赤外カットフィルター１３の入射面１５Ｓ側にもバリア層１４が位置するため、赤外カットフィルター１３の耐光性を高めることが可能でもある。
【0130】
（２‐８）赤外パスフィルター１２Ｐの耐光性、および、赤外カットフィルター１３の耐光性を単一のバリア層１４が高めるため、各別のバリア層を備える構成と比べて、固体撮像素子の層構成を簡素化することが可能でもある。
【0131】
（２‐９）赤外カットフィルター１３の厚みと、各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂの厚みとの合計が、赤外パスフィルター１２Ｐの厚みに相当する構成であれば、バリア層１４の下面に好適な平坦性が与えられる。結果として、上記（２‐１）、（２‐７）に準じた効果にばらつきが生じることが抑制可能でもある。
【0132】
［その他］
・バリア層１４は、赤外パスフィルター１２Ｐと、赤外用マイクロレンズ１５Ｐとの間に限らず、赤外用マイクロレンズ１５Ｐの外表面に位置することも可能である。この際、バリア層１４の外表面は、固体撮像素子に光を入射する入射面として機能する。要は、バリア層１４の位置は、赤外パスフィルター１２Ｐに対して光の入射側であればよい。この構成によれば、バリア層１４は、赤外用マイクロレンズ１５Ｐの光学面（平坦面）上に位置する。結果として、バリア層１４の厚みの均一化が容易であり、ひいては、バリア層１４による酸化源のバリア機能の均一化が容易である。
・バリア層１４は、赤外パスフィルター１２Ｐと、赤外用マイクロレンズ１５Ｐとの間に限らず、赤外用マイクロレンズ１５Ｐの外表面に位置することも可能である。この際、バリア層１４の外表面は、固体撮像素子に光を入射する入射面として機能する。要は、バリア層１４の位置は、赤外パスフィルター１２Ｐに対して光の入射側であればよい。この構成によれば、バリア層１４は、赤外用マイクロレンズ１５Ｐの光学面（平坦面）上に位置する。結果として、バリア層１４の厚みの均一化が容易であり、ひいては、バリア層１４による酸化源のバリア機能の均一化が容易である。
【0133】
・固体撮像素子は、バリア層１４とバリア層１４の下層との間にアンカー層を備えてもよい。これにより、バリア層１４とバリア層１４の下層との密着性をアンカー層によって高めることが可能である。また、固体撮像素子は、バリア層１４とバリア層１４の上層との間にアンカー層を備えてもよい。これにより、バリア層１４とバリア層１４の上層との密着性をアンカー層によって高めることが可能である。
【0134】
アンカー層の構成材料、および、厚みは、第１実施形態の変更例におけるアンカー層の構成材料、および、厚みと同様であってよい。
【0135】
・複数の光電変換素子１１は、有機光電変換素子と無機光電変換素子とから構成され、これによって、固体撮像素子用フィルター１０において、各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂが割愛されてもよい。各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂが割愛された構成であっても、赤外パスフィルター１２Ｐを備える構成であれば、上述したバリア機能を備えることによって、赤外パスフィルター１２Ｐの透過機能を保護することは可能である。
【0136】
・固体撮像素子用フィルター１０は、複数の光電変換素子１１と、各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ、および、赤外パスフィルター１２Ｐとの間に、ブラックマトリックス、および、平坦化層を備えてもよい。ブラックマトリックスは、各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂが選択した各色の光が、他の色用の光電変換素子１１に入ることを抑制する。平坦化層は、ブラックマトリックスが有する段差を埋め、これによって、各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂの下地、赤外パスフィルター１２Ｐの下地、および、赤外カットフィルター１３の下地を平坦化する。結果として、平坦化層は、バリア層１４の下地を平坦化する。
【0137】
・カラーフィルターは、シアン用フィルター、イエロー用フィルター、マゼンタ用フィルターから構成された三色用フィルターに変更されてもよい。また、カラーフィルターは、シアン用フィルター、イエロー用フィルター、マゼンタ用フィルター、ブラック用フィルターから構成された四色用フィルターに変更されてもよい。また、カラーフィルターは、透明用フィルター、イエロー用フィルター、赤色用フィルター、ブラック用フィルターから構成された四色用フィルターに変更されてもよい。
【0138】
・各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂの屈折率は、例えば、１．７以上１．９以下である。各マイクロレンズ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂの屈折率は、例えば、１．５以上１．６以下である。赤外パスフィルター１２Ｐおよび赤外カットフィルター１３の構成材料は、各色用フィルター１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂおよび各マイクロレンズ１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂの屈折率との差を抑制するために、無機酸化物の粒子を含有可能である。無機酸化物は、例えば、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化ジルコニウム、酸化チタンである。
【0139】
・赤外パスフィルター１２Ｐ、および、赤外カットフィルター１３の構成材料は、光安定剤、酸化防止剤、熱安定剤、帯電防止剤などの他の機能を兼ね備えるための添加物を含有可能である。
【0140】
・固体撮像素子は、バリア層１４が割愛された構成であって、赤外パスフィルター１２Ｐに対して入射面１５Ｓの側に位置する積層構造での酸素透過率が、５．０cc/m2/day/atm以下である構成に変更可能である。例えば、積層構造は、平坦化層および密着層などの他の機能層によって形成される。当該積層構造は、赤外用マイクロレンズ１５Ｐと共に、５．０cc/m2/day/atm以下の酸素透過率を有した構造を形成してもよい。
【0141】
・固体撮像素子は、複数のマイクロレンズに対して光の入射面側に別途バンドパスフィルターを備えてもよい。バンドパスフィルターは可視光と近赤外光における特定の波長を透過するフィルターであり、赤外カットフィルター１３と同様の機能を備える。すなわち、バンドパスフィルターにより各色用光電変換素子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ、および、赤外用光電変換素子１１Ｐが検出し得る不要な赤外光をカットすることができる。それによって、各色用光電変換素子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂによる可視光、および、赤外用光電変換素子１１Ｐの検出対象である８５０ｎｍあるいは９４０ｎｍ帯域の波長を有した近赤外光の検出精度を高めることができる。
【符号の説明】
【0142】
１０…固体撮像素子用フィルター
１１…光電変換素子
１１Ｒ…赤色用光電変換素子
１１Ｇ…緑色用光電変換素子
１１Ｂ…青色用光電変換素子
１１Ｐ…赤外用光電変換素子
１２Ｒ…赤色用フィルター
１２Ｇ…緑色用フィルター
１２Ｂ…青色用フィルター
１２Ｐ…赤外パスフィルター
１３…赤外カットフィルター
１４…バリア層
１５Ｒ…赤色用マイクロレンズ
１５Ｇ…緑色用マイクロレンズ
１５Ｂ…青色用マイクロレンズ
１５Ｐ…赤外用マイクロレンズ
１５Ｓ…入射面
２１，２２，２３…平坦化層
１１…光電変換素子
１１Ｒ…赤色用光電変換素子
１１Ｇ…緑色用光電変換素子
１１Ｂ…青色用光電変換素子
１１Ｐ…赤外用光電変換素子
１２Ｒ…赤色用フィルター
１２Ｇ…緑色用フィルター
１２Ｂ…青色用フィルター
１２Ｐ…赤外パスフィルター
１３…赤外カットフィルター
１４…バリア層
１５Ｒ…赤色用マイクロレンズ
１５Ｇ…緑色用マイクロレンズ
１５Ｂ…青色用マイクロレンズ
１５Ｐ…赤外用マイクロレンズ
１５Ｓ…入射面
２１，２２，２３…平坦化層
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】