CN101006584A - 受光装置和其制造方法、以及照相机 - Google Patents

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Abstract

本发明的受光装置具有形成在半导体基板上的受光部、和在到达上述受光部的光路上由有机材料构成的透光部，上述透光部含有重氢。在照相机的摄像透镜及棱镜、摄像元件的微透镜及平坦化膜、滤色器由有机树脂形成的情况下，将该有机树脂重氢化。此外，通过将摄像元件内的保护膜及层间绝缘膜等氧化硅膜、氮化硅膜、氮氧化硅膜也重氢化，能够使成为感度降低的原因的C、O、Si、N分别与氢的键合的固有振动向长波长侧移动，提出了可见光区域及红外区域的感度高的受光装置和其制造方法以及照相机。

Description

受光装置和其制造方法、以及照相机
技术领域
本发明涉及包含有图像传感器等的受光装置和其制造方法、以及照相机。
背景技术
对以往的摄像装置和使用它的照相机进行说明。图13是表示以往的摄像装置的像素截面构造的图。在图13中，101是有机微透镜，102是有机滤色器，103是有机平坦化膜，104是第1保护膜，105是第2保护膜，106是第3保护膜，107是第4保护膜，108是层间绝缘膜，9是遮光膜，10是门电极，11是垂直电荷传送部，12是光电二极管，13是半导体基板。
以电荷传送型摄像元件为例，利用图13说明像素截面构造和各部分的功能。电荷传送型摄像元件的像素具备在半导体基板13中形成并进行光电变换的光电二极管12、和用来将光电变换后的信号电荷读出到垂直电荷传送部11中并向外部输出的门电极10，其上表面整面由层间绝缘膜108和保护膜保护。在图13的例子中，保护膜由第1保护膜104、第2保护膜105、第3保护膜106、第4保护膜107这4层构成。
第1保护膜104作为用来减少其上层的有机平坦化膜103和下层的第2保护膜105的边界面的光的反射造成的损失的防反射膜而设置，具有有机平坦化膜103与第2保护膜105的中间的折射率。例如，在有机平坦化膜103是折射率为约1.6的丙烯酸酯树脂、第2保护膜105是折射率为约2.0的氮化硅膜的情况下，通过使第1保护膜104为氮氧化硅膜，实现约1.8的折射率。
第2保护膜105通过在光电二极管12上具有透镜形状，作为所谓的层内透镜而有利于感度提高，并且还具有将从第3保护膜106和第4保护膜107在热处理时供给的氢封闭的效果。
第3保护膜106通过在制造工序的热处理时释放氢来降低硅基板的界面的界面能级，并且具有将该氢封闭在截面构造内的效果。第4保护膜107通过具有层间绝缘膜108与第3保护膜106的中间的折射率来减少层间绝缘膜108与第3保护膜106的边界的光的反射所造成的感度的损失，并且与第3保护膜106同样也具有在热处理时供给氢的功能。在层间绝缘膜108是折射率约1.5的氧化硅膜、第3保护膜106是折射率约2.0的氧化硅膜的情况下，通过使第3保护膜106为折射率约1.7的氮氧化硅膜，来实现上述的功能。
在保护膜上对应于光电二极管12而设有用来得到所期望的分光特性的有机滤色器102，其表面由有机平坦化膜103进行整面平坦化。进而，在有机平坦化膜103上设有对应于各光电二极管12的有机微透镜101。
向摄像装置入射的光透射过有机微透镜101而朝向光电二极管12聚光，透射过有机平坦化膜103而到达有机滤色器102。所期望的波长的光透射过有机滤色器102而从第1保护膜104透射过第4保护膜107及层间绝缘膜108而到达半导体基板13中的光电二极管12。入射光在光电二极管12中通过光电变换而产生信号电荷，被作为读出机构的门电极10传送到垂直电荷传送部11，并进行传送。
利用图14对在非专利文献1中提出的摄像元件的电荷传送型摄像元件进行说明。在图14中，11是垂直电荷传送部、12是光电二极管，109是水平电荷传送部，110是输出放大器。在图14中，将图13所示的像素排列为矩阵状，具有将在摄像元件表面上成像的影像信息作为电信号的排列输出的作用。在图14中，像素仅表示了光电二极管12与垂直电荷传送部11。在电荷传送型摄像元件的情况下，将垂直电荷传送部11配置在光电二极管12之间，将储存在光电二极管12中的信号电荷通过垂直电荷传送部11依次输送给水平电荷传送部109。再通过水平电荷传送部109将信号电荷依次输送给输出放大器110，按照传送的信号电荷的顺序将对应于信号电荷量的电压信号输出到摄像元件外部。通过垂直电荷传送部11与水平电荷传送部109依次输送信号电荷，在摄像元件表面上成像的影像信息得到对应于各像素附近的光的强度的电信号的排列。
接着，利用图15对专利文献1提出的照相机的功能进行说明。在图15中，111是摄像光学系统，112是摄像透镜，113是棱镜，114是摄像元件，26是时钟发生装置，27是A/D(模拟/数字)变换装置，28是信号处理装置，29是存储装置。摄像透镜112使外界的影像信息在摄像元件114上成像。摄像元件114通过时钟发生装置26驱动图13所示的垂直电荷传送部11、水平电荷传送部109、输出放大器110，将影像信息作为电信号发送给A/D变换装置27。被A/D变换装置27数字化后的影像信息由信号处理装置28作为图像信息调整亮度及颜色、图像的纵横比等。此外，调整作为图像信息的数据形式，根据需要有时也进行数据压缩处理。调整了数据形式后的图像数据被保存在磁带等存储装置29中。
另外，这里为了简单起见而将摄像透镜111用两个凸透镜图示，但实际上是由组合了凸透镜、凹透镜、非球面透镜等两个以上的透镜形成的。此外，还存在在摄像的光路上具有棱镜113、进行光路的弯曲及图像的反转、多个摄像元件的彩色化等的结构的摄像光学系统的照相机。
在这样的以往的摄像元件中，因为较多含有氢的有机及无机材料的透射分光特性而发生感度降低。图16是示意地表示以往的具有C-H键的材料的透射率的分光特性的图。具有以特定的波长λH为中心的吸收特性。由于这起因于原子间的键合的振动，所以对于基本振动也有2倍或3倍等的倍音振动所产生的吸收。该吸收波长如果存在于照相机或摄像装置的有感波长带内，则发生感度降低。
在图13所示的以往的固体摄像装置的截面构造中的有机微透镜101、有机平坦化膜103、有机滤色器102在其构成分子中具有C-H键。如图16所示，C-H键的固有振动分布在波长约2.5～3μm中，红外区域的波长为约2.5～3μm下的透射率显著降低。同样，该倍音振动所产生的吸收存在于波长约1.3μm、3倍音振动所产生的吸收存在于约900nm、4倍音振动所产生的吸收存在于约700nm。
同样地，在摄像元件的第1保护膜104到第4保护膜107及层间绝缘膜108是通过CVD法形成的氮化硅膜(SiNx)、氮氧化硅膜(SiOxNy)或氧化硅膜(SiOx)的情况下，通常在由CVD法进行的膜成长时使用硅烷气体(SiH4等SixH2x+2)或氨(NH3)等气体作为原料。因此，在通过CVD法形成的氮化硅膜、氮氧化硅膜或氧化硅膜中，以Si-H、N-H、O-H等的键合状态存在大量的氢。其中，N-H键及O-H键使红外区域的波长为约2.5～3μm下的透射率显著降低，通过其倍音振动使可见光区域、特别是波长为700nm～1.5μm的红色区域及近红外区域的光的透射率降低。
此外，Si-H键使可见光区域内的短波长的光的透射率降低。特别是在将氮化硅膜或氮氧化硅膜如图13的第2保护膜105那样加工为透镜那样的截面形状而具有聚光效果、形成所谓的层内透镜的情况下，有下列的问题：氮化硅膜、氮氧化硅膜的膜厚增加、对透射率的降低所造证的感度降低的影响变大。
因此，以往的具有有机微透镜101、有机平坦化膜103或有机滤色器102、通过CVD法形成的氮化硅膜、氮氧化硅膜、氧化硅膜的摄像元件具有从可见光区域到近红外区域的感度降低的问题。
此外，从第3保护膜106和第4保护膜107通过制造工序中的热处理供给的氢虽然具有将摄像元件的基板界面能级终止而降低暗电流的效果，但是也有因长时间持续摄像动作而使硅与氢的键分解而引起暗电流发生经时劣化的问题。
同样，近年来，在照相机中，为了实现非球面透镜的加工容易性及照相机的轻量化而在摄像光学系统中使用有机树脂的摄像透镜及棱镜的情况也较多。通过有机树脂形成的摄透像镜也由于通常在其分子构造中含有C-H键，所以在可见光区域、特别是在其长波长端及近红外区域吸收率高，对于使用由有机树脂形成的摄像透镜及棱镜的照相机而言，有可见光区域、特别是其长波长端及近红外区域的感度降低的问题。
非专利文献1：米本和也著《CCD/CMOS图像、传感器的基础与应用》，2004年2月1日，CQ出版株式会社，70-71页
专利文献1：实开昭60-121374号公报及其申请说明书
发明内容
本发明为了解决上述以前的问题，提出一种可见光区域及近红外区域的感度高的受光装置和其制造方法及照相机。
本发明的受光装置的特征在于，具有：形成在半导体基板上的受光部、和在到达上述受光部的光路上包含有机材料的透光部，上述透光部含有重氢。
本发明的照相机的特征在于，具有上述的受光装置。
本发明的受光装置的制造方法是具有形成在半导体基板上的受光部、和在到达上述受光部的光路上由具有感光性的有机材料构成的透光部的受光装置的制造方法，其特征在于，包括：将上述透光部曝光的工序；通过用重氢置换了氢的有机碱性显影液将上述透光部显影的工序。
本发明的另一种受光装置的制造方法是具有形成在半导体基板上的受光部、和形成在上述受光部之上的氮化硅膜或氮氧化硅膜的受光装置的制造方法，其特征在于，上述氮化硅膜或上述氮氧化硅膜是使用重氢化的硅烷气体或重氢化的氨通过CVD法形成的。
附图说明
图1是本发明的第1实施方式中的固体摄像装置的像素剖视图。
图2是示意地表示本发明的第1实施方式中的有机膜的透射率的分光特性的图。
图3是表示本发明的第1实施方式中的碳—氢(C-H)吸收波长的有机膜的透射率对重氢化率的依存性的图。
图4是表示本发明的第1实施方式中的有机膜的折射率对重氢化率的依存性的图。
图5是本发明的第2实施方式中的固体摄像装置的像素剖视图。
图6是关于Si-H键及Si-D键的吸收而示意地表示发明的第2实施方式中的氮化硅膜的透射率的分光特性的图。
图7是表示发明的第2实施方式中的氮—氢(N-H)吸收波长的氮化硅膜的透射率对重氢含有比率的依存性的图。
图8是表示发明的第2实施方式中的氮化硅膜的折射率对重氢化率的依存性的图。
图9是表示本发明的一实施方式的照相机的构造的图。
图10是示意地表示本发明的一实施方式的有机树脂的透射率的分光特性的图。
图11是表示本发明的一实施方式的碳—氢(C-H)吸收波长的有机树脂的透射率对重氢化率的依存性的图。
图12是表示本发明的一实施方式的有机树脂的折射率对重氢化率的依存性的图。
图13是表示以往的摄像元件的像素截面构造的图。
图14是表示以往的摄像元件的结构的图。
图15是表示以往的照相机的构造的图。
图16是示意地表示以往的具有C-H键的材料的透射率的分光特性的图。
具体实施方式
本发明通过将在由有机树脂形成的照相机的摄像透镜及棱镜以及摄像元件的有机微透镜、有机滤色器、有机平坦化膜、保护膜、层间膜等中包含的碳—氢键(C-H键)用碳—重氢键(C-D键)置换、将氮—氢键(N-H键)用氮—重氢键(N-D键)置换、将氧—氢键(O-H键)用氧—重氢键(O-D键)置换、将硅—氢键(Si-H键)用硅—重氢键(Si-D键)置换，能够实现可见光区域及近红外区域的感度高的受光装置及摄像元件、以及照相机。
本发明具有形成在半导体基板上的受光部、和在到达受光部的光路上由有机材料构成的透光部，透光部含有重氢。上述重氢的含量在以氢与重氢的总量为100原子％时为10原子％～100原子％。如果在该范围中，则能够做成可见光区域及近红外区域的感度显著高的受光装置。
被重氢化的透光部既可以是微透镜或滤色器，也可以是设置在受光部的上方的盖玻片。
优选的是，受光装置具有分光特性不同的多个滤色器，与透射过波长为650nm以上的红色或红外波长的滤色器对应的滤色器或处于与滤色器相同的光路上的透光部中的至少1个的重氢含量比其他滤色器或处于与该滤色器相同的光路上的透光部高。
此外，优选的是，透光部是形成在受光部之上的氮化硅膜或氮氧化硅膜或氧化硅膜，氮化硅膜或氮氧化硅膜或氧化硅膜含有重氢。
此外，透光部优选为与半导体基板分开设置的摄像透镜或棱镜。
通过如上述那样使摄像元件的层间膜及保护膜中含有重氢，该重氢通过热处理而有助于基板界面能级的终止，还能够得到改善摄像元件的暗电流及其经时劣化特性的效果。
在由有机树脂形成的照相机的摄像透镜及棱镜中，也通过将有机树脂中的碳—氢键(C-H键)用碳—重氢键(C-D键)置换，可见光区域的长波长端及近红外区域的吸收变得比以往少，入射到摄像元件中的光量增加，能够实现可见光区域的长波长端及近红外区域的感度的提高。
另外，将有机微透镜、有机滤色器和有机平坦化膜中的碳—氢键(C-H键)用碳—重氢键(C-D键)置换。设碳的原子量为12、氢的原子量为1、重氢的原子量为2而求出的C-H键中的氢的有效质量为约0.92，相对于此，C-D键中的重氢的有效质量为1.71。
因而，C-D键的基本振动的波长为C-H键的基本振动的约1.85倍。即，通过用重氢置换氢，起因于C-H键的吸收波长2.5～3μm变为约5～6μm、1.3μm的吸收变为约2.4μm、900nm的吸收变为约1.7μm、700nm的吸收变为约1.3μm。由此，在重氢化的有机微透镜和有机滤色器的可见光区域、特别是在其长波长端以及近红外区域中的吸收变得比以往少，入射到光电二极管中的光量增加，能够实现可见光区域、特别是长波长端及近红外区域的感度的提高。
同样，也在图13所示的从第1保护膜104到第4保护膜107及层间绝缘膜108是通过CVD法形成的氮化硅膜、氮氧化硅膜或氧化硅膜的情况下，通过将N-H键重氢化而成为N-D键、将O-H键重氢化而成为O-D键，能够得到与C-H键时同样的效果。
特别是，在氮化硅膜及氮氧化硅膜的CVD法中，大都是将硅烷气体与氨分别作为硅与氮的源使用的情况，但在形成的膜中有助于N-H键的氢大半是起因于硅烷气体，所以将硅烷气体重氢化是有效的。此外，通过将氨等其他气体也重氢化，氮化硅膜及氮氧化硅膜中的Si-H键大多也被Si-D化，也能够提高在比较短波长的可见光区域中的感度。
在氧化硅膜中，也通过利用重氢化的硅烷气体成膜，Si-H键成为Si-D键，同样也能够提高在比较短波长的可见光区域中的感度。例如在甲硅烷(SiH4)的情况下，完全重氢化的SiD4是最优选的，但通过部分重氢化的甲硅烷(SiHD3、SiH2D2等)也能够得到部分的效果。对于其他原料也同样。
(第1实施方式)
参照附图说明本发明的第1实施方式。图1表示本发明的第1实施方式中的摄像元件的像素截面构造。在图1中，1是有机微透镜，2是有机滤色器，3是有机平坦化膜，4是第1保护膜，5是第2保护膜，6是第3保护膜，7是第4保护膜，8是层间绝缘膜，9是遮光膜，10是门电极，11是垂直电荷传送部，12是光电二极管，13是半导体基板。
图2是示意地表示有机膜的透射率的分光特性的图，图中的虚线表示以往的通常的具有氢(H2)的膜的分光特性，实线表示膜中的氢全部由重氢构成的膜的分光特性。图3是表示碳—氢(C-H)吸收波长的有机膜的透射率对重氢化率的依存性的图。图4是表示有机膜的折射率对重氢化率的依存性的图。
本发明的第1实施方式的摄像元件将有机微透镜1、有机滤色器2、有机平坦化膜3的分子中的碳—氢键(C-H键)用碳—重氢键(C-D键)置换，重氢与氢的浓度比率与自然界中的比率即0.1％相比变得足够高。
向摄像装置入射的光透射过有机微透镜1而朝向光电二极管12聚光，透射过有机平坦化膜3而到达有机滤色器2。所期望的波长的光透射过有机滤色器2，透射过从第1保护膜4到第4保护膜7及层间绝缘膜8而到达形成在半导体基板13中的光电二极管12。入射光在光电二极管12中通过光电变换而产生信号电荷，被作为读出机构的门电极10向垂直电荷传送部11输送，传送给输出部。
以下对本实施方式中的感度的改善效果进行说明。较多含有氢的有机及无机材料的透射分光特性具有以对应于C-H键及O-H键的固有振动的特定的波长为中心的吸收特性，固有振动依存于有助于键合的原子的质量。
以碳的原子量为12、氢的原子量为1、重氢的原子量为2而求出的C-H键的氢的有效质量为约0.92，相对于此，C-D键中的重氢的有效质量为1.71。因而，C-D键的基本振动的波长成为C-H键的基本振动的约1.85倍。即，通过用重氢置换氢，起因于C-H键的吸收波长2.5～3μm变为约5～6μm、1.3μm的吸收变为约2.4μm、900nm的吸收变为约1.7μm、700nm的吸收变为约1.3μm。
将该状况在图2中示意地表示。在本实施方式中，虚线对应于C-H键的以λH为中心的吸收特性，实线对应于C-D键的以比λH波长长的λD为中心的吸收特性。通过将C-H键用C-D键置换，使吸收的中心波长发生长波长化，提高了原来的吸收波长λH的透射率。
由此，在重氢化的有机微透镜1和有机滤色器2、有机平坦化膜3的可见光区域、特别是其长波长端及近红外区域中，通过使吸收的中心波长发生长波长化，光的吸收变得比以往少，入射到光电二极管12中的光量增加，能够实现可见光区域、特别是其长波长端及近红外区域的感度的提高。
为了实现这样的构造，本实施方式的摄像元件的有机微透镜1和有机滤色器2、有机平坦化膜3由使用重氢化的原材料合成的树脂形成。进而，在有机微透镜1及有机滤色器2、有机平坦化膜3是正型光致抗蚀剂的情况下，通过将有机碱性显影液也重氢化，能够进行也包括有机碱性显影液与光致抗蚀剂反应而形成的难溶化层的完全的重氢化。重氢的含有比率优选为原子数比100％，但即使是部分的重氢化也能够得到效果。上述重氢优选的含量为10原子％～100原子％。
重氢与通常的氢可以通过二次离子分析、电感耦合等离子体质谱分析等质谱分析及傅立叶红外分光分析、拉曼分析等化学键分析等的分析手段进行分析。
根据图3的透明膜的透射率对重氢含有比率的依存性，与重氢的含有比率成正比，在本实施方式中碳—氢(C-H)吸收波长的光的透射率得以改善。如果在有机微透镜1和有机滤色器2、有机平坦化膜3的全部中的氢与重氢的总量中重氢所占的原子数比为10％以上，则是优选的。更优选的重氢比为20％以上。如果为20％以上，则吸收率改善5％左右，能够明确地确认作为摄像元件的感度改善效果，所以是优选的。另外，只要重氢为原子数比10％以上，就能够检测到感度改善效果。
如图4所示，由于通过将透明膜中含有的氢重氢化而使折射率变高，所以还能够使有机微透镜1等的曲率最优化而改善聚光效率，进一步高感度化。
在本发明的实施方式中，虽然对有机微透镜1与有机滤色器2、有机平坦化膜33的所有的膜重氢化的情况进行了说明，但对它们的一部分的膜进行重氢化也能够得到效果。此外，通过仅将特定的分光的有机滤色器2重氢化，也能够仅改善其分光。
另外，本发明的实施方式是以电荷传送型摄像元件为例表示的，但是即使是MOS型摄像元件等的其他方式的摄像元件、及在光耦合器等中使用的受光装置也能够得到同样的效果。
(第2实施方式)
图5是本发明的第2实施方式中的摄像元件的像素截面构造的图，在图5中，1是有机微透镜，2是有机滤色器，3是有机平坦化膜，14是第1保护膜，15是第2保护膜，16是第3保护膜，17是第4保护膜，18是层间绝缘膜，9是遮光膜，10是门电极，11是垂直电荷传送部，12是光电二极管，13是半导体基板。
图6是关于Si-H键及Si-D键的吸收而示意地表示氮化硅膜的透射率的分光特性的图，图中的虚线表示以往的含有轻氢的氮化硅膜的膜的分光特性，实线表示膜中的氢全部由重氢构成的膜的分光特性。图7是表示氮—氢(N-H)吸收波长的氮化硅膜的透射率对重氢含有比率的依存性的图。图8是表示氮化硅膜的折射率对重氢化率的依存性的图。
本发明的实施方式的摄像元件具有由氮化硅膜和氮氧化硅膜的层叠膜构成的从第1保护膜14到第4保护膜17和由氧化硅膜构成的层间绝缘膜18，将这些保护膜与层间绝缘膜18中的氮—氢键(N-H键)用氮—重氢键(N-D键)置换、将硅—氢键(Si-H键)用硅—重氢键(Si-D键)置换、将氧—氢键(O-H键)用氧—重氢键(O-D键)置换，重氢与氢的浓度比率与在自然界中的比率即0.1％相比是足够高的。
向摄像装置入射的光透射过有机微透镜1而朝向光电二极管12聚光，透射过有机平坦化膜3而到达有机滤色器2。所期望的波长的光透射过有机滤色器2，透射过从第1保护膜14到第4保护膜17及层间绝缘膜18而到达形成在半导体基板13中的光电二极管12。入射光在光电二极管12中通过光电变换而产生信号电荷，被作为读出机构的门电极10向垂直电荷传送部11输送，传送给输出部。
以下对本实施方式中的感度的改善效果进行说明。较多含有氢的氧化硅膜及氮化硅膜的透射分光特性具有以对应于N-H键、Si-H键及O-H键的固有振动的特定的波长为中心的吸收特性，其固有振动依存于有助于键合的原子的质量。
与第1实施方式的情况同样，通过使氧化硅膜、氮化硅膜、氮氧化硅膜中含有的氢从以往的轻氢成为重氢，使以往的N-H键、Si-H键及O-H键的固有振动的波长发生长波长化。将该状况在图6中示意地表示。在本实施方式的氮化硅膜的情况下，虚线对应于Si-H键的以λH’为中心的吸收特性，实线对应于Si-D键的以λD’为中心的吸收特性。与λH’相比λD’是长波长。通过将Si-H键用Si-D键置换，使吸收的中心波长发生长波长化，提高了原来的吸收波长λH’的透射率。对于N-H键及O-H键也同样。
这样，在重氢化的从第1保护膜14到第4保护膜17及层间绝缘膜18的可见光区域和其长波长端及近红外区域中，通过使吸收的中心波长发生长波长化，光的吸收变得比以往少，入射到光电二极管12中的光量增加，能够实现可见光区域和其长波长端及近红外区域的感度的提高。
为了实现这样的构造的摄像元件，本实施例的摄像元件通过使用将保护膜与层间绝缘膜重氢化而得到的原材料的CVD法形成。
特别是，在氮化硅膜及氮氧化硅膜的CVD法中，大都是将硅烷气体与氨分别作为硅与氮的源使用的情况，但在形成的膜中有助于N-H键合的氢大半是起因于硅烷气体，所以将硅烷气体重氢化是有效的。此外，通过将氨等其他气体也重氢化，氮化硅膜及氮氧化硅膜中的Si-H键大多也被Si-D化，也能够提高在比较短波长的可见光区域中的感度。
在氧化硅膜中，也通过利用重氢化的硅烷气体成膜，Si-H键成为Si-D键，同样能够提高在比较短波长的可见光区域中的感度。
例如在甲硅烷(SiH4)的情况下，完全重氢化的SiD4是最优选的，但通过部分重氢化的甲硅烷(SiHD3、SiH2D2等)也能够得到部分的效果。对于其他原料也同样。
此外，通过使摄像元件的层间膜及保护膜中含有重氢，该重氢通过热处理而有助于基板界面能级的终止，也能够得到改善摄像元件的暗电流及其经时劣化特性的效果。重氢的含有比率优选为原子数比100％，但即使是部分的重氢化也能够得到效果。
根据图7的氮化硅膜的透射率对重氢含有比率的依存性，与重氢的含有比率成正比，在本实施方式中硅—氢(Si-H)吸收波长以及氮—氢(N-H)吸收波长的光的透射率得以改善。如果从第1保护膜14到第4保护膜17和层间绝缘膜18的全部中的氢与重氢的总量中重氢所占的原子数比优选为10％以上，进而如果为20％以上，则吸收率改善5％左右，能够明确地确认作为摄像元件的感度改善效果，所以是优选的。另外，只要重氢为原子数比10％以上，就能够检测到感度改善效果。
如图8所示，由于通过重氢化而使氮氧化硅膜及氮化硅膜等的折射率最大变高10％左右，所以也能够使图5中的第2保护膜15的曲率最优化而改善聚光效率，进一步高感度化。
在本发明的实施方式中，说明了对从第1保护膜14到第4保护膜17和层间绝缘膜18的所有的膜重氢化的情况，但对它们的一部分的膜进行重氢化也能够得到效果。
本发明的实施方式通过与第1实施方式组合而能够得到更高的效果。
另外，本发明的实施方式是以电荷传送型摄像元件为例表示的，但即使是MOS型摄像元件等其他方式的摄像元件、及在光耦合器等中使用的受光装置，也能够得到同样的效果。
(第3实施方式)
参照附图对本发明的第3实施方式进行说明。图9是表示本发明的实施方式中的照相机的构造的图，在图9中，21是摄像光学系统，22是摄像透镜，23是棱镜，24是摄像元件，26是时钟发生装置，27是A/D变换装置，28是信号处理装置，29是存储装置。
图10是示意地表示有机树脂的透射率的分光特性的图，图中的虚线表示以往的含有轻氢的树脂的分光特性，实现表示膜中的氢全部由重氢构成的树脂的分光特性。图11是表示碳—氢(C-H)吸收波长的有机树脂的透射率对重氢化率的依存性的图。图12是表示有机树脂的折射率对重氢化率的依存性的图。
本发明的实施方式的照相机具有由有机树脂形成的摄像透镜22和棱镜23，这些有机树脂代替轻氢而含有重氢。本实施方式中的有机树脂中的全部的氢中重氢所占的比率与自然界中的比率即0.1％相比是足够高的。
构成摄像光学系统21的摄像透镜22及棱镜23将外界的影像成像在摄像元件上。摄像元件24将影像及光的强度变换为电信号而传送给A/D变换装置27。被A/D变换装置27数字化后的影像信息由信号处理装置28调整作为图像信息的亮度及颜色、图像的纵横比。此外，调整作为图像信息的数据形式，图像数据被保存在磁带等存储装置29中。另外，这里为了简单起见而将摄像透镜21用两个凸透镜图示，但实际上是由组合了凸透镜、凹透镜、非球面透镜等两个以上的透镜形成的。
以下对本实施方式中的感度的改善效果进行说明。较多含有氢的有机树脂的透射分光特性具有以对应于C-H键及O-H键的固有振动的特定的波长为中心的吸收特性，固有振动依存于有助于键合的原子的质量。
设碳的原子量为12、氢的原子量为1、重氢的原子量为2而求出的C-H键的氢的有效质量为约0.92，相对于此，C-D键中的重氢的有效质量为1.71。因而，C-D键的基本振动的波长成为C-H键的基本振动的约1.85倍。即，通过用重氢置换氢，起因于C-H键的吸收波长2.5～3μm变为约5～6μm、1.3μm的吸收变为约2.4μm、900nm的吸收变为约1.7μm、700nm的吸收变为约1.3μm。
将该状况在图10中示意地表示。在本实施方式中，虚线对应于C-H键的以λH为中心的吸收特性，实线对应于C-D键的以λD为中心的吸收特性。λD”与λH”相比是长波长。通过将C-H键用C-D键置换，使吸收的中心波长发生长波长化，提高了原来的吸收波长λH”的透射率。
由此，在具有重氢化的摄像透镜22和棱镜23的摄像光学系统的可见光区域和其长波长端及近红外区域中，通过使吸收的中心波长发生长波长化，光的吸收变得比以往少，入射到摄像元件24中的光量增加，能够实现可见光区域和其长波长端及近红外区域的感度的提高。
为了实现这样的构造，本实施方式的照相机的摄像透镜22和棱镜23由使用重氢化了的原材料合成的树脂形成。重氢的含有比率优选为原子数比100％，但即使是部分的重氢化也能够得到效果。
根据图11的透明膜的透射率对重氢含有比率的依存性，与重氢的含有比率成正比，在本实施方式中碳—氢(C-H)吸收波长的光的透射率得以改善。如果在摄像透镜22和棱镜23的各自中的氢与重氢的总量中重氢所占的原子数比优选为10％以上，进而如果为20％以上，则吸收率改善5％左右，能够明确地确认作为摄像元件的感度改善效果，所以是优选的。另外，只要重氢为原子数比10％以上，就能够检测到感度改善效果。
如图12所示，由于通过将透明膜中的含有氢重氢化而使折射率变高，所以也能够使摄像透镜22的曲率最优化而改善光学特性。此外，也可以制造通过使重氢化率从光学中心朝向周边在同心圆上变化而相当于非球面透镜那样的像散现象较少的摄像透镜22。
在本发明的实施方式中，说明了对摄像透镜和棱镜全部进行重氢化的情况，但对它们的一部分或其他光学部件进行重氢化也能够得到效果。
另外，配置在摄像元件的前面的盖玻片通常使用透射性高的石英玻璃等，但也可以用透明树脂板代替，或者通过用透明树脂模塑摄像装置来代替盖玻片。在此情况下，若对它们的透明树脂也进行重氢化，能够得到同样的效果。
进而，通过对将盖玻片及棱镜等摄像光路中的光学部件彼此粘接时使用的光学粘接剂也可以通过重氢化而得到同样的效果。
本实施方式的照相机中的摄像元件如果实现了本发明的第1实施方式或第2实施方式，则能够进一步实现高感度化。

Claims (12)

1、一种受光装置，其特征在于，其具有：形成在半导体基板上的受光部、和在到达所述受光部的光路上包含有机材料的透光部，其中所述透光部含有重氢。
2、如权利要求1所述的受光装置，其中，所述透光部是形成在所述受光部之上的微透镜。
3、如权利要求1所述的受光装置，其中，所述透光部是设置在所述受光部的上方的盖玻片。
4、如权利要求1所述的受光装置，其中，所述透光部是滤色器。
5、如权利要求1所述的受光装置，其中，所述透光部是形成在所述受光部之上的氮化硅膜或氮氧化硅膜或氧化硅膜，所述氮化硅膜或氮氧化硅膜或氧化硅膜含有重氢。
6、如权利要求1所述的受光装置，其中，所述透光部是与所述半导体基板分开设置的摄像透镜或棱镜。
7、如权利要求1所述的受光装置，其中，所述受光装置具有分光特性不同的多个滤色器，与透射过波长为650nm以上的红色或红外波长的滤色器对应的滤色器或处于与滤色器相同的光路上的透光部中的至少1个的重氢含量比其他滤色器或处于与该滤色器相同的光路上的透光部高。
8、如权利要求1～7中任一项所述的受光装置，其中，所述重氢的含量在以氢与重氢的总量为100原子％时为10原子％～100原子％。
9、如权利要求1所述的受光装置，其中，所述受光部是重氢化的有机碱性显影液与光致抗蚀剂反应而成的难溶化层。
10、一种照相机，其具有权利要求1～7中任一项所述的受光装置。
11、一种受光装置的制造方法，该受光装置具有：形成在半导体基板上的受光部、和在到达所述受光部的光路上由具有感光性的有机材料构成的透光部，所述制造方法的特征在于，包括：
将所述透光部曝光的工序；
通过用重氢置换了氢的有机碱性显影液将所述透光部显影的工序。
12、一种受光装置的制造方法，该受光装置具有：形成在半导体基板上的受光部、和形成在所述受光部之上的氮化硅膜或氮氧化硅膜，所述制造方法的特征在于，
所述氮化硅膜或所述氮氧化硅膜是使用重氢化的硅烷气体或重氢化的氨通过CVD法形成的。
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