BR102012002806A2 - Elemento de conversão fotoelétrica, aparelho de conversão fotoelétrica, e, sistema sensor de imagem - Google Patents

Abstract

ELEMENTO DE CONVERSÃO FOTOELÉTRICA, APARELHO DE CONVERSÃO FOTOELÉTRICA, E, SISTEMA SENSOR DE IMAGEM. É descrito um elemento para trajeto de luz para uma porção de conversão fotoelétrica que inclui uma porção intermediária e uma porção periférica com um índice refrativo diferente do índice refrativo da porção intermediária, e em um certo plano paralelo à superfície de recepção de luz de uma porção de conversão fotoelétrica e em um outro plano mais próximo da superfície de recepção de luz do que o certo plano paralelo à superfície de recepção de luz, a porção periférica é contínua com a porção intermediária e envolve a porção intermediária, e também o índice refrativo da porção periférica é maior que o índice refrativo de um filme isolante, e a espessura da porção periférica no outro plano é menor que a espessura da porção periférica no certo plano.

Description

"ELEMENTO DE CONVERSÃO FOTOELÉTRICA, APARELHO DE CONVERSÃO FOTOELÉTRICA, E, SISTEMA SENSOR DE IMAGEM"

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

Campo da Invenção

A presente invenção diz respeito a um aparelho de conversão

fotoelétrica com uma configuração de trajeto de guia de luz. Descrição da Tecnologia Relacionada

Com um aparelho de conversão fotoelétrica incluindo múltiplos elementos de conversão fotoelétrica, a fim de aumentar o número de porções de conversão fotoelétrica e/ou reduzir o tamanho do aparelho de conversão fotoelétrica, a largura da superfície de recepção de luz tem que ser reduzida. Correspondentemente, a sensibilidade das porções de conversão fotoelétrica em si pode deteriorar. Portanto, a sensibilidade dos elementos de conversão fotoelétrica pode ser melhorada pelo aumento da eficiência de uso da luz incidente.

A fim de melhorar a eficiência de uso da luz incidente, é efetivo prover um trajeto de guia de onda de luz na superfície de recepção de luz de um elemento de conversão fotoelétrica (porção de recepção de luz), descrito na patente japonesa em aberto 2008-166677. SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Uma primeira modalidade da presente invenção provê um elemento de conversão fotoelétrica incluindo: uma porção de conversão fotoelétrica e um elemento de trajeto de luz que é provido na porção de conversão fotoelétrica e envolto com um filme isolante, com o elemento de trajeto de luz incluindo uma primeira porção e uma segunda porção com a mesma composição estequiométrica da primeira porção, e também com um maior índice refrativo do que o índice refrativo da primeira porção, com a segunda porção sendo contínua com a primeira porção e envolvendo a primeira porção, e também o índice refrativo da primeira porção sendo maior que o índice refrativo do filme isolante em um certo plano paralelo à superfície de recepção de luz da porção de conversão fotoelétrica, e em outro plano paralelo à superfície de recepção de luz e mais próximo da superfície de recepção de luz do que o certo plano; e com a espessura da segunda porção no outro plano sendo menor que a espessura da segunda porção no certo plano.

Uma segunda modalidade da presente invenção provê um elemento de conversão fotoelétrica incluindo: uma porção de conversão fotoelétrica e um elemento de trajeto de luz que é provido na porção de conversão fotoelétrica e envolto com um filme isolante, o filme isolante incluindo uma primeira camada isolante e uma segunda camada isolante de óxido de silício ou vidro de silicato, com o elemento de trajeto de luz incluindo uma primeira porção e uma segunda porção com um menor índice refrativo do que o índice refrativo da primeira porção, com a segunda porção sendo contínua com a primeira porção e envolvendo a primeira porção, e também o índice refrativo da segunda porção sendo maior que o índice refrativo do filme isolante no certo plano paralelo à superfície de recepção de luz da porção de conversão fotoelétrica, e no outro plano paralelo à superfície de recepção de luz e mais próximo da superfície de recepção de luz do que o certo plano, e com a espessura da segunda porção no outro plano sendo menor que a espessura da segunda porção no certo plano.

Recursos adicionais da presente invenção ficarão aparentes a partir da descrição seguinte de modalidades exemplares com referência aos desenhos anexos.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOS

A figura 1 é um diagrama esquemático seccional transversal para descrever um exemplo de um elemento de conversão fotoelétrica.

A figura 2 (incluindo a figura 2A e a figura 2B) é um diagrama esquemático seccional transversal de uma parte de um elemento de conversão fotoelétrica para descrever um exemplo de uma primeira modalidade. A figura 3 (incluindo a figura 3A e a figura 3B) é um diagrama esquemático para descrever a primeira modalidade.

A figura 4 (incluindo a figura 4A e a figura 4B) é um diagrama esquemático seccional transversal de uma parte de um elemento de conversão fotoelétrica para descrever um exemplo de uma segunda modalidade.

A figura 5 (incluindo a figura 5A e a figura 5B) é um diagrama esquemático seccional transversal de uma parte de um elemento de conversão fotoelétrica para descrever um exemplo de uma terceira modalidade.

A figura 6 (incluindo a figura 6A e a figura 6B) é um diagrama esquemático seccional transversal de uma parte de um elemento de conversão fotoelétrica para descrever um exemplo de uma quarta modalidade.

A figura 7 (incluindo a figura 7A e a figura 7B) é um diagrama esquemático seccional transversal de uma parte de um elemento de conversão fotoelétrica para descrever um exemplo de uma quinta modalidade.

A figura 8 (incluindo a figura 8A e a figura 8B) é um diagrama esquemático seccional transversal de uma parte de um elemento de conversão fotoelétrica para descrever um exemplo de uma seta modalidade.

A figura 9 (incluindo a figura 9A e a figura 9B) é um diagrama esquemático seccional transversal de uma parte de um elemento de conversão fotoelétrica para descrever um exemplo de uma sétima modalidade.

A figura 10 é um diagrama esquemático para descrever a sétima modalidade.

A figura 11 é um diagrama esquemático para descrever um exemplo de um aparelho de conversão fotoelétrica e um sistema sensor de imagem.

DESCRIÇÃO DAS MODALIDADES

Primeiro, será feita uma revisão geral de um elemento de conversão fotoelétrica 1 com referência à figura 1. A figura 1 é um diagrama esquemático seccional transversal representando um exemplo de um elemento de conversão fotoelétrica.

O elemento de conversão fotoelétrica 1 inclui uma porção de conversão fotoelétrica 110. Os múltiplos elementos de conversão fotoelétrica 1 são arranjados em uma forma unidimensional ou bidimensional, constituindo assim um aparelho de conversão fotoelétrica. O aparelho de conversão fotoelétrica será descrito posteriormente com referência à figura 11, mas o aparelho de conversão fotoelétrica pode incluir adicionalmente um circuito periférico para controlar os sinais obtidos dos elementos de conversão fotoelétrica.

A porção de conversão fotoelétrica 110 é provida em um

substrato 100. Com um aparelho de conversão fotoelétrica, um substrato 100 inclui múltiplas porções de conversão fotoelétrica 110, e cada uma das múltiplas porções de conversão fotoelétrica 110 constitui uma parte de um elemento de conversão fotoelétrica separado 1.

Da porção de conversão fotoelétrica 110, a face lateral

superior do desenho é uma superfície de recepção de luz 111. Um plano imaginário (geométrico) incluindo a superfície de recepção de luz 111 será referido como um primeiro plano 1001. Tipicamente, a porção de conversão fotoelétrica 110 é formada introduzindo uma impureza em uma porção mais

profunda do que a face principal 101 do substrato semicondutor 100. Portanto, tipicamente, a superfície de recepção de luz 111 da porção de conversão fotoelétrica 110 concorda substancialmente com pelo menos uma parte da superfície principal 101 do substrato 100, e o primeiro plano 1001 inclui a superfície principal 101 do substrato 100.

Entretanto, provendo-se um oco na superfície principal 101 do

substrato semicondutor 110 pode ser formada e uma porção mais profunda do que a face inferior deste oco. Alternativamente, um filme fino com uma configuração tipo MIS ou configuração PIN pode ser formado na superfície principal de uma chapa de vidro, ou similares. Nesses casos, a superfície principal 101 do substrato 100, e a superfície de recepção de luz 111 da porção de conversão fotoelétrica 110 não existem sempre no mesmo plano.

Pelo menos um filme isolante 200 que cobre uma superfície principal 101 onde a porção de conversão fotoelétrica 110 é disposta do substrato 100 é provido no substrato 100 (na superfície principal 101). Ou seja, a face inferior do filme isolante 200 fica em contato com a superfície principal 101 do substrato 100. Com o exemplo na figura 1, o filme isolante 200 cobre a superfície principal 101 do substrato 100, e a superfície de recepção de luz 111 da porção de conversão fotoelétrica 110. O filme isolante 200 tem propriedades isolantes equivalentes a um grau onde as múltiplas porções de conversão fotoelétrica 110 não são eletricamente conduzidas (uma menor condutividade elétrica do que a condutividade elétrica do substrato 100). Tipicamente, o filme isolante 200 é transparente. O filme isolante 200 pode ser um filme de camada única constituído de um tipo de material, mas tipicamente o filme isolante 200 é um filme multicamadas onde múltiplas camadas constituídas de materiais mutuamente diferentes são dispostas.

Um exemplo do filme isolante 200 no caso de um filme multicamadas será descrito. Com o filme isolante 200, na ordem a partir do lado da superfície principal 101, uma primeira camada isolante 205, uma segunda camada isolante 206, uma terceira camada isolante 207, uma quarta camada isolante 208, uma quinta camada isolante 209, uma sexta camada isolante 210, uma sétima camada isolante 211, uma oitava camada isolante 212, uma nona camada isolante 213, um décimo isolante 214 e um décimo isolante 215 são seqüencialmente dispostas. Também, o filme isolante 200 inclui uma décima segunda camada isolante 216 posicionada entre uma parte da segunda camada isolante 206 e uma parte da terceira camada isolante 207.

Dessas camadas isolantes, a segunda camada isolante 206, quinta camada isolante 209, sétima camada isolante 211, nona camada isolante 213 e décima primeira camada isolante 215 são constituídas de óxido de silício (SiO2). A terceira camada isolante 207 é constituída de BPSG (Vidro de Silicato de Boro Fósforo), mas pode ser constituída de PSG (Vidro de Silicato de Fósforo) ou BSG (Vidro de Silicato de Boro) ou óxido de silício (SiO2) em vez de BPSG. Dessas camadas isolantes, a primeira camada isolante 205, quarta camada isolante 208, sexta camada isolante 210, oitava camada isolante 212, décima camada isolante 214, e décima segunda camada isolante 216 são constituídas de nitreto de silício (S13N4).

Uma fiação 217 pode ser provida na porção interna do filme isolante 200. A fiação 217 pode ser uma fiação multicamadas. A figura 1 ilustra um exemplo em que a fiação 217 é constituída de uma primeira camada de fiação 2171, uma segunda camada de fiação 2172, e uma camada de plugue 2173. A camada de plugue 2173 é posicionada entre a primeira camada de fiação 2171 e a segunda camada de fiação 2172, e conecta a primeira camada de fiação 2171 e a segunda camada de fiação 2171. Embora tenha sido mostrado um exemplo em que as camadas de fiação são constituídas de duas camadas, três ou mais camadas de fiação podem ser providas, provendo-se adicionalmente uma camada de fiação entre a primeira camada de fiação 2171 e a segunda camada de fiação 2172. Um material eletrocondutor tais como cobre, alumínio, tungstênio, tântalo, titânio, polissilício ou similares pode ser empregado como a fiação 217. A fiação típica 271 é opaca, e tem brilho metálico. Um eletrodo porta 218 de uma porta de transferência com uma configuração MOS é provido na superfície principal 101 do substrato semicondutor 100. O eletrodo porta 281 é constituído de polissilício, e conectado na primeira camada de fiação 2171 por meio de um plugue não mostrado.

Um exemplo será mostrado relativo à fiação 217 O plugue não mostrado pode ser formado pelo método Damascene simples com tungstênio como o componente principal. A primeira camada da fiação 2171 pode ser formada por um método Damascene simples com cobre como o componente principal. A camada do plugue 2173 e a segunda camada de fiação 2172 podem ser formadas integralmente pelo método Damascene duplo com cobre como o componente principal. Neste momento, a quarta camada isolante 208, sexta camada isolante 210 e oitavo isolante 212 podem ser empregados como uma camada de controle de ataque e uma camada de não proliferação de cobre, e a décima camada isolante 214 pode ser usada como uma camada de não proliferação de cobre. Note que a primeira camada de fiação 2171, segunda camada de fiação 2172, camada de contato 2173 e o plugue podem ter metal de barreira próximo da interface com o filme isolante 200 com tântalo ou similares como o componente principal.

O filme isolante 200 tem uma porção da abertura (porção do furo) 201. Embora a porção da abertura 201 possa ser constituída de um furo passante ou porção rebaixada, a figura 1 ilustra a configuração em um caso onde a porção da abertura 201 é constituída de uma porção rebaixada. O filme isolante 200 é substancialmente plano, e tem uma face superior 202 paralela à superfície principal 101 do substrato 100. Aqui, a décima primeira camada isolante 215 constitui a superfície superior 202 do filme isolante 200. Um plano imaginário (geométrico) incluindo a superfície superior 202 será referido como um segundo plano 1002. O segundo plano 1002 fica paralelo à primeiro plano 1001, e o primeiro plano 1001 e o segundo plano 1002 são substancialmente separados pelo mérito da espessura do filme isolante 200. A porção da abertura 201 é contínua com a superfície superior 202. Com detalhes, a porção da abertura 201 é constituída de uma face inferior 203 e uma face lateral 204. Aqui, a décima segunda camada isolante 216 constitui a face inferior 203. Um plano imaginário (geométrico) incluindo a face inferior 203 será referido como o terceiro plano 1003. A face inferior 203 é posicionada em uma região correspondente à superfície de recepção de luz 111. Com detalhes, a face inferior 203 é posicionada 203 é posicionada de maneira a entrar na projeção ortogonal a partir da superfície de recepção de luz 111 em uma direção paralela à superfície principal 101 (uma direção paralela com o primeiro plano 1001 e terceiro plano 1003). Desta maneira, a superfície de recepção de luz lllea face inferior 203 são confrontadas por meio de uma parte do filme isolante 200. O terceiro plano 1003 fica paralelo à segundo plano 1002 (e primeiro plano 1002), e o segundo plano 1002 e o terceiro plano 1003 são substancialmente separados pelo valor da profundidade da porção da abertura 201. A face lateral 204 é contínua com a superfície superior 202 e face inferior 203. Correspondentemente, a face lateral 204 estende-se substancialmente entre o segundo plano 1002 e o terceiro plano 1003. Note que a forma seccional transversal da porção da abertura 201 é em forma de U, e o limite entre a face inferior 203 e a face lateral 204 pode não estar realmente claro. Mesmo neste caso, o terceiro plano 1003 inclui pelo menos um ponto mais próximo do substrato 100 na superfície no lado oposto do lado do substrato 100 do filme isolante 200 (a base da porção da abertura 201). Como anteriormente descrito, a face do filme isolante 200 no lado oposto ao lado do substrato 100 tem uma superfície superior 202, face inferior 203 e face lateral 204. A superfície no lado do substrato 100 do filme isolante 200 é a face inferior do filme isolante 200. Como pode-se ver pela descrição apresentada, a distância entre o primeiro plano 1001 e o terceiro plano 1003 é substancialmente equivalente à diferença entre a espessura do filme isolante 200 e a profundidade da porção da abertura 201.

Em uma modalidade, a profundidade da porção da abertura 201 é um quarto ou mais da espessura do filme isolante 200, e pode ser a metade ou mais da espessura do filme isolante 200. Também, a profundidade da porção da abertura 201 é maior que o comprimento de onda da luz incidente. O comprimento de onda típico de luz incidente é 0,55 μπι do verde, e a distância D é maior ou igual a 0,55 μπι. Correspondentemente, a espessura do filme isolante 200 é maior que 0,55 μηι. A espessura do filme isolante 200 pode ser maior ou igual a 1,0 μπι. Aumentando-se bastante a espessura do filme isolante 200, a tensão ou o tempo de fabricação aumenta e, correspondentemente, a espessura T1 do filme isolante 200 é substancialmente menor ou igual a 1,0 μηι, e pode ser menor ou igual a 5,0 μηι.

A forma do plano da face lateral 204 da porção da abertura

201 (a forma da porção da abertura 201 em um plano paralelo ao primeiro plano 1001) é uma forma em laço fechado, e pode também ter uma forma circular, forma elíptica, forma retangular redonda, forma retangular ou forma hexagonal. Aqui, a forma do plano da face lateral 204 da porção da abertura 201 tem uma forma circular. Note que a face inferior 203 também tem uma forma circular. A largura (diâmetro) da borda da abertura da porção da abertura 201 (a face lateral 204 no segundo plano 1002) é tipicamente menor ou igual a 10 μηι, e pode ser menor ou igual a 5,0 μηι. A presente invenção apresenta uma vantagem particularmente notável no caso em que a largura da borda da abertura é menor ou igual a 2,0 μηι.

A forma seccional transversal da porção da abertura 201 (a forma da porção da abertura 201 em um plano perpendicular ao primeiro plano 2001, passando através do eixo mediano) pode ter uma forma trapezoidal invertida, forma trapezoidal positiva, forma retangular, forma quadrada regular, ou forma em escalão que é uma combinação dessas.

O elemento de trajeto de luz 220 é posicionado na porção da abertura 201. A fim de que a luz passe através do elemento do trajeto de luz 220, o elemento do trajeto de luz 220 é transparente. Note que transparente na forma aqui mencionada pode ter seletividade de comprimento de onda, desde que transparência suficiente seja satisfeita para a luz de uma banda de comprimento de onda para realizar substancialmente conversão fotoelétrica.

Uma vez que o elemento do trajeto de luz 220 é posicionado no lado interno da porção da abertura 201, o elemento do trajeto de luz 220 é posicionado acima da porção de conversão fotoelétrica 110, e é envolto pelo filme isolante 200. Com detalhes, o elemento do trajeto de luz 220 é envolto pela face lateral 204 da porção da abertura 201, e fica em contato com a face lateral 204 do filme isolante 200. Também, o elemento do trajeto de luz 220 ficam também em contato com a face inferior 203 da porção da abertura 201.

Adicionalmente, com detalhes, o elemento do trajeto de luz 220 é envolto pela terceira camada isolante 207, quarta camada isolante 208, quinta camada isolante 209, sexta camada isolante 210, sétima camada isolante 211, oitava camada isolante 212, nona camada isolante 213, décima camada isolante 214, e décima primeira camada isolante 215 do filme isolante 200. O elemento do trajeto de luz 220 fica então em contato com a décima segunda camada isolante 216 que constitui a face inferior 203 da porção da abertura 201. Desta maneira, o elemento do trajeto de luz 220 é posicionado na região correspondente à porção de conversão fotoelétrica 110 (a região da projeção ortogonal da superfície de recepção de luz 111). Note que, no caso em que um furo passante é tomado como a porção da abertura 201 em vez de uma porção rebaixada, a superfície de recepção de luz 111 constitui a face inferior 203 da porção da abertura 201. Em outras palavras, o elemento do trajeto de luz 220 fica em contato com a porção de conversão fotoelétrica 110. A profundidade da porção da abertura 201 é substancialmente igual à espessura do filme isolante 200.

A forma do elemento do trajeto de luz 220 em geral concorda com a forma da porção da abertura 201. Com a presente modalidade, o elemento do trajeto de luz 220 tem uma forma de tronco de cone, mas pode ser uma forma de tronco de pirâmide, forma de prisma, ou forma cilíndrica de acordo com a forma da porção da abertura 201. O elemento do trajeto de luz 220 tem uma forma simétrica rotacional com o eixo mediano. A largura do elemento do trajeto de luz 220 (diâmetro) é tipicamente menor ou igual a 10 μηι, e pode ser menor ou igual a 5,0 μηι. A presente invenção apresenta uma vantagem particularmente notável no caso em que a largura da borda da abertura é menor ou igual a 2,0 μπι.

O índice refrativo de pelo menos uma parte do elemento do trajeto de luz 220 é maior que o índice refrativo do filme isolante 200. Note que, com a descrição seguinte, o índice refrativo do filme isolante 200 será descrito como o índice refrativo de um material que constitui a maior parte do filme isolante 200. O índice refrativo de uma parte do elemento do trajeto de luz 220 pode ser menor ou igual ao índice refrativo do filme isolante. Com a presente invenção, no caso de simplesmente se mencionar o índice refrativo, este significa um índice refrativo absoluto. Embora o índice refrativo seja diferente dependendo dos comprimentos de onda, o índice refrativo mencionado aqui é um índice refrativo pelo menos do comprimento de onda de luz que pode gerar carga de sinal na porção de conversão fotoelétrica 110. Adicionalmente, no caso em que os elementos de conversão fotoelétrica 1 têm uma porção de seleção do comprimento de onda tal como um filtro de cor, ou similares, o comprimento de onda da luz que é transmitida nesta porção de seleção de comprimento de onda é empregado. Entretanto, com propósitos práticos, o comprimento de onda de luz incidente pode ser considerado 0,55 μηι, que é o comprimento de onda do verde ao qual os olhos de uma pessoa são sensíveis e, a seguir, o índice refrativo será descrito como o índice refrativo de 0,55 μπι.

No caso de o índice refrativo da camada externa do elemento do trajeto de luz 220 ser maior que o índice refrativo do filme isolante 200, e o elemento do trajeto de luz 220 e filme isolante 200 constituírem uma interface, a reflexão total geometricamente ótica ocorre nesta interface, que guia luz incidente para o elemento do trajeto de luz 220 e, consequentemente, pode guiar para a superfície de recepção de luz 111.

Note que a configuração foi familiar à configuração do trajeto de guia de onda em que um filme opaco é provido entre um elemento do trajeto de luz e a face lateral de um filme isolante, de maneira a impedir que o elemento do trajeto de luz entre em contato com o filme isolante (por exemplo, patente japonesa em aberto 2002-118245). No caso de prover um filme opaco, a quantidade de luz que desvia da face lateral 204 que será uma causa para poder reduzir luz espúria. Adicionalmente, no caso em que o filme opaco é um filme com brilho metálico (filme metálico ou similares), ocorre reflexão metálica neste filme opaco e, correspondentemente, luz incidente pode ser guiada para a superfície de recepção de luz no elemento do trajeto de luz. Entretanto, quando o filme opaco é posicionado entre o elemento do trajeto de luz 220 e a face lateral 204, luz que não entrou no elemento do trajeto de luz 220, mas que entrou no filme isolante 200, deteriora notavelmente quanto à eficiência de uso da luz, uma vez que a luz não entra no elemento do trajeto de luz 220. Por outro lado, no caso em que não é provido nenhum filme opaco, quando o elemento do trajeto de luz 220 fica em contato com a face lateral 204 do filme isolante 200, a entrada de luz no filme isolante 200 pode entra pelo filme isolante 200 no elemento do trajeto de luz 220, por meio do que a eficiência de uso da luz pode ser melhorada.

O material (material transparente) do elemento do trajeto de luz 220 pode ser um material orgânico (resina) ou um material inorgânico. Entretanto, os materiais inorgânicos são desejáveis, uma vez que os materiais inorgânicos são quimicamente estáveis. Exemplos das resinas incluem uma resina do sistema siloxano ou poiimida, ou similares. Nitreto de silício (Si3N4), oxinitreto de silício (SiOxNy) e óxido de titânio (TiO2) são adequados como materiais inorgânicos. O elemento do trajeto de luz 220 pode ser constituído de um único material, ou pode ser constituído de múltiplos materiais. Os valores brutos dos índices refrativos dos materiais exemplificados como os materiais do elemento do trajeto de luz 220 e do

r β

filme isolante 200 serão mencionados. Oxido de silício é 1,4 a 1,5, oxinitreto de silício é 1,6 a 1,9, nitreto de silício é 1,8 a 2,3, óxido de titânio é 2,5 a 2,7 e BSG, PSG e BPSG são 1,4 a 1,6. Note que os valores significativos dos índices refrativos mencionados aqui são dois dígitos, e a segunda decimal depois do ponto é arredondada. Os valores citados são um exemplo e, mesmo com os mesmos materiais, a razão de composição não estequiométrica ou densidade do material muda pela mudança do método para formação de filme, por meio do que o índice refrativo pode ser adequadamente estabelecido. Note que o índice refrativo de uma resina comum é 1,3 a 1,6 e, mesmo uma resina de alto índice refrativo, é 1,6 a 1,8, mas o índice refrativo efetivo pode ser aumentado pela inclusão de um material inorgânico de alto índice refrativo tal como óxido de metal ou similares na resina. Exemplos de materiais inorgânicos de alto índice refrativo a ser incluídos na resina incluem óxido de titânio, óxido de tântalo, óxido de nióbio, óxido de tungstênio, óxido de zircônio, óxido de zinco, óxido de índio e óxido de háfriio ou similares.

Embora os detalhes sejam a seguir descritos com referência a uma modalidade, com a presente invenção, o elemento do trajeto de luz 220 tem uma distribuição de índice refrativo que é constituída por uma primeira região de alto índice refrativo e uma segunda região de alto índice refrativo com um maior índice refrativo do que o índice refrativo da primeira região de alto índice refrativo. Esta distribuição de índice refrativo é formada em uma porção ocupada pelo mesmo material (porção intermediária e porção periférica) que constitui pelo menos uma parte do elemento do trajeto de luz 220. Praticamente, o índice refrativo do elemento do trajeto de luz 220 é maior ou igual a 1,6. Também, praticamente, a diferença entre o valor máximo e o valor mínimo dos índices refrativos na distribuição de índice refrativo de uma porção ocupada pelo material referido é maior ou igual a 0,025, e pode ser maior ou igual a 0,05. Note que, tipicamente, a diferença entre o valor máximo e o valor mínimo dos índices refrativos é menor ou igual a 0,50 e praticamente menor ou igual a 0,25. Com a distribuição de índice refrativo, o limite entre a primeira região de alto índice refrativo e a segunda região de alto índice refrativo pode claramente ser observado, ou não pode ser claramente observado. Por exemplo, no caso em que o índice refrativo muda moderadamente do eixo central para o filme isolante 200, o limite entre a primeira região de alto índice refrativo e a segunda região de alto índice refrativo não poderá ser claramente observado. Em tal caso, o limite entre a primeira região de alto índice refrativo e a segunda região de alto índice refrativo pode ser determinado como se segue. Especificamente, o valor intermediário do valor máximo e do valor mínimo dos índices refrativos de uma porção constituída do mesmo material no elemento do trajeto de luz 220 é obtido ((valor máximo + valor mínimo) / 2). Com a distribuição de índice refrativo no elemento do trajeto de luz 220, uma linha conectando um ponto que serve como este valor intermediário pode ser determinada como o limite entre a primeira região de alto índice refrativo e a segunda região de alto índice refrativo. Não é necessário dizer que a primeira região de alto índice refrativo inclui uma porção da qual o índice refrativo é o mínimo, e a segunda região de alto índice refrativo inclui uma porção da qual o índice refrativo é o máximo.

Note que o mesmo material significa materiais com a mesma composição estequiométrica. Correspondentemente, um material com desvio na composição estequiométrica (isto é, com uma composição não estequiométrica diferente) e um material do qual a cristalinidade, densidade, do material e densidade de inclusões (menor que o material principal), material de impurezas (menor ou igual a 1 % em peso) e densidade de impurezas difere pode ser considerado o mesmo material. Por exemplo, embora a razão de composição estequiométrica de nitreto de silício seja Si: N = 3:4, materiais dos quais as reais razões entre Si e N diferem mutuamente em uma faixa onde as razões de composição estequiométrica são as mesmas podem ser considerados o mesmo material. Também, por exemplo, silício monocristalino e polissilício (silício policristalino) são considerados o mesmo material. Note que materiais com uma composição estequiométrica diferente não são o mesmo material. Por exemplo, embora tanto monóxido de titânio (TiO) quanto dióxido de titânio (TiO2) sejam compostos de óxido e titânio (óxido de titânio), esses materiais diferem quanto à estequiometria. Como anteriormente descrito, nitreto de silício tem um índice refrativo consideravelmente mais alto do que o óxido de silício, e tem também uma faixa mais ampla de índice refrativo disponível, comparado com o oxinitreto de silício, e é correspondentemente adequado como um material com a distribuição de índice refrativo citada. No caso de empregar nitreto de silício como o elemento do trajeto de luz 220, a distribuição de índice refrativo citada pode ser formada mudando o método de formação de filme de nitreto de silício durante formação do filme. Também, no caso de empregar uma resina onde partículas de óxido metálico são dispersas para o elemento do trajeto de luz 220, a distribuição de índice refrativo citada pode também ser formada alternado-se a densidade de um material inorgânico de alto índice refrativo a ser incluído na resina. Embora a distribuição de índice refrativo no elemento do trajeto de luz 220 possa ser formada usando um material diferente do outro, a presente invenção exibe uma vantagem particularmente notada quando a distribuição de índice refrativo no elemento do trajeto de luz 220 é formada usando o mesmo material da maneira supramencionada. O método de formação do elemento do trajeto de luz 220 e do

filme isolante 200 não está restrito a um método particular. Tipicamente, um primeiro método de formação pode ser empregado em que, depois da formação do filme isolante 220 com a porção da abertura 201 submetendo um filme isolante sem porção da abertura 201 ao processamento de ataque químico, o material do elemento do trajeto de luz 220 é depositado na porção da abertura 201, formando assim o elemento do trajeto de luz 220. Adicionalmente, pode-se empregar o segundo método de formação em que um processo para prover uma abertura submetendo as camadas isolantes ao ataque químico cada vez que a camada isolante que constitui o filme isolante 200 é formada, e um processo para depositar o material no elemento do trajeto de luz 220 na abertura é repetido. Também, pode-se empregar um terceiro método de formação, em que, depois que o elemento do trajeto de luz 220 é previamente disposto, uma parte das camadas isolantes do filme isolante 200 é disposta em torno do elemento do trajeto de luz 220. Também, um quarto método de formação pode ser empregado em que, depois de um filme isolante sem a porção da abertura 201 é formado, uma parte de um filme isolante correspondente ao elemento do trajeto de luz 220 é melhorado, formando assim o elemento do trajeto de luz 220.

Com o exemplo na figura 1, está mostrado um exemplo em que o primeiro método de formação foi empregado. A décima segunda camada isolante 216 constitui uma parte do filme isolante 200, e constitui a face inferior 203 da porção da abertura 201. A décima segunda camada isolante 216 é disposta na porção superior da superfície de recepção de luz 111, e na porção superior de uma parte do eletrodo porta 218. A área da décima segunda camada isolante 216 na direção do plano é maior que a área da face inferior 203. A área da décima segunda camada isolante 216 na direção do plano é menor que as áreas da primeira camada isolante 205 e da segunda camada isolante 206. Aqui, a face inferior 203 da porção da abertura

201 é posicionada em uma faixa onde existe a terceira camada isolante 207. Em outras palavras, a terceira camada isolante 207 é posicionada no terceiro plano 1003. A face inferior da porção da abertura 201 (terceiro plano 1003) pode ser disposta mais próxima do substrato semicondutor 100 do que a primeira camada de fiação 2171.

A décima segunda camada isolante 216 pode servir como um meio de interrupção do ataque no momento da formação da porção da abertura 201 no filme isolante multicamadas 200. A fim de que a décima segunda camada isolante 216 sirva como um meio de interrupção do ataque, é empregado um material diferente de uma camada que fica em contato com a superfície superior da décima segunda camada isolante 216 (aqui, a terceira camada isolante 207 constituída de BPSG). A figura 1 ilustra um modo em que, no momento da formação da porção da abertura 201, em decorrência da décima segunda camada isolante 216 ser submetida a um certo ataque, a face inferior 203 é posicionada mais próxima do lado da porção de conversão fotoelétrica 110 do que a superfície superior da décima segunda camada isolante 216. Em decorrência disto, a décima segunda camada isolante 216 constitui uma pequena porção da face lateral 204 mais próxima da face inferior 203. A décima segunda camada isolante 216 que serve como um meio de interrupção do ataque não pode ser submetida de maneira nenhuma ao ataque e, neste caso, a décima segunda camada isolante 216 constitui a face inferior 203 sozinha.

No caso de prover uma camada com um índice refrativo entre o índice refrativo da segunda camada isolante 206 e o índice refrativo da porção de conversão fotoelétrica 110 (aqui, a primeira camada isolante 205 constituída de nitreto de silício) entre a segunda camada isolante 206 e a porção de conversão fotoelétrica 110, a transmissão do elemento do trajeto de luz 220 para a porção de conversão fotoelétrica 110 é melhorada.

Como anteriormente descrito, pelo menos um elemento do trajeto de luz 220 e filme isolante 200 têm uma configuração de trajeto de guia de onda, e a entrada de luz no elemento de conversão fotoelétrica 1 é basicamente propagada até a porção de conversão fotoelétrica 110 por meio do elemento de trajeto de luz 220. Um filme transparente 319 é provido acima do elemento do trajeto de luz 220 e filme isolante 200.

No lado oposto do lado da superfície de recepção de luz 111 ao filme transparente 319, a partir do lado do filme transparente 319, uma segunda camada de índice refrativo intermediário 322, uma segunda camada de baixo índice refrativo 321, uma primeira camada de índice refrativo intermediário 322, uma segunda camada de substrato da lente 323, uma segunda camada do corpo da lente 324, uma segunda camada de revestimento do corpo da lente 325, um filme liso, uma camada de filtro de cor 327, uma primeira camada do substrato da lente 328 e uma primeira camada do corpo da lente 328 são dispostas. Embora os detalhes dessas camadas sejam descritos posteriormente, várias modificações podem ser feitas sem ficar restrito a esta configuração. Por exemplo, pelo menos uma da primeira camada do corpo da lente 329 (e primeira camada do substrato da lente 328) e da segunda camada do corpo da lente 324 (e segunda camada do substrato da lente 323) pode ser omitida. No caso de omissão da segunda camada do corpo da lente 324 (e segunda camada do substrato da lente 323), o filme liso 327 pode também ser omitido. Também, a camada de filtro de cor 327 por ser omitida, ou a camada de filtro de cor 327 pode também servir à função do filme liso 326.

O filme transparente 319 compreende distância de controles (comprimento do trajeto de luz) da face externa do elemento de conversão fotoelétrica 1 (aqui, a superfície da primeira camada do corpo da lente 329) até o filme isolante 200 e o elemento de trajeto de luz 220. A espessura típica do filme transparente 319 é maior ou igual a 0,080 μιη. Por outro lado, quando se aumenta demasiadamente a espessura do filme transparente 319, a quantidade de luz incidente no elemento de trajeto de luz 220 diminui. A espessura do filme transparente 319 é menor ou igual à profundidade da porção da abertura 201, e também pode ser menor ou igual à metade da profundidade da porção da abertura 201. A espessura típica do filme transparente 319 é menor ou igual a 0,50 μηι. Embora o material do filme transparente 319 possa diferir do

material do elemento de trajeto de luz 220, é desejável que ambos sejam do mesmo material. No caso em que o material do filme transparente 319 e o material do elemento de trajeto de luz 220 são os mesmos, o elemento de trajeto de luz 220 e o filme transparente 319 são integrados e, correspondentemente, o limite entre o elemento de trajeto de luz 220 e o filme transparente 319 não pode ser claramente observado. Como anteriormente descrito, o elemento do trajeto de luz 220 é posicionado no lado interno da porção da abertura 201 (entre o segundo plano 1002 e o terceiro plano 1003) e o filme transparente 319 existe no lado externo da porção da abertura 201. Correspondentemente, o elemento do trajeto de luz 220 e o filme transparente 319 podem ser distintos determinando-se se o material transparente existe no lado interno da porção da abertura 201 ou no lado externo da porção da abertura 201. O particionamento entre o lado interno e o lado externo da porção da abertura 201 pode ser feito estendendo-se a superfície superior 202 do filme isolante 200 até acima da porção da abertura 201 de uma maneira imaginária (as bordas superiores da face lateral 204 são conectadas por uma linha reta de uma maneira imaginária) com uma imagem de observação da seção transversal do elemento de conversão fotoelétrica 1. A descrição que foi feita até aqui é a forma geral dos

elementos de conversão fotoelétrica 1. A seguir, uma modalidade da distribuição de índice refrativo que o elemento do trajeto de luz 220 tem será descrita com referência às figuras 2 a 10. Note que as figuras 2 e 4 a 9 ilustram somente o substrato 100 na figura 1, uma porção do primeiro plano 1001 até o segundo plano 1002, e o filme transparente 319. A configuração relativa às porções acima do filme transparente 319 é comum e também pode ser alterada da maneira apropriada e, correspondentemente, sua descrição será omitida. Também, com os desenhos, um elemento ou porção com a mesma função é denotado com o mesmo número de referência, e sua descrição detalhada será omitida.

Primeira Modalidade

A figura 2A é um diagrama seccional transversal em uma direção perpendicular à superfície principal 101 (e superfície de recepção de luz 111) de uma porção do elemento de conversão fotoelétrica 1, de acordo com a primeira modalidade, e a figura 2B é um diagrama seccional transversal em uma direção paralela à superfície principal 101 (e superfície de recepção de luz 111) de uma porção do elemento de conversão fotoelétrica 1 de acordo com a primeira modalidade.

A figura 2A ilustra um quarto plano 1001, um quinto plano

1005 e um sexto plano 1006 além do primeiro plano 1001, segundo plano

1002, e terceiro plano 1003 descritos com referência à figura 1. O quarto plano 1004 fica posicionado entre o segundo plano 1002 e o terceiro plano

1003, e é um plano posicionado na mesma distância do segundo plano 1002 e do terceiro plano 1003. Ou seja, o quarto plano 1004 é posicionado no meio

do segundo plano 1002 e do terceiro plano 1003. O quinto plano 1005 é posicionado entre o segundo plano 1002 e o quarto plano 1004, e o sexto plano 1006 é posicionado entre o terceiro plano 1003 e o quarto plano 1004. Ou seja, o quinto plano 1005 é um plano que representa a porção superior do elemento do trajeto de luz 220 (metade do lado de entrada) e é considerado aqui um plano posicionado na mesma distância do segundo plano 1002 e do quarto plano 1004 por conveniência. Similarmente, o sexto plano 1006 é um plano que representa a porção inferior do elemento do trajeto de luz 220 (metade do lado de saída) e é considerado aqui um plano posicionado na mesma distância do terceiro plano 1003 e do quarto plano 1004 por conveniência.

Sl na figura 2B ilustra uma seção transversal no segundo plano 1001, S2 ilustra uma seção transversal no quinto plano 1005, S3 ilustra uma seção transversal no quarto plano 1004, e S4 ilustra uma seção transversal no sexto plano 1006. S5 ilustra perto do lado do elemento do trajeto de luz 220 do terceiro plano 1003, e especificamente ilustra uma seção transversal na borda inferior de uma porção que a terceira camada isolante 207 da face lateral 204 constitui.

O elemento do trajeto de luz 220 tem pelo menos uma porção intermediária 222 e uma porção periférica 221. A porção periférica 221 é posicionada entre a porção intermediária 222 e o filme isolante 200.

A porção periférica 221 envolve a porção intermediária 222. A porção periférica 221 é constituída pelo mesmo material da porção intermediária 222. Não existe uma porção constituída por um material diferente do material da porção periférica 221 e porção intermediária 22 pelo menos entre uma porção da porção periférica 221 e uma porção da porção intermediária 222, e o mesmo material continua da porção intermediária 222 até a porção periférica 221. Correspondentemente, pode-se dizer que a porção periférica 221 é contínua com a porção intermediária 222. E desejável que, entre toda a porção periférica 221 e toda a porção intermediária 222 não exista uma porção constituída por um material diferente dos materiais de ambas as porções. Como com o exemplo mostrado na figura 2, é desejável que a porção periférica 221 fique em contato com o filme isolante 200. Desta maneira, o elemento do trajeto de luz 220 é constituído

por um material de alto índice refrativo com um maior índice refrativo do que o índice refrativo do filme isolante 200. O material de alto índice refrativo tem uma distribuição de índice refrativo de forma a ser configurado de uma primeira região de alto índice refrativo, e uma segunda região de alto índice refrativo com um maior índice refrativo do que o índice refrativo da primeira região de alto índice refrativo. Com a presente modalidade, a porção intermediária 222 é a primeira região de alto índice refrativo, e a porção periférica 221 é a segunda região de alto índice refrativo. A figura 2A ilustra um cenário onde os índices refrativos diferem notadamente entre a porção intermediária 222 e a porção periférica 221. Por exemplo, no caso em que o índice refrativo da porção intermediária 222 é 1,83 e o índice refrativo da porção periférica 221 é 1,90, com uma imagem de observação seccional transversal do elemento do trajeto de luz 220 em uma direção perpendicular à superfície principal 101 observada por um microscópio eletrônico, pode-se perceber que a imagem tem contraste entre a porção intermediária 222 e a porção periférica 221.

A fim de formar uma distribuição de índice refrativo usando nitreto de silício, os métodos seguintes podem ser empregados, por exemplo.

Como para um primeiro método, primeiro, um primeiro filme de nitreto de silício é formado na face lateral 204 aumentando relativamente a quantidade de componentes de silício como os componentes de nitreto do material de formação de filme. Em seguida, um segundo filme de nitreto de silício é formado acima do primeiro filme de nitreto de silício reduzindo-se a quantidade de componentes de silício como os componentes de nitreto do material de formação de filme, comparado com quando se forma o primeiro nitreto de silício. Neste momento, um da quantidade de componentes de nitreto e da quantidade de componentes de silício pode ser igual, ou ambos podem diferir no momento da formação do primeiro filme de nitreto de silício e no momento da formação do segundo filme de nitreto de silício. De acordo com este primeiro método, o elemento do trajeto de luz 220 pode ser formado em que o primeiro filme de nitreto de silício constitui a porção periférica 221, e o segundo filme de nitreto de silício constitui a porção intermediária 222. Isto se dá em virtude de, mesmo se a razão da composição estequiométrica for S:N = 3:4, com relação a uma composição não estequiométrica, nitreto de silício do qual a razão de silício para nitreto (Si/N) é relativamente alta tem um maior índice refrativo do que do nitreto de silício do qual a razão de silício para nitreto (Si/N) é relativamente baixa. Com relação ao nitreto de silício formado com uma formação de filme comum tal como um método CVD, a razão de silício para nitreto é 1/2 a 3/2 e tipicamente é 3/5 a 1. Note que um índice refrativo de nitreto de silício cuja razão de silício para nitreto é 3/4, em outras palavras, um índice refrativo de nitreto de silício do nitreto de silício do qual a composição real está de acordo com a composição estequiométrica pode ser 2,0. Como para um segundo método, primeiramente, um primeiro filme de nitreto de silício do qual a aderência e densidade de material são altas é formado acima da face lateral 204 reduzindo-se a energia de entrada do material de formação de filme. Em seguida, um segundo filme de nitreto de silício do qual a aderência é alta e a densidade do material é baixa é formado acima do primeiro filme de nitreto de silício aumentando-se a energia de entrada do material de formação de filme. Assim, pode-se formar o elemento do trajeto de luz 220 em que o primeiro filme de nitreto de silício constitui a porção periférica 221, e o segundo filme de nitreto de silício constitui a porção intermediária 222. Isto se dá em virtude de um denso filme de nitreto de silício onde a densidade do nitreto de silício é relativamente alta ter um maior índice refrativo do que um filme de nitreto grosseiro onde a densidade do nitreto de silício é relativamente baixa.

Quando mais próxima da superfície de recepção de luz 111 estiver a porção periférica 221, tanto menor a espessura da porção periférica 221. Os detalhes serão descritos com referência às figuras 2B. DS1, DS2, DS3, DS4 e DS5 representam a largura (diâmetro) da porção da abertura 201 nas seções transversais 204 Sl a S5. Com a presente modalidade, a face lateral 204 mostrada na figura 1 tem uma forma cônica para a frente como a superfície de recepção de luz 111, e tem relacionamento de DS1 > DS2 > DS3 > DS4 > DS5.

DL1, DL2, DL3, DL4 e DL5 representam a largura (diâmetro) da porção intermediária 222 nas seções transversais Sl a S5. O eixo central passa através da porção intermediária 222 e a porção intermediária 222 estende-se continuamente ao longo do eixo central sem interrupção. Com a presente modalidade, a porção intermediária 222 tem uma forma de tronco de cone, e a face externa da porção intermediária 222 (a face no lado da porção periférica 221) tem uma forma cônica para a frente como a superfície de recepção de luz 111. A face externa da porção intermediária 222 é concêntrica com o eixo central e é rotacionalmente simétrica com o eixo central, e tem relacionamento de DLl < DL2 < DL3 < DL4 < DL5. Note que DL5 é um valor menor que DS5, mas é um valor extremamente próximo de DS5.

TH1, TH2, TH3 e TH4 representam a espessura (largura) da porção periférica 221 nas seções transversais Sl a S4. Com a presente modalidade, a face interna da porção periférica 221 (a face lateral da porção intermediária 222) e a face externa da porção periférica 221 (a face no lado do filme isolante 200) têm uma fora cônica reversa à superfície de recepção de luz 111. A relação de THl > TH2 > TH3 > TH4 > TH5 se mantém. Aqui, TH5 (não mostrado) representa a espessura da porção periférica 221 na seção transversal S5, e é um valor equivalente a (DS5 - FL5) / 2, e é um valor extremamente próximo de 0. Desta maneira, a porção periférica 221 estende- se continuamente ao longo da face lateral 204 do filme isolante 200 sem interrupção.

Aqui, embora a razão (THl / TH2) entre o valor máximo

(THl) e o valor mínimo (TH5) da espessura da porção periférica 221 seja praticamente infinita, o valor mínimo da espessura da porção periférica 221 é menor ou igual à metade do valor máximo (valor máximo / valor mínimo > 2). Quando se considera que o comprimento de onda da luz a ser alimentada no elemento do trajeto de luz 220 é λ, e o índice refrativo do filme isolante 200 é n0, e o índice refrativo da porção periférica 221 é ni, o valor máximo da espessura da porção periférica 221 é maior que λ / 2 V(ni2 - n0). Também, o valor mínimo da espessura da porção periférica 221 é menor que λ / 4 V(ni2 - n02). A espessura da porção periférica 221 tem o valor máximo na porção superior do elemento do trajeto de luz 220 (do segundo plano 1002 até o quarto plano 1004). Também, a espessura da porção periférica 221 tem o valor mínimo na porção inferior do elemento do trajeto de luz 220 (do quarto plano 1004 até o terceiro plano 1003).

Mesmo com uma porção da espessura da porção periférica 221 entre o valor mínimo e o valor máximo, a espessura em um plano mais próximo da superfície de recepção de luz 111 é menor ou igual a 1/2. Com o exemplo mostrado nas figuras 2A e 2B, a espessura da porção periférica 221 no quarto plano 1004 (TH3) é 1/2 da espessura da porção periférica 221 no segundo plano 1002 (TH1). Também, a espessura da porção periférica 221 no sexto plano 1006 (TH4) é menor que 1/2 da espessura da porção periférica 221 no quinto plano 1005 (TH2).

A figura 3A ilustra, com a presente modalidade, distribuições de intensidade de campo no momento em que a luz paralela ao eixo central do elemento do trajeto de luz 220 é alimentada no elemento do trajeto de luz 220. Com detalhes, três distribuições de intensidade de campo são distribuições em um plano paralelo à superfície de recepção de luz 111 das intensidades de campo em três posições que diferem na altura no elemento do trajeto de luz 220. Uma posição do eixo lateral indica a altura no elemento do trajeto de luz 220.

Pode-se conceber oticamente que luz pode concentrar em uma região com um alto índice refrativo. Portanto, a intensidade de campo da porção periférica 221 é maior que a intensidade de campo da porção intermediária 222 em uma posição onde a espessura da porção periférica 221 com um maior índice refrativo do que da porção intermediária 22 é alto. Também, luz foge raramente do elemento do trajeto de luz 220 para o filme isolante 200 com um menor índice refrativo do que da porção periférica 221. Portanto, estima-se que a perda de luz é suprimida.

Com a presente modalidade, a espessura da porção periférica 221 é gradualmente reduzida à medida que a porção periférica 221 fica mais próxima da porção de conversão fotoelétrica 110. Portanto, luz cuja quantidade está no mesmo nível de uma posição onde a espessura é grande é impedida de se propagar através da porção periférica 2221 em uma porção onde a espessura da porção periférica 221 é pequena. Correspondentemente, luz não pode propagar através da porção periférica 221 faz a transição para a porção intermediária 222. Com a presente modalidade, o mesmo material continua através da porção periférica 221 e porção intermediária 222 e, correspondentemente, a perda de luz nesta transição é suprimida. Em geral, pode-se conceber as mudanças de índice refrativo na interface de diferentes materiais de uma maneira descontínua. Por outro lado, a porção periférica 221 e a porção intermediária 222 são constituídas pelo mesmo material e, correspondentemente, o índice refrativo muda continuamente no limite entre porção periférica 221 e a porção intermediária 222. Com a luz emitida pela porção intermediária mais larga 222,

não pode ocorrer difração entre o elemento do trajeto de luz 220 e a porção de conversão fotoelétrica 110, comparada com um caso onde luz é emitida pela porção periférica mais estreita 221. Portanto, é concebível que seja eliminada a perda por causa dessa luz emitida pelo elemento do trajeto de luz 220 que é difratada e impedida de entrar na porção de conversão fotoelétrica 110.

Como anteriormente descrito, com a presente modalidade, pode-se conceber que a luz propaga, suprimindo ainda a perda de luz entre o elemento do trajeto de luz 220 e o filme isolante 200, no elemento do trajeto de luz 220, e entre o elemento do trajeto de luz 220 e a porção de conversão fotoelétrica 110 e, correspondentemente, a sensibilidade é melhorada.

Como mostrado na presente modalidade, é desejável que a espessura da porção periférica 221 seja reduzida continuamente à medida que a porção periférica 221 fica mais próxima da superfície de recepção de luz 111. Ou seja, é desejável que a espessura da porção periférica 221 seja reduzida monotonicamente no sentido estrito com a redução da distância até a superfície de recepção de luz 111. A espessura da porção periférica 221 é reduzida intermitentemente à medida que a porção periférica 221 fica mais próxima da superfície de recepção de luz 111. Ou seja, a espessura da porção periférica 221 pode ser reduzida monotonicamente no sentido amplo com a redução na distância até a superfície de recepção de luz 111. Entretanto, pode- se conceber que, quando a espessura da porção periférica 221 é reduzida intermitentemente, a transição referida para a porção intermediária 222 é relativamente pequena em uma porção onde a espessura da porção periférica 221 é constante. Portanto, pode-se conceber que, quando a espessura da porção periférica 221 é reduzida subitamente, a ocorrência de transição para o filme isolante 200 é facilitada, além da transição para a porção intermediária 222 e, correspondentemente, ocorre perda.

A figura 3B ilustra, com a presente modalidade, a sensibilidade no momento da mudança do ângulo de incidência no eixo central do elemento do trajeto de luz 220. Note que é um modo como um exemplo comparativo em que o elemento do trajeto de luz 220 não tem uma distribuição de índice refrativo. Como pode-se entender pela figura 3B, de acordo com a presente modalidade, a sensibilidade à luz incidente oblíqua melhora. Em decorrência disto, o valor F da linearidade pode ser melhorado. Note que, com a luz a ser alimentada paralelo à eixo central do elemento de conversão fotoelétrica 1, um ponto focai é formado na porção interna do elemento do trajeto de luz 200, e um ponto focai pode também ser formado entre o segundo plano 1002 e o quarto plano 1004. Tipicamente, com luz a ser alimentada paralela com o eixo central do elemento de conversão fotoelétrica 1, um ponto focai é formado na porção intermediária 222. Por outro lado, com a luz alimentada obliquamente no eixo central do elemento de conversão fotoelétrica 1, um ponto focai é basicamente formado na porção periférica 223.

No caso em que o filme isolante 200 é um filme multicamadas,

o índice refrativo de uma parte das camadas do filme multicamadas pode ser maior ou igual ao índice refrativo da porção intermediária 222 do elemento do trajeto de luz 220, e pode adicionalmente ser maior ou igual ao índice refrativo da porção periférica 221. Uma camada como esta que tem um índice refrativo maior ou igual ao índice refrativo da primeira região de alto índice refrativo será referida como uma camada isolante de alto índice refrativo. Por outro lado, a camadas restante do filme multicamadas com um menor índice refrativo do que o índice refrativo da porção intermediária 222 do elemento do trajeto de luz 220, em outras palavras, com um índice refrativo menor que o índice refrativo da primeira região de alto índice refrativo, será referida como uma camada isolante de baixo índice refrativo.

No caso da presente modalidade, por um lado, do filme isolante 200, a terceira camada isolante 207, quinta camada isolante 209, sétima camada isolante 211, nona camada isolante 213 e décima primeira camada isolante 215, que são constituídas por óxido de silício ou vidro de silicato e constituídas pela face lateral 204 da porção da abertura 201, são camadas isolantes de baixo índice refrativo. As camadas isolantes de baixo índice refrativo envolvem o elemento do trajeto de luz 220. Por exemplo, no caso em que o índice refrativo da porção intermediária 222 é 1,83, e o índice refrativo da porção periférica 221 é 1,90, quando os índices refrativos da terceira camada isolante 207, quinta camada isolante 209, sétima camada isolante 211, nona camada isolante 213 e décima primeira camada isolante 215 forem 1,46, essas camadas isolantes são camadas isolantes de baixo índice refrativo. Note que a segunda camada isolante 206 é também uma camada isolante de baixo índice refrativo, mas não constitui a face lateral 204 da porção da abertura 201. Embora a face lateral 204 nas seções transversais Sl a S5 estejam mostradas na figura 2B, com detalhes, as faces laterais 204 em cada uma das seções transversais são, respectivamente, formadas por diferentes camadas isolantes, como pode-se entender pela figura 2A. Especificamente, a face lateral 204 nas seções transversais S1 é formada pela décima primeira camada isolante 215, a face lateral 204 nas seções transversais S2 é formada pela nona camada isolante 213, a face lateral 204 nas seções transversais S3 é formada pela sétima camada isolante 211, e a face lateral 204 nas seções transversais S4 e S 5 são formadas pela terceira camada isolante 207. Por outro lado, uma vez que a porção periférica 221 e a porção intermediária 222 são nitreto de silício e, correspondentemente, do filme isolante 200, a quarta camada isolante 208, sexta camada isolante 210, oitava camada isolante 212 e décima camada isolante 214, que são constituídas de nitreto de silício e constituem a face lateral 204 da porção da abertura 201, são camadas isolantes de alto índice refrativo. Essas camadas isolantes de alto índice refrativo envolvem o elemento do trajeto de luz 220. Por exemplo, no caso em que o índice refrativo da porção intermediária 222 é 1,83 e o índice refrativo da porção periférica 221 é 1,90, quando os índices refrativos da quarta camada isolante 208, sexta camada isolante 210, oitava camada isolante 212 e décima camada isolante 214 são 2,03, essas camadas isolantes são camadas isolantes de alto índice refrativo. Note que a primeira camada isolante 205 é também uma camada isolante de alto índice refrativo, mas não constitui a face lateral 204 da porção da abertura 201. Assim, com o presente exemplo, a camada isolante de alto índice refrativo é constituída do mesmo material da porção periférica 221 e porção intermediária 222, e a camada isolante de baixo índice refrativo é constituída de um material diferente dos materiais da porção periférica 221 e da porção intermediária 222.

Entretanto, não é desejável que uma camada tenha um índice refrativo maior ou igual ao índice refrativo de um elemento do trajeto de luz como este 220 (camada isolante de alto índice refrativo) constitua a maior parte da face lateral 204 da porção da abertura 201. Isto se dá em virtude de a probabilidade de que a entrada de luz no elemento do trajeto de luz 220 se propague dentro de uma camada isolante de alto índice refrativo, e vaze pela porção da abertura 201. Portanto, a face lateral 204 da porção da abertura 201 que uma camada isolante de alto índice refrativo constitui é menor que a metade da área de toda a face lateral 204 da porção da abertura 201, e pode ser menor que 1/4. Em outras palavras, do filme multicamadas, uma camada com um índice refrativo menor que o índice refrativo do elemento do trajeto de luz 220 (camada isolante de baixo índice refrativo) é maior ou igual à metade da área de toda a face lateral 204 da porção da abertura 20, e maior ou igual a 3/4. A área da face lateral 204 que cada camada constitui pode ser ajustada estabelecendo-se adequadamente a espessura de cada camada, ou o ângulo da face lateral 204. A espessura de uma camada isolante de baixo índice refrativo é tipicamente maior ou igual a 0,10 μιη e também menor ou igual a 0,60 μπι. Considerando-se que o comprimento de onda da luz a ser alimentada no elemento do trajeto de luz 220 é λ, e o índice refrativo da camada isolante de baixo índice refrativo é n0H, a espessura da camada isolante de baixo índice refrativo pode ser menor ou igual a λ / 2 n0H, e pode ser menor ou igual a λ / 4η0Η· A espessura de uma camada isolante de alto índice refrativo é tipicamente maior ou igual a 0,010 μηι e também menor ou igual a 0,10 μιη.

Segunda Modalidade

A figura 4A é um diagrama seccional transversal em uma direção perpendicular à superfície principal 101 (e superfície de recepção de luz 111) de uma parte dos elementos de conversão fotoelétrica 1 de acordo com a segunda modalidade, e a figura 4B é um diagrama seccional transversal em uma direção paralela à superfície principal 101 (e superfície de recepção de luz 111) de uma parte dos elementos de conversão fotoelétrica 1 de acordo com a segunda modalidade.

Com a presente modalidade, igualmente, a porção intermediária 222 é a primeira região de alto índice refrativo, e a porção periférica 221 é a segunda região de alto índice refrativo com um maior índice refrativo do que da primeira região de alto índice refrativo (porção intermediária 222).

As definições do primeiro plano 1001, segundo plano 1002, terceiro plano 1003, quarto plano 1004, quinto plano 1005, sexto plano 1006, Sl a S5, DSl a DS5, DLl a DL5 e THl a TH5 são os mesmos das figuras 2A e 2B e, correspondentemente, sua descrição será omitida.

Com a presente modalidade, igualmente, da mesma maneira que na primeira modalidade, a face lateral 204 tem uma forma cônica para a frente. Por outro lado, a porção intermediária 222 tem uma forma cilíndrica, e a face externa da porção intermediária 222 (a face no lado da porção periférica 221) é perpendicular à superfície de recepção de luz 111. O relacionamento de DLl = DL2 = DL3 = DL4 = DL5 se mantém. Também, embora a face interna da porção periférica 221 (a face lateral da porção intermediária 222) seja perpendicular à superfície de recepção de luz 111, a face externa da porção periférica 221 (a face lateral do filme isolante 200) tem uma forma cônica reversa igual à da superfície de recepção de luz 111. O relacionamento THl > TH2 > TH3 > TH4 > TH5 se mantém. Uma modificação (não mostrada) da presente modalidade será

descrita. A face lateral 204 do filme isolante 200 pode não ter uma forma cônica, e pode ser perpendicular à superfície de recepção de luz 111 (DS1 = DS2 = DS3 = DS4 = DS5). Neste caso, a face externa da porção intermediária 222 deve ter uma forma cônica para a frente como a da superfície de recepção de luz 111 (DLl < DL2 < DL3 < DL4 < DL5). Também, a face lateral 204 do filme isolante 200 pode ter uma forma cônica reversa, e DS1 < DS2 < DS3 < DS4 < DS5 pode valer. Neste caso, a face externa da porção intermediária 222 deveria ter uma forma cônica para a frente com uma menor inclinação do que da face lateral 204, como a superfície de recepção de luz 111. Ou seja, DSl - DLl > DS2 - DL2 > DS3 - DL3 > DS4 - DL4 > DS5 - DL5 se mantém, por meio do que o relacionamento de THl > TH2 > TH3 > TH4 > TH5 pode ser realizado.

Terceira Modalidade

A figura 5A é um diagrama seccional transversal em uma direção perpendicular à superfície principal 101 (e superfície de recepção de luz 111) de uma parte dos elementos de conversão fotoelétrica 1 de acordo com a terceira modalidade, e a figura 5B é um diagrama seccional transversal em uma direção paralela à superfície principal 101 (e superfície de recepção de luz 111) de uma parte dos elementos de conversão fotoelétrica 1 de acordo com a terceira modalidade.

Com a presente modalidade, igualmente, a porção intermediária 222 é uma primeira região de alto índice refrativo, e a porção periférica 221 é a segunda região de alto índice refrativo, com um índice refrativo maior que da primeira região de alto índice refrativo (porção intermediária 222).

As definições do primeiro plano 1001, segundo plano 1002, terceiro plano 1003, quarto plano 1004, quinto plano 1005, sexto plano 1006, Sla S5, DSl a DS5, DL 1 a DL5, e THl a TH5 são as mesmas das figuras 2A e 2B e, correspondentemente, sua descrição será omitida.

Com a presente modalidade, igualmente, da mesma maneira que com a primeira modalidade, a face lateral 204 tem uma forma cônica para a frente. Por outro lado, uma porção da porção superior da porção intermediária 222 (uma porção do segundo plano 1002 até o quinto plano 1005) tem uma forma cilíndrica. A porção restante da porção superior da porção intermediária 222 (uma porção do quinto plano 1005 até o quarto plano 1004) e a porção inferior da porção intermediária 222 têm uma forma de tronco de cone regular. O relacionamento DLl = L2 < DL3 < DL5 < DL5 se mantém. Também, a face externa da porção periférica 221 (a face no lado do filme isolante 200) tem uma forma cônica reversa da superfície de recepção de luz 111. O relacionamento THl > TH2 > TH3 > TH4 > TH5 se mantém.

Quarta Modalidade

A figura 6A é um diagrama seccional transversal em uma direção perpendicular à superfície principal 101 (e superfície de recepção de luz 111) de uma parte dos elementos de conversão fotoelétrica 1 de acordo com a quarta modalidade, e a figura 6B é um diagrama seccional transversal em uma direção paralela à superfície principal 101 (e superfície de recepção de luz 111) de uma parte dos elementos de conversão fotoelétrica 1 de acordo com a quarta modalidade.

Com a presente modalidade, igualmente, a porção intermediária 222 é uma primeira região de alto índice refrativo, e a porção periférica 221 é a segunda região de alto índice refrativo com um maior índice refrativo do que a primeira região de alto índice refrativo (porção intermediária 222).

As definições do primeiro plano 1001, segundo plano 1002, terceiro plano 1003, quarto plano 1004, quinto plano 1005, sexto plano 1006, Sl a S5, DSl a DS5, DLl a DL3 e THl a TH3 são as mesmas das figuras 2A e 2B e, correspondentemente, sua descrição será omitida.

Com a presente modalidade, igualmente, da mesma maneira que na primeira modalidade, a face lateral 204 tem uma forma cônica para a frente e o relacionamento DSl > DS2 > DS3 > DS4 > DS5 se mantém. Por outro lado, a presente modalidade difere da primeira à terceira modalidades em que a porção periférica 221 e a porção intermediária 222 são posicionadas entre o segundo plano 1002 e o sexto plano 1006, e não posicionadas entre o sexto plano 1006 e o terceiro plano 1003. Com a presente modalidade, o elemento do trajeto de luz 220 tem uma porção de emissão 2221 com um menor índice refrativo do que a porção periférica 221. O índice refrativo da porção de emissão 2221 é maior que o índice refrativo do filme isolante 200, e tem tipicamente o mesmo índice refrativo da porção intermediária 222. Correspondentemente, com a presente modalidade, a porção intermediária 222 e a porção de emissão 2221 constituem a primeira região de alto índice refrativo, e a porção periférica 221 é a segunda região de alto índice refrativo com um maior índice refrativo do que a primeira região de alto índice refrativo (porção intermediária 222).

A porção de emissão 2221 é posicionada entre o terceiro plano

1003 e o sexto plano 1006. Ou seja, a porção de emissão 2221 é posicionada entre a porção intermediária 222 e a porção de conversão fotoelétrica 110 e,

para detalhes, posicionada entre a face inferior 203 mostrada na figura Iea porção intermediária 222. A porção de emissão 2221 é constituída do mesmo material da porção intermediária 222 (e porção periférica 221) e é contínua com a porção intermediária 222. DL4 e DL5 mostrados na figura 6B representam a largura (diâmetro) da porção de emissão 2221. A porção de emissão 2221 tem uma forma de tronco de cone invertido.

Com a presente modalidade, igualmente, da mesma maneira que na terceira modalidade, uma porção da porção superior da porção intermediária 222 (uma porção do segundo plano 1002 até o quinto plano 1005) tem uma forma cilíndrica. Também, uma porção restante da porção superior da porção intermediária 222 e uma porção da porção inferior da porção intermediária 222 (uma porção do quarto plano 1004 até o sexto plano 1006) tem uma forma de tronco de cone regular.

Uma porção restante da porção superior da porção intermediária 222 (uma força do quinto plano 1005 até o quarto plano 1004) e a porção inferior da porção intermediária 222 (uma porção do quarto plano

1004 até o sexto plano 1006) tem uma forma de tronco de cone regular. O relacionamento DLl = DL2 < DL2 < DL3 < DL4 < DL5 se mantém. Note que a porção de emissão 2221 fica em contato com o filme isolante 200, e as

relações DL4 - DS4 e DL5 = DS5 se mantêm. O relacionamento THl < TH2 < TH3 < TH4 se mantém.

Quinta Modalidade

A figura 7A é um diagrama seccional transversal em uma direção perpendicular à superfície principal 101 (e superfície de recepção de luz 111) de uma parte dos elementos de conversão fotoelétrica 1 de acordo com a quinta modalidade, e a figura 7B é um diagrama seccional transversal em uma direção paralela à superfície principal 101 (e superfície de recepção de luz 111) de uma parte dos elementos de conversão fotoelétrica 1 de acordo com a quinta modalidade.

Com a presente modalidade, igualmente, a porção intermediária 222 é a primeira região de alto índice refrativo, e a porção periférica 221 é a segunda região de alto índice refrativo com um maior índice refrativo do que da primeira região de alto índice refrativo (porção intermediária 222).

As definições do primeiro plano 1001, segundo plano 1002, terceiro plano 1003, quarto plano 1004, quinto plano 1005, sexto plano 1006, Sl a S5, DSl a DS5, DL3 a DL5 e TH3 a TH5 são as mesmas das figuras 2A e 2B e, correspondentemente, sua descrição será omitida. Com a presente modalidade, igualmente, da mesma maneira

que na primeira modalidade, a face lateral 204 tem uma forma cônica para a frente e o relacionamento DSl > DS2 > DS3 > DS4 > DS5 se mantém. Por outro lado, a presente modalidade difere da primeira à quinta modalidades em que a porção periférica 221 e a porção intermediária 222 são posicionadas entre o quinto plano 1005 e o terceiro plano 1003, e não posicionada entre o segundo plano 1002 e o quinto plano 1005.

Com a presente modalidade, o elemento do trajeto de luz 220 tem uma porção de incidência 2212 com um maior índice refrativo do que a porção intermediária 222. O índice refrativo da porção de incidência 2212 é maior que o índice refrativo do filme isolante 200, e tem tipicamente o mesmo índice refrativo da porção periférica 221. Dessa forma, com a presente modalidade, a porção intermediária 222 é a primeira região de alto índice refrativo, e a porção periférica 221 e a porção de incidência 2212 constituem a segunda região de alto índice refrativo com um maior índice refrativo do que da primeira região de alto índice refrativo (porção intermediária 222).

A porção de incidência 2212 é posicionada entre o segundo plano 1002 e o quinto plano 1005. Ou seja, a porção de incidência 2212 é posicionada entre o filme transparente 319 e a porção periférica 221. A porção de incidência 2212 é constituída do mesmo material da porção periférica 221 (e porção intermediária 222), e é contínua com a porção periférica 221. DLl e DL2 mostrados na figura 7B representam a largura (diâmetro) da porção de incidência 2212. A porção de incidência 2212 tem uma forma de tronco de cone invertido. Com a presente modalidade, a porção intermediária 222 tem

uma forma de cone, mas pode ser uma forma de tronco de cone. O relacionamento DL3 < DL4 se mantém. Note que a porção de incidência 2212 fica em contato com o filme isolante 200, e as relações DL4 = DS4 e DL5 = DS 5 se mantêm. A porção intermediária 222 com uma forma de cone como esta ou forma de tronco de cone pode ser formada aplicando-se o método de fabricação de um dispositivo emissor de elétrons tipo spindt (por exemplo, sombreamento rotativo).

Sexta Modalidade

A figura 8A é um diagrama seccional transversal em uma direção perpendicular à superfície principal 101 (e superfície de recepção de luz 111) de uma parte dos elementos de conversão fotoelétrica 1 de acordo com a sexta modalidade, e a figura 8B é um diagrama seccional transversal em uma direção paralela à superfície principal 101 (e superfície de recepção de luz 111) de uma parte dos elementos de conversão fotoelétrica 1 de acordo com a sexta modalidade. Com a presente modalidade, igualmente, a porção intermediária 222 é a primeira região de alto índice refrativo, e a porção periférica 221 é a segunda região de alto índice refrativo com um maior índice refrativo do que da primeira região de alto índice refrativo (porção intermediária 222). As definições do primeiro plano 1001, segundo plano 1002, terceiro plano 1003, quarto plano 1004, quinto plano 1005, sexto plano 1006, Sl a S5, DSl a DS5, DLl a DL3 e THl a TH3 são as mesmas das figuras 2A e 2B e, correspondentemente, sua descrição será omitida.

Com a presente modalidade, o elemento do trajeto de luz 220

tem uma porção de emissão 2211. A porção de emissão 2211 é contínua com a porção periférica 221, e é constituída do mesmo material da porção periférica 221. O índice refrativo da porção de emissão 2211 é maior que o índice refrativo da porção intermediária 222. A espessura da porção de emissão 2211 é pequena. Com a presente modalidade, a porção intermediária 222 é a primeira região de alto índice refrativo, e a segunda porção 221 e a porção de emissão 2211 constituem a segunda região de alto índice refrativo com um maior índice refrativo do que da primeira região de alto índice refrativo (porção intermediária 222). TH5 na figura 8B representa a largura (diâmetro) da porção de emissão 2211 e aqui TH5 = DS5 se mantém.

Com a primeira à sexta modalidades supradescritas, foi descrito um modo em que a porção periférica 221 fica em contato com a face lateral 204 do filme isolante 200. Entretanto, uma ou mais camadas que constituem uma parte do elemento do trajeto de luz 220 podem ficar entre a porção periférica 221 e a face lateral 204 do filme isolante 200 com a porção periférica 221 não ficando em contato com a face lateral 204 do filme isolante 200.

Por exemplo, o elemento do trajeto de luz 220 pode ter uma camada de baixo índice refrativo (não mostrada) com um menor índice refrativo do que o índice refrativo da porção periférica 221 entre a porção periférica 221 e o filme isolante 200. O índice refrativo desta camada de baixo índice refrativo é maior que o índice refrativo do filme isolante 200, e pode ser menor que o índice refrativo da porção intermediária 222. Note que o material da camada de baixo índice refrativo pode ser o mesmo material da porção periférica 221 (e porção intermediária 222), ou pode diferir delas. Durante provisão de tal camada de baixo índice refrativo, perda de luz pode ser reduzida. Também, esta camada de baixo índice refrativo pode envolver a porção periférica 221.

Também, por exemplo, o elemento do trajeto de luz 220 pode

ter uma camada de alto índice refrativo (não mostrada) entre a porção periférica 221 e o filme isolante 200, com um maior índice refrativo do que o índice refrativo da porção periférica 221, que é constituída de um material diferente do material da porção periférica 221. Entretanto, pode-se conceber que, quando se aumenta bastante o índice refrativo de uma camada de alto índice refrativo como esta, comparado como índice refrativo da porção periférica 221 e/ou quando se aumenta bastante a espessura da camada de alto índice refrativo, luz a ser alimentada no elemento do trajeto de luz 220 é concentrada nesta camada de alto índice refrativo. Portanto, uma vantagem de acordo com a presente modalidade não pode ser suficientemente obtida. Correspondentemente, é desejável que a diferença de índice refrativo entre a porção periférica 221 e a camada de alto índice refrativo seja menor que a diferença de índice refrativo entre a porção periférica 221 e a porção intermediária 222. Também, é desejável que, com uma seção transversal arbitrária, a espessura da camada de alto índice refrativo seja menor que a espessura da porção periférica 221. Uma camada de alto índice refrativo ou camada de baixo índice refrativo como esta pode desempenhar a função de estipular a forma da porção periférica 221, ou melhora a aderência na porção da abertura 201 do elemento do trajeto de luz 220. Também, no caso de empregar um material orgânico (resina) como os materiais da porção periférica 221 e da porção intermediária 222, a camada de alto índice refrativo ou a camada de alto índice refrativo referida serve como uma camada protetora (camada de apassivação) para os materiais orgânicos. E desejável empregar nitreto de silício como o material de uma camada protetora como esta.

Note que uma região constituída de um material diferente da porção intermediária 222, ou um vazio que é envolvo pela porção intermediária 222 pode existir no lado interno da porção intermediária 222.

Entretanto, quando o índice refrativo de uma região como esta é menor que o índice refrativo da porção intermediária 222, ou quando o índice refrativo desta região é maior que o índice refrativo da porção periférica 221, é desejável eliminar uma região como esta ao máximo possível.

O filme transparente 319 comum à primeira à sexta modalidades será descrito. Como mostrado nas figuras 2 e 4 até 8, o filme transparente 319 é provido na superfície superior 202 do filme isolante 200. O filme transparente 319 é constituído do mesmo material da porção periférica 221 e porção intermediária 222, e tem um maior índice refrativo do que o índice refrativo do filme isolante 200 (aqui, a décima primeira camada isolante 215). O índice refrativo do filme transparente 319 é maior que o índice refrativo da porção intermediária 222, e pode ser o mesmo do índice refrativo da porção periférica 221. Especificamente, considerando-se que o índice refrativo do filme transparente 319 é n3, o índice refrativo da porção intermediária 222 é n2, e o índice refrativo da porção periférica 221 é n1? é desejável que (ni + n2) / 2 < n3 < (3ni - n2) / 2 se mantenha.

O filme transparente 319 será descrito com detalhes. Como mostrado na primeira modalidade (figura 2), segunda modalidade (figura 4), terceira modalidade (figura 5), quarta modalidade (figura 6) e sexta modalidade (figura 8), o filme transparente 319 tem uma primeira região 3191 e uma segunda região 3192. A segunda região 3192 do filme transparente 319 é contínua com a porção intermediária 222 que é a primeira região de alto índice refrativo. A primeira região 3191 do filme transparente 319 é contínua com a porção periférica 221 que é a segunda região de alto índice refrativo, e é posicionada no filme isolante 200. O índice refrativo da primeira região 3191 é maior que o índice refrativo da segunda região 3192, e o filme transparente 319 tem uma distribuição de índice refrativo. A primeira região 3191 envolve a segunda região 3192. Se houver luz que propagou em uma direção de entrada na superfície superior 202 do filme isolante 200, em vez de na porção da abertura 201, o filme transparente 319 pode guiar a luz para o elemento do trajeto de luz 220. Especificamente, antes de entrar no filme isolante 200, a luz tenta propagar dentro do filme transparente 319 (primeira região 3191) com um maior índice refrativo do que o filme isolante 200 com um menor índice refrativo para entrar na primeira região 3191 do filme transparente 319. A propagação de luz através do filme transparente 319 entra na porção periférica 221 constituída do mesmo material da primeira região 3191 do filme transparente 319 com baixa perda. Portanto, a eficiência de uso da luz pode ser melhorada. A fim de obter uma vantagem como esta, quando se considera-se que o comprimento de onda de luz que vai entrar no elemento do trajeto de luz 220 é λ, e o índice refrativo do filme transparente 319 é n3, a espessura do filme transparente 319 é maior ou igual a λ / 4 n3 e também menor ou igual a 2 λ / n3. Com a quinta modalidade mostrada na figura 7, o filme transparente 319 é contínuo com a porção de incidência 2212, e o filme transparente 319 tem o mesmo índice refrativo da porção de incidência 2212. O filme transparente 319 substancialmente não tem distribuição de índice refrativo. Como anteriormente descrito, no caso em que o filme transparente 319 tem a primeira região 3191 e a segunda região 3192, é desejável que a luz possa ser concentrada na primeira região 3191 contínua com a porção periférica 221. Sétima Modalidade

A presente modalidade é uma modalidade em que o relacionamento alto/baixo entre a porção periférica 221 e a porção intermediária 222 na primeira modalidade é invertido, e será descrito basicamente com referência às figuras 9A e 9B. O elemento do trajeto de luz 220 tem pelo menos uma porção intermediária 224 e uma porção periférica 223. A porção periférica 223 é posicionada entre a porção intermediária 224 e o filme isolante 200. A porção periférica 223 envolve a porção intermediária 224. Embora a porção periférica 223 possa ser constituída de um material diferente da porção intermediária 224, é desejável que a porção periférica 223 seja constituída do mesmo material da porção intermediária 224. E desejável que não haja porção constituída de um material diferente dos materiais da porção periférica 223 e porção intermediária 224 pelo menos entre uma porção da porção periférica 223 e uma porção da porção intermediária 224, e o mesmo material continua da porção intermediária 224 até a porção periférica 223. Neste caso, pode-se dizer que a porção periférica 223 é contínua com a porção intermediária 224. É desejável que não haja porção constituída de um material diferente dos materiais tanto entre a totalidade da porção periférica 223 quanto da totalidade da porção intermediária 224.

Com a presente modalidade, o índice refrativo da porção periférica 223 é maior que o índice refrativo do filme isolante 200. O índice refrativo da porção intermediária 224 é maior que o índice refrativo da porção periférica 223. Portanto, o índice refrativo da porção intermediária 224 é também maior que o índice refrativo do filme isolante 200. Especificamente, com a presente modalidade, a porção periférica 223 é a primeira região de alto índice refrativo, e a porção intermediária 224 é a segunda região de alto índice refrativo com um índice refrativo maior que da primeira região de alto índice refrativo (porção periférica 223). A espessura da porção periférica 223 é progressivamente

menor à medida que a porção periférica 223 se aproxima da superfície de recepção de luz 111. Os detalhes serão descritos com referência à figura 9B. DS1, DS2, DS3, DS4 e DS5 representam a largura (diâmetro) da porção da abertura 201 nas seções transversais Sl a S5. Com a presente modalidade, a face lateral 204 mostrada na figura 9A tem uma forma cônica para a frente como a superfície de recepção de luz 111, e o relacionamento DS1 > DS2 > DS3 > DS4 > DS5 se mantém

DHl, DH2, DH3, DH4 e DH5 representam a largura (diâmetro) da porção intermediária 224 nas seções transversais Sl a S5. Com a presente modalidade, a porção intermediária 224 tem uma forma de tronco de cone e a face externa da porção intermediária 224 (a face lateral da porção periférica 223) tem uma forma cônica para a frente como a da superfície de recepção de luz 111. O relacionamento DHl < DH2 < DH3 < DH4 < CH5 se mantém. TL1, TL2, TL3, TL4 e TL5 representam a espessura (largura) da porção periférica 223 nas seções transversais Sl a S5. Com a presente modalidade, a face interna da porção periférica 223 (a face no lado da porção intermediária 224) e a face externa da porção periférica 223 (a face no lado do filme isolante 200) têm uma forma de cone invertido como a da superfície de recepção de luz 111. O relacionamento TLl > TL2 > TL3 > TL4 > TL5 se mantém.

Aqui, embora a razão (TL1 / TL5) entre o valor máximo (TLl) e o valor mínimo (TL5) da espessura da porção periférica 223 seja no geral infinito, o valor mínimo da espessura da porção periférica 223 é pelo menos menor ou igual à metade do valor máximo (valor máximo / valor mínimo > 2). Considerando-se que a guia de onda de luz que entra no elemento do trajeto de luz 220 é λ, e o índice refrativo do filme isolante 200 é nO, e o índice refrativo da porção periférica 223 é nl, o valor máximo da espessura da porção periférica 223 é maior que λ / 2 V(ni2 - n0 ). Também, o valor mínimo da espessura da porção periférica 223 é menor que λ / 4 V(ni2 - n02). A espessura da porção periférica 223 tem o valor máximo na porção superior do elemento do trajeto de luz 220 (do segundo plano 1002 para o quarto plano 1004). Também, a espessura da porção periférica 223 tem o valor mínimo na porção inferior do elemento do trajeto de luz 220 (do quarto plano 1004 até o terceiro plano 1003).

Mesmo com uma porção da espessura da porção periférica 223 entre o valor mínimo e o valor máximo, a espessura em um plano mais próximo da superfície de recepção de luz 111 é menor ou igual a 1/2. Com o exemplo mostrado nas figuras 9A e 9B, a espessura da porção periférica 223 no quarto plano 1004 (TL3) é 1/2 da espessura da porção periférica 223 no segundo plano 1002 (TL1). Também, a espessura da porção periférica 223 no sexto plano 1006 (TL4) é menor que 1/2 da espessura da porção periférica 223 no quinto plano 1005 (TL2). A figura 10 ilustra, com a presente modalidade, distribuições

de intensidade de campo no momento em que a luz paralela com o eixo central do elemento do trajeto de luz 220 entra no elemento do trajeto de luz 220. Com detalhes, três distribuições de intensidade de campo são distribuições em um plano paralelo à superfície de recepção de luz 111 das intensidades de campo em três posições que diferem na altura no elemento do trajeto de luz 220. A posição no eixo lateral indica a altura no elemento do trajeto de luz 220.

Pode-se conceber em termos de onda ótica que luz pode concentrar em uma região com um alto índice refrativo. Portanto, a intensidade de campo da porção intermediária 224 é maior que a intensidade de campo da porção periférica 223 em uma posição onde a espessura da porção intermediária 224 com um maior índice refrativo do que da porção periférica 223 é máxima. Também, a maior parte da luz propaga através da porção intermediária 224, por meio do que luz que vaza do elemento do trajeto de luz 220 para o filme isolante 200 pode ser reduzida. Portanto, considera-se que a perda de luz é suprimida. Correspondentemente, a eficiência de uso da luz que entra paralela ao eixo central do elemento de conversão fotoelétrica 1 pode ser melhorada, comparada com a primeira a sexta modalidades. A luz paralela com o eixo central do elemento de conversão fotoelétrica 1 é substancialmente luz que entra perpendicular na superfície de recepção de luz da porção de conversão fotoelétrica 110, que é luz incidente típica na porção de conversão fotoelétrica 110. Correspondentemente, os elementos de conversão fotoelétrica 1 com alta sensibilidade podem ser obtidos.

O presente inventor e outros realizaram estudos de sensibilidade no momento em que a luz paralela ao eixo central do elemento do trajeto de luz 220 entra no elemento do trajeto de luz 220 dos três modelos, considerando que o comprimento de onda de luz incidente é 550 nm (luz verde), o índice refrativo do filme isolante 200 é 1,46 e o índice refrativo do elemento do trajeto de luz 220 é 1,83 a 1,90. O primeiro modelo é um modelo em que o índice refrativo da porção intermediária e o índice refrativo da porção periférica são ambos 1,83 e o elemento do trajeto de luz 220 não tem distribuição de índice refrativo. O segundo modelo é um modelo em que o índice refrativo da porção intermediária e o índice refrativo da porção periférica são ambos 1,90 e o elemento do trajeto de luz 220 não tem distribuição de índice refrativo. O terceiro modelo é um modelo correspondente à presente modalidade em que o índice refrativo da porção intermediária 224 é 1,90 e o índice refrativo da porção periférica 223 é 1,83. No caso de se ter realizado padronização com a sensibilidade do primeiro modelo em 1,00, a sensibilidade padronizada do terceiro modelo foi 1,05, enquanto a sensibilidade padronizada do segundo modelo foi 1,04. Desta maneira, o terceiro modelo pode melhorar a sensibilidade dos elementos de conversão fotoelétrica 1 estabelecendo-se o índice refrativo da porção intermediária 224 maior que o índice refrativo da porção periférica 223 relativa ao primeiro modelo, ou estabelecendo-se o índice refrativo da porção periférica 223 menor que o índice refrativo da porção intermediária 224 relativo ao segundo modelo.

Note que pode-se empregar um arranjo como uma modificação da sétima modalidade em que o relacionamento alto/baixo no índice refrativo entre a porção periférica 221 e a porção intermediária 222 de acordo com a segunda a sexta modalidades é invertido. Por exemplo, pode ser feito um arranjo em que a porção periférica 221 é tomada como a primeira região de alto índice refrativo e a porção intermediária 22 e a porção de emissão 2221 são tomadas como a segunda região de alto índice refrativo com um maior índice refrativo do que a primeira região de alto índice refrativo (porção periférica 221), de acordo com a quarta modalidade. Alternativamente, pode ser feito um arranjo em que a porção periférica 221 e a porção de incidência 2212 são tomadas como a primeira região de alto índice refrativo, e a porção intermediária 222 é tomada como a segunda região de alto índice refrativo com um maior índice refrativo do que a primeira região de alto índice refrativo (porção periférica 221) de acordo com a quinta modalidade. Também, pode ser feito um arranjo em que a porção periférica 222 e a porção de emissão 2211 são tomadas como a primeira região de alto índice refrativo e a porção intermediária 222 é tomada como a segunda região de alto índice refrativo com um maior índice refrativo do que a primeira região de alto índice refrativo (porção periférica 221) de acordo com a sexta modalidade.

Também, o filme transparente 319 tem uma primeira região 3193 e uma segunda região 3194. A segunda região 3194 do filme transparente 319 é contínua com a porção intermediária 224 que é a segunda região de alto índice refrativo. A primeira região 3193 do filme transparente 319 é contínua com a porção periférica 223 que é a primeira região de alto índice refrativo e posicionada no filme isolante 200. O índice refrativo da segunda região 3194 é maior que o índice refrativo da primeira região 3193 e o filme transparente 319 tem uma distribuição de índice refrativo. A primeira região 3193 envolve a segunda região 3194. Assim, luz que entra no filme transparente 319 pode ser guiada para a porção intermediária 224 do elemento do trajeto de luz 220, e a eficiência de uso da luz pode ser melhorada. A sétima modalidade é um modo em que a porção periférica 221 fica em contato com a face lateral 204 do filme isolante 200. Entretanto, da mesma maneira que com a primeira a sexta modalidades, uma ou mais camadas que constituem uma parte do elemento do trajeto de luz podem ficar dispostas entre a porção periférica 223 e a face lateral 204 do filme isolante 200 com a porção periférica 223 não ficando em contato com a face lateral 204 do filme isolante 200.

Por exemplo, em uma modalidade, o trajeto guia de luz pode ter uma camada de baixo índice refrativo (não mostrada) com um menor índice refrativo do que o índice refrativo da porção periférica 223 entre a porção periférica 221 e o filme isolante 200. O índice refrativo desta camada de baixo índice refrativo é maior que o índice refrativo do filme isolante 200, e pode ser menor que o índice refrativo da porção intermediária 224. Note que o material da camada de baixo índice refrativo pode ser o mesmo material da porção periférica 223 (e porção intermediária 224), ou pode diferir dele. Quando se provê uma camada de baixo índice refrativo como esta, perda de luz pode ser reduzida. Também, esta camada de baixo índice refrativo pode envolver a porção periférica 223.

Também, por exemplo, a configuração de trajeto de guia de onda pode ter uma camada de alto índice refrativo (não mostrada) com um maior índice refrativo do que o índice refrativo da porção periférica 223, que é constituída de um material diferente do material da porção periférica 223. Entretanto, pode ser concebido que, quando se aumenta bastante o índice refrativo de uma camada de alto índice refrativo como esta, comparado com o índice refrativo da porção periférica 223, e/ou quando reduz bastante a espessura da camada de alto índice refrativo, luz que entra no elemento do trajeto de luz 220 é concentrada nesta camada de alto índice refrativo. Portanto, uma vantagem de acordo com a presente modalidade não pode ser obtida de forma suficiente. Correspondentemente, é desejável que a diferença de índice refrativo entre a porção periférica 223 e a camada de alto índice refrativo seja menor que a diferença de índice refrativo entre a porção periférica 223 e a porção intermediária 224. Também, é desejável que, com uma seção transversal arbitrária, a espessura da camada de alto índice refrativo seja menor que a espessura da porção periférica 221. Uma camada de alto índice refrativo ou camada de baixo índice refrativo como esta por desempenhar a função de estipular a forma da porção periférica 221, ou melhorar a aderência na porção da abertura 201 do elemento do trajeto de luz 220. Também, no caso de se empregar um material orgânico (resina) como os materiais da porção periférica 221 e porção intermediária 222, a camada de alto índice refrativo ou camada de baixo índice refrativo citadas serve como uma camada protetora (camada de apassivação) para os materiais orgânicos. E desejável empregar nitreto de silício como o material de uma camada protetora como esta.

A fim de formar uma distribuição de índice refrativo usando

nitreto de silício, os métodos seguintes podem ser empregados, por exemplo. Como para um primeiro método, primeiramente, um primeiro filme de nitreto de silício é formado acima da face lateral 204 diminuindo-se relativamente a quantidade de componentes de silício para a quantidade de componentes de nitreto do material de formação de filme. Em seguida, um segundo filme de nitreto de silício é formado acima do primeiro nitreto de silício aumentando- se a quantidade de componentes de silício para a quantidade de componentes de nitreto do material de formação de filme, comparado com quando se forma o primeiro nitreto de silício. Neste momento, uma da quantidade de componentes de nitreto e da quantidade de componentes de silício pode ser a mesma, ou ambas podem diferir no momento da formação do primeiro filme de nitreto de silício e no momento da formação do segundo filme de nitreto de silício. De acordo com este primeiro método, o elemento do trajeto de luz 220 pode ser formado em que o primeiro filme de nitreto de silício constitui uma porção periférica 223, e o segundo filme de nitreto de silício constitui a porção intermediária 224. Isto é por causa de, mesmo se a razão de composição estequiométrica for Si: N = 3:4, com relação a uma composição não estequiométrica, nitreto de silício do qual a razão de silício para nitreto (Si/N) é relativamente alta tem um maior índice refrativo do que de nitreto de silício do qual a razão de silício para nitreto (Si/N) é relativamente baixa.

Como para o segundo método, primeiramente, um primeiro filme de nitreto de silício do qual a densidade de material é relativamente baixa é formado acima da face lateral 204 aumentando-se relativamente a energia de entrada do material de formação de filme. Em seguida, um segundo filme de nitreto de silício do qual a densidade de material é maior que do primeiro filme de nitreto de silício é formado diminuindo-se a energia de entrada do material de formação de filme, comparada com quando se forma o primeiro filme de nitreto de silício. Assim, o elemento do trajeto de luz 220 pode ser formado em que o primeiro filme de nitreto de silício constitui uma porção periférica 223, e o segundo filme de nitreto de silício constitui a porção intermediária 224. Isto se dá em virtude de um filme de nitreto de silício denso onde a densidade de nitreto de silício é relativamente alta ter um maior índice refrativo do que um filme de nitreto de silício grosseiro onde a densidade do nitreto de silício é relativamente baixa.

Detalhes de Elemento sensor de Conversão Fotoelétrica Um exemplo dos elementos de conversão fotoelétrica 1 será descrito com detalhes com referência à figura 1. Uma região semicondutora tipo N+ 112 é provida no substrato semicondutor 100 constituído de silício tipo N. Uma região semicondutora tipo N 113 é provida na circunferência incluindo a porção inferior da região semicondutora tipo N+ 112. Uma região semicondutora tipo P 114 é provida na porção inferior da região semicondutora tipo N 113. A região semicondutora tipo N+ 112 pode servir basicamente como uma região de armazenamento de carga. A região semicondutora tipo N+ 112, região semicondutora tipo N 113 e região semicondutora tipo P 114 podem constituir uma porção da porção de conversão fotoelétrica 110.

A superfície do lado de entrada (superfície superior na figura 1) da primeira camada de substrato da lente 328 tem uma superfície esférica ideal convexa, superfície no geral esférica, ou superfície asférica voltada para o lado de entrada (doravante, essas serão coletivamente referidas como "superfície curvilínea"), isto é, com uma forma de lente convexa. Assim, a entrada de luz na camada do corpo da lente 329 fica mais próxima do eixo central e é condensada. A camada de substrato da lente 328 e a camada do corpo da lente 329 são mutuamente constituídas do mesmo material orgânico (resina) e a camada de substrato da lente 328 e a camada do corpo da lente 329 ficam em contato uma com a outra. Ou seja, a camada de substrato da lente 328 e a camada do corpo da lente 329 são substancialmente providas como uma unidade. É freqüentemente difícil observar o limite entre a camada de substrato da lente 328 e a camada do corpo da lente 329. Neste caso, um plano que conecta as bordas da região de superfície curvilínea da camada do corpo da lente 329 pode ser estabelecido como um limite imaginário. Note que pode ser feito um arranjo em que a primeira camada do corpo da lente 329 e uma camada de filtro de cor 327 ficam em contato uma com a outra, omitindo-se a primeira camada de substrato da lente 328.

As propriedades de material (particularmente, índice refrativo) e forma (particularmente, sua curvatura, altura e largura) da superfície curvilínea da primeira camada do corpo da lente 329 afetam enormemente a posição do ponto focai. Em geral, quanto maior for estabelecida a curvatura, tanto mais distante a posição do ponto focai fica separada do primeiro plano 1001. As propriedades de material (particularmente, índice refrativo) e espessura da camada de substrato da lente 328 afetam a distância onde luz condensada fica mais próxima do eixo central na camada de substrato da lente 328 e, correspondentemente, isto torna um dos fatores para determinar o ponto focai. O índice refrativo típico da primeira camada do corpo da lente

329 é 1,6 a 2,0.

A camada de filtro de cor 327 é constituída de um material orgânico (resina) incluindo um material de colorimento. Embora corante possa ser empregado como material de colorimento, pigmento pode ser empregado. As propriedades do material (particularmente, o índice refrativo) e espessura da camada do filtro de cor 327 afetam a distância onde a luz refratada na interface da camada de substrato da lente 328 e a camada do filtro de cor 327 ficam mais próximas do eixo central na camada do filtro de cor 327 e, correspondentemente, essas tornam-se um dos fatores para determinar o ponto focai 500. A espessura típica da camada do filtro de cor 327 é 0,1 a 1,0 μιη e o índice refrativo típico é 1,4 a 1,6.

O filme liso 326 é constituído de um material orgânico (resina) e tem a função de ajustar a distância entre a primeira camada do corpo da lente 329 e a segunda camada do corpo da lente 324. Também, o filme liso 326 é planificado como a forma da superfície curvilínea da segunda camada do corpo da lente 324 e tem a função de suprimir a inclinação do trajeto de luz na camada do filtro de cor 327, primeira camada de substrato da lente 328 e primeira camada do corpo da lente 329. A espessura da porção mais fina do filme liso 326 é tipicamente 0,1 a 0,5 μιη, e o índice refrativo do filme liso 326 é 1,4 a 1,5.

A segunda camada de substrato da lente 323 e a segunda camada do corpo da lente 324 são constituídas de nitreto de silício, e a segunda camada do corpo da lente 324 tem uma forma de lente convexa (forma de lente convexa plana). Note que o índice refrativo da segunda camada do corpo da lente 324 é maior que o índice refrativo do filme liso 326. Portanto, luz condensada na primeira camada do corpo da lente 329 pode adicionalmente ser condensada. A segunda camada de revestimento do corpo da lente 325 é constituída de óxido de silício e tem um índice refrativo entre o índice refrativo da segunda camada do corpo da lente 324 e o índice refrativo do filme liso 326. Desta maneira, no caso em que a segunda camada de revestimento do corpo da lente 325 tem um índice refrativo entre o índice refrativo da segunda camada do corpo da lente 324 e o índice refrativo do filme liso 326, luz incidente do filme liso 326 na segunda camada do corpo da lente 324 aumenta. Isto se dá em virtude da reflexão na interface do filme liso 326 e da segunda camada do corpo da lente 324 que pode ocorrer no caso em que a segunda camada de revestimento do corpo da lente 325 não ser provida pode ser suprimida, e a transmitância pode ser aumentada.

Em uma modalidade, a espessura da segunda camada de revestimento do corpo da lente 325 é menor que a espessura da segunda camada do corpo da lente 324, e a espessura da segunda camada do corpo da lente 324 é menor ou igual a 1/2. A espessura da segunda camada do corpo da lente 325 é (M - 0,5) / 4 n325 a (M + 0,5) / 4n325 vezes o comprimento de onda da luz incidente, e a espessura pode também ser M / 4n325 vezes o comprimento de onda da luz incidente. Aqui, M é um número ímpar, e n325 é o índice refrativo da segunda camada de revestimento do corpo da lente 325. M é 1 ou 3. No caso em que a espessura da segunda camada de cobertura do corpo da lente 325 foi estabelecido desta maneira, interferência por causa da luz refletida na superfície da segunda camada do corpo da lente 324 e luz refletida na superfície da segunda camada de revestimento do corpo da lente 325 pode ser enfraquecida e, correspondentemente, a função de supressão da reflexão em um ponto de vista de onda ótica é realizada.

A primeira camada de índice refrativo médio 322 é provida entre a segunda camada de substrato da lente 323 e a camada de baixo índice refrativo 320 é provida entre a camada de baixo índice refrativo 321, e a segunda camada de índice refrativo intermediário 320 é provida entre a camada de baixo índice refrativo 321 e o filme transparente 319. Os materiais da primeira camada de índice refrativo intermediário 322 e da segunda camada de índice refrativo intermediário 320 são constituídos de oxinitreto de silício e o material da camada de baixo índice refrativo 321 é óxido de silício.

A superfície superior da primeira camada de índice refrativo

intermediário 322 constitui uma interface junto com a face inferior da segunda camada de substrato da lente 323 e o índice refrativo da primeira camada de índice refrativo intermediário 322 é menor que o índice refrativo da segunda camada de substrato da lente 323. A superfície superior da camada de baixo índice refrativo 321 constitui uma interface junto com a face inferior da primeira camada de índice refrativo intermediário 322, e o índice refrativo da camada de baixo índice refrativo 321 é menor que o índice refrativo da primeira camada de índice refrativo intermediário 322. Portanto, a primeira camada de índice refrativo intermediário 322 tem um índice refrativo entre o índice refrativo da segunda camada de substrato da lente 323 e o índice refrativo da camada de baixo índice refrativo 321. A superfície superior da segunda camada de índice refrativo intermediário 320 constitui uma interface junto com a face inferior da camada de baixo índice refrativo 321 e o índice refrativo da segunda camada de índice refrativo intermediário 320 é maior que o índice refrativo da camada de baixo índice refrativo 321. A face inferior da segunda camada de índice refrativo intermediário 320 constitui uma interface junto com a superfície superior do filme transparente 319, e o índice refrativo da segunda camada de índice refrativo intermediário 320 é menor que o índice refrativo do filme transparente 319. Portanto, a segunda camada de índice refrativo intermediário 320 tem um índice refrativo entre o índice refrativo da camada de baixo índice refrativo 321 e o índice refrativo do filme transparente 319. Desta maneira, o índice refrativo de qualquer da primeira camada de índice refrativo intermediário 322, camada de baixo índice refrativo 321 e segunda camada de índice refrativo intermediário 320 é menor que os índices refrativos da segunda camada de substrato da lente 323 e da segunda camada do corpo da lente 324 e, correspondentemente, a primeira camada de índice refrativo intermediário 322, camada de baixo índice refrativo 321 e segunda camada de índice refrativo intermediário 320 podem ser coletivamente referidas como filme de baixo índice refrativo. Note que pelo menos uma da primeira camada de índice refrativo intermediário 322 e segunda camada de índice refrativo intermediário 320 pode ser omitida do filme de baixo índice refrativo, e o filme de baixo índice refrativo pode ser tomado como um filme de única camada ou filme de duas camadas. Note que o filme de baixo índice refrativo pode também ser omitido.

O índice refrativo do filme de baixo índice refrativo 321 é menor que o índice refrativo da primeira camada de índice refrativo intermediário 322 e, correspondentemente, luz é refratada em uma direção do eixo central da porção da abertura 201 e do elemento do trajeto de luz 220 na camada de baixo índice refrativo 321 de acordo com a lei de Snell. Portanto, a quantidade de luz que entra na porção da abertura 201 (elemento do trajeto de luz 220) pode ser aumentada. Mesmo no caso em que não existe primeira camada de índice refrativo intermediário 322, o índice refrativo do filme de baixo índice refrativo 321 é menor que o índice refrativo da primeira camada de baixo índice refrativo 322 e, correspondentemente, a mesma refração pode ocorrer. Entretanto, de acordo com a diferença de índice refrativo entre a segunda camada de substrato da lente 323 e a camada de baixo índice refrativo 321, reflexão de luz incidente pode ocorre na interface da segunda camada de substrato da lente 323 e a camada de baixo índice refrativo 321. Também, de acordo com a diferença de índice refrativo entre a camada de baixo índice refrativo 321 e o filme transparente 319, reflexão de luz incidente pode ocorrer na interface da camada de baixo índice refrativo 321 e o filme transparente 319. Reflectância R neste momento pode ser representada por R = (n32i - n3i9)2 / (n32i + n3i9)2. Aqui, n32i é o índice refrativo da camada de baixo índice refrativo 321 en3i9éo índice refrativo do filme transparente 319. Com o exemplo da figura 1, tanto a diferença de índice refrativo entre a segunda camada de substrato da lente 323 e a primeira camada de índice refrativo intermediário 322 quanto a diferença de índice refrativo entre a primeira camada de índice refrativo intermediário 322 e a camada de baixo índice refrativo 321 são menores que a diferença de índice refrativo entre a segunda camada de substrato da lente 323 e a camada de baixo índice refrativo 321. Correspondentemente, a transmitância da segunda camada de substrato da lente 323 para a camada de baixo índice refrativo 321 pode ser melhorada, e a quantidade de luz que entra na camada de baixo índice refrativo 321 pode ser aumentada. O índice refrativo do filme transparente 319 é maior que o índice refrativo da segunda camada de índice refrativo intermediário 320 e, correspondentemente, luz é refratada em uma direção para fora dos eixos centrais da porção da abertura 201 e do elemento do trajeto de luz 220 no filme transparente 319 de acordo com a lei de Snell. Portanto, o fluxo de luz que entra na porção periférica 221 (ou porção periférica 223) pode ser aumentado. Também, o ângulo com a face lateral 204 pode ser reduzido, o fluxo de luz que entra na face lateral 204 com um ângulo de incidência maior ou igual ao ângulo crítico pode ser aumentado e a quantidade de luz que foge da face lateral 204 da porção da abertura 201 pode ser diminuída. Mesmo no caso em que não existe segunda camada de índice refrativo intermediário 320, a mesma refração pode ocorrer diminuindo-se o índice refrativo da camada de baixo índice refrativo 321 abaixo do índice refrativo do filme transparente 319. Com o exemplo da figura 1, tanto a diferença de índice refrativo entre a camada de baixo índice refrativo 321 e da segunda camada de índice refrativo intermediário 320 quanto a diferença de índice refrativo entre a segunda camada de índice refrativo intermediário 320 e o filme transparente 319 são menores que a diferença de índice refrativo entre a camada de baixo índice refrativo 321 e o filme transparente 319. Correspondentemente, a transmitância da camada de baixo índice refrativo 321 para o filme transparente 319 pode ser melhorada e a quantidade de luz que entra no filme transparente 319 pode ser aumentada.

Em uma modalidade, a espessura da primeira camada de índice refrativo intermediário 322 é (M - 0,5) / 4 n322 a (M + 0,5) / 4 n322 vezes o comprimento de onda de luz incidente, e a espessura pode também ser M/4n322 vezes o comprimento de onda da luz incidente. Aqui, M é um número ímpar e n322 é o índice refrativo da primeira camada de índice refrativo intermediário 322. M é 1 ou 3. No caso em que a espessura da primeira camada de índice refrativo intermediário 322 tiver sido estabelecida desta maneira, interferência por causa da luz refletida na interface da primeira camada de índice refrativo intermediário 322 e da segunda camada de substrato da lente 323 e a luz refletida na interface da primeira camada de índice refrativo intermediário 322 e a camada de baixo índice refrativo 321 pode ser enfraquecida e, correspondentemente, a função de supressão de reflexão do ponto de vista de onda ótica é realizada.

Similarmente, a espessura da a segunda camada de índice refrativo intermediário 320 é (M - 0,5) / 4n32o a (M + 0,5) / 4n32o vezes o comprimento de onda da luz incidente e a sua espessura pode ser M/4n32o vezes o comprimento de onda da luz incidente. Aqui, M é um número ímpar e n32o é o índice refrativo da segunda camada de índice refrativo intermediário 320. Mé 1 ou 3.

A fim de aumentar a refração de maneira a ficar mais próxima do eixo central no filme de baixo índice refrativo em uma faixa onde a espessura de cada camada é restrita, é desejável estabelecer a espessura da primeira camada de índice refrativo intermediário 322 e a espessura da camada de baixo índice refrativo 321 da seguinte maneira. Primeiro, o índice refrativo relativo entre a segunda camada de substrato da lente 323 e a primeira camada de índice refrativo intermediário 322 e o índice refrativo relativo entre a primeira camada de índice refrativo intermediário 322 e a camada de baixo índice refrativo 321 são comparadas. A espessura do meio no lado de saída onde o índice refrativo relativo é maior (uma da primeira camada de índice refrativo intermediário 322 e da camada de baixo índice refrativo 321) é estabelecida de maneira a ser maior que a espessura do meio no lado de saída onde o índice refrativo relativo é menor (a outra da primeira camada de índice refrativo intermediário 322 e da camada de baixo índice refrativo 321). Note que o índice refrativo relativo aqui mencionado é (o índice refrativo do meio do lado de entrada) / (o índice refrativo do meio do lado de saída) e é um valor maior que 1 na presente modalidade. Note que, com a descrição apresentada, digamos no caso de ter sido simplesmente descrito como um índice refrativo, este significa um índice refrativo absoluto. De acordo com a lei de Snell, quanto maior é o índice refrativo, tanto maior o ângulo de saída, por meio do que luz emitida pode ficar ainda mais próxima do eixo central aumentando-se a espessura do meio do lado de saída onde o índice refrativo relativo citado é maior. Por exemplo, no caso em que o índice refrativo da segunda camada de substrato da lente 323 é 2,00, o índice refrativo da primeira camada de índice refrativo intermediário 322 é 1,72 e o índice refrativo da segunda camada de baixo índice refrativo 321 é 1,46, 2,00 / 1,72 < 1,72 / 1,46 se mantém. Correspondentemente, a espessura da camada de baixo índice refrativo 321 dever ser aumentada, comparada com a espessura da primeira camada de índice refrativo intermediário 322.

Aparelho de Conversão Fotoelétrica e Sistema sensor de

imagem

Um exemplo de um aparelho de conversão fotoelétrica 10 e um sistema sensor de imagem 30 empregando este será descrito com referência à figura 11. O aparelho de conversão fotoelétrica 10 pode ser empregado, por exemplo, como um sensor de imageamento, sensor de alcance ou sensor de fotometria. O aparelho de conversão fotoelétrica 10 pode também ter múltilplas funções como um sensor de imageamento, sensor de alcance ou sensor de fotometria.

O sistema sensor de imagem 30 incluindo o aparelho de conversão fotoelétrica 10 e um dispositivo de processamento de sinal 20 no qual o sinal elétrico produzido pelo aparelho de conversão fotoelétrica 10 é alimentado, para processamento deste sinal elétrico, pode também ser construído. A figura 9 é um diagrama ilustrando um exemplo do sistema sensor de imagem 30. Sinais elétricos são providos de OUTl e OUT2 do aparelho de conversão fotoelétrica 10. Embora tenha sido mostrado aqui um exemplo em que são providas duas rotas de saída de OUTl e OUT2, o número de rotas de saída pode ser um, ou pode ser três ou mais. Sinais elétricos entram no IN do dispositivo de processamento de sinal 20. Os sinais elétricos podem ser sinais de corrente ou sinais de tensão, e podem ser sinais analógicos ou sinais digitais. Sinais de luz podem ser empregados, em vez de sinais elétricos.

No caso de se empregar o aparelho de conversão fotoelétrica como um sensor de imagem, o dispositivo de processamento de sinal 20 é configurado de maneira a produzir sinais de imagem de OUT3, alimentando sinais elétricos em IN. No caso de se empregar o aparelho de conversão fotoelétrica 10 como um sensor de alcance para detecção de ponto focai, o dispositivo de processamento de sinal 20 é configurado de maneira a produzir de OUT3 um sinal de acionamento para acionar uma lente provida na frente do aparelho de conversão fotoelétrica 10, alimentando sinais elétricos em IN. No caso de se empregar o aparelho de conversão fotoelétrica 10 como um sensor de fotometria, o dispositivo de processamento de sinal 20 é configurado de maneira a produzir um sinal de controle para controlar o obturador para ajustar o tempo de exposição de OUT3, alimentado sinais elétricos em IN. Note que o obturador referido pode ser um obturador mecânico ou um obturador eletrônico e, no caso de um obturador eletrônico, o r

aparelho de conversão fotoelétrica 10 é substancialmente controlado. E particularmente adequado empregar o aparelho de conversão fotoelétrica 10 de acordo com a presente invenção como um sensor de imagem e imagens satisfatórias podem ser obtidas.

Um exemplo do aparelho de conversão fotoelétrica 10 no

sistema sensor de imagem 30 mostrado na figura 11 será descrito. Com o presente exemplo, um aparelho de conversão fotoelétrica tipo pixel- amplificação que serve como o aparelho de conversão fotoelétrica 10 é empregado como um sensor de imagem. Na figura 11, o aparelho de conversão fotoelétrica 10 inclui uma região de pixel 611, um circuito de varredura vertical 612, dois circuitos de leitura 613, dois circuitos de varredura horizontal 614 e dois amplificadores de saída 615. Uma região sem ser a região de pixéis 611 será referida como uma região do circuito periférico.

Com a região de pixéis 611, um grande número de elementos

de conversão fotoelétrica 1 é arranjado bidimensionalmente. Cada um dos elementos de conversão fotoelétrica 1 é equivalente a um pixel. O intervalo entre os eixos centrais de elementos de conversão mutuamente adjacentes 1 (passo de pixel) é tipicamente menor ou igual a 10 μηι, menor ou igual a 5,0 μηι e pode ser menor ou igual a 2,0 μηι. Com a região do circuito periférico, os circuitos de leitura 613 e, por exemplo, um amplificador de coluna, um circuito CDS, um circuito somador e assim por diante são providos, que submetem um sinal ido por meio de uma linha de sinal vertical de um pixel na fileira selecionada pelo circuito de varredura vertical 612 a amplificação, adição ou similares. O amplificador de coluna, circuito CDS, circuito somador e assim por diante são dispostos para cada coluna de pixel ou cada coluna de múltiplos pixéis. Os circuitos de varredura horizontal 614 geram um sinal para ler seqüencialmente os sinais dos circuitos de leitura 613. Os amplificadores de saída 615 amplificam e produzem sinais nas colunas selecionadas pelos circuitos de varredura horizontal 614.

A configuração citada é apenas um exemplo de configuração do aparelho de conversão fotoelétrica 10 e a presente invenção não esta restrita a esta. Os circuitos de leitura 613, circuitos de varredura horizontal 614 e amplificadores de saída 615 constituem as rotas de saída (OUT1 e OUT2) de dois sistemas e, correspondentemente, esses são dispostos acima e abaixo em um momento, prensando a região de pixéis 611 entre eles.

Exemplos de sistema sensor de imagem típico 30 incluem câmaras de imagem congelada, câmaras de vídeo e assim por diante. O sistema sensor de imagem 30 pode também incluir uma unidade de transporte (não mostrada) que permite que o aparelho de conversão fotoelétrica 10 seja transportado. Exemplos de unidade de movimento incluem rodas com um motor elétrico, motor de ação alternada, motor rotativo ou similares como a fonte de potência, e também incluem dispositivos de propulsão tais como hélices, motores a turbina, motores de foguete e assim por diante. Um sistema sensor de imagem como este incluindo a unidade de movimento pode ser realizado montando o aparelho de conversão fotoelétrica 10 o dispositivo de processamento de sinal 20 em um automóvel, vagão ferroviário, navio, aeronave, satélite ou similares. Como anteriormente descrito, com a presente invenção que

pode ter a primeira até sétima modalidades, elementos e conversão fotoelétrica com alta eficiência de uso da luz podem ser obtidos. Especificamente, com a primeira a sexta modalidades incluídas no primeiro ponto de vista da presente invenção, elementos de conversão fotoelétrica com linearidade de valor F melhorado pode ser provido. Também, com a sétima modalidade incluída no segundo ponto de vista da presente invenção, elementos de conversão fotoelétrica com sensibilidade a luz paralela com o eixo central melhorado pode ser provido.

Embora a invenção tenha sido descrita com referência a modalidades exemplares, deve-se entender que a invenção não está limitada às modalidades exemplares reveladas. O escopo das reivindicações seguintes deve estar de acordo com a interpretação ampla de maneira a englobar todas tais modificações e estruturas e funções equivalentes.

Claims (22)

1. Elemento de conversão fotoelétrica, caracterizado pelo fato de que compreende: uma porção de conversão fotoelétrica; e um elemento para trajeto de luz para a dita porção de conversão fotoelétrica, que é provida na dita porção de conversão fotoelétrica e envolto com um filme isolante; em que o dito elemento inclui: uma primeira porção; e uma segunda porção com a mesma composição estequiométrica da dita primeira porção, e com um maior índice refrativo do que o índice refrativo da dita primeira porção; e em que a dita segunda porção é contínua com a dita primeira porção e envolve a dita primeira porção, e o índice refrativo da dita primeira porção é maior que o índice refrativo do dito filme isolante, em um certo plano paralelo à superfície de recepção de luz da dita porção de conversão fotoelétrica e em outro plano paralelo à dita superfície de recepção de luz e mais próxima da dita superfície de recepção de luz do que do dito certo plano; e em que a espessura da dita segunda porção no dito outro plano é menor que a espessura da dita segunda porção no dito certo plano.

2. Elemento de conversão fotoelétrica, caracterizado pelo fato de que compreende: uma porção de conversão fotoelétrica; e um elemento para trajeto de luz para a dita porção de conversão fotoelétrica, que é provido na dita porção de conversão fotoelétrica, e envolto com um filme isolante, o dito filme isolante incluindo uma primeira camada isolante e segunda camada isolante de óxido de silício e vidro de silicato; em que o dito elemento inclui: 2uma primeira porção de nitreto de silício; e uma segunda porção de nitreto de silício e com uma maior densidade de nitreto de silício do que a densidade de nitreto de silício na dita primeira porção; e em que a dita segunda porção é posicionada entre a dita primeira porção e a dita primeira camada isolante, e a dita segunda porção é contínua com a dita primeira porção e envolve a dita primeira porção, com algum plano paralelo com uma superfície de recepção de luz da dita porção de conversão fotoelétrica; em que a dita segunda porção é posicionada entre a dita primeira porção e a dita segunda camada isolante, e a dita segunda porção é contínua com a dita primeira porção e envolve a dita primeira porção, com outro plano paralelo à dita superfície de recepção de luz da dita porção de conversão fotoelétrica e mais próxima da dita superfície de recepção de luz do que o dito certo plano; e em que a espessura da dita segunda porção no dito outro plano é menor que a espessura da dita segunda porção no dito certo plano.

3. Elemento de conversão fotoelétrica, caracterizado pelo fato de que compreende: uma porção de conversão fotoelétrica; e um elemento para trajeto de luz para a dita porção de conversão fotoelétrica, que é provido na dita porção de conversão fotoelétrica, e envolto com um filme isolante, o dito filme isolante incluindo uma primeira camada isolante e uma segunda camada isolante de óxido de silício ou vidro de silicato; em que o dito elemento inclui: uma primeira porção de nitreto de silício; e uma segunda porção de nitreto de silício com um maior índice de silício para nitreto do que o índice de silício para nitreto da dita primeira porção; e em que a dita segunda porção é posicionada entre a dita primeira porção e a dita primeira camada isolante, e a dita segunda porção é contínua com a dita primeira porção e envolve a dita primeira porção, em um certo plano paralelo com uma superfície de recepção de luz da dita porção de conversão fotoelétrica; e em que a dita segunda porção é posicionada entre a dita primeira porção e a dita segunda camada isolante, e a dita segunda porção é contínua com a dita primeira porção e envolve a dita primeira porção, em outro plano paralelo à dita superfície de recepção de luz da dita porção de conversão fotoelétrica e mais próximo da dita superfície de recepção de luz do que o dito certo plano; e em que a espessura da dita segunda porção no dito outro plano é menor que a espessura da dita segunda porção no dito certo plano.

4. Elemento de conversão fotoelétrica, caracterizado pelo fato de que compreende: uma porção de conversão fotoelétrica; e um elemento para trajeto de luz para a dita porção de conversão fotoelétrica, que é provido na dita porção de conversão fotoelétrica e envolto com um filme isolante; em que o dito elemento inclui: uma primeira porção; e uma segunda porção com um menor índice refrativo do que o índice refrativo da dita primeira porção; e em que a dita segunda porção é contínua com a dita primeira porção e envolve a dita primeira porção, e o índice refrativo da dita segunda porção é maior que o índice refrativo do dito filme isolante, em um certo plano paralelo à superfície de recepção de luz da dita porção de conversão fotoelétrica, e no outro plano paralelo à dita superfície de recepção de luz e mais próximo da dita superfície de recepção de luz do que o dito certo plano; e em que uma espessura da dita segunda porção no dito outro plano é menor que a espessura da dita segunda porção no dito certo plano.

5. Elemento de conversão fotoelétrica, caracterizado pelo fato de que compreende: uma porção de conversão fotoelétrica; e um elemento para trajeto de luz para a dita porção de conversão fotoelétrica que é provido sobre dita porção de conversão fotoelétrica e envolto com um filme isolante, o dito filme isolante incluindo uma primeira camada isolante e uma segunda camada isolante de óxido de silício ou vidro de silicato; em que o dito elemento inclui: uma primeira porção de nitreto de silício; e uma segunda porção de nitreto de silício com menor densidade de nitreto de silício do que a densidade da dita primeira porção; e em que a dita segunda porção fica posicionada entre a dita primeira porção e a dita primeira camada isolante, e a dita segunda porção é contínua com a dita primeira porção e envolve a dita primeira porção, em um certo plano paralelo com uma superfície de recepção de luz da dita porção de conversão fotoelétrica; e em que a dita segunda porção fica posicionada entre a dita primeira porção e a dita segunda camada isolante de silício, e a dita segunda porção é contínua com a dita primeira porção e envolve a dita primeira porção, em outro plano paralelo à superfície de recepção de luz da dita porção de conversão fotoelétrica e mais próximo da dita superfície de recepção de luz do que o dito certo plano; e em que a espessura da dita segunda porção no dito outro plano é menor que a espessura da dita segunda porção no dito certo plano.

6. Elemento de conversão fotoelétrica, caracterizado pelo fato de que compreende: uma porção de conversão fotoelétrica; e um elemento para trajeto de luz para a dita porção de conversão fotoelétrica, que é provido na dita porção de conversão fotoelétrica, e envolto com um filme isolante, o dito filme isolante incluindo uma primeira camada isolante e segunda camada isolante de óxido de silício ou vidro de silicato; em que o dito elemento inclui: uma primeira porção de nitreto de silício; e uma segunda porção de nitreto de silício com um menor índice de silício para nitreto do que o índice de silício da dita primeira porção; e em que a dita segunda porção fica posicionada entre a dita primeira porção e a dita primeira camada isolante, e a dita segunda porção é contínua com a dita primeira porção e envolve a dita primeira porção, em um certo plano paralelo à superfície de recepção de luz da dita porção de conversão fotoelétrica; em que a dita segunda porção é posicionada entre a dita primeira porção e a dita segunda camada isolante, e a dita segunda porção é contínua com a dita primeira porção e envolve a dita primeira porção, em outro plano paralelo à superfície de recepção de luz da dita porção de conversão fotoelétrica e mais próximo da dita superfície de recepção de luz do que o dito certo plano; e em que a espessura da dita segunda porção no dito outro plano é menor que a espessura da dita segunda porção no dito certo plano.

7. Elemento de conversão fotoelétrica, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a dita segunda porção tem a mesma composição estequiométrica da dita primeira porção.

8. Elemento de conversão fotoelétrica, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que os índices refrativos da dita primeira porção e da dita segunda porção mudam continuamente de um eixo perpendicular à dita superfície de recepção de luz e passando através da dita primeira porção em direção ao dito filme isolante no dito certo plano e o dito outro plano.

9. Elemento de conversão fotoelétrica, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que a espessura da dita segunda porção no dito outro plano é menor ou igual à metade da espessura da dita segunda porção no dito certo plano.

10. Elemento de conversão fotoelétrica, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o dito elemento é provido com uma porção da abertura do dito filme isolante, que tem uma face lateral contínua de uma face superior do dito filme isolante e uma face inferior contínua com a dita face lateral; e em que, com um plano incluindo a dita superfície de recepção de luz sendo tomado como um primeiro plano, e um plano incluindo a dita face superior, paralelo ao dito primeiro plano, sendo tomado com um segundo plano, a dita face inferior é posicionada entre o dito primeiro plano e o dito segundo plano em um terceiro plano paralelo ao dito primeiro plano; e em que um plano posicionado na mesma distância do dito segundo plano e do dito terceiro plano paralelo ao dito primeiro plano é tomado como um quarto plano; e em que um plano posicionado na mesma distância do dito segundo plano e do dito quarto plano paralelo ao dito primeiro plano é tomado como um quinto plano; e em que um plano posicionado na mesma distância do dito terceiro plano e do dito quarto plano paralelo ao dito primeiro plano é tomado como um sexto plano; e em que o dito certo plano é o dito quinto plano ou é posicionado entre o dito quarto plano e o dito quinto plano, e o dito outro plano é posicionado entre o dito terceiro plano e o dito quarto plano.

11. Elemento de conversão fotoelétrica, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que, quando se toma um comprimento de onda de luz que vai entrar no dito elemento como λ, o índice refrativo do dito filme isolante como n0 e um índice refrativo da dita segunda porção como η]5 o valor máximo da espessura da dita segunda porção é maior que λ / 2 V(n2! - n02) e um valor mínimo da espessura da dita segunda porção é menor que λ / 4 V(n2J - n02).

12. Elemento de conversão fotoelétrica, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o dito filme isolante é um filme multicamadas incluindo: primeira e segunda camadas isolantes de alto índice refrativo, cada qual com um índice refrativo maior ou igual ao índice refrativo de pelo menos uma da dita primeira porção e da segunda porção e envolvendo o dito elemento; e primeira e segunda camadas isolantes de baixo índice refrativo, cada qual com um índice refrativo menor que o índice refrativo tanto da dita primeira porção quanto da segunda porção e envolvendo o dito elemento; e em que a espessura de cada dita primeira e segunda camadas isolantes de alto índice refrativo é menor que a espessura de cada da dita primeira e segunda camadas isolantes de baixo índice refrativo; e em que a dita primeira camada isolante de baixo índice refrativo fica posicionada entre a dita primeira camada isolante de alto índice refrativo e a dita segunda camada isolante de baixo índice refrativo; e a dita primeira camada isolante de baixo índice refrativo é posicionada no dito certo plano, e a dita segunda camada isolante de baixo índice refrativo é posicionada no dito outro plano, e em que a espessura da dita segunda porção no dito outro plano é menor ou igual à metade da espessura da dita segunda porção no dito certo plano.

13. Elemento de conversão fotoelétrica, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2, 3, 5 e 6, caracterizado pelo fato de que o dito filme isolante inclui terceira e quarta camadas isolantes de nitreto de silício, cada qual envolvendo o dito elemento e cada qual com espessura maior ou igual a 0,01 μιη e também menor ou igual a 0,10 μιη, a dita primeira camada isolante posicionada entre a dita terceira camada isolante e a dita quarta camada isolante, e a espessura da dita segunda porção no dito outro plano é menor ou igual à metade da espessura da dita segunda porção no dito certo plano.

14. Elemento de conversão fotoelétrica, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o dito elemento inclui uma terceira porção com a mesma composição estequiométrica da segunda porção, e com um maior índice refrativo do que o índice refrativo da dita primeira porção, entre a dita primeira porção e a dita porção de conversão fotoelétrica; ou o elemento de conversão fotoelétrica de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 6, em que o dito elemento para trajeto de luz para a dita porção de conversão fotoelétrica inclui uma terceira porção com a mesma composição estequiométrica da dita segunda porção, e com um menor índice refrativo que o índice refrativo da dita primeira porção, entre a dita primeira porção e a dita porção de conversão fotoelétrica.

15. Elemento de conversão fotoelétrica, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de que a dita segunda porção fica em contato com o dito filme isolante, ou uma camada de baixo índice refrativo com um menor índice refrativo do que o índice refrativo da dita segunda porção é provida entre a dita segunda porção e o dito filme isolante.

16. Elemento de conversão fotoelétrica, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de que compreende: uma camada de alto índice refrativo com uma composição estequiométrica diferente da dita segunda porção e com um maior índice refrativo do que o índice refrativo da dita segunda porção, entre a dita segunda porção e o dito filme isolante.

17. Elemento de conversão fotoelétrica, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 16, caracterizado pelo fato de que a largura do dito elemento no dito outro plano é menor que a largura do dito elemento no dito certo plano, a dita segunda porção estende-se continuamente ao longo do dito filme isolante entre o dito certo plano e o dito outro plano, e a espessura da dita segunda porção é continuamente reduzida à medida que a dita segunda porção fica mais próxima da dita superfície de recepção de luz.

18. Elemento de conversão fotoelétrica, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que um filme transparente que tem a mesma composição estequiométrica da dita primeira porção é provido estendendo-se de cima do dito elemento até acima do dito filme isolante; e em que o dito filme transparente inclui: uma primeira região contínua com a dita segunda porção; e uma segunda região contínua com a dita primeira porção; e em que a dita primeira região envolve a dita segunda região em um plano paralelo à dita superfície de recepção de luz; e em que o índice refrativo da dita primeira região é maior que o índice refrativo da dita segunda região; ou o elemento de conversão fotoelétrica, de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 6, em que um filme transparente que tem a mesma composição estequiométrica da dita primeira porção é provido estendendo-se de cima do dito elemento até acima do dito filme isolante; e em que o dito filme transparente inclui: uma primeira região contínua com a dita segunda porção; e uma segunda região contínua com a dita primeira porção; e em que a dita primeira região envolve a dita segunda região em um plano paralelo à dita superfície de recepção de luz; e em que o índice refrativo da dita primeira região é menor que o índice refrativo da dita segunda região.

19. Elemento de conversão fotoelétrica, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 18, caracterizado pelo fato de que uma pluralidade de camadas de fiação mutuamente conectadas por meio de uma camada de plugue é provida no dito filme isolante, e uma primeira camada do corpo da lente e uma segunda camada do corpo da lente posicionada entre a dita primeira camada do corpo da lente e o dito elemento são providas em um lado oposto da dita porção de conversão fotoelétrica ao dito elemento.

20. Elemento de conversão fotoelétrica, de acordo com qualquer uma de acordo com a reivindicação 1 ou 7, caracterizado pelo fato de que os materiais da dita primeira porção e da dita segunda porção são nitreto de silício ou são resinas.

21. Aparelho de conversão fotoelétrica, caracterizado pelo fato de que uma pluralidade de pixéis correspondente aos elementos de conversão fotoelétrica, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 20, são dispostos em um arranjo, um intervalo de eixos passando através da dita primeira porção no dito certo plano e no dito outro plano, perpendicular à dita superfície de recepção de luz de cada um dos elementos de conversão fotoelétrica mutuamente adjacentes, é menor ou igual a 5,0 μηι.

22. Sistema sensor de imagem, caracterizado pelo fato de que compreende: um aparelho de conversão fotoelétrica onde uma pluralidade de elementos de conversão fotoelétrica de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 20 é disposta em um arranjo; e um dispositivo de processamento de sinal onde o sinal emitido pelo dito aparelho de conversão fotoelétrica é alimentado, e o dito sinal é processado.