CN102569333B - 成像装置、电子装置、光电池和制造成像装置的方法 - Google Patents

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Abstract

在此提供成像装置、电子装置、光电池和制造成像装置的方法。所述成像装置包含：成像单元，其中接收光接收面上的入射光的多个像素布置在衬底的成像区域中，所述像素包括热电偶器件组，其中多个热电偶沿着光接收面对齐，在所述热电偶器件组中，多个热电偶布置为彼此分离，以使得光接收面具有格栅结构，并且所述热电偶器件组布置为使得入射光入射至格栅结构，从而使得在光接收面上发生等离子体共振，并且由于发生等离子体共振的热电偶器件组的一部分的温度的变化而在多个热电偶的每一个中产生电动势。

Description

成像装置、电子装置、光电池和制造成像装置的方法
技术领域
本公开涉及成像装置、电子装置、光电池和制造成像装置的方法。
背景技术
诸如数码相机之类的电子装置包括成像装置。在成像装置中，排列了多个像素的成像区域被排列在衬底的面上。成像装置接收图像区域中作为被摄体图像入射的入射光，并且产生捕获的图像。这里，例如，通过接收三原色的光产生彩色图像作为捕获的图像。
例如，成像装置包括CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合器件)型图像传感器和CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)型图像传感器。在这种情况下，在成像区域中，例如在多个图像的每一个中安置光电二极管作为光电变换器(例如，参见JP-A-2009-277732)。更确切地，如JP-A-2009-277732中所说明的，通过对硅半导体衬底进行杂质的离子注入，形成光电二极管，并且光电二极管接收入射光并进行入射光的光电转换，从而产生信号电荷。
另外，建议了通过使用应用了等离子体(plasmon)共振的器件检测光来进行成像处理(例如，参见JP-A-2009-38352、JP-T-2009-528542和JP-A-2009-175124)。
等离子体共振是表面等离子体根据通过允许入射光入射至金属表面所产生的瞬变光进行共振而使得在金属表面上受到激励并且局部加强电场的现象。据此，在此方法中，通过使用基于局部加强的电场获取的信号进行成像。
更确切地，在JP-A-2009-38352中公开的情况下，光入射到其中通过使用半导体材料周期性地形成凸起凹入的格栅结构的表面，并且基于等离子体共振产生电场。然后，电场能量用于硅层中的光电转换，从而进行光检测。这里，通过适当地改变格栅结构的形状，可以选择性地检测特定波长的光，藉此创建彩色图像。
在JP-T-2009-528542的情况下，光入射至金属和电介质之间的波界面(wave interface)，并且基于等离子体共振产生电场能量。这里，与三原色的各自光对应地堆叠三个波界面。由此，在界面上产生的等离子体的电场能量用于半导体层中的光电转换，并且高效率地产生电子，从而进行光检测。
在JP-A-2009-175124的情况下，将多个金属纳米粒子相连接的纳米链安置在绝缘膜上，并且光入射至此，藉此发生等离子体共振。据此，通过根据等离子体共振的发生读出布置在低层上的二极管的电阻的变化或者由于用于电场能量(发热能量)的热电偶引起的电位的变化来进行光检测。
发明内容
在上面给出的描述中，如JP-A-2009-277732那样，在像素中布置光电二极管的情况下，存在电子由于硅晶体的缺陷而重新组合或产生的情况。据此，存在即使在光未入射至像素的情况下也产生信号电荷而使得输出成像信号的情况。结果，在捕获的图像中产生所谓的白点(白色划痕)，从而，存在画质恶化的情况。
类似地，在JP-A-2009-38352和JP-T-2009-528542的情况下，使用半导体层中的光电转换，从而，存在画质由于在捕获的图像中产生白点(白色划痕)而恶化的情况。
与此对照，在半导体层(硅晶体)内部未传播电子的情况下，与上述情况不同，原理上在捕获的图像中不产生白点(白色划痕)
然而，在JP-A-2009-175124的情况下，由于使用空间上各向同性的纳米链结构，因此存在高偏振依赖性。据此，尽管这种技术适合于具有强偏振的激光束之类的光的检测，然而其不适合于检测包括了混合偏振光的自然光之类的光。另外，尽管以温度变化的形式检测到根据等离子体共振产生的电场能量，然而使用了通过将温度变化平均来获取信号的结构。因此，检测强度的动态范围是窄的，并且该技术在光谱观察和灵敏度方面可能不适合的。
如上面那样，在成像装置中，由于各种缺陷的发生而难以改善捕获的图像的画质。
另外，难以减小成像装置的厚度，因此，存在难以使装置小型化的情况。此外，存在难以降低成本的情况。
与成像装置的像素类似地，由于难以减小包括光电器件的光电池的厚度，因此存在难以使装置小型化的情况。另外，存在难以降低成本的情况。
由此，期望提供能够改善捕获的图像的画质并且减小其尺寸和成本的成像装置和电子装置以及制造该装置的方法。另外，期望提供能够减小装置的尺寸和成本的光电池。
本公开的一实施例目标在于一种成像装置，其包括：成像单元，其中接收光接收面上的入射光的多个像素布置在衬底的成像区域中。像素包括热电偶器件组，其中多个热电偶沿着光接收面对齐，在热电偶器件组中，多个热电偶布置为彼此分离以使得光接收面具有格栅结构，并且热电偶器件组布置为使得入射光入射至格栅结构，从而使得在光接收面上发生等离子体共振，并且由于发生等离子体共振的热电偶器件组的一部分的温度的变化而在多个热电偶的每一个中产生电动势。
本公开的另一实施例目标在于一种制造成像装置的方法。所述方法包含：通过在衬底的成像区域中布置接收光接收面上的入射光的多个像素来形成成像单元。成像单元的形成包括：在像素中形成热电偶器件组，其中多个热电偶沿着光接收面对齐，在热电偶器件组的形成中，多个热电偶布置为彼此分离，以使得热电偶器件组的光接收面具有格栅结构，并且，热电偶器件组形成为使得入射光入射至格栅结构，从而使得在光接收面上发生等离子体共振，并且由于发生等离子体共振的热电偶器件组的一部分的温度的变化而在多个热电偶的每一个中产生电动势。
本公开的又一实施例目标在于一种电子装置，包含：成像单元，其中接收光接收面上的入射光的多个像素布置在衬底的成像区域中。像素包括热电偶器件组，其中多个热电偶沿着光接收面对齐，在热电偶器件组中，多个热电偶布置为彼此分离，以使得光接收面具有格栅结构，并且，热电偶器件组布置为使得入射光入射至格栅结构，从而使得在光接收面上发生等离子体共振，并且由于发生等离子体共振的热电偶器件组的一部分的温度的变化而在多个热电偶的每一个中产生电动势。
本公开的又一实施例目标在于一种光电池，包含：光电功率器件，其通过在光接收面上接收入射光以产生电动势。光电功率器件包括热电偶器件组，其中多个热电偶沿着光接收面对齐，在热电偶器件组中，多个热电偶布置为彼此分离，以使得光接收面具有格栅结构，并且，热电偶器件组布置为使得入射光入射至格栅结构，从而使得在光接收面上发生等离子体共振，并且由于发生等离子体共振的热电偶器件组的一部分的温度的变化而在多个热电偶的每一个中产生电动势。
根据本公开的实施例，通过将多个热电偶安置为彼此分离而形成热电偶器件组，以使得热电偶器件组的光接收面具有格栅结构。这里，形成热电偶器件组以使得光入射至格栅结构，从而使得在光接收面上发生等离子体共振，并且由于发生等离子体共振的热电偶器件组的一部分的温度的变化而在多个热电偶的每一个中产生电动势。
根据本公开的实施例，提供了能够改善捕获的图像的画质并且减小其尺寸和成本的成像装置和电子装置以及制造该装置的方法。另外，提供了能够减小装置的尺寸和成本的光电池。
附图说明
图1是图示构成根据本公开实施例的成像装置的像素等中包括的光电传感器(光电池器件)的主要部分的示图。
图2是图示构成根据本公开实施例的成像装置的像素等中包括的光电传感器(光电池器件)的主要部分的示图。
图3是图示入射到格栅结构上的入射光的外观的示图。
图4A和4B是图示入射到格栅结构上的入射光的外观的示图。
图5是图示根据本公开实施例1的相机的配置的配置图。
图6是图示根据本公开实施例1的成像器件的整体配置的示图。
图7是图示根据本公开实施例1的成像器件的主要部分的示图。
图8是示意性地图示根据本公开实施例1的像素的颜色排列的俯视图。
图9A～9D是图示制造根据本公开实施例1的成像装置的方法的处理的主要部分的示图。
图10E和10F是图示制造根据本公开实施例1的成像装置的方法的处理的主要部分的示图。
图11G和11H是图示制造根据本公开实施例1的成像装置的方法的处理的主要部分的示图。
图12I和12J是图示制造根据本公开实施例1的成像装置的方法的处理的主要部分的示图。
图13K是图示制造根据本公开实施例1的成像装置的方法的处理的主要部分的示图。
图14是图示根据本公开实施例1的变型示例1的热电偶器件组的主要部分的示图。
图15是图示根据本公开实施例1的变型示例2的热电偶器件组的主要部分的示图。
图16是图示根据本公开实施例1的变型示例3的热电偶器件组的主要部分的示图。
图17是图示根据本公开实施例1的变型示例3的热电偶器件组的主要部分的示图。
图18是图示根据本公开实施例2的成像器件的主要部分的示图。
图19是图示根据本公开实施例3的成像器件的主要部分的示图。
图20是图示根据本公开实施例4的成像器件的主要部分的示图。
图21是图示根据本公开实施例4的成像器件的主要部分的示图。
图22A和22B是图示根据本公开实施例4的成像器件的主要部分的示图。
图23是图示根据本公开实施例5的成像器件的主要部分的示图。
图24是图示根据本公开实施例6的信号处理单元(参见图5)的主要部分的框图。
图25是图示根据本公开实施例6的校正处理的操作的流程图。
图26是图示根据实施例6的电动势相对于入射光的光强的响应函数的示图。
图27是图示根据本公开实施例7的控制单元(参见图5)的主要部分的框图。
图28是图示根据本公开实施例7的冷却处理的操作的流程图。
图29是图示根据本公开实施例7的冷却处理的操作的剖面视图。
图30A和30B是图示根据本公开实施例8的成像操作的示图。
图31是图示根据本公开实施例9的光电池的主要部分的俯视图。
具体实施方式
下文参照附图描述本公开的实施例。
描述将按照下面的顺序呈现。
0.基本配置
1.实施例1(成像装置)
2.实施例2(热电偶器件组的上面涂覆有Al膜的情况)
3.实施例3(热电偶器件组堆叠的情况)
4.实施例4(部分热电偶器件组涂覆有遮光膜的情况)
5.实施例5(包括纳米弹性元件的情况)
6.实施例6(进行数据校正的情况)
7.实施例7(基于Peltier效应进行冷却的情况)
8.实施例8(成像操作)
9.实施例9(光电池)
10.其它
<0.基本配置>
图1和2是图示构成根据本公开实施例的成像装置的像素等中包括的光电传感器(光电池器件)的主要部分的示图。
这里，图1图示剖面图。另外，图2图示上面。图1是在从下侧朝着上侧设置视线的情况下沿着图2中所示的线X1-X2取得的剖面。尽管在从上侧朝着下侧设置视线的情况下沿着图2中所示的线X1到X2取得的剖面未示出在图中，然而以图1中所图示的形状布置每一部分。
如图1和2中所示，光电传感器包括热电偶器件组210。
如图1中所示，热电偶器件组210布置在入射光L入射到的衬底11的面(上面)上。热电偶器件组210的外围涂覆有例如由绝缘材料(如SiO2)形成的绝缘层SZ。热电偶器件组210的外围最好涂覆有具有低导热性的、诸如有机多孔膜或者空气层之类的材料。
如图2中所示，热电偶器件组210由多个热电偶211～216配置。例如，在热电偶器件组210中，布置了六个热电偶，包括：第一热电偶211、第二热电偶212、第三热电偶213、第四热电偶214、第五热电偶215和第六热电偶216。
在热电偶器件组210中，多个热电偶211～216如图1和2中所示那样沿着衬底11的上面(xy平面)对齐。多个热电偶211～216串联连接。
这里，如图1和2中所示，多个热电偶211～216分别包括第一金属部分211A～216A和第二金属部分211B～216B。
在多个热电偶211～216中，第一金属部分211A～216A和第二金属部分211B～216B沿着衬底11的上面(xy平面)对齐以彼此连接。第一金属部分211A～216A和第二金属部分211B～216B由具有不同热电能的金属形成，以使得基于Seebeck效应在热电偶211～216的每一个中产生热电动势。第一金属部分211A～216A和第二金属部分211B～216B例如由Cu、Al、Ag、Ni或Fe或其合金形成。例如，第一金属部分211A～216A配置为用作负电桥，第二金属部分211B～216B配置为用作正电桥。
在此实施例中，如图1和2中所示，在热电偶器件组210中，多个热电偶211～216被安排为彼此分离以用于配置格栅结构。
另外，在此实施例中，布置热电偶器件组210以使得根据入射至格栅结构的入射光L发生等离子体共振，并且发生等离子体共振的部分的温度改变以使得在多个热电偶211～216中产生电动势。
换言之，每个像素P具有作为集成了光接收部分和检测部分的凸凹部分的格栅结构。这里，形成这样的格栅结构：热电偶器件组210的光接收面(上面)凸起和凹下，以使得根据入射光L中包括的特定波段的光在光接收面(上面)上发生等离子体共振。由此，将根据基于格栅结构发生的等离子体共振(从其产生的瞬变光(evanescent light))的加强电场的局部热能量通过热电偶器件组210有效地转换为电场差。据此，基于根据电动势获取的信号进行入射光(入射的电磁波)的强度的检测或成像。
构成热电偶器件组210的每个部分将在下面详细地加以描述。
如图1中所示，在热电偶器件组210的第一～第三热电偶211～213中，将沟道TR12和TR23布置在第一热电偶211和第二热电偶212之间以及第二热电偶212和第三热电偶213之间。另外，如图2中所示，沟道TR13布置在第一热电偶211和第三热电偶213之间。
如图1中所示，第一热电偶211和第二热电偶212串联连接在沟道TR 21的下侧。另外，第二热电偶212和第三热电偶213串联连接在沟道TR 23的下侧。
如上面那样，在衬底11的深度方向z上入射光L入射到的上侧部分，如图1中所示的第一～第三热电偶211～213中的每一个、第一金属部分211A～213A的上端和第二金属部分211B～213B的上端结合在一起。换言之，在第一～第三热电偶211～213中，第一金属部分211A～213A和第二金属部分211B～213B结合在一起，从而上侧部分变为温度测量结点(热结点)。
另外，第一金属部分211A～213A的下端和第二金属部分211B～213B的下端位于输出入射光L的第一～第三热电偶211～213的下侧部分，并且两方的下端以其之间插入的间隙G1～G3彼此分离。换言之，在第一～第三热电偶211～213中，第一金属部分211A～213A和第二金属部分211B～213B彼此分离以使得下侧部分变为基准结点(冷却结点)。
此外，第一热电偶211的第二金属部分211B和第二热电偶212的第一金属部分212A彼此电连接。另外，第二热电偶212的第二金属部分212B和第三热电偶213的第一金属部分213A彼此电连接。
与此对照，尽管第四～第六热电偶214～216的剖面未在图中示出，然而，如上面那样将沟道(未在图中示出)安排在第四热电偶214和第五热电偶215之间以及第五热电偶215和第六热电偶216之间。另外，如图2中所示，将沟道TR 46安排在第四热电偶214和第六热电偶216之间。
另外，第四热电偶214和第五热电偶215串联连接在一沟道(未在图中示出)的下侧。第五热电偶215和第六热电偶216串联连接在一沟道(未在图中示出)的下侧。
换言之，尽管未在图中示出，在第四～第六热电偶214～216的上侧部分中，类似于第一～第三热电偶211～213，第一金属部分214A～216A的上端与第二金属部分214B～216B的上端结合在一起。另外，第一金属部分214A～216A的下端与第二金属部分214B～216B的下端位于第四～第六热电偶214～216的下侧，并且两方的下端以其之间插入的间隙(未在图中示出)彼此分离。
第四热电偶214的第二金属部分214B和第五热电偶215的第一金属部分215A彼此电连接。另外，第五热电偶215的第二金属部分215B和第六热电偶216的第一金属部分216A彼此电连接。
此外，如图2中所示，将沟道安排在第一热电偶211和第六热电偶216之间、第二热电偶212和第五热电偶215之间以及第三热电偶213和第四热电偶214之间。这里，将沟道TR安排为穿过热电偶器件组210的中心并且在x方向上延伸。
如图2的右侧所示，第三热电偶213和第四热电偶214串联连接。换言之，第三热电偶213的第二金属部分213B和第四热电偶214的第一金属部分214A彼此电连接。尽管未在图中示出，然而沟道TR以x方向在第三热电偶213和第四热电偶214之间的连接部分的上侧延伸。
另外，在每个沟道的内部，如图1中所示，布置绝缘层SZ。
如上面那样，在热电偶器件组210中，多个热电偶211～216布置为凸起部分，并且沟道布置为凹下部分，以使得多个热电偶211～216彼此分离。因此，热电偶器件组210用作基于凹凸面(其由凸起部分和凹入部分构成)的衍射格栅。
这里，如图2中所示，在热电偶器件组210中，多个热电偶211～216布置为使得格栅结构具有中心点对称。
在此实施例中，如图2中所示，热电偶器件组210具有这样的Baumkuchen结构：外部形状在光接收面上是圆形形状，并且通过将圆形形状的中心用作其轴而将多个热电偶211～216形成为对称。
更确切地，如图2中所示，在热电偶器件组210中，第二热电偶212和第五热电偶215的每一个的平面形状均是半圆形状。第二热电偶212和第五热电偶215在y方向上对齐以使得在被组合时形成圆形形状。
与此对照，第一热电偶211、第三热电偶213、第四热电偶214和第六热电偶216具有弧形形状作为其平面形状。第一热电偶211、第三热电偶213、第四热电偶214和第六热电偶216安排在第二热电偶212和第五热电偶215的外围，从而在将它们组合在一起时，其外部形状形成圆形形状。第一热电偶211和第三热电偶213安排为在第二热电偶212的上侧以x方向对齐。另外，第四热电偶214和第六热电偶216安排为在第五热电偶215的下侧以x方向对齐。
在此实施例中，布置热电偶器件组210以使得根据在光接收面上发生的等离子体共振，多个热电偶211～216位于放大的电场区域(与瞬变光的幅值的波腹对应的区域)中。换言之，形成每个部分以使得第一金属部分211A～216A和第二金属部分211B～216B结合在一起的多个热电偶211～216的部分对应于根据等离子体共振局部放大了电场的部分。
如图1和2中所示，布置布线H1和H2。这里，布线H1和H2分别连接至串联连接的热电偶器件组210的多个热电偶211～216的每一个的一端和另一端。另外，布线H1和H2连接至逻辑电路(未在图中示出)。
具体地，如图1中所示，在串联连接的多个热电偶211～216之中，将布线H1布置在构成第一热电偶211的第一金属部分211A的下端。另外，将布线H2布置在构成第六热电偶216的第二金属部分216B的下端。布线H1和H2例如通过使用具有低电阻的导电材料(如，Cu)而形成。
在上述热电偶器件组210中，当入射光L入射至格栅结构的上面时，上面的表面等离子体被激励。由此，其上面部分根据其中产生的瞬变光的放大电场局部产生热能量。
据此，在热电偶器件组210中，如图1中所示，位于上面侧的加热区域HT被加热。换言之，温度在热电偶器件组210的温度测量结点处改变。
与此对照，在热电偶器件组210中，在位于下面侧的基准区域REF中，不发生等离子体共振，因此，基准区域REF不被加热。换言之，温度在热电偶器件组210的基准结点处不改变。
因此，在热电偶器件组210中，当入射光L入射时，发生加热区域HT和基准区域REF之间的温度差异，因此，基于Seebeck效应产生电动势。
如等式(1)中所示，可以在每个热电偶211～216中获取电动势Vi，所述电动势Vi被表示为加热区域HT的温度T1和基准区域REF的温度T0之间的温差(T1-T0)与Seebeck系数Zc的乘积。在热电偶器件组210中，如下列等式(2)所表示的，可以获取被表示为多个热电偶211～216中获取的电动势Vi之和的总功率Vtot。
Vi＝Zc(T1-T0) (1)
Vtot＝∑Vi(i＝1，2，3，…，n)(2)
更确切地，如图1中所示，在第一～第三热电偶211～213中，产生电动势V1、V2和V3，并且电流从第一金属部分211A～213A流向第二金属部分211B～213B。如图2中所示，在第四～第六热电偶214～216中，类似地，产生电动势，并且电流流动。换言之，电流沿着第一～第六热电偶211～216的排列方向流动。
图3、4A和4B是图示入射到格栅结构上的入射光的外观的示图。
图3是剖面视图。图3图示通过SiO2层入射到由金属(Ni或Al)制成的格栅结构的入射光的外观，其中具有预定高度d的凸起部分以预定间距T布置在光接收面上。
图4A和4B是图示仿真结果的示图。图4A和4B图示在入射光入射到图3中所示的格栅结构上的情况下，光的波长和其吸收量之间的关系的仿真的结果。图4A图示由A1的单一物质Al形成格栅结构的情况，图4B图示由单一物质Ni形成格栅结构的情况。这里，图示了通过使用二维FDTD(Finite-difference-Time-Domain，有限差时域)法所执行的仿真的结果。
如可以根据图4A和4B所理解的那样，通过适当地设置格栅结构的凹凸部分的宽高比，可以选择性地检测到特定波段的光。另外，根据材料(介电常数)的差异，可以选择性地检测到特定波段的光。
<1.实施例1>
[A.装置配置]
(A-1)相机的主要部分的配置
图5是图示根据本公开实施例1的相机40的配置的配置图。
如图5中所示，相机40包括成像器件1、光学系统42、控制单元43和信号处理单元44。将依次描述各单元。
成像器件1接收通过光学系统42入射到成像面PS上的作为被摄体图像的入射光L，并且产生信号。这里，成像器件1根据从控制单元43输出的控制信号而受到驱动，并且输出信号。
光学系统42包括诸如成像透镜和光圈之类的光学组件，并且其在成像器件1的成像面PS上被安排为采集入射光L。
控制单元43将各种控制信号输出至成像器件1和信号处理单元44，以便控制要受到驱动的成像器件1和信号处理单元44。控制单元43包括基于程序作为控制单元工作的计算机。
信号处理单元44通过对成像器件1输出的信号进行信号处理，产生被摄体图像的捕获图像。信号处理单元44包括基于程序作为信号处理单元工作的计算机。
(A-2)成像器件的主要部分的配置
现在将描述成像器件1的整体配置。
图6是图示根据本公开实施例1的成像器件1的整体配置的示图。图6图示了上面。
如图6中所示，成像器件1包括衬底11。衬底11例如是由硅半导体构成的半导体衬底，并且成像区域PA和外围区域SA安置在衬底11的面上。
如图6中所示，成像区域PA具有矩形形状，并且多个像素P安排在水平方向x和垂直方向y上。换言之，像素P在矩阵图案中对齐。像素P将在稍后详细描述。成像区域PA对应于图1中所图示的成像面PS。
如图6中所示，外围区域SA位于成像区域PA的外围。尽管在图中未示出，然而，在外围区域SA中布置着外围电路。
例如，将驱动电路和外部输出电路布置为外围电路，所述驱动电路驱动位于成像区域PA中的每个像素P，所述外部输出电路将每个像素P产生的信号输出至其外部。
(A-3)成像器件的详细配置
将详细描述根据此实施例的成像器件1。
图7是图示根据本公开实施例1的成像器件1的主要部分的示图。图7示意性地图示像素P的剖面。图7表示与图1中所示的剖面相同的剖面。
如图7中所示，在成像器件1中，像素P包括热电偶器件组210。另外，与每个像素P对应地布置气隙层31和微透镜ML。
如图7中所示，热电偶器件组210布置在位于入射光L入射到的一侧的衬底11的上面。热电偶器件组210的外围覆盖着由绝缘材料(如，SiO2)形成的绝缘层SZ。
尽管在图中未示出上面，然而与图2中图示的情况类似地配置热电偶器件组210。
换言之，与上面给出的描述类似地，在热电偶器件组210中，多个热电偶211～216安排为彼此分离以用于形成格栅结构。另外，布置热电偶器件组210以使得根据入射至格栅结构的入射光L，在光接收面上发生等离子体共振，并且多个热电偶211～216根据部分光接收面的温度的变化产生电动势(参见图2)。
例如，在多个热电偶211～216中，第一金属部分211A～216A和第二金属部分211B～216B由Ni和Ni与Cu的合金形成。除此以外，可以选择和使用各种金属材料作为据以适当地发生Seebeck效应的组合。
如图7中所示，气隙层31是气隙，并且布置在热电偶器件组210的上面。气隙层31的上面涂覆有诸如SiO2之类的绝缘层SZ。换言之，形成气隙层31以便在热电偶器件组210中插入在入射光L入射到的上面和绝缘层SZ之间。
可替代地，可以将真空层布置为气隙，代替包括空气的气隙层31。
如图7中所示，微透镜ML布置在覆盖热电偶器件组210的绝缘层SZ的上面。微透镜ML是中心形成得比边缘更厚的凸起型透镜，并且配置为采集热电偶器件组210的上面的入射光L。
图8是示意性地图示根据本公开实施例1的像素P的颜色排列的俯视图。
如图8中所示，成像器件1包括选择性地接收红光的红像素R、选择性地接收绿光的绿像素G和选择性地接收蓝光的蓝像素B。成像器件1基于从红像素R、绿像素G和蓝像素B获取的信号来捕获彩色图像。
如图8中所示，红像素R、绿像素G和蓝像素B布置为彼此相邻。这里，红像素R、绿像素G和蓝像素B安排为以Bayer图案对齐。
更确切地，多个绿像素G以对角方向对齐以处于方格式的图案(checkeredpattern)。另外，红像素R和绿像素B在多个绿像素G之间以对角方向排列。例如，形成每个像素以具有1.4μm的像素尺寸和1.0μm的膜厚度。
红像素R、绿像素G和蓝像素B中的每一个如上所述那样包括热电偶器件组210。
在红像素R中，为了选择性接收红光并且输出信号，热电偶器件组210配置为形成凸起凹入部分的周期性结构，例如，其中凸起部分的高度为55nm并且间距为180nm。
在绿像素G中，为了选择性接收绿光并且输出信号，热电偶器件组210配置为形成凸起凹入部分的周期性结构，例如，其中凸起部分的高度为35nm并且间距为120nm。
在蓝像素B中，为了选择性接收蓝光并且输出信号，热电偶器件组210配置为形成凸起凹入部分的周期性结构，例如，其中凸起部分的高度为25nm并且间距为90nm。
另外，在热电偶器件组210中，“凸起凹入部分的最大间隙”等于或小于要检测的光的最大波长。
因此，在红像素R中，“凸起凹入部分的最大间隙”例如等于或小于700nm。
在绿像素G中，“凸起凹入部分的最大间隙”例如等于或小于600nm。
在蓝像素B中，“凸起凹入部分的最大间隔”例如等于或小于500nm。
这里，“凸起凹入部分的间隙”表示凸起部分和另一凸起部分或者凹入部分与另一凹入部分之间的距离(间距宽度)。
另外，可以在热电偶器件组210中适当地设置热电偶的数目。通过增大热电偶的数目，可以改善灵敏度。
[B.制造方法]
下文描述制造上述成像装置的方法的主要部分。
图9A～13K是图示制造根据本公开实施例1的成像装置的方法的处理的主要部分的示图。图9A～图13K表示与图7中所示的剖面相同的剖面。通过图9A～13K中图示的处理依次制造图7等中图示的成像器件1。
在图9A～13K中，在构成热电偶器件组210的多个热电偶211～216之中，表示用于形成第一～第三热电偶211～213的部分。尽管在图中未示出制造第四～第六热电偶214～216的处理，然而其与制造第一～第三热电偶211～213的处理相同。
(a)形成绝缘层SZ1
为了制造成像器件1，首先，如图9A中所示，形成绝缘层SZ1。
这里，通过使用CVD法在硅半导体形成的衬底11的上面利用SiO2形成膜，以形成绝缘层SZ1。例如，形成绝缘层SZ1，以使得其厚度等于或小于100nm。
(b)形成布线H1
接下来如图9B中所示那样形成布线H1。
这里，在形成布线H1的绝缘层SZ1的部分中形成沟道之后，将导电材料埋入沟道中，从而形成布线H1。
例如，通过进行干法刻蚀工艺，在绝缘层SZ1中形成沟道。然后，通过例如使用溅射法淀积诸如Cu之类金属材料，形成布线H1。另外，通过与上述工艺相同的工艺形成布线H2。
(c)形成绝缘层SZ2
接下来，如图9C中所示，形成绝缘层SZ2。
这里，通过使用CVD法在绝缘层SZ1的上面利用SiO2形成膜以形成绝缘层SZ2。例如，形成绝缘层SZ2以使得绝缘层SZ1和绝缘层SZ2的组合的膜厚度等于或小于200nm。
(d)绝缘层SZ的处理图案
接下来，如图9D中所示，对绝缘层SZ2进行图案处理。
这里，加工绝缘层SZ2的图案，以使得其中要形成衬底11的上面之后的下方水平部分的、构成热电偶器件组210的热电偶211～216的下部分的区域(参见图1和7)被去除。
例如，通过进行干法刻蚀处理加工绝缘层SZ2的图案。因此，在与热电偶211～216的每一个的下水平部分对应的部分形成沟道。
(e)形成第一金属层21A
接下来，如图10E中所示，形成第一金属层21A。
这里，在之前工艺中形成的每个沟道内部，形成掩膜图案PM1。形成掩膜图案PM1以便其中形成第二金属部分211B～216B之一的、构成热电偶器件组210的热电偶211～216中每一个的下方部分的一部分的面被层压，并且其一部分的面(其中要形成第一金属部分211A～216A之一)被暴露。这种掩膜图案PM1通过利用光刻技术处理光刻胶膜而形成。
然后，金属材料作为膜形成在绝缘层SZ2和掩膜图案PM1的上面，以使得将金属埋入提供了掩膜图案PM1的沟道的内部。这里，将与构成热电偶211～216的第一金属部分211A～216A的金属材料相同的金属材料形成为膜。
此后，例如，通过进行CMP工艺，使绝缘层SZ2和掩膜图案PM1的上面暴露，从而形成第一金属层21A。
(f)形成第二金属层22B
接下来，如图10F中所示，形成第二金属层22B。
这里，在从沟道内部去除掩膜图案PM1之后，将金属材料作为膜形成在绝缘层SZ2和第一金属层21A的上面，以使得将金属材料埋入沟道内部。这里，将与构成热电偶211～216的第二金属部分211B～216B的金属材料相同的金属材料形成为膜。
此后，例如，通过进行CMP工艺，使绝缘层SZ2和掩膜图案PM1的上面暴露，从而形成第二金属层22B。
(g)形成绝缘层SZ3
接下来，如图11G中所示，形成绝缘层SZ3。
这里，通过使用CVD法，利用SiO2在绝缘层SZ2的上面形成膜，以形成绝缘层SZ3。例如，形成绝缘层SZ3以使得其膜厚度等于或小于100nm。
然后，加工绝缘层SZ3的图案。
这里，加工绝缘层SZ3的图案以使得构成热电偶器件组210的热电偶211～216的其中形成了与衬底11的上面垂直的垂直部分的区域(参见图1和7)被去除。
例如，通过对绝缘层SZ3进行干法刻蚀工艺来加工绝缘层SZ3的图案。据此，在与热电偶211～216的每一个的垂直部分对应的部分处形成沟道。
(h)形成第三金属层23A
接下来，如图11H中所示，形成第三金属层23A。
这里，在形成第三金属层23A之前，形成掩膜图案PM2。形成掩膜图案PM2以使得在之前工艺中形成的沟道之中，将掩膜图案埋入在热电偶211～216的形成第二金属部分211B～216B的部分的沟道中，并且形成第一金属部分211A～216A的部分的面被暴露。另外，在绝缘层SZ3的上面，形成热电偶211～216的第二金属部分211B～216B的部分的面被涂覆，并且形成第一金属部分211A和216A的部分的面被暴露。类似地，形成掩膜图案PM2。通过使用光刻技术处理处理光刻胶膜，形成这种掩膜图案PM2。
然后，金属材料作为膜形成在绝缘层SZ3和掩膜图案PM2的上面，以使得将金属材料埋入掩膜图案PM2的沟道的内部。这里，将与构成热电偶211～216的第一金属部分211A～216A的金属材料相同的金属材料形成为膜。
此后，例如，通过进行CMP工艺，使掩膜图案PM2的上面暴露，从而形成第三金属层23A。
(i)形成第四金属层24B
接下来，如图12I中所示，形成第四金属层24B。
这里，在形成第四金属层24B之前，去除掩膜图案PM2。然后，形成掩膜图案PM3。形成掩膜图案PM3以使得对于绝缘层SZ3的上面，形成热电偶211～216的第二金属部分211B～216B的部分的面被暴露，而其他部分被涂覆。通过使用光刻技术处理处理光刻胶膜，形成这种掩膜图案PM3。
然后，金属材料作为膜形成在绝缘层SZ3和第三金属层23A的上面，以使得将金属埋入在绝缘层SZ3和掩膜图案PM3中布置的沟道的内部。这里，将与构成热电偶211～216的第二金属部分211B～216B的金属材料相同的金属材料形成为膜。
此后，例如，通过进行CMP工艺，使第三金属层23A的上面暴露，从而形成第四金属层24B。
因此，如图12I和12J中所示，使用第一金属层21A、第二金属层22B、第三金属层23A和第四金属层24B形成热电偶211～216。
(i)形成绝缘层SZ4
接下来，如图12J中所示，形成绝缘层SZ4。
这里，在形成绝缘层SZ4之前，去除掩膜图案PM3。然后使用CVD法将SiO2埋入掩膜图案PM3被去除的部分，藉此形成绝缘层SZ4。
(k)形成气隙层31
接下来，如图13K中所示，形成气隙层31。
这里，将绝缘层SZ5布置在另一个衬底11Z的一个面上。例如，通过使用CVD法利用SiO2形成膜，以使得膜厚度等于或小于100nm，藉此形成绝缘层SZ5。
然后，形成气隙层31的绝缘层SZ5的部分被去除，藉此在绝缘层SZ5中形成沟道。例如，通过对绝缘层SZ5进行干法刻蚀工艺以使得其深度等于或小于30nm，藉此在绝缘层SZ5中形成沟道。
此后，将衬底11Z的布置了绝缘层SZ5的面结合至衬底11Z的布置了绝缘层SZ4的面。
该结合工艺是在低压(等于或小于100mT)环境下进行的。
因此，布置绝缘层SZ以使得通过多个绝缘层SZ1～SZ5涂覆热电偶211～216的外围。
将按照下面那样进行结合工艺。
首先，在格栅的右上侧形成牺牲层(有机基材料)，然后，通过使用诸如CVD法之类的膜形成方法，利用SiO2形成膜。接下来，以通过干法刻蚀开启的多个孔进行O2灰化工艺，藉此下层上布置的牺牲层被去除。最后，利用不具有良好覆盖(coverage)的膜来闭合孔。例如，通过使用PVD法淀积氧化膜，孔被闭合。
在上述工艺中，例如，为了对SiO2膜进行刻蚀工艺，使用CCP(CapacitiveCoupled Plasma，电容性耦合等离子体)刻蚀设备。
更确切地，在下列刻蚀条件下进行所述处理。
气体类型和流速：C4F8/O2/Ar＝11/8/400sccm
压力：30mT
施加至上面部分的功率：1500W
施加至下面部分的功率：1500W
刻蚀时间：120s
RF频率：上面部分/下面部分＝60MHz/13.56MHz
另外，处理条件和使用的装置(CCP以外的ICP(Inductive CoupledPlasma，电感性耦合等离子体)、ECR(Electron Cyclotron Resonance，电子回旋加速器共振)等)不限于此。
(l)形成微透镜ML
接下来，如图7中所示，形成微透镜ML。
这里，衬底11Z(参见图13K)被去除，藉此使绝缘层SZ的上面暴露。然后，在绝缘层SZ的上面上形成微透镜ML。
例如，通过使用光刻技术对光敏树脂膜进行图案化处理并且通过回流工艺使透镜形状变形而形成微透镜ML。除此之外，通过在透镜材料形成的膜上形成具有透镜形状的抗蚀膜然后对抗蚀膜进行回刻蚀(etchback)工艺，可以形成微透镜ML。
[C.统计]
如上面那样，根据此实施例的成像器件1，像素P包括多个热电偶211～216沿着光接收面对齐的热电偶器件组210。在热电偶器件组210中，多个热电偶211～216安置为彼此分离以使得光接收面形成格栅结构。另外，根据入射至格栅结构的入射光L，在光接收面上发生等离子体共振。因此，入射光L入射到的热电偶器件组210的部分的温度改变，藉此在多个热电偶211～216中产生电动势(参见图1、2和7)。
由此，根据此实施例，不使用半导体层中的光电转换，而是基于电动势获取信号。因此，防止画质由于捕获图像中白点(白色划痕)的产生而恶化。另外，基于在格栅表面上发生的等离子体共振，使用局部放大的电场能量，藉此可以实现高的灵敏度。此外，难以在接收入射光L之前和之后产生混合色彩，据此，可以再现生动的色调。
据此，捕获图像的画质可以得到改善。
另外，根据此实施例，可以在不使用任何滤色器的情况下通过格栅来进行光谱观察，藉此可以以容易的方式降低整个装置的厚度。另外，可以抑制混合色彩的产生。
此外，在此实施例中，杂质的离子注入在热电偶器件组210的形成中不是必要的。因此，可以以容易的方式降低成本、工艺的数目以及仿真评估处理的数目。
除了上述优点以外，根据此实施例，将绝缘层SZ布置在入射光L入射到的热电偶器件组210的上面上，并且将气隙层31插入在入射光L入射到的上面和绝缘膜之间。气隙层31是气隙，并且具有低于热电偶器件组210的导热性。因此，在此实施例中，气隙层31可以阻挡从热电偶器件组210的加热区域HT传至其外部的热量。因此，在多个热电偶211～216中，可以高效率地产生电动势，从而可以更加适当地实现高灵敏度(参见图1、2和7)。
根据此实施例，在热电偶器件组210中，多个热电偶211～216布置为使得格栅结构在光接收面上具有中心点对称(参见图2)。因此，可以在不依赖于入射光L的偏振的情况下检测混合了各种偏振分量的光，从而实现了高灵敏度。
根据此实施例，在多个热电偶211～216的每一个中，具有不同热电能的第一金属部分211A～216A和第二金属部分211B～216B沿着光接收面对齐。然后，在多个热电偶211～216的每一个中，第一金属部分211A～216A的每一个的一端和第二金属部分211B～216B的每一个的一端以衬底11的深度方向z在入射光L入射到的一侧结合在一起。另外，第一金属部分211A～216A的每一个的另一端和第二金属部分211B～216B的每一个的另一端位于输出入射光L的一侧。因此，在此实施例中，热电偶211～216的温度测量结点在光接收面上对齐，并且基准结点未占用光接收面，藉此可以实现更高的灵敏度。
在此实施例中，热电偶器件组210布置为使得多个热电偶211～216位于由光接收面上发生的等离子体共振所形成的放大电场区域中。因此，在此实施例中，可以以容易的方式实现更高的灵敏度。
[D.变型示例]
对于热电偶器件组210，可以应用除了上述那些形式以外的各种形式。按照下面那样说明其变型示例。
(变型示例1)
图14是图示根据本公开实施例1的变型示例1的热电偶器件组210的主要部分的示图。类似于图2，图14示意性地图示了上面。剖面与图1中图示的剖面类似。
如图14中所示，在此变型示例中，通过多个热电偶211～220构成热电偶器件组210。这里，布置包括第一～第十热电偶211～220的10个热电偶。如上面那样，在此实施例中，包括比上述实施例1中的那些热电偶更多的热电偶。除了该点和有关该点的其他点之外，该变型示例与上述实施例1相同。由此，重复描述将适当地予以省略。
如图14中所示，在热电偶器件组210中，多个热电偶211～220沿着衬底11的上面(xy平面)对齐，并且串联连接。
如图14中所示，多个热电偶211～220包括第一金属部分211A～220A和第二金属部分211B～220B，并且结合在一起。
根据此变型示例，在热电偶器件组210中，多个热电偶211～220安置为彼此分离以用于构成格栅结构。换言之，尽管图中未示出剖面，然而，在热电偶器件组210中，将多个热电偶211～220布置为凸起部分，并且将沟道布置为多个热电偶211～220之间的凹入部分。
另外，在热电偶器件组210中，多个热电偶211～220布置为使得格栅结构具有中心点对称。这里，热电偶器件组210具有这样的Baumkuchen结构：外部形状在光接收面上是圆形形状，并且通过将圆形形状的中心用作其轴而将多个热电偶211～220形成为对称。
如图14中所示，布置布线H1和H2。这里，布线H1和H2分别连接至串联连接的热电偶器件组210的多个热电偶211～220的每一个的一端和另一端。另外，布线H1和H2连接至逻辑电路(未在图中示出)。
另外，热电偶器件组210布置为使得根据入射到格栅结构的入射光L而发生等离子体共振，并且发生等离子体共振的部分的温度改变以使得在多个热电偶211～220中产生电动势。
更确切地，如图14所示的粗箭头所表示的，在第一～第十热电偶211～220中，产生电动势，并且电流流动。换言之，电流沿着第一～第十热电偶211～220的布置方向流动。
在此变型示例中，热电偶的数目大于根据上述实施例1的热电偶的数目。据此，可以进一步改善检测灵敏度。
(变型示例2)
图15是图示根据本公开实施例1的变型示例2的热电偶器件组210的主要部分的示图。类似于图2，图15示意性地图示了上面。剖面与图1中图示的剖面类似。
如图15中所示，根据此变型示例，在热电偶器件组210中，与变型示例1类似地，布置包括第一～第十热电偶211～220的10个热电偶。然而，在此变型示例中，光接收面上热电偶器件组210的外部形状与变型示例1的不同。除了该点和有关该点的其他点之外，该变型示例与上述实施例1相同。由此，重复描述将适当地予以省略。
如图15中所示，在热电偶器件组210中，类似于上述变型示例1，多个热电偶211～220沿着衬底11的上面(xy平面)对齐，并且串联连接。
在热电偶器件组210中，多个热电偶211～220安置为彼此分离以用于构成格栅结构。换言之，尽管图中未示出剖面，然而，在热电偶器件组210中，将多个热电偶211～220布置为凸起部分，并且将沟道布置为多个热电偶211～220之间的凹入部分。
另外，在热电偶器件组210中，多个热电偶211～220布置为使得格栅结构具有中心点对称。这里，与变型示例1不同，热电偶器件组210在光接收面上具有作为多边形的外部形状，并且通过将多边形的中心用作其轴而将多个热电偶211～220形成为对称。
更确切地，将热电偶器件组210的外部形状形成为具有六边形蜂巢结构的外部形状。
如图15中所示，布置布线H1和H2。这里，布线H1和H2分别连接至串联连接的热电偶器件组210的多个热电偶211～220的每一个的一端和另一端。另外，布线H1和H2连接至逻辑电路(未在图中示出)。
另外，热电偶器件组210布置为使得根据入射到格栅结构的入射光L而发生等离子体共振，并且发生等离子体共振的部分的温度改变以使得在多个热电偶211～220中产生电动势。
更确切地，如图15所示的粗箭头所表示的，在第一～第十热电偶211～220中，产生电动势，并且电流流动。换言之，电流沿着第一～第十热电偶211～220的布置方向流动。
在此变型示例中，热电偶的数目大于根据上述实施例1的热电偶的数目。因此，可以进一步改善检测灵敏度。
(变型示例3)
图16和17是图示根据本公开实施例1的变型示例3的热电偶器件组210的主要部分的示图。类似于图2，图16和17示意性地图示了上面。图16图示了构成热电偶器件组210的多个热电偶211～219。另外，在图17中，连同多个热电偶211～219一起图示了多个热电偶211～219之间的连接关系。剖面与图1中图示的剖面类似。
如图16中所示，根据此变型示例，由多个热电偶211～219构成热电偶器件组210。这里，布置包括第一～第九热电偶211～219的九个热电偶。如上面那样，在此变型示例中，包括比上述实施例1中的那些热电偶更多的热电偶。另外，热电偶211～219的形状和布置与实施例1的那些不同。除了该点和有关该点的其他点之外，该变型示例与上述实施例1相同。由此，重复描述将适当地予以省略。
如图16中所示，在热电偶器件组210中，多个热电偶211～219沿着衬底11的上面(xy平面)对齐。
根据此变型示例，在热电偶器件组210中，多个热电偶211～219安置为彼此分离以用于构成格栅结构。换言之，将多个热电偶211～219布置为凸起部分，并且将沟道布置为多个热电偶211～219之间的凹入部分。另外，在热电偶器件组210中，多个热电偶211～219布置为使得格栅结构具有中心点对称。
这里，如图16中所示那样，多个热电偶211～219具有各个矩形的上面，并且在x方向和y方向上布置成矩阵图案。
更确切地，热电偶器件组210具有这样的结构：三个热电偶以预定间距在x方向上对齐，三个热电偶以预定间距在y方向上对齐。第一热电偶211安置在中心，其他热电偶212～219安置为在x方向、y方向和相对于x方向和y方向倾斜的方向上对称。
如图16中所示，多个热电偶211～219包括第一金属部分211A～219A和第二金属部分211B～219B。在多个热电偶211～219中，第一金属部分211A～219A和第二金属部分211B～219B安置为在x方向上对齐，并且分别结合在一起。
如图17中所示，类似于实施例1，多个热电偶211～219串联连接。换言之，在厚度方向z上，多个热电偶211～219串联连接在下面部分中。
更确切地，位于中心的第一热电偶211串联连接至位于其右侧的第二热电偶212。另外，第二热电偶212串联连接至位于上侧的第三热电偶213。此外，第三热电偶213串联连接至位于其左侧的第四热电偶214。另外，第四热电偶214串联连接至位于其左侧的第五热电偶215。第五热电偶215串联连接至位于其下侧的第六热电偶216。另外，第六热电偶216串联连接至位于其下侧的第七热电偶217。此外，第七热电偶217串联连接至位于其右侧的第八热电偶218。另外，第八热电偶218串联连接至位于其右侧的第九热电偶219。
如图16和17中所示，布置布线H1和H2。这里，布线H1和H2分别连接至串联连接的热电偶器件组210的多个热电偶211～219的每一个的一端和另一端。另外，布线H1和H2连接至逻辑电路(未在图中示出)。
另外，热电偶器件组210布置为使得根据入射到格栅结构的入射光L而发生等离子体共振，并且发生等离子体共振的部分的温度改变以使得在多个热电偶211～219中产生电动势。
更确切地，如图17所示的粗箭头所表示的，在第一～第九热电偶211～219中，产生电动势，并且电流流动。换言之，电流沿着第一～第九热电偶211～219的布置方向流动。
在此变型示例中，热电偶的数目大于根据上述实施例1的热电偶的数目。因此，可以进一步改善检测灵敏度。
<2.实施例2>
[A.装置配置]
图18是图示根据本公开实施例2的成像器件的主要部分的示图。
图18示意性地图示了像素P的剖面。图18表示与图1所示的剖面相同的剖面。
如图18中所示，在此实施例中，布置了金属膜41。除了该点之外，该实施例与上述实施例1相同。由此，重复描述将适当地予以省略。
如图18中所示，热电偶器件组210布置在入射光L入射到的衬底11的上面。尽管在图中省略了详细的图示，然而与图1和2中图示的热电偶器件组类似地配置热电偶器件组210。
如图18中所示，金属膜41形成为使得入射光L入射到的热电偶器件组210的上面涂覆有金属膜41。这里，形成格栅结构，其中上面是凹入和凸起，并且上面涂覆有金属膜41。
通过使用比构成热电偶211～216的第一金属部分211A～216A和第二金属部分211B～216B(参见图2)中更加容易发生根据入射光L的等离子体共振的金属，形成金属膜41。例如使用溅射法通过以铝形成膜来形成金属膜41。金属膜41例如形成为具有30nm的厚度。
根据凹入和凸起部分的周期，可以使用铝以外的金属来形成金属膜41。
在倏逝波(evanescent wave)的分布关系与表面等离子体的分布关系一致的情况下发生等离子体共振。换言之，在存在凹入和凸起结构(周期L)的情况下，满足下列等式。
(w/c)x sinθ＝(w/c)(e1*e2)/(e1+e2))0.5+2π/L。(这里，w：频率，c：光速，θ：入射角，e1和e2：介质(气隙层31)和金属(金属膜41)的介电常数的实部。
因此，在图4A和4B中图示的上述条件下，作为金属膜41，尽管最好使用具有与铝的介电常数的实部类似的介电常数的实部的金属，然而依据凹入和凸起部分的频率，可以优选地使用铝以外的金属。
[B.统计]
如上面那样，根据此实施例，配置热电偶器件组210，以使得类似于实施例1，入射光L入射到格栅结构的光接收面，发生等离子体共振以使得改变该部分的温度，并且产生电动势。因此，在此实施例中，类似于实施例1，可以获取诸如防止画质由于捕获图像中白点(白色划痕)的产生而恶化之类的各种优点。
另外，在此实施例中，如上所述，入射光入射到的热电偶器件组210的上面涂覆有金属膜41，所述金属膜41由基于入射光L可以容易地产生等离子体共振的金属形成。因此，当入射光L入射时，在金属膜41中发生等离子体共振，并且基于等离子体共振产生的热量可以分散在金属膜41中。
在此实施例中，在金属膜41中，由于比实施例1的情况下更加容易地发生等离子体共振，因此可以以容易的方式实现高灵敏度。
因此，捕获的图像的画质可以进一步得到改善。
<3.实施例3>
[A.装置配置等]
图19是图示根据本公开实施例3的成像器件的主要部分的示图。
图19示意性地图示了像素P的剖面。图19表示与图1所示的剖面相同的剖面。
如图19中所示，在此实施例中，一个像素P被配置为包括多个热电偶器件组210。另外，布置布线H1和H2的位置与实施例1的不同。除了这些点和与这些有关的各点之外，此实施例与实施例1相同。由此，重复描述将适当地予以省略。
如图19中所示，两个热电偶器件组210布置在入射光L入射到的衬底11的上面。两个热电偶器件组210布置为在衬底11的深度方向z上堆叠。尽管在图中省略了详细的图示，然而与图1和2中图示的热电偶器件组类似地配置每个热电偶器件组210。两个热电偶器件组210串联连接。
如图19中所示，布线H1和H2布置为连接至串联连接的两个热电偶器件组210的一端和另一端。
这里，一条布线H1布置在上级热电偶器件组210的侧面。与此相对，另一条布线H2布置在下级热电偶器件组210的侧面。
另外，布置每个热电偶器件组210，以便根据入射到格栅结构的入射光L而发生等离子体共振，并且发生等离子体共振的部分的温度改变以使得产生电动势。
这里，入射光L入射到上级热电偶器件组210以使得产生电动势，入射光L通过上级热电偶器件组210入射到下级热电偶器件组210以使得产生电动势。换言之，在构成上级热电偶器件组210或下级热电偶器件组210的每个热电偶中产生电动势，并且电流沿着串联连接的热电偶的安置方向流动。
如上面那样，在此实施例中，上级热电偶器件组210输出的光由下级热电偶器件组210接收以使得产生电动势，藉此可以获取信号。据此，检测灵敏度可以进一步得到改善。
[B.统计]
如上面那样，根据此实施例，配置热电偶器件组210，以使得类似于实施例1，入射光L入射到格栅结构的光接收面，发生等离子体共振以使得改变该部分的温度，并且产生电动势。据此，在此实施例中，类似于实施例1，可以获取诸如防止画质由于捕获图像中白点(白色划痕)的产生而恶化之类的各种优点。
另外，在此实施例中，如上所述，多个热电偶器件组210堆叠在一个像素P中，因此，检测灵敏度可以进一步得到改善。
然后，捕获的图像的画质可以进一步得到改善。
此外，堆叠的热电偶器件组210的数目不限于上述的数目，而是可以为三个或更多个。
<4.实施例4>
[A.装置配置等]
图20～22B是图示根据本公开实施例4的成像器件的主要部分的示图。
图20和21是图示热电偶器件组210的主要部分的俯视图。类似于图2，图20和21示意性地图示了上面。图20图示了构成热电偶器件组210的多个热电偶211～224。另外，在图21中，连同多个热电偶211～225一起图示了多个热电偶211～225之间的连接关系。在图21中，为了图示多个热电偶211～225之间的连接关系，未示出图20中图示的遮光膜SM。
图22A和22B是图示热电偶器件组210的主要部分的剖面视图。图22A图示了沿着图20和21中所示的线X1-X2取得的剖面。另外，图22B图示了沿着图20和21中所示的线X3-X4取得的剖面。
如图中所示，在此实施例中，在热电偶器件组210中，布置了包括第一～第十五热电偶211～225的15个热电偶。如上面那样，在此实施例中，热电偶的数目大于上述实施例1的热电偶的数目。另外，热电偶211～225的形状和排列与实施例1的那些不同。此外，布置了遮光膜SM。除了该点和有关该点的其他点之外，该实施例与上述实施例1相同。由此，重复描述将适当地予以省略。
如图20～22B中所示，在热电偶器件组210中，多个热电偶211～225沿着衬底11的上面(xy平面)对齐。另外，布置遮光膜SM，以便多个热电偶211～225的上面的部分涂覆有遮光膜SM。
如图20～22B所示，在热电偶器件组210中，多个热电偶211～225安置为彼此分离以用于配置格栅结构。换言之，在热电偶器件组210中，布置多个热电偶211～225以使得格栅结构具有中心点对称。
这里，在多个热电偶211～221的每一个中，如图20中所示，其上面涂覆有遮光膜SM的部分以外的部分是矩形的，并且在x方向和y方向上将多个热电偶211～221排列成矩阵图案。配置该热电偶器件组210，以使得矩形部分包括要在x方向和y方向上均匀地间隔对齐的部分。
在此实施例中，如图20中所示，在热电偶器件组210的中心部分，三个热电偶在x方向上对齐，三个热电偶在y方向上对齐。更确切地，布置第一～第三热电偶211～213以使得在x方向上从左侧到右侧依次对齐。在第一～第三热电偶211～213的下侧，布置第六～第九热电偶216～219以使得在x方向上从右侧到左侧依次对齐。另外，在第一～第三热电偶211～213的上侧，布置第十三～第十五热电偶223～225以使得在x方向上从左侧到右侧依次对齐。
另外，在热电偶器件组210中，在布置了九个热电偶的中心部分在x方向上插入在其间的两侧部分，三个热电偶在y方向上对齐。更确切地，在右侧部分上，将第四～第六热电偶214～216布置为在y方向上从上侧到下侧依次对齐。另外，在左侧部分上，将第九～第十一热电偶219～221布置为在y方向上从下侧到上侧依次对齐。
如上面那样，排列热电偶器件组210以使得位于中心的第二热电偶212用作轴，并且其它热电偶具有点对称。
如图20中所示，多个热电偶211～225包括第一金属部分211A～225A和第二金属部分211B～225B。
如图20中所示，在多个热电偶211～225中，将第一金属部分211A～225A和第二金属部分211B～225B排列为在x方向或y方向上对齐以便分别结合在一起。
这里，如图21中所示，布置多个热电偶211～225以使得第一金属部分211A～225A的每一个的一端和第二金属部分211B～225B的每一个的另一端之间的空间沿着光接收面(xy平面)对齐。另外，第一金属部分211A～225A的每一个的一端和第二金属部分211B～225B的每一个的一端结合在一起。
另外，如图21中所示，在多个热电偶211～225中，第一金属部分211A～225A的每一个的另一端和第二金属部分211B～225B的每一个的另一端依次串联连接。
另外，如图20中所示，将遮挡入射光L的遮光膜SM布置为覆盖第一金属部分211A～225A的每一个的另一端和第二金属部分211B～225B的每一个的另一端。此外，遮光膜SM包括形成为在串联连接的热电偶之间插入的部分。
例如，通过使用W(钨)作为所述材料，将遮光膜SM形成为具有50nm的膜厚度。
如图20和21中所示，布置布线H1和H2。这里，布线H1和H2分别连接至串联连接的热电偶器件组210的多个热电偶211～225的每一个的一端和另一端。另外，布线H1和H2连接至逻辑电路(未在图中示出)。
另外，在热电偶器件组210中，类似于实施例1，根据入射到格栅结构的入射光L而发生等离子体共振，并且发生等离子体共振的部分的温度改变以使得在多个热电偶211～225中产生电动势。
在热电偶器件组210中，被布置为加热区域HT的部分(温度测量结点)未涂覆有遮光膜SM，并且被布置为基准区域REF的部分(基准结点)涂覆有遮光膜SM(参见图20和21)。因此，在热电偶器件组210中，当入射光L入射到温度测量结点时，由于等离子体共振而产生温度测量结点和基准结点之间的温度差。因此，基于Seebeck效应产生电动势。
更确切地，如图21所示的粗箭头所表示的，在第一～第十五热电偶211～225中，产生电动势，并且电流流动。换言之，电流沿着第一～第十五热电偶211～225的排列方向流动。
[B.统计]
如上面那样，根据此实施例，配置热电偶器件组210，以使得类似于实施例1，入射光L入射到格栅结构的光接收面，发生等离子体共振以使得改变该部分的温度，并且产生电动势。因此，在此实施例中，类似于实施例1，可以获取诸如防止画质由于捕获图像中白点(白色划痕)的产生而恶化之类的各种优点。
另外，根据此实施例，热电偶的数目大于实施例1的热电偶的数目。据此，检测灵敏度可以进一步得到改善。
因此，捕获的图像的画质可以进一步得到改善。
<5.实施例5>
[A.装置配置等]
图23是图示根据本公开实施例5的成像器件的主要部分的示图。
图23示意性地图示了像素P的剖面。图23表示与图1所示的剖面相同的剖面。
如图23中所示，在此实施例中，形成热电偶器件组210，以便包括纳米弹性元件NS。除了这点之外，此实施例与实施例1相同。由此，重复描述将适当地予以省略。
如图23中所示，在第一～第三热电偶211～213中，形成第一金属部分211A～213A和第二金属部分211B～213B中每一个的一端(上端)和另一端(下端)，以便具有插入在其之间的纳米弹性元件NS。尽管未在图中示出，然而类似地形成第四～第六热电偶214～216之间的关系。
通过创建籽晶(seed)并且在旋转籽晶的同时通过离子研磨(milling)形成膜，来形成纳米弹性元件NS。
[B.统计]
如上面那样，根据此实施例，配置热电偶器件组210，以使得类似于实施例1，入射光L入射到格栅结构的光接收面，发生等离子体共振以使得改变该部分的温度，并且产生电动势。因此，在此实施例中，类似于实施例1，可以获取诸如防止画质由于捕获图像中白点(白色划痕)的产生而恶化之类的各种优点。
另外，根据此实施例，如上所述，形成第一金属部分211A～213A和第二金属部分211B～213B中每一个的一端(上端)和另一端(下端)，以便具有插入在其之间的纳米弹性元件NS。因此，在温度测量结点和基准结点之间，用于热量的传播路径延伸至很长。因此，热量的传播得到减轻，藉此可以改善检测灵敏度。
因此，捕获的图像的画质可以进一步得到改善。
<6.实施例6>
[A.校正工艺]
图24是图示根据本公开实施例6的信号处理单元44(参见图5)的主要部分的框图。
如图24中所示，在此实施例中，信号处理单元44包括信号校正部分441。除了这点之外，此实施例与实施例1相同。由此，重复描述将适当地予以省略。
信号校正部分441对基于通过成像操作在每个像素P中产生的电动势的信号(检测数据)进行校正处理。这里，在计算机对基于通过成像操作在像素P中产生的电动势的信号(检测数据)执行用于校正处理的程序时，其用作信号校正部分441。
在热电偶器件组210中，根据位于上部分的加热区域HT和位于下部分的基准区域REF之间的温度差产生电动势，并且根据电动势的信号用于产生捕获的图像(参见图1)。因此，当连续地或者长时间地进行曝光时，基准温度的状态根据热量而改变，藉此检测灵敏度降低。因此，存在捕获的图像的画质恶化的情况。因此，为了防止这种问题引起的画质的恶化，信号校正部分441对基于通过成像操作在像素P中产生的电动势的信号(检测数据)进行校正处理。然后，信号处理单元44基于校正后的信号产生捕获的图像。
图25是图示根据本公开实施例6的校正处理的操作的流程图。
(1)监控数据的获取
首先，如图25中所示，获取监控数据Vm(ST11)。
这里，控制单元43(参见图1)通过将控制信号输出至成像器件1，允许成像器件1的每个像素P将监控数据Vm输出至信号处理单元44。
例如，控制单元43在与成像操作的时刻不同的时刻进行监控操作。然后，在监控操作中，将基于每个像素P中包括的热电偶器件组210中产生的电动势所获取的信号输出至信号处理单元44作为监控数据Vm。例如，通过在紧接着成像操作之前进行监控操作来输出该监控数据Vm。
(2)变化率的计算
接下来，如图25中所示，计算作为监控数据Vm相对于基准数据V0的变化率的变化率(|(Vm-V0)/V0|)(步骤ST21)。
这里，通过信号校正部分441进行其中计算监控数据VM和提前设置的基准数据V0之间的差的差处理。然后，通过信号校正部分441进行将差值(Vm-V0)的绝对值除以基准数据V0的除法处理。因此，针对每个像素P计算作为监控数据Vm相对于基准数据V0的变化率的变化率(|(Vm-V0)/V0|)。
(3)变化率与阈值之间的比较
接下来，如图25中所示，确定变化率(|(Vm-V0)/V0|)是(Yes)否(No)等于或高于预定值Vs(步骤ST31)。
这里，通过信号校正部分441进行将按照上述那样计算出的变化率(|(Vm-V0)/V0|)与预先设置为阈值的预定值Vs进行比较的比较处理。
在此比较处理中，在确定变化率(|(Vm-V0)/V0|)并非等于或高于预定值Vs(No)的情况下，该操作结束，而不进行下一步骤的校正处理(步骤ST41)。例如，在预定值Vs并非等于或大于0.1的情况下，不进行校正处理。
与此对照，在确定变化率(|(Vm-V0)/V0|)等于或高于预定值Vs(Yes)的情况下，处理前进至下一步骤(步骤ST41)。例如，在预定值Vs等于或大于0.1的情况下，在下一步骤中进行校正处理(步骤ST41)。
(4)检测数据的校正
如图25中所示，在确定变化率(|(Vm-V0)/V0|)等于或高于预定值Vs(Yes)的情况下，通过使用响应函数来校正检测数据V(步骤ST41)。
这里，基于变化率(|(Vm-V0)/V0|)和电动势对于入射光的光强的响应函数来计算校正系数H。
图26是图示根据本公开实施例6的电动势相对于入射光的光强的响应函数的示图。
在图26中，水平轴表示在热电偶器件组210中产生的电动势(电位差)V，而垂直轴表示入射光的光强F。
如图26中所示，当热电偶器件组210工作在适当的温度时，可以基于基准数据V0获取基准光强F0。然而，当热电偶器件组210的温度从适当的温度改变并且监控数据VM从基准数据V0降低时，适当的光强不是光强F0，并且检测到已经接收到低于光强F0的光强Fm。
因此，在基于提前获得的响应函数计算出对应于基准数据V0的光强F0和对应于监控数据Vm的光强Fm之后，将通过把光强F0除以光强Fm所获取的值(F0/Fm)计算为每个像素P的校正系数H。
然后，在成像操作中，通过将校正系数H与基于每个像素P中产生的电动势的信号(检测数据)V整合(integrate)在一起，校正了基于每个像素P中产生的电动势的信号(检测数据)V。因此，即使在热电偶器件组210的温度从基准温度状态改变的状态下进行成像操作的情况下，也将检测数据校正为接近于要在基准温度状态下检测的检测数据。
例如，以一秒的间隔进行监控操作，并且对于通过监控操作之后进行的成像操作所获取的每个信号(检测数据)，如上面所述那样进行校正。
另外，在上面的描述中，已经描述了将预定值用作基准数据V0的情况，然而，本公开不限于此。例如，在进行成像的情况下多次获取的监控数据Vm之中，可以将第一次获取的监控数据Vm用作基准数据V0。另外，可以进行配置以使得对于校正系数H的计算，将监控数据Vm和校正系数H相互关联的查找表存储在存储器中，并且从查找表中提取出与所获取的监控数据Vm对应的校正系数H。
[B.统计]
如上所述，在此实施例中，即使在热电偶器件组210的温度从基准温度改变的状态下进行成像操作的情况下，也根据改变的温度校正通过成像操作获取的检测数据。
因此，根据此实施例，捕获的图像的画质可以得到改善。
<7.实施例7>
[A.冷却处理]
图27是图示根据本公开实施例7的控制单元43(参见图5)的主要部分的框图。
如图27中所示，在此实施例中，控制单元43包括冷却处理部分431。除了该点之外，此实施例与实施例1相同。由此，重复的描述将适当地予以省略。
冷却处理部分431控制冷却构成热电偶器件组210的热电偶211～216(参见图1和2)的操作。尽管将在稍后详细描述，然而冷却处理部分431允许与基于Seebeck效应在热电偶211～216中流动的电流相反的方向上的电流流动。这里，冷却处理部分431允许相反方向上的电流流入热电偶211～216，以便减小与监控数据Vm和基准数据V0之间差值对应的热量。因此，冷却处理部分431基于Peltier效应对热电偶211～216进行冷却处理。这里，计算机运行用于进行上述冷却处理的程序，从而用作冷却处理部分431。
如上所述，当连续地或者在长时间内进行成像操作时，由于加热导致的从基准温度状态的改变使得热电偶器件组210的检测灵敏度降低，并且存在捕获的图像的画质恶化的情况。因此，在通过成像操作从像素P获取信号(检测数据)之前，信号校正部分441进行冷却处理以使得热电偶器件组210处于基准温度状态。然后，在冷却了热电偶器件组210以使得具有接近于基准温度的温度的状态下，进行成像操作以获取信号(检测数据)，并且信号处理单元44基于该信号产生捕获的图像。
图28是图示根据本公开实施例7的冷却处理的操作的流程图。
(1)监控数据的获取
首先，如图28中所示，获取监控数据Vm(ST11)。
这里，类似于实施例6，控制单元43(参见图1)将控制信号输出至成像器件1，并且监控数据Vm从成像器件1的每个像素输出至信号处理单元44。
例如，控制单元43在与成像操作的时刻不同的时刻，将基于成像器件1的每个像素P中包括的热电偶器件组210的电动势所获取的信号输出至信号处理单元44作为监控数据Vm。例如，紧接在成像操作之前进行监控操作，并且监控操作输出监控数据Vm。
(2)变化率的计算
接下来，如图28中所示，计算作为监控数据Vm相对于基准数据V0的变化率的变化率(|(Vm-V0)/V0|)(步骤ST21)。
这里，类似于实施例6，通过信号校正部分441进行其中计算监控数据Vm和预先设置的基准数据V0之间的差的差处理。然后，通过信号校正部分441进行将差值(Vm-V0)的绝对值除以基准数据V0的除法处理。因此，针对每个像素P计算作为监控数据Vm相对于基准数据V0的变化率的变化率(|(Vm-V0)/V0|)。
(3)变化率与阈值之间的比较
接下来，如图28中所示，确定变化率(|(Vm-V0)/V0|)是(Yes)否(No)等于或高于预定值Vs(步骤ST31)。
这里，类似于实施例6，通过信号处理部分441进行将按照上述那样计算出的变化率(|(Vm-V0)/V0|)与预先设置为阈值的预定值Vs进行比较的比较处理。
在此比较处理中，在确定变化率(|(Vm-V0)/V0|)并非等于或高于预定值Vs(No)的情况下，该操作结束，而不进行下一步骤的校正处理(步骤ST41b)。
与此对照，在确定变化率(|(Vm-V0)/V0|)等于或高于预定值Vs(Yes)的情况下，处理前进至下一步骤(步骤ST41b)。
(4)热电偶器件组210的冷却处理
如图28中所示，在确定变化率(|(Vm-V0)/V0|)等于或高于预定值Vs(Yes)的情况下，对热电偶器件组210进行冷却处理(步骤ST41b)。
图29是图示根据本公开实施例7的冷却处理的操作的剖面视图。图29示意性地图示了像素P的剖面。图29表示与图7中所示的剖面相同的剖面。
如图29中所示，当对热电偶器件组210进行冷却处理时，允许与热电偶211～216(在图29中，未示出热电偶214～216)中基于Seebeck效应流动的电流(黑色箭头)相反的方向上的电流(白色箭头)流动。
这里，为了减小与监控数据Vm和基准数据V0之间的差(Vm-V0)对应的热量，允许相反方向上的电流流过热电偶211～216。
例如，将监控数据Vm和基准数据V0之间的差值(Vm-V0)与热电偶211～216中相反方向上流动的电流的值相关联的查找表存储在存储器中。然后，针对每个像素P从查找表中提取出与监控数据Vm和基准数据V0之间的差值(Vm-V0)对应的电流值。然后，允许具有提取出的电流值的电流流入热电偶211～216的每一个中。
因此，基于Peltier效应冷却热电偶211～216。
然后，在冷却处理结束后，进行成像操作，并且获取基于针对每个像素P产生的电动势的信号(检测数据)。这里，由于在热电偶器件组210接近于基准温度状态的状态下进行成像操作，因此检测数据接近于在基准温度状态下检测到的检测数据。
例如，以一秒的间隔进行监控操作，并且在接近于基准温度状态的状态下进行冷却处理的状态下进行成像操作。
[B.统计]
如上所述，在此实施例中，即使在热电偶器件组210的温度从基准温度状态改变的情况下，在热电偶器件组210的温度通过冷却处理接近于基准温度后，进行成像操作。
因此，根据此实施例，捕获的图像的画质可以得到改善。
[8.实施例8]
[A.成像操作]
图30A和30B是图示根据本公开实施例8的成像操作的示图。
如图30A和30B中所示，在此实施例中，控制单元43可以通过各种成像操作进行成像处理。除了该点之外，此实施例与实施例1相同。由此，重复的描述以适当地予以省略。
如图30A中所示，当经过光接收时间T时，在热电偶器件组210中，电动势E增大，并且在预定时间点Tmx产生最大电动势Emx之后，电动势E减小。因此，在此实施例中，控制单元43控制每个单元以便检测电位，以使得在一帧时间中的热电偶器件组210的电动势E是最大值Emx的时间点Tmx处获取信号。然后，基于如上所述那样获取的信号产生捕获的图像。
另外，如图30B中所示，控制单元43可以控制每个单元以使得重复地进行多次电位检测操作，在所述电位检测操作中，通过检测一帧时间中的、热电偶器件组210中产生的电动势E具有最大值Emx的时间点Tmx处的电位来产生信号。
在这种情况下，控制单元43控制每个单元以使得在多次电位检测操作之间安置冷却热电偶器件组210的冷却操作。更确切地，在多次电位检测操作之间安置冷却时间Tc，并且进行冷却操作以使得热电偶器件组210的电动势E具有初始值。例如，如实施例7中所示，允许在热电偶器件组210中发生Peltier效应，由此进行冷却操作。
然后，基于通过整合多个信号获取的信号来产生捕获的图像。换言之，可以进行配置以使得将整合的电压检测为对于一帧的有效电压，从而产生捕获图像。
[B.统计]
如上面那样，在此实施例中，通过检测一帧时间中的、热电偶器件组210中产生的电动势E具有最大值Emx的时间点Tmx的电位，获取信号，并且基于获取的信号产生捕获的图像。
另外，在此实施例中，可以在一帧时间中重复地进行多次电位检测操作，在所述电位检测操作中，在热电偶器件组210中产生的电动势E具有最大值的时间点Tmx检测电位以便产生信号。然后，整合多个信号。接着，基于通过整合获取的信号产生捕获的图像。这里，在多次电位检测操作期间，进行冷却热电偶器件组210的冷却操作。
如上面那样，在此实施例中，在加热区域HT和基准区域REF之间的温度差最大的状态下获取信号，并且基于所获取的信号产生捕获的图像。
因此，根据此实施例，捕获的图像的画质可以得到改善。
另外，可以进行配置以使得将热电偶器件组210中产生的电动势作为反馈用作驱动操作的驱动电源。换言之，控制单元43可以控制每个单元以使得检测的电位的一部分用作成像器件1的驱动电源。在这种情况下，可以实现功耗的降低。
<9.实施例9>
[A.装置配置]
图31是图示根据本公开实施例9的光电池的主要部分的俯视图。
如图31所示，在光电池中，具有六边形外部形状的多个电池CE形成为具有蜂巢结构。
尽管未在图中示出，然而在光电池中，每个电池CE包括光电器件，其接收光接收面上的入射光，并且产生电动势。这里，光电器件包括图15中所示的热电偶器件组210，并且配置为通过使用热电偶器件组210接收光并产生电动势。
换言之，如图15中所示，在热电偶器件组210中，多个热电偶211～219布置为彼此分离以使得光接收面形成格栅结构。然后，入射光入射到格栅结构，在光接收面上发生等离子体共振，并且发生等离子体共振的热电偶器件组的部分改变。因此，在多个热电偶211～219中产生电动势。
如图31所示，光电池包括：可见光单元VR，其选择性地接收可见光；紫外光单元UV，其选择性地接收紫外光；以及红外光单元IR，其选择性地接收红外光。
因此，在每个单元CE中，热电偶器件组210形成为与要接收的光的波长对应地具有不同的格栅结构。
例如，形成可见光单元VR以使得热电偶器件组210的凹入和凸起部分的形状例如具有其中凸起部分的高度为40nm并且间距为120nm的周期性结构。
例如，形成紫外光单元UV以使得热电偶器件组210的凹入和凸起部分的形状例如具有其中凸起部分的高度为10nm并且间距为40nm的周期性结构。
例如，形成红外光单元IR以使得热电偶器件组210的凹入和凸起部分的形状例如具有其中凸起部分的高度为80nm并且间距为350nm的周期性结构。
[B.统计]
如上面那样，在此实施例中，由与根据实施例1的热电偶器件组(变型示例2)相同的热电偶器件组210配置光电池。由于热电偶器件组210的输出是电压，因此其可应用于光电池。
由此，根据此实施例，可以以容易的方式降低成本。另外，相比于使用染料敏化型(dye-sensitized type)之类的无机材料的光电池，几乎不存在紫外光引起的恶化，并且可以长寿命地进行稳定的电源供给。
另外，在此实施例中，类似于上述成像装置，可以应用各种变型的形式。换言之，可以在光接收面上堆叠多个热电偶器件组210。另外，可以将诸如微透镜之类的光学组件适当地布置在每个单元中。
<10.其它>
本公开不限于上述实施例，而是可以采用各种变型的示例。
例如，通过适当地设定格栅结构的凹入和凸起部分的长宽比，可以对从紫外线波段到THz(万亿赫兹)的波段和上至1～10毫米电波波段的宽波段进行成像。
另外，格栅结构的凹入和凸起部分可以是周期性的或者非周期性的。
此外，在成像器件中，尽管已经说明了在像素中布置微透镜的情况，然而依据其用途，可以不布置微透镜。另外，在上面给出的以上描述中，尽管未布置滤色器，然而依据其用途，可以布置滤色器。
在上述实施例中，尽管已经描述了成像器件应用于相机的情况，然而本公开不限于此。本公开的实施例可以应用于包括成像器件的扫描仪和复印机之类的其他电子装置。
此外，可以适当地组合上述实施例。
在上述实施例中，成像器件1对应于根据本公开实施例的成像单元。另外，在上述实施例中，衬底11对应于根据本公开实施例的衬底。此外，在上述实施例中，气隙层31对应于根据本公开实施例的气隙。另外，在上述实施例中，相机40对应于根据本公开实施例的电子装置。在上述实施例中，金属膜41对应于根据本公开实施例的金属膜。另外，在上述实施例中，热电偶器件组210对应于根据本公开实施例的热电偶器件组。此外，在上述实施例中，热电偶211～225对应于根据本公开实施例的热电偶。另外，在上述实施例中，第一金属部分211A～225A对应于根据本公开实施例的第一金属部分。另外，在上述实施例中，第二金属部分211B～225B对应于根据本公开实施例的第二金属部分。此外，在上述实施例中，冷却处理部分431对应于根据本公开实施例的冷却处理单元。另外，在上述实施例中，信号校正部分441对应于根据本公开实施例的信号校正单元。此外，在上述实施例中，纳米弹性元件NS对应于根据本公开实施例的纳米弹性元件。另外，在上述实施例中，像素P对应于根据本公开实施例的像素。此外，在上述实施例中，遮光膜SM对应于根据本公开实施例的遮光膜。
本公开包含与2010年12月15日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP 2010-279359中公开的主题有关的主题，其全部内容通过引用的方式合并在此。
本领域的技术人员应该理解，根据设计要求和其它因素可能出现各种修改、组合、部分组合和变更，只要它们落在所附权利要求或其等同体的范围内即可。

Claims (20)

1.一种成像装置，包含：
成像单元，其中接收光接收面上的入射光的多个像素布置在衬底的成像区域中，
其中，像素包括热电偶器件组，其中多个热电偶沿着光接收面对齐，
其中，在热电偶器件组中，多个热电偶布置为彼此分离，以使得光接收面具有格栅结构，并且
其中，热电偶器件组布置为使得入射光入射至格栅结构，从而使得在光接收面上发生等离子体共振，并且由于发生等离子体共振的热电偶器件组的一部分的温度的变化而在多个热电偶的每一个中产生电动势；
其中光接收面凸起和凹下。
2.如权利要求1所述的成像装置，其中，在热电偶器件组中，多个热电偶串联连接。
3.如权利要求2所述的成像装置，其中，在热电偶器件组中，多个热电偶布置为使得格栅结构在光接收面上具有中心点对称。
4.如权利要求3所述的成像装置，其中，所述热电偶器件组布置为使得多个热电偶中的每一个均位于由于光接收面上发生的等离子体共振所产生的放大的电场区域中。
5.如权利要求4所述的成像装置，其中，在多个热电偶的每一个中，第一金属部分和具有与第一金属部分的热电能不同的热电能的第二金属部分沿着光接收面对齐。
6.如权利要求5所述的成像装置，其中，在每一个热电偶中，第一金属部分的一端和第二金属部分的一端在入射光入射到的一侧的衬底的深度方向上结合，第一金属部分的另一端和第二金属部分的另一端位于输出入射光的一侧，并且多个热电偶串联连接。
7.如权利要求6所述的成像装置，其中，在热电偶器件组中，在入射光入射到的面上布置绝缘膜，并且在入射光入射到的面和绝缘膜之间插入气隙。
8.如权利要求6所述的成像装置，
其中，热电偶器件组包括用以涂覆入射光入射到的面的金属膜，
其中，通过使用相比于第一金属部分和第二金属部分中能够更加容易地发生等离子体共振的金属来形成金属膜。
9.如权利要求1所述的成像装置，
其中，像素包括多个热电偶器件组，并且
其中，多个热电偶器件组布置为使得在衬底的深度方向上堆叠。
10.如权利要求5所述的成像装置，
其中，多个热电偶中的每一个布置为使得第一金属部分的一端和第二金属部分的另一端之间的区域布置为沿着光接收面对齐，第一金属部分的一端和第二金属部分的一端结合在一起，并且多个热电偶串联连接在第一金属部分的另一端与第二金属部分的另一端，并且
其中，遮挡入射光的遮光膜布置为使得利用遮光膜涂覆第一金属部分的另一端与第二金属部分的另一端。
11.如权利要求6所述的成像装置，其中，形成多个热电偶中的每一个，使得在第一金属部分的一端与另一端之间以及在第二金属部分的一端与另一端之间插入纳米弹性元件。
12.如权利要求1所述的成像装置，进一步包含：
信号校正单元，其校正基于像素中产生的电动势的信号，
其中，信号校正单元基于监控数据和基准数据之间的差值以及电动势对于入射光的入射强度的响应函数来计算校正系数，并且通过将校正系数与基于像素中产生的电动势的信号整合在一起来校正基于像素中产生的电动势的信号。
13.如权利要求1所述的成像装置，进一步包含：冷却处理单元，其通过在多个热电偶的每一个中，使得电流在与基于Seebeck效应流动的电流的方向相反的方向上流动，基于Peltier效应对多个热电偶进行冷却处理，
其中，所述冷却处理单元允许相反方向上的电流流入多个热电偶，以降低与基于像素中产生的电动势的信号的信号值与基准值之间的差值相对应的热量。
14.如权利要求1所述的成像装置，其中，所述成像单元通过检测一帧时间中的、热电偶器件组中产生的电动势最大的时间点的电位来产生信号，由此产生捕获的图像。
15.如权利要求1所述的成像装置，其中，在重复多次电位检测操作之后，所述成像单元基于通过整合多个信号而获取的信号来产生捕获的图像，其中在所述电位检测操作中，通过检测一帧时间中的、热电偶器件组中产生的电动势最大的时间点的电位来产生信号。
16.如权利要求15所述的成像装置，其中，在所述多个电位检测操作期间，所述成像单元进行冷却热电偶器件组的冷却操作。
17.如权利要求16所述的成像装置，其中，所述成像单元配置为使得通过将作为反馈在热电偶器件组中产生的电动势用作驱动功率来驱动所述成像单元。
18.一种制造成像装置的方法，所述方法包含：
通过在衬底的成像区域中布置接收光接收面上的入射光的多个像素来形成成像单元，
其中，成像单元的形成包括：在像素中形成热电偶器件组，其中多个热电偶沿着光接收面对齐，
其中，在热电偶器件组的形成中，多个热电偶布置为彼此分离，以使得热电偶器件组的光接收面具有格栅结构，并且
其中，热电偶器件组形成为使得入射光入射至格栅结构，从而使得在光接收面上发生等离子体共振，并且由于发生等离子体共振的热电偶器件组的一部分的温度的变化而在多个热电偶的每一个中产生电动势；
其中光接收面凸起和凹下。
19.一种电子装置，包含：
成像单元，其中接收光接收面上的入射光的多个像素布置在衬底的成像区域中，
其中，像素包括热电偶器件组，其中多个热电偶沿着光接收面对齐，
其中，在热电偶器件组中，多个热电偶布置为彼此分离，以使得光接收面具有格栅结构，并且
其中，热电偶器件组布置为使得入射光入射至格栅结构，从而使得在光接收面上发生等离子体共振，并且由于发生等离子体共振的热电偶器件组的一部分的温度的变化而在多个热电偶的每一个中产生电动势；
其中光接收面凸起和凹下。
20.一种光电池，包含：
光电功率器件，其通过在光接收面上接收入射光以产生电动势，
其中，光电功率器件包括热电偶器件组，其中多个热电偶沿着光接收面对齐，
其中，在热电偶器件组中，多个热电偶布置为彼此分离，以使得光接收面具有格栅结构，并且
其中，热电偶器件组布置为使得入射光入射至格栅结构，从而使得在光接收面上发生等离子体共振，并且由于发生等离子体共振的热电偶器件组的一部分的温度的变化而在多个热电偶的每一个中产生电动势；
其中光接收面凸起和凹下。
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