[go: up one dir, main page]

RU2497234C2 - Photoelectric conversion element, photoelectric conversion device and image reading system - Google Patents

Photoelectric conversion element, photoelectric conversion device and image reading system Download PDF

Info

Publication number
RU2497234C2
RU2497234C2 RU2012104520/28A RU2012104520A RU2497234C2 RU 2497234 C2 RU2497234 C2 RU 2497234C2 RU 2012104520/28 A RU2012104520/28 A RU 2012104520/28A RU 2012104520 A RU2012104520 A RU 2012104520A RU 2497234 C2 RU2497234 C2 RU 2497234C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
section
plane
refractive index
photoelectric conversion
layer
Prior art date
Application number
RU2012104520/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012104520A (en
Inventor
Таро КАТО
Тадаси САВАЯМА
Хироси ИКАКУРА
Original Assignee
Кэнон Кабусики Кайся
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Кэнон Кабусики Кайся filed Critical Кэнон Кабусики Кайся
Publication of RU2012104520A publication Critical patent/RU2012104520A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2497234C2 publication Critical patent/RU2497234C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)
  • Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: photoelectric conversion element for making a light path to said photoelectric conversion portion includes a middle portion and a peripheral portion having a refraction index different from that of the middle portion, within a certain plane parallel to the light-receiving surface of the photoelectric conversion portion, and within another plane lying closer to the light-receiving surface than said certain plane, and parallel to the light-receiving surface, wherein the peripheral portion is continuous with the middle portion and surrounds the middle portion; the refraction index of the peripheral portion is greater than that of the insulating film and the thickness of the peripheral portion within said other plane is smaller than that of the peripheral portion within said certain plane.
EFFECT: high sensitivity of photoelectric conversion elements with high efficiency of using incident light.
28 cl, 11 dwg

Description

Предпосылки создания изобретенияBACKGROUND OF THE INVENTION

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Данное изобретение относится к фотоэлектрическому преобразующему устройству, имеющему конфигурацию светонаправляющего тракта.This invention relates to a photovoltaic conversion device having a light guide path configuration.

Характеристика предшествующего уровня техникиDescription of the Related Art

В случае фотоэлектрического преобразующего устройства, включающего в себя многочисленные фотоэлектрические преобразующие элементы, чтобы увеличить количество участков фотоэлектрического преобразования и/или уменьшить габариты фотоэлектрического преобразующего устройства, приходится уменьшать ширину светоприемной поверхности. Соответственно, может снизиться чувствительность самих фотоэлектрических преобразующих элементов. Поэтому чувствительность можно увеличивать, повышая эффективность использования падающего света.In the case of a photoelectric conversion device including numerous photoelectric conversion elements, in order to increase the number of photoelectric conversion sections and / or reduce the dimensions of the photoelectric conversion device, it is necessary to reduce the width of the light receiving surface. Accordingly, the sensitivity of the photoelectric conversion elements themselves may be reduced. Therefore, sensitivity can be increased by increasing the efficiency of the use of incident light.

Действенной мерой повышения эффективности использования падающего света является обеспечение светопроводного тракта к светоприемной поверхности фотоэлектрического преобразующего элемента (светоприемного участка), как описано в выложенном патенте Японии № 2008-166677.An effective measure to increase the efficiency of using incident light is to provide a light guide path to the light receiving surface of the photoelectric converting element (light receiving section), as described in Japanese Patent Laid-Open No. 2008-166677.

Краткое изложение существа изобретенияSummary of the invention

В первом варианте осуществления данного изобретения предложен фотоэлектрический преобразующий элемент, включающий в себя участок фотоэлектрического преобразования и элемент для создания светового тракта, нанесенный на участок фотоэлектрического преобразования и окруженный изолирующей пленкой, при этом элемент для создания светового тракта включает в себя первый участок и второй участок, имеющий такой же стехиометрический состав, как первый участок, а также имеющий больший показатель преломления, чем показатель преломления первого участка, при этом второй участок выполнен неразрывным с первым участком и окружает первый участок, а кроме того, показатель преломления первого участка больше, чем показатель преломления изолирующей пленки, в пределах некоторой плоскости, параллельной светоприемной поверхности участка фотоэлектрического преобразования, и в пределах другой плоскости, параллельной светоприемной поверхности и находящейся ближе к светоприемной поверхности, чем упомянутая некоторая плоскость, и при этом толщина второго участка в пределах упомянутой другой плоскости меньше, чем толщина второго участка в пределах упомянутой некоторой плоскости.In a first embodiment of the present invention, there is provided a photoelectric conversion element including a photoelectric conversion section and a light path creating element deposited on a photoelectric conversion section and surrounded by an insulating film, wherein the light path creating element includes a first section and a second section, having the same stoichiometric composition as the first portion, and also having a higher refractive index than the refractive index of the first section, the second section is made inextricably with the first section and surrounds the first section, and in addition, the refractive index of the first section is greater than the refractive index of the insulating film, within a plane parallel to the light receiving surface of the photoelectric conversion section, and within another plane, parallel to the light receiving surface and being closer to the light receiving surface than said certain plane, and wherein the thickness of the second portion within said other th plane is smaller than the thickness of the second portion within said certain plane.

Во втором варианте осуществления данного изобретения предложен фотоэлектрический преобразующий элемент, включающий в себя участок фотоэлектрического преобразования и элемент для создания светового тракта, нанесенный на участок фотоэлектрического преобразования и окруженный изолирующей пленкой, при этом изолирующая пленка включает в себя первый изолирующий слой и второй изолирующий слой оксида кремния или силикатного стекла, при этом элемент для создания светового тракта включает в себя первый участок и второй участок, имеющий меньший показатель преломления, чем показатель преломления первого участка, при этом второй участок выполнен неразрывным с первым участком и окружает первый участок, а кроме того, показатель преломления второго участка больше, чем показатель преломления изолирующей пленки, в пределах некоторой плоскости, параллельной светоприемной поверхности участка фотоэлектрического преобразования, и в пределах другой плоскости, параллельной светоприемной поверхности и находящейся ближе к светоприемной поверхности, чем упомянутая некоторая плоскость, и при этом толщина второго участка в пределах упомянутой другой плоскости меньше, чем толщина второго участка в пределах упомянутой некоторой плоскости.In a second embodiment of the present invention, there is provided a photovoltaic conversion element including a photovoltaic conversion section and a light path element applied to the photovoltaic conversion section and surrounded by an insulating film, wherein the insulating film includes a first insulating layer and a second insulating layer of silicon oxide or silicate glass, the element for creating a light path includes a first section and a second section having a higher refractive index than the refractive index of the first section, while the second section is continuous with the first section and surrounds the first section, and in addition, the refractive index of the second section is greater than the refractive index of the insulating film, within a plane parallel to the light-receiving surface of the photoelectric section transformations, and within a different plane parallel to the light-receiving surface and closer to the light-receiving surface than the mentioned plane besides, the thickness of the second section within said other plane is less than the thickness of the second section within said certain plane.

Дополнительные признаки данного изобретения станут очевидными из нижеследующего описания возможных вариантов осуществления со ссылками на прилагаемые чертежи.Additional features of the present invention will become apparent from the following description of possible embodiments with reference to the accompanying drawings.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На фиг. 1 представлен схематический чертеж поперечного сечения для описания примера фотоэлектрического преобразующего элемента.In FIG. 1 is a schematic cross-sectional drawing for describing an example of a photoelectric conversion element.

На фиг. 2 (включающей в себя фиг. 2А и фиг. 2В) представлен схематический чертеж поперечного сечения части фотоэлектрического преобразующего элемента для описания примера первого варианта осуществления.In FIG. 2 (including FIG. 2A and FIG. 2B) is a schematic cross-sectional view of a portion of a photoelectric conversion element for describing an example of a first embodiment.

На фиг. 3 (включающей в себя фиг. 3А и фиг. 3В) представлен схематический чертеж для описания первого варианта осуществления.In FIG. 3 (including FIG. 3A and FIG. 3B) is a schematic drawing for describing a first embodiment.

На фиг. 4 (включающей в себя фиг. 4А и фиг. 4В) представлен схематический чертеж поперечного сечения части фотоэлектрического преобразующего элемента для описания примера второго варианта осуществления.In FIG. 4 (including FIG. 4A and FIG. 4B) is a schematic cross-sectional view of a portion of a photoelectric conversion element for describing an example of a second embodiment.

На фиг. 5 (включающей в себя фиг. 5А и фиг. 5В) представлен схематический чертеж поперечного сечения части фотоэлектрического преобразующего элемента для описания примера третьего варианта осуществления.In FIG. 5 (including FIG. 5A and FIG. 5B) is a schematic cross-sectional diagram of a portion of a photoelectric conversion element for describing an example of a third embodiment.

На фиг. 6 (включающей в себя фиг. 6А и фиг. 6В) представлен схематический чертеж поперечного сечения части фотоэлектрического преобразующего элемента для описания примера четвертого варианта осуществления.In FIG. 6 (including FIG. 6A and FIG. 6B) is a schematic cross-sectional view of a portion of a photoelectric conversion element for describing an example of a fourth embodiment.

На фиг. 7 (включающей в себя фиг. 7А и фиг. 7В) представлен схематический чертеж поперечного сечения части фотоэлектрического преобразующего элемента для описания примера пятого варианта осуществления.In FIG. 7 (including FIG. 7A and FIG. 7B) is a schematic cross-sectional diagram of a portion of a photoelectric conversion element for describing an example of a fifth embodiment.

На фиг. 8 (включающей в себя фиг. 8А и фиг. 8В) представлен схематический чертеж поперечного сечения части фотоэлектрического преобразующего элемента для описания примера шестого варианта осуществления.In FIG. 8 (including FIG. 8A and FIG. 8B) is a schematic cross-sectional view of a portion of a photoelectric conversion element for describing an example of a sixth embodiment.

На фиг. 9 (включающей в себя фиг. 9А и фиг. 9В) представлен схематический чертеж поперечного сечения части фотоэлектрического преобразующего элемента для описания примера седьмого варианта осуществления.In FIG. 9 (including FIG. 9A and FIG. 9B) is a schematic cross-sectional view of a portion of a photoelectric conversion element for describing an example of a seventh embodiment.

На фиг. 10 представлен схематический чертеж для описания седьмого варианта осуществления.In FIG. 10 is a schematic drawing for describing a seventh embodiment.

На фиг. 11 представлен схематический чертеж для описания примера фотоэлектрического преобразующего устройства и системы для считывания изображений.In FIG. 11 is a schematic drawing for describing an example of a photoelectric conversion device and an image reading system.

Описание вариантов осуществленияDescription of Embodiments

Сначала со ссылками на фиг. 1 будет дано общее представление о фотоэлектрическом преобразующем элементе. На фиг. 1 представлен схематический чертеж поперечного сечения, изображающий пример фотоэлектрического преобразующего элемента.First, with reference to FIG. 1, an overview of a photovoltaic conversion element will be given. In FIG. 1 is a schematic cross-sectional drawing showing an example of a photoelectric conversion element.

Фотоэлектрический преобразующий элемент 1 включает в себя участок 110 фотоэлектрического преобразования. Многочисленные фотоэлектрические преобразующие элементы 1 скомпонованы в виде одномерного или двумерного образования, составляя фотоэлектрическое преобразующее устройство. Фотоэлектрическое преобразующее устройство будет описано ниже со ссылками на фиг. 11, но фотоэлектрическое преобразующее устройство может дополнительно включать в себя периферийную схему для управления сигналами, получаемыми от фотоэлектрических преобразующих элементов 1.The photoelectric conversion element 1 includes a photoelectric conversion section 110. Numerous photovoltaic converting elements 1 are arranged in the form of a one-dimensional or two-dimensional formation, constituting a photovoltaic converting device. A photovoltaic conversion device will be described below with reference to FIG. 11, but the photoelectric conversion device may further include a peripheral circuit for controlling signals received from the photoelectric conversion elements 1.

Участок 110 фотоэлектрического преобразования нанесен на подложку 100. В рассматриваемом фотоэлектрическом преобразующем устройстве, единственная подложка 100 включает в себя многочисленные участки 110 фотоэлектрического преобразования, а каждый из многочисленных участков 110 фотоэлектрического преобразования составляет часть отдельного фотоэлектрического преобразующего элемента 1.A photoelectric conversion section 110 is applied to the substrate 100. In the photoelectric conversion device in question, a single substrate 100 includes multiple photoelectric conversion sections 110, and each of the multiple photoelectric conversion sections 110 is part of a separate photoelectric conversion element 1.

В связи с участком 110 фотоэлектрического преобразования отметим, что верхняя боковая поверхность на рассматриваемом чертеже представляет собой светоприемную поверхность 111. Мнимая (геометрическая) плоскость, включающая в себя светоприемную поверхность 111, будет именоваться первой плоскостью 1001. Как правило, участок 110 фотоэлектрического преобразования сформирован путем введения примеси в более глубокий участок, чем главная поверхность 101 полупроводниковой подложки 100. Поэтому, как правило, светоприемная поверхность 111 участка 110 фотоэлектрического преобразования, по существу, совпадает, по меньшей мере, с частью главной поверхности 101 подложки 100, а первая плоскость 1001 включает в себя главную поверхность 101 подложки 100.In connection with the photoelectric conversion section 110, it is noted that the upper side surface in the drawing is a light receiving surface 111. The imaginary (geometric) plane including the light receiving surface 111 will be referred to as the first plane 1001. Typically, the photoelectric conversion section 110 is formed by introducing the impurity into a deeper section than the main surface 101 of the semiconductor substrate 100. Therefore, as a rule, the light receiving surface 111 of the photocell section 110 ktricheskogo convert substantially matches at least a portion of the major surface 101 of the substrate 100, and a first plane 1001 includes a main surface 101 of the substrate 100.

Вместе с тем, за счет придания полости главной поверхности 101 полупроводниковой подложки 100, участок 110 фотоэлектрического преобразования можно формировать на более глубоком участке, чем поверхность дна этой полости. В альтернативном варианте, на главной поверхности стеклянной пластины или аналогичного средства можно сформир`овать тонкую пленку, имеющую конфигурацию типа структуры «металл - диэлектрик - полупроводник» (МДП-структуры). В этих случаях, главная поверхность 101 подложки 100 и светоприемная поверхность 111 участка 110 фотоэлектрического преобразования не всегда находятся в пределах одной и той же плоскости.However, by imparting a cavity to the main surface 101 of the semiconductor substrate 100, the photoelectric conversion section 110 can be formed in a deeper section than the bottom surface of this cavity. Alternatively, a thin film can be formed on the main surface of a glass plate or similar means having a configuration of the "metal - dielectric - semiconductor" (MIS) structure type. In these cases, the main surface 101 of the substrate 100 and the light receiving surface 111 of the photoelectric conversion section 110 are not always within the same plane.

На подложку 100 (на главную поверхность 101) нанесена, по меньшей мере, изолирующая пленка 200, которая покрывает одну главную поверхность 101, где находится участок 110 фотоэлектрического преобразования подложки 100. То есть, нижняя поверхность изолирующей пленки 200 находится в контакте с главной поверхностью 101 подложки 100. В случае примера, показанного на фиг. 1, изолирующая пленка 200 покрывает главную поверхность 101 подложки 100 и светоприемную поверхность 111 участка 110 фотоэлектрического преобразования. Изолирующая пленка 200 обладает изолирующими свойствами до такой степени, при которой многочисленные участки 110 фотоэлектрического преобразования оказываются не электропроводными (обладают меньшей удельной электропроводностью, чем удельная электропроводность подложки 100). Как правило, изолирующая пленка 200 является прозрачной. Изолирующая пленка 200 может быть однослойной пленкой, состоящей из материала одного вида, но, как правило, изолирующая пленка 200 является многослойной пленкой, в которой наслоены многочисленные слои, состоящие из взаимно различных материалов.At least an insulating film 200 is deposited on the substrate 100 (on the main surface 101), which covers one main surface 101, where the photoelectric conversion section 110 of the substrate 100 is located. That is, the bottom surface of the insulating film 200 is in contact with the main surface 101 substrates 100. In the case of the example shown in FIG. 1, an insulating film 200 covers the main surface 101 of the substrate 100 and the light receiving surface 111 of the photoelectric conversion section 110. The insulating film 200 has insulating properties to such an extent that the plurality of photoelectric conversion sections 110 are not electrically conductive (have lower electrical conductivity than the electrical conductivity of the substrate 100). Generally, the insulating film 200 is transparent. The insulating film 200 may be a single-layer film consisting of a single material, but, as a rule, the insulating film 200 is a multilayer film in which numerous layers are composed of mutually different materials.

Теперь будет описан пример изолирующей пленки 200 в случае многослойной пленки. При наличии изолирующей пленки 200, в указываемом ниже порядке от стороны главной поверхности 101 последовательно уложены первый изолирующий слой 205, второй изолирующий слой 206, третий изолирующий слой 207, четвертый изолирующий слой 208, пятый изолирующий слой 209, шестой изолирующий слой 210, седьмой изолирующий слой 211, восьмой изолирующий слой 212, девятый изолирующий слой 213, десятый изолирующий слой 214 и одиннадцатый изолирующий слой 215. Изолирующая пленка 200 также включает в себя двенадцатый изолирующий слой 216, расположенный между частью второго изолирующего слоя 206 и частью третьего изолирующего слоя 207.An example of an insulating film 200 in the case of a multilayer film will now be described. If there is an insulating film 200, in the order shown below from the side of the main surface 101, the first insulating layer 205, the second insulating layer 206, the third insulating layer 207, the fourth insulating layer 208, the fifth insulating layer 209, the sixth insulating layer 210, the seventh insulating layer are sequentially laid 211, the eighth insulating layer 212, the ninth insulating layer 213, the tenth insulating layer 214 and the eleventh insulating layer 215. The insulating film 200 also includes a twelfth insulating layer 216 located between the second part o insulating layer 206 and part of the third insulating layer 207.

Из этих изолирующих слоев, второй изолирующий слой 206, пятый изолирующий слой 209, седьмой изолирующий слой 211, девятый изолирующий слой 213 и одиннадцатый изолирующий слой 215 выполнены из оксида кремния (SiO2). Третий изолирующий слой 207 выполнен из борофосфосиликатного стекла (БФСС), но может быть выполнен из фосфосиликатного стекла (ФСС) или боросиликатного стекла (БСС) или оксида кремния (SiO2) вместо БФСС. Из этих изолирующих слоев, первый изолирующий слой 205, четвертый изолирующий слой 208, восьмой изолирующий слой 212, десятый изолирующий слой 214 и двенадцатый изолирующий слой 216 выполнены из нитрида кремния (Si3N4).Of these insulating layers, the second insulating layer 206, the fifth insulating layer 209, the seventh insulating layer 211, the ninth insulating layer 213 and the eleventh insulating layer 215 are made of silicon oxide (SiO 2 ). The third insulating layer 207 is made of borophosphosilicate glass (BFSS), but can be made of phosphosilicate glass (FSS) or borosilicate glass (BSS) or silicon oxide (SiO 2 ) instead of BFSS. Of these insulating layers, the first insulating layer 205, the fourth insulating layer 208, the eighth insulating layer 212, the tenth insulating layer 214 and the twelfth insulating layer 216 are made of silicon nitride (Si 3 N 4 ).

К внутреннему участку изолирующей пленки 200 может быть проложена электропроводка 217. Электропроводка 217 может быть многослойной электропроводкой. Фиг. 1 иллюстрирует пример, в котором электропроводка 217 выполнена из первого слоя 2171 электропроводки, второго слоя 2172 электропроводки и штекерного слоя 2173. Штекерный слой 2173 расположен между первым слоем 2171 электропроводки и вторым слоем 2172 электропроводки и соединяет первый слой 2171 электропроводки со вторым слоем 2172 электропроводки. Хотя показан пример, в котором количество слоев электропроводки равно двум, можно предусмотреть три или более слоев электропроводки, дополнительно нанося слой электропроводки между первым слоем 2171 электропроводки и вторым слоем 2172 электропроводки. В качестве материала электропроводки можно применять электропроводный материал, такой, как медь, алюминий, вольфрам, тантал, титан, поликристаллический кремний или аналогичный материал. Типичная электропроводка 217 непрозрачна и имеет металлический блеск. На главную поверхность 101 полупроводниковой подложки 110 нанесен электрод 218 затвора вентиля переноса, имеющего конфигурацию структуры «метал - оксид - полупроводник» (МОП-структуры). Электрод 218 затвора выполнен из поликристаллического кремния и соединен с первым слоем 2171 электропроводки посредством не показанного штекера.Wiring 217 may be routed to the inner portion of the insulating film 200. Wiring 217 may be multilayer wiring. FIG. 1 illustrates an example in which wiring 217 is made of a first wiring layer 2171, a second wiring layer 2172, and a plug layer 2173. A plug layer 2173 is located between the first wiring layer 2171 and the second wiring layer 2172 and connects the first wiring layer 2171 to the second wiring layer 2172. Although an example is shown in which the number of wiring layers is two, three or more wiring layers can be provided, further depositing a wiring layer between the first wiring layer 2171 and the second wiring layer 2172. As the wiring material, an electrically conductive material such as copper, aluminum, tungsten, tantalum, titanium, polycrystalline silicon or the like can be used. Typical electrical wiring 217 is opaque and has a metallic sheen. On the main surface 101 of the semiconductor substrate 110, a gate valve 218 of a transfer valve having a metal-oxide-semiconductor (MOS) structure configuration is applied. The gate electrode 218 is made of polycrystalline silicon and is connected to the first wiring layer 2171 via a plug not shown.

Теперь будет показан пример, касающийся электропроводки 217. Не показанный штекер может быть сформирован способом формирования одиночного муарового узора с использованием вольфрама в качестве основного компонента. Первый слой 2171 электропроводки может быть сформирован способом формирования одиночного муарового узора с использованием меди в качестве основного компонента. Штекерный слой 2173 и второй слой 2172 электропроводки могут быть выполнены как единое целое способом формирования двойного муарового узора с использованием меди в качестве основного компонента. При этом четвертый изолирующий слой 208, шестой изолирующий слой 210 и восьмой изолирующий слой 212 можно использовать в качестве слоя управления травлением и слоя, где медь отсутствует, а десятый изолирующий слой 214 можно использовать в качестве слоя, где медь отсутствует. Отметим, что первый слой 2171 электропроводки, второй слой 2172 электропроводки, контактный слой 2173 и штекер могут иметь защитный металл около поверхности раздела с изолирующей пленкой 200 и тантал в качестве основного компонента.An example will now be shown regarding wiring 217. A plug not shown can be formed by forming a single moire pattern using tungsten as the main component. The first wiring layer 2171 may be formed by the method of forming a single moire pattern using copper as the main component. The plug layer 2173 and the second wiring layer 2172 can be integrally formed by forming a double moire pattern using copper as the main component. In this case, the fourth insulating layer 208, the sixth insulating layer 210 and the eighth insulating layer 212 can be used as an etching control layer and a layer where copper is absent, and the tenth insulating layer 214 can be used as a layer where copper is absent. Note that the first wiring layer 2171, the second wiring layer 2172, the contact layer 2173 and the plug may have a protective metal near the interface with the insulating film 200 and tantalum as the main component.

Изолирующая пленка 200 имеет участок 201 проема (участок отверстия). Хотя участок проема может состоять из сквозного отверстия или участка выемки, фиг. 1 иллюстрирует конфигурацию в случае, когда участок 201 проема состоит из участка выемки. Изолирующая пленка 200 является, по существу, плоской и имеет верхнюю поверхность 202, параллельную главной поверхности 101 подложки 100. Здесь одиннадцатый изолирующий слой 215 образует верхнюю поверхность 202 изолирующей пленки 200. Мнимая (геометрическая) плоскость, включающая в себя верхнюю поверхность 202, будет именоваться второй плоскостью 1002. Вторая плоскость 1002 параллельна первой плоскости 1001, а первая плоскость 1001 и вторая плоскость 1002 разделены, по существу, за счет толщины изолирующей пленки 200. Участок 201 проема выполнен неразрывным с верхней поверхностью 202. Если говорить подробнее, то участок 201 проема состоит из поверхности дна и боковой поверхности 204. Здесь двенадцатый изолирующий слой 216 образует поверхность 203 дна. Мнимая (геометрическая) плоскость, включающая в себя поверхность 203 дна, будет именоваться третьей плоскостью 1003. Поверхность 203 дна расположена в области, соответствующей светоприемной поверхности 111. Если говорить подробнее, то поверхность 203 дна расположена так, что попадает на ортогональную проекцию от светоприемной поверхности 111 в направлении, параллельном главной поверхности 101 (направлении, параллельном первой плоскости 1001 третьей плоскости 1003). Таким образом, светоприемная поверхность 111 поверхность 203 дна обращены друг к другу через часть изолирующей пленки 200. Третья плоскость 1003 параллельна второй плоскости 1002 (и первой плоскости 1001), а вторая плоскость 1002 и третья плоскость 1003 разделены, по существу, за счет глубины участка 201 проема. Боковая поверхность 204 выполнена неразрывной с верхней поверхностью 202 и поверхностью 203 дна. Соответственно, боковая поверхность 204, по существу, проходит между второй плоскостью 1002 и третьей плоскостью 1003. Отметим, что форма поперечного сечения участка 201 проема будет U-образной, а граница между поверхностью 203 дна и боковой плоскостью может на самом деле и не быть явно выраженной. Даже в этом случае, третья плоскость 1003 включает в себя, по меньшей мере, точку, ближайшую к подложке 100 по поверхности на стороне, противоположной той стороне изолирующей пленки 200, где находится подложка 100 (т.е. противоположной дну участка 201 проема). Как описано выше, поверхность изолирующей пленки 200 на стороне, противоположной той, где находится подложка 100, имеет верхнюю поверхность 202, поверхность 203 дна и боковую поверхность 204. Поверхность изолирующей пленки 200 на стороне, где находится подложка 100, является нижней поверхностью изолирующей пленки 200. Как можно заметить из вышеизложенного описания, расстояние между первой плоскостью 1001 и третьей плоскостью 1003, по существу, эквивалентно разности между толщиной изолирующей пленки 200 и глубиной участка 201 проема.The insulating film 200 has an opening portion 201 (hole section). Although the portion of the opening may consist of a through hole or portion of the recess, FIG. 1 illustrates a configuration in the case where the opening portion 201 consists of a recessing portion. The insulating film 200 is essentially flat and has an upper surface 202 parallel to the main surface 101 of the substrate 100. Here, the eleventh insulating layer 215 forms the upper surface 202 of the insulating film 200. An imaginary (geometric) plane including the upper surface 202 will be referred to as the second plane 1002. The second plane 1002 is parallel to the first plane 1001, and the first plane 1001 and the second plane 1002 are separated essentially due to the thickness of the insulating film 200. Section 201 of the aperture is made inextricably with henna surface 202. In more detail, the opening portion 201 consists of a bottom surface and a side surface 204. Here, the twelfth insulating layer 216 forms a bottom surface 203. The imaginary (geometric) plane including the bottom surface 203 will be referred to as the third plane 1003. The bottom surface 203 is located in the region corresponding to the light receiving surface 111. In more detail, the bottom surface 203 is located so that it falls onto the orthogonal projection from the light receiving surface 111 in a direction parallel to the main surface 101 (a direction parallel to the first plane 1001 of the third plane 1003). Thus, the light receiving surface 111 of the bottom surface 203 faces each other through a portion of the insulating film 200. The third plane 1003 is parallel to the second plane 1002 (and the first plane 1001), and the second plane 1002 and the third plane 1003 are separated essentially due to the depth of the section 201 openings. The lateral surface 204 is made inextricably with the upper surface 202 and the bottom surface 203. Accordingly, the side surface 204 essentially extends between the second plane 1002 and the third plane 1003. Note that the cross-sectional shape of the opening portion 201 will be U-shaped, and the boundary between the bottom surface 203 and the side plane may not actually be explicit pronounced. Even so, the third plane 1003 includes at least a point closest to the substrate 100 on the surface on the side opposite to that side of the insulating film 200 where the substrate 100 is (i.e., opposite to the bottom of the opening portion 201). As described above, the surface of the insulating film 200 on the side opposite to that of the substrate 100 has an upper surface 202, a bottom surface 203 and a side surface 204. The surface of the insulating film 200 on the side where the substrate 100 is, is the bottom surface of the insulating film 200 As can be seen from the above description, the distance between the first plane 1001 and the third plane 1003 is essentially equivalent to the difference between the thickness of the insulating film 200 and the depth of the opening portion 201.

В одном варианте осуществления, глубина участка 201 проема составляет одну четверть толщины изолирующей пленки 200 или более, а может составлять и половину толщины изолирующей пленки 200 или более. Кроме того, глубина участка 201 проема больше, чем длина волны падающего света. Типичная длина волны падающего света составляет 0,55 мкм для зеленого света, а расстояние D равна или больше, чем 0,55 мкм. Соответственно, толщина изолирующей пленки 200 превышает 0,55 мкм. Толщина изолирующей пленки 200 может быть равна или больше, чем 1,0 мкм. При чрезмерном утолщении изолирующей пленки 200 увеличивается механическое напряжение или уходит большее время на изготовление, и поэтому толщина Tz изолирующей пленки 200, по существу, равна или меньше 1,0 мкм, а также может не превышать 5,0 мкм.In one embodiment, the depth of the opening portion 201 is one quarter of the thickness of the insulating film 200 or more, and may be half the thickness of the insulating film 200 or more. Furthermore, the depth of the opening portion 201 is greater than the wavelength of the incident light. A typical incident wavelength is 0.55 μm for green light, and the distance D is equal to or greater than 0.55 μm. Accordingly, the thickness of the insulating film 200 exceeds 0.55 μm. The thickness of the insulating film 200 may be equal to or greater than 1.0 μm. Excessively thickening of the insulating film 200 increases the mechanical stress or takes longer to produce, and therefore the thickness Tz of the insulating film 200 is substantially equal to or less than 1.0 μm, and may also not exceed 5.0 μm.

Плоская в сечении форма боковой поверхности 204 участка 201 проема (форма участка 201 проема в пределах плоскости, параллельной первой плоскости 1001) представляет собой форму замкнутого контура и может иметь круглую форму, эллиптическую форму, скругленную прямоугольную форму, прямоугольную форму или шестиугольную форму. В данном случае, Плоская в сечении форма боковой поверхности 204 участка 201 проема имеет круглую форму. Отметим, что поверхность 203 дна также имеет круглую форму. Ширина (диаметр) края проема участка 201 проема (боковой поверхности 204 в пределах второй плоскости 1002), как правило, равна или меньше 10 мкм, а также может не превышать 5,0 мкм. Данное изобретение демонстрирует явно выраженное преимущество в случае, когда ширина края проема равна или меньше 2,0 мкм.The flat sectional shape of the side surface 204 of the opening portion 201 (the shape of the opening portion 201 within a plane parallel to the first plane 1001) is a closed loop shape and may have a circular shape, elliptical shape, rounded rectangular shape, rectangular shape or hexagonal shape. In this case, the flat sectional shape of the side surface 204 of the opening portion 201 has a circular shape. Note that the bottom surface 203 also has a circular shape. The width (diameter) of the opening edge of the opening portion 201 (lateral surface 204 within the second plane 1002) is typically equal to or less than 10 μm, and may also not exceed 5.0 μm. This invention demonstrates a distinct advantage in the case when the width of the edge of the opening is equal to or less than 2.0 microns.

Форма поперечного сечения участка 201 проема (форма участка 201 проема в пределах плоскости, перпендикулярной первой плоскости 2001, проходящей через срединную ось) может иметь форму перевернутой трапеции, форму равнобочной трапеции, форму прямоугольника, форму квадрата или эшелонированную форму, являющуюся комбинацией этих форм.The cross-sectional shape of the opening portion 201 (the shape of the opening portion 201 within a plane perpendicular to the first plane 2001 passing through the median axis) may have the shape of an inverted trapezoid, an isosceles trapezoid shape, a rectangle shape, a square shape, or a layered shape that is a combination of these shapes.

Внутри участка 201 проема расположен элемент 220 для создания светового тракта. Чтобы свет мог проходить сквозь элемент 220 для создания светового тракта, этот элемент 220 для создания светового тракта выполнен прозрачным. Отметим, что употребляемый здесь термин «прозрачный» может относиться к избирательности по длинам волн в той степени, в которой удовлетворяется требование достаточной прозрачности применительно к свету, по существу, в полосе длин волн, обеспечивающей фотоэлектрическое преобразование.An element 220 for creating a light path is located inside the opening portion 201. So that light can pass through the element 220 to create a light path, this element 220 to create a light path is made transparent. Note that the term “transparent” as used here may refer to wavelength selectivity to the extent that the requirement of sufficient transparency with respect to light is satisfied, essentially, in the wavelength band providing photovoltaic conversion.

Поскольку элемент 220 для создания светового тракта расположен на внутренней стороне участка 201 проема, элемент 220 для создания светового тракта располагается выше участка 110 фотоэлектрического преобразования и окружен изолирующей пленкой 200. Если говорить подробнее, то элемент 220 для создания светового тракта окружен боковой поверхностью 204 участка 201 проема и находится в контакте с боковой поверхностью 204 изолирующей пленки 200. Кроме того, элемент 220 для создания светового тракта также находится в контакте с поверхностью 203 дна участка 201 проема. Помимо этого, если говорить подробнее, то элемент 220 для создания светового тракта окружен третьим изолирующим слоем 207, четвертым изолирующим слоем 208, пятым изолирующим слоем 209, шестым изолирующим слоем 210, седьмым изолирующим слоем 211, восьмым изолирующим слоем 212, девятым изолирующим слоем 213, десятым изолирующим слоем 214 и одиннадцатым изолирующим слоем 215 изолирующей пленки 200. Тогда элемент 220 для создания светового тракта находится в контакте с двенадцатым изолирующим слоем 216, образующим поверхность 203 дна участка 201 проема. Таким образом, элемент 220 для создания светового тракта расположен в области, соответствующей участку 110 фотоэлектрического преобразования (области ортогональной проекции светоприемной поверхности 111). Отметим, что в случае, если в качестве участка 201 проема вместо участка выемки принято сквозное отверстие, светоприемная поверхность 111 образует поверхность 203 дна участка 201 проема. Иными словами, элемент 220 для создания светового тракта находится в контакте с участком 110 фотоэлектрического преобразования. Глубина участка 201 проема, по существу, равна толщине изолирующей пленки 200.Since the light path element 220 is located on the inner side of the opening portion 201, the light path element 220 is located above the photoelectric conversion section 110 and is surrounded by an insulating film 200. In more detail, the light path element 220 is surrounded by a side surface 204 of the portion 201 the opening and is in contact with the side surface 204 of the insulating film 200. In addition, the light path element 220 is also in contact with the bottom surface 203 of the portion 201 p oema. In addition, in more detail, the light path element 220 is surrounded by a third insulating layer 207, a fourth insulating layer 208, a fifth insulating layer 209, a sixth insulating layer 210, a seventh insulating layer 211, an eighth insulating layer 212, and a ninth insulating layer 213. the tenth insulating layer 214 and the eleventh insulating layer 215 of the insulating film 200. Then, the light path element 220 is in contact with the twelfth insulating layer 216 forming the bottom surface 203 of the opening portion 201. Thus, the light path element 220 is located in a region corresponding to a photoelectric conversion section 110 (an orthogonal projection region of the light receiving surface 111). Note that in the case where a through hole is adopted as the opening section 201 instead of the recess section, the light receiving surface 111 forms the bottom surface 203 of the opening section 201. In other words, the light path element 220 is in contact with the photoelectric conversion section 110. The depth of the opening portion 201 is substantially equal to the thickness of the insulating film 200.

Форма элемента 220 для создания светового тракта в целом согласуется с формой участка 201 проема. В данном варианте осуществления, элемент 220 для создания светового тракта имеет форму усеченного конуса, но может иметь форму усеченной пирамиды, форму призмы или цилиндрическую форму, соответствующую форме участка 201 проема. Элемент 220 для создания светового тракта имеет форму, обладающую осевой симметрией относительно срединной оси. Ширина (диаметр) элемента 220 для создания светового тракта, как правило, равна или меньше 10 мкм, и может не превышать 5,0 мкм. Данное изобретение демонстрирует явно выраженное преимущество в случае, когда ширина края проема равна или меньше 2,0 мкм.The shape of the light path element 220 is generally consistent with the shape of the opening portion 201. In this embodiment, the light path element 220 has a truncated cone shape, but may have a truncated pyramid shape, a prism shape, or a cylindrical shape corresponding to the shape of the opening portion 201. The light path element 220 has a shape having axial symmetry about the median axis. The width (diameter) of the element 220 for creating the light path, as a rule, is equal to or less than 10 microns, and may not exceed 5.0 microns. This invention demonstrates a distinct advantage in the case when the width of the edge of the opening is equal to or less than 2.0 microns.

Показатель преломления, по меньшей мере, части элемента 220 для создания светового тракта больше, чем показатель преломления изолирующей пленки 200. Отметим, что в нижеследующем описании показатель преломления изолирующей пленки 200 будет описан как показатель преломления материала, из которого состоит большинство изолирующей пленки 200. Показатель преломления части элемента 220 для создания светового тракта может быть равен показателю преломления изолирующей пленки или быть меньше него. В случае просто упоминания показателя преломления в связи с данным изобретением, это означает, что речь идет об абсолютном показателе преломления. Хотя показатели преломления отличаются в зависимости от длин волн, показатель преломления, упоминаемый здесь, представляет собой показатель преломления, по меньшей мере, на длине волны света, который может генерировать заряд сигнала на участке 110 фотоэлектрического преобразования. Кроме того, в случае, когда фотоэлектрические преобразующие элементы 1 имеют участок выбора длины волны, такой, как цветной светофильтр или аналогичное средство, применяется длина волны света, пропускаемого этим участком выбора длины волны. Однако в практических целях длину волны падающего света можно считать соответствующей 0,55 мкм - длине волны зеленого света, к которому чувствительны глаза человека, и в нижеследующем описании показатель преломления будет описываться как показатель преломления, соответствующий длине волны 0,55 мкм.The refractive index of at least a portion of the light path element 220 is greater than the refractive index of the insulating film 200. Note that in the following description, the refractive index of the insulating film 200 will be described as the refractive index of the material that makes up most of the insulating film 200. the refraction part of the element 220 to create a light path may be equal to or less than the refractive index of the insulating film. In the case of simply mentioning the refractive index in connection with this invention, this means that we are talking about the absolute refractive index. Although the refractive indices differ depending on wavelengths, the refractive index referred to herein is a refractive index at least at a wavelength of light that can generate a signal charge in the photoelectric conversion section 110. In addition, in the case where the photoelectric converting elements 1 have a wavelength selection portion, such as a color filter or the like, the wavelength of light transmitted by this wavelength selection portion is applied. However, for practical purposes, the wavelength of incident light can be considered as corresponding to 0.55 μm — the wavelength of green light to which human eyes are sensitive, and in the following description the refractive index will be described as the refractive index corresponding to a wavelength of 0.55 μm.

В случае если показатель преломления наружного слоя элемента 220 для создания светового тракта больше, чем показатель преломления изолирующей пленки 200, а элемент 220 для создания светового тракта и изолирующая пленка 200 образуют поверхность раздела, полное внутреннее отражение оптически и геометрически происходит на этой поверхности раздела, которая направляет падающий свет в элемент 220 для создания светового тракта и - вследствие этого - может направлять его к светоприемной поверхности 111.If the refractive index of the outer layer of the light path element 220 is greater than the refractive index of the insulating film 200, and the light path element 220 and the insulating film 200 form an interface, total internal reflection is optically and geometrically at this interface, which directs the incident light to the element 220 to create a light path and, therefore, can direct it to the light receiving surface 111.

Отметим, что известна такая конфигурация, представляющая собой конфигурацию светонаправляющего тракта, при наличии которой между элементом для создания светового тракта и боковой поверхностью предусмотрена непрозрачная пленка, чтобы предотвратить вступление элемента для создания светового тракта в контакт с изолирующей пленкой (см., например, выложенный патент Японии № 2002-118245). В случае, если предусматривается непрозрачная пленка, можно уменьшить количество света, утечка которого происходит с боковой поверхности 204, становящееся причиной рассеянного светового излучения. Кроме того, в случае, если непрозрачная пленка представляет собой пленку, имеющую металлический блеск (пленку металла или аналогичную пленку), в этой непрозрачной пленке возникает отражение от металла, и поэтому падающий свет можно направлять к светоприемной поверхности внутри элемента для создания светового тракта. Вместе с тем, когда непрозрачная пленка располагается между элементом 220 для создания светового тракта и боковой поверхностью 204, свет, который не попал в элемент 220 для создания светового тракта, но попал в изолирующую пленку 200, оказывается заметно хуже используемым, поскольку этот свет не попал в элемент 220 для создания светового тракта. С другой стороны, в случае, если непрозрачная ленка не предусматривается, то, когда элемент 220 для создания светового тракта находится в контакте с боковой поверхностью 204 изолирующей пленки 200, свет, попадающий в изолирующую пленку 200, будет попадать изолирующей пленки 200 в элемент 220 для создания светового тракта, вследствие чего можно повысить эффективность использования света.Note that such a configuration is known, which is a configuration of the light guide path, in the presence of which an opaque film is provided between the light path element and the side surface to prevent the light path element from coming into contact with the insulating film (see, for example, Patent Laid-Open Japan No. 2002-118245). If an opaque film is provided, it is possible to reduce the amount of light that leaks from the side surface 204, which causes scattered light radiation. In addition, if the opaque film is a film having a metallic luster (metal film or a similar film), reflection from the metal occurs in this opaque film, and therefore, incident light can be directed to the light receiving surface inside the element to create a light path. However, when an opaque film is positioned between the light path element 220 and the side surface 204, light that does not enter the light path element 220 but enters the insulating film 200 is noticeably worse used since this light did not enter into the element 220 to create a light path. On the other hand, if an opaque ribbon is not provided, then when the light path element 220 is in contact with the side surface 204 of the insulating film 200, light entering the insulating film 200 will enter the insulating film 200 into the 220 element creating a light path, as a result of which it is possible to increase the efficiency of light use.

Материал (прозрачный материал) элемента 220 для создания светового тракта может быть органическим материалом или неорганическим материалом. Вместе с тем, желательными являются неорганические материалы, поскольку неорганические материалы химически стабильны. Примеры смол включают в себя смолу на основе силоксановой системы и полиимидную или аналогичные смолы. В качестве неорганических материалов пригодны нитрид кремния (Si3N4), оксинитрид кремния (SiOxNy) и оксид титана (TiO2). Элемент 220 для создания светового тракта может быть выполнен из одного-единственного материала или может быть выполнен из нескольких материалов. Ниже будут упомянуты приближенные значения показателей преломления тех материалов, которые приведены в качестве примеров материалов элемента 220 для создания светового тракта и изолирующей пленки 200. Эти значения составляют 1,4-1,5 для оксида кремния, 1,6-1,9 для оксинитрида кремния, 1,8-2,3 для нитрида кремния, 2,5-2,7 для оксида титана и 1,4-1,6 для боросиликатного стекла, фосфосиликатного стекла и борофосфосиликатного стекла (БСС, ФСС и БФСС). Отметим, что значащие цифры величин коэффициентов преломления, упоминаемые здесь, являются двумя цифрами, а вторая десятичная цифра после десятичной запятой отброшена в результате округления. Вышеупомянутые значения являются лишь примером, и даже в случае тех же самых материалов отношение компонентов нестехиометрического состава или плотность материала изменяется за счет изменения способа формирования пленки, вследствие чего можно должным образом задавать показатель преломления. Отметим, что показатель преломления обычной смолы составляет 1,3 - 1,6, и даже смола с высоким показателем преломления имеет соответствующее значение 1,6-1,8, а эффективный показатель преломления можно увеличить за счет введения в смолу неорганического материала с высоким показателем преломления, такого как оксид металла или аналогичное вещество. Примеры неорганических материалов с высоким показателем преломления, вводимых в смолу, включают в себя оксид титана, оксид тантала, оксид ниобия, оксид вольфрама, оксид циркония, оксид цинка, оксид индия и гафний окисления или аналогичное вещество.The material (transparent material) of the light path element 220 may be an organic material or an inorganic material. However, inorganic materials are desirable since inorganic materials are chemically stable. Examples of resins include a resin based on a siloxane system and polyimide or similar resins. Suitable inorganic materials are silicon nitride (Si 3 N 4 ), silicon oxynitride (SiO x N y ) and titanium oxide (TiO 2 ). The light path element 220 may be made of a single material or may be made of several materials. Below, approximate values of the refractive indices of those materials that are given as examples of the materials of the element 220 for creating the light path and the insulating film 200 will be mentioned. These values are 1.4-1.5 for silicon oxide, 1.6-1.9 for oxynitride silicon, 1.8-2.3 for silicon nitride, 2.5-2.7 for titanium oxide and 1.4-1.6 for borosilicate glass, phosphosilicate glass and borophosphosilicate glass (BSS, FSS and BFSS). Note that the significant digits of the refractive index values mentioned here are two digits, and the second decimal digit after the decimal point is discarded as a result of rounding. The above values are only an example, and even in the case of the same materials, the ratio of the components of non-stoichiometric composition or density of the material changes due to a change in the method of film formation, as a result of which the refractive index can be properly set. Note that the refractive index of a conventional resin is 1.3 - 1.6, and even a resin with a high refractive index has a corresponding value of 1.6-1.8, and the effective refractive index can be increased by introducing a high inorganic material into the resin refraction, such as metal oxide or the like. Examples of high refractive index inorganic materials introduced into the resin include titanium oxide, tantalum oxide, niobium oxide, tungsten oxide, zirconium oxide, zinc oxide, indium oxide and hafnium oxidation, or the like.

Хотя подробности применительно к варианту осуществления будут описаны ниже, все же отметим, что в данном изобретении элемент 220 для создания светового тракта имеет распределения показателя преломления, которое образовано первой областью высокого показателя преломления и второй областью высокого показателя преломления, имеющей больший показатель преломления, чем показатель преломления первой области высокого показателя преломления. Это распределения показателя преломления сформировано в пределах участка (среднего участка и периферийного участка), занятого тем же материалом, что и составляющий, по меньшей мере, часть элемента 220 для создания светового тракта. На практике, показатель преломления элемента 220 для создания светового тракта равен или больше, чем 1,6. Кроме того, на практике разность между максимальным значением и минимальным значением показателей преломления в распределении показателей преломления, характерном для участка, занимаемого вышеупомянутым одним материалом, равна или больше, чем 0,025, и может составлять может быть равна или больше, чем 0,050. Отметим, что, как правило, разность между максимальным значением и минимальным значением показателей преломления равна или меньше 0,50, а практически равна или меньше 0,25. При таком распределении показателя преломления, граница между первой областью высокого показателя преломления и второй областью высокого показателя преломления может быть отчетливо наблюдаемой или может не быть отчетливо наблюдаемой. Например, в случае, если показатель преломления плавно изменяется от центральной оси к изолирующей пленке 200, то граница между первой областью высокого показателя преломления и второй областью высокого показателя преломления не будет отчетливо наблюдаемой. В таком случае границу между первой областью высокого показателя преломления и второй областью высокого показателя преломления можно определить следующим образом. В частности, получают промежуточное значение между максимальным значением и минимальным значением показателей преломления участка, выполненного из одного и того же материала в пределах элемента 220 для создания светового тракта (т.е., (максимальное значение + минимальное значение)/2). При таком распределении показателя преломления в пределах элемента 220 для создания светового тракта, линия, соединяющая точку, служащую в качестве этого промежуточного значения, можно определить как границу между первой областью высокого показателя преломления и второй областью высокого показателя преломления. Излишне говорить, что первая область высокого показателя преломления включает в себя участок, показатель преломления которого является минимальным, а вторая область высокого показателя преломления включает в себя участок, показатель преломления которого является максимальным.Although the details with respect to the embodiment will be described below, it is still noted that in the present invention, the light path element 220 has refractive index distributions that are formed by a first high refractive index region and a second high refractive index region having a higher refractive index than the refraction of the first region of a high refractive index. This refractive index distribution is formed within the region (middle region and peripheral region) occupied by the same material as constituting at least part of the light path element 220. In practice, the refractive index of the element 220 to create the light path is equal to or greater than 1.6. In addition, in practice, the difference between the maximum value and the minimum value of the refractive indices in the distribution of refractive indices characteristic of the area occupied by the aforementioned one material is equal to or greater than 0.025, and may be equal to or greater than 0.050. Note that, as a rule, the difference between the maximum value and the minimum value of refractive indices is equal to or less than 0.50, and practically equal to or less than 0.25. With such a distribution of the refractive index, the boundary between the first region of the high refractive index and the second region of the high refractive index may or may not be clearly observable. For example, if the refractive index changes smoothly from the central axis to the insulating film 200, then the boundary between the first region of the high refractive index and the second region of the high refractive index will not be clearly observed. In this case, the boundary between the first region of the high refractive index and the second region of the high refractive index can be determined as follows. In particular, an intermediate value is obtained between the maximum value and the minimum value of the refractive indices of a portion made of the same material within the element 220 to create a light path (i.e., (maximum value + minimum value) / 2). With this distribution of the refractive index within the light path element 220, the line connecting the point serving as this intermediate value can be defined as the boundary between the first region of the high refractive index and the second region of the high refractive index. Needless to say, the first region of the high refractive index includes a portion whose refractive index is minimal, and the second region of the high refractive index includes a portion whose maximum refractive index.

Отметим, что термин «один и тот же (тот же самый) материал» означает материалы, имеющие один и тот же стехиометрический состав. Соответственно, материал, состав которого отличается от стехиометрического (т.е. имеющий другой, нестехиометрический состав), и материал, кристалличность которого, плотность материала, плотность включения (меньшая, чем у основного материала), материал примеси (концентрация которого равна или меньше 1 масс. %) и плотность примеси отличаются, можно назвать одним и тем же материалом. Например, хотя отношение компонентов стехиометрического состава нитрида кремния составляет Si:N=3:4, материалы, фактические отношения между Si и N в которых взаимно отличаются в пределах диапазона, где отношения компонентов стехиометрического состава являются такими же, можно считать одним и тем же материалом. Кроме того, например, монокристаллический кремний и поликремний (поликристаллический кремний) рассматриваются как один и тот же материал. Отметим, что материалы, имеющие отличающийся стехиометрический состав, не являются одним и тем же материалом. Например, хотя и монооксид титана (TiO), и диоксид титана (TiO2) являются соединениями оксида и титана (т.е. представляют собой оксид титана), эти материалы являются стехиометрически разными. Как описано выше, нитрид кремния имеет значительно больший показатель преломления, чем показатель преломления оксида кремния, а также имеет более широкий диапазон доступного показателя преломления по сравнению с оксинитридом кремния, и поэтому оказывается подходящим в качестве материала, имеющего вышеуказанное распределения показателя преломления. В случае применения нитрида кремния в качестве элемента 220 для создания светового тракта, вышеуказанное распределения показателя преломления можно сформировать, изменяя способ формирования пленки нитрида кремния во время формирования пленки. Кроме того, в случае применения смолы, в которой диспергированы частицы оксида металла для получения элемента 220 для создания светового тракта, вышеупомянутое распределения показателя преломления также можно сформировать, изменяя плотность неорганического материала с высоким показателем преломления, вводимого в смолу. Хотя распределение показателя преломления в элементе 220 для создания светового тракта можно сформировать, воспользовавшись материалами, отличающимися друг от друга, данное изобретение демонстрирует явно выраженное преимущество в случае, когда распределение показателя преломления в элементе 220 для создания светового тракта сформировано с использованием одного и того же материала вышеописанным способом.Note that the term “same (same) material” means materials having the same stoichiometric composition. Accordingly, a material whose composition differs from stoichiometric (i.e., having a different, non-stoichiometric composition), and a material whose crystallinity, material density, inclusion density (lower than that of the main material), impurity material (whose concentration is equal to or less than 1 wt.%) and the density of the impurities are different, can be called one and the same material. For example, although the ratio of the components of the stoichiometric composition of silicon nitride is Si: N = 3: 4, materials whose actual ratios between Si and N are mutually different within the range where the ratios of the components of the stoichiometric composition are the same can be considered the same material . In addition, for example, monocrystalline silicon and polysilicon (polycrystalline silicon) are considered as the same material. Note that materials having a different stoichiometric composition are not the same material. For example, although both titanium monoxide (TiO) and titanium dioxide (TiO 2 ) are oxide and titanium compounds (i.e., titanium oxide), these materials are stoichiometrically different. As described above, silicon nitride has a significantly higher refractive index than the refractive index of silicon oxide, and also has a wider range of available refractive index than silicon oxynitride, and therefore is suitable as a material having the above refractive index distribution. In the case of using silicon nitride as the light path element 220, the above refractive index distributions can be formed by changing the method of forming silicon nitride film during film formation. In addition, in the case of using a resin in which the metal oxide particles are dispersed to form the light path element 220, the aforementioned refractive index distributions can also be formed by varying the density of the high refractive index inorganic material introduced into the resin. Although the distribution of the refractive index in the light path element 220 can be formed using materials that are different from each other, this invention shows a distinct advantage in the case where the distribution of the refractive index in the light path element 220 is formed using the same material as described above.

Способ формирования элемента 220 для создания светового тракта и изолирующей пленки 200 не ограничивается каким-либо конкретным способом. Как правило, можно применять первый способ формирования, при осуществлении которого - после формирования изолирующей пленки 200, имеющей участок 201 проема, за счет того, что изолирующую пленку, не имеющую участка 201 проема, подвергают обработке травлением, - материал элемента 220 для создания светового тракта осаждают на участок 201 проема, тем самым формируя элемент 220 для создания светового тракта. Кроме того, можно применять второй способ формирования, при осуществлении которого повторяют процесс обеспечения проема за счет того, что изолирующие слои подвергают травлению каждый раз, когда формируют каждый изолирующий слой, составляющий изолирующую пленку 200, и проводят процесс осаждения материала элемента 220 для создания светового тракта в проем. Кроме того, можно применять третий способ формирования, при осуществлении которого - после ранее проведенного размещения элемента 220 для создания светового тракта - размещают часть изолирующих слоев изолирующей пленки 200 вокруг элемента 220 для создания светового тракта. Можно также применять четвертый способ формирования, при осуществлении которого - после формирования изолирующей пленки, не имеющей участка 201 проема, - улучшают часть изолирующей пленки, соответствующую элементу 220 для создания светового тракта, тем самым формируя элемент 220 для создания светового тракта.The method of forming the element 220 to create the light path and the insulating film 200 is not limited to any particular method. As a rule, you can apply the first method of formation, in the implementation of which - after the formation of the insulating film 200 having a section 201 of the opening, due to the fact that the insulating film that does not have a section 201 of the opening is subjected to etching, the material of the element 220 to create a light path besieged on the section 201 of the opening, thereby forming an element 220 to create a light path. In addition, you can apply the second method of formation, in which the process of providing the opening is repeated due to the fact that the insulating layers are etched each time that each insulating layer constituting the insulating film 200 is formed and the deposition process of the material of the element 220 is carried out to create a light path in the opening. In addition, you can apply the third method of formation, in the implementation of which - after the previous placement of the element 220 to create the light path - place part of the insulating layers of the insulating film 200 around the element 220 to create the light path. You can also apply the fourth method of formation, in the implementation of which - after forming an insulating film that does not have a portion 201 of the opening, improve the part of the insulating film corresponding to the element 220 to create the light path, thereby forming the element 220 to create the light path.

Что касается примера на фиг. 1, то здесь показан пример, в котором применен первый способ формирования. Двенадцатый изолирующий слой 216 составляет часть изолирующей пленки 200 и образует поверхность 203 дна участка 201 проема. Двенадцатый изолирующий слой 216 размещен на верхнем участке светоприемной поверхности 111 и на верхнем участке части электрода 218 затвора. Площадь двенадцатого изолирующего слоя 216 в направлении плоскости больше, чем площадь поверхности 203 дна. Площадь двенадцатого изолирующего слоя 216 в направлении плоскости меньше, чем площади первого изолирующего слоя 205 и второго изолирующего слоя 206. В данном случае, поверхность 203 дна участка 201 проема располагается в диапазоне, где существует третий изолирующий слой 207. Иными словами, третий изолирующий слой 207 располагается в пределах третьей плоскости 1003. Поверхность дна участка 201 проема (третья плоскость 1003) может находиться ближе к полупроводниковой подложке 100, чем первый слой 2171 электропроводки.Regarding the example of FIG. 1, an example is shown here in which the first formation method is applied. The twelfth insulating layer 216 forms part of the insulating film 200 and forms the bottom surface 203 of the opening portion 201. The twelfth insulating layer 216 is located on the upper portion of the light receiving surface 111 and on the upper portion of the portion of the gate electrode 218. The area of the twelfth insulating layer 216 in the plane direction is larger than the bottom surface area 203. The area of the twelfth insulating layer 216 in the plane direction is smaller than the area of the first insulating layer 205 and the second insulating layer 206. In this case, the bottom surface 203 of the opening portion 201 is in the range where the third insulating layer 207 exists. In other words, the third insulating layer 207 located within the third plane 1003. The bottom surface of the opening portion 201 (third plane 1003) may be closer to the semiconductor substrate 100 than the first wiring layer 2171.

Двенадцатый изолирующий слой 216 может служить в качестве средства остановки травления во время формирования участка 201 проема в многослойной изолирующей пленке 200. Чтобы двенадцатый изолирующий слой 216 мог служить в качестве средства остановки травления, применяют материал, отличающийся от слоя, который находится в контакте с верхней поверхностью двенадцатого изолирующего слоя 216 (в данном случае - это материал третьего изолирующего слоя 207, выполненного из БФСС). Фиг. 1 иллюстрирует режим, в котором - во время формирования участка 201 проема - в результате того, что двенадцатый изолирующий слой 216 подвергается некоторому травлению, поверхность 203 дна располагается ближе к стороне участка 110 фотоэлектрического преобразования, чем верхняя поверхность двенадцатого изолирующего слоя 216. В результате этого, двенадцатый изолирующий слой 216 образует малый участок боковой поверхности 204, расположенный ближе к поверхности 203 дна. Двенадцатый изолирующий слой 216, служащий в качестве средства остановки травления, может не подвергаться травлению вовсе, и в этом случае двенадцатый изолирующий слой 216 образует лишь поверхность 203 дна.The twelfth insulating layer 216 can serve as a means of stopping the etching during the formation of the opening portion 201 in the multilayer insulating film 200. In order for the twelfth insulating layer 216 to serve as the means of stopping the etching, a material different from the layer that is in contact with the upper surface is used the twelfth insulating layer 216 (in this case, it is the material of the third insulating layer 207 made of BFSS). FIG. 1 illustrates a mode in which — during the formation of the opening portion 201 — as a result of the twelfth insulating layer 216 being subjected to some etching, the bottom surface 203 is closer to the side of the photoelectric conversion section 110 than the upper surface of the twelfth insulating layer 216. As a result, , the twelfth insulating layer 216 forms a small portion of the side surface 204 located closer to the bottom surface 203. The twelfth insulating layer 216, serving as a means of stopping the etching, may not be subjected to etching at all, in which case the twelfth insulating layer 216 forms only the bottom surface 203.

В случае, если между вторым изолирующим слоем 206 и участком 110 фотоэлектрического преобразования предусмотрен слой (в данном случае - первый изолирующий слой 205, выполненный из нитрида кремния), имеющий показатель преломления между показателем преломления второго изолирующего слоя 206 и показателем преломления участка 110 фотоэлектрического преобразования, пропускание от элемента 220 для создания светового тракта к участку 110 фотоэлектрического преобразования улучшается.If a layer is provided between the second insulating layer 206 and the photoelectric conversion section 110 (in this case, the first insulating layer 205 made of silicon nitride) having a refractive index between the refractive index of the second insulating layer 206 and the refractive index of the photoelectric conversion section 110, the transmission from the light path element 220 to the photoelectric conversion section 110 is improved.

Как описано выше, по меньшей мере, элемент 220 для создания светового тракта и изолирующая пленка 200 имеют конфигурацию светонаправляющего тракта, а свет, попадающий в фотоэлектрический преобразующий элемент 1, принципиально распространяется к участку 110 фотоэлектрического преобразования через элемент 220 для создания светового тракта. Над элементом 220 для создания светового тракта и изолирующей пленкой 200A предусмотрена прозрачная пленка 319.As described above, at least the light path element 220 and the insulating film 200 have a light guide path configuration, and the light entering the photoelectric conversion element 1 extends in principle to the photoelectric conversion section 110 through the light path element 220. A transparent film 319 is provided above the light path element 220 and the insulating film 200A.

На той стороне светоприемной поверхности 111, которая противоположна прозрачной пленке 319, в указываемом ниже порядке от стороны прозрачной пленки 319 последовательно уложены второй слой 320 со средним показателем преломления, слой 321 с низким показателем преломления, первый слой 322 со средним показателем преломления, второй слой 323 подложки линзы, второй слой 324 тела линзы, второй слой 325 покрытия тела линзы, сплющенная пленка 326, слой 327 цветного светофильтра, первый слой 328 подложки линзы и первый слой 329 тела линзы. Хотя подробности этих слоев будут описаны ниже, отметим, что, без внесения ограничений в эту конфигурацию, можно воплотить различные ее модификации. Например, можно исключить, по меньшей мере, один из первого слоя 329 тела линзы (и первого слоя 328 подложки линзы) и второго слоя 324 тела линзы (и второго слоя 323 подложки линзы). В случае исключения второго слоя 324 тела линзы (и второго слоя 323 подложки линзы), можно также исключить сплющенную пленку 326. Кроме того, можно исключить слой 327 цветного светофильтра, или возможна ситуация, в которой слой 327 цветного светофильтра также служит для выполнения функции сплющенной пленки 326.On the side of the light-receiving surface 111, which is opposite to the transparent film 319, in the following order from the side of the transparent film 319, a second layer 320 with an average refractive index, a layer 321 with a low refractive index, a first layer 322 with an average refractive index, a second layer 323 a lens substrate, a second lens body layer 324, a second lens body coating layer 325, a flattened film 326, a color filter layer 327, a first lens substrate layer 328 and a first lens body layer 329. Although the details of these layers will be described below, we note that, without introducing restrictions on this configuration, it is possible to implement its various modifications. For example, at least one of the first layer 329 of the lens body (and the first layer 328 of the lens substrate) and the second layer 324 of the lens body (and the second layer 323 of the lens substrate) can be excluded. If the second layer 324 of the lens body (and the second layer 323 of the lens substrate) is eliminated, the flattened film 326 can also be eliminated. In addition, the color filter layer 327 can be excluded, or it is possible that the color filter layer 327 also serves as a flattened film films 326.

Прозрачная пленка 319 управляет расстоянием (длиной пути света) от наружной поверхности фотоэлектрического преобразующего элемента 1 (в данном случае - от поверхности первого слоя 329 тела линзы) к изолирующей пленке 200 и элементу 220 для создания светового тракта. Типичная толщина прозрачной пленки 319 равна или больше, чем 0,080 мкм. С другой стороны, при чрезмерном утолщении прозрачной пленки 319 уменьшается количество света, падающего на элемент 220 для создания светового тракта. Толщина прозрачной пленки 319 равна или меньше глубины участка 201 проема, а также может не превышать половину глубины участка 201 проема. Типичная толщина прозрачной пленки 319 равна или меньше 0,50 мкм.The transparent film 319 controls the distance (the path of light) from the outer surface of the photoelectric conversion element 1 (in this case, from the surface of the first layer 329 of the lens body) to the insulating film 200 and the light path element 220. A typical thickness of the transparent film 319 is equal to or greater than 0.080 microns. On the other hand, with excessive thickening of the transparent film 319, the amount of light incident on the light path element 220 is reduced. The thickness of the transparent film 319 is equal to or less than the depth of the opening portion 201, and may also not exceed half the depth of the opening portion 201. A typical thickness of the transparent film 319 is equal to or less than 0.50 μm.

Хотя материал прозрачной пленки 319 может отличаться от материала элемента 220 для создания светового тракта, желательно чтобы оба они были одним и тем же материалом. В случае, если материал прозрачной пленки 319 и материал элемента 220 для создания светового тракта одинаковы, элемент 220 для создания светового тракта и прозрачную пленку 319 выполняют как единое целое, и поэтому граница между элементом 220 для создания светового тракта и прозрачной пленкой 319 может не оказаться отчетливо наблюдаемой. Как описано выше, элемент 220 для создания светового тракта располагается на внутренней стороне участка 201 проема (между второй плоскостью 1002 и третьей плоскостью 1003), а прозрачная пленка 319 находится на внешней стороне участка 201 проема. Соответственно, элемент 220 для создания светового тракта и прозрачную пленку 319 можно различать, определяя, есть ли прозрачный материал на внутренней стороне участка 201 проема или на внешней стороне участка 201 проема. Разграничение между внутренней стороной и внешней стороной участка 201 проема можно осуществить за счет воображаемого продолжения верхней поверхности 202 изолирующей пленки 200 вверх выше участка 201 проема (верхние края боковой поверхности 204 воображаемо соединены прямой линией) посредством наблюдаемого изображения поперечного сечения фотоэлектрического преобразующего элемента 1.Although the material of the transparent film 319 may differ from the material of the element 220 to create the light path, it is desirable that both of them be the same material. If the material of the transparent film 319 and the material of the element 220 to create the light path are the same, the element 220 to create the light path and the transparent film 319 are made as a whole, and therefore the boundary between the element 220 to create the light path and the transparent film 319 may not be distinctly observable. As described above, the light path element 220 is located on the inner side of the opening portion 201 (between the second plane 1002 and the third plane 1003), and the transparent film 319 is located on the outside of the opening portion 201. Accordingly, the light path element 220 and the transparent film 319 can be distinguished by determining whether there is transparent material on the inside of the opening portion 201 or on the outside of the opening portion 201. The distinction between the inner side and the outer side of the opening portion 201 can be achieved by imaginarily extending the top surface 202 of the insulating film 200 upward above the opening portion 201 (the upper edges of the side surface 204 are imaginary connected by a straight line) by means of the observed cross-sectional image of the photoelectric conversion element 1.

Вышеизложенное описание составлено в контексте общего представление о фотоэлектрических преобразующих элементах 1. Далее, со ссылками на фиг. 2-10, будет описан вариант осуществления распределения показателя преломления, которое характерно для элемента 220 для создания светового тракта. Отметим, что на фиг. 2 и 4-9 изображены лишь подложка 100, показанная на фиг. 1, участок от первой плоскости 1001 до второй плоскости 1002 и прозрачная пленка 319. Касательно участков над прозрачной пленкой 319 отметим, что их конфигурация является обычной, и ее можно также изменять соответствующим образом, поэтому их описание будет опущено. Кроме того, на этих чертежах элемент или участок, имеющий ту же функцию, обозначен той же позицией, а его подробное описание будет опущено.The foregoing description is made in the context of a general understanding of the photovoltaic conversion elements 1. Next, with reference to FIG. 2-10, an embodiment of the distribution of the refractive index, which is characteristic of the light path element 220, will be described. Note that in FIG. 2 and 4-9 only the substrate 100 shown in FIG. 1, a portion from a first plane 1001 to a second plane 1002 and a transparent film 319. Regarding the areas above the transparent film 319, we note that their configuration is normal and can also be changed accordingly, so their description will be omitted. In addition, in these figures, an element or portion having the same function is denoted by the same reference numeral, and a detailed description thereof will be omitted.

Первый вариант осуществленияFirst Embodiment

На фиг. 2А представлен чертеж поперечного сечения в направлении, перпендикулярном главной поверхности 101 (и светоприемной поверхности 111) участка фотоэлектрического преобразующего элемента 1 в соответствии с первым вариантом осуществления, а на фиг. 2В представлен чертеж поперечного сечения в направлении, параллельном главной поверхности 101 (и светоприемной поверхности 111) участка фотоэлектрического преобразующего элемента 1 в соответствии с первым вариантом осуществления.In FIG. 2A is a cross-sectional drawing in a direction perpendicular to the main surface 101 (and the light receiving surface 111) of the portion of the photoelectric conversion element 1 in accordance with the first embodiment, and FIG. 2B is a cross-sectional drawing in a direction parallel to the main surface 101 (and the light receiving surface 111) of the portion of the photoelectric conversion element 1 in accordance with the first embodiment.

Помимо первой плоскости 1001, второй плоскости 1002 и третьей плоскости 1003, описанных со ссылками на фиг. 1, на фиг. 2A изображены четвертая плоскость 1004, пятая плоскость 1005 и шестая плоскость 1006. Четвертая плоскость 1004 расположена между второй плоскостью 1002 и третьей плоскостью 1003 и является плоскостью, находящейся на одинаковом расстоянии от второй плоскости 1002 и третьей плоскости 1003. То есть четвертая плоскость 1004 расположена посредине между второй плоскостью 1002 и третьей плоскостью 1003. Пятая плоскость 1005 расположена между второй плоскостью 1002 и четвертой плоскостью 1004, а шестая плоскость 1006 расположена между третьей плоскостью 1003 и четвертой плоскостью 1004. То есть пятая плоскость 1005 является плоскостью, представляющей собой верхний участок элемента 220 для создания светового тракта (половину входной стороны) и - для удобства - принимается в данном случае за плоскость, находящуюся на одинаковом расстоянии от второй плоскости 1002 и четвертой плоскости 1004. Аналогичным образом, шестая плоскость 1006 является плоскостью, представляющей собой нижний участок элемента 220 для создания светового тракта (половину выходной стороны) и - для удобства - принимается в данном случае за плоскость, находящуюся на одинаковом расстоянии от третьей плоскости 1003 и четвертой плоскости 1004.In addition to the first plane 1001, the second plane 1002, and the third plane 1003 described with reference to FIG. 1, in FIG. 2A shows a fourth plane 1004, a fifth plane 1005 and a sixth plane 1006. The fourth plane 1004 is located between the second plane 1002 and the third plane 1003 and is a plane that is at the same distance from the second plane 1002 and the third plane 1003. That is, the fourth plane 1004 is located in the middle between the second plane 1002 and the third plane 1003. The fifth plane 1005 is located between the second plane 1002 and the fourth plane 1004, and the sixth plane 1006 is located between the third plane 1003 and the fourth plane 1004. That is, the fifth plane 1005 is a plane that represents the upper portion of the light path element 220 (half the input side) and, for convenience, is taken in this case as a plane at the same distance from the second plane 1002 and the fourth plane 1004 Similarly, the sixth plane 1006 is a plane representing the lower portion of the light path element 220 (half the output side) and, for convenience, is taken in this case as a plane, finding I am at the same distance from the third plane 1003 and the fourth plane 1004.

Вид S1 на фиг. 2B иллюстрирует поперечное сечение во второй плоскости 1002, вид S2 иллюстрирует сечение в пятой плоскости 1005, вид S3 иллюстрирует поперечное сечение в четвертой плоскости 1004, а вид S4 иллюстрирует поперечное сечение в шестой плоскости 1006. Вид S5 иллюстрирует ближнюю к элементу 220 для создания светового тракта сторону третьей плоскости 1003, а в частности, иллюстрирует поперечное сечение на нижнем краю участка, который составляет третий изолирующий слой 207 боковой поверхности 204.View S1 in FIG. 2B illustrates a cross-section in a second plane 1002, view S2 illustrates a cross-section in a fifth plane 1005, view S3 illustrates a cross-section in a fourth plane 1004, and view S4 illustrates a cross-section in a sixth plane 1006. View S5 illustrates the closest to the light path element 220 side of the third plane 1003, and in particular, illustrates a cross section at the lower edge of the portion that makes up the third insulating layer 207 of the side surface 204.

Элемент 220 для создания светового тракта имеет, по меньшей мере, средний участок 222 и периферийный участок 221. Периферийный участок 221 расположен между средним участком 222 и изолирующей пленкой 200.The light path element 220 has at least a middle portion 222 and a peripheral portion 221. A peripheral portion 221 is located between the middle portion 222 and the insulating film 200.

Периферийный участок 221 окружает средний участок 222. Периферийный участок 221 выполнен из того же материала, что и средний участок 222. По меньшей мере, между участком периферийного участка 221 и участком среднего участка 222 нет участка, выполненного из материала, отличающегося от материала периферийного участка 221 и среднего участка 222, и один и тот же материал продолжается от среднего участка 222 до периферийного участка 221. Соответственно, можно сказать, что периферийный участок 221 неразрывен со средним участком 222. Желательно, чтобы между всем периферийным участком 221 и всем средним участком 222 не было участка, выполненного из материала, отличающегося от материалов этих участков. Что касается примера, показанного на фиг. 2, то желательно, чтобы периферийный участок 221 находился в контакте с изолирующей пленкой 200.The peripheral portion 221 surrounds the middle portion 222. The peripheral portion 221 is made of the same material as the middle portion 222. At least between the portion of the peripheral portion 221 and the portion of the middle portion 222 there is no portion made of material different from the material of the peripheral portion 221 and the middle section 222, and the same material extends from the middle section 222 to the peripheral section 221. Accordingly, it can be said that the peripheral section 221 is inseparable from the middle section 222. It is desirable that between all riferiynym portion 221 and all of the intermediate portion 222 portion was formed of a material different from the material of these portions. With regard to the example shown in FIG. 2, it is desirable that the peripheral portion 221 is in contact with the insulating film 200.

В данном варианте осуществления, показатель преломления среднего участка 222 больше, чем показатель преломления изолирующей пленки 200. Показатель преломления периферийного участка 221 больше, чем показатель преломления среднего участка 222. Соответственно, показатель преломления периферийного участка 221 также больше, чем показатель преломления изолирующей пленки 200.In this embodiment, the refractive index of the middle portion 222 is greater than the refractive index of the insulating film 200. The refractive index of the peripheral portion 221 is greater than the refractive index of the middle portion 222. Accordingly, the refractive index of the peripheral portion 221 is also greater than the refractive index of the insulating film 200.

Таким образом, элемент 220 для создания светового тракта выполнен из материала с высоким показателем преломления, имеющего больший показатель преломления, чем показатель преломления изолирующей пленки 200. Материал с высоким показателем преломления имеет распределение показателя преломления, конфигурация которого предусматривает первую область высокого показателя преломления и вторую область высокого показателя преломления, имеющую больший показатель преломления, чем показатель преломления первой области высокого показателя преломления. В данном варианте осуществления, средний участок 222 представляет собой первую область высокого показателя преломления, а периферийный участок 221 представляет собой вторую область высокого показателя преломления. Фиг. 2A иллюстрирует ситуацию, в которой существует заметное различие между показателями преломления среднего участка 222 и периферийного участка 221. Например, в случае, если показатель преломления среднего участка 222 составляет 1,83, а показатель преломления периферийного участка 221 составляет 1,90, при рассмотрении через электронный микроскоп наблюдаемого изображения поперечного сечения элемента 220 для создания светового тракта в направлении, перпендикулярном главной поверхности 101, можно заметить, что в изображении есть различие между средним участком 222 и периферийным участком 221.Thus, the light path element 220 is made of a high refractive index material having a higher refractive index than the refractive index of the insulating film 200. The high refractive index material has a refractive index distribution whose configuration includes a first region of high refractive index and a second region a high refractive index having a higher refractive index than the refractive index of the first region of the high refractive index laziness. In this embodiment, the middle portion 222 represents the first high refractive index region, and the peripheral portion 221 represents the second high refractive index region. FIG. 2A illustrates a situation in which there is a noticeable difference between the refractive indices of the middle portion 222 and the peripheral portion 221. For example, if the refractive index of the middle portion 222 is 1.83 and the refractive index of the peripheral portion 221 is 1.90, when viewed through electron microscope of the observed image of the cross section of the element 220 to create a light path in the direction perpendicular to the main surface 101, you can notice that in the image there is a difference between the average section 222 and peripheral section 221.

Чтобы сформировать распределение показателя преломления при использовании нитрида кремния, можно применить, например, нижеследующие способы. Что касается первого способа, то сначала формируют первую пленку нитрида кремния на боковой поверхности 204 путем увеличения количества кремниевых компонентов относительно нитридных компонентов пленкообразующего материала. После этого формируют вторую пленку нитрида кремния поверх первой пленки нитрида кремния путем уменьшения - по сравнению с формированием первой пленкой нитрида кремния - количества кремниевых компонентов относительно количества нитридных компонентов пленкообразующего материала. При этом, одно из количества кремниевых компонентов и количества нитридных компонентов или оба они могут быть разными во время формирования первой пленки нитрида кремния и во время формирования второй пленки нитрида кремния. В соответствии с этим первым способом, можно сформировать элемент 220 для создания светового тракта, в котором первая пленка нитрида кремния составляет периферийный участок 221, а вторая пленка нитрида кремния составляет средний участок 222. Вот почему даже в случае, если отношение компонентов в стехиометрическом составе составляет Si:N = 3:4, то по поводу нестехиометрического состава, в котором отношение кремния к азоту (Si/N) относительно велико, можно отметить, что такой состав имеет больший показатель преломления, чем показатель преломления нитрида кремния, в котором отношение кремния к азоту (Si/N) относительно мало. Что касается нитрида кремния, получаемого обычным способом формирования пленки, таким, как способ химического осаждения из паровой фазы (ХОПФ), то отношение кремния к азоту составляет от 1/2 до 3/2, а как правило, от 3/5 до 1. Отметим, что показатель преломления нитрида кремния, в котором отношение кремния к азоту составляет 3/4, иными словами, показатель преломления нитрида кремния для того нитрида кремния, фактический состав которого совпадает со стехиометрическим составом, может составлять 2,0.To form the distribution of the refractive index when using silicon nitride, you can apply, for example, the following methods. As for the first method, first, a first silicon nitride film is formed on the side surface 204 by increasing the amount of silicon components relative to the nitride components of the film-forming material. After that, a second silicon nitride film is formed on top of the first silicon nitride film by reducing, compared with the formation of the first silicon nitride film, the number of silicon components relative to the number of nitride components of the film-forming material. Moreover, one of the number of silicon components and the number of nitride components, or both, can be different during the formation of the first silicon nitride film and during the formation of the second silicon nitride film. According to this first method, it is possible to form the light path element 220 in which the first silicon nitride film constitutes the peripheral portion 221 and the second silicon nitride film constitutes the middle portion 222. That is why even if the ratio of the components in the stoichiometric composition is Si: N = 3: 4, then regarding the non-stoichiometric composition, in which the ratio of silicon to nitrogen (Si / N) is relatively large, it can be noted that such a composition has a higher refractive index than the refractive index neither chloride of silicon, wherein the silicon to nitrogen ratio (Si / N) is relatively small. As for silicon nitride, obtained by the usual method of film formation, such as the method of chemical vapor deposition (CVD), the ratio of silicon to nitrogen is from 1/2 to 3/2, and usually from 3/5 to 1. Note that the refractive index of silicon nitride, in which the ratio of silicon to nitrogen is 3/4, in other words, the refractive index of silicon nitride for that silicon nitride, the actual composition of which coincides with the stoichiometric composition, can be 2.0.

Что касается второго способа, то сначала формируют первую пленку нитрида кремния, адгезионная способность и плотность материала которой велики, на боковой поверхности 204 путем уменьшения энергии, подводимой в пленкообразующий материал. После этого, поверх первой пленки нитрида кремния формируют вторую пленку нитрида кремния, внедряемость которой является высокой, а плотность материала - малой, путем увеличения энергии, подводимой в пленкообразующий материал. Таким образом, можно сформировать элемент 220 для создания светового тракта, в котором первая пленка нитрида кремния составляет периферийный участок 221, а вторая пленка нитрида кремния составляет средний участок 222. Вот почему плотная пленка нитрида кремния, в которой плотность материала относительно велика, имеет больший показатель преломления, чем крупнозернистая пленка, в которой плотность нитрида кремния относительно мала.As for the second method, first, a first silicon nitride film is formed, the adhesive ability and density of the material of which are large, on the side surface 204 by reducing the energy supplied to the film-forming material. After that, on top of the first film of silicon nitride, a second film of silicon nitride is formed, the penetration of which is high and the density of the material is low, by increasing the energy supplied to the film-forming material. Thus, it is possible to form the light path element 220 in which the first silicon nitride film constitutes the peripheral portion 221 and the second silicon nitride film constitutes the middle portion 222. That is why a dense silicon nitride film in which the density of the material is relatively high has a higher index refraction than a coarse-grained film in which the density of silicon nitride is relatively low.

Чем ближе периферийный участок 221 к светоприемной поверхности 111, тем меньше становится толщина периферийного участка 221. Подробности будут пояснены со ссылками на фиг. 2B. Величины DS1, DS2, DS3, DS4 и DS5 отображают ширину (диаметр) участка 201 проема в поперечных сечениях S1 - S5. В данном варианте осуществления, боковая поверхность 204, показанная на фиг. 1, имеет форму с прямой конусностью по отношению к светоприемной поверхности 111, и имеет соотношение DS1 > DS2 > DS3 > DS4 > DS5.The closer the peripheral portion 221 to the light receiving surface 111, the smaller the thickness of the peripheral portion 221. becomes. Details will be explained with reference to FIG. 2B. The values DS1, DS2, DS3, DS4 and DS5 represent the width (diameter) of the opening portion 201 in cross sections S1 to S5. In this embodiment, the side surface 204 shown in FIG. 1 has a straight taper shape with respect to the light receiving surface 111, and has a ratio of DS1> DS2> DS3> DS4> DS5.

Величины DL1, DL2, DL3, DL4 и DL5 отображают ширину (диаметр) среднего участка 222 в поперечных сечениях S1 - S5. Центральная ось проходит через средний участок 222, и этот средний участок 222 постоянно простирается вдоль центральной оси без разрывов. В данном варианте осуществления, средний участок 222 имеет форму усеченного конуса, а внешняя поверхность среднего участка 222 (поверхность на стороне периферийного участка 221) имеет форму с прямой конусностью по отношению к светоприемной поверхности 111. внешняя поверхность среднего участка 222 концентрична центральной оси и обладает осевой симметрией вокруг оси вращения, а также имеет соотношение DL1<DL2<DL3<DL4<DL5. Отметим, что DL5 - это величина, меньшая, чем DS5, но чрезвычайно близкая к DS5.The values DL1, DL2, DL3, DL4 and DL5 represent the width (diameter) of the middle portion 222 in cross sections S1 to S5. The central axis passes through the middle section 222, and this middle section 222 constantly extends along the central axis without gaps. In this embodiment, the middle portion 222 is in the shape of a truncated cone, and the outer surface of the middle portion 222 (the surface on the side of the peripheral portion 221) has a straight taper shape with respect to the light receiving surface 111. The outer surface of the middle portion 222 is concentric with the central axis and has an axial symmetry around the axis of rotation, and also has the relation DL1 <DL2 <DL3 <DL4 <DL5. Note that DL5 is a value smaller than DS5, but extremely close to DS5.

Величины TH1, TH2, TH3 и TH4 отображают толщину (ширину) периферийного участка 221 в поперечных сечениях S1-S4. В данном варианте осуществления, внутренняя поверхность периферийного участка 221 (поверхность на стороне среднего участка 222) и внешняя поверхность периферийного участка 221 (поверхность на стороне изолирующей пленки 200) имеют форму с обратной конусностью по отношению к светоприемной поверхности 111. Выдерживается соотношение TH1>TH2>TH3>TH4>TH5. В данном случае, величина TH5 (не показана) отображает толщину периферийного участка 221 в поперечном сечении S5, представляет собой величину, эквивалентную величине (DS5-DL5)/2, и является величиной, чрезвычайно близкой к 0. Таким образом, периферийный участок 221 постоянно простирается вдоль боковой поверхности 204 изолирующей пленки 200 без разрывов.Values TH1, TH2, TH3 and TH4 represent the thickness (width) of the peripheral portion 221 in cross sections S1-S4. In this embodiment, the inner surface of the peripheral portion 221 (the surface on the side of the middle portion 222) and the outer surface of the peripheral portion 221 (the surface on the side of the insulating film 200) are inverse taper shape with respect to the light receiving surface 111. The ratio TH1> TH2> is maintained TH3> TH4> TH5. In this case, the value TH5 (not shown) represents the thickness of the peripheral portion 221 in the cross section S5, represents a value equivalent to the value (DS5-DL5) / 2, and is a value extremely close to 0. Thus, the peripheral portion 221 is constantly extends along the side surface 204 of the insulating film 200 without breaks.

В данном случае, хотя отношение (TH1/TH5) между максимальным значением (TH1) и минимальным значением (TH5) толщины периферийного участка 221 почти бесконечно, минимальное значение толщины периферийного участка 221 равно или меньше половины максимального значения (т.е., (максимальное значение)/(минимальное значение) ≥2. В предположении, что длина волны света, попадающего в элемент 220 для создания светового тракта, равна λ, показатель преломления изолирующей пленки 200 равен n0, а показатель преломления периферийного участка 221 равен n1, максимальное значение толщины периферийного участка 221 больше, чем λ / 2 ( n 1 2 n 0 2 )

Figure 00000001
Кроме того, минимальное значение толщины периферийного участка 221 меньше, чем λ / 4 ( n 1 2 n 0 2 )
Figure 00000002
Толщина периферийного участка 221 имеет максимальное значение на верхнем участке элемента 220 для создания светового тракта (от второй плоскости 1002 до четвертой плоскости 1004). Кроме того, толщина периферийного участка 221 имеет минимальное значение на нижнем участке элемента 220 для создания светового тракта (от четвертой плоскости 1004 до третьей плоскости 1003).In this case, although the ratio (TH1 / TH5) between the maximum value (TH1) and the minimum value (TH5) of the thickness of the peripheral portion 221 is almost infinite, the minimum thickness value of the peripheral portion 221 is equal to or less than half the maximum value (i.e., (maximum value) / (minimum value) ≥ 2. Assuming that the wavelength of the light incident on the light path element 220 is λ, the refractive index of the insulating film 200 is n 0 and the refractive index of the peripheral portion 221 is n 1 , the maximum know ix peripheral portion thickness 221 is greater than λ / 2 ( n one 2 - n 0 2 )
Figure 00000001
In addition, the minimum thickness of the peripheral portion 221 is less than λ / four ( n one 2 - n 0 2 )
Figure 00000002
The thickness of the peripheral portion 221 has a maximum value in the upper portion of the element 220 to create a light path (from the second plane 1002 to the fourth plane 1004). In addition, the thickness of the peripheral portion 221 has a minimum value in the lower portion of the element 220 to create a light path (from the fourth plane 1004 to the third plane 1003).

Даже в части периферийного участка 221, где его толщина находится между минимальным значением и максимальным значением, толщина в плоскости, расположенной ближе к светоприемной поверхности 111, равна или меньше 1/2. В примере, показанном на фиг. 2A и 2B, толщина (TH3) периферийного участка 221 в четвертой плоскости 1004 равна 1/2 толщины (TH1) периферийного участка 221 во второй плоскости 1002. Кроме того, толщина (TH4) периферийного участка 221 в шестой плоскости 1006 меньше 1/2 толщины (TH2) периферийного участка 221 в пятой плоскости 1005.Even in the part of the peripheral portion 221, where its thickness is between the minimum value and the maximum value, the thickness in the plane located closer to the light receiving surface 111 is equal to or less than 1/2. In the example shown in FIG. 2A and 2B, the thickness (TH3) of the peripheral portion 221 in the fourth plane 1004 is 1/2 the thickness (TH1) of the peripheral portion 221 in the second plane 1002. In addition, the thickness (TH4) of the peripheral portion 221 in the sixth plane 1006 is less than 1/2 of the thickness (TH2) of the peripheral portion 221 in the fifth plane 1005.

Фиг. 3А иллюстрирует распределения напряженности поля в то время, когда свет попадает в элемент 220 для создания светового тракта параллельно центральной оси элемента 220 для создания светового тракта, в данном варианте осуществления. Если говорить подробнее, то три распределения напряженности поля являются распределениями напряженности поля в пределах плоскости, параллельной светоприемной поверхности 111, в трех положениях, которые отличаются по высоте в пределах элемента 220 для создания светового тракта. Положение поперечной оси указывает высоту в пределах элемента 220 для создания светового тракта.FIG. 3A illustrates field strength distributions at a time when light enters the element 220 to create the light path parallel to the central axis of the element 220 to create the light path, in this embodiment. More specifically, the three field strength distributions are field strength distributions within a plane parallel to the light receiving surface 111, in three positions that differ in height within the light path element 220. The position of the transverse axis indicates the height within the element 220 to create a light path.

Руководствуясь понятиями волновой оптики, можно представить себе, что свет склонен концентрироваться в области, имеющей высокий показатель преломления. Следовательно, напряженность поля периферийного участка 221 больше, чем напряженность поля среднего участка 222, в положении, где толщина периферийного участка 221, имеющего больший показатель преломления, чем показатель преломления среднего участка 222, велика. Кроме того, из элемента 220 для создания светового тракта в изолирующую пленку 200, имеющую меньший показатель преломления, чем показатель преломления периферийного участка 221, вряд ли происходит утечка света. Поэтому считается, что происходит подавление потери света.Guided by the concepts of wave optics, we can imagine that light tends to concentrate in the region with a high refractive index. Therefore, the field strength of the peripheral portion 221 is greater than the field strength of the middle portion 222, in a position where the thickness of the peripheral portion 221 having a greater refractive index than the refractive index of the middle portion 222 is large. In addition, from the light path element 220 to the insulating film 200 having a lower refractive index than the refractive index of the peripheral portion 221, light leakage is unlikely to occur. Therefore, it is believed that there is suppression of light loss.

В данном варианте осуществления, толщина периферийного участка 221 постепенно уменьшается по мере приближения периферийного участка 221 к участку 110 фотоэлектрического преобразования. Следовательно, свет, количество которого находится на таком же уровне, как в положении, где толщина велика, не сможет распространяться по периферийному участку 221 в той его части, где толщина периферийного участка 221 мала. Соответственно, свет, распространение которого по периферийному участку 221 предотвращается, совершает переход к среднему участку 222. В данном варианте осуществления, один и тот же материал простирается по периферийному участку 221 и среднему участку 222, и поэтому подавляется потеря света на этом переходе. Вообще говоря, можно понять, что показатель преломления претерпевает скачкообразное изменение на поверхности раздела между разными материалами. С другой стороны, периферийный участок 221 и средний участок 222 выполнены из одного и того же материала, и поэтому показатель преломления на границе между периферийным участком 221 и средним участком 222 изменяется монотонно.In this embodiment, the thickness of the peripheral portion 221 gradually decreases as the peripheral portion 221 approaches the photoelectric conversion portion 110. Therefore, light, the amount of which is at the same level as in the position where the thickness is large, cannot propagate along the peripheral section 221 in that part where the thickness of the peripheral section 221 is small. Accordingly, light whose propagation through the peripheral portion 221 is prevented makes a transition to the middle portion 222. In this embodiment, the same material extends to the peripheral portion 221 and the middle portion 222, and therefore light loss is suppressed at this transition. Generally speaking, it can be understood that the refractive index undergoes an abrupt change at the interface between different materials. On the other hand, the peripheral portion 221 and the middle portion 222 are made of the same material, and therefore, the refractive index at the boundary between the peripheral portion 221 and the middle portion 222 varies monotonously.

Когда происходит излучение света с более широкого среднего участка 222, возникновение дифракции между элементом 220 для создания светового тракта и участком 110 фотоэлектрического преобразования предотвращается, в отличие от случая, когда происходит излучение света с более узкого периферийного участка 221. Поэтому предполагается, что происходит подавление потерь из-за того, что свет, излучаемый из элемента 220 для создания светового тракта, подвергается дифракции, и его попадание на участок 110 фотоэлектрического преобразования предотвращается.When light is emitted from the wider middle portion 222, diffraction between the light path element 220 and the photoelectric conversion portion 110 is prevented, unlike when light is emitted from the narrower peripheral portion 221. Therefore, it is assumed that loss suppression occurs due to the fact that the light emitted from the light path element 220 undergoes diffraction and its passage to the photoelectric conversion section 110 prevents i.

Как описано выше, в данном варианте осуществления можно предположить, что при распространении света происходит подавление потерь света между элементом 220 для создания светового тракта и изолирующей пленкой 200 в пределах элемента 220 для создания светового тракта, а также между элементом 220 для создания светового тракта и участком 110 фотоэлектрического преобразования, и соответственно повышается чувствительность.As described above, in this embodiment, it can be assumed that light propagation suppresses light losses between the light path element 220 and the insulating film 200 within the light path element 220, as well as between the light path element 220 and the portion 110 photovoltaic conversion, and accordingly, the sensitivity increases.

Как показано в данном варианте осуществления, желательно, чтобы толщина периферийного участка 221 непрерывно уменьшалась по мере приближения периферийного участка 221 к светоприемной поверхности 111. То есть, желательно, чтобы толщина периферийного участка 221 монотонно убывала в узком смысле по мере сокращения расстояния до светоприемной поверхности 111. На самом же деле, толщина периферийного участка 221 уменьшается скачкообразно по мере приближения периферийного участка 221 к светоприемной поверхности 111. То есть, толщину периферийного участка 221 можно сделать монотонно убывающей в широком смысле по мере сокращения расстояния до светоприемной поверхности 111. Вместе с тем, можно предположить, что при скачкообразно убывающей толщине периферийного участка 221 вышеупомянутый переход к среднему участку 222 относительно мал в той части периферийного участка 221, где его толщина постоянна. Следовательно, можно предположить, что при внезапном убывании толщины периферийного участка 221 облегчается появление перехода к изолирующей пленке 200 в дополнение к переходу к среднему участку 222, и соответственно возникают потери.As shown in this embodiment, it is desirable that the thickness of the peripheral portion 221 decreases continuously as the peripheral portion 221 approaches the light receiving surface 111. That is, it is desirable that the thickness of the peripheral section 221 decreases monotonically in a narrow sense as the distance to the light receiving surface 111 decreases. In fact, the thickness of the peripheral portion 221 decreases stepwise as the peripheral portion 221 approaches the light receiving surface 111. That is, the thickness of the peripheral portion 221 can be made monotonically decreasing in the broad sense as the distance to the light receiving surface 111 decreases. At the same time, it can be assumed that, with an abruptly decreasing thickness of the peripheral section 221, the aforementioned transition to the middle section 222 is relatively small in that part of the peripheral section 221 where the thickness is constant. Therefore, it can be assumed that when the thickness of the peripheral portion 221 decreases suddenly, the transition to the insulating film 200 is facilitated in addition to the transition to the middle portion 222, and accordingly, losses occur.

Фиг. 3B иллюстрирует чувствительность во время изменения угла падения относительно центральной оси элемента 220 для создания светового тракта в данном варианте осуществления. Отметим, что это режим приведен в качестве сравнительного примера, в котором элемент 220 для создания светового тракта не имеет распределения показателя преломления. Как можно понять из фиг. 3B, в соответствии с данным вариантом осуществления, повышается чувствительность к свету, падающему под наклоном. В результате этого, можно улучшить линейность значения F. Отметим, что когда свет попадает в фотоэлектрический преобразующий элемент 1 параллельно его центральной оси, фокальная точка образуется на внутреннем участке элемента 200 для создания светового тракта, причем возможно также образование фокальной точки между второй плоскостью 1002 и четвертой плоскостью 1004. Как правило, когда свет попадает в фотоэлектрический преобразующий элемент 1 параллельно его центральной оси, фокальная точка образуется в пределах среднего участка 222. С другой стороны, когда свет попадает в фотоэлектрический преобразующий элемент 1 под наклоном к его центральной оси, фокальная точка принципиально образуется в пределах периферийного участка 223.FIG. 3B illustrates sensitivity during a change in the angle of incidence relative to the central axis of the element 220 to create a light path in this embodiment. Note that this mode is provided as a comparative example in which the light path element 220 does not have a refractive index distribution. As can be understood from FIG. 3B, in accordance with this embodiment, sensitivity to light incident under inclination is increased. As a result of this, the linearity of the value of F can be improved. Note that when light enters the photoelectric conversion element 1 parallel to its central axis, a focal point is formed on the inner portion of the element 200 to create a light path, and it is also possible to form a focal point between the second plane 1002 and the fourth plane 1004. As a rule, when light enters the photoelectric conversion element 1 parallel to its central axis, a focal point is formed within the middle portion 222. On the other hand, torons, when light enters the photoelectric conversion element 1 at an angle to its central axis, the focal point is essentially formed within the peripheral section 223.

В случае если изолирующая пленка 200 представляет собой многослойную пленку, показатель преломления части слоев этой многослойной пленки может иметь величину, не меньшую, чем показатель преломления среднего участка 222 элемента 220 для создания светового тракта, а также может иметь величину, не меньшую, чем показатель преломления периферийного участка 221. Такой слой, который имеет показатель преломления, не меньший, чем показатель преломления первой области высокого показателя преломления, будет именоваться изолирующим слоем с высоким показателем преломления. С другой стороны, остающийся слой многослойной пленки, имеющий меньший показатель преломления, чем показатель преломления среднего участка 222 элемента 220 для создания светового тракта, иными словами, имеющий показатель преломления, меньший чем показатель преломления первой области высокого показателя преломления, будет именоваться изолирующим слоем с низким показателем преломления.If the insulating film 200 is a multilayer film, the refractive index of part of the layers of this multilayer film may have a value not less than the refractive index of the middle portion 222 of the element 220 to create the light path, and may also have a value not less than the refractive index peripheral portion 221. Such a layer that has a refractive index not less than the refractive index of the first region of a high refractive index will be called an insulating layer with a high refraction index. On the other hand, the remaining layer of the multilayer film having a lower refractive index than the refractive index of the middle portion 222 of the light path element 220, in other words, having a refractive index lower than the refractive index of the first region of the high refractive index, will be referred to as an insulating layer with a low refractive index.

С одной стороны, в случае данного варианта осуществления, третий изолирующий слой 207, пятый изолирующий слой 209, седьмой изолирующий слой 211, девятый изолирующий слой 213 и одиннадцатый изолирующий слой 215 изолирующей пленки 200, которые выполнены из оксида кремния или силикатного стекла и составляют боковую поверхность 204 участка 201 проема, являются изолирующими слоями с низким показателем преломления. Изолирующие слои с низким показателем преломления окружают элемент 220 для создания светового тракта. Например, в случае, если показатель преломления среднего участка 222 равен 1,83, а показатель преломления периферийного участка 221 равен 1,90, когда показатели преломления третьего изолирующего слоя 207, пятого изолирующего слоя 209, седьмого изолирующего слоя 211, девятого изолирующего слоя 213 и одиннадцатого изолирующего слоя 215 равны 1,46, эти изолирующие слои являются изолирующими слоями с низким показателем преломления. Отметим, что второй изолирующий слой 206 тоже является изолирующим слоем с низким показателем преломления, но не составляет боковую поверхность 204 участка 201 проема. Хотя боковая поверхность 204 показана на фиг. 2B в поперечных сечениях S1 - S5, если говорить подробнее, то боковая поверхность 204 в каждом из поперечных сечений соответственно образована разными изолирующими слоями, как можно понять из фиг. 2A. В частности, боковая поверхность 204 в поперечном сечении S1 образована одиннадцатым изолирующим слоем 215, боковая поверхность 204 в поперечном сечении S2 образована девятым изолирующим слоем 213, боковая поверхность 204 в поперечном сечении S3 образована седьмым изолирующим слоем 211, а боковая поверхность 204 в поперечных сечениях S4 и S5 образована третьим изолирующим слоем 207. С другой стороны, поскольку периферийный участок 221 и средний участок 222 выполнены из нитрида кремния и - соответственно - изолирующей пленки 200, четвертый изолирующий слой 208, шестой изолирующий слой 210, восьмой изолирующий слой 212 и десятый изолирующий слой 214, которые выполнены из нитрида кремния и составляют боковую поверхность 204 участка 201 проема, являются изолирующими слоями с высоким показателем преломления. Эти изолирующие слои с высоким показателем преломления окружают элемент 220 для создания светового тракта. Например, в случае, если показатель преломления среднего участка 222 равен 1,83, а показатель преломления периферийного участка 221 равен 1,90, когда показатели преломления четвертого изолирующего слоя 208, шестого изолирующего слоя 210, восьмого изолирующего слоя 212 и десятого изолирующего слоя 214 равны 2,03, эти изолирующие слои являются изолирующими слоями с высоким показателем преломления. Отметим, что первый изолирующий слой 205 также является изолирующим слоем с высоким показателем преломления, но не составляет боковую поверхность 204 участка 201 проема. Таким образом, в данном примере изолирующий слой с высоким показателем преломления выполнен из того же материала, что и периферийный участок 221 и средний участок 222, а изолирующий слой с низким показателем преломления выполнен из материала, отличающегося от материалов периферийного участка 221 и среднего участка 222.On the one hand, in the case of this embodiment, the third insulating layer 207, the fifth insulating layer 209, the seventh insulating layer 211, the ninth insulating layer 213 and the eleventh insulating layer 215 of the insulating film 200, which are made of silicon oxide or silicate glass and form a side surface 204 sections 201 of the opening are insulating layers with a low refractive index. Insulating layers with a low refractive index surround the element 220 to create a light path. For example, in the case where the refractive index of the middle portion 222 is 1.83 and the refractive index of the peripheral portion 221 is 1.90, when the refractive indices of the third insulating layer 207, the fifth insulating layer 209, the seventh insulating layer 211, the ninth insulating layer 213 and of the eleventh insulating layer 215 are 1.46, these insulating layers are insulating layers with a low refractive index. Note that the second insulating layer 206 is also an insulating layer with a low refractive index, but does not constitute the side surface 204 of the opening portion 201. Although the side surface 204 is shown in FIG. 2B in cross sections S1 to S5, in more detail, the side surface 204 in each of the cross sections is respectively formed by different insulating layers, as can be understood from FIG. 2A. In particular, the side surface 204 in the cross section S1 is formed by the eleventh insulating layer 215, the side surface 204 in the cross section S2 is formed by the ninth insulating layer 213, the side surface 204 in cross section S3 is formed by the seventh insulating layer 211, and the side surface 204 in cross sections S4 and S5 is formed by a third insulating layer 207. On the other hand, since the peripheral portion 221 and the middle portion 222 are made of silicon nitride and, respectively, the insulating film 200, the fourth insulating layer 208, estoy insulating layer 210, the eighth insulating layer 212 and tenth insulating layer 214, which are made of silicon nitride and form the side surface 204 of the opening portion 201, are insulating layers with high refractive index. These high refractive index insulating layers surround element 220 to create a light path. For example, in the case where the refractive index of the middle portion 222 is 1.83 and the refractive index of the peripheral portion 221 is 1.90, when the refractive indices of the fourth insulating layer 208, the sixth insulating layer 210, the eighth insulating layer 212 and the tenth insulating layer 214 are equal 2.03, these insulating layers are insulating layers with a high refractive index. Note that the first insulating layer 205 is also an insulating layer with a high refractive index, but does not constitute the side surface 204 of the opening portion 201. Thus, in this example, the high refractive index insulating layer is made of the same material as the peripheral portion 221 and the middle portion 222, and the low refractive index insulating layer is made of a material different from the materials of the peripheral portion 221 and the middle portion 222.

Вместе с тем, нежелательно, чтобы слой, имеющий показатель преломления, не меньшей, чем показатель преломления такого элемента 220 для создания светового тракта (слой с высоким показателем преломления), составлял большинство боковой поверхности 204 участка 201 проема. Причина заключается в том, что оказываются вероятными распространение света, попадающего в элемент 220 для создания светового тракта, в пределах изолирующего слоя с высоким показателем преломления и утечка с участка 201 проема. Поэтому, боковая поверхность 204 участка 201 проема, которую составляет изолирующий слой с высоким показателем преломления, занимает менее половины площади всей боковой поверхности 204 участка 201 проема, и может занимать менее 1/4 этой площади. Иными словами, в многослойной пленке слой, имеющий показатель преломления, меньший чем показатель преломления элемента 220 для создания светового тракта (изолирующий слой с низким показателем преломления) занимает не менее половины площади всей боковой поверхности 204 участка 201 проема, и может занимать не менее 3/4 этой поверхности. Площадь боковой поверхности 204, которую занимает каждый слой, можно регулировать, задавая надлежащим образом толщину каждого слоя или угол боковой поверхности 204. Толщина одного изолирующего слоя с низким показателем преломления, как правило, равна или больше, чем 0,10 мкм, а также равна или меньше 0,60 мкм. Когда предполагают, что длина волны света, попадающего в элемент 220 для создания светового тракта, равна λ, а показатель преломления изолирующего слоя с низким показателем преломления равен n 0 H

Figure 00000003
, толщина изолирующего слоя с низким показателем преломления может не превышать λ/2 n 0 H
Figure 00000003
, а также может не превышать λ/4 n 0 H
Figure 00000003
. Толщина изолирующего слоя с высоким показателем преломления, как правило, равна или больше, чем 0,010 мкм, а также равна или меньше 0,10 мкм.However, it is undesirable for the layer having a refractive index not less than the refractive index of such a light path element 220 (high refractive index layer) to comprise the majority of the side surface 204 of the opening portion 201. The reason is that the propagation of light entering the element 220 to create the light path within the insulating layer with a high refractive index and leakage from the opening portion 201 are likely. Therefore, the side surface 204 of the opening portion 201, which is an insulating layer with a high refractive index, occupies less than half the area of the entire side surface 204 of the opening portion 201, and may occupy less than 1/4 of this area. In other words, in a multilayer film, a layer having a refractive index less than the refractive index of the light path element 220 (insulating layer with a low refractive index) occupies at least half the area of the entire side surface 204 of the opening portion 201, and may occupy at least 3 / 4 of this surface. The area of the side surface 204 that each layer occupies can be adjusted by appropriately setting the thickness of each layer or the angle of the side surface 204. The thickness of one insulating layer with a low refractive index is usually equal to or greater than 0.10 μm, and also equal to or less than 0.60 microns. When it is assumed that the wavelength of the light entering the light path element 220 is λ, and the refractive index of the insulating layer with a low refractive index is n 0 H
Figure 00000003
, the thickness of the insulating layer with a low refractive index may not exceed λ / 2 n 0 H
Figure 00000003
, and may also not exceed λ / 4 n 0 H
Figure 00000003
. The thickness of the insulating layer with a high refractive index is usually equal to or greater than 0.010 μm, and also equal to or less than 0.10 μm.

Второй вариант осуществленияSecond Embodiment

На фиг. 4A представлен чертеж поперечного сечения в направлении, перпендикулярном главной поверхности 101 (и светоприемной поверхности 111) части фотоэлектрических преобразующих элементов 1 в соответствии со вторым вариантом осуществления, а на фиг. 4В представлен чертеж поперечного сечения в направлении, параллельном главной поверхности 101 (и светоприемной поверхности 111) части фотоэлектрических преобразующих элементов 1 в соответствии со вторым вариантом осуществления.In FIG. 4A is a cross-sectional drawing in a direction perpendicular to the main surface 101 (and the light receiving surface 111) of a part of the photoelectric conversion elements 1 in accordance with the second embodiment, and FIG. 4B is a cross-sectional drawing in a direction parallel to the main surface 101 (and the light receiving surface 111) of a portion of the photoelectric conversion elements 1 in accordance with the second embodiment.

В данном варианте осуществления также средний участок 222 представляет собой первую область высокого показателя преломления, а периферийный участок 221 представляет собой вторую область высокого показателя преломления, имеющую больший показатель преломления, показатель преломления первой области высокого показателя преломления (среднего участка 222).In this embodiment, also the middle portion 222 represents the first high refractive index region, and the peripheral portion 221 represents the second high refractive index region having a higher refractive index, the refractive index of the first high refractive index region (middle portion 222).

Определения первой плоскости 1001, второй плоскости 1002, третьей плоскости 1003, четвертой плоскости 1004, пятой плоскости 1005, шестой плоскости 1006, величин S1-S5, DS1-DS5, DL1-DL5 и TH1-TH5 являются такими же, как приведенные в связи с фиг. 2A и 2B, и поэтому их описание будет опущено.The definitions of the first plane 1001, the second plane 1002, the third plane 1003, the fourth plane 1004, the fifth plane 1005, the sixth plane 1006, the values S1-S5, DS1-DS5, DL1-DL5 and TH1-TH5 are the same as those given in connection with FIG. 2A and 2B, and therefore, a description thereof will be omitted.

В данном варианте осуществления также - аналогично тому, что описано в связи с первым вариантом осуществления, - боковая поверхность 204 имеет форму с прямой конусностью. С другой стороны, средний участок 222 имеет цилиндрическую форму, а внешняя поверхность среднего участка 222 (поверхность на стороне периферийного участка 221) перпендикулярна светоприемной поверхности 111. Выдерживается соотношение DL1=DL2=DL3=DL4=DL5. Кроме того, хотя внутренняя поверхность периферийного участка 221 (поверхность на стороне среднего участка 222) перпендикулярна светоприемной поверхности 111, внешняя поверхность периферийного участка 221 (поверхность на стороне изолирующей пленки 200) имеет форму с обратной конусностью по отношению к светоприемной поверхности 111. Выдерживается соотношение TH1>TH2>TH3>TH4>TH5.In this embodiment, also, similarly to that described in connection with the first embodiment, the side surface 204 has a straight taper shape. On the other hand, the middle portion 222 has a cylindrical shape, and the outer surface of the middle portion 222 (the surface on the side of the peripheral portion 221) is perpendicular to the light receiving surface 111. The relation DL1 = DL2 = DL3 = DL4 = DL5 is maintained. In addition, although the inner surface of the peripheral portion 221 (the surface on the side of the middle portion 222) is perpendicular to the light receiving surface 111, the outer surface of the peripheral portion 221 (the surface on the side of the insulating film 200) has a shape with inverse taper with respect to the light receiving surface 111. The ratio TH1 is maintained. > TH2> TH3> TH4> TH5.

Теперь будет описана модификация (не показана) данного варианта осуществления. Боковая поверхность 204 изолирующей пленки 200 может не иметь коническую форму, а может быть перпендикулярной к светоприемной поверхности 111 (DS1=DS2=DS3=DS4=DS5). В этом случае, внешняя поверхность среднего участка 222 должна иметь форму с прямой конусностью по отношению к светоприемной поверхности 111 (DLl<DL2<DL3<DL4<DL5). Кроме того, боковая поверхность 204 изолирующей пленки 200 может иметь форму с обратной конусностью, и тогда может выдерживаться соотношение DS1<DS2<DS3<DS4<DS5. В этом случае, внешняя поверхность среднего участка 222 должна иметь форму с прямой конусностью, обладающую меньшим наклоном, чем боковая поверхность 204, по отношению к светоприемной поверхности 111. То есть, выдерживается соотношение DS1-DLl>DS2-DL2>DS3-DL3>DS4-DL4>DS5-DL5, вследствие чего можно реализовать соотношение TH1>TH2>TH3>TH4>TH5.A modification (not shown) of this embodiment will now be described. The lateral surface 204 of the insulating film 200 may not be conical, but may be perpendicular to the light receiving surface 111 (DS1 = DS2 = DS3 = DS4 = DS5). In this case, the outer surface of the middle portion 222 should have a shape with a straight taper with respect to the light receiving surface 111 (DLl <DL2 <DL3 <DL4 <DL5). In addition, the side surface 204 of the insulating film 200 may be in the form of a reverse taper, and then the ratio DS1 <DS2 <DS3 <DS4 <DS5 can be maintained. In this case, the outer surface of the middle portion 222 should have a straight taper shape that is less inclined than the side surface 204 with respect to the light receiving surface 111. That is, the ratio DS1-DLl> DS2-DL2> DS3-DL3> DS4 is maintained -DL4> DS5-DL5, as a result of which the relation TH1> TH2> TH3> TH4> TH5 can be realized.

Третий вариант осуществленияThird Embodiment

На фиг. 5A представлен чертеж поперечного сечения в направлении, перпендикулярном главной поверхности 101 (и светоприемной поверхности 111) части фотоэлектрических преобразующих элементов 1 в соответствии с третьим вариантом осуществления, а на фиг. 5В представлен чертеж поперечного сечения в направлении, параллельном главной поверхности 101 (и светоприемной поверхности 111) части фотоэлектрических преобразующих элементов 1 в соответствии с третьим вариантом осуществления.In FIG. 5A is a cross-sectional drawing in a direction perpendicular to the main surface 101 (and the light receiving surface 111) of the part of the photoelectric conversion elements 1 in accordance with the third embodiment, and FIG. 5B is a cross-sectional drawing in a direction parallel to the main surface 101 (and the light receiving surface 111) of a part of the photoelectric conversion elements 1 in accordance with the third embodiment.

В данном варианте осуществления также средний участок 222 представляет собой первую область высокого показателя преломления, а периферийный участок 221 представляет собой вторую область высокого показателя преломления, имеющую больший показатель преломления, показатель преломления первой области высокого показателя преломления (среднего участка 222).In this embodiment, also the middle portion 222 represents the first high refractive index region, and the peripheral portion 221 represents the second high refractive index region having a higher refractive index, the refractive index of the first high refractive index region (middle portion 222).

Определения первой плоскости 1001, второй плоскости 1002, третьей плоскости 1003, четвертой плоскости 1004, пятой плоскости 1005, шестой плоскости 1006, величин S1-S5, DS1-DS5, DL1-DL5 и TH1-TH5 являются такими же, как приведенные в связи с фиг. 2A и 2B, и поэтому их описание будет опущено.The definitions of the first plane 1001, the second plane 1002, the third plane 1003, the fourth plane 1004, the fifth plane 1005, the sixth plane 1006, the values S1-S5, DS1-DS5, DL1-DL5 and TH1-TH5 are the same as those given in connection with FIG. 2A and 2B, and therefore, a description thereof will be omitted.

В данном варианте осуществления также - аналогично тому, что описано в связи с первым вариантом осуществления, - боковая поверхность 204 имеет форму с прямой конусностью. С другой стороны, часть верхнего участка среднего участка 222 (часть от второй плоскости 1002 до пятой плоскости 1005) имеет цилиндрическую форму. Остальная часть верхнего участка среднего участка 222 (часть от пятой плоскости 1005 до четвертой плоскости 1004) и нижний участок среднего участка 222 имеют форму правильного усеченного конуса. Выдерживается соотношение DL1=DL2<DL3<DL4<DL5. Кроме того, внешняя поверхность периферийного участка 221 (поверхность на стороне изолирующей пленки 200) имеет форму с обратной конусностью по отношению к светоприемной поверхности 111. Выдерживается соотношение TH1>TH2>TH3>TH4>TH5.In this embodiment, also, similarly to that described in connection with the first embodiment, the side surface 204 has a straight taper shape. On the other hand, part of the upper portion of the middle portion 222 (part from the second plane 1002 to the fifth plane 1005) has a cylindrical shape. The rest of the upper section of the middle section 222 (part from the fifth plane 1005 to the fourth plane 1004) and the lower section of the middle section 222 have the shape of a regular truncated cone. The relation DL1 = DL2 <DL3 <DL4 <DL5 is maintained. In addition, the outer surface of the peripheral portion 221 (the surface on the side of the insulating film 200) has a shape with inverse taper with respect to the light receiving surface 111. The relation TH1> TH2> TH3> TH4> TH5 is maintained.

Четвертый вариант осуществленияFourth Embodiment

На фиг. 6A представлен чертеж поперечного сечения в направлении, перпендикулярном главной поверхности 101 (и светоприемной поверхности 111) части фотоэлектрических преобразующих элементов 1 в соответствии с четвертым вариантом осуществления, а на фиг. 6В представлен чертеж поперечного сечения в направлении, параллельном главной поверхности 101 (и светоприемной поверхности 111) части фотоэлектрического преобразующего элемента 1 в соответствии с четвертым вариантом осуществления.In FIG. 6A is a cross-sectional drawing in a direction perpendicular to the main surface 101 (and the light receiving surface 111) of the part of the photoelectric conversion elements 1 in accordance with the fourth embodiment, and FIG. 6B is a cross-sectional drawing in a direction parallel to the main surface 101 (and the light receiving surface 111) of the portion of the photoelectric conversion element 1 in accordance with the fourth embodiment.

В данном варианте осуществления также средний участок 222 представляет собой первую область высокого показателя преломления, а периферийный участок 221 представляет собой вторую область высокого показателя преломления, имеющую больший показатель преломления, чем показатель преломления первой области высокого показателя преломления (среднего участка 222).In this embodiment, also the middle portion 222 represents the first high refractive index region, and the peripheral portion 221 represents the second high refractive index region having a higher refractive index than the refractive index of the first high refractive index region (middle portion 222).

Определения первой плоскости 1001, второй плоскости 1002, третьей плоскости 1003, четвертой плоскости 1004, пятой плоскости 1005, шестой плоскости 1006, величин S1-S5, DS1-DS5, DL1-DL3 и TH1-TH3 являются такими же, как приведенные в связи с фиг. 2A и 2B, и поэтому их описание будет опущено.The definitions of the first plane 1001, the second plane 1002, the third plane 1003, the fourth plane 1004, the fifth plane 1005, the sixth plane 1006, the values S1-S5, DS1-DS5, DL1-DL3 and TH1-TH3 are the same as those given in connection with FIG. 2A and 2B, and therefore, a description thereof will be omitted.

В данном варианте осуществления также - аналогично тому, что описано в связи с первым вариантом осуществления, - боковая поверхность 204 имеет форму с прямой конусностью и выдерживается соотношение DS1 DS2>DS3>DS4>DS5. С другой стороны, данный вариант осуществления отличается от вариантов осуществления с первого по третий тем, что периферийный участок 221 и средний участок 222 расположены между второй плоскостью 1002 и шестой плоскостью 1006, а не между шестой плоскостью 1006 и третьей плоскостью 1003. В данном варианте осуществления, элемент 220 для создания светового тракта имеет участок 2221 излучения, имеющий меньший показатель преломления, чем показатель преломления периферийного участка 221. Показатель преломления участка 2221 излучения больше, чем показатель преломления изолирующей пленки 200, и, как правило, является таим же, как показатель преломления среднего участка 222. Соответственно, в данном варианте осуществления, средний участок 222 и участок 2221 излучения составляют первую область высокого показателя преломления, а периферийный участок 221 представляет собой вторую область высокого показателя преломления, имеющую больший показатель преломления, чем показатель преломления первой области высокого показателя преломления (среднего участка 222).In this embodiment, also, similarly to that described in connection with the first embodiment, the side surface 204 has a straight taper shape and the ratio DS1 DS2> DS3> DS4> DS5 is maintained. On the other hand, this embodiment differs from the first to third embodiments in that the peripheral portion 221 and the middle portion 222 are located between the second plane 1002 and the sixth plane 1006, and not between the sixth plane 1006 and the third plane 1003. In this embodiment , the light path creating element 220 has a radiation portion 2221 having a lower refractive index than the refractive index of the peripheral portion 221. The refractive index of the radiation portion 2221 is larger than the pr breaking of the insulating film 200, and, as a rule, is the same as the refractive index of the middle portion 222. Accordingly, in this embodiment, the middle portion 222 and the emission portion 2221 constitute the first high refractive index region, and the peripheral portion 221 represents the second region a high refractive index having a higher refractive index than the refractive index of the first region of the high refractive index (middle portion 222).

Участок 2221 излучения расположен между третьей плоскостью 1003 и шестой плоскостью 1006. То есть участок 2221 излучения расположен между средним участком 222 и участком 110 фотоэлектрического преобразования, а конкретнее - расположен между поверхностью 203 дна, показанной на фиг. 1, и средним участком 222. Участок 2221 излучения выполнен из того же материала, что и средний участок 222 (и периферийный участок 221), и выполнен неразрывным со средним участком 222. Величины DL4 и DL5, показанные на фиг. 6B, обозначают ширину (диаметр) участка 2221 излучения. Участок 2221 излучения имеет форму обратного усеченного конуса.The radiation section 2221 is located between the third plane 1003 and the sixth plane 1006. That is, the radiation section 2221 is located between the middle section 222 and the photoelectric conversion section 110, and more specifically, is located between the bottom surface 203 shown in FIG. 1 and the middle portion 222. The radiation portion 2221 is made of the same material as the middle portion 222 (and the peripheral portion 221) and is inextricable with the middle portion 222. The values DL4 and DL5 shown in FIG. 6B indicate the width (diameter) of the radiation portion 2221. The radiation portion 2221 has the shape of a reverse truncated cone.

В данном варианте осуществления также - аналогично тому, что описано в связи с третьим вариантом осуществления, - часть верхнего участка среднего участка 222 (часть от второй плоскости 1002 до пятой плоскости 1005) имеет цилиндрическую форму. Кроме того, остальная часть верхнего участка среднего участка 222 и часть нижнего участка среднего участка 222 (часть от четвертой плоскости 1004 до шестой плоскости 1006) имеют форму правильного усеченного конуса.In this embodiment, also, similarly to that described in connection with the third embodiment, the portion of the upper portion of the middle portion 222 (the portion from the second plane 1002 to the fifth plane 1005) has a cylindrical shape. In addition, the rest of the upper section of the middle section 222 and part of the lower section of the middle section 222 (part from the fourth plane 1004 to the sixth plane 1006) have the shape of a regular truncated cone.

Остальная часть верхнего участка среднего участка 222 (часть от пятой плоскости 1005 до четвертой плоскости 1004) и нижний участок среднего участка 222 (участок от четвертой плоскости 1004 до шестой плоскости 1006) имеют форму правильного усеченного конуса. Выдерживается соотношение DL1=DL2<DL3<DL4<DL5. Отметим, что участок 2221 излучения находится в контакте с изолирующей пленкой 200, и выдерживаются соотношения DL4=DS4 и DL5=DS5. Кроме того, выдерживается соотношение TH1>TH2>TH3>TH4.The rest of the upper section of the middle section 222 (part from the fifth plane 1005 to the fourth plane 1004) and the lower section of the middle section 222 (section from the fourth plane 1004 to the sixth plane 1006) have the shape of a regular truncated cone. The relation DL1 = DL2 <DL3 <DL4 <DL5 is maintained. Note that the radiation section 2221 is in contact with the insulating film 200, and the relations DL4 = DS4 and DL5 = DS5 are maintained. In addition, the ratio TH1> TH2> TH3> TH4 is maintained.

Пятый вариант осуществленияFifth Embodiment

На фиг. 7A представлен чертеж поперечного сечения в направлении, перпендикулярном главной поверхности 101 (и светоприемной поверхности 111) части фотоэлектрических преобразующих элементов 1 в соответствии с пятым вариантом осуществления, а на фиг. 7В представлен чертеж поперечного сечения в направлении, параллельном главной поверхности 101 (и светоприемной поверхности 111) части фотоэлектрических преобразующих элементов 1 в соответствии с пятым вариантом осуществления.In FIG. 7A is a cross-sectional drawing in a direction perpendicular to the main surface 101 (and the light receiving surface 111) of the part of the photoelectric conversion elements 1 in accordance with the fifth embodiment, and FIG. 7B is a cross-sectional drawing in a direction parallel to the main surface 101 (and the light receiving surface 111) of a part of the photoelectric conversion elements 1 in accordance with the fifth embodiment.

В данном варианте осуществления также средний участок 222 представляет собой первую область высокого показателя преломления, а периферийный участок 221 представляет собой вторую область высокого показателя преломления, имеющую больший показатель преломления, показатель преломления первой области высокого показателя преломления (среднего участка 222).In this embodiment, also the middle portion 222 represents the first high refractive index region, and the peripheral portion 221 represents the second high refractive index region having a higher refractive index, the refractive index of the first high refractive index region (middle portion 222).

Определения первой плоскости 1001, второй плоскости 1002, третьей плоскости 1003, четвертой плоскости 1004, пятой плоскости 1005, шестой плоскости 1006, величин S1-S5, DS1-DS5, DL3-DL5 и TH3-TH5 являются такими же, как приведенные в связи с фиг. 2A и 2B, и поэтому их описание будет опущено.The definitions of the first plane 1001, the second plane 1002, the third plane 1003, the fourth plane 1004, the fifth plane 1005, the sixth plane 1006, the values S1-S5, DS1-DS5, DL3-DL5 and TH3-TH5 are the same as those given in connection with FIG. 2A and 2B, and therefore, a description thereof will be omitted.

В данном варианте осуществления также - аналогично тому, что описано в связи с первым вариантом осуществления, - боковая поверхность 204 имеет форму с прямой конусностью и выдерживается соотношение DS1>DS2>DS3>DS4>DS5. С другой стороны, данный вариант осуществления отличается от вариантов осуществления с первого по четвертый тем, что периферийный участок 221 и средний участок 222 расположены между пятой плоскостью 1005 и третьей плоскостью 1003, а не между второй плоскостью 1002 и пятой плоскостью 1005.In this embodiment, also, similarly to that described in connection with the first embodiment, the side surface 204 has a straight taper shape and the ratio DS1> DS2> DS3> DS4> DS5 is maintained. On the other hand, this embodiment differs from the first to fourth embodiments in that the peripheral portion 221 and the middle portion 222 are located between the fifth plane 1005 and the third plane 1003, and not between the second plane 1002 and the fifth plane 1005.

В данном варианте осуществления, элемент 220 для создания светового тракта имеет участок 2212 падения, имеющий больший показатель преломления, чем показатель преломления среднего участка 222. Показатель преломления участка 2212 падения больше, чем показатель преломления изолирующей пленки 200, и, как правило, является таким же, как показатель преломления периферийного участка 221. Соответственно, в данном варианте осуществления, средний участок 222 представляет собой первую область высокого показателя преломления, а периферийный участок 221 и участок 2212 падения составляют вторую область высокого показателя преломления, имеющую больший показатель преломления, чем показатель преломления первой области высокого показателя преломления (среднего участка 222).In this embodiment, the light path creating member 220 has an incidence portion 2212 having a greater refractive index than the refractive index of the middle portion 222. The refractive index of the incidence portion 2212 is greater than the refractive index of the insulating film 200, and is typically the same as the refractive index of the peripheral portion 221. Accordingly, in this embodiment, the middle portion 222 represents the first region of the high refractive index, and the peripheral portion 221 and ca. 2212 fall constitute the second region of high refractive index having a larger refractive index than the refractive index of the first high refractive index region (middle portion 222).

Участок 2212 падения расположен между второй плоскостью 1002 и пятой плоскостью 1005. То есть, участок 2212 падения расположен между прозрачной пленкой 319 и периферийным участком 221. Участок 2212 падения выполнен из того же материала, что и периферийный участок 221 (и средний участок 222), и выполнен неразрывным с периферийным участком 221. Величины DL1 и DL2, показанные на фиг. 7B, отображают ширину (диаметр) участка 2212 падения. Участок 2212 падения имеет форму обратного усеченного конуса.The drop section 2212 is located between the second plane 1002 and the fifth plane 1005. That is, the drop section 2212 is located between the transparent film 319 and the peripheral section 221. The drop section 2212 is made of the same material as the peripheral section 221 (and the middle section 222), and is inextricable with the peripheral portion 221. The values DL1 and DL2 shown in FIG. 7B, the width (diameter) of the drop portion 2212 is displayed. The fall section 2212 has the shape of a reverse truncated cone.

В данном варианте осуществления, средний участок 222 имеет форму конуса, но может иметь и форму усеченного конуса. Выдерживается соотношение DL3<DL4<DL5. Отметим, что участок 2212 падения находится в контакте с изолирующей пленкой 200, и выдерживаются соотношения DL4=DS4 и DL5=DS5. Также выдерживается соотношение TH1>TH2>TH3>TH4. Средний участок 222, имеющий такую форму конуса или форму усеченного конуса, можно сформировать, применяя способ изготовления устройства типа Спиндта (Spindt) для излучения электронов (т.е. применяя затенение вращением (rotary shadowing)).In this embodiment, the middle portion 222 has a cone shape, but may also have a truncated cone shape. The ratio DL3 <DL4 <DL5 is maintained. Note that the drop portion 2212 is in contact with the insulating film 200, and the relations DL4 = DS4 and DL5 = DS5 are maintained. The ratio TH1> TH2> TH3> TH4 is also maintained. A middle portion 222 having such a cone shape or a truncated cone shape can be formed using a method of manufacturing a Spindt device for emitting electrons (i.e., using rotary shadowing).

Шестой вариант осуществленияSixth Embodiment

На фиг. 8A представлен чертеж поперечного сечения в направлении, перпендикулярном главной поверхности 101 (и светоприемной поверхности 111) части фотоэлектрических преобразующих элементов 1 в соответствии с шестым вариантом осуществления, а на фиг. 8В представлен чертеж поперечного сечения в направлении, параллельном главной поверхности 101 (и светоприемной поверхности 111) части фотоэлектрических преобразующих элементов 1 в соответствии с шестым вариантом осуществления. В данном варианте осуществления также средний участок 222 представляет собой первую область высокого показателя преломления, а периферийный участок 221 представляет собой вторую область высокого показателя преломления, имеющую больший показатель преломления, показатель преломления первой области высокого показателя преломления (среднего участка 222).In FIG. 8A is a cross-sectional drawing in a direction perpendicular to the main surface 101 (and the light receiving surface 111) of the part of the photoelectric conversion elements 1 in accordance with the sixth embodiment, and FIG. 8B is a cross-sectional drawing in a direction parallel to the main surface 101 (and the light receiving surface 111) of the portion of the photoelectric conversion elements 1 in accordance with the sixth embodiment. In this embodiment, also the middle portion 222 represents the first high refractive index region, and the peripheral portion 221 represents the second high refractive index region having a higher refractive index, the refractive index of the first high refractive index region (middle portion 222).

Определения первой плоскости 1001, второй плоскости 1002, третьей плоскости 1003, четвертой плоскости 1004, пятой плоскости 1005, шестой плоскости 1006, величин S1-S5, DS1-DS5, DL1-DL4 и TH1-TH4 являются такими же, как приведенные в связи с фиг. 2A и 2B, и поэтому их описание будет опущено.The definitions of the first plane 1001, the second plane 1002, the third plane 1003, the fourth plane 1004, the fifth plane 1005, the sixth plane 1006, the values S1-S5, DS1-DS5, DL1-DL4 and TH1-TH4 are the same as those given in connection with FIG. 2A and 2B, and therefore, a description thereof will be omitted.

В данном варианте осуществления, элемент 220 для создания светового тракта имеет участок 2211 излучения. Участок 2211 излучения неразрывен с периферийным участком 221 и выполнен из того же материала, что и периферийный участок 221. Показатель преломления участка 2211 излучения больше, чем показатель преломления среднего участка 222. Толщина участка 2211 излучения мала. В данном варианте осуществления, средний участок 222 представляет собой первую область высокого показателя преломления, а периферийный участок 221 и участок 2211 излучения составляют вторую область высокого показателя преломления, имеющую больший показатель преломления, чем показатель преломления первой области высокого показателя преломления (среднего участка 222). Величина TH5 на фиг. 8B отображает ширину (диаметр) участка 2211 излучения, и в данном случае выдерживается равенство TH5 = DS5.In this embodiment, the light path element 220 has a radiation portion 2211. The radiation portion 2211 is inseparable from the peripheral portion 221 and is made of the same material as the peripheral portion 221. The refractive index of the radiation portion 2211 is greater than the refractive index of the middle portion 222. The thickness of the radiation portion 2211 is small. In this embodiment, the middle portion 222 represents the first high refractive index region, and the peripheral portion 221 and the radiation portion 2211 constitute the second high refractive index region having a higher refractive index than the refractive index of the first high refractive index region (middle portion 222). The value TH5 in FIG. 8B displays the width (diameter) of the radiation portion 2211, and in this case, the equality TH5 = DS5 is maintained.

В вышеописанных вариантах осуществления с первого по шестой описан режим, в котором периферийный участок 221 находится в контакте с боковой поверхностью 204 изолирующей пленки 200. Вместе с тем, один или более слоев, составляющих часть элемента 220 для создания светового тракта, могут лежать между периферийным участком 221 и боковой поверхностью 204 изолирующей пленки 200, при этом периферийный участок 221 не будет находиться в контакте с боковой поверхностью 204 изолирующей пленки 200.In the above-described first to sixth embodiments, a mode is described in which the peripheral portion 221 is in contact with the side surface 204 of the insulating film 200. However, one or more layers constituting part of the light path element 220 may lie between the peripheral portion 221 and the side surface 204 of the insulating film 200, while the peripheral portion 221 will not be in contact with the side surface 204 of the insulating film 200.

Например, элемент 220 для создания светового тракта может иметь слой с низким показателем преломления (не показан), имеющий показатель преломления, меньший, чем показатель преломления периферийного участка 221, и находящийся между периферийным участком 221 и изолирующей пленкой 200. Показатель преломления этого слоя с низким показателем преломления больше, чем показатель преломления изолирующей пленки 200, и может быть меньше, чем показатель преломления среднего участка 222. Отметим, что материал слоя с низким показателем преломления может быть тем же самым, что и материал периферийного участка 221 (и среднего участка 222), или может отличаться от него. При наличии такого слоя с низким показателем преломления можно снизить потери света. Кроме того, этот слой с низким показателем преломления может окружать периферийный участок 221.For example, the light path element 220 may have a low refractive index layer (not shown) having a refractive index lower than the refractive index of the peripheral portion 221 and located between the peripheral portion 221 and the insulating film 200. The refractive index of this low layer the refractive index is greater than the refractive index of the insulating film 200, and may be less than the refractive index of the middle portion 222. Note that the material of the layer with a low refractive index can be the same as the material of the peripheral section 221 (and the middle section 222), or may differ from it. With such a low refractive index layer, light loss can be reduced. In addition, this low refractive index layer may surround the peripheral portion 221.

Помимо этого, например, элемент 220 для создания светового тракта может иметь слой с высоким показателем преломления (не показан) между периферийным участком 221 и изолирующей пленкой 200, имеющий больший показатель преломления, чем показатель преломления периферийного участка 221 и выполненный из материала, отличающегося от материала периферийного участка 221. Вместе с тем, можно предположить, что при чрезмерном увеличении показателя преломления такого слоя с высоким показателем преломления по сравнению с показателем преломления периферийного участка 221 и/или при чрезмерном увеличении толщины слоя с высоким показателем преломления, свет, попадающий в элемент 220 для создания светового тракта, будет концентрироваться на этом слое с высоким показателем преломления. Вследствие этого, по существу, не может быть достигнуто преимущество в соответствии с данным вариантом осуществления. Поэтому желательно, чтобы разность показателей преломления между периферийным участком 221 и слоем с высоким показателем преломления была меньше, чем разность показателей преломления между периферийным участком 221 и средним участком 222. Желательно также, чтобы в произвольном поперечном сечении толщина слоя с высоким показателем преломления была меньше, чем толщина периферийного участка 221. Такой слой с высоким показателем преломления или слой с низким показателем преломления может выполнять функцию, которая обуславливает форму периферийного участка 221 или повышение адгезии к участку 201 проема элемента 220 для создания светового тракта. Кроме того, в случае применения органического материала (смолы) в качестве материалов периферийного участка 221 и среднего участка 222, вышеописанный слой с высоким показателем преломления или слой с низким показателем преломления служит в качестве защитного слоя (пассивирующего слоя) по отношению к органическим материалам. В качестве материала такого защитного слоя желательно применять нитрид кремния.In addition, for example, the light path element 220 may have a layer with a high refractive index (not shown) between the peripheral portion 221 and the insulating film 200 having a higher refractive index than the refractive index of the peripheral portion 221 and made of a material different from the material peripheral portion 221. However, it can be assumed that with an excessive increase in the refractive index of such a layer with a high refractive index compared to the refractive index of the peripheral the first portion 221 and / or the excessive increase in the thickness of a high refractive index, light entering the member 220 to create a light path, will focus on this layer with a high refractive index. As a result of this, essentially, the advantage in accordance with this embodiment cannot be achieved. Therefore, it is desirable that the difference in refractive index between the peripheral section 221 and the layer with a high refractive index is less than the difference in refractive index between the peripheral section 221 and the middle section 222. It is also desirable that the thickness of the layer with a high refractive index be less in an arbitrary cross section, than the thickness of the peripheral portion 221. Such a layer with a high refractive index or a layer with a low refractive index can perform a function that determines the shape of the periphery ynogo portion 221 or to increase the adhesion portion 201 of the opening member 220 to create a light path. In addition, in the case of using an organic material (resin) as the materials of the peripheral portion 221 and the middle portion 222, the high refractive index layer or the low refractive index layer described above serves as a protective layer (passivation layer) with respect to the organic materials. It is desirable to use silicon nitride as the material of such a protective layer.

Отметим, что на внутренней стороне среднего участка 222 может существовать область, состоящая из материала, отличающегося от того, из которого выполнен средний участок 222, или полость, которая окружена средним участком 222. Вместе с тем, когда показатель преломления такой области меньше, чем показатель преломления среднего участка 222, или когда показатель преломления этой области больше, чем показатель преломления периферийного участка 221, желательно с как можно большей вероятностью исключить такую область.Note that on the inner side of the middle portion 222, there may exist a region consisting of a material different from that of which the middle portion 222 is made, or a cavity that is surrounded by a middle portion 222. However, when the refractive index of such a region is less than the index the refraction of the middle portion 222, or when the refractive index of this region is greater than the refractive index of the peripheral portion 221, it is desirable to exclude such a region as much as possible.

Теперь будет описана прозрачная пленка 319, являющаяся общим признаком для вариантов осуществления с первого по шестой. Как показано на фиг. 2 и 4-8, прозрачная пленка 319 нанесена на верхняя поверхность 202 изолирующей пленки 200. Прозрачная пленка 319 выполнена из того же материала, что и периферийный участок 221 и средний участок 222, и имеет больший показатель преломления, чем показатель преломления изолирующей пленки 200 (в данном случае, одиннадцатого изолирующего слоя 215). Показатель преломления прозрачной пленки 319 больше, чем показатель преломления среднего участка 222, и может быть таким же, как показатель преломления периферийного участка 221. В частности, если предположить, что показатель преломления прозрачной пленки 319 равен n3, показатель преломления среднего участка 222 равен n2, а показатель преломления периферийного участка 221 равен n1, то желательно, чтобы выдерживалось соотношение (n1+n2)/2<n3<(3n1-n2)/2.A transparent film 319 will now be described, which is a common feature for the first through sixth embodiments. As shown in FIG. 2 and 4-8, a transparent film 319 is applied to the upper surface 202 of the insulating film 200. The transparent film 319 is made of the same material as the peripheral portion 221 and the middle portion 222, and has a greater refractive index than the refractive index of the insulating film 200 ( in this case, the eleventh insulating layer 215). The refractive index of the transparent film 319 is greater than the refractive index of the middle portion 222, and may be the same as the refractive index of the peripheral portion 221. In particular, assuming that the refractive index of the transparent film 319 is n 3 , the refractive index of the middle portion 222 is n 2 , and the refractive index of the peripheral portion 221 is n 1 , it is desirable that the ratio (n 1 + n 2 ) / 2 <n 3 <(3n 1 -n 2 ) / 2 is maintained.

Теперь будет приведено подробное описание прозрачной пленки 319. Как показано в первом варианте осуществления (фиг. 2), втором варианте осуществления (фиг. 4), третьем варианте осуществления (фиг. 5), четвертом варианте осуществления (фиг. 6) и шестом варианте осуществления (фиг. 8), прозрачная пленка 319 имеет первую область 3191 и вторую область 3192. Вторая область 3192 прозрачной пленки 319 выполнена неразрывной со средним участком 222, который представляет собой первую область высокого показателя преломления. Первая область 3191 прозрачной пленки 319 выполнена неразрывной с периферийным участком 221, который представляет собой вторую область высокого показателя преломления, и расположена на изолирующей пленке 200. Показатель преломления первой области 3191 больше, чем показатель преломления второй области 3192, и прозрачная пленка 319 имеет некоторое распределение показателя преломления. Первая область 3191 окружает вторую область 3192. Если есть свет, который распространился в направлении попадания на верхнюю поверхность 202 изолирующей пленки 200, а не участка 201 проема, то прозрачная пленка 319 может направлять этот свет в элемент 220 для создания светового тракта. В частности, перед тем, как попасть в изолирующую пленку 200, свет пытается распространиться в пределах прозрачной пленки 319 (первой области 3191), имеющей больший показатель преломления, чем изолирующая пленка 200, имеющая меньший показатель преломления, чтобы попасть в первую область 3191 прозрачной пленки 319. Свет, распространяющийся через прозрачную пленку 319, попадает на периферийный участок 221, выполненный из того же материала, что и первая область 3191 прозрачной пленки 319 с малым потерями. Поэтому можно повысить эффективность использования света. Чтобы получить такое преимущество, в предположении, что длина волны света, попадающего в элемент 220 для создания светового тракта, равна λ, а показатель преломления прозрачной пленки 319 равен n3, толщина прозрачной пленки 319 должна находиться в пределах диапазона от λ/4 n3 или более до 2λ/n3 или менее. В пятом варианте осуществления, показанном на фиг. 7, прозрачная пленка 319 неразрывна с участком 2212 падения, и эта прозрачная пленка 319 имеет тот же показатель преломления, что и участок 2212 падения. Прозрачная пленка 319, по существу, не имеет распределения показателя преломления. Как описано выше, в случае, если прозрачная пленка 319 имеет первую область 3191 и вторую область 3192, желательно, чтобы свет мог концентрироваться в первой области 3191, выполненной неразрывной с периферийным участком 221.A detailed description will now be given of the transparent film 319. As shown in the first embodiment (FIG. 2), the second embodiment (FIG. 4), the third embodiment (FIG. 5), the fourth embodiment (FIG. 6) and the sixth embodiment implementation (Fig. 8), the transparent film 319 has a first region 3191 and a second region 3192. The second region 3192 of the transparent film 319 is made inextricably with the middle section 222, which is the first region of a high refractive index. The first region 3191 of the transparent film 319 is inseparable from the peripheral portion 221, which is the second high refractive index region, and is located on the insulating film 200. The refractive index of the first region 3191 is greater than the refractive index of the second region 3192, and the transparent film 319 has some distribution refractive index. The first region 3191 surrounds the second region 3192. If there is light that has spread in the direction of the upper surface 202 of the insulating film 200 and not the opening portion 201, then the transparent film 319 can direct this light to the light path 220. In particular, before entering the insulating film 200, light tries to propagate within the transparent film 319 (first region 3191) having a higher refractive index than the insulating film 200 having a lower refractive index in order to get into the first region 3191 of the transparent film 319. The light propagating through the transparent film 319 enters the peripheral portion 221 made of the same material as the first region 3191 of the low loss transparent film 319. Therefore, it is possible to increase the light utilization efficiency. To obtain such an advantage, under the assumption that the wavelength of the light incident on the light path element 220 is λ, and the refractive index of the transparent film 319 is n 3 , the thickness of the transparent film 319 must be within the range of λ / 4 n 3 or more to 2λ / n 3 or less. In the fifth embodiment shown in FIG. 7, the transparent film 319 is inextricable with the drop portion 2212, and this transparent film 319 has the same refractive index as the drop portion 2212. The transparent film 319 essentially does not have a refractive index distribution. As described above, in the case where the transparent film 319 has a first region 3191 and a second region 3192, it is desirable that the light can be concentrated in a first region 3191 made inextricably with the peripheral portion 221.

Седьмой вариант осуществленияSeventh Embodiment

Данный вариант осуществления - это вариант осуществления, в котором соотношение параметров «большой/малый» между периферийным участком 221 и средним участком 222, существовавшее в первом варианте осуществления, изменяется на обратное, а принципиальное описание будет приведено со ссылками на фиг. 9A и 9B.This embodiment is an embodiment in which the large / small ratio between the peripheral portion 221 and the middle portion 222 that existed in the first embodiment is reversed, and a principle description will be given with reference to FIG. 9A and 9B.

Элемент 220 для создания светового тракта имеет, по меньшей мере, средний участок 224 и периферийный участок 223. Периферийный участок 223 расположен между средним участком 224 и изолирующей пленкой 200. Периферийный участок 223 окружает средний участок 224. Хотя периферийный участок 223 может быть выполнен из материала, отличающегося от материала среднего участка 224, желательно, чтобы периферийный участок 223 был выполнен из того же материала, что и средний участок 224. Желательно, чтобы, по меньшей мере, между участком периферийного участка 223 и участком среднего участка 224 не было участка, выполненного из материала, отличающегося от материалов периферийного участка 223 и среднего участка 224, а один и тот же материал продолжался от среднего участка 224 до периферийного участка 223. В этом случае можно сказать, что периферийный участок 223 выполнен неразрывным со средним участком 224. Желательно, чтобы между всем периферийным участком 223 и всем средним участком 224 не было участка из материала, отличающегося от материалов обоих этих участков.The light path element 220 has at least a middle portion 224 and a peripheral portion 223. The peripheral portion 223 is located between the middle portion 224 and the insulating film 200. The peripheral portion 223 surrounds the middle portion 224. Although the peripheral portion 223 may be made of material different from the material of the middle portion 224, it is desirable that the peripheral portion 223 be made of the same material as the middle portion 224. It is desirable that at least between the portion of the peripheral portion 223 and the portion the middle portion 224 there was no portion made of material different from the materials of the peripheral portion 223 and the middle portion 224, and the same material continued from the middle portion 224 to the peripheral portion 223. In this case, it can be said that the peripheral portion 223 is inextricable with the middle section 224. It is desirable that between the entire peripheral section 223 and the entire middle section 224 there is no section of material different from the materials of both of these sections.

В данном варианте осуществления, показатель преломления периферийного участка 223 больше, чем показатель преломления изолирующей пленки 200. Тогда показатель преломления среднего участка 224 больше, чем показатель преломления периферийного участка 223. Поэтому показатель преломления среднего участка 224 также больше, чем показатель преломления изолирующей пленки 200. В частности, в данном варианте осуществления, периферийный участок 223 представляет собой первую область высокого показателя преломления, а средний участок 224 представляет собой вторую область высокого показателя преломления, имеющую больший показатель преломления, чем первая область высокого показателя преломления (периферийный участок 223).In this embodiment, the refractive index of the peripheral portion 223 is greater than the refractive index of the insulating film 200. Then, the refractive index of the middle portion 224 is greater than the refractive index of the peripheral portion 223. Therefore, the refractive index of the middle portion 224 is also greater than the refractive index of the insulating film 200. In particular, in this embodiment, the peripheral portion 223 represents the first high refractive index region, and the middle portion 224 represents toruyu region of high refractive index having a larger refractive index than the first high refractive index region (peripheral portion 223).

Толщина периферийного участка 223 последовательно уменьшается по мере приближения периферийного участка 223 к светоприемной поверхности 111. Подробности этого будут описаны со ссылками на фиг. 9B. Величины DS1, DS2, DS3, DS4 и DS5 отображают ширину (диаметр) участка 201 проема в поперечных сечениях S1-S5. В данном варианте осуществления, боковая поверхность 204, показанная на фиг. 9A, имеет форму с прямой конусностью по отношению к светоприемной поверхности 111, и выдерживается зависимость DS1>DS2>DS3>DS4>DS5.The thickness of the peripheral portion 223 gradually decreases as the peripheral portion 223 approaches the light receiving surface 111. Details of this will be described with reference to FIG. 9B. The values DS1, DS2, DS3, DS4 and DS5 represent the width (diameter) of the opening portion 201 in cross sections S1-S5. In this embodiment, the side surface 204 shown in FIG. 9A has a straight taper shape with respect to the light receiving surface 111, and the dependence DS1> DS2> DS3> DS4> DS5 is maintained.

Величины DH1, DH2, DH3, DH4 и DH5 отображают ширину (диаметр) среднего участка 224 в поперечных сечениях S1-S5. В данном варианте осуществления, средний участок 224 имеет форму усеченного конуса, а внешняя поверхность среднего участка 224 (поверхность на стороне периферийного участка 223) имеет форму с прямой конусностью по отношению к светоприемной поверхности 111. Выдерживается зависимость DH1<DH2<DH3<DH4<DH5. Величины TL1, TL2, TL3, TL4 и TL5 отображают толщину (ширину) периферийного участка 223 в поперечных сечениях S1-S5. В данном варианте осуществления, внутренняя поверхность периферийного участка 223 (поверхность на стороне среднего участка 224) и внешняя поверхность периферийного участка 223 (поверхность на стороне изолирующей пленки 200) имеют форму с обратной конусностью по отношению к светоприемной поверхности 111. Выдерживается зависимость TL1>TL2>TL3>TL4>TL5.Values DH1, DH2, DH3, DH4 and DH5 represent the width (diameter) of the middle portion 224 in cross sections S1-S5. In this embodiment, the middle portion 224 has the shape of a truncated cone, and the outer surface of the middle portion 224 (the surface on the side of the peripheral portion 223) has a shape with a straight taper with respect to the light receiving surface 111. The dependence DH1 <DH2 <DH3 <DH4 <DH5 is maintained. . Values TL1, TL2, TL3, TL4 and TL5 represent the thickness (width) of the peripheral portion 223 in cross sections S1-S5. In this embodiment, the inner surface of the peripheral portion 223 (the surface on the side of the middle portion 224) and the outer surface of the peripheral portion 223 (the surface on the side of the insulating film 200) are inversely tapering with respect to the light receiving surface 111. The dependence TL1> TL2> is maintained TL3> TL4> TL5.

В данном случае, хотя отношение (TL1/TL5) между максимальным значением (TL1) и минимальным значением (TL5) толщины периферийного участка 223, в общем, бесконечно, минимальное значение толщины периферийного участка 223, по меньшей мере, равна или меньше половину максимального значения (т.е. (максимальное значение/минимальное значение)>2). Если предположить, что длина волны света, попадающего в элемент 220 для создания светового тракта, равна λ и показатель преломления изолирующей пленки 200 равен n0, а показатель преломления периферийного участка 223 равен n1, максимальное значение толщины периферийного участка 223 больше, чем λ / 2 ( n 1 2 n 0 2 )

Figure 00000004
Кроме того, минимальное значение толщины периферийного участка 221 меньше, чем λ / 4 ( n 1 2 n 0 2 )
Figure 00000005
. Толщина периферийного участка 223 имеет максимальное значение на верхнем участке элемента 220 для создания светового тракта (от второй плоскости 1002 до четвертой плоскости 1004). Кроме того, толщина периферийного участка 223 имеет минимальное значение на нижнем участке элемента 220 для создания светового тракта (от четвертой плоскости 1004 до третьей плоскости 1003).In this case, although the ratio (TL1 / TL5) between the maximum value (TL1) and the minimum value (TL5) of the thickness of the peripheral portion 223 is generally infinite, the minimum thickness value of the peripheral portion 223 is at least equal to or less than half the maximum value (i.e. (maximum value / minimum value)> 2). Assuming that the wavelength of the light entering the light path element 220 is λ and the refractive index of the insulating film 200 is n 0 , and the refractive index of the peripheral portion 223 is n 1 , the maximum thickness of the peripheral portion 223 is greater than λ / 2 ( n one 2 - n 0 2 )
Figure 00000004
In addition, the minimum thickness of the peripheral portion 221 is less than λ / four ( n one 2 - n 0 2 )
Figure 00000005
. The thickness of the peripheral portion 223 has a maximum value in the upper portion of the element 220 to create a light path (from the second plane 1002 to the fourth plane 1004). In addition, the thickness of the peripheral portion 223 has a minimum value in the lower portion of the element 220 to create a light path (from the fourth plane 1004 to the third plane 1003).

Даже в части периферийного участка 223, где его толщина находится между минимальным значением и максимальным значением, толщина в плоскости, расположенной ближе к светоприемной поверхности 111, равна или меньше 1/2. В примере, показанном на фиг. 9A и 9B, толщина периферийного участка 223 в четвертой плоскости 1004 (TL3) равна 1/2 толщины периферийного участка 223 во второй плоскости 1002 (TL1). Кроме того, толщина периферийного участка 223 в шестой плоскости 1006 (TL4) меньше 1/2 толщины периферийного участка 223 в пятой плоскости 1005 (TL2).Even in the part of the peripheral portion 223, where its thickness is between the minimum value and the maximum value, the thickness in the plane located closer to the light receiving surface 111 is equal to or less than 1/2. In the example shown in FIG. 9A and 9B, the thickness of the peripheral portion 223 in the fourth plane 1004 (TL3) is 1/2 the thickness of the peripheral portion 223 in the second plane 1002 (TL1). In addition, the thickness of the peripheral section 223 in the sixth plane 1006 (TL4) is less than 1/2 the thickness of the peripheral section 223 in the fifth plane 1005 (TL2).

Фиг. 10 иллюстрирует распределения напряженности поля в то время, когда свет попадает в элемент 220 для создания светового тракта параллельно центральной оси элемента 220 для создания светового тракта, в данном варианте осуществления. Если говорить подробнее, то три распределения напряженности поля являются распределениями напряженностей поля в пределах плоскости, параллельной светоприемной поверхности 111, в трех положениях, которые отличаются по высоте в пределах элемента 220 для создания светового тракта. Положение поперечной оси указывает высоту в пределах элемента 220 для создания светового тракта.FIG. 10 illustrates field strength distributions at a time when light enters the element 220 to create a light path parallel to the central axis of the element 220 to create a light path, in this embodiment. In more detail, the three field strength distributions are the field strength distributions within a plane parallel to the light receiving surface 111, in three positions that differ in height within the light path element 220. The position of the transverse axis indicates the height within the element 220 to create a light path.

Руководствуясь понятиями волновой оптики, можно представить себе, что свет склонен концентрироваться в области, имеющей высокий показатель преломления. Следовательно, напряженность поля среднего участка 224 больше, чем напряженность поля периферийного участка 223, в положении, где толщина среднего участка 224, имеющего больший показатель преломления, чем показатель преломления периферийного участка 223, велика. Кроме того, большинство света распространяется через средний участок 224, вследствие чего можно уменьшить количество света, утечка которого происходит из элемента 220 для создания светового тракта в изолирующую пленку 200. Поэтому считается, что происходит подавление потерь света. Соответственно, эффективность использования света, попадающего в фотоэлектрический преобразующий элемент 1 параллельно его центральной оси, можно улучшить по сравнению с вариантами осуществления с первого по шестой. Свет, идущий параллельно центральной оси фотоэлектрического преобразующего элемента 1, по существу, является светом, вводимым перпендикулярно светоприемной поверхности участка 110 фотоэлектрического преобразования и представляющим собой свет, в типичном случае падающий на участок 110 фотоэлектрического преобразования. Соответственно, можно получить фотоэлектрические преобразующие элементы 1, обладающие высокой чувствительностью.Guided by the concepts of wave optics, we can imagine that light tends to concentrate in the region with a high refractive index. Therefore, the field strength of the middle portion 224 is greater than the field strength of the peripheral portion 223, in a position where the thickness of the middle portion 224 having a greater refractive index than the refractive index of the peripheral portion 223 is large. In addition, most of the light propagates through the middle portion 224, whereby the amount of light that is leaked from the element 220 to create the light path to the insulating film 200 can be reduced. Therefore, it is believed that light loss is suppressed. Accordingly, the efficiency of using the light incident on the photoelectric conversion element 1 parallel to its central axis can be improved in comparison with the first through sixth embodiments. The light parallel to the center axis of the photoelectric conversion element 1 is essentially light introduced perpendicular to the light receiving surface of the photoelectric conversion section 110 and is light that typically incident on the photoelectric conversion section 110. Accordingly, it is possible to obtain photoelectric converting elements 1 having high sensitivity.

Автор данного изобретения и другие лица провели исследование чувствительности во время попадания света в элемент 220 для создания светового тракта параллельно центральной оси элемента 220 для создания светового тракта в соответствии с тремя моделями, построенными в предположении, что длина волны падающего света составляет 550 нм (зеленый свет), показатель преломления изолирующей пленки 200 равен 1,46, а показатель преломления элемента 220 для создания светового тракта составляет от 1,83 до 1,90. Первая модель - это модель, в которой показатель преломления среднего участка и показатель преломления периферийного участка оба составляют 1,83, а элемент 220 для создания светового тракта не имеет распределения показателя преломления. Вторая модель - это модель, в которой показатель преломления среднего участка и показатель преломления периферийного участка оба составляют 1,90, а элемент 220 для создания светового тракта не имеет распределения показателя преломления. Третья модель - это модель, соответствующая данному варианту осуществления, в которой показатель преломления среднего участка 224 равен 1.90, а показатель преломления периферийного участка 223 равен 1,83. Если бы нормализованная чувствительность согласно первой модели составила 1,00, то нормализованная чувствительность третьей модели составила бы 1,05, а нормализованная чувствительность второй модели составила 1,04. Таким образом третья модель может способствовать повышению чувствительности фотоэлектрических преобразующих элементов 1 за счет задания показателя преломления среднего участка 224 превышающим показатель преломления периферийного участка 223, касающийся первой модели, или задания показателя периферийного участка 223 меньшим, чем показатель преломления среднего участка 224, касающийся второй модели.The author of the present invention and other persons have conducted a sensitivity study when light enters the element 220 to create a light path parallel to the central axis of the element 220 to create a light path in accordance with three models constructed under the assumption that the wavelength of incident light is 550 nm (green light ), the refractive index of the insulating film 200 is 1.46, and the refractive index of the element 220 to create the light path is from 1.83 to 1.90. The first model is a model in which the refractive index of the middle portion and the refractive index of the peripheral portion are both 1.83, and the light path element 220 does not have a refractive index distribution. The second model is a model in which the refractive index of the middle portion and the refractive index of the peripheral portion are both 1.90, and the light path element 220 does not have a refractive index distribution. The third model is a model corresponding to this embodiment in which the refractive index of the middle portion 224 is 1.90 and the refractive index of the peripheral portion 223 is 1.83. If the normalized sensitivity according to the first model was 1.00, then the normalized sensitivity of the third model would be 1.05, and the normalized sensitivity of the second model would be 1.04. Thus, the third model can increase the sensitivity of the photoelectric converting elements 1 by setting the refractive index of the middle portion 224 higher than the refractive index of the peripheral portion 223 relating to the first model, or by setting the index of the peripheral portion 223 lower than the refractive index of the middle portion 224 relating to the second model.

Отметим, что можно применить компоновку, которая предусматривает модификацию седьмого варианта осуществления, в котором соотношение параметров «большой/малый» между периферийным участком 221 и средним участком 222, существовавшее в вариантах осуществления с первого по шестой, изменяется на обратное. Например, возможна компоновка, в которой периферийный участок 221 принимается за первую область высокого показателя преломления, а средний участок 222 и участок 2221 излучения принимаются за вторую область высокого показателя преломления, имеющую больший показатель преломления, чем первая область высокого показателя преломления (периферийный участок 221), в соответствии с четвертым вариантом осуществления. В альтернативном варианте, возможна компоновка, в которой периферийный участок 221 и участок 2212 падения принимаются за первую область высокого показателя преломления, а средний участок 222 принимается за вторую область высокого показателя преломления, имеющую больший показатель преломления, чем первая область высокого показателя преломления (периферийный участок 221), в соответствии с пятым вариантом осуществления. Кроме того, возможна компоновка, в которой периферийный участок 222 и участок 2211 излучения принимаются за первую область высокого показателя преломления, а средний участок 222 принимается за вторую область высокого показателя преломления, имеющую больший показатель преломления, чем первая область высокого показателя преломления (периферийный участок 221), в соответствии с шестым вариантом осуществления.Note that a layout that modifies the seventh embodiment can be applied in which the large / small ratio between the peripheral portion 221 and the middle portion 222 that existed in the first to sixth embodiments is reversed. For example, an arrangement is possible in which the peripheral portion 221 is taken as the first high refractive index region, and the middle portion 222 and the radiation portion 2221 are taken as the second high refractive index region having a higher refractive index than the first high refractive index region (peripheral portion 221) , in accordance with the fourth embodiment. Alternatively, an arrangement is possible in which the peripheral portion 221 and the incidence portion 2212 are taken as the first high refractive index region and the middle portion 222 is taken as the second high refractive index region having a higher refractive index than the first high refractive index region (peripheral portion 221), in accordance with the fifth embodiment. In addition, an arrangement is possible in which the peripheral portion 222 and the radiation portion 2211 are taken as the first high refractive index region and the middle portion 222 is taken as the second high refractive index region having a higher refractive index than the first high refractive index region (peripheral portion 221 ), in accordance with the sixth embodiment.

Кроме того, прозрачная пленка 319 имеет первую область 3193 и вторую область 3194. Вторая область 3194 прозрачной пленки 319 выполнена неразрывной со средним участком 224, который представляет собой первую область высокого показателя преломления. Первая область 3193 прозрачной пленки 319 выполнена неразрывной с периферийным участком 223, который представляет собой вторую область высокого показателя преломления, и расположена на изолирующей пленке 200. Показатель преломления второй области 3194 больше, чем показатель преломления первой области 3193, и прозрачная пленка 319 имеет некоторое распределение показателя преломления. Первая область 3193 окружает вторую область 3194. Таким образом, свет, попадающий на прозрачную пленку 319, можно направлять к среднему участку 224 элемента 220 для создания светового тракта, а эффективность использования света можно повысить.In addition, the transparent film 319 has a first region 3193 and a second region 3194. The second region 3194 of the transparent film 319 is made inextricably with the middle portion 224, which is the first region of a high refractive index. The first region 3193 of the transparent film 319 is made inextricably with the peripheral portion 223, which is the second high refractive index region, and is located on the insulating film 200. The refractive index of the second region 3194 is greater than the refractive index of the first region 3193, and the transparent film 319 has some distribution refractive index. The first region 3193 surrounds the second region 3194. Thus, the light incident on the transparent film 319 can be directed to the middle portion 224 of the element 220 to create the light path, and the light utilization efficiency can be improved.

Седьмой вариант осуществления обуславливает режим, в котором периферийный участок 221 находится в контакте с боковой поверхностью 204 изолирующей пленки 200. Вместе с тем, аналогично вариантам осуществления с первого по шестой, один или более слоев, составляющих часть элемента для создания светового тракта, могут лежать между периферийным участком 223 и боковой поверхности 204 изолирующей пленки 200, а периферийный участок 223 при этом не будет находиться в контакте с боковой поверхностью 204 изолирующей пленки 200.The seventh embodiment provides a mode in which the peripheral portion 221 is in contact with the side surface 204 of the insulating film 200. However, similarly to the first to sixth embodiments, one or more layers constituting part of the light path creating element may lie between the peripheral portion 223 and the side surface 204 of the insulating film 200, and the peripheral portion 223 will not be in contact with the side surface 204 of the insulating film 200.

Например, в одном варианте осуществления, светонаправляющий тракт может иметь слой с низким показателем преломления (не показан), имеющий меньший показатель преломления, чем показатель преломления периферийного участка 223, между периферийным участком 221 и изолирующей пленкой 200. Показатель преломления этого слоя с низким показателем преломления больше, чем показатель преломления изолирующей пленки 200, и может быть меньше, чем показатель преломления среднего участка 224. Отметим, что материал слоя с низким показателем преломления быть тем же самым, что и материал периферийного участка 223 (и среднего участка 224), или может отличаться от него. При наличии такого слоя с низким показателем преломления можно снизить потери света. Кроме того, этот слой с низким показателем преломления может окружать периферийный участок 223.For example, in one embodiment, the light guide path may have a low refractive index layer (not shown) having a lower refractive index than the refractive index of the peripheral portion 223, between the peripheral portion 221 and the insulating film 200. The refractive index of this low refractive index layer greater than the refractive index of the insulating film 200, and may be less than the refractive index of the middle portion 224. Note that the material of the layer with a low refractive index is e thus that the peripheral portion of the material 223 (and the middle portion 224) or may differ from it. With such a low refractive index layer, light loss can be reduced. In addition, this low refractive index layer may surround the peripheral portion 223.

Помимо этого, например, конфигурация светонаправляющего канала может иметь слой с высоким показателем преломления (не показан), имеющий больший показатель преломления, чем показатель преломления периферийного участка 223, и выполненный из материала, отличающегося от материала периферийного участка 223. Вместе с тем, можно предположить, что при чрезмерном увеличении показателя преломления такого слоя с высоким показателем преломления по сравнению с показателем преломления периферийного участка 223 и/или при чрезмерном увеличении толщины слоя с высоким показателем преломления, свет, попадающий в элемент 220 для создания светового тракта, будет концентрироваться на этом слое с высоким показателем преломления. Вследствие этого, по существу, не может быть достигнуто преимущество в соответствии с данным вариантом осуществления. Поэтому желательно, чтобы разность показателей преломления между периферийным участком 223 и слоем с высоким показателем преломления была меньше, чем разность показателей преломления между периферийным участком 223 и средним участком 224. Желательно также, чтобы в произвольном поперечном сечении толщина слоя с высоким показателем преломления была меньше, чем толщина периферийного участка 221. Такой слой с высоким показателем преломления или слой с низким показателем преломления может выполнять функцию, которая обуславливает форму периферийного участка 221 или повышение адгезии к участку 201 проема элемента 220 для создания светового тракта. Кроме того, в случае применения органического материала (смолы) в качестве материалов периферийного участка 221 и среднего участка 222, вышеописанный слой с высоким показателем преломления или слой с низким показателем преломления служит в качестве защитного слоя (пассивирующего слоя) по отношению к органическим материалам. В качестве материала такого защитного слоя желательно применять нитрид кремния.In addition, for example, the configuration of the light guide channel may have a layer with a high refractive index (not shown) having a higher refractive index than the refractive index of the peripheral section 223, and made of a material different from the material of the peripheral section 223. However, we can assume that with an excessive increase in the refractive index of such a layer with a high refractive index compared with the refractive index of the peripheral section 223 and / or with an excessive increase in thickness c With a high refractive index, light entering the light path element 220 will concentrate on this high refractive index layer. As a result of this, essentially, the advantage in accordance with this embodiment cannot be achieved. Therefore, it is desirable that the difference in the refractive index between the peripheral section 223 and the high refractive index layer is less than the difference in the refractive index between the peripheral section 223 and the middle section 224. It is also desirable that the thickness of the layer with the high refractive index be smaller in an arbitrary cross section, than the thickness of the peripheral portion 221. Such a layer with a high refractive index or a layer with a low refractive index can perform a function that determines the shape of the periphery ynogo portion 221 or to increase the adhesion portion 201 of the opening member 220 to create a light path. In addition, in the case of using an organic material (resin) as the materials of the peripheral portion 221 and the middle portion 222, the high refractive index layer or the low refractive index layer described above serves as a protective layer (passivation layer) with respect to the organic materials. It is desirable to use silicon nitride as the material of such a protective layer.

Чтобы сформировать распределение показателя преломления при использовании нитрида кремния, можно применить, например, нижеследующие способы. Что касается первого способа, то сначала формируют первую пленку нитрида кремния на боковой поверхности 204 путем уменьшения количества кремниевых компонентов относительно нитридных компонентов пленкообразующего материала. После этого формируют вторую пленку нитрида кремния поверх первой пленки нитрида кремния путем увеличения - по сравнению с формированием первой пленкой нитрида кремния - количества кремниевых компонентов относительно нитридных компонентов пленкообразующего материала. При этом, одно из количества кремниевых компонентов и количества нитридных компонентов или оба они могут быть разными во время формирования первой пленки нитрида кремния и во время формирования второй пленки нитрида кремния. В соответствии с этим первым способом, можно сформировать элемент 220 для создания светового тракта, в котором первая пленка нитрида кремния составляет периферийный участок 223, а вторая пленка нитрида кремния составляет средний участок 224. Вот почему даже в случае, если отношение компонентов в стехиометрическом составе равно Si:N=3:4, то по поводу нестехиометрического состава, в котором отношение кремния к азоту (Si/N) относительно велико, можно отметить, что такой состав имеет больший показатель преломления, чем показатель преломления нитрида кремния, в котором отношение кремния к азоту (Si/N) относительно малоTo form the distribution of the refractive index when using silicon nitride, you can apply, for example, the following methods. As for the first method, first, a first silicon nitride film is formed on the side surface 204 by reducing the amount of silicon components relative to the nitride components of the film-forming material. After that, a second silicon nitride film is formed on top of the first silicon nitride film by increasing — compared with the formation of the first silicon nitride film — the amount of silicon components relative to the nitride components of the film-forming material. Moreover, one of the number of silicon components and the number of nitride components, or both, can be different during the formation of the first silicon nitride film and during the formation of the second silicon nitride film. According to this first method, it is possible to form a light path element 220 in which the first silicon nitride film constitutes the peripheral portion 223 and the second silicon nitride film constitutes the middle portion 224. That is why even if the ratio of the components in the stoichiometric composition is Si: N = 3: 4, then regarding the non-stoichiometric composition in which the ratio of silicon to nitrogen (Si / N) is relatively large, it can be noted that such a composition has a higher refractive index than the refractive index of nitride to belt, in which the ratio of silicon to nitrogen (Si / N) is relatively small

Что касается второго способа, то сначала формируют первую пленку нитрида кремния, плотность материала которой мала, поверх боковой поверхности 204 путем относительного увеличения энергии, подводимой в пленкообразующий материал. После этого, формируют вторую пленку нитрида кремния, плотность материала которой больше, чем у первой пленки нитрида кремния, путем уменьшения энергии, подводимой в пленкообразующий материал, по сравнению с формированием первой пленки нитрида кремния. Таким образом, можно сформировать элемент 220 для создания светового тракта, в котором первая пленка нитрида кремния составляет периферийный участок 223, а вторая пленка нитрида кремния составляет средний участок 224. Вот почему плотная пленка нитрида кремния, в которой плотность материала относительно велика, имеет больший показатель преломления, чем крупнозернистая пленка нитрида, в которой плотность нитрида кремния относительно мала.As for the second method, first, a first silicon nitride film is formed, the material density of which is low, on top of the side surface 204 by a relative increase in the energy supplied to the film-forming material. After that, a second silicon nitride film is formed, the material density of which is higher than that of the first silicon nitride film, by reducing the energy supplied to the film-forming material compared to the formation of the first silicon nitride film. Thus, it is possible to form the light path element 220 in which the first silicon nitride film constitutes the peripheral portion 223 and the second silicon nitride film constitutes the middle portion 224. That is why a dense silicon nitride film in which the density of the material is relatively high has a higher index refraction than a coarse-grained nitride film in which the density of silicon nitride is relatively low.

Подробности фотоэлектрических преобразующих элементовDetails of Photovoltaic Converting Elements

Подробное описание примера фотоэлектрических преобразующих элементов 1 будет приведено со ссылками на фиг. 1. В полупроводниковую подложку 100, выполненную из кремния N-типа, внедрена область 112 полупроводника N+-типа. Для круга, включающего в себя нижний участок области 112 полупроводника N+-типа, предусмотрена область 113 проводника N-типа. Для нижнего участка область 113 проводника N-типа предусмотрена область 114 полупроводника P-типа. Область 112 полупроводника N+-типа служит в качестве области накопления заряда. Область 112 полупроводника N+-типа, область 113 проводника N-типа и область 114 полупроводника P-типа составляют часть участка 110 фотоэлектрического преобразования.A detailed description of an example of photovoltaic conversion elements 1 will be given with reference to FIG. 1. An N + type semiconductor region 112 is embedded in a semiconductor substrate 100 made of N-type silicon. For a circle including a lower portion of an N + type semiconductor region 112, an N-type conductor region 113 is provided. For the lower portion, an N-type conductor region 113 is provided with a P-type semiconductor region 114. An N + -type semiconductor region 112 serves as a charge storage region. The N + type semiconductor region 112, the N-type conductor region 113, and the P-type semiconductor region 114 form part of the photoelectric conversion section 110.

Поверхность входной стороны (верхняя поверхность на фиг. 1) первого слоя 328 подложки линзы имеет выпуклую идеальную сферическую поверхность или асферическую поверхность по направлению к входной стороне (в нижеследующем тексте собирательно именуемую «криволинейной поверхностью»), т.е. имеет форму выпуклой линзы. Таким образом, свет, попадающий в слой 329 тела линзы приближается к центральной оси и конденсируется. Слой 328 подложки линзы и слой 329 тела линзы обоюдно выполнены из одного и того же органического материала (смолы), причем слой 328 подложки линзы и слой 329 тела линзы находятся в контакте друг с другом. То есть, слой 328 подложки линзы и слой 329 тела линзы, по существу, выполнены как единый узел. Зачастую трудно наблюдать границу между слоем 328 подложки линзы и слоем 329 тела линзы. В этом случае, плоскость, соединяющую края области криволинейной поверхности слоем 329 тела линзы, можно задать в качестве воображаемой границы. Отметим, что возможна компоновка, в которой первый слой 329 тела линзы и слой 327 цветного светофильтра находятся в контакте друг с другом за счет отсутствия первого слоя 328 подложки линзы.The surface of the input side (the upper surface in Fig. 1) of the first layer 328 of the lens substrate has a convex ideal spherical surface or an aspherical surface towards the input side (collectively referred to as a "curved surface" in the following text), i.e. has the shape of a convex lens. Thus, the light entering the lens body layer 329 approaches the central axis and condenses. The lens substrate layer 328 and the lens body layer 329 are mutually made of the same organic material (resin), the lens substrate layer 328 and the lens body layer 329 being in contact with each other. That is, the lens substrate layer 328 and the lens body layer 329 are substantially integrally formed. It is often difficult to observe the boundary between the lens substrate layer 328 and the lens body layer 329. In this case, the plane connecting the edges of the curved surface region with the layer 329 of the lens body can be set as an imaginary boundary. Note that an arrangement is possible in which the first layer 329 of the lens body and the layer 327 of the color filter are in contact with each other due to the absence of the first layer 328 of the lens substrate.

Свойства материала (в частности, показатель преломления) и форма криволинейной поверхности (в частности, ее кривизна, высота и ширина) первого слоя 329 тела линзы оказывают огромное влияние на положение фокальной точки. Вообще говоря, чем большей задана кривизна, тем дальше положение фокальной точки от первой плоскости 1001. Свойства материала (в частности, показатель преломления) и толщина слоя 328 подложки линзы оказывают влияние на расстояние, на которое свет оказывается ближе к центральной оси в пределах слоя 328 подложки линзы, и эти особенности, соответственно, составляют один из факторов для определения фокальной точки. Типичный показатель преломления первого слоя 329 тела линзы составляет от 1,6 до 2,0.The material properties (in particular, the refractive index) and the shape of the curved surface (in particular, its curvature, height and width) of the first layer 329 of the lens body have a huge impact on the position of the focal point. Generally speaking, the greater the curvature given, the farther the position of the focal point from the first plane 1001. The material properties (in particular, the refractive index) and the thickness of the lens substrate layer 328 affect the distance that light is closer to the central axis within layer 328 lens substrates, and these features, respectively, constitute one of the factors for determining the focal point. A typical refractive index of the first layer 329 of the lens body is from 1.6 to 2.0.

Слой 327 цветного светофильтра выполнен из органического материала (смолы), включая в себя окрашивающий материал. Хотя в качестве окрашивающего материала можно применять краску, возможно и применение пигмента. Свойства материала (в частности, показатель преломления) и толщина слоя 327 цветного светофильтра оказывают влияние на расстояние, на которое свет, отражаемый на поверхности раздела между слоем 328 подложки линзы и слоем 327 цветного светофильтра, становится ближе к центральной оси в пределах слоя 327 цветного светофильтра, и эти особенности, соответственно, составляют один из факторов для определения фокальной точки 500. Типичная толщина слоя 327 цветного светофильтра составляет от 0,1 до 1,0 мкм, а типичный показатель преломления составляет от 1,4 до 1,6.The color filter layer 327 is made of an organic material (resin), including a coloring material. Although paint may be used as a coloring material, pigment may also be used. The material properties (in particular, the refractive index) and the thickness of the color filter layer 327 affect the distance that light reflected on the interface between the lens substrate layer 328 and the color filter layer 327 becomes closer to the central axis within the color filter layer 327 , and these features, respectively, constitute one of the factors for determining the focal point 500. A typical layer thickness 327 of a color filter is from 0.1 to 1.0 μm, and a typical refractive index is from 1.4 d about 1.6.

Сплющенная пленка 326 состоит выполнена из органического материала (смолы) и имеет функцию регулировки расстояния между первым слоем 329 тела линзы и вторым слоем 324 тела линзы. Кроме того, сплющенная пленка 326 сплющена до такой степени, что приобретает форму криволинейной поверхности второго слоя 324 тела линзы, и имеет функцию подавления наклона светового тракта в слое 327 цветного светофильтра, первом слое 328 подложки линзы и первом слое 329 тела линзы. Толщина самого тонкого участка сплющенной пленки 326, как правило, составляет от 0,1 до 0,5 мкм, а показатель преломления сплющенной пленки составляет от 1,4 до 1,5.The flattened film 326 consists of organic material (resin) and has the function of adjusting the distance between the first layer 329 of the lens body and the second layer 324 of the lens body. In addition, the flattened film 326 is flattened to such an extent that it takes the form of a curved surface of the second layer 324 of the lens body, and has the function of suppressing the inclination of the light path in the layer 327 of the color filter, the first layer 328 of the lens substrate and the first layer 329 of the lens body. The thickness of the thinnest portion of the flattened film 326, as a rule, is from 0.1 to 0.5 μm, and the refractive index of the flattened film is from 1.4 to 1.5.

Второй слой 323 положки линзы и второй слой 324 тела линзы выполнены из нитрида кремния, и второй слой 324 тела линзы имеет форму выпуклой линзы (форму плосковыпуклой линзы). Отметим, что показатель преломления второго слоя 324 тела линзы больше, чем показатель преломления сплющенной пленки 326. Поэтому оказывается возможным дополнительная конденсация света, конденсирующегося в первом слое 329 тела линзы.The second lens holder layer 323 and the second lens body layer 324 are made of silicon nitride, and the second lens body layer 324 has the shape of a convex lens (flat-convex lens shape). Note that the refractive index of the second layer 324 of the lens body is greater than the refractive index of the flattened film 326. Therefore, additional condensation of light condensing in the first layer 329 of the lens body is possible.

Второй слой 325 покрытия тела линзы выполнен из оксида кремния и имеет показатель преломления между показателем преломления второго слоя 324 тела линзы и показателем преломления сплющенной пленки 326. Таким образом, в случае, если второй слой 325 покрытия тела линзы имеет показатель преломления между показателем преломления второго слоя 324 тела линзы и показателем преломления сплющенной пленки 326, количество света, падающего из сплющенной пленки 326 на второй слой 324 тела линзы, увеличивается. Вот почему можно подавить отражение на поверхности раздела между сплющенной пленкой 326 и вторым слоем 324 тела линзы, которое может происходить, если не предусмотрен второй слой 325 покрытия тела линзы, и можно увеличить коэффициент пропускания.The second lens body coating layer 325 is made of silicon oxide and has a refractive index between the refractive index of the second lens body layer 324 and the refractive index of the flattened film 326. Thus, if the second lens body coating layer 325 has a refractive index between the refractive index of the second layer 324 of the lens body and the refractive index of the flattened film 326, the amount of light incident from the flattened film 326 on the second layer 324 of the lens body increases. That is why it is possible to suppress reflection at the interface between the tapered film 326 and the second layer 324 of the lens body, which can occur if a second layer 325 of the coating of the lens body is not provided, and the transmittance can be increased.

В одном варианте осуществления, толщина второго слоя 325 покрытия тела линзы меньше, чем толщина второго слоя 324 тела линзы, и толщина второго слоя 324 тела линзы равна или меньше 1/2. Толщина второго слоя 325 покрытия тела линзы в (M-0,5)/4n325 -(M+0,5)/4n325 раз больше, чем длина волны падающего света, и эта толщина также может быть в M/4n325 раз больше длины волны падающего света. Здесь M - нечетное число, а n325 - показатель преломления второго слоя 325 покрытия тела линзы. M равно 1 или 3. В случае если толщина второго слоя 325 покрытия тела линзы задана таким образом, можно ослабить интерференцию из-за отраженного света на поверхности второго слоя 324 тела линзы, а также можно уменьшить количество отраженного света на поверхности второго слоя 325 покрытия тела линзы, и поэтому функция подавления отражения - с точки зрения волоконной оптики - выполняется.In one embodiment, the thickness of the second lens body coating layer 325 is less than the thickness of the second lens body layer 324, and the thickness of the second lens body layer 324 is equal to or less than 1/2. The thickness of the second coating layer 325 of the lens body is (M-0.5) / 4n 325 - (M + 0.5) / 4n 325 times greater than the wavelength of the incident light, and this thickness can also be M / 4n 325 times longer than the wavelength of the incident light. Here, M is an odd number, and n 325 is the refractive index of the second coating layer 325 of the lens body. M is 1 or 3. If the thickness of the second coating layer 325 of the lens body is set in this way, interference due to reflected light on the surface of the second lens body layer 324 can be reduced, and the amount of reflected light on the surface of the second body coating layer 325 can be reduced. lenses, and therefore the function of suppressing reflection - from the point of view of fiber optics - is performed.

Первый слой 322 со средним показателем преломления предусмотрен между вторым слоем 323 подложки линзы и слоем 321 с низким показателем преломления, а второй слой 320 со средним показателем преломления предусмотрен между слоем 321 с низким показателем преломления и прозрачной пленкой 319. Материалы первого слоя 322 со средним показателем преломления и второго слоя 320 со средним показателем преломления состоят из оксинитрида кремния, а материалом слоем 321 с низким показателем преломления является оксид кремния.The first middle refractive index layer 322 is provided between the second lens substrate layer 323 and the low refractive index layer 321, and the second middle refractive index layer 320 is provided between the low refractive index layer 321 and the transparent film 319. The materials of the first average refractive index layer 322 the refractive index and the second average refractive index layer 320 are composed of silicon oxynitride, and the material layer 321 with a low refractive index is silicon oxide.

Верхняя поверхность первого слоя 322 со средним показателем преломления образует поверхность раздела вместе с нижней поверхностью второго слоя 323 подложки линзы, а показатель преломления первого слоя 322 со средним показателем преломления меньше, чем показатель преломления второго слоя 323 подложки линзы. Верхняя поверхность слоя 321 с низким показателем преломления образует поверхность раздела с нижней поверхностью первого слоя 322 со средним показателем преломления, а показатель преломления слоя 321 с низким показателем преломления меньше, чем показатель преломления первого слоя 322 со средним показателем преломления. Следовательно, первый слой 322 со средним показателем преломления имеет показатель преломления между показателем преломления второго слоя 323 подложки линзы и показателем преломления слоя 321 с низким показателем преломления. Верхняя поверхность второго слоя 320 со средним показателем преломления образует поверхность раздела вместе с нижней поверхностью слоя 321 с низким показателем преломления, а показатель преломления второго слоя 320 со средним показателем преломления больше, чем показатель преломления слоя 321 с низким показателем преломления. Нижняя поверхность второго слоя 320 со средним показателем преломления образует поверхность раздела вместе с верхней поверхностью прозрачной пленки 319, а показатель преломления второго слоя 320 со средним показателем преломления меньше, чем показатель преломления прозрачной пленки 319. Следовательно, второй слой 320 со средним показателем преломления имеет показатель преломления между показателем преломления слоя 321 с низким показателем преломления и показателем преломления прозрачной пленки 319. Таким образом, показатель преломления любого из первого слоя 322 со средним показателем преломления и второго слоя 320 со средним показателем преломления меньше, чем показатели преломления второго слоя 323 подложки линзы и второго слоя 324 тела линзы, и поэтому первый слой 322 со средним показателем преломления, слой 321 с низким показателем преломления и второй слой 320 со средним показателем преломления можно собирательно именовать пленкой с низким показателем преломления. Отметим, что, по меньшей мере, один из первого слоя 322 со средним показателем преломления и второго слоя 320 со средним показателем преломления можно исключить из пленки с низким показателем преломления, а пленку с низким показателем преломления можно принять за однослойную пленку или двухслойную пленку. Отметим, что пленку с низким показателем преломления также можно исключить.The upper surface of the first average refractive index layer 322 forms an interface along with the lower surface of the second lens substrate layer 323, and the refractive index of the first average refractive index layer 322 is less than the refractive index of the second lens substrate layer 323. The upper surface of the low refractive index layer 321 forms an interface with the lower surface of the first average refractive index layer 322, and the refractive index of the low refractive index layer 321 is less than the refractive index of the first average refractive index layer 322. Therefore, the first average refractive index layer 322 has a refractive index between the refractive index of the second lens substrate layer 323 and the refractive index of the low refractive index layer 321. The upper surface of the second middle refractive index layer 320 forms an interface along with the lower surface of the low refractive index layer 321, and the refractive index of the second average refractive index layer 320 is greater than the refractive index of the low refractive index layer 321. The lower surface of the second average refractive index layer 320 forms an interface along with the upper surface of the transparent film 319, and the refractive index of the second average refractive index layer 320 is less than the refractive index of the transparent film 319. Therefore, the second average refractive index layer 320 has an index the refractive index between the refractive index of the low refractive index layer 321 and the refractive index of the transparent film 319. Thus, the refractive index is any o of the first layer 322 with an average refractive index and the second layer 320 with an average refractive index less than the refractive indices of the second layer 323 of the lens substrate and the second layer 324 of the lens body, and therefore the first layer 322 with an average refractive index, layer 321 with a low refractive index and the second medium refractive index layer 320 can be collectively referred to as a low refractive index film. Note that at least one of the first average refractive index layer 322 and the second average refractive index layer 320 can be excluded from the low refractive index film, and the low refractive index film can be mistaken for a single-layer film or a two-layer film. Note that a film with a low refractive index can also be excluded.

Показатель преломления пленки 321 с низким показателем преломления меньше, чем показатель преломления первого слоя 322 со средним показателем преломления, и поэтому свет отражается в соответствии с законом Шелла по направлению к центральной оси участка 201 проема и к элементу 220 для создания светового тракта в пределах слоя 321 с низким показателем преломления. Поэтому количество света, попадающего на участок 201 проема (в элемент 220 для создания светового тракта), можно увеличить. Даже в случае, если первый слой 322 со средним показателем преломления отсутствует, показатель преломления пленки 321 с низким показателем преломления меньше, чем показатель преломления первого слоя 322 со средним показателем преломления, и поэтому может возникнуть одинаковое преломление. Вместе с тем, в соответствии с разностью коэффициентов преломления между вторым слоем 323 подложки линзы и слоем 321 с низким показателем преломления, отражение падающего света может возникнуть на поверхности раздела между вторым слоем 323 подложки линзы и слоем 321 с низким показателем преломления. Кроме того, в соответствии с разностью показателей преломления между слоем 321 с низким показателем преломления и прозрачной пленкой 319, отражение падающего света может возникнуть на поверхности раздела между слоем 321 с низким показателем преломления и прозрачной пленкой 319. При этом отражательную способность R можно представить выражением R=(n321-n319)2/(n321+n319)2. В данном случае n321 - показатель преломления слоя 321 с низким показателем преломления, а n319 - показатель преломления прозрачной пленки 319. В примере на фиг. 1 как разность показателей преломления между вторым слоем 323 подложки линзы и первым слоем 322 со средним показателем преломления, так и разность показателей преломления между первым слоем 322 со средним показателем преломления и слоем 321 с низким показателем преломления меньше, чем разность показателей преломления между вторым слоем 323 подложки линзы и слоем 321 с низким показателем преломления. Соответственно, можно улучшить пропускание из второго слоя 323 подложки линзы в слой 321 с низким показателем преломления, и можно увеличить количество света, попадающего в слой 321 с низким показателем преломления. Показатель преломления прозрачной пленки 319 больше, чем показатель преломления второго слоя 320 со средним показателем преломления, и поэтому свет преломляется в соответствии с законом Шелла в направлении от центральных осей участка 201 проема и элемента для создания светового тракта внутри прозрачной пленки 319. Следовательно, поток света, попадающего на периферийный участок 221 (или периферийный участок 223), можно увеличить. Кроме того, поскольку угол относительно боковой поверхности 204 можно уменьшить, поток света, попадающего на боковую поверхность 204 под углом падения, не меньшим, чем критический угол, можно увеличить, а количество света, утекающего с боковой поверхности 204 участка 201 проема, можно уменьшить. Даже в случае, если второй слой 320 со средним показателем преломления исключен, такое преломление может возникнуть за счет того, что показатель преломления слоя 321 с низким показателем преломления может стать меньшим, чем показатель преломления прозрачной пленки 319. В примере на фиг. 1, как разность показателей преломления между слоем 321 с низким показателем преломления и вторым слоем 320 со средним показателем преломления, так и разность показателей преломления между вторым слоем 320 со средним показателем преломления и прозрачной пленкой 319, меньше, чем разность показателей преломления между слоем 321 с низким показателем преломления и прозрачной пленкой 319. Соответственно, можно улучшить пропускание из слоя 321 с низким показателем преломления в прозрачную пленку 319, а количество света попадающего в прозрачную пленку 319 можно увеличить.The refractive index of the film 321 with a low refractive index is less than the refractive index of the first layer 322 with an average refractive index, and therefore the light is reflected in accordance with the Shell law towards the central axis of the opening portion 201 and to the light path 220 to create the light path within the layer 321 low refractive index. Therefore, the amount of light entering the opening portion 201 (into the light path element 220) can be increased. Even if there is no first refractive index layer 322, the refractive index of the low refractive index film 321 is less than the refractive index of the first average refractive index layer 322, and therefore, the same refraction can occur. However, in accordance with the difference in the refractive index between the second layer 323 of the lens substrate and the low refractive index layer 321, reflection of incident light may occur on the interface between the second layer 323 of the lens substrate and the low refractive index layer 321. In addition, in accordance with the difference in refractive index between the low refractive index layer 321 and the transparent film 319, reflection of incident light may occur on the interface between the low refractive index layer 321 and the transparent film 319. The reflectance R can be represented by the expression R = (n 321 -n 319 ) 2 / (n 321 + n 319 ) 2 . In this case, n 321 is the refractive index of the low refractive index layer 321, and n 319 is the refractive index of the transparent film 319. In the example of FIG. 1, both the difference in the refractive index between the second layer 323 of the lens substrate and the first layer 322 with an average refractive index, and the difference in the refractive index between the first layer 322 with an average refractive index and the layer 321 with a low refractive index is smaller than the difference in the refractive index between the second layer 323 the lens substrate and a low refractive index layer 321. Accordingly, transmission from the second lens substrate layer 323 to the low refractive index layer 321 can be improved, and the amount of light entering the low refractive index layer 321 can be increased. The refractive index of the transparent film 319 is greater than the refractive index of the second layer 320 with an average refractive index, and therefore, the light is refracted according to the Shell law in the direction from the central axes of the opening portion 201 and the light path inside the transparent film 319. Therefore, the light flux falling onto the peripheral portion 221 (or peripheral portion 223) can be increased. In addition, since the angle with respect to the side surface 204 can be reduced, the flux of light incident on the side surface 204 at an angle of incidence not less than the critical angle can be increased, and the amount of light leaking from the side surface 204 of the opening portion 201 can be reduced. Even if the second layer 320 with the average refractive index is excluded, such refraction can occur because the refractive index of the low refractive index layer 321 may become lower than the refractive index of the transparent film 319. In the example of FIG. 1, as the difference in the refractive index between the low refractive index layer 321 and the second average refractive index layer 320, the difference in the refractive index between the second medium refractive index layer 320 and the transparent film 319 is smaller than the difference in refractive index between the 321 sec layer low refractive index and transparent film 319. Accordingly, transmission from the low refractive index layer 321 to the transparent film 319 can be improved, and the amount of light incident on the transparent film 319 You can increase.

В одном варианте осуществления, толщина первого слоя 322 со средним показателем преломления в (M-0,5)/4n322-(M+0,5)4n322 раз больше длины волны падающего света, и это толщина также может быть в M/4n322 раз больше длины волны падающего света. Здесь M- нечетное число, а n322 - показатель преломления первого слоя 322 со средним показателем преломления. M равно 1 или 3. В случае, если толщина первого слоя 322 со средним показателем преломления задана таким образом, можно ослабить интерференцию отражаемого света на поверхности раздела между первым слоем 322 со средним показателем преломления и вторым слоем 323 подложки линзы, а также можно уменьшить количество отраженного света на поверхности раздела между первым слоем 322 со средним показателем преломления и слоем 321 с низким показателем преломления; соответственно, можно выполнить функцию подавления отражения с точки зрения волновой оптики.In one embodiment, the thickness of the first layer 322 with an average refractive index is (M-0.5) / 4n 322 - (M + 0.5) 4n 322 times the wavelength of the incident light, and this thickness can also be in M / 4n 322 times the wavelength of the incident light. Here, M is an odd number, and n 322 is the refractive index of the first layer 322 with an average refractive index. M is 1 or 3. If the thickness of the first layer 322 with an average refractive index is set in this way, it is possible to reduce the interference of reflected light on the interface between the first layer 322 with an average refractive index and the second layer 323 of the lens substrate, and it is also possible to reduce the number reflected light at the interface between the first layer 322 with an average refractive index and the layer 321 with a low refractive index; accordingly, it is possible to fulfill the function of suppressing reflection from the point of view of wave optics.

Аналогичным образом, толщина второго слоя 320 со средним показателем преломления в (M-0,5)/4n320-(M+0,5)/4n320 раз больше длины волны падающего света, а толщина этого слоя может быть в M/4n320 раз больше длины волны падающего света. Здесь M-нечетное число, а n320 - показатель преломления. M равно 1 или 3.Similarly, the thickness of the second layer 320 with an average refractive index of (M-0.5) / 4n 320 is (M + 0.5) / 4n 320 times the wavelength of the incident light, and the thickness of this layer can be in M / 4n 320 times the wavelength of the incident light. Here M is an odd number, and n 320 is the refractive index. M is 1 or 3.

Чтобы увеличить преломление с целью прохождения света ближе к центральной оси в пределах пленки с низким показателем преломления в диапазоне, где толщина каждого слоя ограничена, желательно задавать толщину первого слоя 322 со средним показателем преломления и толщину слоя 321 с низким показателем преломления следующим образом. Во-первых, сравнивают относительный показатель преломления между вторым слоем 323 подложки линзы и первым слоем 322 со средним показателем преломления и относительный показатель преломления между первым слоем 322 со средним показателем преломления и слоем 321 с низким показателем преломления. Толщину среды (одного из первого слоя 322 со средним показателем преломления и слоя 321 с низким показателем преломления) на выходной стороне, где относительный показатель преломления больше, задают как превышающую толщину среды (другого из первого слоя 322 со средним показателем преломления и слоя 321 с низким показателем преломления) на входной стороне, где относительный показатель преломления меньше. Отметим, что упоминаемый здесь относительный показатель преломления - это отношение (показатель преломления среды на входной стороне)/(показатель преломления среды на выходной стороне), а его величина больше 1 в данном варианта осуществления. Отметим, что когда в предшествующем описании заходила речь просто о «показателе преломления», это означало, что имеется в виду абсолютный показатель преломления. В соответствии с законом Шелла, чем больше относительный показатель преломления, тем больше угол выхода, вследствие чего излучаемый свет можно дополнительно приблизить к центральной сои путем увеличения толщины среды на выходной стороне, где относительный показатель преломления больше. Например, в случае, если показатель преломления второго слоя 323 подложки линзы равен 2,00, показатель преломления первого слоя 322 со средним показателем преломления равен 1,72, а показатель преломления слоя 321 с низким показателем преломления равен 1,46, то выдерживается соотношение 2,00/1,72<1,72/1,46. Соответственно, толщина слоя 321 с низким показателем преломления должна быть увеличена по сравнению с толщиной первого слоя 322 со средним показателем преломления.In order to increase the refraction in order to pass the light closer to the central axis within the film with a low refractive index in the range where the thickness of each layer is limited, it is desirable to set the thickness of the first layer 322 with an average refractive index and the thickness of the layer 321 with a low refractive index as follows. Firstly, the relative refractive index between the second layer 323 of the lens substrate and the first layer 322 with an average refractive index is compared and the relative refractive index between the first layer 322 with an average refractive index and the low refractive index layer 321. The thickness of the medium (one of the first layer 322 with an average refractive index and the layer 321 with a low refractive index) on the output side, where the relative refractive index is greater, is set as exceeding the thickness of the medium (the other of the first layer 322 with an average refractive index and the layer 321 with a low refractive index) on the input side, where the relative refractive index is less. Note that the relative refractive index referred to here is the ratio (refractive index of the medium on the input side) / (refractive index of the medium on the output side), and its value is greater than 1 in this embodiment. Note that when in the previous description it was simply a question of a "refractive index", this meant that we mean the absolute refractive index. According to Shell's law, the larger the relative refractive index, the larger the exit angle, as a result of which the emitted light can be further approximated to the central soybean by increasing the thickness of the medium on the output side, where the relative refractive index is greater. For example, if the refractive index of the second layer 323 of the lens substrate is 2.00, the refractive index of the first layer 322 with an average refractive index is 1.72, and the refractive index of the low refractive index layer 321 is 1.46, then the relation 2 00 / 1.72 <1.72 / 1.46. Accordingly, the thickness of the low refractive index layer 321 should be increased in comparison with the thickness of the first average refractive index layer 322.

Фотоэлектрическое преобразующее устройствоPhotoelectric conversion device

и система для считывания изображенийand image reading system

Теперь, со ссылками на фиг. 11 будет описан пример фотоэлектрического преобразующего устройства 10 и системы 30 для считывания изображений. Фотоэлектрическое преобразующее устройство 10 можно применять, например, в качестве датчика изображения, датчика расстояния или фотометрического датчика. Фотоэлектрическое преобразующее устройство 10 также может иметь многочисленные функции из числа функций датчика изображения, датчика расстояния или фотометрического датчика.Now, with reference to FIG. 11, an example of a photoelectric conversion device 10 and an image reading system 30 will be described. The photoelectric conversion device 10 can be used, for example, as an image sensor, a distance sensor or a photometric sensor. The photoelectric conversion device 10 may also have numerous functions from among the functions of an image sensor, a distance sensor or a photometric sensor.

Система 30 для считывания изображений включает в себя фотоэлектрическое преобразующее устройство 10, и в нее также может быть встроено устройство 20 для обработки сигналов, в который вводится электрический сигнал, выдаваемый из фотоэлектрического преобразующего устройства 10, для обработки этого электрического сигнала. На фиг. 11 представлен чертеж, иллюстрирующий пример системы 30 для считывания изображений. С выходов ВЫХ1 и ВЫХ2 фотоэлектрического преобразующего устройства 10 выдаются электрические сигналы. Хотя приведен пример, в котором предусмотрены два маршрута выдачи согласно выходам ВЫХ1 и ВЫХ2, количество маршрутов выдачи может быть равно единице, или может быть равно трем или более. Электрические сигналы вводятся на вход ВХ устройства 20 для обработки сигналов. Электрические сигналы могут быть сигналами тока или сигналами напряжения, а также могут быть аналоговыми сигналами или цифровыми сигналами. Вместо электрических сигналов можно применять световые сигналы.The image pickup system 30 includes a photoelectric conversion device 10, and a signal processing device 20 may also be integrated into it, into which an electrical signal output from the photoelectric conversion device 10 is input to process this electrical signal. In FIG. 11 is a drawing illustrating an example of an image reading system 30. From the outputs OUT1 and OUT2 of the photoelectric conversion device 10, electrical signals are generated. Although an example is provided in which there are two dispensing routes according to the outputs EX1 and EX2, the number of dispensing routes may be one, or may be three or more. Electrical signals are input to the input VX of the device 20 for processing signals. The electrical signals may be current signals or voltage signals, and may also be analog signals or digital signals. Instead of electrical signals, light signals can be used.

В случае применения фотоэлектрического преобразующего устройства 10 в качестве датчика изображения, устройство 20 для обработки сигналов имеет конфигурацию, обеспечивающую выдачу сигналов изображения с выхода ВЫХ3 путем ввода электрических сигналов на вход ВХ. В случае применения фотоэлектрического преобразующего устройства 10 в качестве датчика расстояния для обнаружения фокальной точки, устройство 20 для обработки сигналов имеет конфигурацию, обеспечивающую выдачу с выхода ВЫХ3 сигнала привода для приведения в движение объектива, предусмотренного перед фотоэлектрическим преобразующим устройством 10, путем ввода электрических сигналов на вход ВХ. В случае применения фотоэлектрического преобразующего устройства 10 в качестве фотометрического датчика, устройство 20 для обработки сигналов имеет конфигурацию, обеспечивающую выдачу сигнала управления, предназначенного для управления затвором с целью регулировки времени экспозиции, с выхода ВЫХ3, путем ввода электрических сигналов на вход IN. Отметим, что вышеупомянутый затвор может быть механическим затвором или электронным затвором, а в случае электронного затвора, фотоэлектрическое преобразующее устройство 10 оказывается, по существу, управляемым. В частности, удобно применять фотоэлектрическое преобразующее устройство 10 в соответствии с данным изобретением как датчик изображения, получая с его помощью удовлетворительные изображения.In the case of using the photoelectric conversion device 10 as an image sensor, the signal processing device 20 is configured to provide image signals from output OUT3 by inputting electrical signals to input IN. In the case of using the photoelectric conversion device 10 as a distance sensor for detecting a focal point, the signal processing device 20 is configured to provide a drive signal to output the OUT 3 to drive the lens provided in front of the photoelectric conversion device 10 by inputting electrical signals to the input VX. In the case of using the photoelectric conversion device 10 as a photometric sensor, the signal processing device 20 is configured to provide a control signal for controlling the shutter to adjust the exposure time from output OUT3 by inputting electrical signals to input IN. Note that the aforementioned shutter may be a mechanical shutter or an electronic shutter, and in the case of an electronic shutter, the photoelectric conversion device 10 is substantially controllable. In particular, it is convenient to use the photoelectric conversion device 10 in accordance with this invention as an image sensor, obtaining satisfactory images with it.

Теперь будет описан пример фотоэлектрического преобразующего устройства 10 в системе 30 для считывания изображений, показанной на фиг. 11. В данном примере, в качестве датчика изображения применяется фотоэлектрическое преобразующее устройство, предусматривающее усиление сигналов пикселей и служащее фотоэлектрическим преобразующим устройством 10. На фиг. 11 показано, что фотоэлектрическое преобразующее устройство 10 включает в себя область 611 пикселей, схему 612 вертикальной развертки, две схемы 613 считывания, две схемы 614 горизонтальной развертки и два выходных усилителя 615. Область, не являющаяся областью пикселей, будет именоваться областью периферийных схем.An example of a photovoltaic conversion device 10 in the image reading system 30 shown in FIG. 11. In this example, a photoelectric conversion device is used as the image sensor, which provides amplification of pixel signals and serves as a photoelectric conversion device 10. In FIG. 11, the photoelectric conversion device 10 includes a pixel region 611, a vertical scan circuit 612, two readout circuits 613, two horizontal scan circuits 614 and two output amplifiers 615. The non-pixel region will be referred to as the peripheral region.

В области 611 пикселей большое количество фотоэлектрических преобразующих элементов 1 расположены в форме двумерного образования. Каждый из фотоэлектрических преобразующих элементов 1 эквивалентен одному пикселю. Интервал между центральными осями взаимно соседних фотоэлектрических преобразующих элементов 1 (шаг пикселей), как правило, равен или меньше 10 мкм, равен или меньше 5,0 мкм и может не превышать 2,0 мкм. В области периферийных схем предусмотрены схемы 613 считывания и, например, усилитель столбцов, схема системы цветного отображения (СЦО) и т.д., которые подвергают сигнал, считываемый посредством шины сигнала вертикальной развертки из пикселя в строке, выбранной схемой 612 вертикальной развертки, усилению, сложению или аналогичной операции. Для каждого столбца или для каждых нескольких столбцов предусмотрены усилитель столбцов, схема СЦО, схема суммирования и т.п. Схемы горизонтальной развертки генерируют сигналы для последовательного считывания сигналов схем 613 считывания. Выходные усилители усиливают и выдают сигналы в столбцах, выбранных схемами 614 горизонтальной развертки.In the region of 611 pixels, a large number of photoelectric conversion elements 1 are arranged in the form of a two-dimensional formation. Each of the photoelectric conversion elements 1 is equivalent to one pixel. The interval between the central axes of mutually adjacent photoelectric converting elements 1 (pixel pitch) is usually equal to or less than 10 μm, equal to or less than 5.0 μm, and may not exceed 2.0 μm. In the field of peripheral circuits, read circuits 613 and, for example, a column amplifier, a color display system (SCO) scheme, etc., are provided that subject a signal read by the vertical signal bus from a pixel in a row selected by the vertical scan circuit 612 addition or similar operation. For each column, or for every few columns, a column amplifier, a SSC scheme, a summing scheme, etc. are provided. The horizontal scanning circuits generate signals for sequentially reading the signals of the reading circuits 613. The output amplifiers amplify and provide signals in the columns selected by the horizontal scanning circuits 614.

Вышеописанная конфигурация является лишь примером конфигурации фотоэлектрического преобразующего устройства 10, и данное изобретение ею не ограничивается. Схемы 613 считывания, схемы 614 горизонтальной развертки и выходные усилители 615 составляют маршруты выдачи (с выходов ВЫХ1 и ВЫХ2) двух систем, и поэтому они в некоторый момент времени расположены так, что один оказывается выше области 611 пикселей, другой - ниже нее, а она оказывается заключенной между ними.The above configuration is only an example of the configuration of the photovoltaic conversion device 10, and the present invention is not limited thereto. Reading circuits 613, horizontal scanning circuits 614 and output amplifiers 615 form the delivery routes (from outputs EX1 and EX22) of the two systems, and therefore they are located at some point in time so that one is above the region of 611 pixels, the other is below it, and it turns out to be concluded between them.

Примеры типичной системы 30 для считывания изображений включают в себя съемочные аппараты, такие, как фотоаппараты для съемки актерских проб, рабочих моментов и рекламных фотографий, видеокамеры и т.д. Система 30 для считывания изображений также может включать в себя транспортный блок (не показан) которые обеспечивает транспортировку фотоэлектрического преобразующего устройства 10. Примеры транспортного блока включают в себя колеса с электродвигателем, поршневым двигателем, роторно-поршневым двигателем или аналогичным средством в качестве источника мощности, а также включают в себя движительные устройства, такие, как пропеллеры, турбодвигатели, ракетные двигатели и т.д. Такая система для считывания изображений, включающая в себя транспортный блок, может быть воплощена путем установки фотоэлектрического преобразующего устройства 10 и устройства 20 для обработки сигналов на автомобиле, железнодорожном вагоне, корабле, самолете, спутнике или аналогичном объекте.Examples of a typical image reading system 30 include filming apparatuses, such as cameras for taking acting samples, working moments and promotional photographs, video cameras, etc. The image reading system 30 may also include a transport unit (not shown) that provides transportation of the photovoltaic conversion device 10. Examples of the transport unit include wheels with an electric motor, a piston engine, a rotary piston engine, or the like as a power source, and also include propulsion devices such as propellers, turbo engines, rocket engines, etc. Such an image reading system including a transport unit can be implemented by installing a photovoltaic conversion device 10 and a signal processing device 20 on a car, railway carriage, ship, plane, satellite or similar object.

Как описано выше, с помощью данного изобретения, которое имеет варианты осуществления с первого по седьмой, можно получить фотоэлектрические преобразующие элементы, обладающие большой эффективностью использования света. В частности, в вариантах осуществления с первого по шестой, включенных в первый аспект данного изобретения, можно обеспечить фотоэлектрические преобразующие элементы с повышенной линейностью величины F. Кроме того, в седьмом варианте осуществления, включенном во второй аспект данного изобретения, можно обеспечить фотоэлектрические преобразующие элементы с повышенной чувствительностью к свету, параллельному центральной оси.As described above, using the present invention, which has first through seventh embodiments, it is possible to obtain photovoltaic conversion elements having high light utilization efficiency. In particular, in the first to sixth embodiments included in the first aspect of the present invention, it is possible to provide photovoltaic cells with increased linearity of F. In addition, in the seventh embodiment included in the second aspect of the present invention, it is possible to provide photovoltaic cells with hypersensitivity to light parallel to the central axis.

Хотя данное изобретение описано со ссылками на возможные варианты осуществления, должно быть ясно, что изобретение не ограничивается описанными возможными вариантами осуществления. Объем притязаний нижеследующей формулы изобретения следует толковать в самом широком смысле как охватывающий все такие модификации и эквивалентные конструкции.Although the present invention has been described with reference to possible embodiments, it should be clear that the invention is not limited to the described possible embodiments. The scope of the claims of the following claims should be construed in the broadest sense as encompassing all such modifications and equivalent structures.

Claims (28)

1. Фотоэлектрический преобразующий элемент, содержащий
участок фотоэлектрического преобразования и
элемент для создания светового тракта к упомянутому участку фотоэлектрического преобразования, нанесенный на упомянутый участок фотоэлектрического преобразования и окруженный изолирующей пленкой,
при этом упомянутый элемент включает в себя
первый участок и
второй участок, имеющий такой же стехиометрический состав, как упомянутый первый участок, а также имеющий больший показатель преломления, чем показатель преломления упомянутого первого участка,
и при этом упомянутый второй участок выполнен неразрывным с упомянутым первым участком и окружает упомянутый первый участок, а показатель преломления упомянутого первого участка больше, чем показатель преломления упомянутой изолирующей пленки, в пределах некоторой плоскости, параллельной светоприемной поверхности упомянутого участка фотоэлектрического преобразования, и в пределах другой плоскости, параллельной упомянутой светоприемной поверхности и находящейся ближе к упомянутой светоприемной поверхности, чем упомянутая некоторая плоскость,
и при этом толщина упомянутого второго участка в пределах упомянутой другой плоскости меньше, чем толщина упомянутого второго участка в пределах упомянутой некоторой плоскости.
1. Photovoltaic conversion element containing
plot of photovoltaic conversion and
an element for creating a light path to said photoelectric conversion section deposited on said photoelectric conversion section and surrounded by an insulating film,
wherein said element includes
first section and
a second portion having the same stoichiometric composition as said first portion, and also having a higher refractive index than the refractive index of said first portion,
and wherein said second section is made inextricably with said first section and surrounds said first section, and the refractive index of said first section is greater than the refractive index of said insulating film, within a plane parallel to the light receiving surface of said photoelectric conversion section, and within another a plane parallel to said light receiving surface and being closer to said light receiving surface than said some th plane
and wherein the thickness of said second portion within said other plane is less than the thickness of said second portion within said certain plane.
2. Фотоэлектрический преобразующий элемент, содержащий
участок фотоэлектрического преобразования и
элемент для создания светового тракта к упомянутому участку фотоэлектрического преобразования, нанесенный на упомянутый участок фотоэлектрического преобразования и окруженный изолирующей пленкой, при этом упомянутая изолирующая пленка включает в себя первый изолирующий слой и второй изолирующий слой оксида кремния или силикатного стекла,
при этом упомянутый элемент включает в себя
первый участок из нитрида кремния и
второй участок из нитрида кремния, имеющий большую плотность нитрида кремния, чем плотность нитрида кремния на упомянутом первом участке,
и при этом упомянутый второй участок расположен между упомянутым первым участком и упомянутым первым изолирующим слоем, и упомянутый второй участок выполнен неразрывным с упомянутым первым участком и окружает упомянутый первый участок в пределах некоторой плоскости, параллельной светоприемной поверхности упомянутого участка фотоэлектрического преобразования,
и при этом упомянутый второй участок расположен между упомянутым первым участком и упомянутым вторым изолирующим слоем, а, кроме того, упомянутый второй участок выполнен неразрывным с упомянутым первым изолирующим участком и окружает упомянутый первый участок в пределах другой плоскости, параллельной светоприемной поверхности упомянутого участка фотоэлектрического преобразования и находящейся ближе к упомянутой светоприемной поверхности, чем упомянутая некоторая плоскость,
и при этом толщина упомянутого второго участка в пределах упомянутой другой плоскости меньше, чем толщина упомянутого второго участка в пределах упомянутой некоторой плоскости.
2. A photovoltaic conversion element containing
plot of photovoltaic conversion and
an element for creating a light path to said photoelectric conversion section deposited on said photoelectric conversion section and surrounded by an insulating film, said insulating film including a first insulating layer and a second insulating layer of silicon oxide or silicate glass,
wherein said element includes
the first portion of silicon nitride and
a second portion of silicon nitride having a higher density of silicon nitride than the density of silicon nitride in said first portion,
and wherein said second section is located between said first section and said first insulating layer, and said second section is made inextricably with said first section and surrounds said first section within a plane parallel to the light receiving surface of said photoelectric conversion section,
and wherein said second section is located between said first section and said second insulating layer, and, in addition, said second section is made inextricably with said first insulating section and surrounds said first section within another plane parallel to the light receiving surface of said photoelectric conversion section and located closer to said light receiving surface than said certain plane,
and wherein the thickness of said second section within said other plane is less than the thickness of said second section within said certain plane.
3. Фотоэлектрический преобразующий элемент, содержащий
участок фотоэлектрического преобразования и
элемент для создания светового тракта к упомянутому участку фотоэлектрического преобразования, нанесенный на упомянутый участок фотоэлектрического преобразования и окруженный изолирующей пленкой, при этом упомянутая изолирующая пленка включает в себя первый изолирующий слой и второй изолирующий слой оксида кремния или силикатного стекла,
при этом упомянутый элемент включает в себя
первый участок из нитрида кремния и
второй участок из нитрида кремния, имеющий больший индекс кремния для нитрида, чем индекс кремния для нитрида упомянутого первого участка,
и при этом упомянутый второй участок расположен между упомянутым первым участком и упомянутым первым изолирующим слоем и упомянутый второй участок выполнен неразрывным с упомянутым первым участком и окружает упомянутый первый участок в пределах некоторой плоскости, параллельной светоприемной поверхности упомянутого участка фотоэлектрического преобразования,
и при этом упомянутый второй участок расположен между упомянутым первым участком и упомянутым вторым изолирующим слоем и упомянутый второй участок выполнен неразрывным с упомянутым первым участком и окружает упомянутый первый участок в пределах другой плоскости, параллельной упомянутой светоприемной поверхности участка фотоэлектрического преобразования и находящейся ближе к упомянутой светоприемной поверхности, чем упомянутая некоторая плоскость,
и при этом толщина упомянутого второго участка в пределах упомянутой другой плоскости меньше, чем толщина упомянутого второго участка в пределах упомянутой некоторой плоскости.
3. Photovoltaic conversion element containing
plot of photovoltaic conversion and
an element for creating a light path to said photoelectric conversion section deposited on said photoelectric conversion section and surrounded by an insulating film, said insulating film including a first insulating layer and a second insulating layer of silicon oxide or silicate glass,
wherein said element includes
the first portion of silicon nitride and
a second silicon nitride section having a larger silicon index for nitride than the silicon index for nitride of said first section,
and wherein said second section is located between said first section and said first insulating layer and said second section is made inextricably with said first section and surrounds said first section within a plane parallel to the light receiving surface of said photoelectric conversion section,
and wherein said second portion is located between said first portion and said second insulating layer and said second portion is inseparable from said first portion and surrounds said first portion within another plane parallel to said light receiving surface of the photoelectric conversion section and being closer to said light receiving surface than the mentioned some plane,
and wherein the thickness of said second section within said other plane is less than the thickness of said second section within said certain plane.
4. Фотоэлектрический преобразующий элемент, содержащий
участок фотоэлектрического преобразования и
элемент для создания светового тракта к упомянутому участку фотоэлектрического преобразования, нанесенный на упомянутый участок фотоэлектрического преобразования и окруженный изолирующей пленкой,
при этом упомянутый элемент включает в себя
первый участок и
второй участок, имеющий меньший показатель преломления, чем показатель преломления упомянутого первого участка,
и при этом упомянутый второй участок выполнен неразрывным с упомянутым первым участком и окружает упомянутый первый участок, а показатель преломления упомянутого второго участка больше, чем показатель преломления упомянутой изолирующей пленки, в пределах некоторой плоскости, параллельной светоприемной поверхности упомянутого участка фотоэлектрического преобразования, и в пределах другой плоскости, параллельной упомянутой светоприемной поверхности и находящейся ближе к упомянутой светоприемной поверхности, чем упомянутая некоторая плоскость,
и при этом толщина упомянутого второго участка в пределах упомянутой другой плоскости меньше, чем толщина упомянутого второго участка в пределах упомянутой некоторой плоскости.
4. A photovoltaic conversion element containing
plot of photovoltaic conversion and
an element for creating a light path to said photoelectric conversion section deposited on said photoelectric conversion section and surrounded by an insulating film,
wherein said element includes
first section and
a second portion having a lower refractive index than the refractive index of said first portion,
and wherein said second section is made inextricably with said first section and surrounds said first section, and the refractive index of said second section is greater than the refractive index of said insulating film, within a plane parallel to the light receiving surface of said photoelectric conversion section, and within another a plane parallel to said light receiving surface and being closer to said light receiving surface than said some th plane
and wherein the thickness of said second portion within said other plane is less than the thickness of said second portion within said certain plane.
5. Фотоэлектрический преобразующий элемент, содержащий
участок фотоэлектрического преобразования и
элемент для создания светового тракта к упомянутому участку фотоэлектрического преобразования, нанесенный на упомянутый участок фотоэлектрического преобразования и окруженный изолирующей пленкой, при этом упомянутая изолирующая пленка включает в себя первый изолирующий слой и второй изолирующий слой оксида кремния или силикатного стекла,
при этом упомянутый элемент включает в себя
первый участок из нитрида кремния и
второй участок из нитрида кремния, имеющий меньшую плотность упомянутого нитрида кремния, чем плотность на упомянутом первом участке,
и при этом упомянутый второй участок расположен между упомянутым первым участком и упомянутым первым изолирующим слоем и упомянутый второй участок выполнен неразрывным с упомянутым первым участком и окружает упомянутый первый участок в пределах некоторой плоскости, параллельной светоприемной поверхности упомянутого участка фотоэлектрического преобразования,
и при этом упомянутый второй участок расположен между упомянутым первым участком и упомянутым вторым изолирующим слоем и упомянутый второй участок выполнен неразрывным с упомянутым первым участком и окружает упомянутый первый участок в пределах другой плоскости, параллельной упомянутой светоприемной поверхности и находящейся ближе к упомянутой светоприемной поверхности, чем упомянутая некоторая плоскость,
и при этом толщина упомянутого второго участка в пределах упомянутой другой плоскости меньше, чем толщина упомянутого второго участка в пределах упомянутой некоторой плоскости.
5. Photovoltaic conversion element containing
plot of photovoltaic conversion and
an element for creating a light path to said photoelectric conversion section deposited on said photoelectric conversion section and surrounded by an insulating film, said insulating film including a first insulating layer and a second insulating layer of silicon oxide or silicate glass,
wherein said element includes
the first portion of silicon nitride and
a second portion of silicon nitride having a lower density of said silicon nitride than the density of said first portion,
and wherein said second section is located between said first section and said first insulating layer and said second section is made inextricably with said first section and surrounds said first section within a plane parallel to the light receiving surface of said photoelectric conversion section,
and wherein said second section is located between said first section and said second insulating layer, and said second section is inseparable from said first section and surrounds said first section within another plane parallel to said light receiving surface and being closer to said light receiving surface than said some plane
and wherein the thickness of said second section within said other plane is less than the thickness of said second section within said certain plane.
6. Фотоэлектрический преобразующий элемент, содержащий
участок фотоэлектрического преобразования и
элемент для создания светового тракта к упомянутому участку фотоэлектрического преобразования, нанесенный на упомянутый участок фотоэлектрического преобразования и окруженный изолирующей пленкой, при этом упомянутая изолирующая пленка включает в себя первый изолирующий слой и второй изолирующий слой оксида кремния или силикатного стекла,
при этом упомянутый элемент включает в себя
первый участок из нитрида кремния и
второй участок из нитрида кремния, имеющий индекс кремния для нитрида ниже, чем индекс кремния для нитрида упомянутого первого участка,
и при этом упомянутый второй участок расположен между упомянутым первым участком и упомянутым первым изолирующим слоем и упомянутый второй участок выполнен неразрывным с упомянутым первым участком и окружает упомянутый первый участок в пределах некоторой плоскости, параллельной светоприемной поверхности упомянутого участка фотоэлектрического преобразования,
и при этом упомянутый второй участок расположен между упомянутым первым участком и упомянутым вторым изолирующим слоем и упомянутый второй участок выполнен неразрывным с упомянутым первым участком и окружает упомянутый первый участок в пределах другой плоскости, параллельной светоприемной поверхности упомянутого участка фотоэлектрического преобразования и находящейся ближе к упомянутой светоприемной поверхности, чем упомянутая некоторая плоскость,
и при этом толщина упомянутого второго участка в пределах упомянутой другой плоскости меньше, чем толщина упомянутого второго участка в пределах упомянутой некоторой плоскости.
6. Photovoltaic conversion element containing
plot of photovoltaic conversion and
an element for creating a light path to said photoelectric conversion section deposited on said photoelectric conversion section and surrounded by an insulating film, said insulating film including a first insulating layer and a second insulating layer of silicon oxide or silicate glass,
wherein said element includes
the first portion of silicon nitride and
a second silicon nitride section having a silicon index for nitride lower than a silicon index for nitride of said first section,
and wherein said second section is located between said first section and said first insulating layer and said second section is made inextricably with said first section and surrounds said first section within a plane parallel to the light receiving surface of said photoelectric conversion section,
and wherein said second section is located between said first section and said second insulating layer and said second section is inseparable from said first section and surrounds said first section within another plane parallel to the light receiving surface of said photoelectric conversion section and being closer to said light receiving surface than the mentioned some plane,
and wherein the thickness of said second section within said other plane is less than the thickness of said second section within said certain plane.
7. Фотоэлектрический преобразующий элемент по п.4, в котором упомянутый второй участок имеет тот же стехиометрический состав, что и упомянутый первый участок.7. The photovoltaic conversion element according to claim 4, in which said second section has the same stoichiometric composition as said first section. 8. Фотоэлектрический преобразующий элемент по любому из пп.1-6, в котором показатели преломления упомянутого первого участка и упомянутого второго участка непрерывно изменяются от оси, перпендикулярной упомянутой светоприемной поверхности и проходящей через упомянутый первый участок по направлению к упомянутой изолирующей пленке в пределах упомянутой некоторой плоскости и упомянутой другой плоскости.8. The photovoltaic conversion element according to any one of claims 1 to 6, in which the refractive indices of said first portion and said second portion continuously vary from an axis perpendicular to said light receiving surface and passing through said first portion towards said insulating film within said some plane and said other plane. 9. Фотоэлектрический преобразующий элемент по любому из пп.1-6, в котором толщина упомянутого второго участка в пределах упомянутой другой плоскости является равной или меньшей, чем половина толщины упомянутого второго участка в пределах упомянутой некоторой плоскости.9. The photovoltaic conversion element according to any one of claims 1 to 6, in which the thickness of said second section within said other plane is equal to or less than half the thickness of said second section within said certain plane. 10. Фотоэлектрический преобразующий элемент по п.9, в котором упомянутый элемент предусмотрен в пределах участка проема упомянутой изолирующей пленки, который имеет боковую поверхность, неразрывно идущую от верхней поверхности упомянутой изолирующей пленки, и нижнюю поверхность, неразрывную с упомянутой боковой поверхностью, и при этом плоскость, включающая в себя упомянутую светоприемную поверхность, принята за первую плоскость, а плоскость, включающая в себя упомянутую верхнюю поверхность, параллельная упомянутой первой плоскости, принята за вторую плоскость, причем упомянутая плоскость дна расположена между упомянутой первой плоскостью и упомянутой второй плоскостью в пределах третьей плоскости, параллельной упомянутой первой плоскости,
и при этом плоскость, расположенная на одинаковом расстоянии от упомянутой второй плоскости и упомянутой третьей плоскости, параллельная упомянутой третьей плоскости, принята за четвертую плоскость,
и при этом плоскость, расположенная на одинаковом расстоянии от упомянутой второй плоскости и упомянутой четвертой плоскости, параллельная упомянутой первой плоскости, принята за пятую плоскость,
и при этом плоскость, расположенная на одинаковом расстоянии от упомянутой третьей плоскости и упомянутой четвертой плоскости, параллельная упомянутой первой плоскости, принята за шестую плоскость,
и при этом упомянутая некоторая плоскость представляет собой упомянутую пятую плоскость или расположена между упомянутой четвертой плоскостью и упомянутой пятой плоскостью, а упомянутая другая плоскость расположена между упомянутой третьей плоскостью и упомянутой четвертой плоскостью.
10. The photovoltaic conversion element according to claim 9, in which said element is provided within a portion of the opening of said insulating film, which has a side surface that is inextricably extending from the upper surface of said insulating film and a lower surface that is inextricable with said side surface, and wherein a plane including said light receiving surface is taken as a first plane, and a plane including said upper surface parallel to said first plane, n inyata for the second plane, wherein the plane of said bottom is positioned between said first plane and said second plane within a third plane parallel to said first plane,
and wherein the plane located at the same distance from said second plane and said third plane parallel to said third plane is taken as the fourth plane,
and wherein the plane located at the same distance from said second plane and said fourth plane parallel to said first plane is taken as the fifth plane,
and wherein the plane located at the same distance from said third plane and said fourth plane parallel to said first plane is taken as the sixth plane,
and wherein said certain plane is said fifth plane or is located between said fourth plane and said fifth plane, and said other plane is located between said third plane and said fourth plane.
11. Фотоэлектрический преобразующий элемент по любому из пп.1-6, в котором, если принять длину света, поступающего в упомянутый элемент, равной λ, показатель преломления упомянутой изолирующей пленки равным n0 и показатель преломления упомянутого второго участка равным n1, то максимальное значение толщины упомянутого второго участка больше, чем λ / 2 ( n 1 2 n 0 2 )
Figure 00000006
, а минимальное значение толщины упомянутого второго участка меньше, чем λ / 4 ( n 1 2 n 0 2 )
Figure 00000007
.
11. The photovoltaic converting element according to any one of claims 1 to 6, in which, if we take the length of the light entering the said element equal to λ, the refractive index of said insulating film is n 0 and the refractive index of said second section is n 1 , then the maximum the thickness value of said second portion is greater than λ / 2 ( n one 2 - n 0 2 )
Figure 00000006
and the minimum thickness value of said second portion is less than λ / four ( n one 2 - n 0 2 )
Figure 00000007
.
12. Фотоэлектрический преобразующий элемент по п.1 или 4, в котором упомянутая изолирующая пленка представляет собой многослойную пленку, включающую в себя
первый и второй изолирующие слои с высоким показателем преломления, каждый из которых имеет показатель преломления, не меньший, чем показатели преломления, по меньшей мере, одного из упомянутого первого участка и упомянутого второго участка, и окружают упомянутый элемент, и
первый и второй изолирующие слои с низким показателем преломления, каждый из которых имеет показатель преломления, меньший, чем показатели преломления обоих из упомянутого первого участка и упомянутого второго участка, и окружают упомянутый элемент,
и при этом толщина каждого из упомянутых первого и второго изолирующих слоев с высоким показателем преломления меньше, чем толщина каждого из упомянутых первого и второго изолирующих слоев с низким показателем преломления,
и при этом упомянутый первый изолирующий слой с низким показателем преломления расположен между упомянутым первым изолирующим слоем с низким показателем преломления и упомянутым вторым изолирующим слоем с низким показателем преломления,
и упомянутый первый изолирующий слой с низким показателем преломления расположен в пределах упомянутой некоторой плоскости, а упомянутый второй изолирующий слой с низким показателем преломления расположен в пределах упомянутой другой плоскости, и при этом толщина упомянутого второго участка в пределах упомянутой другой плоскости является равной или меньшей половины толщины упомянутого второго участка в пределах упомянутой некоторой плоскости.
12. The photovoltaic conversion element according to claim 1 or 4, wherein said insulating film is a multilayer film including
the first and second insulating layers with a high refractive index, each of which has a refractive index not less than the refractive indices of at least one of said first section and said second section, and surround said element, and
the first and second insulating layers with a low refractive index, each of which has a refractive index less than the refractive indices of both of said first section and said second section, and surround said element,
and wherein the thickness of each of said first and second insulating layers with a high refractive index is less than the thickness of each of said first and second insulating layers with a low refractive index,
and wherein said first low refractive index insulating layer is disposed between said first low refractive index insulating layer and said second low refractive index insulating layer,
and said first insulating layer with a low refractive index is located within said certain plane, and said second insulating layer with a low refractive index is located within said other plane, and wherein the thickness of said second portion within said other plane is equal to or less than half the thickness said second portion within said plane.
13. Фотоэлектрический преобразующий элемент по любому из пп.2, 3, 5 и 6, в котором упомянутая изолирующая пленка включает в себя третий и четвертый изолирующие слои нитрида кремния, каждый из которых окружает упомянутый элемент и каждый имеет толщину, равную или большую, чем 0,01 мкм, а также равную или меньшую, чем 0,10 мкм, причем первый изолирующий слой расположен между упомянутым третьим изолирующим слоем и упомянутым четвертым изолирующим слоем, а толщина упомянутого второго участка в пределах упомянутой другой плоскости равна или меньше, чем половина толщины упомянутого второго участка в пределах упомянутой некоторой плоскости.13. The photovoltaic conversion element according to any one of claims 2, 3, 5, and 6, wherein said insulating film includes third and fourth insulating layers of silicon nitride, each of which surrounds said element and each has a thickness equal to or greater than 0.01 μm, as well as equal to or less than 0.10 μm, the first insulating layer being located between said third insulating layer and said fourth insulating layer, and the thickness of said second portion within said other plane is equal to or less than half the thickness of said second portion within said plane. 14. Фотоэлектрический преобразующий элемент по любому из пп.1-3, в котором упомянутый элемент включает в себя третий участок, имеющий тот же стехиометрический состав, что и упомянутый второй участок, и имеющий показатель преломления выше, чем показатель преломления упомянутого первого участка, между упомянутым первым участком и упомянутым участком фотоэлектрического преобразования, или фотоэлектрический преобразующий элемент по любому из пп.4-6, в котором упомянутый элемент для создания светового тракта к упомянутому участку фотоэлектрического преобразования включает в себя третий участок, имеющий тот же стехиометрический состав, что и упомянутый второй участок, и также имеющий меньший показатель преломления меньше, чем показатель преломления упомянутого первого участка, между упомянутым первым участком и упомянутым участком фотоэлектрического преобразования.14. The photovoltaic conversion element according to any one of claims 1 to 3, in which said element includes a third region having the same stoichiometric composition as said second region and having a refractive index higher than the refractive index of said first region, between said first section and said section of photoelectric conversion, or a photoelectric conversion element according to any one of claims 4 to 6, in which said element for creating a light path to said section of photoelectric eskogo conversion includes a third portion having the same stoichiometric composition as that of said second portion, and also having a smaller refractive index less than the refractive index of said first portion between said first portion and said photoelectric conversion portion. 15. Фотоэлектрический преобразующий элемент по любому из пп.1-6, в котором упомянутый второй участок находится в контакте с упомянутой изолирующей пленкой, или между упомянутым вторым участком и упомянутой изолирующей пленкой предусмотрен слой с низким показателем преломления, имеющий меньший показатель преломления, чем показатель преломления упомянутого второго участка.15. The photovoltaic conversion element according to any one of claims 1 to 6, wherein said second portion is in contact with said insulating film, or a layer with a low refractive index having a lower refractive index than the index is provided between said second portion and said insulating film refraction of said second portion. 16. Фотоэлектрический преобразующий элемент по любому из пп.1-6, содержащий
слой с высоким показателем преломления, имеющий стехиометрический состав, отличающийся от упомянутого второго участка, и имеющий больший показатель преломления, чем показатель преломления упомянутого второго участка, между упомянутым вторым участком и упомянутой изолирующей пленкой.
16. The photovoltaic conversion element according to any one of claims 1 to 6, containing
a high refractive index layer having a stoichiometric composition different from said second portion and having a greater refractive index than the refractive index of said second portion between said second portion and said insulating film.
17. Фотоэлектрический преобразующий элемент по любому из пп.1-6, в котором ширина упомянутого элемента в пределах упомянутой другой плоскости меньше, чем ширина упомянутого элемента в пределах упомянутой некоторой плоскости, причем упомянутый второй участок неразрывно простирается вдоль упомянутой изолирующей пленки между упомянутой некоторой плоскостью и упомянутой другой плоскостью, а толщина упомянутого второго участка непрерывно уменьшается по мере приближения упомянутого второго участка к упомянутой светоприемной поверхности.17. The photovoltaic conversion element according to any one of claims 1 to 6, in which the width of said element within said other plane is less than the width of said element within said certain plane, said second portion extending inextricably along said insulating film between said certain plane and said other plane, and the thickness of said second section continuously decreases as the said second section approaches said light-receiving surface. 18. Фотоэлектрический преобразующий элемент по любому из пп.1-3, в котором предусмотрена прозрачная пленка, которая имеет тот же стехиометрический состав, что и упомянутый первый участок, и простирается от верха упомянутого элемента до верха упомянутой изолирующей пленки,
и при этом упомянутая прозрачная пленка включает в себя
первую область, выполненную неразрывной с упомянутым вторым участком, и
вторую область, выполненную неразрывной с упомянутым первым участком,
и при этом упомянутая первая область окружает упомянутую вторую область в пределах плоскости, параллельной упомянутой светоприемной поверхности,
и при этом показатель преломления упомянутой первой области выше, чем показатель преломления упомянутой второй области, или
фотоэлектрический преобразующий элемент по любому из пп.4-6, в котором предусмотрена прозрачная пленка, которая имеет тот же стехиометрический состав, что и упомянутый первый участок, и простирается от верха упомянутого элемента до верха упомянутой изолирующей пленки,
и при этом упомянутая прозрачная пленка включает в себя первую область, выполненную неразрывной с упомянутым вторым участком, и
вторую область, выполненную неразрывной с упомянутым первым участком,
и при этом упомянутая первая область окружает упомянутую вторую область в пределах плоскости, параллельной упомянутой светоприемной поверхности,
и при этом показатель преломления упомянутой первой области больше, чем показатель преломления упомянутой второй области.
18. The photovoltaic conversion element according to any one of claims 1 to 3, in which a transparent film is provided, which has the same stoichiometric composition as said first portion, and extends from the top of said element to the top of said insulating film,
and wherein said transparent film includes
a first region inextricable with said second region, and
a second region inextricable with said first region,
and wherein said first region surrounds said second region within a plane parallel to said light receiving surface,
and wherein the refractive index of said first region is higher than the refractive index of said second region, or
the photoelectric conversion element according to any one of claims 4 to 6, wherein a transparent film is provided that has the same stoichiometric composition as said first portion and extends from the top of said element to the top of said insulating film,
and wherein said transparent film includes a first region made inextricably with said second region, and
a second region inextricable with said first region,
and wherein said first region surrounds said second region within a plane parallel to said light receiving surface,
and the refractive index of said first region is greater than the refractive index of said second region.
19. Фотоэлектрический преобразующий элемент по любому из пп.1-6, в котором предусмотрено множество слоев электропроводки, взаимно соединенных посредством штекерного слоя, в пределах упомянутой изолирующей пленки, а на стороне упомянутого участка фотоэлектрического преобразования, противоположной упомянутому элементу, предусмотрены первый слой тела линзы и второй слой тела линзы, расположенный между первым слоем тела линзы и упомянутым элементом.19. The photovoltaic conversion element according to any one of claims 1 to 6, in which there are many layers of electrical wiring mutually connected by a plug layer within said insulating film, and on the side of said portion of the photoelectric conversion opposite to said element, a first lens body layer is provided and a second layer of the lens body located between the first layer of the lens body and said element. 20. Фотоэлектрический преобразующий элемент по п.1 или 7, в котором материалами упомянутого первого участка и упомянутого второго участка является нитрид кремния или смолы.20. The photovoltaic conversion element according to claim 1 or 7, wherein the materials of said first portion and said second portion are silicon nitride or resin. 21. Фотоэлектрическое преобразующее устройство, в котором скомпоновано множество пикселей, соответствующих фотоэлектрическим преобразующим элементам по п.1 или 7, а интервал осей, проходящих через упомянутый первый участок в пределах упомянутой некоторой плоскости и упомянутой другой плоскости перпендикулярно упомянутой светоприемной поверхности каждого из взаимно соседних фотоэлектрических преобразующих элементов, равен или меньше чем 5,0 мкм.21. The photovoltaic conversion device, in which a plurality of pixels are arranged corresponding to the photovoltaic conversion elements according to claim 1 or 7, and the interval of axes passing through said first portion within said plane and said other plane perpendicular to said light receiving surface of each of the mutually adjacent photoelectric converting elements equal to or less than 5.0 microns. 22. Фотоэлектрическое преобразующее устройство, в котором скомпоновано множество пикселей, соответствующих фотоэлектрическим преобразующим элементам по п.8, а интервал осей, проходящих через упомянутый первый участок в пределах упомянутой некоторой плоскости и упомянутой другой плоскости перпендикулярно упомянутой светоприемной поверхности каждого из взаимно соседних фотоэлектрических преобразующих элементов, равен или меньше чем 5,0 мкм.22. A photovoltaic converting device in which a plurality of pixels are arranged corresponding to the photovoltaic converting elements of claim 8, and an interval of axes passing through said first portion within said certain plane and said other plane perpendicular to said light receiving surface of each of mutually adjacent photovoltaic converting elements is equal to or less than 5.0 microns. 23. Фотоэлектрическое преобразующее устройство, в котором скомпоновано множество пикселей, соответствующих фотоэлектрическим преобразующим элементам по п.10, а интервал осей, проходящих через упомянутый первый участок в пределах упомянутой некоторой плоскости и упомянутой другой плоскости перпендикулярно упомянутой светоприемной поверхности каждого из взаимно соседних фотоэлектрических преобразующих элементов, равен или меньше чем 5,0 мкм.23. A photovoltaic converting device in which a plurality of pixels are arranged corresponding to the photovoltaic converting elements of claim 10, and an interval of axes passing through said first portion within said said plane and said other plane perpendicular to said light receiving surface of each of mutually adjacent photovoltaic converting elements is equal to or less than 5.0 microns. 24. Фотоэлектрическое преобразующее устройство, в котором скомпоновано множество пикселей, соответствующих фотоэлектрическим преобразующим элементам по п.12, а интервал осей, проходящих через упомянутый первый участок в пределах упомянутой некоторой плоскости и упомянутой другой плоскости перпендикулярно упомянутой светоприемной поверхности каждого из взаимно соседних фотоэлектрических преобразующих элементов, равен или меньше чем 5,0 мкм.24. A photovoltaic converting device in which a plurality of pixels are arranged corresponding to the photovoltaic converting elements according to claim 12, and the interval of axes passing through said first portion within said certain plane and said other plane perpendicular to said light receiving surface of each of mutually adjacent photovoltaic converting elements is equal to or less than 5.0 microns. 25. Фотоэлектрическое преобразующее устройство, в котором скомпоновано множество пикселей, соответствующих фотоэлектрическим преобразующим элементам по п.13, а интервал осей, проходящих через упомянутый первый участок в пределах упомянутой некоторой плоскости и упомянутой другой плоскости перпендикулярно упомянутой светоприемной поверхности каждого из взаимно соседних фотоэлектрических преобразующих элементов, равен или меньше чем 5,0 мкм.25. A photovoltaic converting device in which a plurality of pixels are arranged corresponding to the photovoltaic converting elements according to claim 13, and the interval of axes passing through said first portion within said certain plane and said other plane perpendicular to said light receiving surface of each of mutually adjacent photovoltaic converting elements is equal to or less than 5.0 microns. 26. Фотоэлектрическое преобразующее устройство, в котором скомпоновано множество пикселей, соответствующих фотоэлектрическим преобразующим элементам по п.17, а интервал осей, проходящих через упомянутый первый участок в пределах упомянутой некоторой плоскости и упомянутой другой плоскости перпендикулярно упомянутой светоприемной поверхности каждого из взаимно соседних фотоэлектрических преобразующих элементов, равен или меньше чем 5,0 мкм.26. A photovoltaic converting device in which a plurality of pixels are arranged corresponding to the photovoltaic converting elements according to claim 17, and the interval of axes passing through said first portion within said certain plane and said other plane perpendicular to said light receiving surface of each of mutually adjacent photovoltaic converting elements is equal to or less than 5.0 microns. 27. Система для считывания изображений, содержащая
фотоэлектрическое преобразующее устройство, в котором скомпоновано множество фотоэлектрических преобразующих элементов по п.19, и устройство для обработки сигналов, куда вводится сигнал, выдаваемый из упомянутого фотоэлектрического преобразующего устройства, и где упомянутый сигнал обрабатывается.
27. A system for reading images containing
a photovoltaic conversion device in which a plurality of photovoltaic conversion elements according to claim 19 is arranged, and a signal processing device, to which a signal output from said photovoltaic conversion device is inputted, and where said signal is processed.
28. Система для считывания изображений, содержащая
фотоэлектрическое преобразующее устройство, в котором скомпоновано множество фотоэлектрических преобразующих элементов по любому из пп.1-7 и 10, и
устройство для обработки сигналов, куда вводится электрический сигнал, выдаваемый из упомянутого фотоэлектрического преобразующего устройство, и где упомянутый сигнал обрабатывается.
28. A system for reading images containing
a photoelectric conversion device in which a plurality of photoelectric conversion elements according to any one of claims 1 to 7 and 10 are arranged, and
a signal processing device where an electrical signal output from said photoelectric conversion device is inputted, and where said signal is processed.
RU2012104520/28A 2011-02-09 2012-02-08 Photoelectric conversion element, photoelectric conversion device and image reading system RU2497234C2 (en)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011026344 2011-02-09
JP2011-026344 2011-02-09
JP2012000681A JP5274678B2 (en) 2011-02-09 2012-01-05 Photoelectric conversion element, photoelectric conversion device using the same, and imaging system
JP2012000680A JP5888985B2 (en) 2011-02-09 2012-01-05 Photoelectric conversion element, photoelectric conversion device using the same, and imaging system
JP2012-000680 2012-01-05
JP2012-000681 2012-01-05

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012104520A RU2012104520A (en) 2013-08-20
RU2497234C2 true RU2497234C2 (en) 2013-10-27

Family

ID=47013343

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012104520/28A RU2497234C2 (en) 2011-02-09 2012-02-08 Photoelectric conversion element, photoelectric conversion device and image reading system

Country Status (3)

Country Link
JP (3) JP5888985B2 (en)
BR (1) BR102012002806B1 (en)
RU (1) RU2497234C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10103182B2 (en) 2016-05-24 2018-10-16 Canon Kabushiki Kaisha Photoelectric conversion apparatus and image reading apparatus
RU2688863C1 (en) * 2018-07-11 2019-05-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) Semiconductor device manufacturing method
RU2694160C1 (en) * 2018-11-29 2019-07-09 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чеченский государственный университет" Semiconductor device manufacturing method

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6120094B2 (en) * 2013-07-05 2017-04-26 ソニー株式会社 Solid-state imaging device, manufacturing method thereof, and electronic apparatus
JP6444066B2 (en) * 2014-06-02 2018-12-26 キヤノン株式会社 Photoelectric conversion device and imaging system
JP6425427B2 (en) * 2014-06-16 2018-11-21 キヤノン株式会社 Photoelectric conversion device, method of manufacturing the same, imaging system
KR102356695B1 (en) * 2014-08-18 2022-01-26 삼성전자주식회사 Image sensor having light guide members
US20160211390A1 (en) * 2015-01-16 2016-07-21 Personal Genomics, Inc. Optical Sensor with Light-Guiding Feature and Method for Preparing the Same
JP2017069553A (en) 2015-09-30 2017-04-06 キヤノン株式会社 Solid-state imaging device, method of manufacturing the same, and camera
JP6895724B2 (en) * 2016-09-06 2021-06-30 キヤノン株式会社 Image sensor and image sensor
JP6929057B2 (en) 2016-12-27 2021-09-01 キヤノン株式会社 Photoelectric conversion element, imaging system
JP6905191B2 (en) * 2017-09-14 2021-07-21 日本電信電話株式会社 Lens and compound eye lens

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5371397A (en) * 1992-10-09 1994-12-06 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Solid-state imaging array including focusing elements
JP2002118245A (en) * 2000-10-11 2002-04-19 Sharp Corp Solid-state image pick up element and its manufacturing method
JP2004193500A (en) * 2002-12-13 2004-07-08 Sony Corp Solid-state imaging device and manufacturing method thereof
US20050253212A1 (en) * 2004-05-17 2005-11-17 Samsung Electronics Co., Ltd. CMOS image sensor for improving photosensitivity and brightness ratio and a method thereof
JP2006191000A (en) * 2004-12-08 2006-07-20 Canon Inc Photoelectric converter
US7087945B2 (en) * 2003-01-17 2006-08-08 Sharp Kabushiki Kaisha Process for manufacturing semiconductor device and semiconductor device
WO2007037294A1 (en) * 2005-09-27 2007-04-05 Canon Kabushiki Kaisha Photoelectric conversion device and fabrication method therefor
US7259791B2 (en) * 1997-09-29 2007-08-21 Sony Corporation Method of making solid-state image pickup device in-layer lens with antireflection film with intermediate index of refraction
JP2007305690A (en) * 2006-05-09 2007-11-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd Element for solid-state image sensing device and method for manufacturing the same
JP2008166677A (en) * 2006-12-08 2008-07-17 Sony Corp Solid-state imaging device, manufacturing method thereof, and camera
JP2008311412A (en) * 2007-06-14 2008-12-25 Fujifilm Corp Solid-state imaging element
JP2010123745A (en) * 2008-11-19 2010-06-03 Sony Corp Solid-state imaging device and camera

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004133446A (en) * 2002-09-20 2004-04-30 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Optical module and its manufacturing method
JP2008103633A (en) * 2006-10-20 2008-05-01 Fujifilm Corp Solid-state imaging element
JP5065691B2 (en) * 2007-01-16 2012-11-07 富士フイルム株式会社 Solid-state imaging device
JP2008192951A (en) * 2007-02-07 2008-08-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd Solid state imaging apparatus and manufacturing method thereof
JP4705067B2 (en) * 2007-04-10 2011-06-22 日本電信電話株式会社 3D crossed waveguide
JP4730429B2 (en) * 2008-12-03 2011-07-20 ソニー株式会社 Solid-state imaging device, manufacturing method thereof, and camera
JP2010182765A (en) * 2009-02-04 2010-08-19 Sony Corp Solid-state image pickup apparatus and electronic apparatus
JP5504695B2 (en) * 2009-05-29 2014-05-28 ソニー株式会社 Solid-state imaging device, method for manufacturing solid-state imaging device, and electronic apparatus
JP2010287636A (en) * 2009-06-09 2010-12-24 Panasonic Corp Solid-state imaging device and manufacturing method thereof
JP2011023409A (en) * 2009-07-13 2011-02-03 Panasonic Corp Solid-state imaging device
JP2011023481A (en) * 2009-07-14 2011-02-03 Panasonic Corp Solid-state imaging device and method of manufacturing the same

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5371397A (en) * 1992-10-09 1994-12-06 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Solid-state imaging array including focusing elements
US7259791B2 (en) * 1997-09-29 2007-08-21 Sony Corporation Method of making solid-state image pickup device in-layer lens with antireflection film with intermediate index of refraction
JP2002118245A (en) * 2000-10-11 2002-04-19 Sharp Corp Solid-state image pick up element and its manufacturing method
JP2004193500A (en) * 2002-12-13 2004-07-08 Sony Corp Solid-state imaging device and manufacturing method thereof
US7087945B2 (en) * 2003-01-17 2006-08-08 Sharp Kabushiki Kaisha Process for manufacturing semiconductor device and semiconductor device
US20050253212A1 (en) * 2004-05-17 2005-11-17 Samsung Electronics Co., Ltd. CMOS image sensor for improving photosensitivity and brightness ratio and a method thereof
JP2006191000A (en) * 2004-12-08 2006-07-20 Canon Inc Photoelectric converter
WO2007037294A1 (en) * 2005-09-27 2007-04-05 Canon Kabushiki Kaisha Photoelectric conversion device and fabrication method therefor
JP2007305690A (en) * 2006-05-09 2007-11-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd Element for solid-state image sensing device and method for manufacturing the same
JP2008166677A (en) * 2006-12-08 2008-07-17 Sony Corp Solid-state imaging device, manufacturing method thereof, and camera
JP2008311412A (en) * 2007-06-14 2008-12-25 Fujifilm Corp Solid-state imaging element
JP2010123745A (en) * 2008-11-19 2010-06-03 Sony Corp Solid-state imaging device and camera

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10103182B2 (en) 2016-05-24 2018-10-16 Canon Kabushiki Kaisha Photoelectric conversion apparatus and image reading apparatus
RU2672765C2 (en) * 2016-05-24 2018-11-19 Кэнон Кабусики Кайся Photoelectric conversion device and image reading device
RU2688863C1 (en) * 2018-07-11 2019-05-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) Semiconductor device manufacturing method
RU2694160C1 (en) * 2018-11-29 2019-07-09 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чеченский государственный университет" Semiconductor device manufacturing method

Also Published As

Publication number Publication date
JP5968261B2 (en) 2016-08-10
RU2012104520A (en) 2013-08-20
BR102012002806A2 (en) 2013-10-22
JP2012182435A (en) 2012-09-20
JP2012182436A (en) 2012-09-20
BR102012002806B1 (en) 2020-01-28
JP5888985B2 (en) 2016-03-22
JP5274678B2 (en) 2013-08-28
JP2013165297A (en) 2013-08-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2497234C2 (en) Photoelectric conversion element, photoelectric conversion device and image reading system
CN102637710B (en) Photoelectric conversion element, photoelectric conversion apparatus and image sensing system
CN101894849B (en) Two-dimensional solid-state imaging device
CN109728014B (en) camera device
JP2012182432A (en) Photoelectric conversion device and imaging system
CN102110695B (en) Solid-state imaging device,manufacturing method and designing method thereof,and electronic device
US10403664B2 (en) Photoelectric conversion apparatus and imaging system
US20150244958A1 (en) Solid-state imaging device
US20220406832A1 (en) Image sensor and imaging device
JP2014130890A (en) Photoelectric conversion device
CN103367373A (en) Solid-state imaging element and electronic apparatus
CN102637711B (en) Photoelectric conversion element, photoelectric conversion device and imaging system using same
CN105321968B (en) Photoelectric conversion device and image picking system
JP6892905B2 (en) Solid-state image sensor
JP2007273586A (en) Solid-state imaging device
TWI481018B (en) Back side illuminated pixel with light guide
JP2013016687A (en) Solid-state image sensor
JP5821400B2 (en) Spectroscopic sensor and angle limiting filter
JP2014090172A (en) Photoelectric conversion element, photoelectric conversion device using the same, and imaging system
CN119604051A (en) Image sensor with optical structure for speckle reduction
JP2004165662A (en) Imaging sensor with improved optical response uniformity